WO2024049161A1 - 신규한 항-pd-l1 키메릭 항원 수용체 및 이를 발현하는 면역세포 - Google Patents

신규한 항-pd-l1 키메릭 항원 수용체 및 이를 발현하는 면역세포 Download PDF

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Abstract

본 발명은 PD-L1에 특이적으로 결합하는 신규한 항체 또는 이의 항원 결합 단편, 상기 항체의 항원 결합 가변 단편을 포함하는 키메릭 항원 수용체, 상기 키메릭 항원 수용체를 발현하는 면역세포 및 상기 면역세포를 포함하는 암의 치료 또는 예방용 약학적 조성물에 관한 것이다.

Description

신규한 항-PD-L1 키메릭 항원 수용체 및 이를 발현하는 면역세포
[관련 출원과의 상호 인용]
본 출원은 2022. 09. 02.일자 한국 특허 출원 제10-2022-0111672호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
[기술분야]
본 발명은 PD-L1에 대해 특이적으로 결합하는 신규한 항체 또는 이의 항원 결합 단편, 상기 항체의 항원 결합 단편을 포함하는 키메릭 항원 수용체, 상기 키메릭 항원 수용체를 발현하는 면역세포, 및 상기 면역세포를 포함하는 약학적 조성물에 관한 것이다.
암을 치료하기 위한 방법은 꾸준한 발전과 변화 과정을 거쳐 왔으며, 외과적 수술, 화학요법, 방사선 요법 등의 방법이 현재까지 계속 이용되고 있으나 이러한 기존의 암 치료 방법들은 암이 전이되지 않은 초기 상태에만 효과가 있는 경우가 대부분이며, 이미 전이가 진행된 상태에서는 예컨대 외과적 수술을 하더라도 추후 재발의 가능성이 높다는 문제점이 있다. 이에, 최근 암을 치료하기 위해 면역 반응을 이용하는 방법에 대한 연구가 계속되어 오고 있다.
그 중에서도, 면역세포를 이용하여 이를 강화시키거나 유전공학적으로 변형하여 다시 환자에게 주입하는 세포치료 방법에 대한 관심이 높아지고 있으며, 예를 들어 종양 침윤 림프구(Tumor infiltrating lymphocytes, TIL), 키메릭 항원 수용체(Chimeric antigen receptor, CAR) 및 T 세포 수용체(T-cell receptor, TCR) 기술 등이 연구되고 있다. 특히, T 세포나 자연살해 세포(NK cell)에 항원 특이성을 전달하도록 설계된 인공 수용체인 키메릭 항원 수용체의 경우, 상기 수용체가 암 세포 특이적 항원과 결합함으로써 상기 면역세포를 활성화하고 특이적 면역성을 제공할 수 있는 세포외 도메인과, 막통과 도메인, 그리고 세포내 신호전달 도메인으로 이루어져 있다. 그리고 이러한 키메릭 항원 수용체가 발현되는 T 세포는 CAR-T 세포라 명명되었고(Kershaw et al., Nat. Rev. Immunol., 5(12): 928-940 (2005); Restifo et al., Nat. Rev. Immunol., 12(4): 269-281 (2012)), 자연살해 세포의 경우 CAR-NK 세포라고 명명되었다.
상기 키메릭 항원 수용체의 세포내 신호전달 도메인은 주로 T 세포 수용체의 신호전달 서브유닛인 CD3zeta의 세포내 신호전달 도메인을 기본으로 하고 있다(1세대 CAR). 그리고 여기에 면역세포의 성장 및 분화를 촉진하는 공동-자극 분자의 세포내 신호전달 도메인을 추가하는 형태로 진화되어 왔다. 예를 들면, 현재 시판되고 있는 CAR-T 세포 치료제는 각각 CD28과 4-1BB 공자극 분자의 세포내 신호전달 도메인을 사용하고 있으며(2세대 CAR), 이후 CD28과 4-1BB 세포내 신호전달 도메인을 동시에 포함하는 CAR(3세대 CAR) 등이 시도되고 있다(Stegen et al., Nat. Rev. Drug Discov., 14(7): 499-509 (2015)).
한편, PD-L1(Programmed Cell Death Ligand 1)은 사람의 CD274 유전자로부터 발현되는 단백질로, 유방암, 폐암 등을 비롯하여 다양한 종류의 종양세포에서 과발현되어 나타나는 것으로 알려져 있으며, 면역 세포의 표면에 발현되는 PD-1 단백질과 결합함으로써 면역 세포의 면역 반응을 억제시키는 기능을 한다. 이러한 기술적 배경 하에서, 암 세포에서 특히 과발현되어 나타나는 상기 PD-L1을 타겟으로 하는 항체나 이를 이용한 CAR-NK, CAR-T 치료제 등을 개발함으로써 암을 치료하기 위한 또다른 측면의 전략과 방법을 연구해야 할 필요성이 대두된다.
본 발명은 암 세포에서 주로 발현되는 PD-L1에 특이적으로 결합할 수 있는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 면역세포에서 발현되었을 때, 암 세포에 대한 세포독성 또는 세포용해 활성을 증폭시킬 수 있도록 하는 신규한 키메릭 항원 수용체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 키메릭 항원 수용체를 발현시키기 위한 폴리뉴클레오티드 및 발현 벡터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 키메릭 항원 수용체를 표면에 발현시킴으로써 암에 대한 치료 효과가 우수한 면역세포를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 면역세포를 이용하여 암을 치료하기 위한 약학적 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은 X1-Y-X2-M-X3(서열번호 1)의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR1, X4-I-S-X5-S-G-X6-X7-X8-Y-Y-A-D-S-V-K-G(서열번호 2)의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR2 및 서열번호 3, 서열번호 4, 서열번호 5, 서열번호 6 및 서열번호 7로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 서열을 갖는 중쇄 CDR3를 포함하는 중쇄가변영역; 및 R-A-S-Q-X9-I-X10-X11-X12-L-N(서열번호 8)의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR1, A-X13-S-X14-L-Q-S(서열번호 9)의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR2 및 Q-Q-X15-Y-X16-X17-P-X18-T(서열번호 10)의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR3를 포함하는 경쇄가변영역;을 포함하고, PD-L1(Programmed Death Ligand 1)에 특이적으로 결합하는 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, PD-L1에 특이적으로 결합하는 항원 결합 부위를 포함하는 세포외 도메인(extracellular binding domain); 막통과 도메인(transmembrane domain); 및 세포내 도메인(endodomain);을 포함하는, 키메릭 항원 수용체(Chimeric Antigen Receptor; CAR)로서, 상기 PD-L1에 특이적으로 결합하는 항원 결합 부위는, X1-Y-X2-M-X3(서열번호 1)의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR1, X4-I-S-X5-S-G-X6-X7-X8-Y-Y-A-D-S-V-K-G(서열번호 2)의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR2 및 서열번호 3, 서열번호 4, 서열번호 5, 서열번호 6 및 서열번호 7로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 서열을 갖는 중쇄 CDR3를 포함하는 중쇄가변영역; 및 R-A-S-Q-X9-I-X10-X11-X12-L-N(서열번호 8)의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR1, A-X13-S-X14-L-Q-S(서열번호 9)의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR2 및 Q-Q-X15-Y-X16-X17-P-X18-T(서열번호 10)의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR3를 포함하는 경쇄가변영역;을 포함하는 항-PD-L1 항체의 단일 사슬 가변 단편(single chain variable fragment; ScFv)인 것인, 키메릭 항원 수용체를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 상기 키메릭 항원 수용체를 암호화하는 염기서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드 및 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현 벡터를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 상기 키메릭 항원 수용체를 표면에 발현하는 면역세포를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 상기 면역세포를 포함하는 암의 치료 또는 예방용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 항체, 이의 항원 결합 단편, 그리고 이를 이용한 키메릭 항원 수용체는 암 세포에서 주로 발현되는 PD-L1에 대해 특이적으로 결합할 수 있으며, 이에 따라 상기 키메릭 항원 수용체가 발현된 면역세포에서 신호전달이 발생함에 따라 면역세포의 세포독성 또는 세포용해 활성을 현저하게 향상시키며 사이토카인의 분비를 촉진하는 효과를 나타낸다. 또한, 이에 따라 상기 면역세포와 공배양된 암 세포의 탈과립(degranulation)을 증가시키는 효과가 있다.
따라서, 본 발명의 항체나 이를 이용한 키메릭 항원 수용체, 그리고 이를 발현시킨 면역세포는 암을 치료하기 위한 용도로 유용하게 이용될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 PD-L1에 특이적으로 결합하는 항원 결합 가변 단편(scFv)을 세포외 도메인으로 포함하는 본 발명의 키메릭 항원 수용체(PD-L1 CAR)의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 키메릭 항원 수용체 5종의 유전자를 도입 및 발현시킨 자연살해 세포('PD-L1_E1 CAR NK 세포', 'PD-L1_C4 CAR NK 세포', 'PD-L1_E7 CAR NK 세포', 'PD-L1_E8 CAR NK 세포' 및 'PD-L1_C8 CAR NK 세포')를 대상으로 각각 본 발명의 키메릭 항원 수용체들의 발현 여부를 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 유방암 세포주인 MDA-MB-231 세포를 대상으로 PD-L1의 발현 여부를 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 PD-L1을 발현하는 MDA-MB-231 세포에 대해서 특이적으로 5종의 PD-L1 CAR NK 세포가 모두 PD-L1 CAR를 표면에 발현하지 않는 대조군 NK 세포에 비하여 훨씬 높은 세포독성을 갖는다는 결과를 나타낸 것이다.
도 5a는 본 발명의 키메릭 항원 수용체 PD-L1_E1 CAR를 도입시킨 NK 세포와, PD-L1을 발현하는 MDA-MB-231 세포와 PD-L1을 발현하지 않는 AU565 세포와 각각 공배양하였을 때, 자연살해 세포들에서 분비하는 사이토카인(IFN-γ)의 양을 측정하여 비교한 결과를 나타낸 것이다.
도 5b는 본 발명의 키메릭 항원 수용체 PD-L1_E1 CAR를 도입시킨 NK 세포와, PD-L1을 발현하는 MDA-MB-231 세포와 PD-L1을 발현하지 않는 AU565 세포와 각각 공배양하였을 때, 탈과립(degranulation)의 지표인 CD107a의 발현량을 측정하여 비교한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 면역세포가 암 세포를 사멸하는 과정에서 면역시냅스의 형성(단계 A)에서부터 암 세포의 최종적 사멸(단계 E)에 이르기까지의 과정을 단계 A 내지 단계 E로 이루어진 총 5개로 분류된 단계를 도시한 것이다.
도 7의 A는 본 발명의 PD-L1_E1 CAR NK 세포와 PD-L1을 발현하지 않는 PURO-92 세포를 MDA-MB-231 세포주에 처리했을 때 시간에 따른 면역시냅스 형성 진행의 정도와 단계 A 내지 단계 E를 모두 거치는데 소요되는 시간을 도시한 것이다. 도 7의 B는 본 발명의 PD-L1_E1 CAR NK 세포와 PD-L1을 발현하지 않는 PURO-92 세포를 MDA-MB-231 세포주에 접촉시켰을 때, 접촉 대비 세포 사멸의 비율을 나타낸 결과이다.
도 8은 폐암 세포주인 H460 세포를 대상으로 PD-L1의 발현 여부를 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 PD-L1을 발현하는 H460 세포에 대하여 PD-L1_E1 CAR NK 세포를 4:1, 2:1 및 1:1의 E:T 비율로 처리하였을 때 모두 PD-L1 CAR를 표면에 발현하지 않는 대조군 NK 세포에 비하여 훨씬 높은 세포독성을 갖는다는 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 마우스에 대한 암 세포주 및 NK 세포의 투여 스케줄을 나타낸 것이다.
도 11은 마우스에 암 세포주와 본 발명의 PD-L1_E1 CAR NK 세포 및 PD-L1 CAR를 발현하지 않는 dEcto CAR NK 세포를 투여한 뒤, 암 세포를 투여한 시점을 기준으로 종양의 크기를 측정한 것이다.
도 12의 A와 B는 마우스에 암 세포주와 본 발명의 PD-L1_E1 CAR NK 세포 및 PD-L1 CAR를 발현하지 않는 dEcto CAR NK 세포를 투여하고 일정 시점이 경과한 뒤에 종양의 무게를 측정한 결과를 각각 사진과 그래프로 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 신규한 항-PD-L1 항체 및 이의 항원 결합 단편
본 발명의 일 측면은 PD-L1에 특이적으로 결합할 수 있는 항-PD-L1 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
본 발명의 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편은 중쇄 가변 영역과 경쇄 가변 영역을 포함한다.
상기 본 발명의 항체 또는 이의 항원 결합 단편에 포함되는 중쇄 가변 영역은 X1-Y-X2-M-X3(서열번호 1)의 아미노산 서열을 갖는 CDR1을 포함하고, 상기 서열번호 1의 아미노산 서열에서 X1 내지 X3은 각각 독립적으로 임의의 아미노산일 수 있다.
상기 서열번호 1의 아미노산 서열에서, 상기 X1은 아스파르트산, 글루탐산, 세린, 트레오닌, 아스파라진 및 글루타민으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X1은 아스파르트산, 세린 및 아스파라진으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 1의 아미노산 서열에서, 상기 X2는 알라닌, 류신, 이소류신, 글리신, 아스파르트산 및 글루탐산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X2는 알라닌, 글리신, 글루탐산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 1의 아미노산 서열에서, 상기 X3는 세린, 트레오닌, 아스파라진, 글루타민, 히스티딘, 아르기닌 및 라이신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X3는 세린, 아스파라진, 히스티딘로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 1의 아미노산 서열은 D-Y-E-M-S(서열번호 11), D-Y-A-M-S(서열번호 16), S-Y-A-M-N(서열번호 21), N-Y-G-M-H(서열번호 26) 및 D-Y-A-M-H(서열번호 31)의 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나, 또는 상기 아미노산 서열과 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상 또는 99% 이상의 상동성을 가지는 아미노산 서열일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 서열번호 1의 아미노산 서열은 D-Y-E-M-S(서열번호 11)의 아미노산 서열을 가질 수 있다.
상기 본 발명의 항체 또는 이의 항원 결합 단편에 포함되는 중쇄 가변 영역은 X4-I-S-X5-S-G-X6-X7-X8-Y-Y-A-D-S-V-K-G(서열번호 2)의 아미노산 서열을 갖는 CDR2를 더 포함할 수 있고, 상기 서열번호 2의 아미노산 서열에서 X4 내지 X8은 각각 독립적으로 임의의 아미노산일 수 있다.
상기 서열번호 2의 아미노산 서열에서, 상기 X4는 알라닌, 류신, 이소류신, 아르기닌, 히스티딘, 라이신, 글리신, 알라닌, 류신 및 이소류신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X4는 알라닌, 아르기닌, 글리신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 2의 아미노산 서열에서, 상기 X5는 세린, 트레오닌, 글루타민, 아스파라진, 글리신, 알라닌, 류신 및 이소류신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X5는 세린, 글루타민, 글리신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 2의 아미노산 서열에서, 상기 X6은 글리신, 알라닌, 류신, 이소류신, 세린 및 트레오닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X6는 글리신 및 세린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 2의 아미노산 서열에서, 상기 X7은 트레오닌, 세린, 타이로신, 페닐알라닌, 트립토판, 세린, 트레오닌, 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X7은 트레오닌, 타이로신, 세린 및 아르기닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 2의 아미노산 서열에서, 상기 X8은 알라닌, 류신, 이소류신, 세린, 트레오닌, 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X8은 이소류신, 트레오닌 및 라이신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 2의 아미노산 서열은 A-I-S-G-S-G-S-Y-T-Y-Y-A-D-S-V-K-G(서열번호 12), A-I-S-Q-S-G-G-T-I-Y-Y-A-D-S-V-K-G(서열번호 17), R-I-S-S-S-G-G-Y-T-Y-Y-A-D-S-V-K-G(서열번호 22), A-I-S-S-S-G-G-S-T-Y-Y-A-D-S-V-K-G(서열번호 27), G-I-S-S-S-G-S-R-K-Y-Y-A-D-S-V-K-G(서열번호 32)의 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나, 또는 상기 아미노산 서열과 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상 또는 99% 이상의 상동성을 가지는 아미노산 서열일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 서열번호 2의 아미노산 서열은 A-I-S-G-S-G-S-Y-T-Y-Y-A-D-S-V-K-G(서열번호 12)의 아미노산 서열을 가질 수 있다.
상기 본 발명의 항체 또는 이의 항원 결합 단편에 포함되는 중쇄 가변 영역은 G-R-G-R-V-L-W-T-T-F-D-H(서열번호 3), S-T-V-S-S-L-Q-R-G-F-D-L(서열번호 4), R-R-T-L-V-S-A-F-D-V(서열번호 5), R-G-S-S-R-G-A-F-D-Y(서열번호 6) 및 D-R-I-W-Y-Q-G-S-G-F-D-I(서열번호 7)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나, 또는 상기 아미노산 서열과 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상 또는 99% 이상의 상동성을 가지는 아미노산 서열을 갖는 CDR3를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 CDR3는 D-R-I-W-Y-Q-G-S-G-F-D-I(서열번호 7)의 아미노산 서열을 가질 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 항체 또는 이의 항원 결합 단편에 포함되는 경쇄 가변 영역은 R-A-S-Q-X9-I-X10-X11-X12-L-N(서열번호 8)의 아미노산 서열을 갖는 CDR1을 포함하고, 상기 서열번호 8의 아미노산 서열에서 X9 내지 X12는 각각 독립적으로 임의의 아미노산일 수 있다.
상기 서열번호 8의 아미노산 서열에서, 상기 X9는 아스파르트산, 글루탐산, 세린 및 트레오닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X9는 아스파르트산 및 세린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 8의 아미노산 서열에서, 상기 X10은 세린, 트레오닌, 글리신, 알라닌, 류신 및 이소류신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X10은 세린 및 글리신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 8의 아미노산 서열에서, 상기 X11은 아스파라진, 글루타민, 세린 및 트레오닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X11은 아스파라진 및 세린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 8의 아미노산 서열에서, 상기 X12는 트립토판, 타이로신 및 페닐알라닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X12는 트립토판 및 타이로신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 8의 아미노산 서열은 R-A-S-Q-S-I-S-S-W-L-N(서열번호 13), R-A-S-Q-D-I-S-N-W-L-N(서열번호 18), R-A-S-Q-S-I-S-N-Y-L-N(서열번호 23), R-A-S-Q-S-I-S-N-W-L-N(서열번호 28), R-A-S-Q-D-I-G-N-Y-L-N(서열번호 33)의 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나, 또는 상기 아미노산 서열과 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상 또는 99% 이상의 상동성을 가지는 아미노산 서열일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 서열번호 8의 아미노산 서열은 R-A-S-Q-S-I-S-S-W-L-N(서열번호 13)의 아미노산 서열을 가질 수 있다.
상기 본 발명의 항체 또는 이의 항원 결합 단편에 포함되는 경쇄 가변 영역은 A-X13-S-X14-L-Q-S(서열번호 9)의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR2를 포함하고, 상기 서열번호 9의 아미노산 서열에서 X13 및 X14는 각각 독립적으로 임의의 아미노산일 수 있다.
상기 서열번호 9의 아미노산 서열에서, 상기 X13은 세린, 트레오닌, 글리신, 알라닌, 류신 및 이소류신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X13은 트레오닌 및 알라닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 9의 아미노산 서열은 A-A-S-N-L-Q-S(서열번호 14), A-T-S-R-L-Q-S(서열번호 19), A-T-S-S-L-Q-S(서열번호 24), A-A-S-S-L-Q-S(서열번호 29) 및 A-A-S-R-L-Q-S(서열번호 34)의 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나, 또는 상기 아미노산 서열과 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상 또는 99% 이상의 상동성을 가지는 아미노산 서열일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 서열번호 9의 아미노산 서열은 A-A-S-N-L-Q-S(서열번호 14)의 아미노산 서열을 가질 수 있다.
상기 본 발명의 항체 또는 이의 항원 결합 단편에 포함되는 경쇄 가변 영역은 Q-Q-X15-Y-X16-X17-P-X18-T(서열번호 10)의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR3를 포함하고, 상기 서열번호 10의 아미노산 서열에서 X15 내지 X18은 각각 독립적으로 임의의 아미노산일 수 있다.
상기 서열번호 10의 아미노산 서열에서, 상기 X15 및 X16은 세린 및 트레오닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다.
상기 서열번호 10의 아미노산 서열에서, 상기 X17은 세린, 트레오닌, 페닐알라닌, 트립토판 및 타이로신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X17은 트레오닌 및 페닐알라닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 10의 아미노산 서열에서, 상기 X18은 류신, 이소류신, 페닐알라닌, 트립토판 및 타이로신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이와 보존적 치환이 가능한 임의의 아미노산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 X18은 류신, 트립토판 및 타이로신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 서열번호 10의 아미노산 서열은 Q-Q-S-Y-S-F-P-W-T(서열번호 15), Q-Q-T-Y-S-T-P-L-T(서열번호 20), Q-Q-S-Y-T-F-P-W-T(서열번호 25), Q-Q-S-Y-S-F-P-W-T(서열번호 30) 및 Q-Q-S-Y-S-T-P-Y-T(서열번호 35)의 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이거나, 또는 상기 아미노산 서열과 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상 또는 99% 이상의 상동성을 가지는 아미노산 서열일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 서열번호 10의 아미노산 서열은 Q-Q-S-Y-S-F-P-W-T(서열번호 15)의 아미노산 서열을 가질 수 있다.
앞서 설명한 아미노산 서열들은, 이를 포함하는 폴리펩타이드의 구조, 기능, 활성 등에 영향을 미치지 않는 범위 내에서, 아미노산 잔기의 결실, 삽입, 치환 또는 이들의 조합에 의해 상이한 서열을 가지는 변이체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 아미노산 서열들은 당업계에 알려진 통상적인 변형이 일어난 아미노산을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 아미노산 변형은 예컨대 인산화 (phosphorylation), 황화(sulfation), 아크릴화(acrylation), 당화(glycosylation), 메틸화(methylation), 파네실화(farnesylation) 등일 수 있다. 본 발명의 인간화 항체 또는 이의 항원 결합 단편은, 앞서 설명한 아미노산 서열들을 포함하는 것뿐만 아니라, 이와 실질적으로 동일한 아미노산 서열을 갖는 것이나 이의 변이체를 포함한다. 상기 실질적으로 동일한 아미노산 서열을 갖는 것의 의미는, 앞서 설명한 아미노산 서열과 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상, 93% 이상, 94% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 99% 이상, 또는 99.5% 이상의 상동성을 가지는 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
2. 신규한 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함하는 키메릭 항원 수용체(Chimeric Antigen Receptor; CAR) 및 이를 발현시키기 위한 폴리뉴클레오티드 및 발현 벡터
본 발명의 일 측면은 PD-L1에 특이적으로 결합할 수 있는 항-PD-L1 항체 및 이의 항원 결합 단편을 제공한다.
본 발명에서 용어 "항체(antibody)"는 면역학적으로 항원의 에피토프(epitope)와 특이적 결합하여 반응성을 갖는 면역글로불린 분자를 의미한다. 상기 항체는 단일클론항체, 다클론항체, 전체 길이의 사슬 구조를 가진 항체(전장항체, full-length antibody), 적어도 항원 결합 기능을 갖는 기능적인 단편(항원 결합 단편) 및 재조합 항체를 모두 포함할 수 있으며, 구체적으로 본 발명의 항체는 단일클론항체 또는 이의 항원 결합 단편일 수 있다. 상기 단일클론항체는 실질적으로 동일한 항체 집단에서 수득한 단일 분자 조성의 항체 분자를 지칭하고, 이러한 단일클론항체는 특정 에피토프에 대해 단일 결합 특이성 및 친화도를 나타낸다. 상기 전장 항체는 2개의 전체 길이의 경쇄 및 2개의 전체 길이의 중쇄를 가지는 구조이며, 각각의 경쇄는 중쇄와 다이설파이드 결합으로 연결될 수 있다. 상기 항체는 중쇄(heavy chain, HC) 및 경쇄(light chain, LC) 폴리펩타이드를 포함하며, 상기 중쇄 및 경쇄는 가변영역 및 불변영역을 포함할 수 있다.
상기 불변영역은 면역계의 다양한 종류의 세포, 보체계의 성분을 포함하는 숙주 조직 등에, 상기 항체가 결합할 수 있도록 매개하는 부위이다. 상기 불변영역은, 같은 종으로부터 유래하는 같은 종류의 항체라면 항원의 종류와 무관하게 동일한 기능을 하며, 이를 이루는 아미노산 서열 역시 항체마다 동일하거나 높은 유사도를 갖는다. 상기 불변영역은 중쇄의 불변영역(CH로 약칭될 수 있음)과 경쇄 불변영역(CL로 약칭될 수 있음)으로 나뉠 수 있다. 상기 중쇄불변영역은 감마(γ), 뮤(μ), 알파(α), 델타(δ) 및/또는 엡실론(ε) 타입을 가지며, 서브클래스로 감마1(γ1), 감마2(γ2), 감마3(γ3), 감마4(γ4), 알파1(α1) 및/또는 알파2(α2)를 가진다. 경쇄불변영역은 카파(κ) 및 람다(λ) 타입을 가진다. IgG는 아형(subtype)으로, IgG1, IgG2, IgG3 및 IgG4를 포함한다.
상기 가변영역은 항원에 대해 특이성을 가지는 항체 부위로, 중쇄의 가변영역(VH로 약칭될 수 있음)과 경쇄의 가변영역(VL로 약칭될 수 있음)으로 나뉠 수 있다. 상기 가변영역에는 3개의 CDR(complementary-determining regions, 또는 상보성 결정 영역)과 4개의 FR(framework regions)이 포함될 수 있다. 상기 CDR은 항원의 인식에 관여하는 고리 형태의 부위일 수 있으며, 상기 CDR의 아미노산 서열에 따라 항원에 대한 특이성이 결정될 수 있다. 상기 CDR은 그 순서에 따라 CDR1, CDR2, CDR3로 지칭될 수 있으며, 중쇄 및 경쇄 중 어느 폴리펩타이드의 CDR인지 여부에 따라, 중쇄가변영역의 경우 CDR-H1, CDR-H2, CDR-H3로, 경쇄가변영역의 경우 CDR-L1, CDR-L2, CDR-L3로 지칭될 수 있다. FR도 마찬가지로, 중쇄가변영역의 경우 FR-H1, FR-H2, FR-H3, FR-H4로, 경쇄가변영역의 경우 FR-L1, FR-L2, FR-L3, FR-L4로 지칭될 수 있다. 또한, 상기 CDR 및 FR은 각각의 가변영역에서 다음과 같은 순서로 배열될 수 있다.
본 발명에서 용어 "항원 결합 단편"은, 항체의 항원 결합 기능을 보유하는, 본 발명 인간화 항체의 임의의 단편을 의미한다. 상기 항원 결합 단편은 "단편", "항체 단편" 등의 용어와 호환되어 지칭될 수 있으며, 상기 항원 결합 단편은 Fab, Fab', F(ab')2, Fv 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 Fab는 경쇄 및 중쇄의 가변영역과 경쇄의 불변영역 및 중쇄의 첫 번째 불변영역(CH1 도메인)을 가지는 구조로 1 개의 항원 결합 부위를 가진다. 상기 Fab'는 중쇄 CH1 도메인의 C 말단에 하나 이상의 시스테인 잔기를 포함하는 힌지 영역 (hinge region)을 가진다는 점에서 상기 Fab와 차이가 있다. 상기 F(ab')2는 Fab'의 힌지 영역의 시스테인 잔기가 디설파이드 결합을 이루면서 생성된다. 상기 Fv는 중쇄가변영역 및 경쇄가변영역만을 가지고 있는 최소의 항체 조각을 의미한다. 이중쇄 Fv(two-chain Fv)는 비공유 결합으로 중쇄가변영역과 경쇄가변영역이 연결되어 있고, 단쇄 Fv(single-chain Fv)는 일반적으로 펩타이드 링커를 통해 중쇄가변영역과 경쇄가변영역이 공유결합으로 연결되거나 또는 C-말단에서 바로 연결되어 있어서 이중쇄 Fv와 같이 다이머와 같은 구조를 이룰 수 있다. 상기 항원 결합 단편은, 단백질 가수분해 효소를 이용하거나(예를 들어, 전체 항체를 파파인으로 제한 절단하면 Fab를 얻을 수 있고 펩신으로 절단하면 F(ab')2 단편을 얻을 수 있다.), 또는 유전자 재조합 기술을 통하여 제작할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 링커는 펩타이드 링커일 수 있으며, 약 10 내지 25개 아미노산 길이를 가지는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 링커에는 글리신(G) 및/또는 세린(S)과 같은 친수성 아미노산이 포함될 수 있다. 상기 링커는 예를 들어, (GS)n, (GGS)n, (GSGGS)n 또는 (GnS)m(n, m은 각각 1 내지 10)을 포함할 수 있으며, 예를 들어 (GnS)m(n, m은 각각 1 내지 10)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 용어, "에피토프(epitope)"는 면역글로불린, 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 특이적으로 인식하고 결합할 수 있는 항원 상의 특정 부위를 의미한다. 상기 에피토프는 연속 아미노산으로부터 또는 단백질의 3차 접힘에 의해 병치된 불연속 아미노산으로부터 형성될 수 있다.
상기 "특이적으로 결합하는" 것은, 배경 결합보다 큰 결합 친화성으로 다른 분자에 대해 결합하는 것을 의미할 수 있으며, 예컨대 상기 세포외 도메인은 표적 항원에 대해 약 10-5 M 이상의 친화성 또는 Ka(1/M의 단위를 갖는 특정 결합 상호작용의 평형 해리 상수)로 표적 항원에 결합하는 것일 수 있다. 상기 친화성은 M의 단위를 갖는 특정 결합 상호작용의 평형 해리 상수(Kd)가 10-5 M 내지 10-13 M 또는 상기 범위 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 항체 또는 이의 항원 결합 단편은, 예컨대 인간으로부터 유래하는 항체의 중쇄불변영역 및/또는 경쇄불변영역을 더 포함할 수 있으며, 상기 항체 또는 이의 항원 결합 단편이 PD-L1에 대해 특이적으로 결합하는 특성을 저해하지 않는 것이라면, 상기 인간으로부터 유래하는 항체의 중쇄불변영역 및/또는 경쇄불변영역은 그 종류나 아미노산 서열에 제한없이 이용될 수 있다.
본 발명에서 용어 "키메릭 항원 수용체(Chimeric antigen receptor; CAR)"는 표적 항원 및 상기 항원을 발현하는 세포를 인식하여 결합하였을 때 이에 대하여 면역반응을 유도할 수 있도록 설계된 합성 복합체이다. 키메릭 항원 수용체는 세포외 도메인(extracellular binding domain), 막통과 도메인(transmembrane domain), 및 세포내 신호전달 도메인(intracellular signaling domain)을 포함할 수 있다. 키메릭 항원 수용체는 면역세포의 표면에 발현되어 세포외 도메인에 포함된 항원 결합 부위를 통해, 특정 항원, 예컨대 암 세포의 표면에 특이적으로 발현되는 항원을 인식하여 결합됨으로써, 면역세포 내에서 신호전달을 일으켜 면역세포의 활성을 변화시킬 수 있는바, 특정 항원만을 표적으로 하여 면역반응을 유발시킬 수 있다.
본 발명의 키메릭 항원 수용체(Chimeric antigen receptor; CAR)는, PD-L1에 특이적으로 결합하는 항원 결합 부위를 포함하는 세포외 도메인(extracellular binding domain); 막통과 도메인(transmembrane domain); 및 세포내 신호전달 도메인(intracellular signaling domain);을 포함한다.
본 발명의 상기 키메릭 항원 수용체가 면역세포의 표면에 발현되었을 때, 표적 항원인 PD-L1이 상기 수용체에 결합하게 되면 면역세포 내에서 신호전달이 발생하게 되고, 상기 면역세포의 세포독성(또는 세포용해 활성)의 향상 및/또는 상기 면역세포의 사이토카인 분비 촉진이 유도될 수 있다. 상기 세포독성(또는 세포용해 활성)의 향상 또는 사이토카인 분비 촉진은 항원이 존재하지 않는 상태의 면역세포가 나타내는 세포독성(또는 세포용해 활성)이나 사이토카인 분비보다 높은 수준으로 세포독성(또는 세포용해 활성)을 나타내거나 높은 수준으로 사이토카인을 분비하는 것일 수 있다.
상기 세포외 도메인은, 힌지 도메인(hinge domain) 및 스페이서 도메인(spacer domain)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 세포외 도메인의 항원 결합 부위는, 힌지 도메인 및/또는 스페이서 도메인을 통해 막통과 도메인과 연결될 수 있다.
상기 힌지 도메인은, 적절한 세포/세포 접촉, 적절한 항원/항원 결합 부위의 결합 결합 및 적절한 키메릭 항원 수용체의 활성화를 가능하게 하도록, 상기 키메릭 항원 수용체가 발현되는 면역세포의 표면으로부터 상기 항원 결합 부위가 물리적으로 이격될 수 있게 하는 부분으로, 세포외 도메인의 위치결정에 중요한 역할을 담당할 수 있다. 상기 키메릭 항원 수용체는 상기 세포외 도메인과 막통과 도메인 사이에 하나 이상의 힌지 도메인을 포함할 수 있다. 힌지 도메인은 천연, 합성, 반-합성 또는 재조합 공급원으로부터 유래될 수 있다. 힌지 도메인은 천연 발생 면역글로불린 힌지 영역 또는 변화된 면역글로불린 힌지 영역의 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 상기 변화된 힌지 영역은 (a) 최대 30%의 아미노산 변화(예: 최대 25%, 20%, 15%, 10% 또는 5%의 아미노산 치환 또는 결실)을 갖는 천연 발생 힌지 영역, (b) 최대 30% 아미노산 변화(예: 최대 25%, 20%, 15%, 10% 또는 5%의 아미노산 치환 또는 결실)을 갖는 적어도 10개 아미노산(예: 적어도 12, 13, 14 또는 15개 아미노산) 길이의 천연 발생 힌지 영역의 일부, 또는 (c) 코어 힌지 영역(이는 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 또는 15, 또는 적어도 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 또는 15개 아미노산 길이일 수 있다)을 포함하는 천연 발생 힌지 영역의 일부를 지칭한다. 특정 실시형태에서, 천연 발생 면역글로불린 힌지 영역에서 하나 이상의 시스테인 잔기는 하나 이상의 다른 아미노산 잔기(예: 하나 이상의 세린 잔기)로 치환될 수 있다. 변화된 면역글로불린 힌지 영역은 대안적으로 또는 추가적으로 또 다른 아미노산 잔기, 예컨대 시스테인으로 치환된 야생형 면역글로불린 힌지 영역의 프롤린 잔기를 가질 수 있다. 힌지 도메인은 CD8, CD4, CD28 및 CD7 등의 유형 1 막단백질의 세포외 도메인으로부터 유래하는 힌지 영역일 수 있으나, 상기 항원 결합 부위와 막통과 도메인, 그리고 세포내 신호전달 도메인을 세포막 사이로 연결 가능한 것이라면 어느 것이든 제한없이 이용될 수 있다. 또한, 이는 이들 분자로부터의 야생형 힌지 영역일 수 있거나 변화될 수 있다.
상기 스페이서 도메인은 연결 도메인으로 지칭될 수 있으며, 예컨대 CD28 유래의 힌지 도메인 및/또는 CD8 유래의 힌지 도메인을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 CD28 유래의 힌지 도메인 및/또는 CD8 유래의 힌지 도메인의 전체 또는 일부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 힌지 도메인 및/또는 스페이서 도메인은, Myc 에피토프, CD8 힌지 도메인 및 Fc로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으며, 구체적으로 Myc 에피토프 및 CD8 힌지 도메인을 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 Myc 에피토프는 서열번호 17의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있고, 상기 CD8 힌지 도메인은 서열번호 18 또는 서열번호 19의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다.
상기 막통과 도메인(transmembrane domain)은, 세포외 도메인 및 세포내 신호전달 도메인을 서로 연결하여 융합시키고 면역 세포의 원형질 막에 키메릭 항원 수용체를 고정시키는 역할을 하는 일부 영역을 의미한다. 상기 막통과 도메인은 천연, 합성, 반합성 또는 재조합 공급원으로부터 유래하는 것일 수 있다. 상기 막통과 도메인은 T-세포 수용체(TCR)의 알파(α), 베타(β) 또는 제타(ζ) 사슬, CD28, CD3 엡실론(ε), CD45, CD4, CD5, CD8, CD9, CD16, CD22, CD33, CD37, CD64, CD80, CD86, CD134, CD137 및 CD154로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 막통과 도메인은 링커(linker)를 통해 상기 세포외 도메인에 부착될 수 있다. 예를 들어, 링커는 2 내지 10개 아미노산 길이의 짧은 올리고펩타이드 또는 폴리펩타이드 링커일 수 있으며, 예컨대 글리신(G)-세린(S) 이중체(doublet)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 세포내 신호전달 도메인은, 면역세포의 기능(예를 들어, 키메릭 항원 수용체와 항원이 결합된 표적 세포에 대한 세포독성(또는 세포용해 활성) 인자의 방출을 포함하는 활성화, 사이토카인 생성, 증식 및 세포독성 또는 세포용해 활성, 또는 상기 항원 결합으로 유발된 기타 세포 반응)을 유발하기 위해, 상기 키메릭 항원 수용체와 항원의 결합에 따라 발생하는 신호를 면역세포의 내부로 전달하는 역할을 하는 부분에 해당한다. 상기 세포내 신호전달 도메인은 작동 기능 신호를 전달하고 세포가 특수한 기능을 수행하도록 지시하는 단백질의 일부일 수 있다.
상기 세포내 신호전달 도메인은, 기존에 키메릭 항원 수용체의 발전 과정에서 이용되었던 세포내 신호전달 도메인이 이용될 수 있다. 구체적으로, 1세대 CAR(키메릭 항원 수용체)에서 이용되었던 CD3ζ만을 포함할 수 있다. 그리고 2세대 CAR에서 이용되었던 것처럼, 면역세포에 대한 반응성 향상을 위하여 공자극 도메인(CD28 또는 CD137/4-1BB)과 CD3ζ를 결합한 형태가 이용될 수 있다. 또한, 3세대 CAR에서 이용되었던 것처럼 두 가지 이상의 공자극 도메인이 이용될 수 있으며, 이 때 생체 내 CAR을 포함하는 면역세포의 확장 및 지속성 달성을 위해 공자극 도메인을 4-1BB, CD28 또는 OX40 등과 결합시킬 수 있다. 나아가, 4세대 CAR에서 이용하였던 것처럼 IL-12 또는 IL-15와 같은 사이토카인을 암호화하는 추가 유전자를 포함하여, 사이토카인의 CAR 기반 면역단백질이 추가로 발현될 수 있도록 할 수 있으며, 5세대 CAR에서 이용하였던 것처럼 면역세포 강화를 위해 인터루킨 리셉터 체인, 예를 들어, IL-2Rβ를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 키메릭 항원 수용체는 면역세포의 표면에서 발현하여 PD-L1을 인식해 결합하게 되면 면역세포의 세포독성 또는 세포용해 활성을 향상시키거나 면역세포의 사이토카인 분비를 촉진하도록 유도할 수 있다. 따라서 PD-L1을 발현하는 암 세포가 존재할 때 상기 키메릭 항원 수용체의 항원 결합 부위가 항원을 인식하여 결합할 경우, 신호전달에 의해 면역세포의 세포독성 또는 세포용해 활성 및/또는 사이토카인 분비 촉진이 유도될 수 있어, 암 세포를 공격하는 세포독성 효능 또는 세포용해 효능이 우수한 키메릭 항원 수용체로 유용하게 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 상기 키메릭 항원 수용체를 발현시키기 위한 폴리뉴클레오티드 및 발현 벡터를 제공한다.
상기 폴리뉴클레오티드는 상기 키메릭 항원 수용체를 암호화하는 염기서열을 포함한다.
본 발명에서 용어 "폴리뉴클레오티드"는 DNA(gDNA 및 cDNA) 및 RNA 분자를 포괄적으로 포함하는 것으로, 기본 구성단위인 뉴클레오티드는 자연의 뉴클레오티드 뿐만 아니라, 당 또는 염기 부위가 변형된 유사체(analogue)도 포함한다.
상기 키메릭 항원 수용체를 암호화한다는 것은, 상기 폴리뉴클레오티드가 전사, 번역 등의 통상적인 단백질 발현 과정을 거쳐, 본 발명의 키메릭 항원 수용체의 아미노산 서열을 갖는 단백질이 합성될 수 있는 유전 정보가 암호화되어 있다는 것을 의미한다. 이 때 상기 키메릭 항원 수용체와 완전히 동일한 아미노산 서열을 갖는 단백질뿐만 아니라, 앞서 설명한 것과 같이 상기 단백질과 실질적으로 동일한 아미노산 서열을 갖는 단백질이나, 상기 단백질과 동일 및/또는 유사한 활성을 갖는 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드까지 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 폴리뉴클레오티드는 상기 PD-L1에 특이적으로 결합하는 항-PD-L1 항체의 항원 결합 가변 단편을 암호화하는 염기서열을 포함하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로 서열번호 11, 서열번호 12, 서열번호 7, 서열번호 13, 서열번호 14 및 서열번호 15의 염기서열을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 폴리뉴클레오티드는 상기 항원 결합 가변 단편을 암호화하는 염기서열뿐만 아니라 이와 연결된 다른 세포외 도메인 부분, 상기 막통과 도메인 및/또는 상기 세포내 신호전달 도메인을 암호화하는 염기서열을 포함하는 것일 수 있다.
상기 항체, 항원 결합 가변 단편, 세포외 도메인, 막통과 도메인, 세포내 신호전달 도메인 등 상기 키메릭 항원 수용체에 대한 설명은 앞서 이들에 대해 설명한 것과 동일하다.
본 발명의 폴리뉴클레오티드는 상기 나열된 염기서열과 실질적으로 동일한 염기서열을 포함할 수 있다. 상기 실질적으로 동일한 염기서열이란, 예컨대 전사 및 번역되었을 때 동일한 아미노산이 합성될 수 있는 경우를 포함하며, 상기 나열된 염기서열들과 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상, 93% 이상, 94% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 99% 이상, 또는 99.5% 이상의 상동성을 가지는 염기서열일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 키메라 항원 수용체를 암호화하는 폴리뉴클레오티드는 이를 도입시켜 발현시키고자 하는 생물의 종류와 상기 생물의 전사, 번역 등 발현 시스템에 따라, 최적화된 염기서열을 포함할 수 있다. 이는 코돈의 축퇴성(degeneracy)에서 기인한 것으로, 이에 따라 발현되는 단백질을 암호화할 수 있는 다양한 조합의 뉴클레오티드 서열이 존재할 수 있으며 이들은 모두 본 발명의 범위에 포함된다. 상기 코돈 최적화에 따른 폴리뉴클레오티드의 변형은, 본 발명의 키메릭 항원 수용체를 발현시켜 적용시키고자 하는 생물의 종류에 따라 결정될 수 있으며, 예컨대 본 발명의 폴리뉴클레오티드는 포유동물, 영장류의 코돈 선택에 최적화하여 변형된 폴리뉴클레오티드일 수 있고, 더욱 구체적으로는 인간으로부터 발현시켜 작용하기에 적합하도록 최적화되어 변형된 것일 수 있다.
본 발명의 발현 벡터는 상기 폴리뉴클레오티드를 포함한다.
상기 폴리뉴클레오티드는 본 발명의 상기 키메릭 항원 수용체를 암호화하는 염기서열을 포함하므로, 이를 포함하는 상기 발현 벡터는 상기 키메릭 항원 수용체를 발현시켜 제조하기 위해 이용될 수 있으며, 상기 키메릭 항원 수용체가 발현될 수 있도록 상기 폴리뉴클레오티드를 특정 세포 또는 생물로 이동시켜주는 역할을 하거나 상기 폴리뉴클레오티드를 보관, 저장하기 위해 이용될 수 있다.
상기 발현 벡터는 원핵 세포 또는 진핵 세포를 숙주로 하여 구축될 수 있다.
예를 들어, 상기 발현 벡터가 원핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 전사를 진행시킬 수 있는 강력한 프로모터 (예컨대, tac 프로모터, lac 프로모터, lacUV5 프로모터, lpp 프로모터, pLλ 프로모터, pRλ 프로모터, rac5 프로모터, amp 프로모터, recA 프로모터, SP6 프로모터, trp 프로모터 및 T7 프로모터 등), 번역의 개시를 위한 리보솜 결합 자리 및 전사/번역 종결 서열을 포함하는 것이 일반적이다. 숙주 세포로서 E.coli (예를 들어, HB101, BL21, DH5α 등)가 이용되는 경우, E coli 트립토판 생합성 경로의 프로모터 및 오퍼레이터 부위 (Yanofsky, C, J Bacteriol, (1984) 158:1018-1024), 그리고 파지 λ의 좌향 프로모터 (pLλ 프로모터, Herskowitz, I and Hagen, D, Ann Rev Genet, (1980) 14:399-445)가 조절부위로서 이용될 수 있다. 숙주 세포로서 바실러스 균이 이용되는 경우, 바실러스 츄린겐시스의 독소단백질 유전자의 프로모터(Appl Environ Microbiol (1998) 64:3932-3938; Mol Gen Genet (1996) 250:734-741) 또는 바실러스균에서 발현 가능한 어떠한 프로모터라도 조절부위로 이용될 수 있다. 상기 발현 벡터는 당업계에서 종종 사용되는 플라스미드(예를 들어, pCL, pSC101, pGV1106, pACYC177, ColE1, pKT230, pME290, pBR322, pUC8/9, pUC6, pBD9, pHC79, pIJ61, pLAFR1, pHV14, pGEX 시리즈, pET 시리즈 및 pUC19 등), 파지(예를 들어, λgt4·λB, λ-Charon, λΔz1 및 M13 등) 또는 바이러스(예를 들어, SV40 등)를 조작하여 제작될 수 있다.
상기 발현 벡터가 진핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 포유동물 세포의 지놈으로부터 유래된 프로모터(예를 들어, 메탈로티오닌 프로모터, β-액틴 프로모터, 사람 헤로글로빈 프로모터 및 사람 근육 크레아틴 프로모터) 또는 포유동물 바이러스로부터 유래된 프로모터 (예를 들어, 아데노바이러스 후기 프로모터, 백시니아 바이러스 75K 프로모터, SV40 프로모터, 사이토메갈로바이러스(CMV) 프로모터, HSV의 tk 프로모터, 마우스 유방 종양 바이러스(MMTV) 프로모터, HIV의 LTR 프로모터, 몰로니 바이러스의 프로모터 엡스타인바 바이러스(EBV)의 프로모터 및 로우스 사코마 바이러스(RSV)의 프로모터)가 이용될 수 있으며, 전사 종결 서열로서 폴리아데닐화 서열을 일반적으로 가질 수 있다. 상기 발현 벡터는 CMV 프로모터를 갖는 것일 수 있다.
또한, 상기 발현 벡터는, 이로부터 발현되는 항체의 정제를 용이하게 하기 위하여 다른 서열과 융합될 수 있다. 융합되는 서열은, 예컨대 글루타티온 S-트랜스퍼라제(Pharmacia, USA), 말토스 결합 단백질(NEB, USA), FLAG(IBI, USA) 및 6x His(hexahistidine; Quiagen, USA) 등이 있다. 또한, 본 발명의 발현 벡터에 의해 발현되는 단백질이 키메릭 항원 수용체이므로 이의 특성을 고려할 때, 정제를 위한 추가적인 서열 없이도 발현된 단백질을 단백질 A 컬럼 등을 통하여 용이하게 정제할 수도 있다.
상기 발현 벡터는 선택표지로서 당업계에서 통상적으로 이용되는 항생제 내성 유전자를 포함하며, 예를 들어 암피실린, 겐타마이신, 카베니실린, 클로람페니콜, 스트렙토마이신, 카나마이신, 게네티신, 네오마이신 및 테트라사이클린에 대한 내성 유전자를 포함할 수 있다.
3. PD-L1에 대한 키메릭 항원 수용체를 표면에 발현하는 면역세포
본 발명의 다른 측면은 PD-L1을 발현하는 암 세포에 대해 향상된 세포독성 또는 세포용해 활성을 나타내는 특징이 있는 면역세포를 제공한다.
상기 면역세포는, 앞서 설명한 본 발명의 상기 키메릭 항원 수용체를 표면에 발현한다.
상기 키메릭 항원 수용체는 앞서 "2. 신규한 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함하는 키메릭 항원 수용체(Chimeric Antigen Receptor; CAR) 및 이를 발현시키기 위한 폴리뉴클레오티드 및 발현 벡터"에서 이에 대해 설명한 것과 동일하다. 구체적으로, 상기 키메릭 항원 수용체는 암 세포에서 발현되는 PD-L1 항원에 대해 특이적으로 결합할 수 있는 항원 결합 부위를 포함할 수 있다.
상기 면역세포는 면역을 유도하여 목적하는 치료 효과를 유발할 수 있는 세포라면 제한 없이 이용될 수 있으며, 예를 들어, 자연살해 세포(NK cell), T 세포, 자연살해 T 세포(NKT cell), 사이토카인 유도 살해세포(Cytokine Induced Killer cell; CIK), 마크로파지 및 수지상세포로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명에 따른 키메라 항원 수용체를 세포 표면에 발현하는 면역세포는 CAR-NK 세포(Chimeric Antigen Receptor Natural Killer Cell), CAR-T 세포(Chimeric Antigen Receptor T Cell), CAR-NKT 세포(Chimeric Antigen Receptor Natural killer T Cell), CAR-대식세포(Chimeric Antigen Receptor Macrophage) 등일 수 있다.
상기 T 세포는 세포독성 T 림프구(Cytotoxic T lymphocyte; CTL), 종양 침윤 림프구(Tumor infiltrating lymphocyte; TIL), 말초혈액 단핵세포(Peripheral blood mononuclear cell; PBMC)에서 분리한 T 세포 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 CAR-NK 세포는 자연살해 세포에 키메릭 항원 수용체가 도입된 세포를 의미하며, 기존의 T 세포를 기반으로 한 CAR-T 치료제를 이용하였을 때의 암 면역치료가 가지고 있는 지속적인 독성에 의한 문제점, 자가면역 질환의 위험, 이종세포 이식에 대한 이식편대숙주질환(GVHD)의 문제점, 비표적 독성 문제 등을 반응 개시(on)/중지(off)의 스위치를 통해 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 암 세포를 표적 할 수 있도록 하여 범용의 치료제로 활용가능 한 장점이 있다.
본 발명의 면역세포는, 암 세포에서 특이적으로 발현될 수 있는 PD-L1을 특이적으로 인식하여 결합할 수 있는 항체의 항원 결합 가변 단편(scFv)를 세포외 도메인으로 포함하는 키메릭 항원 수용체를, 세포 표면에 발현하고 있다. 따라서, 상기 PD-L1이 발현된 암 세포가 존재하는 경우 상기 키메릭 항원 수용체에 의해 신호전달이 발생할 수 있으며, 이를 통해 면역세포의 세포독성 또는 세포용해 활성이 더욱 향상되고 사이토카인의 분비량이 증가하게 된다. 그러므로, 본 발명의 면역세포는 암 세포를 공격해 이를 치료하는 활성을 가질 수 있다.
4. 본 발명의 면역세포의 암에 대한 치료 용도
본 발명의 또 다른 측면은 상기 면역세포를 포함하는 암 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 키메릭 항원 수용체 등에 관한 설명은, "2. 신규한 항체 또는 이의 항원 결합 단편을 포함하는 키메릭 항원 수용체(Chimeric Antigen Receptor; CAR) 및 이를 발현시키기 위한 폴리뉴클레오티드 및 발현 벡터"에서 이들에 대해 설명한 것과 동일하므로, 반복 설명을 피하기 위해 기재를 생략한다.
본 발명에서 용어 "암"은 "종양"과 동일한 의미로 사용되며, 전형적으로 조절되지 않은 세포 성장/증식을 특징으로 하는 포유동물의 생리학적 상태를 지칭하거나 의미한다.
본 발명의 조성물로 치료할 수 있는 암 또는 암종은 특별히 제한되지 않으며, 고형암 및 혈액암을 모두 포함한다. 예를 들어, 상기 암은 폐암, 위암, 난소암, 자궁경부암, 유방암, 췌장암, 대장암, 결장암, 식도암, 피부암, 갑상선암, 신장암, 간암, 두경부암, 방광암, 전립선암, 혈액암, 다발성 골수종, 급성 골수성 백혈병, 악성 림프종, 흉선암, 골육종, 섬유성 종양 및 뇌암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 키메릭 항원 수용체로부터 인식할 수 있는 항원을 포함하는 암 세포라면 본 발명에서 제한없이 적용될 수 있다.
상기 암은 암세포의 표면에 PD-L1을 발현하는 것일 수 있다.
본 발명에서 용어 "치료"는 암의 발전의 억제, 증상의 경감 또는 제거를 의미한다.
상기 약학적 조성물은, 치료 대상인 개체의 종양 세포의 수에 비해 상기 면역세포의 수가 1배 내지 10배, 2배 내지 10배, 또는 5배 내지 8배로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 조성물은 약학적 조성물 이외에도, 의약외품 조성물, 건강식품용 조성물 등의 형태일 수 있다.
본 발명의 암의 치료용 조성물은 약학적으로 허용되는 담체를 추가로 포함할 수 있다. 상기 '약학적으로 허용 가능한'의 의미는 유효성분의 활성을 억제하지 않으면서 적용(처방) 대상이 적응 가능한 이상의 독성을 지니지 않는다는 것이며, 상기 '담체'는 세포 또는 조직 내로의 화합물의 부가를 용이하게 하는 화합물로 정의된다.
본 발명의 상기 약학적 조성물은 단독으로 또는 어떤 편리한 담체 등과 함께 혼합하여 투여될 수 있고, 그러한 투여 제형은 단회 투여 또는 반복 투여 제형일 수 있다. 상기 약학 조성물은 고형 제제 또는 액상 제제일 수 있다. 고형 제제는 산제, 과립제, 정제, 캅셀제, 좌제 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 고형 제제에는 담체, 착향제, 결합제, 방부제, 붕해제, 활택제, 충진제 등이 포함될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 액상 제제로는 물, 프로필렌 글리콜 용액 같은 용액제, 현탁액제, 유제 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 적당한 착색제, 착향제, 안정화제, 점성화제 등을 첨가하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 산제는 본 발명의 유효 성분인 다중불포화지방산의 트리-하이드록시 유도체와 유당, 전분, 미결정셀룰로오스 등 약제학적으로 허용 가능한 적당한 담체를 단순 혼합함으로써 제조될 수 있다. 과립제는 본 발명의 상기 다중불포화지방산의 트리-하이드록시 유도체, 약학적으로 허용 가능한 적당한 담체 및 폴리비닐피롤리돈, 히드록시프로필셀룰로오스 등의 약학적으로 허용가능한 적당한 결합제를 혼합한 후, 물, 에탄올, 이소프로판올 등의 용매를 이용한 습식 과립법 또는 압축력을 이용한 건식 과립법을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 정제는 상기 과립제를 마그네슘스테아레이트 등의 약학적으로 허용 가능한 적당한 활택제와 혼합한 후, 타정기를 이용하여 타정함으로써 제조될 수 있다.
상기 약학적 조성물은 치료해야 할 질환 및 개체의 상태에 따라 경구제, 주사제(예를 들어, 근육주사, 복강주사, 정맥주사, 주입(infusion), 피하주사, 임플란트), 흡입제, 비강투여제, 질제, 직장투여제, 설하제, 트랜스더말제, 토피칼제 등으로 투여될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 투여 경로에 따라 통상적으로 사용되고 비독성인, 약학적으로 허용 가능한 운반체, 첨가제, 비히클을 포함하는 적당한 투여 유닛 제형으로 제제화될 수 있다.
상기 약학적 조성물은 매일 약 0.0001 mg/kg 내지 약 10 g/kg이 투여될 수 있으며, 약 0.001 mg/kg 내지 약 1 g/kg의 1일 투여 용량으로 투여될 수 있다. 그러나 상기 투여량은 상기 혼합물의 정제 정도, 환자의 상태(연령, 성별, 체중 등), 치료하고 있는 상태의 심각성 등에 따라 다양할 수 있다. 필요에 따라 편리성을 위하여 1일 총 투여량을 하루 동안 여러 번 나누어 투여될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 면역세포를 개체에 처리하는 단게를 포함하는 암의 예방 또는 치료방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 면역세포의 암 예방 또는 치료 용도를 제공한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하는 것이며, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되지 아니한다.
[실시예 1]
[1-1] PD-L1에 특이적으로 결합하는 항체의 단일 사슬 가변 단편의 설계
암 세포에서 발현되는 PD-L1(Programmed Death Ligand 1) 단백질에 대해 특이적으로 결합할 수 있는 5종의 항-PD-L1 항체(C4, E7, E8, C8, E1)를 설계하였고, 상기 5종의 항체의 단일 사슬 가변 단편(single chain variable fragment; scFv)을 각각 설계하였다.
E1 scFv의 경우, 서열번호 11의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR1, 서열번호 12의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR2 및 서열번호 7의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR3를 포함하는 중쇄 가변영역(VH)과, 서열번호 13의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR1, 서열번호 14의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR2 및 서열번호 15의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR3를 포함하는 경쇄 가변영역(VL)을 포함하도록 설계하였다.
C4 scFv의 경우, 서열번호 16의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR1, 서열번호 17의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR2 및 서열번호 3의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR3를 포함하는 중쇄 가변영역(VH)과, 서열번호 18의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR1, 서열번호 19의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR2 및 서열번호 20의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR3를 포함하는 경쇄 가변영역(VL)을 포함하도록 설계하였다.
E7 scFv의 경우, 서열번호 21의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR1, 서열번호 22의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR2 및 서열번호 4의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR3를 포함하는 중쇄 가변영역(VH)과, 서열번호 23의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR1, 서열번호 24의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR2 및 서열번호 25의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR3를 포함하는 경쇄 가변영역(VL)을 포함하도록 설계하였다.
E8 scFv의 경우, 서열번호 26의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR1, 서열번호 27의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR2 및 서열번호 5의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR3를 포함하는 중쇄 가변영역(VH)과, 서열번호 28의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR1, 서열번호 29의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR2 및 서열번호 30의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR3를 포함하는 경쇄 가변영역(VL)을 포함하도록 설계하였다.
C8 scFv의 경우, 서열번호 31의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR1, 서열번호 32의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR2 및 서열번호 6의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR3를 포함하는 중쇄 가변영역(VH)과, 서열번호 33의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR1, 서열번호 34의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR2 및 서열번호 35의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR3를 포함하는 경쇄 가변영역(VL)을 포함하도록 설계하였다. 상기 5종의 항-PD-L1 항체(C4, E7, E8, C8, E1) scFv의 CDR 서열은 아래 표 1 내지 표 5에 표기된 바와 같다.
E1 scFv 서열번호 서열정보 설명
11 DYEMS 중쇄가변영역(VH) CDR1
12 AISGSSGSYTYYADSVKG 중쇄가변영역(VH) CDR2
7 DRIWYQGSGFDI 중쇄가변영역(VH) CDR3
13 RASQSISSWLN 경쇄가변영역(VL) CDR1
14 AASNLQS 경쇄가변영역(VL) CDR2
15 QQSYSFPWT 경쇄가변영역(VL) CDR3
C4 scFv 서열번호 서열정보 설명
16 DYAMS 중쇄가변영역(VH) CDR1
17 AISQSGGTIYYADSVKG 중쇄가변영역(VH) CDR2
3 GRGRVLWTTFDH 중쇄가변영역(VH) CDR3
18 RASQDISNWLN 경쇄가변영역(VL) CDR1
19 ATSRLQS 경쇄가변영역(VL) CDR2
20 QQTYSTPLT 경쇄가변영역(VL) CDR3
E7 scFv 서열번호 서열정보 설명
21 SYAMN 중쇄가변영역(VH) CDR1
22 RISSSGGYTYYADSVKG 중쇄가변영역(VH) CDR2
4 STVSSLQRGFDL 중쇄가변영역(VH) CDR3
23 RASQSISNYLN 경쇄가변영역(VL) CDR1
24 ATSSLQS 경쇄가변영역(VL) CDR2
25 QQSYTFPWT 경쇄가변영역(VL) CDR3
E8 scFv 서열번호 서열정보 설명
26 NYGMH 중쇄가변영역(VH) CDR1
27 AISSSGGSTYYADSVKG 중쇄가변영역(VH) CDR2
5 RRTLVSAFDV 중쇄가변영역(VH) CDR3
28 RASQSISNWLN 경쇄가변영역(VL) CDR1
29 AASSLQS 경쇄가변영역(VL) CDR2
30 QQSYSFPWT 경쇄가변영역(VL) CDR3
C8 scFv 서열번호 서열정보 설명
31 DYAMH 중쇄가변영역(VH) CDR1
32 GISSSGSRKYYADSVKG 중쇄가변영역(VH) CDR2
6 RGSSRGAFDY 중쇄가변영역(VH) CDR3
33 RASQDIGNYLN 경쇄가변영역(VL) CDR1
34 AASRLQS 경쇄가변영역(VL) CDR2
35 QQSYSTPYT 경쇄가변영역(VL) CDR3
[1-2] 자연살해 세포에 도입된 키메라 항원 수용체의 설계
상기와 같이 설계된 5종의 scFv를 항원 결합 부위로 포함하는 세포외 도메인으로 하여 자연살해 세포에 도입할 키메릭 항원 수용체(Chimeric Antigen Receptor; CAR)를 설계하였다. 구체적으로, 상기 E1의 scFv를 항원 결합 부위로 포함하는 세포외 도메인과, CD28을 막통과 도메인(transmembrane domain)으로 하여 Myc 및 힌지(hinge) 도메인으로 연결시켰고, 상기 막통과 도메인에 세포내 신호전달 도메인으로 CD3-zeta와 공자극 분자로 CD28 DAP10을 추가하여 연결함으로써, 소위 3세대 CAR로 분류되는 키메릭 항원 수용체의 세포 내 신호전달 도메인을 갖도록, 본 발명의 키메릭 항원 수용체를 설계하였다(각각 'PD-L1_E1 CAR', 'PD-L1_C4 CAR', 'PD-L1_E7 CAR', 'PD-L1_E8 CAR' 및 'PD-L1_C8 CAR'라고 하고, 이들을 통칭하여 'PD-L1 CAR'라고 함)(도 1의 A 참조). 그리고 이를 암호화하는 유전자 컨스트럭트의 염기서열을 렌티바이러스 발현 벡터인 pLVX-AcGFP1-C1를 백본으로 하여 AcGFP 영역을 삭제한 뒤에, 본 발명의 키메릭 항원 수용체를 암호화하는 유전자 컨스트럭트를 삽입하였다(도 1의 B 참조).
[실시예 2]
PD-L1에 대한 키메릭 항원 수용체를 표면에 발현하는 면역세포의 제조
상기 실시예 1을 통해 설계한 본 발명의 키메릭 항원 수용체들을 표면에 발현할 수 있는 자연살해세포를 제조하였다.
상기 실시예 [1-2]에서 준비한 렌티바이러스 벡터를, 바이러스 패키징 벡터(viral packaging vector; pMDLG/RRE, pRSV/REV, VSVG)와 함께 HEK293T 세포에 형질전환하였다. 그로부터 PD-L1 CAR를 발현하는 렌티바이러스를 수득한 다음, 이를 초고속원심분리기를 이용하여 농축시킨 다음, Spinoculation 방법(360g, 90min, RT)으로 감염다중도(Multiplicity of Infection; MOI)가 30이 되도록 자연살해 세포에 감염시켰다. 상기와 같이 감염된 자연살해 세포를 37℃, 5% CO2 조건에서 5시간 동안 배양한 후 신선한 배지로 갈아주고, 3일 후에 제대로 감염된 자연살해 세포의 선별을 위하여 3ug/ml 농도의 퓨로마이신(puromycin)을 처리하여 배양을 계속 진행하였다. 대조군으로 감염되지 않은 자연살해 세포에도 퓨로마이신을 처리하고, 대조군에서 자연살해 세포가 퓨로마이신에 의해 모두 사멸될 때까지 퓨로마이신이 처리된 배지를 이용하여 배양을 계속하였다. 대조군의 자연살해 세포가 모두 사멸한 시점에서 감염된 자연살해 세포를 선별하여 실험을 수행하였다.
상기와 같이 제작 및 선별된 'PD-L1_E1 CAR', 'PD-L1_C4 CAR', 'PD-L1_E7 CAR', 'PD-L1_E8 CAR' 및 'PD-L1_C8 CAR'을 발현하는 자연살해 세포(각각 'PD-L1_E1 CAR NK 세포', 'PD-L1_C4 CAR NK 세포', 'PD-L1_E7 CAR NK 세포', 'PD-L1_E8 CAR NK 세포' 및 'PD-L1_C8 CAR NK 세포'라고 하고, 이들을 통칭하여 'PD-L1 CAR-NK 세포'라고 함)에, PD-L1 CAR의 myc에 특이적으로 결합하는 항-myc 항체(CST; 9B11)를 처리하고(4℃, 암소에서 30분), 유세포 분석을 통해 Myc의 발현을 확인하였다. 이때, 대조군으로는 PD-L1 CAR을 발현하지 않는 본래의 자연살해 세포를 사용하였다.
그 결과, 도 2에 도시된 바와 같이, 대조군에 비해 5종의 PD-L1 CAR NK 세포 모두에서 PD-L1 CAR이 제대로 발현되고 있는 것으로 확인되었다(도 2 참조).
[실시예 3]
PD-L1을 발현하는 암 세포에 대한, PD-L1 CAR NK 세포의 세포용해 활성 확인
상기 실시예 2에서 제조한 것과 같이 본 발명의 키메릭 항원 수용체를 표면에 발현하는 자연살해 세포는, PD-L1에 대해 특이적으로 결합하는 scFv를 항원 결합 부위로 포함하고 있는바, 상기 PD-L1을 발현하는 암 세포에 대한 세포용해 활성(cell lysis)을 확인하였다.
[3-1] PD-L1을 발현하는 암 세포의 선별
먼저, PD-L1을 발현하는 암 세포로 유방암 세포주인 MDA-MB-231 세포를, 그리고 PD-L1을 발현하지 않는 암 세포로 또다른 유방암 세포주인 AU565를 선정하고, 항-PD-L1 항체(BD Biosciences)를 1ul/100ul의 양으로 처리하여 반응시킨 후(4℃, 암소에서 30분), 유세포 분석기을 통해 상기 두 세포주에서 PD-L1의 발현 정도를 확인하였다.
그 결과, 도 3에 도시된 바와 같이, MDA-MB-231 세포는 PD-L1을 발현하고 있는 것으로, 그리고 AU565 세포는 PD-L1을 발현하고 있지 않는 것으로 확인되었다(도 3 참조).
[3-2] PD-L1을 발현하는 암 세포에 대한 PD-L1 CAR NK 세포의 활성 확인
상기와 같이 PD-L1의 발현 여부가 확인된 MDA-MB-231 세포와 AU565 세포들에 대하여, 상기 실시예 2에서 제조한 5종의 PD-L1 CAR NK 세포의 세포독성을 칼세인 AM 분석법으로 확인하였다. 구체적으로, MDA-MB-231 세포와 AU565 세포에 칼세인을 5ug/ml의 농도로 처리하여 반응시킨 후(37℃, 5% CO2, 암소에서 1시간), 칼세인으로 염색된 각각의 암 세포에 대조군으로서 본래의 자연살해 세포(PURO-92)와 상기 5종의 PD-L1 CAR NK 세포를 처리하였다. PD-L1_C4 CAR NK, PD-L1_E7 CAR NK 및 PD-L1_E8 CAR NK 세포의 경우, 각각 10:1 및 2:1의 E:T 비율(작용물 대 목표물 비율; Effector to Target Ratio. 이 경우, 자연살해 세포: 암세포)로 처리하였고, PD-L1_C8 CAR NK 및 PD-L1_E1 CAR NK 세포의 경우 5:1 및 1:1의 E:T 비율로 처리하여 반응시킨 다음(37℃, 5% CO2 조건에서 4시간), 상등액 100ul를 취하여 상등액 내에 존재하는 칼세인의 양을 확인하였다.
그 결과, 아래 도 4에 도시된 바와 같이, PD-L1을 발현하는 MDA-MB-231 세포에 대해서는 상기 5종의 PD-L1 CAR NK 세포가 모두 대조군 자연살해 세포에 비해 훨씬 높은 세포독성을 나타냈다.
PD-L1_C4 CAR NK, PD-L1_E7 CAR NK 및 PD-L1_E8 CAR NK 세포를 10:1 또는 2:1의 비율로 처리한 경우, 3종의 세포 모두 10:1의 비율로 처리한 경우에 2:1의 비율로 처리한 경우에 비하여 더 많은 세포에서 세포용해가 관찰되었다. 한편, PD-L1_C8 CAR NK 세포의 경우 5:1 또는 1:1의 비율로 처리한 경우에 세포용해율의 차이가 크지 않았으며, PD-L1_E1 CAR NK 세포의 경우, 5:1의 비율로 처리한 경우에 80% 이상의 세포용해율이 관찰되어, 상기 5종의 PD-L1 CAR NK 세포 중에서 가장 우수한 세포용해율을 나타내었다(도 4 참조).
나아가, 상기 5종의 PD-L1 CAR NK 세포 중에서 가장 우수한 세포용해율을 나타낸 PD-L1_E1 CAR NK 세포에 대하여 사이토카인(cytokine) 및 그래뉼(granule) 분비를 확인하였다.
구체적으로, MDA-MB-231 세포와 AU565 세포에 대조군으로서 cot-CAR이 도입된 자연살해 세포 및 실험군으로서 PD-L1_E1 CAR NK 세포를 1:1로 처리하여 반응시킨 다음(37℃, 5% CO2 조건에서 16시간), 상등액을 모아서 상등액 내에 존재하는 IFN-γ(Interferon-γ)를 ELISA를 통하여 확인하였다. 이때 cot-CAR이 도입된 자연살해 세포(이하 'cot-CAR NK 세포'라고 함) 및 PD-L1_E1 CAR NK 세포의 단독에서 분비되는 사이토카인의 양을 대조군으로 사용하였다.
그 결과, 도 5a에 도시된 바와 같이, cot-CAR NK 및 PD-L1_E1 CAR NK 세포의 단독에서는 IFN-γ가 거의 분비되지 않았고, PD-L1을 발현하지 않는 AU565 세포에 처리한 cot-CAR NK 및 PD-L1_E1 CAR NK 세포에서도 IFN-γ가 거의 분비되지 않았다. 그러나 PD-L1을 발현하는 MDA-MB-231 세포에 처리한 PD-L1 CAR_E1 NK 세포에서만 IFN-γ의 분비량이 현저히 향상된 것으로 확인되었다(도 5a 참조).
또한, MDA-MB-231 세포 또는 AU565 세포와 대조군으로서 cot-CAR NK 세포 또는 PD-L1_E1 CAR NK 세포를 RPMI(10% FBS)에서 1:1로 혼합하여 반응시킨 다음(37℃, 5% CO2 조건에서 4시간), 자연살해 세포를 선별할 수 있도록 항-CD56 항체를 처리하여 염색하고, 유세포 분석을 통해 cot-CAR NK 세포와 PD-L1_E1 CAR NK 세포에서 CD107a가 분비되는 정도를 분석하였다.
그 결과, 도 5b에 도시된 바와 같이, IFN-γ의 경우와 마찬가지로, PD-L1을 발현하는 MDA-MB-231 세포에서만 CD107a의 분비가 유의미하게 향상되어 있는 것으로 확인되었다(도 5b 참조).
[실시예 4]
PD-L1을 발현하는 암 세포에 대한, PD-L1 CAR NK 세포의 면역 시냅스 형성 양상 확인
PD-L1_E1 CAR NK 세포에 대하여, 면역세포가 암 세포에 접촉하여 암 세포 사멸에 중요한 사이토카인 및 그래뉼을 분비하는 접촉부인 면역시냅스(immune synapse)의 생성 속도와, 면역세포 접촉 대비 암 세포의 사멸 비율을 확인하였다.
먼저, 면역시냅스의 형성(단계 A)부터 암세포의 사멸(단계 E)에 이르기까지의 과정을 단계 A 내지 단계 E로 이루어진 총 5개의 단계로 분류하였다(도 6 참조).
PD-L1을 발현하는 MDA-MB-231 세포주에 대하여, 대조군으로서 본래의 자연살해 세포(PURO-92) 및 PD-L1_E1 CAR NK 세포를 각각 처리하였다. 구체적으로, 먼저 PURO-92 세포 및 PD-L1_E1 CAR NK 세포를 pH 감지 시약인 LysoSensor Green DND-153 (Invitrogen)을 각각 1ug/ml 처리하여 라벨링하고, MDA-MB-231 세포는 CellTrace Far Red DDAO-SE (ThermoFisher) 10ug/ml를 37℃에서 15분동안 반응시킴으로써 라벨링하였다. 그 후, 라벨링된 2 내지 5x105개의 PD-L1_E1 CAR NK 세포를 10ug/ml의 프로디디움 아이오다이드(prodidium iodide) (BD Biosciences)가 포함된 배지에 부유하였고, 상기 세포를 항-CD44가 코팅된 켐라이드 마그네틱 챔버(Chamlide Magnetic Chamber) (Live Cell Instruments)의 커버슬립(coverslip)에 올린다. 상기 챔버 커버슬립에 올려진 PD-L1_E1 NK 세포를 라이브 셀 현미경(live cell microscope)에 장착하여 37℃에서 30분동안 배양한 뒤에, 상기 라벨링된 MDA-MB-231 세포를 추가한다. 3분 간격으로 타임랩스 이미징(time lapse imaging)을 수행하였다.
그 결과, 도 7의 A에 도시된 바와 같이, PD-L1_E1 CAR NK 세포의 경우 처리한지 2시간이 경과한 시점에 약 50%의 면역시냅스가 후기 단계인 단계 D 또는 단계 E에 해당하였다. 그러나, PURO-92의 경우 동일한 시점에 단계 D 또는 단계 E에 해당하는 세포들이 관찰되지 않았다. 나아가 처리한지 6시간이 경과한 시점에는 PD-L1_E1 CAR NK 세포를 처리한 경우, 약 80%의 면역시냅스가 단계 D 또는 단계 E에 해당하였지만, PURO-92를 처리한 경우에는 불과 40%의 세포만이 단계 D 또는 단계 E에 해당하였고, 그 중에서도 약 10%의 면역시냅스만이 세포 사멸의 단계이자 면역시냅스의 마지막 단계인 단계 E에 해당하였다. 면역시냅스의 형성부터 세포 사멸에 이르는 시간을 비교하더라도 PURO-92를 처리한 경우 약 170분이 소요된 반면, PD-L1_E1 CAR NK를 처리한 경우에는 약 100분이 소요되어 PD-L1을 발현하는 암세포의 사멸에 훨씬 짧은 시간이 소요되는 것으로 확인되었다(도 7의 A 참조).
또한, 도 7의 B에 도시된 바와 같이, PD-L1을 발현하는 MDA-MB-231 세포에 대한 접촉 대비 세포 사멸의 비율을 비교하더라도, PURO-92을 처리한 경우에는 접촉 대비 사멸의 비율이 약 0.1에 미처 다다르지 못한 반면에, PD-L1_E1 CAR NK를 처리한 경우에는 그 비율이 약 0.4에 다다른바, 약 4배 이상 높은 표적 특이성을 나타내었다(도 7의 B 참조).
[실시예 5]
PD-L1을 발현하는 암 세포에 대한, PD-L1 CAR NK 세포의 생체내(in-vivo) 세포 사멸 활성 확인
[5-1] PD-L1을 발현하는 폐암 세포주의 선별 및 이에 대한 PD-L1 CAR NK 세포의 활성 확인
PD-L1을 발현하는 암 세포에 대해 PD-L1 CAR NK 세포가 생체내(in-vivo)에서도 세포 사멸 활성을 갖는지 확인하고자 하였다.
PD-L1을 발현하는 암 세포로 폐암 세포주인 H460을 선정하고 상기 실시예 [3-1]에서 설명된 방식으로 H460 세포의 표면에 PD-L1이 발현되고 있는 것인지 여부를 확인하였다(도 8 참조). 그 이후 H460 세포에 대하여 상기 실시예 [3-2]에 기재된 것과 같은 방식으로 실험군으로서 PD-L1_E1 CAR NK 세포 및 대조군으로서 dEcto CAR NK 세포를 4:1, 2:1 및 1:1의 E:T 비율로 처리하였다. 그 결과 대조군 세포를 처리한 경우에 비하여 실험군 세포를 처리한 경우에 세포사멸율이 유의미하게 높았다. 뿐만 아니라, 세포사멸율이 농도 의존적으로 나타나 특히 4:1의 E:T 비율로 처리한 경우에는 사멸율이 거의 100%에 다다랐다(도 9 참조). 이에, 폐암 세포주 H460에 대해서도 PD-L1 CAR NK 세포의 활성을 확인하였다.
[5-2] PD-L1을 발현하는 폐암 세포주에 대한 PD-L1 CAR NK 세포의 생체 내(in-vivo) 항암 활성 확인
생체 내(in-vivo) 항암 활성을 확인하기 위하여 PD-L1_E1 CAR NK 세포를 마우스에 주입하였을 때 H460 세포주의 종양 크기 및 무게의 변화 양상을 확인하였다.
구체적으로, 약 6주령의 암컷 누드 마우스(BALB/c)(새론바이오)에, 0일차에 H460 폐암 세포주를 3x106 cells/100ul의 농도로 100ul의 마트리젤(Matrigel)과 1:1의 비율로 섞어 피하투여(subcutaneous injection)하였다. 그 후 10일차에 대조군으로서 dEcto CAR NK 세포, 실험군으로서 PD-L1 CAR NK 세포를 각각 2x106 cells/200ul의 농도로 10일차, 14일차, 17일차, 19일차 및 21일차에 정맥투여(intravenous injection)하였다(도 10 참조).
상기한 방법으로 암세포와 대조군 및 실험군의 NK 세포를 투여하고 5일이 경과된 시점부터 27일이 경과된 시점까지 2일 내지 5일의 주기로 종양의 크기를 비교하였다. 13일이 경과된 시점까지는 대조군 또는 실험군의 NK 세포를 주입한 경우에서 종양의 크기가 유사하였으나, 18일이 경과한 시점부터 실험군의 NK 세포를 주입한 경우에 종양의 크기에서 유의미한 차이가 관찰되기 시작하였으며 27일이 경과한 시점에는 실험군의 NK 세포를 주입한 경우에는 종양 크기가 약 500 mm3였던 반면에 대조군의 NK 세포를 주입한 경우에는 1500 mm3을 넘어 약 3배에 달하는 종양 부피의 크기 차이가 발생하였다(도 11 참조). 또한, 32일이 경과한 시점에 종양(도 12의 A 참조)의 무게를 측정한 경우에도, 실험군의 NK 세포를 주입했을 때는 약 700 mg에 불과하였으나, 대조군의 NK 세포를 주입했을 때는 2500 mg에 달하였다(도 12의 B 참조).
이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (15)

  1. X1-Y-X2-M-X3(서열번호 1)의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR1, X4-I-S-X5-S-G-X6-X7-X8-Y-Y-A-D-S-V-K-G(서열번호 2)의 아미노산 서열을 갖는 중쇄 CDR2 및 서열번호 3, 서열번호 4, 서열번호 5, 서열번호 6 및 서열번호 7로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 서열을 갖는 중쇄 CDR3를 포함하는 중쇄가변영역; 및
    R-A-S-Q-X9-I-X10-X11-X12-L-N(서열번호 8)의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR1, A-X13-S-X14-L-Q-S(서열번호 9)의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR2 및 Q-Q-X15-Y-X16-X17-P-X18-T(서열번호 10)의 아미노산 서열을 갖는 경쇄 CDR3를 포함하는 경쇄가변영역;을 포함하고,
    PD-L1(Programmed Death Ligand 1)에 특이적으로 결합하는, 항체 또는 이의 항원 결합 단편
    (상기 서열번호 1, 서열번호 2 및 서열번호 8 내지 서열번호 10의 아미노산 서열에서 X1 내지 X18은 각각 독립적으로 임의의 아미노산임).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 X1은 아스파르트산, 글루탐산, 세린, 트레오닌, 아스파라진 및 글루타민으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X2는 알라닌, 류신, 이소류신, 글리신, 아스파르트산 및 글루탐산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X3은 세린, 트레오닌, 아스파라진, 글루타민, 히스티딘, 아르기닌 및 라이신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X4는 알라닌, 류신, 이소류신, 아르기닌, 히스티딘, 라이신, 글리신, 알라닌, 류신 및 이소류신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X5는 세린, 트레오닌, 글루타민, 아스파라진, 글리신, 알라닌, 류신 및 이소류신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X6은 글리신, 알라닌, 류신, 이소류신, 세린 및 트레오닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X7은 트레오닌, 세린, 타이로신, 페닐알라닌, 트립토판, 세린, 트레오닌, 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X8은 알라닌, 류신, 이소류신, 세린, 트레오닌, 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X9는 아스파르트산, 글루탐산, 세린 및 트레오닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X10은 세린, 트레오닌, 글리신, 알라닌, 류신 및 이소류신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X11은 아스파라진, 글루타민, 세린 및 트레오닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X12는 트립토판, 타이로신 및 페닐알라닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X13은 세린, 트레오닌, 글리신, 알라닌, 류신 및 이소류신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X14는 아르기닌, 히스티딘, 라이신, 세린, 트레오닌, 아스파라진 및 글루타민으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X15 및 X16은 세린 및 트레오닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X17은 세린, 트레오닌, 페닐알라닌, 트립토판 및 타이로신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나; 또는
    상기 X18는 류신, 이소류신, 페닐알라닌, 트립토판 및 타이로신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나;
    인 것인, 항체 또는 이의 항원 결합 단편.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 X1은 아스파르트산, 세린 및 아스파라진으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X2는 알라닌, 글리신, 글루탐산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X3은 세린, 아스파라진, 히스티딘로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X4는 알라닌, 아르기닌, 글리신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X5는 세린, 글루타민, 글리신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X6은 글리신 및 세린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X7은 트레오닌, 타이로신, 세린 및 아르기닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X8은 이소류신, 트레오닌 및 라이신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X9는 아스파르트산 및 세린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X10은 세린 및 글리신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X11은 아스파라진 및 세린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X12는 트립토판 및 타이로신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X13은 트레오닌 및 알라닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X14는 아르기닌, 세린 및 아스파라진으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X15 및 X16은 세린 및 트레오닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 X17은 트레오닌 및 페닐알라닌으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나; 또는
    상기 X18는 류신, 트립토판 및 타이로신으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나;
    인 것인, 항체 또는 이의 항원 결합 단편.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 중쇄 CDR1은 서열번호 11, 서열번호 16, 서열번호 21, 서열번호 26 및 서열번호 31의 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 중쇄 CDR2는 서열번호 12, 서열번호 17, 서열번호 22, 서열번호 27 및 서열번호 32의 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 중쇄 CDR3는 서열번호 3, 서열번호 4, 서열번호 5, 서열번호 6 및 서열번호 7의 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 경쇄 CDR1은 서열번호 13, 서열번호 18, 서열번호 23, 서열번호 28 및 서열번호 33의 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 경쇄 CDR2는 서열번호 14, 서열번호 19, 서열번호 24, 서열번호 29 및 서열번호 34의 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이거나;
    상기 경쇄 CDR3는 서열번호 15, 서열번호 20, 서열번호 25, 서열번호 30 및 서열번호 35의 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것인,
    항체 또는 이의 항원 결합 단편.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 중쇄 CDR1은 서열번호 11의 아미노산 서열을 갖거나;
    상기 중쇄 CDR2는 서열번호 12의 아미노산 서열을 갖거나;
    상기 중쇄 CDR3는 서열번호 7의 아미노산 서열을 갖거나;
    상기 경쇄 CDR1은 서열번호 13의 아미노산 서열을 갖거나;
    상기 경쇄 CDR2는 서열번호 14의 아미노산 서열을 갖거나; 또는
    상기 경쇄 CDR3는 서열번호 15의 아미노산 서열을 갖는 것인,
    항체 또는 이의 항원 결합 단편.
  6. PD-L1에 특이적으로 결합하는 항원 결합 부위를 포함하는 세포외 도메인(extracellular binding domain);
    막통과 도메인(transmembrane domain); 및
    세포내 도메인(endodomain);을 포함하는,
    키메릭 항원 수용체(Chimeric Antigen Receptor; CAR)로서,
    상기 PD-L1에 특이적으로 결합하는 항원 결합 부위는,
    청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 항체 또는 이의 항원 결합 단편의 단일 사슬 가변 단편(Single Chain Variable Fragement; ScFv)인 것인, 키메릭 항원 수용체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 세포외 도메인은, 힌지 도메인(hinge domain) 및 myc 도메인으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는 것인, 키메릭 항원 수용체.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 세포내 도메인은 DAP10 도메인 및 CD3zeta 도메인으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것인, 키메릭 항원 수용체.
  9. 청구항 6의 키메릭 항원 수용체를 암호화하는 염기서열을 포함하는, 폴리뉴클레오티드.
  10. 청구항 9의 폴리뉴클레오티드를 포함하는, 발현 벡터.
  11. 청구항 6의 키메릭 항원 수용체를 표면에 발현하는, 면역세포.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 면역세포는 자연살해 세포(NK cell), T 세포, 자연살해 T 세포(NKT cell), 사이토카인 유도 살해세포(Cytokine Induced Killer cell; CIK), 마이크로파지 및 수지상세포로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것인, 면역세포.
  13. 청구항 11의 면역세포를 포함하는, 암의 치료 또는 예방용 약학적 조성물.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 암은 암세포의 표면에 PD-L1을 발현하는 것인, 암의 치료 또는 예방용 약학적 조성물.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 암은 폐암, 위암, 난소암, 자궁경부암, 유방암, 췌장암, 대장암, 결장암, 식도암, 피부암, 갑상선암, 신장암, 간암, 두경부암, 방광암, 전립선암, 혈액암, 다발성 골수종, 급성 골수성 백혈병, 악성 림프종, 흉선암, 골육종, 섬유성 종양 및 뇌암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것인, 암 치료용 약학적 조성물.
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