JP2008511288A - 変異型Fc領域を含む抗体の同定および作製ならびにその利用法 - Google Patents
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Abstract
Description
2.1 Fc受容体と免疫系におけるその役割
抗体-抗原複合体と免疫系の細胞との相互作用は、広範囲の応答をもたらし、その範囲はエフェクター機能(例えば、抗体依存性細胞傷害作用、肥満細胞脱顆粒、および食作用)から免疫調節シグナル(例えば、リンパ球増殖および抗体分泌の調節)にまで及ぶ。これらの相互作用はすべて、抗体または免疫複合体のFcドメインが造血細胞上の特殊な細胞表面受容体と結合することにより開始される。抗体と免疫複合体により開始される細胞応答の多様性は、Fc受容体の構造上の不均一性からもたらされる。Fc受容体は、細胞内シグナル伝達を媒介すると思われる構造的に関連したリガンド結合ドメインを共有する。
このファミリーの各メンバーは、免疫グロブリン関連ドメインのC2セットに関係する細胞外ドメイン、1回膜貫通ドメインおよび可変長の細胞質内ドメインを持つ内在性膜糖タンパク質である。3種の公知のFcγRがあり、それぞれFcγRI(CD64)、FcγRII(CD32)、およびFcγRIII(CD16)と呼ばれる。3種の受容体は異なる遺伝子によりコードされる;しかし3種のファミリーメンバー間の広範な相同性は、これらが共通の祖先から、恐らくは遺伝子複製により生じたことを示唆する。
FcγRIIタンパク質は40KDaの内在性膜糖タンパク質であり、モノマーIgに対して低親和性(106M-1)であるため複合体化したIgGとだけ結合する。この受容体は、単球、マクロファージ、B細胞、NK細胞、好中球、肥満細胞、および血小板を含めて、全ての造血細胞上に存在する最も広く発現されているFcγRである。FcγRIIは、その免疫グロブリン結合鎖中に免疫グロブリン様領域を2つだけ有し、従って、IgGに対してFcγRIより遥かに低い親和性を有する。3種のヒトFcγRII遺伝子(FcγRII-A、FcγRII-BおよびFcγRII-C)が存在し、それらは全て凝集体または免疫複合体のIgGと結合する。
活性化と抑制の両方のシグナルは、ライゲーション後にFcγRを介して伝達される。これらの正反対の機能は、異なる受容体アイソフォーム間の構造上の相違からもたらされる。受容体の細胞質内シグナル伝達ドメイン内の2つの異なるドメイン、すなわち、免疫受容体チロシン系活性化モチーフ(ITAM)または免疫受容体チロシン系抑制モチーフ(ITIM)が、この異なる応答の原因となる。これらの構造体への異なる細胞質酵素の動員が、FcγR媒介細胞応答の結果を規定する。ITAM含有FcγR複合体にはFcγRI、FcγRIIA、FcγRIIIAが含まれるが、ITIM含有複合体にはFcγRIIBだけが含まれる。
2.2.1 癌
新生物または腫瘍は、異常な無制御の細胞増殖から生じる新生物塊であり、良性または悪性でありうる。良性腫瘍は一般的に局在化したままである。悪性腫瘍は集合的に癌と呼ばれる。用語「悪性」は一般的に、腫瘍が近隣の体構造に侵入してそれを破壊し、そして離れた部位まで広がって死を引き起こしうることを意味する(RobbinsおよびAngell, 1976, 「基礎病理学(Basic Pathology)」, 第2版, W.B. Saunders Co., Philadelphia, pp.68-122を参照)。癌は身体の多くの部位に生じうるのであって、その起源に依存して異なる挙動を示す。癌細胞は、その起源となる身体部位を破壊し、次いで他の身体部分に広がって、そこで新しい増殖を開始してさらに破壊を引き起す。
現在、癌治療には、患者の新生物細胞を根絶する外科手術、化学療法、ホルモン療法および/または放射線療法が含まれる(例えば、Stockdale, 1998, 「癌患者管理の原理(Principles of Cancer Patient Management)」, in Scientific American: Medicine, vol.3, RubensteinおよびFederman編、第12章、第IV節を参照)。最近では、癌治療に生物学的療法または免疫療法も含まれると考えられる。これらの手法は全て、患者にとって大きい欠点を有する。例えば、外科手術は、患者の健康によっては禁忌であるかまたは患者に受け入れられない。さらに、外科手術は完全に新生物組織を除去できるわけではない。放射線療法は、新生物組織が放射線に対して正常組織より高い感受性を有するときにのみ有効であり、かつ放射線療法はしばしば重大な副作用を引き起こすことがある。ホルモン療法は単独の薬物として投与することは稀であり、たとえ有効であるとしても、他の治療法により癌細胞の大部分を除去した後に、癌の再発を予防または遅延するために用いることが多い。生物学的療法/免疫療法は数が限られており、発疹もしくは腫脹、発熱、悪寒および疲労を含むインフルエンザ様症状、消化器問題、またはアレルギー反応などの副作用を生じうる。
炎症は、身体の白血球と化学物質が例えば細菌やウイルスなどの外来物質による感染から我々の身体を防御するプロセスである。通常、痛み、腫脹、罹患域の熱と赤みを特徴とする。サイトカインおよびプロスタグランジンとして知られる化学物質がこのプロセスを制御し、秩序正しいかつ自己限定的なカスケードで血液または罹患組織中に放出される。この化学物質の放出は損傷域または感染域への血流を増加し、そして赤みと熱を生じさせる。化学物質のいくらかは組織中への流体の漏れを引き起こして、腫脹をもたらす。この防御プロセスは神経を刺激して痛みを起こさせる。これらの変化は、関連領域で限られた期間だけ起こるときは、身体の利益に働く。
疾病を引き起こす病原体は5つのグループに分けられる。すなわち、ウイルス、細菌、真菌、原生動物、および蠕虫(虫)である。これら病原体の注目すべき変種は適応免疫の2つのきわめて重大な特徴の自然選択をもたらした。まず第一に、広範囲のさまざまな病原体を認識できることの利点が、BおよびT細胞上の同等またはそれ以上の多様性の受容体を発生させた。第二に、病原体の異なる生息地および生活環が、ある範囲の異なるエフェクター機構によって反撃されねばならない。それぞれの病原体の顕著な特徴は、その伝播様式、その複製機構、その病因またはそれが疾病を引き起こす手段、およびそれが誘発する応答にある。
本発明は、一部には、酵母ディスプレイ系を用いて、FcγR受容体(例えば、活性化性FcγR、抑制性FcγR)に対して変更された親和性を有する突然変異型ヒトIgG1重鎖Fc領域を同定したことに基づく。in vivo動物モデルと臨床実験は、Fc領域がモノクローナル抗体療法の治療成績を決める上で不可欠な役割を果たすことを示す。Fc領域と融合させた治療用モノクローナル抗体および可溶性ポリペプチドのFc領域機能(例えば、抗体依存性細胞傷害(ADCC)、補体依存性細胞傷害(CDC)活性)を最適化するための現在のアプローチは、構造解析および/またはコンピュータ支援設計に基づく、限られた数の単一アミノ酸変化に重点を置いている。Fc領域の遺伝子工学的作製における別のアプローチは、Fc領域機能を最適化するためのグリコシル化に重点を置いている。本発明は、一部には、Fc変異体の不偏ライブラリーから、限定するものではないが、ADCCおよびCDCのようなFc機能活性の1つ以上の改変について可能性のある変異体を選択することに基づく。本発明は、Fc領域を遺伝子工学的に作製する方法、ならびに構造研究により同定された期待領域外の新規なFc変異型を同定およびスクリーニングする方法を提供する。本明細書において用いられる「期待領域」は、構造研究および/または生化学的研究に基づいて、Fcリガンドと接触する領域を指す。
本明細書中で用いる「Fc領域」なる語は、IgG重鎖のC末端領域を定義するために用いられる。境界はわずかに変化しうるが、ヒトIgG重鎖のFc領域は、Cys226からカルボキシ末端にまで及ぶと定義される。IgGのFc領域は、2つの定常ドメイン、CH2およびCH3、を含む。ヒトIgG Fc領域のCH2ドメインは、通常、アミノ酸231からアミノ酸341まで延びている。ヒトIgG Fc領域のCH3ドメインは、通常、アミノ酸342からアミノ酸447まで延びている。ヒトIgG Fc領域のCH2ドメイン(「Cγ2」ドメインとも呼ばれる)は、通常、アミノ酸231-340まで延びている。CH2ドメインは、それがもう一つのドメインと密接に対合していないという点でユニークである。それどころか、インタクトな天然IgGの2つのCH2ドメイン間には、2つのN-結合分岐糖鎖が介在している。
図1.組換え可溶性FcγRのSDS-PAGE解析
組換え可溶性FcγRタンパク質の純度は、10%ポリアクリルアミドゲル電気泳動により評価した。ゲルをクーマシーブルーで染色した。レーン1: 精製した組換え可溶性FcγRIIIA;レーン2: 分子量マーカー; レーン3: 分子量マーカー; レーン4: 精製した組換え可溶性FcγRIIB。ダッシュ記号(-)はマーカーの分子量を指し、上から下へ、それぞれ98、50、36、および22 KDaの分子量に相当する。
凝集IgGおよびモノマーIgGへの精製組換え可溶性FcγRIIIAの直接結合をELISAアッセイで測定した。3G8凝集IgG(黒塗り三角);ビオチン化IgG(◆);凝集IgG(黒塗り四角);マウスIgG1凝集IgG(X)の結合。
A. 可溶性テトラマーFcγRIIIA複合体は、可溶性モノマーヒトIgGと特異的に結合する。可溶性テトラマーFcγRIIIAのヒトIgGへの結合は、マウス抗FcγRIIIAモノクローナル抗体3G8によりブロックされる(◆);D265A突然変異を有する4-4-20モノクローナル抗体は、可溶性テトラマーFcγRIIIAの凝集ヒトIgGへの結合をブロックすることができなかった(△)。
A. FcγRIIIA複合体:2つのFcγRIIIA(黒塗りの形状)がモノクローナル抗体DJ130c(一次抗体)により結合される;抗マウスF(ab)2がPE(円)にコンジュゲートされる。
pYD1にクローニングされたIgGl Fcドメインの模式図を示す。白塗りのボックスはヒンジ-CH2-CH3ドメインを表し、平行な垂直線はCH1ドメインを表す。GIF206および227構築物の場合には、N末端アミノ酸が示される。下線の残基はヒンジ部に相当し、* はXpressエピトープタグを表し、斜線ボックスはGly4-Serリンカーを表し、点描ボックスはAga2p遺伝子を表す。
細胞を、PEコンジュゲートポリクローナルヤギ抗ヒトFc抗体(図6A〜D)またはマウス抗ヒトIgG1 Fc(CH3)特異的モノクローナル抗体のHP6017 (Sigma)(図6E〜H)のいずれかとインキュベートした。AおよびEはベクターのみを表し、パネルBおよびFはCH1-CH3構築物を表し、パネルCおよびGはGIF227を表し、パネルDおよびHはGIF 206構築物を表す。
pYDl-CH1 (A); pYD-CHl-D265A (B); および pYDベクター(C)を含有する細胞を、細胞表面上にAga2p融合タンパク質を発現させる条件下で増殖させた。細胞をそれぞれ0.15 mM、7.5 mMおよび7.5 mMのFcγRIIIAとともにインキュベートして、FACSにより解析した。
酵母細胞表面上のFc融合タンパク質へのFcγRIIIAテトラマー複合体の結合を解析した。PEコンジュゲートFcγRIIIAテトラマー複合体を異なる濃度の3G8(◆)、LNK(黒塗り三角)または無関係のアイソタイプ対照(黒塗り四角)とともにインキュベートし、続いて酵母細胞とインキュベートした。PE蛍光についてFACSにより細胞を解析した。FcγRIIIAテトラマー複合体と結合した細胞パーセントをy軸上にプロットした。
細胞をPEコンジュゲートFcγRIIIAテトラマー複合体(y軸)および抗Fc-FITCコンジュゲート抗体(x軸)により染色した。ボックスで囲った領域が細胞集団の約1.0%を選択するように設定された選別ゲートを表す。
独立したFc突然変異を含むpYD-CH1プラスミドを保有する個々のクローンを、グルコース含有選択培地中で増殖させ、ガラクトース含有選択培地中でFc発現について誘導し、その後FACSにより解析した。図10AおよびBは野生型Fcを保有する細胞を表し、図10CおよびDは突然変異体#5を表し、図10EおよびFは突然変異体#20を表し、図10GおよびHは突然変異体#21を表し、図10IおよびJは突然変異体#24を表し、図10KおよびLは突然変異体#25を表し、図10MおよびNは突然変異体#27を表す。細胞をFcγRIIIAテトラマー複合体(図10A、C、E、G、I、KおよびM)またはFcγRIIBテトラマー複合体(図10B、D、F、H、J、LおよびN)により染色した。
pYD-CH1プラスミドからのFcドメインを、キメラ4-4-20モノクローナル抗体の重鎖にクローニングした。293細胞において4-4-20モノクローナル抗体を発現させ、上清を集めた。ELISAプレートにフルオレセインコンジュゲートBSAをコーティングして、キメラ4-4-20突然変異型抗体を捕捉した。その後、Fcドメインに対する変異型受容体の相対親和性を調べるために、4-4-20モノクローナル抗体を吸着させておいたELISAプレートにFcγRIIIA(パネルA)およびFcγRIIB(パネルB)受容体をコーティングした。突然変異体#15および#29は、対照として加えた非結合性の分離株である。
突然変異型Fc領域を含む4-4-20抗体をそれらのADCC活性について評価し、野性型4-4-20抗体のADCC活性と比較した。解析した突然変異体は次のとおりである:MGFc-10 (K288N, A330S, P396L)、MGFc-26 (D265A)、MGFc-27 (G316D, A378V, D399E)、MGFc28 (N315I, A379M, D399E)、MGFc29 (F243I, V379L, G420V)、MGFc30 (F275V)、MGFc-31 (P247L, N421K)、MGFc-32 (D280E, S354F, A431D, L441I)、MGFc-33 (K317N, F423欠失)、MGFc-34(F241L, E258G)、MGFc-35 (R255Q, K326E)、MGFc-36 (K218R, G281D, G385R)。
A. 突然変異型Fc領域を含むヒト化HER2/neuモノクローナル抗体をそれらのADCC活性について評価し、野性型Her2/neu抗体のADCC活性と比較した。解析した突然変異体は次のとおりである:MGFc-5 (V379M)、MGFc-9 (F243I, V379L)、MGFc-10 (K288N, A330S, P396L)、MGFc-13 (K334E, T359N, T366S)、MGFc-27 (G316D, A378V, D399E)。
約20μg/mLの濃度の抗体6μLを、BSA-フルオレセインイソチオシアネート(FITC)表面に5μL/分で注入した。BSA-FITC固定化センサーシップの表面上への突然変異型Fc領域を含むキメラ4-4-20抗体の結合のBIAcoreセンソグラム(sensogram)を示す。マーカーを野生型捕捉抗体応答に設定した。
変異型Fc領域を含むキメラ4-4-20抗体へのFcγRIIIAの結合は200nMの濃度で解析した。野性型に対して得られたキメラ4-4-20抗体のレベルで応答を標準化した。
変異型Fc領域を含む抗体へのFcγRIIIA結合の速度論的パラメーターは、200nMおよび800nMについての別個のベストフィット曲線を作成することにより得られた。実線は、32〜34秒間隔で解離曲線について計算したkoff値に基づいて得られた結合フィットを示す。Kdおよびkoff値は2つの濃度からの平均を表す。
変異型Fc領域を含むキメラ4-4-20抗体へのFcγRIIB-Fc融合タンパク質の結合は200nMの濃度で解析した。野性型に対して得られたキメラ4-4-20抗体のレベルで応答を標準化した。
変異型Fc領域を含む抗体へのFcγRIIB-Fc結合の速度論的パラメーターは、200nMおよび800nMについての別個のベストフィット曲線を作成することにより得られた。実線は、32〜34秒間隔で解離曲線について計算したkoff値に基づいて得られた結合フィットを示す。KdおよびKoff値は2つの濃度からの平均を表す。
1より多い数は、野生型に対して、減少したFcγRIIIA結合の解離速度および増大したFcγRIIB-Fc結合の解離速度を示す。ボックス内の突然変異体は、FcγRIIIA結合に対してより低いoff速度およびFcγRIIB-Fc結合に対してより高いoff速度を有する。
FcγRIIIA結合に対して改善されたKoff速度を有するFc領域突然変異体を同定するために速度論的スクリーニングを実施した。P396L突然変異を含むFc領域変異体のライブラリーを、0.1μMのビオチン化FcγRIIIA-リンカー-Avitagとともに1時間インキュベートし、その後洗浄した。続いて、0.8μMの非標識FcγRIIIAを標識酵母とともにさまざまな時点でインキュベートした。酵母を遠心分離し、非標識FcγRIIIAを除いた。受容体に結合した酵母をFACS解析のためにSA(ストレプトアビジン):PE(フィコエリトリン)で染色した。
図20に示したデータから算出したKoffに基づいて、1分タイムポイント選択を選んだ。10倍過剰のライブラリーを0.1μMのビオチン化FcγRIIIA-リンカー-Avitagモノマーとともにインキュベートした。細胞を洗浄し、非標識リガンドと1分間インキュベートした。その後洗浄してからSA:PEで標識した。次に細胞をFACSで選別し、上端0.3%の結合体を選択した。非選択P396Lライブラリーを、FACSで結合の向上について選択された酵母細胞と比較した。ヒストグラムはFcγRIIIA/PEとヤギ抗ヒトFc/FITCの両方により共染色される細胞のパーセントを示す。
A.P396Lライブラリーを、磁性ビーズを用いるFcγRIIB枯渇およびFcγRIIIA選択に基づいてスクリーニングした。磁性ビーズによるFcγRIIB枯渇を5回繰り返した。得られた酵母集団を分析すると、ヤギ抗ヒトFcで染色される細胞が50%を超え、FcγRIIIAで染色される細胞はごくわずかであることが分かった。続いて、0.1μMのビオチン化FcγRIIIA-リンカー-Avitagを用いてFACSにより細胞を2回選択した。各選別後にFcγRIIIA結合とFcγRIIB結合の両方について酵母細胞を解析し、野生型結合と比較した。
試験した各Fc突然変異体について溶解の相対速度を計算した。Fc突然変異体を含む4D5抗体の溶解速度を、野生型4D5抗体により媒介される溶解の速度で割った。少なくとも2つの独立したアッセイからのデータの平均をとり、ヒストグラムとしてプロットした。各Fc突然変異体について、2つの異なる抗体濃度からのデータを示す。抗体濃度は、溶解が約50%となる曲線の位置を挟むように選択された。
試験した各Fc突然変異体について溶解の相対速度を計算した。Fc突然変異体を含む2H7抗体の溶解速度を、野生型2H7抗体により媒介される溶解の速度で割った。少なくとも1または2つの独立したアッセイからのデータの平均をとり、ヒストグラムとしてプロットした。各Fc突然変異体について、2つの異なる抗体濃度からのデータを示す。抗体濃度は、溶解が約50%となる曲線の位置に基づいて選択された。
DNA鎖を示してある。順方向の矢印は突然変異コドンを含んでなるプライマーを表す。逆方向の矢印は逆の遺伝子特異的オリゴを表す。
長方形のボックスはそれぞれ、ヒンジ、CH2およびCH3ドメインを表す。短い黒線は、5’オーバーハングを有する二本鎖オリゴを表す。
プロットは、標準的なADCCアッセイの線形回帰分析を示す。エフェクター:抗体比を75:1として3logにわたって抗体をタイトレーションした。溶解(%)=(実験での放出−SR)/(MR−SR)*100。
プロットは、標準的なADCCアッセイの線形回帰分析を示す。エフェクター:抗体比を75:1として3logにわたって抗体をタイトレーションした。溶解(%)=(実験での放出−SR)/(MR−SR)*100。
単球のサイトカイン処理は、低親和性Fc受容体発現を増大させる。洗浄済み単球を、無血清培地中で特定のサイトカインを用いて培養した。Fc受容体特性を、FACSを用いてアッセイした。
2logにわたるキメラ4D5 MAb濃度について、エフェクター:標的比を35:1として試験した。溶解(%)は図28と同様に算出した。
用いたCDCアッセイについての概要を示すフローチャートである。
FcγRIIIAに対して増強された結合を示すFc突然変異体は、補体活性の改善も示す。3桁にわたる抗CD20キメラMAbについてタイトレーションした。溶解(%)は図28におけるのと同様に算出した。
Fc突然変異体を選択するための代表的なプロトコルを示す。
A.図は、補体カスケードの第1成分への2B6結合を解析するためのBIAcoreフォーマットを示す。
C1q(3.25nM)への2B6突然変異体のリアルタイム結合のセンソグラムである。突然変異体は、MgFc51(Q419H, P396L);パネルAではMgFc51/60;MgFc55およびMgFc55/60(パネルB);MgFc59およびMgFc59/60(パネルC);ならびにMgFc31/60(パネルD)を示す。
R255L/P396L二重突然変異体(MgFc55)に対するD270E(60)の効果を比較するための、キメラ4D5抗体へのFcRの結合を示す。KDは異なる濃度のFcRについて解析した;400nM CD16A 158V;800nM CD16A 158F;200nM CD32B;200nM CD32A 131H。解析は、Biacore3000ソフトウェアを用いて、個別のKDについて行った。
CD32B枯渇およびCD32A H131スクリーニングストラテジーにより選択された種々のFc突然変異体を有するキメラ4D5抗体へのFcRの結合を示す。KDは異なる濃度のFcRについて解析した;400nM CD16A 158V;800nM CD16A 158F;200nM CD32B;200nM CD32A 131H。解析は、Biacore3000ソフトウェアを用いて、個別のKDについて行った。
突然変異体は以下のとおりである:MgFc 25(E333A, K334A, S298A);MgFc68(D270E);MgFc38(K392T, P396L);MgFc55(R255L, P396L);MgFc31(P247L, N421K);MgFc59(K370E, P396L)。
本発明は、1以上の領域に1個以上のアミノ酸の改変(例えば置換、しかし挿入や欠失も含まれる)を有する変異型Fc領域を含んでなる分子、好ましくはポリペプチド、さらに好ましくは免疫グロブリン(例えば、抗体)に関する。ただし、前記アミノ酸の改変は、FcγRに対する変異型Fc領域の親和性を変更する(例えば、増加または減少させる)ものである。いくつかの実施形態では、本発明は、野生型Fc領域に対して少なくとも1個のアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含んでなる分子を提供し、該変異型Fc領域は、Fc-FcγR相互作用を測定するための当業者に公知の方法または本明細書に記載の方法(例えば、ELISAアッセイ、表面プラズモン共鳴アッセイ)で測定したとき、野生型Fc領域を含む対応する分子(すなわち、変異型Fc領域を含む前記分子と同じであるが、1個以上のアミノ酸の改変を有しない)と比べて、より高い親和性でFcγRIIIAと結合する。さらに他の実施形態では、本発明は、野生型Fc領域に対して少なくとも1個のアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含んでなる分子を提供し、該変異型Fc領域は、野生型Fc領域を含む対応する分子と比べて低下した親和性でFcγRIIIAと結合する。好ましい実施形態では、本発明の分子は、野生型Fc領域を含む対応する分子がFcγRIIBと結合するよりも低い親和性で、(Fc領域を介して)FcγRIIBと特異的に結合する。いくつかの実施形態では、本発明は、野生型Fc領域に対して少なくとも1個のアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含んでなる分子を提供し、該変異型Fc領域は、野生型Fc領域を含む対応する分子と比べて、より高い親和性でFcγRIIIAおよびFcγRIIBと結合する。他の実施形態では、本発明は、野生型Fc領域に対して少なくとも1個のアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含んでなる分子を提供し、該変異型Fc領域は、野生型Fc領域を含む対応する分子と比べて、より高い親和性でFcγRIIBと結合する。他の実施形態では、本発明は、野生型Fc領域に対して少なくとも1個のアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含んでなる分子を提供し、該変異型Fc領域は、野生型Fc領域を含む対応する分子と比べて、低下した親和性でFcγRIIBと結合する。
本発明は、一部には、酵母ディスプレイ系を用いて、様々なFcγR受容体に対して変更された親和性を有する突然変異型ヒトIgG1重鎖Fc領域を同定したことに基づいている。したがって、本発明は、1以上の領域に1個以上のアミノ酸の改変(例えば置換、しかし挿入または欠失も含まれる)を有する変異型Fc領域を含む分子、好ましくはポリペプチド、さらに好ましくは免疫グロブリン(例えば、抗体)に関する。ただし、前記改変は変異型Fc領域のFcγRに対する親和性を変更するものである。
本発明は、1以上の領域に1個以上のアミノ酸の改変(例えば、置換)を有する変異型Fc領域を含む分子であって、前記改変により、変異型Fc領域の活性化性FcγRに対する親和性が変更されている、上記分子を包含する。いくつかの実施形態において、本発明の分子は、1以上の領域に1個以上のアミノ酸の改変(例えば、置換)を有する変異型Fc領域を含み、前記改変は、野生型Fc領域を含む対応する分子と比べて、変異型Fc領域のFcγRIIIAおよび/またはFcγRIIAに対する親和性を少なくとも2倍高めるものである。別の特定の実施形態では、本発明の分子は、1以上の領域に1個以上のアミノ酸の改変(例えば、置換)を有する変異型Fc領域を含み、前記改変は、野生型Fc領域を含む対応する分子と比べて、変異型Fc領域のFcγRIIIAおよび/またはFcγRIIAに対する親和性を2倍以上増大させるものである。本発明の他の実施形態では、1個以上のアミノ酸の改変が、野生型Fc領域を含む対応する分子と比べて、変異型Fc領域のFcγRIIIAおよび/またはFcγRIIAに対する親和性を少なくとも3倍、4倍、5倍、6倍、8倍、または10倍高めるものである。本発明のさらに他の実施形態では、1個以上のアミノ酸の改変が、野生型Fc領域を含む対応する分子と比べて、変異型Fc領域のFcγRIIIAおよび/またはFcγRIIAに対する親和性を少なくとも3倍、4倍、5倍、6倍、8倍、または10倍低下させるものである。そのような倍率の増加はELISAまたは表面プラズモン共鳴アッセイで都合よく測定できる。特定の実施形態では、1個以上のアミノ酸の改変が、329、331、または322位のいずれか1つの位置での任意のアミノ酸による置換を含まないか、または単独でそのような置換ではない。特定の実施形態では、1個以上のアミノ酸の改変が、256、290、298、312、333、334、359、360、もしくは430位のいずれか1つの位置でのアラニンによる置換、330位でのリシンによる、339位でのトレオニンによる、320位でのメチオニンによる、326位でのセリン、アスパラギン、アスパラギン酸、もしくはグルタミン酸による、334位でのグルタミン、グルタミン酸、メチオニン、ヒスチジン、バリン、もしくはロイシンによる置換を含まないか、または単独でそのような置換ではない。別の特定の実施形態では、1個以上のアミノ酸の改変が、280、290、300、294、もしくは295位のいずれかでの置換を含まないか、または単独でそのような置換ではない。別のさらに特定した実施形態では、1個以上のアミノ酸の改変が、300位でのロイシンもしくはイソロイシンによる、295位でのリシンによる、294位でのアスパラギンによる、298位でのバリン、アスパラギン酸、プロリン、アスパラギン、もしくはバリンによる、280位でのヒスチジン、グルタミン、もしくはチロシンによる、290位でのセリン、グリシン、トレオニン、もしくはチロシンによる置換を含まないか、または単独でそのような置換ではない。
特定の実施形態において、本発明の分子は、1以上の領域に1個以上のアミノ酸の改変(すなわち、置換)を有する変異型Fc領域を含み、前記改変は、野生型親和性でFcγRIIIAおよびFcγRIIBと結合する野生型Fc領域を含む対応する分子と比べて、変異型Fc領域のFcγRIIIAに対する親和性を高め、かつ変異型Fc領域のFcγRIIBに対する親和性を減ずるものである。ある実施形態では、前記1個以上のアミノ酸の改変は、256、298、333、334、280、290、294、298、もしくは296位のいずれにもアラニンによる置換を含まないか、または単独で前記置換ではなく、また、298位でのアスパラギン、バリン、アスパラギン酸、もしくはプロリンによる置換、または290位でのセリンによる置換を含まないか、または単独で前記置換ではない。特定の実施形態では、前記1個以上のアミノ酸の改変は、変異型Fc領域のFcγRIIIAに対する親和性を少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%増大させるが、変異型Fc領域のFcγRIIBに対する親和性を少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%低下させる。
本発明は、1個以上のアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含んでなる分子を包含し、前記改変は、変異型Fc領域のFcγRIIIAおよびFcγRIIBに対する親和性を少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%増大させるものであり、変異型Fc領域のFcγRIIBに対する親和性を少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも300%、少なくとも400%減少させるものである。特定の実施形態では、(本明細書に記載するような、変異型Fc領域を担うch-4-4-20抗体を用いてELISAアッセイおよび/またはADCCに基づくアッセイにより測定したとき)FcγRIIIAおよびFcγRIIBに対する親和性が増大している変異型Fc領域を含む本発明の分子は、以下の改変を含んでなる:415位でのイソロイシン、および251位でのフェニルアラニンによる置換; または399位でのグルタミン酸、292位でのロイシン、および185位でのメチオニンによる置換; または408位でのイソロイシン、215位でのイソロイシン、および125位でのロイシンによる置換; または385位でのグルタミン酸および247位でのヒスチジンによる置換; または348位でのメチオニン、334位でのアスパラギン、275位でのイソロイシン、202位でのメチオニン、および147位でのトレオニンによる置換; または246位でのトレオニン、および396位でのヒスチジンによる置換; または268位でのアスパラギン酸および318位でのアスパラギン酸による置換; または288位でのアスパラギン、330位でのセリン、および396位でのロイシンによる置換; または244位でのヒスチジン、358位でのメチオニン、379位でのメチオニン、384位でのリシン、および397位でのメチオニンによる置換; または217位でのセリン、378位でのバリン、および408位でのアルギニンによる置換; または247位でのロイシン、253位でのアスパラギン、および334位でのアスパラギンによる置換; または246位でのイソロイシン、および334位でのアスパラギンによる置換; または320位でのグルタミン酸、および326位でのグルタミン酸による置換; または375位でのシステイン、および396位でのロイシンによる置換; または343位でのセリン、353位でのロイシン、375位でのイソロイシン、383位でのアスパラギンによる置換; または394位でのメチオニン、および397位でのメチオニンによる置換; または216位でのアスパラギン酸、345位でのリシン、および375位でのイソロイシンによる置換; または288位でのアスパラギン、330位でのセリン、および396位でのロイシンによる置換; または247位でのロイシン、および389位でのグリシンによる置換; または222位でのアスパラギン、335位でのアスパラギン、370位でのグルタミン酸、378位でのバリン、および394位でのメチオニンによる置換; または316位でのアスパラギン酸、378位でのバリン、および399位でのグルタミン酸による置換; または315位でのイソロイシン、379位でのメチオニン、および394位でのメチオニンによる置換; または290位でのトレオニン、および371位でのアスパラギン酸による置換; または247位でのロイシン、および398位でのグルタミンによる置換; または326位でのグルタミン、334位でのグルタミン酸、359位でのアスパラギン、および366位でのセリンによる置換; または247位でのロイシン、および377位でのフェニルアラニンによる置換; または378位でのバリン、390位でのイソロイシン、および422位でのイソロイシンによる置換; または326位でのグルタミン酸、および385位でのグルタミン酸による置換; または282位でのグルタミン酸、369位でのイソロイシン、および406位でのフェニルアラニンによる置換; または397位でのメチオニン、411位でのアラニン、および415位でのアスパラギンによる置換; または223位でのイソロイシン、256位でのセリン、および406位でのフェニルアラニンによる置換; または298位でのアスパラギン、および407位でのアルギニンによる置換; または246位でのアルギニン、298位でのアスパラギン、および377位でのフェニルアラニ
ンによる置換; または235位でのプロリン、382位でのメチオニン、304位でのグリシン、305位でのイソロイシン、および323位でのイソロイシンによる置換; または247位でのロイシン、313位でのアルギニン、および388位でのグリシンによる置換; または221位でのチロシン、252位でのイソロイシン、330位でのグリシン、339位でのトレオニン、359位でのアスパラギン、422位でのイソロイシン、および433位でのロイシンによる置換; または258位でのアスパラギン酸、および384位でのリシンによる置換; または241位でのロイシン、および258位でのグリシンによる置換; または370位でのアスパラギン、および440位でのアスパラギンによる置換; または317位でのアスパラギンによる置換および423位での欠失; または243位でのイソロイシン、379位でのロイシン、および420位でのバリンによる置換; または227位でのセリン、および290位でのグルタミン酸による置換; または231位でのバリン、386位でのヒスチジン、および412位でのメチオニンによる置換; または215位でのプロリン、274位でのアスパラギン、287位でのグリシン、334位でのアスパラギン、365位でのバリン、および396位でのロイシンによる置換; または293位でのバリン、295位でのグルタミン酸、および327位でのトレオニンによる置換; または319位でのフェニルアラニン、352位でのロイシン、および396位でのロイシンによる置換; または392位でのトレオニン、および396位でのロイシンによる置換; または268位でのアスパラギン、および396位でのロイシンによる置換; または290位でのトレオニン、390位でのイソロイシン、および396位でのロイシンによる置換; または326位でのイソロイシン、および396位でのロイシンによる置換; または268位でのアスパラギン酸、および396位でのロイシンによる置換; または210位でのメチオニン、および396位でのロイシンによる置換; または358位でのプロリン、および396位でのロイシンによる置換; または288位でのアルギニン、307位でのアラニン、344位でのグルタミン酸、および396位でのロイシンによる置換; または273位でのイソロイシン、326位でのグルタミン酸、328位でのイソロイシン、および396位でのロイシンによる置換; または326位でのイソロイシン、408位でのアスパラギン、および396位でのロイシンによる置換; または334位でのアスパラギン、および396位でのロイシンによる置換; または379位でのメチオニン、および396位でのロイシンによる置換; または227位でのセリン、および396位でのロイシンによる置換; または217位でのセリン、および396位でのロイシンによる置換; または261位でのアスパラギン、210位でのメチオニン、および396位でのロイシンによる置換; または419位でのヒスチジン、および396位でのロイシンによる置換; または370位でのグルタミン酸、および396位でのロイシンによる置換; または242位でのフェニルアラニン、および396位でのロイシンによる置換; または255位でのロイシン、および396位でのロイシンによる置換; または240位でのアラニン、および396位でのロイシンによる置換; または250位でのセリン、および396位でのロイシンによる置換; または247位でのセリン、および396位でのロイシンによる置換; または410位でのヒスチジン、および396位でのロイシンによる置換; または419位でのロイシン、および396位でのロイシンによる置換; または427位でのアラニン、および396位でのロイシンによる置換; または258位でのアスパラギン酸、および396位でのロイシンによる置換; または384位でのリシン、および396位でのロイシンによる置換; または323位でのイソロイシン、および396位でのロイシンによる置換; または244位でのヒスチジン、および396位でのロイシンによる置換; または305位でのロイシン、および396位でのロイシンによる置換; または400位でのフェニルアラニン、および396位でのロイシンによる置換; または303位でのイソロイシン、および396位でのロイシンによる置換; または243位でのロイシン、305位でのイソロイシン、378位でのアスパラギン酸、404位でのセリン、および396位でのロイシンによる置換; または290位でのグルタミン酸、369位でのアラニン、393位でのアラニン、および396位でのロイシンによる置換; または210位でのアスパラギン、222位でのイソロイシン、320位でのメチオニン、および396位でのロイシンによる置換; または217位でのセリン、305位でのイソロイシン、309位でのロイシン、390位でのヒスチジン、および396位でのロイシンによる置換;または246位でのアスパラギン、419位でのアルギニン、および396位でのロイシンによる置換; または217位でのアラニン、359位でのアラニン、および396位でのロイシンによる置換; または215位でのイソロイシン、290位でのバリン、および396位でのロイシンによる置換; または275位でのロイシン、362位でのヒスチジン、384位でのリシン、および396位でのロイシンによる置換; または334位でのアスパラギンによる置換; または400位でのプロリンによる置換; または407位でのイソロイシンによる置換; または372位でのチロシンによる置換; または366位でのアスパラギンによる置換; または414位でのアスパラギンによる置換; または352位でのロイシンによる置換; または225位でのセリンによる置換; または377位でのアスパラギンによる置換; または248位でのメチオニンによる置換。
いくつかの実施形態において、本発明は、野生型Fc領域に対して少なくとも1個のアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含んでなる分子であって、前記変異型Fc領域が、本明細書に記載する当技術分野で公知の標準アッセイで測定したとき、野生型Fc領域を含む対応する分子と比べて、いずれのFcγRとも結合しない、上記分子を包含する。特定の実施形態では、あらゆるFcγRへの結合を完全に破壊する1個以上のアミノ酸の改変は、以下の改変を含んでなる: 232位でのセリン、および304位でのグリシンによる置換; または269位でのリシン、290位でのアスパラギン、311位でのアルギニン、および433位でのチロシンによる置換; または252位でのロイシンによる置換; または216位でのアスパラギン酸、334位でのアルギニン、および375位でのイソロイシンによる置換; または247位でのロイシン、406位でのフェニルアラニンによる置換、または335位でのアスパラギン、387位でのセリン、および435位でのグルタミンによる置換; または334位でのグルタミン酸、380位でのアスパラギン酸、および446位でのバリンによる置換; または303位でのイソロイシン、369位でのフェニルアラニン、および428位でのロイシンによる置換; または251位でのフェニルアラニン、および372位でのロイシンによる置換; または246位でのグルタミン酸、284位でのメチオニン、および308位でのアラニンによる置換; または399位でのグルタミン酸、および402位でのアスパラギン酸による置換; または399位でのグルタミン酸、および428位でのロイシンによる置換。
本発明は、エフェクター機能が変化したFc変異体を含む免疫グロブリンを含む。いくつかの実施形態において、Fc変異体を含む免疫グロブリンは、当該分野で公知であり、また本明細書中に例示されるアッセイを用いて測定したとき、エフェクター細胞の存在下でより効率的にエフェクター機能を媒介する。他の実施形態において、Fc変異体を含む免疫グロブリンは、当該分野で公知であり、また本明細書中に例示されるアッセイを用いて測定したとき、エフェクター細胞の存在下でそれほど効率的にはエフェクター機能を媒介しない。特定の実施形態において、本発明のFc変異体は、エフェクター機能を変化させる他の既知のFc改変と組み合わせることができ、その結果、かかる組み合わせは相加的または相乗効果を有する。本発明のFc変異体は、in vitroおよび/またはin vivoにおいて変化したエフェクター機能を有する。
変異型Fc領域を含む本発明の分子(すなわち、ポリペプチド、抗体)は、融合タンパク質を作製するために、異種ポリペプチド(すなわち、無関係なポリペプチドまたはその部分、好ましくは少なくとも10、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50、少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80、少なくとも90または少なくとも100アミノ酸のポリペプチド)と組換えにより融合させたり、または化学的に結合させたり(共有結合と非共有結合の両方を含む)することができる。融合は必ずしも直接である必要はなく、リンカー配列を介して行なってもよい。
好ましい実施形態では、本明細書に記載した酵母ディスプレイ技術と1種以上の生化学的アッセイを、好ましくはハイスループット法において併用し、変更されたFcγR親和性(例えば、増大したFcγRIIIA親和性)を持つ変異型Fc領域を含む分子のスクリーニングおよび同定を実施する。1種以上の生化学的アッセイとしては、Fc-FcγR相互作用、すなわちFc領域のFcγRへの特異的結合を同定するための、当技術分野で知られているあらゆるアッセイが可能であり、限定するわけではないが、ELISAアッセイ、表面プラズモン共鳴アッセイ、免疫沈降アッセイ、アフィニティクロマトグラフィー、および平衡透析が含まれる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載した酵母ディスプレイ技術と1種以上の機能的アッセイを、好ましくはハイスループット法において併用し、変更されたFcγR親和性(例えば、増大したFcγRIIIA親和性)を持つ変異型Fc領域を含む分子のスクリーニングおよび同定を実施する。機能的アッセイとは、本明細書中、セクション5.2.7に記載するものなどの、1種以上のFcγR介在エフェクター細胞機能を特定するための、当技術分野で知られているどんなアッセイでもよい。本発明の方法に従って使用することができるエフェクター細胞機能の非限定的な例として、限定するわけではないが以下が含まれる:抗体依存性細胞傷害作用(ADCC)、抗体依存性食作用、食作用、オプソニン作用、オプソニン食作用、細胞結合、ロゼット化、Clq結合、および補体依存性細胞傷害。いくつかの実施形態では、本明細書に記載した酵母ディスプレイ技術と1種以上の生化学的アッセイを、1種以上の機能的アッセイと組み合わせるか、同時進行させて、好ましくはハイスループット手法で併用して、変更されたFcγR親和性(例えば、増大したFcγRIIIA親和性)を持つ変異型Fc領域を含む分子のスクリーニングおよび同定を実施する。
本発明は、Fc変異体を作製するための操作方法(コンピューター設計ストラテジー、ライブラリー作製方法、実験的生産およびスクリーニング方法を含むが、これらに限定されない)を含む。これらのストラテジーを個々に、または様々な組合せで応用して、本発明のFc変異体を操作することができる。
変異型Fc領域を含む本発明の分子のFcγRへの結合を判定するため、FcγR-Fc結合アッセイを開発して、この受容体のリガンドに対する親和性が本来弱く、例えば、FcγRIIBおよびFcγRIIIAについてμM程度であっても、相互作用の検出および定量を行うことを可能にした。その方法には、複合体化しないFcγRに比較して、Fc領域に対する結合活性が向上したFcγR複合体の形成が含まれる。本発明によれば、好ましい分子複合体は、以下を含むテトラマー免疫複合体である:(a)FcγRの可溶性領域(例えば、FcγRIIIA、FcγRIIAまたはFcγRIIBの可溶性領域);(b)FcγRの可溶性領域(例えば、FcγRIIIA、FcγRIIAまたはFcγRIIBの可溶性領域)のC末端に機能し得るように連結されたビオチン化15アミノ酸AVITAG配列(AVITAG);および(c)ストレプトアビジン-フィコエリトリン(SA-PE);テトラマーFcγR複合体を形成するモル比(好ましくは5:1のモル比)とする。本発明の好ましい実施形態によれば、融合タンパク質を酵素的に、例えばE.coli Bir A酵素(15アミノ酸AVITAG配列中のリシン残基を特異的にビオチン化するビオチンリガーゼの1つ)を使用してビオチン化する。本発明の特定の実施形態では、当業者に知られた標準的な方法、限定するわけではないがストレプトアビジンシフトアッセイなどで判定して、融合タンパク質の85%をビオチン化する。本発明の好ましい実施形態によると、ビオチン化した可溶性FcγRタンパク質を、1X SA-PE:5Xビオチン化可溶性FcγRのモル比でSA-PEと混合して、テトラマーFcγR複合体を形成させる。
IgG FcとFc受容体間の分子相互作用は、構造的および遺伝子的技法の両方によってこれまでに研究されている。これらの研究は、Fcと様々なFcγRとの機能的結合に重要であるアミノ酸残基を同定した。これらの同定されたアミノ酸の変化は、動物モデルにおいてヒトFcγRが媒介する治療抗体の有効性の向上を示さなかった。これらの残基または他の潜在的に重要な残基の全ての考えられるアミノ酸変化の完全な分析は報告されていない。本明細書中に記載する基本的な方法は、全ての可能性のあるアミノ酸変化を有する突然変異ライブラリーを構築し、複数の機能アッセイを用いてライブラリーをスクリーニングし、かつ関連するヒト化動物モデルでライブラリーを最終的に分析することを可能とする。
変更されたFcγR親和性(すなわち、強化されたFcγRIIIAおよび/またはFcγRIIA親和性)を持つ変異型Fc領域を含む分子のスクリーニングおよび同定のための好ましい方法は、酵母表面ディスプレイ法(総説として、Boder and Wittrup, 2000, Methods in Enzymology, 328: 430-444を参照、その全体を参照により本明細書に組み入れる)である。これは、細胞外翻訳後修飾タンパク質の結合相互作用のスクリーニングのための先行技術の欠陥に取り組むものである。具体的には、酵母表面ディスプレイとは、Fc突然変異型を含むポリペプチドを、FcγRとの相互作用が可能になる形態で、酵母細胞壁上に発現させるための遺伝学的方法である。本発明の突然変異型Fc含有ポリペプチドの酵母表面ディスプレイは、当業者に知られたいずれの技術によっても実施することができる。米国特許第6,423, 538;6,114, 147;および6,300, 065号(これらの全体を参照により本明細書中に組み入れる)を参照されたい。以下を参照のこと:Boderら、1997 Nat. Biotechnol., 15: 553-7;Boderら、1998 Biotechnol. Prog., 14: 55-62;Boderら、2000 Methods Enzymol., 328: 430-44;Boderら、2000 Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2000, 97: 10701-5;Shustaら、1998 Nat. Biotechnol., 1998, 16 : 773-7;Shustaら、1999 J. Mol. Biol., 292: 949-56;Shustaら、1999 Curr. Opin. Biotechnol., 10: 117-22;Shustaら、2000 Nat. Biotechnol., 18: 754-9;Wittrupら、1994 Ann. N. Y. Acad. Sci., 745: 321-30;Wittrupら、1994 Cytometry, 16: 206-13;Wittrup, 1995 Curr. Opin. Biotechnol., 6: 203-8;Wittrup, 1999 Trends Biotechnol., 17: 423-4;Wittrup, 2000 Nat. Biotechnol., 18: 1039-40;Wittrup, 2001 Curr. Opin. Biotechnol., 12: 395-9。
: 1365-72(その全体を参照により本明細書に組み入れる)に開示されたいずれかの抗体。別の実施形態では、本発明のFc融合タンパク質の存在を、当業者に知られた技術を使用して、エピトープタグの免疫蛍光標識によって検出する。内部対照として、Fc融合タンパク質をコードする核酸に隣接させたエピトープタグをコードするヌクレオチド配列を使用して、融合タンパク質が一部タンパク質分解された形態で細胞壁上に提示されていないかどうかを検出することは、特に有用な本発明の方法である。
本発明は、限定するわけではないが、細胞ベースのアッセイ、溶液ベースのアッセイ、および固相ベースのアッセイを含む免疫学を基礎とするアッセイを使用する、酵母ディスプレイライブラリーのスクリーニングを包含する。
る:Boderら、1998, Biotechnol. Prog 14: 55-62(その全体を参照により本明細書に組み入れる)。本発明は、酵母ライブラリーの速度論的スクリーニングを包含する。速度論的スクリーニングは、Fc提示細胞を標識リガンド(例えば蛍光リガンド)で飽和まで標識した後、既定の時間、過剰の非標識リガンドとともにインキュベートすることによって、確立することができる。過剰のバッファー(例えば、1X PBS, 0.5 mg/ml BSA)の添加によって反応を停止させた後、細胞をFACSおよび選択用の選別ゲートセットによって分析する。各富化ラウンド後、個別の突然変異体を親和性の増加倍数について試験し、多様性に関して配列決定できる。このin vitro組換え工程は反復することができる。いくつかの実施形態では、in vitroで少なくとも3回反復する。
本発明は、セクション5.2.3に記載した方法に従って、酵母表面細胞壁上に提示された突然変異Fc融合タンパク質の特徴付けを包含する。本発明の一態様は、所望の結合特性、具体的には、野生型Fc領域を含む対応のポリペプチドがFcγRIIIAおよび/またはFcγRIIAと結合するよりも大きい親和性でFcγRIIIAおよび/またはFcγRIIAと結合する突然変異Fc融合タンパク質の能力、を持つ突然変異Fc融合タンパク質を選択する方法を提供する。別の実施形態では、本発明は、所望の結合特性、具体的には、野生型Fc領域を含む対応のポリペプチドがFcγRIIIAおよび/またはFcγRIIAと結合するよりも大きい親和性でFcγRIIIAおよび/またはFcγRIIAと結合する突然変異Fc融合タンパク質の能力、およびさらに、野生型Fc領域を含む対応のポリペプチドがFcγRIIBと結合するよりも小さい親和性でFcγRIIBと結合する突然変異Fc融合タンパク質の能力、を持つ突然変異Fc融合タンパク質を選択する方法を提供する。任意の所望の結合特性を有する、分子のFc領域中の任意の突然経二を同定しかつスクリーニングするために本発明を使用できることは当業者に理解されよう。
当技術分野で知られた様々な配列決定反応のいずれを使用しても、変異型Fc領域を含む本発明の分子を直接配列決定することができる。配列決定反応の例として、以下によって開発された技術を基礎とするものが含まれる:Maxim and Gilbert(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74: 560, 1977)またはSanger(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74: 5463, 1977)。様々な自動化配列決定手順を利用することができることも想定されている(BiolTechniques, 19: 448, 1995)。これにはマススペクトル分析による配列決定が含まれる(例えば、PCT公報No. WO 94/16101、Cohenら、Adv. Chromatogr., 36: 127-162, 1996、およびGriffinら、Appl. Biochem. Biotechnol., 38: 147-159, 1993)。
本発明は、本発明の分子(例えば、上記の酵母ディスプレイ法によって同定された変異型Fc領域を含む抗体;または本発明の方法に従って操作された治療用モノクローナル抗体)の、この分子のエフェクター細胞機能を同定するための当業者に知られたアッセイを使用した、特徴付けを包含する。特に、本発明は、本発明の分子のFcγRが介在するエフェクター細胞機能の特徴付けを包含する。本発明に従ってアッセイすることができるエフェクター細胞機能の例として、限定するわけではないが、以下が含まれる:抗体依存性細胞傷害、食作用、オプソニン作用、オプソニン食作用、Clq結合、および補体依存性細胞傷害。エフェクター細胞機能活性を判定するために、当業者に知られた細胞ベースのアッセイ、または無細胞アッセイのいかなるものでも使用することができる(エフェクター細胞アッセイについては、以下を参照:Prussiaら、2000, Methods Mol. Biol. 121: 179-92;Baggioliniら、1998 Experientia, 44(10): 841-8;Lehmannら、2000 J. Immunol. Methods, 243(1-2): 229-42;Brown EJ. 1994, Methods Cell Biol., 45: 147-64;Munnら、1990 J. Exp. Med., 172: 231-237, Abdul-Majidら、2002 Scand. J. Immunol. 55: 70-81;Dingら、1998, Immunity 8:403-411(これらそれぞれの全体を参照として本明細書中に組み入れる))。
変異型Fc領域を含む本発明の分子を、Fc-FcγR相互作用性結合の速度論的パラメーターを特徴付けるための、当技術分野で知られた表面プラズモン共鳴アッセイのいずれかを使用してアッセイすることもできる。限定するわけではないが以下を含む市販のSPR装置のいずれかを本発明で使用することができる:Biacore AB製BIAcore Instruments(Uppsala, Sweden);Affinity Sensors製IAsys装置(Franklin, MA. );Windsor Scientific Limited製IBISシステム(Berks, UK);Nippon Laser and Electronics Labpep製SPR-細胞IA システム(Hokkaido, Japan);およびTexas Instruments製SPR DetectorSpreeta(Dallas, TX)。SPRに基づく技法の概説については、以下を参照されたい:Mulletら、2000, Methods 22: 77-91;Dongら、2002, Review in Mol. Biotech., 82: 303-23;Fivashら、1998, Current Opinion in Biotechnology 9:97-101;Richら、2000, Current Opinion in Biotechnology 11: 54-61(その全体を参照により本明細書中に組み入れる)。さらに、米国特許第6,373,577;6,289,286;5,322,798;5,341,215;6,268,125号に記載されたタンパク質-タンパク質相互作用を測定するためのSPR装置およびSPRに基づく方法のいずれをも、本発明の方法中に含むことを意図する(その全体を参照により本明細書中に組み入れる)。
5.3.1 本発明の分子をコードするポリヌクレオチド
本発明は、本発明の方法によって同定される本発明の分子(ポリペプチドおよび抗体を含む)をコードするポリヌクレオチドも含む。当技術分野で知られたどんな方法によっても、本発明の分子をコードするポリヌクレオチドを取得し、そのポリヌクレオチドのヌクレオチド配列を決定することができる。
本発明の分子(すなわち、抗体)をコードする核酸配列が得られた時点で、該分子を産生するためのベクターを、組換えDNA技術により当技術分野で周知の技術を用いて作ることができる。当業者に周知の方法を利用して、本発明の分子のコード配列および適当な転写・翻訳制御シグナルを含有する発現ベクターを構築することができる。これらの方法としては、例えば、in vitro組換えDNA技術、合成技術、およびin vivo遺伝的組換えが挙げられる(例えば、Sambrookら, 1990, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 第2版, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY、およびAusubelら編, 1998, Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, NYに記載される技術を参照されたい)。
本発明は、疾患、障害または感染に関連した1以上の症状を予防し、治療し、または軽減するために、1種以上の本発明の分子(すなわち、抗体)を動物、好ましくは哺乳動物、最も好ましくはヒトに投与することを包含する。本発明の分子は、FcγRにより仲介されるエフェクター細胞機能(例えば、ADCC)の増大した効力が望まれる疾患または障害を治療または予防するのに特に有用である。本発明の方法および組成物は、原発性または転移性の新生物疾患(すなわち、癌)および感染性疾患の治療または予防に特に有用である。本発明の分子は、当技術分野で知られているかまたは本明細書に記載されるような、製薬上許容し得る組成物で提供されうる。以下に詳述するように、本発明の分子は、癌(特に、受動免疫療法による)、自己免疫疾患、炎症性疾患、または感染性疾患を治療または予防する方法に使用することができる。
本発明は、被験者に治療上有効な量の変異型Fc領域を含む1種以上の分子を投与することを含む、その被験者の癌または転移の治療または予防のための方法および組成物を包含する。
本発明はさらに、限定するわけではないが、現行の標準的および実験的化学療法、ホルモン療法、生物学的療法、免疫療法、放射線療法または外科手術を含む、癌の治療または予防について当業者に知られたその他の療法と併用して、本発明の分子を投与することを包含する。いくつかの実施形態では、本発明の分子を、治療上または予防上有効な量の1種以上の抗癌剤、治療用抗体(例えば、表9に列挙した抗体)、または癌の治療および/または予防について当業者に知られたその他の薬剤(セクション5.4.1.2参照)と併用して、投与することができる。
特定の実施形態では、本発明の方法は、1以上の本発明の分子の、癌の治療および/または予防のために使用される1以上の治療薬との投与を包含する。1つの実施形態では、血管形成阻害薬を本発明の分子と併用して投与することができる。本発明の方法および組成物中で使用することができる血管形成阻害薬として、限定するわけではないが以下が含まれる:アンギオスタチン(Angiostatin)(プラスミノーゲン断片);抗血管形成抗トロンビンIII;アンギオザイム(Angiozyme);ABT-627;Bay 12-9566;ベネフィン(Benefin);ベバシズマブ(Bevacizumab);BMS- 275291;軟骨由来阻害薬(CDI);CAI;CD59 補体断片;CEP-7055;Col 3;コンブレタスタチン(Combretastatin)A-4;エンドスタチン(Endostatin)(コラーゲンXVIII断片);フィブロネクチン(Fibronectin)断片;グロβ(Gro-beta);ハロフギノン(Halofuginone);ヘパリナーゼ類;ヘパリン6サッカライド断片;HMV833;ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG);IM-862;インターフェロンα/β/γ;インターフェロン誘導性タンパク質 (IP-10);インターロイキン-12;クリングル(Kringle)5(プラスミノーゲン断片);マリマスタット(Marimastat);金属プロテイナーゼ阻害薬(TIMPs);2-メトキシエストラジオール;MMI 270(CGS 27023A);MoAbIMC-1C11;ネオバスタット(Neovastat);NM-3;パンゼム(Panzem);PI-88;胎盤リボヌクレアーゼ阻害剤;プラスミノーゲン活性化因子阻害剤;血小板因子-4(PF4);プリノマスタット(Prinomastat);プロラクチン16kD断片;プロリフェリン(Proliferin)関連タンパク質(PRP);PTK787/ZK 222594;レチノイド;ソリマスタット(Solimastat);スクアラミン(Squalamine);SS 3304;SU 5416;SU6668;SU11248;テトラヒドロコルチゾール-S;テトラチオモリブダート;サリドマイド;トロンボスポンジン-1(TSP-1);TNP-470;トランスフォーミング増殖因子β(TGF-b);バスキュロスタチン(Vasculostatin);バソスタチン(Vasostatin)(カルレチキュリン断片);ZD6126;ZD 6474;ファルネシルトランスフェラーゼ阻害薬(FTI);およびビスホスホナート類。
シン(fostriecin);ホテムスチン(fotemustine);テキサフィリンガドリニウム(gadolinium texaphyrin);硝酸ガリウム;ガロシタビン(galocitabine);ガニレリクス(ganirelix);ゲラチナーゼ阻害薬;ゲムシタビン(gemcitabine);グルタチオン阻害薬;ヘプスルファム(hepsulfam);ヘレグリン(heregulin);ヘキサメチレンビスアセトアミド;ハイペリシン(hypericin);イバンドロン酸;イダルビシン(idarubicin);イドキシフェン(idoxifene);イドラマントン(idramantone);イルモフォシン(ilmofosine);イロマスタット(ilomastat);イミダゾアクリドン類;イミキモド(imiquimod);免疫刺激ペプチド類;インスリン様成長因子-1受容体阻害薬;インターフェロン作動薬;インターフェロン類;インターロイキン類;イオベングアン(iobenguane);ヨードドキソルビシン(iododoxorubicin);イポメアノル(ipomeanol),4-;イロプラクト(iroplact);イルソグラジン(irsogladine);イソベンガゾール(isobengazole);イソホモハリコンドリン(isohomohalicondrin)B;イタセトロン(itasetron);ジャスプラキノリド(jasplakinolide);カハラリド(kahalalide)F;3酢酸ラメラリン(lamellarin)-N;ランレオチド(lanreotide);レイナマイシン(leinamycin);レノグラスチム(lenograstim);硫酸レンチナン(lentinan);レプトルスタチン(leptolstatin);レトロゾール(letrozole);白血病抑制因子;白血球αインターフェロン;ロイプロリド+エストロゲン+プロゲステロン;ロイプロレリン(leuprorelin);レバミソール(levamisole);リアロゾール(liarozole);線状ポリアミン類似体;親油性ジサッカライドペプチド;親油性白金化合物;リソクリナミド(lissoclinamide)7;ロバプラチン(lobaplatin);ロンブリシン(lombricine);ロメトレキソル(lometrexol);ロニダミン(lonidamine);ロソキサントロン(losoxantrone);ロバスタチン(lovastatin);ロキソリビン(loxoribine);ルルトテカン(lurtotecan);テキサフィリンルテチウム(lutetium texaphyrin);リソフィリン(lysofylline) ;溶解性ペプチド類;マイタンシン(maitansine);マンノスタチン(mannostatin)A;マリマスタット(marimastat);マソプロコル(masoprocol);マスピン(maspin);マトリリシン(matrilysin)阻害薬;マトリックス金属プロテイナーゼ阻害薬;メノガリル(menogaril);メルバロン(merbarone);メテレリン(meterelin);メチオニナーゼ;メトクロプラミド(metoclopramide);MIF阻害薬;ミフェプリストン(mifepristone);ミルテホシン(miltefosine);ミリモスチム(mirimostim);ミスマッチ二本鎖RNA;ミトグアゾン(mitoguazone);ミトラクトル(mitolactol);マイトマイシン類似体;ミトナフィド(mitonafide);マイトトキシン線維芽成長因子-サポリン(saporin);ミトキサントロン(mitoxantrone);モファロテン(mofarotene);モルグラモスチム(molgramostim);モノクローナル抗体、ヒト絨毛ゴナドトロフィン;モノホスホリルリピドA+ミオバクテリウム細胞壁sk;モピダモル(mopidamol);多重薬剤耐性遺伝子阻害薬;多発性腫瘍抑制因子1ベースの治療;マスタード抗癌薬;マイカペルオキシドB;マイコバクテリア細胞壁抽出物;ミリアポロン(myriaporone);N-アセチルジナリン(acetyldinaline);N-置換ベンズアミド類;ナファレリン(nafarelin);ナグレスチップ(nagrestip);ナロキソン(naloxone)+ペンタゾシン(pentazocine);ナパビン(napavin);ナフテルピン(naphterpin);ナルトグラスチム(nartograstim);ネダプラチン(nedaplatin);ネモルビシン(nemorubicin);ネリドロン酸;中性エンドペプチダーゼ;ニルタミド(nilutamide);ニサマイシン(nisamycin);一酸化窒素モジュレーター;ニトロキシド抗酸化剤;ニトルリン(nitrullyn);06-ベンジルグアニン;オクトレオチド(octreotide);オキセノン(okicenone);オリゴヌクレオチド類;オナプリストン(onapristone);オンダンセトロン(ondansetron);オンダンセトロン(ondansetron);オラシン(oracin);経口サイトカイン誘導薬;オルマプラチン(ormaplatin);オサテロン(osaterone);オキサリプラチン(oxaliplatin);オキサウノマイシン(oxaunomycin);パクリタキセル(paclitaxel);パクリタキセル類似体;パクリタキセル誘導体類 ;パラウアミン(palauamine);パルミトイルリゾキシン(palmitoylrhizoxin);パミドロン酸;パナキシトリオール;パノミフェン(panomifene);パラバクチン(parabactin);パゼリプチン(pazelliptine);ぺグアスパルガーゼ(pegaspargase);ペルデシン(peldesine);ポリ硫酸ペントサンナトリウム;ペントスタチン(pentostatin);ペントロゾール(pentrozole);パーフルブロン(perflubron);パーホスファミド;ペリリルアルコール;フェナジノマイシン(phenazinomycin);酢酸フェニル;リン酸塩阻害薬;ピシバニル(picibanil);塩酸ピロカルピン(pilocarpine);ピラルビシン(pirarubicin);ピリトレキシム(piritrexim);プラセチン(placetin)A;プラセチンB;プラスミノーゲン活性化因子阻害薬;白金複合体;白金化合物;白金-トリアミン複合体;ポルフィマー(porfimer)ナトリウム;ポルフィロマイシン(porfiromycin);プレドニゾン(prednisone);プロピルbis-アクリドン;プロスタグランジンJ2;プロテアソーム阻害薬;タンパク質Aベースの免疫モジュレーター;タンパク質キナーゼC阻害薬;タンパク質キナーゼC阻害薬類、ミクロアルガル(microalgal);タンパク質チロシンホスファターゼ阻害薬;プリンヌクレオシドホスホリラーゼ阻害薬;プルプリン類;ピラゾロアクリジン;ピリドキシル化ヘモグロビンポリオキシエチレンコンジュゲート;raf拮抗薬;ラルチトレキセド(raltitrexed);ラモセトロン(ramosetron);rasファルネシルタンパク質トランスフェラーゼ阻害薬;ras阻害薬;ras-GAP阻害薬;脱メチル化レテリプチン(retelliptine);レニウムRe186エチドロナート;リゾキシン(rhizoxin);リボザイム類;RIIレチナミド(retinamide);ログレチミド(rogletimide);ロヒツキン(rohitukine);ロムルチド(romurtide);ロキニメクス(roquinimex);ルビギノン(rubiginone)Bl;ルボキシル(ruboxyl);サフィンゴル(safingol);サイントピン(saintopin);SarCNU;サルコフィトル(sarcophytol)A;サルグラモスチン(sargramostim);Sdi 1模倣体;セムスチン(semustine);セネセンス誘導阻害薬1;センスオリゴヌクレオチド類;シグナル導入阻害薬;シグナル導入モジュレーター;一本鎖抗原結合性タンパク質;シゾフィラン(sizofiran);ソブゾキサン(sobuzoxane);ボロカプト酸ナトリウム;フェニル酢酸ナトリウム;ソルベロル(solverol);ソマトメジン結合性タンパク質;ソネルミン(sonermin);スパルホジン酸(sparfosic acid);スピカマイシンD;スピロムスチン(spiromustine);スプレノペンチン(splenopentin);スポンギスタチン(spongistatin)1;スクアラミン;幹細胞阻害薬;幹細胞***阻害薬;スチピアミド(stipiamide);ストロメリシン(stromelysin)阻害薬;スルフィノシン(sulfinosine);高作用性血管作用性腸内ペプチド拮抗薬;スラジスタ(suradista);スラミン(suramin);スウェインソニン(swainsonine);合成グリコサミンオグリカン;タリムスチン(tallimustine);タモキシフェンメチオジド(tamoxifen methiodide);タウロムスチン(tauromustine);タザロテン(tazarotene);テコガラン(tecogalan)ナトリウム;テガフル(tegafur);テルラピリリウム(tellurapyrylium);テロメラーゼ阻害薬;テモポルフィン(temoporfin);テモゾロミド(temozolomide);テニポシド(teniposide);テトラクロロデカオキシド;テトラゾミン(tetrazomine);タリブラスチン(thaliblastine);チオコラリン(thiocoraline);トロンボポエチン;トロンボポエチン模倣体;チマルファシン(thymalfasin);チモポエチン(thymopoietin)受容体作動薬;チモトリナン(thymotrinan) ;甲状腺刺激ホルモン;チエニルエチオプルプリン;チラパザミン(tirapazamine);2塩化チタノセン;トプセンチン(topsentin);トレミフェン(toremifene);全能性幹細胞因子;翻訳阻害薬;トレチノイン(tretinoin);トリアセチルウリジン;トリシリビン(triciribine);トリメトレキサート;トリプトレリン(triptorelin);トロピセトロン(tropisetron);ツロステリド(turosteride);チロシンキナーゼ阻害薬;チルホスチン類;UBC阻害薬;ウベニメクス(ubenimex);尿生殖洞由来成長抑制因子;ウロキナーゼ受容体拮抗薬;バプレオチド(vapreotide);バリオリン(variolin)B;ベクターシステム、赤血球遺伝子治療;ベラレソル(velaresol);ベラミン(veramine);ベルジン類;ベルテポルフィン(verteporfin);ビノレルビン(vinorelbine);ビンキサルチン(vinxaltine);ビタキシン(vitaxin);ボロゾール(vorozole);ザノテロン(zanoterone);ゼニプラチン(zeniplatin);ジラスコルブ(zilascorb);およびジノスタチンスチマラマー(zinostatin stimalamer)。好ましいその他の抗癌薬は5-フルオロウラシルおよびロイコボリン(leucovorin)である。
いくつかの実施形態では、本発明の分子は、変異型Fc領域を含み、1以上の領域内に1以上のアミノ酸改変を有し、該改変は該変異型Fc領域の、FcγRIIBに対する親和性を増大させるが、該変異型Fc領域の、FcγRIIIAおよび/またはFcγRIIAに対する親和性を減少させる。そのような結合特性を有する本発明の分子は、例えば自己免疫疾患または炎症性疾患に関連する免疫応答の阻害のような、免疫応答の制御において有用である。任意の作用機構に拘束されることを意図しないが、FcγRIIBに対する増大した親和性および、FcγRIIIAおよび/またはFcγRIIAに対する減少した親和性を有する本発明の分子は、FcγRの活性化反応を鈍らせ、かつ細胞の反応性の阻害につながる可能性がある。
本発明は、自己免疫疾患および炎症性疾患に対する治療法を提供し、該方法は、FcγRIIBに対する増大した親和性および、FcγRIIIAおよび/またはFcγRIIAに対する減少した親和性を有する変異型Fc領域を持つ分子を、他の治療薬と併せて投与することを含む。免疫応答調節薬の例は、限定されるものでないが、メトトレキセート、エンブレル(ENBREL)、レミケード(REMICADETM)、レフルノミド、シクロホスファミド、シクロスポリンA、およびマクロライド抗生物質(例えば、FK506(タクロリムス))、メチルプレドニゾロン(MP)、コルチコステロイド、ステロイド、ミコフェノール酸モフェチル、ラパマイシン(シロリムス)、ミゾリビン、デオキシスペルグアリン(deoxyspergualin)、ブレキナル(brequinar)、マロノニトリルアミド(例えば、レフルノマイド)、T細胞受容体モジュレーター、およびサイトカイン受容体モジュレーターを含む。
本発明はまた、被験者における感染症の治療または予防の方法を包含し、該方法は、本発明の1種以上の分子の治療上または予防上有効な量を投与することを含む。本発明の分子によって治療または予防し得る感染症は、これに限定されるものではないが、ウイルス、細菌、真菌、原虫、およびウイルスを含む感染因子により引き起こされる。
本発明は、本発明の組成物を用いて、抗原性または免疫原性物質に対する免疫応答を誘発することをさらに包含し、該物質は、限定されるものでないが、癌抗原および感染症抗原(これらの例は後述する)を含む。本発明のワクチン組成物は、それに対する免疫応答が希望されるような1以上の抗原性または免疫原性物質を含み、該1以上の抗原性または免疫原性物質は、FcγRIIIAに対する増大した親和性を有する本発明の変異型抗体によりコートされている。特定の作用機構に拘束されることを意図しないが、FcγRIIIAに対する増大した親和性を有する本発明の変異型抗体による抗原性または免疫原性物質のコーティングは、体液性の、または細胞を介した応答を引き起こすことにより、目的の抗原性または免疫原性物質に対する免疫反応を増強する。本発明のワクチン組成物は、抗原性または免疫原性物質に対する免疫応答、好ましくは防御性免疫応答を引き起こすのに特に有効である。
本発明は、変異型Fc領域を含む本発明の分子(すなわち抗体、ポリペプチド)を含む方法および医薬組成物を提供する。本発明はまた、疾患、障害または感染に関連する1以上の症状を治療、予防、および改善する方法であって、被験者に有効な量の、本発明の融合タンパク質もしくはコンジュゲート分子、または本発明の融合タンパク質もしくはコンジュゲート分子を含む医薬組成物を投与することによる上記方法をさらに提供する。好ましい態様では、抗体、融合タンパク質、またはコンジュゲート分子は、実質的に精製されている(すなわち、その効果を限定するかまたは望ましくない副作用を生じる物質を実質的に含まない)。具体的な実施形態では、被験者は動物、好ましくは哺乳類動物、例えば非霊長類(例えば、ウシ、ブタ、ウマ、ネコ、イヌ、ラットなど)および霊長類(例えば、サル、例えばカニクイザルおよびヒト)である。好ましい実施形態では、被験者はヒトである。また別の好ましい実施形態では、本発明の抗体は被験者と同じ種に由来するものである。
本発明の組成物は、医薬組成物の製造に有用であるバルク薬組成物(例えば、不純なまたは非滅菌の組成物)および単位投与剤形の調製に利用することができる医薬組成物(すなわち、被験者または患者に投与するのに適当である組成物)を含む。そのような組成物は、本明細書中に開示した予防および/または治療薬の予防上または治療上有効な量またはそれらの薬剤と製薬上許容し得る担体との組合せを含む。好ましくは本発明の組成物は、予防上または治療上有効な量の1以上の本発明の分子および製薬上許容される担体を含む。
具体的な実施形態では、本発明の分子をコードする配列を含む核酸を投与して、遺伝子治療法の方法により、疾患、障害、または感染に関連する1以上の症状を治療、予防、または改善する。遺伝子治療法は、発現されたまたは発現されうる核酸の被験体への投与により実施する治療法を意味する。本発明のこの実施形態では、核酸はそのコードした抗体または融合タンパク質を産生して治療または予防効果を媒介する。
本発明は、本発明の分子(すなわち、変異型Fc領域を含む抗体、ポリペプチド)を充填した1以上の容器を含む医薬パックまたはキットを提供する。さらに、疾患の治療に有用な1以上の他の予防または治療薬を、医薬パックまたはキット中に含んでもよい。本発明はまた、本発明の医薬組成物の1以上の成分を充填した1以上の容器を含む医薬パックまたはキットも含む。場合によってはこのような容器に、医薬または生物学的製品の製造、使用または販売を規制する政府当局が指示した形式であって、ヒト投与用の製造、使用または販売行政当局による認可を反映する注意書きを添付してもよい。
本発明の医薬組成物、予防または治療薬の複数の態様は、好ましくは、in vitro、例えば細胞培養系で、および動物モデル生物で、例えばげっ歯類動物モデル系で所望の治療活性について試験した後に、ヒトに使用する。例えば、特定の医薬組成物の投与が適切なものかどうかを確認するために用いることができるアッセイは、細胞培養アッセイを含み、該アッセイにおいては、患者組織サンプルを培養で増殖し、本発明の医薬組成物に曝すかまたは別の方法で接触させ、そして組織サンプルに対するこのような組成物の効果を観察する。組織サンプルは患者から生検により得ることができる。この試験により、個々の患者に対して治療上最も有効な予防または治療分子を同定することができる。様々な具体的実施形態では、in vitroアッセイを、自己免疫性または炎症性障害に関わる細胞型の代表的細胞(例えば、T細胞)を用いて実施し、本発明の医薬組成物がそのような細胞型に対して所望の効果を有するかを確認することができる。
酵母ディスプレイシステムを用いて、突然変異体ヒトIgGl重鎖Fc領域を、各種のFc受容体に対する改変された親和性についてスクリーニングした。特に、突然変異体FcライブラリーをエラープローンPCR(Genemorph, Stratagene)によって作製し、その後、この突然変異体Fcタンパク質をAga2p細胞壁タンパク質に融合させた。これによって、融合タンパク質が細胞外に分泌されて、酵母細胞壁上に提示されるようになった。
材料および方法
可溶性FcγRIIBおよびFcγRIIIAを以下のようにしてクローニングした。ヒトFcγR遺伝子(FcγRIIBおよびFcγRIIIA)のcDNAクローンを得た(Ravetch labより寄贈)。FcγRIIIA遺伝子の可溶性領域(アミノ酸7-203)をPCRによって増幅し(表12)、BamHI/HindIIIで消化し、pET25ベクター(Novagen)中に連結した。このベクターをSalI/NotIで消化し、断片(370)をゲル単離した。ベクターhu3A(J. Ravetchより寄贈)をBamHI/SalIで消化し、FcγRIIIAのN末端を含有する断片(270)を単離した。両断片をBamHI/NotIで切断したpcDNA3中に同時連結し、pcDNA3-FcγRIIIA(アミノ酸1-203)を作製した。FcγRIIBの可溶性領域(アミノ酸33-180)をPCRによって増幅し(表12)、BglII/HindIIIで消化し、pET25b(+)(Novagen)中に連結した。このベクターをBamHI/NotIで消化し、断片(140)をゲル単離した。ベクターhuRIIbl(J. Ravetchより寄贈)をBamHI/EcoRIで消化し、440 bpのN末端FcγRIIB断片を単離した。両断片をBamHI/NotIで切断したpcDNA3中に同時連結し、pcDNA3-FcγRIIB(アミノ酸1-180)を作製した。組換えクローンを293H細胞中にトランスフェクトし、細胞培養物から上清を回収し、IgGセファロースカラムで可溶性組換えFcγR(rFcγR)タンパク質を精製した。
組換え可溶性FcγRIIIA(rFcγRIIIA)および組換え可溶性FcγRIIB(rFcγRIIB)を均質になるまで精製した
組換えFcγRタンパク質の発現およびIgGセファロースカラムでの精製に続いて、SDS-PAGEによって、組換え精製可溶性受容体タンパク質の純度および見かけの分子量を決定した。図1に示すように、可溶性rFcγRIIIA(図1、レーン1)は予測した見かけの分子量が〜35KDaであり、可溶性rFcγRIIB(図1、レーン4)は予測した見かけの分子量が〜20KDaであった。図1に示すように、可溶性rFcγRIIIAは拡散性の「ファジー」バンドとして移動するが、これはFcγRIIIAに通常見られる高度のグリコシル化に起因している(Jefferisら、1995 Immunol Lett. 44, 111-117)。
材料および方法
上記のようにして取得した精製可溶性rFcγRIIIAを、ヒトモノマーまたは凝集IgGに対する直接結合性について、ELISAを用いて分析した。プレートを1X PBS中で一晩、可溶性rFcγRIIIA 10 ngでコーティングした。コーティング後、プレートを1X PBS/0.1% Tween20で3回洗浄した。ヒトIgG(ビオチン化モノマーIgGまたはビオチン化凝集IgGのいずれか)を、0.03 mg/mL〜2 mg/mLの濃度範囲でウェルに添加し、可溶性rFcγRIIIAと結合させた。反応を37℃で1時間行った。プレートを再度1X PBS/0.1% Tween20で3回洗浄した。ヒトIgGの可溶性rFcγRIIIAとの結合を、ストレプトアビジン西洋ワサビペルオキシダーゼコンジュゲートを用いて、650nmでの吸光度をモニターすることにより検出した。650nmでの吸光度は結合した凝集IgGに比例する。
精製組換え可溶性FcγRIIIAは凝集IgGに特異的に結合する。
精製組換え可溶性FcγRIIIAの凝集IgGおよびモノマーIgGとの直接結合を、ELISAアッセイを用いて試験した(図2)。2μg/mlのIgG濃度で、凝集IgGとの強い結合が観察された。しかし、同様の濃度で、モノマーIgGとの結合は検出されなかった。凝集IgGとの結合は、リガンド結合部位をブロックするマウス抗FcγRIIIAモノクローナル抗体である3G8によってブロックされ、このことは、凝集IgGの結合が普通のFcγRIIIAリガンド結合部位を介することを示している(図2)。可溶性rFcγRIIBも特性決定したところ、可溶性rFcγRIIIAと同様の特徴でIgGと結合することが示された(データは示していない)。
材料および方法
AVITAGペプチドに融合させた可溶性FcγRIIIAおよびFcγRIIBの発現のためのプラスミドの構築
可溶性FcγRテトラマー複合体を作製するため、ヒトFcRgIIIA遺伝子の可溶性領域(アミノ酸7-203)をPCRによって増幅し(表12)、BamHI/HindIIIで消化し、pET25b(+)(Novagen)中に連結した。このベクターをSalI/NotIで消化し、アガロースゲル電気泳動によって、370bpの断片を単離した。ベクターhu3A(J.Ravetchより寄贈)をBamHI/SalIで消化し、FcγRIIIAのN末端を含有する270bpの断片を単離した。両断片を、BamHI/NotIで消化しておいたpcDNA3.1(Invitrogen)中に同時連結し、pcDNA3-FcRgIIIA(アミノ酸1-203)を作製した。
可溶性Fc受容体(FcγR)であって、pcDNA3.1中にクローニングしたこのタンパク質のC末端に15アミノ酸のAVITAG配列(Avidity, CO)(Schatz P. J., 1993, Biotechology, 11: 1138-1143)を融合させたものを、リポフェクタミン(Lipofectamine)2000試薬(Invitrogen, CA)を使用して、293H細胞に一時的にトランスフェクトすることによって、作製した。培養物から上清を回収し、この上清をIgGセファロースカラムに通すことによって、可溶性FcγRタンパク質を精製した。可溶性FcγR-AVITAG融合タンパク質の濃度を280nmでの吸光度によって定量した。可溶性FcγRタンパク質上に存在するAVITAGを、ビオチンリガーゼの1つであるE.coli BirA酵素で、製造者のプロトコル(Avidity, CO)に従って、ビオチン化した。タンパク質の分解を防止するため、プロテアーゼ阻害剤混合物(Sigma catalog #P8849)の1:100最終希釈物および最終濃度1mg/mlのロイペプチン(Leupeptin)(Sigma L-8511)を混合物に添加した。このBirA反応物を室温で一晩インキュベートし、その後Biomax 1OK-超遠心分離機(Millipore)を使用し、4℃、3500rpmでの遠心分離によって、溶液を濃縮した。タンパク質をTris-HCl(20mM, pH 8.0)、50mM NaCl中で、FPLC Superdex 200 HR 10/30カラム(Pharmacia Biotech)に付加して、標識した可溶性FcγRを遊離のビオチンから分離した。
約80〜85%のタンパク質がBirA酵素(Avidity, CO)によってビオチン化された。ストレプトアビジンシフトアッセイを用いて、タンパク質のビオチン化の程度を測定した。ビオチン化タンパク質を各種の比率でストレプトアビジン(MW 60,000ダルトン)とともにインキュベートした。ビオチン化の程度を測定するため、非ビオチン化タンパク質単独およびストレプトアビジン単独を対照として含ませた。インキュベーションは氷上、4℃で2時間または一晩、行った。サンプルを、4〜12% SDS-PAGE Bis-Tris(Invitrogen, CA)を用いて、還元剤あり、サンプルの沸騰なしで分析した。ストレプトアビジンと結合したビオチン化タンパク質は高分子量バンドとして移動する。ビオチン化の程度を、サンプル中に残ったモノマータンパク質の量によって評価した。モノマー低分子量体の不在およびストレプトアビジン単独よりも大きい分子量の複合体の存在が、高度のビオチン化を示す。
FcγRテトラマー複合体の形成を、MHCクラスIテトラマー類についてすでに確立されている方法論に従って実施した(Busch, D. H.ら、1998 Immunity 8: 353-362;Altman, J. D. ら、1996, Science 274: 94-96、参照)。ビオチン化モノマーFcγRの濃度を、280nmでの吸光度に基づいて算出した。1分子のストレプトアビジン-フィコエリトリン(SA-PE)(Molecular Probes, OR)は、4分子のビオチンと結合する能力を持っている。SA-PEに対してモノマービオチン化FcγRを5: 1のモル比(5Xモノマービオチン化FcγR:1X SA-PE)を使用して、過剰のビオチン化タンパク質となることを確実にした。SA-PEの算出分子量は300,000ダルトンであり、従って、1mg/mLストレプトアビジン-PE溶液303mLは1ナノモルのSA-PEを含有し、これを5ナノモルのタンパク質に添加した。テトラマータンパク質の効率的な形成には、SA-PEの段階的増加が必要である。4℃、暗所で、SA-PEの半量を最初に添加し、残りのSA-PEを20〜30分毎に少量ずつ添加した。残りのSA-PEの添加の間隔は適宜とする。SA-PEの添加が完了した後、溶液を濃縮し、リン酸緩衝生理食塩液中、pH 7.4で、上記のように、FPLCサイズ除外カラムに付加した。SA-PE単独よりも大きい分子量の空隙容量中に溶出した画分を回収した。タンパク質の分解を防止するため、プロテアーゼ阻害剤を補充した。溶液を濃縮し、保存のため、最終複合体にさらにプロテアーゼ阻害剤を添加した。可溶性FcγRテトラマー複合体の最終濃度を、ビオチン化モノマータンパク質の出発濃度に基づいて算出した。例えば、500μgのビオチン化タンパク質を使用してテトラマー複合体を形成させ、最終濃縮されたテトラマーが500μLの容量である場合、濃度は約1mg/mLであると見積もられる(濃縮中に生じる損失は考慮に入れていない。なぜならば、テトラマー形成の各ステップでどれだけの損失となるかを正確に判定するのは困難だからである。また、PEからの妨害があるので、濃度を測定するために280nmでの吸光度を採用することも不可能である)。長期保存のため、可溶性FcγRテトラマー複合体をプロテ
アーゼ阻害剤とともに-80℃で、少量アリコートに分割した。これらの調製物にアジ化ナトリウムは添加しなかった。なぜならば、このテトラマーを酵母ディスプレイライブラリーのスクリーニングのために使用するからである。1アリコートを融解後、テトラマーを4℃で最大1週間保存した。
ELISAを用いて、テトラマーFcγR複合体を特性決定した。Maxisorb F96ウェルプレート(Nunc)をPBSバッファー中のヒトIgG 25ngでコーティングし、4℃で一晩インキュベートした。プレートをPBS/0.5% BSA/0.1% Tween 20(洗浄および希釈バッファー)で洗浄した後、FcγRIIIAテトラマーおよび試験抗体の混合物を添加して、以下に記載するように、3G8、マウス抗ヒトFcγRIIIA抗体、によるブロッキングを判定した。ブロッキングステップは以下のように実施した: 最終濃度0.5 mg/mlに固定した可溶性FcγRIIIAテトラマーを、バッファー、PBS/0.5% BSA/0.1% Tween 20中、抗体とともに室温で1時間、予備インキュベートした。抗体の最終濃度を60mg/mL〜0.25mg/mLの範囲とした。3G8はマウス抗ヒトFcγRIIIA抗体の1つであり、この実験の目的のためには、キメラ体、すなわち抗体の可変部がマウス抗ヒトFcγRIIIAであり、重鎖および軽鎖の不変部がIgG1ヒト領域からのものを使用した。キメラ体4.4.20.D265Aもこの実験で使用した。これは、抗フルオレセイン抗体であって、そのFc領域の位置265に突然変異を含み、ここでアスパラギン酸がヒトIgGl中のアラニンで置換されているもので、その結果、FCγRとの結合性が低下するようにしたものである。この抗体はすでに特性決定されている(Clynesら、2000, Nat. Med. 6: 443-446;Shieldsら、2001, J. Biol. Chem., 276: 6591-6604を参照)。この抗体を陰性アイソタイプ対照として使用した。
可溶性FcγRIIIAテトラマー複合体は、モノマーヒトIgGに、その正常リガンド結合部位を介して結合する
可溶性FcγRIIIA-AVITAG融合タンパク質を、材料および方法のセクションに記載したように、ELISAアッセイを用いて、作製、単離、および分析し、AVITAGを含まない可溶性FcγRIIIAタンパク質と同様の性質を持つことが示された(データは示していない)。この融合タンパク質を上記のようにビオチン化し、そのテトラマー複合体を作製した。
ELISAアッセイを用いて、可溶性テトラマーFcγRIIIAの凝集ヒトIgGへの直接の結合を評価し、可溶性モノマーFcγRIIIAのモノマーヒトIgGへの結合と比較した。図3Bに示すように、450nmでの吸光度によってモニターすると、可溶性FcγRIIIAテトラマーは、可溶性モノマー受容体よりも大きい結合活性(8〜10倍)でヒトIgGに結合する。
材料および方法
pYDlベクター(Invitrogen)を酵母複製ベクターであるpCT302(Shustaら、2000 Nat. Biotechnol. 18: 754-759)から直接誘導した。これは、T細胞受容体および多数のscFVの提示に使用されて、成功しているものである。このプラスミドはセントロメア性であり、TRP1遺伝子を保有し、trp1酵母菌株中で、1細胞について1〜2のプラスミドの比較的一定の数のコピーを可能にする。ポリリンカー内への特異的クローニングによって、目的の遺伝子をGAL1プロモーターの制御下およびAGA2のフレーム内に置いた。IgG Fcドメインの酵母Aga2pとの融合の結果、Aga2-Fc融合タンパク質の細胞外分泌がもたらされ、それによって内在性細胞壁タンパク質である酵母Agalpタンパク質とのジスルフィド結合を介して、細胞壁上のFcタンパク質の提示をもたらす。
材料および方法
標準的な酢酸リチウム酵母形質転換プロトコル(Gietzら、1992 Nucleic Acids Res. 20: 1425)を用いて、Aga2p-Fc融合タンパク質を含有する構築物、およびどのインサートも欠如している対照ベクター、pYDIを、以下の酵母菌株中に形質転換した:EBY100 (Invitrogen)、MATa ura3-52 trpl leu2Δl his3Δ200 pep4::HIS3 prb1Δ1.6R can1 GAL::GAL-AGA1。その後、トリプトファン原栄養体を規定培地で選択した。グルコース中で増殖後、主要炭素源としてガラクトースを含有する培地中、20℃で、24〜48時間の培養によって、独立した細胞集団の増幅ならびにAgalpおよびAga2p-Fc融合タンパク質の誘導を行った。ガラクトース中での増殖はGAL1プロモーターを介したAga2-Fc融合タンパク質の発現を誘導し、その後このFc融合タンパク質の酵母細胞表面上の提示をもたらす。
Fc融合タンパク質のFACS分析
酵母細胞表面上のFc融合タンパク質の発現を、PE-コンジュゲート化ポリクローナルF(ab)2ヤギ抗ヒトFcγRおよびHP6017(Sigma)抗体(Jackson Immununoresearch Laboratories, Inc.)を用いる免疫染色によって分析した。蛍光顕微鏡観察で、3つのFc融合タンパク質について周辺染色が示された。ベクターのみを保有する対照菌株は、ほとんどまたは全く染色されなかった(データは示していない)。FACS分析を使用して、染色を定量化した(図6)。CH1-CH3融合物を含有する酵母菌株は、両抗体で染色された細胞の割合が最高であることを証明した(図6BおよびF)。GIF227構築物は最大の平均蛍光強度を示した(図6、パネルCおよびG)。
FcおよびFcγRタンパク質の自然な状況では、この受容体は細胞表面上にあり、Fcは可溶性リガンドである。しかし、酵母Fcの表面提示は自然の相互作用の幾何学構造を逆転させる。酵母細胞壁の表面上のIgG1 Fcタンパク質の検出は、FcγRのそのリガンドに対する低親和性と、このディスプレイシステムに固有の逆幾何学構造の両方によって、複雑化する。後者は変更することができないが、リガンドの結合活性は、上に説明したように、可溶性FcγRテトラマー複合体を形成させることによって改良された。これは、酵母細胞壁の表面に発現したFc融合タンパク質へのFcγRの結合の検出を可能にする。
Fc-CH1構築物中のFc断片に隣接するプライマーおよびエラープローンPCR(Genemorph, Stratagene)を使用して、突然変異体Fcライブラリーを構築した。ベクターpYD-CHI中のCH1-CH3インサートを、突然変異誘発PCR(Genemorph, Stratagene)を使用して増幅した。pYD-上流およびpYD-下流プライマー(Invitrogen)を使用して、5反応を実施した。生成した増幅断片をXhoI/BamHIで消化し、pYDl中に連結した。次に、連結反応物をXL10ウルトラコンピテントセル(Stratagene)中に形質転換し、その結果、〜1 x 106形質転換体が得られ、その形質転換体の80%がインサートを含有していた。
材料および方法
Fc突然変異体のスクリーニングのためのELISAアッセイ
ELISAプレート(Nunc F96 MaxiSorp Immunoplate)を、4℃で、50ml/ウェルの炭酸塩バッファー中の0.5mg/ml BSA-FITCでコーティングし、一晩インキュベートした。プレートを1X PBS/0.1% Tween 20(PBST)で3回洗浄した。200ml/ウェルのPBST/0.5% BSAを添加し、プレートを室温で30分間インキュベートした。プレートをPBSTでさらに3回洗浄した。PBST/0.5% BSA中の馴化培地からの、野生型またはFc突然変異体を含有する4-4-20抗体(約3mg/mL、最終濃度0.7〜0.8mg/ウェル)の1: 4希釈物を、50ml/ウェルで添加し、室温で2時間インキュベートした。プレートをPBSTで3回洗浄した。精製し、ビオチン化したモノマーFcγRIIIA 3mg/ml(PBST/0.5% BSA中)をプレートに添加し(50μl/ウェル)、室温で1.5時間インキュベートした。プレートをPBSTで3回洗浄した。PBST/0.5% BSA中のストレプトアビジン-HRP(Pharmacia, RPN 123v)の1: 5000希釈物を、50ml/ウェルで添加し、プレートを室温で30分間インキュベートした。プレートをPBSTで3回洗浄した。次に80ml/ウェルのTMB試薬(BioFX)をプレートに添加し、室温で10〜15分、暗所でインキュベートした。40ml/ウェルの停止溶液(0.18M硫酸)の添加によって、反応を最終的に停止させた。次に、プレートを450nmでの吸光度についてモニターした。この一次スクリーニング後、興味ある候補を、免疫複合体による結合性ELISAで、4-4-20-Fc突然変異体の一連の力価測定によって、さらに確認した。このELISA中、2〜3の改変を行った。プレートのコーティングのため、2mg/ml BSA-FITCを使用した。IgG定量結果に基づいて、PBST-/0.5% BSA中で希釈した、馴化培地からの4-4-20Fc(野生型または突然変異体)を、1、0.5、0.25、0.125、0.063、および0mg/mlの最終濃度で添加した。
細胞を、グルコースを含む少なくとも10mlのHSM-Trp-Ura pH 5.5中で16〜24時間、またはOD600が2.0を超えるまで、増殖させた。細胞を〜2000 rpmで5分間遠心沈殿させた。細胞を、ガラクトースを含む等容量のHSM-Trp-Ura、pH 7.0中に再懸濁した。125mlフラスコ中で、ガラクトース培地36mlを添加し、培養物9mlを接種し、振盪しながら20℃で24〜48時間インキュベートした。8〜16時間間隔でOD600を測定することによって、増殖をモニターした。2Krpm、5分間の遠心沈殿で細胞を回収し、等容量の1XPBS、pH 7.4中に再懸濁させた。
適切な量の細胞を、過剰のリガンドを維持しながら、インキュベートした。例えば、ライブラリーの10倍の割合を確実にするために必要な数の細胞で開始するのが好ましい。107形質転換体を含有するライブラリーについての一次選別のためには、108細胞を使用すべきである。実際上は、染色プロトコル中の損失を補填するため、109細胞で開始するのが最良である。
Fc突然変異体のFACS分析
ガラクトース培地での誘導後、細胞を回収し、可溶性FcγRIIIAテトラマー複合体-PE標識物およびマウス抗ヒトFcのF(ab2)-FITC標識物とともに同時染色した(Jackson Immunoresearch Laboratories, Inc.)。細胞をFACSによって分析し、選別ゲートを使用して、細胞表面上のFc発現の量に比較して、可溶性FcγRIIIAテトラマー複合体に対して最高の親和性を示す細胞を選択した(図9)。例えば、可溶性FcγRIIIAテトラマー複合体により良好に結合する突然変異体Fcを含有する細胞でも、酵母細胞表面上ではFc融合タンパク質をわずかしか発現しないかも知れず、その細胞は選別ゲートの下方左側の隅に置かれることになる。
酵母系中での突然変異体の単離および分析によって、新規突然変異体対立遺伝子の迅速な同定が可能になる。突然変異体を単離するための異種系の使用は、誤った折りたたみをもたらす改変、または酵母に特異的なグリコシル化の改変によって、結合性を増大させる突然変異の同定をもたらしうる。ヒト細胞中で産生される免疫グロブリン分子中のFc突然変異を分析するため、突然変異体を、抗フルオレセインモノクローナル抗体、4-4-20の重鎖を含有する哺乳動物発現ベクター中にサブクローニングした(Kranzら、1982 J. Biol. Chem, 257(12): 6987-6995)。突然変異体4-4-20重鎖をヒト腎細胞系統(293H)中で一時的に軽鎖クローンと同時発現させ、上清を回収して、ELISAによって分析した(図11)。
エフェクター細胞の調製:
正常ヒト末梢血(Biowhittaker/Poietics,1W-406)から、Ficoll-Paque(Pharmacia, 17-1440-02)密度勾配遠心分離によって末梢血単核細胞(PBMC)を精製した。血液を同日に環境温度で移送し、PBSおよびグルコース(1g/1L)中で1:1に希釈し、15mLコニカルチューブ(3mL Ficoll;4mL PBS/血液)または50mLコニカルチューブ(15mL:Ficoll;20mL PBS/血液)中のFicollに重層した。1500rpm(400rcf)、室温で40分間遠心分離した。PBMC層を取り出し(50mL コニカルチューブから約4〜6mL)、50mLコニカルチューブ中でPBS(Ca2+もMg2+も含有しない)中1:10に希釈し、さらに室温で10分間、1200rpm(250rcf)で遠心沈殿させた。上清を除去し、ペレットをPBS(Ca2+もMg2+も含有しない)10〜12mLに再懸濁させ、15mLコニカルチューブに移し、さらに室温で10分間、1200rpmで遠心沈殿させた。上清を除去し、ペレットを最少容量(1〜2mL)の培地(Isocove培地(IMDM) + 10%ウシ胎仔血清(FBS)、4mM Gln、ペニシリン/ストレプトマイシン(P/S))に再懸濁させた。再懸濁させたPBMCをADCCアッセイのために適切な容量に希釈した;2倍希釈物についてELISA 96ウェルプレート(Nunc F96 MaxiSorp Immunoplate)中で実施した。PBMCの収量は全血40〜50mLにつき約3〜5x107細胞であった。
このアッセイで使用した標的細胞は以下のものであり:SK-BR-3(ATCC受託番号 HTB-30;Trempeら、1976, Cancer Res. 33-41)、Raji(ATCC受託番号 CCL-86;Epsteinら、1965, J. Natl. Cancer Inst. 34: 231-40)、またはDaudi細胞(ATCC受託番号 CCL-213;Kleinら、1968, Cancer Res. 28: 1300-10)(IMDM培地0.5mL中に再懸濁させる)、これらをユーロピウムキレートビス(アセトキシメチル)2,2’’:6',2’’テルピリジン6,6'ジカルボキシラート(BATDA試薬;Perkin Elmer DELFIA試薬;C136-100)で標識した。K562細胞(ATCC受託番号CCL-243)をNK活性についての対照細胞として使用した。DaudiおよびRaji細胞を遠心沈殿させた。SK-BR-3細胞を37℃、5% C02中で2〜5分間トリプシン処理し、培地を中和した後、200〜350Gで遠心沈殿させた。このアッセイで使用した標的細胞の数は約4〜5x106細胞であり、5x106を超えることはなかった。なぜならば、標識効率は2x106細胞ほどの数で最善であったからである。細胞を遠心沈殿させた後、培地を15mL Falconチューブ中で0.5mLまで吸引除去した。BATDA試薬2.5μlを添加し、混合物を37℃、5%C02中で30分間インキュベートした。細胞をlOmLのPBSおよび0.125mMスルフィンピラゾール(“SP”;SIGMA S-9509)で2回、そしてアッセイ培地(細胞培地 + 0.125 mMスルフィンピラゾール)10mLで2回、洗浄した。細胞をアッセイ培地1mLに再懸濁させ、計数して、希釈した。
標的細胞を上記のように調製した後、これを適切な抗体によってオプソニン化した。Fc変異型の場合、50μLの1x105細胞/mLを、2x濃度のFc変異型保有抗体に添加した。最終濃度は以下の通りである:Ch-4-4-20の最終濃度は0.5〜1μg/mL;およびCh4D5の最終濃度は30ng/mL〜1ng/mL。
上記のようにして、変異型Fc領域を、抗フルオレセインモノクローナル抗体、4-4-20の重鎖を含有する哺乳動物発現ベクター(Kranzら、1982 J. Biol. Chem. 257 (12): 6987-6995)中にサブクローニングした。ヒト腎細胞系統(293H)中で、変異型4-4-20重鎖を軽鎖クローンとともに一時的共発現させた。上清を回収し、ADCCアッセイを使用して分析した。図12は、突然変異体のADCC活性が濃度依存性であることを示している。表8に総括したように、5種の変異型Fc領域を持つ免疫グロブリンが、野生型ch 4-4-20に比較して、増大したADCC活性を持っていた。その5種の突然変異体は以下のものである:MGFc-27(G316D, A378V, D399E);MGFc-31(P247L, N421K);MGFc-10(K288N, A330S, P396L);MGFc-28(N315I, V379M, T394M);MGFc-29(F243I, V379L, G420V)。
Fc突然変異体を保有するch4-4-20抗体のFcγRIIIAおよびFcγRIIBへの結合性の速度論的パラメーターを、BIAcoreアッセイ(BIAcore 装置1000, BIAcore Inc., Piscataway, N. J.)を用いて分析した。このアッセイで使用したFcγRIIIAは、上記セクション6.2に記載した、リンカー-AVITAG配列に連結させたFcγRIIIAの細胞外領域である、可溶性モノマータンパク質である。このアッセイで使用したFcγRIIBは、以下に記載された方法論に従って調製した、可溶性ダイマータンパク質である:米国仮出願 No. 60/439,709(2003年1月13日出願、参照により本明細書中に組み入れる)。簡単に述べると、使用したFcγRIIBはヒトIgG2のヒンジ-CH2-CH3ドメインに融合させたFcγRIIBの細胞外ドメインである。
図14は、BSA-FTIC-固定化したセンサーチップ上の、突然変異体Fc領域を持つch 4-4-20抗体の捕捉を示す。BSA-FITC表面上に、濃度約20μg/mLの抗体6μLを、5μL/分で注入した。図15は、変異型Fc領域を保有するch-4-4-20抗体へのFcγRIIIAのリアルタイム結合のセンソグラム(sensogram)である。FcγRIIIAの結合について200nMの濃度で分析し、共鳴シグナル応答を、野生型ch-4-4-20抗体について取得した応答のレベルで標準化した。FcγRIIIAのch-4-4-20抗体への結合についての速度論的パラメーターを、2種のFcγRIIIA濃度、200および800nMで取得したデータにフィットさせることにより取得した(図16)。実線は、解離曲線について32〜34秒の間隔において算出したKoff値に基づいて取得した、会合フィットを表す。KDおよびKoffは、使用した2種のFcγRIIIA濃度から算出した。図17は、変異型Fc領域を保有するch-4-4-20抗体へのFcγRIIB-Fc融合タンパク質のリアルタイム結合のセンソグラムである。FcγRIIB-Fc融合タンパク質の結合を200nMの濃度で分析し、共鳴シグナル応答を、野生型ch-4-4-20抗体について取得した応答のレベルで標準化した。FcγRIIB-Fc融合タンパク質のch-4-4-20抗体への結合についての速度論的パラメーターを、2種のFcγRIIB-Fc融合タンパク質濃度、200および400nMで取得したデータにフィットさせることによって、取得した(図18)。実線は、解離曲線について32〜34秒の間隔においてで算出したKoff値に基づいて取得した、会合フィットを表す。KDおよびKoffは、使用した2種のFcγRIIB-Fc融合タンパク質濃度から算出した。
以下の突然変異体スクリーニングは、FcγRIIIAに対して向上した結合性およびFcγRIIBに対して低下した結合性を示す、別のセットの突然変異体の同定を目指したものである。選択されたFc変異型の二次スクリーニングをELISAによって実施した後、4-4-20系中でADCCについて試験した。突然変異体は、標的としてフルオレセインでコーティングしたSK-BR3細胞およびエフェクター細胞集団としてヒトドナーから単離したPBMCを使用して、主として4-4-20を介してADCCを媒介するその能力に基づいて選択した。次に、ADCCで相対的増強、例えば2倍の強化、を示したFc突然変異体を抗HER2/neuまたは抗CD20 chAb中にクローニングし、標的として適切な腫瘍細胞を使用するADCCアッセイで試験した。この突然変異体をBIAcoreによって分析して、その相対的Koffを測定した。
このスクリーニングの目的は、FcγRIIBと結合しなくなったか、FcγRIIBに対して低下した結合性を示すFc突然変異体の同定である。10倍過剰のナイーブライブラリー(〜107細胞)を、FcγRIIBでコーティングした磁気ビーズ("My One", Dynal)とともにインキュベートした。混合物を含有する試験管を磁場に置くことによって、ビーズに結合した酵母を非結合画分から分離した。ビーズと結合しなかった酵母細胞を取り出し、新鮮な培地に入れた。これを次に、FcγRIIIAでコーティングしたビーズと結合させた。混合物を含有する試験管を磁場に置くことによって、ビーズに結合した酵母を非結合画分から分離した。ビーズと結合しなかった酵母細胞を除去し、ビーズに結合した酵母を激しいボルテックス混合によって取り出した。回収した細胞をグルコース含有培地で再増殖させ、ガラクトースを含有する選択培地で再誘導した。この選択工程を反復した。その後、最終培養物を使用して、DNAを回収した。Fcドメインを含有するインサートをPCRによって増幅し、4-4-20中にクローニングした。4-4-20 ELISAおよびADCCアッセイによって、約90のFc突然変異体をスクリーニングした。得られた陽性突然変異体を表19に示す。
一次ライブラリースクリーニングで、396位での、プロリンからロイシンへのアミノ酸の変化がある突然変異(P396L)が同定された。このFc変異体はFcγRIIIAおよびFcγRIIBの両方に対して増大した結合性を示した。基準としてP396Lを使用し、第2のライブラリーを構築した。PCR突然変異誘発を使用して、それぞれがP396L突然変異を含有しかつその他のヌクレオチド変化を持つ〜107の突然変異体を作製した。2セットの条件を使用して、P396Lライブラリーをスクリーニングした。
スクリーニング1からのFc変異型の分析は、二次スクリーニングで選択された突然変異体がFcγRIIIAおよびFcγRIIBの両方に対して改善された結合性を持つことを示した。従って、このデータから、確立された条件下での磁気ビーズ(固相)を用いた一連の枯渇および選択は、FcγRIIIAおよびFcγRIIBに対する示差的結合についての効果的な選択ではないことが示唆された。従って、FcγRIIIAと結合するがFcγRIIBとは結合性が低下するかまたは結合しない突然変異体についてより効果的にスクリーニングするために、固相FcγRIIB枯渇ステップを、FACSによるFcγRIIIA選択と組み合わせた。この組合せにより、野生型Fcより大きいか同等の親和性でFcγRIIIAに結合するFc変異体が同定された。
IgGl Fcドメインについて異なる結合親和性を持つ、FcγRIIIA受容体の2種の対立遺伝子が存在する(Koeneら、1997, Blood 90: 1109-1114;Wuら、1997, J. Clin. Invest. 100: 1059-70)。158F対立遺伝子は158V対立遺伝子よりも5〜10倍低い結合定数でFcドメインと結合する。以前には、酵母ディスプレイを使用するFcスクリーニングはすべて、この高結合性158V対立遺伝子をリガンドとして使用して行われた。この実験では、ビオチン化FcγRIIIA158F-リンカー-avitagモノマーをリガンドとして使用して、FcγRIIB枯渇酵母集団からFc突然変異体を選択した。上位0.25%のFcγRIIIA 158F結合体を選択するように、選別ゲートを設定した。得られた富化集団をFACSによって分析した(図22B)。次に個々のクローンを単離し、別種のFcγRに対するその結合性をFACSによって分析した(図22B)。この集団からの個々のクローンの分析の結果、5つの突然変異を保有する1個の突然変異体、MgFc67(V284M, S298N, K334E, R355W, R416S)が同定された。これらはFcγRIIIAに対して増大した結合性とFcγRIIBに対して低下した結合性を有していた。
上記のスクリーニングで選択された突然変異体を、次に、標準的ADCCアッセイを用いて分析して、Fc突然変異体を持つch4-4-20により媒介される溶解の相対比率を測定した。上記の方法を使用して、Fc変異型を保有するch4-4-20抗体を構築した。標的としてSK-BR3細胞を使用し、そしてエフェクター細胞は上記(セクション6.7)のようにFicoll勾配を使用してドナーから単離したPBMCとした。この突然変異体のADCC活性の結果を表23に総括する。
上記のスクリーニングで選択した突然変異体をBIAcoreによって分析し、FcγRIIIA(158V)およびFcγRIIBへの結合についての速度論的パラメーターを決定した。使用した方法は上記セクション6.8に開示したものと同様である。
材料および方法
FcγRIIIAに対する結合の向上を示すFc変異体を、60:1のエフェクター細胞:標的細胞の比を用いて、PBMCに基づくADCCにより試験した。2つの異なる腫瘍モデル系、SK-BR3(抗HER2/neu)とDaudi(抗CD20)を標的として用いた。各変異体について比溶解パーセントを定量した。線形回帰分析を使用してデータをプロットし、最大溶解パーセントを100%に設定した。
Fc変異体は、SK BR3細胞においてPBMC介在性ADCC活性の向上を示した(図27)。プロットは、標準的なADCCアッセイの線形回帰分析を示す。抗体は、エフェクター細胞:標的細胞の比を75:1として3 logにわたって抗体価を測定した。溶解%=(実験上の放出-SR)/(MR-SR)×100。
マウスの腫瘍モデルにおいて、FcγR依存性腫瘍細胞死滅は、マクロファージとNK細胞により媒介される(Clynesら, 1998, PNAS USA, 95: 652-6)。分離された(elutriated)ドナー由来の単球をエフェクター細胞として用いて、Fc変異体がADCCアッセイにおいて標的細胞の細胞傷害を開始する効率を分析した。FcγRI、FcγR3AおよびFcγR2Bの発現パターンは、様々な増殖条件の影響を受ける。異なるサイトカインの組合せおよびヒト血清を含有する培地で培養し、凍結した単球からのFcγR発現は、FcR特異的モノクローナル抗体を用いてFACSにより試験した(図29)。培養細胞をFcγR特異的抗体で染色し、FACSにより解析してMDM FcγRプロファイルを決定した。マクロファージのin vivoでのFcγR発現を最も良く模倣した条件、すなわち、CD16とCD32Bとを発現する細胞の最大画分を示した条件を、単球由来マクロファージ(MDM)に基づくADCCアッセイで用いた。図29の実験の場合には、分離して凍結した単球を、M-CSF(条件1)またはGM-CSF(条件2)のいずれかを含有する20%FBSおよびDMEM中で8日間増殖させた。図30の実験の場合には、分離して凍結した単球を、ADCCアッセイの前に、GM-CSF、IL-2およびIFNγを含有する20%FBSおよびDMEM中で2日間培養した。高レベルのCD16とCD32Bの発現を可能にする無血清条件も開発されている(データは示さず)。簡単に言えば、精製した単球を、GM-CSF、M-CSF、IL-6、IL-10、およびIL-1βを含有するMacrophage-SFM(Invitrogen)中で6〜8日間増殖させた。これらの培養物中のCD32B+/CD16+細胞の出現率は、サイトカインの混合物を用いる場合に最も高くなるが、2つ以上のサイトカインの組合せもFcγR発現を高める(M-CSF/IL-6、M-CSF/IL-10;またはM-CSF/IL-1β)。ADCCアッセイについては、IFNγを最後の24〜48時間にわたり添加する。
Fc変異体はもともと、FcγRIIIAに対する結合の増大に基づいて同定された。その後、これらの変異体は、全ての低親和性受容体に対する改善された親和性、また多くの場合、PBMCにより媒介されるADCC活性の向上が確認された。in vivoの抗体介在性細胞傷害は、複数の機構を通じて起こり得る。ADCCに加えて、可能性のある他の機構の例としては、補体依存性細胞傷害(CDC)とアポトーシスがある。C1qと免疫グロブリンのFc領域との結合は、CDCによる細胞溶解を引き起こすカスケードとして開始する。C1qとFcとの相互作用は、一連のFc変異体において研究されている。これらの実験の結果は、C1qと低親和性FcRがFcの重複した領域に結合するものの、Fc内の接触残基そのものは様々であることを示す。
CDCアッセイは、抗CD20および標的としてのDaudi細胞を用いてFc変異体を試験するために使用した。補体の供給源としてモルモット血清を用いた(US Biological)。CDCアッセイはPBMCに基づくADCCと同様に行った。標的細胞にユーロピウムを負荷し、Ch MAbを用いてオプソニン化した。しかし、エフェクター細胞の代わりに、補体であるモルモット血清を添加した。図31はアッセイのフローチャートを示す。3桁にわたって抗CD20 ChMabの抗体価を測定した。溶解%を算出した。Daudi細胞(3×106)をBADTA試薬で標識した。1×104細胞を96ウェルプレートに分注した。抗体は、3倍希釈を用いてウェル中で測定した。オプソニン化反応は、37℃で30〜40分間、5%CO2中で進行させた。モルモット血清を添加して、最終濃度を20%とした。反応は、37℃で3.5時間、5%CO2中で進行させた。その後、100μlの細胞培養培地を反応に加え、細胞を遠心沈降させた。検出のため、20μlの上清を200μlのユーロピウム溶液に加え、プレートをVictor2(Wallac)で読み取った。
活性化FcRまたはC1qに対する結合の向上を示す変異体は全て、CDCアッセイにかけた(図32)。FcγRIIIAに対する結合の増大を示したFc変異体はまた、補体活性の向上も示した。各変異体は、野生型と比べて補体活性の増大を示す。試験した変異体は二重変異体である。いずれの場合にも、存在している変異の1つはP396Lである。
FcγRIIBに対する結合を低下させ、かつFcγRIIA 131Hに対する結合を増大させるFc変異体の選択に基づいて、D270Eを含む多くの変異を同定した。各変異は、低親和性Fc受容体およびそれらの対立遺伝子変異体に対する結合性について個別に試験した。
表26および表27ならびに図36および図37に示されるように、D270E変異の付加は、FcγRIIIAおよびFcγRIIA H131結合を高め、FcγRIIBに対する結合を低下させる。図38は、変異体の選択のためCD32A H131H結合を測定したときのKoffに対するMDM ADCCデータのプロットを示す。
Claims (104)
- 変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、該変異型Fc領域は野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記ポリペプチドは野生型Fc領域を含むポリペプチドと比較して変化した親和性でFcγRと結合し、ただし、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変は、単独で255位、258位、267位、269位、270位、276位、278位、280位、283位、285位、289位、292位、293位、294位、295位、296位、300位、303位、305位、307位、309位、322位、329位、332位、331位、337位、338位、340位、373位、376位、416位、419位、434位、435位、437位、438位および439位のいずれかでの置換ではなく、また、256位、290位、298位、312位、333位、334位、359位、360位、326位もしくは430位のいずれにもアラニンを、330位にリシンを、339位にスレオニンを、320位にメチオニンを、326位にセリンを、326位にアスパラギンを、326位にアスパラギン酸を、326位にグルタミン酸を、334位にグルタミンを、334位にグルタミン酸を、334位にメチオニンを、334位にヒスチジンを、334位にバリンを、334位にロイシンを、335位にリシンを、268位にアスパラギンを、272位にグルタミンを、286位にグルタミン、セリンもしくはアスパラギン酸を、290位にセリンを、320位にメチオニン、グルタミン、グルタミン酸もしくはアルギニンを、322位にグルタミン酸を、326位にセリン、グルタミン酸もしくはアスパラギン酸を、330位にリシンを、335位にグルタミンを、または301位にメチオニンを有しないものである、前記ポリペプチド。
- 変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、該変異型Fc領域は野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記ポリペプチドは野生型Fc領域を含む対応するポリペプチドがFcγRIIIAと結合するよりも高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合し、ただし、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変は、単独で329位、331位または332位での置換ではなく、また、256位、290位、298位、312位、326位、333位、334位、359位、360位もしくは430位のいずれにもアラニンを、330位にリシンを、339位にスレオニンを、320位にメチオニンを、326位にセリンを、326位にアスパラギンを、326位にアスパラギン酸を、326位にグルタミン酸を、334位にグルタミンを、334位にグルタミン酸を、334位にメチオニンを、334位にヒスチジンを、334位にバリンを、330位にリシンを、335位にリシンを、または334位にロイシンを有しないものである、前記ポリペプチド。
- 前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が、以下の群から選択される置換のセットを含む、請求項2に記載のポリペプチド:
339位でのバリンおよび347位でのヒスチジンによる置換、251位でのプロリンおよび415位でのイソロイシンによる置換、185位でのメチオニン、218位でのアスパラギン、292位でのロイシンおよび399位でのグルタミン酸による置換、290位でのプロリンおよび142位でのプロリンによる置換、141位でのバリン、268位でのロイシン、288位でのグルタミン酸および291位でのセリンによる置換、133位でのメチオニン、149位でのチロシン、205位でのグルタミン酸、334位でのアスパラギンおよび384位でのリシンによる置換、125位でのロイシン、215位でのイソロイシンおよび408位でのイソロイシンによる置換、395位でのイソロイシンによる置換、247位でのヒスチジンによる置換、396位でのヒスチジンによる置換、392位でのアルギニンによる置換、415位でのイソロイシンおよび251位でのフェニルアラニンによる置換、301位でのシステイン、252位でのロイシンおよび192位でのスレオニンによる置換、315位でのイソロイシンによる置換、132位でのイソロイシンによる置換、162位でのバリンによる置換、348位でのメチオニン、334位でのアスパラギン、275位でのイソロイシン、202位でのメチオニンおよび147位でのスレオニンによる置換、310位でのチロシン、289位でのアラニンおよび337位でのグルタミン酸による置換、119位でのフェニルアラニン、371位でのセリン、407位でのバリンおよび258位でのアスパラギン酸による置換、409位でのアルギニンおよび166位でのアスパラギンによる置換、408位でのイソロイシン、215位でのイソロイシンおよび125位でのイソロイシンによる置換、396位でのロイシンによる置換、385位でのグルタミン酸および247位でのヒスチジンによる置換、379位でのメチオニンによる置換、219位でのチロシンによる置換、282位でのメチオニンによる置換、276位でのイソロイシン、334位でのアスパラギンおよび348位でのメチオニンによる置換、401位でのバリンによる置換、280位でのロイシンおよび395位でのセリンによる置換、
222位でのアスパラギンによる置換、246位でのスレオニンおよび319位でのフェニルアラニンによる置換、243位でのイソロイシンおよび379位でのロイシンによる置換、246位でのスレオニンおよび396位でのヒスチジンによる置換、268位でのアスパラギン酸および318位でのアスパラギン酸による置換、288位でのアスパラギン、330位でのセリン、および396位でのロイシンによる置換、243位でのロイシン、255位でのロイシンおよび318位でのリシンによる置換、334位でのグルタミン酸、359位でのアスパラギンおよび366位でのセリンによる置換、377位でのフェニルアラニンによる置換、334位でのイソロイシンによる置換、244位でのヒスチジン、358位でのメチオニン、379位でのメチオニン、384位でのリシンおよび378位でのメチオニンによる置換、247位でのロイシンによる置換、217位でのセリン、378位でのバリンおよび408位でのアルギニンによる置換、247位でのロイシン、253位でのアスパラギンおよび334位でのアスパラギンによる置換、288位でのメチオニンおよび334位でのグルタミン酸による置換、334位でのグルタミン酸および380位でのアスパラギン酸による置換、256位でのセリン、305位でのイソロイシン、334位でのグルタミン酸および390位でのセリンによる置換、372位でのチロシンによる置換、246位でのイソロイシンおよび334位でのアスパラギンによる置換、335位でのアスパラギン、370位でのグルタミン酸、378位でのグルタミン酸、394位でのメチオニンおよび424位でのロイシンによる置換、320位でのグルタミン酸および326位でのグルタミン酸による置換、224位でのロイシンによる置換、375位でのシステインおよび396位でのロイシンによる置換、233位でのアスパラギン酸および334位でのグルタミン酸による置換、および334位でのグルタミン酸、359位でのアスパラギン、366位でのセリンおよび386位でのアルギニンによる置換。 - 変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、該変異型Fc領域は野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記ポリペプチドは、野生型Fc領域を含む対応するポリペプチドがFcγRIIIAと結合するよりも高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合し、さらに、前記ポリペプチドは、野生型Fc領域を含む対応するポリペプチドがFcγRIIBと結合するよりも低い親和性でFcγRIIBと特異的に結合し、ただし、前記変異型Fc領域は256位、298位、333位または334位のいずれにもアラニンを有しないものである、前記ポリペプチド。
- 前記改変が、Fc領域における少なくとも1つのアミノ酸置換を含む、請求項1または2に記載のポリペプチド。
- 前記アミノ酸の改変が、Fc領域のCH2ドメインにおける少なくとも1つのアミノ酸の改変を含む、請求項1または2に記載のポリペプチド。
- 前記アミノ酸の改変が、247位のプロリンからその位置での別のアミノ酸による置換を含む、請求項6に記載のポリペプチド。
- 前記アミノ酸の改変が、Fc領域のCH3ドメインにおける少なくとも1つのアミノ酸の改変を含む、請求項1または2に記載のポリペプチド。
- 前記アミノ酸の改変が、396位での別のアミノ酸による置換を含む、請求項8に記載のポリペプチド。
- 前記アミノ酸の改変が、Fc領域のCH2ドメインにおける少なくとも1つのアミノ酸の改変、およびCH3ドメインにおける少なくとも1つのアミノ酸の改変を含む、請求項1または2に記載のポリペプチド。
- 前記CH2ドメインにおけるアミノ酸の改変が、251位、292位、268位、288位、291位または247位での別のアミノ酸による置換を含む、請求項6に記載のポリペプチド。
- 前記CH3ドメインにおけるアミノ酸の改変が、347位、415位、399位、383位、384位、407位、395位または396位での別のアミノ酸による置換を含む、請求項8に記載のポリペプチド。
- 前記Fc領域のヒンジ領域における少なくとも1つのアミノ酸の改変をさらに含む、請求項10に記載のポリペプチド。
- 前記アミノ酸の改変が、Fc領域のヒンジ領域における少なくとも1つのアミノ酸の改変を含む、請求項1または2に記載のポリペプチド。
- 前記改変の前のポリペプチドのFc領域が、ヒトIgG Fc領域である、請求項1、2または4のいずれかに記載のポリペプチド。
- 前記ヒトIgG Fc領域が、ヒトIgG1、IgG2、IgG3またはIgG4 Fc領域である、請求項15に記載のポリペプチド。
- 前記ポリペプチドが抗体である、請求項1または2に記載のポリペプチド。
- 変異型Fc領域を含む抗体であって、該変異型Fc領域は、野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記抗体は、野生型Fc領域を含む対応する抗体がFcγRIIIAと結合するよりも高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合し、さらに、前記抗体は、野生型Fc領域を含む対応する抗体がFcγRIIBと結合するよりも低い親和性でFcγRIIBと特異的に結合し、ただし、前記変異型Fc領域は、256位、298位、333位または334位のいずれにもアラニンを有しないものである、前記抗体。
- 前記抗体が、モノクローナル抗体、ヒト化抗体またはヒト抗体である、請求項17に記載の抗体。
- 請求項1または2に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸。
- 請求項20に記載の核酸を含むベクター。
- 発現ベクターである、請求項21に記載のベクター。
- 請求項22に記載の核酸を含む、宿主細胞。
- 請求項1または2に記載のポリペプチドを組換え技術で作製する方法であって、(i)前記ポリペプチドをコードする核酸を含む宿主細胞を、前記ポリペプチドの発現に適した条件下で培地にて培養すること、および(ii)前記培地から前記ポリペプチドを回収すること、を含む前記方法。
- 前記抗体が、野生型Fc領域を含む対応する抗体がFcγRIIIAと結合するよりも少なくとも2倍高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合する、請求項17または18に記載の抗体。
- 癌抗原と特異的に結合する治療用抗体であって、前記治療用抗体は変異型Fc領域を含み、ここで、該変異型Fc領域は、野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記治療用抗体は、野生型Fc領域を含む対応する治療用抗体がFcγRIIIAと結合するよりも高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合し、ただし、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変は、単独で329位、331位または332位での置換ではなく、また、256位、290位、298位、312位、333位、334位、359位、360位または430位のいずれにもアラニンを、330位にリシンを、339位にスレオニンを、320位にメチオニンを、326位にセリンを、326位にアスパラギンを、326位にアスパラギン酸を、326位にグルタミン酸を、334位にグルタミンを、334位にグルタミン酸を、334位にメチオニンを、334位にヒスチジンを、334位にバリンを、または334位にロイシンを有しないものである、前記治療用抗体。
- 癌抗原と特異的に結合する治療用抗体であって、該治療用抗体は変異型Fc領域を含み、該変異型Fc領域は、野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記治療用抗体は、野生型Fc領域を含む対応する抗体がFcγRIIIAと結合するよりも高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合し、さらに、前記治療用抗体は、野生型Fc領域を含む治療用抗体がFcγRIIBと結合するよりも低い親和性でFcγRIIBと特異的に結合し、ただし、前記変異型Fc領域は単独で256位、298位、333位または334位のいずれにもアラニンを有しないものである、前記治療用抗体。
- 前記治療用抗体が、抗体依存性細胞傷害を、野生型Fc領域を含む治療用抗体よりも2倍効率的に媒介する、請求項26または27に記載の治療用抗体。
- 前記治療用抗体が、Herceptin(登録商標)、Rituxan(登録商標)、IC14、PANOREXTM、IMC−225、VITAXINTM、Campath 1H/LDP−03、LYMPHOCIDETMまたはZEVLINTMである、請求項26または27に記載の治療用抗体。
- 前記癌抗原が、MAGE−1、MAGE−3、BAGE、GAGE−1、GAGE−2、N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ、p15、β−カテニン、MUM−1、CDK4、HER−2/neu、ヒトパピローマウイルス−E6、ヒトパピローマウイルス−E7またはMUC−1である、請求項26または27に記載の治療用抗体。
- 癌抗原により特徴づけられる癌を有する患者において癌を治療する方法であって、前記患者に、治療に有効な量の請求項26または27に記載の治療用抗体を投与することを含む、前記方法。
- 前記癌抗原が、MAGE−1、MAGE−3、BAGE、GAGE−1、GAGE−2、N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ、p15、β−カテニン、MUM−1、CDK4、HER−2/neu、ヒトパピローマウイルス−E6、ヒトパピローマウイルス−E7またはMUC−1である、請求項31に記載の方法。
- 前記癌抗原が、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、子宮頸癌または膵臓癌抗原である、請求項31に記載の方法。
- 1以上の別の癌治療を施すことをさらに含む、請求項31に記載の方法。
- 前記別の癌治療が、化学療法、免疫療法、放射線療法、ホルモン療法または手術からなる群から選択される、請求項34に記載の方法。
- 前記患者がヒトである、請求項31に記載の方法。
- 治療に有効な量の1種以上の請求項1または2に記載のポリペプチドおよび製薬上許容される担体を含む、医薬組成物。
- 治療に有効な量の1種以上の請求項17または18に記載の抗体および製薬上許容される担体を含む、医薬組成物。
- 治療に有効な量の1種以上の請求項26または27に記載の治療用抗体および製薬上許容される担体を含む、医薬組成物。
- 1種以上の別の抗癌剤をさらに含む、請求項26または27に記載の医薬組成物。
- 前記抗癌剤が、化学治療剤、放射線治療剤、ホルモン治療剤または免疫治療剤である、請求項40に記載の医薬組成物。
- 請求項17または18に記載の抗体の重鎖をコードするヌクレオチド配列を含む、核酸。
- 請求項42に記載の核酸を含む、ベクター。
- 発現ベクターである、請求項43に記載のベクター。
- 請求項44に記載の核酸を含む、宿主細胞。
- 請求項17または18に記載の抗体を組換え技術で作製する方法であって、(i)前記抗体をコードする核酸を含む宿主細胞を、前記抗体の発現に適した条件下で培地にて培養すること、および(ii)前記培地から抗体を回収すること、を含む方法。
- テトラマーFcγR複合体を作製する方法であって、該テトラマー複合体は、モノマーFcγRのFc領域に対する親和性と比較して、増大したFc領域に対する親和性を有するものであり、以下のステップ:
(a)15アミノ酸のAVITAG配列が、FcγRの可溶性領域と機能的に連結されるように、融合タンパク質を作製すること、
(b)ステップ(a)で作製したタンパク質をビオチン化すること、
(c)ステップ(b)で作製したビオチン化タンパク質とストレプトアビジン−フィコエリトリンを適切なモル比で混合すること、
を含んでなり、その結果として、テトラマーFcγR複合体が形成される、前記方法。 - 請求項47の方法で作製されたテトラマーFcγR複合体。
- モノマーFcγR複合体がFc領域と結合するよりも8倍高い親和性でFc領域と結合する、請求項48に記載のテトラマーFcγR複合体。
- モノマーFcγR複合体がFc領域と結合するよりも10倍高い親和性でFc領域と結合する、請求項48に記載のテトラマーFcγR複合体。
- テトラマーFcγR複合体が、テトラマーFcγRIIIA複合体であり、ステップ(a)で用いる前記可溶性領域がFcγRIIIAの可溶性領域である、請求項47に記載の方法。
- テトラマーFcγR複合体が、テトラマーFcγRIIB複合体であり、ステップ(a)で用いる前記可溶性領域がFcγRIIBの可溶性領域である、請求項47に記載の方法。
- ステップ(a)で作製したタンパク質を酵素的にビオチン化する、請求項47に記載の方法。
- ステップ(a)で作製したタンパク質を大腸菌Bir A酵素によりビオチン化する、請求項47に記載の方法。
- ステップ(a)で作製したビオチン化タンパク質をストレプトアビジン−フィコエリトリンとモル比1:5(1Xストレプトアビジン−フィコエリトリン:5Xビオチン化タンパク質)で混合する、請求項47に記載の方法。
- 癌抗原により特徴づけられる癌を有する患者において癌を治療または管理する方法であって、前記患者に、治療に有効な量の1種以上の請求項17、18、26または27に記載の抗体を投与することを含む、前記方法。
- 癌抗原により特徴づけられる癌を有する患者において癌を治療する方法であって、前記患者に、治療に有効な量の1種以上の、前記ガン抗原と特異的に結合する請求項17、18、26または27に記載の抗体を投与することを含む、前記方法。
- 患者における自己免疫疾患を治療する方法であって、前記患者に、治療に有効な量の変異型Fc領域を含む分子を投与することを含み、前記変異型Fc領域は野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記分子は野生型Fc領域を含む対応する分子よりも高い親和性でFcγRIIBと特異的に結合し、さらに、前記分子は野生型Fc領域を含む対応する分子よりも低い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合する、前記方法。
- 前記自己免疫疾患が、慢性関節リウマチ、乾癬性関節炎、強直性脊椎炎、ライター症候群、乾癬または紅斑性狼瘡である、請求項58に記載の方法。
- 前記患者に、治療に有効な量の1種以上の抗炎症剤を投与することをさらに含む、請求項58に記載の方法。
- 前記患者に、治療に有効な量の1種以上の免疫調節剤を投与することをさらに含む、請求項58に記載の方法。
- 少なくとも1種の免疫調節剤が小さい有機分子である、請求項61に記載の方法。
- 小さい有機分子が、メトトレキサート、レフルノミド、シクロホスファミド、シクロスポリンA、FK506、ミコフェノール酸モフェチル、ラパマイシン、ミゾリビン、デオキシスペルグアリン(deoxyspergualin)、ブレキナール(brequinar)、マロニトロラミド(malonitrolamide)、ステロイドまたはコルチコステロイドである、請求項62に記載の方法。
- 少なくとも1つの抗炎症剤が非ステロイド性抗炎症薬である、請求項60に記載の方法。
- 非ステロイド性抗炎症薬が、アスピリン、イブプロフェン、ジクロフェナック、ナブメトン、ナプロキセンまたはケトプロテンである、請求項64に記載の方法。
- 患者における感染性疾患を治療する方法であって、前記患者に、治療に有効な量の変異型Fc領域を含む分子を投与することを含み、前記変異型Fc領域は野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記分子は野生型Fc領域を含む対応する分子よりも高い親和性でFcγRIIBと特異的に結合し、さらに、野生型Fc領域を含む対応する分子よりも低い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合する、前記方法。
- 野生型Fc領域を含む対応するポリペプチドがFcγRIIIAと結合するよりも4倍高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合する、請求項1または2に記載のポリペプチド。
- 野生型Fc領域を含む対応するポリペプチドがFcγRIIIAと結合するよりも8倍高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合する、請求項1または2に記載のポリペプチド。
- 野生型Fc領域を含む対応するポリペプチドがFcγRIIIAと結合するよりも10倍高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合する、請求項1または2に記載のポリペプチド。
- 野生型Fc領域を含む対応するポリペプチドがFcγRIIIAと結合するよりも100倍高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合する、請求項1または2に記載のポリペプチド。
- 野生型Fc領域を含む対応する抗体がFcγRIIIAと結合するよりも4倍高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合する、請求項17または18に記載の抗体。
- 野生型Fc領域を含む対応する抗体がFcγRIIIAと結合するよりも8倍高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合する、請求項17または18に記載の抗体。
- 野生型Fc領域を含む対応する抗体がFcγRIIIAと結合するよりも10倍高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合する、請求項17または18に記載の抗体。
- 野生型Fc領域を含む対応する抗体がFcγRIIIAと結合するよりも100倍高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合する、請求項17または18に記載の抗体。
- 変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、該変異型Fc領域は野生型Fc領域に対して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記ポリペプチドは、野生型Fc領域を含む対応するポリペプチドよりも高い親和性でFcγRIIIAと特異的に結合し、さらに、野生型Fc領域を含む対応するポリペプチドよりも低い親和性でFcγRIIBと特異的に結合し、ここで、少なくとも1つのアミノ酸の改変が、243位でのイソロイシンおよび379位でのロイシンによる置換、288位でのアスパラギン、330位でのセリンおよび396位でのロイシンによる置換、243位でのロイシンおよび255位でのロイシンによる置換、288位でのメチオニンおよび334位でのグルタミン酸による置換、316位でのアスパラギン酸、378位でのバリン、399位でのグルタミン酸による置換、315位でのイソロイシン、379位でのメチオニンおよび399位でのグルタミン酸による置換、243位でのイソロイシン、379位でのロイシンおよび420位でのバリンによる置換、392位でのスレオニンおよび396位でのロイシンによる置換、293位でのバリン、295位でのグルタミン酸および327位でのスレオニンによる置換、268位でのアスパラギンおよび396位でのロイシンによる置換、319位でのフェニルアラニン、352位でのロイシンおよび396位でのロイシンによる置換、248位でのメチオニンによる置換、247位でのロイシンおよび420位でのバリンによる置換、334位でのグルタミン酸および292位でのロイシンによる置換、からなる群から選択される置換のセットを含む、前記ポリペプチド。
- 抗体である、請求項75に記載のポリペプチド。
- 前記抗体が、野生型Fc領域を含む対応する抗体と比較して増大したADCC活性を有する、請求項76に記載の抗体。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を含む変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が255位でのロイシンおよび396位でのロイシンによる置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を含む変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が370位でのグルタミン酸および396位でのロイシンによる置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を含む変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が392位でのスレオニンおよび396位でのロイシンによる置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を含む変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が221位でのグルタミン酸、270位でのグルタミン酸、308位でのアラニン、311位でのヒスチジン、396位でのロイシンおよび402位でのアスパラギン酸による置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を含む変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が243位でのロイシン、305位でのイソロイシン、378位でのアスパラギン酸、404位でのセリンおよび396位でのロイシンによる置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を含む変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が284位でのメチオニン、298位でのアスパラギン、334位でのグルタミン酸、355位でのトリプトファンおよび416位でのスレオニンによる置換を含む、前記ポリペプチド。
- 変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記変異型Fc領域が野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記ポリペプチドは野生型Fc領域を含むポリペプチドと比較して変化した親和性でFcγRと結合し、ただし、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変がFc−FcγRの界面領域でない、前記ポリペプチド。
- 変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記変異型Fc領域が野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記ポリペプチドは野生型Fc領域を含むポリペプチドと比較して変化したCDC活性を有し、ただし、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変がFc−FcγRの界面領域でない、前記ポリペプチド。
- 変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記変異型Fc領域が野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記ポリペプチドは野生型Fc領域を含むポリペプチドと比較して変化したADCC活性を有し、ただし、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変がFc−FcγRの界面領域でない、前記ポリペプチド。
- 変化したADCC活性をさらに有する、請求項85に記載のポリペプチド。
- 増大したClq結合親和性を有すように増大したCDC活性を有する、請求項84に記載のポリペプチド。
- 増大したClq結合親和性を有すようにCDC活性が増強された、請求項85に記載のポリペプチド。
- Clq結合親和性が変化しないように増大したCDC活性を有する、請求項84に記載のポリペプチド。
- Clq結合親和性が変化しないようにCDC活性が増強された、請求項85に記載のポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が、247位でのロイシン、421位でのリシンおよび270位でのグルタミン酸による置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が、419位でのヒスチジン、396位でのロイシンおよび270位でのグルタミン酸による置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が、370位でのグルタミン酸、396位でのロイシンおよび270位でのグルタミン酸による置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が、255位でのロイシン、396位でのロイシンおよび270位でのグルタミン酸による置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が、240位でのアラニン、396位でのロイシンおよび270位でのグルタミン酸による置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が、392位でのスレオニン、396位でのロイシンおよび270位でのグルタミン酸による置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が、292位でのプロリンおよび305位でのイソロイシンによる置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が、270位でのグルタミン酸、316位でのアスパラギン酸および416位でのグリシンによる置換を含む、前記ポリペプチド。
- 少なくとも1つのアミノ酸の改変を有する変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変が、284位でのメチオニン、292位でのロイシンおよび370位でのアスパラギンによる置換を含む、前記ポリペプチド。
- 変異型Fc領域を含むポリペプチドであって、該変異型Fc領域は、野生型Fc領域と比較して少なくとも1つのアミノ酸の改変を含み、その結果、前記ポリペプチドは、野生型Fc領域を含むポリペプチドと比較して変化した親和性でFcγRと結合し、前記少なくとも1つのアミノ酸の改変がFc領域のCH1ドメインにある、前記ポリペプチド。
- 抗体である、請求項101に記載のポリペプチド。
- 前記抗体が、野生型Fc領域を含む対応する抗体と比較して増大したADCC活性を有する、請求項102に記載のポリペプチド。
- 前記抗体が、野生型Fc領域を含む対応する抗体と比較して増大したCDC活性を有する、請求項102に記載のポリペプチド。
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