WO2022191158A1 - 抗体-リソソーム酵素融合蛋白質の製造方法 - Google Patents

抗体-リソソーム酵素融合蛋白質の製造方法 Download PDF

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剛 福井
勇吉 秦野
彩夏 小谷
拓也 三浦
俊史 石黒
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    • C12Y302/01076L-Iduronidase (3.2.1.76)

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a fusion protein in which an antibody is fused with a lysosomal enzyme. , relates to a method for purifying it to a purity that can be used as a pharmaceutical.
  • recombinant proteins as active ingredients are on the market.
  • Such a recombinant protein is obtained in the culture supernatant by culturing host cells into which an expression vector containing a gene encoding the desired protein has been introduced.
  • the recombinant protein obtained in the culture supernatant cannot be used as a medicine as it is because it contains contaminants. For use as a medicine, it is necessary to purify the recombinant protein contained in the culture supernatant.
  • a method has been reported in which mammalian cells are used as host cells, the host cells are cultured, and the recombinant protein obtained in the culture supernatant is purified to a level that can be used as a drug.
  • human erythropoietin hEPO
  • hEPO human erythropoietin
  • CHO cells as host cells and cultured.
  • a method of purifying the supernatant from the supernatant using various types of chromatography including dye affinity column chromatography until it can be used as a pharmaceutical has been reported (Patent Document 1).
  • human follicle-stimulating hormone which is a type of gonadotropin that promotes the production and secretion of estrogen in the ovaries
  • hFSH human follicle-stimulating hormone
  • hI2S human iduronate-2-sulfatase
  • GAG glycosaminoglycan
  • human ⁇ -galactosidase A a type of lysosomal enzyme that has the activity of hydrolyzing the terminal ⁇ -galactosyl bonds of glycolipids and glycoproteins
  • h ⁇ -Gal A a type of lysosomal enzyme that has the activity of hydrolyzing the terminal ⁇ -galactosyl bonds of glycolipids and glycoproteins
  • human DNase I which has the activity of degrading DNA non-specifically, is expressed as a recombinant protein using CHO cells as host cells, and this is extracted from the culture supernatant by anion exchange column chromatography and a dye ligand.
  • a method has been reported for purification to the point where it can be used for pharmaceuticals using various types of chromatography including affinity column chromatography (Patent Document 6).
  • an anti-hTfR antibody bound to human iduronate-2-sulfatase is expressed as a recombinant protein using CHO cells as host cells, and the culture supernatant is subjected to protein A affinity column chromatography and hydroxyapatite column chromatography.
  • a method of purifying it to the point where it can be used for pharmaceuticals has been reported using lithography and size exclusion column chromatography (Patent Document 7).
  • An object of the present invention is to provide a method for expressing a fusion protein obtained by fusing an antibody and a lysosomal enzyme as a recombinant protein and purifying it to a level of purity that allows it to be marketed as a drug. be.
  • the present inventors As a result of extensive studies, incorporated a gene encoding a fusion protein in which an anti-transferrin receptor antibody and human ⁇ -L-iduronidase (hIDUA) are fused.
  • hIDUA human ⁇ -L-iduronidase
  • the fusion protein obtained in the culture medium is bound to a substance that has affinity for the antibody.
  • Column chromatography using a material as a stationary phase The present inventors have found that a combination of chromatography, anion exchange column chromatography, cation exchange column chromatography, and size exclusion column chromatography enables efficient purification with high purity.
  • the present invention has been completed by further studies based on these findings.
  • a method for producing a fusion protein by fusing an antibody and a human lysosomal enzyme comprising: (a) culturing mammalian cells that produce the fusion protein in a serum-free medium to secrete the fusion protein into the culture medium; (b) recovering the culture supernatant by removing the mammalian cells from the culture medium obtained in step (a); (c) From the culture supernatant obtained in step (b) above, column chromatography using a material bound with a substance having affinity for the antibody as a stationary phase, anion exchange column chromatography, and positive purifying the fusion protein using ion exchange column chromatography and size exclusion column chromatography;
  • a manufacturing method comprising: 2.
  • step (c) column chromatography using as a stationary phase a material bound with a substance having affinity for the antibody, anion exchange column chromatography, cation exchange column chromatography, and size exclusion 1.
  • the production method according to 1 above which comprises using column chromatography in this order. 3. 3. The method for producing 1 or 2 above, wherein the substance having affinity for the antibody has affinity for the CH1 region of the heavy chain of the antibody. 4. 4. The production method according to any one of 1 to 3 above, wherein the anion exchanger used in the anion exchange column chromatography is a strong anion exchanger. 5. 5. The production method according to any one of 1 to 4 above, wherein the cation exchanger used in the cation exchange column chromatography is a weak cation exchanger. 6. 6.
  • vascular endothelial cells The molecules present on the surface of vascular endothelial cells are transferrin receptor (TfR), insulin receptor, leptin receptor, lipoprotein receptor, IGF receptor, OATP-F, organic anion transporter, MCT-8, mono 8.
  • TfR transferrin receptor
  • insulin receptor insulin receptor
  • leptin receptor lipoprotein receptor
  • IGF receptor IGF receptor
  • OATP-F organic anion transporter
  • MCT-8 organic anion transporter
  • Molecules present on the surface of the cerebrovascular endothelial cells include transferrin receptor (TfR), insulin receptor, leptin receptor, lipoprotein receptor, IGF receptor, OATP-F, organic anion transporter, MCT-8, and a monocarboxylic acid transporter. 12.
  • TfR transferrin receptor
  • IGF receptor IGF receptor
  • OATP-F organic anion transporter
  • MCT-8 organic anion transporter
  • MCT-8 organic anion transporter
  • the antibody is an anti-human transferrin receptor antibody
  • CDR1 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13 or SEQ ID NO: 14
  • CDR2 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15 or SEQ ID NO: 16
  • CDR3 comprises SEQ ID NO: 17 or comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18, and wherein, in the light chain variable region of the antibody, CDR1 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, and CDR2 is of SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11 13.
  • the antibody comprises an amino acid sequence having 80% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 21 in the variable region of the heavy chain, and CDR1 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13 or SEQ ID NO: 14 become, CDR2 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15 or SEQ ID NO: 16; 15.
  • CDR3 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 17 or SEQ ID NO: 18, and framework region 3 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 19. 17.
  • the antibody comprises an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 21 in the variable region of the heavy chain, and CDR1 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13 or SEQ ID NO: 14 become, CDR2 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15 or SEQ ID NO: 16; 15.
  • CDR3 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 17 or SEQ ID NO: 18, and framework region 3 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 19.
  • the antibody comprises an amino acid sequence in which the variable region of the heavy chain is modified by substitution, deletion or addition of 1 to 5 amino acids with respect to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 21, and CDR1 has the sequence comprising the amino acid sequence of No.
  • CDR2 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15 or SEQ ID NO: 16; 15.
  • the antibody comprises an amino acid sequence in which the variable region of the heavy chain is modified by substitution, deletion or addition of 1 to 3 amino acids with respect to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 21, and CDR1 has the sequence comprising the amino acid sequence of No. 13 or SEQ ID No. 14; CDR2 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15 or SEQ ID NO: 16; 15.
  • CDR3 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 17 or SEQ ID NO: 18, and framework region 3 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 19. 20.
  • the light chain variable region of the antibody comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO:20. 21.
  • the antibody comprises an amino acid sequence having 80% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 20 in the light chain variable region
  • CDR1 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9 become
  • CDR2 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11, or the amino acid sequence Lys-Val-Ser, 20.
  • the antibody comprises an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 20 in the light chain variable region, and CDR1 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9 become, CDR2 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11, or the amino acid sequence Lys-Val-Ser, 20.
  • the antibody comprises an amino acid sequence in which the variable region of the light chain is modified by substitution, deletion or addition of 1 to 5 amino acids with respect to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 20, and CDR1 has the sequence comprising the amino acid sequence of No. 8 or SEQ ID No. 9; CDR2 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11, or the amino acid sequence Lys-Val-Ser, 20.
  • the production method according to any one of 13 to 19 above, wherein the CDR3 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12. 24.
  • the antibody comprises an amino acid sequence in which the variable region of the light chain is modified by substitution, deletion or addition of 1 to 3 amino acids with respect to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 20, and CDR1 has the sequence comprising the amino acid sequence of No. 8 or SEQ ID No. 9; CDR2 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11, or the amino acid sequence Lys-Val-Ser, 20.
  • the heavy chain of the antibody comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO:23. 26. 26.
  • the production method of 20 or 25 above, wherein the light chain of the antibody comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO:22. 27. 27.
  • the production method according to 28 above, wherein the human lysosomal enzyme in the fusion protein is bound directly or via a linker to the C-terminal side or N-terminal side of the light chain. 30. 29.
  • the linker comprises one glycine, one serine, the amino acid sequence Gly-Ser, the amino acid sequence Gly-Gly-Ser, the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, the sequence 31.
  • the peptide comprises an amino acid sequence selected from the group consisting of the amino acid sequence of No. 4 and amino acid sequences consisting of 1 to 10 consecutive amino acid sequences of these amino acid sequences. 33. 33. The production method according to any one of 1 to 32 above, wherein the human lysosomal enzyme in the fusion protein is human ⁇ -L-iduronidase. 34.
  • the antibody in the fusion protein is Fab;
  • the light chain of the antibody consists of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 22, and the heavy chain of the antibody, on the C-terminal side thereof, via a linker consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, the human ⁇ -L-iduronidase 33 above, wherein the fusion protein forms the amino acid sequence of SEQ ID NO:27. 35.
  • the antibody in the fusion protein is Fab;
  • the light chain of the antibody consists of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 22, and the heavy chain of the antibody consists of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 23, via a linker consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 on the C-terminal side thereof 33.
  • the production method of 33 above which binds to human ⁇ -L-iduronidase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO:6. 36. 34.
  • a fusion protein of an anti-transferrin receptor antibody and a lysosomal enzyme that has been purified to a purity that can be clinically used as a therapeutic agent for lysosomal diseases associated with central nervous system disorders.
  • a fusion protein of an anti-transferrin receptor antibody and human IDUA that has been purified to a purity that can be clinically used as a therapeutic agent for Hurler's syndrome accompanied by central nervous system disorders.
  • FIG. 4 is a chart showing the SE-HPLC chart of the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA purified product obtained in Example 4.
  • FIG. The vertical axis indicates absorbance at 215 nm, and the horizontal axis indicates retention time (minutes).
  • (A) shows the peak derived from the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA monomer
  • (B) and (C) show the peaks derived from the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA polymer.
  • the present invention relates to a method for producing a protein by binding an anti-transferrin receptor antibody (anti-TfR antibody) and a human lysosomal enzyme.
  • anti-TfR antibody anti-transferrin receptor antibody
  • the antibody to be bound to the lysosomal enzyme is not particularly limited to animal species, etc., as long as it has the property of specifically binding to the antigen, and is particularly a human antibody or a humanized antibody.
  • the antibody may be a non-human mammalian antibody, or a chimeric antibody of a human antibody and another non-human mammalian antibody.
  • a human antibody is an antibody whose entirety is encoded by a human-derived gene. However, an antibody encoded by a gene obtained by mutating the original human gene for the purpose of increasing the expression efficiency of the gene is also a human antibody. In addition, an antibody obtained by combining two or more genes encoding a human antibody and replacing a portion of one human antibody with a portion of another human antibody is also a human antibody.
  • a human antibody has three complementarity determining regions (CDRs) of an immunoglobulin light chain and three complementarity determining regions (CDRs) of an immunoglobulin heavy chain. The three CDRs of the immunoglobulin light chain are called CDR1, CDR2 and CDR3 in order from the N-terminal side.
  • the three CDRs of the immunoglobulin heavy chain are called CDR1, CDR2 and CDR3 in order from the N-terminal side.
  • An antibody obtained by modifying the antigen specificity, affinity, etc. of a human antibody by replacing the CDRs of one human antibody with the CDRs of another human antibody is also a human antibody.
  • an antibody obtained by modifying the gene of the original human antibody to mutate the amino acid sequence of the original antibody, such as substitution, deletion, or addition is also referred to as a human antibody.
  • the number of amino acids to be substituted is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and still more preferably 1 to 5. more preferably 1 to 3.
  • the number of amino acids to be deleted is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and still more preferably 1 to 5. Yes, and more preferably 1 to 3.
  • Antibodies with mutations that combine these amino acid substitutions and deletions are also human antibodies.
  • amino acids When amino acids are added, preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, still more preferably 1 to 5, still more preferably in the amino acid sequence of the original antibody or on the N-terminal side or C-terminal side 1-3 amino acids are added.
  • Antibodies that are mutated by combining additions, substitutions and deletions of these amino acids are also human antibodies.
  • the amino acid sequence of the mutated antibody preferably exhibits 80% or more identity, more preferably 85% or more identity, and more preferably 90% or more identity with the original antibody amino acid sequence , still more preferably 95% or more identity, and even more preferably 98% or more identity.
  • the term "human-derived gene" in the present invention includes not only the original human-derived gene, but also genes obtained by modifying the original human-derived gene.
  • the term "humanized antibody” means that the amino acid sequence of part of the variable region (e.g., all or part of the CDRs in particular) is derived from mammals other than humans, and the other regions are derived from humans. Refers to an antibody.
  • a humanized antibody the three complementarity determining regions (CDR) of the immunoglobulin light chain and the three complementarity determining regions (CDR) of the immunoglobulin heavy chain that constitute the human antibody are combined with other mammalian Antibodies made by replacing CDRs are included.
  • mice Other mammalian species from which CDRs to be transplanted into appropriate positions of human antibodies are derived are not particularly limited as long as they are mammals other than humans, but are preferably mice, rats, rabbits, horses, or Non-human primates, more preferably mice and rats, such as mice.
  • Light chains of human antibodies and humanized antibodies include ⁇ chains and ⁇ chains.
  • the light chain that constitutes the antibody may be either a ⁇ chain or a ⁇ chain.
  • Heavy chains of human antibodies and humanized antibodies include ⁇ chain, ⁇ chain, ⁇ chain, ⁇ chain and ⁇ chain, which correspond to IgG, IgM, IgA, IgD and IgE, respectively.
  • the heavy chain that constitutes the antibody may be any of ⁇ chain, ⁇ chain, ⁇ chain, ⁇ chain and ⁇ chain, preferably ⁇ chain.
  • the ⁇ chains of antibody heavy chains include ⁇ 1 chain, ⁇ 2 chain, ⁇ 3 chain and ⁇ 4 chain, corresponding to IgG1, IgG2, IgG3 and IgG4, respectively.
  • the heavy chain constituting the antibody is a ⁇ chain
  • the ⁇ chain may be any of ⁇ 1 chain, ⁇ 2 chain, ⁇ 3 chain and ⁇ 4 chain, preferably ⁇ 1 chain or ⁇ 4 chain.
  • the light chain of the antibody can be either a ⁇ chain or a ⁇ chain
  • the heavy chain of the antibody can be a ⁇ 1 chain, a ⁇ 2 chain, It may be either the ⁇ 3 chain or the ⁇ 4 chain, preferably the ⁇ 1 chain or the ⁇ 4 chain.
  • preferred embodiments of antibodies include ⁇ light chain and ⁇ 1 heavy chain, and ⁇ light chain and ⁇ 1 heavy chain.
  • chimeric antibody refers to an antibody in which two or more different antibody fragments derived from two or more different species are linked.
  • a chimeric antibody that is a combination of a human antibody and another mammalian antibody is an antibody in which part of a human antibody is replaced with a part of a non-human mammalian antibody.
  • An antibody consists of an Fc region, a Fab region and a hinge region, which are described below. Specific examples of such chimeric antibodies include chimeric antibodies in which the Fc region is derived from a human antibody while the Fab region is derived from another mammalian antibody.
  • the hinge region is derived from either human antibodies or other mammalian antibodies.
  • chimeric antibodies in which the Fc region is derived from another mammal while the Fab region is derived from a human antibody are included.
  • the hinge region may be derived from either human antibodies or other mammalian antibodies.
  • an antibody can also be said to consist of a variable region and a constant region.
  • the heavy chain constant region (C H ) and the light chain constant region (C L ) are derived from a human antibody, while the heavy chain variable region (V H ) and the light chain The variable region (V L ) is derived from another mammalian antibody, and conversely, the heavy chain constant region (C H ) and the light chain constant region (C L ) are derived from another mammalian antibody
  • those in which the heavy chain variable region (V H ) and light chain variable region (V L ) are derived from human antibodies are also included.
  • other mammalian species are not particularly limited as long as they are mammals other than humans, but are preferably mice, rats, rabbits, horses, or non-human primates, more preferably mice is.
  • a chimeric antibody of a human antibody and a mouse antibody is particularly referred to as a "human/mouse chimeric antibody".
  • Human / mouse chimeric antibodies include chimeric antibodies in which the Fc region is derived from a human antibody and the Fab region is derived from a mouse antibody, and conversely, the Fc region is derived from a mouse antibody and the Fab region is derived from a human antibody. and chimeric antibodies that The hinge region is derived from either human or murine antibodies.
  • the heavy chain constant region (C H ) and light chain constant region (C L ) are derived from a human antibody, while the heavy chain variable region (V H ) and those in which the variable region of the light chain ( V L ) is derived from a murine antibody; and the variable region of the light chain (V L ) are derived from human antibodies.
  • an antibody originally has a basic structure consisting of four polypeptide chains, two immunoglobulin light chains and two immunoglobulin heavy chains.
  • antibody in addition to those having this basic structure, (1) Those consisting of a total of two polypeptide chains, one immunoglobulin light chain and one immunoglobulin heavy chain, or, as detailed below, (2) a single-chain antibody obtained by binding a linker sequence to the C-terminal side of an immunoglobulin light chain, and further binding an immunoglobulin heavy chain to the C-terminal side thereof, and (3) C of an immunoglobulin heavy chain
  • single-chain antibodies that have a linker sequence on the terminal side and an immunoglobulin light chain on the C-terminal side.
  • Fab refers to one light chain containing the variable region and CL region (constant region of the light chain) and one chain containing the variable region and CH1 region (part 1 of the constant region of the heavy chain). It refers to a molecule in which heavy chains are linked by disulfide bonds between cysteine residues present in each.
  • the heavy chain may contain a part of the hinge region in addition to the variable region and the C H 1 region (part 1 of the constant region of the heavy chain). It lacks the cysteine residues that are present and link the heavy chains of the antibody together.
  • the light chain and heavy chain are the cysteine residues present in the light chain constant region (CL region) and the heavy chain constant region ( C H 1 region) or the cysteine residue present in the hinge region. It is bound by a disulfide bond formed between The heavy chains that form the Fab are referred to as Fab heavy chains.
  • Fabs are composed of one light chain and one heavy chain, as they lack the cysteine residues present in the hinge region that bind the heavy chains of the antibody together.
  • the light chain that makes up the Fab contains a variable region and a CL region.
  • a heavy chain that constitutes Fab may consist of a variable region and a C H 1 region, or may contain a part of the hinge region in addition to the variable region and C H 1 region.
  • the hinge region is selected so as not to contain cysteine residues connecting the heavy chains so that no disulfide bond is formed between the two heavy chains at the hinge region.
  • the heavy chain contains all or part of the hinge region containing the cysteine residues connecting the heavy chains, in addition to the variable and C H 1 regions.
  • F(ab') 2 refers to a molecule in which two F(ab')s are linked via a disulfide bond between cysteine residues present in the hinge regions of each other. Heavy chains forming F(ab') or F(ab') 2 are referred to as Fab' heavy chains. Polymers such as dimers and trimers in which multiple antibodies are bound directly or via linkers are also antibodies.
  • any antibody that contains a part of an immunoglobulin molecule and has the property of specifically binding to an antigen is included in the "antibody" of the present invention.
  • the immunoglobulin light chain in the present invention includes those derived from the immunoglobulin light chain and having the amino acid sequence of all or part of the variable region thereof.
  • the term "immunoglobulin heavy chain” includes those derived from an immunoglobulin heavy chain and having the amino acid sequence of all or part of the variable region thereof. Therefore, as long as it has the amino acid sequence of all or part of the variable region, for example, the one lacking the Fc region is also an immunoglobulin heavy chain.
  • the Fc or Fc region herein refers to a region containing a fragment consisting of the CH2 region (part 2 of the heavy chain constant region) and the CH3 region (part 3 of the heavy chain constant region) in the antibody molecule That's what I mean.
  • Fab, F(ab') or F(ab') 2 shown in (4) above are bound via a linker sequence to form single-chain antibodies, respectively.
  • scFab, scF(ab'), and scF(ab') 2 are also included.
  • scFab, scF(ab'), and scF(ab') 2 may have a linker sequence on the C-terminal side of the light chain and a heavy chain on the C-terminal side.
  • a linker sequence may be attached to the C-terminal side of the heavy chain, and the light chain may be attached to the C-terminal side.
  • the antibodies of the present invention also include scFv, which is a single-chain antibody obtained by linking the variable region of the light chain and the variable region of the heavy chain via a linker sequence.
  • a linker sequence may be attached to the C-terminal side of the light chain variable region, and a heavy chain variable region may be attached to the C-terminal side of the linker sequence.
  • a linker sequence may be attached to the terminal side, and a light chain variable region may be attached to the C-terminal side.
  • antibody as used herein includes full-length antibodies, a broader concept including (4) and (5) above in addition to those shown in (1) to (5) above. Any form of antigen-binding fragment (antibody fragment) in which a portion of a full-length antibody is deleted is included.
  • binding fragment refers to a fragment of an antibody that retains at least part of its specific antigen-binding activity.
  • binding fragments include, in addition to those shown in (4) and (5) above, Fab, Fab′, F(ab′) 2 , variable region (Fv), variable region of heavy chain (V H ) and a light chain variable region (V L ) are linked by an appropriate linker, comprising a heavy chain variable region (V H ) and a light chain variable region (V L ).
  • Diabodies which are polypeptide dimers
  • minibodies which are dimers of scFv heavy chains (H chains) bound to part of the constant region (C H 3), and other low-molecular-weight antibodies contain. However, it is not limited to these molecules as long as they have the ability to bind to antigens.
  • these binding fragments include not only full-length antibody protein molecules treated with appropriate enzymes, but also proteins produced in appropriate host cells using genetically engineered antibody genes. be
  • a linker sequence is attached to the C-terminal side of an amino acid sequence containing all or part of the variable region of an immunoglobulin light chain, and an immunoglobulin heavy chain is attached to the C-terminal side. It refers to a protein that is formed by combining amino acid sequences that include all or part of the chain variable region and that can specifically bind to a specific antigen.
  • a linker sequence is bound to the C-terminal side of the amino acid sequence containing all or part of the variable region of the immunoglobulin heavy chain, and further amino acids containing all or part of the variable region of the immunoglobulin light chain on the C-terminal side
  • a protein formed by binding sequences and capable of specifically binding to a particular antigen is also a "single-chain antibody" in the context of the present invention.
  • single-chain antibody those shown in (2) and (3) above are included in single-chain antibodies.
  • the immunoglobulin heavy chain usually lacks the Fc region.
  • variable region of an immunoglobulin light chain has three complementarity determining regions (CDRs) that are involved in antibody antigen specificity.
  • variable region of immunoglobulin heavy chains also has three CDRs. These CDRs are the main regions that determine the antigen specificity of an antibody.
  • a single chain antibody preferably contains all three CDRs of an immunoglobulin heavy chain and all three CDRs of an immunoglobulin light chain. However, as long as the antigen-specific affinity of the antibody is maintained, it can also be a single-chain antibody with one or more CDRs deleted.
  • the linker sequences placed between the immunoglobulin light chain and heavy chain are preferably 2 to 50, more preferably 8 to 50, still more preferably 10 to 30, still more preferably is a peptide chain composed of 12-18 or 15-25, eg 15 or 25 amino acid residues.
  • Such a linker sequence is not limited to its amino acid sequence as long as the anti-hTfR antibody to which both chains are linked thereby retains the affinity for hTfR, but is preferably composed of glycine alone or glycine and serine.
  • amino acid sequence Gly-Ser the amino acid sequence Gly-Gly-Ser, the amino acid sequence Gly-Gly-Ser, the amino acid sequence Gly-Gly-Gly, the amino acid sequence Gly-Gly-Gly, the amino acid sequence Gly-Gly-Gly, the amino acid sequence Gly-Gly-Gly-Ser (SEQ ID NO: 1), the amino acid sequence Gly- Gly-Gly-Gly-Gly-Ser (SEQ ID NO: 2), the amino acid sequence Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Gly (SEQ ID NO: 3), or these amino acid sequences 2-10 times, or 2-5 times It has repeated sequences.
  • the amino acid sequence Gly-Gly-Gly A linker sequence (SEQ ID NO: 4) consisting of a total of 15 amino acids corresponding to three consecutive -Gly-Ser (SEQ ID NO: 1) is preferably used.
  • antigens specifically recognized by antibodies are, for example, molecules present on the surface of vascular endothelial cells (surface antigens).
  • surface antigens include transferrin receptor (TfR), insulin receptor, leptin receptor, lipoprotein receptor, IGF receptor, organic anion transporters such as OATP-F, and monocarboxylic acid transporters such as MCT-8.
  • Fc receptors Fc receptors.
  • Antigens are preferably those molecules present on the surface of human vascular endothelial cells (surface antigens).
  • transferrin receptor TfR
  • insulin receptor TfR
  • leptin receptor lipoprotein receptor
  • IGF receptor organic anion transporters such as OATP-F
  • monocarboxylic acid transporters such as MCT-8, etc.
  • Porter is present on the surface of brain capillary endothelial cells (cerebrovascular endothelial cells) that form the blood brain barrier.
  • Antibodies that can recognize these antigens can bind to brain capillary endothelial cells via the antigen.
  • Antibodies bound to brain capillary endothelial cells can pass through the blood-brain barrier and reach the central nervous system. Therefore, by binding the target protein to such an antibody, it can reach the central nervous system.
  • Proteins of interest include proteins having functions that should exert their efficacy in the central nervous system.
  • proteins of interest include lysosomal enzymes that are deficient or dysfunctional in lysosomal disease patients with central nervous system damage. Such lysosomal enzymes cannot reach the central nervous system as they are and have no efficacy against central nervous system disorders in patients. Therefore, it can ameliorate the central nervous system damage seen in patients with lysosomal disease.
  • the term "human transferrin receptor” or “hTfR” refers to a membrane protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:5.
  • the anti-hTfR antibody of the present invention is directed against the portion (hTfR extracellular region) from the 89th cysteine residue from the N-terminal side to the C-terminal phenylalanine in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5. specific binding to, but not limited to.
  • the antibody production method will be explained below using an antibody against hTfR as an example.
  • a method for producing antibodies against hTfR recombinant human transferrin receptor (rhTfR) is produced using cells introduced with an expression vector containing the hTfR gene, and animals such as mice are immunized using this rhTfR.
  • rhTfR recombinant human transferrin receptor
  • a common method is to obtain By extracting antibody-producing cells against hTfR from the immunized animal and fusing them with myeloma cells, hybridoma cells capable of producing antibodies against hTfR can be produced.
  • Cells that produce antibodies against hTfR can also be obtained by immunizing immune system cells obtained from animals such as mice with rhTfR by an in vitro immunization method.
  • the animal species from which the immune system cells are derived is not particularly limited, but primates including mice, rats, rabbits, guinea pigs, dogs, cats, horses and humans are preferred. Preferred are mice, rats and humans, more preferred are mice and humans.
  • mouse immune system cells for example, splenocytes prepared from mouse spleen can be used.
  • human immune system cells cells prepared from human peripheral blood, bone marrow, spleen, etc. can be used. Human antibodies against hTfR can be obtained when human immune system cells are immunized by in vitro immunization.
  • the human lysosomal enzyme to be bound to the antibody is not particularly limited, but ⁇ -L-iduronidase, iduronate-2-sulfatase, glucocerebrosidase, ⁇ -galactosidase, GM2 activating protein, ⁇ -hexosamini Dase A, ⁇ -hexosaminidase B, N-acetylglucosamine-1-phosphotransferase, ⁇ -mannosidase, ⁇ -mannosidase, galactosylceramidase, saposin C, arylsulfatase A, ⁇ -L-fucosidase, aspartylglucosaminidase, ⁇ -N-acetylgalactosaminidase, acid sphingomyelinase, ⁇ -galactosidase A, ⁇ -glucuronidase, heparan N-sulfata
  • the human lysosomal enzymes bound to the antibody are associated with Hurler's syndrome and Hurler-Scheie syndrome with ⁇ -L-iduronidase.
  • iduronate-2-sulfatase as a central nervous system therapeutic agent for Hunter syndrome
  • glucocerebrosidase as a central nervous system therapeutic agent for Gaucher disease
  • ⁇ -galactosidase as GM1-ganglioside GM2 activating protein as a therapeutic agent for central nervous system disorders in cis type 1-3
  • GM2-gangliosidosis AB as a therapeutic agent for central nervous system disorders
  • ⁇ -hexosaminidase A as a central nervous system therapeutic agent for Sandhoff's disease and Tissach's disease
  • ⁇ -hexosaminidase B as a central nervous system therapeutic agent for Sandhoff disease
  • N-acetylglucosamine-1-phosphotransferase as a central nervous system therapeutic agent for I-cell disease
  • ⁇ -mannosidase As a therapeutic agent for central nervous system damage in ⁇ -mannosidosidos
  • Rutile glucosaminidase as a central nervous system therapeutic agent for aspartylglucosaminuria
  • ⁇ -N-acetylgalactosaminidase as a central nervous system therapeutic agent for Schindler's disease and Kawasaki disease
  • acid sphingomyelinase as a central nervous system therapeutic agent for Niemann-Pick disease
  • ⁇ -galactosidase A is used as a therapeutic agent for central nervous system disorders in Fabry disease
  • ⁇ -glucuronidase is used as a therapeutic agent for central nervous system disorders in Sly's syndrome.
  • N-acetyltransferase and N-acetylglucosamine-6-sulfate sulfatase as therapeutic agents for central nervous disorders in Sanfilippo syndrome
  • acid ceramidase as therapeutic agents for central nervous disorders in Farber's disease
  • Amylo-1,6-glucosidase is a therapeutic agent for CNS disorders in coli disease (Forbes coli disease)
  • sialidase is a therapeutic agent for CNS disorders in sialidase deficiency
  • aspartylglucosaminidase is a central nervous system therapeutic agent in aspartylglucosaminuria.
  • palmitoyl protein thioesterase-1 (PPT-1) is used as a central neuropathy therapeutic agent in neuronal ceroid lipofuscinosis or Santavuori-Haltia disease.
  • PPT-1 palmitoyl protein thioesterase-1
  • Hyaluronidase-1 as a therapeutic agent for central nervous system disorders in ceroid lipofuscinosis or Jansky-Bielschowsky disease
  • CLN1, CLN2, CLN3, CLN6, and CLN8 as therapeutic agents for central nervous system disorders in Batten's disease Can be used as an agent.
  • hIDUA human ⁇ -L-iduronidase
  • GAG glycosaminoglycan
  • Mucopolysaccharidosis type I is a genetic disease due to mutations in the gene encoding this enzyme. Mucopolysaccharidosis type I is classified into Hurler syndrome, Hurler-Scheie syndrome, and Scheie syndrome.
  • Severe Hurler syndrome intermediate Scheie syndrome, and mild Scheie syndrome.
  • heparan sulfate and dermatan sulfate accumulate in tissues, resulting in various symptoms such as corneal opacification and mental retardation.
  • mental retardation may not be observed in mild cases.
  • the fusion protein of the antibody and hIDUA can decompose GAG accumulated in the brain tissue by passing through the BBB. can be used as an agent.
  • the term "human ⁇ -L-iduronidase" or "hIDUA” particularly refers to hIDUA having the same amino acid sequence as wild-type hIDUA.
  • Wild-type hIDUA has an amino acid sequence consisting of 628 amino acids shown in SEQ ID NO:6.
  • a variant of hIDUA having an amino acid sequence consisting of 626 amino acids shown in SEQ ID NO: 7 is also hIDUA.
  • hIDUA is not limited to these, and also includes mutations such as substitutions, deletions, and additions in the amino acid sequence of wild-type hIDUA as long as it has IDUA activity.
  • the number of amino acids to be substituted is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, still more preferably 1 to 3. , and more preferably 1 to 2.
  • the number of amino acids to be deleted is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, still more preferably 1 to 3, Even more preferably, the number is 1-2. Mutations combining these amino acid substitutions and deletions can also be added.
  • amino acids When amino acids are added to hIDUA, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, still more preferably 1 to 3, still more preferably in the amino acid sequence of hIDUA or on the N-terminal side or C-terminal side 1-2 amino acids are added. Mutations combining addition, substitution and deletion of these amino acids can also be added.
  • the mutated hIDUA amino acid sequence preferably has 80% or more identity, more preferably 85% or more identity, and still more preferably 90% or more identity with the original hIDUA amino acid sequence. more preferably 95% or more identity, still more preferably 99% or more identity.
  • the identity between the amino acid sequence of the original protein (including antibody) and the amino acid sequence of the mutated protein can be easily calculated using a well-known identity calculation algorithm.
  • identity calculation algorithm include BLAST (Altschul SF. J Mol. Biol. 215. 403-10, (1990)), Pearson and Lipman's similarity search method (Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 85. 2444 (1988)), Smith and Waterman's local identity algorithm (Adv. Appl. Math. 2. 482-9 (1981)).
  • substitutions of amino acids for other amino acids in the amino acid sequence of the original protein occur within families of amino acids that are related, for example, in their side chains and chemical properties.
  • amino acid families include: (1) acidic amino acids aspartic acid and glutamic acid, (2) the basic amino acids histidine, lysine, and arginine, (3) aromatic amines phenylalanine, tyrosine, tryptophan, (4) hydroxy amino acids serine and threonine, (5) the hydrophobic amino acids methionine, alanine, valine, leucine, and isoleucine; (6) the neutral hydrophilic amino acids cysteine, serine, threonine, asparagine, and glutamine; (7) amino acids glycine and proline that affect the orientation of the peptide chain; (8) amide-type amino acids asparagine and glutamine, (9) the aliphatic amino acids alanine, leucine, isoleucine, and valine;
  • hIDUA when hIDUA has IDUA activity, it means that when hIDUA is fused with an antibody to form a fusion protein, it has an activity of 3% or more relative to the original activity of native hIDUA. Say things. However, the activity is preferably 10% or more, more preferably 20% or more, even more preferably 50% or more, and even more preferably 80% or more of the activity originally possessed by native hIDUA. is even more preferred. The same applies when the hIDUA fused to the antibody is mutated.
  • Antibodies are, for example, anti-hTfR antibodies.
  • fusion protein refers to a substance in which an antibody and a human lysosomal enzyme are bound via a non-peptide linker or peptide linker or directly. Methods for binding antibodies to human lysosomal enzymes are detailed below.
  • Non-peptide linkers include polyethylene glycol, polypropylene glycol, copolymers of ethylene glycol and propylene glycol, polyoxyethylated polyols, polyvinyl alcohol, polysaccharides, dextrans, polyvinyl ethers, biodegradable polymers, lipid polymers, Chitins, hyaluronic acid, derivatives thereof, or combinations thereof can be used.
  • a peptide linker is a peptide chain or derivative thereof composed of 1 to 50 amino acids that are peptide-linked by forming a covalent bond with either an antibody or a human lysosomal enzyme at its N-terminus and C-terminus, respectively. , which binds antibodies to human lysosomal enzymes.
  • the antibody When biotin-streptavidin is used as a non-peptide linker, the antibody is biotin-conjugated, the human lysosomal enzyme is streptavidin-conjugated, and through the binding of biotin and streptavidin, the antibody and the human lysosomal enzyme may be conjugated, and vice versa, the antibody is streptavidin-conjugated, and the human lysosomal enzyme is biotin-conjugated, through the binding of biotin and streptavidin. Alternatively, the antibody may be conjugated to a human lysosomal enzyme.
  • a binding of the antibody of the present invention and a human lysosomal enzyme using PEG as a non-peptide linker is particularly referred to as an antibody-PEG-human lysosomal enzyme.
  • Antibody-PEG-human lysosomal enzymes can be produced by conjugating antibody and PEG to produce antibody-PEG, and then conjugating antibody-PEG and human lysosomal enzymes.
  • antibody-PEG-human lysosomal enzyme can also be produced by conjugating human lysosomal enzyme and PEG to make human lysosomal enzyme-PEG, and then conjugating human lysosomal enzyme-PEG and antibody. .
  • PEG modified with functional groups such as carbonates, carbonylimidazoles, carboxylic acid active esters, azlactones, cyclic imidothiones, isocyanates, isothiocyanates, imidates, or aldehydes has been used to conjugate PEG to antibodies and human lysosomal enzymes. be done.
  • These functional groups introduced into PEG mainly react with amino groups in the molecules of antibodies and human lysosomal enzymes, thereby covalently binding PEG to antibodies and human lysosomal enzymes.
  • MW average molecular weight
  • PEG having an average molecular weight of about 300, about 500, about 1000, about 2000, about 4000, about 10000, about 20000, etc. can be suitably used as a non-peptide
  • antibody-PEG can be prepared by combining an antibody and polyethylene glycol having an aldehyde group as a functional group (ALD-PEG-ALD) at a molar ratio of ALD-PEG-ALD to the antibody of 11, 12.5, 15, 110, It can be obtained by mixing to 120 or the like and adding a reducing agent such as NaCNBH 3 to the mixture for reaction.
  • a reducing agent such as NaCNBH 3
  • Antibody-PEG is then reacted with human lysosomal enzymes in the presence of a reducing agent such as NaCNBH 3 to yield antibody-PEG-human lysosomal enzymes.
  • antibody-PEG-human lysosomal enzyme can also be obtained by first conjugating human lysosomal enzyme and ALD-PEG-ALD to make human lysosomal enzyme-PEG, and then conjugating human lysosomal enzyme-PEG and antibody. can be obtained.
  • the antibody and human lysosomal enzyme are bound to the C-terminal side or N-terminal side of the heavy chain or light chain of the antibody via a linker sequence or directly to the N-terminal or C-terminal of the human lysosomal enzyme, respectively, by a peptide bond.
  • a fusion protein obtained by combining an antibody and a human lysosomal enzyme in this way is a DNA fragment encoding a linker sequence or directly attached to the 3'-terminal side or 5'-terminal side of the cDNA encoding the antibody heavy chain or light chain.
  • a DNA fragment in which a cDNA encoding a human lysosomal enzyme is arranged in-frame on either side of is inserted into an expression vector for eukaryotes such as mammalian cells or yeast, and the mammalian cells into which this expression vector has been introduced are cultured.
  • an expression vector for mammalian cells into which a cDNA fragment encoding the light chain of an antibody is integrated is also added to the mammalian cell in the same host.
  • Expression vectors for mammalian cells incorporating cDNA fragments encoding heavy chains of antibodies may also be used in the same host when they are introduced into cells and the DNA fragments encoding human lysosomal enzymes are combined with light chains. introduced into cells.
  • the fusion protein that combines the antibody and the human lysosomal enzyme is directly attached to the 5'-end or 3'-end of the cDNA encoding the human lysosomal enzyme, or encodes a linker sequence.
  • a DNA fragment flanked by a cDNA encoding a single-chain antibody is inserted into an expression vector for eukaryotes such as mammalian cells and yeast, and these expression vectors are introduced into these cells. It can be obtained by expressing it.
  • a fusion protein of the type in which a human lysosomal enzyme is bound to the C-terminal side of the light chain of an antibody is an antibody comprising an amino acid sequence containing all or part of the light chain variable region and all or part of the heavy chain variable region.
  • a human lysosomal enzyme is attached to the C-terminal side of the light chain of this antibody.
  • the light chain of the antibody and the human lysosomal enzyme may be bound directly or through a linker.
  • a fusion protein of the type in which a human lysosomal enzyme is bound to the C-terminal side of the heavy chain of an antibody is an amino acid sequence containing all or part of the variable region of the light chain and all or part of the variable region of the heavy chain.
  • a human lysosomal enzyme is attached to the C-terminal side of the heavy chain of this antibody.
  • the heavy chain of the antibody and the human lysosomal enzyme may be bound directly or through a linker.
  • a fusion protein of the type in which a human lysosomal enzyme is bound to the N-terminal side of the light chain of an antibody is an antibody comprising an amino acid sequence containing all or part of the light chain variable region and all or part of the heavy chain variable region.
  • a human lysosomal enzyme is attached to the N-terminal side of the light chain of this antibody.
  • the light chain of the antibody and the human lysosomal enzyme may be bound directly or through a linker.
  • a fusion protein of the type in which a human lysosomal enzyme is bound to the N-terminal side of the heavy chain of an antibody is an antibody comprising an amino acid sequence containing all or part of the light chain variable region and all or part of the heavy chain variable region.
  • a human lysosomal enzyme is attached to the N-terminal side of the heavy chain of this antibody.
  • the heavy chain of the antibody and the human lysosomal enzyme may be bound directly or through a linker.
  • the sequence is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 17, still more preferably 1 to 10, still more preferably 1 Although it is composed of ⁇ 5 amino acids, the number of amino acids constituting the linker sequence is 1, 2, 3, 1 to 17, 1 to 1, depending on the human lysosomal enzyme to be bound to the antibody 10 pieces, 10 to 40 pieces, 20 to 34 pieces, 23 to 31 pieces, 25 to 29 pieces, etc. can be adjusted appropriately.
  • Such linker sequences are used so long as the antibody linked thereby retains affinity for hTfR and the human lysosomal enzyme linked by the linker sequence can exert the physiological activity of the protein under physiological conditions.
  • Gly-Ser amino acid sequence Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser (SEQ ID NO: 1), amino acid sequence Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser (SEQ ID NO: 2), amino acid sequence Ser-Gly-Gly-Gly- Gly-Gly (SEQ ID NO: 3), or 1 to 10 of these amino acid sequences, or a sequence consisting of 1 to 50 amino acids consisting of 2 to 5 consecutive amino acids, 2 to 17, 2 to 10, 10 40, 20-34, 23-31, 25-29 amino acid sequences.
  • those consisting of the amino acid sequence Gly-Ser those having a sequence (SEQ ID NO: 4) consisting of 15 amino acids consisting of three consecutive amino acid sequences Gly-Gly-Gly-Gly-Ser (SEQ ID NO: 1) It can be suitably used as a linker sequence. The same is true even if the antibody is a single chain antibody.
  • each linker sequence is named the first linker sequence, the second linker sequence, in order from the N-terminal side.
  • the antibody when the antibody is an anti-human transferrin receptor antibody, in the light chain variable region: (a) CDR1 comprises the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or 9; (b) CDR2 comprises the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 or 11; and (c) CDR3 comprises the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12; In the heavy chain variable region: (d) CDR1 comprises the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13 or 14; (e) CDR2 comprises the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 15 or 16; and (f) CDR3 comprises the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17 or 18.
  • the antibody here is preferably a human antibody or a humanized antibody.
  • an antibody whose light chain variable region has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:20 and whose heavy chain variable region comprises the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:21 can be exemplified.
  • the antibody here is preferably a human antibody or a humanized antibody.
  • the amino acid sequence of the light chain variable region represented by SEQ ID NO: 20 includes the amino acid sequences represented by SEQ ID NOs: 8 and 9 as CDR1, and the amino acid sequences represented by SEQ ID NOs: 10 and 11 as CDR2. and contains the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 as CDR3.
  • amino acid sequence of the heavy chain variable region represented by SEQ ID NO: 21 includes the amino acid sequences represented by SEQ ID NOs: 13 and 14 as CDR1, and the amino acid sequences represented by SEQ ID NOs: 15 and 16 as CDR2. and includes the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 17 and SEQ ID NO: 18 as CDR3. Furthermore, it contains the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 19 as heavy chain framework region 3.
  • the antibody when the antibody is a humanized antibody and an anti-human transferrin receptor antibody, preferred embodiments of the antibody are not limited to (x) above.
  • the amino acid sequence of the light chain variable region has 80% or more identity with the amino acid sequence of the light chain variable region in (x) above
  • the amino acid sequence of the heavy chain variable region Antibodies that have 80% or more identity with the amino acid sequence of the variable region of the heavy chain in (x) of (x) can also be used in the present invention as long as they have affinity for hTfR.
  • the amino acid sequence of the light chain variable region has 85% or more identity with the amino acid sequence of the light chain variable region in (x) above, and the amino acid sequence of the heavy chain variable region is an antibody having 85% or more identity with the amino acid sequence of the variable region of the heavy chain in (x) above;
  • the amino acid sequence of the light chain variable region has 90% or more identity with the amino acid sequence of the light chain variable region in (x) above, and the amino acid sequence of the heavy chain variable region has the above (
  • the amino acid sequence of the light chain variable region is the amino acid sequence of the light chain variable region in (x) above
  • An antibody that has 95% or more identity with and the amino acid sequence of the heavy chain variable region has 95% or more identity with the amino acid sequence of the heavy chain variable region in (x) above can also be used in the present invention as long as it has affinity for hTfR.
  • the amino acid sequence of the light chain variable region is identical to the amino acid sequence of the light chain variable region in (x) above, and the amino acid sequence of the heavy chain variable region is the same as the heavy chain in (x) above.
  • the light chain variable region contains an amino acid sequence having 80% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20, and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or 9 as CDR1 and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 9 as CDR2; comprising the amino acid sequence of number 10 or 11 and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12 as CDR3, respectively, wherein the variable region of the heavy chain has 80% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21 comprising an amino acid sequence and comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13 or 14 as CDR1, the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15 or 16 as CDR2, and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 17 or 18 as C
  • a preferred embodiment of the antibody when the antibody is and an anti-human transferrin receptor antibody, in the amino acid sequence of the variable region of the light chain in (x) above, 1 to 5 amino acids in the amino acid sequence constituting this are substituted, deleted or added, and the heavy chain in (x) above.
  • the amino acid sequence of the variable region, in which 1 to 5 amino acids are substituted, deleted or added in the amino acid sequence that constitutes it In the amino acid sequence of the variable region of the light chain in (x) above, 1 to 3 amino acids in the amino acid sequence constituting this are substituted, deleted or added, and the heavy chain in (x) above.
  • the amino acid sequence of the light chain variable region of the antibody is the amino acid sequence of the light chain variable region in (x) above, in which amino acids in the amino acid sequence constituting the amino acid sequence are substituted, deleted, or added, and In the amino acid sequence of the variable region of the heavy chain in (x) of (x), an antibody in which amino acids in the amino acid sequence constituting the amino acid sequence are substituted, deleted or added, (x ⁇ e) In the amino acid sequence of the variable region of the light chain, 1 to 5 amino acids are substituted, deleted or added in the amino acid sequence constituting this, and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or 9 as CDR1, and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 9 as CDR2
  • the amino acid sequence of the heavy chain variable region comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 or 11 and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12 as CDR3, respectively, wherein 1 to 5 amino acids in the amino acid sequence constituting the heavy chain variable region are Substituted, deleted or added, and the amino acid sequence
  • the combination of the amino acid sequences of each CDR may be any combination, for example, those shown in Table 2. The same applies to (ya) to (yg) below.
  • an antibody that is a Fab whose light chain comprises the amino acid sequence shown by SEQ ID NO:22 and whose heavy chain comprises the amino acid sequence shown by SEQ ID NO:23 can be exemplified.
  • the light chain contains the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 20 as the variable region
  • the heavy chain contains the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 21 as the variable region.
  • the heavy chain that constitutes Fab is referred to as Fab heavy chain. That is, the heavy chain consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 23 is the Fab heavy chain.
  • the antibody is a humanized antibody and an anti-human transferrin receptor antibody
  • preferred embodiments of the antibody are not limited to (y) above.
  • the light chain amino acid sequence has 80% or more identity with the light chain amino acid sequence in (y) above
  • the heavy chain amino acid sequence is the heavy chain amino acid sequence in (y) above.
  • Antibodies with a sequence identity of 80% or more can also be used in the present invention as long as they have affinity for hTfR.
  • amino acid sequence of the light chain has 85% or more identity with the amino acid sequence of the light chain in (y) above
  • amino acid sequence of the heavy chain is the amino acid sequence of the heavy chain in (y) above.
  • an antibody that has an amino acid sequence identity of 85% or more The amino acid sequence of the light chain has 90% or more identity with the amino acid sequence of the light chain in (y) above, and the amino acid sequence of the heavy chain has the amino acid sequence of the heavy chain in (y) above.
  • antibodies having 95% or more identity with the heavy chain amino acid sequence in (y) above can also be used in the present invention as long as they have affinity for hTfR.
  • the light chain amino acid sequence has identity with the light chain amino acid sequence in (y) above, and the heavy chain amino acid sequence has identity with the heavy chain amino acid sequence in (y) above
  • the light chain comprises an amino acid sequence having 80% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 22, and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or 9 as CDR1 and SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 9 as CDR2; 11 amino acid sequences, and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12 as CDR3, respectively, wherein the heavy chain comprises an amino acid sequence having 80% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 23, and CDR1 comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13 or 14 as CDR2, the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15 or 16 as CDR2, and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 17 or 18 as CDR3, (yb) the light chain comprises an amino acid sequence having 85% or more sequence identity with the amino acid sequence shown
  • the amino acid sequence of the antibody is In the amino acid sequence of the light chain in (y) above, 1 to 5 amino acids in the amino acid sequence constituting this are substituted, deleted or added, and in the amino acid sequence of the heavy chain in (y) above , in which 1 to 5 amino acids in the amino acid sequence constituting this are substituted, deleted or added, In the light chain amino acid sequence in (y) above, 1 to 3 amino acids in the amino acid sequence constituting this are substituted, deleted or added, and in the heavy chain amino acid sequence in (y) above , in which 1 to 3 amino acids are substituted, deleted or added in the amino acid sequence that constitutes it, and In the amino acid sequence of the light chain in (y) above, one or two amino acids in the amino acid sequence constituting the amino acid sequence are substituted, deleted or added, and in the amino acid sequence of the heavy chain in (y) above , in which one or two amino acids have
  • the amino acid sequence of the light chain is obtained by substituting, deleting, or adding amino acids in the amino acid sequence that constitutes the light chain amino acid sequence in (y) above, and the heavy chain in (y) above.
  • amino acid sequence as an antibody in which amino acids in the amino acid sequence constituting this are substituted, deleted or added, (ye)
  • amino acid sequence of the light chain 1 to 5 amino acids are substituted, deleted or added in the amino acid sequence constituting this, and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or 9 as CDR1 and SEQ ID NO: 10 as CDR2 or 11 amino acid sequences, and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12 as CDR3, respectively
  • amino acid sequence of the heavy chain 1 to 5 amino acids in the amino acid sequence constituting this are substituted, deleted or added and comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13 or 14 as CDR1, the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15 or 16 as CDR2, and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 17 or 18 as CDR3,
  • preferred forms of fusion proteins include: That is, On the C-terminal side of the humanized anti-hTfR antibody light chain having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 22 and the Fab heavy chain of the humanized anti-hTfR antibody having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO: 6 human ⁇ -L-iduronidase bound via a linker sequence represented by SEQ ID NO:4.
  • preferred forms of the fusion protein include the following. That is, the light chain of the humanized anti-hTfR antibody has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 22; The Fab heavy chain of the humanized anti-hTfR antibody is bound to the human ⁇ -L-iduronidase represented by SEQ ID NO: 6 at its C-terminal side via a linker having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4. , which has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 27 as a whole.
  • a fusion protein between an antibody and a human lysosomal enzyme is, for example, a mammal that has been artificially manipulated to produce the fusion protein by expressing or overexpressing the gene encoding the fusion protein. It can be produced by culturing animal cells.
  • the gene which is to be strongly expressed in mammalian cells producing the fusion protein, is generally introduced into the mammalian cells by transforming it with an expression vector containing the gene.
  • the mammalian cells used at this time are not particularly limited, but cells derived from humans, mice, or Chinese hamsters are preferred, and CHO cells derived from Chinese hamster ovary cells are particularly preferred.
  • the fusion protein particularly refers to a recombinant fusion protein that is secreted into the medium when mammalian cells that produce such a fusion protein are cultured.
  • a fusion protein between an antibody and a human lysosomal enzyme can also be produced by producing an antibody and a human lysosomal enzyme, and then linking them with a non-peptide or peptide linker.
  • antibodies and human lysosomal enzymes are recombinant proteins obtained by culturing mammalian cells that have been artificially manipulated to produce them by expressing or overexpressing the genes encoding them. can be produced as
  • the expression vector used to incorporate and express the gene encoding the fusion protein, antibody, or human lysosomal enzyme can be used without particular limitation as long as the gene is expressed when introduced into mammalian cells. can.
  • the gene incorporated into the expression vector is placed downstream of a DNA sequence (gene expression control site) capable of regulating the frequency of transcription of the gene in mammalian cells.
  • Gene expression control sites that can be used in the present invention include, for example, cytomegalovirus-derived promoter, SV40 early promoter, human elongation factor-1 alpha (EF-1 ⁇ ) promoter, human ubiquitin C promoter and the like.
  • Mammalian cells into which such an expression vector has been introduced express the desired protein integrated into the expression vector, but the expression level varies from cell to cell and is not uniform. Therefore, in order to efficiently produce a recombinant protein, it is necessary to select, from expression vector-introduced mammalian cells, cells that express a desired protein at a high level. To accomplish this selection step, the expression vector contains a gene that serves as a selectable marker.
  • the most common selection markers are enzymes that degrade drugs such as puromycin and neomycin (drug resistance markers).
  • Mammalian cells die in the presence of the drug above a certain concentration.
  • mammalian cells into which the expression vector has been introduced can degrade the drug by the drug resistance marker incorporated into the expression vector, rendering it nontoxic or attenuating it, so that it can survive even in the presence of the drug.
  • An expression vector incorporating a drug resistance marker as a selection marker is introduced into mammalian cells, and culture is continued in a selection medium containing a drug corresponding to the drug resistance marker while gradually increasing the concentration of the drug. , resulting in cells that can proliferate in the presence of higher drug concentrations.
  • the expression level of the gene encoding the desired protein integrated into the expression vector is generally increased along with the drug resistance marker, so that cells with high expression levels of the desired protein are obtained as a result. selected.
  • glutamine synthetase can also be used as a selection marker.
  • Glutamine synthetase is an enzyme that synthesizes glutamine from glutamic acid and ammonia.
  • an inhibitor of glutamine synthetase such as methionine sulfoximine (MSX)
  • MSX methionine sulfoximine
  • the cells die.
  • an expression vector incorporating glutamine synthetase as a selectable marker is introduced into mammalian cells, the expression level of glutamine synthetase increases in the cells, allowing proliferation even in the presence of higher concentrations of MSX. becomes.
  • the expression level of the gene encoding the desired protein integrated into the expression vector is generally increased as well as the glutamine synthetase. selected.
  • DHFR Dihydrofolate reductase
  • mammalian cells into which the expression vector has been introduced are cultured in a selective medium containing DHFR inhibitors such as methotrexate and aminopterin.
  • DHFR inhibitors such as methotrexate and aminopterin.
  • GGS glutamine synthetase
  • IVS internal ribosome entry site
  • an expression vector for expressing a protein comprising a gene expression control site, a gene encoding the protein downstream thereof, an internal ribosome binding site further downstream, and a gene encoding glutamine synthetase further downstream and further comprising a dihydrofolate reductase gene or a drug resistance gene downstream of the gene expression control site or a gene expression control site different from the gene expression control site
  • the expression vector produced by the present invention It can be suitably used for the method.
  • a cytomegalovirus-derived promoter an SV40 early promoter, a human elongation factor-1 alpha promoter (hEF-1 ⁇ promoter), and a human ubiquitin C promoter are preferred as the gene expression control site or another gene expression control site.
  • hEF-1 ⁇ promoter a human elongation factor-1 alpha promoter
  • human ubiquitin C promoter a human ubiquitin C promoter
  • internal ribosome binding sites include viruses of the picornavirus family, foot-and-mouth disease virus, hepatitis A virus, hepatitis C virus, coronavirus, bovine enteric virus, Cyler's murine encephalomyelitis virus, Coxsackie B virus, Those derived from the 5' untranslated region of viruses or genes selected from the group consisting of human immunoglobulin heavy chain binding protein gene, Drosophila Antennapedia gene, and Drosophila Ultravitrax gene are preferably used, but mouse encephalomyocarditis Internal ribosome binding sites derived from the 5' untranslated regions of viruses are particularly preferred.
  • the drug resistance gene preferably used is preferably the puromycin or neomycin resistance gene, more preferably the puromycin resistance gene.
  • an expression vector for expressing a protein comprising a hEF-1 ⁇ promoter, a gene encoding the protein downstream thereof, and an internal ribosome derived from the 5' untranslated region of mouse encephalomyocarditis virus downstream thereof. binding site, and further downstream a gene encoding glutamine synthetase, and further comprising another gene expression control site and a dihydrofolate reductase gene downstream thereof, wherein the internal ribosome binding site is wild type
  • An expression vector in which some of the multiple initiation codons contained in the internal ribosome binding site of is disrupted can be preferably used in the production method of the present invention. Examples of such expression vectors include the expression vectors described in WO2013/161958.
  • an expression vector for expressing a protein comprising a hEF-1 ⁇ promoter, a gene encoding the protein downstream thereof, and an internal ribosome derived from the 5' untranslated region of mouse encephalomyocarditis virus downstream thereof.
  • An expression vector in which some of the multiple initiation codons contained in the internal ribosome binding site are disrupted can be suitably used in the production method of the present invention.
  • Such expression vectors include pE-mIRES-GS-puro described in WO2012/063799 and pE-mIRES-GS-mNeo described in WO2013/161958.
  • mammalian cells introduced with an expression vector containing a gene encoding a fusion protein, antibody or human lysosomal enzyme are used to select cells with high expression levels of the fusion protein, antibody or human lysosomal enzyme. , is selectively cultured in a selective medium.
  • the concentration of the DHFR inhibitor contained in the selective medium is increased stepwise.
  • the maximum concentration is preferably 0.25-5 ⁇ M, more preferably 0.5-1.5 ⁇ M, more preferably about 1.0 ⁇ M when the DHFR inhibitor is methotrexate.
  • the concentration of the GS inhibitor contained in the selection medium is increased step by step.
  • the maximum concentration is preferably 100-1000 ⁇ M, more preferably 200-500 ⁇ M, more preferably about 300 ⁇ M when the GS inhibitor is MSX.
  • a medium containing no glutamine is generally used as a selective medium.
  • the maximum concentration of puromycin contained in the selective medium is preferably 3 to 30 ⁇ g/mL, more preferably 5 to 20 ⁇ g/mL, and even more preferably Approximately 10 ⁇ g/mL.
  • the maximum concentration of G418 contained in the selection medium is preferably 0.1 mg to 2 mg/mL, more preferably 0.5 to 1.5 mg/mL. , more preferably about 1 mg/mL.
  • both the medium used for selective culture and the medium used for producing the fusion protein, antibody, or human lysosomal enzyme described later can be used without particular limitation as long as it can be cultured and grown, but serum-free medium is preferably used.
  • Production cells with high expression levels of fusion proteins, antibodies, or human lysosomal enzymes selected by selective culture are used as production cells for these production.
  • Production of fusion proteins, antibodies, or human lysosomal enzymes is accomplished by culturing these producing cells in medium for recombinant protein production. This culture is called production culture.
  • the serum-free medium used as a medium for recombinant protein production includes, for example, amino acids of 3 to 700 mg/L, vitamins of 0.001 to 50 mg/L, and monosaccharides of 0.3 to 10 g/L.
  • inorganic salts 0.1-10000 mg/L, trace elements 0.001-0.1 mg/L, nucleosides 0.1-50 mg/L, fatty acids 0.001-10 mg/L, biotin 0.01 ⁇ 1 mg/L, hydrocortisone 0.1-20 ⁇ g/L, insulin 0.1-20 mg/L, vitamin B12 0.1-10 mg/L, putrescine 0.01-1 mg/L, sodium pyruvate
  • a medium containing 10 to 500 mg/L and a water-soluble iron compound is preferably used. If desired, thymidine, hypoxanthine, conventional pH indicators and antibiotics may be added to the medium.
  • DMEM/F12 medium (mixed medium of DMEM and F12) may be used as a basal medium as a serum-free medium used as a medium for recombinant protein production, and these mediums are well known to those skilled in the art.
  • serum-free medium containing sodium bicarbonate, L-glutamine, D-glucose, insulin, sodium selenite, diaminobutane, hydrocortisone, iron(II) sulfate, asparagine, aspartic acid, serine and polyvinyl alcohol, DMEM (HG)HAM modified (R5) medium may be used.
  • serum-free media such as CD OptiCHO TM medium, CHO-S-SFM II medium or CD CHO medium (Thermo Fisher Scientific), EX-CELL TM 302 medium or EX-CELL TM 325-PF medium (SAFC Biosciences) etc.
  • EX-CELL TM Advanced CHO Fed-batch medium SAFC Biosciences
  • SAFC Biosciences which is a serum-free medium containing 16 ⁇ mol/L thymidine, 100 ⁇ mol/L hypoxanthine, and 4 mmol/L L-alanyl-L-glutamine, can be used for fusion proteins. It can be suitably used for culturing production cells.
  • CD OptiCHO TM medium (Thermo Fisher Scientific), which is a serum-free medium containing 16 ⁇ mol/L thymidine, 100 ⁇ mol/L hypoxanthine, and 10 mg/L insulin, can be suitably used for culturing fusion protein-producing cells. can.
  • Production culture of fusion protein, antibody or human lysosomal enzyme-producing cells is carried out by adjusting the density of these producing cells in the recombinant protein production medium to preferably 0.2 ⁇ 10 5 to 5 ⁇ 10 5 cells/mL, more preferably 1 ⁇ 10 5 to 1 ⁇ 10 5 cells/mL. Start by adjusting to 4 ⁇ 10 5 cells/mL, more preferably about 3 ⁇ 10 5 cells/mL.
  • Production culture is performed while observing the cell survival rate (%) over time, and the cell survival rate during the production culture period is preferably maintained at 80% or more, more preferably 85% or more. done.
  • the culture temperature is preferably maintained at 33.5-37.5° C.
  • the dissolved oxygen saturation in the production medium is preferably maintained at 28-32%, more preferably about 30%. be done.
  • the dissolved oxygen saturation means the amount of dissolved oxygen under the same conditions when the saturated dissolved amount of oxygen is taken as 100%.
  • the production medium is stirred with an impeller.
  • the rotation speed of the impeller at this time is preferably 50 to 100 rpm, more preferably 60 to 110 rpm, for example, 90 rpm, 100 rpm, 110 rpm, etc.
  • the rotational speed can be changed as appropriate depending on the shape of the impeller.
  • the density of the production cells in the recombinant protein production medium at the start of the production culture is 3 ⁇ 10 5 /mL, and the culture temperature during the production culture is 34. ⁇ 37° C., dissolved oxygen saturation in the production medium is 30%, and the medium is agitated with an impeller rotating at a speed of about 100 rpm.
  • the medium can be collected, and the culture supernatant can be obtained by removing cells, etc. by centrifuging the collected medium or performing membrane filtration.
  • the target fusion protein contained in this culture supernatant is purified by various chromatographic steps.
  • the purification process can be carried out at room temperature or in a low temperature environment, but is preferably carried out in a low temperature environment, especially at a temperature of 1-10°C.
  • the following describes in detail one embodiment of a method for purifying a fusion protein between an antibody and a human lysosomal enzyme contained in the culture supernatant.
  • This embodiment is particularly suitable for use when the antibody is a human IgG antibody that is a Fab and a fusion protein where the human lysosomal enzyme is hIDUA.
  • the light chain of a humanized anti-hTfR antibody has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 22, and the Fab heavy chain of the humanized anti-hTfR antibody, at its C-terminal side, is shown in SEQ ID NO: 4.
  • the first step in the purification process is column chromatography using as a stationary phase a material to which a substance having affinity for the antibody is bound.
  • the substance having affinity for the antibody used at this time is not particularly limited, but is preferably a substance having affinity for Fab, particularly a substance having affinity for the CH1 region of the heavy chain of Fab.
  • An antibody directed against the region can be used as a substance having affinity for the antibody.
  • the Fab is a human IgG antibody
  • an anti-human IgG- CH1 antibody is preferably used.
  • the stationary phase is a carrier bound to the antibody.
  • the carrier is, for example, agarose.
  • the concentration operation is not essential.
  • arginine is added to the culture supernatant or its concentrate before loading it onto the column.
  • the concentration of arginine in the solution is preferably 0.1 M to 1.0 M, more preferably 0.25 M to 1.0 M, more preferably 0.3 M to 1.0 M. more preferably 0.3 to 0.5M, for example 0.4M.
  • the stationary phase is pre-equilibrated with an arginine-containing buffer prior to loading the culture supernatant.
  • the arginine concentration of the buffer used at this time is preferably 0.1 M to 1.0 M, more preferably 0.2 M to 0.8 M, still more preferably 0.2 M to 0.6 M, and More preferably 0.3-0.5M, for example 0.4M.
  • the buffer used at this time is not particularly limited, but is preferably an MES buffer and has a pH of preferably 6.0 to 7.0, more preferably about 6.5.
  • the fusion protein After washing the stationary phase bound to the fusion protein, the fusion protein is eluted with a salt-free acidic buffer to collect the fraction containing the fusion protein.
  • the buffer used at this time is preferably glycine buffer or acetate buffer, and its pH is preferably 3.2 to 3.8, more preferably 3.5. The pH of the solution containing the recovered fusion protein is quickly adjusted to near neutrality.
  • the second step in the purification process is anion exchange column chromatography.
  • the anion exchanger used at this time is not particularly limited, but is preferably a strong anion exchanger, particularly an anion exchanger with selectivity based on electrostatic interaction, hydrophobic interaction and hydrogen bond formation. be.
  • Multimodal anion exchangers can be preferably used in the present invention, for example strong anion exchangers having N-benzyl-N-methylethanolamine groups as functional groups can be particularly preferably used.
  • Captoadhere GE Healthcare
  • a buffer solution is added to the solution recovered in the first step of the purification process so that the pH is adjusted to near neutrality.
  • the buffer used at this time is, for example, an MES buffer.
  • the pH is preferably adjusted to 5.5 to 6.5, more preferably 5.7 to 6.3, eg 6.0.
  • the stationary phase is pre-equilibrated with a buffer.
  • the buffer used at this time is not particularly limited, it is preferably an MES buffer, and its pH is preferably 5.5 to 6.5, for example 6.0.
  • the fraction collected by column chromatography in the first step of the purification process with the pH adjusted above is loaded onto the anion exchange column pre-equilibrated above, and the non-adsorbed fraction containing the fusion protein is collected. Wash the column with The wash solution obtained at this time is also collected as a non-adsorbed fraction.
  • the buffer used for washing the column is preferably MES buffer and its pH is preferably 5.5-6.5, eg 6.0.
  • the third step in the purification process is cation exchange chromatography.
  • weak cation exchangers are preferred, and more preferred are selectivity based on both hydrophobic interactions and hydrogen bond formation. It is a weak cation exchanger with For example, weak cation exchangers with phenyl, amide and carboxyl groups and selectivity based on both hydrophobic interaction and hydrogen bond formation can be used, such as Capto MMC (GE Healthcare). can.
  • the column In cation exchange chromatography, the column is pre-equilibrated with a buffer solution.
  • the buffer used at this time is preferably MES buffer, and its pH is preferably 6.0 to 7.0, more preferably about 6.5.
  • the fusion protein-containing fraction and washing solution collected in the second step of the purification process are loaded onto a cation exchange column, and after washing the column bound to the fusion protein, the fusion protein is eluted. Elution can be performed with a buffer solution of increasing salt concentration.
  • the buffer used at this time is preferably MES buffer, and its pH is preferably 6.0 to 7.0, more preferably about 6.5.
  • the salt added to the buffer solution is preferably sodium chloride, and the salt concentration is preferably in the range of 0.5 to 1.5 M, more preferably in the range of 0.8 to 1.2 M, still more preferably about 1 M. .
  • the pH of the fusion protein-containing fraction of the eluate obtained in the third step is preferably adjusted to 5.5-6.1, more preferably about 5.8.
  • the fourth step in the purification process is size exclusion column chromatography. This step is for removing low-molecular-weight impurities such as endotoxin, fusion protein multimers, degradation products, etc., thereby obtaining a substantially pure fusion protein.
  • column chromatography using a material bound to a substance with affinity for antibodies as the stationary phase
  • anion exchange column chromatography e.g., aqueous chromatography
  • cation exchange column chromatography e.g., aqueous chromatography
  • size exclusion column chromatography e.g., aqueous chromatography
  • One or more column chromatography may be further introduced into the above-described purification method consisting of.
  • Such additional column chromatography is, for example, column chromatography using a solid phase with an affinity for phosphate groups, column chromatography using a material bound to a substance with an affinity for antibodies as a stationary phase , hydrophobic column chromatography, anion exchange column chromatography, cation exchange column chromatography, and chromophilic column chromatography.
  • dye affinity column chromatography with blue triazine dye as ligand is introduced prior to the first step of the purification process or between the first and second steps of the purification process.
  • This virus inactivation step may be performed before the first step of the purification process, may be performed between each step of the purification process, or may be performed after the purification process is completed. It is carried out before the first step of the purification process or between the first and second steps of the purification process.
  • the virus inactivation step is performed by adding a nonionic surfactant to the solution containing the fusion protein and stirring at 20-60°C for 2-6 hours.
  • a nonionic surfactant used at this time include polysorbate 20, 80 and tri-n-butyl phosphate, or mixtures thereof.
  • the virus inactivation process can also be performed using a virus removal membrane.
  • Viruses contained in the solution can be removed by passing the solution containing the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA through virus removal membranes with pore sizes of 35 nm and 20 nm.
  • the purified product of the fusion protein obtained using the production method of the present invention has such a purity that it can be used as a medicine as it is.
  • the fusion protein is one in which the light chain of a humanized anti-hTfR antibody has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 22, and the Fab heavy chain of the humanized anti-hTfR antibody, at its C-terminus, is SEQ ID NO: 4
  • SEQ ID NO: 6 When it is bound to human ⁇ -L-iduronidase shown by SEQ ID NO: 6 via a linker having the amino acid sequence shown in and has an amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 27 as a whole (humanized anti- hTfR antibody-hIDUA), a purified product of such purity that it can be used directly as a drug is obtained.
  • the concentration of the host cell-derived protein (HCP) contained in the fusion protein obtained using the production method of the present invention, particularly the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA purified product, is less than 100 ppm, for example, less than 60 ppm, Less than 40 ppm, such as 1-50 ppm, 1-40 ppm.
  • the fusion protein obtained using the production method of the present invention contains less than 0.5%, for example, less than 0.2%, of the polymer in the total fusion protein. , less than 0.1%, less than 0.05%, etc., for example, 0.01-0.1%, 0.001-0.1%.
  • the fusion protein obtained using the production method of the present invention can be supplied as an aqueous solution containing suitable excipients or as a freeze-dried preparation when supplied as a pharmaceutical. can.
  • an aqueous solution When an aqueous solution is used, it may be filled in a vial, or may be supplied as a pre-filled preparation in which a syringe is filled in advance. Lyophilized formulations should be dissolved in an aqueous medium prior to use.
  • Example 1 Construction of vector for expressing humanized anti-hTfR antibody-hIDUA fusion protein It was constructed using a gene encoding a heavy chain Fab region having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:23.
  • a pEF/myc/nuc vector (Invitrogen) was digested with KpnI and NcoI to excise a region containing the EF-1 promoter and its first intron, and blunt-ended with T4 DNA polymerase.
  • pCI-neo (Invitrogen) was digested with BglII and EcoRI to excise the region containing the CMV enhancer/promoter and intron, and then blunt-ended with T4 DNA polymerase.
  • a pE-neo vector was constructed by inserting the region containing the EF-1 ⁇ promoter and its first intron (after blunt-end treatment).
  • the pE-neo vector was digested with SfiI and BstXI to excise an approximately 1 kbp region containing the neomycin resistance gene.
  • the hygromycin gene was amplified by PCR using pcDNA3.1/Hygro(+) (Invitrogen) as a template and primer Hyg-Sfi5' (SEQ ID NO: 13) and primer Hyg-BstX3' (SEQ ID NO: 14). .
  • the amplified hygromycin gene was digested with SfiI and BstXI and inserted into the above pE-neo vector to construct the pE-hygr vector.
  • the pE-neo vector and pE-hygr vector were constructed with reference to the patent document (Japanese Patent No. 6279466).
  • pBSK (IRES-Hygr-mPGKpA) as a template and using primer IRES5' (SEQ ID NO: 29) and primer IRES3' (SEQ ID NO: 30), a DNA fragment containing a portion of the EMCV IRES was amplified by PCR. This DNA fragment was digested with restriction enzymes (XhoI and HindIII) and inserted between the XhoI and HindIII sites of pBSK (IRES-Hygr-mPGKpA) to obtain pBSK (NotI-IRES-Hygr-mPGKpA).
  • pBSK NotI-IRES-Hygr-mPGKpA
  • restriction enzymes NotI and BamHI
  • the expression vector pPGKIH was digested with EcoRI to excise a DNA fragment consisting of a base sequence containing the mPGK promoter region (mPGKp). This DNA fragment was inserted into the EcoRI site of pBluescript SK(-) (Stratagene) and designated as mPGK promoter/pBS(-). A DNA fragment containing the mPGK promoter region (mPGKp) was amplified by PCR using mPGK promoter/pBS(-) as a template and primers mPGKP5' (SEQ ID NO: 31) and primer mPGKP3' (SEQ ID NO: 32).
  • This DNA fragment was digested with restriction enzymes (BglII and EcoRI) and inserted between the BglII and EcoRI sites of pCI-neo (Promega) to obtain pPGK-neo.
  • pE-IRES-Hygr was digested with restriction enzymes (NotI and BamHI) to excise a DNA fragment (IRES-Hygr), which was inserted between the NotI and BamHI sites of pPGK-neo to obtain pPGK-IRES-Hygr.
  • cDNA was prepared from CHO-K1 cells and used as a template to amplify a DNA fragment containing the GS gene by PCR using primer GS5' (SEQ ID NO: 33) and primer GS3' (SEQ ID NO: 34). This DNA fragment was digested with restriction enzymes (BalI and BamHI) and inserted between the BalI and BamHI sites of pPGK-IRES-Hygr to obtain pPGK-IRES-GS- ⁇ polyA.
  • restriction enzymes BalI and BamHI
  • pCAGIPuro (Miyahara M. et.al., J. Biol. Chem. 275, 613-618 (2000)) as a template and primer puro5' (SEQ ID NO: 35) and primer puro3' (SEQ ID NO: 36), A DNA fragment containing the puromycin resistance gene ( puror gene) was amplified by PCR. This DNA fragment was inserted into pT7Blue T-Vector (Novagen) and designated as pT7-puro.
  • pT7-puro was digested with restriction enzymes (AflII and BstXI) and inserted between the AflII and BstXI sites of the expression vector pE-neo to obtain pE-puro.
  • a DNA fragment containing the SV40 late polyadenylation region was amplified by PCR using pE-puro as a template and primer SV40polyA5' (SEQ ID NO: 37) and primer SV40polyA3' (SEQ ID NO: 38).
  • This DNA fragment was digested with restriction enzymes (NotI and HpaI), inserted between the NotI and HpaI sites of the expression vector pE-puro, and designated as pE-puro (XhoI).
  • pPGK-IRES-GS- ⁇ polyA was digested with restriction enzymes (NotI and XhoI) to cut out a DNA fragment containing the IRES-GS region, which was inserted between the NotI and XhoI sites of the expression vector pE-puro (XhoI), This was named pE-IRES-GS-puro. Construction of pE-IRES-GS-puro was performed with reference to the patent document (Japanese Patent No. 6279466).
  • this DNA fragment and the above primer IRES5' were used to amplify a DNA fragment containing the above region from IRES to GS by PCR.
  • This DNA fragment was digested with restriction enzymes (NotI and PstI), and the excised DNA fragment was inserted between the NotI and PstI sites of pBluescript SK(-) (Stratagene), which was designated as mIRES/pBlueScript SK(-). and
  • the expression vector pE-IRES-GS-puro was digested with SphI to excise the SV40 enhancer region. The remaining DNA fragment was self-ligated to give pE-IRES-GS-puro( ⁇ E).
  • mIRES/pBlueScript SK(-) was digested with NotI and PstI to excise the region containing the modified IRES (mIRES) and part of the GS gene.
  • pE-IRES-GS-puro( ⁇ E) was digested with NotI and PstI, and a region containing part of the mIRES and GS genes was inserted to create pE-mIRES-GS-puro( ⁇ E). It was constructed.
  • a DNA fragment (IRES-HygroR-mPGKpA) containing MluI and BamHI cleavage sites, IRES, hygromycin resistance gene and mPGK polyadenylation signal was artificially synthesized (SEQ ID NO: 42). This DNA fragment was inserted into the MluI and BamHI sites of JCR69 in pUC57 and designated as pEM hygro.
  • a DNA fragment (SEQ ID NO: 26) containing the gene encoding the full length of the light chain of the humanized anti-hTfR antibody having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 22 was artificially synthesized, inserted into pUC57-Amp, and JCR131 It was called in pUC57-Amp.
  • An MluI sequence was introduced to the 5' side of this DNA fragment, and a NotI sequence was introduced to the 3' side.
  • This plasmid DNA was digested with MluI and NotI and inserted between MluI and NotI of the expression vector pEM hygro.
  • the obtained vector was designated as pEM-hygr (LC3), which is a light chain expression vector of a humanized anti-hTfR antibody.
  • An MluI sequence was introduced to the 5' side of this DNA fragment, and a NotI sequence was introduced to the 3' side.
  • pE-mIRES-GSp-Fab-IDUA is a protein expression vector in which hIDUA is bound to the C-terminal side of the Fab heavy chain of a humanized anti-hTfR antibody.
  • Example 2 Generation of high expression cell line of humanized anti-hTfR antibody-hIDUA fusion protein , pEM-hygr(LC3) constructed in Example 1 and pE-mIRES-GSp-Fab-IDUA were transformed.
  • Transformation of cells was generally performed by the following method.
  • CHO-K1 cells were suspended in a 1:1 mixture of CD OptiCHO TM medium (Thermo Fisher Scientific) and PBS to a density of 2 ⁇ 10 7 cells/mL.
  • 50 ⁇ L of cell suspension was collected and 50 ⁇ L of pEM-hygr(LC3) plasmid DNA solution diluted to 200 ⁇ g/mL with a 1:1 mixture of CD OptiCHO TM medium and PBS was added.
  • Electroporation was performed using NEPA21 (NEPAGENE) to introduce pEM-hygr(LC3) plasmid DNA into the cells.
  • the ELISA method at this time was generally performed by the following method. Add 100 ⁇ L of chicken anti-IDUA polyclonal antibody solution diluted to 5 ⁇ g/mL with 0.05 M bicarbonate buffer to each well of a 96-well microtiter plate (Nunc), and incubate at room temperature or 4°C for at least 1 The plate was allowed to stand for a period of time to allow the antibody to adsorb to the plate. Then, after washing each well three times with Tris-buffered saline (pH 8.0) with 0.05% Tween20 added (TBS-T), 1% BSA was added to Tris-buffered saline (pH 8.0).
  • humanized anti-hTfR antibody-hIDUA fusion protein highly expressing cell line was designated as a humanized anti-hTfR antibody-hIDUA expression line.
  • the fusion protein of humanized anti-hTfR antibody and hIDUA expressed by this cell line was designated as humanized anti-hTfR antibody-hIDUA fusion protein (humanized anti-hTfR antibody-hIDUA).
  • the resulting humanized anti-hTfR antibody-hIDUA expression strain was added to 10 mg/L insulin, 16 ⁇ mol/L thymidine, 100 ⁇ mol/L hypoxanthine, 500 ⁇ g/mL hygromycin B, 10 ⁇ g/mL puromycin, 300 ⁇ mol
  • the cells were suspended in CD OptiCHO TM medium containing /L MSX and 10% (v/v) DMSO, dispensed into cryotubes, and stored in liquid nitrogen as seed cells.
  • Example 3 Culture of Humanized Anti-hTfR Antibody-hIDUA Expression Strain To obtain humanized anti-hTfR antibody-hIDUA, a humanized anti-hTfR antibody-hIDUA expression strain was cultured by the following method.
  • the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA expression strain obtained in Example 2 was diluted with 10 mg/L insulin, 16 ⁇ mol/L thymidine, and 100 ⁇ mol/L hippophae so that the cell density was about 3 ⁇ 10 5 cells/mL. It was suspended in about 170 L of serum-free medium (CD OptiCHO TM medium, ThermoFisher SCIENTIFIC) containing xanthine and adjusted to pH 6.9.
  • CD OptiCHO TM medium ThermoFisher SCIENTIFIC
  • the collected medium was filtered with Millistak+HC Pod Filter grade D0HC (Merck) and further filtered with Millistak+HC grade X0HC (Merck) to obtain a culture supernatant containing humanized anti-hTfR antibody-hIDUA.
  • This culture supernatant was ultrafiltered using a Pellicon TM 3 Cassette w/Ultracel PLCTK Membrane (pore size: 30 kDa, membrane area: 1.14 m 2 , Merck) until the liquid volume was reduced to about 1/14. Concentrated. This concentrate was then filtered using Opticap XL600 (0.22 ⁇ m, Merck). The resulting liquid was used as a concentrated culture supernatant.
  • Example 4 Purification of humanized anti-hTfR antibody-hIDUA To the concentrated culture supernatant obtained in Example 3, 0.25 volumes of 2 M arginine solution (pH 7.0) was added. This solution was applied to a Capture Select TM CH1-XL column (column volume: about 3.1 L, bed height: Approximately 20 cm, Thermo Fisher Scientific) was loaded at a constant flow rate of 100 cm/hour, and the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA was adsorbed onto the column.
  • the Capture Select TM CH1-XL column is an affinity column in which a ligand having the property of specifically binding to the CH1 domain of an IgG antibody is immobilized on a carrier.
  • the column was washed by supplying the same buffer solution in a volume 5 times the column volume at the same flow rate. Then, 25 mM MES buffer (pH 6.5) of 3 times the volume of the column was supplied at the same flow rate to further wash the column. Then, the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA adsorbed on the column was eluted with 10 mM sodium acetate-HCl buffer (pH 3.5) of 5 times the column volume. The eluate was immediately neutralized by receiving it in a container containing 250 mM MES buffer (pH 6.0) in advance.
  • the column was washed by supplying 5 times the column volume of the same buffer at the same flow rate, and this washing solution was collected.
  • Capto MMC a multimodal weak cation exchange column
  • MES buffer pH 6.5
  • NaCl 300 mM NaCl
  • column volume approx. 3.1 L
  • bed height about 20 cm
  • GE Healthcare GE Healthcare
  • the column was washed by supplying the same buffer solution in a volume 5 times the column volume at the same flow rate. Then, the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA adsorbed on the weak cation exchange column was eluted with 10 times the column volume of 25 mM MES buffer (pH 6.5) containing 1 M NaCl.
  • the above concentrate was equilibrated with 1.5 column volumes of 20 mM citrate buffer (pH 5.5) containing 0.8 mg/mL NaCl and 75 mg/mL sucrose, and a size exclusion column, BioSEC column ( Column volume: about 9.4 L, bed height: 30 cm, Merck) was loaded at a constant flow rate of 40 cm/h, and the same buffer solution was supplied at the same flow rate.
  • place an absorptiometer to continuously measure the absorbance of the eluate in the flow path of the eluate from the size exclusion column, monitor the absorbance at 280 nm, and show an absorption peak at 280 nm.
  • the resulting fraction was collected as a fraction containing humanized anti-hTfR antibody-hIDUA, and this was used as a purified humanized anti-hTfR antibody-hIDUA product.
  • Example 5 Measurement of recovery rate of humanized anti-hTfR antibody-hIDUA in each purification step was measured using the ELISA method described in . In addition, the amount of humanized anti-hTfR antibody-hIDUA loaded and the amount recovered in the eluate at each purification step were calculated by measuring the absorbance at 280 nm with a spectrophotometer. Table 3 shows the results. 17.5 g of humanized anti-hTfR antibody-hIDUA was recovered as a purified product, corresponding to about 74.0% of 23.7 g of humanized anti-hTfR antibody-hIDUA initially contained in the culture supernatant.
  • the process recovery rate (%) means the ratio of the amount of humanized anti-hTfR antibody-hIDUA recovered to the amount of humanized anti-hTfR antibody-hIDUA loaded in each purification step
  • the total recovery rate ( %) means the ratio of the amount of humanized anti-hTfR antibody-hIDUA recovered in each purification step to the initial amount of humanized anti-hTfR antibody-hIDUA subjected to the purification step.
  • Example 6 Analysis of purified humanized anti-hTfR antibody-hIDUA product (HCP quantification) The amount of host cell-derived protein (HCP) contained in the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA purified product obtained in Example 4 was quantified by ELISA. First, 100 ⁇ L of an anti-CHO cell-derived protein antibody was added to each well of a 96-well plate (Nunc) and allowed to stand overnight to adsorb the antibody. After washing each well three times, 200 ⁇ L of a blocking solution containing casein was added to each well and shaken at 25°C for 60 minutes.
  • HCP host cell-derived protein
  • sample solution a solution containing a humanized anti-hTfR antibody-hIDUA purified product (sample solution) or HCP standard solution was added to each well and shaken at 25° C. for 2 hours. After washing each well three times, 100 ⁇ L of biotinylated anti-CHO cell-derived protein antibody was added to each well and shaken at 25°C for 60 minutes. After washing each well three times, 100 ⁇ L of HRP-conjugated streptavidin (Jackson Immuno Research Laboratories) was added and shaken at 25°C for 60 minutes. After washing each well three times, 100 ⁇ L of TMB substrate solution was added to each well and color was developed at 25°C.
  • TMB peroxidase substrate of TMB microwell peroxidase substrate system (KPL) and Peroxidase substrate solution B were used as the TMB substrate solution. After color development, 100 ⁇ L of 6.75% phosphoric acid was added to each well to stop the enzymatic reaction, and the absorbance of each well at 450 nm was measured using a 96-well plate reader. A calibration curve was created from the measured values of the HCP standard solution, and the values of the sample solution were interpolated to quantify the HCP contained in the purified humanized anti-hTfR antibody-hIDUA product.
  • the HCP contained in the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA purified product was quantified.
  • the amount of HCP contained in the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA purified product was found to be about 35 ppm (i.e., about 35 ng of HCP in 1 mg of the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA purified product). all right.
  • Example 7 Analysis of purified humanized anti-hTfR antibody-hIDUA product (SE-HPLC analysis) A TSKgel G3000SW XL column (inner diameter 7.8 mm, height 30 cm, Tosoh Corporation) was set on an LC-20A system and SPD-20AV UV/VIS detector (Shimadzu Corporation). The column was equilibrated with 200 mM phosphate buffer containing 5% 2-propanol and 20 mM NaCl. 10 ⁇ L of a solution containing the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA purified product obtained in Example 4 at a concentration of 1.0 mg/mL was loaded onto this column at a constant flow rate of 0.6 mL/min, and the same buffer was applied.
  • FIG. 1 shows an elution profile prepared by measuring absorbance at 215 nm.
  • the resulting profile showed only a single peak mostly derived from humanized anti-hTfR antibody-hIDUA.
  • peak derived from the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA polymer (polymer peak in the figure) detected before the main peak (monomer peak in the figure). From the ratio of the area of the entire peak and the area of the polymer peak, the ratio of the polymer to the total humanized anti-hTfR antibody-hIDUA was calculated to be approximately 0.02%.
  • Example 8 Analysis of humanized anti-hTfR antibody-hIDUA purified product (Summary) The above analysis results of the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA purified product show that the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA purified product obtained in Example 4 contains almost no contaminants including HCP, This indicates that the abundance ratio of the polymer is extremely low.
  • the humanized anti-hTfR antibody-hIDUA purified product can be said to be of a quality that can be used directly as a drug, for example, as a drug for intravenous, intramuscular, subcutaneous, intraperitoneal, intraarterial, or intralesional administration.
  • a fusion protein binding an antibody and a lysosomal enzyme particularly a fusion protein binding an antibody and hIDUA, purified to a level of purity that allows direct use as a drug. can.
  • SEQ ID NO: 1 amino acid sequence of linker example 1
  • SEQ ID NO: 2 amino acid sequence of linker example 2
  • SEQ ID NO: 3 amino acid sequence of linker example 3
  • SEQ ID NO: 4 amino acid sequence of linker example 4
  • SEQ ID NO: 5 amino acids of human transferrin receptor
  • SEQ ID NO: 6 amino acid sequence 1 of human IDUA
  • SEQ ID NO: 7 amino acid sequence 2 of human IDUA
  • SEQ ID NO: 8 amino acid sequence 1 of light chain CDR1 of anti-hTfR antibody
  • SEQ ID NO: 9 amino acid sequence 2 of light chain CDR1 of anti-hTfR antibody
  • SEQ ID NO: 10 amino acid sequence 1 of light chain CDR2 of anti-hTfR antibody
  • SEQ ID NO: 11 amino acid sequence 2 of light chain CDR2 of anti-hTfR antibody
  • SEQ ID NO: 12 amino acid sequence 1 of light chain CDR3 of anti-hTfR antibody
  • SEQ ID NO: 13 amino acid sequence 1 of heavy

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Abstract

抗体をリソソーム酵素と融合させた融合蛋白質の製造方法が開示されている。当該方法は,抗体とヒトリソソーム酵素とを融合させた融合蛋白質の製造方法であって,(a)該融合蛋白質を産生する哺乳動物細胞を無血清培地中で培養して該融合蛋白質を培養液中に分泌させ,(b)該培養液から該哺乳動物細胞を除去することにより培養上清を回収し,(c)該培養上清から,該抗体に親和性を有する物質を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィーと,陰イオン交換カラムクロマトグラフィーと,陽イオン交換カラムクロマトグラフィーと,及びサイズ排除カラムクロマトグラフィーとを用いて,該融合蛋白質を精製することを含んでなるものである。

Description

抗体-リソソーム酵素融合蛋白質の製造方法
 本発明は,抗体をリソソーム酵素と融合させた融合蛋白質の製造方法に関し,例えば,該融合蛋白質をコードする遺伝子を組み込んだ発現ベクターを導入した宿主細胞を培養することにより得られる組換え融合蛋白質を,医薬として利用できる純度にまで精製する方法に関する。
 現在,組換え蛋白質を有効成分として含有してなる多くの医薬が市販されている。このような組換え蛋白質は,目的の蛋白質をコードする遺伝子を組み込んだ発現ベクターを導入した宿主細胞を培養することにより,培養上清中に得られたものである。培養上清中に得られた組換え蛋白質は,そのままでは夾雑物を含むので医薬として使用できない。医薬として使用するためには,培養上清中に含まれる組換え蛋白質を精製する必要がある。
 哺乳動物細胞を宿主細胞として用い,この宿主細胞を培養して培養上清中に得られた組換え蛋白質を,医薬として使用できるレベルにまで精製する方法が報告されている。例えば,赤芽球前駆細胞に働いて赤血球へと分化させ赤血球の産生を促進する糖蛋白質であるヒトエリスロポエチン(hEPO)を,宿主細胞としてCHO細胞を用いて組換え蛋白質として発現させ,これを培養上清から色素アフィニティーカラムクロマトグラフィーを含む各種クロマトグラフィーを用いて医薬に使用できるまで精製する方法が報告されている(特許文献1)。また例えば,卵巣でのエストロゲンの生産及び分泌を促進する活性を有する性腺刺激ホルモンの一種であるヒト卵胞刺激ホルモン(hFSH)を,宿主細胞としてCHO細胞を用いて組換え蛋白質として発現させ,これを培養上清から陽イオン交換カラムクロマトグラフィーを含む各種クロマトグラフィーを用いて医薬に使用できるまで精製する方法が報告されている(特許文献2)。また例えば,ヘパラン硫酸やデルマタン硫酸のようなグリコサミノグリカン(GAG)分子内に存在する硫酸エステル結合を加水分解する活性を有するライソソーム酵素の一種であるヒトイズロン酸-2-スルファターゼ(hI2S)を,宿主細胞としてCHO細胞を用いて組換え蛋白質として発現させ,これを培養上清から陽イオン交換カラムクロマトグラフィーを含む各種クロマトグラフィーを用いて医薬に使用できるまで精製する方法が報告されている(特許文献3)。また例えば,糖脂質及び糖蛋白質の末端α-ガラクトシル結合を加水分解する活性を有するライソソーム酵素の一種であるヒトα-ガラクトシダーゼA(hα-Gal A)を,宿主細胞としてCHO細胞を用いて組換え蛋白質として発現させ,これを培養上清から陰イオン交換カラムクロマトグラフィーを含む各種クロマトグラフィーを用いて医薬に使用できるまで精製する方法が報告されている(特許文献4,特許文献5)。更に例えば,DNAを塩基配列非特異的に分解する活性を有するヒトDNaseIを,宿主細胞としてCHO細胞を用いて組換え蛋白質として発現させ,これを培養上清から陰イオン交換カラムクロマトグラフィー及び色素リガンドアフィニティーカラムクロマトグラフィーを含む各種クロマトグラフィーを用いて医薬に使用できるまで精製する方法が報告されている(特許文献6)。更に例えば,ヒトイズロン酸-2-スルファターゼと結合させた抗hTfR抗体を,宿主細胞としてCHO細胞を用いて組換え蛋白質として発現させ,これを培養上清からプロテインAアフィニティーカラムクロマトグラフィー,ハイドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィー,及びサイズ排除カラムクロマトグラフィーとを用いて医薬に使用できるまで精製する方法が報告されている(特許文献7)。
 このように,医薬として使用できる組換え蛋白質を取得するために,それぞれの組換え蛋白質について,独自の精製方法が開発されている。
特表2010-511378号公報 特開2009-273427号公報 特表2014-508506号公報 国際公開第2014/017088号 国際公開第2016/117341号 国際公開第2016/067944号 国際公開第2018/038243号
 本発明の目的は,抗体とリソソーム酵素とを融合させた融合蛋白質を,組換え蛋白質として発現させて,これを医薬として市場に流通させることが可能な純度にまで精製する方法を提供することである。
 上記目的に向けた研究において,本発明者らは,鋭意検討を重ねた結果,抗トランスフェリン受容体抗体とヒトα-L-イズロニダーゼ(hIDUA)とを融合させた融合蛋白質をコードする遺伝子を組み込んだ発現ベクターを導入した哺乳動物細胞を無血清培地中で培養することにより,培養液中に得られる融合蛋白質を,該抗体に親和性を有する物質を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー,陰イオン交換カラムクロマトグラフィー,陽イオン交換カラムクロマトグラフィー,及びサイズ排除カラムクロマトグラフィーの組み合わせにより精製することによって,高い純度で効率よく精製することができることを見出した。本発明は,これらの知見に基づき更に検討を加えて完成させたものである。すなわち,本発明は以下を提供する。
1.抗体とヒトリソソーム酵素とを融合させた融合蛋白質の製造方法であって,
(a)該融合蛋白質を産生する哺乳動物細胞を無血清培地中で培養して該融合蛋白質を培養液中に分泌させるステップと,
(b)上記ステップ(a)で得られた培養液から該哺乳動物細胞を除去することにより培養上清を回収するステップと,
(c)上記ステップ(b)で得られた培養上清から,該抗体に親和性を有する物質を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィーと,陰イオン交換カラムクロマトグラフィーと,陽イオン交換カラムクロマトグラフィーと,及びサイズ排除カラムクロマトグラフィーとを用いて,該融合蛋白質を精製するステップと,
を含んでなるものである,製造方法。
2.該ステップ(c)において,該抗体に親和性を有する物質を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィーと,陰イオン交換カラムクロマトグラフィーと,陽イオン交換カラムクロマトグラフィーと,及びサイズ排除カラムクロマトグラフィーとを,この順で用いてなるものである,上記1の製造方法。
3.該抗体に親和性を有する物質が,該抗体の重鎖のCH領域に親和性を有するものである,上記1又は2の製造方法。
4.該陰イオン交換カラムクロマトグラフィーに使用した陰イオン交換体が,強陰イオン交換体である,上記1乃至3のいずれかの製造方法。
5.該陽イオン交換カラムクロマトグラフィーに使用した陽イオン交換体が,弱陽イオン交換体である,上記1乃至4のいずれかの製造方法。
6.該ヒトリソソーム酵素と融合させた該抗体が,ヒト化抗体又はヒト抗体である,上記1乃至5のいずれかの製造方法。
7.該ヒトリソソーム酵素と融合させた該抗体が,ヒト化抗体である,上記1乃至5のいずれかの製造方法。
8.該ヒトリソソーム酵素と融合させた該抗体が,血管内皮細胞の表面に存在する分子を抗原とするものである,上記1乃至7のいずれかの製造方法。
9.血管内皮細胞の表面に存在する該分子が,トランスフェリン受容体(TfR),インスリン受容体,レプチン受容体,リポ蛋白質受容体,IGF受容体,OATP-F,有機アニオントランスポーター,MCT-8,モノカルボン酸トランスポーター,及びFc受容体からなる群から選択されるものである,上記8の製造方法。
10.該血管内皮細胞が脳血管内皮細胞である,上記8の製造方法。
11.該脳血管内皮細胞の表面に存在する分子が,トランスフェリン受容体(TfR),インスリン受容体,レプチン受容体,リポ蛋白質受容体,IGF受容体,OATP-F,有機アニオントランスポーター,MCT-8,及びモノカルボン酸トランスポーターからなる群から選択されるものである,上記10の製造方法。
12.該血管内皮細胞が,ヒトの血管内皮細胞である,上記8乃至11のいずれかの製造方法。
13.該抗体が,抗ヒトトランスフェリン受容体抗体であって,
 該抗体が重鎖の可変領域において,CDR1が配列番号13又は配列番号14のアミノ酸配列を含んでなり,CDR2が配列番号15又は配列番号16のアミノ酸配列を含んでなり,及びCDR3が配列番号17又は配列番号18のアミノ酸配列を含んでなり,且つ
 該抗体が軽鎖の可変領域において,CDR1が配列番号8又は配列番号9のアミノ酸配列を含んでなり,CDR2が配列番号10若しくは配列番号11のアミノ酸配列,又はアミノ酸配列Lys-Val-Serを含んでなり,及びCDR3が配列番号12のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記1乃至12のいずれかの製造方法。
14.該抗体が,重鎖のフレームワーク領域3が配列番号19のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記13の製造方法。
15.該抗体における該重鎖の可変領域が,配列番号21のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記14の製造方法。
16.該抗体が重鎖の可変領域において,配列番号21のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
 CDR1が配列番号13又は配列番号14のアミノ酸配列を含んでなり,
 CDR2が配列番号15又は配列番号16のアミノ酸配列を含んでなり,
 CDR3が配列番号17又は配列番号18のアミノ酸配列を含んでなり,及び
 フレームワーク領域3が配列番号19のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記13又は14の製造方法。
17.該抗体が重鎖の可変領域において,配列番号21のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
 CDR1が配列番号13又は配列番号14のアミノ酸配列を含んでなり,
 CDR2が配列番号15又は配列番号16のアミノ酸配列を含んでなり,
 CDR3が配列番号17又は配列番号18のアミノ酸配列を含んでなり,及び
 フレームワーク領域3が配列番号19のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記13又は14の製造方法。
18.該抗体が重鎖の可変領域において,配列番号21のアミノ酸配列に対し1~5個のアミノ酸の置換,欠失又は付加による改変がなされたアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
 CDR1が配列番号13又は配列番号14のアミノ酸配列を含んでなり,
 CDR2が配列番号15又は配列番号16のアミノ酸配列を含んでなり,
 CDR3が配列番号17又は配列番号18のアミノ酸配列を含んでなり,及び
 フレームワーク領域3が配列番号19のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記13又は14の製造方法。
19.該抗体が重鎖の可変領域において,配列番号21のアミノ酸配列に対し1~3個のアミノ酸の置換,欠失又は付加による改変がなされたアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
 CDR1が配列番号13又は配列番号14のアミノ酸配列を含んでなり,
 CDR2が配列番号15又は配列番号16のアミノ酸配列を含んでなり,
 CDR3が配列番号17又は配列番号18のアミノ酸配列を含んでなり,及び
 フレームワーク領域3が配列番号19のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記13又は14の製造方法。
20.該抗体における軽鎖の可変領域が,配列番号20のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記13乃至19のいずれかの製造方法。
21.該抗体が軽鎖の可変領域において,配列番号20のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
 CDR1が配列番号8又は配列番号9のアミノ酸配列を含んでなり,
 CDR2が配列番号10若しくは配列番号11のアミノ酸配列,又はアミノ酸配列Lys-Val-Serを含んでなり,
 CDR3が配列番号12のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記13乃至19のいずれかの製造方法。
22.該抗体が軽鎖の可変領域において,配列番号20のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
 CDR1が配列番号8又は配列番号9のアミノ酸配列を含んでなり,
 CDR2が配列番号10若しくは配列番号11のアミノ酸配列,又はアミノ酸配列Lys-Val-Serを含んでなり,
 CDR3が配列番号12のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記13乃至19のいずれかの製造方法。
23.該抗体が軽鎖の可変領域において,配列番号20のアミノ酸配列に対し1~5個のアミノ酸の置換,欠失又は付加による改変がなされたアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
 CDR1が配列番号8又は配列番号9のアミノ酸配列を含んでなり,
 CDR2が配列番号10若しくは配列番号11のアミノ酸配列,又はアミノ酸配列Lys-Val-Serを含んでなり,
 CDR3が配列番号12のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記13乃至19のいずれかの製造方法。
24.該抗体が軽鎖の可変領域において,配列番号20のアミノ酸配列に対し1~3個のアミノ酸の置換,欠失又は付加による改変がなされたアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
 CDR1が配列番号8又は配列番号9のアミノ酸配列を含んでなり,
 CDR2が配列番号10若しくは配列番号11のアミノ酸配列,又はアミノ酸配列Lys-Val-Serを含んでなり,
 CDR3が配列番号12のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記13乃至19のいずれかの製造方法。
25.該抗体の該重鎖が,配列番号23のアミノ酸配列を含むものである,上記15の製造方法。
26.該抗体の該軽鎖が,配列番号22のアミノ酸配列を含むものである,上記20又は25の製造方法。
27.該抗体がFab,F(ab’),又はF(ab’)である,上記1乃至26のいずれかの製造方法。
28.該融合蛋白質における該ヒトリソソーム酵素が,該抗体の軽鎖のC末端側又はN末端側に結合しているものである,上記1乃至27のいずれかの製造方法。
29.該融合蛋白質における該ヒトリソソーム酵素が,該軽鎖のC末端側又はN末端側に,直接又はリンカーを介して,結合しているものである,上記28の製造方法。
30.該融合蛋白質における該ヒトリソソーム酵素が,該重鎖のC末端側又はN末端側においてリンカーを介して結合しているものである,上記28の製造方法。
31.該リンカー配列が,1~50個のアミノ酸残基からなるペプチドである,上記29又は30の製造方法。
32.該リンカーが,1個のグリシン,1個のセリン,アミノ酸配列Gly-Ser,アミノ酸配列Gly-Gly-Ser,配列番号1のアミノ酸配列,配列番号2のアミノ酸配列,配列番号3のアミノ酸配列,配列番号4のアミノ酸配列,及びこれらのアミノ酸配列が1~10個連続してなるアミノ酸配列からなる群より選ばれるアミノ酸配列を含んでなるペプチドである,上記31の製造方法。
33.該融合蛋白質における該ヒトリソソーム酵素が,ヒトα-L-イズロニダーゼである,上記1乃至32のいずれかの製造方法。
34.該融合蛋白質における該抗体がFabであり,
 該抗体の軽鎖が,配列番号22のアミノ酸配列からなり,且つ
 該抗体の重鎖が,そのC末端側で,配列番号4のアミノ酸配列からなるリンカーを介して,該ヒトα-L-イズロニダーゼと結合し,それにより該融合蛋白質が配列番号27のアミノ酸配列を形成しているものである,上記33の製造方法。
35.該融合蛋白質における該抗体がFabであり,
 該抗体の軽鎖が,配列番号22のアミノ酸配列からなり,且つ
 該抗体の重鎖が,配列番号23のアミノ酸配列からなり,そのC末端側で,配列番号4のアミノ酸配列からなるリンカーを介して,配列番号6のアミノ酸配列からなるヒトα-L-イズロニダーゼと結合するものである,上記33の製造方法。
36.該ヒトα-L-イズロニダーゼが,配列番号6又は7のアミノ酸配列を含んでなるものである,上記33の製造方法。
 本発明によれば,中枢神経障害を伴うリソソーム病の治療剤として臨床的に用いることのできる純度にまで精製された,抗トランスフェリン受容体抗体とリソソーム酵素との融合蛋白質を提供することができる。特に,中枢神経障害を伴うハーラー症候群の治療剤として臨床的に用いることのできる純度にまで精製された,抗トランスフェリン受容体抗体とヒトIDUAとの融合蛋白質を提供することができる。
実施例4で得られたヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品のSE-HPLCのチャートを示す図。縦軸は215 nmでの吸光度,横軸は保持時間(分)を示す。(A)はヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの単量体に由来するピーク,(B)及び(C)はヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの重合体に由来するピークをそれぞれ示す。
 本発明は,抗トランスフェリン受容体抗体(抗TfR抗体)とヒトリソソーム酵素とを結合させた蛋白質の製造方法に関するものである。ここで,リソソーム酵素と結合させる抗体は,抗原に特異的に結合する性質を有するものである限り,抗体の動物種等に特に制限はないが,特にヒト抗体又はヒト化抗体である。例えば,抗体は,ヒト以外の哺乳動物の抗体であってもよく,またヒト抗体とヒト以外の他の哺乳動物の抗体とのキメラ抗体であってもよい。
 ヒト抗体は,その全体がヒト由来の遺伝子にコードされる抗体のことをいう。但し,遺伝子の発現効率を上昇させる等の目的で,元のヒトの遺伝子に変異を加えた遺伝子にコードされる抗体も,ヒト抗体である。また,ヒト抗体をコードする2つ以上の遺伝子を組み合わせて,ある一つのヒト抗体の一部を,他のヒト抗体の一部に置き換えた抗体も,ヒト抗体である。ヒト抗体は,免疫グロブリン軽鎖の3箇所の相補性決定領域(CDR)と免疫グロブリン重鎖の3箇所の相補性決定領域(CDR)を有する。免疫グロブリン軽鎖の3箇所のCDRは,N末端側にあるものから順にCDR1,CDR2及びCDR3という。免疫グロブリン重鎖の3箇所のCDRは,N末端側にあるものから順にCDR1,CDR2及びCDR3という。ある一つのヒト抗体のCDRを,その他のヒト抗体のCDRに置き換えることにより,ヒト抗体の抗原特異性,親和性等を改変した抗体も,ヒト抗体である。
 本発明において,元のヒト抗体の遺伝子を改変することにより,元の抗体のアミノ酸配列に置換,欠失,付加等の変異を加えた抗体も,ヒト抗体という。元の抗体のアミノ酸配列中のアミノ酸を他のアミノ酸へ置換させる場合,置換させるアミノ酸の個数は,好ましくは1~20個であり,より好ましくは1~10個であり,更に好ましくは1~5個であり,更により好ましくは1~3個である。元の抗体のアミノ酸配列中のアミノ酸を欠失させる場合,欠失させるアミノ酸の個数は,好ましくは1~20個であり,より好ましくは1~10個であり,更に好ましくは1~5個であり,更により好ましくは1~3個である。また,これらアミノ酸の置換と欠失を組み合わせた変異を加えた抗体も,ヒト抗体である。アミノ酸を付加させる場合,元の抗体のアミノ酸配列中又はN末端側若しくはC末端側に,好ましくは1~20個,より好ましくは1~10個,更に好ましくは1~5個,更により好ましくは1~3個のアミノ酸が付加される。これらアミノ酸の付加,置換及び欠失を組み合わせた変異を加えた抗体も,ヒト抗体である。変異を加えた抗体のアミノ酸配列は,元の抗体のアミノ酸配列と,好ましくは80%以上の同一性を示し,より好ましくは85%以上の同一性を示し,更に好ましくは90%以上の同一性を示し,更により好ましくは95%以上の同一性を示し,なおも更に好ましくは98%以上の同一性を示すものである。つまり,本発明において「ヒト由来の遺伝子」というときは,ヒト由来の元の遺伝子に加えて,ヒト由来の元の遺伝子に改変を加えることにより得られる遺伝子も含まれる。
 本発明において,「ヒト化抗体」の語は,可変領域の一部(例えば,特にCDRの全部又は一部)のアミノ酸配列がヒト以外の哺乳動物由来であり,それ以外の領域がヒト由来である抗体のことをいう。例えば,ヒト化抗体として,ヒト抗体を構成する免疫グロブリン軽鎖の3箇所の相補性決定領域(CDR)と免疫グロブリン重鎖の3箇所の相補性決定領域(CDR)を,他の哺乳動物のCDRによって置き換えることにより作製された抗体が挙げられる。ヒト抗体の適切な位置に移植されるCDRの由来となる他の哺乳動物の生物種は,ヒト以外の哺乳動物である限り特に限定はないが,好ましくは,マウス,ラット,ウサギ,ウマ,又はヒト以外の霊長類であり,より好ましくはマウス及びラットであり,例えばマウスである。
 本発明において,抗体がヒト抗体又はヒト化抗体である場合につき,以下詳述する。ヒト抗体及びヒト化抗体の軽鎖には,λ鎖とκ鎖がある。抗体を構成する軽鎖は,λ鎖とκ鎖のいずれであってもよい。また,ヒト抗体及びヒト化抗体の重鎖には,γ鎖,μ鎖,α鎖,σ鎖及びε鎖があり,それぞれ,IgG,IgM,IgA,IgD及びIgEに対応している。抗体を構成する重鎖は,γ鎖,μ鎖,α鎖,σ鎖及びε鎖のいずれであってもよいが,好ましくはγ鎖である。更に,抗体の重鎖のγ鎖には,γ1鎖,γ2鎖,γ3鎖及びγ4鎖があり,それぞれ,IgG1,IgG2,IgG3及びIgG4に対応している。抗体を構成する重鎖がγ鎖である場合,そのγ鎖は,γ1鎖,γ2鎖,γ3鎖及びγ4鎖のいずれであってもよいが,好ましくは,γ1鎖又はγ4鎖である。抗体が,ヒト化抗体又はヒト抗体であり,且つIgGである場合,その抗体の軽鎖はλ鎖とκ鎖のいずれでもあってもよく,その抗体の重鎖は,γ1鎖,γ2鎖,γ3鎖及びγ4鎖のいずれであってもよいが,好ましくは,γ1鎖又はγ4鎖である。例えば,好ましい抗体の一つの態様として,軽鎖がκ鎖であり重鎖がγ1鎖であるもの,軽鎖がλ鎖であり重鎖がγ1鎖であるものが挙げられる。
 本発明において,「キメラ抗体」の語は,2つ以上の異なる種に由来する,2つ以上の異なる抗体の断片が連結されてなる抗体のことをいう。
 ヒト抗体と他の哺乳動物の抗体とのキメラ抗体とは,ヒト抗体の一部がヒト以外の哺乳動物の抗体の一部によって置き換えられた抗体である。抗体は,以下に説明するFc領域,Fab領域及びヒンジ部とからなる。このようなキメラ抗体の具体例として,Fc領域がヒト抗体に由来する一方でFab領域が他の哺乳動物の抗体に由来するキメラ抗体が挙げられる。ヒンジ部は,ヒト抗体又は他の哺乳動物の抗体のいずれかに由来する。逆に,Fc領域が他の哺乳動物に由来する一方でFab領域がヒト抗体に由来するキメラ抗体が挙げられる。ヒンジ部は,ヒト抗体又は他の哺乳動物の抗体のいずれに由来してもよい。
 また,抗体は,可変領域と定常領域とからなるということもできる。キメラ抗体の他の具体例として,重鎖の定常領域(C)と軽鎖の定常領域(C)がヒト抗体に由来する一方で,重鎖の可変領域(V)及び軽鎖の可変領域(V)が他の哺乳動物の抗体に由来するもの,逆に,重鎖の定常領域(C)と軽鎖の定常領域(C)が他の哺乳動物の抗体に由来する一方で,重鎖の可変領域(V)及び軽鎖の可変領域(V)がヒト抗体に由来するものも挙げられる。ここで,他の哺乳動物の生物種は,ヒト以外の哺乳動物である限り特に限定はないが,好ましくは,マウス,ラット,ウサギ,ウマ,又はヒト以外の霊長類であり,より好ましくはマウスである。
 ヒト抗体とマウス抗体のキメラ抗体は,特に,「ヒト/マウスキメラ抗体」という。ヒト/マウスキメラ抗体には,Fc領域がヒト抗体に由来する一方でFab領域がマウス抗体に由来するキメラ抗体や,逆に,Fc領域がマウス抗体に由来する一方でFab領域がヒト抗体に由来するキメラ抗体が挙げられる。ヒンジ部は,ヒト抗体又はマウス抗体のいずれかに由来する。ヒト/マウスキメラ抗体の他の具体例として,重鎖の定常領域(C)と軽鎖の定常領域(C)がヒト抗体に由来する一方で,重鎖の可変領域(V)及び軽鎖の可変領域(V)がマウス抗体に由来するもの,逆に,重鎖の定常領域(C)と軽鎖の定常領域(C)がマウス抗体に由来する一方で,重鎖の可変領域(V)及び軽鎖の可変領域(V)がヒト抗体に由来するものが挙げられる。
 抗体は,本来,2本の免疫グロブリン軽鎖と2本の免疫グロブリン重鎖の計4本のポリペプチド鎖からなる基本構造を有する。但し,本発明において,「抗体」というときは,この基本構造を有するものに加え,
(1)1本の免疫グロブリン軽鎖と1本の免疫グロブリン重鎖の計2本のポリペプチド鎖からなるものや,以下に詳述するように,
(2)免疫グロブリン軽鎖のC末端側にリンカー配列を,そして更にそのC末端側に免疫グロブリン重鎖を結合させてなるものである一本鎖抗体,及び
(3)免疫グロブリン重鎖のC末端側にリンカー配列を,そして更にそのC末端側に免疫グロブリン軽鎖を結合させてなるものである一本鎖抗体も含まれる。また,
(4)本来の意味での抗体の基本構造からFc領域が欠失したものであるFab領域からなるもの及びFab領域とヒンジ部の全部若しくは一部とからなるもの(Fab,F(ab’)及びF(ab’)を含む)も,本発明における「抗体」に含まれる。
 ここでFabとは,可変領域とC領域(軽鎖の定常領域)を含む1本の軽鎖と,可変領域とC1領域(重鎖の定常領域の部分1)を含む1本の重鎖が,それぞれに存在するシステイン残基同士でジスルフィド結合により結合した分子のことをいう。Fabにおいて,重鎖は,可変領域とC1領域(重鎖の定常領域の部分1)に加えて,更にヒンジ部の一部を含んでもよいが,この場合のヒンジ部は,ヒンジ部に存在して抗体の重鎖どうしを結合するシステイン残基を欠くものである。Fabにおいて,軽鎖と重鎖とは,軽鎖の定常領域(C領域)に存在するシステイン残基と,重鎖の定常領域(C1領域)又はヒンジ部に存在するシステイン残基との間で形成されるジスルフィド結合により結合する。Fabを形成する重鎖のことをFab重鎖という。Fabは,ヒンジ部に存在して抗体の重鎖どうしを結合するシステイン残基を欠いているので,1本の軽鎖と1本の重鎖とからなる。Fabを構成する軽鎖は,可変領域とC領域を含む。Fabを構成する重鎖は,可変領域とC1領域からなるものであってもよく,可変領域,C1領域に加えてヒンジ部の一部を含むものであってもよい。但しこの場合,ヒンジ部で2本の重鎖の間でジスルフィド結合が形成されないように,ヒンジ部は重鎖間を結合するシステイン残基を含まないように選択される。F(ab’)においては,その重鎖は可変領域とC1領域に加えて,重鎖どうしを結合するシステイン残基を含むヒンジ部の全部又は一部を含む。F(ab’)は2つのF(ab’)が互いのヒンジ部に存在するシステイン残基どうしでジスルフィド結合により結合した分子のことをいう。F(ab’)又はF(ab’)を形成する重鎖のことをFab’重鎖という。また,複数の抗体が直接又はリンカーを介して結合してなる二量体,三量体等の重合体も,抗体である。更に,これらに限らず,免疫グロブリン分子の一部を含み,且つ,抗原に特異的に結合する性質を有するものは何れも,本発明でいう「抗体」に含まれる。即ち,本発明において免疫グロブリン軽鎖というときは,免疫グロブリン軽鎖に由来し,その可変領域の全て又は一部のアミノ酸配列を有するものが含まれる。また,免疫グロブリン重鎖というときは,免疫グロブリン重鎖に由来し,その可変領域の全て又は一部のアミノ酸配列を有するものが含まれる。従って,可変領域の全て又は一部のアミノ酸配列を有する限り,例えば,Fc領域が欠失したものも,免疫グロブリン重鎖である。
 また,ここでFc又はFc領域とは,抗体分子中の,C2領域(重鎖の定常領域の部分2),及びCH3領域(重鎖の定常領域の部分3)からなる断片を含む領域のことをいう。
 更には,本発明において,「抗体」というときは,
 (5)上記(4)で示したFab,F(ab’)又はF(ab’)を構成する軽鎖と重鎖を,リンカー配列を介して結合させて,それぞれ一本鎖抗体としたscFab,scF(ab’),及びscF(ab’)も含まれる。ここで,scFab,scF(ab’),及びscF(ab’)にあっては,軽鎖のC末端側にリンカー配列を,そして更にそのC末端側に重鎖を結合させてなるものでもよく,また,重鎖のC末端側にリンカー配列を,そして更にそのC末端側に軽鎖を結合させてなるものでもよい。更には,軽鎖の可変領域と重鎖の可変領域をリンカー配列を介して結合させて一本鎖抗体としたscFvも,本発明における抗体に含まれる。scFvにあっては,軽鎖の可変領域のC末端側にリンカー配列を,そして更にそのC末端側に重鎖の可変領域を結合させてなるものでもよく,また,重鎖の可変領域のC末端側にリンカー配列を,そして更にそのC末端側に軽鎖の可変領域を結合させてなるものでもよい。
 更には,本明細書でいう「抗体」には,完全長抗体,上記(1)~(5)に示されるものに加えて,上記(4)及び(5)を含むより広い概念である,完全長抗体の一部が欠損したものである抗原結合性断片(抗体フラグメント)のいずれの形態も含まれる。
 「抗原結合性断片」の語は,抗原との特異的結合活性の少なくとも一部を保持している抗体の断片のことをいう。結合性断片の例としては,例えば上記(4)及び(5)に示されるものに加えて,Fab,Fab’,F(ab’),可変領域(Fv),重鎖の可変領域(V)と軽鎖の可変領域(V)とを適当なリンカーで連結させた一本鎖抗体(scFv),重鎖の可変領域(V)と軽鎖の可変領域(V)を含むポリペプチドの二量体であるダイアボディ,scFvの重鎖(H鎖)に定常領域の一部(C3)が結合したものの二量体であるミニボディ,その他の低分子化抗体等を包含する。但し,抗原との結合能を有している限りこれらの分子に限定されない。また,これらの結合性断片には,抗体蛋白質の全長分子を適当な酵素で処理したもののみならず,遺伝子工学的に改変された抗体遺伝子を用いて適当な宿主細胞において産生された蛋白質も含まれる。
 本発明において,「一本鎖抗体」というときは,免疫グロブリン軽鎖の可変領域の全て又は一部を含むアミノ酸配列のC末端側にリンカー配列が結合し,更にそのC末端側に免疫グロブリン重鎖の可変領域の全て又は一部を含むアミノ酸配列が結合してなり,特定の抗原に特異的に結合することのできる蛋白質をいう。また,免疫グロブリン重鎖の可変領域の全て又は一部を含むアミノ酸配列のC末端側にリンカー配列が結合し,更にそのC末端側に免疫グロブリン軽鎖の可変領域の全て又は一部を含むアミノ酸配列が結合してなり,特定の抗原に特異的に結合することのできる蛋白質も,本発明における「一本鎖抗体」である。例えば,上記(2)及び(3)に示されるものは一本鎖抗体に含まれる。免疫グロブリン重鎖のC末端側にリンカー配列を介して免疫グロブリン軽鎖が結合した一本鎖抗体にあっては,通常,免疫グロブリン重鎖は,Fc領域が欠失している。免疫グロブリン軽鎖の可変領域は,抗体の抗原特異性に関与する相補性決定領域(CDR)を3つ有している。同様に,免疫グロブリン重鎖の可変領域も,CDRを3つ有している。これらのCDRは,抗体の抗原特異性を決定する主たる領域である。従って,一本鎖抗体には,免疫グロブリン重鎖の3つのCDRが全てと,免疫グロブリン軽鎖の3つのCDRの全てとが含まれることが好ましい。但し,抗体の抗原特異的な親和性が維持される限り,CDRの1個又は複数個を欠失させた一本鎖抗体とすることもできる。
 一本鎖抗体において,免疫グロブリンの軽鎖と重鎖の間に配置されるリンカー配列は,好ましくは2~50個,より好ましくは8~50個,更に好ましくは10~30個,更により好ましくは12~18個又は15~25個,例えば15個若しくは25個のアミノ酸残基から構成されるペプチド鎖である。そのようなリンカー配列は,これにより両鎖が連結されてなる抗hTfR抗体がhTfRに対する親和性を保持する限り,そのアミノ酸配列に限定はないが,好ましくは,グリシンのみ又はグリシンとセリンから構成されるものであり,例えば,アミノ酸配列Gly-Ser,アミノ酸配列Gly-Gly-Ser,アミノ酸配列Gly-Gly-Gly,アミノ酸配列Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(配列番号1),アミノ酸配列Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(配列番号2),アミノ酸配列Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Gly(配列番号3),又はこれらのアミノ酸配列が2~10回,あるいは2~5回繰り返された配列を有するものである。例えば,免疫グロブリン重鎖の可変領域の全領域からなるアミノ酸配列のC末端側に,リンカー配列を介して免疫グロブリン軽鎖の可変領域を結合させてScFVとする場合,アミノ酸配列Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(配列番号1)の3個が連続したものに相当する計15個のアミノ酸からなるリンカー配列(配列番号4)が好適に用いられる。
 本発明において,抗体が特異的に認識する抗原としては,例えば,血管内皮細胞の表面に存在する分子(表面抗原)である。かかる表面抗原としては,トランスフェリン受容体(TfR),インスリン受容体,レプチン受容体,リポ蛋白質受容体,IGF受容体,OATP-F等の有機アニオントランスポーター,MCT-8等のモノカルボン酸トランスポーター,Fc受容体が挙げられるが,これらに限定されるものではない。抗原は,好ましくはヒト血管内皮細胞の表面に存在するこれら分子(表面抗原)である。
 上記の表面抗原の中でも,トランスフェリン受容体(TfR),インスリン受容体,レプチン受容体,リポ蛋白質受容体,IGF受容体,OATP-F等の有機アニオントランスポーター,MCT-8等のモノカルボン酸トランスポーターは,血液脳関門(Blood Brain Barrier)を形成する脳毛細血管内皮細胞(脳血管内皮細胞)の表面に存在するものである。これら抗原を認識できる抗体は,抗原を介して脳毛細血管内皮細胞に結合できる。そして脳毛細血管内皮細胞に結合した抗体は,血液脳関門を通過して中枢神経系に到達することができる。従って,目的の蛋白質を,このような抗体と結合させることにより,中枢神経系にまで到達させることができる。目的の蛋白質としては,中枢神経系で薬効を発揮すべき機能を有する蛋白質が挙げられる。例えば,中枢神経障害を伴うリソソーム病患者において欠損しているか又は機能不全であるリソソーム酵素が,目的の蛋白質として挙げられる。かかるリソソーム酵素は,そのままでは中枢神経系に到達することができず,患者の中枢神経障害に対して薬効を示すことがないが,これらの抗体と結合させることにより血液脳関門を通過できるようになるので,リソソーム病患者において見られる中枢神経障害を改善することができる。
 本発明において,「ヒトトランスフェリン受容体」又は「hTfR」の語は,配列番号5に示されるアミノ酸配列を有する膜蛋白質をいう。本発明の抗hTfR抗体は,その一実施態様において,配列番号5で示されるアミノ酸配列中N末端側から89番目のシステイン残基からC末端のフェニルアラニンまでの部分(hTfRの細胞外領域)に対して特異的に結合するものであるが,これに限定されない。
 抗体の作製方法をhTfRに対する抗体を例にとって以下に説明する。hTfRに対する抗体の作製方法としては,hTfR遺伝子を組み込んだ発現ベクターを導入した細胞を用いて,組換えヒトトランスフェリン受容体(rhTfR)を作製し,このrhTfRを用いてマウス等の動物を用いて免疫して得る方法が一般的である。免疫後の動物からhTfRに対する抗体産生細胞を取り出し,これとミエローマ細胞とを癒合させることにより,hTfRに対する抗体産生能を有するハイブリドーマ細胞を作製することができる。
 また,マウス等の動物より得た免疫系細胞を体外免疫法によりrhTfRで免疫することによってもhTfRに対する抗体を産生する細胞を取得できる。体外免疫法により免疫する場合,その免疫系細胞が由来する動物種に特に限定はないが,好ましくは,マウス,ラット,ウサギ,モルモット,イヌ,ネコ,ウマ及びヒトを含む霊長類であり,より好ましくは,マウス,ラット及びヒトであり,更に好ましくはマウス及びヒトである。マウスの免疫系細胞としては,例えば,マウスの脾臓から調製した脾細胞を用いることができる。ヒトの免疫系細胞としては,ヒトの末梢血,骨髄,脾臓等から調製した細胞を用いることができる。ヒトの免疫系細胞を体外免疫法により免疫した場合,hTfRに対するヒト抗体を得ることができる。
 本発明において,抗体と結合させるべきヒトリソソーム酵素に特に限定はないが,α-L-イズロニダーゼ,イズロン酸-2-スルファターゼ,グルコセレブロシダーゼ,β-ガラクトシダーゼ,GM2活性化蛋白質,β-ヘキソサミニダーゼA,β-ヘキソサミニダーゼB,N-アセチルグルコサミン-1-フォスフォトランスフェラーゼ,α-マンノシダーゼ,β-マンノシダーゼ,ガラクトシルセラミダーゼ,サポシンC,アリールスルファターゼA,α-L-フコシダーゼ,アスパルチルグルコサミニダーゼ,α-N-アセチルガラクトサミニダーゼ,酸性スフィンゴミエリナーゼ,α-ガラクトシダーゼA,β-グルクロニダーゼ,ヘパランN-スルファターゼ,α-N-アセチルグルコサミニダーゼ,アセチルCoAα-グルコサミニドN-アセチルトランスフェラーゼ,N-アセチルグルコサミン-6-硫酸スルファターゼ,酸性セラミダーゼ,アミロ-1,6-グルコシダーゼ,シアリダーゼ,アスパルチルグルコサミニダーゼ,パルミトイル蛋白質チオエステラーゼ-1(PPT-1),トリペプチジルペプチダーゼ-1(TPP-1),ヒアルロニダーゼ-1,CLN1,CLN2,CLN3,CLN6,及びCLN8等のリソソーム酵素,が挙げられる。
 抗体が血管内皮細胞の表面に存在する分子(表面抗原)を特異的に認識するものである場合,抗体と結合させたヒトリソソーム酵素はそれぞれ,α-L-イズロニダーゼはハーラー症候群,ハーラー・シャイエ症候群,及びシャイエ症候群における中枢神経障害治療剤として,イズロン酸-2-スルファターゼはハンター症候群における中枢神経障害治療剤として,グルコセレブロシダーゼはゴーシェ病における中枢神経障害治療剤として,βガラクトシダーゼはGM1-ガングリオシドーシス1~3型における中枢神経障害治療剤として,GM2活性化蛋白質はGM2-ガングリオシドーシスAB異型における中枢神経障害治療剤として,β-ヘキソサミニダーゼAはサンドホフ病及びティサックス病における中枢神経障害治療剤として,β-ヘキソサミニダーゼBはサンドホフ病における中枢神経障害治療剤として,N-アセチルグルコサミン-1-フォスフォトランスフェラーゼはI-細胞病における中枢神経障害治療剤として,α-マンノシダーゼはα-マンノシドーシスにおける中枢神経障害治療剤として,β-マンノシダーゼはβ-マンノシドーシスにおける中枢神経障害治療剤として,ガラクトシルセラミダーゼはクラッベ病における中枢神経障害治療剤として,サポシンCはゴーシェ病様蓄積症における中枢神経障害治療剤として,アリールスルファターゼAは異染性白質変性症(異染性白質ジストロフィー)における中枢神経障害治療剤として,α-L-フコシダーゼはフコシドーシスにおける中枢神経障害治療剤として,アスパルチルグルコサミニダーゼはアスパルチルグルコサミン尿症における中枢神経障害治療剤として,α-N-アセチルガラクトサミニダーゼはシンドラー病及び川崎病における中枢神経障害治療剤として,酸性スフィンゴミエリナーゼはニーマン・ピック病における中枢神経障害治療剤として,α-ガラクトシダーゼAはファブリー病における中枢神経障害治療剤として,β-グルクロニダーゼはスライ症候群における中枢神経障害治療剤として,ヘパランN-スルファターゼ,α-N-アセチルグルコサミニダーゼ,アセチルCoAα-グルコサミニドN-アセチルトランスフェラーゼ及びN-アセチルグルコサミン-6-硫酸スルファターゼはサンフィリッポ症候群における中枢神経障害治療剤として,酸性セラミダーゼはファーバー病における中枢神経障害治療剤として,アミロ-1,6-グルコシダーゼはコリ病(フォーブス・コリ病)における中枢神経障害治療剤として,シアリダーゼはシアリダーゼ欠損症における中枢神経障害治療剤として,アスパルチルグルコサミニダーゼはアスパルチルグルコサミン尿症における中枢神経障害治療剤として,パルミトイル蛋白質チオエステラーゼ-1(PPT-1)は,神経セロイドリポフスチン症又はSantavuori-Haltia病における中枢神経障害治療剤として,トリペプチジルペプチダーゼ-1(TPP-1)は,神経セロイドリポフスチン症又はJansky-Bielschowsky病における中枢神経障害治療剤として,ヒアルロニダーゼ-1はヒアルロニダーゼ欠損症における中枢神経障害治療剤として,CLN1,CLN2,CLN3,CLN6,及びCLN8はバッテン病における中枢神経障害治療剤として使用できる。
 抗体が血管内皮細胞の表面に存在する分子(表面抗原)を特異的に認識するものである場合に,抗体と結合させるべきリソソーム酵素として好適なものとして,ヒトα-L-イズロニダーゼ(hIDUA)を挙げることができる。hIDUAは,ヘパラン硫酸やデルマタン硫酸のようなグリコサミノグリカン(GAG)分子内に存在するイズロン酸結合を加水分解する活性を有するライソソーム酵素の一種である。ムコ多糖症I型はこの酵素をコードする遺伝子の変異による遺伝子疾患である。ムコ多糖症I型はハーラー症候群,ハーラー・シャイエ症候群,及びシャイエ症候群に分類され,ハーラー症候群は重症型,ハーラー・シャイエ症候群は中間型,シャイエ症候群は軽症型である。これらの患者では,ヘパラン硫酸,デルマタン硫酸が組織内に蓄積する結果,角膜混濁,精神発達遅滞等の諸症状を示す。但し,軽症型の場合は精神発達遅延は観察されないこともある。当該抗体とhIDUAとの融合蛋白質は,BBBを通過することにより脳組織内に蓄積したGAGを分解することができるので,精神発達遅滞を示すハーラー症候群の患者に投与することにより,中枢神経障害治療剤として使用することができる。
 本発明において,「ヒトα-L-イズロニダーゼ」又は「hIDUA」の語は,特に野生型のhIDUAと同一のアミノ酸配列を有するhIDUAのことをいう。野生型のhIDUAは,配列番号6で示される628個のアミノ酸から構成されるアミノ酸配列を有する。配列番号7で示される626個のアミノ酸から構成されるアミノ酸配列を有するhIDUAのバリアントもhIDUAである。但し,これらに限らず,IDUA活性を有するものである限り,野生型のhIDUAのアミノ酸配列に置換,欠失,付加等の変異を加えたものもhIDUAに含まれる。hIDUAのアミノ酸配列のアミノ酸を他のアミノ酸へ置換させる場合,置換させるアミノ酸の個数は,好ましくは1~10個であり,より好ましくは1~5個であり,更に好ましくは1~3個であり,更により好ましくは1~2個である。hIDUAのアミノ酸配列中のアミノ酸を欠失させる場合,欠失させるアミノ酸の個数は,好ましくは1~10個であり,より好ましくは1~5個であり,更に好ましくは1~3個であり,更により好ましくは1~2個である。また,これらアミノ酸の置換と欠失を組み合わせた変異を加えることもできる。hIDUAにアミノ酸を付加させる場合,hIDUAのアミノ酸配列中又はN末端側若しくはC末端側に,好ましくは1~10個,より好ましくは1~5個,更に好ましくは1~3個,更により好ましくは1~2個のアミノ酸が付加される。これらアミノ酸の付加,置換及び欠失を組み合わせた変異を加えることもできる。変異を加えたhIDUAのアミノ酸配列は,元のhIDUAのアミノ酸配列と,好ましくは80%以上の同一性を有し,より好ましくは85%以上の同一性を示し,更に好ましくは90%以上の同一性を示し,更により好ましくは95%以上の同一性を示し,更により好ましくは99%以上の同一性を示す。
 なお本発明において,元の蛋白質(抗体を含む)のアミノ酸配列と変異を加えた蛋白質のアミノ酸配列との同一性は,周知の同一性計算アルゴリズムを用いて容易に算出することができる。例えば,そのようなアルゴリズムとして,BLAST(Altschul SF. J Mol .Biol. 215. 403-10, (1990)),Pearson及びLipmanの類似性検索法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 85. 2444 (1988)),Smith及びWatermanの局所同一性アルゴリズム(Adv. Appl. Math. 2. 482-9(1981))等がある。
 また,元の蛋白質(抗体を含む)のアミノ酸配列中のアミノ酸の他のアミノ酸への置換は,例えば,アミノ酸のそれらの側鎖及び化学的性質で関連性のあるアミノ酸ファミリー内で起こるものである。かかるアミノ酸ファミリーとしては,以下のものがある:
(1)酸性アミノ酸であるアスパラギン酸とグルタミン酸,
(2)塩基性アミノ酸であるヒスチジン,リシン,及びアルギニン,
(3)芳香族アミン酸であるフェニルアラニン,チロシン,トリプトファン,
(4)ヒドロキシアミノ酸であるセリンとトレオニン,
(5)疎水性アミノ酸であるメチオニン,アラニン,バリン,ロイシン,及びイソロイシン,
(6)中性の親水性アミノ酸であるシステイン,セリン,トレオニン,アスパラギン,及びグルタミン,
(7)ペプチド鎖の配向に影響するアミノ酸であるグリシンとプロリン,
(8)アミド型アミノ酸であるアスパラギンとグルタミン,
(9)脂肪族アミノ酸である,アラニン,ロイシン,イソロイシン,及びバリン,
(10)側鎖の小さいアミノ酸であるアラニン,グリシン,セリン,及びトレオニン,
(11)側鎖の特に小さいアミノ酸であるアラニンとグリシン,
(12)分岐鎖を有するアミノ酸であるバリン,ロイシン,及びイソロイシン。
 本発明において,hIDUAがIDUA活性を有するというときは,hIDUAを抗体と融合させて融合蛋白質としたときに,天然型のhIDUAが本来有する活性に対して,3%以上の活性を有していることをいう。但し,その活性は,天然型のhIDUAが本来有する活性に対して,10%以上であることが好ましく,20%以上であることがより好ましく,50%以上であることが更に好ましく,80%以上であることが更により好ましい。抗体と融合させたhIDUAが変異を加えたものである場合も同様である。抗体は,例えば抗hTfR抗体である。
 本発明において「融合蛋白質」というときは,抗体とヒトリソソーム酵素とを,非ペプチドリンカー若しくはペプチドリンカーを介して,又は直接に結合させた物質のことをいう。抗体とヒトリソソーム酵素とを結合させる方法は,以下に詳述する。
 抗体とヒトリソソーム酵素とを結合させる方法としては,非ペプチドリンカー又はペプチドリンカーを介して結合させる方法がある。非ペプチドリンカーとしては,ポリエチレングリコール,ポリプロピレングリコール,エチレングリコールとプロピレングリコールとの共重合体,ポリオキシエチル化ポリオール,ポリビニルアルコール,多糖類,デキストラン,ポリビニルエーテル,生分解性高分子,脂質重合体,キチン類,及びヒアルロン酸,又はこれらの誘導体,若しくはこれらを組み合わせたものを用いることができる。ペプチドリンカーは,ペプチド結合した1~50個のアミノ酸から構成されるペプチド鎖若しくはその誘導体であって,そのN末端とC末端が,それぞれ抗体又はヒトリソソーム酵素のいずれかと共有結合を形成することにより,抗体とヒトリソソーム酵素とを結合させるものである。
 非ペプチドリンカーとしてビオチン-ストレプトアビジンを用いる場合,抗体がビオチンを結合させたものであり,ヒトリソソーム酵素がストレプトアビジンを結合させたものであり,このビオチンとストレプトアビジンとの結合を介して,抗体とヒトリソソーム酵素とを結合させてもよく,逆に,抗体がストレプトアビジンを結合させたものであり,ヒトリソソーム酵素がビオチンを結合させたものであり,このビオチンとストレプトアビジンとの結合を介して,抗体とヒトリソソーム酵素とを結合させてもよい。
 非ペプチドリンカーとしてPEGを用いて本発明の抗体とヒトリソソーム酵素とを結合させたものは,特に,抗体-PEG-ヒトリソソーム酵素という。抗体-PEG-ヒトリソソーム酵素は,抗体とPEGとを結合させて抗体-PEGを作製し,次いで抗体-PEGとヒトリソソーム酵素とを結合させることにより製造することができる。又は,抗体-PEG-ヒトリソソーム酵素は,ヒトリソソーム酵素とPEGとを結合させてヒトリソソーム酵素-PEGを作製し,次いでヒトリソソーム酵素-PEGと抗体とを結合させることによっても製造することができる。PEGを抗体及びヒトリソソーム酵素と結合させる際には,カーボネート,カルボニルイミダゾール,カルボン酸の活性エステル,アズラクトン,環状イミドチオン,イソシアネート,イソチオシアネート,イミデート,又はアルデヒド等の官能基で修飾されたPEGが用いられる。これらPEGに導入された官能基が,主に抗体及びヒトリソソーム酵素分子内のアミノ基と反応することにより,PEGと抗体及びヒトリソソーム酵素が共有結合する。このとき用いられるPEGの分子量及び形状に特に限定はないが,その平均分子量(MW)は,好ましくはMW=300~60000であり,より好ましくはMW=500~20000である。例えば,平均分子量が約300,約500,約1000,約2000,約4000,約10000,約20000等であるPEGは,非ペプチドリンカーとして好適に使用することができる。
 例えば,抗体-PEGは,抗体とアルデヒド基を官能基として有するポリエチレングリコール(ALD-PEG-ALD)とを,該抗体に対するALD-PEG-ALDのモル比が11,12.5,15,110,120等になるように混合し,これにNaCNBH等の還元剤を添加して反応させることにより得られる。次いで,抗体-PEGを,NaCNBH等の還元剤の存在下で,ヒトリソソーム酵素と反応させることにより,抗体-PEG-ヒトリソソーム酵素が得られる。逆に,先にヒトリソソーム酵素とALD-PEG-ALDとを結合させてヒトリソソーム酵素-PEGを作製し,次いでヒトリソソーム酵素-PEGと抗体を結合させることによっても,抗体-PEG-ヒトリソソーム酵素を得ることができる。
 抗体とヒトリソソーム酵素とは,抗体の重鎖又は軽鎖のC末端側又はN末端側に,リンカー配列を介して又は直接に,それぞれヒトリソソーム酵素のN末端又はC末端をペプチド結合により結合させることもできる。このように抗体とヒトリソソーム酵素とを結合させてなる融合蛋白質は,抗体の重鎖又は軽鎖をコードするcDNAの3’末端側又は5’末端側に,直接又はリンカー配列をコードするDNA断片を挟んで,ヒトリソソーム酵素をコードするcDNAがインフレームで配置されたDNA断片を,哺乳動物細胞,酵母等の真核生物用の発現ベクターに組み込み,この発現ベクターを導入した哺乳動物細胞を培養することにより,得ることができる。この哺乳動物細胞には,ヒトリソソーム酵素をコードするDNA断片を重鎖と結合させる場合にあっては,抗体の軽鎖をコードするcDNA断片を組み込んだ哺乳動物細胞用の発現ベクターも,同じホスト細胞に導入され,また,ヒトリソソーム酵素をコードするDNA断片を軽鎖と結合させる場合にあっては,抗体の重鎖をコードするcDNA断片を組み込んだ哺乳動物細胞用の発現ベクターも,同じホスト細胞に導入される。抗体が一本鎖抗体である場合,抗体とヒトリソソーム酵素とを結合させた融合蛋白質は,ヒトリソソーム酵素をコードするcDNAの5’末端側又は3’末端側に,直接,又はリンカー配列をコードするDNA断片を挟んで,1本鎖抗体をコードするcDNAを連結したDNA断片を,哺乳動物細胞,酵母等の真核生物用の発現ベクターに組み込み,この発現ベクターを導入したこれらの細胞中で発現させることにより,得ることができる。
 抗体の軽鎖のC末端側にヒトリソソーム酵素を結合させたタイプの融合蛋白質は,抗体が,軽鎖の可変領域の全て又は一部を含むアミノ酸配列と,重鎖の可変領域の全て又は一部を含むアミノ酸配列とを含むものであり,ヒトリソソーム酵素が,この抗体の軽鎖のC末端側に結合したものである。ここで抗体の軽鎖とヒトリソソーム酵素とは,直接結合してもよく,リンカーを介して結合してもよい。
 抗体の重鎖のC末端側にヒトリソソーム酵素を結合させたタイプの融合蛋白質は,抗体が,軽鎖の可変領域の全て又は一部を含むアミノ酸配列と,重鎖の可変領域の全て又は一部を含むアミノ酸配列とを含むものであり,ヒトリソソーム酵素が,この抗体の重鎖のC末端側に結合したものである。ここで抗体の重鎖とヒトリソソーム酵素とは,直接結合してもよく,リンカーを介して結合してもよい。
 抗体の軽鎖のN末端側にヒトリソソーム酵素を結合させたタイプの融合蛋白質は,抗体が,軽鎖の可変領域の全て又は一部を含むアミノ酸配列と,重鎖の可変領域の全て又は一部を含むアミノ酸配列とを含むものであり,ヒトリソソーム酵素が,この抗体の軽鎖のN末端側に結合したものである。ここで抗体の軽鎖とヒトリソソーム酵素とは,直接結合してもよく,リンカーを介して結合してもよい。
 抗体の重鎖のN末端側にヒトリソソーム酵素を結合させたタイプの融合蛋白質は,抗体が,軽鎖の可変領域の全て又は一部を含むアミノ酸配列と,重鎖の可変領域の全て又は一部を含むアミノ酸配列とを含むものであり,ヒトリソソーム酵素が,この抗体の重鎖のN末端側に結合したものである。ここで抗体の重鎖とヒトリソソーム酵素とは,直接結合してもよく,リンカーを介して結合してもよい。
 このとき抗体とヒトリソソーム酵素との間にリンカー配列を配置する場合,その配列は,好ましくは1~50個,より好ましくは1~17個,更に好ましくは1~10個,更により好ましくは1~5個のアミノ酸から構成されるものであるが,抗体に結合させるべきヒトリソソーム酵素によって,リンカー配列を構成するアミノ酸の個数は,1個,2個,3個,1~17個,1~10個,10~40個,20~34個,23~31個,25~29個等と適宜調整できる。そのようなリンカー配列は,これにより連結された抗体がhTfRとの親和性を保持し,且つ当該リンカー配列により連結されたヒトリソソーム酵素が,生理的条件下で当該蛋白質の生理活性を発揮できる限り,そのアミノ酸配列に限定はないが,好ましくは,グリシンとセリンから構成されるものであり,例えば,グリシン又はセリンのいずれか1個のアミノ酸からなるもの,アミノ酸配列Gly-Ser,アミノ酸配列Gly-Gly-Ser,アミノ酸配列Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(配列番号1),アミノ酸配列Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(配列番号2),アミノ酸配列Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Gly(配列番号3),又はこれらのアミノ酸配列が1~10個,あるいは2~5個連続してなる1~50個のアミノ酸からなる配列,2~17個,2~10個,10~40個,20~34個,23~31個,25~29個のアミノ酸からなる配列等を有するものである。例えば,アミノ酸配列Gly-Serからなるもの,アミノ酸配列Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(配列番号1)が3個連続してなる15個のアミノ酸からなる配列(配列番号4)を有するものはリンカー配列として好適に用いることができる。抗体が1本鎖抗体であっても同様である。
 なお,本発明において,1つのペプチド鎖に複数のリンカー配列が含まれる場合,便宜上,各リンカー配列はN末端側から順に,第1のリンカー配列,第2のリンカー配列というように命名する。
 抗体が抗ヒトトランスフェリン受容体抗体である場合の,抗体の好ましい一実施形態として,
 軽鎖の可変領域において:
 (a)CDR1が配列番号8又は9で示されるアミノ酸配列を含んでなり,
 (b)CDR2が配列番号10又は11で示されるアミノ酸配列を含んでなり,且つ
 (c)CDR3が配列番号12で示されるアミノ酸配列を含んでなるものであり;
 重鎖の可変領域において:
 (d)CDR1が配列番号13又は14で示されるアミノ酸配列を含んでなり,
 (e)CDR2が配列番号15又は16で示されるアミノ酸配列を含んでなり,且つ
 (f)CDR3が配列番号17又は18で示されるアミノ酸配列を含んでなるものである,抗体が例示できる。ここで抗体は好ましくはヒト抗体又はヒト化抗体である。
 上記の(a)~(f)に示される各CDRのアミノ酸配列の組み合わせは,何れの組み合わせであってもよく,例えば,表1で示されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 抗体が抗ヒトトランスフェリン受容体抗体である場合の,抗体の更なる好ましい一実施形態として,
 (x)軽鎖の可変領域が配列番号20で示されるアミノ酸配列を有するものであり,重鎖の可変領域が配列番号21で示されるアミノ酸配列を含んでなるものである,抗体が例示できる。ここで抗体は好ましくはヒト抗体又はヒト化抗体である。
 ここで,配列番号20で示される軽鎖の可変領域のアミノ酸配列は,CDR1として配列番号8及び配列番号9で示されるアミノ酸配列を含み,CDR2として配列番号10及び配列番号11で示されるアミノ酸配列を含み,CDR3として配列番号12で示されるアミノ酸配列を含む。また,配列番号21で示される重鎖の可変領域のアミノ酸配列は,CDR1として配列番号13及び配列番号14で示されるアミノ酸配列を含み,CDR2として配列番号15及び配列番号16で示されるアミノ酸配列を含み,CDR3として配列番号17及び配列番号18で示されるアミノ酸配列を含む。更に,重鎖フレームワーク領域3として配列番号19で示されるアミノ酸配列を含む。
 但し,抗体がヒト化抗体であり且つ抗ヒトトランスフェリン受容体抗体である場合の,抗体の好ましい実施形態は,上記の(x)に限られるものではない。例えば,軽鎖の可変領域のアミノ酸配列が,上記の(x)における軽鎖の可変領域のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するものであり,重鎖の可変領域のアミノ酸配列が,上記の(x)における重鎖の可変領域のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するものである抗体も,hTfRに対して親和性を有する限り,本発明において用いることができる。
 更には,軽鎖の可変領域のアミノ酸配列が,上記の(x)における軽鎖の可変領域のアミノ酸配列と85%以上の同一性を有するものであり,重鎖の可変領域のアミノ酸配列が,上記の(x)における重鎖の可変領域のアミノ酸配列と85%以上の同一性を有するものである抗体,
 軽鎖の可変領域のアミノ酸配列が,上記の(x)における軽鎖の可変領域のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するものであり,重鎖の可変領域のアミノ酸配列が,上記の(x)における重鎖の可変領域のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するものである抗体,及び
 軽鎖の可変領域のアミノ酸配列が,上記の(x)における軽鎖の可変領域のアミノ酸配列と95%以上の同一性を有するものであり,重鎖の可変領域のアミノ酸配列が,上記の(x)における重鎖の可変領域のアミノ酸配列と95%以上の同一性を有するものである抗体も,hTfRに対して親和性を有する限り,本発明において用いることができる。
 軽鎖の可変領域のアミノ酸配列が,上記の(x)における軽鎖の可変領域のアミノ酸配列と同一性を有するものであり,重鎖の可変領域のアミノ酸配列が,上記の(x)における重鎖の可変領域のアミノ酸配列と同一性を有するものである抗体として,
 (x-a)軽鎖の可変領域が配列番号20で示されるアミノ酸配列と80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖の可変領域が,配列番号21で示されるアミノ酸配列と80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
 (x-b)軽鎖の可変領域が配列番号20で示されるアミノ酸配列と85%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖の可変領域が,配列番号21で示されるアミノ酸配列と85%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
 (x-c)軽鎖の可変領域が配列番号20で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖の可変領域が,配列番号21で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
 (x-d)軽鎖の可変領域が配列番号20で示されるアミノ酸配列と95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖の可変領域が,配列番号21で示されるアミノ酸配列と95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
が挙げられる。
 更に,抗体が且つ抗ヒトトランスフェリン受容体抗体である場合の,抗体の好ましい実施形態として,
 上記の(x)における軽鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~5個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,上記の(x)における重鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~5個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであるもの,
 上記の(x)における軽鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~3個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,上記の(x)における重鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~3個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであるもの,及び
 上記の(x)における軽鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1又は2個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,上記の(x)における重鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1又は2個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであるものも,hTfRに対して親和性を有する限り,本発明において用いることができる。ここで抗体は好ましくはヒト抗体又はヒト化抗体である。
 抗体の軽鎖の可変領域のアミノ酸配列が,上記の(x)における軽鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,上記の(x)における重鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものである抗体として,
 (x-e)
 軽鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~5個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,且つCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~5個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
 (x-f)
 軽鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~3個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,且つCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~3個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
 (x-g)
 軽鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1又は2個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,且つCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖の可変領域のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1又は2個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
が挙げられる。
 上記の(x-a)~(x-g)において,各CDRのアミノ酸配列の組み合わせは,何れの組み合わせであってもよく,例えば,表2で示されるものが挙げられる。下記の(y-a)~(y-g)においても同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 本発明において,抗体がヒト化抗体であり且つ抗ヒトトランスフェリン受容体抗体であるFabである場合の,好ましい一実施形態として,
 (y)軽鎖が配列番号22で示されるアミノ酸配列を含むものであり,重鎖が配列番号23で示されるアミノ酸配列を含んでなるものであるFabである抗体が例示できる。ここで,軽鎖は可変領域として配列番号20で示されるアミノ酸配列を含み,重鎖は可変領域として配列番号21で示されるアミノ酸配列を含む。本発明において,Fabを構成する重鎖のことをFab重鎖という。すなわち,配列番号23で示されるアミノ酸配列からなる重鎖はFab重鎖である。
 抗体がヒト化抗体であり且つ抗ヒトトランスフェリン受容体抗体である場合の,抗体の好ましい実施形態は,上記の(y)に限られるものではない。例えば,軽鎖のアミノ酸配列が,上記の(y)における軽鎖のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するものであり,重鎖のアミノ酸配列が,上記の(y)における重鎖のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するものである抗体も,hTfRに対して親和性を有する限り,本発明において用いることができる。
 更には,軽鎖のアミノ酸配列が,上記の(y)における軽鎖のアミノ酸配列と85%以上の同一性を有するものであり,重鎖のアミノ酸配列が,上記の(y)における重鎖のアミノ酸配列と85%以上の同一性を有するものである抗体,
 軽鎖のアミノ酸配列が,上記の(y)における軽鎖のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するものであり,重鎖のアミノ酸配列が,上記の(y)における重鎖のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するものである抗体,及び
 軽鎖のアミノ酸配列が,上記の(y)における軽鎖のアミノ酸配列と95%以上の同一性を有するものであり,重鎖のアミノ酸配列が,上記の(y)における重鎖のアミノ酸配列と95%以上の同一性を有するものである抗体も,hTfRに対して親和性を有する限り,本発明において用いることができる。
 軽鎖のアミノ酸配列が,上記の(y)における軽鎖のアミノ酸配列と同一性を有するものであり,重鎖のアミノ酸配列が,上記の(y)における重鎖のアミノ酸配列と同一性を有するものである抗体として,
 (y-a)軽鎖が配列番号22で示されるアミノ酸配列と80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖が配列番号23で示されるアミノ酸配列と80%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
 (y-b)軽鎖が配列番号22で示されるアミノ酸配列と85%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖が配列番号23で示されるアミノ酸配列と85%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
 (y-c)軽鎖が配列番号22で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖が配列番号23で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
 (y-d)軽鎖が配列番号22で示されるアミノ酸配列と95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖が配列番号23で示されるアミノ酸配列と95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,が挙げられる。
 更に,抗体がヒト化抗体であり且つ抗ヒトトランスフェリン受容体抗体であるFabである場合の,抗体の好ましい実施形態として,抗体のアミノ酸配列が,
 上記の(y)における軽鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~5個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,上記の(y)における重鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~5個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したもの,
 上記の(y)における軽鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~3個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,上記の(y)における重鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~3個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したもの,及び,
 上記の(y)における軽鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1又は2個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,上記の(y)における重鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1又は2個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであるものも,hTfRに対して親和性を有する限り,本発明において用いることができる。
 軽鎖のアミノ酸配列が,上記の(y)における軽鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,上記の(y)における重鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものである抗体として,
 (y-e)
 軽鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~5個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,且つCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~5個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
 (y-f)
 軽鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~3個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,且つCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1~3個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
 (y-g)
 軽鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1又は2個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,且つCDR1として配列番号8又は9のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号10又は11のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号12のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなり,重鎖のアミノ酸配列において,これを構成するアミノ酸配列中1又は2個のアミノ酸が置換,欠失又は付加したものであり,かつCDR1として配列番号13又は14のアミノ酸配列を,CDR2として配列番号15又は16のアミノ酸配列を,及びCDR3として配列番号17又は18のアミノ酸配列を,それぞれ含んでなるもの,
が挙げられる。
 抗体がヒト化抗ヒトトランスフェリン受容体抗体であり,ヒトリソソーム酵素がヒトα-L-イズロニダーゼ(hIDUA)である場合の,融合蛋白質の好ましい形態として,以下のものが挙げられる。すなわち,
 配列番号22で示されるアミノ酸配列を有するヒト化抗hTfR抗体の軽鎖と,配列番号23で示されるアミノ酸配列を有するヒト化抗hTfR抗体のFab重鎖のC末端側に,配列番号6で示されるヒトα-L-イズロニダーゼが,配列番号4で示されるリンカー配列を介して結合したものとからなる,融合蛋白質。
 また,抗体がヒト化抗ヒトトランスフェリン受容体抗体であり,ヒトリソソーム酵素がヒトα-L-イズロニダーゼ(hIDUA)である場合の,融合蛋白質の好ましい形態として,以下のものが挙げられる。すなわち,
 該ヒト化抗hTfR抗体の軽鎖が,配列番号22で示されるアミノ酸配列を有するものであり,
 該ヒト化抗hTfR抗体のFab重鎖が,そのC末端側で,配列番号4で示されるアミノ酸配列を有するリンカーを介して,配列番号6で示されるヒトα-L-イズロニダーゼと結合しており,全体として配列番号27で示されるアミノ酸配列を有するものである,融合蛋白質。
 本発明において,抗体とヒトリソソーム酵素との融合蛋白質は,例えば,当該融合蛋白質をコードする遺伝子が発現又は強発現することによって,当該融合蛋白質を産生するように人為的な操作を加えた,哺乳動物細胞を培養することにより産生させることができる。このとき融合蛋白質を産生する哺乳動物細胞内で強発現させる該遺伝子は,該遺伝子が組み込まれた発現ベクターで形質転換させることにより該哺乳動物細胞に導入するのが一般的である。また,このとき用いられる哺乳動物細胞について特に限定はないが,ヒト,マウス,チャイニーズハムスター由来の細胞が好ましく,特にチャイニーズハムスター卵巣細胞由来のCHO細胞が好ましい。本発明において,融合蛋白質というときは,特に,このような融合蛋白質を産生する哺乳動物細胞を培養したときに,培地中に分泌される組換え融合蛋白質のことをいう。
 抗体とヒトリソソーム酵素との融合蛋白質は,抗体とヒトリソソーム酵素とをそれぞれ産生させた後,これらを非ペプチドリンカー又はペプチドリンカーで結合させることによっても製造することができる。このとき,抗体とヒトリソソーム酵素とは,これらをコードする遺伝子が発現又は強発現することによって,これらを産生するように人為的な操作を加えた,哺乳動物細胞を培養することにより組換え蛋白質として産生させることができる。
 融合蛋白質,抗体又はヒトリソソーム酵素をコードする遺伝子を組み込んで発現させるために用いる発現ベクターは,哺乳動物細胞内に導入させたときに,該遺伝子を発現させるものであれば特に限定なく用いることができる。発現ベクターに組み込まれた該遺伝子は,哺乳動物細胞内で遺伝子の転写の頻度を調節することができるDNA配列(遺伝子発現制御部位)の下流に配置される。本発明において用いることのできる遺伝子発現制御部位としては,例えば,サイトメガロウイルス由来のプロモーター,SV40初期プロモーター,ヒト伸長因子-1アルファ(EF-1α)プロモーター,ヒトユビキチンCプロモーター等が挙げられる。
 このような発現ベクターが導入された哺乳動物細胞は,発現ベクターに組み込まれた所望の蛋白質を発現するようになるが,その発現量は個々の細胞により異なり一様ではない。従って,組換え蛋白質を効率よく生産するためには,発現ベクターが導入された哺乳動物細胞から,所望の蛋白質の発現レベルが高い細胞を選択するステップが必要となる。この選択ステップを行うために,発現ベクターには選択マーカーとして働く遺伝子が組み込まれている。
 選択マーカーとして最も一般的なものはピューロマイシン,ネオマイシン等の薬剤を分解する酵素(薬剤耐性マーカー)である。哺乳動物細胞は一定濃度以上の上記薬剤の存在下で死滅する。しかし,発現ベクターが導入された哺乳動物細胞は,発現ベクターに組み込まれた薬剤耐性マーカーにより上記薬剤を分解し,これを無毒化又は弱毒化することができるので,上記薬剤存在下でも生存可能となる。選択マーカーとして薬剤耐性マーカーが組み込まれた発現ベクターを哺乳動物細胞に導入し,その薬剤耐性マーカーに対応する薬剤を含有する選択培地中で,その薬剤の濃度を徐々に上昇させながら培養を続けると,より高濃度の薬剤存在下でも増殖可能な細胞が得られる。このようにして選択された細胞では,薬剤耐性マーカーとともに,一般に,発現ベクターに組み込まれた所望の蛋白質をコードする遺伝子の発現量も増加するので,結果として所望の蛋白質の発現レベルの高い細胞が選択される。
 また,選択マーカーとして,グルタミン合成酵素(GS)を用いることもできる。グルタミン合成酵素は,グルタミン酸とアンモニアからグルタミンを合成する酵素である。哺乳動物細胞を,グルタミン合成酵素の阻害剤,例えばメチオニンスルホキシミン(MSX)を含有し,且つグルタミンを含有しない選択培地中で培養すると,細胞は死滅する。しかし,選択マーカーとしてグルタミン合成酵素が組み込まれた発現ベクターを哺乳動物細胞に導入すると,該細胞では,グルタミン合成酵素の発現レベルが上昇するようになるので,より高濃度のMSX存在下でも増殖可能となる。このとき,MSXの濃度を徐々に上昇させながら培養を続けると,より高濃度のMSX存在下でも増殖可能な細胞が得られる。このようにして選択された細胞では,グルタミン合成酵素とともに,一般に,発現ベクターに組み込まれた所望の蛋白質をコードする遺伝子の発現量も増加するので,結果として所望の蛋白質の発現レベルの高い細胞が選択される。
 また,選択マーカーとして,ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)を用いることもできる。DHFRを選択マーカーとして用いる場合,発現ベクターを導入した哺乳動物細胞は,メトトレキセート,アミノプテリン等のDHFR阻害剤を含有する選択培地中で培養される。DHFR阻害剤の濃度を徐々に上昇させながら培養を続けると,より高濃度のDHFR阻害剤存在下でも増殖可能な細胞が得られる。このようにして選択された細胞では,DHFRとともに,一般に,発現ベクターに組み込まれた所望の蛋白質をコードする遺伝子の発現量も増加するので,結果として所望の蛋白質の発現レベルの高い細胞が選択される。
 所望の蛋白質をコードする遺伝子の下流側に内部リボソーム結合部位(IRES: internal ribosome entry site)を介して,選択マーカーとしてグルタミン合成酵素(GS)を配置させた発現ベクターが知られている(国際特許公報WO2012/063799,WO2013/161958)。これら文献に記載された発現ベクターは,本発明の製造方法に特に好適に使用することができる。
 例えば,蛋白質を発現させるための発現ベクターであって,遺伝子発現制御部位,並びに,その下流に該蛋白質をコードする遺伝子,更に下流に内部リボソーム結合部位,及び更に下流にグルタミン合成酵素をコードする遺伝子を含み,且つ,該遺伝子発現制御部位の又は該遺伝子発現制御部位とは別の遺伝子発現制御部位の下流にジヒドロ葉酸レダクターゼ遺伝子又は薬剤耐性遺伝子を更に含んでなる,発現ベクターは,本発明の製造方法に好適に使用できる。この発現ベクターにおいて,遺伝子発現制御部位又は別の遺伝子発現制御部位としては,サイトメガロウイルス由来のプロモーター,SV40初期プロモーター,ヒト伸長因子-1アルファプロモーター(hEF-1αプロモーター),ヒトユビキチンCプロモーターが好適に用いられるが,hEF-1αプロモーターが特に好適である。
 また,内部リボソーム結合部位としては,ピコルナウイルス科のウイルス,口蹄疫ウイルス,A型肝炎ウイルス,C型肝炎ウイルス,コロナウイルス,ウシ腸内ウイルス,サイラーのネズミ脳脊髄炎ウイルス,コクサッキーB型ウイルス,ヒト免疫グロブリン重鎖結合蛋白質遺伝子,ショウジョウバエアンテナペディア遺伝子,ショウジョウバエウルトラビトラックス遺伝子からなる群から選択されるウイルス又は遺伝子の5’非翻訳領域に由来するものが好適に用いられるが,マウス脳心筋炎ウイルスの5’非翻訳領域に由来する内部リボソーム結合部位が特に好適である。マウス脳心筋炎ウイルスの5’非翻訳領域に由来する内部リボソーム結合部位を用いる場合,野生型のもの以外に,野生型の内部リボソーム結合部位に含まれる複数の開始コドンのうちの一部が破壊されたものも好適に使用できる。また,この発現ベクターにおいて,好適に用いられる薬剤耐性遺伝子は,好ましくはピューロマイシン又はネオマイシン耐性遺伝子であり,より好ましくはピューロマイシン耐性遺伝子である。
 また,例えば,蛋白質を発現させるための発現ベクターであって,hEF-1αプロモーター,その下流に該蛋白質をコードする遺伝子,更に下流にマウス脳心筋炎ウイルスの5’非翻訳領域に由来する内部リボソーム結合部位,及び更に下流にグルタミン合成酵素をコードする遺伝子を含み,且つ別の遺伝子発現制御部位及びその下流にジヒドロ葉酸レダクターゼ遺伝子を更に含む発現ベクターであって,該内部リボソーム結合部位が,野生型の内部リボソーム結合部位に含まれる複数の開始コドンのうちの一部が破壊されたものである発現ベクターは,本発明の製造方法に好適に使用できる。このような発現ベクターとして,WO2013/161958に記載された発現ベクターが挙げられる。
 また,例えば,蛋白質を発現させるための発現ベクターであって,hEF-1αプロモーター,その下流に該蛋白質をコードする遺伝子,更に下流にマウス脳心筋炎ウイルスの5’非翻訳領域に由来する内部リボソーム結合部位,及び更に下流にグルタミン合成酵素をコードする遺伝子を含み,且つ別の遺伝子発現制御部位及びその下流に薬剤耐性遺伝子を更に含む発現ベクターであって,該内部リボソーム結合部位が,野生型の内部リボソーム結合部位に含まれる複数の開始コドンのうちの一部が破壊されたものである発現ベクターは,本発明の製造方法に好適に使用できる。このような発現ベクターとして,WO2012/063799に記載されたpE-mIRES-GS-puro及びWO2013/161958に記載されたpE-mIRES-GS-mNeoが挙げられる。
 本発明において,融合蛋白質,抗体又はヒトリソソーム酵素をコードする遺伝子が組み込まれた発現ベクターが導入された哺乳動物細胞は,融合蛋白質,抗体又はヒトリソソーム酵素の発現レベルの高い細胞を選択するために,選択培地中で選択培養される。
 選択培養において,DHFRを選択マーカーとして使用する場合,選択培地に含まれるDHFR阻害剤の濃度を段階的に上昇させる。その最大濃度は,DHFR阻害剤がメトトレキセートの場合,好ましくは0.25~5μMであり,より好ましくは0.5~1.5μMであり,更に好ましくは約1.0μMである。
 GSを選択マーカーとして使用する場合,選択培地に含まれるGS阻害剤の濃度を段階的に上昇させる。その最大濃度は,GS阻害剤がMSXの場合,好ましくは100~1000μMであり,より好ましくは200~500μMであり,更に好ましくは約300μMである。またこのとき,一般的にグルタミンを含有しない培地が選択培地として用いられる。
 ピューロマイシンを分解する酵素を選択マーカーとして使用する場合,選択培地に含まれるピューロマイシンの最大濃度は,好ましくは3~30μg/mLであり,より好ましくは5~20μg/mLであり,更に好ましくは約10μg/mLである。
 ネオマイシンを分解する酵素を選択マーカーとして使用する場合,選択培地に含まれるG418の最大濃度は,好ましくは0.1mg~2mg/mLであり,より好ましくは0.5~1.5mg/mLであり,更に好ましくは約1mg/mLである。
 また,哺乳動物細胞の培養のための培地としては,選択培養で用いる培地,後述する融合蛋白質,抗体又はヒトリソソーム酵素を産生させるために用いる培地(組換え蛋白質産生用培地)ともに,哺乳動物細胞を培養して増殖させることのできるものであれば,特に限定なく用いることができるが,好ましくは無血清培地が用いられる。
 選択培養により選択された融合蛋白質,抗体又はヒトリソソーム酵素の発現レベルの高い細胞は,これらの産生細胞として,これらの生産に用いられる。融合蛋白質,抗体又はヒトリソソーム酵素の生産は,これらの産生細胞を組換え蛋白質産生用培地中で培養することにより行われる。この培養を生産培養という。
 本発明において,組換え蛋白質産生用培地として用いられる無血清培地としては,例えば,アミノ酸を3~700mg/L,ビタミン類を0.001~50mg/L,単糖類を0.3~10g/L,無機塩を0.1~10000mg/L,微量元素を0.001~0.1mg/L,ヌクレオシドを0.1~50mg/L,脂肪酸を0.001~10mg/L,ビオチンを0.01~1mg/L,ヒドロコルチゾンを0.1~20μg/L,インシュリンを0.1~20mg/L,ビタミンB12を0.1~10mg/L,プトレッシンを0.01~1mg/L,ピルビン酸ナトリウムを10~500mg/L,及び水溶性鉄化合物を含有する培地が好適に用いられる。所望により,チミジン,ヒポキサンチン,慣用のpH指示薬及び抗生物質を培地に添加してもよい。
 また組換え蛋白質産生用培地として用いられる無血清培地として,DMEM/F12培地(DMEMとF12の混合培地)を基本培地として用いてもよく,これら各培地は当業者に周知である。更にまた,無血清培地として,炭酸水素ナトリウム,L-グルタミン,D-グルコース,インスリン,ナトリウムセレナイト,ジアミノブタン,ヒドロコルチゾン,硫酸鉄(II),アスパラギン,アスパラギン酸,セリン及びポリビニルアルコールを含むものである,DMEM(HG)HAM改良型(R5)培地を使用してもよい。更には市販の無血清培地,例えば,CD OptiCHOTM培地,CHO-S-SFM II培地又はCD CHO培地(Thermo Fisher Scientific社),EX-CELLTM302培地又はEX-CELLTM325-PF培地(SAFC Biosciences社)等を基本培地として使用することもできる。例えば,16μmol/L チミジン,100μmol/L ヒポキサンチン,及び4mmol/L L-アラニル-L-グルタミンを含む無血清培地であるEX-CELLTM Advanced CHO Fed-batch培地(SAFC Biosciences社)は,融合蛋白質産生細胞の培養に好適に用いることができる。また例えば,16μmol/L チミジン,100μmol/L ヒポキサンチン,及び10mg/Lインスリンを含む無血清培地であるCD OptiCHOTM培地(Thermo Fisher Scientific社)も,融合蛋白質産生細胞の培養に好適に用いることができる。
 融合蛋白質,抗体又はヒトリソソーム酵素の産生細胞の生産培養は,これら産生細胞の組換え蛋白質産生用培地中における密度を,好ましくは0.2X10~5X10個/mL,より好ましくは1X10~4X10個/mL,更に好ましくは約3X10個/mLに調整して開始される。
 生産培養は,細胞の生存率(%)を経時的に観察しながら行い,生産培養期間中の細胞の生存率が,好ましくは80%以上,より好ましくは85%以上に維持されるようにして行われる。
 また,生産培養期間中,培養温度は,好ましくは33.5~37.5℃に維持され,生産培地中の溶存酸素飽和度は,好ましくは28~32%,より好ましくは約30%に維持される。ここで,溶存酸素飽和度とは,酸素の飽和溶解量を100%としたときの,同条件下での酸素の溶解量のことをいう。
 また,生産培養期間中,生産培地はインペラ(羽根車)で撹拌される。このときのインペラの回転速度は,好ましくは50~100回転/分であり,より好ましくは60~110回転/分,例えば90回転/分,100回転/分,110回転/分等に調整されるが,インペラの形状等によりその回転速度は適宜変更される。
 生産培養における好適な培養条件の初期条件として,例えば,生産培養の開始時における産生細胞の組換え蛋白質産生用培地中における密度が3X10個/mLであり,生産培養期間中の培養温度が34~37℃であり,生産培地中の溶存酸素飽和度が30%であり,且つ培地が約100回転/分の速度で回転するインペラで撹拌されるものが挙げられる。
 生産培養の終了後に培地を回収し,回収した培地を遠心分離することにより又は膜ろ過することにより,細胞等を除去して培養上清を得ることができる。この培養上清中に含まれる目的の融合蛋白質は,各種クロマトグラフィーを用いた工程により精製される。精製プロセスは,室温又は低温環境で行うことができるが,好ましくは低温環境で行われ,特に1~10℃の温度で行われることが好ましい。
 以下,培養上清中に含まれる抗体とヒトリソソーム酵素との融合蛋白質の精製方法の一実施形態について詳述する。この実施形態は,特に抗体がFabであるヒトIgG抗体であり,ヒトリソソーム酵素がhIDUAである融合蛋白質であるときに特に好適に使用できる。例えば,ヒト化抗hTfR抗体の軽鎖が,配列番号22で示されるアミノ酸配列を有するものであり,該ヒト化抗hTfR抗体のFab重鎖が,そのC末端側で,配列番号4で示されるアミノ酸配列を有するリンカーを介して,配列番号6で示されるヒトα-L-イズロニダーゼと結合しており,全体として配列番号27で示されるアミノ酸配列を有するものである,融合蛋白質の精製方法として好適である。
 精製工程の第一ステップは,抗体に親和性を有する物質を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィーである。このとき用いられる抗体に親和性を有する物質に特に限定はないが,好ましくは,Fabに親和性を有する物質であり,特にFabの重鎖のCH領域に親和性を有する物質である。当該領域に対する抗体は,抗体に親和性を有する物質として用いることができる。FabがヒトIgG抗体である場合,抗ヒトIgG-CH抗体が好適に用いられる。抗体に親和性を有する物質が抗体である場合,固定相は,担体に抗体が結合したものである。ここで担体に特に限定はないが,例えばアガロースである。培養上清を負荷することにより,培養上清中に含まれる融合蛋白質をカラムに結合させ,カラムを洗浄した後に,融合蛋白質をカラムから溶出させる。こうして夾雑物の多くを除去することができる。
 培養上清は,容量が大きいことから,精製工程に供される前に濃縮することが好ましいが,濃縮操作は必須ではない。精製工程の第一ステップにおいて,培養上清又はその濃縮液には,これをカラムに負荷する前に,アルギニンが添加される。このときアルギニンは,溶液中の濃度が好ましくは0.1M~1.0Mとなるように,より好ましくは0.25M~1.0Mとなるように,更に好ましくは0.3M~1.0Mとなるように,更により好ましくは0.3~0.5Mとなるように,例えば0.4Mとなるように添加される。また,固定相は,培養上清を負荷する前に,予めアルギニンを含む緩衝液で平衡化される。このとき用いられる緩衝液のアルギニン濃度は,好ましくは0.1M~1.0Mであり,より好ましくは0.2M~0.8Mであり,更に好ましくは0.2M~0.6Mであり,更により好ましくは0.3~0.5Mであり,例えば0.4Mである。また,このとき用いられる緩衝液に特に限定はないが,好ましくはMES緩衝液であり,そのpHは好ましくは6.0~7.0であり,より好ましくは約6.5である。
 融合蛋白質を結合させた固定相を洗浄した後,融合蛋白質を,塩を含まない酸性の緩衝液で溶出させて,融合蛋白質を含有する画分を回収する。このときに用いられる緩衝液は,好ましくはグリシン緩衝液又は酢酸緩衝液であり,そのpHは好ましくは3.2~3.8であり,より好ましくは3.5である。回収した融合蛋白質を含有する溶液のpHは,速やかに中性付近となるように調整される。
 精製工程の第二ステップは陰イオン交換カラムクロマトグラフィーである。このとき用いられる陰イオン交換体に特に限定はないが,好ましくは強陰イオン交換体であり,特に静電相互作用,疎水性相互作用及び水素結合形成に基づく選択性を持つ陰イオン交換体である。マルチモーダル陰イオン交換体は,本発明において好適に使用することができ,例えば,官能基としてN-ベンジル-N-メチルエタノールアミン基を有する強陰イオン交換体は特に好適に用いることができる。Capto adhere(GE Healthcare社)は,N-ベンジル-N-メチルエタノールアミン基を有するマルチモーダル強陰イオン交換体の一つである。
 陰イオン交換カラムクロマトグラフィーに供される前に,精製工程の第一ステップで回収した溶液には,pHが中性付近に調整されるように,緩衝液が添加される。このとき用いられる緩衝液に特に限定はないが,例えばMES緩衝液である。また,このときpHは,好ましくは5.5~6.5,より好ましくは5.7~6.3,例えば6.0に調整される。また,固定相は,予め緩衝液で平衡化される。このとき用いられる緩衝液に特に限定はないが,好ましくはMES緩衝液であり,そのpHは好ましくは5.5~6.5であり,例えば6.0である。
 上記でpHを調整した精製工程の第一ステップにおけるカラムクロマトグラフィー回収画分を,上記で予め平衡化した陰イオン交換カラムに負荷し,融合蛋白質を含む非吸着画分を回収した後,緩衝液でカラムを洗浄する。このとき得られる洗浄液も非吸着画分として回収する。カラムの洗浄に用いられる緩衝液は,好ましくはMES緩衝液であり,そのpHは好ましくは5.5~6.5であり,例えば6.0である。
 精製工程の第三ステップは陽イオン交換クロマトグラフィーである。陽イオン交換クロマトグラフィーにおいてどの陽イオン交換樹脂を用いるかについて特段の限定はないが,弱陽イオン交換体が好ましく,より好ましいのは,疎水性相互作用及び水素結合形成の双方に基づく選択性を持つ弱陽イオン交換体である。例えば,Capto MMC(GE Healthcare社)等のような,フェニル基,アミド結合及びカルボキシル基を備え疎水性相互作用及び水素結合形成の双方に基づく選択性を持つ弱陽イオン交換体を使用することができる。
 陽イオン交換クロマトグラフィーにおいて,カラムは,予め緩衝液で平衡化される。このときに用いられる緩衝液は,好ましくはMES緩衝液であり,そのpHは好ましくは6.0~7.0であり,より好ましくは約6.5である。
 精製工程の第二ステップで回収された融合蛋白質含有画分及び洗浄液を,陽イオン交換カラムに負荷し,融合蛋白質を結合させたカラムを洗浄した後,融合蛋白質を溶出させる。溶出は,塩の濃度を高めた緩衝液によって行うことができる。このときに用いられる緩衝液は,好ましくはMES緩衝液であり,そのpHは好ましくは6.0~7.0であり,より好ましくは約6.5である。緩衝液中に加える塩は,塩化ナトリウムが好ましく,塩の濃度は,好ましくは0.5~1.5Mの範囲,より好ましくは0.8~1.2Mの範囲,更に好ましくは約1Mである。
 第三ステップで得られた溶出液の融合蛋白質含有画分のpHは,好ましくは5.5~6.1,より好ましくは約5.8に調整される。
 精製工程の第四ステップは,サイズ排除カラムクロマトグラフィーである。このステップは,エンドトトキシン等の低分子の不純物,融合蛋白質の多量体,分解物等を除去するためのものであり,これにより,実質的に純粋な融合蛋白質が得られる。
 加えて,抗体に親和性を有する物質を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー,陰イオン交換カラムクロマトグラフィー,陽イオン交換カラムクロマトグラフィー,及びサイズ排除カラムクロマトグラフィーをこの順で含んでなる上述の精製方法に,更に1つ又は2つ以上のカラムクロマトグラフィーを導入してもよい。そのような追加のカラムクロマトグラフィーは,例えば,リン酸基に対する親和性を有する固相を用いたカラムクロマトグラフィー,抗体に親和性を有する物質を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィー,疎水性カラムクロマトグラフィー,陰イオン交換カラムクロマトグラフィー,陽イオン交換カラムクロマトグラフィー,及び色素親和性カラムクロマトグラフィーである。好適には,ブルートリアジン色素をリガンドとする色素親和性カラムクロマトグラフィーが,精製工程の第一ステップの前に,又は精製工程の第一ステップと第二ステップの間に導入される。
 融合蛋白質の精製工程において,培養上清から持ち込まれるおそれのあるウイルスを不活化する工程を追加させることもできる。このウイルス不活化工程は,精製工程の第一ステップの前に実施してもよく,精製工程の各ステップの間に実施してもよく,精製工程の終了後に実施してもよいが,例えば,精製工程の第一ステップの前に,又は精製工程の第一ステップと第二ステップの間に実施される。
 ウイルス不活化工程は,融合蛋白質を含む溶液に非イオン性界面活性剤を添加し,20~60℃で2~6時間,撹拌することにより行われる。このとき用いられる非イオン性界面活性剤の好適なものとして,ポリソルベート20,80,及びトリn-ブチルリン酸,又はこれらの混合物を挙げることができる。
 ウイルス不活化工程は,ウイルス除去膜を用いて行うこともできる。孔径が35 nm,20 nmのウイルス除去膜に,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUAを含む溶液を通過させることにより,溶液中に含まれるウイルスを除くことができる。
 本発明の製造方法を用いて得られる融合蛋白質の精製品は,そのまま医薬として用いることのできる純度のものである。特に融合蛋白質が,ヒト化抗hTfR抗体の軽鎖が,配列番号22で示されるアミノ酸配列を有するものであり,該ヒト化抗hTfR抗体のFab重鎖が,そのC末端側で,配列番号4で示されるアミノ酸配列を有するリンカーを介して,配列番号6で示されるヒトα-L-イズロニダーゼと結合しており,全体として配列番号27で示されるアミノ酸配列を有するものである場合(ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA),そのまま医薬として用いることのできる純度の精製品が得られる。
 本発明の製造方法を用いて得られる融合蛋白質,特にヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの精製品に含まれる宿主細胞由来蛋白質(HCP)の濃度は,100 ppm未満であり,例えば,60 ppm未満,40 ppm未満であり,例えば1~50 ppm,1~40 ppmである。
 本発明の製造方法を用いて得られる融合蛋白質,特にヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの精製品に含まれる,融合蛋白質全体に占める重合体の比率は,0.5%未満であり,例えば,0.2%未満,0.1%未満,0.05%未満等であり,例えば,0.01~0.1%,0.001~0.1%である。
 本発明の製造方法を用いて得られる融合蛋白質,特にヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの精製品は,医薬として供給する場合,適当な賦形剤を含む水性液剤又は凍結乾燥製剤として供給することができる。水性液剤とする場合,バイアルに充填した形態としてもよく,注射器に予め充填したものであるプレフィルド型の製剤として供給することもできる。凍結乾燥製剤の場合,使用前に水性媒質に溶解して使用する。
 以下,実施例を参照して本発明を更に詳細に説明するが,本発明が実施例に限定されることは意図しない。
〔実施例1〕ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA融合蛋白質発現用ベクターの構築
 ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA融合蛋白質発現用ベクターは,抗体部分として配列番号22で示されるアミノ酸配列を有する軽鎖と,配列番号23で示されるアミノ酸配列を有する重鎖のFab領域とをコードする遺伝子を用いて構築した。
〔pE-neoベクター及びpE-hygrベクターの構築〕
 pEF/myc/nucベクター(インビトロジェン社)を,KpnIとNcoIで消化し,EF-1プロモーター及びその第一イントロンを含む領域を切り出し,これをT4 DNA ポリメラーゼで平滑末端化処理した。別に,pCI-neo(インビトロジェン社)を,BglII及びEcoRIで消化して,CMVのエンハンサー/プロモーター及びイントロンを含む領域を切除した後に,T4 DNA ポリメラーゼで平滑末端化処理した。これに,上記のEF-1αプロモーター及びその第一イントロンを含む領域(平滑末端化処理後のもの)を挿入して,pE-neoベクターを構築した。pE-neoベクターを,SfiI及びBstXIで消化し,ネオマイシン耐性遺伝子を含む約1 kbpの領域を切除した。pcDNA3.1/Hygro(+)(インビトロジェン社)を鋳型にしてプライマーHyg-Sfi5'(配列番号13)及びプライマーHyg-BstX3'(配列番号14)を用いて,PCR反応によりハイグロマイシン遺伝子を増幅した。増幅したハイグロマイシン遺伝子を,SfiI及びBstXIで消化し,上記のpE-neoベクターに挿入して,pE-hygrベクターを構築した。なお,pE-neoベクター及びpE-hygrベクターの構築は,特許文献(特第6279466号)を参考にして行った。
〔pE-IRES-GS-puroの構築〕
 発現ベクターpPGKIH(Miyahara M. et.al., J. Biol. Chem. 275,613-618(2000) )を制限酵素(XhoI及びBamHI)で消化し,マウス脳心筋炎ウイルス(EMCV)に由来する内部リボソーム結合部位(IRES),ハイグロマイシン耐性遺伝子(Hygr遺伝子)及びマウスホスホグリセリン酸キナーゼ(mPGK)のポリアデニル化領域(mPGKpA)を含むDNA断片を切り出した。このDNA断片をpBluescript SK(-) (Stratagene社)のXhoI及びBamHIサイト間に挿入し,これをpBSK(IRES-Hygr-mPGKpA)とした。
 pBSK (IRES-Hygr-mPGKpA)を鋳型とし,プライマーIRES5'(配列番号29)及びプライマーIRES3'(配列番号30)を用いて,PCRによりEMCVのIRESの一部を含むDNA断片を増幅させた。このDNA断片を制限酵素(XhoI及びHindIII)で消化し,pBSK(IRES-Hygr-mPGKpA) のXhoI及びHindIIIサイト間に挿入し,これをpBSK (NotI-IRES-Hygr-mPGKpA) とした。pBSK(NotI-IRES-Hygr-mPGKpA)を制限酵素(NotI及びBamHI)で消化し,pE-hygrベクターのNotI及びBamHIサイト間に挿入し,これをプラスミドpE-IRES-Hygrとした。
 発現ベクターpPGKIHをEcoRIで消化し,mPGKのプロモーター領域(mPGKp)を含む塩基配列よりなるDNA断片を切り出した。このDNA断片をpBluescript SK(-)(Stratagene社)のEcoRIサイトに挿入し,これをmPGK promoter/pBS(-)とした。mPGK promoter/pBS(-)を鋳型とし,プライマーmPGKP5'(配列番号31)及びプライマーmPGKP3'(配列番号32)を用いて,PCRによりmPGKのプロモーター領域(mPGKp)を含むDNA断片を増幅させた。このDNA断片を制限酵素(BglII及びEcoRI)で消化し,pCI-neo(Promega社)のBglII及びEcoRIサイト間に挿入し,これをpPGK-neoとした。pE-IRES-Hygrを制限酵素(NotI及びBamHI)で消化してDNA断片(IRES-Hygr)を切り出し,pPGK-neoのNotI及びBamHIサイト間に挿入し,これをpPGK-IRES-Hygrとした。
 CHO-K1細胞からcDNAを調製し,これを鋳型とし,プライマーGS5'(配列番号33)及びプライマーGS3'(配列番号34)を用いて,PCRによりGS遺伝子を含むDNA断片を増幅させた。このDNA断片を制限酵素(BalI及びBamHI)で消化し,pPGK-IRES-HygrのBalI及びBamHIサイト間に挿入し,これをpPGK-IRES-GS-ΔpolyAとした。
 pCAGIPuro(Miyahara M. et.al., J. Biol. Chem. 275,613-618(2000))を鋳型とし,プライマーpuro5'(配列番号35)及びプライマーpuro3'(配列番号36)を用いて,PCRによりピューロマイシン耐性遺伝子(puror遺伝子)を含むDNA断片を増幅させた。このDNA断片をpT7Blue T-Vector(Novagen社)に挿入し,これをpT7-puroとした。
pT7-puroを制限酵素(AflII及びBstXI)で消化し,発現ベクターpE-neoのAflII及びBstXIサイト間に挿入し,これをpE-puroとした。
 pE-puroを鋳型とし,プライマーSV40polyA5'(配列番号37)及びプライマーSV40polyA3'(配列番号38)を用いて,PCRによりSV40後期ポリアデニル化領域を含むDNA断片を増幅させた。このDNA断片を制限酵素(NotI及びHpaI)で消化し,発現ベクターpE-puroのNotI及びHpaIサイト間に挿入し,これをpE-puro(XhoI)とした。pPGK-IRES-GS-ΔpolyAを制限酵素(NotI及びXhoI)で消化し,IRES-GS領域を含むDNA断片を切り出し,これを発現ベクターpE-puro(XhoI)のNotI及びXhoIサイト間に挿入し,これをpE-IRES-GS-puroとした。なお,pE-IRES-GS-puroの構築は,特許文献(特第6279466号)を参考にして行った。
〔pE-mIRES-GS-puro(ΔE)の構築〕
 発現ベクターpE-IRES-GS-puroを鋳型とし,プライマーmIRES-GS5'(配列番号39)及びプライマーmIRES-GS3'(配列番号40)を用いて,PCRにより,EMCVのIRESからGSにかけての領域を増幅させ,EMCVのIRESの5'側から2番目に位置する開始コドン(ATG)に変異を加えて破壊したDNA断片を増幅させた。発現ベクターpE-IRES-GS-puroを鋳型として,このDNA断片と上記のプライマーIRES5'を用いて,PCRによりIRESからGSにかけての上記領域を含むDNA断片を増幅させた。このDNA断片を制限酵素(NotI及びPstI)で消化し,切り出されたDNA断片を,pBluescript SK(-)(Stratagene社)のNotI及びPstIサイト間に挿入し,これをmIRES/pBlueScript SK(-)とした。
 発現ベクターpE-IRES-GS-puroを,SphIで消化し,SV40エンハンサー領域を切除した。残りのDNA断片をセルフライゲーションし,これをpE-IRES-GS-puro(ΔE)とした。mIRES/pBlueScript SK(-)をNotI及びPstIで消化し,改変型IRES(mIRES)及びGS遺伝子の一部を含む領域を切り出した。別に,pE-IRES-GS-puro(ΔE)を,NotI及びPstIで消化して,上記のmIRES及びGS遺伝子の一部を含む領域を挿入して,pE-mIRES-GS-puro(ΔE)を構築した。
〔pEM-hygr(LC3)及びpE-mIRES-GSp-Fab-IDUAの構築〕
 β-Globin MAR (Matrix Attachment Region),CMVエンハンサー,ヒトEF-1αプロモーター,MluI及びBamHI切断サイト,インターフェロンβ Marを含むDNA断片(CMVE-EF-1αp-IFNβMAR)を人工的に合成した(配列番号41)。このDNA断片の5’側にはHindIII配列を,3’側にはEcoRI配列を導入した。このDNA断片をHindIII及びEcoRIで消化し,pUC57ベクターのHindIII及びEcoRIサイト間に挿入し,これをJCR69 in pUC57とした。MluI及びBamHI切断サイト,IRES,ハイグロマイシン耐性遺伝子及びmPGKポリアデニレーションシグナルを含むDNA断片(IRES-HygroR-mPGKpA)を人工的に合成した(配列番号42)。このDNA断片をJCR69 in pUC57のMluI及びBamHIサイトに挿入し,これをpEM hygroとした。
 配列番号22で示されるアミノ酸配列を有するヒト化抗hTfR抗体の軽鎖の全長をコードする遺伝子を含むDNA断片(配列番号26)を人工的に合成してpUC57-Ampに挿入し,これをJCR131 in pUC57-Ampとした。このDNA断片の5’側にはMluI配列を,3’側にはNotI配列を導入した。このプラスミドDNAをMluIとNotIで消化し,発現ベクターpEM hygroのMluI-NotI間に組み込んだ。得られたベクターをヒト化抗hTfR抗体の軽鎖の発現用ベクターであるpEM-hygr(LC3)とした。
 配列番号27で示されるアミノ酸配列を有するヒト化抗hTfR抗体の重鎖のFab領域のC末端側に,配列番号4で示されるリンカー配列を介して,配列番号6で示されるアミノ酸配列を有するヒトIDUAが結合した,全体として配列番号27で示されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子を含む配列番号28で示される塩基配列を有するDNA断片を人工的に合成した。このDNA断片の5’側にはMluI配列を,3’側にはNotI配列を導入した。このDNA断片をMluI及びNotIで消化し,pE-mIRES-GS-puro(ΔE)のMluIとNotIの間に組み込んだ。得られたベクターをヒト化抗hTfR抗体のFab重鎖のC末端側にhIDUAを結合させた蛋白質の発現用ベクターであるpE-mIRES-GSp-Fab-IDUAとした。
〔実施例2〕ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA融合蛋白質の高発現細胞株の作製
 CHO細胞(CHO-K1:American Type Culture Collectionから入手)を,下記の方法により,NEPA21(NEPAGENE社)を用いて,実施例1で構築したpEM-hygr(LC3)とpE-mIRES-GSp-Fab-IDUAを形質転換した。
 細胞の形質転換は概ね以下の方法で行った。CHO-K1細胞を2×107細胞/mLの密度となるようにCD OptiCHOTM培地(Thermo Fisher Scientific社)及びPBSの1:1混合液で懸濁した。50 μLの細胞懸濁液を採取し,これにCD OptiCHOTM培地及びPBSの1:1混合液で200 μg/mLに希釈したpEM-hygr(LC3)プラスミドDNA溶液を50 μL添加した。NEPA21(NEPAGENE社)を用いて,エレクトロポレーションを実施し,細胞にpEM-hygr(LC3)プラスミドDNAを導入した。37℃,5% CO2の条件下で一晩培養した後,細胞を,0.5 mg/mLのハイグロマイシンを添加したCD OptiCHOTM培地で選択培養した。得られた細胞に同手法によりpE-mIRES-GSp-Fab-IDUAプラスミドDNA(AhdIで消化し,リニアライズしたもの)を導入した。37℃,5% CO2の条件下で一晩培養した後,細胞を,0.5 mg/mLのハイグロマイシン及び10 μg/mLのピューロマイシンを添加したCD OptiCHOTM培地で選択培養した。選択培養の際,MSXの濃度を段階的に上昇させて,最終的にMSX濃度を300 μMとして,薬剤耐性を示す細胞を選択的に増殖させた。
 次いで,限界希釈法により,1ウェルあたり1個以下の細胞が増殖してくるように,96ウェルプレート上に選択培養で選択された細胞を播種し,各細胞が単クローンコロニーを形成するように約2週間培養した。単クローンコロニーが形成されたウェルの培養上清を採取し,ヒト化抗体含量をELISA法にて調べ,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA融合蛋白質の高発現細胞株を選択した。
 このときのELISA法は概ね以下の方法で実施した。96ウェルマイクロタイタープレート(Nunc社)の各ウェルに,ニワトリ抗IDUAポリクローナル抗体溶液を0.05 M 炭酸水素塩緩衝液で5 μg/mLに希釈したものを100 μLずつ加え,室温又は4℃で少なくとも1時間静置して抗体をプレートに吸着させた。次いで,トリス緩衝生理食塩水(pH 8.0)に0.05% Tween20を添加したもの(TBS-T)で各ウェルを3回洗浄後,トリス緩衝生理食塩水(pH8.0)に1% BSAを添加したものを各ウェルに300 μLずつ加えてプレートを室温で1時間静置した。次いで,各ウェルをTBS-Tで3回洗浄した後,トリス緩衝生理食塩水(pH 8.0)に0.1% BSA及び0.05% Tween20を添加したもの(TBS-BT)で適当な濃度に希釈した培養上清又はヒト化抗hTfR抗体-hIDUA融合蛋白質精製品を,各ウェルに100 μLずつ加え,プレートを室温で1時間静置した。次いで,プレートをTBS-Tで3回洗浄した後,TBS-BTで希釈したHRP標識抗ヒトIgGポリクロ-ナル抗体溶液を,各ウェルに50 μLずつ加え,プレートを室温で1時間静置した。TBS-Tで各ウェルを3回洗浄後,ELISA POD基質TMBキット(Nakalai Tesque社)を用いて発色させた。次いで,1 mol/L 硫酸を50 μLずつ各ウェルに加えて反応を停止させ,96ウェルプレートリーダーを用いて,各ウェルにつき450 nmでの吸光度を測定した。高い測定値を示したウェルに対応する細胞を,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA融合蛋白質の高発現細胞株として選択した。こうして得られたヒト化抗hTfR抗体-hIDUA融合蛋白質の高発現細胞株を,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA発現株とした。この細胞株が発現するヒト化抗hTfR抗体とhIDUAとの融合蛋白質をヒト化抗hTfR抗体-hIDUA融合蛋白質(ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA)とした。
 得られたヒト化抗hTfR抗体-hIDUA発現株を,10 mg/L インスリン,16 μmol/L チミジン,100 μmol/L ヒポキサンチン,500 μg/mL ハイグロマイシンB,10 μg/mLピューロマイシン,300 μmol/L MSX及び10% (v/v) DMSOを含有するCD OptiCHOTM培地に懸濁させてからクライオチューブに分注し,種細胞として液体窒素中で保存した。
〔実施例3〕ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA発現株の培養
 ヒト化抗hTfR抗体-hIDUAを取得するために,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA発現株を以下の方法で培養した。実施例2で得たヒト化抗hTfR抗体-hIDUA発現株を,細胞密度が約3 X 105個/mLとなるように,10 mg/L インスリン,16 μmol/L チミジン,100 μmol/L ヒポキサンチンを含有する,pH6.9に調整した約170 Lの無血清培地(CD OptiCHOTM培地,ThermoFisher SCIENTIFIC社)に懸濁させた。この細胞懸濁液170 Lを培養槽に移した。培地をインペラ―で概ね100 rpmの速度で撹拌し,培地の溶存酸素飽和度を約30%に保持し,34~37℃の温度範囲で,約10日間細胞を培養した。培養期間中,細胞密度,細胞の生存率,培地のグルコース濃度及び乳酸濃度を監視した。培地のグルコース濃度が3.0 g/L以下となった場合には,直ちにグルコース濃度が3.5 g/Lとなるように,グルコース溶液を培地に添加した。培養期間中,フィード液(EFFICIENTFEED A+ TM,ThermoFisher SCIENTIFIC社)を適宜培地に添加した。培養終了後に培地を回収した。回収した培地を,Millistak+HC Pod Filter grade D0HC(Merck社)でろ過し,更にMillistak+ HCgrade X0HC (Merck社)でろ過して,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUAを含む培養上清を得た。この培養上清を,PelliconTM 3 Cassette w/Ultracel PLCTK Membrane(孔径:30 kDa, 膜面積:1.14m2,Merck社)を用いて限外ろ過し,液量が約14分の1となるまで濃縮した。次いで,この濃縮液をOpticap XL600(0.22 μm, Merck社)を用いてろ過した。得られた液を濃縮培養上清とした。
〔実施例4〕ヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの精製
 実施例3で得た濃縮培養上清に,0.25倍容の2 M アルギニン溶液(pH 7.0)を添加した。この溶液を,カラム体積の4倍容の400 mM アルギニンを含有する25 mM MES緩衝液(pH6.5)で平衡化した,Capture SelectTM CH1-XLカラム(カラム体積:約3.1 L,ベッド高:約20 cm,Thermo Fisher Scientific社)に,100 cm/時の一定流速で負荷し,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUAをカラムに吸着させた。Capture SelectTM CH1-XLカラムは,IgG抗体のCH1ドメインと特異的に結合する性質を有するリガンドが担体に固定化されたアフィニティーカラムである。
 次いで,カラム体積の5倍容の同緩衝液を同流速で供給してカラムを洗浄した。次いでカラム体積の3倍容の25 mM MES緩衝液(pH 6.5)を同流速で供給してカラムを更に洗浄した。次いで,カラム体積の5倍容の10 mM 酢酸ナトリウム-HCl緩衝液(pH 3.5)で,カラムに吸着したヒト化抗hTfR抗体-hIDUAを溶出させた。溶出液は,予め250 mM MES緩衝液(pH 6.0)を入れた容器に受けて,直ちに中和した。
 上記のアフィニティーカラムからの溶出液に,250 mM MES緩衝液(pH 6.5)を添加し,溶出液のpHを6.0に調整した。次いで,この溶出液を,Opticap XL600(孔径:0.22 μm, Merck社)でろ過した。このろ過後の溶液を,カラム体積の5倍容の15 mM NaClを含有する50 mM MES緩衝液(pH 6.0)で平衡化した,マルチモーダル陰イオン交換カラムであるCapto adhereカラム(カラム体積:約1.5 L,ベッド高:約10 cm,GE Healthcare社)に,300 cm/時の一定流速で負荷させた。このヒト化抗hTfR抗体-hIDUAを含む負荷液を回収した。Capto adhereは,N-ベンジル-N-メチルエタノールアミンをリガンドとするもので,静電相互作用,水素結合,疎水性相互作用等に基づく選択性を有する強陰イオン交換体である。
 次いで,カラム体積の5倍容の同緩衝液を同流速で供給してカラムを洗浄し,この洗浄液を回収した。
 上記負荷液及び洗浄液をカラム体積の4倍容の300 mM NaClを含有する25 mM MES緩衝液(pH 6.5)で平衡化した,マルチモーダル弱陽イオン交換カラムであるCapto MMCカラム(カラム体積:約3.1 L,ベッド高:約20 cm,GE Healthcare社)に,200 cm/時の一定流速で負荷させた。Capto MMCは,疎水性相互作用,水素結合形成等に基づく選択性を有する弱陽イオン交換体である。
 次いで,カラム体積の5倍容の同緩衝液を同流速で供給してカラムを洗浄した。次いで,カラム体積の10倍容の1 M NaClを含有する25 mM MES緩衝液(pH 6.5)で,弱陽イオン交換カラムに吸着したヒト化抗hTfR抗体-hIDUAを溶出させた。
 上記の弱陽イオン交換カラムからの溶出液に,0.5倍容の0.8 mg/mL NaCl及び75 mg/mL スクロースを含有する20 mM クエン酸緩衝液(pH 5.5)を加えてpHを5.8に調整した。次いで,PelliconTM 3 Cassette w/Ultracel PLCTK Membrane(孔径:30 kDa, 膜面積:0.57 m2,Merck社)を用いて限外ろ過し,溶液中のヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの濃度が約30 mg/mLとなるまで濃縮した。次いで,この濃縮液をOpticap XL600 (0.22 μm, Merck社)を用いてろ過した。
上記の濃縮液を,カラム体積の1.5倍容の0.8 mg/mL NaCl及び75 mg/mL スクロースを含有する20 mM クエン酸緩衝液(pH 5.5)で平衡化した,サイズ排除カラムであるBioSECカラム(カラム体積:約9.4 L, ベッド高:30 cm, Merck社)に,40 cm/時の一定流速で負荷し,更に,同緩衝液を同じ流速で供給した。このとき,サイズ排除カラムからの溶出液の流路に,溶出液の吸光度を連続的に測定するための吸光光度計を配置して,280 nmの吸光度をモニターし,280 nmで吸収ピークを示した画分を,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUAを含む画分として回収し,これをヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品とした。
〔実施例5〕精製各ステップにおけるヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの回収率の測定
 アフィニティーカラムによる精製ステップにおけるヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの負荷量及び溶出液中に回収された量を実施例2に記載のELISA法を用いて測定した。また,それ以外の精製各ステップにおけるヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの負荷量及び溶出液中に回収された量を,分光光度計で280 nmにおける吸光度を測定して,算出した。その結果を表3に示す。当初,培養上清中に含まれた23.7 gのヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの約74.0%に相当する,17.5 gのヒト化抗hTfR抗体-hIDUAが,精製品として回収された。これらの結果は,上記実施例4に記載の精製法が,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの精製方法として非常に効率の高いものであることを示すものである。なお,表3において,工程回収率(%)は,各精製ステップにおける負荷したヒト化抗hTfR抗体-hIDUA量に対する回収されたヒト化抗hTfR抗体-hIDUA量の比率を意味し,総回収率(%)は,精製工程に供したヒト化抗hTfR抗体-hIDUA量の初期量に対する各精製ステップで回収されたヒト化抗hTfR抗体-hIDUA量の比率を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
〔実施例6〕ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品の分析(HCPの定量)
 実施例4で得られたヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品に含まれる宿主細胞由来蛋白質(HCP)の量をELISA法により定量した。まず,96ウェルプレート(Nunc社)の各ウェルに抗CHO細胞由来蛋白質抗体を100 μL添加し,一晩静置して抗体を吸着させた。各ウェルを3回洗浄した後,各ウェルにカゼインを含むブロッキング溶液を200 μL添加し,25℃で60分間振とうした。各ウェルを3回洗浄した後,各ウェルにヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品を含む溶液(サンプル溶液)又はHCP標準溶液をそれぞれ100 μL添加して,25℃で2時間振とうした。各ウェルを3回洗浄した後,各ウェルにビオチン化抗CHO細胞由来蛋白質抗体を100 μL添加し,25℃で60分間振とうした。各ウェルを3回洗浄した後,HRP-conjugated streptavidin (Jackson Immuno Research Laboratories社)を100 μL添加し,25℃で60分間振とうした。各ウェルを3回洗浄した後,各ウェルにTMB基質溶液を100 μL添加し,25℃で発色させた。TMB基質溶液には,TMB microwell peroxidase substrate system (KPL社)のTMB peroxidase substrateとPeroxidase substrate solution Bを等量混合したものを用いた。発色後,各ウェルに6.75%リン酸を100 μL添加して酵素反応を停止させ,各ウェルの450 nmにおける吸光度を96ウェル用プレートリーダーで測定した。HCP標準溶液の測定値から検量線を作成し,これにサンプル溶液の値を内挿してヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品に含まれるHCPを定量した。こうして求めたHCPの定量値と,実施例2に記載のELISA法を用いて測定したヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品の定量値とから,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品に含まれるHCPを定量した。その結果,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品に含まれるHCPの量は,約35 ppm(即ち,1 mgのヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品中に約35 ngのHCP)であることがわかった。
〔実施例7〕ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品の分析(SE-HPLC分析)
 TSKgel G3000SWXLカラム(内径7.8 mm X 高さ30 cm,東ソー社)をLC-20Aシステム,SPD-20AVのUV/VIS検出器(島津製作所社)にセットした。カラムを5% 2-プロパノールと20 mM NaClとを含む200 mM リン酸緩衝液で平衡化した。このカラムに,実施例4で得られたヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品を1.0 mg/mLの濃度で含有する10 μLの溶液を,0.6 mL/分の一定流速で負荷し,更に同緩衝液を同じ流速で供給した。215 nmにおける吸光度を測定して作成した溶出プロファイルを図1に示す。得られたプロファイルは,ほぼヒト化抗hTfR抗体-hIDUAに由来する単一のピークのみを示した。但し,主ピーク(図中単量体ピーク)よりも前に検出されるヒト化抗hTfR抗体-hIDUAの重合体に由来するピーク(図中重合体ピーク)が認められた。ピーク全体の面積と重合体ピークの面積の比率から,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA全体に占める重合体の比率は,約0.02%と計算された。
〔実施例8〕ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品の分析(まとめ)
 以上のヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品の分析結果は,実施例4で得られたヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品が,HCPを含む夾雑物をほとんど含まないものであること,及び,重合体の存在比率が極めて低いことを示すものである。すなわち,ヒト化抗hTfR抗体-hIDUA精製品は,医薬,例えば,静脈内,筋肉内,皮下,腹腔内,動脈内,又は病巣内投与剤として,そのまま使用できる品質のものであるといえる。
 本発明によれば,例えば,医薬としてそのまま用いることのできる純度にまで精製された,抗体とリソソーム酵素とを結合させた融合蛋白質,特に抗体とhIDUAとを結合させた融合蛋白質を提供することができる。
配列番号1:リンカー例1のアミノ酸配列
配列番号2:リンカー例2のアミノ酸配列
配列番号3:リンカー例3のアミノ酸配列
配列番号4:リンカー例4のアミノ酸配列
配列番号5:ヒトトランスフェリン受容体のアミノ酸配列
配列番号6:ヒトIDUAのアミノ酸配列1
配列番号7:ヒトIDUAのアミノ酸配列2
配列番号8:抗hTfR抗体の軽鎖CDR1のアミノ酸配列1
配列番号9:抗hTfR抗体の軽鎖CDR1のアミノ酸配列2
配列番号10:抗hTfR抗体の軽鎖CDR2のアミノ酸配列1
配列番号11:抗hTfR抗体の軽鎖CDR2のアミノ酸配列2
配列番号12:抗hTfR抗体の軽鎖CDR3のアミノ酸配列1
配列番号13:抗hTfR抗体の重鎖CDR1のアミノ酸配列1
配列番号14:抗hTfR抗体の重鎖CDR1のアミノ酸配列2
配列番号15:抗hTfR抗体の重鎖CDR2のアミノ酸配列1
配列番号16:抗hTfR抗体の重鎖CDR2のアミノ酸配列2
配列番号17:抗hTfR抗体の重鎖CDR3のアミノ酸配列1
配列番号18:抗hTfR抗体の重鎖CDR3のアミノ酸配列2
配列番号19:抗hTfR抗体の重鎖フレームワーク領域3のアミノ酸配列
配列番号20:抗hTfR抗体の軽鎖の可変領域のアミノ酸配列
配列番号21:抗hTfR抗体の重鎖の可変領域のアミノ酸配列
配列番号22:抗hTfR抗体の軽鎖のアミノ酸配列
配列番号23:抗hTfR抗体のFab重鎖のアミノ酸配列
配列番号24:プライマーHyg-Sfi5’,合成配列
配列番号25:プライマーHyg-BstX3’,合成配列
配列番号26:抗hTfR抗体の軽鎖のアミノ酸配列をコードする塩基配列,合成配列
配列番号27:ヒト化抗hTfR抗体のFab重鎖とヒトIDUAの融合蛋白質のアミノ酸配列
配列番号28:ヒト化抗hTfR抗体のFab重鎖とヒトIDUAの融合蛋白質のアミノ酸配列をコードする遺伝子を含む塩基配列,合成配列
配列番号29:プライマーIRES5',合成配列
配列番号30:プライマーIRES3',合成配列
配列番号31:プライマーmPGKP5',合成配列
配列番号32:プライマーmPGKP3',合成配列
配列番号33:プライマーGS5',合成配列
配列番号34:プライマーGS3',合成配列
配列番号35:プライマーpuro5',合成配列
配列番号36:プライマーpuro3',合成配列
配列番号37:プライマーSV40polyA5',合成配列
配列番号38:プライマーSV40polyA3',合成配列
配列番号39:プライマーmIRES-GS5',合成配列
配列番号40:プライマーmIRES-GS3',合成配列
配列番号41:CMVE-EF-1αp-IFNβMAR,合成配列
配列番号42:IRES-HygroR-mPGKpA,合成配列

Claims (36)

  1.  抗体とヒトリソソーム酵素とを融合させた融合蛋白質の製造方法であって;
    (a)該融合蛋白質を産生する哺乳動物細胞を無血清培地中で培養して該融合蛋白質を培養液中に分泌させ,
    (b)該培養液から該哺乳動物細胞を除去することにより培養上清を回収し,
    (c)該培養上清から,該抗体に親和性を有する物質を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィーと,陰イオン交換カラムクロマトグラフィーと,陽イオン交換カラムクロマトグラフィーと,及びサイズ排除カラムクロマトグラフィーとを用いて,該融合蛋白質を精製する,
    ことを含んでなるものである,製造方法。
  2.  該抗体に親和性を有する物質を結合させた材料を固定相として用いたカラムクロマトグラフィーと,該陰イオン交換カラムクロマトグラフィーと,該陽イオン交換カラムクロマトグラフィーと、及び該サイズ排除カラムクロマトグラフィーとを,この順で用いてなるものである,請求項1に記載の製造方法。
  3.  該抗体に親和性を有する物質が,該抗体の重鎖のCH領域に親和性を有するものである、請求項1又は2に記載の製造方法。
  4.  該陰イオン交換カラムクロマトグラフィーに使用した陰イオン交換体が,強陰イオン交換体である,請求項1乃至3のいずれかに記載の製造方法。
  5.  該陽イオン交換カラムクロマトグラフィーに使用した陽イオン交換体が,弱陽イオン交換体である,請求項1乃至4のいずれかに記載の製造方法。
  6.  該ヒトリソソーム酵素と融合させた該抗体が,ヒト化抗体又はヒト抗体である,請求項1乃至5のいずれかに記載の製造方法。
  7.  該ヒトリソソーム酵素と融合させた該抗体が,ヒト化抗体である,請求項1乃至5のいずれかに記載の製造方法。
  8.  該ヒトリソソーム酵素と融合させた該抗体が,血管内皮細胞の表面に存在する分子を抗原とするものである,請求項1乃至7のいずれかに記載の製造方法。
  9.  血管内皮細胞の表面に存在する該分子が,トランスフェリン受容体(TfR),インスリン受容体,レプチン受容体,リポ蛋白質受容体,IGF受容体,OATP-F,有機アニオントランスポーター,MCT-8,モノカルボン酸トランスポーター,及びFc受容体からなる群から選択されるものである,請求項8に記載の製造方法。
  10.  該血管内皮細胞が脳血管内皮細胞である,請求項8に記載の製造方法。
  11.  該脳血管内皮細胞の表面に存在する分子が,トランスフェリン受容体(TfR),インスリン受容体,レプチン受容体,リポ蛋白質受容体,IGF受容体,OATP-F,有機アニオントランスポーター,MCT-8,及びモノカルボン酸トランスポーターからなる群から選択されるものである,請求項10に記載の製造方法。
  12.  該血管内皮細胞が,ヒトの血管内皮細胞である,請求項8乃至11のいずれかに記載の製造方法。
  13.  該抗体が,抗ヒトトランスフェリン受容体抗体であって,
     該抗体が重鎖の可変領域において,CDR1が配列番号13又は配列番号14のアミノ酸配列を含んでなり,CDR2が配列番号15又は配列番号16のアミノ酸配列を含んでなり,及びCDR3が配列番号17又は配列番号18のアミノ酸配列を含んでなり,且つ
     該抗体が軽鎖の可変領域において,CDR1が配列番号8又は配列番号9のアミノ酸配列を含んでなり,CDR2が配列番号10若しくは配列番号11のアミノ酸配列,又はアミノ酸配列Lys-Val-Serを含んでなり,及びCDR3が配列番号12のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項1乃至12のいずれかに記載の製造方法。
  14.  該抗体が,重鎖のフレームワーク領域3が配列番号19のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項13に記載の製造方法。
  15.  該抗体における該重鎖の可変領域が,配列番号21のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項14に記載の製造方法。
  16.  該抗体が重鎖の可変領域において,配列番号21のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
     CDR1が配列番号13又は配列番号14のアミノ酸配列を含んでなり,
     CDR2が配列番号15又は配列番号16のアミノ酸配列を含んでなり,
     CDR3が配列番号17又は配列番号18のアミノ酸配列を含んでなり,及び
     フレームワーク領域3が配列番号19のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項13又は14に記載の製造方法。
  17.  該抗体が重鎖の可変領域において,配列番号21のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
     CDR1が配列番号13又は配列番号14のアミノ酸配列を含んでなり,
     CDR2が配列番号15又は配列番号16のアミノ酸配列を含んでなり,
     CDR3が配列番号17又は配列番号18のアミノ酸配列を含んでなり,及び
     フレームワーク領域3が配列番号19のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項13又は14に記載の製造方法。
  18.  該抗体が重鎖の可変領域において,配列番号21のアミノ酸配列に対し1~5個のアミノ酸の置換,欠失又は付加による改変がなされたアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
     CDR1が配列番号13又は配列番号14のアミノ酸配列を含んでなり,
     CDR2が配列番号15又は配列番号16のアミノ酸配列を含んでなり,
     CDR3が配列番号17又は配列番号18のアミノ酸配列を含んでなり,及び
     フレームワーク領域3が配列番号19のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項13又は14に記載の製造方法。
  19.  該抗体が重鎖の可変領域において,配列番号21のアミノ酸配列に対し1~3個のアミノ酸の置換,欠失又は付加による改変がなされたアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
     CDR1が配列番号13又は配列番号14のアミノ酸配列を含んでなり,
     CDR2が配列番号15又は配列番号16のアミノ酸配列を含んでなり,
     CDR3が配列番号17又は配列番号18のアミノ酸配列を含んでなり,及び
     フレームワーク領域3が配列番号19のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項13又は14に記載の製造方法。
  20.  該抗体の軽鎖の可変領域が,配列番号20のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項13乃至19のいずれかに記載の製造方法。
  21.  該抗体が軽鎖の可変領域において,配列番号20のアミノ酸配列と80%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
     CDR1が配列番号8又は配列番号9のアミノ酸配列を含んでなり,
     CDR2が配列番号10若しくは配列番号11のアミノ酸配列,又はアミノ酸配列Lys-Val-Serを含んでなり,
     CDR3が配列番号12のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項13乃至19のいずれかに記載の製造方法。
  22.  該抗体が軽鎖の可変領域において,配列番号20のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
     CDR1が配列番号8又は配列番号9のアミノ酸配列を含んでなり,
     CDR2が配列番号10若しくは配列番号11のアミノ酸配列,又はアミノ酸配列Lys-Val-Serを含んでなり,
     CDR3が配列番号12のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項13乃至19のいずれかに記載の製造方法。
  23.  該抗体が軽鎖の可変領域において,配列番号20のアミノ酸配列に対し1~5個のアミノ酸の置換,欠失又は付加による改変がなされたアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
     CDR1が配列番号8又は配列番号9のアミノ酸配列を含んでなり,
     CDR2が配列番号10若しくは配列番号11のアミノ酸配列,又はアミノ酸配列Lys-Val-Serを含んでなり,
     CDR3が配列番号12のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項13乃至19のいずれかに記載の製造方法。
  24.  該抗体が軽鎖の可変領域において,配列番号20のアミノ酸配列に対し1~3個のアミノ酸の置換,欠失又は付加による改変がなされたアミノ酸配列を含んでなるものであり,且つ
     CDR1が配列番号8又は配列番号9のアミノ酸配列を含んでなり,
     CDR2が配列番号10若しくは配列番号11のアミノ酸配列,又はアミノ酸配列Lys-Val-Serを含んでなり,
     CDR3が配列番号12のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項13乃至19のいずれかに記載の製造方法。
  25.  該抗体の該重鎖が,配列番号23のアミノ酸配列を含むものである,上記15に記載の製造方法。
  26.  該抗体の該軽鎖が,配列番号22のアミノ酸配列を含むものである,上記20又は25に記載の製造方法。
  27.  該抗体がFab,F(ab’),又はF(ab’)である,請求項1乃至26のいずれかに記載の製造方法。
  28.  該融合蛋白質における該ヒトリソソーム酵素が,該抗体の軽鎖のC末端側又はN末端側に結合しているものである,請求項1乃至27のいずれかに記載の製造方法。
  29.  該融合蛋白質における該ヒトリソソーム酵素が,該軽鎖のC末端側又はN末端側に,直接又はリンカーを介して,結合しているものである,請求項28に記載の製造方法。
  30.  該融合蛋白質における該ヒトリソソーム酵素が,該重鎖のC末端側又はN末端側においてリンカーを介して結合しているものである,請求項28に記載の製造方法。
  31.  該リンカー配列が,1~50個のアミノ酸残基からなるペプチドである,請求項29又は30に記載の製造方法。
  32.  該リンカーが,1個のグリシン,1個のセリン,アミノ酸配列Gly-Ser,アミノ酸配列Gly-Gly-Ser,配列番号1のアミノ酸配列,配列番号2のアミノ酸配列,配列番号3のアミノ酸配列,配列番号4のアミノ酸配列,及びこれらのアミノ酸配列が1~10個連続してなるアミノ酸配列からなる群より選ばれるアミノ酸配列を含んでなるペプチドである,請求項31に記載の製造方法。
  33.  該融合蛋白質における該ヒトリソソーム酵素が,ヒトα-L-イズロニダーゼである,請求項1乃至32のいずれかに記載の製造方法。
  34.  該融合蛋白質における該抗体がFabであり,
     該抗体の軽鎖が,配列番号22のアミノ酸配列を含んでなり,且つ
     該抗体の重鎖が,そのC末端側で,配列番号4のアミノ酸配列を介して,ヒトα-L-イズロニダーゼと結合し,それにより該融合蛋白質が配列番号27のアミノ酸配列を形成しているものである,請求項33に記載の製造方法。
  35.  該融合蛋白質における該抗体がFabであり,
     該抗体の軽鎖が,配列番号22のアミノ酸配列からなり,且つ
     該抗体の重鎖が,配列番号23のアミノ酸配列からなり,そのC末端側で,配列番号4のアミノ酸配列からなるリンカーを介して,配列番号6のアミノ酸配列からなるヒトα-L-イズロニダーゼと結合するものである,請求項33に記載の製造方法。
  36.  該ヒトα-L-イズロニダーゼが,配列番号6又は7のアミノ酸配列を含んでなるものである,請求項33に記載の製造方法。
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