WO2018038096A1 - モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメント及びその使用 - Google Patents

モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメント及びその使用 Download PDF

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WO2018038096A1
WO2018038096A1 PCT/JP2017/029911 JP2017029911W WO2018038096A1 WO 2018038096 A1 WO2018038096 A1 WO 2018038096A1 JP 2017029911 W JP2017029911 W JP 2017029911W WO 2018038096 A1 WO2018038096 A1 WO 2018038096A1
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WO
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seq
amino acid
acid sequence
virus
antigen
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Application number
PCT/JP2017/029911
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English (en)
French (fr)
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河岡 義裕
誠也 山吉
睦美 伊藤
隆太 浦木
Original Assignee
国立大学法人東京大学
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K16/00Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • C07K16/08Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from viruses
    • C07K16/10Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from viruses from RNA viruses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology

Definitions

  • the present invention relates to monoclonal antibodies or antigen-binding fragments thereof and uses thereof.
  • the present invention includes a monoclonal antibody or an antigen-binding fragment thereof, a pharmaceutical composition containing the monoclonal antibody or the antigen-binding fragment thereof, a gene comprising DNA encoding the monoclonal antibody or the antigen-binding fragment thereof, the gene
  • An expression vector comprising
  • the influenza A virus has 8 segmented negative sense virus RNA (vRNA).
  • vRNA segmented negative sense virus RNA
  • Two of the vRNAs are molecules on the surface of the envelope and encode the major antigenic proteins hemagglutinin (HA) and neuraminidase (NA).
  • HA hemagglutinin
  • NA neuraminidase
  • HA of influenza A virus is a trimer type I transmembrane glycoprotein and is classified into 18 subtypes (H1 to H18). These subtypes are divided into two phylogenetic groups, specifically group 1, consisting of H1, H2, H5, H6, H8, H9, H11, H12, H13, H16, H17 and H18, and H3 , H4, H7, H10, H14, and H15. Furthermore, influenza A viruses are classified into subtypes such as H1N1, H2N2, and H3N2 due to the difference in antigenicity of NA. In particular, in human influenza A viruses, since HA and NA are periodically mutated, even if vaccination corresponding to a conventional subtype is received, the effect is often not expected.
  • HA of influenza A virus is composed of regions having different structures such as a head region (spherical head region, head region) and a stem region (stem region or stalk region).
  • the globular region contains a receptor binding site for the virus to bind to the target cell and is involved in the hemagglutination activity of HA.
  • the stem region contains a fusion peptide necessary for membrane fusion between the viral envelope and the cell endosomal membrane, and is involved in the fusion activity.
  • Most conventional anti-HA antibodies that recognize influenza A viruses recognize the globular head region of HA.
  • zanamivir relenza
  • oseltamiburu Tamiflu
  • amantadine that inhibit proton conductivity of the M2 channel.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a monoclonal antibody or an antigen-binding fragment thereof that recognizes the stem region of HA and effectively suppresses the growth of influenza A virus. Also provided is a pharmaceutical composition for treating or preventing an effective influenza A virus disease containing the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof. Moreover, the gene which consists of DNA which codes the said monoclonal antibody or its antigen binding fragment is provided. Also provided is an expression vector comprising the gene.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof binds to influenza A virus and has the activity of suppressing the growth of the virus, the monoclonal antibody against the HA antigen of influenza A virus or the antigen-binding fragment thereof Because (A) CDR-L1 comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, wherein one to several amino acids are deleted, substituted or added; (B) CDR-L2 comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, wherein one amino acid is deleted, substituted or added; (C) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 or CDR-L3 comprising an amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3, A light chain variable domain comprising: and (D) CDR-H1 comprising the amino acid sequence
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof according to the first aspect is shown in CDR-L1 comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, CDR-L2 containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, and SEQ ID NO: 3.
  • a light chain variable domain comprising CDR-L3 comprising an amino acid sequence
  • a heavy chain variable comprising CDR-H1 comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4
  • CDR-H2 containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5 and CDR-H3 containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6
  • You may have a domain.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof according to the first aspect has a light chain variable domain consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 and a heavy chain variable domain consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8. Also good.
  • the pharmaceutical composition according to the second aspect of the present invention is a pharmaceutical composition for treating or preventing influenza A virus disease in a subject, wherein the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof according to the first aspect is effective. Contains as a component.
  • the gene according to the third aspect of the present invention is a gene comprising any one of the following DNAs (g) to (j) and the following DNAs (k) to (n): It consists of DNA that encodes a protein that binds to influenza A virus and has the activity of inhibiting the growth of the virus.
  • the expression vector according to the fourth aspect of the present invention includes the gene according to the third aspect.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the above aspect can recognize the HA stem region and effectively suppress the growth of influenza A virus. Moreover, the pharmaceutical composition of the said aspect is effective in treating or preventing influenza A virus. Moreover, according to the gene and expression vector of the said aspect, the said monoclonal antibody or its antigen binding fragment is obtained.
  • 2 is a graph showing changes in body weight and survival rate of mice administered with different concentrations of S9-1-10 / 5-1 or PBS and inoculated with each virus in Examples.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof binds to influenza A virus and has an activity of suppressing virus growth.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment is a monoclonal antibody against the HA antigen of influenza A virus or an antigen-binding fragment thereof.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the present embodiment comprises a light chain variable domain containing the following (a) to (c) and a heavy chain variable domain containing the following (d) to (f): Having one or more selected from the group.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment recognizes the HA stem region as shown in the examples described later.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment recognizes the HA subtype belonging to both phylogenetic groups of group 1 and 2 of influenza A virus, as shown in the examples described later. Therefore, the proliferation of a wide variety of influenza A viruses can be effectively suppressed.
  • CDR means a complementarity-determining region
  • monoclonal antibody means an antibody having substantially uniform specificity.
  • the monoclonal antibody includes all classes and subclasses of immunoglobulins. Specifically, IgG, IgM, IgA, IgD, IgE etc. are mentioned, for example. Especially, it is preferable that the monoclonal antibody of this embodiment is IgG.
  • the “antigen-binding fragment” of a monoclonal antibody means a part (partial fragment) of an antibody that specifically recognizes a target protein.
  • Fv variable region fragment
  • scFv single chain Fv
  • Fv diabody
  • multispecificity examples thereof include antibodies and polymers thereof.
  • the “monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof against the HA antigen of influenza A virus” means that the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the present embodiment is a hemagglutinin (HA) of influenza A virus.
  • HA hemagglutinin
  • This specific binding is, for example, binding of an antigen to an epitope of an antibody in an in vitro assay, preferably a plasmon resonance assay using purified wild-type antigen (eg, BIAcore, GE-Healthcare Uppsala, Sweden, etc.) Can be quantified.
  • the affinity of binding can be defined by ka (rate constant for antibody binding from antibody-antigen complex), kD (dissociation constant), and KD (kD / ka).
  • the binding affinity (KD) is preferably 10 ⁇ 8 mol / L or less, more preferably 10 ⁇ 9 M to 10 ⁇ 13 mol / L. preferable.
  • neutralizing antibody or “antibody that neutralizes” means an antibody that can neutralize an antigen. That is, it can mean that an antigenic pathogen can prevent, inhibit, reduce, delay or interfere with the ability to initiate or maintain infection of a host.
  • the neutralizing antibody or neutralizing antibody can be used alone or in combination as a prophylactic or therapeutic agent or as a diagnostic tool based on an appropriate formulation in association with an active vaccine.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment has a very broad specificity for HA, one or more influenza A virus subtypes belonging to group 1, which is a phylogenetic group of HA, and , One or more influenza A virus subtypes belonging to group 2 can be neutralized. That is, the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the present embodiment is within the HA stem region conserved between two or more influenza A virus subtypes selected from the group consisting of Group 1 and Group 2. Can bind to an epitope.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment can specifically bind to all 18 types of subtype HA of influenza A virus, as shown in the Examples below. More specifically, the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment is a subtype H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8, H9, H10, H11, H12 of influenza A influenza. , H13, H14, H15, H16, H17 and H18. More specifically, the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the present embodiment can specifically bind to the subtype of influenza A influenza HA. Representative influenza A virus subtypes include, but are not limited to, those shown below.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment can specifically bind to an epitope present in the stem region of HA of influenza A virus as shown in the Examples described later. Therefore, as long as the specific recognition ability of the HA stem region of influenza A virus is maintained, 1 to several amino acids in the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 6 in the above (a) to (f) May be deleted, substituted or added.
  • the number of amino acids that may be deleted, substituted, or added is preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2, and even more preferably 1.
  • substitution means substitution with another amino acid residue having a chemically similar side chain.
  • Groups of amino acid residues having chemically similar amino acid side chains are well known in the technical field to which the present invention belongs.
  • acidic amino acids aspartic acid and glutamic acid
  • basic amino acids lysine, arginine, histidine
  • neutral amino acids amino acids with hydrocarbon chains (glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, proline), hydroxy groups
  • Amino acids with amino acids seerine / threonine
  • amino acids with sulfur cysteine / methionine
  • amino acids with amide groups asparagine / glutamine
  • amino acids with imino groups proline
  • amino acids with aromatic groups phenylalanine / tyrosine / And tryptophan).
  • the amino acid sequence variant in which one to several amino acids are deleted, substituted, or added in the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the present embodiment has a binding activity to the antigen of the control antibody (for example, HA of influenza A virus). Higher than the antibody against the stem area of the control antibody (for example, HA of influenza A virus).
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the present embodiment includes CDR-L1 containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, CDR-L2 containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, and SEQ ID NO: 3.
  • a light chain variable domain comprising CDR-L3 comprising the amino acid sequence shown, and CDR-H1 comprising the amino acid sequence depicted in SEQ ID NO: 4, CDR-H2 comprising the amino acid sequence depicted in SEQ ID NO: 5, It preferably has a heavy chain variable domain comprising CDR-H3 comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof according to the present embodiment is a flexible peptide linker comprising a light chain variable domain and a heavy chain variable domain, which are the minimum units necessary for recognizing an antigen. It is preferably a single variable domain fragment bound by That is, it is preferably an scFv antibody.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the present embodiment comprises a light chain variable domain consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 and a heavy chain variable domain consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8. It is preferable to have this order.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment has a high neutralizing titer.
  • the concentration of the antibody of the present invention required to neutralize 50% of influenza A virus can be, for example, about 50 ⁇ g / mL or less.
  • the concentration of the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the present embodiment required to neutralize 50% of influenza A virus is, for example, about 50 ⁇ g / mL or less, and 30 ⁇ g / mL or less. Is preferably 20 ⁇ g / mL or less, more preferably 10 ⁇ g / mL or less, particularly preferably 5 ⁇ g / mL or less, and most preferably 1 ⁇ g / mL or less. Titers can be measured using standard neutralization assays as known to those skilled in the art.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the present embodiment specifically binds to an epitope conserved in the HA stem region of the subtypes of group 1 and group 2 influenza A viruses and releases viral particles.
  • An interfering antibody eg, an isolated antibody or a purified antibody.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment binds to an epitope conserved in the HA region of influenza A virus, and the virus Inhibiting virus release from cells by interfering with the particle release process.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment may be a chimeric antibody or a specific mammalized antibody (particularly a humanized antibody).
  • the chimeric antibody refers to an antibody in which the constant region portion of the antibody is replaced with the constant region portion of an antibody derived from another mammal.
  • a human antibody is preferable.
  • a humanized antibody is one in which only the CDR in the variable region is derived from a non-human mammal antibody such as a rat, and the framework region (FR) and constant region in the variable region other than the CDR are derived from a human antibody.
  • the class of the chimeric antibody or humanized antibody may be any of IgG, IgM, IgA, IgD, and IgE. Among these, the class of the chimeric antibody or humanized antibody is preferably IgG.
  • an antibody derived from another mammal eg, a non-human antibody
  • a specific mammal eg, a human
  • an immune response to a heterologous antigen is induced, and serious side effects such as anaphylactic shock may occur.
  • the constant region portion of the antibody is a chimeric antibody or a specific mammalianized antibody (for example, a humanized antibody) in which the antibody is derived from a specific mammal-derived antibody (for example, a human antibody)
  • the mammal examples include humans, mice, rats, hamsters, rabbits, monkeys, goats, pigs, and birds.
  • the mammal is preferably a human.
  • a labeling substance may be bound to the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment.
  • the labeling substance for the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof examples include stable isotopes, radioisotopes, fluorescent substances, enzymes, and magnetic substances.
  • the labeling substance for the monoclonal antibody or the antigen-binding fragment thereof is preferably a fluorescent substance or an enzyme because it is easy to detect and highly sensitive. By providing the labeling substance, it can be confirmed simply and with high sensitivity whether HA of influenza A virus is bound.
  • Examples of stable isotopes include, but are not limited to, 13 C, 15 N, 2 H, 17 O, and 18 O.
  • Examples of radioactive isotopes include, but are not limited to, 3 H, 14 C, 13 N, 32 P, 33 P, and 35 S.
  • Examples of the fluorescent substance include, but are not limited to, cyanine dyes (for example, Cy3 and Cy5), rhodamine 6G reagent, and other known fluorescent dyes (for example, GFP, FITC (Fluorescein), TAMRA, and the like).
  • the enzyme examples include alkaline phosphatase and peroxidase (HRP).
  • the labeling substance is an enzyme
  • the enzyme substrate in the case of alkaline phosphatase, p-nitrophenyl phosphate (pNPP), 4-methylumbelliferyl phosphate (4-MUP), etc. can be used, and the enzyme is peroxidase.
  • DAB 3,3′-diaminobenzidine
  • TMB 3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine
  • OPD o-phenylenediamine
  • ABTS 2,2-azino-di- (3-ethylbenzothiazoline-6- Sulfonic acid)
  • ADHP 10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine
  • magnétique material examples include gadolinium, Gd-DTPA, Gd-DTPA-BMA, Gd-HP-DO3A, iodo, iron, iron oxide, chromium, manganese, or a complex thereof, or a chelate complex.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment can be produced by, for example, a hybridoma method or a recombinant DNA method.
  • Examples of the hybridoma method include Kohler and Milstein methods (see, for example, Kohler & Milstein, Nature, 256: 495, 1975).
  • Examples of the antibody-producing cells used in the cell fusion step in this method include animals immunized with antigens (for example, HA of influenza A virus, peptide fragments thereof, cells expressing these, etc.) (for example, mice, Rat, hamster, rabbit, monkey, goat, etc.) spleen cells, lymph node cells, peripheral blood leukocytes and the like.
  • antigens for example, HA of influenza A virus, peptide fragments thereof, cells expressing these, etc.
  • mice for example, mice, Rat, hamster, rabbit, monkey, goat, etc.
  • antibody-producing cells obtained by allowing an antigen to act on the above-described cells or lymphocytes previously isolated from an unimmunized animal in a medium can also be used.
  • the antibody-producing cells and myeloma cells may be derived from different animal species as long as they can be fused, but are preferably derived from the same animal species.
  • a method for obtaining a hybridoma for example, it is produced by cell fusion between a spleen cell obtained from a mouse immunized with an antigen and a mouse myeloma cell, and is then specific for HA of influenza A virus by screening. And a method for obtaining a hybridoma that produces a monoclonal antibody.
  • Examples of a method for obtaining a monoclonal antibody produced by a hybridoma include a method in which a monoclonal antibody against a target protein is obtained by culturing the hybridoma or from the ascites of a mammal administered with the hybridoma.
  • the DNA encoding the monoclonal antibody or the functional fragment of the antibody of the present embodiment is cloned from a hybridoma, a B cell or the like, and incorporated into an appropriate vector, which is then used as a host cell (for example, a mammalian cell).
  • a host cell for example, a mammalian cell.
  • Strains, Escherichia coli, yeast cells, insect cells, plant cells, etc. and a method for producing the monoclonal antibody of the present embodiment as a recombinant antibody (for example, PJ Delves, Antibody Production: Essential Technologies).
  • the host cell may be transformed by separately incorporating DNAs encoding heavy chains or light chains into expression vectors, and encode heavy chains and light chains.
  • the host cell may be transformed by incorporating the DNA into a single expression vector (see, eg, International Patent Application No. 94/11523).
  • the monoclonal antibody of the present embodiment can be obtained in a substantially pure and uniform form by culturing the host cell, separating and purifying the host cell or from the culture medium. Separation and purification of the antibody can be performed by a method used in usual polypeptide purification.
  • transgenic animal production technique for example, a transgenic animal (for example, cow, goat, sheep or pig etc.) into which the antibody gene is incorporated is produced, and the antibody gene is derived from the milk of the transgenic animal. And a method for obtaining a large amount of monoclonal antibodies to be used.
  • a transgenic animal for example, cow, goat, sheep or pig etc.
  • the antibody gene is derived from the milk of the transgenic animal.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the present embodiment may be an amino acid sequence variant as described above as long as it can specifically bind only to an amorphous A ⁇ aggregate having a particle size of 50 nm or more and less than 220 nm. I don't care.
  • Amino acid sequence variants can be made by introducing mutations into the DNA encoding the antibody chain or by peptide synthesis.
  • the site where the amino acid sequence of the antibody is modified may be the constant region of the heavy chain or light chain of the antibody as long as it has an activity equivalent to that of the antibody before modification, and the variable region (framework region and CDR).
  • a method of screening an antibody having an improved affinity for an antigen by modifying CDR amino acids may be used (for example, PNAS, 102: 8466-8471 (2005), Protein Engineering, Design & Selection, 21: 485-493 (2008), International Publication No. 2002/051870, J. Biol. Chem., 280: 24880-24888 (2005), Protein Engineering, Design & Selection, 21: 345-351 (2008)).
  • the binding activity of the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof (including the above-mentioned amino acid sequence variants) of the present embodiment to the antigen is, for example, ELISA, Western blotting, flow cytometry, Western blot, dot blot Evaluation, radioimmunoassay method, immunoprecipitation method, immunostaining method and the like.
  • the pharmaceutical composition according to one embodiment of the present invention is a pharmaceutical composition for treating or preventing influenza A virus disease in a subject, and uses the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the above embodiment as an active ingredient. contains.
  • the pharmaceutical composition of this embodiment When the pharmaceutical composition of this embodiment is administered to humans, it binds to the HA stem region of influenza A virus and inhibits the release of virus particles. Therefore, the pharmaceutical composition of the present embodiment is effective for treating or preventing influenza A virus.
  • the pharmaceutical composition of the present embodiment may contain a pharmaceutically acceptable additive. Moreover, the pharmaceutical composition of this embodiment may be formulated. Examples of the dosage form of the pharmaceutical composition of the present embodiment include injections. Examples of pharmaceutically acceptable additives include solvents such as water, surfactants, sodium chloride, sodium citrate, anhydrous citric acid, pH adjusters, preservatives, and the like. The pharmaceutical composition of this embodiment may be an injection.
  • the pharmaceutical composition may be supplied as a liquid, may be supplied as a powder, and may be configured to dissolve in water, a buffer solution, or the like before use.
  • the target may be any mammal that can be infected with influenza A virus.
  • mammals include those described above.
  • the mammal is preferably a human.
  • Examples of administration to a subject include intraperitoneal injection, subcutaneous injection, intra-articular injection, intramuscular injection, and the like.
  • the dosage varies depending on the weight and age of the subject, the administration method, etc., but those skilled in the art can appropriately select an appropriate dosage. For example, 0.1 to 50 mg per kg at a time may be subcutaneously injected at intervals of 2 weeks.
  • the method for treating influenza A of the present invention is a method comprising the step of administering the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the above embodiment to a human.
  • Influenza A can be treated by the treatment method of the present embodiment.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof may be formulated as the above-described pharmaceutical composition.
  • the administration method and dose of the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof are the same as those described above.
  • the present invention provides the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the above embodiment for the treatment of influenza A.
  • the present invention provides the use of the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of the above embodiment for the manufacture of a pharmaceutical composition for treating or preventing influenza A virus disease.
  • the gene according to one embodiment of the present invention is a gene comprising any one of the following DNAs (g) to (j) and any one of the following DNAs (k) to (n). Moreover, the gene of this embodiment consists of DNA which codes the protein which has the activity which couple
  • the gene of the present embodiment encodes the above-described monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof, and the above-described monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof can be easily obtained.
  • the base sequence represented by SEQ ID NO: 9 in (g) above is the base sequence of the signal peptide and the base sequence of the light chain variable domain.
  • the base sequence shown in SEQ ID NO: 10 in (k) above is the base sequence of the signal peptide and the base sequence of the heavy chain variable domain.
  • the gene of the present embodiment includes the following DNA (h) or (l) below as a DNA encoding a protein functionally equivalent to the DNA (g) or (k).
  • the number of bases that may be deleted, substituted, or added is preferably 1 to 14, more preferably 1 to 10, and particularly preferably 1 to 5.
  • the gene of the present embodiment includes the following DNA (i) or (m) below as a DNA encoding a protein functionally equivalent to the DNA of (g) or (k).
  • DNA encoding a functionally equivalent protein In order to be a DNA encoding a functionally equivalent protein to the DNA of (g) or (k), it has 80% or more identity. Such identity is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, particularly preferably 98% or more, and most preferably 99% or more. Furthermore, the protein encoded by the DNA of (g) or (k) has an activity of binding to influenza A virus and suppressing the growth of the virus.
  • the gene of the present embodiment includes the following (j) or the following (n) DNA as a DNA encoding a protein functionally equivalent to the above (g) or (k).
  • stringent conditions includes, for example, the method described in Molecular Cloning-A LABORATORY MANUAL THIRD EDITION (Sambrook et al., Cold Spring Harbor Press).
  • 5 ⁇ SSC composition of 20 ⁇ SSC: 3M sodium chloride, 0.3M citric acid solution, pH 7.0
  • 0.1 wt% N-lauroyl sarcosine 0.02 wt% SDS
  • 2 wt% The hybridization can be performed by incubating at 55 to 70 ° C. for several hours to overnight in a hybridization buffer composed of a blocking reagent for nucleic acid hybridization and 50% formamide.
  • the washing buffer used for washing after incubation is preferably a 0.1 ⁇ SSC solution containing 0.1 wt% SDS, more preferably a 0.1 ⁇ SSC solution containing 0.1 wt% SDS.
  • An expression vector according to an embodiment of the present invention includes the gene of the above embodiment.
  • the above-described monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof can be produced by expressing the gene using the expression vector of the present embodiment.
  • a vector suitable for each expression system can be used.
  • pET for expression of E. coli
  • pAUR for expression of yeast
  • pIEx for expression of insect cells
  • pCMV for expression of animal cells
  • adenovirus vector for expression of animal cells
  • retrovirus A viral vector a lentiviral vector, etc.
  • PBMC peripheral blood mononuclear blood cells
  • DMEM Dulbecco's modified Eagle medium
  • HAT hypoxanthine-aminopterin-thymidine
  • an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was first performed. Specifically, the culture supernatant of the hybridoma was added to a 96-well plate coated with recombinant HA proteins derived from various influenza A viruses, and reacted. In addition, as influenza A virus from which the coated recombinant HA protein was derived, there were 6 types shown below.
  • H5N1pdm09 type A / California / 07/2009 (H1N1pdm09 type) (hereinafter sometimes referred to as “CA07”) A / Wyoming / 03/2003 (H3N2 type) (hereinafter sometimes referred to as “Wyoming / 03”) A / Perth / 16/2009 (H3N2 type) (hereinafter sometimes referred to as “Perth / 16”) A / Egyptian / N05056 / 2009 (H5N1 type) (hereinafter sometimes referred to as “Egypt / N05056”) ) A / Indonesia / 5/2005 (H5N1 type) (hereinafter sometimes referred to as “Indonesia / 5”) A / Netherland / 219/2003 (H7N7 type) (hereinafter sometimes referred to as “Netherland”) Purified H5N1 type virus (A / geese / Egypt / 0929-NLQP / 2009) (
  • hybridomas and monoclonal antibodies produced by the hybridomas were respectively represented by S9-1-10 / 5-1, 3352E69, 10-4-7 / 1, 4-8-6 / 4, 3381E12, 3381A11, 3352D13. And 3352E71.
  • nucleotide sequence is analyzed and compared with the nucleotide sequence of the National Center for Biotechnology Information (NCBI) database using IgBlast software (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/igblast/). did. The results are shown in Table 2.
  • Table 2 revealed that 10-4-7 / 1, 3381E12 and 3381A11 have the sequence of the IGHV3-33 gene. Further, it was revealed that 4-8-6 / 4 and 3352D13 have the sequence of the IGHV1-24 gene. It was also revealed that S9-1-10 / 5-1 has the sequence of the IGHV4-59 gene. It was also revealed that 3352E69 has the sequence of the IGHV1-18 gene, and 3352E71 has the sequence of the IGHV3-11 gene.
  • Human antibodies in 1 L of serum-free medium cultured for 1 week were purified using a HiScreen MabSelect SuRe LX column (GE Healthcare) and an automated chromatography system AKTA pure 25 (GE Healthcare).
  • Fab fragments were also prepared using Pierce (registered trademark) Fab preparation kit (manufactured by Thermo Scientific).
  • mice 1 In vivo monoclonal antibody efficacy evaluation test using mice 1 (1) Preparation of virus The following four types of viruses were used.
  • a / Aich / 2/68 which is a mouse-adapted strain (hereinafter sometimes referred to as “MA-Aich”)
  • a / Vietnam / 1203/2004 (H5N1 type) (hereinafter sometimes referred to as “VN1203”)
  • a / Anhui / 1/2013 (H7N9 type) (hereinafter sometimes referred to as “Anhui / 1”)
  • Each virus was grown on MDCK cells or eggs, and titer measurement was performed using MDCK cells.
  • mice (2) Antibody administration and virus inoculation to mice
  • the body weight of 6-week-old female BALB / c mice manufactured by SLC Japan
  • mice (4 individuals each) were prepared with 7 types of antibodies, 3352E69, 10-4-7 / 1, 4-8-6 / 4, 3381E12, 3381A11, 3352D13 and 3352E71 prepared at 15 mg / kg “1.”
  • S9-1-10 / 5-1 was injected into the abdominal cavity of mice (4 individuals) at a concentration of 0.2, 0.6, 1.7, 5 or 15 mg / kg.
  • mice 1429C6 / 3-3, an antibody conventionally known to recognize HA of influenza B virus, was injected into the peritoneal cavity of mice (4 individuals each) at 15 mg / kg. . Furthermore, as a control, PBS was injected into the abdominal cavity of mice (4 individuals each) at a concentration of 0.2, 0.6, 1.7, 5 or 15 mg / kg. One day after the injection, the mouse was anesthetized and inoculated with each virus prepared in (1) of 50% lethal dose (MLD50) of the mouse.
  • MLD50 50% lethal dose
  • mice administered 15 mg / kg 3352E69, 10-4-7 / 1, 4-8-6 / 4, 3381E12, 3381A11, 3352D13, 3352E71, and 1429C6 / 3-3 include VN1203 (H5N1 type) was inoculated.
  • Mice administered with S9-1-10 / 5-1 at various concentrations and PBS were treated with MA-CA04 (H1N1pdm09 type), MA-Aich (H3N2 type), VN1203 (H5N1 type) prepared in (1) and Anhui / 1 (H7N9 type) was inoculated.
  • FIGS. 1A and 1B The body weight and survival rate of mice were observed daily for 14 days after virus inoculation. The results are shown in FIGS. 1A and 1B.
  • FIG. 1A is a graph showing the survival rate of mice inoculated with VN1203 (H5N1 type) and administered with each antibody.
  • FIG. 1B is a graph showing changes in body weight and survival rate of mice inoculated with each virus and administered with different concentrations of S9-1-10 / 5-1. Mice that lost 25% of body weight before infection were humanely euthanized.
  • S9-1-10 / 5-1 is effective for infection of MA-CA04 (H1N1pdm09 type), MA-Aich (H3N2 type), VN1203 (H5N1 type) epilepsy and Anhui / 1 (H7N9 type). It was confirmed to have a preventive effect.
  • mice Female BALB / c mice of 6 weeks old (manufactured by SLC, Japan) were anesthetized and prepared with (1) of 50% lethal dose (MLD50) of mice. Each virus was inoculated. Then, one day after the virus inoculation, 15 mg / kg of S9-1-10 / 5-1 and PBS (control) were injected into the abdominal cavity of mice (4 mice each).
  • MLD50 50% lethal dose
  • S9-1-10 / 5-1 is effective in the infection of MA-CA04 (H1N1pdm09 type), MA-Aich (H3N2 type), VN1203 (H5N1 type) and Anhui / 1 (H7N9 type). It was confirmed to have a therapeutic effect.
  • Virus growth inhibition test 1 with S9-1-10 / 5-1
  • WHO World Health Organization
  • BSA-MEM bovine serum albumin
  • TCID 50 tissue culture infectious dose
  • TCID 50 tissue culture infectious dose
  • the mixture was then inoculated into MDCK cells and incubated at 37 ° C. for 1 hour. MDCK cells were then washed twice with BSA-MEM. Subsequently, MDCK cells were cultured for 3 days using 1 ⁇ g / mL N-tocyl-L-phenylalanine ketone (TPCK) -treated trypsin-containing BSA-MEM. Then, cytopathic effect (CPE) was measured.
  • the antibody titer (IC 50 ) required to reduce viral replication by 50% was determined using the Spearman-Karber equation. The results are shown in Table 3 (Pre) below. For CR9114, tests using MA-Aich, Egypt, and Anhui / 1 were not performed. Therefore, “ ⁇ ” is shown in Table 3.
  • Virus neutralization test 2 First, MDCK cells were inoculated with 100 TCID 50 (50% tissue culture infectious dose) of each virus prepared in (1) repeatedly 4 times and cultured at 37 ° C. for 1 hour. MDCK cells were then washed twice with BSA-MEM. Next, 37 ⁇ g / mL TPCK-treated trypsin and BSA-MEM containing purified antibody of S9-1-10 / 5-1 or CR9114 (control) serially diluted 2 times 4 times were used for 37 times of MDCK cells. Culturing was carried out at 3 ° C. for 3 days. Then, cytopathic effect (CPE) was measured.
  • CPE cytopathic effect
  • the antibody titer (IC 50 ) required to reduce viral replication by 50% was determined using the Spearman-Karber equation. The results are shown in Table 3 (Post) below. For CR9114, tests using MA-Aich, Egypt, and Anhui / 1 were not performed. Therefore, “ ⁇ ” is shown in Table 3.
  • neutralization test 1 in Table 3, even when S9-1-10 / 5-1 was administered at the highest concentration (50 ⁇ g / mL), none of the viruses could be neutralized.
  • the neutralization test 1 when CR9114 was administered, CA04 and Perth / 16 were neutralized. IC 50 values were 7.4 ⁇ g / mL and 25 ⁇ g / mL, respectively. From this, in neutralization test 1 (Pre), S9-1-10 / 5-1 was removed after virus infection, that is, during the multiple virus replications, the virus was S9- Means not exposed to 1-10 / 5-1. Therefore, the present inventors conducted a neutralization test 2 (Post) in order to examine the virus growth in the presence of S9-1-10 / 5-1.
  • H1, H2, H5, H6, H8, H9, H11, H13, H16, H17 and H18 are prominent by S9-1-10 / 5-1. It was confirmed that it was recognized. On the other hand, H12 was weakly detected by S9-1-10 / 5-1.
  • H4 H7, H10, H14 and H15 were recognized by S9-1-10 / 5-1.
  • H3 was not detected by S9-1-10 / 5-1.
  • FIG. 3B it was confirmed that CR9114 recognized HA subtypes other than H2.
  • the binding constant (K D ) was measured by biolayer interferometry (BLI) using an Octet Red 96 apparatus (ForteBio).
  • BBI biolayer interferometry
  • FormeBio Octet Red 96 apparatus
  • each recombinant HA protein prepared in (1) was used.
  • 1 ⁇ kinetic buffer containing 10 ⁇ g / mL of each recombinant HA protein was loaded onto a Ni-NTA biosensor (ForteBio).
  • the composition of the kinetics buffer is 1 ⁇ PBS (pH 7.4), 1% BSA, and 0.002% Tween20. It was then incubated with different concentrations of S9-1-10 / 5-1 or CR9114. All binding data was then collected under 30 ° C conditions.
  • HA protein was loaded onto the biosensor until the shift reached 0.5 nm. 2) A baseline was then obtained (60 seconds). 3) Then, in order to measure k on, to measure the binding of S9-1-10 / 5-1 or CR9114 (300 seconds). 4) Then, in order to measure the k off, it was determined dissociation of S9-1-10 / 5-1 or CR9114 (900 seconds).
  • the binding constant of S9-1-10 / 5-1 for H1-HA was 8.5 ⁇ 10 ⁇ 12 M.
  • the binding constant of S9-1-10 / 5-1 to H3-HA was 3.4 ⁇ 10 ⁇ 8 M, indicating a low affinity.
  • the binding constants of S9-1-10 / 5-1 to H5-HA and H7-HA were 1.4 ⁇ 10 ⁇ 10 M and 9.0 ⁇ 10 ⁇ 10 M, respectively, which were similar.
  • the result of the binding test of CR9114 for each HA showed higher affinity than the result of the binding test for each HA of S9-1-10 / 5-1.
  • a mutant strain (E110V) in which the 110th glutamic acid from the N-terminal is replaced with valine, and a mutant strain in which the 373rd alanine from the N-terminal is replaced with threonine ( A373T) and a mutant strain (E110V / A373T) having the two mutations were prepared.
  • the HA gene introduced with these mutations was cloned into pCAGGS.
  • FIG. 4B From the top of FIG. 4B, it was confirmed that 4-6-19 / 6 recognizes all HA. From the bottom of FIG. 4B, wild type HA, HA-E110V and HA-A373T were recognized by S9-1-10 / 5-1. On the other hand, HA-E110V / A373T and HA-S383P were weakly recognized by S9-1-10 / 5-1. However, HA-T378I was hardly recognized by S9-1-10 / 5-1.
  • a binding buffer containing 2 ⁇ g / mL CR9114, 4-6-19 / 6, or 1429C6 / 3-3 was similarly loaded onto an anti-human IgG Fc capture biosensor (ForteBio).
  • 4-6-19 / 6 is an antibody known to recognize the globular head region of HA.
  • 1429C6 / 3-3 is an antibody known to recognize HA of influenza B virus. It was then incubated with three different concentrations of the produced CA04 / PB02KO virus.
  • the CA04 / PB02KO virus is a non-replicatable PB2 knockout PB8 virus with HA and NA segments derived from CA04. All binding data was then collected under 30 ° C conditions.
  • the test for measuring relative k obs consisted of the following three steps. The results are shown in FIG. 5A (binding of each antibody to the virus particles over time) and FIG. 5B (k obs (apparent rate constant) of S9-1-10 / 5-1 and CR9114). 1) The antibody was loaded onto the biosensor (300 seconds). 2) A baseline was then obtained (60 seconds). 3) The binding of CA04 / PB02KO virus was then measured (600-3600 seconds) to determine relative k obs (apparent rate constant).
  • S9-1-10 / 5-1 was bound to solubilized H1-HA in k on rate of comparable and CR9114. Further, from FIG. 3A, S9-1-10 / 5-1 was bound to HA on the cell surface. However, FIG. 5A and FIG. 5B revealed that S9-1-10 / 5-1 had a lower ability to access HA on the virus surface compared to CR9114.
  • Virus Release Inhibition Test (1) Virus Infection MDCK cells were infected with CA04 to a multiplicity of infection (MOI) of 1, and cultured at 37 ° C. for 1 hour.
  • FIG. 6A shows that S9-1-10 / 5-1 or 4-6-19 / 6 inhibited the release of virus particles in the absence and presence of bacterial sialidase. On the other hand, the release of virus particles was proliferating in the presence of oseltamivir carboxylate (OC).
  • OC oseltamivir carboxylate
  • M1 was not detected in the culture supernatant containing 16 or 64 nM S9-1-10 / 5-1 IgG. On the other hand, M1 was detected in the culture supernatant containing S9-1-10 / 5-1 Fab fragments at all concentrations.
  • the monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof of this embodiment can recognize the HA stem region and can effectively suppress the proliferation of influenza A virus. Moreover, the pharmaceutical composition of this embodiment is effective for treating or preventing influenza A virus. Moreover, according to the gene and expression vector of the present embodiment, the above-described monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof can be easily obtained.

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Abstract

モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、A型インフルエンザウイルスに結合し、ウイルスの増殖を抑制する活性を有する、A型インフルエンザウイルスの血球凝集素抗原に対するモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントであって、(a)~(c)を含む軽鎖可変ドメイン、及び、(d)~(f)を含む重鎖可変ドメインからなる群から選択される1種以上を有する。医薬組成物は、対象において、A型インフルエンザウイルス疾患を治療又は予防するための医薬組成物であって、前記モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントを有効成分として含有する。遺伝子は、以下の(g)~(j)のいずれかのDNA、及び、以下の(k)~(n)のいずれかのDNAを含む遺伝子であって、A型インフルエンザウイルスに結合し、ウイルスの増殖を抑制する活性を有するタンパク質をコードするDNAからなる。発現ベクターは、前記遺伝子を含む。

Description

モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメント及びその使用
 本発明は、モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメント及びその使用に関する。具体的には、本発明は、モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメント、前記モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントを含有する医薬組成物、前記モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントをコードするDNAからなる遺伝子、前記遺伝子を含む発現ベクターに関する。
 本願は、2016年8月23日に、米国に仮出願された米国特許第62/378,235号明細書に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 A型インフルエンザウイルスは、8つのセグメント化されたネガティブセンスウイルスRNA(vRNA)を有する。vRNAのうち2つは、エンベロープの表面上の分子であり、主要な抗原性タンパク質である赤血球凝集素(hemagglutinin;HA)及びノイラミニダーゼ(neuraminidase;NA)をコードしている。
 A型インフルエンザウイルスのHAは三量体I型膜貫通型糖タンパク質であり、18のサブタイプ(H1~H18)に分類される。これらのサブタイプは、2つの系統発生群に分けられ、具体的には、H1、H2、H5、H6、H8、H9、H11、H12、H13、H16、H17及びH18からなるグループ1と、H3、H4,H7、H10、H14及びH15からなるグループ2とに分類される。さらに、NAの抗原性の違いから、A型インフルエンザウイルスは、例えば、H1N1、H2N2、H3N2等の亜型に分類される。特にヒトA型インフルエンザウイルスでは、周期的にHAやNAを変異させるために、従前のサブタイプに対応するワクチン接種を受けても、その効果が期待できないことが多い。
 また、A型インフルエンザウイルスのHAは、頭部領域(球状頭部領域、head region)及び茎領域(stem region又はstalk region)という構造の異なる領域で構成される。球状部領域はウイルスが標的細胞に結合するための受容体結合部位を含み、HAの血球凝集活性に関与している。茎領域はウイルスのエンベロープと細胞のエンドソーム膜間との膜融合に必要な融合ペプチドを含み、融合活性に関与している。従来のA型インフルエンザウイルスを認識する抗HA抗体は、HAの球状頭部領域を認識するものがほとんどある。
 また、現在、インフルエンザウイルス感染症に対する治療及び予防においては、例えば、初期のウイルス粒子(ビリオン)放出を阻害するノイラミニダーゼ阻害剤であるザナミビル(リレンザ)及びオセルタミブル(タミフル)(例えば、特許文献1~3参照)、M2チャンネルのプロトン伝導性を阻害するアマンタジン等の低分子化合物が用いられている。
特表平11-501908号公報 特開2002-161074号公報 特開2006-036770号公報
 近年、オセルタミブル(タミフル)、アマンタジン等の抗インフルエンザウイルス作用を有する薬剤に対して耐性株が増加していることが報告されている。
 また、従来の抗HA抗体が認識する球状頭部領域は最も抗原変異が起こり易い部位である。さらに、従来の抗HA抗体は、A型インフルエンザウイルスのサブタイプに共通して反応するものではなく、ウイルスのHAの抗原変化に伴い、認識性を消失する場合が多い。
 これらのことから、HAの高度に保存された領域に対して、効果的に中和活性を示す抗体が求められていた。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、HAの茎領域を認識し、効果的にA型インフルエンザウイルスの増殖を抑制するモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントを提供する。また、前記モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントを含有する有効なA型インフルエンザウイルス疾患を治療又は予防するための医薬組成物を提供する。また、前記モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントをコードするDNAからなる遺伝子を提供する。また、前記遺伝子を含む発現ベクターを提供する。
 すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
 本発明の第1態様に係るモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、A型インフルエンザウイルスに結合し、ウイルスの増殖を抑制する活性を有する、A型インフルエンザウイルスのHA抗原に対するモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントであって、
(a)配列番号1に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号1に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-L1と、
(b)配列番号2に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-L2と、
(c)配列番号3に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号3に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-L3と、
を含む軽鎖可変ドメイン、及び、
(d)配列番号4に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号4に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-H1と、
(e)配列番号5に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-H2と、
(f)配列番号6に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号6に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-H3と、
を含む重鎖可変ドメインからなる群から選択される1種以上を有する。
 上記第1態様に係るモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、配列番号1に示されるアミノ酸配列を含むCDR-L1と、配列番号2に示されるアミノ酸配列を含むCDR-L2と、配列番号3に示されるアミノ酸配列を含むCDR-L3と、を含む軽鎖可変ドメイン、及び、
 配列番号4に示されるアミノ酸配列を含むCDR-H1と、配列番号5に示されるアミノ酸配列を含むCDR-H2と、配列番号6に示されるアミノ酸配列を含むCDR-H3と、を含む重鎖可変ドメインを有してもよい。
 上記第1態様に係るモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、配列番号7に示されるアミノ酸配列からなる軽鎖可変ドメイン、及び、配列番号8に示されるアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインを有してもよい。
 本発明の第2態様に係る医薬組成物は、対象において、A型インフルエンザウイルス疾患を治療又は予防するための医薬組成物であって、上記第1態様に係るモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントを有効成分として含有する。
 本発明の第3態様に係る遺伝子は、以下の(g)~(j)のいずれかのDNA、及び、以下の(k)~(n)のいずれかのDNAを含む遺伝子であって、A型インフルエンザウイルスに結合し、ウイルスの増殖を抑制する活性を有するタンパク質をコードするDNAからなる。
 (g)配列番号9に示される塩基配列からなるDNA、
 (h)配列番号9に示される塩基配列において、1~数個の塩基が欠失、置換又は付加されている塩基配列からなるDNA、
 (i)配列番号9に示される塩基配列と同一性が80%以上である塩基配列からなるDNA、
 (j)配列番号9に示される塩基配列からなるDNAと相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができる塩基配列からなるDNA、
 (k)配列番号10に示される塩基配列からなるDNA、
 (l)配列番号10に示される塩基配列において、1~数個の塩基が欠失、置換又は付加されている塩基配列からなるDNA、
 (m)配列番号10に示される塩基配列と同一性が80%以上である塩基配列からなるDNA、
 (n)配列番号10に示される塩基配列からなるDNAと相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができる塩基配列からなるDNA
 本発明の第4態様に係る発現ベクターは、上記第3態様に係る遺伝子を含む。
 上記態様のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、HAの茎領域を認識し、効果的にA型インフルエンザウイルスの増殖を抑制することができる。また、上記態様の医薬組成物は、A型インフルエンザウイルスを治療又は予防するために有効である。また、上記態様の遺伝子及び発現ベクターによれば、前記モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントが得られる。
実施例における各抗体を投与し、VN1203(H5N1型)を接種したマウスの生存率を示すグラフである。 実施例における異なる濃度のS9-1-10/5-1又はPBSを投与し、各ウイルスを接種したマウスの体重変化及び生存率を示すグラフである。 実施例におけるS9-1-10/5-1又はPBSを投与し、各ウイルスを接種したマウスの生存率を示すグラフである。 実施例におけるS9-1-10/5-1のA型インフルエンザウイルスの全18種類のHAサブタイプに対する結合活性を示す画像である。 実施例におけるCR9114のA型インフルエンザウイルスの全18種類のHAサブタイプに対する結合活性を示す画像である。 実施例におけるMA-CA04のHAでの変異導入部位を示す図である。 実施例におけるMA-CA04のHA(野生型及び各変異型)を接種し、各抗体(S9-1-10/5-1又は4-6-19/6)を投与した293T細胞を免疫染色した結果を示す画像である。スケールバーは100μmを示す。 実施例におけるウイルス粒子への各抗体の結合の経時的変化を示すグラフである。 実施例におけるウイルス粒子に対するS9-1-10/5-1及びCR9114のkobs(みかけの速度定数)を示すグラフである。 実施例におけるCA04を感染させ、各種抗ヒトIgG抗体を投与したMDCK細胞の全細胞溶解物及び培養上清の抗M1抗体及び抗ACTB抗体を用いたウエスタンブロッティングの結果を示す画像である。 実施例におけるCA04を感染させ、S9-1-10/5-1のIgG又はFabフラグメントを投与したMDCK細胞の全細胞溶解物及び培養上清の抗M1抗体及び抗ACTB抗体を用いたウエスタンブロッティングの結果を示す画像である。
≪モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメント≫
 本発明の一実施形態に係るモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、A型インフルエンザウイルスに結合し、ウイルスの増殖を抑制する活性を有する。また、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、A型インフルエンザウイルスのHA抗原に対するモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントである。また、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、以下の(a)~(c)を含む軽鎖可変ドメイン、及び、以下の(d)~(f)を含む重鎖可変ドメインからなる群から選択される1種以上を有する。
(a)配列番号1に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号1に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-L1、
(b)配列番号2に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-L2、
(c)配列番号3に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号3に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-L3、
(d)配列番号4に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号4に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-H1、
(e)配列番号5に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-H2、
(f)配列番号6に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号6に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-H3
 本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、後述の実施例に示すように、HAの茎領域を認識する。また、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、後述の実施例に示すように、A型インフルエンザウイルスのグループ1及び2の両方の系統発生群に属するHAサブタイプを認識する。そのため、効果的に幅広い種類のA型インフルエンザウイルスの増殖を抑制することができる。
 なお、本明細書において、「CDR」はcomplementarity-determining regionを意味する。
 本明細書において、「モノクローナル抗体」とは、実質的に均一な特異性を持つ抗体を意味する。また、本明細書において、モノクローナル抗体には、免疫グロブリンのすべてのクラス及びサブクラスが含まれる。具体的には、例えば、IgG、IgM、IgA、IgD、IgE等が挙げられる。中でも、本実施形態のモノクローナル抗体は、IgGであることが好ましい。
 本明細書において、モノクローナル抗体の「抗原結合フラグメント」とは、抗体の一部分(部分断片)であって、標的タンパク質を特異的に認識するものを意味する。具体的には、例えば、Fab、Fab’、F(ab’)2、可変領域断片(Fv)、ジスルフィド結合Fv、一本鎖Fv(scFv)、sc(Fv)2、ダイアボディー、多特異性抗体、及びこれらの重合体等が挙げられる。
 本明細書において、「A型インフルエンザウイルスのHA抗原に対するモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメント」とは、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントがA型インフルエンザウイルスの赤血球凝集素(hemagglutinin;HA)に特異的に結合するモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントであることを意味する。この特異的な結合は、例えば、試験管内におけるアッセイ、好ましくは精製した野生型抗原を用いたプラズモン共鳴アッセイ(例えば、BIAcore、GE-Healthcare Uppsala, Sweden等)における抗体の抗原のエピトープへの結合等により定量することができる。結合の親和性は、ka(抗体-抗原複合体からの抗体結合に関する速度定数)、kD(解離定数)、及びKD(kD/ka)によって規定することができる。抗体が抗原に特異的に結合している場合の結合親和性(KD)は、10-8mol/L以下であることが好ましく、10-9M~10-13mol/Lであることがより好ましい。
 本明細書において、「中和抗体」又は「中和する抗体」は、抗原を中和することができるものを意味する。すなわち、抗原である病原体が宿主への感染を開始する能力又は維持する能力を予防、阻害、減少、遅延又は干渉することのできるものを意味する。中和抗体又は中和する抗体は、活性なワクチンと関連させて適切な処方に基づき予防剤又は治療剤として、或いは、診断ツールとして、単独で又は組み合わせて使用することができる。
 本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、HAに対し非常に広範な特異性を有し、HAの系統発生群であるグループ1に属する1種以上のA型インフルエンザウイルスのサブタイプ、及び、グループ2に属する1種以上のA型インフルエンザウイルスのサブタイプを中和することができる。すなわち、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、グループ1及びグループ2からなる群から選択される2種以上のA型インフルエンザウイルスのサブタイプ間で保存されているHAの茎領域内のエピトープに結合することができる。
本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、具体的には、後述の実施例に示すとおり、A型インフルエンザウイルスの全18種類のサブタイプのHAに特異的に結合することができる。より具体的には、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、A型インフルエンザのHAのサブタイプH1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16、H17及びH18に特異的に結合することができる。さらに具体的には、、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、A型インフルエンザのHAの亜型に特異的に結合することができる。代表的なA型インフルエンザウイルス亜型としては、限定するものではないが、以下に示すもの等が挙げられる。
・A/California/04/2009(H1N1pdm09型)(H1N1pdm09型)
・A/California/07/2009(H1N1pdm09型)
・A/Singapore/1/57(H2N2型)
・A/Tokyo/UT-IMS6-1/2013(H3N2型)
・A/Wyoming/03/2003(H3N2型)
・A/Perth/16/2009(H3N2型) 
・A/duck/Czechoslovakia/56(H4N6型)
・A/Vietnam/1203/2004(H5N1型)(H5N1型)
・A/Egypt/N05056/2009(H5N1型)
・A/Indonesia/5/2005(H5N1型)
・A/turkey/Massachusetts/3740/65(H6N5型)
・A/Netherland/219/2003(H7N7型)
・A/Anhui/1/2013(H7N9型)(H7N9型)
・A/turkey/Ontario/6118/68(H8N4型)
・A/turkey/Wisconsin/66(H9N2型)
・A/chicken/Germany/N/49(H10N7型)
・A/duck/Memphis/546/74(H11N9型)
・A/duck/Alberta/60/76(H12N5型)
・A/gull/Maryland/704/77(H13N6型)
・A/mallard/Astrakhan/263/82(H14N5型)
・A/duck/Australia/341/83(H15N8型)
・A/black-headed gull/Sweden/5/99(H16N3型)
・A/littleyellow-shouldered bat/Guatemala/164/2010(H17N10型)
・A/flat-facedbat/Peru/033/2010(H18N11型)
また、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、後述の実施例に示すとおり、A型インフルエンザウイルスのHAの茎領域に存在するエピトープに特異的に結合することができる。従って、A型インフルエンザウイルスのHAの茎領域の特異的認識能を保持していれば、前記(a)~(f)の配列番号1~6に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されていてもよい。ここで、欠失、置換、若しくは付加されてもよいアミノ酸の数としては、1~3個が好ましく、1~2個がより好ましく、1個がさらに好ましい。
 本明細書中において「置換」とは、化学的に同様な側鎖を有する他のアミノ酸残基で置換することを意味する。化学的に同様なアミノ酸側鎖を有するアミノ酸残基のグループは、本発明の属する技術分野でよく知られている。例えば、酸性アミノ酸(アスパラギン酸およびグルタミン酸)、塩基性アミノ酸(リシン・アルギニン・ヒスチジン)、中性アミノ酸においては、炭化水素鎖を持つアミノ酸(グリシン・アラニン・バリン・ロイシン・イソロイシン・プロリン)、ヒドロキシ基を持つアミノ酸(セリン・スレオニン)、硫黄を含むアミノ酸(システイン・メチオニン)、アミド基を持つアミノ酸(アスパラギン・グルタミン)、イミノ基を持つアミノ酸(プロリン)、芳香族基を持つアミノ酸(フェニルアラニン・チロシン・トリプトファン)等で分類することができる。
 本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントにおける1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列変異体は、抗原への結合活性が対照抗体(例えば、A型インフルエンザウイルスのHAの茎領域に対する抗体等)よりも高いことが好ましい。
 中でも、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントとしては、配列番号1に示されるアミノ酸配列を含むCDR-L1と、配列番号2に示されるアミノ酸配列を含むCDR-L2と、配列番号3に示されるアミノ酸配列を含むCDR-L3と、を含む軽鎖可変ドメイン、及び、配列番号4に示されるアミノ酸配列を含むCDR-H1と、配列番号5に示されるアミノ酸配列を含むCDR-H2と、配列番号6に示されるアミノ酸配列を含むCDR-H3と、を含む重鎖可変ドメインを有するものであることが好ましい。
 さらに、発現精製が容易であることから、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、抗原を認識するために必要な最小単位である軽鎖可変ドメイン及び重鎖可変ドメインをフレキシブルなペプチドリンカーで結合した単可変ドメインフラグメントであることが好ましい。即ち、scFv抗体であることが好ましい。
 具体的には、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、配列番号7に示されるアミノ酸配列からなる軽鎖可変ドメイン、及び、配列番号8に示されるアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインをこの順に有することが好ましい。
本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、高い中和力価を有する。A型インフルエンザウイルスのうち50%を中和するのに必要とされる、本発明の抗体の濃度は、例えば、約50μg/mL以下となり得る。A型インフルエンザウイルスのうち50%を中和するのに必要とされる本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントの濃度は、例えば、約50μg/mL以下であり、30μg/mL以下であることが好ましく、20μg/mL以下であることがより好ましく、10μg/mL以下であることがさらに好ましく、5μg/mL以下であることが特に好ましく、1μg/mL以下であることが最も好ましい。力価は、当業者に既知の通りの標準的な中和アッセイを用いて測定することができる。
 本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、グループ1及びグループ2のA型インフルエンザウイルスのサブタイプのHAの茎領域において保存されているエピトープに特異的に結合し、ウイルスの粒子の放出に干渉する抗体(例えば、単離抗体又は精製抗体)である。理論に束縛されるものではないが、後述の実施例に示すとおり、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、A型インフルエンザウイルスのHAの領域において保存されているエピトープに結合し、ウイルス粒子の放出工程を干渉することにより、細胞からのウイルスの放出を阻害する。
 また、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントはキメラ抗体又は特定の哺乳動物化した抗体(特に、ヒト化抗体)であってもよい。ここで、キメラ抗体とは、抗体の定常領域部分が、他の哺乳動物由来の抗体の定常領域部分に置き換えられた抗体をいう。ここで、他の哺乳動物由来の抗体としては、ヒト抗体が好ましい。また、ヒト化抗体とは、可変領域中のCDRのみがラット等の非ヒト哺乳動物抗体由来であり、CDR以外の可変領域中のフレームワーク領域(FR)及び定常領域がヒト抗体由来であるものをいう。キメラ抗体又はヒト化抗体のクラスは、IgG、IgM、IgA、IgD、IgEのいずれであってもよい。中でも、キメラ抗体又はヒト化抗体のクラスは、IgGであることが好ましい。
 特定の哺乳動物(例えば、ヒト)に他の哺乳動物由来の抗体(例えば、非ヒト抗体)を投与すると、異種抗原に対する免疫応答が惹起され、アナフィラキシーショック等の重篤な副作用が生じる場合がある。これに対し、抗体の定常領域部分が特定の哺乳動物由来の抗体(例えば、ヒト抗体)に置き換えられたキメラ抗体又は特定の哺乳動物化した抗体(例えば、ヒト化抗体)であれば、このような副作用が低減されるため、安全に特定の哺乳動物(例えば、ヒト)に投与することができる。
 なお、本明細書において、「哺乳動物」としては、例えば、ヒト、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、サル、ヤギ、ブタ、トリ等が挙げられる。中でも、哺乳動物としては、ヒトであることが好ましい。
 また、本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは標識物質が結合していてもよい。
前記モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントの標識物質としては、例えば、安定同位体、放射性同位体、蛍光物質、酵素、磁性体等が挙げられる。中でも、前記モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントの標識物質としては、検出が容易且つ高感度であることから、蛍光物質又は酵素であることが好ましい。上記標識物質を備えることで、A型インフルエンザウイルスのHAが結合しているか否かを簡便且つ高感度に確かめることができる。
 安定同位体としては、例えば13C、15N、H、17O、18Oが挙げられ、これらに限定されない。
放射性同位体としては、例えばH、14C、13N、32P、33P、35Sが挙げられ、これらに限定されない。
 蛍光物質としては、例えばシアニン色素(例えばCy3、Cy5等)、ローダミン6G試薬、その他公知の蛍光色素(例えば、GFP、FITC(Fluorescein)、TAMRA等)等が挙げられ、これらに限定されない。
 酵素としては、例えばアルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ(HRP)等が挙げられる。標識物質が酵素である場合、酵素基質を使用することが好ましい。酵素基質としては、アルカリホスファターゼの場合、p-ニトロフェニルリン酸(p-nitropheny phosphase;pNPP)、4-メチルウンベリフェリルリン酸(4-MUP)等を用いることができ、酵素がペルオキシダーゼの場合、3,3’-diaminobenzidine(DAB)、3,3’,5,5’-tetramethylbenzidine(TMB)、o-phenylenediamine(OPD)、2,2-アジノ-ジ-(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルホン酸)(ABTS)、10-アセチル-3,7-ジヒドロキシフェノキサジン(ADHP)等を用いることができる。
 磁性体としては、例えばガドリニウム、Gd-DTPA、Gd-DTPA-BMA、Gd-HP-DO3A、ヨード、鉄、酸化鉄、クロム、マンガン、又はその錯体、或いはキレート錯体等が挙げられ、これらに限定されない。
<モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントの製造方法>
 本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、例えば、ハイブリドーマ法や組換えDNA法等によって作製することができる。
 ハイブリドーマ法としては、例えば、ケーラー及びミルスタインの方法(例えば、Kohler & Milstein, Nature, 256:495,1975. 参照)等が挙げられる。この方法における細胞融合工程に使用される抗体産生細胞としては、例えば抗原(例えば、A型インフルエンザウイルスのHA、そのペプチド断片、又はこれらを発現する細胞等)で免疫された動物(例えば、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、サル、ヤギ等)の脾臓細胞、リンパ節細胞、末梢血白血球等が挙げられる。また、免疫されていない動物から予め単離された上記の細胞又はリンパ球等に対して、抗原を培地中で作用させることによって得られた抗体産生細胞も使用することができる。ミエローマ細胞としては、公知の種々の細胞株を使用することができる。抗体産生細胞及びミエローマ細胞は、それらが融合可能であれば、異なる動物種起源のものでもよいが、同一の動物種起源のものであることが好ましい。ハイブリドーマを得る方法としては、例えば、抗原で免疫されたマウスから得られた脾臓細胞と、マウスミエローマ細胞との間の細胞融合により産生され、その後のスクリーニングにより、A型インフルエンザウイルスのHAに特異的なモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを得る方法等が挙げられる。ハイブリドーマにより産生されたモノクローナル抗体を得る方法としては、例えば標的タンパク質に対するモノクローナル抗体は、ハイブリドーマを培養することにより、また、ハイブリドーマを投与した哺乳動物の腹水から、取得する方法等が挙げられる。
 組換えDNA法としては、例えば上記本実施形態のモノクローナル抗体又は抗体の機能的断片をコードするDNAをハイブリドーマやB細胞等からクローニングし、適当なベクターに組み込んで、これを宿主細胞(例えば哺乳類細胞株、大腸菌、酵母細胞、昆虫細胞、植物細胞等)に導入し、本実施形態のモノクローナル抗体を組換え抗体として産生させる手法等が挙げられる(例えば、P.J.Delves,Antibody Production:Essential Techniques,1997 WILEY、P.Shepherd and C.Dean Monoclonal Antibodies,2000 OXFORD UNIVERSITY PRESS、Vandamme A.M.et al.,Eur.J.Biochem.192:767-775(1990)参照)。
 本実施形態のモノクローナル抗体をコードするDNAの発現においては、重鎖又は軽鎖をコードするDNAを別々に発現ベクターに組み込んで宿主細胞を形質転換してもよく、重鎖及び軽鎖をコードするDNAを単一の発現ベクターに組み込んで宿主細胞を形質転換してもよい(例えば、国際特許出願第94/11523号参照)。本実施形態のモノクローナル抗体は、上記宿主細胞を培養し、宿主細胞内又は培養液から分離及び精製し、実質的に純粋で均一な形態で取得することができる。抗体の分離及び精製は、通常のポリペプチドの精製で使用されている方法を使用することができる。トランスジェニック動物作製技術を用いた方法では、例えば、抗体遺伝子が組み込まれたトランスジェニック動物(例えば、ウシ、ヤギ、ヒツジ又はブタ等)を作製し、そのトランスジェニック動物のミルクから、抗体遺伝子に由来するモノクローナル抗体を大量に取得する方法等が挙げられる。
 本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは粒子径50nm以上220nm未満の非晶質のAβ凝集体のみに特異的に結合できるものであれば、上述したようなアミノ酸配列変異体であってもかわない。
アミノ酸配列変異体は、抗体鎖をコードするDNAへの変異導入によって、またはペプチド合成によって作製することができる。抗体のアミノ酸配列が改変される部位は、改変される前の抗体と同等の活性を有する限り、抗体の重鎖または軽鎖の定常領域であってもよく、また、可変領域(フレームワーク領域及びCDR)であってもよい。また、CDRのアミノ酸を改変して、抗原へのアフィニティーが高められた抗体をスクリーニングする手法等を用いてもよい(例えば、PNAS,102:8466-8471(2005)、Protein Engineering,Design&Selection,21:485-493(2008)、国際公開第2002/051870号、J.Biol.Chem.,280:24880-24887(2005)、Protein Engineering,Design&Selection,21:345-351(2008)参照)。
 本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメント(上述のアミノ酸配列変異体等も含む)の抗原への結合活性は、例えば、ELISA法、ウエスタンブロッティング法、フローサイトメトリー法、ウエスタンブロット法、ドットブロット法、ラジオイムノアッセイ法、免疫沈降法、免疫染色法等により評価することができる。
≪医薬組成物≫
 本発明の一実施形態に係る医薬組成物は、対象において、A型インフルエンザウイルス疾患を治療又は予防するための医薬組成物であって、上記実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントを有効成分として含有する。
 本実施形態の医薬組成物をヒトに投与すると、A型インフルエンザウイルスのHAの茎領域に結合して、ウイルス粒子の放出を阻害する。
 従って、本実施形態の医薬組成物は、A型インフルエンザウイルスを治療又は予防するために有効である。
 本実施形態の医薬組成物は、薬学的に許容可能な添加剤を含有していてもよい。また、本実施形態の医薬組成物は、製剤化されていてもよい。本実施形態の医薬組成物の剤型としては、注射剤等が挙げられる。また、薬学的に許容可能な添加剤としては、水等の溶媒、界面活性剤、塩化ナトリウム、クエン酸ナトリウム、無水クエン酸、pH調整剤、防腐剤等が挙げられる。本実施形態の医薬組成物は、注射剤であってもよい。医薬組成物は、液体で供給されてもよく、粉末で供給され、使用前に水や緩衝液等で溶解するように構成されていてもよい。
 対象としては、A型インフルエンザウイルスに感染し得る哺乳動物であればよい。哺乳動物として具体的には、上述したものと同様のものが挙げられる。中でも、哺乳動物としては、ヒトであることが好ましい。
 対象(特に、ヒト)への投与は、例えば、腹腔内注射、皮下注射、関節内注射、筋肉内注射等が挙げられる。投与量は、被検体の体重や年齢、投与方法等により変動するが、当業者であれば適当な投与量を適宜選択することが可能である。例えば、1回に1kgあたり0.1~50mgを2週間間隔で皮下注射することが挙げられる。
≪A型インフルエンザの治療方法≫
 一実施形態において、本発明のA型インフルエンザの治療方法は、上記実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントを、ヒトに投与する工程を含む方法である。
 本実施形態の治療方法により、A型インフルエンザを治療することができる。ここで、上記モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、上述した医薬組成物として製剤化されていてもよい。上記モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントの投与方法、投与量は、上述したものと同様である。
 一実施形態において、本発明は、A型インフルエンザの治療のための、上記実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントを提供する。
 一実施形態において、本発明は、A型インフルエンザウイルス疾患を治療又は予防するための医薬組成物の製造のための、上記実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントの使用を提供する。
≪遺伝子≫
 本発明の一実施形態に係る遺伝子は、以下の(g)~(j)のいずれかのDNA、及び、以下の(k)~(n)のいずれかのDNAを含む遺伝子である。また、本実施形態の遺伝子は、A型インフルエンザウイルスに結合し、ウイルスの増殖を抑制する活性を有するタンパク質をコードするDNAからなる。
 (g)配列番号9に示される塩基配列からなるDNA、
 (h)配列番号9に示される塩基配列において、1~数個の塩基が欠失、置換又は付加されている塩基配列からなるDNA、
 (i)配列番号9に示される塩基配列と同一性が80%以上である塩基配列からなるDNA、
 (j)配列番号9に示される塩基配列からなるDNAと相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができる塩基配列からなるDNA、
 (k)配列番号10に示される塩基配列からなるDNA、
 (l)配列番号10に示される塩基配列において、1~数個の塩基が欠失、置換又は付加されている塩基配列からなるDNA、
 (m)配列番号10に示される塩基配列と同一性が80%以上である塩基配列からなるDNA、
 (n)配列番号10に示される塩基配列からなるDNAと相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができる塩基配列からなるDNA
 本実施形態の遺伝子は、上述のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントをコードしており、上述のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントを簡便に得られる。
 上記(g)における配列番号9に示される塩基配列は、シグナルペプチドの塩基配列及び軽鎖可変ドメインの塩基配列である。
 上記(k)における配列番号10に示される塩基配列は、シグナルペプチドの塩基配列及び重鎖可変ドメインの塩基配列である。
 本実施形態の遺伝子は、上記(g)又は上記(k)のDNAと機能的な同等なタンパク質をコードするDNAとして、下記(h)又は下記(l)のDNAを含む。
(h)配列番号9に示される塩基配列において、1~数個の塩基が欠失、置換又は付加されている塩基配列からなるDNA、
(l)配列番号10に示される塩基配列において、1~数個の塩基が欠失、置換又は付加されている塩基配列からなるDNA
 ここで、欠失、置換、若しくは付加されてもよい塩基の数としては、1~14個が好ましく、1~10個がより好ましく、1~5個が特に好ましい。
 本実施形態の遺伝子は、上記(g)又は上記(k)のDNAと機能的な同等なタンパク質をコードするDNAとして、下記(i)又は下記(m)のDNAを含む。
 (i)配列番号9に示される塩基配列と同一性が80%以上である塩基配列からなるDNA、
 (m)配列番号10に示される塩基配列と同一性が80%以上である塩基配列からなるDNA、
上記(g)又は上記(k)のDNAと機能的な同等なタンパク質をコードするDNAであるためには80%以上の同一性を有する。係る同一性としては、85%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、95%以上が更に好ましく、98%以上が特に好ましく、99%以上が最も好ましい。
更に、上記(g)又は上記(k)のDNAがコードするタンパク質は、A型インフルエンザウイルスに結合し、ウイルスの増殖を抑制する活性を有する。
 本実施形態の遺伝子は、上記(g)又は上記(k)のDNAと機能的な同等なタンパク質をコードするDNAとして、下記(j)又は下記(n)のDNAを含む。
 (j)配列番号9に示される塩基配列からなるDNAと相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができる塩基配列からなるDNA、
 (n)配列番号10に示される塩基配列からなるDNAと相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができる塩基配列からなるDNA
 本明細書において、「ストリンジェントな条件下」とは、例えば、Molecular Cloning-A LABORATORY MANUAL THIRD EDITION(Sambrookら、Cold Spring Harbor Laboratory Press)に記載の方法が挙げられる。例えば、5×SSC(20×SSCの組成:3M 塩化ナトリウム,0.3M クエン酸溶液,pH7.0)、0.1重量% N-ラウロイルサルコシン、0.02重量%のSDS、2重量%の核酸ハイブルダイゼーション用ブロッキング試薬、及び50%フォルムアミドから成るハイブリダイゼーションバッファー中で、55~70℃で数時間から一晩インキュベーションを行うことによりハイブリダイズさせる条件を挙げることができる。なお、インキュベーション後の洗浄の際に用いる洗浄バッファーとしては、好ましくは0.1重量%SDS含有1×SSC溶液、より好ましくは0.1重量%SDS含有0.1×SSC溶液である。
≪発現ベクター≫
 本発明の一実施形態に係る発現ベクターは、上記実施形態の遺伝子を含む。
 本実施形態の発現ベクターにより、上記遺伝子を発現させ、上述のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントを作製することができる。
ベクターとしては、各発現系に応じたものを用いることができ、例えば、大腸菌発現用のpET、酵母発現用のpAUR、昆虫細胞発現用のpIEx、動物細胞発現用のpCMV、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター等が挙げられる。
 以下、実施例及び比較例等を挙げて本発明をさらに詳述するが、本発明はこれらの実施例等に限定されるものではない。
[実施例1]
1.A型インフルエンザウイルスに対するヒトモノクローナル抗体の調製
(1)血液の採取
 1又は2種のH5N1型インフルエンザワクチン(A/Egypt/N03072/2010(クレード2.2.1)、又は、A/Indonesia/05/2005(クレード2.1.3.2)の不活性化アジュバント化全ウイルスワクチン)を受けた健常者(N=37名)から、ワクチン接種の1週間後に血液を10mLずつ採取した。
(2)ハイブリドーマの調製
次いで、採取した血液から、Ficoll-Paque Plus(GE Healthcare社製)による密度勾配遠心分離法を用いて、末梢血単核血球(PBMC)を単離した。次いで、単離されたPBMCとSPYMEG細胞とを融合させた。次いで、得られた融合細胞(ハイブリドーマ)を、96ウェルプレート内で15%ウシ胎児血清及びヒポキサンチン-アミノプテリン-チミジン(HAT)を添加したダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)を用いて、10~14日間培養した。
(3)スクリーニング
 次いで、A型インフルエンザウイルスに対して特異的な抗体をスクリーニングするために、まず、酵素結合免疫吸着法(ELISA)を行った。具体的には、各種A型インフルエンザウイルスに由来する組換えHAタンパク質でコートされた96ウェルプレートにハイブリドーマの培養上清を添加し、反応させた。なお、コートされた組換えHAタンパク質の由来となるA型インフルエンザウイルスとしては、以下に示す6種類であった。
・A/California/07/2009(H1N1pdm09型)(以下、「CA07」と称する場合がある)
・A/Wyoming/03/2003(H3N2型)(以下、「Wyoming/03」と称する場合がある)
・A/Perth/16/2009(H3N2型)(以下、「Perth/16」と称する場合がある
・A/Egypt/N05056/2009(H5N1型)(以下、「Egypt/N05056」と称する場合がある)
・A/Indonesia/5/2005(H5N1型)(以下、「Indonesia/5」と称する場合がある)
・A/Netherland/219/2003(H7N7型)(以下、「Netherland」と称する場合がある
・精製されたH5N1型ウイルス(A/geese/Egypt/0929-NLQP/2009)(以下、「Egypt」と称する場合がある)
次いで、ペルオキシダーゼ結合ヤギ抗ヒトIgG、Fcγ断片特異的抗体(Jackson Immuno-RESEARCH社製)を反応させた。これにより、陽性反応を示すハイブリドーマを選択した。次いで、得られた特異的モノクローナル抗体陽性細胞を限界希釈し、再度ELISAを行い、第2のスクリーニングを行って、クローニングした。次いで、ELISA陽性であった単一コロニーから採取したハイブリドーマが8種類(S9-1-10/5-1、3352E69、10-4-7/1、4-8-6/4、3381E12、3381A11、3352D13及び3352E71)得られた。以下、8種類のハイブリドーマ及び該ハイブリドーマが産生したモノクローナル抗体をそれぞれ、S9-1-10/5-1、3352E69、10-4-7/1、4-8-6/4、3381E12、3381A11、3352D13及び3352E71と称する。
 ELISAによるスクリーニングにおいて、S9-1-10/5-1はHAタンパク質のうち、H1、H5及びH7を認識した。また、3352E71はHAタンパク質のうち、H1、H3及びH7を認識した。また、他の6種類のクローンは、H1、H3、H5及びH7を認識した。また、B型インフルエンザウイルスに由来するHAタンパク質を認識するクローンはなかった。
(4)可変領域のシークエンシング及び遺伝的解析
 次いで、8種類のハイブリドーマからRNeasy Mini Kit(Qiagen社製)又はISOGEN(日本遺伝子研究所製)を用いて全RNAを抽出した。次いで、各ハイブリドーマが産生したモノクローナル抗体の重鎖可変ドメイン(VH)及び軽鎖可変ドメイン(VL)の塩基配列をGeneRacer(登録商標) Kit(Invitrogen社製)を用いてシークエンシングした。決定された塩基配列をアミノ酸配列に置換したものを以下の表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 また、決定された塩基配列を分析し、IgBlastソフトウェア(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/igblast/)を使用して、National Center for Biotechnology Information(NCBI)データベースの塩基配列と比較した。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2から、10-4-7/1、3381E12及び3381A11は、IGHV3-33遺伝子の配列を有することが明らかとなった。また、4-8-6/4及び3352D13は、IGHV1-24遺伝子の配列を有することが明らかとなった。また、S9-1-10/5-1は、IGHV4-59遺伝子の配列を有することが明らかとなった。また、3352E69は、IGHV1-18遺伝子の配列を有し、3352E71は、IGHV3-11遺伝子の配列を有することが明らかとなった。
(5)ヒトモノクローナル抗体の精製
次いで、各抗体のVH及びVLの配列を、定常領域のγ重鎖(IgG)及びκ軽鎖をコードする配列と共に、Mammalian PowerExpress System(TOYOBO社製)を用いて、発現ベクターにクローニングした。次いで、得られたプラスミドをCHO細胞にトランスフェクションし、20μg/mLのプロマイシンで選択することにより安定な抗体産生細胞を樹立した。次いで、得られた抗体産生細胞を無血清培地CDM4CHO(GE Healthcare社製)に適合させた。1週間培養した無血清培地1L中のヒト抗体を、HiScreen MabSelect SuRe LXカラム(GE Healthcare社製)及び自動クロマトグラフィーシステムAKTA pure 25(GE Healthcare社製)を用いて精製した。また、ヒトIgGクローンS9-1-10/5-1については、Pierce(登録商標) Fab調製キット(Thermo Scientific社製)を用いて、Fabフラグメントも調製した。
2.マウスを用いたインビボでのモノクローナル抗体の有効性評価試験1
(1)ウイルスの調製
 ウイルスとして、以下の4種を用いた。
・A/California/04/2009(H1N1pdm09型)(以下、「CA04」と称する場合がある)のマウス適応株(以下、「MA-CA04」と称する場合がある)(参考文献:Sakabe S et al., “Mutations in PA, NP, and HA of a pandemic (H1N1) 2009 influenza virus contribute to its adaptation to mice.”, Virus Research, Vol. 158, Issues1-2, p124-129, 2011.)
・マウス適応株であるA/Aich/2/68(H3N2型)(以下、「MA-Aich」と称する場合がある)
・A/Vietnam/1203/2004(H5N1型)(以下、「VN1203」と称する場合がある)
・A/Anhui/1/2013(H7N9型)(以下、「Anhui/1」と称する場合がある)
 各ウイルスはMDCK細胞又は卵で増殖させ、MDCK細胞を用いて力価測定を行った。
(2)マウスへの抗体の投与及びウイルスの接種
 まず、6週齢の雌性BALB/cマウス(日本SLC社製)の試験開始前の体重を測定した。次いで、15mg/kgの「1.」で調製した3352E69、10-4-7/1、4-8-6/4、3381E12、3381A11、3352D13及び3352E71の7種類の抗体をマウス(4個体ずつ)の腹腔内に注射した。また、S9-1-10/5-1については、0.2、0.6、1.7、5又は15mg/kgの濃度をふって、マウス(4個体ずつ)の腹腔内に注射した。なお、コントロールとして、B型インフルエンザウイルスのHAを認識することが従来から知られている抗体である1429C6/3-3を15mg/kgとなるようにマウス(4個体ずつ)の腹腔内に注射した。さらに、コントロールとして、PBSを0.2、0.6、1.7、5又は15mg/kgの濃度をふって、マウス(4個体ずつ)の腹腔内に注射した。注射から1日後、マウスに麻酔をかけて、マウス50%致死量(MLD50)の(1)で調製した各ウイルスを接種した。具体的には、15mg/kgの3352E69、10-4-7/1、4-8-6/4、3381E12、3381A11、3352D13、3352E71、及び、1429C6/3-3を投与したマウスには、VN1203(H5N1型)を接種した。濃度をふってS9-1-10/5-1及びPBSを投与したマウスには、(1)で調製したMA-CA04(H1N1pdm09型)、MA-Aich(H3N2型)、VN1203(H5N1型)及びAnhui/1(H7N9型)を接種した。
(3)体重の測定及び生存率の確認
 ウイルス接種から14日間、マウスの体重及び生存率を毎日観察した。結果を図1A及び図1Bに示す。図1Aは、VN1203(H5N1型)を接種し、各抗体を投与したマウスの生存率を示すグラフである。図1Bは、各ウイルスを接種し、異なる濃度のS9-1-10/5-1を投与したマウスの体重変化及び生存率を示すグラフである。なお、感染前よりも25%体重が減少したマウスは人道的に安楽死させた。
 図1Aから、S9-1-10/5-1を投与したマウスでは、ウイルスの接種から14日間での生存率が100%であった。一方、他の7種の抗体を投与したマウスでは、ウイルスの接種から14日間での生存率が25%以下であった。特に、PBS及び1429C6/3-3を投与したマウスはすべて、ウイルスの接種から10日以内に死亡した。
 このことから、インビボの試験系において、S9-1-10/5-1がH5N1型ウイルスの感染に有効であることが確かめられた。
 図1Bから、MA-CA04(H1N1pdm09型)及びVN1203(H5N1型)を接種した場合では、1.7mg/kg以上の高い濃度のS9-1-10/5-1の投与により、14日間の観察において、ほとんど体重の減少は見られず、生存率が75~100%と高く保たれた。一方、0.6mg/kg以下の低い濃度のS9-1-10/5-1の投与では、少しの体重の減少は見られたが、一部のマウスの生存が確認された。このことから、0.6mg/kg以下の低い濃度のS9-1-10/5-1の投与であっても、MA-CA04(H1N1pdm09型)及びVN1203(H5N1型)の感染に対して有効であることが示された。
 また、MA-Aich(H3N2型)及びAnhui/1(H7N9型)を接種した場合では、5mg/kg以上の高い濃度のS9-1-10/5-1の投与により、14日間の観察において、生存率が75~100%と高く保たれたが、わずかな体重の減少が見られた。一方、1.7mg/kgの低い濃度のS9-1-10/5-1の投与では、ほとんどのマウスがウイルスの接種から8日以内に死亡した。
 以上のことから、S9-1-10/5-1は、MA-CA04(H1N1pdm09型)、MA-Aich(H3N2型)、VN1203(H5N1型) 及びAnhui/1(H7N9型)の感染に有効であり、予防効果を有することが確かめられた。
3.マウスを用いたインビボでのモノクローナル抗体の有効性評価試験2
(1)ウイルスの調製
 「2.」の(1)と同様の方法を用いて、4種のウイルスを調製した。
(2)マウスへのウイルスの接種及び抗体の投与
 まず、6週齢の雌性BALB/cマウス(日本SLC社製)に麻酔をかけて、マウス50%致死量(MLD50)の(1)で調製した各ウイルスを接種した。次いで、ウイルスの接種から1日後に、15mg/kgのS9-1-10/5-1及びPBS(コントロール)をマウス(4個体ずつ)の腹腔内に注射した。
(3)生存率の確認
 ウイルス接種から14日間、生存率を毎日観察した。結果を図2に示す。
 図2から、S9-1-10/5-1は、MA-CA04(H1N1pdm09型)、MA-Aich(H3N2型)、VN1203(H5N1型) 及びAnhui/1(H7N9型)の感染に有効であり、治療効果を有することが確かめられた。
4.S9-1-10/5-1によるウイルス増殖抑制試験1
 S9-1-10/5-1の中和活性は、ウイルス感染細胞からのウイルス粒子の放出を阻害することによるものであることを証明するために、ウイルス中和試験を行った。なお、試験は、2002年にリリースされた動物のインフルエンザの診断とサーベランスについて、世界保健機関(WHO)のマニュアルに従って実施した。具体的には、以下に示すとおりである。
(1)ウイルスの調製
 「2.」の(1)と同様の方法を用いて、以下に示す5種のウイルスを調製した。
・CA04(H1N1pdm09型)
・Perth/16(H3N2型)
・MA-Aich(H3N2型)
・Egypt(H5N1型)
・Anhui/1(H7N9型)
(2)ウイルス中和試験1
 まず、0.3%ウシ血清アルブミン(bovine serum albumin;BSA)含有MEM(以下、「BSA-MEM」と称する場合がある)を用いて、S9-1-10/5-1の精製抗体(50μg/mL)を4回連続的に2倍希釈した。また、コントロールとしてCR9114(A型インフルエンザウイルスの茎領域を認識し、グループ1及び2両方に対して中和活性を有することが知られている)(参考文献:Dreyfus C. et al., “Highly conserved protective epitopes on influenza B viruses.”, Science Vol. 337, p1343-1348, 2012.)も同様に4回連続的に2倍希釈した。次いで、希釈した各抗体に100TCID50(50%組織培養感染用量)の(1)で調整した各ウイルスを混合し、37℃で30分間培養した。次いで、混合物をMDCK細胞に接種し、37℃で1時間培養した。次いで、MDCK細胞をBSA-MEMで2回洗浄した。次いで、1μg/mLのN-tocyl-L-phenylalanine ketone(TPCK)処理トリプシン含有BSA-MEMを用いて、MDCK細胞を3日間培養した。次いで、細胞変性効果(cytopathic effect:CPE)を測定した。なお、ウイルス複製を50%減少させるのに必要な抗体力価(IC50)は、Spearman-Karberの式を用いて決定した。結果を以下の表3(Pre)に示す。なお、CR9114については、MA-Aich、Egypt及びAnhui/1を用いた試験を実施しなかった。そのため、表3において、「-」と示している。
(3)ウイルス中和試験2
 まず、MDCK細胞に100TCID50(50%組織培養感染用量)の(1)で調整した各ウイルスを4回反復して接種し、37℃で1時間培養した。次いで、MDCK細胞をBSA-MEMで2回洗浄した。次いで、1μg/mLのTPCK処理トリプシン、及び、4回連続的に2倍希釈したS9-1-10/5-1又はCR9114(コントロール)の精製抗体含有BSA-MEMを用いて、MDCK細胞を37℃で3日間培養した。次いで、細胞変性効果(cytopathic effect:CPE)を測定した。なお、ウイルス複製を50%減少させるのに必要な抗体力価(IC50)は、Spearman-Karberの式を用いて決定した。結果を以下の表3(Post)に示す。なお、CR9114については、MA-Aich、Egypt及びAnhui/1を用いた試験を実施しなかった。そのため、表3において、「-」と示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3の中和試験1(Pre)では、S9-1-10/5-1を最高濃度(50μg/mL)で投与しても、いずれのウイルスも中和することができなかった。一方、中和試験1(Pre)において、CR9114を投与した場合では、CA04及びPerth/16を中和した。IC50値は、それぞれ7.4μg/mL及び25μg/mLであった。
 このことから、中和試験1(Pre)では、ウイルス感染後にS9-1-10/5-1が除去されており、すなわち、これは、複数回のウイルスの複製の間に、ウイルスがS9-1-10/5-1に曝露されなかったことを意味する。よって、本発明者らは、S9-1-10/5-1存在下でのウイルス増殖を調べるために、中和試験2(Post)を行った。
 表3の中和試験2(Post)では、S9-1-10/5-1の投与により、CA04、Egypt及びAnhui/1の3種のウイルスの増殖を阻害した。IC50値は、0.55~8.8μg/mLであった。しかしながら、Perth/16及びMA-Aichの2種のウイルス増殖を抑制できなった。一方、中和試験2(Post)において、CR9114を投与した場合では、CA04及びPerth/16の2種のウイルス増殖を阻害した。
 以上のことから、インビトロ試験系において、S9-1-10/5-1は、A型インフルエンザウイルスの増殖を抑制することが確かめられた。
5.S9-1-10/5-1のA型インフルエンザウイルスの全18種類のサブタイプに対する活性確認試験
 上記「1.」~「4.」における結果から、S9-1-10/5-1は、グループ1及び2の系統発生群に属するHAのサブタイプを認識することが示唆された。H1~H18に対するS9-1-10/5-1の活性を確認するために以下に示す試験を行った。
(1)プラスミドの構築
 以下に示すHA遺伝子のオープンリーディングフレームをpCAGGSにクローニングした。
・CA04(H1N1pdm09型)
・A/Singapore/1/57(H2N2型)
・A/Tokyo/UT-IMS6-1/2013(H3N2型)
・A/duck/Czechoslovakia/56(H4N6型)
・VN1203(H5N1型)
・A/turkey/Massachusetts/3740/65(H6N5型)
・Anhui/1(H7N9型)
・A/turkey/Ontario/6118/68(H8N4型)
・A/turkey/Wisconsin/66(H9N2型)
・A/chicken/Germany/N/49(H10N7型)
・A/duck/Memphis/546/74(H11N9型)
・A/duck/Alberta/60/76(H12N5型)
・A/gull/Maryland/704/77(H13N6型)
・A/mallard/Astrakhan/263/82(H14N5型)
・A/duck/Australia/341/83(H15N8型)
・A/black-headed gull/Sweden/5/99(H16N3型)
・A/littleyellow-shouldered bat/Guatemala/164/2010(H17N10型)
・A/flat-facedbat/Peru/033/2010(H18N11型)
(2)トランスフェクション
Trans-IT 293(タカラバイオ社製)を用いて、各HA発現プラスミドを293T細胞に導入した。なお、コントロールとしてHAを含まないプラスミド(Mock)を293T細胞に導入した。
(3)免疫染色
次いで、導入から24時間後に、293T細胞を4%パラホルムアルデヒドで固定した。次いで、0.2%Triton-X-100を用いて、透過処理した。次いで、1次抗体として、S9-1-10/5-1又はCR9114を用い、次いで、2次抗体としてAlexa Fluor 488結合ロバ抗ヒトIgG抗体(H+L)(Jackson Immuno-Research社製)、又は、ペルオキシダーゼ結合ロバ抗ヒトIgG抗体(H+L)(Jackson Immuno-Research社製)及びSIGMAFAST 3,3’-Diaminobenzidine錠(シグマ社製)を用いて、免疫染色した。結果を図3A(S9-1-10/5-1)及び図3B(CR9114)に示す。
 図3Aから、グループ1に属するHAサブタイプのうち、H1、H2、H5、H6、H8、H9、H11、H13、H16、H17及びH18は、S9-1-10/5-1により、顕著に認識されたことが確かめられた。一方、S9-1-10/5-1により、H12は弱く検出された。
 また、グループ2に属するHAサブタイプのうち、H4、H7、H10、H14及びH15は、S9-1-10/5-1により、認識されたことが確かめられた。一方、この試験系では、S9-1-10/5-1により、H3は検出されなかった。
 一方、図3Bから、CR9114はH2以外のHAサブタイプを認識したことが確かめられた。
 これらの結果から、S9-1-10/5-1は、グループ1及び2の両方の系統発生群に属するHAサブタイプに対し活性を有することが示された。
6.結合定数の測定
 次いで、S9-1-10/5-1と各HAタンパク質との結合定数を測定した。具体的には、以下に示す方法により行った。
(1)組換えHAタンパク質の調製
 以下の4種の組換えHAタンパク質をSino Biological社から購入した。
・CA07(H1N1pdm09型)
・Perth/16(H3N2型)
・Egypt(H5N1型)
・Netherland(H7N7型)
(2)結合定数の測定
 結合定数(K)は、Octet Red 96装置(ForteBio社製)を用いたバイオレイヤー干渉法(BLI)により測定した。また、測定には、(1)で調製した各組換えHAタンパク質を用いた。まず、10μg/mLの各組換えHAタンパク質を含む1×カイネティクスバッファーをNi-NTAバイオセンサー(ForteBio社製)にロードした。なお、カイネティクスバッファーの組成は、1×PBS(pH7.4)、1%BSA及び0.002%Tween20である。次いで、異なる濃度のS9-1-10/5-1又はCR9114と共にインキュベーションした。次いで、全ての結合データを30℃条件下において収集した。
なお、結合定数を測定するための試験は、以下の4つの工程からなった。
1)0.5nmにシフトが達するまで、バイオセンサー上にHAタンパク質をロードした。
2)次いで、ベースラインを取得した(60秒間)。
3)次いで、konを測定するために、S9-1-10/5-1又はCR9114の結合を測定した(300秒間)。
4)次いで、koffを測定するために、S9-1-10/5-1又はCR9114の解離を測定した(900秒間)。
 3~5の異なる濃度のS9-1-10/5-1又はCR9114を使用し、親和性に応じて、37~333nMの濃度に変化させた。また、ベースライン及び解離工程は、カイネティクスバッファーのみで実施した。konとkoffと比から、結合定数(K)を決定した。結果を以下の表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4から、S9-1-10/5-1のH1-HAに対する結合定数は8.5×10-12Mであった。また、S9-1-10/5-1のH3-HAに対する結合定数は3.4×10-8Mであり、親和性が低かった。また、S9-1-10/5-1のH5-HA及びH7-HAに対する結合定数はそれぞれ1.4×10-10M及び9.0×10-10Mであり、同程度であった。
 一方、CR9114の各HAに対する結合試験の結果は、S9-1-10/5-1の各HAに対する結合試験の結果よりも高い親和性を示した。
 これらの結果から、S9-1-10/5-1は、H1、H3、H5及びH7を異なる程度で認識していることが示された。
7.S9-1-10/5-1のエピトープ解析
(1)MA-CA04のHA遺伝子への突然変異の導入
 MA-CA04のHA遺伝子の突然変異は、所望の変異を導入可能なプライマーを用いたPCRにより作製した。すべての変異導入遺伝子において、シークエンスにより配列を決定し、望ましくない突然変異がないことを確認した。HAにおける変異導入部位を図4Aに示す。図4Aの上に示すように、HAの茎領域において、N末端から378番目のトレオニンをイソロイシンに変換した変異株(T378I)及びN末端から383番目のセリンをプロリンに置換した変異株(S383P)を作製した。また、図4Aの下に示すように、HAの茎領域において、N末端から110番目のグルタミン酸をバリンに置換した変異株(E110V)、N末端から373番目のアラニンをトレオニンに置換した変異株(A373T)、及び、前記2つの変異を有する変異株(E110V/A373T)を作製した。これらの突然変異を導入したHA遺伝子をpCAGGSにクローニングした。
(2)トランスフェクション
 「5.」の(2)と同様の方法を用いて、293T細胞に各プラスミド(野生型及び変異型のHA遺伝子を含む)を導入した。
(3)免疫染色
 次いで、S9-1-10/5-1を投与した。また、コントロールとして、HAの球状頭部領域を認識することが知られている抗体である4-6-19/6を投与した。次いで、「5.」の(3)と同様の方法を用いて、免疫染色した。結果を図4Bに示す。
 図4Bの上から、4-6-19/6は、全てのHAを認識することが確かめられた。
図4Bの下から、野生型HA、HA-E110V及びHA-A373Tは、S9-1-10/5-1により認識された。一方、HA-E110V/A373T及びHA-S383Pは、S9-1-10/5-1により弱く認識された。しかしながら、HA-T378Iは、S9-1-10/5-1によりほとんど認識されなかった。
 これらの結果から、S9-1-10/5-1がHAの茎領域を認識することが示唆された。
8.ウイルス粒子への抗体の結合確認試験
(1)相対kobs(みかけの速度定数)の測定
 相対kobs(みかけの速度定数)を推定するために、Octet Red 96装置(ForteBio社製)を用いたバイオレイヤー干渉法(BLI)による測定を行った。具体的には、まず、2μg/mLのヒトモノクローナル抗体S9-1-10/5-1を含む結合バッファーを抗ヒトIgG Fc捕捉バイオセンサー(ForteBio社製)にロードした。なお、結合バッファーの組成は、1×PBS(pH7.4)(0.1%BSA含有)である。また、コントロールとして、2μg/mLのCR9114、4-6-19/6、又は、1429C6/3-3を含む結合バッファーも同様に、抗ヒトIgG Fc捕捉バイオセンサー(ForteBio社製)にロードした。4-6-19/6は、HAの球状頭部領域を認識することが知られている抗体である。また、1429C6/3-3は、B型インフルエンザウイルスのHAを認識することが知られている抗体である。次いで、3つの異なる濃度の生成されたCA04/PB02KOウイルスと共にインキュベーションした。CA04/PB02KOウイルスとは、CA04に由来するHA及びNAセグメントを有する、複製不能なPB2ノックアウトPB8ウイルスである。次いで、全ての結合データを30℃条件下において収集した。
 なお、相対kobs(みかけの速度定数)を測定するための試験は、以下の3つ工程からなった。また、結果を図5A(ウイルス粒子への各抗体の経時的な結合)及び図5B(S9-1-10/5-1及びCR9114のkobs(みかけの速度定数))に示す。
1)バイオセンサー上へ抗体をロードした(300秒間)。
2)次いで、ベースラインを取得した(60秒間)。
3)次いで、相対kobs(みかけの速度定数)を測定するために、CA04/PB02KOウイルスの結合を測定した(600~3600秒間)。
 図5Aから、ウイルス粒子へのS9-1-10/5-1の結合は、CR9114の結合よりもわずかに低かった。また、4-6-19/6はウイルス粒子に効果的に結合したが、抗B型インフルエンザウイルスのHA抗体である1429C6/3-3は、ウイルス粒子に結合しなかった。
 図5Bから、ウイルス粒子に対するCR9114のみかけの速度定数kobsは、ウイルス粒子に対するS9-1-10/5-1のみかけの速度定数kobsよりも11.6倍であった。
 上記表4から、S9-1-10/5-1は、CR9114と同程度ののkon速度で可溶化H1-HAに結合していた。また、上記図3Aから、S9-1-10/5-1は細胞表面上のHAに結合していた。しかしながら、図5A及び図5Bから、S9-1-10/5-1は、CR9114と比較して、ウイルス表面上のHAにアクセスする能力が低いことが明らかとなった。
 これらの結果から、S9-1-10/5-1がウイルス表面上のHAにアクセスする能力が低いことで、S9-1-10/5-1がウイルスの侵入を阻止できないことが示唆された。
9.ウイルス放出阻害試験
(1)ウイルスの感染
 MDCK細胞に、感染多重度(MOI)1となるようにCA04を感染させ、37℃で1時間培養した。
(2)抗体の投与
 次いで、1μg/mLのTPCK処理トリプシン、及び、ヒトIgG抗体又はS9-1-10/5-1のFabフラグメント含有BSA-MEMを添加し、37℃で18時間培養した。ヒトIgG抗体としては、S9-1-10/5-1、並びに、コントロールとして4-6-19/6を使用した。また、各ヒトIgG抗体の投与量(濃度)は、0.4又は2μg/mLであった。また、S9-1-10/5-1のIgG又はFabフラグメントの投与量(濃度)は、1、4、16又は64nMであった。一部のサンプルは、100μMのオセルタミビルカルボキシレート(OC)(Roche社製)、及び、20mUのClostridium perfringens由来の細菌シアリダーゼ(Roche社製)からなる群から選択される1種以上存在下で試験を行った。
(3)ウエスタンブロッティング
 次いで、培養後のMDCK細胞を用いて、ウエスタンブロッティングを行った。具体的には、まず、サンプルバッファー(Life Technologies社製)で調製した全細胞溶解物(Cell lysate)及び培養培地サンプル(Sup)を、kD Mini-Protean TGXプレキャストゲル(Bio-Rad社製)にロードした。次いで、分離したタンパク質をImmobilion-P(Millipore社製)に転写した。次いで、マウスモノクローナル抗M1抗体であるクローンC111(タカラバイオ社製)を用いて免疫染色した。マウスモノクローナル抗ACTB抗体であるクローンAC-74(シグマ社製)をローディングコントロールとして用いた。結果を図6A(各ヒトIgG抗体投与)及び図6B(S9-1-10/5-1のIgG又はFabフラグメント投与)に示す。なお、図6A及び図6Bにおいて、「OC」はオセルタミビルカルボキシレートを示している。また、S9は「S9-1-10/5-1」を示しており、「4-6」は4-6-19/6を示している。
 図6Aから、細菌シアリダーゼの非存在下及び存在下において、S9-1-10/5-1又は4-6-19/6はウイルス粒子の放出を阻害した。一方、オセルタミビルカルボキシレート(OC)の存在下においてウイルス粒子の放出が増殖していた。
 これらの結果から、S9-1-10/5-1はウイルスノイラミニダーゼの活性に影響を与えないことが示唆された。
 図6Bから、16又は64nMのS9-1-10/5-1のIgGを含む培養上清では、M1は検出されなかった。一方、全ての濃度のS9-1-10/5-1のFabフラグメントを含む培養上清においてM1が検出された。
 これらの結果から、S9-1-10/5-1のIgGはウイルス粒子放出の阻害剤として働くことが示唆された。
 以上のことから、ヒトモノクローナル抗体S9-1-10/5-1は、主に、ウイルス感染細胞からのウイルス粒子の放出を阻害することが明らかになった。これにより、インビトロ及びインビボの両方の試験系において、S9-1-10/5-1が、幅広い種類のA型インフルエンザウイルスの増殖を抑制することが確かめられた。
 本実施形態のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントは、HAの茎領域を認識し、効果的にA型インフルエンザウイルスの増殖を抑制することができる。また、本実施形態の医薬組成物は、A型インフルエンザウイルスを治療又は予防するために有効である。また、本実施形態の遺伝子及び発現ベクターによれば、上述のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントが簡便に得られる。

Claims (6)

  1.  A型インフルエンザウイルスに結合し、ウイルスの増殖を抑制する活性を有する、A型インフルエンザウイルスの血球凝集素抗原に対するモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントであって、
    (a)配列番号1に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号1に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-L1と、
    (b)配列番号2に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号2に示されるアミノ酸配列において、1個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-L2と、
    (c)配列番号3に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号3に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-L3と、
    を含む軽鎖可変ドメイン、及び、
    (d)配列番号4に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号4に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-H1と、
    (e)配列番号5に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号5に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-H2と、
    (f)配列番号6に示されるアミノ酸配列、又は、配列番号6に示されるアミノ酸配列において、1~数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されているアミノ酸配列を含むCDR-H3と、
    を含む重鎖可変ドメインからなる群から選択される1種以上を有するモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメント。
  2.  配列番号1に示されるアミノ酸配列を含むCDR-L1と、配列番号2に示されるアミノ酸配列を含むCDR-L2と、配列番号3に示されるアミノ酸配列を含むCDR-L3と、を含む軽鎖可変ドメイン、及び、
     配列番号4に示されるアミノ酸配列を含むCDR-H1と、配列番号5に示されるアミノ酸配列を含むCDR-H2と、配列番号6に示されるアミノ酸配列を含むCDR-H3と、を含む重鎖可変ドメインを有する請求項1に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメント。
  3.  配列番号7に示されるアミノ酸配列からなる軽鎖可変ドメイン、及び、配列番号8に示されるアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインを有する請求項1又は2に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメント。
  4.  対象において、A型インフルエンザウイルス疾患を治療又は予防するための医薬組成物であって、
    請求項1~3のいずれか一項に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントを有効成分として含有する医薬組成物。
  5.  以下の(g)~(j)のいずれかのDNA、及び、以下の(k)~(n)のいずれかのDNAを含む遺伝子であって、A型インフルエンザウイルスに結合し、ウイルスの増殖を抑制する活性を有するタンパク質をコードするDNAからなる遺伝子。
     (g)配列番号9に示される塩基配列からなるDNA、
     (h)配列番号9に示される塩基配列において、1~数個の塩基が欠失、置換又は付加されている塩基配列からなるDNA、
     (i)配列番号9に示される塩基配列と同一性が80%以上である塩基配列からなるDNA、
     (j)配列番号9に示される塩基配列からなるDNAと相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができる塩基配列からなるDNA、
     (k)配列番号10に示される塩基配列からなるDNA、
     (l)配列番号10に示される塩基配列において、1~数個の塩基が欠失、置換又は付加されている塩基配列からなるDNA、
     (m)配列番号10に示される塩基配列と同一性が80%以上である塩基配列からなるDNA、
     (n)配列番号10に示される塩基配列からなるDNAと相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることができる塩基配列からなるDNA
  6.  請求項5に記載の遺伝子を含む発現ベクター。
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