WO2022124096A1 - 免疫グロブリン結合糖鎖の予測方法 - Google Patents
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- G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
Definitions
- the present invention relates to a method for predicting the structure of a sugar chain bound to the immunoglobulin in the blood of the subject after administration of an immunoglobulin such as an antibody drug to the subject.
- antibodies drugs containing immunoglobulins
- antibody drugs drugs containing immunoglobulins
- the antibodies used in pharmaceuticals are created by genetic engineering techniques, cells capable of expressing the antibodies (for example, Chinese hamster ovary (CHO) cells, etc.) are cultured, and then purified to high purity using column chromatography or the like. Manufactured.
- Non-patent literature discloses that the sugar chain structure bound to an antibody has a great influence on the activity, kinetics, and safety of antibody drugs, and detailed analysis of the sugar chain structure is important (non-patent literature). 1). Further, in Non-Patent Document 2, the sugar chain structure bound to the administered antibody drug changes in the blood depending on the case of the diseased patient to whom the antibody drug is administered, and the change in the sugar chain structure is the change in the antibody drug. It has been reported that it may affect blood retention.
- Non-Patent Document 3 it is reported that changes in the sugar chain structure of an antibody drug affect the blood retention of the antibody drug, and in particular, the sugar chain structure involved in the binding ability to Fc ⁇ R has a blood retention. It is also mentioned that it can affect the. Furthermore, as shown in Table 5 and the like of Non-Patent Document 4, mannose, galactose, GlcNAc (N-acetylglucosamine), and sialic acid NANA (N-acetylneuraminic acid) are involved in antibody clearance. It is also shown that.
- An object of the present invention is to provide a method capable of predicting the sugar chain structure of an immunoglobulin such as an antibody drug administered to a subject such as a diseased patient.
- the present inventors have determined that the structure of the sugar chain bound to the endogenous protein in the blood-derived sample collected from the subject provides immunoglobulin to the subject. When administered, it was found that it correlates with the structure of the sugar chain bound to the immunoglobulin in the blood after the administration. That is, they have found that by analyzing the sugar chain structure of an endogenous protein contained in a blood-derived sample, it is possible to predict the bound sugar chain of an immunoglobulin such as an antibody drug administered to the subject, and completed the present invention. I came to let you.
- the present invention includes the aspects described in the following [1] to [9].
- an exogenous immunoglobulin When administered to a subject, which comprises the following steps (1) and (2), it binds to the exogenous immunoglobulin in the blood of the subject after the administration.
- How to predict the structure of a sugar chain (1) Analyzing the structure of an N-linked sugar chain bound to an endogenous protein in a blood-derived sample collected from the subject. (2) A method for determining the structure of a sugar chain bound to the exogenous immunoglobulin based on the structure of the N-linked sugar chain obtained in (1).
- [6] The method according to any one of [1] to [5], wherein the exogenous immunoglobulin is an antibody drug.
- [7] A method for predicting the efficacy of the antibody drug in the subject based on the structure of the sugar chain predicted by the method according to [6].
- [8] The method according to any one of [4] to [7], wherein the Fc-binding protein is Fc ⁇ RIIIa.
- the Fc-binding protein is the polypeptide according to any one of the following (1) to (3): (1) A polypeptide containing a sequence consisting of the 17th to 192nd amino acid residues set forth in SEQ ID NO: 1, in which at least the 176th valine set forth in SEQ ID NO: 1 is replaced with phenylalanine in the amino acid sequence; (2) A sequence consisting of amino acid residues 17 to 192 shown in SEQ ID NO: 1 is included, and in the amino acid sequence, at least the 176th valine shown in SEQ ID NO: 1 is replaced with phenylalanine, and the 176th amino acid is further substituted.
- an immunoglobulin when administered to a subject, it is possible to predict the structure of a sugar chain bound to the immunoglobulin in the blood of the subject after the administration.
- the activity and kinetics of the immunoglobulin (antibody drug, etc.) after administration can be obtained simply by analyzing the bound sugar chain of the immunoglobulin before administration. , It was difficult to predict the safety.
- the present invention by analyzing the N-linked sugar chain bound to the protein contained in the blood-derived sample of the patient before administration, the bound sugar chain in the sample of the antibody drug after administration is predicted. Therefore, it is possible to predict the activity, kinetics, and safety of the antibody drug after administration, which has been difficult until now. It can also be used as an important biomarker for personalized medicine for patients, and can also be used as data to assist in determining treatment strategies. For example, by predicting the activity, kinetics, and safety of the antibody drug from the prediction of changes in the bound sugar chain in the patient body of the antibody drug before administration, the dose and frequency of the antibody drug can be selected. It can be used to select different treatment methods.
- FIG. B shows the results when serum gamma globulin and purified rituximab were analyzed for each diseased patient of Specimens A to D shown in FIG. It is a graph which showed the purified amount of rituximab after administration to the patient of each disease. It is a figure which showed the correlation between the 3rd peak area% of the purified rituximab solution, and the retention in blood.
- the present inventors have a structure of a sugar chain bound to an endogenous protein in a blood-derived sample collected from a subject when immunoglobulin is administered to the subject. , It was found that it correlates with the structure of the sugar chain bound to the immunoglobulin in the blood after the administration.
- the present invention has been completed based on such findings, and when an exogenous immunoglobulin is administered to a subject, which comprises the following steps (1) and (2), the subject after the administration thereof.
- the present invention relates to a method for predicting the structure of a sugar chain bound to the exogenous immunoglobulin in blood.
- the "subject" to be the subject of the present invention indicates an individual to be the subject of the method of the present invention, and is not particularly limited, and may be a non-human animal as well as a human.
- Such subjects include, for example, vertebrates, preferably mammals, more preferably primates (humans, monkeys, chimpanzees, orchid utans, gorillas, etc.), hoofs (cattle, horses, sheep, goats, etc.), rodents. (Mice, rats, guinea pigs, etc.), but usually humans.
- the subject may be male or female.
- diseases are not particularly limited, and examples thereof include diseases targeted by antibody drugs described below, such as cancer, autoimmune diseases, infectious diseases, allergies, and inflammatory diseases.
- the "blood-derived sample” is a solution containing or may contain blood (whole blood) or a component thereof and having a protein having an N-linked sugar chain described later.
- the form of the solution may be the body fluid itself such as blood and urine shown below.
- Blood samples such as blood (whole blood), diluted blood, serum, plasma, spinal fluid, cord blood, and component blood samples; Specimens that may contain blood-derived components such as urine, saliva, semen, feces, sputum, amniotic fluid, and ascites; Further, it may be in the form of a buffer solution containing the protein separated from these body fluids or the protein contained therein.
- These blood-derived samples may be directly used in the method of the present invention described later, or may be used after appropriate pretreatment.
- pretreatment it can be appropriately selected from the standard method. Examples of the conventional method include centrifugation, purification by a column, and the like.
- the "intrinsic protein” refers to a protein having a sugar chain bound to the side chain of asparagine of the protein with N-acetylglucosamine ⁇ -bonded with an amide as a starting point.
- the "intrinsic protein” is not only the protein naturally expressed and present in the blood of the subject mentioned above, but also present in the blood before or at the time of administration of the exogenous immunoglobulin described later. Also includes proteins that are present. That is, it also contains an exogenous protein that was administered to the subject prior to the administration of the exogenous immunoglobulin and was already present in the blood.
- the protein having an N-linked sugar chain to be analyzed is not particularly limited, but the immunity contained in the blood-derived sample is similar to the protein structure of the exogenous immunoglobulin for which the sugar chain structure is predicted. Globulins are preferred.
- the "immunoglobulin” is also referred to as gamma globulin or antibody, and may contain at least an Fc region to which a sugar chain is added.
- the immunoglobulin may be IgG, IgM, IgA, IgD, IgE.
- an Fc receptor is used as the Fc-binding protein used for separating the immunoglobulin described later
- the immunoglobulin corresponding to the receptor needs to be used.
- the target antibody is human IgG.
- the IgG may be any of IgG1, IgG2, IgG3 and IgG4.
- the "foreign immunoglobulin” means an immunoglobulin administered to a subject.
- the immunoglobulin is as described above, but the exogenous immunoglobulin may have an amino acid to which the N-linked sugar chain can be bound, regardless of whether or not the N-linked sugar chain is modified.
- the exogenous immunoglobulin may also be a monoclonal antibody or a polyclonal antibody.
- exogenous immunoglobulins include chimeric antibodies, humanized antibodies, and human antibodies.
- Foreign immunoglobulins also include functional fragments of immunoglobulins.
- Examples of the "functional fragment” include Fab, Fab', F (ab') 2, variable region fragment (Fv), disulfide bond Fv, single-chain Fv (scFv), sc (Fv) 2, and diabody.
- Examples include multispecific antibodies and polymers thereof.
- the antibody and the foreign complex conjugate may be the antibody and the foreign immunoglobulin.
- An "antibody drug conjugate (ADC)" is a covalent bond of a chemotherapeutic agent (drug) to an immunoglobulin via a linker.
- the chemotherapeutic agent is not particularly limited, but for example, deruxtecan, irinotecan (CPT-11), irinotecan metabolite SN-38 (10-hydroxy-7-ethylcamptothecin), adriamycin, taxol, 5-fluorouracil, and the like.
- Alkylating agents such as nimustin and laministin, antimetabolites such as gemcitabine and hydroxycarbamide, plant alkaloids such as etopocid and bincristine, calikeamycin, calikeamycin derivatives (ozogamycin etc.), anticancer antibiotics such as mitomycin and bleomycin.
- platinum preparations such as cisplatin, molecular targeting agents such as sorafenib, erlotinib, methotrexate, cytosine arabinoside, 6-thioguanine, 6-mercaptopurine, cyclophosphamide, ifosfamide, busulfan, MMAE (monomethylauristatin E), Examples include DM-1 (mertancin) and calikiamycin.
- radioactive isotopes such as copper 64 ( 64 Cu), iodine 131 ( 131 I), indium 111 ( 111 In), yttrium 90 ( 90 Y), and boron 10 ( 10 B) are also mentioned as chemotherapeutic agents.
- an example of an exogenous immunoglobulin is an "antibody drug”.
- Diseases targeted by such antibody drugs are not particularly limited, and examples thereof include cancer, autoimmune diseases, infectious diseases, allergies, and inflammatory diseases, and more specifically, they are as follows. ..
- “Cancer” includes brain tumor, breast cancer, uterine body cancer, cervical cancer, ovarian cancer, esophageal cancer, stomach cancer, pituitary cancer, colon cancer, liver cancer, bile sac cancer, and bile duct cancer.
- GIST gastrointestinal stromal tumor
- mesopharyngeal tumor mesopharyngeal tumor
- head and neck cancer renal cancer
- lung cancer osteosarcoma
- Ewing sarcoma Ewing sarcoma
- chondrosarcoma prostate cancer
- testis tumor kidney Examples include cell cancer, bladder cancer, rhabdomyomyoma, skin cancer, and anal cancer.
- “Autoimmune diseases” include Gillan Valley syndrome, severe myasthenia, polysclerosis, chronic gastric inflammation, chronic atrophic gastric inflammation, autoimmune hepatitis, primary biliary cholangitis, ulcerative colitis, and Crohn's disease.
- infectious diseases include bacterial infections, fungal infections, parasitic protozoan infections, parasitic pinworm infections, and viral infections.
- Bacterial infectious diseases include Lensa bacillus, Yellow staphylococcus, Epidermoid bac , Enterobacter, mycoplasma, crostrium, liquettia, chlamydia and other bacterial infections; tuberculosis, non-tuberculous acidobacillus, cholera, pesto, diphtheria, diarrhea, red fever, charcoal, syphilis, tetanus, Hansen's disease, regionera pneumonia, Examples include leptospirosis, lime disease, rabbit disease, and Q fever.
- Fungal infections include aspergillosis, candidiasis, cryptococcosis, tinea bacillus, histoplasmosis, and pneumocystis pneumonia (Carini pneumonia).
- Parasitic protozoan infections include amebiasis, malaria, toxoplasmosis, leishmaniasis, and cryptosporidium disease.
- Parasitic helminthic infections include echinococcosis, Schistosoma japonicum, filariasis, ascariasis, and fish tapeworm disease.
- Viral infections include influenza, viral hepatitis, viral meningitis, viral gastroenteritis, viral conjunctivitis, acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), adult T-cell leukemia, Ebola hemorrhagic fever, yellow fever, cold syndrome, and mad dog disease.
- AIDS acquired immunodeficiency syndrome
- adult T-cell leukemia Ebola hemorrhagic fever, yellow fever, cold syndrome, and mad dog disease.
- Cytomegalovirus infection Severe acute respiratory syndrome (SARS), Middle East respiratory syndrome (MERS), Progressive multifocal leukoencephalopathy, varicella / herpes zoster, simple herpes, limb mouth disease, dengue fever, Japanese encephalitis, transmission Sexual erythema, infectious mononuclear bulbosis, natural pox, ruin, acute gray erythema (porio), measles, pharyngeal conjunctival fever (pool fever), Marburg hemorrhagic fever, nephropathy hemorrhagic fever, Lassa fever, epidemic under ear Examples include adenitis, West Nile fever, Helpangina, and Chikungunia fever.
- the infectious disease may be, for example, an opportunistic infection.
- Allergies include anaphylactic shock, allergic rhinitis (seasonal allergic rhinitis, etc.), conjunctivitis, bronchial asthma, urticaria, atopic dermatitis, hemolytic anemia, idiopathic thrombocytopenic purpura, drug-induced hemolytic disease.
- Anemia granulocytopenia, thrombocytopenia, good pasture syndrome, serum disease, systemic erythematosus (SLE), rheumatism, glomerulonephritis, irritable pneumonia, allergic bronchopulmonary aspergillosis (ABPA), contact dermatitis, These include allergic encephalitis, transplant rejection, tuberculous cavities, epithelial cell granulomas, eosinophilia polyangiitis granulomatosis, and chronic sinusitis with nasal mushrooms.
- inflammatory diseases include diseases induced by inflammatory cytokines.
- inflammatory cytokines include IL-6 and TNF- ⁇ .
- Specific examples of inflammatory diseases include encephalitis, myelitis, pericarditis, neuritis, and eye inflammation (tear adenitis, pericarditis, supraclavicular inflammation, keratitis, chorioretinitis, retinitis, chorioretinitis).
- "Analysis of N-linked sugar chains" bound to an endogenous protein can be appropriately performed by those skilled in the art using a conventional method.
- Such a routine includes, for example, mass spectrometry, particularly LC-MS analysis including excision of sugar chains (for example, JP-A-2016-194500, JP-A-2016-099304), analysis using a lectin or an antibody, and electricity.
- Examples thereof include analysis by electrophoresis and affinity chromatography analysis based on the affinity between an Fc-binding protein immobilized on an insoluble carrier and an antibody (for example, Patent Document: WO2019 / 244901).
- the affinity chromatography analysis is a particularly preferable sugar chain analysis method because it can be easily analyzed based on the difference in the N-linked sugar chain structure bound to the Fc region of the antibody without complicated operations.
- the sugar chain analysis method refer to ⁇ Affinity chromatography analysis based on the affinity between the Fc-binding protein immobilized on the insoluble carrier and the antibody>.
- the structure of the N-linked sugar chain thus obtained correlates with the structure of the sugar chain bound to the exogenous immunoglobulin in the blood after administration, as shown in Examples described later. .. Therefore, it is possible to determine the structure of the sugar chain bound to the exogenous immunoglobulin based on the N-linked sugar chain bound to the endogenous protein.
- a correlation equation is previously created between an N-linked sugar chain bound to an endogenous protein and a bound sugar chain of an exogenous immunoglobulin in blood, and the N-linked sugar chain bound to the protein is used. From the analytical values, an estimated value of the linked sugar chain in the sample of the antibody drug can be obtained. In addition, quantitatively or qualitatively the bound sugar chains of exogenous immunoglobulin in blood, which are derived by comparing N-linked sugar chains bound to endogenous proteins based on the reference sugar chain analysis values. You can also ask.
- the sugar chain structure that binds to foreign immunoglobulins is involved in the activation of immunity.
- the immune activity in which the sugar chain structure is involved include antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC activity), complement-dependent cellular cytotoxicity (CDC activity), and antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCP activity). Be done.
- sugar chain structure that binds to foreign immunoglobulins such as antibody drugs is involved in the regulation of cell function.
- Functions of cells involved in the sugar chain structure include, for example, the ability of sugar chain receptors to take up cells into cells and signal transduction.
- the sugar chain structure that binds to an exogenous immunoglobulin such as an antibody drug has its dynamics (for example, pharmacokinetic control by fetal Fc receptor (FcRn) binding and blood retention. , Dispersion stability).
- FcRn fetal Fc receptor
- the method of the present invention by predicting the structure of bound sugar chains in blood of exogenous immunoglobulin, the properties brought about by the structure (cell function regulation, immune activation, exogenousness). It is also possible to predict the dynamics of immunoglobulins, etc.). Further, since these properties affect the efficacy and / or safety of the exogenous immunoglobulin, it is possible to predict the efficacy and / or safety of the foreign immunoglobulin.
- the analysis of the N-linked sugar chain bound to the endogenous protein and / or the prediction of the sugar chain structure bound to the exogenous immunoglobulin based on the analysis is performed before the administration of the immunoglobulin. It is preferable, but it may be performed at the same time as the administration or after the administration.
- the above-mentioned affinity chromatography analysis is more specifically a method including the following steps [A] to [B].
- [A] A step of obtaining a separation pattern of the protein by subjecting the blood-derived sample to a column packed with an insoluble carrier on which an Fc-binding protein is immobilized and separating the endogenous protein contained in the sample;
- [B] A step of identifying the peak region in the separation pattern obtained in [A].
- the "Fc-binding protein" used for separating the endogenous protein from the above-mentioned blood-derived sample has an ability to bind to the Fc region of the endogenous protein contained in the sample and has a sugar chain structure of an antibody (for example, there is no particular limitation as long as it is a polypeptide that can recognize the difference in the sugar chain structure of the Fc region).
- the Fc-binding protein includes a human Fc-binding protein.
- Preferred examples of human Fc-binding proteins include human Fc receptors.
- Human Fc receptors include human Fc ⁇ receptor, which is a receptor for human immunoglobulin G (IgG), human Fc ⁇ receptor, which is a receptor for human immunoglobulin A (IgA), and human Fc ⁇ receptor, which is a receptor for human immunoglobulin D (IgD).
- Human Fc ⁇ receptor which is a receptor for human immunoglobulin E (IgE) and the like, and any of the receptors can be used as a human Fc-binding protein in the present invention.
- human Fc ⁇ receptor examples include a partial sequence of an extracellular region of human Fc ⁇ RI (CD64), human Fc ⁇ RIIa (CD32a), human Fc ⁇ RIIb (CD32b), human Fc ⁇ RIIc (CD32c), human Fc ⁇ RIIIa (CD16a) or human Fc ⁇ RIIIb (CD16b).
- Examples thereof include a polypeptide containing at least, and a polypeptide in which a part of amino acid residues constituting the polypeptide is substituted, deleted, inserted and / or added.
- polypeptide containing at least a partial sequence of the extracellular region of human Fc ⁇ RIIIa and the polypeptide in which a part of the amino acid residue constituting the polypeptide is substituted, deleted, inserted and / or added are human in the present invention. It is preferable as a human Fc ⁇ receptor used as an Fc-binding protein.
- polypeptides containing at least a partial sequence of the extracellular region of human Fc ⁇ RIIIa, and a polypeptide in which a part of amino acid residues constituting the polypeptide is substituted, deleted, inserted and / or added.
- polypeptides according to 1) to (3) include the polypeptides according to 1) to (3).
- polypeptide described in (1) above a polypeptide containing amino acid residues 24 to 199 of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 and a polypeptide disclosed in JP-A-2018-197224. (Fc-binding protein).
- homology means similarity or identity, and can be determined by using an alignment program such as BLAST (Basic Local Alignment Search Tool).
- BLAST Basic Local Alignment Search Tool
- amino acid sequence identity may mean identity between amino acid sequences calculated using blastp, specifically between amino acid sequences calculated using blastp with default parameters. May mean the sameness of.
- the homology may be 70% or more, and has 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more homology (for example, 96% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more). You may be doing it.
- the "number" of each amino acid residue means the order in which the first methionine is the first in the amino acid sequence described in each sequence number. Therefore, the "176th position” according to the present invention means the 176th position of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1. Further, the "amino acid residue corresponding to the 176th valine of SEQ ID NO: 1" is an amino acid residue in the amino acid sequence having 70% or more homology, and is described in the amino acid sequence and SEQ ID NO: 1. In the alignment with the sequence consisting of the 17th to 192nd amino acid residues, it means the amino acid residue arranged at the same position as the 176th valine in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
- the Fc-binding protein described above is used by immobilizing it on an insoluble carrier.
- the "insoluble carrier” means a carrier that is insoluble in a liquid (for example, a liquid used for adsorbing or elution of an antibody such as an equilibrium solution or an eluate) that is passed through a column packed with the carrier.
- the insoluble carrier may comprise a functional group (eg, a hydroxy group) for covalently immobilizing the Fc-binding protein.
- the insoluble carrier examples include carriers derived from inorganic substances such as zirconia, zeolite, silica, and coated silica, carriers derived from natural organic polymer substances such as cellulose, agarose, and dextran, and polyacrylic acid, polystyrene, polyacrylamide, and poly. Examples thereof include carriers derived from synthetic organic polymer substances such as methacrylicamide, polymethacrylate and vinyl polymer.
- Immobilization of the Fc-binding protein on an insoluble carrier can be performed using, for example, a functional group on the surface of the carrier that can be covalently immobilized with the Fc-binding protein. More specifically, when the insoluble carrier has a hydroxy group on the surface, the activating group is formed by forming an activating group that can be covalently bonded to the Fc-binding protein from the hydroxy group using an activator. Can covalently bind to Fc-binding proteins.
- the activator for the hydroxy group examples include epichlorohydrin (forming an epoxy group as an activating group), 1,4-butanediol diglycidyl ether (forming an epoxy group as an activating group), and tresilyl chloride (forming an epoxy group as an activating group).
- Examples thereof include a trecil group (forming a trecil group) and a vinyl bromide (forming a vinyl group as an activating group).
- an activator may be allowed to act to activate the group.
- activators for amino groups, carboxy groups and the like include 3-maleimide propionic acid N-succinimidyl (forming a maleimide group as an activating group) and 1,1'-carbonyldiimidazole (carbonyl imidazole group as an activating group). ), Acetic halide (forming an acetyl halide group as an activating group).
- the separation pattern can be obtained by performing the following steps (a) and (b).
- (A) A step of adding a sample to a column packed with an insoluble carrier on which an Fc-binding protein is immobilized and adsorbing the endogenous protein contained in the sample on the carrier (hereinafter, also referred to as “adsorption step”).
- (B) A step of eluting the endogenous protein adsorbed on the carrier with an eluent to obtain a separation pattern of the protein (hereinafter, also referred to as “separation step”).
- Adsorption step This step is a step of adding a sample containing an endogenous protein to a column packed with an insoluble carrier on which an Fc-binding protein is immobilized, and adsorbing the protein on the carrier.
- the sample used in this step is the blood-derived sample described above.
- the sample may be added to the column after being appropriately dissolved, suspended, dispersed, or subjected to solvent exchange in a liquid medium.
- the liquid medium include an equilibration liquid described later.
- the sample may be added to the column packed with the insoluble carrier on which the Fc-binding protein is immobilized by using, for example, a liquid feeding means such as a pump (hereinafter, in the present specification, the liquid is added to the column. Doing is also referred to as "sending liquid to the column").
- the conditions for carrying out the adsorption step such as the amount of sample added (liquid feed), the type of liquid phase, the liquid phase liquid feed rate, and the column temperature, are not particularly limited as long as the endogenous protein is adsorbed on the carrier.
- the conditions for carrying out the adsorption step can be appropriately set according to various conditions such as the type of endogenous protein, the type of Fc-binding protein, the type of insoluble carrier, and the scale of the column.
- an equilibration liquid described later can be exemplified.
- the feed rate is, for example, 0.1 mL / min to 2.0 mL / min, 0.2 mL / min to 1.5 mL / min, or 0.4 mL / min to 1.2 mL / min when the inner diameter of the column is 4.6 mm. It can be minutes.
- the liquid feeding rate may be set, for example, to be proportional to the square of the inner diameter of the column.
- the column temperature may be appropriately set in the range of 0 ° C to 50 ° C.
- an equilibration step of adding (sending) the equilibration liquid to the column may be further carried out.
- an endogenous protein that does not bind to the Fc-binding protein or an endogenous protein that binds to the Fc-binding protein in the sample atmosphere but does not bind in the equilibration buffer atmosphere is displayed in the column. It is preferable in that it can be excluded from the above (the fraction containing the endogenous protein to be excluded is also referred to as “unadsorbed fraction” in the present specification).
- the unadsorbed fraction refers to the fraction in the region where the detected peak reaches the minimum value during the equilibration step after the sample is added to the column (liquid feeding) in the separation pattern described later. It is preferable that the unadsorbed fraction and the peak detected after the addition of the eluate in the separation step described later are separated from each other as the elution time because the separation accuracy is high. In particular, when the detected value between the unadsorbed fraction and the peak region detected after the addition of the eluate is constant, it is preferable that the unadsorbed fraction is sufficiently removed from the column by the equilibration step. ..
- the constant value here includes not only the same value but also a state in which the detected value changes with a constant slope.
- An example of an equilibration solution is an aqueous buffer solution.
- a weakly acidic to weakly alkaline buffer solution having a pH of 5.0 to 8.0 can be exemplified.
- the components of the buffer solution can be appropriately selected according to various conditions such as the pH of the buffer solution.
- the components of the buffer solution include phosphoric acid, acetic acid, formic acid, MES (2-Morphorinoethanesulphonic acid), MOPS (3-Morphosphopropanesulphonic acid), citric acid, succinic acid, glycine, and piperazine.
- a salt such as sodium chloride or potassium chloride may be further added to the buffer solution.
- the salt is not particularly limited as long as it is a salt that can be easily assumed by those in the same industry.
- This step is a step of eluting the endogenous protein adsorbed on the insoluble carrier in the step (a) above using an eluent to obtain a separation pattern of the endogenous protein. That is, by adding (sending) the eluate to the column, the endogenous protein adsorbed on the carrier can be eluted.
- a desired separation pattern can be obtained as the conditions for carrying out the elution step such as the type of eluate, the type of eluate feed, the liquid phase feed rate, and the column temperature. As long as it is not particularly limited.
- the conditions for carrying out the elution step can be appropriately set according to various conditions such as the type of endogenous protein, the type of Fc-binding protein, the type of insoluble carrier, and the scale of the column.
- a solution that weakens the affinity between the endogenous protein and the Fc-binding protein may be used.
- An aqueous buffer solution having a pH more acidic than that of the equilibrated solution) can be mentioned.
- the liquid phase before elution (for example, the equilibration solution) is a weakly acidic to weakly alkaline buffer solution having a pH of 5.0 to 8.0, an acidic buffer solution having a pH of 2.5 to 4.5 is eluted.
- the components of the buffer solution can be appropriately selected according to various conditions such as the pH of the buffer solution.
- the components of the buffer solution include phosphoric acid, acetic acid, formic acid, MES (2-Morphorinoethanesulphonic acid), MOPS (3-Morphosphopropanesulphonic acid), citric acid, succinic acid, glycine and piperazine.
- the liquid feed type of the eluate may be linear gradient elution in which the ratio of the eluate in the liquid phase is continuously changed to elute, and the step of elution by gradually changing the ratio. It may be a stepwise elution or a combination thereof.
- the gradient is such that the proportion of eluate in the liquid phase increases from 0% (v / v) to 100% (v / v) in, for example, 10 to 60 minutes, 15 to 50 minutes, or 20 to 40 minutes. Just set it.
- the feed rate is, for example, 0.1 mL / min to 2.0 mL / min, 0.2 mL / min to 1.5 mL / min, or 0.4 mL / min to 1.2 mL / min when the inner diameter of the column is 4.6 mm. It can be minutes.
- the liquid feeding rate may be set, for example, to be proportional to the square of the inner diameter of the column.
- the column temperature may be appropriately set in the range of, for example, 0 ° C to 50 ° C.
- a separation pattern of the endogenous protein By detecting the endogenous protein eluted from the column using a detector, a separation pattern of the endogenous protein can be obtained.
- the detector include a UV detector and a mass detector.
- a chromatogram at the time of elution of an endogenous protein can be exemplified.
- the interval at which the measurement data is acquired by the detector may be any time interval, but the time interval is set because the time interval is widened and the accuracy of reflecting the original characteristics of the separation pattern of the endogenous protein in the chromatogram is reduced. 1 minute or less is preferable, 10 seconds or less is further preferable, and 2 seconds or less is particularly preferable.
- the separated endogenous protein contained in the sample is obtained in a separated manner.
- the separated endogenous protein may be obtained, for example, as an elution fraction containing the endogenous protein. That is, the separated endogenous protein can be obtained by fractionating the eluted fraction containing the separated endogenous protein.
- the eluted fraction can be separated, for example, by a conventional method. Specifically, the eluted fraction can be sorted by, for example, an automatic fraction collector such as an autosampler.
- the separated endogenous protein may be recovered from the eluted fraction.
- the isolated endogenous protein can be recovered from the eluted fraction by, for example, a conventional method.
- the separated endogenous protein can be specifically recovered from the eluted fraction by, for example, a known method used for protein separation and purification.
- step [B] the peak region of the separation pattern of the endogenous protein contained in the blood-derived sample is identified.
- the peak of the separation pattern in the present invention include peak area, peak elution time, peak width, number of detected peaks, and peak height.
- the peak identified in the present invention is the peak elution time.
- the peak width and the number of peak detections can be mentioned.
- the separation pattern of the endogenous protein may be used as it is or after correction such as baseline correction as appropriate, and then used for peak extraction.
- the peak may be an absolute value or a relative value.
- an arbitrary elution time may be used as an arbitrary value, for example, the elution start time may be 0, or a ratio or difference to the total time in which the eluate is introduced may be used.
- the "first to third peaks” in the present invention may mean the first to third elution peaks after the start of elution (for example, after the start of gradient).
- the peak may have a peak area% of 1% or more.
- the “first to third peaks” may mean peaks having a peak area% of 1% or more, which elute first to third after the start of elution, respectively.
- Peak area% means a value (percentage) obtained by dividing the area of each peak (peak area) by the area of all peaks.
- the “peak region” in the present invention means a range of detection values having the above-mentioned peak and sandwiched between specific elution times.
- the first peak region is a region of detected values between the elution time at the boundary between the first and second peaks (hereinafter, also referred to as the boundary time) and an arbitrary value of the elution time before the boundary time. It means that.
- the arbitrary value of the elution time may be a reference point at the time of baseline correction, or may be an elution start time, and is not particularly limited, but the Fc-binding protein packed in the column can be used.
- the second peak region is a region of the detected value between the boundary time of the first and second peaks and the boundary time of the second and third peaks
- the third peak region is the second peak region. And the region of the detected value between the boundary time of the third peak and an arbitrary value of the elution time after the boundary time.
- the arbitrary value of the elution time may be a reference point at the time of baseline correction, or may be an end time of elution, and is not particularly limited, but the Fc-binding protein packed in the column may be used. From the time after the separation peak derived from the endogenous protein bound to the immobilized insoluble carrier was obtained, the column was washed with an eluate and then switched to an equilibrium solution to equilibrate the column. It is preferable to set it until the fluctuation of the detected value is obtained.
- a fixed method may be used.
- the boundary time of the peak region may be visually determined, but the boundary time of the peak region can be identified by a programming language.
- the method in which the elution time showing the minimum detected value in the region sandwiched between the peak tops is set as the boundary time of each peak, or the chromatogram showing the detected value in the region sandwiched between the peak tops is differentiated.
- a method in which the elution time at which the sign of the derivative obtained by the above changes is set as the boundary time is particularly preferable because the definition of the peak region can be automated and the difference between workers can be suppressed.
- the peak region of the endogenous protein can be determined by applying the separation pattern of the standard substance as shown in Examples described later.
- the standard substance is not particularly limited, but is preferably a substance that exhibits a clear separation pattern so that the peak region can be easily discriminated, and the peak region coincides with those of the endogenous protein.
- the separation pattern of the standard substance may be measured before or after the measurement of the endogenous protein, and the peak can be identified with high accuracy based on the value measured immediately before or immediately after the measurement of the endogenous protein. It is preferable because the peak of the protein can be identified.
- the identifiable sugar chain structure include sialic acid, galactose, mannose, N-acetylglucosamine, and fucose constituting an N-linked sugar chain, and examples of the sugar chain structure include G0, G0F, G1, G0F + GN, and G1Fa.
- G1Fb G1F + GN, G2, G2F, G1F + SA, G2F + SA, G2F + 2SA, G2F + GN, G2 + SA, G2 + 2SA, S1, S2, S3 and the like can be mentioned.
- the structure of the N-linked sugar chain thus obtained correlates with the structure of the sugar chain bound to the exogenous immunoglobulin in the blood after administration. Therefore, as described above, it is possible to determine the structure of the sugar chain bound to the exogenous immunoglobulin based on the N-linked sugar chain bound to the endogenous protein.
- the area% of the first peak region when the area% of the first peak region is high and / or when the area% of the third peak region is low, the retention of foreign immunoglobulin in the blood. Can be determined to be high.
- the area% of the first peak region is low and / or the area% of the third peak region is high, it can be determined that the blood retention of the exogenous immunoglobulin is low.
- ADCC activity and CDC activity increase as the affinity for the Fc-binding protein increases in the order of the first, second, and third peaks.
- has also been clarified SCIENTIFIC REPORTS, 2018, Volume 8, Article No. 3955. Therefore, when the area% of the first peak region is high and / or the area% of the third peak region is low, it can be determined that the ADCC activity of the exogenous immunoglobulin is low. On the other hand, when the area% of the first peak region is low and / or the area% of the third peak region is high, it can be determined that the ADCC activity of the exogenous immunoglobulin is high.
- the strength of the affinity of an immunoglobulin for an Fc-binding protein is the ADCC activity and ADCC activity of natural killer cells and monocytes having a damaging or phagocytic effect on the binding substance to which the immunoglobulin is bound, and immune cells such as macrophages. / Or because it affects the ADCP activity, the activity can be determined by detecting the difference in the affinity.
- FcR9_F column ⁇ Preparation of affinity chromatography column (FcR9_F column)>
- FcR9_F_Cys amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2
- the first methionine (Met) to the 22nd alanine (Ala) are improved PelB signal peptides
- the 24th glycine (Gly) Up to glutamine (Gln) is the amino acid sequence of the Fc-binding protein FcR9_F (Japanese Patent Laid-Open No.
- the FcR9_F is an amino acid residue from the 17th to the 192nd of the native Fc ⁇ RIIIa shown in SEQ ID NO: 1, but is a polypeptide having the amino acid substitutions shown in the following (I) to (X): (I) Substitute valine (Val) at position 27 (34th in SEQ ID NO: 2) of SEQ ID NO: 1 with glutamic acid (Glu) (II) Phenylalanine (Phe) at position 29 (36th in SEQ ID NO: 2) of SEQ ID NO: 1.
- Phenylalanine (Phe) is replaced with Serin (X)
- Valin at position 176 (183rd in SEQ ID NO: 2) of SEQ ID NO: 1 is replaced with phenylalanine (Phe).
- FcR9_F_Cys obtained by the method of JP-A-2018-197224 after activating the hydroxyl group on the surface of 2 mL of the hydrophilic vinyl polymer for separating agent (manufactured by Tosoh Corporation: filler for liquid chromatography) with an iodoacetyl group. was reacted with 4 mg to obtain an FcR9_F-immobilized gel.
- An FcR9_F column was prepared by filling 1.2 mL of the FcR9_F immobilized gel prepared in (1) into a stainless column having a diameter of 4.6 mm ⁇ 50 mm.
- rituximab was isolated and purified from the serum of a patient after rituximab administration by the following method.
- Anti-rituximab antibody 20 manufactured by Bio-Rad
- magnetic particles 10 Distynabeads M-280 Tosyactive; manufactured by Thermo Fisher
- the magnetic particles 10 were focused by bringing a magnet close to the suspension of the magnetic particles 10 obtained in (3), the supernatant was removed, and 60 ⁇ L of glycine-HCl buffer having a pH of 2.7 was added. .. Rituximab 30 bound to the magnetic particles was dissociated by stirring with amplitude for 5 minutes. After stirring, the magnetic particles 10 were collected by bringing a magnet close to each other, the supernatant was collected, and the collected supernatant was neutralized by adding 30 ⁇ L of Tris-HCl buffer having a pH of 7.5. The obtained solution was used as a purified rituximab solution.
- Example 1 ⁇ Blood antibody analysis using FcR9_F column> (1)
- blood obtained by collecting blood from the same 12 samples before rituximab administration was centrifuged to obtain serum.
- the serum was diluted 20-fold with PBS (Phosphate Buffered Saline) (pH 7.4) and then passed through a 0.2 ⁇ m diameter filter (manufactured by Merck Millipore) to prepare a serum sample.
- PBS Phosphate Buffered Saline
- the FcR9_F column prepared above is connected to a high-speed liquid chromatography device (manufactured by Toso Co., Ltd.), and a 10 mM citrate buffer solution (pH 6.5) containing 100 mM sodium chloride (hereinafter also referred to as “equilibrium solution”). ), Then rituximab (manufactured by Zenyaku Kogyo Co., Ltd., brand name: rituximab intravenous infusion 100 mg) was prepared with an equilibrium solution so that the rituximab concentration was 1 mg / mL. 10 ⁇ L was added at / min. The measurement interval by the detector was performed by acquiring data every 1/5 second.
- the first peak region is the range from 7 minutes after the start of elution to the elution time when the derivative of the valley region between the first and second peaks is 0, and the second peak region is the valley between the first and second peaks.
- the range is from the elution time when the derivative of the region takes 0 to the elution time when the derivative of the valley region between the second and third peaks takes 0, and the third peak region is between the second and third peaks.
- the range was from the elution time when the derivative of the valley region was 0 to 18 minutes after the start of elution.
- Example 2 ⁇ Purified rituximab analysis using FcR9_F column> (1) Blood collected from a subject who gave informed consent was centrifuged to obtain serum. Rituximab was added to the serum at a rate of 100 ⁇ g / mL, and rituximab was purified by the same method as in ⁇ Purification of rituximab contained in blood>. The obtained rituximab solution was used as a standard rituximab solution.
- Example 1 (Except that 60 ⁇ L of the standard rituximab solution prepared in (1) was used as the standard substance and 60 ⁇ L of the purified rituximab solution prepared in ⁇ purification of rituximab contained in blood> was used as the measurement sample. Each peak area% was calculated from the separation pattern by the same method as in 2) to (7).
- the first peak area% of gamma globulin (serum gamma globulin) separated from the serum of the sample obtained in Example 1 and rituximab (purified rituximab) separated from the serum of the same sample obtained in Example 2 ) Is shown in FIG. 3 with the correlation with the first peak area%.
- Example 3 ⁇ Correlation evaluation with blood concentration of rituximab after administration> (1)
- the amount of rituximab purified by ⁇ purification of rituximab contained in blood> was measured with a NanoDrop ultra-trace spectrophotometer (manufactured by Thermo Scientific). Since the amount of purified rituximab depends on the concentration of rituximab contained in the patient's serum, the retention in blood can be grasped.
- a sample having a purified rituximab amount of less than 2 ⁇ g was defined as having a low blood retention
- a sample having a purified rituximab amount of 2 ⁇ g or more was defined as a sample having a high blood retention.
- the amount of purified rituximab differs between the samples. Based on the purified amount of 2 ⁇ g, the sample with a large amount of purification is divided into two groups, a sample with a high blood retention and a sample with a low purification amount, and a sample with a low blood retention. evaluated. As a result, as shown in FIG. 6, it can be seen that the third peak area% is significantly higher as the separation pattern of purified rituximab in the sample having low blood retention. This result indicates that the separation pattern of purified rituximab predicted by the separation pattern of serum gamma globulin before administration of the antibody drug is effective in predicting the retention in blood.
- Example 4 ⁇ Correlation evaluation with blood concentration of rituximab after administration> (1)
- Each peak area% was calculated by the same method as in Example 1 except that the blood obtained by collecting blood from the sample after administration of rituximab was used.
- Blood collected from 13 specimens of the hematological malignancies after administration of rituximab was centrifuged to obtain serum.
- the concentration of rituximab contained in the serum was measured using a rituximab ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) kit (manufactured by Eagle Biosciences).
- a rituximab ELISA Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay kit (manufactured by Eagle Biosciences).
- Example 4 The results of Example 4 are summarized in Table 1 and FIG. 7.
- Table 1 shows the third peak area% obtained from (1), the blood rituximab concentration obtained from (2), and the number of days from the immediately preceding administration to blood sampling of the 13 blood tumor patients. Based on the data in Table 1, the results of plotting the blood rituximab concentration and the number of days from the previous administration to blood sampling are shown in FIG. In FIG. 7, the group in which the blood concentration decreased at an early stage and the group in which the blood concentration was maintained were surrounded by dotted lines, and the distribution of the value of the third peak area% was evaluated.
- the third peak area% was 40.5% to 59.6%, whereas in the group in which the blood concentration decreased early, the third peak area% was 40.5% to 59.6%.
- the third peak area% was 68.1% to 68.4%, and when the value of the third peak area% was high, the blood concentration of rituximab tended to decrease. This result indicates that the separation pattern of serum gamma globulin before or after administration of the antibody drug (rituximab here) is effective in predicting the blood retention of the antibody drug.
- the structure of the sugar chain bound to the immunoglobulin is predicted in the blood of the subject after the administration. Is possible. Based on the sugar chain structure predicted in this way, it is possible to predict the properties (regulation of cell function, activation of immunity, dynamics of immunoglobulin, etc.) brought about by the structure. Since these properties affect the efficacy and / or safety of immunoglobulins, the present invention relates to pharmaceuticals and medical treatments by predicting the efficacy or safety of immunoglobulins such as antibody drugs in the body. Useful in the field.
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Abstract
被検者から採取した血液由来試料中のタンパク質に結合したN結合型糖鎖を解析し、当該N結合型糖鎖の構造に基づき、前記被検者に免疫グロブリンを投与した場合、当該投与後の被検者の血液における、前記免疫グロブリンに結合した糖鎖の構造を予測する。
Description
本発明は、抗体医薬品等の免疫グロブリンを被検者に投与した場合、当該投与後の被検者の血液において前記免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を予測する方法に関する。
近年、がんや免疫疾患等の治療に免疫グロブリン(抗体)を含む医薬品(抗体医薬品)が用いられている。抗体医薬品に用いる抗体は、遺伝子工学的手法により創出され、当該抗体を発現可能な細胞(例えば、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞等)を培養した後、カラムクロマトグラフィ等を用いて高純度に精製し製造されている。
しかしながら、近年の研究により、前記製造により得られた抗体は、酸化、還元、異性化、糖鎖付加等の修飾を受けることで多様な分子の集合体となっていることが判明しており、薬効や安全性への影響が懸念されている。特に、抗体に結合している糖鎖構造は、抗体医薬品の活性、動態、及び安全性に大きな影響を与えることが報告されており、詳細な糖鎖構造の解析が重要である(非特許文献1)。また、非特許文献2では、抗体医薬品を投与された疾患患者の症例によって、投与された抗体医薬品に結合している糖鎖構造が血液内で変化し、当該糖鎖構造の変化が抗体医薬品の血中滞留性に影響を及ぼしている可能性が報告されている。非特許文献3では、抗体医薬品の糖鎖構造の変化が抗体医薬品の血中滞留性に影響を与えることが報告されており、特にFcγRへの結合能に関与する糖鎖構造が血中滞留性に影響を与えることができる点に関しても述べられている。さらに、非特許文献4の表5等において示されているように、マンノース、ガラクトース、GlcNAc(N-アセチルグルコサミン)、Sialic acid NANA(N-アセチルノイラミン酸)が抗体のクリアランスに関与していることも示されている。
このような知見を鑑みるに、疾患患者に投与された抗体医薬品の糖鎖構造の変化を事前に予測することができれば、薬効や安全性への影響を予測することに繋がる。しかしながら、これまで抗体医薬品等の免疫グロブリンの結合糖鎖の変化を事前に予測することは困難であった。
CHROMATOGRAPHY、34(2)、83-88(2013)
Pharmaceutical Research、36、82(2019)
Cancer Research、70、4481-4489(2010)
Journal of Pharmaceutical Sciences、104、1866-1884(2015)
本発明の課題は、疾患患者等の被検者に投与された抗体医薬品等の免疫グロブリンの糖鎖構造を予測できる方法を提供することにある。
本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、被検者から採取した血液由来試料中の内在性タンパク質に結合している糖鎖の構造は、当該被検者に免疫グロブリンを投与した場合、当該投与後の血液における前記免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造と、相関していることを見出した。すなわち、血液由来試料中に含まれる内在性タンパク質の糖鎖構造を解析することで、当該被検者に投与された抗体医薬品等の免疫グロブリンの結合糖鎖を予測できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、以下の[1]から[9]に記載の態様を包含する。
[1] 以下の(1)及び(2)の工程を含む、被検者に外来性免疫グロブリンを投与した場合、当該投与後の被検者の血液において、前記外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を予測する方法、
(1)前記被検者から採取した血液由来試料中の内在性タンパク質に結合しているN結合型糖鎖の構造を解析する、
(2)(1)で得られたN結合型糖鎖の構造に基づき、前記外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を判定する方法。
[2] 前記外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖が、細胞の機能調節又は免疫の活性化に関与する糖鎖である、[1]に記載の方法。
[3] 前記内在性タンパク質が、内在性の免疫グロブリンである、[1]又は[2]に記載の方法。
[4] 前記N結合型糖鎖の構造を、Fc結合性タンパク質を固定化した不溶性担体を充填したカラムを用いて解析する、[1]~[3]のうちのいずれか一項に記載の方法。
[5] [1]~[4]のうちのいずれか一項に記載の方法で予測した糖鎖の構造に基づき、前記被検者における前記外来性免疫グロブリンの血中滞留性を予測する方法。
[6] 前記外来性免疫グロブリンが抗体医薬品である、[1]~[5]のうちのいずれか一項に記載の方法。
[7] [6]に記載の方法で予測した糖鎖の構造に基づき、前記被検者における前記抗体医薬品の薬効を予測する方法。
[8] 前記Fc結合性タンパク質がFcγRIIIaである[4]~[7]のうちのいずれか一項に記載の方法。
[9] 前記Fc結合性タンパク質が以下の(1)~(3)のうちのいずれかに記載のポリペプチドである、[4]~[7]のうちのいずれか一項に記載の方法:
(1)配列番号1に記載の17~192番目までのアミノ酸残基からなる配列を含み、当該アミノ酸配列において、少なくとも配列番号1に記載の176番目のバリンがフェニルアラニンに置換されているポリペプチド;
(2)配列番号1に記載の17~192番目までのアミノ酸残基からなる配列を含み、当該アミノ酸配列において、少なくとも配列番号1に記載の176番目のバリンがフェニルアラニンに置換され、さらに当該176番目以外の1若しくは数個の位置にて、1若しくは数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入及び/又は付加を有し、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド;
(3)配列番号1に記載の17~192番目までのアミノ酸残基からなる配列と70%以上の相同性を有するアミノ酸配列において、配列番号1に記載の176番目のバリンに相当するアミノ酸残基がフェニルアラニンに置換されており、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド。
[1] 以下の(1)及び(2)の工程を含む、被検者に外来性免疫グロブリンを投与した場合、当該投与後の被検者の血液において、前記外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を予測する方法、
(1)前記被検者から採取した血液由来試料中の内在性タンパク質に結合しているN結合型糖鎖の構造を解析する、
(2)(1)で得られたN結合型糖鎖の構造に基づき、前記外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を判定する方法。
[2] 前記外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖が、細胞の機能調節又は免疫の活性化に関与する糖鎖である、[1]に記載の方法。
[3] 前記内在性タンパク質が、内在性の免疫グロブリンである、[1]又は[2]に記載の方法。
[4] 前記N結合型糖鎖の構造を、Fc結合性タンパク質を固定化した不溶性担体を充填したカラムを用いて解析する、[1]~[3]のうちのいずれか一項に記載の方法。
[5] [1]~[4]のうちのいずれか一項に記載の方法で予測した糖鎖の構造に基づき、前記被検者における前記外来性免疫グロブリンの血中滞留性を予測する方法。
[6] 前記外来性免疫グロブリンが抗体医薬品である、[1]~[5]のうちのいずれか一項に記載の方法。
[7] [6]に記載の方法で予測した糖鎖の構造に基づき、前記被検者における前記抗体医薬品の薬効を予測する方法。
[8] 前記Fc結合性タンパク質がFcγRIIIaである[4]~[7]のうちのいずれか一項に記載の方法。
[9] 前記Fc結合性タンパク質が以下の(1)~(3)のうちのいずれかに記載のポリペプチドである、[4]~[7]のうちのいずれか一項に記載の方法:
(1)配列番号1に記載の17~192番目までのアミノ酸残基からなる配列を含み、当該アミノ酸配列において、少なくとも配列番号1に記載の176番目のバリンがフェニルアラニンに置換されているポリペプチド;
(2)配列番号1に記載の17~192番目までのアミノ酸残基からなる配列を含み、当該アミノ酸配列において、少なくとも配列番号1に記載の176番目のバリンがフェニルアラニンに置換され、さらに当該176番目以外の1若しくは数個の位置にて、1若しくは数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入及び/又は付加を有し、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド;
(3)配列番号1に記載の17~192番目までのアミノ酸残基からなる配列と70%以上の相同性を有するアミノ酸配列において、配列番号1に記載の176番目のバリンに相当するアミノ酸残基がフェニルアラニンに置換されており、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド。
本発明によれば、被検者に免疫グロブリンを投与した場合、当該投与後の被検者の血液において、前記免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を予測することが可能となる。
被検者に投与された免疫グロブリンは血液中で結合糖鎖が変化するため、投与前の免疫グロブリンの結合糖鎖を解析するだけでは、投与後の免疫グロブリン(抗体医薬品等)の活性、動態、安全性の予測が困難であった。しかし、本発明によれば、投与前の患者の血液由来試料中に含まれるタンパク質に結合したN結合型糖鎖を解析することで、投与後の抗体医薬品の前記試料中における結合糖鎖を予測することができるため、これまで困難であった投与後の抗体医薬品の活性、動態、安全性の予測を可能とすることができる。これは、患者に対する個別化医療を行うための重要なバイオマーカーとして使用することも可能であり、治療方針を決定する上での補助となるデータとしても使用することが可能である。例えば、投与前に抗体医薬品の患者体内での結合糖鎖の変化の予測から当該抗体医薬品の活性、動態、安全性を予測することで、抗体医薬品の投与量や投与頻度、異なった投薬の選択や異なった治療法の選択に活用することが可能となる。
以下、本発明について詳細に説明する。後述の実施例に示すとおり、本発明者らは、被検者から採取した血液由来試料中の内在性タンパク質に結合している糖鎖の構造は、当該被検者に免疫グロブリンを投与した場合、当該投与後の血液における前記免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造と、相関していることを見出した。本発明は、かかる知見に基づき完成されたものであり、以下の(1)及び(2)の工程を含む、被検者に外来性免疫グロブリンを投与した場合、当該投与後の被検者の血液において、前記外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を予測する方法に関する。
(1)前記被検者から採取した血液由来試料中の内在性タンパク質に結合したN結合型糖鎖の構造を解析する、
(2)(1)で得られたN結合型糖鎖の構造に基づき、前記外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を判定する方法。
(1)前記被検者から採取した血液由来試料中の内在性タンパク質に結合したN結合型糖鎖の構造を解析する、
(2)(1)で得られたN結合型糖鎖の構造に基づき、前記外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を判定する方法。
<被検者、及び被検者から採取した血液由来試料>
本発明の対象となる「被検者」としては、本発明の方法の対象となる個体を示し、特に制限はなく、ヒトのみならず、非ヒト動物であってもよい。かかる被検者として、例えば脊椎動物、好ましくは哺乳動物、より好ましくは霊長類(ヒト、サル、チンパンジー、オランウータン、ゴリラ等)、有蹄類(ウシ、ウマ、ヒツジ、ヤギ等)、げっ歯類(マウス、ラット、モルモット等)が挙げられるが、通常ヒトである。被検者は男性でもよく女性でもよい。また子供、若者、中年、老人等、いずれの年代の個体であってもよい。さらに健常者であってもよく、疾患を罹患している者、疾患の治療中若しくは治療後の者、疾患を再発するおそれのある者、又は、疾患に罹患している疑いのある者であるものでもよい。かかる疾患としては、特に制限はないが、後述の抗体医薬品の対象となる疾患、例えば、がん、自己免疫疾患、感染症、アレルギー、炎症疾患が挙げられる。
本発明の対象となる「被検者」としては、本発明の方法の対象となる個体を示し、特に制限はなく、ヒトのみならず、非ヒト動物であってもよい。かかる被検者として、例えば脊椎動物、好ましくは哺乳動物、より好ましくは霊長類(ヒト、サル、チンパンジー、オランウータン、ゴリラ等)、有蹄類(ウシ、ウマ、ヒツジ、ヤギ等)、げっ歯類(マウス、ラット、モルモット等)が挙げられるが、通常ヒトである。被検者は男性でもよく女性でもよい。また子供、若者、中年、老人等、いずれの年代の個体であってもよい。さらに健常者であってもよく、疾患を罹患している者、疾患の治療中若しくは治療後の者、疾患を再発するおそれのある者、又は、疾患に罹患している疑いのある者であるものでもよい。かかる疾患としては、特に制限はないが、後述の抗体医薬品の対象となる疾患、例えば、がん、自己免疫疾患、感染症、アレルギー、炎症疾患が挙げられる。
本発明において「血液由来試料」とは、血液(全血)又はその成分を含むものであって、後述のN結合型糖鎖を持つタンパク質を含む又は含み得る溶液のことである。当該溶液の形態としては、下記に示す、血液、尿等の体液そのものであってもよい。
血液(全血)、希釈血液、血清、血漿、髄液、臍帯血、成分採血液等の血液検体;
尿、唾液、精液、糞便、痰、羊水、腹水等の血液由来成分を含み得る検体;
また、これら体液から、分離された前記タンパク質又はそれらに含有する前記タンパク質を含み得る緩衝液の形態であってもよい。
これら血液由来試料は、後述の本発明の方法に直接用いてもよく、適宜前処理をしたのち用いてもよい。前処理としては、定法から適宜選択して行うことができる。定法としては、遠心分離、カラムによる精製等が挙げられる。
血液(全血)、希釈血液、血清、血漿、髄液、臍帯血、成分採血液等の血液検体;
尿、唾液、精液、糞便、痰、羊水、腹水等の血液由来成分を含み得る検体;
また、これら体液から、分離された前記タンパク質又はそれらに含有する前記タンパク質を含み得る緩衝液の形態であってもよい。
これら血液由来試料は、後述の本発明の方法に直接用いてもよく、適宜前処理をしたのち用いてもよい。前処理としては、定法から適宜選択して行うことができる。定法としては、遠心分離、カラムによる精製等が挙げられる。
<内在性タンパク質>
本発明において「内在性タンパク質」とは、タンパク質のアスパラギンの側鎖にアミドでβ結合したN-アセチルグルコサミンを起点として結合した糖鎖を持つタンパク質のことをいう。なお「内在性タンパク質」とは、前述の被検者の血液中において生来的に発現、存在しているタンパク質のみならず、後述の外来性免疫グロブリン投与前又は投与時に当該血液中に存在しているタンパク質も含まれる。すなわち、外来性免疫グロブリン投与前に被検者に投与され、血液中に既に存在していた外来性のタンパク質も含まれる。
本発明において「内在性タンパク質」とは、タンパク質のアスパラギンの側鎖にアミドでβ結合したN-アセチルグルコサミンを起点として結合した糖鎖を持つタンパク質のことをいう。なお「内在性タンパク質」とは、前述の被検者の血液中において生来的に発現、存在しているタンパク質のみならず、後述の外来性免疫グロブリン投与前又は投与時に当該血液中に存在しているタンパク質も含まれる。すなわち、外来性免疫グロブリン投与前に被検者に投与され、血液中に既に存在していた外来性のタンパク質も含まれる。
糖鎖解析されるN結合型糖鎖を持つタンパク質に特に制限はないが、糖鎖構造の予測対象となる外来性免疫グロブリンのタンパク構造に似ているという観点から、血液由来試料に含まれる免疫グロブリンが好ましい。
「免疫グロブリン」は、ガンマグロブリン、抗体とも称され、少なくとも糖鎖が付加されたFc領域を含んでいればよい。免疫グロブリンは、IgG、IgM、IgA、IgD、IgE、いずれであってもよい。ただし、後述の免疫グロブリンを分離するために用いられるFc結合性タンパク質としてFcレセプターを用いる場合は、当該レセプターに対応した免疫グロブリンである必要がある。例えば、Fc結合性タンパク質としてヒトFcγレセプターを用いる場合は、対象抗体はヒトIgGである。なお前記IgGは、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、いずれであってもよい。
<外来性免疫グロブリン>
本発明において「外来性免疫グロブリン」とは、被検者に投与される免疫グロブリンを意味する。免疫グロブリンについては前述のとおりであるが、外来性免疫グロブリンは、N結合型糖鎖の修飾の有無に関わらず、N結合型糖鎖が結合可能なアミノ酸を有していればよい。外来性免疫グロブリンはまた、モノクローナル抗体であってもよく、ポリクローナル抗体であってもよい。さらに、外来性免疫グロブリンには、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体が含まれる。また、外来性免疫グロブリンには、免疫グロブリンの機能的断片も含まれる。「機能的断片」としては、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が挙げられる。
本発明において「外来性免疫グロブリン」とは、被検者に投与される免疫グロブリンを意味する。免疫グロブリンについては前述のとおりであるが、外来性免疫グロブリンは、N結合型糖鎖の修飾の有無に関わらず、N結合型糖鎖が結合可能なアミノ酸を有していればよい。外来性免疫グロブリンはまた、モノクローナル抗体であってもよく、ポリクローナル抗体であってもよい。さらに、外来性免疫グロブリンには、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体が含まれる。また、外来性免疫グロブリンには、免疫グロブリンの機能的断片も含まれる。「機能的断片」としては、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が挙げられる。
また、後述の抗体医薬品の例(trastuzumab emtansine、brentuximab vedotin、emtuzumab ozogamicin、ibritumomab tiuxetan、tositumomab等)に示すとおり、外来性免疫グロブリンは、抗体薬物複合体の形態をとってもよい。「抗体薬物複合体(ADC;Antibody Drug Conjugate)」は、免疫グロブリンにリンカーを介して化学療法剤(薬物)を共有結合したものである。かかる化学療法剤としては、特に制限はないが、例えば、デルクステカン、イリノテカン(CPT-11)、イリノテカンの代謝産物SN-38(10-ヒドロキシ-7-エチルカンプトテシン)、アドリアマイシン、タキソール、5-フルオロウラシル、ニムスチン、ラミニスチン等のアルキル化剤、ゲムシタビン、ヒドロキシカルバミド等の代謝拮抗剤、エトポシド、ビンクリスチン等の植物アルカロイド、カリケアマイシン、カリケアマイシン誘導体(オゾガマイシン等)、マイトマイシン、ブレオマイシン等の抗がん性抗生物質、シスプラチン等の白金製剤、ソラフェニブ、エルロチニブ等の分子標的剤、メトトレキセート、シトシンアラビノシド、6-チオグアニン、6-メルカプトプリン、シクロフォスファミド、イフォスファミド、ブスルファン、MMAE(モノメチルアウリスタチンE)、DM-1(メルタンシン)、カリキアマイシンが挙げられる。また、銅64(64Cu)、ヨウ素131(131I)、インジウム111(111In)、イットリウム90(90Y)、ホウ素10(10B)等の放射性同位体も化学療法剤として挙げられる。
本発明において、外来性免疫グロブリンの例として「抗体医薬品」が挙げられる。抗体医薬品の一例として、abagovomab、abatacept、abciximab、ABT-414、adalimumab、adalimumab、adalimumab-atto、aducanumab、afelimomab、aflibercept、aflibercept、alefacept、alemtuzumab、alemtuzumab、alirocumab、altumomab、ALX-0061、amatuximab、anifrolumab、arcitumomab、atezolizumab、bapineuzumab、basiliximab、bavituximab、begelomab、belatacept、belimumab、benralizumab、besilesomab、bevacizumab、bezlotoxumab、bimagrumab、blinatumomab、bococizumab、brentuximab vedotin、Briakinumab、brodalumab、canakinumab、capromab、catumaxomab、certolizumab pegol、cetuximab、crenezumab、daclizumab、daclizumab、daratumumab、demcizumab、denosumab、denosumab、denosumab、dinutuximab、dupilumab、durvalumab、dusigitumab、eculizumab、edrecolomab、efalizumab、efungumab、elotuzumab、epratuzumab、etanercept、etanercept、etanercept-szzs、etaracizumab、etrolizumab、evolocumab、fresolimumab、gantenerumab、gemtuzumab ozogamicin、gevokizumab、girentuximab、golimumab、golimumab、GSK2398852、guselkumab、ibritumomab tiuxetan、idarucizumab、igovomab、imciromab pentetate、infliximab、infliximab、infliximab、infliximab-dyyb、inotuzumab ozogamicin、ipilimumab、ixekizumab、labetuzumab、lampalizumab、lebrikizumab、lifastuzumab vedotin、lintuzumab、lorvotuzumab mertansine、lulizumab pegol、margetuximab、mavrilimumab、mepolizumab、milatuzumab、mitumomab、mogamulizumab、motavizumab、moxetumomab pasudotox、muromonab-CD3、natalizumab、natalizumab、necitumumab、necitumumab、nesvacumab、nimotuzumab、nivolumab、nofetumomab、obiltoxaximab、obinutuzumab、ocrelizumab、ofatumumab、olaratumab、omalizumab、otelixizumab、ozanezumab、palivizumab、panitumumab、pascolizumab、pembrolizumab、pemtumomab、pertuzumab、pidilizumab、polatuzumab vedotin、racotumomab、ramucirumab、ranibizumab、raxibacumab、reslizumab、rilonacept、rilotumumab、rituximab、romiplostim、romosozumab、sacituzumab govitecan、satumomab、secukinumab、seribantumab、sifalimumab、silutuximab、simtuzumab、sirukumab、solanezumab、sulesomab、tabalumab、tanezumab、tarextumab、tildrakizumab、tilmanocept、tocilizumab、tositumomab、tralokinumab、trastuzumab、trastuzumab emtansine、trastuzumab deruxtecan、tremelimumab、ustekinumab、vantictumab、vedolizumab、veltuzumab、votumumab、yttrium (90Y) clivatuzumab tetraxetan等が挙げられる。
このような抗体医薬品の対象となる疾患としては、特に制限はないが、例えば、がん、自己免疫疾患、感染症、アレルギー、炎症疾患が挙げられ、より具体的には、以下のとおりである。
「がん」としては、脳腫瘍、乳がん、子宮体がん、子宮頚がん、卵巣がん、食道がん、胃がん、虫垂がん、大腸がん、肝がん、胆嚢がん、胆管がん、膵がん、副腎がん、消化管間質腫瘍(GIST)、中皮腫、頭頚部がん、腎がん、肺がん、骨肉腫、ユーイング肉腫、軟骨肉腫、前立腺がん、精巣腫瘍、腎細胞がん、膀胱がん、横紋筋肉腫、皮膚がん、肛門がんが挙げられる。
「自己免疫疾患」としては、ギラン・バレー症候群、重症筋無力症、多発性硬化症、慢性胃炎、慢性萎縮性胃炎、自己免疫性肝炎、原発性胆汁性胆管炎、潰瘍性大腸炎、クローン病、原発性胆汁性胆管炎、自己免疫性膵炎、高安動脈炎、グッドパスチャー症候群、急速進行性糸球体腎炎、巨赤芽球性貧血、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性好中球減少症、特発性血小板減少性紫斑病、バセドウ病、橋本病、原発性甲状腺機能低下症、特発性アジソン病、1型糖尿病、慢性円板状エリテマトーデス、限局性強皮症、天疱瘡、膿疱性乾癬、尋常性乾癬、類天疱瘡、妊娠性疱疹、線状IgA水疱性皮膚症、後天性表皮水疱症、円形脱毛症、尋常性白斑、サットン後天性遠心性白斑・サットン母斑、原田病、自己免疫性視神経症、自己免疫性内耳障害、特発性無精子症、習慣性流産、リウマチ、全身性エリテマトーデス、抗リン脂質抗体症候群、多発性筋炎、皮膚筋炎、強皮症、シェーグレン症候群、IgG4関連疾患、血管炎症候群、混合性結合組織病が挙げられる。
「感染症」としては、細菌感染症、真菌感染症、寄生性原虫感染症、寄生性蠕虫感染症、ウイルス感染症が挙げられる。細菌感染症としては、レンサ球菌、黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌、腸球菌、リステリア、髄膜炎菌、淋菌、病原性大腸菌、クレブシエラ、プロテウス、百日咳菌、緑膿菌、セラチア、シトロバクター、アシネトバクター、エンテロバクター、マイコプラズマ、クロストリジウム、リケッチア、クラミジア等の各種細菌による感染症;結核、非結核性抗酸菌症、コレラ、ペスト、ジフテリア、赤痢、猩紅熱、炭疽、梅毒、破傷風、ハンセン病、レジオネラ肺炎、レプトスピラ症、ライム病、野兎病、Q熱が挙げられる。真菌感染症としては、アスペルギルス症、カンジダ症、クリプトコッカス症、白癬菌症、ヒストプラズマ症、ニューモシスチス肺炎(カリニ肺炎)が挙げられる。寄生性原虫感染症としては、アメーバ赤痢、マラリア、トキソプラズマ症、リーシュマニア症、クリプトスポリジウム症が挙げられる。寄生性蠕虫感染症としては、エキノコックス症、日本住血吸虫症、フィラリア症、回虫症、広節裂頭条虫症が挙げられる。ウイルス感染症としては、インフルエンザ、ウイルス性肝炎、ウイルス性髄膜炎、ウイルス性胃腸炎、ウイルス性結膜炎、後天性免疫不全症候群(AIDS)、成人T細胞白血病、エボラ出血熱、黄熱、風邪症候群、狂犬病、サイトメガロウイルス感染症、重症急性呼吸器症候群(SARS)、中東呼吸器症候群(MERS)、進行性多巣性白質脳症、水痘・帯状疱疹、単純疱疹、手足口病、デング熱、日本脳炎、伝染性紅斑、伝染性単核球症、天然痘、風疹、急性灰白髄炎(ポリオ)、麻疹、咽頭結膜熱(プール熱)、マールブルグ出血熱、腎症候性出血熱、ラッサ熱、流行性耳下腺炎、ウエストナイル熱、ヘルパンギーナ、チクングニア熱が挙げられる。感染症は、例えば、日和見感染症であってもよい。
「アレルギー」としては、アナフィラキシーショック、アレルギー性鼻炎(季節性アレルギー性鼻炎等)、結膜炎、気管支喘息、蕁麻疹、アトピー性皮膚炎、溶血性貧血、特発性血小板減少性紫斑病、薬剤性溶血性貧血、顆粒球減少症、血小板減少症、グッドパスチャー症候群、血清病、全身性エリテマトーデス(SLE)、リウマチ、糸球体腎炎、過敏性肺炎、アレルギー性気管支肺アスペルギルス症(ABPA)、接触性皮膚炎、アレルギー性脳炎、移植拒絶反応、結核性空洞、類上皮細胞性肉芽腫、好酸球性多発血管炎性肉芽腫症、鼻茸を伴う慢性副鼻腔炎が挙げられる。
「炎症疾患」としては、炎症性サイトカインにより誘導される疾患が挙げられる。炎症性サイトカインとしては、IL-6やTNF-αが挙げられる。炎症疾患として、具体的には、脳炎、骨髄炎、髄膜炎、神経炎、眼の炎症(涙腺炎、強膜炎、上強膜炎、角膜炎、脈絡網膜炎、網膜炎、脈絡網膜炎、眼瞼炎、結膜炎、ぶどう膜炎、等)、耳の炎症(外耳炎、中耳炎、内耳炎、等)、乳腺炎、心炎(心内膜炎、心筋炎、心膜炎、等)、血管炎(動脈炎、静脈炎、毛細血管炎、等)、呼吸器の炎症(副鼻腔炎、鼻炎、咽頭炎、喉頭炎、気管炎、気管支炎、細気管支炎、肺炎、胸膜炎、縦隔炎、等)、口腔の炎症(口内炎、歯肉炎、歯肉口内炎、舌炎、扁桃炎、シラデン炎、耳下腺炎、口唇炎、歯髄炎、鼻炎、等)、消化器の炎症(食道炎、胃炎、胃腸炎、腸炎、小腸炎、大腸炎、十二指腸炎、回腸炎、虫垂炎、直腸炎、等)、皮膚炎、蜂巣炎、汗腺炎、関節炎、皮膚筋炎、筋炎、滑膜炎、腱炎、脂肪織炎、骨炎、骨髄炎、骨膜炎、腎炎、輸尿管炎、膀胱炎、尿管炎、卵巣炎、卵管炎、子宮内膜炎、子宮頸管炎、膣炎、外陰炎、精巣炎、精巣上体炎、前立腺炎、精嚢膀胱炎、亀頭炎、包皮炎、絨毛膜羊膜炎、臍帯炎、臍炎、肝炎、上行性胆管炎、胆嚢炎、膵炎、腹膜炎、下垂体炎、甲状腺炎、副甲状腺炎、副腎炎、リンパ管炎、リンパ節炎が挙げられる。
<内在性タンパク質に結合しているN結合型糖鎖の解析方法、及びその結果に基づく、外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖構造の予測>
内在性タンパク質に結合している「N結合型糖鎖の解析」は、当業者であれば適宜定法を用いて行うことができる。かかる定法としては、例えば、質量分析、特に糖鎖の切り出しを含むLC-MS分析(例えば、特開2016-194500号公報、特開2016-099304号公報)、レクチン又は抗体を用いた分析、電気泳動による分析、不溶性担体に固定化されたFc結合性タンパク質と抗体との親和性に基づくアフィニティクロマトグラフィ分析(例えば、特許文献:WO2019/244901号)による方法が挙げられる。これらの中で、当該アフィニティクロマトグラフィ分析は、煩雑な操作なく簡便に抗体のFc領域に結合したN結合型糖鎖構造の違いに基づく分析ができるため、特に好ましい糖鎖解析方法である。かかる糖鎖解析方法については、<不溶性担体に固定化されたFc結合性タンパク質と抗体との親和性に基づくアフィニティクロマトグラフィ分析>参照のほど。
内在性タンパク質に結合している「N結合型糖鎖の解析」は、当業者であれば適宜定法を用いて行うことができる。かかる定法としては、例えば、質量分析、特に糖鎖の切り出しを含むLC-MS分析(例えば、特開2016-194500号公報、特開2016-099304号公報)、レクチン又は抗体を用いた分析、電気泳動による分析、不溶性担体に固定化されたFc結合性タンパク質と抗体との親和性に基づくアフィニティクロマトグラフィ分析(例えば、特許文献:WO2019/244901号)による方法が挙げられる。これらの中で、当該アフィニティクロマトグラフィ分析は、煩雑な操作なく簡便に抗体のFc領域に結合したN結合型糖鎖構造の違いに基づく分析ができるため、特に好ましい糖鎖解析方法である。かかる糖鎖解析方法については、<不溶性担体に固定化されたFc結合性タンパク質と抗体との親和性に基づくアフィニティクロマトグラフィ分析>参照のほど。
そして、このようにして得られたN結合型糖鎖の構造は、後述の実施例に示すとおり、投与後の血液内における外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造と相関している。そのため、内在性タンパク質に結合しているN結合型糖鎖に基づき、外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を判定することが可能となる。
例えば、内在性タンパク質に結合しているN結合型糖鎖と、血液中の外来性免疫グロブリンの結合糖鎖との間に相関式をあらかじめ作成し、当該タンパク質に結合したN結合型糖鎖の解析値から当該抗体医薬品の前記試料中における結合糖鎖の推定値を求めることができる。また、内在性タンパク質に結合したN結合型糖鎖を、基準となる糖鎖解析値を基に比較することで導き出される、外来性免疫グロブリンの血液中における結合糖鎖を定量的又は定性的に求めることもできる。
また、抗体医薬品等の外来性免疫グロブリンに結合する糖鎖構造は、免疫の活性化に関与することが知られている。当該糖鎖構造が関与する免疫の活性としては、例えば、抗体依存性細胞傷害活性(ADCC活性)、補体依存性細胞傷害活性(CDC活性)、抗体依存性細胞貪食活性(ADCP活性)が挙げられる。
抗体医薬品等の外来性免疫グロブリンに結合する糖鎖構造は、細胞の機能調節に関与することが知られている。当該糖鎖構造が関与する細胞の機能としては、例えば、糖鎖レセプターによる細胞への取り込み能やシグナル伝達が挙げられる。
また、後述の実施例にも示すとおり、抗体医薬品等の外来性免疫グロブリンに結合する糖鎖構造は、その動態(例えば、胎児性Fc受容体(FcRn)結合による体内動態制御、血中滞留性、分散安定性)に関与する。
このように、本発明の方法によれば、外来性免疫グロブリンの血液中における結合糖鎖の構造を予測することによって、当該構造によってもたらされる性質(細胞の機能調節、免疫の活性化、外来性免疫グロブリンの動態等)も予測することが可能となる。また、これら性質は、外来性免疫グロブリンの薬効及び/又は安全性に影響を与えるものであるから、当該薬効及び/又は安全性も予測することが可能となる。
また、内在性タンパク質に結合しているN結合型糖鎖の解析、及び/又は、当該解析に基づく外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖構造等の予測は、当該免疫グロブリンの投与前が好ましいが、その投与と同時であってもよく、また投与後に行ってもよい。
<不溶性担体に固定化されたFc結合性タンパク質と抗体との親和性に基づくアフィニティクロマトグラフィ分析>
上述のアフィニティクロマトグラフィ分析は、より具体的に、以下の[A]から[B]の工程を含む方法である。
[A]血液由来試料を、Fc結合性タンパク質を固定化した不溶性担体を充填したカラムに供し、当該試料中に含まれる内在性タンパク質を分離することで、当該タンパク質の分離パターンを得る工程;
[B][A]で得られた分離パターンにおけるピーク領域を同定する工程。
上述のアフィニティクロマトグラフィ分析は、より具体的に、以下の[A]から[B]の工程を含む方法である。
[A]血液由来試料を、Fc結合性タンパク質を固定化した不溶性担体を充填したカラムに供し、当該試料中に含まれる内在性タンパク質を分離することで、当該タンパク質の分離パターンを得る工程;
[B][A]で得られた分離パターンにおけるピーク領域を同定する工程。
(Fc結合性タンパク質)
上述の血液由来試料から内在性タンパク質を分離するために用いられる「Fc結合性タンパク質」とは、試料中に含まれる内在性タンパク質のFc領域に対する結合能を有し、かつ抗体の糖鎖構造(例えば、Fc領域の糖鎖構造)の違いを認識できるポリペプチドであれば、特に制限はない。例えば、前記内在性タンパク質がヒト由来の抗体である場合、Fc結合性タンパク質として、ヒトFc結合性タンパク質が挙げられる。ヒトFc結合性タンパク質の好ましい例として、ヒトFcレセプターが挙げられる。ヒトFcレセプターには、ヒト免疫グロブリンG(IgG)に対するレセプターであるヒトFcγレセプター、ヒト免疫グロブリンA(IgA)に対するレセプターであるヒトFcαレセプター、ヒト免疫グロブリンD(IgD)に対するレセプターであるヒトFcδレセプター、ヒト免疫グロブリンE(IgE)に対するレセプターであるヒトFcεレセプター等が挙げられるが、いずれのレセプターも本発明におけるヒトFc結合性タンパク質として利用可能である。
上述の血液由来試料から内在性タンパク質を分離するために用いられる「Fc結合性タンパク質」とは、試料中に含まれる内在性タンパク質のFc領域に対する結合能を有し、かつ抗体の糖鎖構造(例えば、Fc領域の糖鎖構造)の違いを認識できるポリペプチドであれば、特に制限はない。例えば、前記内在性タンパク質がヒト由来の抗体である場合、Fc結合性タンパク質として、ヒトFc結合性タンパク質が挙げられる。ヒトFc結合性タンパク質の好ましい例として、ヒトFcレセプターが挙げられる。ヒトFcレセプターには、ヒト免疫グロブリンG(IgG)に対するレセプターであるヒトFcγレセプター、ヒト免疫グロブリンA(IgA)に対するレセプターであるヒトFcαレセプター、ヒト免疫グロブリンD(IgD)に対するレセプターであるヒトFcδレセプター、ヒト免疫グロブリンE(IgE)に対するレセプターであるヒトFcεレセプター等が挙げられるが、いずれのレセプターも本発明におけるヒトFc結合性タンパク質として利用可能である。
ヒトFcγレセプターの具体例として、ヒトFcγRI(CD64)、ヒトFcγRIIa(CD32a)、ヒトFcγRIIb(CD32b)、ヒトFcγRIIc(CD32c)、ヒトFcγRIIIa(CD16a)又はヒトFcγRIIIb(CD16b)の細胞外領域の部分配列を少なくとも含むポリペプチド、並びに当該ポリペプチドを構成するアミノ酸残基の一部を置換、欠失、挿入及び/又は付加したポリペプチドが挙げられる。中でも、ヒトFcγRIIIaの細胞外領域の部分配列を少なくとも含むポリペプチドや、当該ポリペプチドを構成するアミノ酸残基の一部を置換、欠失、挿入及び/又は付加したポリペプチドが、本発明でヒトFc結合性タンパク質として用いるヒトFcγレセプターとして好ましい。
ヒトFcγRIIIaの細胞外領域の部分配列を少なくとも含むポリペプチドや、当該ポリペプチドを構成するアミノ酸残基の一部を置換、欠失、挿入及び/又は付加したポリペプチドの具体例として、以下の(1)から(3)に記載のポリペプチドが挙げられる。
(1)配列番号1に記載のアミノ酸配列の17番目から192番目までのアミノ酸残基を含み、当該アミノ酸配列において、少なくとも176番目のバリンがフェニルアラニンに置換されているポリペプチド;
(2)配列番号1に記載のアミノ酸配列の17番目から192番目までのアミノ酸残基を含み、当該アミノ酸配列において、少なくとも176番目のバリンがフェニルアラニンに置換され、さらに176番目以外の1若しくは数個の位置にて、1若しくは数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入及び/又は付加を有し、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド;
(3)配列番号1に記載の17~192番目までのアミノ酸残基からなる配列と70%以上の相同性を有するアミノ酸配列において、配列番号1の176番目のバリンに相当するアミノ酸残基がフェニルアラニンに置換されており、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド。
(1)配列番号1に記載のアミノ酸配列の17番目から192番目までのアミノ酸残基を含み、当該アミノ酸配列において、少なくとも176番目のバリンがフェニルアラニンに置換されているポリペプチド;
(2)配列番号1に記載のアミノ酸配列の17番目から192番目までのアミノ酸残基を含み、当該アミノ酸配列において、少なくとも176番目のバリンがフェニルアラニンに置換され、さらに176番目以外の1若しくは数個の位置にて、1若しくは数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入及び/又は付加を有し、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド;
(3)配列番号1に記載の17~192番目までのアミノ酸残基からなる配列と70%以上の相同性を有するアミノ酸配列において、配列番号1の176番目のバリンに相当するアミノ酸残基がフェニルアラニンに置換されており、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド。
前記(1)に記載のポリペプチドの一例として、配列番号2に記載のアミノ酸配列の24番目から199番目までのアミノ酸残基を含むポリペプチドや、特開2018-197224号公報に開示のポリペプチド(Fc結合性タンパク質)が挙げられる。
前記(2)に記載の置換、欠失、挿入又は付加の例として、特開2015-086216号公報、特開2016-169167号公報、及び特開2017-118871号公報に開示されているアミノ酸残基の置換等が挙げられる。
前記(3)において相同性とは、類似性(similarity)又は同一性(identity)を意味し、BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)等のアラインメントプログラムを用いて決定できる。例えば、「アミノ酸配列の同一性」とは、blastpを用いて算出されるアミノ酸配列間の同一性を意味してよく、具体的には、blastpをデフォルトのパラメータで用いて算出されるアミノ酸配列間の同一性を意味してもよい。相同性は70%以上であればよく、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上の相同性(例えば、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上)を有していてもよい。
また、本発明において、各アミノ酸残基の「何番目」とは、各配列番号に記載のアミノ酸配列において最初のメチオニンを1番目とする順番を意味する。したがって、本発明にかかる「176番目」とは、配列番号1に記載のアミノ酸配列の176番目を意味する。さらに、「配列番号1の176番目のバリンに相当するアミノ酸残基」とは、前記70%以上の相同性を有するアミノ酸配列におけるアミノ酸残基であって、当該アミノ酸配列と配列番号1に記載の17~192番目までのアミノ酸残基からなる配列とのアラインメントにおいて、配列番号1に示すアミノ酸配列における176番目のバリンと同一の位置に配列されるアミノ酸残基を意味する。
(不溶性担体)
本発明において、上述の血液由来試料から内在性タンパク質を分離するために、前述のFc結合性タンパク質は、不溶性担体に固定化して用いられる。「不溶性担体」とは、当該担体を充填したカラムに通液される液体(例えば、平衡化液や溶出液等の、抗体の吸着又は溶出に用いる液体)に対して不溶性の担体を意味する。不溶性担体は、Fc結合性タンパク質を共有結合で固定化するための官能基(例えばヒドロキシ基)を備えていてよい。不溶性担体としては、ジルコニア、ゼオライト、シリカ、皮膜シリカ等の無機系物質に由来した担体、セルロース、アガロース、デキストラン等の天然有機高分子物質に由来した担体、ポリアクリル酸、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリメタクリレート、ビニルポリマー等の合成有機高分子物質に由来した担体が挙げられる。
本発明において、上述の血液由来試料から内在性タンパク質を分離するために、前述のFc結合性タンパク質は、不溶性担体に固定化して用いられる。「不溶性担体」とは、当該担体を充填したカラムに通液される液体(例えば、平衡化液や溶出液等の、抗体の吸着又は溶出に用いる液体)に対して不溶性の担体を意味する。不溶性担体は、Fc結合性タンパク質を共有結合で固定化するための官能基(例えばヒドロキシ基)を備えていてよい。不溶性担体としては、ジルコニア、ゼオライト、シリカ、皮膜シリカ等の無機系物質に由来した担体、セルロース、アガロース、デキストラン等の天然有機高分子物質に由来した担体、ポリアクリル酸、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリメタクリレート、ビニルポリマー等の合成有機高分子物質に由来した担体が挙げられる。
Fc結合性タンパク質の不溶性担体への固定化は例えば、当該担体表面に有する、Fc結合性タンパク質と共有結合で固定化可能な官能基を利用して固定化できる。より具体的に、不溶性担体表面にヒドロキシ基を有している場合、活性化剤を用いて当該ヒドロキシ基からFc結合性タンパク質と共有結合可能な活性化基を形成することで、当該活性化基とFc結合性タンパク質とを共有結合できる。ヒドロキシ基に対する活性化剤の具体例として、エピクロロヒドリン(活性化基としてエポキシ基を形成)、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル(活性化基としてエポキシ基を形成)、トレシルクロリド(活性化基としてトレシル基を形成)、ビニルブロミド(活性化基としてビニル基を形成)が挙げられる。また、ヒドロキシ基をアミノ基やカルボキシ基等に変換した後、活性化剤を作用させて活性化することもできる。アミノ基やカルボキシ基等に対する活性化剤の具体例として、3-マレイミドプロピオン酸N-スクシンイミジル(活性化基としてマレイミド基を形成)、1,1’-カルボニルジイミダゾール(活性化基としてカルボニルイミダゾール基を形成)、ハロゲン化酢酸(活性化基としてハロゲン化アセチル基を形成)が挙げられる。
(内在性タンパク質の分析方法)
上記工程(A)において、分離パターンは、以下の(a)及び(b)の工程を行うことによって、得ることができる。
(a)Fc結合性タンパク質を固定化した不溶性担体を充填したカラムに試料を添加し、当該試料中に含まれる内在性タンパク質を前記担体に吸着させる工程(以下、「吸着工程」とも表記する);
(b)前記担体に吸着した内在性タンパク質を溶出液を用いて溶出させ、当該タンパク質の分離パターンを得る工程(以下、「分離工程」とも表記する)。
上記工程(A)において、分離パターンは、以下の(a)及び(b)の工程を行うことによって、得ることができる。
(a)Fc結合性タンパク質を固定化した不溶性担体を充填したカラムに試料を添加し、当該試料中に含まれる内在性タンパク質を前記担体に吸着させる工程(以下、「吸着工程」とも表記する);
(b)前記担体に吸着した内在性タンパク質を溶出液を用いて溶出させ、当該タンパク質の分離パターンを得る工程(以下、「分離工程」とも表記する)。
以下、各工程を詳細に説明する。
(a)吸着工程
本工程は、Fc結合性タンパク質を固定化した不溶性担体を充填したカラムに内在性タンパク質を含む試料を添加し、当該タンパク質を前記担体に吸着させる工程である。
本工程は、Fc結合性タンパク質を固定化した不溶性担体を充填したカラムに内在性タンパク質を含む試料を添加し、当該タンパク質を前記担体に吸着させる工程である。
本工程に供される試料は、上述の血液由来試料である。なお、試料は、適宜液体媒体で溶解、懸濁、分散、又は溶媒交換等した後、カラムに添加してもよい。前記液体媒体の例として、後述する平衡化液が挙げられる。
Fc結合性タンパク質を固定化した不溶性担体を充填したカラムへの、試料の添加は、例えば、ポンプ等の送液手段を用いて添加すればよい(以降、本明細書では、液体をカラムに添加することを「液体をカラムに送液する」とも表記する)。試料の添加(送液)量、液相の種類、液相の送液速度、カラム温度等の吸着工程の実施条件は、内在性タンパク質が前記担体に吸着される限り、特に制限されない。吸着工程の実施条件は、内在性タンパク質の種類、Fc結合性タンパク質の種類、不溶性担体の種類、カラムのスケール等の諸条件に応じて適宜設定できる。液相としては、後述する平衡化液が例示できる。送液速度は、例えば、カラムの内径が4.6mmの場合に、0.1mL/分から2.0mL/分、0.2mL/分から1.5mL/分、又は0.4mL/分から1.2mL/分であってよい。送液速度は、例えば、カラムの内径の2乗に比例するように設定すればよい。カラム温度は、0℃から50℃の範囲で適宜設定すればよい。
本工程前及び/又は本工程後に、平衡化液をカラムに添加(送液)する平衡化工程をさらに実施してもよい。特に本工程後に平衡化工程を実施すると、Fc結合性タンパク質に結合しない内在性タンパク質や、試料雰囲気下ではFc結合性タンパク質に結合するが平衡化緩衝液雰囲気下では結合しない内在性タンパク質を、カラムから排除できる点で好ましい(前記排除される、内在性タンパク質を含む画分のことを、本明細書では「未吸着画分」とも表記する)。未吸着画分は、後述する分離パターンにおいて、試料をカラムに添加(送液)後、検出されるピークが平衡化工程中に最小値を取るまでの領域の画分のことをいう。未吸着画分と、後述する分離工程で、溶出液添加後に検出されるピークとは溶出時間として離れているほうが分離精度が高く、好ましい。特に未吸着画分と溶出液添加後に検出されるピーク領域との間の検出値が一定値を取っていると、平衡化工程により未吸着画分がカラムから十分に除かれたことがわかり好ましい。ここでいう一定値とは同一の値以外にも検出値が一定の傾きをもって変化する状態をも含める。
平衡化液の例として水性緩衝液が挙げられる。具体的にはpH5.0から8.0の弱酸性から弱アルカリ性緩衝液が例示できる。緩衝液の成分は、緩衝液のpH等の諸条件に応じて適宜選択できる。緩衝液の成分としては、リン酸、酢酸、ギ酸、MES(2-Morpholinoethanesulfonic acid)、MOPS(3-Morpholinopropanesulfonic acid)、クエン酸、コハク酸、グリシン、ピペラジンが例示できる。なお前記緩衝液に、塩化ナトリウムや塩化カリウム等の塩をさらに添加してもよい。当該塩は、同業者が容易に想定し得る塩であれば特に限定されない。
(b)分離工程
本工程は、前記(a)の工程で不溶性担体に吸着した内在性タンパク質を、溶出液を用いて溶出させ、当該内在性タンパク質の分離パターンを得る工程である。すなわち、カラムに溶出液を添加(送液)することで、担体に吸着した内在性タンパク質を溶出できる。溶出液の種類、溶出液の送液形式、液相の送液速度、カラム温度等の溶出工程の実施条件は、所望の態様で抗体が分離される限り、例えば、所望の分離パターンが得られる限り、特に制限されない。溶出工程の実施条件は、内在性タンパク質の種類、Fc結合性タンパク質の種類、不溶性担体の種類、カラムのスケール等の諸条件に応じて適宜設定できる。溶出液としては、内在性タンパク質とFc結合性タンパク質との親和性を弱めるものを用いればよく、例えば、溶出前の液相(より具体的には、平衡化工程を行なう場合は当該工程で用いた平衡化液)よりもpHが酸性側の水性緩衝液が挙げられる。具体例として、溶出前の液相(例えば、平衡化液)がpH5.0からpH8.0の弱酸性から弱アルカリ性緩衝液である場合は、pH2.5からpH4.5の酸性緩衝液を溶出液として用いればよい。緩衝液の成分は、緩衝液のpH等の諸条件に応じて適宜選択できる。緩衝液の成分としては、リン酸、酢酸、ギ酸、MES(2-Morpholinoethanesulfonic acid)、MOPS(3-Morpholinopropanesulfonic acid)、クエン酸、コハク酸、グリシン、ピペラジンが挙げられる。溶出液の送液形式は、液相中の溶出液の比率を連続的に変化させて溶出させるリニアグラジエント(linear gradient)溶出であってもよく、前記比率を段階的に変化させて溶出させるステップワイズ(stepwise)溶出であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。グラジエントは、例えば、10分から60分、15分から50分、又は20分から40分で液相中の溶出液の比率が0%(v/v)から100%(v/v)に増大するように設定すればよい。送液速度は、例えば、カラムの内径が4.6mmの場合に、0.1mL/分から2.0mL/分、0.2mL/分から1.5mL/分、又は0.4mL/分から1.2mL/分であってよい。送液速度は、例えば、カラムの内径の2乗に比例するように設定してよい。カラム温度は、例えば、0℃から50℃の範囲で適宜設定すればよい。
本工程は、前記(a)の工程で不溶性担体に吸着した内在性タンパク質を、溶出液を用いて溶出させ、当該内在性タンパク質の分離パターンを得る工程である。すなわち、カラムに溶出液を添加(送液)することで、担体に吸着した内在性タンパク質を溶出できる。溶出液の種類、溶出液の送液形式、液相の送液速度、カラム温度等の溶出工程の実施条件は、所望の態様で抗体が分離される限り、例えば、所望の分離パターンが得られる限り、特に制限されない。溶出工程の実施条件は、内在性タンパク質の種類、Fc結合性タンパク質の種類、不溶性担体の種類、カラムのスケール等の諸条件に応じて適宜設定できる。溶出液としては、内在性タンパク質とFc結合性タンパク質との親和性を弱めるものを用いればよく、例えば、溶出前の液相(より具体的には、平衡化工程を行なう場合は当該工程で用いた平衡化液)よりもpHが酸性側の水性緩衝液が挙げられる。具体例として、溶出前の液相(例えば、平衡化液)がpH5.0からpH8.0の弱酸性から弱アルカリ性緩衝液である場合は、pH2.5からpH4.5の酸性緩衝液を溶出液として用いればよい。緩衝液の成分は、緩衝液のpH等の諸条件に応じて適宜選択できる。緩衝液の成分としては、リン酸、酢酸、ギ酸、MES(2-Morpholinoethanesulfonic acid)、MOPS(3-Morpholinopropanesulfonic acid)、クエン酸、コハク酸、グリシン、ピペラジンが挙げられる。溶出液の送液形式は、液相中の溶出液の比率を連続的に変化させて溶出させるリニアグラジエント(linear gradient)溶出であってもよく、前記比率を段階的に変化させて溶出させるステップワイズ(stepwise)溶出であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。グラジエントは、例えば、10分から60分、15分から50分、又は20分から40分で液相中の溶出液の比率が0%(v/v)から100%(v/v)に増大するように設定すればよい。送液速度は、例えば、カラムの内径が4.6mmの場合に、0.1mL/分から2.0mL/分、0.2mL/分から1.5mL/分、又は0.4mL/分から1.2mL/分であってよい。送液速度は、例えば、カラムの内径の2乗に比例するように設定してよい。カラム温度は、例えば、0℃から50℃の範囲で適宜設定すればよい。
カラムから溶出した内在性タンパク質を検出器を用いて検出することで、内在性タンパク質の分離パターンが得られる。前記検出器としては、UV検出器や質量検出器が例示できる。抗体の分離パターンとしては、内在性タンパク質の溶出時のクロマトグラムが例示できる。検出器による測定データの取得間隔は任意の時間間隔でよいが、時間間隔が広がることで内在性タンパク質の分離パターンの本来の特徴をクロマトグラムに反映する際の精度が低下するため、時間間隔は1分以下が好ましく、10秒以下がさらに好ましく、さらに2秒以下が特により好ましい。
本工程により、試料中に含まれる内在性タンパク質が分離された態様で得られる。分離された内在性タンパク質は、例えば、当該内在性タンパク質を含有する溶出画分として得てもよい。すなわち、分離された内在性タンパク質を含有する溶出画分を分取することにより、分離された内在性タンパク質が得られる。溶出画分は、例えば、常法により分取できる。溶出画分は、具体的には、例えば、オートサンプラー等の自動フラクションコレクター等により分取できる。さらに、分離された内在性タンパク質を溶出画分から回収してもよい。分離された内在性タンパク質は、例えば、常法により溶出画分から回収できる。分離された内在性タンパク質は、具体的には、例えば、タンパク質の分離精製に用いられる公知の方法により溶出画分から回収できる。
そして、上記工程[B]では、血液由来試料に含まれる内在性タンパク質の分離パターンのピーク領域を同定する。
本発明における分離パターンのピークとは、具体的には、ピーク面積、ピーク溶出時間、ピーク幅、ピーク検出数、ピーク高さが挙げられ、特に本発明において同定するピークとは、ピーク溶出時間、ピーク幅、ピーク検出数が挙げられる。内在性タンパク質の分離パターンは、そのまま、あるいは適宜、ベースラインの補正等の補正を実施してから、ピークの抽出に用いてよい。ピークは、絶対値であってもよく、相対値であってもよい。相対値としては、任意の溶出時間を任意の値として用いてもよく、例えば溶出開始した時間を0としてもよく、溶出液を導入した合計時間に対する比率や差分であってもよい。
本発明における「第1~第3ピーク」とは、それぞれ、特記しない限り、溶出の開始後(例えば、グラジエントの開始後)に1~3番目に溶出するピークを意味してよい。なお、ピークは、特に、ピーク面積%が1%以上のものであってもよい。言い換えると、「第1~第3ピーク」とは、特に、それぞれ、溶出の開始後に1~3番目に溶出する、ピーク面積%が1%以上のピークを意味してもよい。「ピーク面積%」とは、各ピーク(ピーク領域)の面積を、全ピークの面積で割った値(百分率)を意味する。
本発明における「ピーク領域」とは、前述のピークを有し、特定の溶出時間に挟まれた検出値の範囲のことをいう。例えば、第1ピーク領域とは、第1及び第2ピークの境界となる溶出時間(以下、境界時間とも記載)と当該境界時間より前の溶出時間の任意の値との間の検出値の領域のことをいう。前記溶出時間の任意の値とは、ベースライン補正を行った際の基準点であってもよく、溶出の開始時間であってもよく特に限定されないが、当該カラムに充填したFc結合性タンパク質を固定化した内在性タンパク質に結合しない非吸着画分のピークから、当該担体に結合した内在性タンパク質由来の分離ピークが得られるまでの間に設定すると好ましい。また、第2ピーク領域とは、第1及び第2ピークの境界時間と第2及び第3ピークの境界時間との間の検出値の領域のことをいい、第3ピーク領域とは、第2及び第3ピークの境界時間と当該境界時間より後の溶出時間の任意の値との間の検出値の領域のことをいう。前記溶出時間の任意の値とは、ベースライン補正を行った際の基準点であってもよく、溶出の終了時間であってもよく特に限定されないが、前記カラムに充填したFc結合性タンパク質を固定化した不溶性担体に結合した内在性タンパク質由来の分離ピークが得られた後の時間から、前記カラムを溶出液で洗浄後、平衡化液に切り替えて当該カラムを平衡化する際、当該切り替わりに伴い発生する、検出値の変動が得られるまでの間に設定すると好ましい。
本発明における内在性タンパク質のピーク領域の決定の方法としては、定法を用いればよく、例えば目視でピーク領域の境界時間を定めてもよいが、プログラム言語によってピーク領域の境界時間を識別可能な、各ピークトップ間に挟まれた領域において検出値が最小値を示す溶出時間を各ピークの境界時間とする方法、又は各ピークトップ間に挟まれた領域において検出値を示すクロマトグラムを微分することによって得られる導関数の符号が変化する溶出時間を境界時間とする方法であれば、ピーク領域の定義の自動化が可能となり、作業者間での差異も抑制できるため特に好ましい。
また、内在性タンパク質のピーク領域の決定は、後述の実施例に示すとおり、標準物質の分離パターンを適用することで行なうことができる。かかる標準物質としては、特に制限はないが、ピーク領域の判別が容易なほどに明瞭な分離パターンを示し、さらに当該ピーク領域が内在性タンパク質のそれらと一致している物質であることが好ましい。また、標準物質の分離パターンは、内在性タンパク質の測定前又は測定後に測定してよく、前記内在性タンパク質の測定の直前又は直後に測定した値を基にピークの同定を行うと精度高く当該タンパク質のピークを同定することができるため好ましい。
このようにして同定されたピーク領域によって、血液由来試料に含まれる内在性タンパク質に結合しているN結合型糖鎖の糖鎖構造の違い等を識別できる(WO2019/244901号)。前記識別可能な糖鎖構造としてN結合型糖鎖を構成するシアル酸、ガラクトース、マンノース、N―アセチルグルコサミン、フコースが挙げられ、糖鎖構造の一例として、G0、G0F、G1、G0F+GN、G1Fa、G1Fb、G1F+GN、G2、G2F、G1F+SA、G2F+SA、G2F+2SA、G2F+GN、G2+SA、G2+2SA、S1、S2、S3等が挙げられる。
そして、このようにして得られたN結合型糖鎖の構造は、投与後の血液内における外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造と相関している。そのため、上述のとおり、内在性タンパク質に結合しているN結合型糖鎖に基づき、外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を判定することが可能となる。
より具体的には、後述の実施例に示すとおり、第1のピーク領域の面積%が高い場合、及び/又は第3のピーク領域の面積%が低い場合、外来性免疫グロブリンの血中滞留性は高いと判定することができる。一方、第1のピーク領域の面積%が低い場合、及び/又は第3のピーク領域の面積%が高い場合、外来性免疫グロブリンの血中滞留性は低いと判定することができる。
また、N結合型糖鎖において、コアフコース欠損型の糖鎖構造がADCC活性を高めることが報告されている(J.Biol.Chem.、2010年、285巻、16012~16022ページ)。さらに、Fc結合性タンパク質を用いたアフィニティクロマトグラフィ分析において、かかるコアフコース欠損型のN結合型糖鎖を有し、ADCC活性の高い免疫グロブリンの溶出時間は遅いことも明らかになっている(東ソー研究・技術報告 第61巻 2017年 第33~41ページ)。また、Fc結合性タンパク質を用いたアフィニティクロマトグラフィ分析において、抗体医薬品の第3のピーク領域の面積%の値が高い程、ADCC活性を高めることが報告されている(Bio Drugs、2020年、34巻、363~379ページ)。さらにまた、前記Fc結合性タンパク質を用いたアフィニティクロマトグラフィ分析において、第1、第2、第3のピークの順でFc結合性タンパク質に対する親和性が高くなるに従い、ADCC活性及びCDC活性が高くなることも明らかになっている(SCIENTIFIC REPORTS、2018年、8巻、記事番号3955)。したがって、第1のピーク領域の面積%が高い場合、及び/又は第3のピーク領域の面積%が低い場合、外来性免疫グロブリンのADCC活性は低いと判定することができる。一方、第1のピーク領域の面積%が低い場合、及び/又は第3のピーク領域の面積%が高い場合、外来性免疫グロブリンのADCC活性は高いと判定することができる。
また、Fc結合性タンパク質に対する免疫グロブリンの親和性の強さは、当該免疫グロブリンが結合した結合性物質に対する損傷又は貪食作用を有するナチュラルキラー細胞及び単球、並びにマクロファージといった免疫細胞の、ADCC活性及び/又はADCP活性に影響を与えるため、当該親和性の違いを検出することで、当該活性を判定することができる。
なお、上述の「高い」又は「低い」は、当業者であれば、各ピーク領域の面積%に対応するカットオフ値を設定することにより、判別することは可能である。
以下、実施例及び比較例を参照して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら例に限定されるものではない。
<アフィニティクロマトグラフィカラム(FcR9_Fカラム)の作製>
特開2018-197224号公報の方法で得られたFc結合性タンパク質FcR9_F_Cysを、以下に示す方法でゲルに固定化し、FcR9_Fカラムを作製した。なお、FcR9_F_Cys(配列番号2に記載のアミノ酸配列)において、1番目のメチオニン(Met)から22番目のアラニン(Ala)までが改良PelBシグナルペプチドであり、24番目のグリシン(Gly)から199番目のグルタミン(Gln)までがFc結合性タンパク質FcR9_F(特開2018-197224号公報)のアミノ酸配列(配列番号1の17番目から192番目までの領域に相当)、200番目のグリシン(Gly)から207番目のグリシン(Gly)までがシステインタグ配列である。また前記FcR9_Fは、配列番号1に示す天然型FcγRIIIaの17番目から192番目までのアミノ酸残基であり、ただし以下の(I)から(X)に示すアミノ酸置換を有したポリペプチドである:
(I)配列番号1の27番目(配列番号2では34番目)のバリン(Val)をグルタミン酸(Glu)に置換
(II)配列番号1の29番目(配列番号2では36番目)のフェニルアラニン(Phe)をイソロイシン(Ile)に置換
(III)配列番号1の35番目(配列番号2では42番目)のチロシン(Tyr)をアスパラギン(Asn)に置換
(IV)配列番号1の48番目(配列番号2では55番目)のグルタミン(Gln)をアルギニン(Arg)に置換
(V)配列番号1の75番目(配列番号2では82番目)のフェニルアラニン(Phe)をロイシン(Leu)に置換
(VI)配列番号1の92番目(配列番号2では99番目)のアスパラギン(Asn)をセリン(Ser)に置換
(VII)配列番号1の117番目(配列番号2では124番目)のバリン(Val)をグルタミン酸(Glu)に置換
(VIII)配列番号1の121番目(配列番号2では128番目)のグルタミン酸(Glu)をグリシン(Gly)に置換
(IX)配列番号1の171番目(配列番号2では178番目)のフェニルアラニン(Phe)をセリン(Ser)に置換
(X)配列番号1の176番目(配列番号2では183番目)のバリン(Val)をフェニルアラニン(Phe)に置換。
特開2018-197224号公報の方法で得られたFc結合性タンパク質FcR9_F_Cysを、以下に示す方法でゲルに固定化し、FcR9_Fカラムを作製した。なお、FcR9_F_Cys(配列番号2に記載のアミノ酸配列)において、1番目のメチオニン(Met)から22番目のアラニン(Ala)までが改良PelBシグナルペプチドであり、24番目のグリシン(Gly)から199番目のグルタミン(Gln)までがFc結合性タンパク質FcR9_F(特開2018-197224号公報)のアミノ酸配列(配列番号1の17番目から192番目までの領域に相当)、200番目のグリシン(Gly)から207番目のグリシン(Gly)までがシステインタグ配列である。また前記FcR9_Fは、配列番号1に示す天然型FcγRIIIaの17番目から192番目までのアミノ酸残基であり、ただし以下の(I)から(X)に示すアミノ酸置換を有したポリペプチドである:
(I)配列番号1の27番目(配列番号2では34番目)のバリン(Val)をグルタミン酸(Glu)に置換
(II)配列番号1の29番目(配列番号2では36番目)のフェニルアラニン(Phe)をイソロイシン(Ile)に置換
(III)配列番号1の35番目(配列番号2では42番目)のチロシン(Tyr)をアスパラギン(Asn)に置換
(IV)配列番号1の48番目(配列番号2では55番目)のグルタミン(Gln)をアルギニン(Arg)に置換
(V)配列番号1の75番目(配列番号2では82番目)のフェニルアラニン(Phe)をロイシン(Leu)に置換
(VI)配列番号1の92番目(配列番号2では99番目)のアスパラギン(Asn)をセリン(Ser)に置換
(VII)配列番号1の117番目(配列番号2では124番目)のバリン(Val)をグルタミン酸(Glu)に置換
(VIII)配列番号1の121番目(配列番号2では128番目)のグルタミン酸(Glu)をグリシン(Gly)に置換
(IX)配列番号1の171番目(配列番号2では178番目)のフェニルアラニン(Phe)をセリン(Ser)に置換
(X)配列番号1の176番目(配列番号2では183番目)のバリン(Val)をフェニルアラニン(Phe)に置換。
(1)2mLの分離剤用親水性ビニルポリマー(東ソー社製:液体クロマトグラフィ用充填剤)の表面の水酸基をヨードアセチル基で活性化後、特開2018-197224号公報の方法で得られたFcR9_F_Cysを4mg反応させることで、FcR9_F固定化ゲルを得た。
(2)(1)で作製したFcR9_F固定化ゲル1.2mLをφ4.6mm×50mmのステンレスカラムに充填してFcR9_Fカラムを作製した。
(2)(1)で作製したFcR9_F固定化ゲル1.2mLをφ4.6mm×50mmのステンレスカラムに充填してFcR9_Fカラムを作製した。
<血中に含まれるリツキシマブの精製>
図1に示すように、以下の方法にて、リツキシマブ投薬後の患者の血清から、リツキシマブを単離、精製した。
(1)磁性粒子10(Dynabeads M-280 Tosylactivated;Thermo Fisher社製)に抗リツキシマブ抗体20(Bio―Rad社製)を修飾し、磁性粒子表面に残存した未反応のトシル基をBSAを用いてブロッキングした。得られた当該磁性粒子を抗リツキシマブ抗体修飾磁性粒子とした。
(2)インフォームドコンセントを得たリツキシマブ投薬後の血液腫瘍患者13検体から採血した血液を遠心し、血清を得た。当該血清500μLに(1)で作製した抗リツキシマブ抗体修飾磁性粒子を2mg添加し、室温で3時間転倒混合することで当該磁性粒子にリツキシマブ30を結合させた。
(3)(2)で得られた血清と磁性粒子との混合液に、磁石を近づけることで磁性粒子10を集磁させ、上清を除去し、pH7.4のリン酸バッファーを加えることで洗浄を行った。当該洗浄操作を計4回行うことで、血清成分40を除去した。
(4)(3)で得られた磁性粒子10の懸濁液に、磁石を近づけることで磁性粒子10を集磁させ、上清を除去し、pH2.7のグリシン-HClバッファー60μLを加えた。5分間振幅攪拌することで、磁性粒子に結合したリツキシマブ30を乖離させた。攪拌後、磁石を近づけることで磁性粒子10を集磁させ、上清を回収し、回収した前記上清に30μLのpH7.5のトリス-HClバッファーを加えることで中和した。得られた当該溶液を精製リツキシマブ溶液とした。
図1に示すように、以下の方法にて、リツキシマブ投薬後の患者の血清から、リツキシマブを単離、精製した。
(1)磁性粒子10(Dynabeads M-280 Tosylactivated;Thermo Fisher社製)に抗リツキシマブ抗体20(Bio―Rad社製)を修飾し、磁性粒子表面に残存した未反応のトシル基をBSAを用いてブロッキングした。得られた当該磁性粒子を抗リツキシマブ抗体修飾磁性粒子とした。
(2)インフォームドコンセントを得たリツキシマブ投薬後の血液腫瘍患者13検体から採血した血液を遠心し、血清を得た。当該血清500μLに(1)で作製した抗リツキシマブ抗体修飾磁性粒子を2mg添加し、室温で3時間転倒混合することで当該磁性粒子にリツキシマブ30を結合させた。
(3)(2)で得られた血清と磁性粒子との混合液に、磁石を近づけることで磁性粒子10を集磁させ、上清を除去し、pH7.4のリン酸バッファーを加えることで洗浄を行った。当該洗浄操作を計4回行うことで、血清成分40を除去した。
(4)(3)で得られた磁性粒子10の懸濁液に、磁石を近づけることで磁性粒子10を集磁させ、上清を除去し、pH2.7のグリシン-HClバッファー60μLを加えた。5分間振幅攪拌することで、磁性粒子に結合したリツキシマブ30を乖離させた。攪拌後、磁石を近づけることで磁性粒子10を集磁させ、上清を回収し、回収した前記上清に30μLのpH7.5のトリス-HClバッファーを加えることで中和した。得られた当該溶液を精製リツキシマブ溶液とした。
(実施例1) <FcR9_Fカラムを用いた血中抗体分析>
(1)前記血液腫瘍患者の内、同一の12検体からリツキシマブ投薬前に採血して得られた血液を遠心し、血清を得た。当該血清をPBS(Phosphate Buffered Saline)(pH7.4)で20倍希釈した後、0.2μm径のフィルター(Merck Millipore社製)に通すことで血清サンプルを調製した。
(2)上記にて作製したFcR9_Fカラムを高速液体クロマトグラフィ装置(東ソー社製)に接続し、100mMの塩化ナトリウムを含む10mMのクエン酸緩衝液(pH6.5)(以下「平衡化液」とも表記)で平衡化した後、標準物質としてリツキシマブ(全薬工業製、販売名:リツキサン点滴静注100mg)を平衡化液でリツキシマブ濃度1mg/mLになるように調製したリツキシマブ抗体溶液を流速1.2mL/minにて10μL添加した。検出器による測定間隔は、1/5秒毎にデータを取得することで行った。
(3)流速1.2mL/minのまま平衡化液で7分洗浄した後、500mMの塩化ナトリウムを含む10mMのクエン酸緩衝液(pH4.5)(以下「溶出液」とも表記)を用いたpHグラジエント(11分で溶出液が100%となるグラジエント)で吸着した免疫グロブリン(抗体)を溶出し、分離パターンを得た。
(4)標準物質の分析後、(2)及び(3)と同様な手順で、測定サンプルとして(1)で調製した血清サンプルを10μL添加することで分析し、免疫グロブリンの分離パターンを得た。標準物質と測定サンプルを交互に測定することで分析を行った。
(5)(3)及び(4)で得た分離パターンを、pHグラジエントを開始した時間(溶出開始後7分)、及びpHグラジエントが終了した(すなわち溶出液が100%となった)時間(溶出開始後18分)にて、検出値が共に0となるよう、ベースライン補正した。
(6)ベースライン補正した標準物質の分離パターン(図2)から、溶出開始後7分から18分の間に検出される3つのピーク間(溶出時間が短い方から第1、2、3ピーク)の谷領域で導関数が0を取る2つの溶出時間で分割した領域をピーク領域とした。第1ピーク領域は溶出開始後7分から第1と第2ピークの間の谷領域の導関数が0を取る溶出時間までの範囲とし、第2ピーク領域は第1と第2ピークの間の谷領域の導関数が0を取る溶出時間から第2と第3ピークの間の谷領域の導関数が0を取る溶出時間までの範囲とし、第3ピーク領域は第2と第3ピークの間の谷領域の導関数が0を取る溶出時間から溶出開始後18分までの範囲とした。当該標準物質で定義付けたピーク領域を標準物質の分析直後に測定した測定サンプルに適用することで、当該測定サンプルのピーク領域の定義付けを標準物質を用いて行った。
(7)(6)で定義付けた測定サンプルの各ピーク領域のピーク面積を算出し、当該ピーク面積を溶出開始後7分から18分の間のピーク面積の合計値で割った値(百分率)から各ピーク面積%を算出した。
(1)前記血液腫瘍患者の内、同一の12検体からリツキシマブ投薬前に採血して得られた血液を遠心し、血清を得た。当該血清をPBS(Phosphate Buffered Saline)(pH7.4)で20倍希釈した後、0.2μm径のフィルター(Merck Millipore社製)に通すことで血清サンプルを調製した。
(2)上記にて作製したFcR9_Fカラムを高速液体クロマトグラフィ装置(東ソー社製)に接続し、100mMの塩化ナトリウムを含む10mMのクエン酸緩衝液(pH6.5)(以下「平衡化液」とも表記)で平衡化した後、標準物質としてリツキシマブ(全薬工業製、販売名:リツキサン点滴静注100mg)を平衡化液でリツキシマブ濃度1mg/mLになるように調製したリツキシマブ抗体溶液を流速1.2mL/minにて10μL添加した。検出器による測定間隔は、1/5秒毎にデータを取得することで行った。
(3)流速1.2mL/minのまま平衡化液で7分洗浄した後、500mMの塩化ナトリウムを含む10mMのクエン酸緩衝液(pH4.5)(以下「溶出液」とも表記)を用いたpHグラジエント(11分で溶出液が100%となるグラジエント)で吸着した免疫グロブリン(抗体)を溶出し、分離パターンを得た。
(4)標準物質の分析後、(2)及び(3)と同様な手順で、測定サンプルとして(1)で調製した血清サンプルを10μL添加することで分析し、免疫グロブリンの分離パターンを得た。標準物質と測定サンプルを交互に測定することで分析を行った。
(5)(3)及び(4)で得た分離パターンを、pHグラジエントを開始した時間(溶出開始後7分)、及びpHグラジエントが終了した(すなわち溶出液が100%となった)時間(溶出開始後18分)にて、検出値が共に0となるよう、ベースライン補正した。
(6)ベースライン補正した標準物質の分離パターン(図2)から、溶出開始後7分から18分の間に検出される3つのピーク間(溶出時間が短い方から第1、2、3ピーク)の谷領域で導関数が0を取る2つの溶出時間で分割した領域をピーク領域とした。第1ピーク領域は溶出開始後7分から第1と第2ピークの間の谷領域の導関数が0を取る溶出時間までの範囲とし、第2ピーク領域は第1と第2ピークの間の谷領域の導関数が0を取る溶出時間から第2と第3ピークの間の谷領域の導関数が0を取る溶出時間までの範囲とし、第3ピーク領域は第2と第3ピークの間の谷領域の導関数が0を取る溶出時間から溶出開始後18分までの範囲とした。当該標準物質で定義付けたピーク領域を標準物質の分析直後に測定した測定サンプルに適用することで、当該測定サンプルのピーク領域の定義付けを標準物質を用いて行った。
(7)(6)で定義付けた測定サンプルの各ピーク領域のピーク面積を算出し、当該ピーク面積を溶出開始後7分から18分の間のピーク面積の合計値で割った値(百分率)から各ピーク面積%を算出した。
(実施例2) <FcR9_Fカラムを用いた精製リツキシマブ分析>
(1)インフォームドコンセントを得た被験者から採血した血液を遠心し、血清を得た。当該血清にリツキシマブを100μg/mLとなるように添加し、上記<血中に含まれるリツキシマブの精製>と同様な方法でリツキシマブの精製を行った。得られたリツキシマブ溶液を標準リツキシマブ溶液とした。
(2)標準物質として(1)で調製した標準リツキシマブ溶液を60μL用い、測定サンプルとしては<血中に含まれるリツキシマブの精製>で調製した精製リツキシマブ溶液を60μL用いた他は、実施例1(2)から(7)と同様な方法で分離パターンから各ピーク面積%を算出した。
(1)インフォームドコンセントを得た被験者から採血した血液を遠心し、血清を得た。当該血清にリツキシマブを100μg/mLとなるように添加し、上記<血中に含まれるリツキシマブの精製>と同様な方法でリツキシマブの精製を行った。得られたリツキシマブ溶液を標準リツキシマブ溶液とした。
(2)標準物質として(1)で調製した標準リツキシマブ溶液を60μL用い、測定サンプルとしては<血中に含まれるリツキシマブの精製>で調製した精製リツキシマブ溶液を60μL用いた他は、実施例1(2)から(7)と同様な方法で分離パターンから各ピーク面積%を算出した。
実施例1にて得られた検体の血清から分離されたガンマグロブリン(血清ガンマグロブリン)の第1ピーク面積%と、実施例2にて得られた同検体の血清から分離されたリツキシマブ(精製リツキシマブ)の第1ピーク面積%との相関を図3に示す。
図3に示すとおり、抗体医薬品投与前の血清ガンマグロブリンの第1ピーク面積%が上がると精製リツキシマブの第1ピーク面積%の値も有意に相関(相関係数:0.714、p値:0.0091)して上がり、当該血清ガンマグロブリンの第3ピーク面積%が上がると精製リツキシマブの第3ピーク面積%の値も有意に相関(相関係数:0.697、p値:0.0117)して上がった。この結果から、精製リツキシマブの分離パターンが抗体医薬品投与前の血清ガンマグロブリンの分離パターンと相関していることが明らかになった。
FcR9_Fカラムにより得られるガンマグロブリンの分離パターンは、ガンマグロブリンに結合する糖鎖の種類によって変化することが特許文献(WO2019/244901号)よりわかっている。このことより、投与前の血清ガンマグロブリンの分離パターンから推測される糖鎖構造に、投与されたリツキシマブの糖鎖構造が患者体内で変化し似た構造を取ったことから、当該リツキシマブの分離パターンが相関したとわかる。
実施例1及び2にて得られた標準物質としてのリツキシマブの分離パターン(図4a)と、図3に記載した検体AからDの疾患患者毎の血清ガンマグロブリン及び精製リツキシマブの分離パターン(図4b)をまとめて図4に示す。
図4に示すとおり、投与前のリツキシマブの分離パターン(図4a)から投与後のリツキシマブの分離パターンが特に検体A及びD(図4b)で大きく変化しているのがわかる。また、血清ガンマグロブリンの分離パターンにおいて、例えば、検体間で比較し第1ピーク面積%が高く、第3ピーク面積%が低いと、同様の傾向で精製リツキシマブの分離パターンが得られることがわかる。これらの結果からも、血清ガンマグロブリンと精製リツキシマブとの分離パターンが相関することがわかる。
(実施例3) <投与後のリツキシマブ血中濃度との相関評価>
(1)<血中に含まれるリツキシマブの精製>で精製したリツキシマブの量をNanoDrop超微量分光光度計(Thermo Scientific社製)で測定した。精製されるリツキシマブ量は患者血清に含まれるリツキシマブ濃度に依存するため、血中滞留性を把握することができる。そこで、精製されたリツキシマブ量が2μg未満の検体を血中滞留性が低いとし、2μg以上の検体を血中滞留性の高い検体として定義した。
(2)実施例1で算出した精製リツキシマブ溶液の第3ピーク面積%の値と(1)で定義付けた血中滞留性との相関を評価した。実施例3の結果をまとめて図5及び図6に示す。
(1)<血中に含まれるリツキシマブの精製>で精製したリツキシマブの量をNanoDrop超微量分光光度計(Thermo Scientific社製)で測定した。精製されるリツキシマブ量は患者血清に含まれるリツキシマブ濃度に依存するため、血中滞留性を把握することができる。そこで、精製されたリツキシマブ量が2μg未満の検体を血中滞留性が低いとし、2μg以上の検体を血中滞留性の高い検体として定義した。
(2)実施例1で算出した精製リツキシマブ溶液の第3ピーク面積%の値と(1)で定義付けた血中滞留性との相関を評価した。実施例3の結果をまとめて図5及び図6に示す。
図5に示した結果から明らかなように、検体間で精製されたリツキシマブの量が異なることがわかる。精製量2μgを基準に、精製量の多い検体を血中滞留性の高い検体、精製量の低い検体を血中滞留性の低い検体と2群に分け、精製リツキシマブ溶液の第3ピーク面積%で評価した。その結果、図6に示すとおり、血中滞留性が低い検体では精製リツキシマブの分離パターンとして第3ピーク面積%が有意に高いことがわかる。この結果は、抗体医薬品投与前の血清ガンマグロブリンの分離パターンにより予測される精製リツキシマブの分離パターンが、血中滞留性を予測するのに有効であることを示している。
(実施例4) <投与後のリツキシマブ血中濃度との相関評価>
(1)実施例1の血液として、前記血液腫瘍患者の内、同一の12検体からリツキシマブ投与前に採血して得られた血液、及び前記12検体を除く前記血液腫瘍患者の内、同一の1検体からリツキシマブ投与後に採血して得られた血液を用いた他は、実施例1と同様の方法で各ピーク面積%を算出した。
(2)リツキシマブ投与後の前記血液腫瘍患者13検体から採血した血液を遠心し、血清を得た。当該血清に含まれるリツキシマブ濃度をリツキシマブELISA(Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay)キット(Eagle Biosciences社製)を用いて測定した。
(3)前記血液腫瘍患者のリツキシマブを投与(後記採血直前の投与)されてから採血されるまでの日数と、(2)より評価した血清中に含まれるリツキシマブ濃度とをプロットし、(1)で算出した第3ピーク面積%との相関を評価した。
(1)実施例1の血液として、前記血液腫瘍患者の内、同一の12検体からリツキシマブ投与前に採血して得られた血液、及び前記12検体を除く前記血液腫瘍患者の内、同一の1検体からリツキシマブ投与後に採血して得られた血液を用いた他は、実施例1と同様の方法で各ピーク面積%を算出した。
(2)リツキシマブ投与後の前記血液腫瘍患者13検体から採血した血液を遠心し、血清を得た。当該血清に含まれるリツキシマブ濃度をリツキシマブELISA(Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay)キット(Eagle Biosciences社製)を用いて測定した。
(3)前記血液腫瘍患者のリツキシマブを投与(後記採血直前の投与)されてから採血されるまでの日数と、(2)より評価した血清中に含まれるリツキシマブ濃度とをプロットし、(1)で算出した第3ピーク面積%との相関を評価した。
実施例4の結果をまとめて表1及び図7に示す。表1では前記血液腫瘍患者13検体の、(1)より得られた第3ピーク面積%、(2)より得られた血中リツキシマブ濃度、及び直前の投与から採血までの日数を示す。この表1のデータを基に、血中リツキシマブ濃度及び直前の投与から採血までの日数をプロットした結果を図7に示す。図7において、早期に前記血中濃度が低下した群、及び前記血中濃度が維持されている群を点線でそれぞれ囲み、前記第3ピーク面積%の値の分布を評価した。その結果、前記血中濃度が維持されている群では、前記第3ピーク面積%は40.5%から59.6%であったのに対して、早期に前記血中濃度が低下した群では、前記第3ピーク面積%は68.1%から68.4%となり、第3ピーク面積%の値が高いとリツキシマブの血中濃度が低下する傾向が得られた。この結果は、抗体医薬品(ここでのリツキシマブ)投与前又は投与後の血清ガンマグロブリンの分離パターンが、当該抗体医薬品の血中滞留性を予測するのに有効であることを示している。
以上説明したように、本発明によれば、被検者に免疫グロブリンを投与した場合、当該投与後の被検者の血液において、前記免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を予測することが可能となる。このようにして予測された糖鎖構造に基づき、当該構造によってもたらされる性質(細胞の機能調節、免疫の活性化、免疫グロブリンの動態等)も予測することが可能となる。そして、これら性質は、免疫グロブリンの薬効及び/又は安全性に影響を与えるものであるから、本発明は、抗体医薬品等の免疫グロブリンの体内における薬効又は安全性の予測等を通じ、医薬品及び医療の分野において有用である。
10…磁性粒子、20…抗リツキシマブ抗体、30…リツキシマブ、40…血清成分
Claims (9)
- 以下の(1)及び(2)の工程を含む、被検者に外来性免疫グロブリンを投与した場合、当該投与後の被検者の血液において、前記外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を予測する方法、
(1)前記被検者から採取した血液由来試料中の内在性タンパク質に結合しているN結合型糖鎖の構造を解析する、
(2)(1)で得られたN結合型糖鎖の構造に基づき、前記外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖の構造を判定する方法。 - 前記外来性免疫グロブリンに結合している糖鎖が、細胞の機能調節又は免疫の活性化に関与する糖鎖である、請求項1に記載の方法。
- 前記内在性タンパク質が、内在性の免疫グロブリンである、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記N結合型糖鎖の構造を、Fc結合性タンパク質を固定化した不溶性担体を充填したカラムを用いて解析する、請求項1~3のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1~4のうちのいずれか一項に記載の方法で予測した糖鎖の構造に基づき、前記被検者における前記外来性免疫グロブリンの血中滞留性を予測する方法。
- 前記外来性免疫グロブリンが抗体医薬品である、請求項1~5のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 請求項6に記載の方法で予測した糖鎖の構造に基づき、前記被検者における前記抗体医薬品の薬効を予測する方法。
- 前記Fc結合性タンパク質がFcγRIIIaである請求項4~7のうちのいずれか一項に記載の方法。
- 前記Fc結合性タンパク質が以下の(1)~(3)のうちのいずれかに記載のポリペプチドである、請求項4~7のうちのいずれか一項に記載の方法:
(1)配列番号1に記載の17~192番目までのアミノ酸残基からなる配列を含み、当該アミノ酸配列において、少なくとも配列番号1に記載の176番目のバリンがフェニルアラニンに置換されているポリペプチド;
(2)配列番号1に記載の17~192番目までのアミノ酸残基からなる配列を含み、当該アミノ酸配列において、少なくとも配列番号1に記載の176番目のバリンがフェニルアラニンに置換され、さらに当該176番目以外の1若しくは数個の位置にて、1若しくは数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入及び/又は付加を有し、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド;
(3)配列番号1に記載の17~192番目までのアミノ酸残基からなる配列と70%以上の相同性を有するアミノ酸配列において、配列番号1に記載の176番目のバリンに相当するアミノ酸残基がフェニルアラニンに置換されており、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド。
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2021
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Also Published As
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