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JP2023508366A - 二重特異性fcyriii×cd30抗体構築体の製造方法 - Google Patents

二重特異性fcyriii×cd30抗体構築体の製造方法 Download PDF

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JP2023508366A JP2022538821A JP2022538821A JP2023508366A JP 2023508366 A JP2023508366 A JP 2023508366A JP 2022538821 A JP2022538821 A JP 2022538821A JP 2022538821 A JP2022538821 A JP 2022538821A JP 2023508366 A JP2023508366 A JP 2023508366A
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Abstract

本発明は、FcyRIIlaに対する第1の結合ドメインを含む二重特異性CD30×CD16A抗体構築体を生成する方法であって、溶液から抗体構築体をクロマトグラフィで捕捉する工程と;捕捉マトリックスから抗体構築体を溶出する工程と;溶出した抗体構築体の溶液中のpHを、低いpHに引き下げる工程と;抗体構築体をこの条件下で少なくとも40時間インキュベートする工程と;その後中和する工程とを含む方法に関する。

Description

本発明は、二重特異性FcγRIII×CD30抗体構築体の製造方法および前記方法によって製造された二重特異性抗体構築体を提供する。
抗体生成の回収精製プロセスは、活性抗体の許容可能な収率を得ながら、宿主細胞タンパク質、DNA、ウイルス、エンドトキシン、および他の種等の不純物を除去する必要がある。
クロマトグラフィは、抗体に広く用いられている分離精製技術である。例えば、プロテインAアフィニティクロマトグラフィ、イオン交換クロマトグラフィ、陰イオン交換クロマトグラフィ、疎水性相互作用クロマトグラフィ(HIC)、疎水性電荷誘導クロマトグラフィ(HCIC)、セラミックヒドロキシアパタイトクロマトグラフィ、またはマルチモーダルクロマトグラフィといったいくつかのクロマトグラフィ樹脂が、抗体の回収および精製に用いられている。
HCICは、混合モードクロマトグラフィである。HCIC樹脂は、非特異的疎水性相互作用を介して抗体構築体をカラムに結合させるために、生理学的に中性またはわずかに酸性のpH(例えばpH6~9)にてイオン化可能かつ疎水性であるリガンド、例えば、吸着剤4-メルカプト-エチル-ピリジン(MEP HyperCel(商標))を含有する。溶出のために、pHを引き下げることによって、疎水性結合を、pHシフトに起因する溶出液に対する静電荷反発によって破壊する。
さらに、ウイルスを除去かつ/または不活化することによるウイルスクリアランス工程が、哺乳動物細胞からの抗体生成のための精製プロセスに組み込まれなければならない。例えば、ウイルスクリアランスを、クロマトグラフィ溶出液の低いpH保持によって達成することができる。例えば、クロマトグラフィ工程後の低いpH保持を、溶出液のpHを約3.4~3.6に低下させてから、pHを約7に上げることによって溶出液を中和することによって、達成することができる。pH<3.6が、レトロウイルス不活化を達成するのに頑強であると報告されている(Qi Chen,PDA J Pharm Sci and Tech,2014,68,17-22)。典型的には、低pH保持を、約30分間~約60分間実行する。
CD30×CD16A二重特異性抗体の酸性MEP溶出液インキュベーションの動態アッセイの図である。
定義
用語「抗体構築体」は、構造および/または機能が、抗体の構造および/または機能に基づく分子または分子のクラスを指す。そのような抗体の例として、例えば、抗体またはその断片の可変重鎖ドメイン(VH)および/または可変軽鎖(VL)ドメインから得られた完全長の、または完全な免疫グロブリン分子および/または構築体が挙げられる。それゆえに、抗体構築体は、その特異的な標的または抗原に結合することができる。さらに、本発明の文脈において定義される抗体構築体の結合ドメインは、標的結合を可能にする抗体の構造的最小要件を含む。この最小要件は、例えば、少なくとも3つの軽鎖CDR(すなわち、VL領域のCDR1、CDR2、およびCDR3)および/または3つの重鎖CDR(すなわち、VH領域のCDR1、CDR2、およびCDR3)の、好ましくは全6つのCDR(シングルドメイン抗体(sdAb)由来構築体の全3つの重鎖CDR)の存在によって定義され得る。抗体の構造的最小要件を定義するための代替アプローチが、特異的標的の構造内の、抗体のエピトープ(エピトープ領域(エピトープクラスタ)を含む標的タンパク質のタンパク質ドメイン)の定義、または定義された抗体のエピトープと競合する特異的抗体の参照による定義である。本発明の文脈において定義される構築体が基づく抗体の例として、モノクローナル抗体、組換え抗体、キメラ抗体、脱免疫化抗体、ヒト化抗体、およびヒト抗体が挙げられる。
本発明の文脈において定義される抗体構築体の結合ドメインは、例えば、上記のCDR群を含み得る。好ましくは、当該CDRは、抗体軽鎖可変領域(VL)および抗体重鎖可変領域(VH)のフレームワーク内に含まれる。しかしながら、双方を含む必要はない。Fd断片が、例えば、2つのVH領域を有し、多くの場合、インタクトな抗原結合ドメインの一部の抗原結合機能を保持している。抗体断片、抗体変異体、または結合ドメインのフォーマットについての更なる例として、(1)VL、VH、CL、およびCH1ドメインを有する一価断片であるFab断片;(2)2つのFab断片がヒンジ領域にてジスルフィド架橋によって連結されている二価断片であるF(ab’)断片;(3)2つのVHドメインおよびCH1ドメインを有するFd断片;(4)抗体の単一アームのVLドメインおよびVHドメインを有するFv断片、(5)VHドメインを有するdAb断片(Ward et al.,(1989)Nature 341:544-546);(6)単離される相補性決定領域(CDR)、ならびに(7)単鎖Fv(scFv)が挙げられ、後者が好ましい(例えば、scFVライブラリに由来)。
また、「結合ドメイン」または「に結合するドメイン」の定義の範囲内には、全長抗体の断片、例えば、VH、VHH、VL、(s)dAb、Fv、Fd、Fab、Fab’、F(ab’)、または「r IgG」(「半抗体」)がある。また、本発明の文脈において定義される抗体構築体は、抗体変異体とも呼ばれる抗体の修飾断片、例えば、scFv、ジscFvまたはビscFv、scFv-Fc、scFv-ジッパー、scFab、Fab、Fab、ダイアボディ、単鎖ダイアボディ、タンデム型ダイアボディ(Tandab’s)、タンデム型ジscFv、タンデム型トリscFv、「マルチボディ」、例えばトリアボディまたはテトラボディ、およびシングルドメイン抗体、例えば、VHH、VH、またはVLであり得るただ1つの可変ドメインを含むナノボディまたはシングル可変ドメイン抗体を含み得、これらは、他のV領域またはドメインと独立して抗原またはエピトープに特異的に結合する。
本明細書中で用いられる用語「単鎖Fv」、「単鎖抗体」、または「scFv」は、重鎖および軽鎖の双方由来の可変領域を含むが定常領域を欠く、単ポリペプチド鎖抗体断片を指す。一般に、単鎖抗体はさらに、抗原結合を可能にする所望の構造を形成することを可能にするポリペプチドリンカーを、VHドメインとVLドメインとの間に含む。単鎖抗体は、Plueckthunによって、モノクローナル抗体の薬理学(The Pharmacology of Monoclonal Antibodies),vol.1 13,Rosenburg and Moore eds.Springer-Verlag,New York,pp.269-315(1994)において詳細に論じられている。単鎖抗体を生成する種々の方法が知られており、米国特許第4,694,778号明細書、米国特許第5,260,203号明細書;国際公開第88/01649号パンフレット;Bird(1988)Science 242:423-442;Huston et al.(1988)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:5879-5883;Ward et al.(1989)Nature 334:54454;Skerra et al.(1988)Science 242:1038-1041に記載されている方法が挙げられる。特定の実施形態において、単鎖抗体もまた、二重特異性抗体、多重特異性抗体、ヒト抗体および/もしくはヒト化抗体、ならびに/または合成抗体であり得る。
さらに、用語「抗体構築体」の定義は、一価構築体、二価構築体、および多価(polyvalent/multivalent)構築体、ならびに2つの抗原構造にのみ特異的に結合する二重特異性構築体、および異なる結合ドメインを介して3つ以上、例えば、3つ、4つ、またはそれを超える抗原構造に特異的に結合する多特異性/多重特異性構築体を含む。さらに、用語「抗体構築体」の定義は、1つのポリペプチド鎖のみからなる分子、ならびに2つ以上のポリペプチド鎖からなる分子を含み、これらの鎖は、同一であっても(ホモ二量体、ホモ三量体、またはホモオリゴマー)、異なっていてもよい(ヘテロ二量体、ヘテロ三量体、またはヘテロオリゴマー)。先で同定された抗体およびその変異体または誘導体についての例が、とりわけ、Harlow and Lane、抗体、ラボマニュアル(Antibodies a laboratory manual),CSHL Press(1988)および抗体の使用:ラボマニュアル(Using Antibodies:a laboratory manual),CSHL Press(1999),Kontermann and Dubel、抗体工学(Antibody Engineering),Springer,2nd ed.2010、免疫治療用の小さな組換え抗体(Little,Recombinant Antibodies for Immunotherapy),Cambridge University Press 2009、ならびにNevoltris and Chames、抗体工学-方法およびプロトコール(Antibody Engineering-Methods and Protocols),Springer 2018に記載されている。
用語「価」は、抗原結合タンパク質内の決められた数の抗原結合ドメインの存在を示す。天然IgGは、2つの抗原結合ドメインを有し、二価である。本発明の文脈において定義される抗原結合タンパク質は、少なくとも三価である。四価、五価、そして六価の抗原結合タンパク質の例を、本明細書中に記載する。
本明細書中で用いられる用語「二重特異性」は、「少なくとも二重特異性」である抗体構築体、すなわち、少なくとも第1の結合ドメインおよび第2の結合ドメインを含み、第1の結合ドメインが、一方の抗原または標的(ここでは:NK細胞受容体、例えばCD16a)に結合し、第2の結合ドメインが、もう一方の抗原または標的(ここでは:標的細胞表面抗原CD30)に結合する抗体構築体を指す。したがって、本発明の文脈において定義される抗体構築体は、少なくとも2つの異なる抗原または標的に対する特異性を含む。例えば、第1のドメインは、好ましくは、ヒト、マカク(Macaca)属種、および齧歯類種から選択される種の1つ以上のNK細胞受容体の細胞外エピトープに結合する。
本発明の文脈で用いられる用語「NK細胞受容体」は、NK細胞の表面上のタンパク質およびタンパク質複合体を定義する。ゆえに、当該用語は、NK細胞に特徴的であるが、NK細胞の表面上に排他的に発現される必要はなく、マクロファージまたはT細胞等の他の細胞上にも発現される細胞表面分子を定義する。NK細胞受容体についての例として、FcγRIII(CD16a、CD16b)、NKp46、およびNKG2Dが挙げられるが、これらに限定されない。
「CD16a」は、NK細胞の細胞表面上に発現される、FcγRIIIAとしても知られている活性化受容体CD16aを指す。CD16aは、NK細胞の細胞傷害活性をトリガーする活性化受容体である。CD16aに対する抗体の親和性は、NK細胞活性化をトリガーする能力と直接相関するので、CD16aに対する親和性が高いほど、活性化に必要な抗体用量が引き下げられる。抗原結合タンパク質の抗原結合部位は、CD16aに結合するが、CD16bには結合しない。例えば、CD16aに結合するがCD16Bに結合しない重(VH)鎖可変ドメインおよび軽(VL)鎖可変ドメインを含む抗原結合部位が、CD16bに存在しないC末端配列SFFPPGYQ(配列番号18)のアミノ酸残基、ならびに/またはCD16a(配列番号19)の残基G130および/もしくはY141を含む、CD16aのエピトープに特異的に結合する抗原結合部位によって提供され得る。
「CD16b」は、好中球および好酸球上に発現される、FcγRIIIBとしても知られている受容体CD16bを指す。受容体は、グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)固定されており、CD16b陽性免疫細胞のいかなる種類の細胞傷害活性もトリガーしないと理解されている。
用語「標的細胞表面抗原」は、細胞によって発現され、かつ、本明細書中に記載される抗体構築体にアクセス可能であるように細胞表面に存在する抗原構造を指す。本明細書中に記載される二重特異性抗体構築体が結合する「標的細胞表面抗原」は、CD30である。TNFRSF8としても知られているCD30は、腫瘍壊死因子受容体ファミリーの細胞膜タンパク質であり、腫瘍マーカーである。
また、本発明の文脈において定義される用語「二重特異性抗体構築体」は、三重特異性抗体構築体等の多重特異性抗体構築体を包含し、後者は、3つの結合ドメインを含むもの、または3つを超える(例えば、4つ、5つ・・・)特異性を有する構築体である。二重特異性または多重特異性抗体構築体についての例が、例えば、国際公開第2006/125668号パンフレット、国際公開第2015/158636号パンフレット、国際公開第2017/064221号パンフレット、国際公開第2019/175368号パンフレット、国際公開第2019/198051号パンフレット、およびEllwanger et al.(MAbs.2019 Jul;11(5):899-918)に記載されている。
本発明の文脈において定義される抗体構築体が(少なくとも)二重特異性であることを考えると、当該抗体構築体は、天然には存在せず、天然に存在する産物とは著しく異なる。それゆえに、「二重特異性」抗体構築体または免疫グロブリンは、特異性が異なる少なくとも2つの異なる結合面を有する人工ハイブリッド抗体または免疫グロブリンである。二重特異性抗体構築体は、ハイブリドーマの融合またはFab’断片の連結が挙げられる種々の方法によって製造され得る。例えば、Songsivilai&Lachmann,Clin.Exp.Immunol.79:315-321(1990)参照。
本発明の抗体構築体の少なくとも2つの結合ドメインおよび可変ドメイン(VH/VL)は、ペプチドリンカー(スペーサーペプチドまたはコネクタペプチド)を含んでも含まなくてもよい。用語「ペプチドリンカー」は、本発明によれば、本明細書中で定義される抗体構築体の一方の(可変および/または結合)ドメインおよびもう一方の(可変および/または結合)ドメインのアミノ酸配列を互いに連結するアミノ酸配列を含む。ペプチドリンカーを用いて、第3のドメインを、他のドメインまたは本明細書中で定義される抗体構築体のFc部分に融合することもできる。そのようなペプチドリンカーの本質的な技術的特徴は、いかなる重合活性も含まないことである。
本発明の文脈において定義される抗体構築体は、好ましくは「インビトロ生成抗体構築体」である。当該用語は、可変領域(例えば、少なくとも1つのCDR)の全てまたは一部が、非免疫細胞選択、例えばインビトロファージディスプレイ、タンパク質チップ、または候補配列を、抗原に結合する能力について試験することができる他のあらゆる方法で生成される、先の定義に従う抗体構築体を指す。ゆえに、当該用語は、好ましくは、動物の免疫細胞におけるゲノム再配置によってのみ生成される配列を除外する。「組換え抗体」は、組換えDNA技術または遺伝子工学を用いて作製された抗体である。
本明細書中で用いられる用語「モノクローナル抗体」(mAb)またはモノクローナル抗体構築体は、実質的に均一な抗体の集団から得られる抗体を指す。すなわち、集団を構成する個々の抗体は、少量存在し得る天然に存在する可能性のある突然変異および/または翻訳後修飾(例えば、異性化、アミド化、脱アミノ化、酸化、およびグリコシル化)を除いて、同一である。モノクローナル抗体は、高度に特異的であり、異なる決定基(またはエピトープ)に対する異なる抗体を典型的に含む従来の(ポリクローナル)抗体調製物とは対照的に、抗原上の単一の抗原面または決定基に対するものである。その特異性に加えて、モノクローナル抗体は、ハイブリドーマ培養によって合成されるので、他の免疫グロブリンが混入していないという点で、有利である。修飾語「モノクローナル」は、実質的に均一な抗体集団から得られる抗体の特徴を示し、特定の何らかの方法による抗体の製造を必要とすると解釈されるべきではない。
モノクローナル抗体の調製に、連続細胞株培養によって生成される抗体を提供するあらゆる技術を用いることができる。例えば、用いられることになるモノクローナル抗体は、Koehler et al.,Nature,256:495(1975)によって最初に記載されるハイブリドーマ法によって作製されてもよいし、組換えDNA法(例えば、米国特許第4,816,567号明細書参照)によって作製されてもよい。ヒトモノクローナル抗体を生成するための更なる技術についての例として、トリオーマ技術、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術(Kozbor,Immunology Today 4(1983),72)、およびEBV-ハイブリドーマ技術(Cole et al.,モノクローナル抗体および癌治療(Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy),Alan R.Liss,Inc.(1985),77-96)が挙げられる。
次いで、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)および表面プラズモン共鳴(BIACORE(商標))分析等の標準的な方法を用いてハイブリドーマをスクリーニングして、特定の抗原と特異的に結合する抗体を産生する1つ以上のハイブリドーマを同定することができる。関連抗原のあらゆる形態、例えば組換え抗原、天然に存在する形態、そのあらゆる変異体または断片、ならびにその抗原性ペプチドが、免疫原として用いられ得る。BIAcoreシステムで使用される表面プラズモン共鳴を用いて、標的細胞表面抗原のエピトープに結合するファージ抗体の効率を高めることができる(Schier、ヒト抗体ハイブリドーマ(Human Antibodies Hybridomas)7(1996),97-105;Malmborg,J.Immunol.Methods 183(1995),7-13)。モノクローナル抗体を作製する別の例示的な方法は、タンパク質発現ライブラリ、例えばファージディスプレイまたはリボソームディスプレイライブラリをスクリーニングすることを含む。ファージディスプレイは、例えば、Ladner et al.、米国特許第5,223,409号明細書;Smith(1985)Science 228:1315-1317、Clackson et al.,Nature,352:624-628(1991)、およびMarks et al.,J.Mol.Biol.,222:581-597(1991)に記載されている。
ディスプレイライブラリの使用に加えて、関連抗原を用いて、非ヒト動物、例えば齧歯類(例えば、マウス、ハムスター、ウサギ、またはラット)を免疫化することができる。一実施形態において、非ヒト動物は、ヒト免疫グロブリン遺伝子の少なくとも一部を含む。例えば、マウス抗体産生欠陥があるマウス株を、ヒトIg(免疫グロブリン)遺伝子座の大きな断片により操作することが可能である。ハイブリドーマ技術を用いて、所望の特異性を有する、遺伝子に由来する抗原特異的モノクローナル抗体を生成して選択してもよい。例えば、XENOMOUSE(登録商標)、Green et al.(1994)Nature Genetics 7:13-21、米国特許出願公開第2003-0070185号明細書、国際公開第96/34096号パンフレット、および国際公開第96/33735号パンフレット参照。
また、モノクローナル抗体を、非ヒト動物から得てから、当該技術において知られている組換えDNA技術を用いて、修飾、例えば、ヒト化、脱免疫化、キメラ化等を行うことができる。修飾抗体構築体の例として、「親和性成熟」抗体である非ヒト抗体のヒト化変異体(例えば、Hawkins et al.J.Mol.Biol.254,889-896(1992)およびLowman et al.,Biochemistry 30,10832-10837(1991))、および改変エフェクタ機能を有する抗体変異体(例えば、米国特許第5,648,260号明細書、Kontermann and Dubel(2010),loc.cit.、Little(2009),loc.cit.、およびNevoltris and Chames(2018),loc.cit参照)が挙げられる。
免疫学において、親和性成熟は、B細胞が、免疫応答の過程で、抗原に対する親和性が増大した抗体を産生するプロセスである。同じ抗原への反復曝露により、宿主は、連続的により高い親和性の抗体を産生することとなる。天然のプロトタイプと同様に、インビトロ親和性成熟は、突然変異および選択の原理に基づいている。インビトロ親和性成熟を用いて、抗体、抗体構築体、および抗体断片が首尾よく最適化されてきた。CDR内のランダム突然変異が、放射線、化学変異原、またはエラープローンPCRを用いて導入される。また、遺伝的多様性は、鎖シャッフリングによって増大させることができる。ファージディスプレイのようなディスプレイ法を用いた2回または3回の突然変異および選択により、通常、親和性が低ナノモル範囲の抗体断片が生じる。
抗体構築体のアミノ酸置換変異の好ましいタイプは、親抗体(例えば、ヒト化抗体またはヒト抗体)の1つ以上の超可変領域残基の置換を含む。一般に、更なる開発のために選択される、結果として生じる変異体は、当該変異体が生成された親抗体と比較して、生物学的特性が向上している。そのような置換変異体を生成するための簡便な方法は、ファージディスプレイを用いる親和性成熟を含む。手短に言えば、いくつかの超可変領域面(例えば、6~7面)を変異させて、各面にて可能な全アミノ酸置換を生じさせる。このようにして生成された抗体変異体は、糸状ファージ粒子から、各粒子内にパッケージングされたM13の遺伝子III産物への融合物として、一価で提示される。次いで、ファージディスプレイ変異体を、本明細書中で開示されるように、生物学的活性(例えば結合親和性)についてスクリーニングする。修飾用の候補超可変領域面を同定するために、アラニンスキャニング変異誘発を実行して、抗原結合に大きく寄与する超可変領域残基を同定することができる。これ以外にも、または加えて、結合ドメインと、例えば、ヒト標的細胞表面抗原との接触点を同定するために、抗原-抗体複合体の結晶構造を分析することが有益である場合がある。そのような接触残基および隣接残基は、本明細書中で詳述する技術に従う置換の候補である。そのような変異体が生成されると、変異体のパネルを、本明細書中に記載されるスクリーニングに供して、1つ以上の関連するアッセイにおいて優れた特性を有する抗体を、さらなる開発のために選択することができる。
本発明のモノクローナル抗体および抗体構築体は、具体的に、重鎖および/または軽鎖の一部が、特定の種に由来するか、または特定の抗体クラスもしくはサブクラスに属する抗体内の対応する配列と同一または相同である一方、鎖の残りの部分が、別の種に由来するか、または別の抗体クラスもしくはサブクラスに属する抗体中の対応する配列と同一または相同である「キメラ」抗体(免疫グロブリン)、ならびに、所望の生物学的活性を示す限り、そのような抗体の断片を含む(米国特許第4,816,567号明細書;Morrison et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:6851-6855(1984))。本明細書中の注目するキメラ抗体として、非ヒト霊長類(例えば、旧世界ザル、類人猿等)に由来する可変ドメイン抗原結合配列およびヒト定常領域配列を含む「プリミタイズド」抗体が挙げられる。キメラ抗体を作製するための種々のアプローチが記載されている。例えば、Morrison et al.,Proc.Natl.Acad.Sci U.S.A.81:6851,1985;Takeda et al.,Nature 314:452,1985;Cabilly et al.,米国特許第4,816,567号;Boss et al.,米国特許第4,816,397号明細書;Tanaguchi et al.,欧州特許第0171496号明細書;欧州特許第0173494号明細書;および英国特許第2177096号明細書参照。
また、抗体、抗体構築体、抗体断片、または抗体変異体が、例えば国際公開第98/52976号パンフレットまたは国際公開第00/34317号パンフレットに開示されている方法によって、ヒトT細胞エピトープの特異的欠失(「脱免疫」と呼ばれる方法)によって修飾されてもよい。簡潔には、抗体の重鎖可変ドメインおよび軽鎖可変ドメインを、MHCクラスIIに結合するペプチドについて分析することができる;当該ペプチドは、潜在的なT細胞エピトープを表す(国際公開第98/52976号パンフレットおよび国際公開第00/34317号パンフレットに定義されている)。潜在的なT細胞エピトープの検出に、「ペプチドスレッディング」と称されるコンピュータモデリングアプローチを用いることができ、そしてまた、国際公開第98/52976号パンフレットおよび国際公開第00/34317号パンフレットに記載されているように、ヒトMHCクラスII結合ペプチドのデータベースを、VH配列およびVL配列に存在するモチーフについて検索することができる。当該モチーフは、18の主要なMHCクラスII DRアロタイプのいずれかに結合するので、潜在的なT細胞エピトープを構成する。可変ドメイン内の少数のアミノ酸残基を置換することによって、または好ましくは、単一アミノ酸置換によって、検出される潜在的なT細胞エピトープを排除することができる。典型的には、保存的置換が行われる。限定されないが、多くの場合、ヒト生殖細胞系抗体配列内の位置に共通のアミノ酸が用いられ得る。ヒト生殖細胞系配列は、例えば、Tomlinson,et al.(1992)J.Mol.Biol.227:776-798;Cook,G.P.et al.(1995)Immunol.Today Vol.16(5):237-242;およびTomlinson et al.(1995)EMBO J.14:14:4628-4638に開示されている。V BASEディレクトリは、ヒト免疫グロブリン可変領域配列の包括的ディレクトリ(Tomlinson,LA.et al.タンパク質工学に関するMRCセンター(MRC Centre for Protein Engineering),Cambridge,UKによる編集)を提供する。これらの配列は、例えばフレームワーク領域およびCDRのための、ヒト配列の供給源として用いることができる。例えば、米国特許第6,300,064号明細書に記載されているような、コンセンサスなヒトフレームワーク領域を用いることもできる。
「ヒト化」抗体、抗体構築体、変異体、またはそれらの断片(例えば、Fv、Fab、Fab’、F(ab’)、または抗体の他の抗原結合部分配列)は、非ヒト免疫グロブリンに由来する最小配列を含有する、大部分はヒト配列の抗体または免疫グロブリンである。ほとんどの場合、ヒト化抗体は、レシピエントの超可変領域(CDRでもある)由来の残基が、所望の特異性、親和性、および能力を有するマウス、ラット、ハムスター、またはウサギ等の非ヒト(例えば齧歯類)種(ドナー抗体)の超可変領域由来の残基によって置換されているヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)である。一部の例において、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク領域(FR)残基は、対応する非ヒト残基によって置換されている。さらに、本明細書中で用いられる「ヒト化抗体」は、レシピエント抗体内にもドナー抗体内にも見出されない残基を含んでもよい。これらの修飾は、抗体の性能をさらに改良かつ最適化するためになされる。また、ヒト化抗体は、免疫グロブリン定常領域(Fc)の少なくとも一部、典型的にはヒト免疫グロブリンの免疫グロブリン定常領域(Fc)の少なくとも一部を含み得る。更なる詳細について、Jones et al.,Nature,321:522-525(1986);Reichmann et al.,Nature,332:323-329(1988);およびPresta,Curr.Op.Struct.Biol.,2:593-596(1992)参照。
ヒト化抗体またはその断片は、抗原結合に直接関与しないFv可変ドメインの配列を、ヒトFv可変ドメイン由来の等価な配列で置換することによって生成することができる。ヒト化抗体またはその断片を生成する例示的な方法が、Morrison(1985)Science 229:1202-1207;Oi et al.(1986)BioTechniques 4:214;ならびに米国特許第5,585,089号明細書;米国特許第5,693,761号明細書;米国特許第5,693,762号明細書;米国特許第5,859,205号明細書;および米国特許第6,407,213号明細書によって提供されている。これらの方法は、重鎖または軽鎖の少なくとも1つから免疫グロブリンFv可変ドメインの全てまたは一部をコードする核酸配列を単離し、操作し、かつ発現させることを含む。そのような核酸は、上記のように、所定の標的に対する抗体を産生するハイブリドーマから、そして他の供給源から得ることができる。次いで、ヒト化抗体分子をコードする組換えDNAを、適切な発現ベクター中にクローニングすることができる。
また、ヒト化抗体は、ヒト重鎖遺伝子およびヒト軽鎖遺伝子を発現するが、内因性マウス免疫グロブリン重鎖遺伝子および内因性マウス免疫グロブリン軽鎖遺伝子を発現することができないマウス等のトランスジェニック動物を用いて生成され得る。Winterは、本明細書中に記載されるヒト化抗体を調製するのに用いられ得る例示的なCDRグラフティング法を記載している(米国特許第5,225,539号明細書)。特定のヒト抗体のCDRの全てが、非ヒトCDRの少なくとも一部で置換されていてもよいし、CDRの一部のみが、非ヒトCDRで置換されていてもよい。ヒト化抗体の、所定の抗原への結合に必要な数のCDRを置換すれば十分である。
ヒト化抗体を、保存的置換、コンセンサス配列置換、生殖細胞系置換、および/または復帰突然変異の導入によって最適化することができる。そのような改変された免疫グロブリン分子は、当該技術において知られているいくつかの技術(例えば、Teng et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,80:7308-7312,1983;Kozbor et al.,Immunology Today,4:7279,1983;Olsson et al.,Meth.Enzymol.,92:3-16,1982、およびEP 239400号明細書)のいずれによっても作製することができる。
用語「ヒト抗体」、「ヒト抗体構築体」、および「ヒト結合ドメイン」は、例えばKabat et al.(1991)(loc.cit.)によって記載されているものが挙げられる当該技術において知られている、ヒト生殖細胞系免疫グロブリン配列に実質的に対応する可変領域またはドメインおよび定常領域またはドメイン等の抗体領域を有する抗体、抗体構築体、および結合ドメインを含む。本発明の文脈において定義されるヒト抗体、抗体構築体、または結合ドメインは、例えばCDR、特にCDR3内に、ヒト生殖細胞系免疫グロブリン配列(例えば、インビトロでのランダム突然変異誘発もしくは部位特異的突然変異誘発によって、またはインビボでの体細胞突然変異によって導入された突然変異)によってコードされないアミノ酸残基を含み得る。ヒト抗体、抗体構築体、または結合ドメインは、ヒト生殖細胞系免疫グロブリン配列によってコードされていないアミノ酸残基で置換された少なくとも1、2、3、4、5つ、またはそれ以上の位置を有し得る。しかしながら、本明細書中で用いられる、ヒト抗体、抗体構築体、および結合ドメインの定義はまた、Xenomouse等の技術または系を用いることによって誘導され得るような、抗体の非人工的に、かつ/または遺伝的に改変されたヒト配列のみを含む「完全ヒト抗体」を企図する。好ましくは、「完全ヒト抗体」は、ヒト生殖細胞系免疫グロブリン配列によってコードされないアミノ酸残基を含まない。
一部の実施形態において、本明細書中で定義される抗体構築体は、「単離された」または「実質的に純粋な」抗体構築体である。「単離された」または「実質的に純粋な」は、本明細書中で開示される抗体構築体を説明するのに用いられる場合、その産生環境の成分から同定、分離、かつ/または回収された抗体構築体を意味する。抗体構築体は、抗体構築体、および1つ以上の他の成分、すなわち不純物を含む溶液から得られる。好ましくは、抗体構築体は、その産生環境からの他の全ての成分と結合していないか、または実質的に結合していない。その産生環境の混入成分、例えば組換え形質移入細胞に由来する成分は、典型的にはポリペプチドについての診断的使用または治療的使用を妨げる物質であり、酵素、ホルモン、および他のタンパク質性溶質または非タンパク質性溶質を含み得る。抗体構築体は、例えば、所与のサンプル中の総タンパク質の少なくとも約5重量%、または少なくとも約50重量%を構成し得る。単離されたタンパク質は、状況に応じて、総タンパク質含有量の5重量%~99.9重量%を構成し得ることが理解される。ポリペプチドは、誘導性プロモータまたは高発現プロモータを用いることによって、高い濃度レベルにて作製されるようにかなり高い濃度にて作製され得る。当該定義は、当該技術において知られている多種多様な生物および/または宿主細胞における抗体構築体の産生を含む。好ましい実施形態において、抗体構築体は、(1)スピニングカップシーケンサーを用いることによってN末端アミノ酸配列もしくは内部アミノ酸配列の少なくとも15残基を得るのに十分な程度まで、または(2)クーマシーブルーもしくは好ましくは銀染色を用いる非還元条件下もしくは還元条件下でのSDS-PAGEによる均質性まで、精製されることとなる。しかしながら、通常、単離された抗体構築体は、少なくとも1つの精製工程によって調製される。
抗体構築体は、精製工程としての少なくとも1つのクロマトグラフィ捕捉工程によって、「溶液」から単離される。そのような「溶液」は、抗体構築体、および他の成分としての1つ以上の不純物を含む混合物である。溶液は、抗体構築体を産生する宿主細胞または微生物、例えば細胞培養上清または収穫した細胞培養液から直接得ることができる。溶液は、抗体構築体および他の成分から細胞を物理的に分離することによって、そして場合によっては、バッファおよび/または希釈によってコンディショニングしてからクロマトグラフィ捕捉工程に供することによって得ることができる。
用語「結合ドメイン」は、本発明に関連して、標的分子(抗原)、例えばNK細胞受容体抗原、例えばCD16、および標的細胞表面抗原CD30上の所与の標的エピトープまたは所与の標的面に(特異的に)結合し/これと(特異的に)相互作用し/これを(特異的に)認識するドメインを特徴付ける。第1の結合ドメイン(例えばCD16を認識する)の構造および機能、そしてまた好ましくは、第2の結合ドメイン(標的細胞表面抗原を認識)の構造および/または機能は、抗体の、例えば、完全長もしくは完全免疫グロブリン分子の構造および/もしくは機能に基づくものであり、かつ/または抗体もしくはその断片の可変重鎖(VH)および/もしくは可変軽鎖(VL)ドメインから得られる。好ましくは、第1の結合ドメインは、3つの軽鎖CDR(すなわち、VL領域のCDR1、CDR2、およびCDR3)および/または3つの重鎖CDR(すなわち、VH領域のCDR1、CDR2、およびCDR3)の存在によって特徴付けられる。また、第2の結合ドメインは好ましくは、標的結合を可能にする抗体の構造的最小要件を含む。より好ましくは、第2の結合ドメインは、少なくとも3つの軽鎖CDR(すなわち、VL領域のCDR1、CDR2、およびCDR3)および/または3つの重鎖CDR(すなわち、VH領域のCDR1、CDR2、およびCDR3)を含む。第1の結合ドメインおよび/または第2の結合ドメインは、既存の(モノクローナル)抗体からのCDR配列を足場中にグラフトすることによってではなく、ファージディスプレイ法またはライブラリスクリーニング法によって生成されるか、またはそれによって得ることができることが想定される。
本発明に従えば、結合ドメインは、1つ以上のポリペプチドの形態である。そのようなポリペプチドは、タンパク質性部分および非タンパク質性部分(例えば、化学的リンカーまたは化学的架橋剤、例えばグルタルアルデヒド)を含み得る。タンパク質(その断片、好ましくは生物学的に活性な断片、およびアミノ酸が通常30個未満のペプチドを含む)は、共有ペプチド結合を介して互いに結合された2つ以上のアミノ酸を含む(アミノ酸の鎖が生じる)。
本明細書中で用いられる用語「ポリペプチド」は、通常30個を超えるアミノ酸からなる一群の分子を表す。ポリペプチドは、二量体、三量体、およびより高次のオリゴマー等の多量体、すなわち2つ以上のポリペプチド分子からなる多量体をさらに形成し得る。そのような二量体、三量体等を形成するポリペプチド分子は、同一であっても同一でなくてもよい。そのような多量体の対応するより高次の構造は、結果として、ホモまたはヘテロ二量体、ホモまたはヘテロ三量体等と呼ばれる。ヘテロ多量体の例として、その天然に存在する形態では、2つの同一の軽ポリペプチド鎖および2つの同一の重ポリペプチド鎖からなる抗体分子がある。また、用語「ペプチド」、「ポリペプチド」、および「タンパク質」は、修飾が、例えば、グリコシル化、アセチル化、およびリン酸化等の翻訳後修飾によって影響を受ける、天然に修飾されたペプチド/ポリペプチド/タンパク質を指す。本明細書中で言及される場合の「ペプチド」、「ポリペプチド」、または「タンパク質」は、ペグ化等で化学的に修飾されていてもよい。そのような修飾は、当該技術において周知であり、本明細書中で以下に記載されている。
好ましくは、NK細胞受容体抗原、例えばCD16に結合する結合ドメイン、および/または標的細胞表面抗原CD30に結合する結合ドメインは、ヒト、ヒト化、またはマウス由来キメラ結合ドメインである。少なくとも1つのヒト結合ドメインを含む抗体および抗体構築体は、齧歯類(例えば、マウス、ラット、ハムスター、またはウサギ)可変領域および/または定常領域等の非ヒト領域を有する抗体または抗体構築体と関連する問題の一部を回避する。そのような齧歯類由来タンパク質の存在は、抗体もしくは抗体構築体の急速なクリアランスをもたらし得るか、または患者による抗体もしくは抗体構築体に対する免疫応答の生成をもたらし得る。齧歯類由来の抗体または抗体構築体の使用を回避するために、齧歯類が完全ヒト抗体を産生するように、齧歯類にヒト抗体機能を導入することによって、ヒトまたは完全ヒト抗体/抗体構築体を生成することができる。
YACにおいてメガベースサイズのヒト遺伝子座をクローニングおよび再構築して、マウス生殖細胞系に導入する能力は、非常に大きいか、または大まかにマッピングされた遺伝子座の機能的構成要素を解明し、かつヒト疾患の有用なモデルを生成するための強力なアプローチを提供する。さらに、マウス遺伝子座をそのヒト等価物で置換するためのそのような技術の使用により、発生中のヒト遺伝子産物の発現および調節、他の系とのコミュニケーション、ならびに疾患の誘導および進行への関与に対する独自の洞察を実現することができる。
そのような戦略の重要な実際的応用は、マウス液性免疫系の「ヒト化」である。内因性Ig遺伝子が不活化されているマウスへのヒト免疫グロブリン(Ig)遺伝子座の導入は、抗体のプログラムされた発現およびアセンブリの基礎をなす機構、ならびにB細胞発生における役割を研究する機会を提供する。さらに、そのような戦略は、完全ヒトモノクローナル抗体(mAb)の生成のための理想的な供給源を提供し得る(ヒト疾患における抗体療法の見込みを成就するための重要なマイルストーンである)。完全ヒト抗体または抗体構築体は、マウスまたはマウス誘導体化mAbに固有の免疫原性およびアレルギー応答を最小限に抑え、これにより投与された抗体/抗体構築体の有効性および安全性を高めると予想される。完全ヒト抗体または抗体構築体の使用は、反復化合物投与を必要とする慢性のヒト疾患および再発性のヒト疾患、例えば炎症、自己免疫、および癌の処置において実質的な利点を与えると予想され得る。
この目標に向けた一アプローチとして、そのようなマウスが、マウス抗体の不在下でヒト抗体の大きなレパートリーを産生することを見越して、ヒトIg遺伝子座の大きな断片により、マウス抗体産生が欠損したマウス株を操作することがあった。大きなヒトIg断片は、大きな可変遺伝子多様性、ならびに抗体産生および発現の適切な調節を保存するであろう。抗体の多様化および選択、ならびにヒトタンパク質に対する免疫寛容の欠如のためにマウス機構を利用することによって、これらのマウス株における再現されたヒト抗体レパートリーは、ヒト抗原が挙げられる注目するあらゆる抗原に対する高親和性抗体を生じるはずである。ハイブリドーマ技術を用いて、所望の特異性を有する抗原特異的ヒトmAbを容易に生成して選択することができる。この一般的戦略は、第1のXenoMouseマウス株の生成と関連して実証された(Green et al.Nature Genetics 7:13-21(1994)参照)。XenoMouse株を、コア可変領域配列および定常領域配列をそれぞれ含有するヒト重鎖遺伝子座およびカッパ軽鎖遺伝子座の245kbおよび190kbのサイズの生殖細胞系構成断片を含有する酵母人工染色体(YAC)により操作した。YACを含有するヒトIgは、抗体の再配置および発現の双方についてマウス系と適合性であることが証明され、かつ不活化マウスIg遺伝子を置換することができた。これは、B細胞発生を誘導して、完全ヒト抗体の成人様ヒトレパートリーを産生し、かつ抗原特異的ヒトmAbを生成する能力によって実証された。また、これらの結果は、より多数のV遺伝子、追加の調節エレメント、およびヒトIg定常領域を含有するヒトIg遺伝子座のより大きな部分の導入が、感染および免疫化に対するヒト液性応答に特徴的な完全レパートリーを実質的に再現し得ることを示唆した。Green et al.の研究は、最近、ヒト重鎖遺伝子座およびカッパ軽鎖遺伝子座のメガベースサイズの生殖細胞系構成YAC断片の導入を通じて、ヒト抗体レパートリーのおおよそ80%超の導入にまで拡大された。Mendez et al.Nature Genetics 15:146-156(1997)および米国特許出願第08/759,620号明細書参照。
XenoMouseマウスの生成はさらに、米国特許出願第07/466,008号明細書、米国特許出願第07/610,515号明細書、米国特許出願第07/919,297号明細書、米国特許出願第07/922,649号明細書、米国特許出願第08/031,801号明細書、米国特許出願第08/112,848号明細書、米国特許出願第08/234,145号明細書、米国特許出願第08/376,279号明細書、米国特許出願第08/430,938号明細書、米国特許出願第08/464,584号明細書、米国特許出願第08/464,582号明細書、米国特許出願第08/463,191号明細書、米国特許出願第08/462,837号明細書、米国特許出願第08/486,853号明細書、米国特許出願第08/486,857号明細書、米国特許出願第08/486,859号明細書、米国特許出願第08/462,513号明細書、米国特許出願第08/724,752号明細書、および米国特許出願第08/759,620号明細書;ならびに米国特許第6,162,963号明細書;米国特許第6,150,584号明細書;米国特許第6,114,598号明細書;米国特許第6,075,181号明細書、および米国特許第5,939,598号明細書、ならびに日本特許第3068180号公報、日本特許第3068506号公報、および日本特許第3068507号公報において考察かつ正確に概説されている。また、Mendez et al.Nature Genetics 15:146-156(1997)およびGreen and Jakobovits J.Exp.Med.188:483-495(1998)、欧州特許第0 463 151号明細書、国際公開第94/02602号パンフレット、国際公開第96/34096号パンフレット、国際公開第98/24893号パンフレット、国際公開第00/76310号パンフレット、ならびに国際公開第03/47336号パンフレット参照。
別のアプローチでは、GenPharm International,Inc.が挙げられる他の企業が、「ミニフォーカス」アプローチを利用してきた。ミニフォーカス法では、外因性Ig遺伝子座は、Ig遺伝子座由来の片(個々の遺伝子)を含めることによって模倣される。ゆえに、1つ以上のVH遺伝子、1つ以上のDH遺伝子、1つ以上のJH遺伝子、ミュー定常領域、および第2の定常領域(好ましくはガンマ定常領域)が、動物への挿入用の構築体中に形成される。このアプローチは、Surani et al.の米国特許第5,545,807号明細書、Lonberg and Kayの米国特許第5,545,806号明細書;米国特許第5,625,825号明細書;米国特許第5,625,126号明細書;米国特許第5,633,425号明細書;米国特許第5,661,016号明細書;米国特許第5,770,429号明細書;米国特許第5,789,650号明細書;米国特許第5,814,318号明細書;米国特許第5,877,397号明細書;米国特許第5,874,299号明細書;および米国特許第6,255,458号明細書、Krimpenfort and Bernsの米国特許第5,591,669号明細書および米国特許第6,023,010号明細書、Berns et al.の米国特許第5,612,205号明細書;米国特許第5,721,367号明細書;および米国特許第5,789,215号明細書、ならびにChoiおよびDunnの米国特許第5,643,763号明細書、ならびにGenPharmの米国特許出願第07/574,748号明細書、米国特許出願第07/575,962号明細書、米国特許出願第07/810,279号明細書、米国特許出願第07/853,408号明細書、米国特許出願第07/904,068号明細書、米国特許出願第07/990,860号明細書、米国特許出願第08/053,131号明細書、米国特許出願第08/096,762号明細書、米国特許出願第08/155,301号明細書、米国特許出願第08/161,739号明細書、米国特許出願第08/165,699号明細書、米国特許出願第08/209,741号明細書に記載されている。また、欧州特許第0 546 073号明細書、国際公開第92/03918号パンフレット、国際公開第92/22645号パンフレット、国際公開第92/22647号パンフレット、国際公開第92/22670号パンフレット、国際公開第93/12227号パンフレット、国際公開第94/00569号パンフレット、国際公開第94/25585号パンフレット、国際公開第96/14436号パンフレット、国際公開第97/13852号パンフレット、および国際公開第98/24884号パンフレット、ならびに米国特許第5,981,175号明細書参照。さらに、Taylor et al.(1992)、Chen et al.(1993)、Tuaillon et al.(1993)、Choi et al.(1993)、Lonberg et al.(1994)、Taylor et al.(1994)、Tuaillon et al.(1995)、およびFishwild et al.(1996)参照。
また、Kirinは、微小細胞融合によって大きな染色体片または染色体全体が導入されているマウスからのヒト抗体の生成を実証した。欧州特許出願第773 288号明細書および欧州特許出願第843 961号明細書参照。Xenerex Biosciencesは、ヒト抗体の潜在的な生成のための技術を開発している。この技術では、SCIDマウスを、ヒトリンパ細胞、例えばB細胞および/またはT細胞で再構成する。次いで、マウスを抗原で免疫化して、抗原に対する免疫応答を生じさせることができる。米国特許第5,476,996号明細書;米国特許第5,698,767号明細書;および米国特許第5,958,765号明細書参照。
ヒト抗マウス抗体(HAMA)応答により、業界は、キメラ抗体、または別な方法でヒト化抗体を調製するに至った。しかしながら、特定のヒト抗キメラ抗体(HACA)応答が、特に抗体の慢性的利用またはマルチドーズ型利用において観察されることが予想される。ゆえに、HAMA応答またはHACA応答の懸念および/または影響を打ち消すために、標的細胞表面抗原に対するヒト結合ドメインおよびCD16に対するヒト結合ドメインを含む抗体構築体を提供することが望ましいであろう。
用語「に(特異的に)結合する」、「を(特異的に)認識する」、「に(特異的に)向けられる」、および「と(特異的に)反応する」は、本発明に従えば、結合ドメインが、標的分子(抗原)、ここではNK細胞受容体、例えばCD16a、および標的細胞表面抗原上の所与のエピトープまたは所与の標的面と相互作用または特異的に相互作用することを意味する。
用語「エピトープ」は、抗体もしくは免疫グロブリン等の結合ドメイン、または抗体もしくは免疫グロブリンの誘導体、断片、もしくは変異体が特異的に結合する、抗原上の面を指す。「エピトープ」は抗原性であるので、用語エピトープは、本明細書中で「抗原構造」または「抗原決定基」とも称されることがある。ゆえに、結合ドメインは、「抗原相互作用面」である。また、前記結合/相互作用は、「特異的認識」を定義すると理解される。
「エピトープ」は、タンパク質の三次折畳みによって並置される連続アミノ酸または不連続アミノ酸の双方によって形成され得る。「線状エピトープ」は、アミノ酸一次配列が、認識されるエピトープを含むエピトープである。線状エピトープは典型的に、固有の配列内に少なくとも3つまたは少なくとも4つ、より通常的には少なくとも5つまたは少なくとも6つまたは少なくとも7つ、例えば約8~約10個のアミノ酸を含む。
線状エピトープとは対照的に、「構造的エピトープ」は、エピトープを含むアミノ酸の一次配列が、認識されるエピトープの唯一の定義成分ではないエピトープ(例えば、アミノ酸の一次配列が、結合ドメインによって必ずしも認識されないエピトープ)である。典型的には、構造的エピトープは、線状エピトープと比較して、アミノ酸の数が増している。構造的エピトープの認識に関して、結合ドメインは、抗原、好ましくはペプチドもしくはタンパク質またはその断片の三次元構造を認識する(本発明の文脈において、結合ドメインの1つについての抗原性構造は、標的細胞表面抗原タンパク質内に含まれる)。例えば、タンパク質分子が折り畳まれて三次元構造を形成すると、構造的エピトープを形成する特定のアミノ酸および/またはポリペプチド骨格が並置されて、抗体がエピトープを認識するのを可能にする。エピトープの高次構造を決定する方法として、X線結晶学、二次元核磁気共鳴(2D-NMR)分光法、ならびに部位特異的スピン標識および電子常磁性共鳴(EPR)分光法が挙げられるが、これらに限定されない。
結合ドメインとエピトープまたはエピトープを含む領域との相互作用は、結合ドメインが、特定のタンパク質または抗原(ここで:NK細胞受容体、例えばCD16a、および標的細胞表面抗原)上のエピトープ/エピトープを含む領域に対して認識可能な親和性を示して、一般に、NK細胞受容体、例えばCD16a、および標的細胞表面抗原CD30以外のタンパク質または抗原と著しい反応性を示さない。「認識可能な親和性」は、約10M(KD)以上の親和性での結合を含む。好ましくは、結合親和性が約10-12~10-8M、10-12~10-9M、10-12~10-10M、10-11~10-8M、好ましくは約10-11~10-9Mである場合、結合は特異的であると考えられる。結合ドメインが特異的に標的と反応するか、または標的に結合するかは、とりわけ、前記結合ドメインの、標的タンパク質または抗原との反応を、前記結合ドメインの、NK細胞受容体、例えばCD16a、および標的細胞表面抗原以外のタンパク質または抗原との反応と比較することによって、容易に試験することができる。好ましくは、本発明の文脈において定義される結合ドメインは、NK細胞受容体、例えばCD16a、および標的細胞表面抗原以外のタンパク質または抗原に本質的または実質的に結合しない(すなわち、第1の結合ドメインは、NK細胞受容体、例えばCD16a以外のタンパク質に結合することができず、第2の結合ドメインは、標的細胞表面抗原以外のタンパク質に結合することができない)。
用語「本質的に/実質的に結合しない」または「結合できない」は、本発明の結合ドメインが、NK細胞受容体、例えばCD16a、および標的細胞表面抗原以外のタンパク質または抗原に結合しない、すなわち、NK細胞受容体、例えばCD16a、および標的細胞表面抗原以外のタンパク質または抗原に対して30%超の反応性を示さない(好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、特に好ましくは9%、8%、7%、6%、または5%以下)ことを意味し、これによって、NK細胞受容体、例えばCD16a、および標的細胞表面抗原への結合は、100%に設定される。
特異的結合は、結合ドメインおよび抗原のアミノ酸配列内の特異的モチーフによって影響されると考えられている。ゆえに、結合が、その一次構造、二次構造、および/または三次構造の結果として、かつ前記構造の二次修飾の結果として達成される。抗原相互作用面の、その特異的抗原との特異的相互作用は、前記面の、抗原への単純な結合をもたらし得る。さらに、抗原相互作用面の、その特異的抗原との特異的相互作用は、代替的または追加的に、例えば抗原の高次構造の変化の誘導、抗原のオリゴマー化等に起因する、シグナルの開始をもたらし得る。
用語「可変」は、配列内の可変性を示し、かつ特定の抗体の特異性および結合親和性の決定に関与する抗体または免疫グロブリンドメインの部分(すなわち、「可変ドメイン」)を指す。可変重鎖(VH)と可変軽鎖(VL)との対形成は、単一の抗原結合面を一緒に形成する。
可変性は、抗体の可変ドメインの全体を通して均一に分布していない;可変性は、重鎖可変領域および軽鎖可変領域のそれぞれのサブドメイン内に集中している。これらのサブドメインは、「超可変領域」または「相補性決定領域」(CDR)と呼ばれる。可変ドメインのより保存されている(すなわち、非超可変)部分は、「フレームワーク」領域(FRMまたはFR)と呼ばれ、三次元空間において6つのCDRの足場を提供して、抗原結合表面を形成する。天然に存在する重鎖および軽鎖の可変ドメインは、3つの超可変領域によって連結された、主にβシート構成を採用する4つのFRM領域(FR1、FR2、FR3、およびFR4)を含み、これらは、βシート構造を連結し、場合によってはβシート構造の一部を形成するループを形成する。各鎖内の超可変領域は、FRMによって近接して一緒に保持されて、他方の鎖由来の超可変領域と共に、抗原結合面の形成に寄与する(Kabat et al.,loc.cit.参照)。
用語「CDR(複数含む)」は、相補性決定領域を指し、その3つが軽鎖可変領域(CDR-L1、CDR-L2、およびCDR-L3)の結合特性を構成し、3つが重鎖可変領域(CDR-H1、CDR-H2、およびCDR-H3)の結合特性を構成する。CDRは、抗体の、抗原との特異的相互作用を担う残基の大部分を含有するので、抗体分子の機能活性に寄与する:CDRは、抗原特異性の主な決定因子である。
正確な定義上のCDRの境界および長さは、様々な分類系およびナンバリング系に従う。したがって、CDRは、Kabat、Chothia、コンタクト、または本明細書中に記載されるナンバリング系が挙げられる他のあらゆる境界定義によって参照され得る。異なる境界にも拘らず、これらの系は各々、可変配列内のいわゆる「超可変領域」を構成するものにおいて、ある程度の重なりがある。したがって、これらの系に従うCDR定義は、隣接するフレームワーク領域に関して長さおよび境界領域が異なり得る。例えばKabat(種間配列可変性に基づくアプローチ)、Chothia(抗原-抗体複合体の結晶学的研究に基づくアプローチ)、および/またはMacCallum(Kabat et al.,loc.cit;Chothia et al.,J.Mol.Biol,1987,196:901-917;およびMacCallum et al.,J.Mol.Biol,1996,262:732)参照。抗原結合面を特徴付けるためのさらに別の規格として、Oxford MolecularのAbM抗体モデリングソフトウェアによって用いられるAbM定義がある。例えば、抗体可変ドメインのタンパク質配列および構造分析(Protein Sequence and Structure Analysis of Antibody Variable Domains)於:Antibody Engineering Lab Manual(Ed.:Duebel,S.and Kontermann,R.,Springer-Verlag,Heidelberg)参照。2つの残基同定技術が、重複するが同一ではない領域を定義する限りでは、それらを組み合わせてハイブリッドCDRを定義することができる。しかしながら、いわゆるKabat系に従うナンバリングが好ましい。
典型的には、CDRは、カノニカル構造として分類され得るループ構造を形成する。用語「カノニカル構造」は、抗原結合(CDR)ループによって採用される主鎖高次構造を指す。比較構造研究から、6つの抗原結合ループのうち5つが、利用可能な高次構造の限られたレパートリーしか有していないことが見出された。各カノニカル構造は、ポリペプチド骨格のねじれ角によって特徴付けることができる。したがって、抗体間の対応するループは、ループの大部分における高いアミノ酸配列可変性にも拘らず、非常に類似した三次元構造を有し得る(Chothia and Lesk,J.Mol.Biol.,1987,196:901;Chothia et al.,Nature,1989,342:877;Martin and Thornton,J.Mol.Biol,1996,263:800)。さらに、採用されたループ構造と、これを取り囲むアミノ酸配列との間には、関係がある。特定のカノニカルクラスの高次構造は、ループの長さ、およびループ内の、そして保存されたフレームワーク(すなわち、ループの外側)内の重要な位置に存在するアミノ酸残基によって決定される。したがって、特定のカノニカルクラスへの割当ては、これらの重要なアミノ酸残基の存在に基づいて行うことができる。
また、用語「カノニカル構造」は、例えばKabat(Kabat et al.,loc.cit.)によってカタログ化されているように、抗体の線状配列に関する考慮事項を含み得る。Kabatナンバリングスキーム(系)は、一貫して抗体可変ドメインのアミノ酸残基をナンバリングするための広く採用されている規格であり、本明細書中の他の箇所でも言及されるように、本発明において適用される好ましいスキームである。抗体のカノニカル構造を決定するための追加的な構造的考慮事項を用いることもできる。例えば、Kabatナンバリングによって完全に反映されていない差異を、Chothia et al.のナンバリング系によって説明することができ、かつ/または他の技術、例えば結晶学および二次元もしくは三次元計算モデリングによって明らかにすることができる。したがって、所与の抗体配列が、カノニカルクラスに配置されてよく、これにより、とりわけ、(例えば、ライブラリ内に種々のカノニカル構造を含めたいという要望に基づいて)適切なシャーシ配列を同定することが可能となる。抗体アミノ酸配列のKabatナンバリング、およびChothia et al.,loc.cit.によって記載される構造的考慮事項、ならびに抗体構造のカノニカル態様の構築への影響(implication)が、文献に記載されている。異なるクラスの免疫グロブリンのサブユニット構造および三次元構成が、当該技術において周知である。抗体構造のレビューについては、抗体(Antibodies):A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,eds.Harlow et al.,1988参照。免疫情報学におけるグローバルリファレンスとして、IMGT(国際免疫遺伝学情報システム(international ImMunoGenetics information system))の三次元(3D)構造データベースがある(Ehrenmann et al.,2010,Nucleic Acids Res.,38,D301-307)。IMGT/3Dstructure-DB構造データが、タンパク質データバンク(Protein Data Bank)(PDB)から抽出されて、内部ツールを用いて、分類のIMGT概念に従って注釈付けされる。ゆえに、IMGT/3Dstructure-DBは、3D構造のアミノ酸配列で発現される最も近い遺伝子および対立遺伝子を、当該配列をIMGTドメイン参照ディレクトリとアラインメントすることによって提供する。このディレクトリは、抗原受容体について、定常遺伝子によってコードされるドメインのアミノ酸配列、ならびに生殖細胞系可変遺伝子およびジョイニング遺伝子の翻訳を含有する。アミノ酸配列のCDR領域を、好ましくは、IMGT/3Dstructureデータベースを用いて決定した。
軽鎖のCDR3、そして特に重鎖のCDR3は、軽鎖可変領域および重鎖可変領域内で抗原結合に最も重要な決定因子を構成し得る。一部の抗体構築体では、重鎖CDR3は、抗原と抗体との間の主要な接触領域を構成するようである。CDR3のみを変異させるインビトロ選択スキームを用いて、抗体の結合特性を変えるか、またはどの残基が抗原の結合に寄与するかを判定することができる。それゆえに、CDR3は典型的に、抗体結合面内の最大の分子多様性源である。例えば、H3は、2アミノ酸残基ほど短くてもよいし、26アミノ酸を超えてもよい。
古典的な完全長抗体または免疫グロブリンでは、各軽(L)鎖は、1つの共有ジスルフィド結合によって重(H)鎖に連結されている一方、2つのH鎖は、H鎖アイソタイプに応じて1つ以上のジスルフィド結合によって互いに連結されている。VHに最も近いCHドメインは、通常、CH1と称される。定常(「C」ドメインは、抗原結合に直接関与しないが、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害および補体活性化等の種々のエフェクタ機能を示す。抗体のFc領域は、重鎖定常ドメイン内に含まれて、例えば、細胞表面に位置するFc受容体と相互作用することができる。
アセンブリおよび体細胞突然変異後の抗体遺伝子の配列は非常に多様であり、これらの多様な遺伝子は、1010個の異なる抗体分子をコードすると推定される(Immunoglobulin Genes,2nd ed.,eds.Jonio et al.,Academic Press,San Diego,CA,1995)。したがって、免疫系は、免疫グロブリンのレパートリーを提供する。用語「レパートリー」は、少なくとも1つの免疫グロブリンをコードする少なくとも1つの配列に全体的または部分的に由来する少なくとも1つのヌクレオチド配列を指す。当該配列は、重鎖のV、D、およびJセグメント、ならびに軽鎖のVおよびJセグメントのインビボでの再配置によって生成され得る。これ以外にも、当該配列は、再配置が起こる、例えばインビトロ刺激に応答して、細胞から生成され得る。これ以外にも、当該配列の一部または全てを、DNAスプライシング、ヌクレオチド合成、突然変異誘発、および他の方法によって得ることができる(例えば、米国特許第5,565,332号明細書参照)。レパートリーは、1つの配列のみを含んでもよいし、遺伝的に多様なコレクション内の配列を含む複数の配列を含んでもよい。
また、本発明の文脈において定義される抗体構築体は、例えば分子の単離に有益であるか、または分子の適合された薬物動態学的プロファイルに関連する追加のドメインを含み得る。抗体構築体の単離に有益なドメインは、単離方法、例えば単離カラムにより捕捉することができるペプチドモチーフまたは二次導入部分から選択され得る。そのような追加的なドメインの非限定的な実施形態は、Myc-タグ、HAT-タグ、HA-タグ、TAP-タグ、GST-タグ、キチン結合ドメイン(CBD-タグ)、マルトース結合タンパク質(MBP-タグ)、Flag-タグ、Strep-タグおよびその変異体(例えばStrepll-タグ)、ならびにHis-タグとして知られているペプチドモチーフを含む。同定されたCDRによって特徴付けられる、本明細書中で開示される全ての抗体構築体は、分子のアミノ酸配列内の連続するHis残基、好ましくは5つ、より好ましくは6つのHis残基(ヘキサ-ヒスチジン)のリピートとして一般に知られているHisタグドメインを含み得る。Hisタグは、例えば抗体構築体のN末端またはC末端に位置決めされていてもよく、好ましくはC末端に位置決めされている。最も好ましくは、ヘキサ-ヒスチジンタグ(HHHHHH)(配列番号20)が、ペプチド結合を介して、本発明に従う抗体構築体のC末端に連結されている。加えて、持続的放出用途および薬物動態プロファイル向上のために、PLGA-PEG-PLGAのコンジュゲート系がポリ-ヒスチジンタグと組み合わされてもよい。
本明細書中に記載される抗体構築体のアミノ酸配列修飾もまた企図される。例えば、抗体構築体の結合親和性および/または他の生物学的特性を向上させることが所望される場合がある。抗体構築体のアミノ酸配列変異体が、抗体構築体核酸中に適切なヌクレオチド変化を導入することによって、またはペプチド合成によって調製される。以下に記載されるアミノ酸配列修飾の全てが、修飾されていない親分子の所望の生物学的活性(NK細胞受容体、例えばCD16a、および標的細胞表面抗原への結合)を依然として保持する抗体構築体をもたらすはずである。
用語「アミノ酸」または「アミノ酸残基」は、典型的に、当該技術において認識されている定義を有するアミノ酸、例えば:アラニン(AlaまたはA);アルギニン(ArgまたはR);アスパラギン(AsnまたはN);アスパラギン酸(AspまたはD);システイン(CysまたはC);グルタミン(GinまたはQ);グルタミン酸(GluまたはE);グリシン(GlyまたはG);ヒスチジン(HisまたはH);イソロイシン(HeまたはI):ロイシン(LeuまたはL);リジン(LysまたはK);メチオニン(MetまたはM);フェニルアラニン(PheまたはF);プロリン(ProまたはP);セリン(SerまたはS);トレオニン(ThrまたはT);トリプトファン(TrpまたはW);チロシン(TyrまたはY);およびバリン(ValまたはV)からなる群から選択されるアミノ酸を指すが、修飾アミノ酸、合成アミノ酸、または希アミノ酸を所望通りに用いてもよい。一般に、アミノ酸は、非極性側鎖(例えば、Ala、Cys、Ile、Leu、Met、Phe、Pro、Val);負荷電側鎖(例えば、Asp、Glu);正荷電側鎖(例えば、Arg、His、Lys);または非荷電極性側鎖(例えば、Asn、Cys、Gin、Gly、His、Met、Phe、Ser、Thr、Trp、およびTyr)を有するものとして分類することができる。
アミノ酸修飾の例として、抗体構築体のアミノ酸配列内の残基からの欠失、および/または残基中への挿入、および/または残基の置換が挙げられる。最終構築体が所望の特性を有する限り、最終構築体に到達するための、欠失、挿入、および置換のあらゆる組合せが行われる。また、アミノ酸の変化により、グリコシル化部位の数または位置の変化等の、抗体構築体の翻訳後プロセスが改変し得る。
例えば、CDRの各々において、1、2、3、4、5、または6つのアミノ酸が挿入、置換または欠失されていてもよい(勿論、長さによって決まる)一方、FRの各々において、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または25個のアミノ酸が挿入、置換、または欠失されていてもよい。好ましくは、抗体構築体中へのアミノ酸配列挿入として、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10残基から、100個以上の残基を含有するポリペプチドの長さに及ぶアミノおよび/またはカルボキシル末端融合、ならびに単一または複数のアミノ酸残基の配列内挿入が挙げられる。また、対応する修飾が、本発明の文脈において定義される抗体構築体の第3のドメイン内で行われてもよい。本発明の文脈において定義される抗体構築体の挿入変異体は、酵素の抗体構築体のN末端もしくはC末端への融合、またはポリペプチドへの融合を含む。
置換突然変異誘発にとって最も注目する部位として、重鎖および/または軽鎖のCDR、特に超可変領域が挙げられる(これらに限定されない)が、重鎖および/または軽鎖におけるFRの改変もまた企図される。置換は好ましくは、本明細書中に記載される保存的置換である。好ましくは、CDRまたはFRの長さに応じて、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のアミノ酸がCDR内で置換されていてもよい一方、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または25個のアミノ酸が、フレームワーク領域(FR)内で置換されていてもよい。例えば、CDR配列が6つのアミノ酸を包含するならば、これらのアミノ酸の1つ、2つ、または3つが置換されていることが想定される。同様に、CDR配列が15個のアミノ酸を包含するならば、これらのアミノ酸の1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、または6つが置換されていることが想定される。
突然変異誘発に好ましい位置である抗体構築体の特定の残基または領域を同定するための有用な方法が、Cunningham and Wells in Science,244:1081-1085(1989)によって記載される「アラニン走査突然変異誘発(alanine scanning mutagenesis)」と呼ばれる。ここで、抗体構築体内の標的残基の残基または群が同定されて(例えば、Arg、Asp、His、Lys、およびGlu等の荷電残基)、中性アミノ酸または負荷電アミノ酸(最も好ましくはアラニンまたはポリアラニン)によって置換されて、アミノ酸の、エピトープとの相互作用に影響が及ぶ。
次いで、置換に対する機能的感受性を示すアミノ酸位置が、置換部位に更なる変異体または他の変異体を導入することによって最適化される。ゆえに、アミノ酸配列変異を導入する部位または領域は予め決定されていても、突然変異自体の性質は予め決定されている必要はない。例えば、所与の部位における突然変異の性能を分析または最適化するために、アラニンスキャニングまたはランダム突然変異誘発を標的コドンまたは標的領域にて行うことができ、そして発現された抗体構築体変異体を、所望の活性の最適な組合せについてスクリーニングする。知られている配列を有するDNA内の所定の部位に置換突然変異をもたらす手法が周知であり、例えば、M13プライマー突然変異誘発およびPCR突然変異誘発等がある。突然変異体のスクリーニングは、NK細胞受容体、例えばCD16a等の抗原結合活性および標的細胞表面抗原結合のアッセイを用いて行われる。
一般に、重鎖および/または軽鎖のCDRの1つ以上または全てにおいてアミノ酸が置換されているならば、その後得られる「置換」配列は、「元々の」CDR配列と少なくとも60%または65%、より好ましくは70%または75%、さらにより好ましくは80%または85%、特に好ましくは90%または95%同一であることが好ましい。これは、「置換」配列とどの程度同一であるかが、CDRの長さによって決まることを意味する。例えば、5つのアミノ酸を有するCDRは、好ましくは、その置換配列と80%同一であり、少なくとも1つのアミノ酸が置換されている。したがって、抗体構築体のCDRは、その置換配列に対して異なる程度の同一性を有し得る、例えば、CDRL1は80%の同一性を有し得るが、CDRL3は90%の同一性を有し得る。
好ましい置換(substitutionまたはreplacement)は、保存的置換である。しかしながら、抗体構築体が、NK細胞受容体、例えばCD16aに第1のドメインを介して、そして標的細胞表面抗原に第2のドメインを介して結合する能力を保持し、かつ/またはそのCDRが、その後置換される配列と同一性を有する(「元々の」CDR配列と少なくとも60%または65%、より好ましくは70%または75%、さらにより好ましくは80%または85%、特に好ましくは90%または95%同一)限り、あらゆる置換(非保存的置換または以下の表3に列挙される「例示的な置換」由来の1つ以上が挙げられる)が想定される。
保存的置換を、表1に、「好ましい置換」という見出しで示す。そのような置換が、生物学的活性の変化をもたらすならば、表1において「例示的な置換」と呼ばれるか、またはアミノ酸クラスを参照して以下にさらに記載されるような、より実質的な変化を導入して、産物を、所望の特徴についてスクリーニングしてもよい。
Figure 2023508366000001
本発明の抗体構築体の生物学的特性における実質的な修飾が、(a)置換の領域内でのポリペプチド骨格の構造、例えば、シート高次構造もしくはらせん高次構造、(b)標的部位での分子の電荷もしくは疎水性、または(c)側鎖の大部分の維持に及ぼす効果が大きく異なる置換を選択することによって、達成される。天然に存在する残基は、共通の側鎖特性に基づいてグループに分けられる:(1)疎水性:ノルロイシン、met、ala、val、leu、ile;(2)中性親水性:cys,ser,thr,asn,gin;(3)酸性:asp、glu;(4)塩基性:his、lys、arg;(5)鎖配向に影響する残基:gly、pro;および(6)芳香性:trp、tyr、phe。
非保存的置換は、これらのクラスの一方のメンバーを、もう一方のクラスと交換することを伴うこととなる。抗体構築体の適切な高次構造の維持に関与しない任意のシステイン残基が、分子の酸化安定性を向上させ、かつ異常な架橋を防止するために、一般にセリンで置換されてもよい。逆に、システイン結合が、安定性を向上させるために、抗体に付加されてもよい(特に、抗体がFv断片等の抗体断片である場合)。
アミノ酸配列について、配列同一性および/または類似性が、以下に限定されないが、Smith and Waterman,1981,Adv.Appl.Math.2:482の局所配列同一性アルゴリズム、Needleman and Wunsch,1970,J.Mol.Biol.48:443の配列同一性アラインメントアルゴリズム、Pearson and Lipman,1988,Proc.Nat.Acad.Sci.U.S.A.85:2444の類似性検索方法、これらのアルゴリズムのコンピュータによる実現(Wisconsin Genetics Software Package,Genetics Computer Group,575 Science Drive,Madison,Wis.のGAP、BESTFIT、FASTA、およびTFASTA)、Devereux et al.,1984,Nucl.Acid Res.12:387-395によって記載されるBest Fit配列プログラムが挙げられる、当該技術において知られている標準的な技術を用いて(好ましくはデフォルト設定を用いて、または精査によって)判定される。好ましくは、同一性パーセントは、以下のパラメータに基づくFastDBによって算出される:ミスマッチペナルティ1;ギャップペナルティ1;ギャップサイズペナルティ0.33;および連結ペナルティ30、「配列比較および分析における現在の方法(Current Methods in Sequence Comparison and Analysis)」、Macromolecule Sequencing and Synthesis,Selected Methods and Applications,pp 127-149(1988),Alan R.Liss,Inc.
有用なアルゴリズムの例が、PILEUPである。PILEUPは、プログレッシブペアワイズアラインメントを用いて、関連配列の群から多重配列アラインメントを作成する。また、アラインメントを作成するのに用いられるクラスタリング関係を示すツリーをプロットすることもできる。PILEUPは、Feng&Doolittle,1987,J.Mol.Evol.35:351-360プログレッシブアラインメント方法の簡略化を用いる;当該方法は、Higgins and Sharp,1989,CABIOS 5:151-153によって記載されるものと類似する。有用なPILEUPパラメータとして、デフォルトギャップウェイト3.00、デフォルトギャップ長ウェイト0.10、および重み付けしたエンドギャップが挙げられる。
有用なアルゴリズムの別の例として、Altschul et al.,1990,J.Mol.Biol.215:403-410;Altschul et al.,1997,Nucleic Acids Res.25:3389-3402;およびKarin et al.,1993,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.90:5873-5787に記載されるBLASTアルゴリズムがある。特に有用なBLASTプログラムは、Altschul et al.,1996,Methods in Enzymology 266:460-480から入手したWU-BLAST-2プログラムである。WU-BLAST-2は、大部分がデフォルト値に設定されているいくつかの検索パラメータを用いる。調整可能なパラメータは、以下の値で設定される:overlap span=1、overlap fraction=0.125、word threshold(T)=ll。HSP SおよびHSP S2パラメータは動的値であり、特定の配列の組成、および注目する配列が検索されることになる特定のデータベースの組成に応じて、プログラム自体によって確立される;しかしながら、感度を上げるために値を調整してもよい。
追加の有用なアルゴリズムが、Altschul et al.,1993,Nucl.Acids Res.25:3389-3402によって報告されているGapped BLASTである。Gapped BLASTは、BLOSUM-62置換スコアを用いる;閾値Tパラメータを9に設定;非ギャップ拡張をトリガーするためのツーヒット方法、電荷ギャップ長kは10+kのコスト;Xuを16に設定、Xgを、データベース検索段階については40に、アルゴリズムの出力段階については67に設定。ギャップアラインメントを、約22ビットに対応するスコアによってトリガーする。
一般に、個々の変異体CDR間またはVH/VL配列間のアミノ酸の相同性、類似性、または同一性は、本明細書中に示される配列に対して少なくとも60%であり、より典型的には、好ましくは、相同性または同一性が、少なくとも65%または70%、より好ましくは少なくとも75%または80%、さらにより好ましくは少なくとも85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、およびほぼ100%増大している。同様に、本明細書中で同定される結合タンパク質の核酸配列に関する「核酸配列同一性パーセント(%)」は、抗体構築体のコード配列内のヌクレオチド残基と同一である候補配列内のヌクレオチド残基のパーセンテージと定義される。具体的な方法は、オーバーラップスパンおよびオーバーラップ割合がそれぞれ1および0.125に設定されているデフォルトパラメータに設定したWU-BLAST-2のBLASTNモジュールを利用する。
一般に、個々の変異体CDRまたはVH/VL配列をコードするヌクレオチド配列と、本明細書中に示されるヌクレオチド配列との核酸配列の相同性、類似性、または同一性は、少なくとも60%であり、より典型的には、好ましくは、相同性または同一性が、少なくとも65%、70%、75%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%、およびほぼ100%増大している。ゆえに、「変異体CDR」または「変異体VH/VL領域」は、本発明の文脈において定義される親CDR/VH/VLに対して特定の相同性、類似性、または同一性を有するものであり、親CDRまたはVH/VLの特異性および/または活性の生物学的機能を、以下に限定されないが、少なくとも60%、65%、70%、75%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%共有する。
一実施形態において、本発明に従う抗体構築体のヒト生殖細胞系に対する同一性のパーセンテージは、≧70%または≧75%、より好ましくは≧80%または≧85%、さらにより好ましくは≧90%、最も好ましくは≧91%、≧92%、≧93%、≧94%、≧95%、または≧96%である。ヒト抗体生殖細胞系遺伝子産物に対する同一性は、治療タンパク質が、処置中の患者において薬物に対する免疫応答を誘発するリスクを引き下げるための重要な特徴であると考えられる。Hwang&Foote(「操作された抗体の免疫原性(Immunogenicity of engineered antibodies)」;Methods 36(2005)3-10)は、薬物抗体構築体の非ヒト部分の減少が、処置中の患者において抗薬物抗体を誘導するリスクの低下をもたらすことを実証している。臨床的に評価された抗体薬物と、それぞれの免疫原性データとの網羅的な数を比較することによって、抗体のV領域のヒト化が、タンパク質の免疫原性を、改変されていない非ヒトV領域を有する抗体(患者の平均23.59%)よりも低くする(患者の平均5.1%)という傾向が示される。それゆえに、ヒト配列に対するより高い程度の同一性が、抗体構築体の形態のV領域ベースのタンパク質治療薬に所望される。生殖細胞系同一性を判定するこの目的のために、VLのV領域を、Vector NTIソフトウェアを用いたヒト生殖系列VセグメントおよびJセグメント(http://vbase.mrc-cpe.cam.ac.uk/)のアミノ酸配列、ならびに同一のアミノ酸残基をVLのアミノ酸残基の総数(パーセント)で割ることによって算出したアミノ酸配列とアラインすることができる。同じことが、VHセグメント(http://vbase.mrc-cpe.cam.ac.uk/)についてあり得るが、VH CDR3が、その高い多様性および既存のヒト生殖細胞系VH CDR3アラインメントパートナーの欠如に起因して除外され得ることを除く。次いで、組換え技術を用いて、ヒト抗体生殖細胞系遺伝子に対する配列同一性を高めることができる。
特定の実施形態は、本発明の文脈において定義される抗体構築体、ならびにこのセクションおよび本明細書中の他の箇所に例示的に記載されているもの等の1つ以上の更なる賦形剤を含む医薬組成物を提供する。賦形剤は、有効性を向上させるために、かつ/または製剤およびプロセスを、例えば、製造、出荷、貯蔵、使用前調製、投与の間に、そしてその後に生じるストレスに起因する分解および腐敗に対して安定化させるために、本発明の一態様の製剤の物理的、化学的、または生物学的特性を調整すること、例えば粘度および/またはプロセスを調整することといった多種多様な目的に関して、本発明に用いることができる。
特定の実施形態において、医薬組成物は、例えば、組成物のpH、オスモル濃度、粘度、透明度、色、等張性、臭気、無菌性、安定性、溶解もしくは放出の速度、吸着、または浸透を修飾、維持、または保存する目的のための製剤材料を含有してもよい(レミントンの薬学(REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES),18’’Edition,(A.R.Genrmo,ed.),1990,Mack Publishing Company参照)。そのような実施形態において、適切な製剤材料として、以下が挙げられ得るが、これらに限定されない:
・アミノ酸、例えば、グリシン、アラニン、グルタミン、アスパラギン、トレオニン、プロリン、2-フェニルアラニン(荷電アミノ酸を含む)、好ましくは、リジン、酢酸リジン、アルギニン、グルタミン酸、および/またはヒスチジン;
・抗菌剤および抗真菌剤等の抗菌物質;
・アスコルビン酸、メチオニン、亜硫酸ナトリウム、または亜硫酸水素ナトリウム等の抗酸化剤;
・組成物を生理学的pHまたはわずかに低いpHにて維持するのに用いられるバッファ、バッファ系、および緩衝剤(バッファの例として、ホウ酸塩バッファ、重炭酸塩バッファがある);
・トリス-HCl、クエン酸塩、リン酸塩、または他の有機酸、コハク酸塩、リン酸塩、およびヒスチジン;例えば、約pH7.0~8.5のトリスバッファ;
・プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等の非水性溶媒、オリーブ油等の植物油、およびオレイン酸エチル等の注射用有機エステル;
・水が挙げられる水性キャリア、生理食塩水および緩衝媒体が挙げられるアルコール/水溶液、エマルジョン、または懸濁液;
・ポリエステル等の生分解性ポリマー;
・マンニトールまたはグリシン等の増量剤;
・エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のキレート化剤;
・等張化剤および吸収遅延剤;
・カフェイン、ポリビニルピロリドン、ベータ-シクロデキストリン、またはヒドロキシプロピル-ベータ-シクロデキストリン等の錯化剤;
・充填剤;
・単糖類;二糖類;および他の炭水化物(グルコース、マンノース、またはデキストリン等);(炭水化物は、非還元糖、好ましくは、トレハロース、スクロース、オクタサルファート、ソルビトール、またはキシリトールであり得る);
・(低分子量)タンパク質、ポリペプチド、またはタンパク質性キャリア、例えば、ヒトもしくはウシ血清アルブミン、ゼラチン、または免疫グロブリン、好ましくはヒト起源のもの;
・着色剤および香味剤;
・グルタチオン、チオクト酸、チオグリコール酸ナトリウム、チオグリセロール、[アルファ]-モノチオグリセロール、およびチオ硫酸ナトリウム等の硫黄含有還元剤;
・希釈剤;
・乳化剤;
・ポリビニルピロリドン等の親水性ポリマー;
・ナトリウム等の塩形成対イオン;
・防腐剤、例えば、抗菌剤、抗酸化剤、キレート化剤、および不活性ガス等(例として、塩化ベンザルコニウム、安息香酸、サリチル酸、チメロサール、フェネチルアルコール、メチルパラベン、プロピルパラベン、クロルヘキシジン、ソルビン酸、または過酸化水素がある);
・Zn-タンパク質複合体等の金属複合体;
・溶媒および共溶媒(グリセリン、プロピレングリコール、またはポリエチレングリコール等);
・糖および糖アルコール、例えば、トレハロース、スクロース、オクタサルファート、マンニトール、ソルビトール、またはキシリトールスタキオース、マンノース、ソルボース、キシロース、リボース、マイオイニシトース、ガラクトース、ラクチトール、リビトール、マイオイニシトール、ガラクチトール、グリセロール、シクリトール(例えばイノシトール)、ポリエチレングリコール;および多価糖アルコール;
・懸濁化剤;
・プルロニクス、PEG、ソルビタンエステル、ポリソルベート20等のポリソルベート、ポリソルベート、トリトン、トロメタミン、レシチン、コレステロール、チロキサパール等の界面活性剤または湿潤剤(界面活性剤は、好ましくは>1.2KDの分子量を有する洗剤、および/または好ましくは>3KDの分子量を有するポリエーテルであり得る;好ましい洗剤についての非限定的な例として、Tween 20、Tween 40、Tween 60、Tween 80、およびTween 85がある;好ましいポリエーテルについての非限定的な例として、PEG 3000、PEG 3350、PEG 4000、およびPEG 5000がある);
・スクロースまたはソルビトール等の安定性増強剤;
・アルカリ金属ハロゲン化物、好ましくは塩化ナトリウムまたは塩化カリウム、マンニトールソルビトール等の張度増強剤;
・塩化ナトリウム溶液、リンゲルデキストロース、デキストロース、および塩化ナトリウム、ラクトリンゲル液、または固定油が挙げられる非経口送達ビヒクル;
・流体および栄養補充剤、電解質補充剤(リンゲルデキストロースに基づくもの等)が挙げられる静脈内送達ビヒクル。
医薬組成物の異なる構成成分(例えば、先で列挙したもの)が、異なる効果を有し得、例えば、アミノ酸が、バッファ、安定剤、および/または抗酸化剤として作用し得ることは、当業者には明らかである;マンニトールは、増量剤および/または張度増強剤としての機能を果たし得る;塩化ナトリウムは、送達ビヒクルおよび/または張度増強剤としての機能を果たし得る;その他。
特定の実施形態において、最適な医薬組成物は、例えば、意図される投与経路、送達フォーマット、および所望の投薬量に応じて当業者によって決定されることとなる。例えば、前掲のレミントンの薬学(REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES)参照。例えば、適切なビヒクルまたはキャリアは、注射用水、生理食塩水、または人工脳脊髄液であってもよく、非経口投与用の組成物に普通にみられる他の材料が補充されていてもよい。血清アルブミンと混合された中性緩衝生理食塩水または生理食塩水が、さらに例示的なビヒクルである。
***
本明細書中で用いられる単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、複数の指示対象を含むことに留意しなければならない。ゆえに、例えば、「試薬」への言及は、そのような異なる試薬の1つ以上を含み、「方法」への言及は、本明細書中に記載される方法について修正または置換され得る、当業者に知られている同等の工程および方法への言及を含む。
別段の指示がない限り、一連の要素に先行する用語「少なくとも」は、一連の要素の全てに言及すると理解されるべきである。当業者であれば、本明細書中に記載される本発明の特定の実施形態に対する多くの均等物を認識するか、またはルーチン的な実験のみを用いて確認することができるであろう。そのような均等物は、本発明によって包含されることが意図される。
用語「および/または」は、本明細書中で用いられる場合、「および」、「または」、および「前記用語によって関係する要素の全てまたは他のあらゆる組合せ」の意味を含む。
本明細書中で用いられる用語「約」または「おおよそ」は、所与の値または範囲の20%以内、好ましくは10%以内、より好ましくは5%以内を意味する。しかしながら、具体的な数も含み、例えば、約20は20を含む。
用語「~未満」または「~超」は、具体的な数を含む。例えば、20未満は、以下を意味する。同様に、~超またはよりも大きいは、以上を意味する。
本明細書および以下の特許請求の範囲の全体を通して、文脈上別段の要求がない限り、文言「を含む(comprise)」、ならびに「を含む(comprises)」および「を含んでいる(comprising)」等の変形は、記載された整数もしくは工程、または整数もしくは工程の群を含むが、他のいかなる整数もしくは工程、または整数もしくは工程の群も除外しないことを意味すると理解される。本明細書中で用いられる場合の用語「を含む」は、用語「を含有する」または「が挙げられる」で置き換えることができ、または時には、本明細書中で用いられる場合、用語「を有する」で置き換えることができる。
本明細書中で用いられる場合の「からなる」は、特許請求の範囲の要素で指定されていないあらゆる要素、工程、または成分を除外する。本明細書中で用いられる場合の「から本質的になる」は、特許請求の範囲の基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさない材料または工程を排除しない。
本明細書中の各例において、用語「を含む」、「から本質的になる」、および「からなる」のいずれも、他の2つの用語のいずれかと置き換えることができる。
本発明は、本明細書中に記載される特定の方法論、プロトコール、材料、試薬、および物質等に限定されず、従って変わり得ることが理解されるべきである。本明細書中で用いられる専門用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、特許請求の範囲によってのみ定義される本発明の範囲を限定することは意図されない。
本明細書の本文の全体を通して引用される全ての刊行物および特許(全ての特許、特許出願、科学出版物、製造業者の仕様書、説明書等が挙げられる)は、前掲であろうと下記であろうと、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。本明細書中のいかなるものも、本発明が、先行発明による開示に先行する権利がないことの承認として解釈されるべきではない。参照によって組み込まれる材料が、本明細書と矛盾するか、または首尾一貫しない限りにおいて、本明細書が、そのような材料に取って代わる。
抗体の下流手順の特徴は、以下の精製工程前の、非常に大きな容量を引き下げるための細胞培養物からのタンパク質の捕捉工程である。そのような捕捉工程は、クロマトグラフィ手順であり得る。
本発明は、クロマトグラフィ溶出液の低pHでの長時間処理を達成することによって、過酷な条件にも拘わらず、高収率の活性抗体を回収することができるという予想外の知見に基づいている。
図1は、吸着剤として4-メルカプト-エチル-ピリジン(MEP HyperCel(商標))を用いる疎水性電荷誘導クロマトグラフィ(HCIC)が、細胞培養物からCD30×CD16A二重特異性抗体を捕捉することができたが、pH3.7にて溶出して、pH7.0に中和した後(0時間)に、抗体活性の約50%しか回収されなかったことを示している。驚くべきことに、本発明者らは、pH3.7での約2日間のインキュベーション後に100%の抗体活性が回復することを見出した。これは、酸性条件下で予想されるタンパク質劣化とは対照的である。この現象の動態を図1に示す。
さらに、低pH処理は、例2に記載されるような高分子量形態の減少を明らかにした。これは、CD30×CD16A二重特異性抗体の精製の利益を結論付けている。
低pHでのインキュベーションは、ウイルス力価を引き下げるという更なる利点を有する。しかしながら、先行技術の下流プロセシングにおけるそのような酸インキュベーション工程は、タンパク質劣化を回避するために、約1時間に保たれる。
ゆえに、第1の態様において、本発明は、FcγRIIIに対する第1の結合ドメインと、CD30に対する第2の結合ドメインとを含む二重特異性抗体構築体を生成する方法を提供し、当該方法は、以下の工程を含む:
(a)溶液から抗体構築体をクロマトグラフィで捕捉する工程;
(b)捕捉マトリックスから抗体構築体を溶出する工程;
(c)溶出した抗体構築体の溶液中のpHを、pH2.5~pH3.9の範囲内の低pHに引き下げて、抗体構築体をこの条件下で少なくとも40時間インキュベートする工程;
(d)pH4.5~pH8.0の範囲内のpHに中和する工程。
当該技術において知られているように、クロマトグラフィは、混合物を分離するためのラボ技術である。混合物が、移動相と呼ばれる流体中に溶解されて、これが、固定相と呼ばれる別の材料を保持する構造を通って運ばれる。クロマトグラフィ法は、抗体技術の分野において広く用いられている;Gottschalk(編者)、抗体のプロセススケール精製(Process Scale Purification of Antibodies)2009参照。
本明細書中で以下に詳細に記載されるように、本発明の方法の工程(c)について記載されるような溶液中のpHの引下げは、酸性溶液を添加することによって達成される。本発明の方法に沿って、工程(c)に従うインキュベーションは、≦12℃、好ましくは≦10℃の温度にて実行されることが好ましい。より好ましくは、工程(c)に従うインキュベーションは、2℃~10℃の範囲内、最も好ましくは2℃~8℃の範囲内の温度にて実行される。
本発明の方法の工程(c)に示されるような低pH溶液中での抗体構築体のインキュベーションは、少なくとも40時間示されて、本発明の方法の工程(d)に従う溶液の中和によって停止される。中和される溶液は、塩基性(アルカリ性)溶液の添加によってpH4.5~pH8.0の範囲内のpHに適合される。中和される溶液は、pH6.5~pH7.5の範囲内のpHに適合されることが好ましい。より好ましくは、中和される溶液は、pH6.8~pH7.2の範囲内のpHに適合される。
先に記載されるように、タンパク質である抗体構築体の、低pH(酸)条件下でのインキュベーションは、あらゆるタンパク質についてストレスが多い。それにも拘わらず、短期間(一般的に5分~120分の範囲内;Chen 2015,PDA J Pharm Sci and Tech,68,17,Gottschalk(編者)、抗体のプロセススケール精製(Process Scale Purification of Antibodies)2009 Wiley chapter 4.5.2参照)の間、そのような低pH工程は、可能性があるウイルス混入を不活化するための生物製剤の下流プロセシングにおける標準的な手順の一部である。
本発明の方法に沿って、FcγRIIIに対する抗体構築体の第1の結合ドメインは、CD16Aに結合する。
本発明の方法について、抗体構築体は、
(a)配列番号1に示されるアミノ酸配列を有する重鎖CDR1、配列番号2に示されるアミノ酸配列を有する重鎖CDR2、および配列番号3に示されるアミノ酸配列を有する重鎖CDR3を含む、CD16Aに特異的な重鎖可変ドメイン(VH_CD16A);
(b)配列番号4に示されるアミノ酸配列を有する軽鎖CDR1、配列番号5に示されるアミノ酸配列を有する軽鎖CDR2、および配列番号6に示されるアミノ酸配列を有する軽鎖CDR3を含む、CD16Aに特異的な軽鎖可変ドメイン(VL_CD16A);
(c)配列番号7に示されるアミノ酸配列を有する重鎖CDR1、配列番号8に示されるアミノ酸配列を有する重鎖CDR2、および配列番号9に示されるアミノ酸配列を有する重鎖CDR3を含む、CD30に特異的な重鎖可変ドメイン(VH_CD30A);
(d)配列番号10に示されるアミノ酸配列を有する軽鎖CDR1、配列番号11に示されるアミノ酸配列を有する軽鎖CDR2、および配列番号12に示されるアミノ酸配列を有する軽鎖CDR3を含む、CD30Aに特異的な軽鎖可変ドメイン(VL_CD30A)
からなる群からの少なくとも4つの可変ドメインを含むことが好ましい。
また、本発明の方法について、抗体構築体の可変ドメインは、12個以下のアミノ酸残基からなるペプチドリンカーL1、L2、およびL3によって次々に連結されて、N末端からC末端までの2つのポリペプチド鎖の各々の内部に、VH_CD30-L1-VL_CD16A-L2-VH_CD16A-L3-VL_CD30の順序で配置されていることが好ましい。
本発明の方法の好ましい実施形態において、抗体構築体のリンカーL2は、3~9個のアミノ酸残基からなる。
さらに、本発明の方法について、抗体構築体は、配列番号13に示されるアミノ酸配列を含むことが好ましい。
本発明の方法の好ましい実施形態において、工程(c)におけるpHは、pH3.0~pH3.8の範囲内、好ましくはpH3.5~pH3.75の範囲内、より好ましくはpH3.65~pH3.7の範囲内である。
また、本発明の方法について、抗体構築体は、工程(c)において、低pHで少なくとも48時間、好ましくは少なくとも96時間インキュベートされることが好ましい。先で本明細書中に記載されるように、工程(c)に従うインキュベーションは、≦12℃、好ましくは≦10℃の温度にて実行される。より好ましくは、工程(c)に従うインキュベーションは、2℃~10℃の範囲内、最も好ましくは2℃~8℃の範囲内の温度にて実行される。
更なる実施形態において、抗体構築体は、工程(c)において、医薬品(例えば、米国薬局方または欧州薬局方によって定義される)の貯蔵に用いられる室温(RT)、例えば15~30℃、特に15~25℃、とりわけ20~25℃にてインキュベートされる。
特定の実施形態において、工程(c)は、工程(d)が実行される前に、低pHでの少なくとも1週、少なくとも3週、3~5週、または最大5週を含む。
更なる態様において、抗体は、工程(c)において、室温にて、低pHで少なくとも1週間、少なくとも3週間、3~5週間、または最大5週間インキュベートされる。
本発明の方法の好ましい実施形態において、工程(a)のクロマトグラフィ捕捉方法は、プロテインLクロマトグラフィ、陰イオン交換クロマトグラフィ(AEX)、陽イオン交換クロマトグラフィ(CEX)、疎水性相互作用クロマトグラフィ(HIC)、または混合モードクロマトグラフィ(MMC)からなる群から選択される。
混合モードクロマトグラフィ(MMC)またはマルチモーダルクロマトグラフィは、固定相と分析物との間の複数の形態の相互作用を利用して、これらの分離を達成するクロマトグラフィ法を指す。したがって、このタイプのクロマトグラフィ法は、生物製剤、例えば抗体および抗体構築体の調製および単離に一般的に用いられる。MMCは、物理的なMMCと化学的なMMCとに分類することができる。前者の方法では、固定相は、2種類以上の充填物で構成されている。化学的方法では、2つ以上の官能基を含有する1種類の充填物のみが用いられる。化学的方法の例として、イオン交換クロマトグラフィ(IEC)+疎水性相互作用クロマトグラフィ(HIC)、ICE+逆相液体クロマトグラフィ(RPLC)、親水性相互作用クロマトグラフィまたは親水性相互作用液体クロマトグラフィ(HILIC)+RPLC、HILIC+IEC、およびサイジング排除クロマトグラフィ(SEC)+IECが挙げられる。
本発明の方法について、工程(a)におけるクロマトグラフィ捕捉は、好ましくはTOYOPEARL(登録商標)AF-rProtein L-650Fを用いる、プロテインLクロマトグラフィ、またはGEのCapto L、または疎水性電荷誘導クロマトグラフィ(HCIC)のいずれかであることが好ましい。
本発明の方法の好ましい実施形態において、疎水性電荷誘導クロマトグラフィ(HCIC)は、混合モードクロマトグラフィ吸着剤(例えばMEP Hypercel(商標))である。また、HCICの後に陰イオン交換クロマトグラフィ(AEX)および/または陽イオン交換クロマトグラフィ(CEX)が続くことが好ましい。
本発明の方法について、当該方法は、以下の追加の工程をさらに含むことが好ましい:
(e)陰イオン交換クロマトグラフィ(AEX)、陽イオン交換クロマトグラフィ(CEX)、疎水性相互作用クロマトグラフィ(HIC)、または混合モードクロマトグラフィ(MMC)からなる群から選択される少なくとも1つのクロマトグラフィ法によって、溶液から抗体構築体を捕捉する工程。
本発明の方法について、工程(e)におけるクロマトグラフィ捕捉は、好ましくはTOYOPEARL(登録商標)AF-rProtein L-650Fを用いる、プロテインLクロマトグラフィ、または疎水性電荷誘導クロマトグラフィ(HCIC)のいずれかであることが好ましい。本発明の方法の好ましい実施形態において、疎水性電荷誘導クロマトグラフィ(HCIC)は、混合モードクロマトグラフィ吸着剤(例えばMEP Hypercel(商標))である。また、HCICの後に陰イオン交換クロマトグラフィ(AEX)および/または陽イオン交換クロマトグラフィ(CEX)が続くことが好ましい。
更なる実施形態において、本発明の方法は、工程(a)の前に追加のクロマトグラフィ捕捉工程を含む。そのような追加のクロマトグラフィ捕捉工程は、例えば、陰イオン交換クロマトグラフィであってもよい。特定の実施形態において、本発明の方法は、下流に上記の工程(a)および工程(e)のクロマトグラフィ法が続く、クロマトグラフィ捕捉工程、例えば陰イオン交換クロマトグラフィを含む。
更なる実施形態において、本発明の方法は、少なくとも1つの追加の濾過工程を含む。そのような濾過工程は、工程(d)の後であってもよい。例えば、濾過工程は、工程(d)と工程(e)との間にあってもよい。特定の実施形態において、本発明の方法は、工程(e)の後かつ/または工程(a)の前に、更なる追加の濾過工程を含んでもよい。例えば、本発明の方法は、工程(a)の前、工程(d)と工程(e)との間、そして工程(e)の後に、濾過工程を含んでもよい。好ましくは、そのような濾過工程は、限外濾過である。
さらに、本発明の方法について、工程(b)における抗体構築体の溶出は、酢酸ナトリウム/酢酸、ギ酸ナトリウム/ギ酸、クエン酸ナトリウム/クエン酸、およびコハク酸ナトリウム/コハク酸を含むバッファからなる群から選択されるバッファを用いて実行されることが好ましい。各バッファは、適用されるパラメータに応じて、約10mM~最大約100mM、稀に最大200mMの濃度範囲で用いられる。
本発明の方法の工程(d)に従う中和について、そのような中和は、より高いpHのバッファまたは溶液を添加することによって達成されることが好ましい。適切なバッファまたは溶液の例として、例えばAEXバッファ20mM Tris-HCL;pH7.0のようなTris緩衝液が挙げられるが、これに限定されない。勿論、当業者であれば、工程(d)に従う中和に適した代替のバッファ液を知っている。
本発明の方法について、抗体構築体は、工程(f)において医薬組成物として製剤化されることがさらに好ましい。
また、本発明は、本発明の方法によって生成される抗体構築体を提供する。
本発明の一態様に従う医薬組成物の一実施形態において、組成物は、患者に静脈内投与される。
本明細書中に記載される医薬組成物の静脈内(iv)投与のための方法およびプロトコールは、当該技術において周知である。
本発明の一態様において、CD30増殖性疾患または腫瘍性疾患の予防、処置、または改善に使用される医薬組成物が提供される。好ましくは、前記腫瘍性疾患は、悪性疾患、好ましくは癌である。
本発明の医薬組成物の一実施形態において、同定された悪性疾患は、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、白血病、多発性骨髄腫、および固形腫瘍からなる群から選択される。
また、一実施形態において、本発明は、CD30増殖性疾患または腫瘍性疾患を処置または改善するための方法であって、本発明の方法に従って生成される抗体構築体を、処置または改善を必要とする対象に投与する工程を含む方法を提供する。
前記腫瘍性疾患は、悪性疾患、好ましくは癌であることが好ましい。
疾患を処置または改善するための前記方法の一実施形態において、前記悪性疾患は、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、白血病、多発性骨髄腫、および固形腫瘍からなる群から選択される。
以下の例はさらに、本発明を実証しており、限定することは意図されない。
例1
クロマトグラフィ
本例は、本発明に従うHCICクロマトグラフィを用いたCD30×CD16A二重特異性抗体(配列番号13)の精製を説明する。
配列番号13に示されるアミノ酸配列を有するCD30×CD16A二重特異性タンデムダイアボディを、以前に記載されるように(Reusch,U.et al.,mAbs 6:3,727-738,2014)、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞において産生させた。細胞培養液上清中のタンパク質濃度は、13mg/Lであった。
捕捉にMEP HyperCell(商標)樹脂を用いて、HCICクロマトグラフィを実行した。カラムのロードを、表1に示すように算出した。ロードの濃度の変動は、以下の通りであった:
0:MEP溶出液 0.4mg/mL
+:濃縮MEP溶出液 0.8mg/mL
-:希釈MEP溶出液 0.2mg/mL
CD30×CD16A画分を、表2に示すようにpH3.7~4.0にて希釈した。
Figure 2023508366000002
動態
酸性溶出液のpHを、0時間(T0)、4時間(T1)、18時間(T2)、24時間(T3)、そして48時間(T4)目に、Tris_054_0.5M_pH10.5により、pH7.0に上げた。
タンパク質の濃度を、0.5mLのサンプルにより、アポトーシス阻害剤(API)ELISAによって測定した。
Figure 2023508366000003
サンプルA1、A2、およびA3は、48時間後に150%を超える収率を示す。pH7.0、-70℃(プローブA4、図示せず)でのサンプルの貯蔵は、API-ELISAによる濃度の測定に大きく影響しなかった。
pHおよび濃度の変動は、濃度の測定に影響を及ぼさない。pHが高い(B、D)ほど、低い反応動態を示し、この動態は、濃度が低いほど低い。低い収率は、サンプルの断片化によって引き起こされない。pHが低い(C、E)と、断片化によって引き起こされる収率はより低い結果となる。濃度が高いほど、この効果は増すようである。しかしながら、4時間後の値から、pH値が低いほど再活性化が増すと仮定され得る。
温度は、タンパク質分解活性による断片化が、高温であるほど強く増すという効果を示している。15℃にて(F)18時間保存すると、5℃(A1、A2、A3)と比較して、断片化による収率の低下が示される。
SDS-PAGE分析
中和した溶出液は、経時的に大きく変化していない。2~8℃にて貯蔵した酸性溶出液のみが断片化を示し、これは、-70℃にて貯蔵したプローブでは観察されなかった。
pHが低いと、50kDaおよび更なるバンドにて、無傷のモノマーが減る結果となる。
25℃に温度が上昇すると、48時間後に、4つのドメインの無傷の分子を伴わないバンドパターンが生じる。
等電点電気泳動(IEF)分析
IEF分析は、SDS-PAGE分析のバンドパターンと相関した。また、断片化を有するサンプルは、異なるパターンのアイソフォームを示した。
サイズ排除(SE)-HPLC分析
モノマーの量は、インキュベーション中に、75%から91%まで増大し、それぞれの収率と相関した。サンプルは、サンプルの貯蔵とは無関係に、48時間後に91%のモノマーを示す。A1の酸性溶出液(-70℃)は、UVシグナルが検出されなかったため、評価することができなかった。
48時間後のモノマーの値は、収率と相関した。pHおよび濃度が様々なサンプルは、より低い収率(F、G)および多量のモノマーを示した(表3)。
Figure 2023508366000004
カラム内にロードされるタンパク質の理論量に関する面積の計算は、差異を実証した。サンプルの値に基づいて、4.5未満の値は、沈殿によるタンパク質の損失を示す。これは、低pHまたは温度上昇による断片化を示す全てのMEP溶出液で観察される。
Figure 2023508366000005
考察
MEPクロマトグラフィは、API-ELISAで測定した酸性溶出液に基づいて、100%の収率を示した。標準化された条件での3つのサンプルは、48時間後に150%の収率を示した。活性の増大は、最終的に90%に増大するモノマーの量と相関した。また、大きな断片化は観察されなかった。中和された溶出液については、-70℃での貯蔵が可能であるようである。
温度を25℃に上昇させると、断片化による活性の低下が生じた。
pHおよび濃度の変動は、収率および断片化に影響を及ぼす。pHが低いと、モノマーの断片化が生じた。しかしながら、バンドパターンは、温度研究のサンプルと比較して、異なっていた。バンドパターンは、35、25、および12kDaにて更なるより強いバンドを示したが、かなりスラリー化したサンプルも示した。対照的に、pHが高いほど断片化が生じなかったが、経時的な収率の増大は、48時間後の収率と同様に、減速した(110%および126%)。
より高いpHでの濃度が高いほど、より低いpHでのより速い動態の再活性化、および断片化の増大が引き起こされる。
SDS-PAGEおよびIEF分析は、断片化による収率の損失の相関を示したが、再活性化の動態を示していない。SE-HPLCでは、断片化が開始されなくなるまで、収率の損失が相関した。断片化が開始した後に、タンパク質が、沈殿に起因して失われ、これは、SE-HPLCの結果を偽陽性に曲解させる。
結果は、酸性インキュベーション中に、活性を打ち消す2つの異なる関連プロセスが進行していることを示している。第1に、凝集に関連する分子が再活性化かつ安定化する。第2に、pHおよび濃度に敏感なタンパク質分解プロセスが、酸性pHにて進行する。
例2
プロテインLクロマトグラフィ
本例は、本発明に従うプロテインLクロマトグラフィを用いたCD30×CD16A二重特異性抗体(配列番号13)の精製を説明する。
CD30×CD16A二重特異性抗体(配列番号13)を、以前に記載されるように(Reusch,U.et al.,mAbs 6:3,727-738,2014)、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞において産生させた。プロテインLカラム上にアプライする前に、無細胞収穫物(ZA)を0.2μmのクリアフィルターを用いて濾過する。
プロテインLクロマトグラフィを、捕捉のために東ソー株式会社製Toyopearl AF-rProtein L-650F樹脂を用いて実行した。これ以外にも、GEのCapto L材料を、捕捉工程用の樹脂として用いてもよい。ローディングを、4分の滞留時間で実行して、CD30×CD16A二重特異性抗体は、樹脂に特異的に結合した。その後の洗浄工程によって、非特異的に結合した物質を除去してから、酸性バッファ(50mM酢酸(HOAc/NaOAc)、pH3.3)でCD30×CD16A二重特異性抗体を溶出した。次いで、溶出液の酸性pH値が、低pHでのインキュベーション工程の役目を果たした。溶出液のpHはpH3.4~3.6であり、プロテインL溶出液を、室温にて48~96時間インキュベートする。潜在的なウイルスの不活化に加えて、低pHでの、好ましくは室温でのインキュベーションは、活性CD30×CD16A二重特異性抗体回収の増大(「生成物活性化」)をもたらすことが観察された。高分子量(HMW)形態のさらなる減少が観察された。その後、溶出液を、中和せずに2℃~8℃にて、例えば5週の保持時間、貯蔵してもよい。
pH3.6での生成物活性化
低pHでの溶出液の保持時間が、生成物活性化をもたらし、これは、結合ELISAによって検出することができた。UV分析とは対照的に、活性生成物分子のみを検出することができる。生成物活性化の判定のために、保持時間の前後の生成物の量を、結合ELISAによって測定した。
以下の式を用いた:
生成物活性化[%]=(保持時間後の溶出液中の生成物の量[mg]/保持時間前の溶出液中の生成物の量[mg])×100%
最初の試験ランでは、インキュベーションを室温、2~8℃、および-70℃にて39時間研究した(表5)。174%の最も高い生成物活性化が室温にて観察された。これを、以下の実験でさらに試験した。様々な温度での様々な持続時間を調査した(表6)。-70℃での保持時間は既に、48時間後に顕著な低い生成物濃度をもたらした。最良の結果が、室温(RT)にて48時間で得られた。
Figure 2023508366000006

Figure 2023508366000007
要約すると、室温にて48時間以内の116%~174%の生成物活性化が観察された。
Figure 2023508366000008
更なる精製の過程で、これらの活性化レベルもまた調査した。RTでの保持時間は、25時間または49時間のいずれかであった。25時間の保持時間は、109%および126%の収率を示し、49時間の保持時間は160%(捕捉CO)を示した。生成物活性化後の分析を、pH3.6にて2~8℃でのさらに3日間の保持時間の後に、またはさらには2~8℃にて10日間のより長い保持時間の後に実行した。更なるプロセシング前の生成物活性化は、2~8℃での保持時間に起因して、130~209%であった。その結果、無細胞収穫物中の生成物の量に対する収率は、163%~227%であった。
pH3.6での保持時間は、生成物濃度に及ぶプラスの効果を示したので、室温にて48~96時間の期間を決定した。ここで、生成物活性化の平均値は131%であった。pH3.6のプロテインL溶出液を2~8℃にて貯蔵すると、結合ELISAによって測定される生成物濃度の更なる増大が部分的に示された。
pH3.6でのHMW形態の減少
生成物活性化に加えて、高分子量(HMW)形態の形成を、保持時間について、様々な温度にて調査した(表8)。HMW形態の含有量は、-70℃にて増大することを観察することができた。これは、凍結融解サイクルに起因する可能性が最も高い。室温は、プロテインL溶出液の貯蔵に最適な温度であることが証明された。pH3.6での保持時間なしのサンプルと比較した、HMW形態の減少を観察することができた。これは、結合ELISAによって測定される生成物濃度と相関した。このことは、HMW形態の減少が、生成物活性の増大をもたらすことを意味する。低いpH値は、HMW形態を不安定化すると仮定される。
Figure 2023508366000009
HMW減少の動態を調べるために、更なる様々な保持時間を試験した(表9)。保持時間なしのサンプルは、15%のHMW形態および3.2%の低分子量(LMW)形態を明らかにした。RTにて2~8℃での貯蔵は、HMW形態およびLMW形態の減少をもたらした。結合ELISAによる生成物濃度とHMW形態のレベルとの関係を観察することができた。サンプルは、HMW形態のレベルが低いほど、結合ELISAによって測定される生成物濃度が高い傾向があり、このことは、より高いレベルの活性生成物が存在することを意味する。
また、RTでの48時間の最適保持時間後の2~8℃での貯蔵を調べた(表10および表11)。HMW形態およびLMW形態の更なる減少を観察することができた。
pH3.6での保持時間もまた、HMW形態の減少に有益であることが示された。また、HMW形態の減少は、結合ELISAによって測定される生成物濃度に関連しているようであった。HMW形態が減少した場合に、生成物濃度の増大が認められた。
Figure 2023508366000010

Figure 2023508366000011

Figure 2023508366000012
2~8℃での低pHインキュベーション工程の保持時間
2~8℃での低pHインキュベーション工程の保持時間を調査するために、プロテインL溶出液の、pH5.0、そしてpH7.0へのpH調整を行った。プロテインL溶出液を最初にpH3.6で室温にて48時間インキュベートするか、またはpH値5.0もしくは7.0に直接調整した。2~8℃にて1週間、そして2週間貯蔵した後に、再測定を行った。結果を表12に要約する。
サンプル1とサンプル2との比較により、pH3.6での保持時間が、生成物活性化およびHMW形態の減少をもたらすことが確認された。室温でpH3.6にて48時間インキュベートし、次いでpH5.0に中和したサンプルは、より低いレベルのHMW形態に向かう明らかな傾向を示した。
Figure 2023508366000013
UVおよび結合ELISAによって測定した生成物濃度は、2~8℃での保持時間にわたってほぼ一定のままであった。しかし、HMW形態のレベルは、11%から33%まで増大した。pH7.0について、HMW形態の含有量は、最初は17%とさらに高かったが、貯蔵時間と共に低下した。同時に、生成物濃度は、2週後に0.6g/Lに低下した。これは、結合ELISAによって依然として測定可能であり得る沈殿物の形成に起因し得る。
結論として、中和されたプロテインL溶出液の保持時間が、HMW形態の更なる形成をもたらす。以下のポリッシング工程について、より高いpHでの保持時間を最小にまで引き下げるために、使用直前にpHを調整する必要がある。混濁が出現する虞があるため、ポリッシング工程の前に濾過が必要な場合がある。
結論
生成物は、無細胞収穫物において、活性高次構造および非活性高次構造の双方で存在すると仮定される。プロテインLアフィニティクロマトグラフィを介して、生成物の両変異体が、樹脂に特異的に結合する。次の洗浄工程の間に、非特異的に結合した混入物が除去される。続いて、酸性バッファを用いて、pHの低下により生成物を溶出させる。プロテインL溶出液中の生成物濃度とHMW形態の形成との間には、相関関係がある。生成物濃度が高いほど、HMW形態のレベルは高くなる結果となった。以下の3.6の低pH処理により、HMW形態の減少、および結合ELISAによって測定される生成物濃度の増大に至ることが観察された。サンプル中の生成物の総量を測定するUV分析とは対照的に、結合ELISA測定は、その活性な高次構造の、または少なくとも抗原への結合を可能にする高次構造の生成物しか検出しない。低pHでのインキュベーションは、最初は非活性な形態の、活性な高次構造への高次構造変化を促進すると仮定される。おそらく、CD30×CD16A抗体の三次構造および/または四次構造は、低pHにて不安定化されるので、当該条件下でそのサブユニットを再配置することができる。その結果、結合ELISAによって測定される濃度は、低pH保持工程中に増す一方、UVによって測定される濃度は変化しないままである。
例3
更なる精製およびポリッシング工程
捕捉のためのクロマトグラフィ、および抗体構築体の低pHでのインキュベーションの後に、精製プロセスのための更なる工程を選択することができる。CD30×CD16A二重特異性抗体の精製プロセスの一例を以下に記載する:
低pHでのインキュベーション工程の後に、ポリッシングに適したバッファ中への濃縮および第1のダイアフィルトレーション工程が続く。混入物を枯渇させるためのポリッシングは、フロースルーモードで行われる陰イオン交換クロマトグラフィ(AEX)および結合溶出モードで行われるヒドロキシアパタイトクロマトグラフィ(HAC)からなる。その後、ウイルス濾過を行う。最後に、製剤化に適したバッファ中への濃縮および第2のダイアフィルトレーション工程が実行される。
Figure 2023508366000014

Figure 2023508366000015
配列表18 <223>C末端CD16A
配列表20 <223>Hisタグ
配列表21 <223>リンカー

Claims (15)

  1. FcγRIIIに対する第1の結合ドメインと、CD30に対する第2の結合ドメインとを含む二重特異性抗体構築体を生成する方法であって:
    (a)溶液から前記抗体構築体をクロマトグラフィで捕捉する工程と;
    (b)捕捉マトリックスから前記抗体構築体を溶出する工程と;
    (c)溶出した前記抗体構築体の溶液中のpHを、pH2.5~pH3.9の範囲内の低pHに引き下げて、前記抗体構築体をこの条件下で少なくとも40時間インキュベートする工程と;
    (d)pH4.5~pH8.0の範囲内のpHに中和する工程と
    を含む方法。
  2. FcγRIIIに対する前記抗体構築体の前記第1の結合ドメインが、CD16Aに結合する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記抗体構築体が、
    (a)配列番号1に示されるアミノ酸配列を有する重鎖CDR1、配列番号2に示されるアミノ酸配列を有する重鎖CDR2、および配列番号3に示されるアミノ酸配列を有する重鎖CDR3を含む、CD16Aに特異的な重鎖可変ドメイン(VH_CD16A);
    (b)配列番号4に示されるアミノ酸配列を有する軽鎖CDR1、配列番号5に示されるアミノ酸配列を有する軽鎖CDR2、および配列番号6に示されるアミノ酸配列を有する軽鎖CDR3を含む、CD16Aに特異的な軽鎖可変ドメイン(VL_CD16A);
    (c)配列番号7に示されるアミノ酸配列を有する重鎖CDR1、配列番号8に示されるアミノ酸配列を有する重鎖CDR2、および配列番号9に示されるアミノ酸配列を有する重鎖CDR3を含む、CD30に特異的な重鎖可変ドメイン(VH_CD30A);
    (d)配列番号10に示されるアミノ酸配列を有する軽鎖CDR1、配列番号11に示されるアミノ酸配列を有する軽鎖CDR2、および配列番号12に示されるアミノ酸配列を有する軽鎖CDR3を含む、CD30Aに特異的な軽鎖可変ドメイン(VL_CD30A)
    からなる群からの少なくとも4つの可変ドメインを含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記抗体構築体の可変ドメインが、12個以下のアミノ酸残基からなるペプチドリンカーL1、L2、およびL3によって次々に連結されて、N末端からC末端までの2つのポリペプチド鎖の各々の内部に、VH_CD30-L1-VL_CD16A-L2-VH_CD16A-L3-VL_CD30の順序で配置されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記抗体構築体のリンカーL2が、3~9個のアミノ酸残基からなる、請求項3または4に記載の方法。
  6. 前記抗体構築体が、配列番号13に示されるアミノ酸配列を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 工程(c)におけるpHが、pH3.0~pH3.75の範囲内である、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記抗体構築体を、工程(c)において、少なくとも48時間インキュベートする、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 工程(a)のクロマトグラフィ捕捉方法が、プロテインLクロマトグラフィ、陰イオン交換クロマトグラフィ(AEX)、陽イオン交換クロマトグラフィ(CEX)、疎水性相互作用クロマトグラフィ(HIC)、または混合モードクロマトグラフィ(MMC)からなる群から選択される、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記方法がさらに:
    (e)陰イオン交換クロマトグラフィ(AEX)、陽イオン交換クロマトグラフィ(CEX)、疎水性相互作用クロマトグラフィ(HIC)、または混合モードクロマトグラフィ(MMC)からなる群から選択される少なくとも1つのクロマトグラフィ法によって、溶液から前記抗体構築体を捕捉する、追加の工程を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 工程(b)における前記抗体構築体の前記溶出が、酢酸ナトリウム/酢酸、ギ酸ナトリウム/ギ酸、クエン酸ナトリウム/クエン酸、およびコハク酸ナトリウム/コハク酸を含むバッファからなる群から選択されるバッファを用いて実行される、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記抗体構築体が、工程(f)において医薬組成物として製剤化される、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 請求項1~11のいずれか一項に記載の方法によって生成される抗体構築体。
  14. CD30増殖性疾患または腫瘍性疾患を処置または改善するための、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法によって生成される抗体構築体を含む医薬組成物。
  15. CD30増殖性疾患または腫瘍性疾患に罹患している対象に、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法によって生成される抗体構築体を投与することを含む、患者を処置または改善する方法。
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