KR20230074831A - 항-c5 항체 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보체 인자 5 (C5) 단백질에 결합하는 단일클론 항체 및 이의 사용 방법을 제공한다. 본 발명의 다양한 실시양태에서, 상기 항체는 C5 단백질에 결합하는 전장 인간 항체이다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 항체는 C5 활성을 억제하거나 중성화시키는데 유용하여, 인간에 있어서 C5 관련 질병 또는 질환을 치료 또는 예방하는 수단을 제공한다. 일부 실시양태에서, 본 발명은 향상된 약동학적 및 약역학적 특성, 예컨대, 10일 이상의 반감기를 갖는 항-C5 항체를 제공한다.

Description

항-C5 항체 및 이의 용도{ANTI-C5 ANTIBODIES AND USES THEREOF}
본 출원은 현재 2017년 6월 13일에 PCT 국제 특허 출원으로 출원되어 있으며, 미국 가출원인 2016년 6월 14일에 출원된 62/349,705호; 2016년 10월 7일에 출원된 62/405,561호; 및 2016년 11월 15일에 출원된 62/422,107호에 대한 우선권의 이익을 주장하고, 이들 각 명세서의 내용은 그 내용 전체가 본원에 참고로서 포함된다.
본 발명의 기술분야
본 발명은 보체 인자 C5에 특이적으로 결합하는 항체 및 항체의 항원 결합 단편, 및 이들 항체를 이용하는 치료 및 진단 방법에 관한 것이다.
보체계는, 활성화시 표적 세포 용해를 유도하여 옵소닌작용을 통한 식세포작용을 촉진하는 일군의 혈장 단백질이다. 보체는 3가지 주요 경로: 일반적으로 면역 복합체에 의해 활성화되는 고전 경로, 보호되지 않은 세포 표면에 의해 유도될 수 있는 대체 경로, 및 만노스 결합 렉틴 경로에 의한 일련의 단백질 분해 단계를 통해 활성화된다. 보체 캐스케이드의 3가지 경로는 모두 보체 성분 5 (C5) 단백질의 단백질 분해 절단 과정으로 수렴한다. 보체 성분 5 (C5)의 절단은 보체 캐스케이드의 활성화 동안 중요한 과정인 단편 C5a 및 C5b의 생성을 유도한다. C5a는 그의 수용체에 대한 결합을 통해 다면발현성 생리학적 반응을 만들어낼 수 있다 (Monk et al 2007, Br. J. Pharmacol. 152: 429-448). C5a는 주화성 이동을 유도하고, 세포 부착을 강화시키며, 산화성 분출(oxidative burst)을 자극하고, 히스타민 또는 사이토카인과 같은 다양한 염증성 매개체의 방출을 유도하는 강력한 염증 유발성(pro-inflammatory) 매개체이다. C5b는 보체 의존성 세포독성 (CDC)의 후기에서 세포 용해를 유도하는 막공격 복합체 (MAC 또는 C5b-9)의 형성을 매개한다. 추가로, C5b-9에 의한 세포용해에 저항성인 유핵 세포에서, 용해를 유도하기에 부족한 양(sublytic quantities)의 C5b-9는 세포 증식, 염증 유발성 매개체의 생성 및 세포외 매트릭스의 생성을 유도하는 세포 활성화를 유발시킬 수 있다.
C5에 대한 단일클론 항체는 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어, 미국 특허/공보 9206251호, 9107861호, 9079949호, 9051365호, 8999340호, 8883158호, 8241628호, 7999081호, 7432356호, 7361339호, 7279158호, 6534058호, 6355245호, 6074642호, 20160299305호, 20160051673호, 20160031975호, 20150158936호, 20140056888호, 20130022615호, 20120308559호와 WO2015198243호, WO2015134894호, WO2015120130호, EP2563813B1호, EP2328616B1호 및 EP2061810B1호에 기술되어 있다.
C5 단백질에 높은 친화도로 특이적으로 결합하며 개선된 약동학적 특성을 보유하는 전장 인간 항체는 다양한 C5-관련 질병 (예컨대, 비정형 용혈성 요독증후군)의 예방 및 치료에 있어서 중요할 수 있다.
본 발명은 보체 인자 5 (C5) 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 본 발명의 항체는, 특히, C5 단백질의 활성을 억제하거나 중화시키는데 있어서 유용하다. 특정 실시양태에서, 상기 항체는 대상체에서 C5-관련 질병 또는 질환의 적어도 하나의 증상 또는 징후를 예방, 치료 또는 개선하는데 있어서 유용하다. 특정 실시양태에서, 상기 항체는 C5-관련 질병 또는 질환이 있거나 이러한 질병 또는 질환에 걸릴 위험이 있는 대상체에게 예방학적으로 또는 치료학적으로 투여될 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 항-C5 항체는 높은 친화도로 C5에 결합하고 향상된 약동학적 (PK) 및 약력학적 (PD) 특성을 보유하는 전장 인간 항체이다. 향상된 PK/PD를 갖는 이러한 높은 친화도의 항체는 C5-관련 질병 또는 질환이 있는 대상체에서 투약 빈도의 감소와 함께 월등한 효능을 제공하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 항체는 전장 (예를 들어, IgG1 또는 IgG4 항체)일 수 있거나, 또는 항원 결합 부분 (예를 들어, Fab, F(ab')2 또는 scFv 단편)만을 포함할 수 있으며, 기능성에 영향을 주기 위해, 예컨대, 숙주 내에서의 지속성을 증가시키기 위해, 또는 잔류 효과기 기능을 제거하기 위해 변형될 수도 있다 (Reddy et al., 2000, J. Immunol. 164:1925-1933). 특정 실시양태에서, 상기 항체는 이중특이적일 수 있다.
제1 양태에서, 본 발명은 C5 단백질에 특이적으로 결합하는 분리된 재조합 단일클론 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 일부 실시양태에서, 상기 항체는 전장 인간 단일클론 항체이다.
본 발명의 예시적인 항-C5 항체를 본원의 표 1과 2에 열거한다. 표 1은 예시적인 항-C5 항체의 중쇄 가변 영역 (HCVR), 경쇄 가변 영역 (LCVR), 중쇄 상보성 결정 영역 (HCDR1, HCDR2 및 HCDR3) 및 경쇄 상보성 결정 영역 (LCDR1, LCDR2 및 LCDR3)의 아미노산 서열 식별기호를 기재하고 있다. 표 2는 예시적인 항-C5 항체의 HCVR, LCVR, HCDR1, HCDR2, HCDR3, LCDR1, LCDR2 및 LCDR3의 핵산 서열 식별기호를 기재하고 있다.
본 발명은 표 1에 열거된 HCVR 아미노산 서열 중의 임의의 것으로부터 선택된 아미노산 서열, 또는 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열을 포함하는 HCVR를 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 HCVR 아미노산 서열 중의 임의의 것으로부터 선택된 아미노산 서열, 또는 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열을 포함하는 LCVR를 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 LCVR 아미노산 서열과 쌍을 이루는 표 1에 열거된 HCVR 아미노산 서열 중의 임의의 것을 포함하는 HCVR 및 LCVR 아미노산 서열 쌍 (HCVR/LCVR)을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 특정 실시양태에 따르면, 본 발명은 표 1에 열거된 임의의 예시적인 항-C5 항체 내에 포함된 HCVR/LCVR 아미노산 서열 쌍을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 특정 실시양태에서, HCVR/LCVR 아미노산 서열 쌍은 서열번호 2/10, 18/26, 34/42, 50/58, 66/74, 82/90, 98/106, 98/114, 122/106, 98/130, 138/106, 146/106, 122/130, 146/114, 146/130, 138/130, 154/162, 170/178, 186/194, 202/210, 218/226, 234/242, 250/258, 266/258, 274/282, 290/298, 306/314, 322/330 및 338/346으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특정 실시양태에서, HCVR/LCVR 아미노산 서열 쌍은 서열번호 50/58 (예컨대, H4H12161P), 98/106 (예컨대, H4H12166P), 138/106 (예컨대, H4H12166P5), 또는 202/210 (예컨대, H4H12170P) 중 하나로부터 선택된다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 5개 이하의 아미노산 치환을 갖는 표 1에 열거된 아미노산 서열을 포함하는 HCVR, 및 2개 이하의 아미노산 치환을 갖는 표 1에 열거된 아미노산 서열을 포함하는 LCVR을 포함하는 항-C5 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 예를 들어, 본 발명은 5개 이하의 아미노산 치환을 갖는 서열번호 98의 아미노산 서열을 포함하는 HCVR, 및 2개 이하의 아미노산 치환을 갖는 서열번호 106의 아미노산 서열을 포함하는 LCVR을 포함하는 항-C5 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명은 적어도 하나의 아미노산 치환을 갖는 서열번호 98의 아미노산 서열을 포함하는 HCVR, 및 하나의 아미노산 치환을 갖는 서열번호 106의 아미노산 서열을 포함하는 LCVR을 포함하는 항-C5 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 HCDR1 아미노산 서열 중의 임의의 것으로부터 선택된 아미노산 서열, 또는 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열을 포함하는 중쇄 CDR1 (HCDR1)을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 HCDR2 아미노산 서열 중의 임의의 것으로부터 선택된 아미노산 서열, 또는 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열을 포함하는 중쇄 CDR2 (HCDR2)을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 HCDR3 아미노산 서열 중의 임의의 것으로부터 선택된 아미노산 서열, 또는 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열을 포함하는 중쇄 CDR3 (HCDR3)을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 LCDR1 아미노산 서열 중의 임의의 것으로부터 선택된 아미노산 서열, 또는 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열을 포함하는 경쇄 CDR1 (LCDR1)을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 LCDR2 아미노산 서열 중의 임의의 것으로부터 선택된 아미노산 서열, 또는 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열을 포함하는 경쇄 CDR2 (LCDR2)을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 LCDR3 아미노산 서열 중의 임의의 것으로부터 선택된 아미노산 서열, 또는 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열을 포함하는 경쇄 CDR3 (LCDR3)을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 LCDR3 아미노산 서열 중 임의의 것과 쌍을 이루는 표 1에 열거된 HCDR3 아미노산 서열 중의 임의의 것을 포함하는 HCDR3 및 LCDR3 아미노산 서열 쌍 (HCDR3/LCDR3)을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 특정 실시양태에 따르면, 본 발명은 표 1에 열거된 임의의 예시적인 항-C5 항체 내에 포함된 HCDR3/LCDR3 아미노산 서열 쌍을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 특정 실시양태에서, HCDR3/LCDR3 아미노산 서열 쌍은 서열번호 56/64 (예컨대, H4H12161P), 104/112 (예컨대, H4H12166P), 144/112 (예컨대, H4H12166P5) 및 208/216 (예컨대, H4H12170P)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 아미노산 서열과 1개의 아미노산이 다른 아미노산 서열을 포함하는 HCDR1, 표 1에 열거된 아미노산 서열과 1개의 아미노산이 다른 아미노산 서열을 포함하는 HCDR2 및 표 1에 열거된 아미노산 서열과 1개의 아미노산이 다른 아미노산 서열을 포함하는 HCDR3을 포함하는 HCVR; 및 LCVR을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편도 제공한다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 HCVR; 및 표 1에 열거된 아미노산 서열과 1개의 아미노산이 다른 아미노산 서열을 포함하는 LCDR1, 표 1에 열거된 아미노산 서열과 1개의 아미노산이 다른 아미노산 서열을 포함하는 LCDR2 및 표 1에 열거된 아미노산 서열과 1개의 아미노산이 다른 아미노산 서열을 포함하는 LCDR3을 포함하는 LCVR을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 예를 들어, 본 발명은 서열번호 100의 아미노산 서열 또는 서열번호 100과 1개의 아미노산이 다른 아미노산 서열을 포함하는 HCDR1, 서열번호 102의 아미노산 서열 또는 서열번호 102와 1개의 아미노산이 다른 아미노산 서열을 포함하는 HCDR2 및 서열번호 104의 아미노산 서열 또는 서열번호 104와 1개의 아미노산이 다른 아미노산 서열을 포함하는 HCDR3을 포함하는 HCVR; 및 LCVR을 포함하는 항-C5 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 또 다른 예시적인 실시양태에서, 본 발명은 HCVR; 및 서열번호 108의 아미노산 서열 또는 서열번호 108과 1개의 아미노산이 다른 아미노산 서열을 포함하는 LCDR1, 서열번호 110의 아미노산 서열 또는 서열번호 110과 1개의 아미노산이 다른 아미노산 서열을 포함하는 LCDR2 및 서열번호 112의 아미노산 서열 또는 서열번호 112와 1개의 아미노산이 다른 아미노산 서열을 포함하는 LCDR3을 포함하는 LCVR을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
본 발명은 서열번호 353의 아미노산 서열, 또는 이에 대해 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열을 포함하는 중쇄를 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
또한, 본 발명은 서열번호 354의 아미노산 서열, 또는 이에 대해 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열을 포함하는 경쇄를 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 서열번호 353의 아미노산 서열, 또는 이에 대해 적어도 80%, 적어도 90%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열을 포함하는 중쇄; 및 서열번호 354의 아미노산 서열, 또는 이에 대해 적어도 80%, 적어도 90%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열을 포함하는 경쇄를 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 임의의 예시적인 항-C5 항체 중에 포함된 6개의 CDR의 세트 (즉, HCDR1-HCDR2-HCDR3-LCDR1-LCDR2-LCDR3)를 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 특정 실시양태에서, 상기 HCDR1-HCDR2-HCDR3-LCDR1-LCDR2-LCDR3 아미노산 서열 세트는 서열번호 52-54-56-60-62-64 (예컨대, H4H12161P), 100-102-104-108-110-112 (예컨대, H4H12166P), 140-142-144-108-110-112 (예컨대, H4H12166P5) 및 204-206-208-212-214-216 (예컨대, H4H12170P)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
관련 실시양태에서, 본 발명은 표 1에 열거된 임의의 예시적인 항-C5 항체에 의해 정의된 바와 같은 HCVR/LCVR 아미노산 서열 쌍 내에 포함된 6개의 CDR의 세트 (즉, HCDR1-HCDR2-HCDR3-LCDR1-LCDR2-LCDR3)를 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 예를 들어, 본 발명은 서열번호 50/58 (예컨대, H4H12161P), 98/106 (예컨대, H4H12166P), 138/106 (예컨대, H4H12166P5), 또는 202/210 (예컨대, H4H12170P)로 이루어진 군으로부터 선택되는 HCVR/LCVR 아미노산 서열 쌍 내에 포함된 HCDR1-HCDR2-HCDR3-LCDR1-LCDR2-LCDR3 아미노산 서열 세트를 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다. HCVR 및 LCVR 아미노산 서열 내의 CDR을 확인하기 위한 방법 및 기술은 당업계에 널리 공지되어 있으며 본원에 개시된 특정 HCVR 및/또는 LCVR 아미노산 서열 내의 CDR을 확인하는데 사용될 수 있다. CDR의 경계를 확인하는데 사용될 수 있는 예시적인 방법으로는, 예를 들어, 카바트(Kabat) 정의, 코티아(Chothia) 정의, 및 AbM 정의를 포함한다. 일반적으로, 카바트 정의는 서열 변동성을 기반으로 하고, 코티아 정의는 구조적 루프 영역의 위치를 기반으로 하며, AbM 정의는 카바트와 코티아 접근 방법을 절충한 것이다. 예를 들어, 문헌 [Kabat, "Sequences of Proteins of Immunological Interest," National Institutes of Health, Bethesda, Md. (1991)]; [Al-Lazikani et al., J. Mol. Biol. 273:927-948 (1997)]; 및 [Martin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:9268-9272 (1989)]를 참조한다. 공용 데이터베이스도 항체 내의 CDR 서열을 확인하는데 활용할 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명은, 중쇄 가변 영역 (HCVR) 내에 포함된 3개의 중쇄 상보성 결정 영역 (CDR) (HCDR1, HCDR2 및 HCDR3) 및 경쇄 가변 영역 (LCVR) 내에 포함된 3개의 경쇄 CDR (LCDR1, LCDR2 및 LCDR3)를 포함하고, 상기 HCVR이 (i) 서열번호 98의 아미노산 서열, (ii) 서열번호 98에 대해 적어도 90%의 동일성을 갖는 아미노산 서열, (iii) 서열번호 98에 대해 적어도 95%의 동일성을 갖는 아미노산 서열; 또는 (iv) 5개 이하의 아미노산 치환을 갖는 서열번호 98의 아미노산 서열을 포함하고; 상기 LCVR이 (i) 서열번호 106의 아미노산 서열, (ii) 서열번호 106에 대해 적어도 90%의 동일성을 갖는 아미노산 서열, (iii) 서열번호 106에 대해 적어도 95%의 동일성을 갖는 아미노산 서열; 또는 (iv) 5개 이하의 아미노산 치환을 갖는 서열번호 106의 아미노산 서열을 포함하는, C5에 특이적으로 결합하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
본 발명은 변형된 글리코실화 패턴을 갖는 항-C5 항체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 바람직하지 않은 글리코실화 부위를 제거하기 위한 변형, 즉, 예를 들어, 항체 의존형 세포성 세포독성(ADCC) 기능을 증대시키기 위해 올리고사카라이드 사슬 상에 존재하는 푸코오스 잔기가 결핍된 항체가 유용할 수 있다(참조: Shield et al. (2002) JBC 277:26733). 또 다른 용도에서, 보체 의존성 세포독성(CDC)을 변형시키기 위해 갈락토실화의 변형이 이루어질 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 C5에 대한 pH-의존적 결합을 나타내는 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 예를 들어, 본 발명은 산성 pH에서 보다 중성 pH에서 더 높은 친화도(즉, 산성 pH에서 감소된 결합)로 C5에 결합하는 항체 및 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 향상된 약동학적 및 약력학적 특성을 나타내는 항체 및 항원 결합 단편을 제공하는데, 예를 들어, 본 발명은 연장된 혈청 반감기를 갖는 항-C5 항체를 제공한다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 항-C5 항체는 C5-인간화된 마우스에서 40일간 10 ㎍/mL 이상의 혈청 농도를 가진다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 항-C5 항체는 C5-인간화된 마우스에 투여시 35일간 CP- 및 AP 용혈반응을 차단한다.
또한, 본 발명은 HCVR의 CDR 및 LCVR의 CDR을 포함하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편과 C5로의 특이적 결합에 대해 경쟁하는 항체 및 이의 항원 결합 단편도 제공하는데, 여기서 상기 HCVR 및 LCVR은 각각 표 1에 열거된 HCVR 및 LCVR 서열로부터 선택된 아미노산 서열을 가진다.
또한, 본 발명은 HCVR의 CDR 및 LCVR의 CDR을 포함하는 기준 항체 또는 이의 항원 결합 단편과 C5로의 결합에 대해 교차-경쟁(cross-compete)하는 항체 및 이의 항원 결합 단편도 제공하는데, 여기서 상기 HCVR 및 LCVR은 각각 표 1에 열거된 HCVR 및 LCVR 서열로부터 선택된 아미노산 서열을 가진다.
또한, 본 발명은 HCVR의 CDR 및 LCVR의 CDR을 포함하는 기준 항체 또는 이의 항원 결합 단편과 동일한 에피토프에 결합하는 항체 및 이의 항원 결합 단편도 제공하는데, 여기서 상기 HCVR 및 LCVR은 각각 표 1에 열거된 HCVR 및 LCVR 서열로부터 선택된 아미노산 서열을 가진다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 HCVR의 CDR 및 LCVR의 CDR을 포함하는 기준 항체 또는 이의 항원 결합 단편과 동일한 에피토프에 결합하는 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공하는데, 여기서 상기 HCVR/LCVR 아미노산 서열 쌍은 서열번호 98/106을 가진다.
또한, 본 발명은 C5의 알파 사슬 및/또는 베타 사슬 내에 포함된 하나 이상의 아미노산 잔기에 결합하는 항-C5 항체 및 이의 항원 결합 단편도 포함한다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 C5의 알파 사슬 내의 하나 이상의 아미노산 및 C5의 베타 사슬 내의 하나 이상의 아미노산에 결합하는 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 C5의 알파 및 베타 사슬 내의 하나 이상의 아미노산에 결합하는 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공하는데, 여기서 상기 항체는 C5a 아나필라톡신 도메인에 결합하지 않는다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 인간 C5 (서열번호 359) 내에 포함된 하나 이상의 아미노산과 상호작용하는 항-C5 항체를 제공한다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 항체가 C5a 아나필라톡신 도메인에 결합하지 않는, 인간 C5 (서열번호 359) 내에 포함된 하나 이상의 아미노산과 상호작용하는 항-C5 항체를 제공한다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 (a) 서열번호 359의 아미노산 591 내지 599; (b) 서열번호 359의 아미노산 593 내지 599; (c) 서열번호 359의 아미노산 775 내지 787; (d) 서열번호 359의 아미노산 775 내지 794; 및 (e) 서열번호 359의 아미노산 779 내지 787로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열과 상호작용하는 항-C5 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 서열번호 359 내에 포함된 하나 이상의 아미노산과 상호작용하는 항-C5 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공하는데, 예를 들어, 본 발명은 서열번호 361 내에 포함된 적어도 5개의 아미노산, 적어도 10개의 아미노산, 또는 적어도 15개의 아미노산과 상호작용하는 항-C5 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 서열번호 359 내에 포함된 하나 이상의 아미노산과 상호작용하는 항-C5 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공하는데, 예를 들어, 본 발명은 서열번호 360 내에 포함된 적어도 5개의 아미노산과 상호작용하는 항-C5 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 서열번호 360 및 361 내에 포함된 적어도 5개의 아미노산과 상호작용하는 항-C5 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 서열번호 360의 아미노산 서열 (서열번호 359의 아미노산 591 내지 599에 해당함) 및 서열번호 361의 아미노산 서열 (서열번호 359의 아미노산 775 내지 794에 해당함)와 상호작용하는 항-C5 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
일부 실시양태에서, 상기 항체 및 이의 항원 결합 단편은 작용제 방식으로 C5에 특이적으로 결합할 수 있고, 즉, 이는 C5 결합 및/또는 활성을 강화 또는 자극시킬 수 있으며; 다른 실시양태에서, 상기 항체는 길항제 방식으로 C5에 특이적으로 결합할 수 있고, 즉, 이는 C5 결합 및/또는 활성을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명은 C5 전환효소에 대한 C5 결합을 차단하는 분리된 항체 및 이의 항원 결합 단편도 제공한다. 일부 실시양태에서, C5 전환효소에 대한 C5 결합을 차단하는 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 C5 전환효소와 동일한 C5 상의 에피토프에 결합할 수 있거나, 또는 C5 전환효소와 상이한 C5 상의 에피토프에 결합할 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명은 원숭이 C5 전환효소에 대한 C5의 결합을 차단하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 항체 또는 항원 결합 단편은 C5 단백질의 제1 에피토프에 대한 제1 결합 특이성 및 C5 단백질의 제2 에피토프에 대한 제2 결합 특이성을 포함하는 이중특이적이며, 이 경우 제1 및 제2 에피토프는 별개로서 중첩되지 않는다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 항체 및 항원 결합 단편은 0.5 nM 미만의 IC50으로 C5a에 결합한다. 특정 실시양태에서, 상기 항체는 서열번호 290, 306, 322 및 338로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 HCVR을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 항체는 서열번호 298, 314, 330 및 346으로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 LCVR을 포함한다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 하기의 특성들 중 하나 이상을 보유하는 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다: (a) 전장 인간 단일클론 항체이고; (b) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 25℃에서 0.9 nM 미만의 해리 상수 (KD)로 인간 C5에 결합하며; (c) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 37℃에서 0.3 nM 미만의 KD로 인간 C5에 결합하고; (d) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 65 nM 미만의 KD로 원숭이 C5에 결합하며; (e) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 0.5 nM 미만의 KD로 인간 C5 변이체 R885H (서열번호 356)에 결합하고; (f) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 0.5 nM 미만의 KD로 인간 C5 변이체 R885C (서열번호 357)에 결합하며; (g) CP 용혈반응 분석법으로 측정시, 인간 C5-매개된 고전 경로 (CP) 용혈반응을 6 nM 미만의 IC50으로 95% 이상까지 차단하고; (h) AP 용혈반응 분석법으로 측정시, 인간 C5-매개된 대체 경로 (AP) 용혈반응을 165 nM 미만의 IC50으로 70% 이상까지 차단하며; (i) CP 용혈반응 분석법으로 측정시, 아프리카 녹색 원숭이 C5-매개된 CP 용혈반응을 185 nM 미만의 IC50으로 억제하고; (j) AP 용혈반응 분석법으로 측정시, 아프리카 녹색 원숭이 C5-매개된 AP 용혈반응을 235 nM 미만의 IC50으로 억제하며; (k) CP 용혈반응 분석법으로 측정시, 시노몰구스 원숭이 C5-매개된 CP 용혈반응을 145 nM 미만의 IC50으로 억제하고; (l) AP 용혈반응 분석법으로 측정시, 시노몰구스 원숭이 C5-매개된 AP 용혈반응을 30 nM 미만의 IC50으로 억제하는 특성.
특정 실시양태에서, 본 발명은 하기의 특성들 중 하나 이상을 보유하는 분리된 재조합 단일클론 항-C5 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다: (a) 서열번호 100-102-104-108-110-112의 아미노산 서열을 포함하는 6개의 CDR의 세트를 포함하고; (b) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 25℃에서 0.2 nM 미만의 해리 상수 (KD)로 인간 C5에 결합하며; (c) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 37℃에서 0.3 nM 미만의 KD로 인간 C5에 결합하고; (d) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 37℃에서 0.4 nM 미만의 KD로 인간 C5 변이체 (R885H)에 결합하며; (e) 인간 혈청의 고전 경로 (CP)-매개된 용혈반응을 3 nM 미만의 IC50으로 억제하고; (f) 인간 혈청의 대체 경로 (AP)-매개된 용혈반응을 27 nM 미만의 IC50으로 억제하며; (g) 원숭이 혈청의 CP-매개된 용혈반응을 21 nM 미만의 IC50으로 억제하고; (g) 원숭이 혈청의 AP-매개된 용혈반응을 10 nM 미만의 IC50으로 억제하며; (h) C5-인간화된 마우스에서 10일 이상의 혈청 반감기 (t1/2)를 가지고; (i) C5-인간화된 마우스에 투여시 40일 동안 10 ㎍/mL 이상의 혈청 농도를 가지며; (j) C5-인간화된 마우스에서 50일 동안 CP-매개된 용혈반응을 차단하고; 및 (k) 서열번호 359의 알파 사슬 및/또는 베타 사슬 내에 포함된 하나 이상의 아미노산에 결합하며, 여기서 상기 항체는 C5의 C5a 아나필라톡신 도메인에 결합하지 않는다.
제2 양태에서, 본 발명은 항-C5 항체 또는 이의 부분을 인코딩하는 핵산 분자를 제공한다. 예를 들어, 본 발명은 표 1에 열거된 임의의 HCVR 아미노산 서열을 인코딩하는 핵산 분자를 제공하고; 특정 실시양태에서, 상기 핵산 분자는 표 2에 열거된 임의의 HCVR 핵산 서열, 또는 이에 대해 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열로부터 선택되는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 임의의 LCVR 아미노산 서열을 인코딩하는 핵산 분자를 제공하고; 특정 실시양태에서, 상기 핵산 분자는 표 2에 열거된 임의의 LCVR 핵산 서열, 또는 이에 대해 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열로부터 선택되는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 임의의 HCDR1 아미노산 서열을 인코딩하는 핵산 분자를 제공하고; 특정 실시양태에서, 상기 핵산 분자는 표 2에 열거된 임의의 HCDR1 핵산 서열, 또는 이에 대해 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열로부터 선택되는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 임의의 HCDR2 아미노산 서열을 인코딩하는 핵산 분자를 제공하고; 특정 실시양태에서, 상기 핵산 분자는 표 2에 열거된 임의의 HCDR2 핵산 서열, 또는 이에 대해 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열로부터 선택되는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 임의의 HCDR3 아미노산 서열을 인코딩하는 핵산 분자를 제공하고; 특정 실시양태에서, 상기 핵산 분자는 표 2에 열거된 임의의 HCDR3 핵산 서열, 또는 이에 대해 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열로부터 선택되는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 임의의 LCDR1 아미노산 서열을 인코딩하는 핵산 분자를 제공하고; 특정 실시양태에서, 상기 핵산 분자는 표 2에 열거된 임의의 LCDR1 핵산 서열, 또는 이에 대해 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열로부터 선택되는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 임의의 LCDR2 아미노산 서열을 인코딩하는 핵산 분자를 제공하고; 특정 실시양태에서, 상기 핵산 분자는 표 2에 열거된 임의의 LCDR2 핵산 서열, 또는 이에 대해 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열로부터 선택되는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함한다.
또한, 본 발명은 표 1에 열거된 임의의 LCDR3 아미노산 서열을 인코딩하는 핵산 분자를 제공하고; 특정 실시양태에서, 상기 핵산 분자는 표 2에 열거된 임의의 LCDR3 핵산 서열, 또는 이에 대해 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열로부터 선택되는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함한다.
또한, 본 발명은 HCVR을 인코딩하는 핵산 분자를 제공하는데, 여기서 상기 HCVR은 3개의 CDR의 세트 (즉, HCDR1-HCDR2-HCDR3)를 포함하고, 상기 HCDR1-HCDR2-HCDR3 아미노산 서열 세트는 표 1에 열거된 임의의 예시적인 항-C5 항체에 의해 정의된 바와 같다.
또한, 본 발명은 LCVR을 인코딩하는 핵산 분자를 제공하는데, 여기서 상기 LCVR은 3개의 CDR의 세트 (즉, LCDR1-LCDR2-LCDR3)를 포함하고, 상기 LCDR1-LCDR2-LCDR3 아미노산 서열 세트는 표 1에 열거된 임의의 예시적인 항-C5 항체에 의해 정의된 바와 같다.
또한, 본 발명은 HCVR 및 LCVR 양자 모두를 인코딩하는 핵산 분자를 제공하는데, 여기서 상기 HCVR은 표 1에 열거된 임의의 HCVR 아미노산 서열 중의 아미노산 서열을 포함하고, 상기 LCVR은 표 1에 열거된 임의의 LCVR 아미노산 서열 중의 아미노산 서열을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 핵산 분자는 표 2에 열거된 임의의 HCVR 핵산 서열, 또는 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열로부터 선택되는 폴리뉴클레오티드 서열, 및 표 1에 열거된 임의의 LCVR 핵산 서열, 또는 이에 대해 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98% 또는 적어도 99%의 서열 동일성을 갖는 이의 실질적으로 유사한 서열로부터 선택되는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함한다. 본 발명의 상기 양태에 따른 특정 실시양태에서, 상기 핵산 분자는 HCVR 및 LCVR을 인코딩하고, 여기서 HCVR 및 LCVR은 모두 표 1에 열거된 동일한 항-C5 항체로부터 유래한다.
관련 양태에서, 본 발명은 항-C5 항체의 중쇄 또는 경쇄 가변 영역을 포함하는 폴리펩타이드를 발현할 수 있는 재조합 발현 벡터를 제공한다. 예를 들어, 본 발명은 상기 언급한 임의의 핵산 분자, 즉, 표 2에 기재된 바와 같은 HCVR, LCVR 및/또는 CDR 서열 중 임의의 것을 인코딩하는 핵산 분자를 포함하는 재조합 발현 벡터를 포함한다. 또한, 이러한 벡터가 도입된 숙주 세포 뿐만 아니라 항체 또는 항체 단편의 생산을 가능케 하는 조건 하에 상기 숙주 세포를 배양하고, 이렇게 하여 생산된 항체 및 항체 단편을 회수함으로써 항체 또는 이의 부분을 제조하는 방법도 본 발명의 범위 내에 포함된다.
제3 양태에서, 본 발명은 C5에 특이적으로 결합하는 적어도 하나의 재조합 단일클론 항체 또는 이의 항원 결합 단편의 치료적 유효량 및 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약학 조성물을 제공한다. 관련 양태에서, 본 발명은 항-C5 항체와 제2 치료제의 조합인 조성물을 특징으로 한다. 한 실시양태에서, 상기 제2 치료제는 항-C5 항체와 유리하게 조합되는 임의의 제제이다. 항-C5 항체와 유리하게 조합될 수 있는 예시적인 제제로는, 제한없이, C5와 결합하고/하거나 C5 활성을 억제하는 기타 제제 (다른 항체 또는 이의 항원 결합 단편 등을 포함) 및/또는 C5에 직접적으로는 결합하지 않지만 C5-관련 질병 또는 질환의 적어도 하나의 증상 또는 징후를 치료 또는 개선하는 제제를 포함한다. 본 발명의 항-C5 항체와 관련된 추가의 병용 요법 및 보조 제제들은 본원의 다른 곳에 개시되어 있다.
제4 양태에서, 본 발명은 본 발명의 항-C5 항체 또는 항체의 항원 결합 부분을 사용하여 대상체에서 C5와 관련된 질병 또는 질환을 치료하는 치료 방법을 제공하는데, 여기서 상기 치료 방법은 본 발명의 항체 또는 항체의 항원 결합 단편을 포함하는 치료적 유효량의 약학 조성물을 이를 필요로 하는 대상체에게 투여하는 단계를 포함한다. 치료되는 질환은 C5 활성의 억제에 의하여 향상되거나, 개선되거나, 억제되거나 또는 예방되는 임의의 질병 또는 질환이다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 치료적 유효량의 본 발명의 항-C5 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 이를 필요로 하는 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 비정형 용혈성 요독증후군 (aHUS)의 적어도 하나의 증상을 예방, 치료 또는 개선하는 방법을 제공한다. 일부 실시양태에서, 본 발명은 본 발명의 항-C5 항체를 투여함으로써 대상체에서 발작성 야간 혈색소뇨증 (PNH)의 적어도 하나의 증상 또는 징후의 중증도를 개선 또는 감소시키는 방법을 제공한다. 일부 실시양태에서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 C5-관련 질병 또는 질환이 있거나 이러한 질병 또는 질환에 걸릴 위험이 있는 대상체에게 예방학적으로 또는 치료학적으로 투여될 수 있다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 이를 필요로 하는 대상체에게 제2 치료제와 병용하여 투여된다. 상기 제2 치료제는 항염증성 약물 (예컨대, 코르티코스테로이드 및 비스테로이드성 항염증성 약물), C5 단백질에 대한 상이한 항체, 식이 보충제, 예컨대 항-산화제 및 당업계에 공지된 임의의 기타 약물 또는 치료제로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 제2 치료제는 본 발명의 항체 또는 이의 항원 결합 단편과 관련하여 가능한 임의의 부작용(들) (이러한 부작용(들)이 발생하는 경우)을 해소 또는 감소하는데 도움이 되는 제제일 수 있다. 상기 항체 또는 이의 단편은 피하, 정맥내, 피부내, 복강내, 경구, 또는 근육내로 투여할 수 있다. 상기 항체 또는 이의 단편은 대상체의 체중 1 kg당 약 0.1 mg 내지 약 100 mg의 용량으로 투여할 수 있다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 항체는 50 mg 내지 600 mg을 포함하는 1회 이상의 용량으로 투여할 수 있다.
또한, 본 발명은 C5 결합 및/또는 활성의 차단으로부터 유익할 수 있는 질병 또는 질환의 치료를 위한 약제의 제조에 있어서의 본 발명의 항-C5 항체 또는 이의 항원 결합 단편의 용도를 포함한다.
다른 실시양태들은 하기의 상세한 설명의 검토로부터 자명해질 것이다.
본 발명은 보체 인자 5 (C5) 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
도 1은 ELISA로 측정된, 용량 의존적 방식의 항-C5 항체 H4H12166P에 의한 C5a 수준의 억제를 나타낸다 (본원 실시예 9에 기술됨).
도 2는 수컷 시노몰구스 원숭이에 대한 H4H12166P, H4H12161P, 또는 비교군 2의 단회 15 mg/kg 정맥내 주사 후 전체 혈청 농도 대 시간을 나타낸다 (본원 실시예 10에 기술됨). 농도-시간 프로파일은 해당되는 경우 LLOQ/2로 추산한 제1 투약 후 정량 한계 미만 (BLQ) 결과를 통해 플롯팅하였다. 각 데이터 포인트는 평균 (±SD) (n = 4 마리의 동물/군)을 나타내고; ADA에 의해 영향을 받을 것으로 간주되는 농도는 각각 36일 및 29일에서 시작하여 H4H12166P 군에서 1 마리의 동물 및 H4H12161P 군에서 1 마리의 동물에서는 배제시켰다. LLOQ = 최저 정량 한계
도 3은 수컷 시노몰구스 원숭이에게 H4H12166P, H4H12161P 또는 비교군 2의 단일 정맥내 주사 후, 체외(ex vivo) 적혈구 (A) 고전 경로 및 (B) 대체 경로 분석법에서의 % 용혈반응 대 시간을 나타낸다. 실험적 용해 대 최대 용해의 비율(양 수치에서 모두 % 백그라운드 용해는 차감)로서 계산된 % 용혈반응은 지정된 시점에 혈청 내에 존재하는 특정 항-C5 항체에 의해 억제된 C5의 양과 관련이 있다. 각 데이터 포인트는 평균 (±SD)을 나타낸다.
도 4는 C5에 대해 인간화된 마우스에서 선택된 항-C5 항체의 전체 혈청 농도 대 시간 프로파일을 나타낸다 (본원 실시예 11에 기술됨). 인간화된 C5 마우스에게 H4H12166P, 비교군 1 또는 비교군 2의 단일 15 mg/kg 피하 용량을 투여하였다. 각 데이터 포인트는 평균 ± s.e.m.을 나타낸다 (n = 각각 4-5).　 주사 후 1일, 10일, 20일, 30일 및 40일 후에 샌드위치 ELISA를 사용하여 혈청 중의 항체 농도를 모니터링하였다.
도 5는 C5에 대해 인간화된 마우스에서 선택된 항-C5 항체의 체외 보체 고전 경로 용혈반응 분석법에서 % 용혈반응 대 시간을 나타낸다. 인간화된 C5 마우스에게 H4H12166P, 비교군 1 또는 비교군 2의 단일 15 mg/kg 피하 용량을 투여하였다. 각 데이터 포인트는 평균 ± s.e.m.을 나타낸다 (n = 각각 4-5). 혈청 중의 % 용혈반응을 투약전, 주사 후 10일, 20일, 30일, 40일 및 50일에 모니터링하였다. 실험적 용해 대 최대 용해의 비율(양 수치에서 모두 % 백그라운드 용해는 차감)로서 계산된 % 용혈반응은 지정된 시점에 혈청 내에 존재하는 특정 항-C5 항체에 의해 억제된 C5의 양과 관련이 있다.
도 6은 C5에 대해 인간화된 마우스에서 선택된 항-C5 항체의 전체 혈청 농도 대 시간 프로파일을 나타낸다 (본원 실시예 11에 기술됨). 마우스에게 H4H12166P, H4H12161P, 비교군 1 또는 IgG4P 동형 대조군의 단일 15 mg/kg 피하 용량을 투여하였다. 각 데이터 포인트는 평균 ± s.e.m.을 나타낸다 (n = 각각 5). 주사 후 6시간, 1일, 2일, 3일, 4일, 7일, 10일, 14일, 21일, 30일, 45일 및 59일 후에 샌드위치 ELISA를 사용하여 혈청 중의 항체 수준을 모니터링하였다.
도 7은 10 mg/kg 또는 50 mg/kg의 동형 대조군 또는 항-C5 항체 M1M17628N으로 처리된 마우스에 있어서 광 간섭성 단층촬영기법 (OCT) 스코어를 나타내는 그래프이다 (본원 실시예 14에 기술됨). ****p < 0.0001, 50 mg/kg의 항-C5 항체를 이용한 이원분산분석(two-way ANOVA) 처리군 대 무처리 또는 동형 대조군을 이용한 처리군.
도 8은 C3의 부재 하에 (A); 및 (본원 실시예 14에 기술된) 80 ㎍/mL의 인간 C3의 존재 하에 (B) 항-C5 항체 M1M17628N에 의한 고전 경로 용혈반응의 억제를 나타낸다.
도 9는 10 mg/kg 또는 50 mg/kg의 동형 대조군 또는 항-인간 C5 항체 H4H12170P로 처리된 C5 인간화된 마우스에 있어서 세포 클러스터 개수를 나타낸다 (본원 실시예 15에 기술됨). 각 군당 n=8-12개의 안구
도 10은 10 mg/kg 또는 50 mg/kg의 동형 대조군 또는 항-인간 C5 항체 H4H12170P로 처리된 C5 인간화된 마우스에 있어서 OCT 스코어를 나타내는 그래프이다 (본원 실시예 15에 기술됨). 각 군당 n=8-12개의 안구
도 11은 3 mg/kg 또는 10 mg/kg의 동형 대조군, 항-인간 C5 항체 H4H12166P, 또는 10 mg/kg의 비교군 2로 처리된 C5 인간화된 마우스에 있어서 OCT 스코어를 나타내는 그래프이다 (본원 실시예 15에 기술됨). 각 군당 n=6-12개의 안구
도 12는 3 mg/kg 또는 10 mg/kg의 동형 대조군, 항-인간 C5 항체 H4H12166P, 또는 10 mg/kg의 비교군 2로 처리된 C5 인간화된 마우스에 있어서 세포 클러스터 개수를 나타낸다 (본원 실시예 15에 기술됨). 각 군당 n=6-12개의 안구
도 13은 동형 대조군으로, 또는 항-C5 항체 M1M17628N 또는 M1M17627N으로 처리된 NZBWF1 마우스의 생존 곡선이다 (본원 실시예 17에 기술됨).
도 14는 동형 대조군으로, 또는 항-C5 항체 M1M17628N 또는 M1M17627N으로 처리된 NZBWF1 마우스에서 (A) 뇨 알부민 및 (B) 뇨 크레아티닌으로 정규화된 뇨 알부민의 수준을 나타낸다 (본원 실시예 17에 기술됨).
도 15는 동형 대조군으로, 또는 항-C5 항체 M1M17628N 또는 M1M17627N으로 처리된 NZBWF1 마우스에서 혈액 요소 질소의 수준을 나타낸다 (본원 실시예 17에 기술됨).
도 16은 실시예 18에 기술된 바와 같은, 항-C5 항체 H4H12166P, H4H12170P, 비교군 1 및 비교군 2에 의한 성상세포의 항체-의존성 세포독성의 억제를 나타내는 그래프이다.
본 발명을 기술하기 전에, 방법과 조건들은 다양할 수 있기 때문에, 본 발명은 여기에 기술된 특정한 방법과 실험 조건들에 한정되지 않는다는 점을 이해해야 한다. 또한, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이기 때문에, 본원에서 사용된 용어들은 다만 특정한 실시양태들을 설명하기 위한 목적일 뿐이지 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아니다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술 용어 및 과학 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 숙련가에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기재된 것과 유사하거나 균등한 임의의 방법과 재료들을 본 발명의 실시 또는 시험에 사용할 수 있으나, 바람직한 방법과 재료들을 이제 기술할 것이다. 본원에서 언급한 모든 간행물들은 전문이 본원에 참고로 포함된다.
정의
"보체 성분 5" 또는 "보체 인자 5"로도 지칭되는 "C5"라는 용어는 보체 캐스케이드의 혈청 단백질을 지칭한다. 상기 C5 단백질은 2개의 사슬인 알파 및 베타를 포함하는 1676개의 아미노산 단백질이다. 상기 단백질은 3개의 보체 활성화 경로: 고전 경로, 대체 경로 및 만노스 결합 렉틴 경로에 대한 수렴 지점에 해당한다. 전장 C5 단백질의 아미노산 서열은 등록 번호 NP_001726.2로 GenBank에 제공된 아미노산 서열 (서열번호 355)로 예시된다. "C5"라는 용어는 재조합 C5 단백질 또는 이의 단편을 포함한다. 상기 용어는 예를 들어, 히스티딘 태그, 마우스 또는 인간 Fc, 또는 신호 서열, 예컨대 ROR1에 커플링된 C5 단백질 또는 이의 단편도 포함한다. 예를 들어, 상기 용어는 전장 C5 단백질 중 아미노산 잔기 19 - 1676번에 커플링된 C-말단에서의 히스티딘 태그를 포함하는, 서열번호 356 또는 357에 나타낸 서열로 예시된 서열을 포함한다. 또한, 상기 용어는 R885H 변화 또는 R885C 변화를 갖는, 전장 C5 단백질 중 아미노산 잔기 19 - 1676번에 커플링된 C-말단에서의 히스티딘 태그를 포함하는 단백질 변이체도 포함한다.
본원에 사용된 "항체"라는 용어는 이황화 결합에 의해 서로연결된 2개의 중쇄(H) 및 2개의 경쇄(L)인 4개의 폴리펩타이드 사슬로 이루어진 면역글로불린 분자 (즉, "전장 항체 분자") 뿐만 아니라 이의 다량체 (예컨대, IgM) 또는 이의 항원 결합 단편을 지칭한다. 각 중쇄는 중쇄 가변 영역 ("HCVR" 또는 "VH") 및 중쇄 불변 영역 (도메인 CH1, CH2 및 CH3으로 이루어짐)으로 구성된다. 각 경쇄는 경쇄 가변 영역 ("LCVR 또는 "VL") 및 경쇄 불변 영역 (CL)으로 구성된다. 상기 VH 및 VL 영역은 골격 영역 (FR)이라 불리는 보다 보존된 영역과 교차배치된 상보성 결정 영역 (CDR)이라 불리는 초가변 영역으로 더 세분될 수 있다. 각각의 VH 및 VL은 아미노-말단으로부터 카복시-말단으로 하기의 순서로 배열된 3개의 CDR 및 4개의 FR로 이루어진다: FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3, FR4. 본 발명의 특정 실시양태에서, 상기 항체 (또는 이의 항원 결합 단편)의 FR은 인간 생식세포 계열의 서열과 동일할 수 있거나, 또는 자연적으로 또는 인공적으로 변형될 수 있다. 아미노산 컨센서스 서열(consensus sequence)은 2개 이상의 CDR에 대한 나란한 분석을 기반으로 정의될 수 있다.
하나 이상의 CDR 잔기의 치환 또는 하나 이상의 CDR의 누락도 가능하다. 1개 또는 2개의 CDR이 결합을 위해 생략될 수 있는 항체가 과학 문헌에 기술된 바 있다. 패들란(Padlan) 등 (1995 FASEB J. 9:133-139)은 공지된 결정 구조를 기초로 항체와 이들의 항원 사이의 접촉 영역을 분석하여 CDR 잔기의 약 1/5 내지 1/3만이 실제로 항원과 접촉하고 있는 것으로 결론내었다. 또한, 패들란은 1개 또는 2개의 CDR이 항원과 접촉하고 있는 아미노산이 없는 다수의 항체도 확인하였다 (하기 문헌도 참고: Vajdos et al. 2002 J Mol Biol 320:415-428). 　　
항원과 접촉하고 있지 않는 CDR 잔기는, 선행 연구들 (예를 들어, CDRH2 중의 잔기 H60-H65는 필요치 않은 경우가 많음)을 기초로 분자 모델링 및/또는 실험적으로 코티아 CDR 외측에 존재하는 카바트 CDR의 영역으로부터 확인될 수 있다. 　CDR 또는 이의 잔기(들)이 누락되는 경우, 이는 통상적으로 또 다른 인간 항체 서열 또는 이러한 서열의 컨센서스 중의 해당 위치를 차지하고 있는 아미노산으로 치환된다. 　치환할 CDR 및 아미노산 내의 치환 위치는 실험적으로 선택될 수도 있다. 실험적 치환은 보존적 또는 비보존적 치환일 수 있다. 　
본원에 개시된 전장 인간 항-C5 단일클론 항체는, 상응하는 생식세포 계열의 서열과 비교하여, 중쇄 및 경쇄 가변 도메인의 골격 및/또는 CDR 영역 내에 하나 이상의 아미노산 치환, 삽입 및/또는 결실을 포함할 수 있다. 이러한 돌연변이는 본원에 개시된 아미노산 서열을 예를 들어, 공공 항체 서열 데이터베이스로부터 이용가능한 생식세포 계열의 서열과 비교함으로써 쉽게 확인할 수 있다. 본 발명은 임의의 본원에 개시된 아미노산 서열로부터 유래되는 항체 및 이의 항원 결합 단편으로서, 하나 이상의 골격 및/또는 CDR 영역 내의 하나 이상의 아미노산이 항체가 유래되는 생식세포 계열의 서열 중의 상응하는 잔기(들)로 돌연변이되거나, 또는 또 다른 인간 생식세포 계열의 서열 중의 상응하는 잔기(들)로 돌연변이되거나, 또는 상응하는 생식세포 계열의 잔기(들)의 보존적 아미노산 치환으로 돌연변이되는 (이러한 서열 변화들은 본원에서 총괄적으로 "생식세포 계열의 돌연변이"로 지칭함), 상기 항체 및 이의 항원 결합 단편을 포함한다. 당업계의 숙련자라면 누구나, 본원에 개시된 중쇄 및 경쇄 가변 영역 서열로부터 출발하여, 하나 이상의 개별 생식세포 계열의 돌연변이 또는 이들의 조합을 포함하는 다수의 항체 및 항원 결합 단편을 쉽게 제조할 수 있다. 특정 실시양태에서, V H 및/또는 V L 도메인 내의 모든 골격 및/또는 CDR 잔기들은 항체가 유래되는 본래의 생식세포 계열의 서열에서 발견되는 잔기들로 복귀 돌연변될 수 있다. 다른 실시양태에서, 오직 특정 잔기들만 본래의 생식세포 계열의 서열로 복귀 돌연변이되는데, 예컨대, FR1의 첫 8개의 아미노산 내 또는 FR4의 마지막 8개의 아미노산 내에서 발견되는 돌연변이된 잔기들만, 또는 CDR1, CDR2 또는 CDR3 내에서 발견되는 돌연변이된 잔기들만이 본래의 생식세포 계열의 서열로 복귀 돌연변이된다. 다른 실시양태에서, 하나 이상의 골격 및/또는 CDR 잔기(들)은 상이한 생식세포 계열의 서열 (즉, 항체가 본래 유래된 생식세포 계열의 서열과는 다른 생식세포 계열의 서열)의 상응하는 잔기(들)로 돌연변이된다. 또한, 본 발명의 항체는 골격 및/또는 CDR 영역 내에 2 이상의 생식세포 계열의 돌연변이의 임의의 조합, 예컨대, 특정 개별 잔기들은 특정 생식세포 계열의 서열의 상응하는 잔기로 돌연변이되는 한편, 본래의 생식세포 계열의 서열과는 다른 특정한 다른 잔기들은 유지되거나 상이한 생식세포 계열의 서열의 상응하는 잔기로 돌연변이되는 임의의 상기 조합을 포함할 수 있다. 하나 이상의 생식세포 계열의 돌연변이를 포함하는 항체 및 항원 결합 단편은, 일단 수득되면, 하나 이상의 원하는 특성 예컨대, 향상된 결합 특이성, 증가된 결합 친화도, 향상된 또는 강화된 길항제 또는 작용제 생물학적 특성 (경우에 따라), 감소된 면역원성 등에 대하여 용이하게 시험할 수 있다. 상기 일반적인 방식으로 수득된 항체 및 항원 결합 단편은 본 발명에 포함된다.
또한, 본 발명은 하나 이상의 보존적 치환을 갖는 본원에 개시된 임의의 HCVR, LCVR, 및/또는 CDR 아미노산 서열의 변이체를 포함하는 전장 인간 항-C5 단일클론 항체를 포함한다. 예를 들어, 본 발명은 본원에 개시된 임의의 HCVR, LCVR 및/또는 CDR 아미노산 서열에 대하여, 예를 들어, 10개 이하, 8개 이하, 6개 이하, 4개 이하 등의 보존적 아미노산 치환을 갖는 HCVR, LCVR 및/또는 CDR 아미노산 서열을 갖는 항-C5 항체를 포함한다.
본원에 사용된 "인간 항체"라는 용어는 인간 생식세포 계열의 면역글로불린 서열로부터 유래된 가변 및 불변 영역을 갖는 항체를 포함하려고 한다. 본 발명의 인간 mAb는, 예를 들어, CDR에서 및 특히 CDR3에서, 인간 생식세포 계열의 면역글로불린 서열에 의해 인코딩되지 않은 아미노산 잔기 (예를 들어, 시험관 내에서 무작위 또는 부위-특이적 돌연변이 유발 또는 생체 내에서 체세포 돌연변이에 의해 도입된 돌연변이)를 포함할 수 있다. 그러나, 본원에 사용된 "인간 항체"라는 용어는, 또 다른 포유동물 종 (예를 들어, 마우스)의 생식세포 계열로부터 유래된 CDR 서열이 인간 FR 서열로 이식된 mAb를 포함하려는 것은 아니다. 상기 용어는 인간이 아닌 포유동물, 또는 인간이 아닌 포유동물의 세포에서 재조합에 의해 제조된 항체를 포함한다. 상기 용어는 인간 대상체로부터 분리되거나 인간 대상체에서 제조된 항체를 포함하려는 것은 아니다.
본원에서 사용된 "재조합"이라는 용어는 예를 들어, DNA 스플라이싱(splicing) 및 유전자이식(transgenic) 발현을 포함하는 재조합 DNA 기법으로 당업계에 공지된 기법 또는 방법들에 의해 생성되거나, 발현되거나, 분리되거나 또는 수득된 본 발명의 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 지칭한다. 상기 용어는 인간이 아닌 포유동물 (인간이 아닌 유전자이식 포유동물, 예를 들어, 유전자이식 마우스 포함), 또는 세포 (예를 들어, CHO 세포) 발현 시스템에서 발현되거나 또는 재조합 조합형 인간 항체 라이브러리로부터 분리된 항체를 지칭한다.
"특이적으로 결합하다" 또는 "~에 특이적으로 결합하다" 등의 용어는 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 생리학적 조건 하에서 비교적 안정한 항원과 복합체를 형성한다는 것을 의미한다. 특이적 결합은 적어도 약 1×10-8 M 이하의 평형 해리 상수를 특징으로 할 수 있다 (예를 들어, 더 작은 KD는 더 단단한 결합을 나타냄). 두 분자가 특이적으로 결합하는지의 여부를 측정하는 방법은 당업계에 널리 공지되어 있으며, 예를 들어, 평형 투석, 표면 플라스몬 공명 등을 포함한다. 본원에서 기술된 바와 같이, C5에 특이적으로 결합하는 항체는 표면 플라스몬 공명, 예를 들어, BIACORE™에 의해 식별되었다. 또한, C5의 하나의 도메인 및 하나 이상의 추가의 항원에 결합하는 다중 특이적 항체, 또는 C5의 서로 다른 두 영역에 결합하는 이중 특이적 항체는 이렇더라도 본원에서 사용된 "특이적으로 결합하는" 항체로 간주된다.
"높은 친화도"의 항체라는 용어는 표면 플라스몬 공명, 예를 들어, BIACORE™ 또는 용액-친화도 ELISA에 의해 측정시, 적어도 10-8 M; 바람직하게는 10-9 M; 보다 바람직하게는 10-10 M, 보다 더 바람직하게는 10-11 M, 더욱 더 바람직하게는 10-12 M의 KD로 나타낸 C5에 대한 결합 친화도를 갖는 mAb를 지칭한다.
"슬로우 오프(slow off) 속도", "Koff" 또는 "kd"라는 용어는 표면 플라스몬 공명, 예를 들어, BIACORE™으로 측정시, 1×10-3 s-1 이하, 바람직하게는 1×10-4 s-1 이하의 속도 상수로 C5로부터 해리하는 항체를 의미한다.
본원에 사용된 항체의 "항원 결합 부분", 항체의 "항원 결합 단편" 등의 용어는, 항원에 특이적으로 결합하여 복합체를 형성하는 임의의 자연 발생하거나, 효소에 의해 수득할 수 있거나, 합성 또는 유전학적으로 조작된 폴리펩타이드 또는 당단백질을 포함한다. 본원에 사용된 항체의 "항원 결합 단편" 또는 "항체 단편"이라는 용어는, C5 단백질에 결합하는 능력을 보유하는 항체의 하나 이상의 단편을 지칭한다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 리간드 또는 치료적 모이어티 ("면역접합체(immunoconjugate)")와 같은 모이어티, 제2 항-C5 항체, 종양-특이적 항원에 대한 항체, 또는 C5-관련 질병 또는 질환을 치료하는데 유용한 임의의 기타 치료적 모이어티에 접합될 수도 있다.
본원에 사용된 "분리된 항체"는, 상이한 항원 특이성을 갖는 다른 항체 (Ab)가 실질적으로 없는 항체를 지칭하려는 것이다 (예를 들어, C5에 특이적으로 결합하는 분리된 항체 또는 이의 단편은 C5 이외의 항원에 특이적으로 결합하는 Ab가 실질적으로 없음).
"차단 항체" 또는 "중화 항체" (또는 "C5 활성을 중화시키는 항체" 또는 "길항제 항체")는, C5에 대한 결합이 C5의 적어도 하나의 생물학적 활성의 억제를 유도하는 항체를 지칭하려는 것이다. 예를 들어, 본 발명의 항체는 고전 경로 또는 대체 경로에 의한 보체-매개된 용혈반응을 막거나 차단할 수 있다.
본원에 사용된 "표면 플라스몬 공명"이라는 용어는, 예를 들어, BIACORE™ 시스템 [스웨덴 웁살라 및 미국 뉴저지주 피스카타웨이 소재의 파마시아 바이오센서 AB (Pharmacia Biosensor AB) 제조]을 사용하여 바이오센서 매트릭스 내 단백질 농도 변화의 검출에 의해 실시간 생체분자 상호작용의 분석을 가능하게 하는 광학적 현상을 지칭한다.
본원에 사용된 "KD"라는 용어는, 특정 항체-항원 상호작용의 평형 해리 상수를 지칭하려는 것이다.
"에피토프"라는 용어는 파라토프(paratope)로 알려져 있는 항체 분자의 가변 영역 내에서 특이적 항원 결합 부위와 상호작용하는 항원 결정기를 지칭한다. 단일 항원은 하나 이상의 에피토프를 가질 수도 있다. 따라서, 서로 다른 항체들은 항원 상의 서로 다른 영역에 결합할 수도 있고 서로 다른 생물학적 효과를 가질 수도 있다. "에피토프"라는 용어는 B 및/또는 T 세포가 반응하는 항원 상의 부위를 지칭하기도 한다. 이는 항체에 의해 결합된 항원의 영역을 지칭하기도 한다. 에피토프는 구조적 또는 기능적으로 한정될 수도 있다. 기능적 에피토프는 일반적으로 구조적 에피토프의 하위세트이고 상호작용의 친화도에 직접적으로 기여하는 잔기들를 가진다. 에피토프는 입체적 구조일 수도 있는데, 즉, 비선형 아미노산으로 구성될 수도 있다. 특정 실시양태에서, 에피토프는 아미노산, 당 측쇄, 포스포릴 기, 또는 설포닐 기와 같은 분자의 화학적으로 활성인 표면 그룹인 결정기를 포함할 수도 있고, 특정 실시양태에서는, 특이적인 3차원 구조적 특성 및/또는 특이적인 전하 특성을 가질 수도 있다.
본원에 사용된 "교차-경쟁하다(cross-compete)"라는 용어는, 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 항원에 결합하여 또 다른 항체 또는 이의 항원 결합 단편의 결합을 억제하거나 차단하는 것을 의미한다. 상기 용어는 양 방향, 즉 제2 항체에 결합하여 그의 결합을 차단하거나 이의 반대를 포함하는 방향으로의 두 항체 간의 경쟁을 포함한다. 특정 실시양태에서, 제1 항체와 제2 항체는 동일한 에피토프에 결합할 수도 있다. 다르게는, 제1 및 제2 항체는 하나의 결합이, 예를 들어, 입체 장애를 통해 제2 항체의 결합을 억제하거나 차단하도록, 서로 다르지만 중첩된 에피토프에 결합할 수도 있다. 항체들 간의 교차-경쟁은 당업계에 공지된 방법, 예를 들어, 실시간 무표지 생체층 간섭굴절측정법(interferometry) 분석에 의해 측정될 수도 있다. 두 항체 간의 교차-경쟁은 자가-자가 결합으로 인해 백그라운드 신호보다 더 적은 제2 항체의 결합으로 나타낼 수 있다 (여기서 제1 및 제2 항체는 동일한 항체임). 두 항체 간의 교차-경쟁은 예를 들어, 베이스라인 자가-자가 백그라운드 결합보다 더 적은 제2 항체의 % 결합으로 나타낼 수 있다 (여기서 제1 및 제2 항체는 동일한 항체임).
핵산 이의 단편을 언급하는 경우에 "실질적 동일성(substantial identity)" 또는 "실질적으로 동일한(substantially identical)"이라는 용어는, 적절한 뉴클레오티드 삽입 또는 결실로 다른 핵산(또는 이의 상보성 가닥)과 최적으로 정렬할 때, 아래에 논의된 바와 같이 FASTA, BLAST 또는 GAP과 같은 널리 알려진 서열 동일성에 대한 임의의 알고리즘으로 측정시, 뉴클레오티드 염기 중 적어도 약 90%, 보다 바람직하게는 적어도 약 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%에서 뉴클레오티드 서열 동일성이 존재하는 것을 의미한다. 기준 핵산 분자에 대하여 실질적 동일성을 갖는 핵산 분자는, 어떤 경우에는, 기준 핵산 분자에 의해 인코딩된 폴리펩타이드와 동일하거나 또는 실질적으로 유사한 아미노산 서열을 갖는 폴리펩타이드를 인코딩할 수도 있다.
폴리펩타이드에 적용되는 것과 같이, "실질적 유사성(substantial similarity)" 또는 "실질적으로 유사한(substantially similar)"이라는 용어는, 기본 갭 가중치(default gap weight)를 사용하는 프로그램 GAP 또는 BESTFIT에 의해서와 같이 두 펩타이드 서열을 최적으로 정렬하는 경우, 적어도 90%의 서열 동일성, 보다 더 바람직하게는 적어도 95%, 98% 또는 99%의 서열 동일성을 공유하는 것을 의미한다. 바람직하게는, 동일하지 않은 잔기 위치는 보존적 아미노산 치환이 다르다. "보존적 아미노산 치환"은 한 아미노산 잔기가 유사한 화학적 특성 (예를 들어, 전하 또는 소수성)을 갖는 측쇄 (R 기)를 갖는 또 다른 아미노산 잔기에 의해 치환되는 것이다. 일반적으로, 보존적 아미노산 치환은 단백질의 기능적 성질을 실질적으로 변화시키지 않을 것이다. 2 이상의 아미노산 서열이 서로 보존적 치환이 다른 경우, 유사성의 % 또는 정도는 치환의 보존적 성질을 보정하기 위해 상향 조정될 수도 있다. 상기 조정을 수행하는 방법은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 문헌 [Pearson (1994) Methods Mol. Biol. 24: 307-331]을 참조하며, 이는 본원에 참조로 포함된다. 유사한 화학적 특성을 갖는 측쇄를 보유하는 아미노산의 기의 예로는 1) 지방족 측쇄: 글리신, 알라닌, 발린, 류신 및 이소류신; 2) 지방족-하이드록실 측쇄: 세린 및 트레오닌; 3) 아미드-함유 측쇄: 아스파라긴 및 글루타민; 4) 방향족 측쇄: 페닐알라닌, 티로신 및 트립토판; 5) 염기성 측쇄: 리신, 아르기닌 및 히스티딘; 6) 산성 측쇄: 아스파르테이트 및 글루타메이트, 및 7) 황-함유 측쇄: 시스테인 및 메티오닌을 포함한다. 바람직한 보존적 아미노산 치환 기로는 발린-류신-이소류신, 페닐알라닌-티로신, 리신-아르기닌, 알라닌-발린, 글루타메이트-아스파르테이트 및 아스파라긴-글루타민이다. 다르게는, 보존적 치환은 본원에 참조로 포함되는 문헌 [Gonnet et al. (1992) Science 256: 1443-1445]에 개시된 PAM250 로그-우도 매트릭스(log-likelihood matrix)에서 양의 수치를 갖는 임의의 변화이다. "적당히 보존적인" 치환은 PAM250 로그-우드 매트릭스에서 음이 아닌 수치를 갖는 임의의 변화이다.
폴리펩타이드에 대한 서열 유사성은 통상적으로 서열 분석 소프트웨어를 사용하여 측정한다. 단백질 분석 소프트웨어는 다양한 치환, 결실 및 보존적 아미노산 치환을 포함한 기타 변형에 지정된 유사성의 측정치를 사용하여 유사한 서열을 매칭시킨다. 예를 들어, GCG 소프트웨어는, 기본 파라미터를 사용하여 서로 다른 유기체 종의 상동성 폴리펩타이드와 같이 밀접하게 연관된 폴리펩타이드들 간의 서열 상동성 또는 서열 동일성, 또는 야생형 단백질 및 이의 돌연변이 단백질 간의 서열 상동성 또는 서열 동일성을 판정하는데 사용될 수 있는, GAP 및 BESTFIT과 같은 프로그램을 포함하고 있다. 예를 들어, GCG 버전 6.1을 참고한다. 폴리펩타이드 서열은 GCG 버전 6.1 내의 프로그램인 기본 또는 권장 파라미터들을 갖는 FASTA를 사용하여 비교할 수도 있다. FASTA (예를 들어, FASTA2 및 FASTA3)은 질의 서열 및 검색된 공지 서열 간의 최상의 중복 영역에 대한 정렬 및 % 서열 동일성을 제공한다(Pearson (2000) 상기 참조). 본 발명의 서열을 상이한 유기체로의 다수의 서열들을 포함하고 있는 데이터베이스와 비교하는 경우에 있어서의 또 다른 바람직한 알고리즘은 기본 매개변수를 사용하는 컴퓨터 프로그램 BLAST, 특히 BLASTP 또는 TBLASTN이다. 예를 들어, 알트쉴(Altschul) 등의 [(1990) J. Mol. Biol. 215: 403-410] 및 [(1997) Nucleic Acids Res. 25:3389-3402]를 참조하며, 이들은 각각 본원에 참조로 포함된다.
"치료학적 유효량"이라는 말은 투여되는 대상에 대하여 원하는 효과를 나타내는 양을 의미한다. 그 정확한 양은 치료의 목적에 따라 달라질 것이며, 당업자에 의해 공지된 기법을 사용하여 확인할 수 있을 것이다 (예를 들어, 문헌 [Lloyd (1999) The Art, Science and Technology of Pharmaceutical Compounding] 참조).
본원에 사용된 "대상체"라는 용어는 C5-관련 질병 또는 질환, 예컨대 비정형 용혈성 요독증후군 (aHUS) 또는 발작성 야간 혈색소뇨증 (PNH)의 개선, 예방 및/또는 치료를 필요로 하는 동물, 바람직하게는 포유동물, 보다 바람직하게는 인간을 가리킨다. 상기 용어는 질병 또는 질환에 걸려있거나 걸릴 위험이 있는 인간 대상체를 포함한다.
본원에서 사용된 "치료하다", "치료하는" 또는 "치료"라는 용어는 C5-관련 질병 또는 질환의 치료가 필요한 대상체에게 본 발명의 항체와 같은 치료제의 투여로 인한 C5-관련 질병 또는 질환의 적어도 하나의 증상 또는 징후의 중증도의 감소 또는 개선을 지칭한다. 상기 용어는 질병의 진행 또는 증상/징후의 악화에 대한 억제를 포함한다. 또한, 상기 용어는 질병에 대한 긍정적인 예후도 포함하는데, 즉, 대상체는 본 발명의 항체와 같은 치료제의 투여시 질병으로부터 해방될 수 있거나, 또는 질병이 감소될 수 있다. 상기 치료제는 치료적 용량으로 대상체에게 투여될 수 있다.
"예방하다", "예방하는" 또는 "예방"이라는 용어는, 본 발명의 항체의 투여시 C5-관련 질병 또는 질환의 징후 또는 이러한 질병 또는 질환의 임의의 증상 또는 징후의 억제를 지칭한다.
항체의 항원 결합 단편
특별히 달리 지시하지 않는 한, 본원에 사용된 "항체"라는 용어는, 이황화 결합에 의해 서로 연결된 네 개의 폴리펩타이드 사슬, 2개의 면역글로불린 중쇄 및 2개의 면역글로불린 경쇄를 포함하는 항체 분자 (즉, "전장 항체 분자") 뿐만 아니라 이의 항원 결합 단편을 망라하려는 것으로 이해된다. 본원에 사용된 항체의 "항원 결합 부분", 항체의 "항원 결합 단편" 등의 용어는, 항원에 특이적으로 결합하여 복합체를 형성하는 임의의 자연 발생하거나, 효소에 의해 수득할 수 있거나, 합성 또는 유전학적으로 조작된 폴리펩타이드 또는 당단백질을 포함한다. 본원에 사용된 항체의 "항원 결합 단편" 또는 "항체 단편"이라는 용어는, C5 단백질에 특이적으로 결합하는 능력을 보유하는 항체의 하나 이상의 단편을 지칭한다. 항체 단편은 Fab 단편, F(ab')2 단편, Fv 단편, dAb 단편, CDR을 포함하는 단편, 또는 분리된 CDR을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, "항원 결합 단편"이라는 용어는 다중 특이적 항원 결합 분자의 폴리펩타이드 단편을 지칭한다. 항체의 항원 결합 단편은, 단백질 가수분해와 같은 임의의 적합한 표준 기법 또는 DNA 코딩 항체 가변 및 (임의로는) 불변 도메인의 조작 및 발현을 수반하는 재조합 유전자 조작 기법을 사용하여, 예를 들어, 전장 항체 분자로부터 유래될 수 있다. 이러한 DNA는 공지되어 있고/있거나, 예를 들어, 상업적 공급원, DNA 라이브러리 (예를 들어, 파지-항체 라이브러리 포함)로부터 쉽게 이용 가능하거나, 또는 합성될 수 있다. DNA는 예를 들어, 하나 이상의 가변 및/또는 불변 도메인을 적합한 구성으로 배열하기 위해, 또는 코돈을 도입하거나, 시스테인 잔기를 생성하거나, 아미노산을 변형시키거나, 추가하거나 또는 결실시키는 등을 위해, 화학적으로 또는 분자생물학 기법을 사용하여 시퀀싱 및 조작할 수 있다.
항원 결합 단편의 비제한적 예로는 하기를 포함한다: (i) Fab 단편; (ii) F(ab')2 단편; (iii) Fd 단편; (iv) Fv 단편; (v) 단일 사슬 Fv (scFv) 분자; (vi) dAb 단편; 및 (vii) 항체의 초가변 영역 (예를 들어, 분리된 상보성 결정 영역 (CDR), 예컨대 CDR3 펩타이드), 또는 제한된(constrained) FR3-CDR3-FR4 펩타이드를 모방하는 아미노산 잔기로 이루어진 최소 인지 단위. 　도메인 특이적 항체, 단일 도메인 항체, 도메인 결실된 항체, 키메라 항체, CDR 이식된 항체, 이원항체, 삼원항체, 사원항체, 미니항체, 나노항체 (예를 들면, 1가 나노항체, 2가 나노항체 등), 소형 모듈형 면역약제(SMIP), 및 상어 가변 IgNAR 도메인과 같은 기타 조작된 분자들도 본원에 사용된 "항원 결합 단편"이라는 표현에 포함된다.
항체의 항원 결합 단편은 통상적으로 적어도 하나의 가변 도메인을 포함할 것이다. 상기 가변 도메인은 임의의 크기 또는 아미노산 조성의 도메인일 수 있으며, 일반적으로 적어도 하나의 골격 서열에 인접하고 있거나 이와 함께 골격을 이루는 적어도 하나의 CDR을 포함할 것이다. VL 도메인과 결합된 VH 도메인을 갖는 항원 결합 단편에서, VH 및 VL 도메인은 서로에 대해 임의의 적합한 배열로 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 가변 영역은 이량체여서 VH - VH, VH - VL 또는 VL - VL 이량체를 포함할 수 있다. 다르게는, 항체의 항원 결합 단편은 단량체성 VH 또는 VL 도메인을 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 항체의 항원 결합 단편은 적어도 하나의 불변 도메인에 공유 결합된 적어도 하나의 가변 도메인을 포함할 수 있다. 본 발명의 항체의 항원 결합 단편 내에서 발견될 수 있는 가변 및 불변 도메인의 비제한적인 예시적 구성 형태는 하기를 포함한다: (i) VH-CH1; (ii) VH-CH2; (iii) VH-CH3; (iv) VH-CH1-CH2; (v) VH-CH1-CH2-CH3; (vi) VH-CH2-CH3; (vii) VH-CL; (viii) VL-CH1; (ix) VL-CH2; (x) VL-CH3; (xi) VL-CH1-CH2; (xii) VL-CH1-CH2-CH3; (xiii) VL-CH2-CH3; 및 (xiv) VL-CL. 상기 나열한 임의의 예시적 구성 형태를 비롯한 임의의 가변 및 불변 도메인의 구성 형태에 있어서, 가변 및 불변 도메인은 서로 직접적으로 결합될 수도 있거나, 또는 전체 또는 일부 경첩 또는 링커 영역에 의해 결합될 수도 있다. 경첩 영역은 적어도 2개 (예를 들어, 5개, 10개, 15개, 20개, 40개, 60개 또는 그 이상)의 아미노산으로 이루어질 수 있으며, 이는 단일 폴리펩타이드 분자에서 인접한 가변 및/또는 불변 도메인 사이에서 가요성 또는 반가요성 결합을 유도한다. 더욱이, 본 발명의 항체의 항원 결합 단편은 서로 및/또는 하나 이상의 단량체성 VH 또는 VL 도메인과 (예를 들어, 이황화 결합(들)에 의해) 비공유 결합으로 결합된, 상기 나열된 임의의 가변 및 불변 도메인 구성 형태의 동종 이량체 또는 이종 이량체 (또는 기타 다량체)를 포함할 수 있다.
전장 항체 분자에서와 같이, 항원 결합 단편은 단일 특이적 또는 다중 특이적 (예를 들어, 이중-특이적)일 수 있다. 항체의 다중 특이적 항원 결합 단편은 통상적으로 적어도 2개의 서로 다른 가변 도메인을 포함할 것이고, 이 경우 각각의 가변 도메인은 별도의 항원 또는 동일한 항원 상의 서로 다른 에피토프에 특이적으로 결합할 수 있다. 본원에서 개시된 예시적인 이중 특이적 항체 포맷을 비롯한 임의의 다중 특이적 항체 포맷은 당업계에서 이용가능한 일상적인 기법을 사용하여 본 발명의 항체의 항원 결합 단편과 관련된 사용을 위해 조정될 수도 있다.
인간 항체의 제조
유전자이식 마우스에서 인간 항체를 제조하는 방법은 당업계에 공지되어 있다. 이러한 공지된 임의의 방법은 본 발명의 내용과 관련하여 C5에 특이적으로 결합하는 인간 항체를 제조하는데 사용될 수 있다.
하기 중 임의의 하나를 포함하는 면역원을 사용하여 C5 단백질에 대한 항체를 생성할 수 있다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 항체는 전장 네이티브 C5 단백질 (예를 들어, GenBank 등록 번호 NP_001726.2 참고) (서열번호 355), 또는 상기 단백질 또는 이의 단편을 인코딩하는 DNA로 면역화된 마우스로부터 수득된다. 다르게는, 상기 단백질 또는 이의 단편은 표준 생화학 기법들을 사용하여 제조되어, 면역원으로 변형 및 사용될 수 있다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 상기 면역원은 서열번호 355의 대략 아미노산 잔기 19 - 1676번 범위의 C5 단백질의 단편이다.
일부 실시양태에서, 상기 면역원은 이. 콜라이(E. coli ) 또는 임의의 기타 진핵 또는 포유동물 세포, 예컨대 중국 햄스터 난소 (CHO) 세포에서 발현시킨 재조합 C5 단백질 또는 이의 단편일 수 있다.
VELOCIMMUNE® 기법 [예를 들어, US 6,596,541호, 리제너론 파마슈티컬즈(Regeneron Pharmaceuticals), VELOCIMMUNE® 참조] 또는 단일 클론 항체를 생성하기 위한 임의의 기타 공지된 방법을 사용하여, 인간 가변 영역 및 마우스 불변 영역을 갖는, C5에 대한 높은 친화도의 키메라 항체를 먼저 분리시킨다. VELOCIMMUNE® 기법은 마우스가 항원의 자극에 반응하여 인간 가변 영역 및 마우스 불변 영역을 포함하는 항체를 생성하도록 내인성 마우스 불변 영역 유전자 자리에 작동가능하게 연결된 인간 중쇄 및 경쇄 가변 영역을 포함하는 유전체를 갖는 유전자이식 마우스의 생성을 수반한다. 항체의 중쇄 및 경쇄의 가변 영역을 인코딩하는 DNA를 분리시켜 인간 중쇄 및 경쇄 불변 영역을 인코딩하는 DNA에 작동가능하게 연결시킨다. 다음으로, 상기 DNA를 전장 인간 항체를 발현할 수 있는 세포 중에서 발현시킨다.
일반적으로, VELOCIMMUNE® 마우스를 관심대상 항원으로 면역유발시키고, 항체를 발현하는 마우스로부터 림프성 세포 (예컨대, B-세포)를 회수한다. 상기 림프성 세포를 골수종 세포주와 융합시켜 불멸성 하이브리도마 세포주를 제조할 수 있으며, 이러한 하이브리도마 세포주를 스크리닝하고 선별하여 관심대상 항원에 특이적인 항체를 생성하는 하이브리도마 세포주를 동정한다. 중쇄 및 경쇄의 가변 영역을 인코딩하는 DNA를 분리하여 중쇄 및 경쇄의 원하는 동형 불변 영역에 연결시킬 수 있다. 이러한 항체 단백질은 CHO 세포와 같은 세포에서 생성할 수 있다. 다르게는, 항원 특이적 키메라 항체 또는 경쇄 및 중쇄의 가변 도메인을 인코딩하는 DNA를 항원 특이 림프구로부터 직접 분리할 수도 있다.
처음에, 인간 가변 영역 및 마우스 불변 영역을 갖는 높은 친화도 키메라 항체를 분리한다. 하기 실험 부분에 기재된 바와 같이, 상기 항체를 특성에 따라 분류하여 친화도, 선택성, 에피토프 등을 비롯한 원하는 특성들에 대해 선별한다. 상기 마우스 불변 영역들을 원하는 인간 불변 영역으로 대체하여 본 발명의 전장 인간 항체, 예를 들어 야생형 또는 변형된 IgG1 또는 IgG4를 제조한다. 선택된 불변 영역이 특정 용도에 따라 다양할 수 있지만, 높은 친화도의 항원 결합 및 표적 특이성 특징들은 가변 영역에 남아 있다.
생물학적 동등물
본 발명의 항-C5 항체 및 항체 단편은, 본원에 기술된 항체와는 다르지만 C5 단백질에 결합할 수 있는 능력을 보유하는 아미노산 서열을 갖는 단백질도 포함한다. 이러한 변이체 항체 및 항체 단편은 모체 서열(parent sequence)과 비교했을 때 아미노산의 하나 이상의 부가, 결실 또는 치환을 포함하지만, 본원에 기술된 항체와 본질적으로 동등한 생물학적 활성을 나타낸다. 마찬가지로, 본 발명의 DNA 서열을 인코딩하는 항체는 개시된 서열과 비교했을 때 뉴클레오티드의 하나 이상의 부가, 결실, 또는 치환을 포함하지만, 본 발명의 항체 또는 항체 단편과 본질적으로 생물학적으로 동등한 항체 또는 항체 단편을 인코딩하는 서열을 망라한다.
2개의 항원 결합 단백질 또는 항체는, 예를 들어, 이들을 유사한 실험 조건 하에 단일 용량으로든 다중 용량으로든 간에 동일한 몰 용량으로 투여했을 때, 흡수율 및 흡수 정도가 유의적인 차이를 보이지 않는 약제학적 동등물 또는 약제학적 대체물인 경우에 생물학적으로 동등한 것으로 간주된다. 일부 항체는, 이들이 흡수 정도에서는 동등하지만 흡수율에서 동등하지 않다면 동등물 또는 약제학적 대체물로 간주될 것이고, 그럼에도 생물학적으로 동등한 것으로 간주될 수 있는데, 그 이유는 흡수율에 있어서의 이러한 차이가 의도적인 것이고, 표지에 반영되며, 예를 들어 만성 사용시 유효 체내 약물 농도의 달성에 필수적인 것이 아니고, 연구되는 특정 약물 제품에 대해 의학적으로 무의미한 것으로 간주되기 때문이다.
한 실시양태에서, 두 항원 결합 단백질은 이들의 안전성, 순도 및 효능에 있어서 임상적으로 의미있는 차이가 없는 경우에 생물학적으로 동등하다.
한 실시양태에서, 두 항원 결합 단백질은 환자가 기준 제품과 생물학적 제품 간에 1회 이상 전환하는 경우라도 이러한 전환이 없는 연속 치료법에 비해 면역원성에 있어서의 임상적으로 유의적인 변화 또는 감소된 효능을 비롯한 부작용 위험의 증가가 예상되지 않는다면 생물학적으로 동등하다.
한 실시양태에서, 두 항원 결합 단백질은 이들이 모두 사용 조건(들)에 대한 공통의 작용 메카니즘(들)에 의해 이러한 메카니즘이 알려져 있는 정도로 작용하는 경우라면 생물학적으로 동등하다.
생물학적 동등성은 생체내 및 시험관내 방법으로 입증될 수 있다. 생물학적 동등성 판단의 척도로는, 예를 들어, (a) 항체 또는 이의 대사산물의 농도를 시간의 함수로서 혈액, 혈장, 혈청 또는 기타 생물학적 체액 내에서 측정하는, 인간 또는 기타 포유동물에서의 생체내 시험; (b) 인간 생체내 생체이용률 데이터와 상관성이 있고 이를 합리적으로 예측하는 시험관내 시험; (c) 항체 (또는 이의 표적)의 적절한 단시간의 약리학적 효과를 시간의 함수로서 측정하는 인간 또는 다른 포유동물에서의 생체내 시험; 및 (d) 항체의 안전성, 효능, 또는 생체이용률 또는 생물학적 동등성을 확립하는 잘 비교된 임상 시험을 포함한다.
본 발명의 항체의 생물학적으로 동등한 변이체는 예를 들어, 잔기 또는 서열의 다양한 치환을 수행하거나 생물학적 활성에 필요치 않은 말단 또는 내부 잔기 또는 서열을 결실시킴으로써 작제될 수 있다. 　예를 들어, 생물학적 활성에 필수적이지 않은 시스테인 잔기는 복원시 불필요하거나 부정확한 분자내 이황화 결합의 형성을 방지하기 위해 결실시키거나 다른 아미노산으로 대체할 수 있다. 다른 경우에서, 생물학적으로 동등한 항체들은 해당 항체의 글리코실화 특성을 변형시키는 아미노산 변화, 예를 들어 글리코실화를 없애거나 제거하는 돌연변이를 포함하는 항체 변이체를 포함할 수도 있다.
Fc 변이체를 포함하는 항-C5 항체
본 발명의 특정 실시양태에 따르면, 예를 들어 중성 pH에 비하여, 산성 pH에서 FcRn 수용체에 대한 항체 결합을 향상시키거나 감소시키는 하나 이상의 돌연변이를 포함하는 Fc 도메인을 포함하는 항-C5 항체가 제공된다. 예를 들어, 본 발명은 Fc 도메인의 CH2 또는 CH3 영역에서 돌연변이를 포함하는 항-C5 항체를 포함하는데, 여기서 상기 돌연변이(들)은 산성 환경 (예를 들어, pH가 약 5.5 내지 약 6.0의 범위에 있는 엔도솜) 내에서 FcRn에 대한 Fc 도메인의 친화도를 증가시킨다. 이러한 돌연변이는 동물에게 투여되는 경우 항체의 혈청 반감기의 증가를 초래할 수도 있다. 이러한 Fc 변형의 비제한적인 예로는, 예를 들어, 위치 250 (예를 들어, E 또는 Q); 250 및 428 (예를 들어, L 또는 F); 252 (예를 들어, L/Y/F/W 또는 T), 254 (예를 들어, S 또는 T) 및 256 (예를 들어, S/R/Q/E/D 또는 T)에서의 변형; 또는 위치 428 및/또는 433 (예를 들어, H/L/R/S/P/Q 또는 K) 및/또는 434 (예를 들어, A, W, H, F 또는 Y [N434A, N434W, N434H, N434F 또는 N434Y])에서의 변형; 또는 위치 250 및/또는 428에서의 변형; 또는 307 또는 308에서의 변형 (예를 들어, 308F, V308F), 및 434에서의 변형을 포함한다. 한 실시양태에서, 상기 변형은 428L (예를 들어, M428L) 및 434S (예를 들어, N434S) 변형; 428L, 259I (예를 들어, V259I), 및 308F (예를 들어, V308F) 변형; 433K (예를 들어, H433K) 및 434 (예를 들어, 434Y) 변형; 252, 254, 및 256 (예를 들어, 252Y, 254T, 및 256E) 변형; 250Q 및 428L 변형 (예를 들어, T250Q 및 M428L); 및 307 및/또는 308 변형 (예를 들어, 308F 또는 308P)을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 변형은 265A (예를 들어, D265A) 및/또는 297A (예를 들어, N297A) 변형을 포함한다.
예를 들어, 본 발명은 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 돌연변이의 하나 이상의 쌍 또는 군을 포함하는 Fc 도메인을 포함하는 항-C5 항체를 포함한다: 250Q 및 248L (예를 들어, T250Q 및 M248L); 252Y, 254T 및 256E (예를 들어, M252Y, S254T 및 T256E); 428L 및 434S (예를 들어, M428L 및 N434S); 257I 및 311I (예를 들어, P257I 및 Q311I); 257I 및 434H (예를 들어, P257I 및 N434H); 376V 및 434H (예를 들어, D376V 및 N434H); 307A, 380A 및 434A (예를 들어, T307A, E380A 및 N434A); 및 433K 및 434F (예를 들어, H433K 및 N434F). 상술한 Fc 도메인 돌연변이, 및 본원에 개시된 항체 가변 도메인 내의 다른 돌연변이의 가능한 모든 조합들이 본 발명의 범위 내에서 고려된다.
또한, 본 발명은 키메라 중쇄 불변 (CH) 영역을 포함하는 항-C5 항체를 포함하는데, 여기서 상기 키메라 CH 영역은 하나 이상의 면역글로불린 동형의 CH 영역으로부터 유래된 세그먼트를 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 항체는 인간 IgG1, 인간 IgG2 또는 인간 IgG4 분자로부터 유래된 CH3 도메인의 일부 또는 전부와 조합된, 인간 IgG1, 인간 IgG2 또는 인간 IgG4 분자로부터 유래된 CH2 도메인의 일부 또는 전부를 포함하는 키메라 CH 영역을 포함할 수도 있다. 특정 실시양태에 따르면, 본 발명의 항체는 키메라 경첩 영역을 갖는 키메라 CH 영역을 포함한다. 예를 들어, 키메라 경첩은 인간 IgG1, 인간 IgG2 또는 인간 IgG4 경첩 영역으로부터 유래된 "하부 경첩" 서열 [EU 넘버링(numbering)에 따르면 위치 228 내지 236의 아미노산 잔기)과 조합된, 인간 IgG1, 인간 IgG2 또는 인간 IgG4 경첩 영역으로부터 유래된 "상부 경첩" 아미노산 서열 (EU 넘버링에 따르면 위치 216 내지 227의 아미노산 잔기)을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에 따르면, 상기 키메라 경첩 영역은 인간 IgG1 또는 인간 IgG4 상부 경첩로부터 유래된 아미노산 잔기 및 인간 IgG2 하부 경첩로부터 유래된 아미노산 잔기를 포함한다. 본원에서 기술된 바와 같이 키메라 CH 영역을 포함하는 항체는, 특정 실시양태에서, 항체의 치료적 특성 또는 약동학적 특성에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 변형된 Fc 효과기 기능을 나타낼 수도 있다. (예를 들어, 미국 특허 출원 공호 2014/0243504호를 참조하며, 이 문헌의 전문은 본원에 참조로 포함된다).
항체의 생물학적 특성
일반적으로, 본 발명의 항체는 C5 단백질에 결합하여 이것이 C5a 및 C5b로 절단되는 것을 방지하는 기능을 한다. 예를 들어, 본 발명은 예를 들어, 본원의 실시예 3에 규정된 분석 포맷을 사용하여 표면 플라스몬 공명으로 측정시 약 9 nM 미만의 KD로 (예를 들어, 25℃ 또는 37℃에서) C5 단백질에 결합하는 항체 및 항체의 항원 결합 단편을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 예를 들어, 본원의 실시예 3에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 표면 플라스몬 공명으로 측정시 약 9 nM 미만, 약 5 nM 미만, 약 2 nM 미만, 약 1 nM 미만, 약 500 pM 미만, 250 pM 미만 또는 100 pM 미만의 KD로 C5 단백질에 결합한다.
또한, 본 발명은 예를 들어, 본원의 실시예 4에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 25℃에서 표면 플라스몬 공명으로 측정시 약 2분 초과의 해리 반감기 (t½)로 C5 단백질에 결합하는 항체 및 이의 항원 결합 단편을 포함한다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 항체 또는 항원 결합 단편은 예를 들어, 본원의 실시예 3에 규정된 분석 포맷 (예컨대, mAb-포획 또는 항원-포획 포맷), 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 25℃에서 표면 플라스몬 공명으로 측정시 약 5분 초과, 약 10분 초과, 약 30분 초과, 약 50분 초과, 약 100분 초과, 약 150분 초과, 약 200분 초과 또는 약 250분 초과의 t½로 C5 단백질에 결합한다.
또한, 본 발명은 예를 들어, 본원의 실시예 4에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 37℃에서 표면 플라스몬 공명으로 측정시 약 1.5분 초과의 해리 반감기 (t½)로 C5 단백질에 결합하는 항체 및 이의 항원 결합 단편을 포함한다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 항체 또는 항원 결합 단편은 예를 들어, 본원의 실시예 3에 규정된 분석 포맷 (예컨대, mAb-포획 또는 항원-포획 포맷), 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 37℃에서 표면 플라스몬 공명으로 측정시 약 2분 초과, 약 5분 초과, 약 10분 초과, 약 25분 초과, 약 50분 초과, 약 100분 초과, 약 150분 초과 또는 약 200분 초과의 t½로 C5 단백질에 결합한다.
또한, 본 발명은 본원의 실시예 3에 규정된 분석 포맷을 사용하여 표면 플라스몬 공명으로 측정시 120 nM 미만의 KD로 (예를 들어, 25℃ 또는 37℃에서) 원숭이 C5 단백질에 결합하는 항체 및 항체의 항원 결합 단편을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 예를 들어, 본원의 실시예 3에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 표면 플라스몬 공명으로 측정시 약 120 nM 미만, 약 100 nM 미만, 약 50 nM 미만, 약 25 nM 미만, 약 10 nM 미만, 약 5 nM 미만, 약 1 nM 미만, 약 500 pM 미만 또는 250 pM 미만의 KD로 원숭이 C5 단백질에 결합한다.
또한, 본 발명은 본원의 실시예 3에 규정된 분석 포맷을 사용하여 표면 플라스몬 공명으로 측정시 70 nM 미만의 KD로 (서열번호 356으로 예시된) R885H 변화를 갖는 변형된 인간 C5 단백질에 결합하는 항체 및 항체의 항원 결합 단편도 포함한다. C5 변이체는 당업계에 이미 개시되었던 항-C5 항체에 대하여 불량한 반응을 나타냈었다 (예컨대, Nishimura et al 2014, New Engl. J. Med. 370: 632-639). 특정 실시양태에서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 예를 들어, 본원의 실시예 3에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 표면 플라스몬 공명으로 측정시 약 65 nM 미만, 약 50 nM 미만, 약 20 nM 미만, 약 10 nM 미만, 약 5 nM 미만, 약 3 nM 미만 또는 약 2 nM 미만의 KD로 변형된 인간 C5 단백질에 결합한다.
또한, 본 발명은 본원의 실시예 3에 규정된 분석 포맷을 사용하여 표면 플라스몬 공명으로 측정시 160 nM 미만의 KD로 (서열번호 357로 예시된) R885C 변화를 갖는 변형된 인간 C5 단백질에 결합하는 항체 및 항체의 항원 결합 단편도 포함한다. C5 변이체는 당업계에 이미 개시되었던 항-C5 항체에 대하여 불량한 반응을 나타냈었다 (예컨대, Nishimura et al 2014, New Engl. J. Med. 370: 632-639). 특정 실시양태에서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 예를 들어, 본원의 실시예 3에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 표면 플라스몬 공명으로 측정시 약 150 nM 미만, 약 100 nM 미만, 약 50 nM 미만, 약 20 nM 미만, 약 10 nM 미만, 약 5 nM 미만 또는 약 2 nM 미만의 KD로 변형된 인간 C5 단백질에 결합한다.
또한, 본 발명은 예를 들어, 본원의 실시예 6에 규정된 분석 포맷을 사용하여 발광 분석으로 측정시 10 nM 미만의 IC50로 보체 의존성 세포독성 (CDC)을 억제하는 항체 및 항체의 항원 결합 단편을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 본원의 실시예 6에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 B-세포 발광 분석으로 측정시 약 5 nM 미만, 약 3.5 nM 미만, 또는 약 2 nM 미만의 IC50으로 CDC를 억제한다.
또한, 본 발명은 예를 들어, 실시예 8에 규정된 분석 포맷을 사용하여 고전 경로 (CP) 용혈반응 분석법으로 측정시 6 nM 미만의 IC50으로 인간 C5-매개된 CP 용혈반응을 94% 이상까지 차단하는 항체 및 항원 결합 단편을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 예를 들어, 실시예 8에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 CP 용혈반응 분석법으로 측정시 약 6 nM 미만, 약 5 nM 미만, 약 4 nM 미만, 약 3 nM 미만, 또는 약 2 nM 미만의 IC50으로 CP 용혈반응을 차단한다.
또한, 본 발명은 예를 들어, 실시예 8에 규정된 분석 포맷을 사용하여 대체 경로 (AP) 용혈반응 분석법으로 측정시 165 nM 미만의 IC50으로 인간 C5-매개된 AP 용혈반응을 70% 이상까지 차단하는 항체 및 항원 결합 단편을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 예를 들어, 실시예 8에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 AP 용혈반응 분석법으로 측정시 약 160 nM 미만, 약 150 nM 미만, 약 100 nM 미만, 약 50 nM 미만, 또는 약 20 nM 미만의 IC50으로 AP 용혈반응을 차단한다.
또한, 본 발명은 예를 들어, 실시예 8에 규정된 분석 포맷을 사용하여 고전 경로 (CP) 용혈반응 분석법으로 측정시 185 nM 미만의 IC50으로 아프리카 녹색 원숭이 C5-매개된 CP 용혈반응을 40% 이상까지 차단하는 항체 및 항원 결합 단편을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 예를 들어, 실시예 8에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 CP 용혈반응 분석법으로 측정시 약 180 nM 미만, 약 150 nM 미만, 약 100 nM 미만, 약 75 nM 미만, 또는 약 50 nM 미만의 IC50으로 CP 용혈반응을 차단한다.
또한, 본 발명은 예를 들어, 실시예 8에 규정된 분석 포맷을 사용하여 대체 경로 (AP) 용혈반응 분석법으로 측정시 235 nM 미만의 IC50으로 아프리카 녹색 원숭이 C5-매개된 AP 용혈반응을 차단하는 항체 및 항원 결합 단편을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 예를 들어, 실시예 8에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 AP 용혈반응 분석법으로 측정시 약 200 nM 미만, 약 150 nM 미만, 약 100 nM 미만, 약 50 nM 미만, 또는 약 20 nM 미만의 IC50으로 AP 용혈반응을 차단한다.
또한, 본 발명은 예를 들어, 실시예 8에 규정된 분석 포맷을 사용하여 고전 경로 (CP) 용혈반응 분석법으로 측정시 145 nM 미만의 IC50으로 시노몰구스 원숭이 C5-매개된 CP 용혈반응을 90% 이상을 차단하는 항체 및 항원 결합 단편을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 예를 들어, 실시예 8에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 CP 용혈반응 분석법으로 측정시 약 140 nM 미만, 약 120 nM 미만, 약 100 nM 미만, 약 75 nM 미만, 또는 약 50 nM 미만의 IC50으로 CP 용혈반응을 차단한다.
또한, 본 발명은 예를 들어, 실시예 8에 규정된 분석 포맷을 사용하여 대체 경로 (AP) 용혈반응 분석법으로 측정시 30 nM 미만의 IC50으로 시노몰구스 원숭이 C5-매개된 AP 용혈반응을 차단하는 항체 및 항원 결합 단편을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 예를 들어, 실시예 8에 규정된 분석 포맷, 또는 이와 실질적으로 유사한 분석을 사용하여 AP 용혈반응 분석법으로 측정시 약 25 nM 미만, 약 20 nM 미만, 약 10 nM 미만, 약 5 nM 미만, 또는 약 2 nM 미만의 IC50으로 AP 용혈반응을 차단한다.
또한, 본 발명은 당업계에 공지된 항-C5 항체에 비해 향상된 약동학적 (PK) 및 약력학적 (PD) 특성을 나타내는 항체 및 항원 결합 단편을 포함한다. 본 발명의 항-C5 항체는, 본원 실시예 9 및 10에 나타낸 것과 같이, 투여시 표적-매개된 소거(target-mediated clearance)에 대한 덜한 감수성을 나타낸다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 본원 실시예 9 및 10에 기술한 바와 같이, 장기간 동안, 예컨대, 20일 이상, 25일 이상, 30일 이상, 35일 이상, 40일 이상, 45일 이상, 50일 이상, 55일 이상 또는 60일 이상 동안 혈청 농도를 나타내는 항-C5 항체 및 이의 항원 결합 단편을 포함한다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 항-C5 항체는 당업계에 공지된 항-C5 항체에 비해 10일 이상의 연장된 혈청 반감기를 나타낸다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 인간 C5에 대한 높은 친화도 (예컨대, 0.3 nM 미만의 KD) 및 낮은 소거율 (예컨대, 연장된 혈청 반감기, 이전에 공지된 항-C5 항체보다 더 많은 날들에 걸쳐 향상된 약력학적 활성)을 갖는, 항-C5 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공한다. 이러한 본 발명의 항체는 C5-관련 질병 또는 질환이 있는 대상체에서 투약 빈도를 감소시키면서 유리하게 사용될 수 있다.
한 실시양태에서, 본 발명은 하기의 특성들 중 하나 이상을 나타내는, C5 단백질에 특이적으로 결합하는 분리된 재조합 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다: (a) 전장 인간 단일클론 항체이고; (b) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 25℃에서 0.9 nM 미만의 해리 상수 (KD)로 인간 C5에 결합하며; (c) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 37℃에서 0.3 nM 미만의 KD로 인간 C5에 결합하고; (d) 시노몰구스 원숭이에 투여시 70일 동안 10 ㎍/mL 이상의 혈청 농도를 가지며; (e) 체외 용혈반응 분석법으로 측정했을 때, 시노몰구스 원숭이에 투여시 35일 동안 CP- 및 AP 용혈반응을 차단하고; (f) 시노몰구스 원숭이에서 10일 이상의 혈청 반감기를 가지며; (g) C5-인간화된 마우스에 투여시 40일 동안 10 ㎍/mL 이상의 혈청 농도를 가지고; (h) 체외 용혈반응 분석법으로 측정했을 때, C5-인간화된 마우스에 투여시 30일 동안 CP 용혈반응을 차단하며; (i) C5-인간화된 마우스에서 10일 이상의 혈청 반감기를 가지는 특성.
한 실시양태에서, 본 발명은 하기의 특성들 중 하나 이상을 나타내는, C5 단백질에 특이적으로 결합하는 분리된 재조합 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다: (a) 전장 인간 단일클론 항체이고; (b) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 25℃에서 0.9 nM 미만의 해리 상수 (KD)로 인간 C5에 결합하며; (c) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 37℃에서 0.3 nM 미만의 KD로 인간 C5에 결합하고; (d) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 65 nM 미만의 KD로 원숭이 C5에 결합하며; (e) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 0.5 nM 미만의 KD로 인간 C5 변이체 R885H (서열번호 356)에 결합하고; (f) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 0.5 nM 미만의 KD로 인간 C5 변이체 R885C (서열번호 357)에 결합하며; (g) CP 용혈반응 분석법으로 측정시, 인간 C5-매개된 고전 경로 (CP) 용혈반응을 6 nM 미만의 IC50으로 95% 이상까지 차단하고; (h) AP 용혈반응 분석법으로 측정시, 인간 C5-매개된 대체 경로 (AP) 용혈반응을 165 nM 미만의 IC50으로 70% 이상까지 차단하며; (i) CP 용혈반응 분석법으로 측정시, 아프리카 녹색 원숭이 C5-매개된 CP 용혈반응을 185 nM 미만의 IC50으로 억제하고; (j) AP 용혈반응 분석법으로 측정시, 아프리카 녹색 원숭이 C5-매개된 AP 용혈반응을 235 nM 미만의 IC50으로 억제하며; (k) CP 용혈반응 분석법으로 측정시, 시노몰구스 원숭이 C5-매개된 CP 용혈반응을 145 nM 미만의 IC50으로 억제하고; (l) AP 용혈반응 분석법으로 측정시, 시노몰구스 원숭이 C5-매개된 AP 용혈반응을 30 nM 미만의 IC50으로 억제하는 특성.
본 발명의 항체는 상기 언급된 생물학적 특성들 중 하나 이상의 특성, 또는 이들의 임의의 조합을 보유할 수 있다. 본 발명의 항체의 다른 생물학적 특성들은 본원의 실시예를 비롯한 본 명세서의 검토로부터 당업자에게 분명해질 것이다.
에피토프 맵핑 및 관련 기법들
본 발명은 알파 폴리펩타이드 및 베타 폴리펩타이드를 포함하는 C5 단백질 분자의 하나 이상의 영역 내에서 발견되는 하나 이상의 아미노산과 상호작용하는 항-C5 항체를 포함한다. 항체가 결합하는 에피토프는 C5 단백질 분자의 상기 언급한 도메인들 중 어느 한 도메인 내에 위치한 3개 이상 (예를 들어, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20개 또는 그 이상)의 아미노산의 단일 연속 서열 (예를 들어, 도메인의 선형 에피토프)로 이루어질 수 있다. 다르게는, 상기 에피토프는 상기 단백질 분자의 상기 언급한 도메인들 중 하나 또는 양자 모두의 내에 위치하는 다수의 비연속 아미노산 (또는 아미노산 서열) (예를 들어, 입체구조형 에피토프)로 이루어질 수 있다.
당업계의 숙련자에게 공지된 다양한 기법들을 사용하여 항체가 폴리펩타이드 또는 단백질 내에서 "하나 이상의 아미노산과 상호작용하는지"의 여부를 결정할 수 있다. 예시적 기법으로는, 예를 들어, 문헌 [Antibodies, Harlow and Lane (Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, NY)]에 기술된 것과 같은, 일반적인 교차-차단 분석법을 포함한다. 다른 방법으로는 알라닌 스캐닝 돌연변이 분석, 펩타이드 블롯 분석 (Reineke (2004) Methods Mol. Biol. 248: 443-63), 펩타이드 절단 분석, 결정학 연구 및 NMR 분석을 포함한다. 또한, 에피토프 절제, 에피토프 추출 및 항원의 화학적 변형과 같은 방법도 사용될 수 있다 (Tomer (2000) Prot. Sci. 9: 487-496). 항체가 상호작용하는 폴리펩타이드 내에서 아미노산을 동정하는데 사용될 수 있는 또 다른 방법은 질량 분석법으로 검출되는 수소/중수소 교환법이다. 일반적으로, 상기 수소/중수소 교환법은 관심대상 단백질을 중수소-표지화한 후, 항체를 중수소-표지된 단백질에 결합시키는 단계를 포함한다. 다음으로, 상기 단백질/항체 복합체를 물로 옮기고 상기 항체 복합체에 의해 보호되는 아미노산 내에서 교환가능한 양성자는 계면의 일부가 아닌 아미노산 내에서 교환가능한 양성자보다 더 느린 속도로 중수소에서 수소로의 역교환을 겪게 된다. 그 결과, 상기 단백질/항체 계면의 일부를 형성하는 아미노산은 중수소를 보유할 수 있기 때문에, 상기 계면에 포함되지 않은 아미노산에 비해 비교적 더 높은 질량을 나타낸다. 항체의 해리 후, 표적 단백질을 프로테아제 절단 및 질량 분광법 분석을 거치게 함으로써, 상기 항체가 상호작용하는 특이적 아미노산에 상응하는 중수소-표지된 잔기를 밝혀낸다. 예를 들어, 문헌 [Ehring (1999) Analytical Biochemistry 267: 252-259]; [Engen and Smith (2001) Anal. Chem. 73: 256A-265A]를 참조한다.
"에피토프"라는 용어는 B 및/또는 T 세포가 반응하는 항원 상의 부위를 지칭한다. B-세포 에피토프는 단백질의 3차 폴딩(folding)에 의해 병치된 연속 아미노산 및 비연속 아미노산들 모두로부터 형성될 수 있다. 연속 아미노산으로부터 형성된 에피토프는 일반적으로 변성 용매에 노출시 유지되는 반면에, 3차 폴딩에 의해 형성된 에피토프는 일반적으로 변성 용매로 처리시 손실된다. 에피토프는 일반적으로 독특한 입체구조를 갖는 적어도 3개 및 그 이상, 통상 적어도 5개 또는 8-10개의 아미노산을 포함한다.
항원 구조 기반의 항체 프로파일링(Antigen Structure-based Antibody Profiling; ASAP)으로도 알려져 있는 변형 보조 프로파일링(Modification-Assisted Profiling; MAP)은 화학적으로 변형되거나 또는 효소에 의해 변형된 항원 표면에 대한 각 항체의 결합 프로파일의 유사성에 따라 동일한 항원을 겨냥하는 다수의 단일 클론 항체 (mAb)를 분류하는 방법이다 (US 2004/0101920호를 참조하며, 본원에 그 전문이 구체적으로 포함됨). 각각의 범주는 또 다른 범주로 나타낸 에피토프와 확연히 다르거나 또는 이와 부분적으로 중첩되는 독특한 에피토프를 반영할 수도 있다. 이 기법은 유전적으로 동일한 항체의 신속한 필터링을 가능하게 하기 때문에 유전적으로 구별되는 항체에 특성화의 초점을 맞출 수 있다. MAP를 하이브리도마 스크리닝에 적용하는 경우, 원하는 특성을 갖는 mAb를 생산하는 희귀 하이브리도마 클론을 용이하게 식별할 수 있다. MAP를 사용하여 본 발명의 항체를 서로 다른 에피토프에 결합하는 항체의 군으로 분류할 수도 있다.
특정 실시양태에서, 항-C5 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 서열 번호 355에 예시된 바와 같은 천연 형태의 C5 단백질, 또는 재조합에 의해 제조된 C5 단백질에 구현된 임의의 하나 이상의 영역 내의 에피토프에 결합하거나, 또는 이의 단편에 결합한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 항체는 인간 C5 단백질의 아미노산 잔기 19 - 1676번으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 아미노산을 포함하는 영역에 결합한다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 항체는, 서열번호 355의 약 19번 위치 내지 약 750번 위치 범위의 아미노산 잔기; 또는 약 751번 위치 내지 약 1676번 위치 범위의 아미노산 잔기로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 아미노산 서열과 상호작용한다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 C5 (서열번호 359)의 알파 및/또는 베타 사슬 내에서 발견되는 하나 이상의 에피토프와 상호작용하는 항-C5 항체 및 이의 항원 결합 단편을 포함한다. 에피토프(들)은 C5의 알파 사슬 및/또는 베타 사슬 내 위치한 3개 이상 (예를 들어, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20개 또는 그 이상)의 아미노산의 하나 이상의 연속 서열로 이루어질 수 있다. 다르게는, 에피토프는 C5 내에 위치한 다수의 비연속 아미노산 (또는 아미노산 서열)로 이루어질 수 있다. 본원 실시예 11에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 예시적 항체인 H4H12166P가 상호작용하는 C5의 에피토프는 (i) 서열번호 359의 베타 사슬 내에 포함되는 아미노산 591 내지 599에 상응하는 아미노산 서열 NMATGMDSW (서열번호 360); 및 (ii) 서열번호 359의 알파 사슬 내에 포함되는 아미노산 775 내지 794에 상응하는 아미노산 서열 WEVHLVPRRKQLQFALPDSL (서열번호 361)로 한정된다. 따라서, 본 발명은 (i) 서열번호 359의 아미노산 591 내지 599에 상응하는 아미노산 서열 NMATGMDSW (서열번호 360); 및 (ii) 서열번호 359의 아미노산 775 내지 794에 상응하는 아미노산 서열 WEVHLVPRRKQLQFALPDSL (서열번호 361)로 이루어진 영역 내에 포함된 하나 이상의 아미노산과 상호작용하는 항-C5 항체를 포함한다.
본 발명은 표 1에 열거된 임의의 특정한 예시적 항체와 동일한 에피토프, 또는 상기 에피토프의 일부에 결합하는 항-C5 항체를 포함한다. 이와 마찬가지로, 본 발명은 C5 단백질 또는 이의 단편에 대한 결합에 대하여 표 1에 열거된 임의의 특정한 예시적 항체와 경쟁하는 항-C5 항체도 포함한다. 예를 들어, 본 발명은 C5 단백질에 대한 결합에 대하여 표 1에 열거된 하나 이상의 항체와 교차-경쟁하는 항-C5 항체를 포함한다.
당업자라면 누구나, 당업계에 공지된 일반적인 방법을 사용하여 항체가 기준 항-C5 항체와 동일한 에피토프에 결합하는지, 또는 기준 항-C5 항체와 결합에 대하여 경쟁하는지의 여부를 쉽게 판단할 수 있다. 예를 들어, 시험 항체가 본 발명의 기준 항-C5 항체와 동일한 에피토프에 결합하는지를 판단하기 위해서, 기준 항체를 포화 조건 하에 C5 단백질 또는 펩타이드에 결합시킬 수 있다. 다음으로, C5 단백질 분자에 결합하는 시험 항체의 능력을 평가한다. 시험 항체가 기준 항-C5 항체와 포화 결합한 후에 C5에 결합할 수 있는 경우라면, 상기 시험 항체는 기준 항-C5 항체와 다른 에피토프에 결합한다는 결론을 내릴 수 있다. 반면에, 시험 항체가 기준 항-C5 항체와 포화 결합한 후에 C5에 결합할 수 없는 경우라면, 상기 시험 항체는 본 발명의 기준 항-C5 항체에 의해 결합된 에피토프와 동일한 에피토프에 결합할 수 있다.
항체가 기준 항-C5 항체와 결합에 대하여 경쟁하는지의 여부를 판단하기 위해, 상기 기술된 결합 방법론은 두 가지 방향으로 수행된다: 첫 번째 방법에서는, 상기 기준 항체를 포화 조건 하에 C5 단백질에 결합시킨 후, C5 분자에 대한 시험 항체의 결합에 대하여 평가한다. 　두 번째 방법에서는, 상기 시험 항체를 포화 조건 하에 C5 단백질에 결합시킨 후, C5 분자에 대한 기준 항체의 결합에 대하여 평가한다. 양 방법의 경우는 모두, 첫 번째 (포화) 항체만이 C5 분자에 결합할 수 있는 경우라면, 상기 시험 항체 및 기준 항체는 C5에 대한 결합에 대하여 경쟁하고 있는 것으로 결론을 내린다. 　당업계의 숙련자라면 알 수 있듯이, 기준 항체와 결합에 대하여 경쟁하는 항체는 반드시 기준 항체와 동일한 에피토프에 결합하지 않을 수도 있으며, 중첩되거나 인접하는 에피토프에 결합하여 기준 항체의 결합을 입체 구조적으로 차단할 수 있다.
두 항체가 각각 항원에 대한 다른 항체의 결합을 경쟁적으로 억제 (차단)하는 경우에는 동일하거나 중첩되는 에피토프에 결합한다. 다시 말해, 한 항체의 1배, 5배, 10배, 20배 또는 100배 초과량은 경쟁적 결합 분석으로 측정시 적어도 50%, 바람직하게는 75%, 90% 또는 심지어 99%까지 다른 항체의 결합을 억제한다 (예를 들어, 문헌 [Junghans et al., Cancer Res. 1990 50:1495-1502] 참조). 다르게는, 두 항체에서, 한 항체의 결합을 감소시키거나 제거하는 항원에서의 본질적으로 모든 아미노산 돌연변이가 다른 항체의 결합을 감소시키거나 제거하는 경우라면, 두 항체는 동일한 에피토프를 가진다. 두 항체에 있어서, 한 항체의 결합을 감소시키거나 제거하는 일부 아미노산 돌연변이가 다른 항체의 결합을 감소시키거나 제거하는 경우라면, 두 항체는 중첩 에피토프를 가진다.
이후에, 추가의 일반적인 실험 (예를 들어, 펩타이드 돌연변이 및 결합 분석)을 수행하여 시험 항체에서 관찰된 결합의 결여 문제가 실제로 기준 항체와 동일한 에피토프에 대한 결합으로 인한 것인지 또는 입체 차단(또는 또 다른 현상)이 관찰된 결합의 결여 문제의 원인인지를 확인할 수 있다. 　이러한 종류 실험은 ELISA, RIA, 표면 플라스몬 공명, 유세포분석법 또는 당업계에서 이용하는 임의의 기타 정량적 또는 정성적 항체 결합 분석법을 사용하여 수행될 수 있다.
면역접합체
본 발명은 C5-관련 질병 또는 질환 (예컨대, 비정형 용혈성 요독증후군)을 치료하기 위해, 치료적 모이어티("면역접합체")에 접합된 인간 항-C5 단일클론 항체를 포함한다. 본원에서 사용된 "면역접합체"라는 용어는 방사능 제제, 사이토카인, 인터페론, 표적 또는 리포터 모이어티, 효소, 펩타이드 또는 단백질 또는 치료제에 화학적 또는 생물학적으로 결합되는 항체를 지칭한다. 항체는 그의 표적에 결합할 수 있는 한, 해당 분자의 어느 위치에서든 방사능 제제, 사이토카인, 인터페론, 표적 또는 리포터 모이어티, 효소, 펩타이드 또는 치료제에 결합될 수 있다. 면역접합체의 예로는 항체 약물 컨쥬게이트 및 항체-독소 융합 단백질을 포함한다. 한 실시양태에서, 상기 제제는 C5에 대한 제2의 상이한 항체일 수 있다. 항-C5 항체에 접합될 수 있는 치료적 모이어티의 유형에 대해서는, 치료될 조건 및 달성코자 하는 원하는 치료적 효과를 고려할 것이다. 면역접합체를 형성하기에 적합한 제제의 예는 당업계에 공지되어 있으며; 예를 들어, WO 05/103081호를 참조한다.
다중 특이적 항체
본 발명의 항체는 단일 특이적, 이중 특이적 또는 다중 특이적일 수 있다. 다중 특이적 항체는 하나의 표적 폴리펩타이드의 서로 다른 에피토프에 특이적일 수 있거나, 또는 하나 이상의 표적 폴리펩타이드에 특이적인 항원 결합 도메인을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 문헌 [Tutt et al., 1991, J. Immunol. 147:60-69]; [Kufer et al., 2004, Trends Biotechnol. 22:238-244]를 참조한다.
본 발명의 임의의 다중 특이적 항원 결합 분자, 또는 이의 변이체는, 당업계의 숙련자에게 공지되어 있는 바와 같이, 표준 분자생물학 기법 (예를 들어, 재조합 DNA 및 단백질 발현 기법)을 이용하여 작제될 수 있다.
일부 실시양태에서, C5-특이적 항체는, C5의 별개의 도메인에 결합하고 있는 가변 영역들이 함께 결합하여 단일 결합 분자 내에서 이중 도메인 특이성을 부여하는 이중 특이적 포맷 ("이중 특이적 물질")으로 제조된다. 적절하게 설계된 이중 특이적 물질은 특이성과 결합활성 모두를 증가시킴으로써 전반적인 C5 단백질의 억제 효능을 향상시킬 수 있다. 개별 도메인 (예를 들어, N-말단 도메인의 세그먼트)에 대한 특이성을 가지거나, 또는 하나의 도메인 내의 서로 다른 영역들에 결합할 수 있는 가변 영역은, 각 영역이 별도의 에피토프, 또는 하나의 도메인 내의 서로 다른 영역들에 동시에 결합할 수 있도록 해주는 구조 스캐폴드 상에서 쌍을 형성한다. 이중 특이적 물질에 대한 한 예에서, 하나의 도메인에 대해 특이성을 갖는 결합제의 중쇄 가변 영역 (VH)을, 상기 VH에 대한 본래의 특이성을 방해하지 않으면서 본래의 VH와 쌍을 형성할 수 있는 비동족성 VL 파트너를 식별하기 위해, 제2 도메인에 대해 특이성을 갖는 일련의 결합제의 경쇄 가변 영역 (VL)과 재조합시킨다. 이러한 방식으로, 단일 VL 세그먼트 (예를 들어, VL1)는 서로 다른 2개의 VH 도메인 (예를 들어, VH1 및 VH2)과 조합되어 2개의 결합 "아암(arm)" (VH1-VL1 및 VH2-VL1)으로 이루어진 이중 특이적 물질을 생성할 수 있다. 단일 VL 세그먼트의 사용은 시스템의 복잡도를 감소시킴으로써 이중 특이적 물질을 생성하는데 사용되는 클로닝, 발현 및 정제 공정을 단순화시켜 해당 공정에서의 효율성을 증가시킨다 (예를 들어, USSN 13/022759호 및 US 2010/0331527호를 참조한다).
다르게는, 하나 이상의 도메인 및 제2 표적, 예컨대 이제 제한되지는 않지만, 제2의 상이한 항-C5 항체에 결합하는 항체는 본원에 기술된 기법들, 또는 당업자에게 공지된 기타 기법들을 사용하여 이중 특이적 포맷으로 제조할 수도 있다. 별개의 영역에 결합하는 항체 가변 영역은, 예를 들어, C5의 세포외 도메인 상에서 관련 부위에 결합하는 가변 영역과 함께 결합시켜 단일 결합 분자 내에서 이중 항원 특이성을 부여할 수 있다. 적절하게 설계된 상기 특성을 갖는 이중 특이적 물질은 이중적인 기능을 수행한다. 세포외 도메인에 대해 특이성을 갖는 가변 영역을, 세포외 도메인 외부에 대해 특이성을 갖는 가변 영역과 조합시키고, 각각의 가변 영역이 별도의 항원에 결합할 수 있도록 해주는 구조 스캐폴드 상에서 쌍을 형성시킨다.
본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 예시적인 이중 특이적 항체 포맷은 제1 면역글로불린 (Ig) CH3 도메인 및 제2 Ig CH3 도메인의 사용을 수반하는데, 이 경우, 상기 제1 및 제2 Ig CH3 도메인은 서로 적어도 하나의 아미노산이 다르고, 이러한 적어도 하나의 아미노산 차이는 아미노산의 차이가 없는 이중 특이적 항체에 비해 단백질 A에 대한 이중 특이적 항체의 결합을 감소시킨다. 한 실시양태에서, 상기 제1 Ig CH3 도메인은 단백질 A에 결합하고 제2 Ig CH3 도메인은 단백질 A 결합을 감소시키거나 제거하는 돌연변이, 예컨대 H95R 변형 (IMGT 엑손 넘버링에 따름; EU 넘버링으로는 H435R)을 포함한다. 상기 제2 CH3는 Y96F 변형 (IMGT에 따름; EU에 따르면 Y436F)을 더 포함할 수도 있다. 제2 CH3 내에서 발견될 수도 있는 추가의 변형으로는 하기를 포함한다: IgG1 항체의 경우에는 D16E, L18M, N44S, K52N, V57M 및 V82I (IMGT에 따르며; EU에 따르면 D356E, L358M, N384S, K392N, V397M 및 V422I임); IgG2 항체의 경우에는 N44S, K52N 및 V82I (IMGT에 따르며; EU에 따르면 N384S, K392N 및 V422I임); 및 IgG4 항체의 경우에는 Q15R, N44S, K52N, V57M, R69K, E79Q 및 V82I (IMGT에 의해; EU에 의해서는 Q355R, N384S, K392N, V397M, R409K, E419Q 및 V422I임). 상기 기술된 이중 특이적 항체 포맷 상의 변화는 본 발명의 범위 내인 것으로 고려된다.
본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 기타 예시적인 이중 특이적 포맷으로는, 제한 없이, 예를 들어, scFv-기반 또는 이원항체 이중 특이적 포맷, IgG-scFv 융합체, 이중 가변 도메인 (DVD)-Ig, 콰드로마(Quadroma), 놉-인투-홀(knob-into-hole), 공통 경쇄 (예를 들어, 놉-인투-홀을 갖는 공통 경쇄 등), CrossMab, CrossFab, (SEED)바디, 류신 지퍼(zipper), 듀오바디(Duobody), IgG1/IgG2, 이작용성 Fab (DAF)-IgG 및 Mab2 이중 특이적 포맷을 포함한다 (상술한 포맷들에 대해 살펴보려면, 예를 들어, 문헌 [Klein et al. 2012, mAbs 4:6, 1-11] 및 해당 문헌에 인용된 참고문헌들을 참조한다). 이중 특이적 항체는 예를 들어, 직교 화학 반응성을 갖는 비천연 아미노산을 사용하여 부위 특이적 항체-올리고뉴클레오티드 접합체를 생성한 후, 한정된 조성, 원자가 및 기하학적 구조를 갖는 다량체성 복합체로 자가-조립시키는 것과 같이, 펩타이드/핵산 접합을 사용하여 작제될 수도 있다. (예컨대, 문헌 Kazane et al., J. Am. Chem. Soc. [Epub: Dec. 4, 2012]를 참조한다).
치료적 투여 및 제제
본 발명은 상기 본 발명의 항-C5 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함하는 치료 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 치료 조성물은 개선된 수송, 전달, 내성 등을 제공하기 위해 제제 내에 포함되는 적절한 담체, 부형제 및 기타 작용제들과 함께 투여될 것이다. 모든 약사들에게 알려진 처방집(formulary)에서 다수의 적절한 제제들을 찾아볼 수 있다: 문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Company, Easton, PA.] 이러한 제제로는, 예를 들어, 분말, 페이스트, 연고, 젤리, 왁스, 오일, 지질, (양이온성 또는 음이온성) 지질을 함유하는 소포(예컨대, LIPOFECTIN™), DNA 접합체, 무수 흡수 페이스트, 수중유 및 유중수 에멀젼, 에멀젼 카보왁스(다양한 분자량의 폴리에틸렌 글리콜), 반고체 겔 및 카보왁스를 함유하는 반고체 혼합물을 포함한다. 문헌 [Powell et al. "Compendium of excipients for parenteral formulations" PDA (1998) J Pharm Sci Technol 52:238-311]도 참조한다.
항체의 용량은 투여하고자 하는 대상체의 나이 및 크기, 표적 질환, 병태, 투여 경로 등에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 항체를 사용하여 성인 환자에서 질병 또는 질환을 치료하거나 또는 이러한 질병을 예방하려는 경우, 일반적으로는 체중 1 kg당 약 0.1 내지 약 100 mg, 보다 바람직하게는 체중 1 kg당 약 5 내지 약 80, 약 10 내지 약 70, 또는 약 20 내지 약 50 mg의 단일 용량으로 본 발명의 항체를 투여하는 것이 유리하다. 질환의 중증도에 따라, 치료의 빈도 및 지속시간을 조절할 수 있다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 적어도 약 0.1 mg 내지 약 800 mg, 약 1 내지 약 600 mg, 약 5 내지 약 500 mg, 또는 약 10 내지 약 400 mg의 초기 용량으로 투여될 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 초기 용량을 투여한 후, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편의 제2 용량 또는 복수의 후속 용량을 상기 초기 용량과 대략 동일하거나 더 적을 수 있는 양으로 투여할 수 있는데, 이 경우, 상기 후속 용량들은 적어도 1일 내지 3일; 적어도 1주, 적어도 2주; 적어도 3주; 적어도 4주; 적어도 5주; 적어도 6주; 적어도 7주; 적어도 8주; 적어도 9주; 적어도 10주; 적어도 12주; 또는 적어도 14주로 나눈다.
다양한 전달 시스템, 예를 들어, 리포솜 내 캡슐화, 마이크로입자, 마이크로캡슐, 돌연변이 바이러스를 발현할 수 있는 재조합 세포, 수용체 매개된 세포 내 이입(endocytosis)이 공지되어 있어서, 본 발명의 약학 조성물을 투여하는데 사용할 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Wu et al. (1987) J. Biol. Chem. 262:4429-4432] 참조). 도입 방법으로는, 피부내, 경피, 근육내, 복강내, 정맥내, 피하, 비강내, 경막외 및 경구 경로를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 조성물은 임의의 통상적인 경로에 의해, 예를 들어 주입 또는 볼루스 주사에 의해, 상피 또는 점막피부 내벽(예를 들면, 구강 점막, 직장 점막 및 장 점막 등)을 통한 흡수에 의해 투여될 수 있으며, 다른 생물학적으로 활성인 제제들과 함께 투여될 수 있다. 투여는 전신 또는 국소일 수 있다. 약학적 조성물은 소포, 특히 리포솜으로 전달될 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Langer (1990) Science 249:1527-1533] 참조).
본 발명의 항체를 전달하기 위해 나노입자의 사용도 본원에서 고려된다. 항체 접합된 나노입자는 치료 및 진단 용도로 모두 사용될 수 있다. 항체 접합된 나노입자 및 이의 제조 및 사용 방법은 본원에 참조로 포함되는 문헌 [Arruebo, M., et al. 2009 ("Antibody-conjugated nanoparticles for biomedical applications" in J. Nanomat. Volume 2009, Article ID 439389, 24 pages, doi: 10.1155/2009/439389)]에 의해 상세히 기술되어 있다. 나노입자를 개발하여 약학 조성물에 함유된 항체에 접합시켜 세포를 표적화할 수도 있다. 약물 전달을 위한 나노입자도, 예를 들어, US 8257740호 또는 US 8246995호에 기술된 바 있으며, 이들은 각각 그 전문이 본원에 포함된다.
특정한 상황에서는, 약학 조성물은 제어 방출형 시스템으로 전달될 수 있다. 한 실시양태에서, 펌프를 사용할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 중합체 물질을 사용할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 제어 방출형 시스템은 조성물의 표적 근방에 배치될 수 있기 때문에, 전체 용량의 일부만을 필요로 한다.
주사가능한 제제들은 정맥내, 피하, 피부내, 두개내, 복강내 및 근육내 주사, 점적 주입 등을 위한 제형을 포함할 수 있다. 이러한 주사가능한 제제들은 공지된 방법들에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 주사가능한 제제들은, 예를 들어, 주사에 통상적으로 사용되는 멸균 수성 배지 또는 유성 배지 중에 상기 기술된 항체 또는 이의 염을 용해시키거나, 현탁시키거나 또는 에멀젼화시켜 제조할 수 있다. 주사용 수성 배지로서는, 예를 들어, 생리 식염수, 글루코스 및 기타 보조제를 함유하는 등장성 용액 등을 들 수 있으며, 이들은 적절한 가용화제, 예컨대 알콜 (예를 들어, 에탄올), 다가알콜 (예를 들어, 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜), 비이온성 계면활성제 [예를 들어, 폴리소르베이트 80, HCO-50 (수소 첨가 피마자유의 폴리옥시에틸렌 (50 mol) 부가물)] 등과 조합하여 사용할 수도 있다. 유성 배지로서는, 예를 들어, 참기름, 대두유 등을 사용하며, 이들은 벤질 벤조에이트, 벤질 알콜 등과 같은 가용화제와 조합하여 사용할 수도 있다. 이렇게 제조된 주사제는 바람직하게는 적절한 앰플에 충전시킨다.
본 발명의 약학 조성물은 표준 바늘 및 주사기를 사용하여 피하 또는 정맥내로 전달될 수 있다. 또한, 피하 전달과 관련하여, 펜 전달 장치(pen delivery device)가 본 발명의 약학 조성물을 전달하는데 용이하게 사용된다. 이러한 펜 전달 장치는 재사용 가능하거나 일회용일 수 있다. 재사용 가능한 펜 전달 장치는 일반적으로 약학 조성물을 함유하는 교체가능한 카트리지를 이용한다. 일단 카트리지 내의 모든 약학 조성물이 투여되어 카트리지가 비어 있게 되면, 상기 빈 카트리지를 쉽게 폐기하고 약학 조성물을 함유하는 새로운 카트리지로 교체할 수 있다. 그렇게 한 후, 펜 전달 장치를 재사용할 수 있다. 일회용 펜 전달 장치에는, 교체가능한 카트리지가 없다. 그대신, 상기 일회용 펜 전달 장치는 해당 장치 내의 저장소에 보유된 약제학적 조성물로 미리 채워진다. 일단 저장소에 약제학적 조성물이 비워지면, 전체 장치를 폐기한다.
다양한 재사용 가능한 펜 및 자동주사 전달 장치가 본 발명의 약학 조성물의 피하 전달에 사용된다. 　이의 예로, 몇 가지만 들면, AUTOPEN™ [영국 우드스탁 소재의 오웬 멈포드 인코포레이티드(Owen Mumford, Inc.)사 제조], DISETRONIC™ 펜 [스위스 버그도프 소재의 디세트로닉 메디컬 시스템즈(Disetronic Medical Systems)사 제조], HUMALOG MIX 75/25™ 펜, HUMALOG™ 펜, HUMALIN 70/30™ 펜 [미국 인디애나주 인디애나폴리스 소재의 엘리 릴리 앤 컴퍼니(Eli Lilly and Co.)사 제조], NOVOPEN™ I, II 및 III [덴마트 코펜하겐 소재의 노보 노디스크(Novo Nordisk)사 제조], NOVOPEN JUNIOR™ (덴마트 코펜하겐 소재의 노보 노디스크사 제조), BD™ 펜 [미국 뉴저지주 플랭클린 레이크 소재의 벡톤 디킨슨(Becton Dickinson)사 제조], OPTIPEN™, OPTIPEN PRO™, OPTIPEN STARLET™ 및 OPTICLIK™ [독일 프랑크푸르트 소재의 사노피-아벤티스(Sanofi-Aventis)사 제조]를 포함하지만, 여기에 제한되는 것은 아니다. 　본 발명의 약학 조성물의 피하 전달에 사용되는 일회용 펜 전달 장치의 예로 몇 가지만 들면, SOLOSTAR™ 펜 (사노피-아벤티스), FLEXPEN™ (노보 노디스크) 및 KWIKPEN™ (엘리 릴리), SURECLICK ™ 자동주사기 [미국 캘리포니아주 싸우전드 오크스 소재의 암젠(Amgen)사 제조], PENLET ™ [독일 슈투트가르트 소재의 하셀마이어(Haselmeier)사 제조], EPIPEN [데이 엘.피.(Dey, L.P.)사 제조] 및 HUMIRA ™ 펜 [미국 일리노이주 애보트 파크 소재의 애보트 랩스(Abbott Labs)사 제조]를 포함하지만, 여기에 제한되는 것은 아니다.
유리하게는, 상기 기술된 경구 또는 비경구 사용을 위한 약학 조성물은 활성 성분의 용량에 맞도록 조정된 단위 용량의 제형으로 제조된다. 이러한 단위 용량의 제형으로는, 예를 들어, 정제, 환제, 캡슐, 주사제 (앰플), 좌제 등을 포함한다. 함유된 항체의 양은 일반적으로 단위 용량의 제형당 약 5 내지 약 500 mg이고; 특히 주사제 형태에 있어서는, 약 5 내지 약 300 mg으로, 다른 제형에 있어서는 약 10 내지 약 300 mg으로 항체를 함유하는 것이 바람직하다.
항체의 치료적 용도
본 발명의 항체는 C5와 관련된 질병 또는 질환 또는 병태의 치료 및/또는 예방하고/하거나, 이러한 질병, 질환 또는 병태와 관련된 적어도 하나의 증상을 개선하는데 유용하다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 C5와 관련된 질병 또는 질환 또는 병태가 있는 환자에게 치료적 용량으로 투여될 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 항체는 비정형 용혈성 요독증후군 (aHUS)의 증상 또는 징후를 치료 또는 예방하는데 있어서 유용하다. aHUS의 증상 및 징후로는, 이에 제한되지는 않지만, 혈소판 활성화, 용혈반응, 뇌졸중을 초래하는 전신적 혈전성 미세혈관병증 (신체 전반에 걸쳐 작은 혈관 내에서의 혈전의 형성), 심장 마비, 신부전 및/또는 신사멸, 말기 신장병, 영구적 신장 손상, 복통, 착란상태, 부종, 피로, 구역질/구토, 설사 및 미세혈관병성 빈혈을 포함한다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 항체는 발작성 야간 혈색소뇨증 (PNH)의 증상 또는 징후를 치료 또는 예방하는데 있어서 유용하다. PNH의 증상 및 징후로는, 이에 제한되지는 않지만, 적혈구의 파괴, 혈전증 (심정맥 혈전증, 폐색전 포함), 혈관내 용혈성 빈혈, 적색 변색뇨, 피곤, 숨가쁨 및 심계항진과 같은 빈혈 증상, 복통 및 연하 장애를 포함한다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 항체는 신경계 질환, 신장 질환, 다발성 경화증, 뇌졸중, 길랑 바레 증후군, 외상성 뇌 손상, 파킨슨병, 부적절하거나 바람직하지 못한 보체 활성화의 질환, 혈액투석 합병증, 초급성 동종이식편 거부반응, 이종이식 거부반응, IL-2 요법 동안 인터루킨-2 유도된 독성, 염증성 질환, 자가면역질환의 염증, 크론병, 성인 호흡 장애 증후군, 화상을 비롯한 열손상 또는 동상, 허혈후 재관류 질환, 심근경색, 모세혈관 누출 증후군, 비만, 당뇨병, 알츠하이머병, 조현병, 뇌졸중, 간질, 죽상동맥경화증, 혈관염, 수포성 유사천포창, C3 사구체병증, 막증식성 사구체신염, 풍선 혈관성형술, 심폐 우회술 또는 신장 우회술에서의 펌프후 증후군, 혈액투석, 신장 허혈, 대동맥류 재구성 후 장간막 동맥 재관류, 감염성 질병 또는 패혈증, 면역 복합체 질환 및 자가면역질환, 당뇨병성 신장병, 알포트 증후군, 진행성 신부전, 단백뇨성 신장병, 신장 허혈-재관류 손상, 홍반성 신염, 사구체병증, 류머티스 관절염, 전신 홍반성 루푸스 (SLE), SLE 신염, 막증식성 신염, 용혈성 빈혈, 시신경척수염, 신장 이식, 유전성 CD59 결핍증, 건선 및 중증 근무력증으로 이루어진 군으로부터 선택되는 C5-관련 질병 또는 질환의 적어도 하나의 증상 또는 징후를 치료 또는 예방하는데 유용하다. 다른 특정 실시양태에서, 본 발명의 항체는 폐 질병 및 질환 예컨대 호흡곤란, 객혈, ARDS, 천식, 만성 폐쇄성 폐질환 (COPD), 기종, 폐색전 및 폐경색, 폐렴, 섬유조직증식성 진폐증, 분진 및 광물 (예컨대, 규소, 석탄 가루, 베릴륨 및 석면)로 인한 손상, 폐섬유증, 유기분진 질병, (자극성 기체 및 화학물질, 예컨대, 염소, 포스겐, 이산화황, 황화수소, 이산화질소, 암모니아 및 염산으로 인한) 화학적 손상, 연해, 열손상 (예컨대, 화상, 동상), 천식, 알레르기, 기관지수축, 과민성 폐렴, 기생충 질환, 굿파스처 증후군, 폐혈관염, 유전성 혈관부종 및 면역 복합체 관련 염증으로 이루어진 군으로부터 선택되는 C5-관련 질병 또는 질환의 적어도 하나의 증상 또는 징후를 치료 또는 예방하는데 유용하다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 항체는 안질환, 예컨대 노인성 황반 변성 (AMD), 당뇨병성 황반 부종 (DME), 당뇨병성 망막증, 안구 혈관신생 (맥락막, 각막 또는 망막 조직에 발생하는 안구 신혈관형성), 지도모양 위축 (GA), 포도막염 및 시신경척수염을 앓고 있는 대상체를 치료하는데 유용하다. 본 발명의 항체는 건성 AMD 또는 습성 AMD의 적어도 하나의 증상 또는 징후를 치료하거나 또는 개선하는데 사용할 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 항체는 시력 상실을 예방하거나 그 속도를 늦추는데 유용하다. 한 실시양태에서, 본 발명의 항체는 건성 AMD가 있는 대상체의 안구에서 드루젠을 감소시키는데 유용하다. 한 실시양태에서, 본 발명의 항체는 AMD가 있는 대상체에서 시력 상실을 예방하거나 또는 이를 감소시키고/늦추는데 유용하다.
본 발명의 하나 이상의 항체는 안구 질병 또는 질환의 하나 이상의 증상 또는 병태/징후의 중증도를 경감 또는 예방 또는 감소시키기 위해 투여한다. 상기 항체는 예컨대, 이에 제한되지는 않지만, 시력 상실, 시각 왜곡, 저조도광에 대한 적응 장애, 비뚤어진 중심시, 중심/전반 시력의 흐릿함 증가, 드루젠의 존재 (망막 상에 형성된 세포외 물질의 아주 작은 축적), 색소 변화, 격자 모양의 직선들이 물결 모양으로 보이기 시작하고 격자의 일부들이 공백으로 보이는 변시증 형태의 난시, 삼출성 변화 (안구의 출혈, 경성 삼출물, 망막하/RPE하/망막내액), 밝은 빛에 노출된 후 시각 기능의 느린 회복 (광피로 검사), 초기 위축 및 지도모양 위축, 급격히 감소하는 시력 (두 단계 또는 그 이상), 예컨대, 20/20에서 20/80, (습성 AMD에 있어서) 선택적 초시력 시야계　변화, 시력 저하, (비삼출성 황반 변성이 있는 대상체에서) 중심시의 점진적 상실, 시력 상실의 급격한 개시 (삼출성 황반 변성이 있는 대상체에서 비정상적인 혈관의 누출 및 출혈에 의해 초래되는 경우가 많음), 중심 암점　(시야의 음영 또는 시야에서 사라진 부분), 색상 식별 장애, 특히 어두운 색상과 어두운 색상 및 밝은 색상과 밝은 색상을 구분하지 못함, 대비 감도의 상실, 암슬러 격자(Amsler grid)에서 직선이 곡선으로 보이는 것 중에서 적어도 하나의 증상의 중증도를 개선 또는 감소시키는데 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 하나 이상의 항체를, 황반 변성이 생길 위험이 있는 대상체, 예컨대 50세 이상의 대상체, 황반 변성의 가족력이 있는 대상체, 흡연자 및 비만, 높은 콜레스테롤, 심혈관 질환, 또는 건강하지 못한 식습관이 있는 대상체에게 예방적으로 사용하는 것도 본원에서 고려된다.
본 발명의 추가의 실시양태에서, 본 항체는 C5와 관련된 질병 또는 질환을 앓고 있는 환자를 치료하기 위한 약학 조성물 또는 약제의 제조에 사용된다. 본 발명의 또 다른 실시양태에서, 본 항체는 C5와 관련된 질병 또는 질환을 치료 또는 개선하는데 유용한 당업계의 숙련자에게 공지된 임의의 다른 제제 또는 임의의 다른 요법과 함께 보조 요법으로 사용된다.
병용 요법
병용 요법은 본 발명의 항-C5 항체, 및 본 발명의 항체 또는 본 발명의 항체의 생물학적 활성 단편과 유리하게 조합될 수 있는 추가의 치료제를 포함할 수 있다. 본 발명의 항체는 C5와 관련된 질병 또는 질환을 치료하는데 사용되는 하나 이상의 약물 또는 치료제와 상승작용을 내도록 조합될 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 항체는 상기 질병의 하나 이상의 증상을 개선하기 위해 제2 치료제와 병용할 수 있다.
상기 C5-관련 질병 또는 질환에 따라, 본 발명의 항체는 하나 이상의 추가의 치료제, 예컨대 이에 제한되지는 않지만, 항응고제 (예컨대, 와파린, 아스피린, 헤파린, 페닌디온, 폰다파리눅스, 이드라파리눅스, 및 트롬빈 억제제, 예컨대 아르가트로반, 레피루딘, 비발리루딘, 또는 다비가트란), 항염증성 약물 (예컨대, 코르티코스테로이드 및 비스테로이드성 항염증성 약물), 혈압강하제 (예컨대, 안지오텐신-전환 효소 억제제), 면역억제제 (예컨대, 빈크리스틴, 시클로스포린 A 또는 메토트렉세이트), 섬유소용해제 (예컨대, 안크로드, ε-아미노카프로산, 항플라스민-a1, 프로스타시클린 및 데피브로타이드), 지질저하제, 예컨대 히드록시메틸글루타릴 CoA 리덕타제의 억제제, 항-CD20 제제, 예컨대 리툭시맙, 항-TNF 제제, 예컨대 인플릭시맙, 항발작제 (예컨대, 황산마그네슘), C3 억제제 또는 항혈전제와 조합하여 사용할 수 있다.
특정 실시양태에서, 상기 제2 치료제는 C5 단백질에 대한 또 다른 항체이다. C5에 대한 광범위한 중화작용 또는 억제 활성을 갖는 항체들의 조합 ("혼합제") 을 사용하는 것도 본원에서 고려된다. 일부 실시양태에서, 비경쟁성 항체들을 조합하여 이를 필요로 하는 대상체에게 투여할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 조합을 포함하는 항체는 상기 단백질의 별개의 비중첩성 에피토프에 결합한다. 상기 조합을 포함하는 항체는 C5 전환효소에 대한 C5 결합을 차단할 수 있고/할 수 있거나 C5가 C5a와 C5b로 절단되는 것을 방지/억제할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 제2 항체는 인간 혈청 중에서 더 긴 반감기를 가질 수 있다.
본원에 사용된 "~와 조합된"이라는 용어는, 본 발명의 항-C5 항체의 투여 전에, 그의 투여와 동시에 또는 그의 투여 후에 추가의 치료적 활성 성분(들)을 투여할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, "~와 조합된"이라는 용어는 항-C5 항체 및 제2 치료제의 연속적 투여 또는 동시적 투여도 포함한다.
상기 추가의 치료적 활성 성분(들)은 본 발명의 항-C5 항체를 투여하기 전에 대상체에게 투여할 수 있다. 예를 들어, 제1 성분이 제2 성분의 투여 1주 전, 72시간 전, 60시간 전, 48시간 전, 36시간 전, 24시간 전, 12시간 전, 6시간 전, 5시간 전, 4시간 전, 3시간 전, 2시간 전, 1시간 전, 30분 전, 15분 전, 10분 전, 5분 전 또는 1분 미만 전에 투여되었다면, 제1 성분은 제2 성분의 투여 "전에" 투여된 것으로 간주될 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 추가의 치료적 활성 성분(들)은 본 발명의 항-C5 항체를 투여한 후에 대상체에게 투여할 수 있다. 예를 들어, 제1 성분이 제2 성분의 투여 1분 후, 5분 후, 10분 후, 15분 후, 30분 후, 1시간 후, 2시간 후, 3 시간 후, 4시간 후, 5시간 후, 6시간 후, 12시간 후, 24시간 후, 36시간 후, 48시간 후, 60시간 후, 72시간 후에 투여되었다면, 제1 성분은 제2 성분의 투여 "후에" 투여된 것으로 간주될 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 추가의 치료적 활성 성분(들)은 본 발명의 항-C5 항체와 동시에 대상체에게 투여할 수 있다. 본 발명의 목적을 위한 "동시적" 투여는, 예를 들어, 단일 제형으로, 또는 30분 이하 이내로 대상체에 서로 각각 투여되는 별도의 제형으로, 대상체에 대한 항-C5 항체 및 추가적의 치료적 활성 성분의 투여를 포함한다. 별도의 제형으로 투여되는 경우, 각각의 제형은 동일한 경로를 통해 투여될 수 있으며 (예를 들어, 항-C5 항체 및 추가의 치료적 활성 성분은 모두 정맥 내 등으로 투여될 수 있음); 다르게는, 각각의 제형은 서로 다른 경로를 통해 투여될 수 있다 (예를 들어, 항-C5 항체는 정맥 내로 투여될 수 있고, 추가의 치료적 활성 성분은 경구 투여될 수 있음). 어떤 경우라도, 단일 제형으로, 동일한 경로에 의한 별도의 제형으로, 또는 서로 다른 경로에 의한 별도의 제형으로 상기 성분들을 투여하는 것은 본 명세서의 목적상 모두 "동시 투여"로 간주된다. 본 명세서의 목적상, 추가의 치료적 활성 성분의 투여 "전에", 투여와 "동시에", 또는 투여 "후에" (이들 용어는 상기 본원에서 정의한 바와 같음) 항-C5 항체의 투여는 추가의 치료적 활성 성분과 "조합된" 항-C5 항체의 투여로 간주된다.
본 발명은, 본 발명의 항-C5 항체가 본원의 다른 부분에 기술된 바와 같이 추가의 치료적 활성 성분(들) 중 하나 이상과 함께 제제화된 약학 조성물을 포함한다.
투여 처방계획
특정 실시양태에 따르면, 본 발명의 항-C5 항체 (또는 항-C5 항체 및 본원에 언급한 임의의 추가의 치료적 활성제의 조합을 포함하는 약학 조성물)의 단일 용량을 이를 필요로 하는 대상체에게 투여할 수 있다. 본 발명의 특정 실시양태에 따르면, 항-C5 항체 (또는 항-C5 항체 및 본원에 언급한 임의의 추가의 치료적 활성제의 조합을 포함하는 약학 조성물)의 다중 용량을 이를 필요로 하는 대상체에게 투여할 수 있다. 본 발명의 상기 양태에 따른 방법은 본 발명의 항-C5 항체의 다중 용량을 대상체에게 연속적으로 투여하는 단계를 포함한다. 본원에 사용된 "연속적으로 투여"하는 이라는 말은, 항-C5 항체의 각 용량을 서로 다른 시점에, 예를 들면, 소정의 간격(예컨대, 수시간, 수일, 수주 또는 수개월)을 둔 서로 다른 날짜에 대상체에게 투여한다는 것을 의미한다. 본 발명은 단일 초기 용량의 항-C5 항체에 이어서, 하나 이상의 2차 용량의 항-C5 항체, 및 임의로 이어서 하나 이상의 3차 용량의 항-C5 항체를 환자에게 연속적으로 투여하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다.
"초기 용량", "2차 용량" 및 "3차 용량"이라는 용어는 본 발명의 항-C5 항체 투여의 시간 순서를 가리킨다. 따라서, "초기 용량" 치료 처방계획의 시작시 투여되는 용량 ("기본 용량"이라고도 지칭함)이고; "2차 용량"은 초기 용량 이후에 투여되는 용량이며; "3차 용량"은 2차 용량 이후에 투여되는 용량이다. 상기 초기, 2차 및 3차 용량은 모두 동일한 양의 항-C5 항체를 함유할 수 있으나, 일반적으로 투여 빈도의 관점에서는 서로 다를 수 있다. 그러나, 특정 실시양태에서, 상기 초기, 2차 및/또는 3차 용량에 함유된 항-C5 항체의 양은 치료 과정 동안 서로 다르다 (예를 들면, 적절히 상향 또는 하향 조절됨). 특정 실시양태에서, 2회 이상(예를 들면, 2회, 3회, 4회 또는 5회) 용량을 "부하 용량"으로서 치료 처방계획의 시작시 투여한 후, 후속 용량을 보다 적은 빈도로 투여한다(예를 들면, "유지 용량").
본 발명의 예시적인 특정 실시양태에서, 각각의 2차 및/또는 3차 용량은 직전 선행 용량 이후 1시간 내지 48시간 (예컨대, 1, 1½, 2, 2½, 3, 3½, 4, 4½, 5, 5½, 6, 6½, 7, 7½, 8, 8½, 9, 9½, 10, 10½, 11, 11½, 12, 12½, 13, 13½, 14, 14½, 15, 15½, 16, 16½, 17, 17½, 18, 18½, 19, 19½, 20, 20½, 21, 21½, 22, 22½, 23, 23½, 24, 24½, 25, 25½, 26, 26½시간 또는 그 이상) 후에 투여한다. 본원에 사용된 "직전 선행 용량"이라는 말은, 다중 용량 투여의 순서에 있어서, 개입된 용량(intervening dose)없이 순서상 바로 다음 용량의 투여 전에 환자에게 투여되는 항-C5 항체의 용량을 의미한다.
본 발명의 상기 양태에 따른 방법은 임의의 횟수의 2차 및/또는 3차 용량의 항-C5 항체를 환자에게 투여하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 단일 2차 용량만을 환자에게 투여한다. 다른 실시양태에서, 2회 이상(예를 들면, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8회, 또는 그 이상)의 2차 용량을 환자에게 투여한다. 이와 마찬가지로, 예를 들어, 특정 실시양태에서, 단일 3차 용량만을 환자에게 투여한다. 다른 실시양태에서, 2회 이상(예를 들면, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8회, 또는 그 이상)의 3차 용량을 환자에게 투여한다.
본 발명의 특정 실시양태에서, 2차 및/또는 3차 용량이 환자에게 투여되는 빈도는 치료 처방계획의 과정 동안 달라질 수 있다. 또한, 상기 투여 빈도는 임상 실험 후 개개의 환자의 필요에 따라 담당의에 의해 치료 과정 동안 조절될 수도 있다.
항체의 진단적 용도
본 발명의 항-C5 항체는 예를 들어, 진단 목적으로 샘플에서 C5를 검출 및/또는 측정하는데 사용할 수 있다. 일부 실시양태들은 C5-관련 질병 또는 질환을 검출하기 위한 분석법에서 본 발명의 하나 이상의 항체의 사용을 고려한다. C5에 대한 예시적인 진단 분석법은, 예를 들어, 환자로부터 수득한 샘플을 본 발명의 항-C5 항체와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 항-C5 항체를 검출가능한 표지 또는 리포터 분자로 표지하거나 또는 포획 리간드로 사용하여, 환자 샘플로부터 C5 단백질을 선택적으로 분리한다. 다르게는, 비표지된 항-C5 항체를 자체적으로 검출 가능하게 표지된 2차 항체와 함께 진단적 용도로 사용할 수 있다. 상기 검출가능한 표지 또는 리포터 분자는, 예컨대 3H, 14C, 32P, 35S 또는 125I와 같은 방사성 동위원소; 플루오레세인 이소티오시아네이트 또는 로다민과 같은 형광성 또는 화학발광성 모이어티; 또는 알칼리성 포스파타제, β-갈락토시다제, 호스래디쉬(horseradish) 퍼옥시다제 또는 루시퍼라제와 같은 효소일 수 있다. 샘플 중에서 C5를 검출 또는 측정하는데 사용될 수 있는 예시적인 구체적 분석법으로는 효소 결합 면역흡착 검정법(ELISA), 방사성면역검정법(RIA) 및 형광 활성화 세포 분류법(FACS)를 포함한다.
본 발명에 따른 C5 진단 분석법에 사용될 수 있는 샘플로는 정상적인 상태 또는 병리적 상태 하에서 검출가능한 양의 C5 단백질 또는 이의 단편을 함유하는, 환자로부터 수득가능한 임의의 조직 또는 체액 샘플을 포함한다. 일반적으로, 건강한 환자(C5와 관련된 질병태에 걸리지 않은 환자)로부터 수득된 특정 샘플 중의 C5 수준을 측정하여 C5의 기본 또는 표준 수준을 먼저 확립할 것이다. 이후, 이러한 C5의 기본 수준을 C5 관련 질환, 또는 이러한 질환과 관련된 증상을 갖는 것으로 의심되는 개체로부터 수득된 샘플 중에서 측정한 C5의 수준과 비교할 수 있다.
C5에 특이적인 항체들은 추가의 표지 또는 모이어티를 함유하지 않을 수도 있거나, 또는 이들은 N-말단 또는 C-말단 표지 또는 모이어티를 포함할 수도 있다. 한 실시양태에서, 상기 표지 또는 모이어티는 비오틴이다. 결합 분석에서, 표지가 (존재하는 경우) 그 위치는 펩타이드가 결합되는 표면에 대하여 펩타이드의 배향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 표면을 아비딘으로 코팅하는 경우, N-말단 비오틴을 포함하는 펩타이드는 펩타이드의 C-말단 부분이 상기 표면에서 멀어지도록 배향될 것이다.
선택된 실시양태
본 명세서의 선택된 실시양태들은 하기를 포함한다:
실시양태 1에서, 본 발명은 보체 인자 5 (C5) 단백질에 특이적으로 결합하는 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편으로서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 수소/중수소 교환법으로 측정시 C5 (서열번호 359) 내에 포함된 하나 이상의 아미노산과 상호작용하는 것인, 상기 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 2에서, 본 발명은 상기 실시양태 1의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편으로서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 수소/중수소 교환법으로 측정시 C5의 알파 사슬 및/또는 베타 사슬 내에 포함된 하나 이상의 아미노산과 상호작용하는 것인, 상기 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 3에서, 본 발명은 상기 실시양태 1 또는 2의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편으로서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 수소/중수소 교환법으로 측정시 C5의 C5a 아나필라톡신 영역 내에 포함된 하나 이상의 아미노산과 상호작용하지 않는 것인, 상기 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 4에서, 본 발명은 상기 실시양태 1 내지 3 중 어느 한 실시양태의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편으로서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 수소/중수소 교환법으로 측정시 서열번호 360 및/또는 서열번호 361 내에 포함된 하나 이상의 아미노산과 상호작용하는 것인, 상기 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 5에서, 본 발명은 상기 실시양태 1 내지 4 중 어느 한 실시양태의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편으로서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 (a) 서열번호 359의 아미노산 591 내지 599; (b) 서열번호 359의 아미노산 593 내지 599; (c) 서열번호 359의 아미노산 775 내지 787; (d) 서열번호 359의 아미노산 775 내지 794; 및 (e) 서열번호 359의 아미노산 779 내지 787로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열과 상호작용하는 것인, 상기 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 6에서, 본 발명은 상기 실시양태 1 내지 5 중 어느 한 실시양태의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편으로서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 서열번호 360 및 361로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열 내에 포함된 적어도 5개의 아미노산과 상호작용하는 것인, 상기 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 7에서, 본 발명은 상기 실시양태 1 내지 5 중 어느 한 실시양태의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편으로서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 서열번호 360 및 361의 아미노산 서열과 상호작용하는 것인, 상기 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 8에서, 본 발명은 보체 인자 5 (C5) 단백질에 특이적으로 결합하는 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편으로서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 하기의 아미노산 잔기들 중 적어도 하나와 상호작용하는 것인, 상기 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다: 서열번호 359의 N591, M592, A593, T594, G595, M596, D597, S598, W599, W775, E776, V777, H778, L779, V780, P781, R782, R783, K784, Q785, L786, Q787, F788, A789, L790, P791, D792, S793, 또는 L794.
실시양태 9에서, 본 발명은 하기의 특성들 중 하나 이상을 보유하는, 상기 실시양태 1 내지 8 중 어느 한 실시양태의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다: (a) 시노몰구스 원숭이에 투여시 70일 동안 10 ㎍/mL 이상의 혈청 농도를 가지며; (b) 체외 용혈반응 분석법으로 측정했을 때, 시노몰구스 원숭이에 투여시 35일 동안 고전 경로 (CP) 용혈반응을 차단하고; (c) 체외 용혈반응 분석법으로 측정했을 때, 시노몰구스 원숭이에 투여시 35일 동안 대체 경로 (AP) 용혈반응을 차단하며; (d) 시노몰구스 원숭이에서 10일 이상의 혈청 반감기를 가지고; (e) C5-인간화된 마우스에 투여시 40일 동안 10 ㎍/mL 이상의 혈청 농도를 가지고; (f) 체외 용혈반응 분석법으로 측정했을 때, C5-인간화된 마우스에 투여시 30일 동안 CP 용혈반응을 차단하며; (g) C5-인간화된 마우스에서 10일 이상의 혈청 반감기를 가지는 특성.
실시양태 10에서, 본 발명은 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 추가의 특성을 보유하는, 상기 실시양태 1 내지 9 중 어느 한 실시양태의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다: (a) 전장 인간 단일클론 항체이고; (b) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 25℃에서 0.9 nM 미만의 해리 상수 (KD)로 인간 C5에 결합하며; (c) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 37℃에서 0.3 nM 미만의 KD로 인간 C5에 결합하고; (d) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 65 nM 미만의 KD로 원숭이 C5에 결합하며; (e) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 0.5 nM 미만의 KD로 인간 C5 변이체 R885H (서열번호 356)에 결합하고; (f) 표면 플라스몬 공명 분석법으로 측정시, 0.5 nM 미만의 KD로 인간 C5 변이체 R885C (서열번호 357)에 결합하며; (g) CP 용혈반응 분석법으로 측정시, 인간 C5-매개된 고전 경로 (CP) 용혈반응을 6 nM 미만의 IC50으로 95% 이상까지 차단하고; (h) AP 용혈반응 분석법으로 측정시, 인간 C5-매개된 대체 경로 (AP) 용혈반응을 165 nM 미만의 IC50으로 70% 이상까지 차단하며; (i) CP 용혈반응 분석법으로 측정시, 아프리카 녹색 원숭이 C5-매개된 CP 용혈반응을 185 nM 미만의 IC50으로 억제하고; (j) AP 용혈반응 분석법으로 측정시, 아프리카 녹색 원숭이 C5-매개된 AP 용혈반응을 235 nM 미만의 IC50으로 억제하며; (k) CP 용혈반응 분석법으로 측정시, 시노몰구스 원숭이 C5-매개된 CP 용혈반응을 145 nM 미만의 IC50으로 억제하고; (l) AP 용혈반응 분석법으로 측정시, 시노몰구스 원숭이 C5-매개된 AP 용혈반응을 30 nM 미만의 IC50으로 억제하는 특성.
실시양태 11에서, 본 발명은 상기 실시양태 1 내지 10 중 어느 한 실시양태의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편으로서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 표 1에 열거된 중쇄 가변 영역 (HCVR) 서열들 중 임의의 한 서열 내에 포함된 3개의 중쇄 상보성 결정 영역 (CDR) (HCDR1, HCDR2 및 HCDR3); 및 표 1에 열거된 경쇄 가변 영역 (LCVR) 서열들 중 임의의 한 서열 내에 포함된 3개의 경쇄 CDR (LCDR1, LCDR2 및 LCDR3)을 포함하는 것인, 상기 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 12에서, 본 발명은 하기를 포함하는, 상기 실시양태 1 내지 11 중 어느 한 실시양태의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다: (a) 서열번호 4, 20, 36, 52, 68, 84, 100, 124, 140, 148, 156, 172, 188, 204, 220, 236, 252, 268, 276, 292, 308, 324 및 340으로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 갖는 HCDR1 도메인; (b) 서열번호 6, 22, 38, 54, 70, 86, 102, 126, 142, 150, 158, 174, 190, 206, 222, 238, 254, 270, 278, 294, 310, 326 및 342로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 갖는 HCDR2 도메인; (c) 서열번호 8, 24, 40, 56, 72, 88, 104, 128, 144, 152, 160, 176, 192, 208, 224, 240, 256, 272, 280, 296, 312, 328 및 344로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 갖는 HCDR3 도메인; (d) 서열번호 12, 28, 44, 60, 76, 92, 108, 116, 132, 164, 180, 196, 212, 228, 244, 260, 284, 300, 316, 332 및 348로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 갖는 LCDR1 도메인; (e) 서열번호 14, 30, 46, 62, 78, 94, 110, 118, 134, 166, 182, 198, 214, 230, 246, 262, 286, 302, 318, 334 및 350으로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 갖는 LCDR2 도메인; 및 (f) 서열번호 16, 32, 48, 64, 80, 96, 112, 120, 136, 168, 184, 200, 216, 232, 248, 264, 288, 304, 320, 336 및 352로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 갖는 LCDR3 도메인.
실시양태 13에서, 본 발명은 표 1에 열거된 HCVR 서열로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 갖는 HCVR을 포함하는, 상기 실시양태 1 내지 12 중 어느 한 실시양태의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 14에서, 본 발명은 표 1에 열거된 LCVR 서열로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 갖는 LCVR을 포함하는, 상기 실시양태 13의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 15에서, 본 발명은 서열번호 2/10, 18/26, 34/42, 50/58, 66/74, 82/90, 98/106, 98/114, 122/106, 98/130, 138/106, 146/106, 122/130, 146/114, 146/130, 138/130, 154/162, 170/178, 186/194, 202/210, 218/226, 234/242, 250/258, 266/258, 274/282, 290/298, 306/314, 322/330 및 338/346으로 이루어진 군으로부터 선택되는 HCVR/LCVR 아미노산 서열 쌍을 포함하는, 상기 실시양태 11 내지 14 중 어느 한 실시양태의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 16에서, 본 발명은 서열번호 50, 98, 138 및 202로 이루어진 군으로부터 선택되는 HCVR 내에 포함된 3개의 CDR; 및 서열번호 58, 106 및 210으로 이루어진 군으로부터 선택되는 LCVR 내에 포함된 3개의 CDR을 포함하는, 상기 실시양태 11 내지 15 중 어느 한 실시양태의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 17에서, 본 발명은 (a) 서열번호 52, 54, 56, 60, 62 및 64; (b) 서열번호 100, 102, 104, 108, 110 및 112; (c) 서열번호 140, 142, 144, 108, 110 및 112; 및 (d) 서열번호 204, 206, 208, 212, 214 및 216으로 이루어진 군으로부터 선택되는 CDR을 포함하는, 상기 실시양태 16의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 18에서, 본 발명은 서열번호 50/58, 98/106, 138/106 및 202/210으로 이루어진 군으로부터 선택되는 HCVR/LCVR 아미노산 서열 쌍을 포함하는, 상기 실시양태 17의 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 19에서, 본 발명은 C5에 대한 결합에 대하여 실시양태 17의 항체 또는 이의 항원 결합 단편과 경쟁하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 20에서, 본 발명은 실시양태 17의 항체 또는 이의 항원 결합 단편과 동일한 에피토프에 결합하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 21에서, 본 발명은 5개 이하의 아미노산 치환을 갖는 표 1에 열거된 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 가변 영역을 포함하는 상기 실시양태 9 또는 10의 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 22에서, 본 발명은 5개 이하의 아미노산 치환을 갖는 표 1에 열거된 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하는 상기 실시양태 21의 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 23에서, 본 발명은 서열번호 98과 적어도 90%의 서열 동일성을 갖는 중쇄 가변 영역을 포함하는 상기 실시양태 9 또는 10의 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 24에서, 본 발명은 서열번호 106과 적어도 90%의 서열 동일성을 갖는 경쇄 가변 영역을 포함하는 상기 실시양태 23의 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 25에서, 본 발명은 HCVR의 3개의 CDR 및 LCVR의 3개의 CDR을 포함하는, C5의 C5a 및 C5b로의 절단을 차단하는 분리된 단일클론 항체 또는 이의 항원 결합 단편으로서, 상기 HCVR이 서열번호 2, 18, 34, 50, 66, 82, 98, 122, 138, 146, 154, 170, 186, 202, 218, 234, 250, 266, 274, 290, 306, 322 및 338으로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 가지고; 상기 LCVR이 서열번호 10, 26, 42, 58, 74, 90, 106, 114, 130, 162, 178, 194, 210, 226, 242, 258, 282, 298, 314, 330 및 346으로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 가지는 것인, 상기 분리된 단일클론 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함한다.
실시양태 26에서, 본 발명은 실시양태 1 내지 25 중 어느 한 실시양태에 따른 C5에 결합하는 분리된 항체 또는 이의 항원 결합 단편 및 약학적으로 허용가능한 담체 또는 희석제를 포함하는 약학 조성물을 포함한다.
실시양태 27에서, 본 발명은 실시양태 1 내지 25 중 어느 한 실시양태에 기재된 항체의 HCVR을 인코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는 분리된 폴리뉴클레오티드 분자를 포함한다.
실시양태 28에서, 본 발명은 실시양태 1 내지 25 중 어느 한 실시양태에 기재된 항체의 LCVR을 인코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는 분리된 폴리뉴클레오티드 분자를 포함한다.
실시양태 29에서, 본 발명은 실시양태 27 또는 28의 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는 벡터를 포함한다.
실시양태 30에서, 본 발명은 실시양태 29의 벡터를 발현하는 세포를 포함한다.
실시양태 31에서, 본 발명은 실시양태 1 내지 25 중 어느 한 실시양태의 항체 또는 항원 결합 단편을 이를 필요로 하는 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, C5와 관련된 질병 또는 질환의 적어도 하나의 증상 또는 징후를 예방, 치료 또는 개선하는 방법을 포함한다.
실시양태 32에서, 본 발명은 실시양태 31에 있어서의 질병 또는 질환이 비정형 용혈성 요독증후군 (aHUS), 발작성 야간 혈색소뇨증 (PNH), 노인성 황반 변성, 지도모양 위축, 포도막염, 시신경척수염, 다발성 경화증, 뇌졸중, 길랑 바레 증후군, 외상성 뇌 손상, 파킨슨병, 부적절하거나 바람직하지 못한 보체 활성화의 질환, 혈액투석 합병증, 초급성 동종이식편 거부반응, 이종이식 거부반응, IL-2 요법 동안 인터루킨-2 유도된 독성, 염증성 질환, 자가면역질환의 염증, 크론병, 성인 호흡 장애 증후군, 화상을 비롯한 열손상 또는 동상, 허혈후 재관류 질환, 심근경색, 모세혈관 누출 증후군, 비만, 당뇨병, 알츠하이머병, 조현병, 뇌졸중, 간질, 죽상동맥경화증, 혈관염, 수포성 유사천포창, C3 사구체병증, 막증식성 사구체신염, 당뇨병성 신장병, 알포트 증후군, 진행성 신부전, 단백뇨성 신장병, 신장 허혈-재관류 손상, 홍반성 신염, 풍선 혈관성형술, 심폐 우회술 또는 신장 우회술에서의 펌프후 증후군, 혈액투석, 신장 허혈, 대동맥류 재구성 후 장간막 동맥 재관류, 감염성 질병 또는 패혈증, 면역 복합체 질환 및 자가면역질환, 신장 질환, 류머티스 관절염, 전신 홍반성 루푸스 (SLE), SLE 신염, 증식성 신염, 용혈성 빈혈, 천식, 만성 폐쇄성 폐질환 (COPD), 기종, 폐색전 및 폐경색, 폐렴, 및 중증 근무력증으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 실시양태 31의 방법을 포함한다.
실시양태 33에서, 본 발명은 실시양태 31에 있어서의 질병 또는 질환이 aHUS인 것인, 실시양태 31의 방법을 포함한다.
실시양태 34에서, 본 발명은 실시양태 31에 있어서의 질병 또는 질환이 PNH인 것인, 실시양태 31의 방법을 포함한다.
실시양태 35에서, 본 발명은 약학 조성물을 이를 필요로 하는 대상체에게 예방학적으로 또는 치료학적으로 투여하는 것인, 실시양태 31 내지 34 중 어느 한 실시양태의 방법을 포함한다.
실시양태 36에서, 본 발명은 약학 조성물을 제2 치료제와 병용하여 투여하는 것인, 실시양태 31 내지 35 중 어느 한 실시양태의 방법을 포함한다.
실시양태 37에서, 본 발명은 실시양태 36에 있어서의 상기 제2 치료제가 항응고제, 항염증성 약물, 혈압강하제, 면역억제제, 지질저하제, 항-CD20 제제, 예컨대 리툭시맙, 항-TNF 제제, 예컨대 인플릭시맙, 항발작제, C3 억제제, 제2 항-C5 항체 및 항혈전제로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 실시양태 36의 방법을 포함한다.
실시양태 38에서, 본 발명은 약학 조성물을 피하, 정맥내, 피부내, 복강내, 경구, 근육내 또는 두개내 투여하는 것인, 실시양태 31 내지 37 중 어느 한 실시양태의 방법을 포함한다.
실시예
하기 실시예들은 본 발명의 방법 및 조성물을 제조하여 사용하는 방법에 대하여 모든 것을 갖춘 명세서 및 기술내용을 당업계의 숙련자에게 제공하기 위해 제시하는 것이지, 본 발명자들이 본 발명으로 간주하는 범위를 한정하려는 것은 아니다. 사용된 수치 (예를 들어, 양, 온도, 등)에 관하여 정확성을 기하기 위해 노력하였으나, 일부 실험적 오차와 편차들은 설명되어야 한다. 달리 지시하지 않는 한, 부는 중량부이고, 분자량은 평균 분자량이며, 온도는 섭씨 온도이고, 실온은 약 25℃이며, 압력은 대기압 또는 대기압 부근이다.
실시예 1: 보체 인자 5 (C5) 단백질에 대한 인간 항체의 생성
인간 면역글로불린 중쇄 및 카파 경쇄 가변 영역을 인코딩하는 DNA를 포함하는 VELOCIMMUNE® 마우스에서 C5 단백질에 대한 인간 항체를 생성하였다. 상기 마우스를 혈청 정제된 인간 C5 단백질 [칼바이오켐(Calbiochem) 카타로그 #20-4888]로 면역반응을 유발시켰다.
상기 항체 면역 반응을 C5-특이적 면역분석법으로 모니터링하였다. 원하는 면역 반응이 달성된 경우, 비장 세포를 수확하고 마우스 골수종 세포와 융합시켜 생존력을 보존하고 하이브리도마 세포주를 형성하였다. 상기 하이브리도마 세포주를 스크리닝하고 선별하여 C5-특이적 항체를 생성하는 세포주를 동정하였다. 상기 세포주를 사용하여 수개의 항-C5 키메라 항체 (즉, 인간 가변 도메인 및 마우스 불변 도메인을 보유하는 항체)를 수득하였고; 이러한 방식으로 생성된 예시적인 항체들을 H2M11683N 및 H2M11686N으로 지정하였다.
또한, 항-C5 항체는 미국 특허 7,582,298호 (전문이 본원에 참조로 포함됨)에서 기술된 바와 같이, 골수종 세포에 융합하지 않고 항원-양성 마우스 B 세포로부터 직접 분리하였다. 상기 방법을 사용하여, 수개의 전장 인간 항-C5 항체 (즉, 인간 가변 도메인 및 인간 불변 도메인을 보유하는 항체)를 수득하였고; 이러한 방식으로 생성된 예시적인 항체들을 H4H12159P, H4H12161P, H4H12163P, H4H12164P, H4H12166P, H4H12167P, H4H12168P, H4H12169P, H4H12170P, H4H12171P, H4H12175P, H4H12176P2, H4H12177P2 및 H4H12183P2로 지정하였다.
본 실시예의 방법에 따라 생성된 예시적인 항체들의 생물학적 특성에 대해서는 하기 제시된 실시예들에서 상세히 기술한다.
실시예 2: 중쇄 및 경쇄 가변 영역 아미노산 및 뉴클레오티드 서열
표 1은 선택된 본 발명의 항-C5 항체의 중쇄 및 경쇄 가변 영역 및 CDR에 대한 아미노산 서열 식별기호(identifier)를 제시한다.
Figure pat00001
상응하는 핵산 서열 식별기호를 표 2에 기재하였다.
Figure pat00002
항체는 본원에서 서하기의 명명법에 따라 일반적으로 지칭된다: Fc 접두사 (예컨대 "H4H," "H2M" 등)를 기재한 후, 수치 식별기호 (예컨대, 표 2에 나타낸 바와 같이 "11686," "12166," "12183" 등)를 기재한 후, "P," "P2" 또는 "N" 접미사를 기재함. 따라서, 상기 명명법에 따르면, 항체는 본원에서, 예컨대, "H2M11686N," "H4H12183P2," "H4H12168P" 등으로 지칭할 수 있다. 본원에서 사용된 항체의 명칭에서 H4H 및 H2M 접두사는 상기 항체에 대한 특정 Fc 영역의 동형을 의미한다. 예를 들어, "H4H" 항체는 이량체 안정화를 촉진하기 위해 경첩 영역에서 세린의 프롤린으로의 돌연변이 (S108P)를 포함하는 인간 IgG4 Fc이고, "H2M" 항체는 마우스 IgG2 Fc (a 또는 b 동형)를 가진다 (모든 가변 영역은 상기 항체 지정명칭의 처음 'H'로 나타낸 것과 같은 전장 인간이다). 당업계의 숙련자라면 누구나 알 수 있는 바와 같이, 특정 Fc 동형을 갖는 항체는 상이한 Fc 동형을 가진 항체 (예를 들어, 마우스 IgG1 Fc를 갖는 항체는 인간 IgG4를 갖는 항체 등으로 전환될 수 있음)로 전환될 수 있지만, 어떠한 경우가 됐던, (CDR을 포함하는) 가변 도메인 - 표 2에서 나타낸 수치 식별기호로 표시됨 - 은 동일하게 유지될 것이고, 항원에 대한 결합 특성은 Fc 도메인의 성질에 관계없이 동일하거나 실질적으로 유사할 것으로 기대된다.
특정 실시양태에서, 마우스 IgG1 Fc를 갖는 선택된 항체를 인간 IgG4 Fc를 갖는 항체로 전환시켰다. 한 실시양태에서, 상기 IgG4 Fc 도메인은 US20100331527호에 개시된 바와 같은 2 이상의 아미노산 변화를 포함한다.
돌연변이된 항체를 제조하기 위해, H4H12166P의 상보성 결정 영역 (CDR) 내의 다양한 잔기들을 히스티딘으로 돌연변이시켜 H4H12166P2 내지 H4H12166P10으로 식별되는 9개의 돌연변이된 항체를 제조하였다. CDR 내의 히스티딘 돌연변이들은 향상된 약동학적 특성을 유도하는 표적 항원에 대한 결합의 pH-의존성을 부여하는 것으로 밝혀졌다 (Igawa et al. 2010, Nat. Biotechnol. 28: 1203-1207).
하기 실시예에서 사용된 대조군 작제물
비교의 목적을 위해, 하기의 대조군 작제물들 (항-C5 항체)을 본원에 개시된 실험에 포함시켰다: 미국 특허 6,355,245호 [알렉시온 파마슈티컬즈, 인코포레이티드(Alexion Pharmaceuticals, Inc.)]에 따른 항체 "h5G1.1"의 VH/VL 서열을 갖는 인간 C5에 대한 단일클론 항체인 "비교군 1"; 및 미국 특허 출원 공보 2013/0022615호 (노바티스)에 따른 항체 "8109"의 VH/VL 서열을 갖는 인간 C5에 대한 단일클론 항체인 "비교군 2."
실시예 3: 표면 플라스몬 공명으로 측정한 C5에 대한 항체 결합
정제된 항-C5 항체로의 C5 결합에 대한 평형 해리 상수 (KD 값)를 BiaCore T200 장비 상에서 실시간 표면 플라스몬 공명 바이오센서 분석법을 사용하여 측정하였다. 상기 Biacore 센서 표면을 단일클론 마우스 항-인간 Fc 항체 [GE 헬스케어(Healthcare), # Br-1008-39]와의 아민 커플링으로 유도체화시켜 Fc 불변 영역과 함께 발현된 항-C5 항체를 포획하였다. Biacore 결합 연구를 HBST 러닝 버퍼 (0.01M HEPES pH 7.4, 0.15M NaCl, 3 mM EDTA, 0.05% v/v 계면활성제 P20) 중에서 수행하였다. 인간 C5는 시판되는 공급원 (EMD)으로부터 수득하였다. 기타 C5 시약들은 C-말단 myc-myc-헥사히스티딘 태그 (이후, C5-mmh로 지칭함)와 함께 발현시켰다. 또한, 아르기닌 885에서 히스티딘 및 시스테인 점 돌연변이를 함유하는 인간 C5-mmh 시약들도 발현시켰다 (이후, 각각 C5 R885H-mmh 및 C5 R885C-mmh로 지칭함). HBST 러닝 버퍼 중에서 제조된 서로 다른 농도의 인간 C5, 인간 C5 R885H-mmh (서열번호 356), 인간 C5 R885C-mmh (서열번호 357) 및 원숭이 C5-mmh (서열번호 358) (100 nM 내지 1.23 nM 범위, 3배 희석)를 30 ㎕/분의 유속으로 상기 항-C5 항체 포획된 표면에 주사하였다. 포획된 각 단일클론 항체에 대한 모든 C5 시약들의 결합을 3분간 모니터링하고 HBST 러닝 버퍼 중에서 이들의 해리를 8분간 모니터링하였다. 모든 결합 동역학 실험은 25℃ 또는 37℃에서 수행하였다. 동역학적 결합 (k a) 및 해리 (k d) 속도 상수는 스크러버(Scrubber) 2.0c 곡선 피팅 소프트웨어를 사용하여 1:1 결합 모델에 실시간 센서그램을 피팅함으로써 결정되었다. 결합 해리 평형 상수 (K D) 및 해리 반감기 (t½)는 하기와 같이 동역학 속도 상수로부터 계산하였다: K D (M) = k d /k a 및 t½ (분) = ln2/(60×k d )
25℃ 및 37℃에서 항-C5 항체로의 인간 C5 결합에 대한 결합 동역학 파라미터를 표 3과 4에 나타내었다.
Figure pat00003
Figure pat00004
25℃ 및 37℃에서 항-C5 항체로의 원숭이 C5-mmh 결합을 표 5와 6에 나타내었다.
Figure pat00005
Figure pat00006
25℃에서 항-C5 항체에 대한 인간 C5 R885H-mmh 및 인간 C5 R885C-mmh 결합을 표 7과 8에 각각 나타내었다.
Figure pat00007
Figure pat00008
37℃에서 항-C5 항체에 대한 인간 C5 R885H-mmh 및 인간 C5 R885C-mmh 결합을 표 9와 10에 각각 나타내었다.
Figure pat00009
Figure pat00010
25℃에서, 본 발명의 모든 25개의 항-C5 항체들은 표 3에 나타낸 것과 같이 73 pM 내지 8.4 nM 범위의 K D 값으로 인간 C5에 결합하였다. 37℃에서, 본 발명의 모든 항-C5 항체들은 표 4에 나타낸 것과 같이 103 pM 내지 18.5 nM 범위의 K D 값으로 인간 C5에 결합하였다. 25℃에서, 시험된 본 발명의 25개의 항-C5 항체들 중 25개가 표 5에 나타낸 것과 같이 133 pM 내지 64 nM 범위의 K D 값으로 원숭이 C5-mmh에 결합하였다. 37℃에서, 시험된 본 발명의 25개의 항-C5 항체들 중 25개가 표 6에 나타낸 것과 같이 133 pM 내지 118 nM 범위의 K D 값으로 원숭이 C5-mmh에 결합하였다. 25℃에서, 시험된 본 발명의 16개의 항-C5 항체들 중 16개가 표 7에 나타낸 것과 같이 147 pM 내지 10.9 nM 범위의 K D 값으로 인간 C5 R885H-mmh에 결합하였다. 25℃에서, 시험된 본 발명의 16개의 항-C5 항체들 중 16개가 표 8에 나타낸 것과 같이 251 pM 내지 190 nM 범위의 K D 값으로 인간 C5 R885C-mmh에 결합하였다. 37℃에서, 시험된 본 발명의 16개의 항-C5 항체들 중 16개가 표 9에 나타낸 것과 같이 1.49 pM 내지 69.4 nM 범위의 K D 값으로 인간 C5 R885H-mmh에 결합하였다. 25℃에서, 시험된 본 발명의 16개의 항-C5 항체들 중 16개가 표 10에 나타낸 것과 같이 1.74 pM 내지 159 nM 범위의 K D 값으로 인간 C5 R885C-mmh에 결합하였다.
실시예 4: 상이한 pH를 통한 C5에 대한 항체 결합
T200 장비를 이용하는 실시간 표면 플라스몬 공명 바이오센서를 사용하여 정제된 항-C5 단일클론 항체에 결합된 재조합 인간 C5의 해리 속도에 대한 pH의 영향을 측정하였다. 상기 Biacore 센서 표면을 단일클론 마우스 항-인간 Fc 항체 [GE, # BR-1008-39]와의 아민 커플링으로 먼저 유도체화시켜 인간 IgG4 Fc와 함께 발현된 항-C5 단일클론 항체를 포획하였다. 모든 Biacore 결합 연구는 2개의 러닝 버퍼 PBS-T, pH 7.4 (0.01 M Na2HPO4/NaH2PO4, 0.15 M NaCl,, 0.05% v/v Tween-20, pH 7.4로 조절됨) 및 PBS-T, pH 6.0 (0.01M Na2HPO4/NaH2PO4, 0.15 M NaCl, 0.05% v/v Tween-20, pH 6.0으로 조절됨)를 사용하여 수행하였다. 서로 다른 농도의 인간 C5 (EMD, 카타로그 # 204888) 또는 원숭이 C5.mmh [PBS-T, pH 7.4 러닝 버퍼 (100 nM 내지 11.11 nM 범위, 3배 희석) 중에서 제조됨]를 상기 항-C5 단일클론 항체 포획된 표면에 대해 50 ㎕/분의 유속으로 3분간 주사하고, 두 러닝 버퍼 PBS-T, pH 7.4 및 PBS-T, pH 6.0 중의 이들의 해리를 6분간 모니터링하였다. 모든 결합 동역학 실험은 25℃ 및 37℃에서 수행하였다. 동역학적 해리 (k d ) 속도 상수는 스크러버 2.0c 곡선 피팅 소프트웨어를 사용하여 1:1 결합 모델에 실시간 센서그램을 피팅함으로써 결정하였다. 결합 해리 반감기 (t½)는 하기와 ƒˆ이 k d 로부터 계산하였다:
t½ (분) =
Figure pat00011
두 러닝 버퍼 PBS-T, pH 7.4 및 PBS-T, pH 6.0 중에서 25℃ 및 37℃에서의 서로 다른 항-C5 단일클론 항체들로의 인간 C5 결합에 대한 반감기 비율을 표 11과 12에 나타내었다.
Figure pat00012
Figure pat00013
두 러닝 버퍼 PBS-T, pH 7.4 및 PBS-T, pH 6.0 중에서 25℃ 및 37℃에서의 서로 다른 항-C5 단일클론 항체들로의 원숭이 C5 결합에 대한 반감기 비율을 표 13과 14에 나타내었다.
Figure pat00014
Figure pat00015
표 11-14에 나타낸 것과 같이, 선택된 항-C5 항체들은 t½ 비율로 보여진 바와 같이 pH-의존성 결합을 나타내었다.
실시예 5: 항-C5 항체들 간의 옥텟(Octet) 교차-경쟁
옥텟 RED384 바이오센서 [폴 포르테바이오 코포레이션(Pall ForteBio Corp.)사 제조] 상에서 실시간 무표지 생체층 간섭굴절측정법 분석을 이용하여 항-C5 단일클론 항체 (mAb)들 간의 결합 경쟁을 확인하였다. 전체 실험은 0.01 M HEPES pH 7.4, 0.15 M NaCl, 0.05% v/v 계면활성제 Tween-20, 0.1 mg/mL BSA (옥텟 HBS-P 버퍼) 중에서 플레이트를 1000 rpm의 속도로 진동시키면서 25℃에서 수행하였다. 2개의 항체가 인간 C5 (혈장으로부터 정제된 hC5, EMD) 상의 각각의 에피토프에 대한 결합에 대하여 서로 경쟁할 수 있는지의 여부를 알아보기 위해, 먼저 항-인간 C5 mAb (이후, mAb1로 지칭함)의 50 ㎍/mL 용액을 함유하는 웰에 항-hFc 항체 코팅된 옥텟 바이오센서 팁 (폴 포르테바이오 코포레이션, # 18-5060)을 3분간 침지시킴으로써 약 1.5 nm의 항-인간 C5 mAb를 상기 팁 상에서 포획하였다. 이후, 상기 항체 포획된 바이오센서 팁을 차단 mAb의 200 ㎍/mL 용액을 함유하는 웰에 4분간 침지시킴으로써 차단 H4H 동형 대조군 mAb (이후 차단 mAb로 지칭함)로 포화시켰다. 다음으로, 이어서 상기 바이오센서 팁을, 2시간 동안 사전에 항온배양시킨 50 nM의 hC5 및 1 μM의 제2 항-인간 C5 mAb (이후 mAb2로 지칭함)의 공동 복합체화된 용액을 함유하는 웰에 4분간 침지시켰다. 상기 바이오센서 팁을 본 실험의 매 단계 사이마다 옥텟 HBS-P 버퍼 중에서 세척하였다. 실시간 결합 반응을 실험 과정을 진행하는 동안 모니터링하였고, 매 단계의 종료시마다 결합 반응을 기록하였다. mAb1에 대한 인간 C5 사전 복합체화된 mAb2 결합의 반응을 백그라운드 결합에 대해 보정, 비교하여 서로 다른 항-C5 단일클론 항체들의 경쟁/비경쟁적 거동을 판단하였다.
표 15는 결합의 순서와는 독립적으로, 양 방향 모두로 경쟁하는 항체들의 관계를 분명하게 규정하고 있다.
Figure pat00016
실시예 6: B-세포 생체분석법에서 C5-매개된 보체-의존성 세포독성의 억제
본 실시예는 고전 보체 경로에서 항-CD20 항체를 사용하여 C5의 역할을 시험하기 위한 생체분석법에 대하여 기술한다. B-세포 특이적 세포 표면 항원 CD20에 대한 치료적 항-CD20 항체는 B-세포의 CDC를 초래하는 것으로 밝혀졌으며 (Glennie et al. 2007, Mol. Immunol. 44: 3823-3837), CD20을 발현하는 세포주를 이용하는 CDC 분석법은 이미 기술된 바 있다 (Flieger et al. 2000, Cell. Immunol. 204: 55-63). 다우디(Daudi) 세포, CD20을 발현하는 인간 B 세포주, 보체 보존된 혈청 또는 외인성 C5 변이체를 갖는 C5 결핍된 혈청 및 항-CD20 항체 (미국 특허 8,529,902호의 "2F2"의 VH/VL을 포함하는 항체)를 사용하여 CDC에 있어서 C5 활성의 역할을 평가하였다.
C5 CDC 생체분석법을 위해, 다우디 세포를 10% FBS, 페니실린/스트렙토마이신, L-글루타민, 피루브산나트륨 및 비필수 아미노산을 포함하는 RPMI (RPMI 완전 배지) 또는 1% BSA, 페니실린/스트렙토마이신 및 L-글루타민을 포함하는 RPMI (RPMI/BSA) 중의 웰당 10,000개의 세포로 96-웰 분석 플레이트 상에 분주하였다. C5 함유 인간 혈청을 사용하는 비돌연변이된 항체의 시험과 함께, 돌연변이된 항-hC5 항체를 시험하는 모든 분석법은 RPMI 완전 배지 중에서 시험했던 반면, 아프리카 녹색 원숭이 혈청 및 인간 C5 변이체를 사용하여 비돌연변이된 항체를 시험하는 분석법은 RPMI/BSA 배지 중에서 시험하였다. 인간 또는 원숭이 혈청으로 CDC를 측정하기 위해, 상기 항-CD20 항체를 100 nM에서 2 pM로 1:3으로 희석하고 (항체를 포함하지 않는 대조군 샘플 포함), 세포와 함께 25℃에서 10분간 항온배양시킨 후, 1.66%의 혈청 또는 1.66%의 C5 결핍된 혈청 및 6.6 nM의 C5 변이체 단백질을 첨가하였다. C5 결핍된 혈청에 첨가될 C5 단백질의 양은 0.37 uM의 인간 혈청 중에서 보고된 C5 농도의 수치를 기준으로 하였다 (Rawal et al 2008, J. Biol. Chem. 283: 7853-7863). CDC에 대한 C5 항체 억제를 시험하기 위해, C5 항체를 100 nM에서 2 pM로 1:3으로 희석하고 (항체를 포함하지 않는 대조군 샘플 포함), 1.66%의 혈청 또는 1.66%의 C5 결핍된 혈청 및 6.6 nM의 C5 변이체 단백질과 함께 30분간 항온배양시켰다. 세포에 혈청과 함께 항체를 첨가하기 10분 전에, 항-CD20 항체를 1 nM, 2 nM, 3 nM, 3.5 nM, 7 nM, 10 nM 또는 30 nM로 세포에 첨가하였다. 상기 항-CD20 항체와의 항온배양 종료시에, 상기 항체/혈청 혼합물을 세포에 첨가하였다. 37℃ 및 5% CO2에서 3.5시간, 25℃에서 15분간의 항온배양 후 세포독성을 측정하고, CytoTox-Glo™ 시약 [프로메가(Promega), # G9292]을 첨가하였다. CytoTox-Glo™은 세포 사멸을 측정하는 세포 발광 기반 시약으로, 증가된 발광도는 증가된 세포독성과 함께 관찰된다 (상대 발광 단위인 RLU로 측정됨). 대조군 웰 중의 미처리된 세포를 CytoTox-Glo™ 시약 첨가 직후에 디기토닌 처리에 의해 용해시켜 세포에 대한 최대 사멸도를 측정하였다. CytoTox-Glo™를 첨가하고 15분 후 Victor X 장비 [퍼킨 엘머(Perkin Elmer)]를 사용하여 플레이트들에 대한 발광도를 판독하였다. 계산이 가능한 경우라면, 하기의 식을 이용하여 세포독성의 퍼센트를 RLU 값과 함께 계산하였다:
Figure pat00017
상기 식에서, "백그라운드 세포 용해"는 어떠한 항-CD20 항체도 사용하지 않은 배지 및 혈청 단독으로 처리한 세포의 발광도이고, "최대 세포 용해"는 디기토닌으로 처리한 세포의 발광도이다. % 세포독성 또는 RLU로 나타낸 상기 결과들을 프리즘(Prism) 5 소프트웨어 (GraphPad)와 함께 비선형 회귀 (4-파라미터 로지스틱스)를 사용해 분석하여 EC50과 IC50 값을 수득하였다. 억제제 무첨가 내지 0 nM의 항-CD20 항체 첨가시 0 - 100% 억제가 상기 분석법에서 사용된 항-CD20 항체 농도에 대한 억제 범위가 되도록 항체의 억제도를 계산하였다.
결과
항-CD20 항체 및 인간 혈청 (정상적인 hC5 또는 C5 변이체) 또는 아프리카 녹색 원숭이 혈청과 함께 다우디 세포를 이용하여, 비돌연변이된 16개 및 돌연변이된 9개의 총 25개의 항-인간 C5 항체에 대하여 CDC 분석법에서 C5를 억제하는 이들의 능력을 시험하였다. H4H12166P의 상보성 결정 영역 (CDR) 내의 다양한 잔기들을 히스티딘으로 돌연변이시켜 H4H12166P2 내지 H4H12166P10의 9개의 돌연변이된 항체를 제조하였다. CDR 내의 히스티딘 돌연변이들은 향상된 약동학적 특성을 유도하는 표적 항원에 대한 결합의 pH-의존성을 부여하는 것으로 밝혀졌다 (Igawa et al. 2010, Nat. Biotechnol. 28: 1203-1207).
Figure pat00018
표 16과 17에 보이는 바와 같이, 모든 25개의 항-hC5 항체들은 1.66%의 인간 혈청 중에 존재하는 C5에 의해 매개된 CDC에 대한 완전한 억제를 나타내었다. 비돌연변이된 항체의 IC50은 1.2 내지 3.4 nM 범위였다. 돌연변이된 항체의 IC50은 3.0 내지 12 nM 범위였다. 모체인 비돌연변이된 항체 H4H12166P는 2.6 nM 및 2.9 nM의 IC50으로 완전한 억제를 나타내었다.
Figure pat00019
상기 16개의 비돌연변이된 항-hC5 항체들은 2.0 nM 내지 14 nM 범위의 IC50으로 아프리카 녹색 원숭이 C5에 의해 매개된 CDC에 대한 완전한 억제를 나타내었다.
상기 9개의 돌연변이된 항체들 중 4개는 7.1 nM 내지 9.9 nM 범위의 IC50으로 아프리카 녹색 원숭이 C5에 의해 매개된 CDC에 대한 완전한 억제를 나타내었다. 나머지 6개의 돌연변이된 항체들은 10 nM 초과의 IC50 및 (100 nM의 항체에서) 34% 내지 85% 범위의 최대 억제율을 갖는 차단제였다. 모체인 비돌연변이된 항체 H4H12166P는 4.5 nM 및 5.6 nM의 IC50으로 완전한 억제를 나타내었다.
상기 항-hC5 항체가 인간 C5 변이체를 억제하는지를 시험하기 위해, 6.6 nM의 각 C5 변이체를 사용하여 R885H 및 R885C, C5-결핍된 인간 혈청을 시험하였다. 모든 25개의 항-hC5 항체들은 0.48 nM 내지 4.2 nM 범위의 비돌연변이된 항체의 IC50으로 C5 변이체 R885H에 의해 매개된 CDC에 대한 완전한 억제를 나타내었던 반면, 돌연변이된 항체의 IC50은 1.3 nM 내지 7.0 nM 범위였다. 모체인 비돌연변이된 항체 H4H12166P는 1.3 nM 및 1.3 nM의 IC50으로 완전한 억제를 나타내었다.
상기 16개의 비돌연변이된 항-hC5 항체들 중 15개는 0.43 nM 내지 1.6 nM 범위의 IC50으로 C5 변이체 R885C에 의해 매개된 CDC에 대한 완전한 억제를 나타내었다. 1개의 비돌연변이된 항체는 (100 nM의 항체에서) 67%의 최대 억제율 및 >20 nM의 IC50으로 CDC에 대한 약한 억제를 나타내었다. 9개의 돌연변이된 항체들 모두 0.77 nM 내지 3.5 nM 범위의 IC50으로 C5 변이체 R885C에 의해 매개된 CDC에 대한 완전한 억제를 나타내었다. 모체인 비돌연변이된 항체 H4H12166P는 0.46 nM 및 0.76 nM의 IC50으로 완전한 억제를 나타내었다.
항-CD20 항체는 1.66% 혈청과 함께, 인간 혈청에서는 1.0 nM, 1.4 nM 및 1.9 nM, 아프리카 녹색 원숭이 혈청에서는 2.4 nM 및 2.6 nM, hC5 변이체 R885H를 함유한 hC5 결핍된 혈청에서는 1.9 nM 및 6.3 nM, hC5 변이체 R885C를 함유한 hC5 결핍된 혈청에서는 2.7 nM 및 9.5 nM의 IC50으로 다우디 세포에 대한 CDC를 나타내었다. 무관련성(irrelevant) IgG 대조군 항체, 대조군 mAb1 및 대조군 mAb2 중 그 어느 것도 CDC에 대한 억제를 나타내지 않았다.
실시예 7: 루시퍼라제 분석법으로 측정한 C5a 활성의 억제
본 실시예는 C5a의 수용체 중 하나인 C5aR1을 통한 C5a의 활성화를 시험하는 분석법에 대해 기술한다. C5aR1은 G-단백질 커플링된 수용체 (GPCR)로서 다양한 GPCR 커플링된 신호전달 경로를 개시할 수 있다 (Monk et al. 2007, Br. J. Pharmacol. 152: 429-448). 루시퍼라제 리포터 [NFAT 반응 요소 (4X)-루시퍼라제]와 함께 인간 C5aR1 (등록번호 NP_001727.1) 및 인간 Gα16 (등록번호 Np_002059.3)으로 안정하게 형질감염된 HEK293 세포를 사용하여 생체분석법을 확립하였다. Gα16은 서로 다른 유형의 GPCR에 커플링되어 PLC-β 활성화 및 이후의 Ca++의 상승을 초래하고, 결과적으로 NFAT 전위 및 리포터 유전자 전사를 활성화시킬 수 있는 비교적 난잡한 G 단백질이다 (Kostenis et al. 2005, Trends Pharmacol. Sci. 26: 595-602). 생성된 세포주인 HEK293/hGα16/hC5aR1/NFAT-luc를 분리하여 10% FBS, NEAA, 페니실린/스트렙토마이신, 500 ㎍/mL의 G418, 100 ㎍/mL의 하이그로마이신 B 및 7 ㎍/mL의 블라스티사이딘을 함유하는 10% DMEM 중에서 유지하였다.
C5a 루시퍼라제 생체분석법을 위해, HEK293/hGα16/hC5aR1/NFAT-luc 세포를 0.5% BSA, 페니실린/스트렙토마이신 및 L-글루타민이 보충된 OPTIMEM [인비트로겐(Invitrogen), #31985-070] 중에서 웰당 20,000개의 세포로 96-웰 분석 플레이트에 분주한 후, 37℃ 및 5% CO2 에서 밤새 항온배양하였다. FBS 대신에 BSA를 사용하였는데, 그 이유는 혈청이 hC5a를 절단하여 비활성화시키는 것으로 밝혀졌기 때문이다 (Klos et al., 2013, Pharmacol. Rev. 65: 500-543). 다음날 아침, hC5a를 100 nM 내지 2 pM (hC5a를 함유하지 않는 대조군 샘플 포함)으로부터 적정하고 세포에 첨가하여 해당 세포주에 대한 용량 반응 적정 곡선을 결정하였다. hC5a에 대한 hC5a 항체 억제를 시험하기 위해, 500 pM의 hC5a를 세포에 첨가하였다. 그 직후, 100 nM 내지 2 pM (항체를 함유하지 않는 대조군 샘플 포함)으로부터 1:3으로 희석된 항체들을 세포에 첨가하였다. 세포들을 5% CO2의 존재 하에 37℃에서 5.5시간 동안 항온배양하였다. OneGlo™ 시약 (프로메가, #E6051)과 함께 항온배양한 후, 루시퍼라제 활성을 측정하였다. OneGlo™은 세포 중에 존재하는 루시퍼라제의 양을 측정하는 발광 기반 시약이다. 본 분석법에서, 증가된 hC5a 활성화는 증가된 루시퍼라제 생성 및 발광도 (상대 발광 단위인 RLU로 측정됨)를 초래한다. 발광도 측정은 Victor X 장비 (퍼킨 엘머)를 사용하여 수행하였다. 상기 결과들을 프리즘 5 소프트웨어 (GraphPad)와 함께 비선형 회귀 (4-파라미터 로지스틱스)를 사용해 분석하여 EC50과 IC50 값을 수득하였다. 0 - 100% 억제가 억제제없는 500 pM의 hC5a 내지 0 nM의 hC5a의 억제 범위가 되도록 항체의 억제를 계산하였다.
4개의 항-hC5 항체들에 있어서, HEK293/hGα16/hC5aR1/NFAT-luc 세포의 500 pM의 hC5a 활성화의 억제 정도를 측정함으로써, hC5a의 수용체인 hC5aR1의 hC5a 활성화를 억제하는 이들의 능력에 대해 시험하였다.
Figure pat00020
표 18에 보이는 바와 같이, 본 발명의 4개의 항체 모두 0.035 nM 내지 0.46 nM 범위의 IC50으로 500 pM의 hC5a에 대한 완전한 억제를 나타내었다. 무관련성 IgG 대조군 항체인 대조군 mAb3은 hC5a에 대한 어떠한 억제도 나타내지 않았다. hC5a는 0.39 nM의 IC50으로 HEK293/Gα16/hC5aR1/NFAT-luc 세포를 활성화시켰다.
실시예 8: 용혈반응 생체분석법
고전 경로 용혈반응 분석법 (CH) 및 대체 경로 용혈반응 분석법 (AH)을 개발하여 항체 활성을 시험하였다.
CH는 고전 보체 경로의 활성화에 대한 스크리닝 분석법으로서, 해당 경로 중의 임의의 성분의 감소, 부재 및/또는 비활성에 대하여 민감하다. 상기 CH는 래빗 항-양 적혈구 항체 (용혈소)로 미리 코팅한 양 적혈구 (SRBC)를 용해시키는 고전 경로의 혈청 보체 성분의 기능적 역량에 대해 시험한다. 항체-코팅된 SRBC를 시험 혈청과 항온배양하는 경우, 보체의 고전 경로가 활성화되어 용혈반응이 발생한다. 보체 성분이 부재하는 경우, CH 수준은 0이 될 것이고; 고전 경로의 하나 이상의 성분이 감소되는 경우, CH 는 감소될 것이다. (Nilsson et al 1984, J. Immunol. Meth. 72: 49-59). 본 분석법은 높은 친화도의 항-인간 C5 항체의 특성화 및 스크리닝에 사용한다.
방법
(A) 고전 경로 보체 용혈반응 분석법
원하는 개수의 양 적혈구 (SRBC)를 GVB++ 버퍼 중에서 세척하고 1×109 개의 세포/mL로 재현탁시켰다. SRBC를 감작화하기 위해, 이들을 동일한 부피의 1:50 희석된 래빗 항-양 용혈소 (1.5 mg/mL)와 함께 37℃에서 20분간 혼합하였다. 감작화된 SRBC 세포들을 용혈반응 분석법에서 사용하기 전에 GVB++ 중에서 2×108 개의 세포/ml로 희석하였다. 정상적인 인간 혈청 또는 시노몰구스 원숭이 혈청을 GVB++ 버퍼 중에서 2% 또는 10%로 희석하였다. C5 매개된 용혈반응 활성의 억제를 시험하기 위해, 시험 항체를 2% -10% 정상적인 인간 또는 10% 시노몰구스 원숭이 혈청 또는 아프리카 녹색 원숭이 혈청 중에서 0.6 nM 내지 800 nM 범위의 농도로 4℃에서 20분간 사전 항온배양시켰다. 둥근 바닥 96 웰 플레이트를 사용하여 용혈반응 활성을 측정하였다. 총 100 ㎕의 감작화된 양 RBC (2×108 개의 세포/ml)를 96-웰 플레이트에 플레이팅한 후, 시험 항체와 미리 항온배양시킨 100 ㎕의 각 혈청 샘플을 첨가하였다. 세포들을 조심스럽게 혼합하여 37℃에서 60분간 항온배양시켰다. 상기 항온배양 시간 이후, 세포들을 37℃에서 1250×g로 원심분리하여 스핀다운(spin down)시켰다. 총 100 ㎕의 상청액을 새로운 96 평판 바닥 플레이트로 옮긴 후 스펙트라맥스(Spectramax) 마이크로플레이트 판독기 상에서 412 nm에서 판독하였다. 치료를 위한 1-5%의 최종 혈청 농도에서의 용혈 활성을 계산하였다.
% 용혈반응은 하기와 같이 계산하였다:
Figure pat00021
상기 식에서, "백그라운드 세포 용해"는 혈청만을 함유하지 않은 GVB++ 버퍼 중에서 항온배양시킨 세포에 있어서 A412 nm에서의 OD이다. "최대 세포 용해"는 물로 처리된 세포에 있어서 A412 nm에서의 OD이다. % 용혈반응으로 나타낸 상기 결과를 프리즘 5 소프트웨어 (GraphPad)와 함께 비선형 회귀 (4-파라미터 로지스틱스)를 사용해 분석하여 IC50 값을 수득하였다. 데이터는 평균 ± 평균의 표준편차로 나타내었다.
(B) 대체 경로 보체 분석법
원하는 개수의 래빗 적혈구 (RbRBC)를 GVB-Mg2+/EGTA 버퍼 중에서 세척하고 2×108 개의 세포/ml로 재현탁시켰다. 정상적인 인간 혈청 또는 시노몰구스 원숭이 혈청을 GVB-Mg2+/EGTA 버퍼 중에서 10%로 희석하였다. C5 매개된 용혈반응 활성에 대한 억제를 시험하기 위해, 3 nM 내지 800 nM 범위의 농도의 항체들을 5-10% 정상적인 인간 혈청 또는 시노몰구스 원숭이 혈청 중에서 4℃로 20분간 미리 항온배양하였다. 둥근 바닥 96 웰 플레이트를 사용하여 용혈반응 활성을 측정하였다. 총 100 ㎕의 RbRBC (2×108 개의 세포/ml)를 96-웰 플레이트에 플레이팅 한 후, 상기 항-C5 항체와 함께 미리 항온배양시킨 100 ㎕의 10% 정상적인 인간 혈청 또는 시노몰구스 원숭이 혈청 또는 아프리카 녹색 원숭이 혈청을 첨가하였다. 세포들을 조심스럽게 혼합하여 37℃에서 60분간 항온배양시켰다. 상기 항온배양 시간 이후, 세포들을 4℃에서 1250×g로 원심분리하여 스핀다운시켰다. 총 100 ㎕의 상청액을 새로운 96 평판 바닥 플레이트로 옮긴 후 스펙트라맥스 마이크로플레이트 판독기 상에서 412 nm에서 판독하였다. 5% 혈청의 최종 혈청 농도에서의 용혈 활성을 계산하였다.
% 용혈반응은 하기와 같이 계산하였다:
Figure pat00022
상기 식에서, "백그라운드 세포 용해"는 혈청만을 함유하지 않거나 임의의 항-C5 항체가 없는 GVB-Mg2+/EGTA 버퍼 중에서 항온배양시킨 세포에 있어서 A412 nm에서의 OD이다. "최대 세포 용해"는 물로 처리된 세포에 있어서 A412 nm에서의 OD이다. 항-C5 항체에 의한 억제인 IC50 값을 프리즘 6 소프트웨어 (GraphPad)와 함께 비선형 회귀 (4-파라미터 로지스틱스)를 사용하여 계산하였다.
결과
(A) 인간 C5 용혈반응의 억제
비돌연변이된 16개 및 돌연변이된 9개의 총 25개의 항-인간 C5 (hC5) 항체에 대하여, 감작화된 양 적혈구 (SRBC)를 이용하는 CH50 분석법 및 래빗 적혈구 (RRBC)를 이용하는 AH50 분석법에서 정상적인 인간 혈청 (NHS)의 C5를 억제하는 이들의 능력을 시험하였다.
Figure pat00023
표 19에 보이는 바와 같이, 16개의 본 발명의 항-hC5 항체는 1%의 인간 혈청 중에 존재하는 C5에 의해 매개된 고전 경로 (Cp)에서 용혈반응을 94% 이상 억제하는 것으로 나타났다. 항체의 IC50은 2.1 내지 5.9 nM였고, % 억제는 95%-99% 범위였다. 16개의 항-C5 항체들은 모두 5% NHS 중에 존재하는 C5에 의해 매개된 대체 경로 (AP) 용혈반응 분석법에서 (H4H12169P를 제외하고) 60% 이상 억제하는 것으로 나타났다. 항체의 IC50은 13 내지 160 nM였고, % 억제 활성은 44% 내지 81% 범위였다.
Figure pat00024
표 20에 보이는 바와 같이, 25개의 모든 항-hC5 항체들은 5%의 인간 혈청 중에 존재하는 C5에 의해 매개된 CP 및 AP 용혈반응 활성에 대한 완전한 억제를 나타내었다. CP 용혈반응 분석법에서, 모체인 비돌연변이된 항체 H4H12166P는 10.9 nM의 IC50으로 98% 이상 억제하는 것으로 나타났다. 8개의 돌연변이된 항-hC5 항체는 10.3 nM 내지 24.3 nM 범위의 IC50으로 90% 이상 억제하는 것으로 나타났다. 돌연변이체인 항-C5 항체 12166P10은 74%의 부분적 억제를 나타냈다. AP 용혈반응 분석법에서, 모체인 비돌연변이된 항체 H4H12166P는 20.9 nM의 IC50으로 85% 이상 억제하는 것으로 나타났다. 돌연변이된 항-hC5 항체는 72-83% 범위의 억제를 나타냈으며, 항체의 IC50은 28 nM 내지 0.15 μM 범위였다.
(B) 원숭이 C5 용혈반응의 억제
비돌연변이된 16개 및 돌연변이된 9개의 총 25개의 항-인간 C5 (hC5) 항체에 대하여, 감작화된 양 적혈구 (SRBC)를 이용하는 CH50 분석법 및 래빗 적혈구 (RRBC)를 이용하는 AH50 분석법에서 시노몰구스 원숭이 및 아프리카 녹색 원숭이의 C5를 억제하는 이들의 능력을 시험하였다.
Figure pat00025
표 21에 보이는 바와 같이, 상기 항-hC5 항체는 5% 아프리카 녹색 원숭이 혈청에서 CP 또는 AP 용혈반응 활성에 대한 서로 다른 수준의 억제를 나타내었다. CP 분석법에서, 16개의 항-hC5 항체 중 2개는 용혈반응 활성에 대한 억제를 나타내지 않았다. 14개의 항체들은 25 nM 내지 180 nM 범위의 IC50으로 43-94% 범위의 억제를 나타내었다. AP 용혈반응 분석법에서, 17개의 항체들 중 13개는 22.5 nM 내지 233 nM 범위의 IC50으로 17%-93% 범위의 억제를 나타내었다.
Figure pat00026
표 22에 보이는 바와 같이, 항-hC5 항체 (64%의 CP 억제를 나타냈던 H4H12183P2는 제외)는 5%의 시노몰구스 원숭이 혈청 중에서 CP 또는 AP 용혈반응 활성에 대해 90% 이상의 억제를 나타내었다. CP 용혈반응 분석법에서, 항체의 IC50은 7.15 nM 내지 142 nM 범위였다. AP 용혈반응 분석법에서, 항체의 IC50은 5.4 nM 내지 29.6 nM 범위였다.
(C) 변이체 인간 C5 용혈반응의 억제
선택된 항-C5 항체에 있어서, CH50 분석법에서 C5-결핍된 인간 혈청의 변이체 인간 C5 (본원 실시예 3 참조)를 억제하는 이들의 능력을 시험하였다. 외인성 C5 변이체 R885H로 보충된 C5-결핍된 인간 혈청에서, H4H12166P 및 비교군 2는 CP 용혈반응을 각각 6.0 nM 및 4.4 nM의 IC50 값 및 각각 7.6 nM 및 5.5 nM의 IC80 값으로 차단하였다. 변이체 R885C에 있어서, H4H12166P 및 비교군 2는 외인성 C5 변이체를 함유한 C5-결핍된 인간 혈청에서 CP 용혈반응을 각각 9.3 nM 및 6.8 nM의 IC50 값 및 각각 11 nM 및 8.2 nM의 IC80 값으로 차단하였다. 예상한 대로, 비교군 1은 인간 C5 변이체의 용혈 활성을 차단하지 않았다.
(D) 인간 C5b-6 복합체의 억제
선택된 항-C5 항체에 있어서, CH50 분석법에서 C5-결핍된 인간 혈청의 인간 C5b-6 복합체를 억제하는 이들의 능력을 시험하였다. H4H12166P는 외인성 huC5b-6 복합체로 보충된 C5-결핍된 인간 혈청에서 CP 용혈반응을 3.8 nM의 IC50 및 5.8 nM의 IC80 값으로 강력하게 차단하였다. 이와는 대조적으로, 비교군 1은 C5b-6 복합체-매개된 용혈반응을 5.0 nM의 IC50 및 46 nM의 IC80 값의 적은 힘으로 차단하였다. 비교군 1은 시험된 가장 높은 농도에서 전체 용혈반응을 고작 70%로만 억제하였다. 비교군 2는 인간 C5b-6 복합체 용혈 활성을 차단하지 않았다.
실시예 9: 항-C5 항체는 CP 용혈반응 분석법에서 C5a의 생성을 차단한다
항-C5 항체가 C5a의 생성을 억제하는지의 여부를 평가하기 위해, 고전 경로 (CP) 용혈반응에 대한 분석법의 상청액을 ELISA로 C5a 수준에 대해 분석하였다.
C5 절단의 결과로 생성된 C5a는 74개 아미노산의 단백질 단편이다. C5a는 혈청 카르복시펩티다아제에 의해 보다 안정하고 활성이 덜한 73개의 아미노산 형태인, C-말단 아르기닌의 제거에 의한 C5a des-Arg으로 신속하게 대사된다. 따라서, C5a des-Arg의 정량화는 생체내 및 시험관내에서 C5a의 생성을 모니터링하기 위한 신뢰할 만한 측량을 제공한다. 여기에 사용된 마이크로뷰(MicroVue) C5a ELISA 키트는 제조업자에 의해 제공된 정보에 따라 C5a des-Arg을 검출한다. 초기 실험들 (데이터는 나타내지 않음)은 C5a의 74개의 주요한 아미노산 형태도 검출됨을 보여주고 있다. 본 실시예의 목적을 위해, 양 형태들 모두를 총괄하여 "C5a"로 지칭할 것이다.
실시예 8에 기술된 바와 같은 H4H12166P 또는 동형 대조군 항체로 미리 항온배양시킨 보체-보존된 정상적인 인간 혈청 (NHS)을 사용하여 CP 용혈반응 분석법의 상청액 중에서 C5a 단백질 수준을 측정하였다. 제조업자의 지침서에 따라 마이크로뷰 C5a ELISA 키트를 사용하여 C5a 단백질 수준을 측정하였다. 간략히 설명하면, 샘플을 희석시켜 포획 항체 (인간 C5a 상의 네오-에피토프에 특이적인 마우스 항-C5a)로 미리 코팅시킨 플레이트 상에서 항온배양시켰다. 제조업자에 의해 제공된 인간 C5a 단백질을 검량을 위한 표준으로 사용하였다. HRP-접합된 검출 항체 (C5의 C5a 영역에 대한 마우스 단일클론 항체)에 의해 상청액 중의 C5a를 검출하였다. 발색성 HRP-기질인 3,3',5,5'-테트라메틸벤지딘 (TMB)을 첨가하여 HRP 활성을 탐지하였다. 1N 염산 용액을 사용하여 반응을 중지시키고, 450 nm에서의 광학 밀도 (OD450)를 스펙트라맥스 플레이트 판독기 상에서 측정하였다. GraphPad 프리즘에서 비선형 회귀 (4-파라미터 로지스틱스)를 사용하여 데이터를 분석하였다. C5a 농도는 ng/mL(상청액 1mL당)으로 나타내었다.
5% NHS를 사용하는 분석법에서, H4H12166P는 8.5 nM의 IC50으로 단백질 수준 용량 의존적 방식으로서 C5a의 증가를 강력하게 차단하였던 반면, 동형 대조군 항체는 C5a 수준에 대하여 아무런 영향도 미치지 않았다 (도 1). 시험된 최고 H4H12166P 농도 (267 nM)에서의 최대한의 차단은, 5% 혈청 중에서 시험된 최저 H4H12166P 농도 (1 nM)에서 관찰된 34 ng/mL (2.8 nM)와 비교하여 C5a 수준을 3.8 ng/mL (0.3 nM)까지 ~10배 감소를 유도하였다. 최대한의 차단에서 관찰된 C5a 농도는 미처리된 5% NHS 중에서 2.3 ng/mL (0.2 nM)의 기본 C5a 수준에 가까웠다.
실시예 10: 시노몰구스 원숭이에서 항-C5 항체의 약동학 및 약역학 특성
본 실시예는 수컷 시노몰구스 원숭이에서 수행된 선택된 항-C5 항체의 약동학 (PK) 및 약역학 (PD) 특징에 대해 기술한다. 항-C5 항체 투약 전에 내인성 C5 수준을 측정하여 동물 투약군을 계층화하는데 사용하였다.
시노몰구스 원숭이에서 제조업자의 권고지침에 따라 수행한 인간 보체 C5 ELISA [압캠(Abcam), 카타로그 # ab125963]를 사용하여 순환하는 전체 C5 수준을 측정하였다. 원숭이에서 C5 단백질의 평균 농도는 90.85 ㎍/mL ± 19.17 ㎍/mL인 것으로 측정되었다.
각 항-C5 항체를 4마리의 시노몰구스 원숭이에 대해 각각 15 mg/kg의 용량으로 단일 정맥내 (IV) 주사로 투여하였다. 투약전 1680시간 (70일) 동안 각 동물로부터 혈액 샘플을 수집하고, 혈청으로 가공처리하여 PK 및 PD에 대하여 분석할 때까지 -80℃에서 동결시켰다.
ELISA 면역분석법에 의한 전체 IgG 항체 수준 분석
원숭이 혈청 샘플 중의 전체 항체 농도를 비검증된 직접 ELISA를 이용하여 측정하였다. 상기 ELISA 절차에는 마우스 항-인간 IgG1/IgG4 Fc 단일클론 항체로 코팅된 마이크로타이터 플레이트를 사용하였다. 서로 다른 항-C5 항체들을 상기 플레이트에 첨가하고, 플레이트 상에서 포획된 상기 항-C5 항체들을 비오틴이 표지된 마우스 항-인간 IgG4 Fc 단일클론 항체, 이어서 호스래디쉬 퍼옥시다아제가 접합된 뉴트라비딘(NeutrAvidin) (뉴트라비딘 HRP)을 사용하여 검출하였다. 다음으로, 퍼옥시다아제에 특이적인 루미놀 기반의 기질을 첨가하여 전체 포획된 항-C5 항체의 농도에 비례하는 신호 강도를 달성하였다. 검량 표준의 상대 발광 단위 (RLU) 측정값과 이들의 각 명목 농도를 가중(weighted) 4 파라미터 로지스틱 방정식을 이용하여 피팅하여 항-C5 항체의 농도 및 분석법의 반응 관계를 기술한 검량식을 만들어냈다. 최저 정량 한계 (LLOQ)는 분석법 (2% 원숭이 혈청)에서 1.56 ng/mL였고 순수한 원숭이 혈청에서는 78 ng/mL였다.
PK 파라미터의 산출
PK 파라미터들은 Phoenix ® WinNonlin ® 소프트웨어 [(버전 6.4, 세르타라 엘.피.(Certara, L.P.)] 및 IV 볼루스 투약 모델을 이용하여 비구획 분석 (NCA)에 의해 산출하였다.
모든 PK 파라미터들은 혈청 내에서 관찰된 최대 농도 (Cmax), 관찰된 피크 농도의 시간 (tmax) 및 관찰된 추정 반감기 (T1/2)를 비롯하여 각 평균 농도 값을 취하였다. 각 항체에 대하여, 측정가능한 마지막 농도 (AUClast)까지의 농도 대 시간 곡선 아래의 면적 및 0에서 무한대 시간까지 외삽된 농도 대 시간 곡선 아래의 면적 (AUCinf)을 선형 보간법 및 균일 가중법(uniform weighting)과 함께 선형 사다리꼴 방식을 이용하여 산출하였다.
체외 용혈반응 분석법에 의한 PD 분석
선택된 항-C5 항체들의 약역학을 체외 고전 경로 및 대체 경로 용혈반응 분석법을 이용하여 분석하였다.
고전 경로 용혈반응 분석법: 양 적혈구 (SRBC)를 GVB++ 버퍼 (CaCl2 및 MgCl2를 함유한 젤라틴 베로날 버퍼) [보스턴 바이오프러덕츠(Boston BioProducts)] 중에서 세척하고 1×109 개의 세포/mL로 재현탁시켰다. SRBC를 감작화하기 위해, 총 1×109 개의 세포/mL의 SRBC를 동일한 부피의 1:50 희석된 래빗 항-양 용혈소 (1.5 mg/mL)와 함께 37℃에서 20분간 혼합하였다. 감작화된 SRBC 세포들을 용혈반응 분석법에서 사용하기 전에 GVB++ 버퍼중에서 2×108 개의 세포/mL로 희석하였다. PD 분석을 위해 시노몰구스 원숭이의 혈액을 투약전 및 투약 후 5분, 4시간 및 8시간, 및 1, 2, 3, 5, 7, 10, 14, 18, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63 및 70일째에 수집하였다. 혈청을 준비하여 추가의 사용이 있을 때까지 동결시켰다. 분석 당일에, 각 시점에서의 시노몰구스 혈청을 GVB++ 버퍼 중에서 10%로 희석시켰다. 둥근 바닥 96 웰 플레이트를 사용하여 용혈반응 활성을 측정하였다. 총 100 ㎕의 감작화된 SRBC (2×108 개의 세포/mL)을 37℃에서 96-웰 플레이트로 플레이팅한 후, 100 ㎕의 각 시점에서의 10% 시노몰구스 원숭이 혈청을 첨가하였다. SRBC를 조심스럽게 혼합하여 37℃에서 10분간 항온배양시켰다. 상기 항온배양 시간 이후, 세포들을 4℃에서 1250×g로 원심분리하였다. 총 100 ㎕의 상청액을 새로운 96 평판 바닥 플레이트로 옮긴 후 스펙트라맥스 마이크로플레이트 판독기 상에서 412 nm에서 판독하였다. 5% 혈청의 최종 혈청 농도에서의 용혈 활성을 계산하였다.
% 용혈반응을 하기의 식을 이용하여 흡광도 수치와 함께 계산하였다:
Figure pat00027
상기 식에서, "백그라운드 세포 용해"는 혈청만을 함유하지 않은 GVB++ 버퍼 중에서 항온배양시킨 SRBC에 있어서 A412 nm에서의 OD이다. "최대 세포 용해"는 물로 처리된 SRBC에 있어서 A412 nm에서의 OD이다. % 용혈반응으로 나타낸 상기 결과를 프리즘 5 소프트웨어 (GraphPad)와 함께 비선형 회귀 (4-파라미터 로지스틱스)를 사용해 분석하여 IC50 값을 수득하였다. 데이터는 평균 ± 평균의 표준편차로 나타내었다.
대체 경로 용혈반응 분석법: 원하는 개수의 래빗 적혈구 (RbRBC)를 GVB-Mg2+/EGTA 버퍼 중에서 세척하고 2×108 개의 세포/ml로 재현탁시켰다. PD 분석을 위해 시노몰구스 원숭이의 혈액을 투약전 및 투약 후 5분, 4시간 및 8시간, 및 1, 2, 3, 5, 7, 10, 14, 18, 21, 28, 35, 42 및 49일째에 수집하였다. 혈청을 준비하여 추가의 사용이 있을 때까지 동결시켰다. 둥근 바닥 96 웰 플레이트를 사용하여 용혈반응 활성을 측정하였다. 총 100 ㎕의 RbRBC (2×108 개의 세포/mL)를 37℃에서 96-웰 플레이트로 플레이팅한 후, 100 ㎕의 상기 열거한 각 시점에서의 10% 시노몰구스 원숭이 혈청을 첨가하였다. RbRBC를 조심스럽게 혼합하여 37℃에서 60분간 항온배양시켰다. 상기 항온배양 시간 이후, 세포들을 4℃에서 1250×g로 원심분리하였다. 총 100 ㎕의 상청액을 새로운 96 평판 바닥 플레이트로 옮긴 후 스펙트라맥스 마이크로플레이트 판독기 상에서 412 nm에서 판독하였다. 5%의 최종 혈청 농도에 대하여 용혈 활성을 계산하여 물에 의한 RBC의 전체 용혈반응의 백분율로 나타내었다. 용혈반응을 백분율은 상기와 같이 계산하였다.
결과
시노몰구스 원숭이 및 C5-인간화된 마우스에서의 지속되는 약동학적 프로파일에 대한 첫 실험에서 (표 1에 열거된) 선택된 항-C5 항체들을 시험하였다 (실시예 10에 기술됨). 지속되는 PK와 함께 높은 친화도를 갖는 것으로 H4H12166P 및 H4H12161P를 선택하여 비교군 1과 비교군 2와 함께 본원의 후속 실험에 사용하였다.
시노몰구스 원숭이에게 H4H12166P, H4H12161P 또는 비교군 2의 단일 15 mg/kg IV 볼루스 용량을 투여하였다. 전체 항체의 혈청 농도 및 % 고전 경로 (CP) 용혈반응 활성을 70일의 생존 기간 동안 19개의 시점에서 측정하였다. 대체 경로 (AP) 용혈반응을 50일의 생존 기간 동안 17개의 시점에서 측정하였다. 표 23은 3개의 항체 모두에 대한 평균 항체 농도를 요약한 것이다. 평균 전체 항체 농도 대 시간 프로파일은 도 2에 나타내었다. 평균 PK 파라미터는 표 24에 기재하였다.
Figure pat00028
IV 볼루스 투여 후, H4H12166P, H4H12161P 및 비교군 2의 전체 IgG 농도-시간 프로파일은 생존 기간 동안에 초기의 단시간 분포 단계 및 이후 단일 제거 단계에 의해 특성을 분석하였다. 피크 H4H12166P, H4H12161P 및 비교군 2 농도들은 매우 유사하였는데, 이는 상기 모든 항체들 간의 상응하는 Cmax/용량 수치가 1.1배 (각각 29.7, 30.4 및 30.6 [(ug/mL)/(mg/kg)]) 이내였기 때문이다 (표 24).
Figure pat00029
농도-시간 프로파일의 평가를 통해, H4H12166P는 71일간 연구를 수행하는 동안 최종 항체 농도가 ≥ 10 ㎍/mL로 가장 늦은 제거를 나타내는 것으로 밝혀졌다. H4H12161P 및 비교군 2의 동역학도 유사하였는데; 이들은 각각 22일 및 29일 동안 ≥ 10 ㎍/mL의 mAb 농도로서 모두 H4H12166P보다는 신속한 제거를 나타내었다.
결과적으로, 용량으로 보정된 노출 (AUClast/용량)은 H4H12166P가 339일*(㎍/mL)/(mg/kg)로 최고 노출을 보였던 반면, H4H12161P 및 비교군 2는 각각 157일 및 187일*(㎍/mL)/(mg/kg)로서 H4H12166P보다 약 2배 낮은 노출을 나타내었음을 시사하였다.
상기 제거 단계 동안 계산된 항체 반감기 (t1/2)는 투여군들 전반에서 5.5일 내지 15.6일 범위였고, H4H12166P가 가장 긴 수치에 상응하는 15.6일의 t1/2 를 가지는 반면, H4H12161P 및 비교군 2는 각각 5.5일과 5.9일의 t1/2 값을 나타내었기 때문에, 노출과도 상관관계가 있었다.
감작화된 양 적혈구 (SRBC)의 보체 고전 경로 (CP) 및 래빗 적혈구 (RbRBC)의 대체 경로 (AP) 용혈반응으로 시노몰구스 원숭이 혈청 샘플의 항-C5 항체의 약리학적 효과를 체외 측정하였다. 5%의 최종 혈청 농도에 대하여 용혈 활성의 억제를 계산하여 물에 의한 RBC의 전체 용혈반응의 백분율로 나타내었다. 표 25는 평균 % 용혈반응으로 측정된 3개 항체의 체외 활성에 대해 요약하고 있다.
Figure pat00030
표 25 및 도 2에 보이는 바와 같이, 70일까지의 보체 CP (10분 항온배양)에 의한 PD 효과를 측정하였다. H4H12166P는 35일까지 CP 용혈 활성을 95% 이상으로 차단하였다. 활성은 70일까지 연구전 최대 용혈반응 수준으로 회복되었다. 비교군 2는 10일 동안 CP 용혈 활성을 약 95% 차단하였고, 활성은 18일까지 연구전 최대 용혈반응 수준으로 신속하게 회복되었다.
49일까지의 보체 AP (60분 항온배양)에 의한 PD 효과도 측정하였다. 표 25 및 도 3에 보이는 바와 같이, H4H12166P는 18일까지 전체 AP 용혈 활성을 80% 차단하였고, 활성은 50일째에 연구전 최대 용혈반응 수준으로 회복되었다. H4H1216P 및 비교군 2는 7일 동안 AP 용혈 활성을 90% 차단하였고, 활성은 21일까지 연구전 최대 용혈반응 수준으로 회복되었다.
실시예 11: C5-인간화된 마우스에서 항-C5 항체의 PK/PD 특성
본 실험 세트에서는, 선택된 항-C5 항체들의 약동학 및 약역학을, 인간 C5 단백질을 발현시키기 위해 인간화된 마우스 중에서 Velocigene® 기법을 사용하여 평가하였다 (Valenzuela et al 2003, Nat. Biotechnol. 21: 652-659). 쥐과의 C5 유전자의 엑손 2번 내지 엑손 41번을 인간 C5 유전자의 엑손 2-42번으로 대체하기 위해 인간화된 마우스를 조작하였다 (전문이 본원에 포함되는 미국 특허 출원 공보 2015/0313194호에 개시됨).
제조업자의 권고지침에 따라 수행한 인간 보체 C5 ELISA [압캠, 카타로그 # ab125963]를 사용하여 전체 순환하는 인간 C5 수준을 측정하였다.
ELISA에 의한 혈청 내에서의 전체 약물 수준의 측정
ELISA를 사용하는 전체 인간 항체 분석에 의해 순환하는 항-C5 항체 농도 (C5-결합 및 C5-비결합 모두)를 측정하였다. 간략히 설명하면, PBS 중 1 ㎍/mL의 염소 항-인간 IgG 다중클론성 항체를 96-웰 플레이트 상에서 밤새 고정시키고; 플레이트를 세척하여 비결합된 IgG를 제거한 후 5% BSA로 차단시켰다. 항-C5 항체를 함유하는 혈청 샘플 (6 포인트) 및 각 항체의 참조 표준 (12 포인트)의 연속 희석물을 항-인간 IgG 코팅된 플레이트로 옮긴 후 1시간 동안 항온배양하였다. 이후, 호스래디쉬 퍼옥시다아제가 접합된 염소 항-인간 IgG 다중클론성 항체를 사용하여 플레이트에 결합된 항-C5 항체들을 검출하였다. 　제조업자의 권고된 프로토콜에 따라 플레이트들을 TMB 기질로 성장시키고, 450 nm에서의 광학 밀도 (OD)의 신호들을 퍼킨 엘머사의 Victor X4 멀티모드 플레이트 판독기를 이용하여 기록하였다. GraphPad 프리즘 소프트웨어를 사용하여 만든 참조 표준 검량 곡선을 바탕으로 혈청 내의 항-C5 항체 농도를 계산하였다.
PK 파라미터의 산출
PK 파라미터들은 Phoenix®WinNonlin® 소프트웨어 [(버전 6.3, 세르타라 엘.피.] 및 혈관외 투약 모델을 이용하여 비구획 분석 (NCA)에 의해 산출하였다. 각 항체에 대한 각 평균 농도 값을 사용하여, 관찰된 추정 반감기 (t1/2) 및 측정가능한 마지막 농도 (AUClast)까지의 농도 대 시간 곡선 아래의 면적을 비롯한 모든 PK 파라미터들을 선형 보간법 및 균일 가중법과 함께 선형 사다리꼴 방식을 이용하여 산출하였다.
용혈반응 분석법에 의한 PD 분석
선택된 항-C5 항체들의 약역학을 고전 경로 및 대체 경로 용혈반응 분석법을 이용하여 측정하였다. 양 적혈구 (SRBC) (알시버용액 중의 양의 혈액)를 GVB++ 버퍼 (CaCl2 및 MgCl2를 함유한 젤라틴 베로날 버퍼) (보스턴 바이오프러덕츠) 중에서 세척하고 1×109 개의 세포/mL로 재현탁시켰다. 감작화하기 위해, 총 1×109 개의 세포/mL의 SRBC를 동일한 부피의 1:50 희석된 래빗 항-양 용혈소 (1.5 mg/mL)와 함께 37℃에서 20분간 혼합하였다.　 감작화된 SRBC 세포들을 용혈반응 분석법에서 사용하기 전에 GVB++ 버퍼중에서 2×108 개의 세포/mL로 희석하였다. 투약 후 10일, 20일, 30일, 40일 및 50일에 수집한, 항-C5 항체를 이용하여 사전 투여된 동물 또는 인간화된 C5 마우스의 혈청 샘플을 GVB++ 버퍼 중에서 20%로 희석하였다. 총 100 ㎕의 감작화된 SRBC (2×108 개의 세포/mL)을 37℃에서 96-웰 둥근 바닥 플레이트로 플레이팅한 후, 160-180 ㎍/mL의 인간 보체 3 (huC3) 단백질로 보충된 100 ㎕의 20% 혈청을 첨가하였다. 세포들을 조심스럽게 혼합하여 37℃에서 1시간 동안 항온배양시켰다. 상기 항온배양 이후, 세포들을 4℃에서 1250×g로 원심분리하였다. 총 100 ㎕의 상청액을 새로운 96 평판 바닥 플레이트로 옮긴 후 스펙트라맥스 마이크로플레이트 판독기 상에서 412 nm에서 판독하였다. % 용혈반응을 하기의 식을 이용하여 흡광도 수치와 함께 계산하였다:
Figure pat00031
상기 식에서, "백그라운드 세포 용해"는 혈청만을 함유하지 않은 GVB++ 버퍼 중에서 항온배양시킨 SRBC에 있어서 A412 nm에서의 OD이다. "최대 세포 용해"는 물로 처리된 SRBC에 있어서 A412 nm에서의 OD이다. % 용혈반응으로 나타낸 상기 결과를 프리즘 6 소프트웨어 (GraphPad)와 함께 비선형 회귀 (4-파라미터 로지스틱스)를 사용해 분석하여 IC50 값을 수득하였다. 데이터는 평균 ± (평균의 표준편차)로 나타내었다.
실험 1
본 실험에서, 인간화된 C5 마우스에서 비교군 1 및 비교군 2과 비교하여 예시적인 항체 H4H12166P의 약동학 및 약역학을 평가하였다. 제조업자의 권고지침에 따라 수행한 인간 보체 C5 ELISA [압캠, 카타로그 # ab125963]를 사용하여 전체 순환하는 인간 C5 수준을 측정하였다. 마우스에서 인간 C5의 평균 농도는 39.73 ㎍/mL ± 17.82 ㎍/mL인 것으로 측정되었다. 수컷 (55.4 ± 1.7 ㎍/ml, n=47)과 암컷 (24.7 ± 0.6 ㎍/ml, n=49) 마우스 간에 차이가 있었다.
항체 투여 전에, 평균 40 ㎍/mL인 인간 C5 수준에 따라 인간화된 C5 마우스의 수컷과 암컷을 계층화하였다. 각 항-C5 항체에 있어서, 22마리의 마우스 코호트(cohort)군에 피하 (s.c.) 주사로 단일 15 mg/kg 용량의 H4H12166P, 비교군 1 또는 비교군 2를 투여하였다. PK 분석을 위해 모든 마우스들을 투약전과 주사후 1일째에 채혈하였다. 또한, 주사후 10일, 20일, 30일, 40일 및 50일째에 각 코호트군으로부터 4마리 또는 5마리의 군을 안락사시키고 PK 및 PD 분석을 위해 말단부 채혈을 수집하였다. 1일의 혈청 샘플은 22마리의 마우스의 전체 코호트군의 평균이었다. 혈액을 혈청으로 가공처리한 후 분석시까지 -80℃로 동결시켰다.
50일의 생존 기간 동안, 전체 항체 농도는 7개의 시점에서 측정하였고, % 용혈반응 활성은 6개의 시점에서 측정하였다. 전체 항-C5 항체 농도를 표 26에 요약하였다. 　평균 전체 항체 농도 대 시간 프로파일은 도 4에 나타내었다. 평균 PK 파라미터는 표 27에 기재하였다.
Figure pat00032
Figure pat00033
1일째의 평균 농도 대 시간 프로파일은 3개의 항체인 H4H12166P, 비교군 1 및 비교군 2가 각각 178, 229 및 164 ㎍/mL의 유사한 혈청 농도를 가짐을 보여주고 있다. 비교군 1은 30일까지는 H4H12166P와 유사한 제거 프로파일을 가졌지만, 40일 및 50일째에는 H4H12166P에 비해 소거율에서 급격한 증가를 나타냈다. 50일째에, H4H12166P는 평균 항체 혈청 농도가 약 9 ㎍/mL이었던 반면, 비교군 1과 비교군 2는 모두 이보다 30배가 낮은 0.3 ㎍/mL의 평균 항체 혈청 농도를 보였다. 비교군 2는 H4H12166P (2801일·㎍/mL) 및 비교군 1 (2708일·㎍/mL)과 비교하여 약 2배가 낮은 AUClast (1408 일·㎍/mL)를 가져, 시험된 3개의 항체 중에서 최저 노출을 나타냈다.
인간 C3으로 보충된 인간화된 C5 마우스 혈청 샘플의 항-C5 항체인 H4H12166P, 비교군 1 및 비교군 2의 약리학적 효과는 50일까지 배분되었으며, 감작화된 SRBC의 보체 고전 경로 (CP) 용혈반응에 의해 체외 측정하였다. 각 항-C5 항체에 대한 평균 % 용혈반응을 표 28에 요약하였고, 평균 % 용혈반응 대 시간 프로파일은 도 5에 나타내었다.
Figure pat00034
H4H12166P, 비교군 1 및 비교군 2는 항체 노출과 상관관계가 있는 것으로 보이는 말단 보체 용혈 활성을 억제하였다. H4H12166P는 30일까지 용혈 활성을 85% 이상 차단하였으며, 상기 활성은 50일까지 투약전 기본 수준으로 회복되었다. 비교군 1 및 비교군 2는 각각 20일 및 10일까지 용혈 활성을 약 80% 차단하였고, 상기 활성은 두 경우 모두 30일까지 기본 수준으로 회복되었다.
실험 2
본 실험에서는, 항-C5 항체 H4H12166P, H4H12161P, 비교군 1 및 동형 대조군의 약동학 및 약역학을 인간화된 C5 마우스 (인간 C5 발현에 대해 동형접합성인 마우스)에서 평가하였다. 제조업자의 권고지침에 따라 수행한 인간 보체 C5 ELISA [압캠, 카타로그 # ab125963]를 사용하여 순환하는 전체 C5 수준을 측정하였다. 마우스에서 인간 C5의 평균 농도는 48.98 ㎍/mL ± 15.1 ㎍/mL인 것으로 측정되었다.
항체 투여 전에, 평균 50 ㎍/mL인 인간 C5 수준에 따라 인간화된 수컷 및 암컷 C5 마우스를 계층화하였다. 각 항-C5 mAb에 있어서, 5마리의 마우스의 코호트군에게 H4H12166P, H4H12161P, 비교군 1 또는 동형 대조군의 단일 15 mg/kg 피하 (s.c.) 주사제를 투여하였다. PK 분석을 위해 모든 마우스들을 투약전, 주사후 6시간, 1, 2, 3, 4, 7, 10, 13, 21, 30일 및 45일에 채혈하였다. 또한, 59일째에 각 코호트군의 모든 마우스들을 안락사시키고 PK 및 PD 분석을 위해 말단부 채혈을 수집하였다. 혈액을 혈청으로 가공처리한 후 분석시까지 -80℃로 동결시켰다.
59일의 생존 기간 동안, 전체 항체 농도는 12개의 시점에서 측정하였고, % 용혈반응 활성은 1개의 시점에서 측정하였다. 각 항-C5 항체에 대한 전체 혈청 항체 농도를 표 29에 요약하였다. 평균 전체 항체 농도 대 시간 프로파일은 도 6에 나타내었다. 평균 PK 파라미터는 표 30에 기재하였다.
Figure pat00035
Figure pat00036
평균 농도 대 시간 프로파일은 H4H12166P, H4H12161P, 비교군 1 및 동형 대조군이 1일에서 3일 사이에 최대 혈청 농도 (Cmax) [각각 1.3배 이내에서 (178, 225, 183 및 221) ㎍/mL로 유사한 Cmax 값이었음]에 도달했음을 보여주고 있다. H4H12166P 및 동형 대조군은 59일째에 잔류 약물 수준이 약 4 ㎍/mL로서 유사한 제거 프로파일을 가졌다. H4H12161P는 H4H12166P 및 동형 대조군보다 더 빠른 소거율을 나타냈지만, 비교군 1보다는 더 늦게 소거되었다. 59일째에, H4H12161P의 평균 혈청 약물 수준은 0.6 ㎍/mL이었던 반면, 비교군 1은 0.08 ㎍/mL의 거의 검출불가한 약물 수준을 나타냈다.
동형 대조군, H4H12166P 및 H4H12161P는 1.3배 내에서 (각각 4080일, 3490일 및 3040일·㎍/mL) 유사한 노출 (AUClast) 값을 나타냈던 반면에, 비교군 1은 H4H12166P에 비해 1.6배 더 낮은 노출 (2240일·㎍/mL)을 나타냈다.
실시예 12: 전체 인간 C5의 농도를 측정하기 위한 LC-MRM-MS 기반 분석법
본 실시예에서는, 항-C5 항체인 H4H12166P의 약동학/약역학 연구에서 다중 반응 모니터링 질량 분석법에 결합된 액체 크로마토그래피 (LC-MRM-MS) 방법을 이용하여 전체 인간 C5의 혈청 농도를 측정하였다.
전체 인간 C5의 혈청 농도는 C5에 대한 대용물로서 C5 서열 LQGTLPVEAR (서열번호 359의 aa 1129-1138) 내에 포함된 10개의 아미노산 펩타이드의 농도를 측정함으로써 산출하였다. 이론적으로, 본 방법은 C5 절단 생성물인 C5b도 검출할 수 있었다. 그러나, 유리 C5b의 불안정성으로 인해, MAC 복합체의 형태로 세포 표면에 결합되어 있는 대부분의 C5b 때문에 혈청 중의 C5b 농도는 일반적으로 낮다 (Cooper & Muller-Eberhard 1970, J. Exp. Med. 132: 775-93; Hadders et al 2012, Cell Rep. 1: 200-7). 따라서, 여기에서 분석된 가공처리된 혈청 샘플은 존재한다하더라도 고작 무시할 수 있는 양의 C5b 생성물을 포함할 것이다.
방법
PK/PD 연구를 위해, 마우스에게 피하 (s.c.) 주사로 단일 15 mg/kg 용량의 H4H12166P를 투여하였다. PK 분석을 위해 모든 마우스들을 투약전과 주사후 1일째에 채혈하였다. 또한, 주사후 10일, 20일, 30일, 40일, 50일 및 60일째에 마우스를 안락사시키고 PK 및 PD 분석을 위해 말단부 채혈을 수집하였다.
검량을 위한 참조 표준으로 인간 C5를 사용하였고, C-말단 안정한 동위원소 표지된 아르기닌 잔기로 생성된 인간 C5 펩타이드를 내부 표준으로 사용하였다 (LQGTLPVEAR-13C6 15N4). 참조 표준은 마우스 C5 유전자가 결실된 인하우스(in house) 제조된 C5 녹-아웃 마우스 (C5-/-)의 혈청 중에서 3.9 내지 250 ㎍/mL (1:2 연속 희석) 범위의 농도로 사용하였다. 또한, C5-/- 마우스의 혈청을 음성 대조군 (공시험액)으로도 사용하였다. 검량 표준, 공시험액 및 연구 혈청 샘플 (각각 10 ㎕)을 건조시킨 후, 37℃에서 100 ㎕의 8M 우레아/20 mM 트리스(2-카르복시메틸)포스핀 (TCEP) 버퍼 중에서 1시간 동안 변성시켰다. 다음으로, 10 ㎕의 25 nM 내부 표준을 모든 샘플에 첨가하였다. 샘플을 10 mM의 2-요오드아세트아미드로 실온에서 30분간 알킬화시킨 후, 50 mM의 중탄산암모늄을 사용하여 500 ㎕의 최종 부피로 희석시켰다. 이후, 상기 샘플을 37℃에서 트립신 (1:20 w/w)으로 밤새 분해시켰다. 트립신 분해성인 C5 유래의 펩타이드 LQGTLPVEAR을 검출하고, ACQUITY UPLC 시스템과 함께 워터스사의 Xevo TQ-S를 사용하여 LC-MRM-MS로 정량하였다. 각 처리된 샘플 (10 ㎕)을 미리 평형화시킨 ACQUITY UPLC BEH C18 컬럼 상에 주사하였다. 유속은 0.6 mL/분이었다 (이동상 A:물:포름산/100:0.1 [V:V] 및 이동상 B: 아세토니트릴:포름산/100:0.1 [V:V]). 머무름 시간 및 피크 면적을 Masslynx Analyst Data 소프트웨어 (워터스, Waters)를 사용하여 측정하였다. C5 참조 표준의 명목 농도과 비교하여, 내부 표준 (안정한 동위원소 표지된 C5 펩타이드)에 대한 C5 참조 표준 (hC5의 트립신성 분해로 생성된, 비표지된 C5 펩타이드 LQGTLPVEAR-12C6 14N4)의 피크 면적 비율을 플롯팅하여 구축된 검량 곡선으로부터 C5 분석물의 농도를 계산하였다. 농도는 선형 회귀를 이용하여 계산하였다. C5 참조 표준의 최저 농도 (3.9 ㎍/mL)는 분석법의 동적 범위 이내였으며, 분석법의 LLOQ로 정의하였다.
결과
해당 동물들로부터 투약에 앞서 (투약전) 꼬리 채혈을 하고 10일, 30일 및 35일째에 말단부 채혈을 통해 수집한 샘플들로부터 혈청 중의 전체 인간 C5의 농도를 평가하였다. H4H12166P 투약후 전체 hC5 농도는 투약후 10일, 30일 및 35일째에 투약전 수준과 유사하였다(~1배 내지 0.9배 이내). 관찰된 작은 차이들은 GraphPad 프리즘 소프트웨어를 사용하여 맨-휘트니 시험(Mann-Whitney test)에 의해 평가된 바와 같이 통계적으로 유의하지는 않았다. C5/H4H12166P 몰비의 분석을 통해 H4H12166P가 투약후 35일 동안 몰초과량의 C5로 남아있었음을 알 수 있었다 (표 31).
Figure pat00037
실시예 13: C5로의 H4H12166P 결합에 대한 수소/중수소 교환을 이용한 에피토프 맵핑
H4H12166P가 상호작용하는 hC5 (서열번호 359의 아미노산 M1-C1676)의 아미노산 잔기를 결정하기 위해, 질량 분석법을 이용한 H/D 교환 에피토프 맵핑을 수행하였다. H/D 교환법에 대한 일반적인 설명은 예컨대, 문헌 [Ehring (1999) Analytical Biochemistry 267(2):252-259; and Engen and Smith (2001) Anal. Chem. 73:256A-265A]에 기술되어 있다.
HDX-MS 실험은 중수소 표지를 위한 립테크(Leaptec)사의 HDX PAL 시스템, 샘플 분해 및 로딩을 위한 워터스사의 Acquity M-Class (보조 용매 관리기기), 분석적 컬럼 구배를 위한 워터스사의 Acquity M-Class (이성분 용매 관리기기), 및 펩신 펩타이드 질량 측정을 위한 Synapt G2-Si 질량분석기로 이루어진 통합된 워터스사의 HDX/MS 플랫폼 (미국 매사추세츠주 밀포드 소재의 워터스 코포레이션) 상에서 수행하였다.
표지용 용액을 pD 7.0 (pH 6.6과 동일함)에서 D2O 중의 10 mM PBS 버퍼 중에서 제조하였다. 중수소 표지를 위해, 3.8 ㎕ (6 pmol/㎕)의 C5 또는 1:1 몰비로 항체와 사전에 혼합시킨 C5를 다양한 시점에서 56.2 ㎕의 D2O 표지용 용액과 함께 항온배양하였다 (예를 들어, 중수소화되지 않은 대조군 = 0초, 표지: 1분 및 20분). 50 ㎕의 샘플을 사전 냉각시킨 50 ㎕의 냉각(quench) 버퍼 (100 mM 포스페이트 버퍼 중 0.2M TCEP, 6M 구아니딘 클로라이드, pH 2.5)로 옮겨서 중수소화를 급랭시켰고 상기 혼합 샘플을 1.0℃에서 4분 동안 항온배양하였다. 다음으로, 상기 냉각된 샘플을 온라인 펩신/프로테아제 XIII 분해를 위해 워터스 HDX 관리기기로 주입하였다. 상기 분해된 펩타이드를 0℃에서 ACQUITY UPLC BEH C18 1.7-μm, 2.1×5 mm VanGuard 전치 컬럼에 넣고 5%-40% B의 9분 구배 분리를 위해 분석 컬럼 ACQUITY UPLC BEH C18　1.7-μm, 1.0×50 mm으로 용출시켰다 (이동상 A: 물 중의 0.1% 포름산, 이동상 B: 아세토니트릴 중의 0.1% 포름산). 질량분석기를 37V의 콘(cone) 전압, 0.5초의 스캔 시간, 및 50-1700 톰슨 단위 (Thomson unit; Th)의 질량/전하 범위로 설정하였다.
인간 C5의 펩타이트를 동정하기 위해, 중수소화되지 않은 샘플의 LC- MSE 데이터를 처리하여 워터스 ProteinLynx Global Server (PLGS) 소프트웨어를 통해 인간 C5, 펩신 및 이들의 무작위 서열을 포함하는 데이터베이스에서 검색하였다. 상기 동정된 펩타이드를 DynamX 소프트웨어로 전송하여 하기의 2가지 기준에 의해 필터링하였다: (1) 아미노산 당 최소 생성물 = 0.3 및 (2) 복제 파일 임계치(replication file threshold) = 3. 이후, DynamX 소프트웨어는 여러 시점(각 시점에 3회 반복)에 걸쳐 머무름 시간과 높은 질량 정확도를 기반으로 각 펩타이드의 중수소 흡수 (< 10 ppm)를 자동적으로 결정하였다.
MSE 데이터 취득과 결부된 온라인 펩신/프로테아제 XIII 컬럼을 사용하여, 인간 C5의 총 189개의 펩타이드를 항체의 부재 또는 존재 하에 동정하였는데, 이는 62%의 서열 커버리지(sequence coverage)를 나타낸다. 5개의 펩타이드는 H4H12166P에 결합되는 경우 중수소화 흡수가 크게 감소되었으며 (중심 델타 값 > 0.9 달톤, p-값 < 0.05), 이를 표 32에 나타내었다.
Figure pat00038
상기 기록된 펩타이드 질량은 3개의 복제물의 중심 MH+ 질량의 평균값에 해당한다. 아미노산 591-599 및 775-794에 해당하는 상기 펩타이드들은 H4H12166P에 결합시 더 느린 중수소화 속도를 가진다. 상기 확인된 잔기들은 Uniprot 등재번호 P01031 (CO5_HUMAN; 서열번호 359)에 의해 정의된 바와 같이 인간 C5의 잔기 591-599 및 775-794에도 상응한다.
실시예 14: 마우스에서 실험적 자가면역성 포도막염의 안구 염증에 대한 항-C5 항체의 효과
본 연구는 실험적 자가면역성 포도막염 (EAU)에서 C5의 역할을 평가하기 위해 수행하였다. 유전적 [C5 녹아웃 (KO), C3/C5 이중 KO 마우스] 및 약리학적 (항-C5 항체) 실험적 접근방법을 모두 사용하였다.
방법
성체 C57BL/6J 마우스 [n=25, 잭슨 랩스(Jackson labs)], C5 KO (n=13) 및 C3/C5 KO (n=8) 마우스 (리제너론 파마슈티컬즈, 인코포레이티드)를 사용하였다. 완전한 프로인트 보강제 중의 인간 광수용체간 레티노이드-결합 단백질 펩타이드 (IRBP, New England Peptide)의 피하 주사 및 백일해 독소의 복강내 주사로 EAU를 유도하였다. 항-마우스 C5 mAb 또는 동형 대조군 mAb를 5일에서 28일까지 3일마다 피하 주사로 투여하였다. 본 연구에서 사용된 항-마우스 C5 항체 (M1M17628N)는 서열번호 362/363의 HCVR/LCVR을 포함하였다. 스펙트레일스® HRA+OCT [하이델베르크 엔지니어링 인코포레이티드(Heidelberg Engineering, Inc.)]를 사용하여 -1, 7, 14, 21일 및 28일에 염증 수준을 평가하였다. 안구 및 혈액 수집을 위해 모든 동물들을 28일째에 안락사시켰다. 인간 C3 존재/부재 하에 용혈반응 분석법을 수행하여 보체 억제의 유효성을 검증하였다. ANOVA로 데이터를 분석하였다.
결과
야생형 마우스와 비교하여, C5 KO 마우스에서는 염증 발생 (30-50%) 및 유리체의 세포 클러스터 개수가 크게 감소하였다 (p < 0.01). C5 KO 마우스에서 광 간섭성 단층촬영기법 (OCT) 스코어도 3주째에 50%로 크게 감소하였다 (p < 0.0001). 흥미로운 점은, C3/C5 이중 KO 마우스에서는, 야생형 마우스과 비교했을 때 28일째에 훨씬 더 많은 유리체 세포 클러스터가 존재하였으며 질병 스코어도 높았다는 것이다 (p < 0.05). 항-mC5 Ab (50 mg/kg)를 투여받은 동물에서는, 염증 발생과 유리체 세포 클러스터가 21일째에 비처리군 또는 동형 대조군에 비해 현저히 적었다 (p < 0.01). 3주 및 4주째에, 항-C5 항체로 처리된 군에서의 OCT 스코어는 비처리군 또는 동형 대조군에 비해 현저히 낮았다 (p < 0.0001) (도 7). 인간 C3의 존재/부재 하의 용혈반응 분석법을 통해 4주째에 항-C5 항체의 억제 효과를 확인하였다 (도 8).
결론
EAU로 인한 안구 염증은 유전적 결실 또는 특정 항-C5 항체를 사용한 약리학적 억제를 이용해 C5 활성을 억제시킴으로써 완화되었다. C5 결핍은 EAU 발생을 지연시켜 OCT 질병 스코어를 감소시켰다. 상기 결과들은 C5가 자가면역성 포도막염에 대한 강력한 치료 표적임을 시사하는 것이다. 항-C5 항체는 야생형 마우스에서 EAU 질병에 대한 보호 효과를 가진다. 본 발명자들의 발견은 C3가 마우스에서 EAU 질병에 대하여 이로운 효과를 가질 수 있음도 시사한다.
실시예 15: 실험적 자가면역성 포도막염에 대한 항-인간 C5 항체의 효과
본 실시예는 실험적 자가면역성 포도막염 (EAU)의 마우스 모델에서 인간 C5에 대한 항-C5 항체의 효과에 대하여 기술한다. 본 연구에서 사용한 마우스는 인간 C5 단백질을 발현시키기 위해 Velocigene® 기법을 사용하여 인간화시켰다 (Valenzuela et al 2003, Nat. Biotechnol. 21: 652-659). 쥐과의 C5 유전자의 엑손 2번 내지 엑손 41번을 인간 C5 유전자의 엑손 2-42번으로 대체하기 위해 인간화된 마우스를 조작하였다 (전문이 본원에 포함되는 미국 특허 출원 공보 2015/0313194호에 개시됨).
방법
성체인 수컷 마우스를 2.5 mg/ml까지 미코박테리움 투버쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis) 균주 H37RA로 보충된 0.2 ml CFA의 에멀젼 중의 150 ㎍의 인간 광수용체간 레티노이드-결합 단백질 (IRBP) 펩타이드 1-20 (GPTHLFQPSLVLDMAKVLLD) (서열번호 364) (Avichezer et al 2000, Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 41:127-131)을 사용해 각 넓적다리에 피하 주사하여 면역유발시켰다. 이후, 마우스에 1.0 ㎍의 백일해 독소 (PTX)를 복강내 접종시켜 면역 반응의 Th1 분극화를 촉진시킴으로써 세포 매개된 자가면역성의 유도를 촉진하였다 (Thurau et al 1997, Clin. Exp. Immunol. 109: 370-376; Silver et al 1999, Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 40: 2898-2905). 상기 동물의 체중을 주당 2회 모니터링하였다.
안 검사를 EAU 유도전인 -1일 및 7, 14, 21일 및 28일에 수행하였다. 마우스를 케타민 (120 mg/kg, IP) 및 자일라진 (5 mg/kg, Ip)으로 마취시켰다. 눈동자를 트로픽아미드의 0.5% 안과용 액제를 사용하여 팽창시키고, 스펙트레일스(Spectralis) 하이델베르크 망막 혈관조영술 플랫폼 (HRA) + OCT 시스템 (미국 캘리포니아주 칼스배드 소재의 하이델베르크 엔지니어링)에서 안저 카메라가 있는 콘택트 렌즈를 사용하여 눈동자에서 안구바닥을 검사하였다.
스펙트레일스 HRA + OCT 시스템 (미국 캘리포니아주 칼스배드 소재의 하이델베르크 엔지니어링) 상에서의 OCT 기능을 사용하여 각 안구에 대하여 일련의 61개의 측면 광학 절편을 수득하였다. OCT 이미지 영역을 시신경 원판에 집중시켜 시신경 두부의 위아래를 동일하게 이미지화할 수 있게 하였다. 망막 두께는 RPE 층의 바닥과 안구의 내경계막 사이의 거리로서 측정하였다. 측정값들은 시신경 원판으로부터 1500 μm에서 취하였고, 4개의 서로 다른 망막 사분면 (예컨대, 위, 아래, 관자놀이부 및 비강부)의 값들을 안구의 평균 망막 두께를 위하여 평균을 구하였다.
유리체 내에 대한 염증세포 침투의 중증도는, 안구마다 시신경을 가로지르는 4개의 측면 OCT 스캔에서 염증성 세포 클러스터의 평균 개수를 평가하여 OCT 이미지로 등급화시켰다.
OCT 이미지에서 질병 중증도의 평가를 위해 4점 척도를 개발하였다 (OCT 스코어) (표 33).
Figure pat00039
통계 분석
파라미터 데이터 (체중, 유리체 내의 염증성 세포 클러스터 및 망막 두께)에 대한 통계 분석은 일원분산분석(one-way ANOVA) 검정 및 터키 다중 비교(Tukey’s multiple comparison) 검정을 사용하여 수행하였다. 비파라미터 데이터 (OCT 스코어 및 조직학 스코어) 분석은, 동형 대조군 또는 비처리군에 대하여 GraphPad 프리즘(버전 5.0d) 소프트웨어를 이용한 크루스칼-왈리스 검정(Kruskal-Wallis test) 및 던 검정(Dunn's test)을 사용하여 수행하였다. 데이터는 평균 값 ±SEM으로 나타낸다. 0.05 미만의 p-값을 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다.
결과
제1 연구 (연구 A)에서, 5일째부터 3일마다 동형 대조군 항체 (50 mg/kg), 또는 10 mg/kg 또는 50 mg/kg의 H4H12170P를 피하 투여하여 마우스를 처리하였다. 10 mg/kg의 H4H12170P를 사용한 처리로 염증과 망막 손상이 감소되는 결과가 나타났다 (도 9). 10 mg/kg의 H4H12170P로 처리한 마우스도 21일 및 28일째에 OCT 스코어에서 통계적으로 유의한 감소를 나타냈다 (도 10).
제2 연구 (연구 B)에서는, 5일째부터 3일마다 동형 대조군 (10 mg/kg), 3 mg/kg 또는 10 mg/kg의 H4H12166P, 또는 비교군 2 (본원 실시예 2; "하기 실시예에서 사용된 대조군 작제물" 참조)를 피하 투여하여 마우스를 처리하였다. 3 mg/kg 또는 10 mg/kg의 H4H12166P를 사용한 처리는 14일에서 28일까지 통계적으로 유의한 OCT 스코어에서의 용량 연관성 감소를 나타냈다 (도 11). EAU 유도후 6일부터 개시한 C5 인간화된 마우스에서의 10 mg/kg의 H4H12166P를 사용한 처리는 14일에서 28일까지 수득된 OCT로 측정된 바와 같이 염증과 망막 손상에서 용량 연관성 감소를 나타내었다 (도 12).
양 연구 모두에 있어서, OCT에 의한 비침습성 생존 평가는 IRBP로 면역유발시킨 후 대조군 동물에서 염증, 증가된 망막 두께 및 형태학적 이상의 전진성 발달이 있음을 보여주었다.
결론
이러한 실험들은 C5가 자가면역성 포도막염의 발병기전에서 역할을 한다는 추가의 약리학적 증거를 제공한다. 전장 인간 항-인간 C5 항체에 의한 인간 C5의 약리학적 결핍은 EAU 발병을 지연시키고 질병 중증도를 감소시키므로, 자가면역성 포도막염에서 상기 항체들의 효능을 확립할 수 있다.
실시예 16: 신장 허혈-재관류 손상에 대한 항-C5 항체의 효과
본 연구는 신장 허혈-재관류 손상에서 C5의 역할을 평가하기 위해 수행하였다. 유전적 접근법 (C3 녹아웃 및 C5 녹아웃 마우스 사용) 및 약리학적 접근법 (항-C5 항체 사용)을 모두 사용하였다. 허혈-재관류 모델은, 양측 신장 혈관총을 45분간 클램핑한 후 48시간의 재관류에 의해 유도하였다. 허위 개복술(Sham laparotomy)을 대조군으로 사용하였다. 항-C5 항체는 허혈 직후 단일 용량으로서 50 mg/kg으로 정맥내 투여하거나 (치료); 또는 -1일 및 수술후 1일째에 2회 용량으로 피하 투여하였다 (예방). 본 연구에서 사용된 항-C5 항체는 서열번호 362/363의 HCVR/LCVR을 포함하는 M1M17628N이었다. 혈액 요소 질소 (BUN) 및 혈청 크레아티닌 마커를 사용하여 마우스 내에서 질병 및 보호의 수준을 평가하였다.
Figure pat00040
Figure pat00041
야생형 마우스와 비교하여, C3 및 C5 녹아웃 마우스는 요소 질소 및 혈청 크레아티닌 수준의 감소로 입증된 바와 같이, 급성 신손상의 RIRI 모델에서 유의미한 보호 기능을 나타내었다. 상기 항-C5 항체는 예방적 및 치료적 방식의 RIRI 모델 모두에 있어서 보호 기능을 나타내었다 (표 34-35).
실시예 17: 홍반성 신염에 대한 항-C5 항체의 효과
본 실시예는 마우스 모델에서 홍반성 신염을 치료하는데 있어서 항-C5 항체의 효능을 기술한다.
전신 홍반성 루푸스 (SLE)는 손상된 조직에 있어서 자기항원, 자기항체 및 보체 결합성 면역 복합체 (Ic)의 침착에 대한 내성의 상실로 야기되는 자가면역성 질환이다. SLE은 광범위한 징후와 표적화 장기를 특징으로 하며, 홍반성 신염은 가장 심각한 합병증 중 하나이다. 홍반성 신염 환자의 신장에서의 보체 활성화는 염증 및 조직 손상의 원인이 된다. 홍반성 신염을 치료하는데 있어서 항-C5 항체의 효능을 자생적 홍반성 신염의 마우스 모델인 NZBWF1 마우스에서 연구하였다 (Yang et al 1996, PNAS). 상기 마우스는 인간 SLE과 유사한 자가면역성 질병, 핵항원 및 세포막 단백질에 대한 자기항체, 고감마글로불린혈증, 알부민뇨, 단백뇨를 발달시켜서, 면역 복합체 사구체신염이 발병되어, 35주 내지 50주령에서 신부전과 말기 신장병으로 사망한다.
본 연구를 위해, 30 mg/kg의 동형 대조군, 또는 항-C5 항체로 25주령의 NZBWF1 마우스를 8주 동안 주당 2회 피하 주사로 처리한 후, 10주 동안 주당 3회 피하 주사로 처리하였다. 본 연구에서 사용된 항-마우스 C5 항체는 각각 서열번호 362/363 및 365/366의 HCVR/LCVR를 포함하는 M1M17628N과 M1M17627N이었다.
항-C5 항체를 사용한 처리는 마우스에서 생존율을 크게 향상시켰다 (도 13). 상기 양 항체 모두 처리후 8-14주에 알부민뇨를 개선시켰고 (도 14), 처리후 12-16주에는 혈액 요소 질소 수준을 개선시켰다 (도 15).
실시예 18: 성상세포 사멸에 대한 항-C5 항체의 효과
시신경척수염 (NMO)은 주로 시신경과 척수에 영향을 미치는 중추신경계 (CNS)의 자가면역성 질환이다. NMO에서, 항-아쿠아포린-4 자기항체 (AQP4-Ab)는 보체-의존성 세포독성 (CDC)을 활성화시킴으로써 성상세포에 손상을 야기한다. 본 연구의 목적은 NMO 발병과정에 있어서 보체 시스템의 역할을 평가하는 것과 NMO를 위한 강력한 치료제로서 보체 단백질에 대한 항체를 사용하는 것이었다.
랫트의 1차 피질 성상세포는 출산후 랫트 새끼의 대뇌 피질로부터 수득하여, 세포 매개된 세포독성을 입증하기 위해 이를 AQP4-Ab (미국 특허 출원 공보 2014/0170140호의 항체 "rAb-53"; Bennett et al 2009, Ann. Neurol. 66: 617-629) 및 보체 단백질과 함께 배양하였다. 이후, 성상세포 파괴에 대한 차단을 입증하기 위해 항-C5 항체를 첨가하는 것과 함께 상기 실험을 반복하였다.
세포 사멸을 정량화하기 위해, CytoTox-Glo™ 발광도 세포독성 분석법을 수행하였다. 상기 분석법은 다양한 농도의 항-C5 항체 (0.001 ㎍/ml, 0.01 ㎍/ml, 0.1 ㎍/ml, 1 ㎍/ml, 10 ㎍/ml, 100 ㎍/ml 또는 1000 ㎍/ml) 또는 동형 대조군 항체를 사용하였다.
항-C5 항체가 AQP4-Ab 유도된 CDC를 차단할 수 있는지를 알아보기 위해, 성상세포들을 플레이팅하고 CytoTox-GloTM 세포독성 분석법을 반복하여 상기 플레이팅을 위한 최적 용량의 AQP4-Ab를 찾아냈다. AQP4-Ab의 최적 농도는 50 ㎍/mL인 것으로 밝혀졌으며, 하기 실험에서는 일정한 용량의 AQP4-Ab (50 ㎍/mL)를 사용한 반면, 항-C5 항체의 용량은 다양하게 사용하였다. 도 16에 보이는 바와 같이, 항-C5 항체의 양을 증가시킴에 따라 (평균 300k에서 평균 100k로) RLU의 감소가 나타났는데, 이는 항-C5 항체가 성상세포의 사멸을 차단함을 입증하는 것이다. 양 실험에서 모두, RLU는 동형 대조군 항체에 의해 변화하지 않았다. 도 16에 보이는 바와 같이, 항-C5 항체는 1차 피질 성상세포 상의 AQP4 Ab 유도된 세포독성을 15-17 nM의 IC50으로 억제하였다.
후속 연구에서는, CNS에서 성상세포의 보체-매개된 세포독성에 대한 치료적 효능을 평가하기 위해, 항-AQP4 항체 및 항-C5 항체를 랫트의 뇌에 주사할 것이다.
실시예 19: 상피 분석법
본 실시예는 항-C5 항체가 C5b-9 및 C3 침착을 차단하는지를 검사하기 위해 시험관내 사구체 상피 분석법에 대하여 기술한다.
보체 활성화에 대한 약물 후보물질의 억제 효과를 평가하기 위한 재현가능한 방법은 전임상 개발을 위해 필수적이다. 보체 활성화 경로의 복잡성으로 인해, 분석법은 주어진 치료 증상과 관련있는 세포 및 종말점을 사용해야 한다. 여기에서는, 불멸화시킨 인간 사구체 상피 세포주 (HGEC)를 사용하여, 보체 C3 & C5 침착 모델을 항-C3 또는 C5 mAb의 차단 활성을 평가하는데 사용할 수 있는지에 대한 유효성을 평가하였다.
방법
인간의 1차 신장 사구체 상피 세포 [HGEC; 셀 바이오로직스(Cell Biologics)]를 콜라겐 I - 코팅된 검정 투명 바닥 96-웰 플레이트로 완전 배지 중에서 밤새 플레이팅하였다. 상기 세포를 PBS (대조군)로 처리하거나, 또는 10 uM의 ADP로 10분간 활성화시켰다. PBS 세척 후, (보체-보존되거나, C3-결핍되거나, 또는 C5-결핍된) 50% 인간 혈청을 4시간 동안 첨가하였다. 처리하기 전에 항-C5 항체를 1 mg/mL로 상기 혈청에 첨가하였다. 상기 세포들을 세척 및 고정시킨 후, 2차 항체인 항-C3b 항체 (써모피셔) 및/또는 항-C5b-9 항체 (압캠)로 탐침한 후, DAPI로 대비염색하였다. 이미지를 ImagExpress 상에서 캡쳐하고, 하이 컨텐츠 이미지 분석(high content image analysis)을 사용하여 각 이미지에 대한 형광 염색을 정량하고, 그 염색 상태에 따라 정량은 평균을 취하였다.
결과
비활성화된 HGEC가 아닌 정상적인 인간 혈청에 노출된 ADP-활성화된 HGEC 상에서 C3 및 C5b-9 침착을 관찰하였다 (C3: 1.5×107±1.0×107; C5: 7.9×106±6.6×106, p < 0.05 vs. 비-ADP-활성화된 HGEC). C3 및 C5b-9 침착은 C3 또는 C5 결핍된 혈청에 노출된 ADP-활성화된 HGEC 상에서 크게 감소되었다 (C3: 3.3×105±4.8×104; C5: 1.5×106±6.0×105, p < 0.05). 차단성 항-C5 mAb의 첨가는 ADP-활성화된 HGEC 상에서의 정상적인 인간 혈청 유래의 C5b-9 침착을 크게 감소시켰으며, 침착은 C5 결핍된 혈청과 유사하였다 (C5 mAb: 1.02×106±6.0×105, 대조군 mAb 3.7×106±1.6×106, p < 0.05 vs. 대조군 mAb).
결론
상기 데이터는 보체 C3 & C5 침착 모델에 대한 시험관내 인간 사구체 상피 분석법의 유용성을 입증하고 있다. 시험관내 스크리닝 이외에도, 상기 분석법은 환자 유래의 혈청 샘플을 사용하여 신장병에서 항-보체 전략을 평가하기 위한 전위 모델로서의 가능성도 제시한다.
본 발명은 여기에 기술된 특정 실시양태들에 의해 그 범위가 한정되지는 않는다. 정확히 말하자면, 본원에 기술된 것들 이외의 이에 대한 다양한 변형들은 상기 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 당업계의 숙련자들에게는 명백해질 것이다. 이러한 변형들도 첨부된 청구항의 범위 내에 포함시키려 한다.
<110> Regeneron Pharmaceuticals, Inc. <120> Anti-C5 Antibodies and Uses Thereof <130> 10168WO01 <150> 62/349,705 <151> 2016-06-14 <150> 62/405,561 <151> 2016-10-07 <150> 62/422,107 <151> 2016-11-15 <160> 366 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 357 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic <400> 1 caggtgcagc tggtggagtc tgggggaggc gtggtccagc ctggaaggtc cctgagactc 60 tcctgtgtag cgtctggatt caccttcagt agttatggca ttcactgggt ccgccaggct 120 ccaggcaagg ggctggagtg ggtggcagtt atatgggatg atggaaataa tataaactat 180 tcagactccg tgaagggccg attcatcatc tccagagaca attccaggaa gacagtgtat 240 ctgcaaatga acagcctgag aggcgaggac acggctgttt attactgtgc gagagatgcc 300 cccatagcac cagtccctga ctattggggc cagggaaccc tggtcaccgt ctcctca 357 <210> 2 <211> 119 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> synthetic <400> 2 Gln Val Gln Leu Val Glu Ser Gly Gly Gly Val Val Gln Pro Gly Arg 1 5 10 15 Ser Leu Arg Leu Ser Cys Val Ala Ser Gly Phe Thr Phe Ser Ser Tyr 20 25 30 Gly Ile His Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly 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Claims (11)

  1. C5에 특이적으로 결합하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제조하는 방법으로서, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은
    서열번호 100의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 상보성 결정 영역 1 (HCDR1), 서열번호 102의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 상보성 결정 영역 2 (HCDR2), 및 서열번호 104의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 상보성 결정 영역 3 (HCDR3)을 포함하는 중쇄 가변 영역 (HCVR); 및
    서열번호 108의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 상보성 결정 영역 1 (LCDR1), 서열번호 110의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 상보성 결정 영역 2 (LCDR2), 및 서열번호 112의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 상보성 결정 영역 3 (LCDR3)을 포함하는 경쇄 가변 영역 (LCVR)을 포함하고;
    상기 방법은 상기 항체 또는 항원 결합 단편의 상기 HCVR 및 LCVR을 인코딩하는 하나 이상의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 숙주 세포를 상기 항체 또는 항원 결합 단편의 생산을 가능케 하는 조건 하에 배양함을 포함하는 것인, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 항체 또는 항원 결합 단편을 상기 숙주 세포로부터 회수함을 추가로 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 항체 또는 항원 결합 단편이 서열번호 98의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 가변 영역 및 서열번호 106의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하는 것인, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 항체 또는 항원 결합 단편이 서열번호 353의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄를 포함하는 것인, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 항체 또는 항원 결합 단편이 서열번호 354의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄를 포함하는 것인, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 항체 또는 항원 결합 단편이 서열번호 353의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 및 서열번호 354의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄를 포함하는 것인, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 HCVR 및 LCVR을 인코딩하는 상기 하나 이상의 폴리뉴클레오티드가
    서열번호 99의 뉴클레오타이드 서열,
    서열번호 101의 뉴클레오타이드 서열,
    서열번호 103의 뉴클레오타이드 서열,
    서열번호 107의 뉴클레오타이드 서열,
    서열번호 109의 뉴클레오타이드 서열, 및
    서열번호 111의 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 것인, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 HCVR 및 LCVR을 인코딩하는 상기 하나 이상의 폴리뉴클레오티드가 서열번호 97의 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 것인, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 HCVR 및 LCVR을 인코딩하는 상기 하나 이상의 폴리뉴클레오티드가 서열번호 105의 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 것인, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 HCVR 및 LCVR을 인코딩하는 상기 하나 이상의 폴리뉴클레오티드가 서열번호 97의 뉴클레오타이드 서열 및 서열번호 105의 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 것인, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 숙주 세포가 중국 햄스터 난소 (CHO) 세포인 방법.
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