JP2020089383A - 免疫リガンド／ペイロード複合体の生産方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的の１つは、部位特異的に複合体化した抗体薬物複合体（ＡＤＣ）を生成するために、免疫リガンドにペイロード、例えば、薬剤、毒物、サイトカイン、マーカーなどを結合させる、好ましくは完全長モノクローナル抗体に低分子量の毒物を結合させる効率的な方法を提供することである。【解決手段】本発明は、免疫リガンド／ペイロード複合体の生産方法に関し、この方法は、配列特異的トランスペプチダーゼまたはその触媒ドメインを使って、ペイロードを免疫リガンドに結合させることを包含する。【選択図】図６ｂ

Description

本発明は、免疫リガンド／ペイロード複合体の生産方法に関する。

現在、分子でタンパク質を標識化する方法および／または分子をタンパク質に複合体化させる方法の大部分は、特に低分子ペイロードまたは低分子標識を検討する場合、タンパク質の遊離しているリシンおよび／またはシステインアミノ酸に共有結合させる特定のリンカー分子を使ってペイロードを化学的に結合させることを伴う。

しかしながら、免疫ターゲティング戦略のために特に目的とする抗体などの多くのタンパク質は、リシン残基およびシステイン残基を複数含む場合のある、かなり大きなタンパク質である。リンカーが介在する化学的結合は確率論的な過程であるため、ペイロードのリンカー介在性の化学的な連結からは、治療効果および／または診断上の有用性がそれぞれ異なる複合体化したタンパク質の不均一な混合物が生じる。安全性への懸念から、規制当局はバッチ間の変動および／または医薬品原料（ＡＰＩ）の変動を否定的に見るため、治療用混合物として承認を得る過程ではタンパク質−ペイロード複合体の混合物が大きな課題となっていることが明らかである。

加えて、ペイロードとタンパク質の比が決められることが所望される場合、望ましい結合化学量論で複合体を生成することが必要になることが多い。リンカーを用いて結合させたタンパク質のうちの僅かな画分しか所望される割合のペイロード複合体とならないことが多いため、このような過程は単に面倒なだけでなく、製造過程で商品原価が相当に上がる可能性がある。このことは、使用する毒素に応じて、３〜４つの毒素分子が望ましいが、通常のリンカー介在性の化学結合反応では抗体１つ当たり０〜８つの毒素の結合が見られる治療関連抗体／薬物複合体（ＡＤＣ）で特に当てはまる（パノウスキーら（２０１４））。

前述したような制約にもかかわらず、現在臨床試験に用いられている抗体／薬物複合体の全て、または疾患の治療に関する保険機関によって認可されている抗体／薬物複合体は、有毒な低分子と抗体のリンカー介在性化学結合によって生成されてきた（ランベール（２０１２）またはマラード（２０１３））。

業界では、また、この分野の科学の専門家には、毒素または標識分子を免疫リガンドに結合させることなど、分子的ペイロードの部位特的で化学量論的な結合が化学的なリンカー介在性結合よりも大きな利益をもたらすだろうと広く認識されている。このことは、タンパク質構造中の特定のアミノ酸との化学結合を試みることで実証されている（パノウスキーら（２０１４））。

このことは、一方では、リンカーの連結が標的とされ得る望ましくない結合部位が欠失するようにおよび／または望ましい結合部位（つまりリシンおよび／またはシステイン残基）が生じるように、タンパク質構造中の特定の位置を突然変異させることで試みられている（マクドナら（２００６）またはジュヌチュラら（２００８））。

他方で、タンパク質への化学結合の制御は、セレノシステイン、ｐ−アジドフェニルアラニンまたはアセチルフェニルアラニンなどの天然にはないアミノ酸を特定の位置に組み込むことでも試みられている（ホファーら（２００９）、アクスアップら（２０１２）、またはレムケ（２０１１））。

しかしながら、これらいずれのアプローチでも複合体化されるタンパク質の一次アミノ酸配列が変わり、望ましくない機能特性が生じる可能性がある。さらに、前述したような非天然のアミノ酸の導入は効果が低いことが多く、また、特定の標識部位をタンパク質に定量的に組み込むことはできない。

そのため、確率論的な結合方法、具体的には、治療に関連する免疫複合体（ＡＤＣを含むがこれには限定されない）の生成方法に関して知られている問題を克服することが、この業界では急務である。

従って本発明の目的の１つは、部位特異的に複合体化した抗体薬物複合体（ＡＤＣ）を生成するために、免疫リガンドにペイロード、例えば、薬剤、毒物、サイトカイン、マーカーなどを結合させる、好ましくは完全長モノクローナル抗体に低分子量の毒物を結合させる効率的な方法を提供することである。

本発明の別の目的は、より高い効力を有するおよび／または高い再現性で生産可能な免疫リガンド／ペイロード複合体を作成することである。

本発明の別の目的は、ペイロードが、免疫リガンドに部位特異的におよび／または配列特異的に結合することを可能にすることである。

本発明の別の目的は、その構成要素の特徴、例えば、標的親和性、標的特異性、標的感受性、溶解度、薬理学的機能などを保持している免疫リガンド／ペイロード複合体を作成することである。

これらの目的は独立請求項に記載された対象によって達成されるが、従属請求項および明細書では、さらに好ましい態様を開示する。
定義

本明細書で使用する場合、「免疫リガンド」という用語は、所与の標的に対して親和性をもつ実体、薬剤または分子、例えば、受容体、細胞表面タンパク質、サイトカインなどを定義することを意味する。このような免疫リガンドは場合により、アゴニスト介在性の反応を遮断するもしくは弱める、または受容体−アゴニスト相互作用を阻害する可能性がある。しかしながら最も重要なことは、免疫リガンドはペイロードを特定の部位に、前記免疫リガンドによって認識される標的によって規定される部位に送達するためのシャトルとして役立つ可能性があることである。従って、免疫リガンドによる標的指向化、例えば、これらには限定されないが、受容体への標的指向化によって、そのペイロードは前記受容体が豊富なことを特徴とする部位に送達される。免疫リガンドとしては、これらには限定されないが、所与の標的に親和性をもつ抗体、抗体断片、抗体を基礎とする結合タンパク質、抗体模倣物、受容体、可溶性のおとり受容体、足場タンパク質および受容体のリガンドが挙げられる。

「抗体」（同じ意味で「免疫グロブリン（Ｉｇ）」とも呼ばれる）は通常、４本のポリペプチド鎖（２本の重（Ｈ）鎖と２本の軽（Ｌ）鎖）を含むため多量体タンパク質であるか、またはそのＩｇホモログ（例えば、重鎖のみを含むラクダ化ナノボディ、重鎖もしくは軽鎖のいずれかに由来する単一ドメイン抗体（ｄＡｂ））の均等物である。抗体には、完全長の機能性変異体、突然変異体、またはその誘導体（Ｉｇ分子に必須のエピトープ結合特性を保持しているマウス、キメラ、ヒト化および完全なヒト抗体を含むがこれらには限定されない抗体が含まれ、また抗体には、二特異的、二重特異的、多重特異的、および二重可変ドメイン免疫グロブリンが含まれ；免疫グロブリン分子はいずれのクラス（例えば、ＩｇＧ、ＩｇＥ、ＩｇＭ、ＩｇＤ、ＩｇＡ、およびＩｇＹ）であってもまたはサブクラス（例えば、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、ＩｇＧ４、ＩｇＡ１、およびＩｇＡ２）であっても、およびアロタイプであってもよい。

本明細書で使用する場合、「抗体を基礎とする結合タンパク質」は、抗体に由来するＶ_H、Ｖ_L、またはＣ_H免疫グロブリンドメインを少なくとも１つ、他の非免疫グロブリンまたは非抗体由来要素の文脈で含む任意のタンパク質であってよい。このような抗体を基礎とするタンパク質としては、これらには限定されないが、（ｉ）結合タンパク質のＦｃ−融合タンパク質（免疫グロブリンＣ_Hドメインの全体または一部を含む受容体または受容体の構成要素など）、（ｉｉ）Ｖ_Hおよび／またはＶ_Lドメインが別の分子的足場に結合している結合タンパク質、または（ｉｉｉ）免疫グロブリンのＶ_H、および／またはＶ_L、および／またはＣ_Hドメインが、天然に生じる抗体または抗体断片には通常見られない様式で組み合わさっているおよび／または集合している分子、が挙げられる。

本明細書で使用する場合、「抗体薬物複合体（ＡＤＣ）」とは、分子量の小さい医薬品原料（ＡＰＩ）、例えば、これらには限定されないが、毒素（例えば、これらには限定されないが、チューブリン阻害剤、アクチン結合剤、ＲＮＡポリメラーゼ阻害剤、ＤＮＡ挿入剤および修正を起こす／損傷を与える薬物など）、キナーゼ阻害剤、または細胞の生存および／または特定の生理的な細胞経路に必須の細胞経路を干渉する任意のＡＰＩと結合した抗体もしくは抗体断片または／および抗体を基礎とする結合タンパク質のいずれかに関する。

本明細書で使用する場合、「抗体誘導体または断片」とは、完全長ではない抗体に由来するポリペプチド鎖を少なくとも１本含んでいる分子に関し、「抗体誘導体または断片」は、（ｉ）Ｆａｂ断片（軽鎖可変部（Ｖ_L）、重鎖可変部（Ｖ_H）、軽鎖定常部（Ｃ_L）および重鎖定常部１（Ｃ_H１）ドメインからなる一価の断片）；（ｉｉ）Ｆ（ａｂ’）２断片（ヒンジ領域のジスルフィド架橋で結合している２つのＦａｂ断片を含んでいる二価の断片）；（ｉｉｉ）Ｆ_ab（Ｆ_d）断片の重鎖部分（Ｖ_HドメインとＣ_H１ドメインからなる）；（ｉｖ）可変断片（Ｆ_v）断片（抗体の単一のアームにあるＶ_LおよびＶ_Hドメインからなる）；（ｖ）ドメイン抗体（ｄＡｂ）断片（単一の可変ドメインを含む）；（ｖｉ）単離した相補性決定領域（ＣＤＲ）；（ｖｉｉ）一本鎖Ｆｖ断片（ｓｃＦ_v）；（ｖｉｉｉ）二重特異性抗体（Ｖ_HドメインとＶ_Lドメインが同じポリペプチド上で発現しているが、同じ鎖にある２つのドメインを対合させるには短すぎるリンカーを使用し、これらのドメインを別の鎖にある相補性ドメインと対合させることで、２つの抗結合部位を作成している二価の二重特異性抗体）；（ｉｘ）直鎖状抗体（相補的な軽鎖ポリペプチドと一緒になって抗原結合領域の対を形成する、縦に並んだＦ_vセグメント（Ｖ_H−Ｃ_H１−Ｖ_H−Ｃ_H１）の対を含む）；および（ｘ）この他の、免疫グロブリンの重鎖および／または軽鎖の非完全長部分、あるいはその突然変異体、変異体、または誘導体のそれぞれまたはこれらの任意の組み合わせを含むがこれらには限定されない。

本明細書で使用する場合、「修飾された抗体フォーマット」という用語は、抗体薬物複合体、ポリアルキレンオキシドで修飾したｓｃＦｖ、単一特性抗体、二重特異性抗体、ラクダ化抗体、ドメイン抗体、二特異的または三重特異的抗体、ＩｇＡ、またはＪ鎖と分泌成分を介して結合している２つのＩｇＧ構造体、サメ抗体、新世界霊長類のフレームワークと旧世界霊長類のＣＤＲを加えたもの、ヒンジ領域を除去したＩｇＧ４抗体、ＣＨ３ドメインを改変してさらに２つの結合部位を加えたＩｇＧ、Ｆｃガンマ受容体への親和性が高まるようにＦｃ領域を改変した抗体、ＣＨ３＋ＶＬ＋ＶＨを含んでいる二量体化構築物などを包含する。

本明細書で使用する場合、「抗体模倣物」という用語は、免疫グロブリンファミリーに属さず、また、アプタマーまたは合成高分子などの非タンパク質でさえないタンパク質を指す。その中の数種は、抗体様ベータシート構造をもつ。「抗体模倣物」または「代替足場」の抗体を上回る利点としては、より高い溶解度、より高い組織浸透性、熱および酵素に対するより高い安定性、および生産コストが比較的低いことが考えられる。

抗体模倣物のうちのいくつかは、想像できる標的それぞれに対する特定の結合候補を与える大規模ライブラリーの状態で提供される場合がある。抗体の場合と同様に、標的特異的抗体模倣物も、確立されたディスプレー技術、例えばファージディスプレー、細菌ディスプレー、酵母または哺乳類ディスプレーを伴う高処理スクリーニング（ＨＴＳ）技術によって開発することができる。最近開発された抗体模倣物には例えば、アンキリン反復タンパク質（ＤＡＲＰｉｎと呼ばれている）、Ｃ型レクチン、黄色ブドウ球菌のＡドメインタンパク質、トランスフェリン、リポカリン、フィブロネクチンの１０番目のＩＩＩ型ドメイン、クニッツドメインプロテアーゼ阻害剤、ユビキチン由来結合剤（アフィリンと呼ばれている）、ガンマクリスタリン由来結合剤、システインノットつまりノッチン、チオレドキシンＡ足場を基礎とする結合剤、核酸アプタマー、高分子の分子インプリンティングによって生産された人工抗体、細菌ゲノムから作成したペプチドライブラリー、ＳＨ−３ドメイン、ストラドボディ（ｓｔｒａｄｏｂｏｄｙ）、ジスルフィド結合とＣａ２＋によって安定化した膜受容体の「Ａドメイン」、ＣＴＬＡ４を基礎とする化合物、Ｆｙｎ ＳＨ３、およびアプタマー（特定の標的分子に結合するオリゴ核酸またはペプチド分子）が包含される。

免疫リガンドがタンパク質でもペプチドでもない場合、例えばアプタマーの場合には、本明細書でこの後に開示する酵素結合のための好適な基質となるペプチドタグとともに提供されることが好ましい。

本明細書で使用する場合「結合／複合体化」とは、共有結合を形成することによって、ある分子を別の分子に共有的に接続することに関する。

本明細書で使用する場合「免疫毒素」は、毒素、例えば、これらには限定されないが、細菌性毒素、例えばジフテリア毒素Ａ、緑膿菌外毒素、ボツリヌス毒素、あるいは例えば、無脊椎動物（これらには限定されないが例えばクモ、サソリ、軟体動物、クラゲ）もしくは脊椎動物（これらには限定されないが例えば、ヘビ）由来のタンパク質性毒液、またはその機能性断片を構成しているタンパク質またはポリペプチドに結合した免疫リガンド複合体に関する。

本明細書で使用する場合、「低分子量ペイロード」は、分子量が２，５００ダルトンを超えないペイロードを表す。

本明細書で使用する場合「ペイロード」という用語は、天然に存在する分子または人工的に合成された分子の全てを表し、ペイロードには、化学的に合成可能な低分子量の分子つまり化学的な実体、および宿主細胞の発酵によって生産することが必要であり、標的もしくは抗原に特異的に結合する免疫リガンドに新しい機能を付与するより大きな分子または生物学的な実体が含まれる。

本明細書で使用する場合「低分子量毒素」という用語は、分子量が２，５００ダルトンを超えず、哺乳類細胞に毒性を有する、細胞障害性の低分子量化合物を意味する。

本明細書で使用する場合「トランスペプチダーゼ」とは、酵素もしくは酵素の触媒ドメイン、あるいは反応中に第一のペプチド結合のエネルギーを保持し、その後新しいペプチド結合に移すようにペプチド結合の切断を触媒し、それによって直接または複数の反応中間体を経て、新規ペプチド結合を形成することができるタンパク質である。好ましくは、前記トランスペプチダーゼがあるペプチドまたはタンパク質のＣ末端と別のペプチドまたはタンパク質のＮ末端を接続することが好ましい。新しいペプチド結合が形成されることから、これらの酵素または機能性ドメインも「タンパク質リガーゼ」、「ペプチドリガーゼ」と呼ばれるかもしくは「タンパク質またはペプチドステープラー」とのあだ名で呼ばれている。このようなタンパク質リガーゼには、これらには限定されないが、ソルターゼ酵素、インテインおよびスプリットインテインが含まれる。

本明細書で使用する場合「配列特異的トランスペプチダーゼ」という用語は、少なくとも１つの基質ペプチドまたはタンパク質を必要とするトランスペプチダーゼを定義することを意図し、ここでこの基質ペプチドまたはタンパク質は、前記基質ペプチドまたはタンパク質を別のペプチドもしくはタンパク質に、またはペプチドもしくはタンパク質成分を含んでいる低分子量化合物に接続する（Ｎ末端側および／またはＣ末端側に接続する）ための認識配列として所与のペプチド配列を含んでいる。

本明細書で使用する場合「部位特異的トランスペプチダーゼ」という用語は、別のペプチドもしくはタンパク質、または低分子量化合物を含んでいるペプチドもしくはタンパク質成分への結合に使用される特定の部位を少なくとも１つ含んでいる基質ペプチドまたは基質タンパク質である。

本発明は、免疫リガンド／ペイロード複合体、好ましくは抗体薬物複合体（ＡＤＣ）を生成するために、ペイロード（好ましくは低分子量毒素）を免疫リガンド（好ましくは抗体）に部位特異的かつ選択的に結合させるために部位特異的トランスペプチダーゼ（例えばソルターゼ酵素やスプリットインテイン）を使用する方法を開示する。好ましいペイロードは、短い（好ましくはアミノ酸が１３個未満の）合成されたアミノ酸配列で修飾された低分子量毒素であり、この短いアミノ酸配列は、免疫リガンドのＮ末端またはＣ末端いずれかとの、ソルターゼ酵素またはスプリットインテイン介在性の共有結合のための基質となる（図１および３）。このような結合は部位特異的な様式で、かつ、決められた化学量論で達成され、これは、前述したようなペイロードと免疫リガンドとの標準的で確率論的な化学結合より優れた特徴である。

本発明はさらに、少なくとも２つの異なる機能性ペイロードを多量体免疫リガンドに結合させるため、多量体タンパク質のそれぞれ異なる形に修飾したサブユニット（例えば抗体の重鎖および軽鎖）、および特定のトランスペプチダーゼに特異的な別の短いアミノ酸配列で修飾した複数の異なるペイロードを使用することによる、部位特異的トランスペプチダーゼ（例えばソルターゼまたはスプリットインテイン）介在性の多量体免疫リガンド（好ましくは抗体）と具体的には２種類の異なる毒素分子もしくは他の標識との結合を開示する（図６）。

完全には結合していない免疫リガンドを保持し、その上さらにそれ以上のアフィニティ精製用タグおよび／または検出用タグを保持するアフィニティ樹脂を使用することで、アフィニティ精製用タグおよび／または検出用タグを除去するとペイロードが完全に（１００％）修飾された結合タンパク質に結合した免疫リガンドを選抜することができるように、本発明はさらに、酵素介在性のペプチド転移を受ける免疫リガンドをＮ末端またはＣ末端に、アフィニティ精製用タグおよび／または検出用タグを付加する方法も開示する（図４）。

本発明はさらに、ペプチド転移活性が複合体化させる免疫リガンドに不可欠な部分となり、トランスペプチダーゼ介在性の結合反応が起きている間にそれ以上可溶性ソルターゼ酵素を加える必要がないように、複合体化させるタンパク質のＮ末端またはＣ末端に触媒性トランスペプチダーゼドメインを直接融合させた免疫リガンドも開示する（図５）。

前述したこれらの態様の全てにおいて、任意のペイロード、例えば低分子量毒素（化学的実体）、有毒タンパク質または蛍光標識、好ましくは低分子量毒素を免疫リガンド、好ましくは抗体に、部位特異的にかつ化学量論的に制御した様式で結合させることができ、このことは、結合の比と部位を制御することができない、標準的で化学的なリンカー化学法によるペイロードとタンパク質との結合よりも優れている。そのため抗体薬物複合体（ＡＤＣ）の生成については、毒素ペイロードをトランスペプチダーゼ、好ましくはソルターゼ酵素およびスプリットインテインによって抗体に結合させることで、癌の治療に関する期待される改善された治療特性を有するより均一な産物が得られる可能性がある（図１２）。

ソルターゼ酵素とスプリットインテインによるペイロードと免疫リガンドの酵素的な結合によって、商品原価を下げ、均一な免疫リガンド−ペイロード複合体をもたらす、ペイロードのタンパク質および免疫リガンドへの部位特異的で化学量論的な結合が可能になる。特にトランスペプチダーゼの選択性によって、粗細胞培養上清におけるペイロードと免疫リガンドの結合が可能になり、従来のリンカー介在性化学的結合と同様、生成された成分が必要なくなる。その結果、ペイロードの免疫リガンドへの結合に配列な特異的トランスペプチダーゼを使用することで、免疫リガンド−ペイロード、特にＡＤＣの製造に関する商品原価が有意に下がるだろう。

本明細書で開示する一番目のトランスペプチダーゼであるソルターゼ酵素は、様々なグラム陽性球菌、例えばブドウ球菌や肺炎連鎖球菌の種で同定されており、これは、感染を受けた宿主による効率的な免疫応答を回避するように細菌の表面特徴を変化させるため、毒素因子と細胞壁プロテオグリカンとの結合を触媒する（マズマニアンら（１９９９））。グラム陽性球菌である黄色ブドウ球菌（スタフィロコッカス アウレウス）のソルターゼＡ酵素は最初に解析が行われ（トン−タットら（１９９９））、その後、多くのタンパク質修飾に関するツールとしてさらに解析されてきた（ツキジ（２００９））。ソルターゼ酵素の魅力は複合体化する２つの分子を、一方では、各分子に容易に付加することができ、タンパク質のＮ末端もしくはＣ末端のいずれかに結合させることができるアミノ酸が５個という長さの短いペプチドタグ（ソルターゼタグ、黄色ブドウ球菌ソルターゼＡの場合にはＬＰＸＴＧであり、ここでＸは天然に存在する２０種類のアミノ酸のいずれであってもよい）で、好ましくは３〜５アミノ酸のグリシンストレッチで修飾するか、あるいはこれらと一緒に発現させる必要があるだけという点にある（アントスら（２００９ａ））（図１）。一方でこれは、２つのタンパク質を共役させるまたは結合させるためのシステムの利用を可能にするだけでなく、より小さい分子をタンパク質に結合させためのシステムの利用をも可能にする。

ペプチド結合の切断と形成を起こす二番目のトランスペプチダーゼは、いわゆるインテインであり、これは最初、ペプチド結合を切断し、新しいペプチド結合を形成することでそれ自体を前駆タンパク質から除去（スプライス）することが可能なタンパク質のイントロンとして発見された（ショウら（１９９３））（図２ａ）。インテインをさらに、Ｎ−インテインとＣ−インテインドメイン（いわゆるスプリットインテイン）に分離させ、それぞれ独立したタンパク質に連結させることができる。これが次いでエクステインドメインのトランススプライシングを触媒する（図２ｂ）。スプリットインテインはＮ−エクステインとＣ−エクステイン部分を共有結合させるのに、また、タンパク質を精製および／または環状化するのに利用されてきた（エルシェ（２０１０））。しかしながら、スプリットインテインを低分子ペイロードの結合にも使用するためには、Ｎ−インテインまたはＣ−インテインドメインのいずれかが、ソルターゼ介在性ペプチド転移に必要とされる短い配列（好ましくはグリシンが３つ連続している配列）と同様に化学合成によっていかなる大きさの分子にも容易に付加することができる、僅かな数のアミノ酸に短くできる場合に機能するスプリットインテインを使用する必要がある。Ｃ−インテインドメインが僅か６個のアミノ酸しか含んでいない人工のＳｓｐ ＧｙｒＢ Ｓ１１スプリットインテインが開発されたことにより（サンら（２００４））、この条件が満たされ、このスプリットインテインはビオチンを有するタンパク質のＣ末端標識に利用されてきた（フォルクマンら（２００９））（図３ａ）。同様に、Ｓｓｐ ＤｎａＸスプリットインテインから１１アミノ酸の短いＮ−インテインが開発されたことにより、そのような長さ１１個のアミノ酸を化学合成によって目的のペイロードに付加した場合には、タンパク質のＮ末端を任意の分子に結合させることができるようになる（図３ｂ）。

そのため、本発明の一側面は、短い、好ましくは３〜５個のグリシンアミノ酸を含むグリシンストレッチまたはアミノ酸を６個含むＳｓｐ ＧｙｒＢ Ｃ−インテインドメインもしくはアミノ酸が１１個のＳｓｐ ＤｎａＸのＮ−インテインドメインを含んでいる短い１２アミノ酸のＧＶＦＶＨＮＳＸＸＸＸＸアミノ酸配列（Ｘは天然に存在するまたは人工のアミノ酸のいずれであってもよい）のいずれかを付加することであり、このことは、それぞれのトランスペプチダーゼが修飾されたペイロードをタンパク質および免疫リガンド、好ましくはソルターゼ酵素認識モチーフ、例えば、黄色ブドウ球菌（スタフィロコッカス アウレウス）のソルターゼＡを利用する場合にはＬＰＸＴＧ、Ｓｓｐ ＧｙｒＢスプリットインテインを利用する場合には１５０アミノ酸のＮ−インテインドメイン、またはＳｓｐ ＤｎａＸスプリットインテインを利用する場合には１３９アミノ酸のＣ−インテインドメイン、を含む抗体に結合させることができるようにするのに十分である（図１および３を参照のこと）。

長さの短いアミノ酸配列、例えば、ソルターゼ介在性の結合に必要とされるのと同様の３〜５個のグリシン残基、またはスプリットインテイン介在性の結合に必要とされる１２個のアミノ酸配列を低分子量毒素に付加することは、アミノ酸−毒素付加物が生理的な緩衝液に溶解し、確実にソルターゼまたはスプリットインテインの結合を最適にすることができるように、特定の疎水性毒素分子の水への溶解度を増大させることであると分かっている（データは示さない）。このことで、大きなタンパク質分子、特に、リンカー化学と結合に関係することが多い有機溶媒や生理的でないｐＨに曝された時に容易に変性する可能性のある抗体の、構造の保全に及ぼすストレスを予防する。加えて、大きなタンパク質、特に抗体に疎水性毒素分子を結合させることは、一定のレベルのタンパク質凝集を引き起こす場合がある。このことはまた、トランスペプチダーゼ、特にソルターゼ酵素を使用することで酵素的に生成された複合体中にさらに親水性のアミノ酸が残り、大きなタンパク質、つまり抗体薬物複合体が凝集する傾向が弱まるため、改善される場合がある。

ソルターゼ酵素は、タンパク質間の連結またはタンパク質−ペプチド間の連結に関し、タンパク質の環状化も含めて（アントスら（２００９ｂ））、先行技術において広く記載されている（マオら（２００４）、パルサラシーら（２００７）または国際公開第２０１１／１３３７０４号Ａ２）。ソルターゼタンパク質またはペプチド連結の用途には、抗体断片、例えばタンパク質またはペプチド標識を有するＦａｂ断片およびｓｃＦｖ断片を用いたタンパク質またはペプチドの連結も含まれた（ムルマンら（２０１１）、マーデイら（２０１２）、または米国特許第２０１０／００５５７６１号Ａ１および国際公開第２０１２／１４２６５９号Ａ１）。完全長抗体としてソルターゼ連結タンパク質（レバリーら（２０１１）、例えばＥＧＦＰ、アルブミン、ゲロニンを抗体軽鎖と結合させたもの）を、またはソルターゼ連結短ペプチド（スウィーら（２０１３））を使ったものの２報の先行技術文献が公開されているが、低分子量毒素、例えばアウリスタチンまたはメイタンシンなどを完全長抗体または抗体断片に結合させるソルターゼ介在性結合を例示している先行技術文献を見つけることはできなかった。具体的には、本発明で開示するように、低分子量毒素を含むＡＤＣがＩｇＨまたはＩｇＬ鎖のいずれか（薬対抗体の比は２）、またはＩｇＨおよびＩｇＬ鎖のいずれか（薬対抗体の比は４）に均一に結合するようになる、低分子量毒素を含むＡＤＣの生成を開示した先行技術文献を見つけることはできなかった。

先行技術では、非タンパク質基質をグリシン残基で修飾し、それらを単純な１サブユニットタンパク質またはペプチドのソルターゼ修飾に用いることができるようにすることについて開示しているが（それぞれ、ツキジ（２００９）または国際公開第２００７／１０８０１３号Ａ３）、ソルターゼ酵素介在性のタンパク質またはペプチドの連結については何年も前に先行技術中に記載されているにもかかわらず、非タンパク質基質、好ましくは低分子量毒素の多量体タンパク質、好ましくは抗体への、より課題が多い均一な結合についてはこれまで記述されていない。

さらに、ソルターゼ酵素介在性のタンパク質またはペプチドの連結については何年も前に先行技術中に記載されているにもかかわらず（パノウスキーら（２０１４））、多量体タンパク質、特に完全長モノクローナル抗体を２種類の異なるペイロードに、好ましくは本明細書で開示する２種類の異なる低分子量毒素に結合させることについてはこれまでの先行技術には記述されていない。

先行技術から、ソルターゼ酵素が最小で３個のグリシンアミノ酸を含む基質を認識することが分かっている（パルサラシーら（２００７））。そのため本発明は、目的のペイロード分子に付加された少なくとも３個のグリシンアミノ酸残基（１個または２個のグリシン残基でも十分な場合もあるが）を含有し、本明細書で開示する方法に包含されるペイロードを含み得る。低分子量ペイロードの例では、僅かな数のグリシンアミノ酸残基は、本明細書に記載の標準的な合成ペプチド化学によって付加することができる。タンパク質の場合には、その数のグリシン残基、好ましくは３個のグリシン残基をコードしているコドンを、そのタンパク質のオープンリーディングフレームに読み枠を合わせて付加するか、または組換えタンパク質が少なくとも３個のＮ末端グリシンアミノ酸残基を含むように、標準的な合成ペプチド化学でグリシン残基を付加することができる。

文献から、異なる種類のソルターゼ酵素、例えば、黄色ブドウ球菌由来のソルターゼＢまたは他のグラム陽性球菌由来のソルターゼは、黄色ブドウ球菌由来のソルターゼＡの認識モチーフであるＬＰＸＴＧ（Ｘは任意のアミノ酸）とは異なるペンタペプチドモチーフを認識することが分かっている（シュピリーグら（２０１１））。そのため本発明はさらに、タンパク質および免疫リガンド、好ましくは抗体などを、異なるグラム陽性球菌種由来の異なる同族ソルターゼ酵素を使ったソルターゼ介在性結合用に準備するために、タンパク質および免疫リガンド、好ましくは抗体などに、黄色ブドウ球菌由来ソルターゼＡの認識モチーフであるＬＰＸＴＧとは異なる他のソルターゼの認識モチーフを付加する概念も含む。そのため、タンパク質および免疫リガンド、好ましくは抗体を、異なるソルターゼ認識モチーフ、例えば、黄色ブドウ球菌由来のソルターゼＢに特異的なＮＰＱＴＮペンタペプチドモチーフと共に発現させることができ、これを次にグリシン修飾型ペイロードと結合させることができる。

本発明の別の側面では、対応するソルターゼ酵素が存在する条件で、順次、Ｇｌｙ_n−タグ化ペイロード（ｎ＞２）を結合させることによって、異なるペイロードを前記異なるポリペプチドに結合させることができるようにするため、免疫グロブリンの重鎖および軽鎖から構成されている多量体免疫リガンド（好ましくは抗体であるがこれには限定されない）は、そのような多量体タンパク質の異なるポリペプチドに付加された前記異なるソルターゼの認識配列を利用することができる（抗体の場合には、別々のソルターゼの認識配列を抗体の重鎖および軽鎖に付加する）（図６ｂ）。そのためには、抗体の、異なるソルターゼ酵素用の異なる認識モチーフを含んでいる重鎖および軽鎖のそれぞれのＣ末端を異なる様式で修飾して発現させる必要がある。次いでそのような抗体を順次、前述したようなグリシン修飾を含む２種類の異なるペイロードに結合させることができる。

このフォーマットには、ＡＤＣが特異的に２種類の毒素に負荷されるという利点がある可能性があり、標的とされた癌細胞がＡＤＣに含まれる２種類の毒素からの攻撃を回避することはより難しいため、別々の細胞経路を好ましく干渉することは、癌細胞を死滅させるのにより効果的になり得る。

当業者には、望ましい結合部位を得るために、黄色ブドウ球菌ソルターゼＡのＬＰＸＴＧモチーフなどのソルターゼ ペンタペプチド認識モチーフを多量体免疫リガンドの個々のポリペプチドに選択的に付加できることが明らかである。例えば抗体の例では、このことによって、重鎖に付加されたソルターゼ認識モチーフのみを含むもの（抗体複合体１つ当たり２つのペイロードを生じる）または軽鎖に付加されたソルターゼ認識モチーフのみを含むもの（抗体複合体１つ当たり２つのペイロードを生じる）、あるいは重鎖と軽鎖に付加されたソルターゼ認識モチーフを含むもの（抗体複合体１つ当たり４つのペイロードを生じる）のいずれかの修飾型抗体を生成することが可能になる。このように設計された変異型によって、ソルターゼ酵素による抗体の重鎖のみ（薬物対抗体比が２のＡＤＣ、つまりＤＡＲ２を生じる）もしくは軽鎖のみ（薬物対抗体比が２のＡＤＣ、つまりＤＡＲ２を生じる）への特異的な結合または重鎖と軽鎖への特異的な結合を同時に（薬物対抗体比が４のＡＤＣ、つまりＤＡＲ４を生じる）起こすことができる。このように、結合部位と抗体に関する化学量論を制御された様式で変化させることができ、ペイロードを重鎖および軽鎖に付加することで、抗体の重鎖もしくは軽鎖１つ当たり２つのペイロードを、または抗体１つ当たり４つのペイロードを生じる。

多量体タンパク質または免疫リガンドに含まれる異なるソルターゼ認識モチーフとソルターゼ酵素を使用して、前述したように結合部位および化学量論を変化させることと同様に、本発明のさらなる側面では、ソルターゼ介在性結合とスプリットインテイン介在性結合を組み合わせて、異なるペイロードを多量体タンパク質の異なるポリペプチド鎖に結合させる。この概念では異なるトランスペプチダーゼと基質を用いるため、異なるペイロードを、多量体タンパク質および免疫複合体に含まれている異なるペイロードに一工程で同時に結合させることができる（図６ａ）。

当然のことながら、前述した２種類の異なるペイロードと多量体タンパク質、好ましくは抗体（２組のジスルフィド結合した重鎖と軽鎖で構成されている）の結合は、図６ａに図示するように、ソルターゼ酵素介在性結合とスプリットインテイン介在性結合を組み合わせることのいずれかによって達成することができるが、前で説明したように（図６ｂ）、異なるソルターゼペプチドモチーフ、例えば黄色ブドウ球菌のソルターゼＡおよびソルターゼＢを認識する２種類のソルターゼ酵素を使用することでも、２種類の異なるペイロードを多量体タンパク質、好ましくは抗体に結合させることができる。しかしながら、これには、ソルターゼモチーフへの特異性が異なる他のクラスのソルターゼ（例えばソルターゼＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）のソルターゼ酵素または他種の細菌由来のソルターゼ酵素も含まれ得る。

タンパク質および免疫リガンドへのペイロードのソルターゼ介在性結合は、ソルターゼ認識モチーフでタグ化したタンパク質と少なくとも３個のグリシンでタグ化したペイロードを提供すること、および活性なソルターゼ酵素またはその機能性断片を可溶性酵素として付加することのいずれかによって達成することができる。本発明の別の側面では、ソルターゼ酵素の酵素活性をもつドメインは、タンパク質のＮ末端またはＣ末端のいずれかに融合させたドメインとしても提供することができる。この変異型では、ソルターゼ酵素ドメインのＮ末端をＮ末端ソルターゼ認識モチーフに、またはドメインのＣ末端をＣ末端ソルターゼ認識モチーフに付加することが都合が良い（しかし必ずしもそうでなくてもよい）。いずれの実行可能性によっても、グリシン−タグ化ペイロードとの反応後に、ソルターゼ酵素ドメインを一連の反応の中でタンパク質から除去されることが保証される（図５）。

ペイロードとタンパク質のソルターゼ介在性結合を適用するこの変異型は、概念としては、酵素活性をもつスプリットインテインのＮ−インテインドメインを複合体化させるタンパク質に繋いでタンパク質中での結合部位を規定する、ペイロードのスプリットインテイン介在性結合と同様である。

文献中で同定されている異なる基質特異性をもつ多種の異なるソルターゼトランスペプチダーゼと同様に（シュピリーグら（２０１１））、いわゆるインベース（ＩｎＢａｓｅ）データベースから検索可能で、異なる種やタンパク質に由来し、ペプチド転移に様々なＮ−インテイン配列やＣ−インテイン配列を必要とするスプリットインテインの数も多く、またその数は現在も増え続けている（パーラー（２００２））。そのため、免疫リガンドとペイロードのスプリットインテイン介在性結合の例では好ましいＳｓｐ ＧｙｒＢ Ｓ１１スプリットインテインが開示されており（フォルクマンら（２００９））、これは、Ｃ−インテインドメインは直鎖状の６ｍｅｒのアミノ酸配列まで短くすることができ、ペイロードのタンパク質および免疫リガンドへのスプリットインテイン介在性結合は、Ｎ−インテインまたはＣ−インテインドメインの長さが、ペプチドを容易に合成し、選択した任意のペイロード分子に付加することができるように十分に短い限り（好ましくは１３アミノ酸よりも短い）、インベースデータベース由来の他のスプリットインテインでも達成することができるためである。しかしながら、タンパク質ペイロードの場合には、いかなる大きさのＣ−インテインドメインも、目的のタンパク質ペイロードのＯＲＦを遺伝子融合させることでタンパク質ペイロードに融合させることができ、小さい（１２アミノ酸以下の）Ｎ−インテインまたはＣ−インテインドメインを有するスプリットインテインを使用することに何ら機械論的な有益性がないことが当業者には明らかである。

しかしながら、合成した低分子ペイロードがタンパク質および免疫リガンドに結合している場合には、好ましいＳｓｐ ＧｙｒＢ Ｓ１１スプリットインテインのＣ−インテインまたはＳｓｐ ＤｎａＸのＮ−インテインの場合と同様に、短いペプチドを標準的な合成化学によって任意の合成低分子量ペイロードに人工的に付加することが可能であるため、本明細書で開示の１３アミノ酸未満の小さいＮ−インテインまたはＣ−インテインドメインが有効である。

ペイロードのソルターゼ介在性のおよびスプリットインテイン介在性の結合は、タンパク質および免疫リガンドのＮ末端またはＣ末端のいずれでも実行することができる。これは、ソルターゼモチーフ／グリシンストレッチおよびＮ−インテイン／Ｃ−インテインドメインがタンパク質およびペイロードにどのように配置されているかだけに依存している（図１）。

好ましい免疫リガンドである抗体の場合には、ペイロードを抗体のＣ末端に結合することが好ましい。なぜならば、Ｃ末端に結合させれば、ペイロードが抗体の抗原結合部位の最も遠位に配置されるためである。しかしながら、この選択は本発明を限定するものとは解釈されず、機能性結合ドメインが分子のＮ末端には位置していない他の免疫リガンド分子、例えば抗体模倣物のＮ末端にペイロードを結合させることが有効な場合もある。

本発明の別の側面は、アフィニティ精製用または検出用のタグ、例えば小さいペプチドタグ（例えばヒスチジンタグ、ｓｔｒｅｐ−タグ、ＭＹＣ−タグまたはＨＡ−タグ）を含むがこれらには限定されないタグまたはより大きなタンパク質アフィニティ精製用タグ（例えば麦芽糖結合タンパク質（ＭＢＰ）タグ、グルタチオンＳ−転移酵素（ＧＳＴ）タグ、またはキチン結合タグ）を、ソルターゼ認識モチーフまたは目的のタンパク質もしくは免疫リガンドに融合させたソルターゼの認識モチーフまたはスプリットインテインの遠位に付加することで、タンパク質および免疫リガンドへのペイロードのソルターゼおよびスプリットインテイン結合の効率を改善することである。

本発明のこの側面ではペプチド転移反応の一貫として、複合体化される免疫リガンドからアフィニティ精製用タグが除去される。これを完全にペイロードと結合した免疫リガンドを濃縮するのに利用することができる。なぜならば、それでもなおアフィニティ精製用タグを含んでいる未反応のタンパク質は好適なアフィニティ用樹脂に結合させることによって除去することができるが、完全にペイロードに結合したタンパク質および免疫リガンドはもはやアフィニティ精製用タグを含んでおらず、未反応の免疫リガンド基質から特異的に分離することができるためである。本発明のこの側面は、複数のペイロードを結合する必要がある多量体タンパク質および免疫リガンド、好ましくは抗体などの場合に特に有効である。ソルターゼまたはインテイントランスペプチダーゼ結合部位の遠位に配置されているアフィニティ精製用タグを使用することによって、ペイロードとの結合が不完全なため、それでもなお存在するアフィニティ精製用タグを含むタンパク質および免疫リガンドを確実に除去することができる（図５）。

このことは化学結合と比較して、均一な免疫リガンド／ペイロード複合体、好ましくは低分子量毒素が抗体の重鎖および／または軽鎖のＣ末端に部位特異的に結合したＡＤＣを得るための過程で大きな利点である。

ここで開示する方法は基本的に、ペイロード、好ましくは低分子量毒素を免疫リガンド、好ましくは抗体に、部位特異的にかつ化学量論的に結合させるための新規で効率的な方法を提供し、この方法によって、疾患、好ましくは癌の治療に有用な規定の免疫リガンド／ペイロード複合体、好ましくはＡＤＣが生成される。この方法はまた、疾患、好ましくは腫瘍学疾患の診断に有用な免疫リガンド／ペイロード複合体の生成に使用してもよい。この新規方法では、ソルターゼ酵素およびスプリットインテインまたはその触媒活性を有する断片などの、ペプチド結合を切断・形成する酵素（トランスペプチダーゼ）を使用することで、共有結合した免疫リガンド／ペイロード複合体の生成が可能となる。前記酵素は、短いアミノ酸配列（好ましくは１３アミノ酸より短い）を含んでいるペイロードと免疫リガンドのＮ末端またはＣ末端のいずれかとの共有的かつ部位特異的な結合を触媒することができ、ここで免疫リガンドは、一連の反応の中で、ソルターゼおよびスプリットインテインがペプチド結合を切断し、形成することができるように好適に修飾されている。規定の抗体ペイロード比または薬物抗体比を有する抗体薬物複合体（ＡＤＣ）を生成するために、免疫リガンドは好ましくは、低分子量毒素が部位特異的に結合できる抗体である。

この図では、ソルターゼＡを介在させて、ペイロードを免疫リガンド（または結合タンパク質）に部位特異的に結合させる原理を示している。ペイロードは、タンパク質のＮ末端（ａ）にも、またはタンパク質のＣ末端（ｂ）にも結合させることができる。Ｎ末端への結合を達成するには、ペイロードがソルターゼのペンタ−ペプチド認識モチーフ（本明細書ではＬＰＸＴＧ、黄色ブドウ球菌由来ソルターゼＡの認識モチーフ、Ｘは２０種類の天然のアミノ酸のいずれかであることを表している）を含んでいる必要があり、標識される免疫リガンド／結合タンパク質のＮ末端は、最低３個のグリシン残基から構成され、Ｎ末端のアミノ基が遊離している（本明細書ではより小さいＨ₂Ｎ−の符号で表される）Ｎ末端伸張（本明細書ではＧ_nと示され、ｎ＞２である）を含む形で発現させる必要がある。ソルターゼ介在性結合用に基質を修飾するためには、基本的には、３〜５個のグリシンが用いられる。黄色ブドウ球菌由来の組換えソルターゼＡ酵素を、本明細書に示したように付加すると、ＬＰＸＴＧペンタ−ペプチドモチーフのＣ末端にあるＴとＧ残基の間のペプチド結合の切断が触媒され、そして、Ｎ末端にあるＧ_nストレッチ（ｎ＞２）とＴ残基との間に新しいペプチド結合が形成される。ＬＰＸＴＧモチーフのＣ末端にある残基（ここでは太字で強調している）は、ペプチド転移反応中に除去される。（ｂ）反対に、ペイロードをタンパク質のＣ末端に結合させるには（これはペイロード、特に毒素を抗体に結合させるのに好ましい方法である。図６を参照のこと）、ＬＰＸＴＧソルターゼ認識ペンタ−ペプチドモチーフを免疫リガンド／結合タンパク質のＣ末端に付加する必要があり（例えば、実施例で記載した組換えタンパク質発現技術によって）、ペイロードを短いグリシンストレッチ（Ｇ_n、ｎ＞２、通常は３〜５個のグリシン）で修飾する必要がある。（ａ）で説明したように、黄色ブドウ球菌由来ソルターゼＡを付加すると、次いでＧｎストレッチからＬＰＸＴＧモチーフへのペプチド転移が触媒され、それによって、ＬＰＸＴＧモチーフの末端Ｇ残基（太字）が除去される。 この図では、インテイン（ａ）およびスプリットインテイン（ｂ）介在性ペプチド転移の原理を示している。（ａ）インテインは、前駆タンパク質中のいわゆる「タンパク質イントロン」として生じる場合があり、前駆タンパク質中でインテインは、通常Ｎ−エクステインおよびＣ−エクステインと呼ばれている成熟タンパク質のＮ末端部分とＣ末端部分とを隔てている。インテイン、つまり「タンパク質イントロン」は、インテインとＣ−エクステインとの間のペプチド結合の切断を触媒し、ペプチド転移反応中にＣ−エクステインのＮ末端アミノ酸をＮ−エクステインのＣ末端アミノ酸に転移させることでＮ−エクステインとＣ−エクステインとの間に新しいペプチド結合を形成することができる。反応の結果、インテインである「タンパク質イントロン」が前駆タンパク質から除去され、新しく形成されたペプチド結合をＮ−エクステインドメインとＣ−インテインドメインとの間に有する成熟タンパク質が生成される。（ｂ）インテイン活性については、これを個別のドメインに分離可能で、それを異なるタンパク質に付加できることが記載されており、この変異体はスプリットインテインと呼ばれてきた。スプリットインテインのＮ−インテインおよびＣ−インテインドメインは非共有結合性の構造複合体を形成しており、これは、付加されているＮ−エクステインとＣ−エクステインドメインに対して、繋がったままのインテインと同じペプチド転移反応を起こすことができる。その結果、Ｎ−エクステインドメインとＣ−エクステインドメインは空間的に近接している複合体の一部となる。Ｎ−インテインとＣ−インテインのスプリットインテイン反応によるペプチド転移の結果は、「タンパク質のトランススプライシング」、つまり本質的に、新しいペプチド結合の形成による、Ｎ−エクステインとＣ−エクステインドメインとの間のタンパク質連結となる。 この図では、非常に短いＣ−インテインドメインまたは非常に短いＮ−インテインを特徴とする特定のスプリットインテインをどのようにして使って、任意のペイロードを、低分子実体などの免疫リガンド（つまり結合タンパク質）に結合させることができるかを示している。なぜならば、短いアミノ酸配列は化学的に合成することができ、標準的な化学結合によって低分子実体に容易に付加することができるためである。（ａ）図のこの部分では、ペイロードを免疫リガンド／結合タンパク質のＣ末端に結合させるためのＳｓｐ ＧｙｒＢ Ｓ１１スプリットインテイン（アップルビーら（２００９）に記載されている）の使用について示している。ここでは、Ｃ−インテインドメインはわずか６アミノ酸の長さで、示している通り、ＧＶＦＶＨＮのアミノ酸配列を含んでいる。しかしながら、Ｃ−エクステインドメインと同等のいくつかのペプチド、さらなるアミノ酸を加える必要がある。このとき、１番目のアミノ酸はセリンまたはシステインアミノ酸残基である必要があるが、その他のアミノ酸は選択できる。この付加されるアミノ酸をＳＸ_nという符号で表している。これは、Ｎ末端側がセリンで始まり、その後、２０種類の天然に存在するアミノ酸のいずれであってもよい（そのためＸとして示している）ｎ個（ｎ＞２、好ましくは５）のアミノ酸が続いている、短いアミノ酸配列を意味している。従って実施例に記載したように、Ｎ−インテイン／Ｃ−インテイン複合体が、ＧＶＦＶＨＮ−ＳＸ_n（Ｘは任意のアミノ酸、ｎ＞２、好ましくは５）に含まれているアスパラギン−セリン間のペプチド結合のペプチド転移を触媒し、Ｎ−エクステインとＮ−インテインとの間のペプチド結合への転移を可能にするためには、６アミノ酸の最小Ｃ−インテインドメインおよび６アミノ酸のＣ−エクステインアミノ酸配列を含んでいる、１２個のアミノ酸から構成される短い配列で十分である。これにより、免疫リガンド／結合タンパク質のＣ末端に、短いＣ−エクステインアミノ酸配列を介してペイロードが結合する。（ｂ）図のこの部分では、リガンド／結合タンパク質のＮ末端に結合させるためのＳｓｐ ＤｎａＸスプリットインテイン（ソングら（２０１２）に記載されている）の使用について示している。ここに示すように、これに必要となるのは、短い１１アミノ酸のＮ−インテインドメインを合成し、任意のペイロードに結合させる（または組換えタンパク質技術によって付加する）ことだけであり、それによってペイロードを、Ｎ末端に長さが１３９個のアミノ酸のＳｓｐ ＤｎａＸ Ｃ−インテインドメインを融合させた任意の免疫リガンドまたはタンパク質のＮ末端に特異的に結合させることができる。この反応の結果、Ｎ末端で複合体化した免疫リガンド／結合タンパク質が得られる。そのため、Ｎ末端またはＣ末端への結合が、タンパク質およびペイロードに関するＬＰＸＴＧおよびＧ_nペプチドモチーフの配置にのみ依存するソルターゼによるペプチド転移の場合と同様に、スプリットインテインもタンパク質と短いペプチドで修飾した（例えば、それぞれがＳｓｐ ＧｙｒＢおよびＳｓｐ ＤｎａＸスプリットインテインのものなどの、短い最小Ｃ−インテインまたは最小Ｎ−インテインペプチドドメインを利用することで）ペイロードとの部位特異的なＮ末端およびＣ末端での結合を仲介することができる。 この図では、ペイロードと免疫リガンドとの結合において、ソルターゼタグ加えて、さらなるアフィニティ精製用タグおよび／または検出用タグを付加することの利用について示している。（ａ）図のこの部分では、実施例で示したように、６×Ｈｉｓ精製用タグ（ＨＨＨＨＨＨ）、Ｍｙｃ検出用タグ（ＥＱＫＬＩＳＥＥＤＬ）およびｓｔｒｅｐＩＩアフィニティ精製用タグ（ＷＳＨＰＱＦＥＫ）を構成している付加されたアミノ酸が、Ｃ末端ペイロード結合の反応中に黄色ブドウ球菌のソルターゼＡトランスペプチダーゼを介して、どのように除去されるのかを示している。これによって、複合体化していない基質を複合体化した産物から分離するために、Ｎｉ−ＮＴＡアフィニティ樹脂（６×Ｈｉｓタグの場合）またはｓｔｒｅｐ−ｔａｃｔｉｎアフィニティ樹脂（ｓｔｒｅｐ ＩＩタグの場合）を用いることで、複合体化した産物を選抜できる。このタグの組み合わせは、一例として挙げているだけである。 （ｂ）この図は、ここに示すように、多量体タンパク質、例えば抗体の場合に、完全に複合体化した産物を選抜／精製するのに特に有用なアフィニティ精製用タグの使用についてを示している。実施例でも記載したように、抗体の重鎖および軽鎖を特定の結合部位で修飾することができ、また、その修飾によってＩｇＨおよびＩｇＬ鎖のＣ末端が標的となる場合には、最大４つのペイロードを抗体に結合させることができる。１つまたは複数のさらなるアフィニティ精製用タグを付加することによって、例えば図４（ａ）に示すように、抗体に１、２、または３つ（ここで示すように）だけのペイロードが結合しているが、それでもなお、対応する精製用樹脂に結合できる、結合が不完全な産物を結合させ、完全にペイロードと複合体化した産物から容易に分離することができる。当然のことながら、この枠組みはインテインで修飾した免疫リガンドにも適用可能で、ここで示すソルターゼ−モチーフ修飾型免疫リガンドだけに適用できるものではない。 この図では、これも適用可能なソルターゼ介在性結合の変異形を示している。ここでは、ソルターゼ酵素は別々の組換えタンパク質としてソルターゼタグ化免疫リガンドおよびグリシンストレッチ修飾型ペイロードに付加されるのではないが、酵素学的なソルターゼドメインが融合タンパク質のＣ末端にＬＰＸＴＧソルターゼタグとして発現される。ソルターゼ酵素ドメインは、グリシンストレッチ修飾型ペイロード（つまり基質）と一緒にインキュベートしない限り不活性である。そのような構築物にグリシンストレッチ修飾型基質（つまりこここではペイロード）を付加するとすぐに、融合させたソルターゼドメインが、ＬＰＸＴＧタグの４番目のトレオニンと５番目のグリシンの間でタンパク質を切断することにより、グリシン−ペイロード基質からＬＰＸＴＧソルターゼタグへのペプチド転移を触媒し、これによって、ここで示すように、場合によって付加されるさらなるアフィニティ精製用タグと共に、ソルターゼ酵素ドメインが除去される。この手法には、触媒活性をもつスプリットインテインドメインを付加することと同様に、ソルターゼ酵素ドメインを組換えタンパク質技術によって、複合体化される免疫リガンドの完全な要素として発現できるという利点がある。 この図では、異なるペイロードを、多量体タンパク質の異なるサブユニット、例えば、ここで示す抗体の重鎖と軽鎖に同時に結合させるための、異なるトランスペプチダーゼ（ここではソルターゼとスプリットインテイン）の使用について示している。選択したこの例では、重鎖のＣ末端をＳｓｐ ＧｙｒＢのＮ−インテインドメインで修飾し（実施例２に記載したように）、軽鎖をソルターゼＡのペンタ−ペプチドモチーフであるＬＰＸＴＧ（実施例１に記載したように、簡略化するためにさらなるタグは省略してある）で修飾した。グリシンストレッチで修飾したペイロードＡとＣ−インテイン−ドメインで修飾したペイロードＢ、およびソルターゼ酵素をともにインキュベートすると、同時にかつ選択的に、ペイロードＢは重鎖に、ペイロードＡは軽鎖に結合させることができる。ペイロードＡおよびＢが異なる細胞経路を標的とする毒素の場合、この戦略によって、単一の毒素部分しかもたない標準的なＡＤＣよりも強力な抗がん剤を生成することができるだろう。（ｂ）この図では、異なるペイロードを、多量体タンパク質の異なるサブユニット、例えば、ここで示す抗体の重鎖と軽鎖に同時に結合させるための、ソルターゼ酵素（ここでは黄色ブドウ球菌由来のソルターゼＡとソルターゼＢ）の使用について示している。選択したこの例では、重鎖のＣ末端をソルターゼＢのペンタペプチド認識モチーフであるＮＰＱＴＮで修飾し、軽鎖をソルターゼＡのペンタ−ペプチドモチーフであるＬＰＸＴＧで修飾している。グリシンストレッチで修飾したペイロードＡおよびＢと、ソルターゼＡおよびソルターゼＢを順次結合させることで、ペイロードＢを重鎖に、そしてペイロードＡを軽鎖に、同時かつ選択的に結合させることができる（複合体化した構造に含まれるＬＰＸＴＧおよびＮＰＱＴＮ由来の他のペプチド配列は簡略化のために省略している）。ペイロードＡおよびＢが異なる細胞経路を標的とする毒素の場合、この戦略によって、単一の毒素部分しかもたない標準的なＡＤＣよりも強力な抗がん剤を生成することができるだろう。 この図では、異なるペイロードを、多量体タンパク質の異なるサブユニット、例えば、ここで示す抗体の重鎖と軽鎖に同時に結合させるための、異なるトランスペプチダーゼ（ここではソルターゼとスプリットインテイン）の使用について示している。選択したこの例では、重鎖のＣ末端をＳｓｐ ＧｙｒＢのＮ−インテインドメインで修飾し（実施例２に記載したように）、軽鎖をソルターゼＡのペンタ−ペプチドモチーフであるＬＰＸＴＧ（実施例１に記載したように、簡略化するためにさらなるタグは省略してある）で修飾した。グリシンストレッチで修飾したペイロードＡとＣ−インテイン−ドメインで修飾したペイロードＢ、およびソルターゼ酵素をともにインキュベートすると、同時にかつ選択的に、ペイロードＢは重鎖に、ペイロードＡは軽鎖に結合させることができる。ペイロードＡおよびＢが異なる細胞経路を標的とする毒素の場合、この戦略によって、単一の毒素部分しかもたない標準的なＡＤＣよりも強力な抗がん剤を生成することができるだろう。（ｂ）この図では、異なるペイロードを、多量体タンパク質の異なるサブユニット、例えば、ここで示す抗体の重鎖と軽鎖に同時に結合させるための、ソルターゼ酵素（ここでは黄色ブドウ球菌由来のソルターゼＡとソルターゼＢ）の使用について示している。選択したこの例では、重鎖のＣ末端をソルターゼＢのペンタペプチド認識モチーフであるＮＰＱＴＮで修飾し、軽鎖をソルターゼＡのペンタ−ペプチドモチーフであるＬＰＸＴＧで修飾している。グリシンストレッチで修飾したペイロードＡおよびＢと、ソルターゼＡおよびソルターゼＢを順次結合させることで、ペイロードＢを重鎖に、そしてペイロードＡを軽鎖に、同時かつ選択的に結合させることができる（複合体化した構造に含まれるＬＰＸＴＧおよびＮＰＱＴＮ由来の他のペプチド配列は簡略化のために省略している）。ペイロードＡおよびＢが異なる細胞経路を標的とする毒素の場合、この戦略によって、単一の毒素部分しかもたない標準的なＡＤＣよりも強力な抗がん剤を生成することができるだろう。 黄色ブドウ球菌の酵素活性を有するソルターゼＡ組換え断片のＳＤＳ−ＰＡＧＥ（ａ）およびウェスタンブロット（ｂ）解析。（ａ）ＳＤＳ−ＰＡＧＥのレーン１はＢＳＡ（およそ６６．４ｋＤ）、レーンＭ₁はタンパク質分子量の標準物質（ジーンスクリプト、カタログ番号ＭＯ０５０５）、レーン２はＨｉｓタグで精製した黄色ブドウ球菌の組換えソルターゼＡ断片を含んでいる。ＳＤＳ−ＰＡＧＥではタンパク質をクマシーブルーで染色した。（ｂ）抗ヒス抗体（ジーンスクリプト、カタログ番号ＡＯ０１８６）を使ってウェスタンブロットを展開した。レーン３はＨｉｓタグで精製した黄色ブドウ球菌の組換えソルターゼＡ断片を、レーンＭ₂は分子量の標準物質（ジーンスクリプト、カタログ番号ＭＭ０９０８）を含んでいる。 ＤＭ１−毒素複合体化Ｔｒａｓ−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳ（Ａ）およびＴｒａｓ−ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳ（Ｂ）の疎水性相互作用クロマトグラフィー（ＨＩＣ）解析。ＤＡＲ１は、薬物対抗体比が１であることを；ＤＡＲ２は、薬物対抗体比が２であることを意味している。 ここに示したＡＤＣがＨＥＲ２を過剰発現しているＳＫＢＲ３（Ａ）およびＨＥＲ２陰性のＴ４７Ｄ−５Ｒ細胞（Ｂ）に及ぼす細胞障害性の用量反応。細胞を段階希釈したＡＤＣと３日間インキュベートし、その後、細胞の生存率をＣｅｌｌＴｉｔｅｒ−Ｇｌｏ（登録商標）Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ（プロメガ）で検出した。ＬＣ：ＤＭ１−ソルターゼＡ複合体化Ｔｒａｓ−ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳ；ＨＣ：ＤＭ１−ソルターゼＡ複合体化Ｔｒａｓ−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳ。 ＧＳペプチドスペーサーを含むまたは含まないｍＡｂ Ａｃ１０ 変異体とＧｌｙ₅−ＦＩＴＣのソルターゼＡ介在性結合。段階希釈したソルターゼＡを使ってＧｌｙ₅−ＦＩＴＣをｍＡｂ Ａｃ１０−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳ／ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳ（Ａ）およびｍＡｂ Ａｃ１０−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＬＳ（Ｂ）に、それ以外は同一の条件で結合させた。反応産物は、変性還元ＳＤＳ−ＰＡＧＥゲルで大きさによって分離した。ゲルをＵＶ箱の上に置いてＦＩＴＣを可視化した。用いたソルターゼＡの濃度は：レーン１、９：５０μＭ；レーン２、１０：２５μＭ；レーン３、１１：１２．５μＭ；レーン４、１２：６．２５μＭ；レーン５、１３：３．１３μＭ；レーン６、１４：１．５６μＭ；レーン７、１５：０．７８μＭ；レーン８、１６：０．３９μＭ。 軽鎖への結合効率におよぼすペプチドスペーサーの長さの影響。段階希釈したソルターゼＡを使用し、Ｇｌｙ₅−ＦＩＴＣをｍＡｂｓ Ａｃ１０−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＧＳ−ＬＳ（Ａ、左側）、Ａｃ１０−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＧＧＳ−ＬＳ（Ａ、右側）、Ａｃ１０−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＧＧＧＳ−ＬＳ（Ｂ、左側）およびＡｃ１０−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＧＧＧＧＳ−ＬＳ（Ｂ、右側）に、それ以外は同一の条件で結合させた。反応産物は、変性還元ＳＤＳ−ＰＡＧＥゲルで大きさによって分離した。ゲルをＵＶ箱の上に置いてＦＩＴＣを可視化した。用いたソルターゼＡの濃度は以下の通りである：レーン１、８、１５、２２：２５μＭ；レーン２、９、１６、２３：１２．５μＭ；レーン３、１０、１７、２４：６．２５μＭ；レーン４、１１、１８、２５：３．１３μＭ；レーン５、１２、１９、２６：１．５６μＭ；レーン６、１３、２０、２７：０．７８μＭ；レーン７、１４、２１、２８：０．３９μＭ。 ここに示すように、未反応基質（ＤＡＲ０＝薬物対抗体比が０）、２本の重鎖のうちの１本が複合体化した基質（ＤＡＲ１＝薬物対抗体比が１）、および修飾した両方の重鎖が複合体化した基質（ＤＡＲ２＝薬物対抗体比が２）に分離可能なｍＡｂ Ａｃ１０であるソルターゼＡ ｖｃ−ＰＡＢ−ＭＭＡＥ毒素重鎖複合体化ＡＤＣの疎水性相互作用クロマトグラフィー（ＨＩＣ）による解析。パネルＡは、ＨＣ修飾型Ａｃ１０ ｍＡｂの標準的なソルターゼ介在性結合後のＨＩＣプロファイルを示しており、ここでは所望のＤＡＲ２産物の横に、まだＤＡＲ０およびＤＡＲ１種が検出可能である。パネルＢはパネルＡで分析したＡＤＣをＳｔｒｅｐＴａｃｔｉｎ（登録商標）アフィニティ精製カラムに４回通した後のＨＩＣプロファイルを示している。 合成したＧｌｙ₅−修飾型アルファ−アマニチン毒素（ａ）およびＧｌｙ５−修飾型メイタンシン毒素（ｂ）の解析。パネルａおよびｂのそれぞれにおいて、合成した構造を上段に示し、５個のグリシンを四角で囲って付けて強調している。質量分析および逆相ＨＰＬＣで各化合物を解析した結果を下段に示している。ａ）予測されるＧｌｙ₅−修飾型アルファ−アマニチン毒素の質量は１３０２．０７Ｄであり、観測された質量は１３２５．３８Ｄで、Ｍｓ＋Ｎａ⁺に相当する。ＲＰ−ＨＰＬＣのプロファイルからは純度が９５％を上回っていることが分かる。ｂ）予測されるＧｌｙ₅−修飾型メイタンシン毒素の質量は９９１．４１Ｄであり、観測された質量は９５７．６９Ｄで、Ｍｓ＋Ｎａ⁺に相当する。ＲＰ−ＨＰＬＣのプロファイルからは純度が９５％を上回っていることが分かる。 合成したＧｌｙ₅−修飾型アルファ−アマニチン毒素（ａ）およびＧｌｙ５−修飾型メイタンシン毒素（ｂ）の解析。パネルａおよびｂのそれぞれにおいて、合成した構造を上段に示し、５個のグリシンを四角で囲って付けて強調している。質量分析および逆相ＨＰＬＣで各化合物を解析した結果を下段に示している。ａ）予測されるＧｌｙ₅−修飾型アルファ−アマニチン毒素の質量は１３０２．０７Ｄであり、観測された質量は１３２５．３８Ｄで、Ｍｓ＋Ｎａ⁺に相当する。ＲＰ−ＨＰＬＣのプロファイルからは純度が９５％を上回っていることが分かる。ｂ）予測されるＧｌｙ₅−修飾型メイタンシン毒素の質量は９９１．４１Ｄであり、観測された質量は９５７．６９Ｄで、Ｍｓ＋Ｎａ⁺に相当する。ＲＰ−ＨＰＬＣのプロファイルからは純度が９５％を上回っていることが分かる。 コンコルティス（Ｃｏｎｃｏｒｔｉｓ、サンディエゴ、カリフォルニア、米国）で合成した５×グリシン（Ｇｌｙ₅）修飾型毒素（構造１〜６および９）と、合成可能な毒素（構造７および８）の構造。これらは、毒素にグリシンを５個（ここで示すように）または、１個以上の任意の数のグリシン残基を付加すれば、どのような毒素をソルターゼ介在性の酵素結合用に機能化できることを示している。グリシン修飾型毒素は、図１４ａの構造１〜３に示すように、特定のさらなる機能（例えば特定の細胞内区画での切断性）を付与する可能性のあるさらなる有効なリンカー／スペーサー構造を含むように合成することも、あるいは図１４ｂの構造４〜６に示すようにさらなるリンカーを含めずに合成することもできる。例えばアルファ−アマニチン毒素の場合のように、所与の毒素に利用可能な官能基がいくつかあれば、図１４ｃの構造７〜９で例示するように、これら種々の基にグリシン残基を付加することができる。 コンコルティス（Ｃｏｎｃｏｒｔｉｓ、サンディエゴ、カリフォルニア、米国）で合成した５×グリシン（Ｇｌｙ₅）修飾型毒素（構造１〜６および９）と、合成可能な毒素（構造７および８）の構造。これらは、毒素にグリシンを５個（ここで示すように）または、１個以上の任意の数のグリシン残基を付加すれば、どのような毒素をソルターゼ介在性の酵素結合用に機能化できることを示している。グリシン修飾型毒素は、図１４ａの構造１〜３に示すように、特定のさらなる機能（例えば特定の細胞内区画での切断性）を付与する可能性のあるさらなる有効なリンカー／スペーサー構造を含むように合成することも、あるいは図１４ｂの構造４〜６に示すようにさらなるリンカーを含めずに合成することもできる。例えばアルファ−アマニチン毒素の場合のように、所与の毒素に利用可能な官能基がいくつかあれば、図１４ｃの構造７〜９で例示するように、これら種々の基にグリシン残基を付加することができる。 コンコルティス（Ｃｏｎｃｏｒｔｉｓ、サンディエゴ、カリフォルニア、米国）で合成した５×グリシン（Ｇｌｙ₅）修飾型毒素（構造１〜６および９）と、合成可能な毒素（構造７および８）の構造。これらは、毒素にグリシンを５個（ここで示すように）または、１個以上の任意の数のグリシン残基を付加すれば、どのような毒素をソルターゼ介在性の酵素結合用に機能化できることを示している。グリシン修飾型毒素は、図１４ａの構造１〜３に示すように、特定のさらなる機能（例えば特定の細胞内区画での切断性）を付与する可能性のあるさらなる有効なリンカー／スペーサー構造を含むように合成することも、あるいは図１４ｂの構造４〜６に示すようにさらなるリンカーを含めずに合成することもできる。例えばアルファ−アマニチン毒素の場合のように、所与の毒素に利用可能な官能基がいくつかあれば、図１４ｃの構造７〜９で例示するように、これら種々の基にグリシン残基を付加することができる。 実施例１２で決定した腫瘍容積。結果は、化学的に複合体化されている市販のＫａｄｃｙｌａ（登録商標）と同一の抗体と毒素部分を使用しているソルターゼ複合体化ＡＤＣが、Ｋａｄｃｙｌａ（登録商標）と同等の腫瘍死滅活性を有することを示している。 ゲルを実施例１３と同様にクマシーブルーで染色した。このデータは、粗細胞培養上清中での抗体のソルターゼＡ介在性結合が、精製した抗体の結合と同様に効率的であったという予想外な発見を示している。

本発明によると、免疫リガンド／ペイロード複合体の生産方法が開示され、この方法は、配列特異的トランスペプチダーゼまたはその触媒ドメインを使って、ペイロードを免疫リガンドに結合させることを包含する。

本発明の好ましい態様によると、ペイロードおよび／または免疫リガンドは、
ａ）主にタンパク質またはペプチドからなる、
ｂ）少なくとも１つのタンパク質もしくはペプチドドメインを含む、または
ｃ）少なくとも１つのペプチド鎖を含む、
のいずれかであって、
さらに、タンパク質またはペプチドもしくはドメインは好ましくは、配列特異的トランスペプチダーゼまたはその触媒ドメインが検出可能なアミノ酸配列を含む。

これは例えば、ペイロードおよび／または免疫リガンドがタンパク質の場合、前記タンパク質がそのＮ末端またはＣ末端に、配列特異的トランスペプチダーゼが検出することが可能なアミノ酸配列を含むことを意味する。そのようなアミノ酸配列が感受性をもつタンパク質を欠損している場合には、これを当該分野で知られている組換え法によって、前記タンパク質のＮ末端またはＣ末端に融合させることができる。

ペイロードおよび／または免疫リガンドがタンパク質ではない場合、そのような配列特異的トランスペプチダーゼによって検出が可能なアミノ酸配列を、当該分野で知られている標準的な化学的架橋法によって前者に結合させる。

特定のトランスペプチダーゼの認識配列とペイロードとの間にさらなる機能を組み込んでも良い。これは、細胞内に内部移行した後に切断可能であるか（例えば含有しているヒドラゾンもしくはジスルフィド化学、または細胞内プロテアーゼに関する特定のペプチド配列）または切断が不可能か（例えば含有しているチオエーテル化学）のいずれかに分類する化学構造によって実現することができる。

ヒドラゾン化学を含有している化学構造は、細胞内のリソソーム画分中で選択的に切断することができる（全身の血流と比較してｐＨが低い）。

ペプチドリンカーは、リソソームプロテアーゼ（例えばカテプシンＢ）によって選択的に切断される可能性があり、ヒドラゾンリンカーよりも血清での安定性が高く、改良された抗腫瘍効果を有していることが分かっている。バリンとシトルリン（Ｖａｌ−Ｃｉｔ）の対は最も一般的に使用されているペプチドリンカーであり、かつ、アウリスタチンファミリーの薬物、例えばモノメチルアウリスタチンＥ（ＭＭＡＥ）と共に機能させるのにふさわしい。

薬物を遊離させるためにはリンカーを切断するのが最も妥当な手段であると研究者らが信じていたため、切断できないリンカーは長いこと見過ごされてきた。しかしながら複合体は膜受容体と結合すると直ちに内部移行し、一旦内部に侵入すれば、ペイロード、例えば薬物が暴露される点まで免疫リガンドを分解することができる。顕著な一例としては、チオエーテルリンカー、ＳＭＣＣ（Ｎ−スクシンイミジル−４−（Ｎ−マレイミドメチル）−シクロヘキサン−１−カルボキシラート）リンカーを使用する（図。

これら全てのアプローチは、結合反応が真に部位特異的でないという点で共通している。なぜならばリンカーが介在する化学的な連結は確率論的な過程であるため、ペイロードのリンカー介在性化学結合からは、治療効果および／または診断上の有用性がそれぞれ異なる複合体化したタンパク質の不均一な混合物が生じるためである。安全性への懸念から、規制当局はバッチ間の変動および／または医薬品原料（ＡＰＩ）の変動を否定的に見るため、治療用混合物として承認を得る過程ではタンパク質−ペイロード複合体の混合物が大きな課題となっていることが明らかである。

薬物を遊離させるためにはリンカーを切断するのが最も妥当な手段であると研究者らが信じていたため、切断できないリンカーは長いこと見過ごされてきた。しかしながら複合体は膜受容体と結合すると直ちに内部移行し、一旦内部に侵入すれば、ペイロード、例えば薬物が暴露される点まで免疫リガンドを分解することができる。顕著な一例としては、チオエーテルリンカー、ＳＭＣＣ（Ｎ−スクシンイミジル−４−（Ｎ−マレイミドメチル）−シクロヘキサン−１−カルボキシラート）リンカーを使用する（図１４ａ、構造２を参照のこと）。

これら全てのアプローチは、結合反応が真に部位特異的でないという点で共通している。なぜならばリンカーが介在する化学的な連結は確率論的な過程であるため、ペイロードのリンカー介在性化学結合からは、治療効果および／または診断上の有用性がそれぞれ異なる複合体化したタンパク質の不均一な混合物が生じるためである。安全性への懸念から、規制当局はバッチ間の変動および／または医薬品原料（ＡＰＩ）の変動を否定的に見るため、治療用混合物として承認を得る過程ではタンパク質−ペイロード複合体の混合物が大きな課題となっていることが明らかである。

本発明の別の好ましい態様によると、免疫リガンド／ペイロード複合体中に含まれる免疫リガンドは、
・抗体、修飾された抗体フォーマット、抗体誘導体または断片、および／または
・抗体模倣物、
からなる群より選択されるもののうちの少なくとも１つである。

この態様では、好ましくは、１３アミノ酸未満のペプチドを低分子ペイロードに結合させることで、低分子ペイロードは配列特異的トランスペプチダーゼの基質となり、低分子ペイロードは、トランスペプチダーゼによって認識されるＣ末端修飾を含んでいるモノクローナル抗体のＣ末端に前記トランスペプチダーゼによって結合されるようになる。このようなＣ末端修飾は両方の重鎖もしくは両方の軽鎖または完全長抗体の重鎖と軽鎖のいずれに含まれていてもよく、これにより、薬物と抗体の比が２または４（ＤＡＲ２またはＤＡＲ４）の、部位特異的に結合したＡＤＣの生成が可能になる。

本発明の別の好ましい態様によると免疫リガンドは、
・受容体、
・抗原、
・成長因子、
・サイトカイン、および／または
・ホルモン、
からなる群より選択される実体のうちの少なくとも１つに結合する。

本明細書で使用する場合、「受容体」という用語は、細胞表面分子、好ましくは、（ｉ）特定の、または特定の群のシグナル伝達分子（つまり、例えばＶＥＧＦ受容体などの受容体）に結合する細胞表面分子、および／または（ｉｉ）既知のリガンドを有していない細胞表面分子（つまり、例えばＨＥＲ２／ｎｅｕなどのオーファン受容体）を意味する。天然の受容体は、細胞集団の表面で発現しているか、あるいは単にそのような分子の細胞外ドメインを構成しているか、あるいは血漿中でまたは細胞もしくは器官中で天然の結合機能を発揮している可溶性分子を構成している（そのような形態が天然に存在しているか否かにかかわらず）。好ましくは、そのような受容体は、特定の病原性の過程に関わっているシグナル伝達カスケードのメンバー（例えば成長因子のシグナル伝達カスケードに属している受容体）であるか、または、病理学的な過程に関わっている細胞もしくは粒子、例えば癌細胞の表面で発現している。

本明細書で使用する場合、「抗原」という用語は、特定の免疫応答を誘導する能力をもつ物質を意味し、抗原には、表面タンパク質またはタンパク質複合体（例えばイオンチャネル）が含まれ得る。抗原は病原性の実体、例えば癌細胞と関連していることが多い。

本明細書で使用する場合、「サイトカイン」という用語は、多数の細胞から分泌される小さい細胞シグナル伝達タンパク質分子を指し、またサイトカインは、細胞間情報伝達に広く使用されているシグナル伝達分子の分類の１つである。サイトカインはタンパク質、ペプチド、または糖タンパク質に分類することができるが、「サイトカイン」という用語には、発生起源が様々な細胞によって体内全体で生産される、多数のおよび多様な制御因子のファミリーが包含される。

本明細書で使用する場合、「成長因子」という用語は、細胞の成長、増殖および細胞分化を刺激することが可能な天然に存在する物質に関する。通常成長因子はタンパク質かまたはステロイドホルモンである。成長因子は様々な細胞過程の調節に重要である。

本明細書で使用する場合、「ホルモン」という用語は、体内の、情報を送信する部分に存在している細胞、腺または器官から放出され、生体の他の部分に影響を及ぼす化学物質に関する。この用語には、ペプチドホルモン、脂質およびリン脂質に由来するホルモン、例えばステロイドホルモンおよびモノアミンが包含される。

免疫リガンドが受容体または抗原に結合する例では、免疫リガンド−ペイロード複合体を例えば、特定の部位に、例えば病原性の実体、例えば癌細胞に誘導することができ、ここでペイロード、例えば毒素または化学療法薬が送達される。従って、毒素または化学療法薬の全身に及ぼす毒性が低減され、後者の作用部位での局所濃度が上昇し、そのため、副作用を低減させながら、より高い効力がもたらされる。さらに、免疫リガンドを結合させることでそれぞれのシグナル伝達カスケードを阻害することができる。ペイロードがマーカーの場合には、後者をこのように使用して特定の部位に、例えば、免疫リガンドによって検出される所与の表面抗原を特徴とする癌細胞に、診断用の目印を付けることができる。

免疫リガンドが成長因子、サイトカインおよび／またはホルモンに結合する場合には、ペイロードを部位特異的な様式で送達するために、免疫リガンド／ペイロード複合体を例えば、成長因子、サイトカイン、またはホルモンが通常結合する部位に誘導することができる。さらに、免疫リガンドを結合させることでそれぞれのシグナル伝達カスケードを阻害することができる。

本明細書で使用する場合、「に結合する」という用語は、よく理解されている相互作用または他の、免疫リガンド（例えば抗体または抗体断片）とその標的との間の無作為でない関係を意味する。そのような結合反応が標的への高い特異性および／または感受性を特徴とすることが好ましい。好ましくは、結合反応は、解離定数（Ｋｄ）が≦１０^-3Ｍ、好ましくは≦１０^-4Ｍ、≦１０^-5Ｍ、≦１０^-6Ｍ、≦１０^-7Ｍ、≦１０^-8Ｍ、≦１０^-9Ｍ、最も好ましくは≦１０^-10であることを特徴とする。

本発明の好ましい態様によると、配列特異的トランスペプチダーゼの少なくとも１つの触媒ドメインは、免疫リガンドまたはペイロードいずれかのＮ末端もしくはＣ末端に融合される。

このような融合は、組換えを用いた改変または化学的な結合によって行うことができる。この態様では、免疫リガンドのペイロードへの部位特異的な結合を誘導する酵素活性を別個の組換え酵素として反応に付加する必要はなく、むしろ、それは複合体化されるタンパク質基質の一部である。

好ましくは、配列特異的トランスペプチダーゼは、
・ソルターゼまたは１つ以上のその断片もしくは誘導体、
・スプリットインテインまたは１つ以上のその断片もしくは誘導体、
からなる群より選択されるものの少なくとも１つである。

トランスペプチダーゼがソルターゼである好ましい態様では、ペイロード、例えば毒素を好ましくは、少数のグリシンアミノ酸残基、好ましくは３または５個のグリシン残基を付加することで、ソルターゼ結合に関する基質とする。

トランスペプチダーゼがスプリットインテイン、例えばＳｓｐ ＧｙｒＢスプリットインテインである別の好ましい態様では、ペイロード、例えば毒素を、アミノ酸の数が１３個未満の配列、ＧＶＦＶＨＮ−ＳＸ_n（ここでＸは任意のアミノ腺であり、ｎは０以上５以下の整数である）を付加することで、スプリットインテイン結合に関する基質とする。

低分子量毒素が完全長抗体に結合している抗体薬物複合体を生成するためにトランスペプチダーゼ、好ましくはソルターゼ酵素およびスプリットインテインを使用することは、先行技術には記載されていない（パノウスキーら（２０１４））。

ソルターゼ酵素は、様々なグラム陽性球菌、例えばブドウ球菌や肺炎連鎖球菌の種で同定されており、これは、感染を受けた宿主による効率的な免疫応答を回避するように細菌の表面特徴を変化させるため、インビボで毒素因子と細胞壁プロテオグリカンとの結合を触媒する（マズマニアンら（１９９９））。

グラム陽性球菌である黄色ブドウ球菌（スタフィロコッカス アウレウス）のソルターゼＡ酵素は最初に解析が行われ（トン−タットら（１９９９））、その後、多くのタンパク質修飾に関するツールとしてさらに解析されてきた（ツキジ（２００９））。

ソルターゼ酵素の有益な特徴の一つは、複合体化される２つの分子が短いペプチドタグ（「ソルターゼタグ」）だけを必要とするということである。例えば、黄色ブドウ球菌のソルターゼＡの場合、一方の分子（例えばペイロード）のＣ末端にＬＰＸＴＧを、他方の分子（例えば免疫リガンド）のＮ末端に短い３〜５個のグリシンアミノ酸ストレッチを付加する必要があるだけである（図１を参照のこと）。これらのペプチドタグは、分子に融合させるか、標準的な架橋化学によって分子に結合させることができる。これは一方で、２つのタンパク質を連結させるためのシステムの利用を可能にするだけでなく、より分子量が小さい化合物、好ましくは低分子量毒素をタンパク質に結合させためのシステムの利用をも可能にする。黄色ブドウ球菌ソルターゼＢの場合、代表的なソルターゼモチーフはＮＰＱＴＮである。

インテインは最初、ペプチド結合を切断し、新しいペプチド結合を形成することでそれ自体を前駆タンパク質から除去（スプライス）することが可能なタンパク質のイントロンとして発見された（ショウら（１９９３））（図２ａ）。

天然に存在するスプリットインテインと人工のスプリットインテインは、後でエクステインドメイン（図２ｂ）をトランススプライシングすることで２つのタンパク質を結合させるような方式で、異なるタンパク質またはペプチドに接続することが可能なＮ−インテインドメインとＣ−インテインドメインに分けられたインテインコード領域を含む。

そのため、スプリットインテインはＮ−エクステインとＣ−エクステイン部分を共有結合させるのに、また、タンパク質を精製および／または環状化するのに利用されてきた（エルシェ（２０１０））。本明細書で開示の一態様は、低分子量化合物、好ましくは低分子量毒素および他の低分子標識の結合にスプリットインテインを使用することであり、この態様ではいかなる大きさの分子にも、ソルターゼ介在性ペプチド転移に必要とされる短いグリシンアミノ酸配列と同様、アミノ酸が１３個未満の短いＣ−エクステインペプチド配列が結合される。

ソルターゼ酵素の場合、選択した分子に短いグリシンストレッチ（グリシン残基が＞２）を付加することが、ペンタ−ペプチドソルターゼ認識モチーフ（例えば黄色ブドウ球菌のソルターゼＡの場合にはＬＰＸＴＧ）を含んでいる免疫リガンドに、その分子を結合させるのに十分である。スプリットインテインの場合には、Ｓｓｐ ＧｙｒＢ由来の６アミノ酸Ｃ−インテイン（ＧＶＦＶＨＮ）と短いＣ−エクステイン（ここではＳＡＧＳＧＫ）を含んでいる、わずか１２アミノ酸という短いＧＶＦＶＨＮＳＡＧＳＧＫアミノ酸配列が、いかなるペイロード分子をも、好ましくは低分子量毒素を、スプリットインテインを介在して、Ｓｓｐ ＧｙｒＢスプリットインテインのＮ−インテインドメインを含んでいる免疫リガンドに結合させるために修飾するのに十分である（フォルクマンら（２００９））。機能性のインテインドメインをアミノ酸が１３個未満の長さのペプチド配列になるまで短くすることができる他のスプリットインテインも同様に利用することができる。

文献では、たとえスプリット酵素が常に酵素として書かれていなくても、そのようなものであることを保証している。なぜならば、それらが触媒する反応によってペプチド結合が切断されて新しいペプチド結合が形成され、既存のペプチド結合のエネルギーが新しいペプチド結合に転移するため、これをトランスペプチダーゼと見なすことができるためである。

化学結合以外に、トランスペプチダーゼ介在性結合は生理的な水性緩衝液条件および生理的な温度でも起こり、これによって、結合反応中のタンパク質または抗体保全への影響は最小限に抑えられる。この特徴によって確実に、得られる複合体の機能が最適となる。

本発明の別の好ましい態様によると、免疫リガンド／ペイロード複合体中に含まれるペイロードは、
・マーカー、
・処理用タグ、および／または
・薬物、
からなる群より選択されるもののうちの少なくとも１つである。

「本明細書で使用する場合、マーカー」（いわゆる「検出用タグ」）という用語は、１つ以上の適切な化学物質または酵素を含み、化学、物理または酵素反応中に、直接または間接的に検出可能な化合物またはシグナルを生成する全ての分子または部分を指す可能性がある。

本明細書で使用する場合、「処理用タグ」という用語には、アフィニティタグ、可溶化タグ、クロマトグラフィータグ、およびエピトープタグが含まれ得る。アフィニティタグ（いわゆる精製用タグ）は、アフィニティ技術を使用してタグ化した分子をその粗生物学的供給源から精製することができるように、タンパク質に付加される。このようなアフィニティタグとしては、キチン結合タンパク質（ＣＢＰ）、麦芽糖結合タンパク質（ＭＢＰ）、およびグルタチオンＳ−転移酵素（ＧＳＴ）がある。ポリ（Ｈｉｓ）タグ、好ましくは６×Ｈｉｓタグ、は広く使用されている処理用タグであり、これは金属マトリックスに結合する。可溶化タグは、特に大腸菌などのシャペロン欠損種で発現される組換えタンパク質に対し、それらが正確に折り畳まれたタンパク質となり、かつ、沈殿しないように補助するために使用される。これらには、チオレドキシン（ＴＲＸ）およびポリ（ＮＡＮＰ）が含まれる。いくつかのアフィニティタグ、例えばＭＢＰおよびＧＳＴは可溶化剤として、二重の機能を有する。

クロマトグラフィータグは、タンパク質のクロマトグラフィーに関する特性を変化させ、特定の分離技術に関して種々の分離能を得るために使用される。これらはポリアニオン系アミノ酸からなることが多く、例えばＦＬＡＧタグがある。

エピトープタグは、短いペプチド配列であり、多くの種で親和性の高い抗体を正確に生産することができることから選ばれている。通常、エピトープタグはウイルス遺伝子に由来し、このことによって、その高い免疫反応性が説明される。エピトープタグとしては例えば、Ｖ５−タグ、ＭＹＣ−タグ、およびＨＡ−タグが挙げられる。これらのタグは、ウェスタンブロット、免疫蛍光法および免疫沈降実験に特に有用であるが、これらはタンパク質の精製においても使用されている。

処理用タグには、例えば特異的酵素修飾（ビオチンリガーゼタグなど）および化学修飾（ＦｌＡｓＨ）タグなど、他の利用法が多数ある。多数の機能をもつようにタンパク質を修飾するため、複数のタグを組み合わせることも多い。

好ましくは、前記マーカーは、
・放射性標識、好ましくは放射性標識で標識したペプチドまたはタンパク質、
・蛍光標識、好ましくは蛍光ペプチドまたはタンパク質、および／または、
・酵素標識、好ましくはペルオキシダーゼ
からなる群より選択されるものの少なくとも１つである。

ここに挙げた、可能性のあるマーカーペイロードは限定を意図しない。本発明の別の好ましい態様によると前記薬物は、
・サイトカイン、
・放射性標識、
・抗炎症剤、
・毒素、および／または、
・化学療法剤、
からなる群より選択される実体のうちの少なくとも１つに結合する。

ここに挙げた可能性のある薬物ペイロードは限定を意図しない。本明細書で使用する場合、「サイトカイン」という用語は、多数の細胞から分泌される小さい細胞シグナル伝達タンパク質分子を指し、またサイトカインは、細胞間情報伝達に広く使用されているシグナル伝達分子の分類の１つである。サイトカインはタンパク質、ペプチド、または糖タンパク質に分類することができるが、「サイトカイン」という用語には、発生起源が様々な細胞によって体内全体で生産される、多数のおよび多様な制御因子のファミリーが包含される。本発明においてサイトカインは、例えば、病原性の実体、例えば癌細胞に損傷を与える、または死滅させることさえも意図している。

本明細書で使用する場合、「放射性製剤」という用語は、不安的な核を有する原子を少なくとも１つ含み、そのため、放射性崩壊する傾向にあり、その結果、細胞死滅効果を有するガンマ線および／またはα粒子もしくはβ粒子のような亜原子粒子を発する実体に関する。本発明において放射性製剤は、病原性の実体、例えば癌細胞に損傷を与える、または死滅させることさえも意図している。

本明細書で使用する場合、「抗炎症薬」という用語は、炎症を弱める化合物に関する。これは例えば、グルココルチコイド受容体に結合することで炎症または膨張を弱める特定のグルココルチコイドなどのステロイド（コルチコステロイドと呼ばれることが多い）によって達成することができる。この用語はさらに、シクロオキシゲナーゼ（ＣＯＸ）酵素に反作用する非ステロイド系抗炎症性（ＮＳＡＩＤ）も包含する。ＣＯＸ酵素は自然にプロスタグランジンを合成し、炎症を起こす。全体として、ＮＳＡＩＤは今後起こるプロスタグランジンの合成を防ぎ、痛みを低減するかまたは排除する。この用語はさらに、炎症反応が増幅する原因となる免疫細胞である炎症細胞の活性および移動を変化させるある種のペプチドである免疫選択的抗炎症性誘導体（ＩｍＳＡＩＤ）を包含する。

本明細書で使用する場合、「毒素」という用語は、生細胞または生体に有毒な分子に関する。毒素は、病原性の実体、例えば癌細胞を損傷するまたは死滅させさえもするような、ペプチドもしくはタンパク質であってよく、または好ましくは、低分子量毒素であってもよい。本明細書で意味する毒素は、特に細胞毒を包含する。好ましくは、前記毒素は低分子量毒素、つまり分子量が２５００ダルトン以下の毒素である。

本明細書で使用する場合、「化学療法薬」という用語は、新生物、特に悪性（癌性）病変、例えば癌腫、肉腫、リンパ腫、または白血病の発展または進行を阻害する機能統制を有する分子に関する。転移または血管形成の阻害が抗がん剤または化学療法薬の特性であることが多い。化学療法薬は細胞障害性薬物または化学療法薬であってよい。好ましくは、前記化学療法薬は、癌細胞の成長および／または増加を阻害または抑制する低分子量細胞***阻害剤である。

免疫リガンドにサイトカイン、放射性製剤、毒素または化学療法薬を結合させることで、これらの投与に関連する副作用や危険性を低減させることができる。その理由としては以下のことが挙げられる；
ａ）免疫リガンドは複合体をペイロードがその毒性機能を発揮する特定の部位、例えば病原性の実体、例えば癌細胞に誘導する。従って、ペイロードの全身に及ぼす毒性が低減され、後者の作用部位での局所濃度が上昇し、そのため、副作用を低減させながら、より高い効力がもたらされる。
ｂ）内部移行の後にペイロードが放出され、そのときになってその望まれる細胞毒性機能を発揮する、つまり、周辺の細胞または組織には影響を及ぼさないという様式で病原性の実体に内部移行する複合体が提供される可能性がある。

以下の表は、使用可能な標的／抗原（左列）と、それを標的とする既存の免疫リガンド（中列）の例の非限定的な一覧である。右列には、潜在的な毒素、サイトカインまたは化学療法薬の非限定的な一覧を示している。さらに数百もの標的およびペイロードが存在するが、左列と右列に示す例を任意に組み合わせることができることに注目すべきである。表に明示していないそれぞれの標的／ペイロードの組み合わせも本発明の範囲に包含される。

本発明の一層さらに別の態様によると、免疫リガンドは、それぞれがペイロードに結合している少なくとも２つのサブユニットを含む。

好ましくは、少なくとも２種類の異なるペイロードを、少なくとも２つのサブユニットに結合させることができる。この選択肢は、多種多様な免疫リガンド−ペイロード構築物を作成することが可能な、万能なツールボックスを提供する。例えば、２つのドメインをもつ二重特異性免疫リガンドを、２種類のペイロード、例えば１つのマーカーと１つの毒素に結合させることができる。

好ましくは、少なくとも２種類の異なるペイロードは、１つ以上の細胞経路を干渉する、毒性をもつペイロードである。

このような態様は、例えば、別のソルターゼ認識モチーフを認識する２種類の異なるソルターゼ酵素と、それに加えて、重鎖と軽鎖が前記異なるソルターゼ酵素のそれぞれのソルターゼ認識モチーフを含んでおり、かつ、異なるＣ末端修飾を有している抗体を使って、２種類の異なるペイロードを、完全長抗体の２本の軽鎖のそれぞれに、および完全長抗体の２本の重鎖のそれぞれに結合させることによって達成することができる。

このようにして、２本の完全長Ｉｇ軽鎖と２本の完全長Ｉｇ重鎖からなり、前記重鎖および軽鎖に共有結合している異なるペイロードを含んでいる抗体薬物複合体を作成することができる。

このような態様によって、好ましくは、免疫リガンド−ペイロードを生成する、少なくとも２つのサブユニットの同期した結合（前記サブユニットそれぞれに対するペイロードの結合が等しい）が起こる。

別の好ましい態様によると、少なくとも２つのサブユニットを含む前記免疫リガンドは、結合部位１カ所当たり少なくとも８０％の効率で結合している。

さらに別の好ましい態様によると、少なくとも２つのサブユニットを含む前記免疫リガンドは、少なくとも２個のアミノ酸、好ましくは２〜５個のアミノ酸から構成されているペプチドスペーサー配列を含み、このスペーサー配列は、２つのサブユニットのうちの少なくとも一方のＣ末端に付加されている。

このアプローチにより、好都合なことに、免疫リガンド−ペイロードを生成する、少なくとも２つのサブユニットの同期した結合（前記サブユニットそれぞれに対するペイロードの結合が等しい）が起こる。本発明の別の態様によると、この方法によって、免疫リガンドとペイロードの間の関係を化学量論的に規定することができる。この態様によれば、免疫リガンドとペイロードの間の厳密な量的関係を提供することができ、従って、免疫リガンド／ペイロード複合体、特に臨床用および／または治療用の複合体の生産性および全体の性能が改善される。このことは、トランスペプチダーゼの配列特異性および／または部位特異性によって説明される。

特に好ましい態様によると、免疫リガンドとペイロードとの間の前記化学量論的に規定された関係は、部分的に反応したＣ末端に修飾を有する免疫リガンド基質を除去することで達成される。そのような除去は例えば、アフィニティ生成によって行うことができる。前記アプローチによって、好ましくは、均一な薬物対免疫リガンド比がもたらされる。

前記除去は好ましくは、トランスペプチダーゼ認識モチーフまたはドメインのＣ末端に配置されたアフィニティタグを利用するアフィニティ精製によって行われる。この目的には、当業者に知られている標準的な方法、例えば、ＨＩＳタグ、ＣＢＰタグ、ＣＹＤ（ｃｏｖａｌｅｎｔ ｙｅｔ ｄｉｓｓｏｃｉａｂｌｅ ＮｏｒｐＤ ｐｅｐｔｉｄｅ、共有しているが分離可能なＮｏｒｐＤペプチド）タグ、Ｓｔｒｅｐ ＩＩタグ、ＦＬＡＧタグ、ＨＰＣ（プロテインＣの重鎖）タグ、ならびにＧＳＴおよびＭＢＰタンパク質融合タグを使用することができる。

本発明の別の態様によると、この方法によって、ペイロードを免疫リガンドに部位等位的に結合させることができる。この態様によると、この結合過程は免疫リガンドまたはペイロードそのものの活性を干渉しないことが確実であり、そのため、免疫リガンド／ペイロード複合体、特に臨床用および／または治療用複合体の生産性および全体的な性能が改善される。このことは、トランスペプチダーゼの配列特異性および／または部位特異性によって説明される。多くの場合に部位特異的でないかまたは限定的な部位特異性を有する（例えば、ペイロードがアルギニン、リシン、アスパラギンまたはグルタミンなどの遊離アミノ基に結合している場合の）標準的な結合化学を用いる以外には、免疫リガンドの特徴（例えば標的特異性）またはペイロードの特徴（例えば毒性）に影響がおよばないように、このようにして結合部位を正確に規定することができる。

本発明はさらに、前述の態様による方法から得られた免疫リガンド／ペイロード複合体を提供する。

好ましくは、前記免疫リガンド／ペイロード複合体は、抗体／薬物複合体および／または抗体／マーカー複合体からなる群より選択される。

本発明はさらに、前述の態様による免疫リガンド／ペイロード複合体の、
・所与の病態のインビトロまたはインビボでの診断
・所与の病態に関するインビトロまたはインビボでの予測または予後予測
・所与の病態に罹患しているまたは発症する危険性のあるヒトまたは動物対象の治療、および／または
・研究および／または開発目的
における使用を提供する。

好ましくは、前記病態は、
・腫瘍性疾患
・自己免疫疾患
・神経変性疾患、および／または
・感染症
からなる群より選択されるものの少なくとも１つである。

いずれの例においても、本発明による免疫リガンド／ペイロード複合体は、例えばペイロードを特定の部位、例えば癌細胞、神経病理のある部位または自己免疫反応を起こしている部位に誘導することによって、有益な効果をもたらす可能性がある。

ペイロード、例えば、毒素、化学療法薬、サイトカインまたは薬物は、例えば癌細胞を枯渇させるため、癌細胞に対する抗増殖性を発揮するため、プラークを溶解するため、自己抗体を阻害するために前記部位に送達される。

いずれの例においても、複合体本発明による免疫リガンド／ペイロードは、ペイロード、例えば毒素または化学療法薬が、例えば癌細胞を枯渇させるため、癌細胞に対して抗増殖性作用を発揮するために送達される特定の部位、例えば癌細胞にペイロードを誘導することで、有益な効果をもたらす可能性がある。

従って、毒素または化学療法薬の全身に及ぼす毒性が低減され、後者の作用部位での局所濃度が上昇し、そのため、副作用を低減させながら、より高い効力がもたらされる。さらに、免疫リガンドを結合させることでそれぞれのシグナル伝達カスケードを阻害することができる。ペイロードがマーカーの場合には、マーカーをこのように使用して特定の部位に、例えば、免疫リガンドによって検出される所与の表面抗原を特徴とする癌細胞に、診断用の目印を付けることができる。

結合過程の部位特性によって、それぞれの免疫リガンド／ペイロード複合体、特に臨床用および／または治療用複合体の高い生産性および全体的な性能が保証される。

本明細書で使用する場合、「腫瘍性疾患」という用語は、急激に増殖している細胞成長または新生物を特徴とする、細胞または組織の異常な段階または状態を指す。より具体的な意味では、この用語は癌性の過程、例えば腫瘍および／または白血病に関する。

「神経病理学的疾患」という用語には特に、神経変性疾患、神経炎症性疾患または発作性疾患が包含される。

神経変性疾患とは、ニューロン死を含む、進行性のニューロンの構造または機能の喪失を特徴とする疾患である。多くの神経変性疾患、例えばパーキンソン病、アルツハイマー病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症および多発性硬化症は、神経変性過程の結果、生じる。様々な神経変性障害の間には非定型なタンパク質の会合や誘発性細胞死など、多くの類似点がある。さらに神経変性は、ニューロン回路網の、分子レベルから全身レベルにわたる多くの異なるレベルで見いだすことができる。

「神経変性疾患」および「神経炎症性疾患」という用語は、部分的には重複した意味範囲を有する。炎症性反応は神経変性疾患の特徴であり、種々の機序を介して、ニューロンの細胞死に関与または寄与している。キヌレニン経路（ＫＰ）に沿ったトリプトファンの異化反応はこのような機序のうちの１つである。

発作性疾患は脳細胞間のシグナル伝達の異常を特徴とする脳障害である。発作性疾患は、脳に部分的に（部分発作）または脳全体に（全般発作）影響をおよぼす可能性がある。最も多く見られる発作性疾患はてんかんである。

本明細書で使用する場合、「自己免疫疾患」という用語は、自己免疫応答が単一の組織に向けられている器官特異的な自己免疫疾患、例えばクローン病や潰瘍性大腸炎、Ｉ型糖尿病、重症筋無力症、白斑、グレーブス病、橋本病、アジソン病および自己免疫性胃炎および自己免疫肝炎を包含する。この用語にはまた、自己免疫応答が、体内全体の複数または多数の器官に存在する構成要素に向けられている非器官特異的な自己免疫疾患も包含される。

このような自己免疫疾患としては例えば、関節リウマチ、疾患、全身性エリテマトーデス、進行性全身性強皮症および変異型、多発性筋炎ならびに皮膚筋炎が挙げられる。

その他の自己免疫疾患としては、一部の自己免疫性胃炎を含む悪性貧血、原発性胆汁性肝硬変、自己免疫性血小板減少症、シェーグレン症候群、多発性硬化症および乾癬が挙げられる。当業者は、本発明の方法を、これらのまたは他の自己免疫疾患に適宜適用可能であることを理解する。

本明細書で使用する場合、「感染症」という用語には、これらには限定されないが、感染性の生物によって引き起こされるいずれもの疾患が含まれる。感染性の生物には、ウイルス（例えば、一本鎖ＲＮＡウイルス、一本鎖ＤＮＡウイルス、ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）、Ａ、Ｂ、およびＣ型肝炎ウイルス、単純ヘルペスウイルス（ＨＳＶ）、サイトメガロウイルス（ＣＭＶ）エプスタイン・バーウイルス（ＥＢＶ）、ヒト乳頭腫ウイルス（ＨＰＶ））、寄生生物（例えば、マラリア原虫、リーシュマニア、住血吸虫、トリパノソーマなどの原生動物および後生動物病原体）、細菌（例えば、マイコバクテリア、具体的には、結核菌、サルモネラ、連鎖球菌、大腸菌、ブドウ球菌）、真菌（例えば、カンジダ、アスペルギルス）、カリニ肺炎菌、およびプリオンが含まれ得る。

本発明はさらに、Ｇｌｙ_nで修飾された低分子量ペイロードを提供し、ここでｎは１より大きく、好ましくは、ｎは３または５である。

本明細書で使用する場合、「Ｇｌｙ_nで修飾された」という用語は、グリシン残基からなるオリゴペプチドまたはポリペプチドが前記ペイロードに付加されていることを意味する。本明細書で使用する場合、「低分子量ペイロード化合物」という用語は、分子量が２５００ダルトン以下のペイロードを包含するものとする。

好ましくは、前記ペイロードは、
・マーカー、
・処理用タグ、および／または
・薬物
からなる群より選択されるものの少なくとも１つである。

前記マーカーは、
・放射性標識、好ましくは放射性標識で標識したペプチドまたはタンパク質、
・蛍光標識、好ましくは蛍光ペプチドまたはタンパク質、および／または、
・酵素標識、好ましくはペルオキシダーゼ
からなる群より選択されるものの少なくとも１つである。

前記薬物は、
・サイトカイン、
・放射性標識、
・毒素、および／または、
・化学療法剤、
からなる群より選択されるものの少なくとも１つである。

既に前段で議論したように、前記毒素は好ましくは低分子量毒素、つまり分子量が２５００ダルトン以下の毒素である。前記毒素は、
・メイタンシン
・モノメチルアウリスタチン、および／または
・アルファ−アマニチン
からなる群より選択されるものの少なくとも１つ、もしくはこれらの誘導体である。このようなＧｌｙ_nで修飾された毒素の例を、図１４Ａ〜１４Ｃの構造１〜９に示す。

本発明はさらに、グリシンで修飾された低分子量ペイロードの、その免疫リガンドへの結合における使用を提供する。

好ましくは、また前述した通り、この結合はトランスペプチダーゼ、好ましくはソルターゼおよび／またはスプリットインテイン介在性の結合である。同様に、免疫リガンドは抗体であることが好ましい。

前記免疫リガンドが抗体であることが好ましい。このようにして、抗体薬物複合体（ＡＤＣ）を提供することができる。

好ましくは、免疫リガンド−ペイロード複合体化反応は、粗細胞培養上清の中で行われる。このことは、好ましくは、結合反応が精製されていないまたは部分的に精製された要素と共に行われることを意味している。
実験および図

本発明を図面および前述の説明によって詳細に図示および説明してきたが、このような図示および説明は例証または例示と見なされ、本発明を限定するものとは見なされず、本発明は開示の態様には限定されない。当業者は、図面、開示および添付の請求項を検討することにより、特許請求する発明の実践における開示した態様の他の変異型を理解し、実施することができる。特許請求項における「含んでいる」という語は、他の要素または工程を排除するものではなく、また、不定冠詞の「１つ」または「１種」は、複数を排除するものでない。互いに異なる従属請求項で特定の測定値が記載されているという事実は、これら測定値の組み合わせを都合良く使用することはできないことを示しているものではない。特許請求項に含まれているいずれの参照記号も発明の範囲を制限していると解釈すべきではない。

本明細書開示しているアミノ酸配列は全てＮ末端からＣ末端の方向に、本明細書で開示している核酸配列は全て５’から３’の方向に示している。

実施例１：発現ベクターのクローニングおよびＣ末端にＬＰＥＴＧソルターゼタグと、それに加えて６×ＨｉｓおよびｓｔｒｅｐＩＩアフィニティ精製用タグが付加されたＣＤ１９モノクローナル抗体の発現

ペイロードを抗体のＣ末端に結合させるためには、Ｃ末端修飾、例えば黄色ブドウ球菌ソルターゼＡの認識モチーフを含む第一の組換え抗体を発現させる必要がある。

この目的で、抗ヒトＣＤ１９特異的抗体の重鎖および軽鎖の第一のＯＲＦを遺伝的に合成することができる。例えばジーンスクリプト（Ｇｅｎｓｃｒｉｐｔ、ｗｗｗ．ｇｅｎｓｃｒｉｐｔ．ｃｏｍ、ピスカタウェイ、ニュージャージー、米国）のような開発業務受託機関（ＣＲＯ）がそのような遺伝子合成サービスを提供している。一例として、ヒト化抗ヒトＣＤ１９抗体ｈＢＵ１２の重鎖および軽鎖配列を、米国特許第８，２４２，２５２号Ｂ２の配列５３（変異体ＨＦ）および配列５８（変異体ＬＧ）として見ることができる。この抗ヒトＣＤ１９抗体のＶ_HおよびＶ_L領域は以下の通りである。

配列番号１（ヒト化抗ヒトＣＤ１９抗体ｈＢＵ１２のＶ_Hコード領域）：

これは以下のアミノ酸配列に翻訳される（配列番号２）：

配列番号３（ヒト化抗ヒトＣＤ１９抗体ｈＢＵ１２のＶ_Lコード領域）：

これは以下のアミノ酸配列に翻訳される（配列番号４）：

本明細書で開示の方法を実現するために、これらの配列を、さらなるＣ末端タグを有するヒトＩｇＧ₁の重鎖および軽鎖の定常領域に融合させることができる。

本発明を実現するために、３’にＬＰＥＴＧ黄色ブドウ球菌ソルターゼＡ認識タグ、次いで６×Ｈｉｓタグ（ＨＨＨＨＨＨ）、ＭＹＣタグ（ＥＱＫＬＩＳＥＥＤＬ）およびｓｔｒｅｐ ＩＩタグ（ＷＳＨＰＱＦＥＫ）をコードしているコドンをさらに含んでいるヒトＩｇＧ１重鎖定常領域を合成することができる。得られる配列は以下の通りである。

配列番号５（３’にＬＰＥＴＧソルターゼタグ、６×ＨｉｓタグおよびｓｔｒｅｐＩＩタグをコードしている３’伸張をインフレームで含んでいるヒトＩｇＧ１重鎖定常コード領域）：

これは以下のアミノ酸配列に翻訳される（配列番号６、下線部はタグのアミノ酸配列）：

さらに、３’にＬＰＥＴＧ黄色ブドウ球菌ソルターゼＡ認識タグ、次いで６×Ｈｉｓタグ（ＨＨＨＨＨＨ）およびｓｔｒｅｐ ＩＩタグ（ＷＳＨＰＱＦＥＫ）をコードしているコドンさらに含んでいるヒトＩｇＧ１カッパ軽鎖定常領域を合成することができる。得られる配列は以下の通りである。

配列番号７（３’にＬＰＥＴＧソルターゼタグ、６×Ｈｉｓタグ、ＭｙｃタグおよびｓｔｒｅｐＩＩタグをコードしている３’伸張をインフレームで含んでいるヒトＩｇＧ１カッパ軽鎖定常コード領域）：

これは以下のアミノ酸配列に翻訳される（配列番号８、下線部はタグのアミノ酸配列）：

また、ヒト化抗ヒトＣＤ１９抗体ｈＢＵ１２のＬＰＥＴＧソルターゼタグ、６×ＨｉｓおよびｓｔｒｅｐＩＩタグ化重鎖および軽鎖の完全なコード領域は以下の通りである。

配列番号９（Ｃ末端にＬＰＥＴＧソルターゼタグ、６×Ｈｉｓタグ、ＭｙｃタグおよびｓｔｒｅｐＩＩタグを含むｈＢＵ１２の完全長ヒトＩｇＧ１ Ｖ_H−Ｃ_H重鎖コード領域）：

これは以下のアミノ酸配列に翻訳される（配列番号１０、下線部はタグのアミノ酸配列）：

配列番号１１（Ｃ末端にＬＰＥＴＧソルターゼタグ、６×Ｈｉｓタグ、ＭｙｃタグおよびｓｔｒｅｐＩＩタグを含むｈＢＵ１２の完全長ヒトＩｇＧ１ Ｖ_Ｌ−Ｃ_Ｌカッパ鎖コード領域）：

これは以下のアミノ酸配列に翻訳される（配列番号１２、下線部はタグのアミノ酸配列）：

その後、配列番号９および１１のそれぞれで開示した抗ヒトＣＤ１９特異的抗体の重鎖および軽鎖のコード領域を、標準的な哺乳類の発現ベクター、例えばｐＣＤＮＡ３．１−ｈｙｇｒｏ（＋）（インビトロジェン）に当該分野で知られている分子生物学的手法によってクローニングできるように、近くに制限酵素部位（例えばＨｉｎｄＩＩＩおよびＮｏｔＩ）を含める形で合成することができる。

タグ化ｈＢＵ１２抗ヒトＣＤ１９抗体、ｐＣＤＮＡ３．１−ｈｙｇｒｏ（＋）−ＩｇＨ鎖発現ベクターの完全なＤＮＡ配列は以下の通りである。

配列番号１３（Ｃ末端にＬＰＥＴＧソルターゼタグ、６×ＨｉｓタグおよびｓｔｒｅｐＩＩタグ（下線部）およびクローニングサイトであるＨｉｎｄＩＩＩとＮｏｔＩ（影付部分）を含むｈＢＵ１２のヒトＩｇＧ１ Ｖ_H−Ｃ_H重鎖コード領域）：

タグ化ｈＢＵ１２抗ヒトＣＤ１９抗体、ｐＣＤＮＡ３．１−ｈｙｇｒｏ（＋）−ＩｇＬ鎖発現ベクターの完全なＤＮＡ配列は以下の通りである。

配列番号１４（Ｃ末端にＬＰＥＴＧソルターゼタグ、６×Ｈｉｓタグ、ＭｙｃタグおよびｓｔｒｅｐＩＩタグ（下線部）およびクローニングサイトであるＨｉｎｄＩＩＩとＮｏｔＩ（影付部分）を含むｈＢＵ１２のヒトＩｇＧ１ Ｖ_L−Ｃ_Lカッパ軽鎖コード領域）：

これらの構築物によって、哺乳類細胞（例えば、組換え抗体発現に一般的に使用されているＣＨＯ細胞などを含むがこれらには限定されない哺乳類細胞）に形質転換して、ソルターゼＡタグ、６×Ｈｉｓタグ、Ｍｙｃタグ、およびｓｔｒｅｐＩＩタグがＩｇＨおよびＩｇＬ鎖の両鎖のＣ末端に付加された抗ヒトＣＤ１９特異的ヒト化抗体ｈＢＵ１２を発現させることができる。

実施例２：Ｃ末端にＳｓｐ ＧｙｒＢ １１スプリットインテインのＮ−インテインドメインと、さらにＣ末端に６×ＨｉｓおよびｓｔｒｅｐＩＩアフィニティ精製用タグを含むモノクローナル抗体に関する発現ベクターのクローニング

黄色ブドウ球菌ソルターゼＡタグ化ＩｇＧ１重鎖および軽鎖の発現カセットおよびベクターと同様に、前述した抗ヒトＣＤ１９抗体のものと同じ要素を使って有資格ＣＲＯ（例えばジーンスクリプト（ｗｗｗ．ｇｅｎｓｃｒｉｐｔ．ｃｏｍ、ピスカタウェイ、ニュージャージー、米国））がその遺伝子の遺伝子合成を行うために、ＩｇＨ鎖およびＩｇＬ鎖のいずれかのＣ末端にＳｓｐ ＧｙｒＢ １１スプリットインテインのＮ−インテインドメインを融合させたコード領域を以下のように設計することができる。

１５０個のアミノ酸から構成されているＳｓｐ ＧｙｒＢ １１スプリットインテインのＮ−インテインドメインの配列は、アップルビーらによる発表（２００９）で見られ、また、その配列は以下の通りである。

配列番号１５（Ｓｓｐ ＧｙｒＢ １１スプリットインテインのＮ−インテインドメイン）：

哺乳類のコドン使用頻度を使ってこのアミノ酸配列を逆翻訳すると得られるＳｓｐ ＧｙｒＢ １１スプリットインテインのＮ−インテインドメインのコード配列は以下の通りである。

配列番号１６（Ｓｓｐ ＧｙｒＢ １１スプリットインテインのＮ−インテインドメインのコード配列）：

この配列情報をもとに、下記配列１７に開示する、Ｓｓｐ ＧｙｒＢ １１スプリットインテインのＮ−インテインドメイン、続いて６×ＨｉｓタグおよびｓｔｒｅｐＩＩタグを含んでいるＣ末端伸張を有する抗ヒトＣＤ１９抗体ｈＢＵ１２の完全長ＩｇＧ１重鎖コード領域を設計できる：

これは、配列番号１８のアミノ酸配列に翻訳される（Ｎ−インテインドメインのアミノ酸を下線で、６×ＨｉｓタグおよびｓｔｒｅｐＩＩタグを影で示す）：

同様に、下記配列１９に開示する、Ｓｓｐ ＧｙｒＢ １１スプリットインテインのＮ−インテインドメイン、続いて６×ＨｉｓタグおよびｓｔｒｅｐＩＩタグを含んでいるＣ末端伸張を有する抗ヒトＣＤ１９抗体ｈＢＵ１２の完全長ＩｇＧ１カッパ軽鎖コード領域を設計できる：

これは、配列番号２０のアミノ酸配列に翻訳される（Ｎ−インテインドメインのアミノ酸を下線で、６×ＨｉｓタグおよびｓｔｒｅｐＩＩタグを影で示す）：

その後、配列番号１７および１９のそれぞれで開示した抗ヒトＣＤ１９特異的抗体のＮ−インテインで修飾した重鎖および軽鎖のコード領域を、標準的な哺乳類の発現ベクター、例えばｐＣＤＮＡ３．１−ｈｙｇｒｏ（＋）（インビトロジェン）に当該分野で知られている分子生物学的手法によってクローニングできるように、近くに制限酵素部位（例えばＨｉｎｄＩＩＩおよびＮｏｔＩ）を含める形で合成することができる。

Ｎ−インテインタグ化ｈＢＵ１２抗ヒトＣＤ１９抗体、ｐＣＤＮＡ３．１−ｈｙｇｒｏ（＋）−ＩｇＨ鎖発現ベクターの完全なＤＮＡ配列は以下のようになる。

配列番号２１（Ｃ末端にＳｓｐ ＧｙｒＢ Ｓ１１スプリットインテインのＮ−インテインドメイン、次いで６×Ｈｉｓタグ、ｓｔｒｅｐＩＩタグ（下線部）、およびＨｉｎｄＩＩＩとＮｏｔＩクローニング部位（影付部分）を含むｈＢＵ１２のヒトＩｇＧ１ Ｖ_H−Ｃ_H重鎖コード領域）：

Ｓｓｐ ＧｙｒＢ Ｓ１１ Ｎ−インテインドメインタグ化ｈＢＵ１２抗ヒトＣＤ１９抗体、ｐＣＤＮＡ３．１−ｈｙｇｒｏ（＋）−ＩｇＬ鎖発現ベクターの完全なＤＮＡ配列は以下の通りである。

配列番号２２（Ｃ末端にＳｓｐ ＧｙｒＢ Ｓ１１ Ｎ−インテインドメイン、６×ＨｉｓタグおよびｓｔｒｅｐＩＩタグ（下線部）、およびＨｉｎｄＩＩＩとＮｏｔＩクローニング部位（影付部分）を含むｈＢＵ１２のヒトＩｇＧ１ Ｖ_L−Ｃ_Lカッパ軽鎖コード領域）：

配列番号２１および２２で開示しているｐｃＤＮＡ３．１−ｈｙｇｒｏ（＋）を基礎とするこれらの発現ベクターによって、哺乳類細胞（例えば、組換え抗体発現に一般的に使用されているＣＨＯ細胞などを含むがこれらには限定されない哺乳類細胞）に形質転換して、Ｎ−インテインドメイン、続いて６×ＨｉｓタグおよびｓｔｒｅｐＩＩタグがＩｇＨおよびＩｇＬ鎖の両鎖のＣ末端に付加された抗ヒトＣＤ１９特異的ヒト化抗体ｈＢＵ１２を発現させることができる。

実施例３：黄色ブドウ球菌に由来する組換えソルターゼＡ酵素のクローニングおよび発現

黄色ブドウ球菌由来のソルターゼＡのＯＲＦはジェンバンクで公開されており、登録番号ＡＦ１６２６８７．１に見ることができる。記録リードに含まれている配列を配列番号２３に示す（黄色ブドウ球菌に由来するソルターゼＡのアミノ酸配列）：

このジェンバンクの登録番号に対応するヌクレオチド配列を配列番号２４に示す：

組換えソルターゼＡの、６０〜２０５番目のアミノ酸と６×Ｈｉｓタグを含んでいる酵素活性をもつ断片を大腸菌で発現させることに関する技術情報は、参照特許文献、国際公開第２００７／１０８０１３号Ａ２で開示されている。６×Ｈｉｓでタグ化した黄色ブドウ球菌ソルターゼＡのコード領域（６０〜２０５番目のアミノ酸）を下記配列番号２５に示す：

これは配列番号２６のアミノ酸配列に翻訳される：

大腸菌ＢＬ２１（ＤＥ３）株（ノバジェン）を形質転換して、当該分野で知られている標準的な方法に従って組換えソルターゼＡを細菌内で生成するために用いることができるように、配列番号２５に示す黄色ブドウ球菌の６×Ｈｉｓタグ化ソルターゼＡ断片のコード領域を、標準的な細菌性発現ベクター、例えばｐＥＴ２９（ノバジェン）など、にクローニングすることができる。簡単に説明すると、大腸菌ＢＬ２１（ＤＥ３）をソルターゼＡのｐＥＴ２９発現プラスミドで形質転換し、５０μｇ／ｍＬカナマイシンを含むＬＢ培地中、３７℃で、ＯＤ₆₀₀が０．５〜０．８に達するまで培養することができる。その後、最終濃度が０．４ｍＭになるようにＩＰＴＧを加え、３時間、３０℃でタンパク質の発現を誘導することができる。次いで遠心することで細胞を回収し、溶解緩衝液（５０ｍＭのトリス、ｐＨ８．０、３００ｍＭのＮａＣｌ；１ｍＭのＭｇＣｌ２、２単位／ｍＬのＤＮＡｓｅ Ｉ（ＮＥＢ）、２６０ｎＭのアプロチニン、１．２μＭのロイペプチン、および１ｍＭのＰＭＳＦ含有）に再懸濁することができる。その後、細胞を超音波処理で溶解し、清澄化した上清を、Ｎｉ−ＮＴＡアガロースを用い、製造業者の説明に従って精製することができる。

ＳＤＳ−ＰＡＧＥで判定される純度が９０％を上回る画分をその後固定し、トリス緩衝食塩水（２５ｍＭのトリス、ｐＨ７．５、１５０ｍＭのＮａＣｌ）で透析することができ、次いで酵素濃度をＡ２８０の測定値から、公開されている吸光係数１７，４２０Ｍ^-1ｃｍ^-1を使って算出することができる。前述したプロトコールを実施し、およそ２０ｍｇの純度が９０％を上回る、黄色ブドウ球菌ソルターゼＡの組換え酵素活性断片（約１７ｋＤ）が生産された。ＳＤＳ−ＰＡＧＥおよびウェスタンブロットによる組換えタンパク質の解析結果を図７で開示する。

実施例４：ソルターゼタグ化またはＮ−インテインタグ化組換え抗体のＣＨＯ細胞での発現と精製

ａ）ＣＨＯ細胞での発現：実施例２および３で開示した発現構築物由来の組換えＩｇＧ１抗体は、一過性の形質転換、例えば市販されているＣＨＯ発現系、例えばフリースタイル（ＦｒｅｅＳｔｙｌｅ）ＣＨＯの操作手順に従って行うインビトロジェンのフリースタイルＣＨＯシステムを用いて発現させることができる。

簡単に説明すると、形質転換のおよそ１日前に、フリースタイルＣＨＯ培地を用い、ＣＨＯ細胞を１ｍｌ当たり５〜６×１０⁶個の密度で振とう培養用フラスコに播種し、湿室インキュベーター中、３７℃、７．５％ ＣＯ₂雰囲気下で、１２０ｒｐｍの振とう培養器上でそれらを増殖させる。翌日、細胞の密度が１．２〜１．５×１０⁶／ｍｌに達したら、細胞を形質転換することができる。次に、細胞を１×１０⁶個／ｍｌまで希釈する必要がある。そのような細胞懸濁液３０ｍｌをその後、１２５ｍｌの振とう培養用のフラスコに加える必要があり、そしてＩｇＨおよびＩｇＬ発現プラスミドの１：１混合物（ＤＮＡ ４０μｇ）を６００μｌのＯｐｔｉＰｒｏ ＳＦ培地（インビトロジェン）に加える。同時に、６００μｌのＯｐｔｉＰｒｏ ＳＦ培地に４０μｌのフリースタイルＭＡＸ形質転換試薬を加える必要があり、両方の試薬をそっと混合し、室温で１０分間インキュベートして、ＤＮＡ−形質転換試薬複合体を形成させる必要がある。その後、ＤＮＡ−形質転換試薬混合物を前記１２５ｍｌのＣＨＯ細胞培養に徐々に加えることができ、そして形質転換された細胞を３７℃、７．５％ ＣＯ２雰囲気下の湿室インキュベーター中、１２０ｒｐｍの振とう培養器上で最大６日間生育させる。その後、細胞培養上清を回収して、当該分野で知られている適切な方法（ＥＬＩＳＡ、ルミネックスなど）で抗体発現の力価を解析することができる。

ｂ）プロテインＡの精製：ＣＨＯ細胞上清からの、組換え抗体のプロテインＡの精製は、市販されているプロテインＡセファロースカラム（サーモフィッシャー、Ｐｉｅｒｃｅ）を用い、製造業者の説明に従って行うことができる。

簡単に説明すると、清澄化した細胞培養上清を、ＰＢＳで平衡化した適切な大きさおよび性能のプロテインＡカラムに負荷する。残留している培地をＰＢＳで洗浄し、最終的に、結合したＩｇＧを低ｐＨ緩衝液、例えば０．１Ｍのクエン酸−ＮａＯＨ、ｐＨ３．０で溶出することができる。溶出されたＩｇＧを直ちに１０分の１量の１Ｍトリス／Ｃｌ、ｐＨ７．４で中和する。ＩｇＧを含んでいる画分をまとめて、４℃で一晩、ＰＢＳを用いて透析してもよい。

当業者は実施例４で提供したプロトコールにより、実施例１および２で開示した構築物から、十分な量の精製した組換え抗体を生産することができる。

実施例５：毒素ペイロードが部位特異的にＣ末端に結合したモノクローナル抗体のソルターゼ介在性およびスプリットインテイン介在性ペプチド転移による生成

下記式に示す、５アミノ酸のグリシンストレッチおよび６アミノ酸のＳＳｐ ＧｙｒＢ Ｓ１１スプリットインテインＣ−インテインペプチドが結合したモノメチルアウリスタチンＡ毒素を、資格をもつ化学ＣＲＯで特注することができる。
式１：ｖｃＰＡＢリンカーを含む５−グリシン修飾型ＭＭＡＥ
Ｍｅ＝メチル（−ＣＨ_３）基
Ｇ＝グリシンアミノ酸残基
式２：６個のアミノ酸から構成されているＣ−インテインドメインＧＶＦＶＨＮと６個のアミノ酸から構成されているＣ−エクステインペプチドＳＡＧＳＧＫで修飾されており、かつ、ｖｃＰＡＢリンカーを含むＭＭＡＥ
Ｍｅ＝メチル（−ＣＨ₃）基
ＧＶＦＶＨＮＳＡＧＳＧＫ＝グリシン−バリン−フェニルアラニン−バリン−ヒスチジン−アスパラギン−セリン−アラニン−グリシン−セリン−グリシン−リシン配列

ａ）毒素ＭＭＡＥペイロードとＬＰＥＴＧソルターゼＡモチーフタグ化組換えＩｇＧ抗体との結合

生理的なインキュベート用緩衝液、例えば、５ｍＭトリス／Ｃｌ、１５ｍＭのＮａＣｌ、６ｍＭのＣａＣｌ₂、ｐＨ８．０などを使用し、適切な割合で混合したＬＰＥＴＧタグ化ＩｇＧ１抗体と式１で開示のグリシン修飾型ＭＭＡＥ毒素（例えば１対１の比、５０μＭ濃度）、および組換えソルターゼＡ（生産については実施例３で説明）（例えば５μＭ濃度）を３７℃〜４０℃で最低２時間インキュベートすることで、５グリシンアミノ酸修飾型ＭＭＡＥ毒素ペイロードをＬＰＥＴＧソルターゼＡタグ化ＩｇＧ１抗体（実施例１および４に従って生産可能）に結合させることができる。

反応を停止した後に６×Ｈｉｓタグおよび／またはｓｔｒｅｐＩＩタグがないことを、例えば抗Ｈｉｓタグおよび／または抗ｓｔｒｅｐＩＩタグ抗体を使ったウェスタンブロット解析またはＥＬＩＳＡで分析することにより、結合効率を監視することができる。

完全に結合した産物を、反応が不完全に終わったＩｇＧ１基質中にしか存在する可能性のない６×ＨｉｓタグまたはｓｔｒｅｐＩＩタグそれぞれと結合するＮｉｃｋｅｌ−ＮＴＡカラムまたはｓｔｒｅｐｔａｃｔｉｎカラムとの結合により濃縮することができる。最終的なＩｇＧ−ペイロード複合体を最後に、前述したプロテインＡ精製によって精製することができる。

ｂ）毒素ＭＭＡＥペイロードとＳＳｐ ＧｙｒＢ Ｓ１１ Ｎ−インテインタグ化組換えＩｇＧ抗体との結合

生理的なインキュベート用緩衝液、例えば、２０ｍＭトリス／Ｃｌ、２５０ｍＭのＮａＣｌ、１ｍＭのＥＤＴＡ、ｐＨ８．５などを用い、適切な割合で混合したＮ−インテインタグ化ＩｇＧ１抗体と式２で開示したＣ−インテインアミノ酸修飾型ＭＭＡＥ毒素（例えば１：１０または１：２５の比、ＩｇＧ抗体の濃度５μＭで）を室温または３７℃で最低４時間インキュベートすることで、Ｓｓｐ ＧｙｒＢ Ｓ１１ Ｃ−インテインアミノ酸修飾型ＭＭＡＥ毒素ペイロードをＮ−インテインタグ化ＩｇＧ１抗体（実施例２および４によって生産可能）を結合させることができる。

反応を停止した後に６×Ｈｉｓタグおよび／またはｓｔｒｅｐＩＩタグがないことを、例えば抗Ｈｉｓタグおよび／または抗ｓｔｒｅｐＩＩタグ抗体を使ったウェスタンブロット解析またはＥＬＩＳＡで分析することにより、結合効率を監視することができる。

完全に結合した産物を、反応が不完全に終わったＩｇＧ１基質中にしか存在する可能性のない６×ＨｉｓタグまたはｓｔｒｅｐＩＩタグそれぞれと結合するＮｉｃｋｅｌ−ＮＴＡカラムまたはｓｔｒｅｐｔａｃｔｉｎカラムとの結合により濃縮することができる。最終的なＩｇＧ−ペイロード複合体を最後に、前述したプロテインＡ精製によって精製することができる。

まとめると、これまでに開示してきた実施例１〜５によって、当業者は、本発明のソルターゼＡ介在性またはスプリットインテイン介在性ペプチド転移のいずれかを利用した、毒素ペイロードの部位特異的なＣ末端への酵素学的な結合を実践することができる。

実施例６：重鎖または軽鎖いずれかのＣ末端にＧＳ（グリシン−セリン）リンカー、ＬＰＥＴＧソルターゼモチーフおよびさらなる６×ＨｉｓおよびＳｔｒｅｐＩＩアフィニティ精製用タグを含むトラスツズマブの生産

タグ化されていない（配列番号３１〜３４）またはＣ末端をＧＳ（グリシン−セリン）リンカー、ＬＰＥＴＧソルターゼタグ、６×Ｈｉｓタグ、およびＳｔｒｅｐＩＩタグでタグ化した（配列番号３５〜３８）のトラスツズマブ（Ｔｒａｓ）重鎖および軽鎖のモノクローナル抗体をコードしている抗体発現構築物を、本質的には実施例１で説明したのと同様に生成した。これらの発現構築物を用い、Ｔｒａｓ−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳおよびＴｒａｓ−ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳ（ＨＣ＝重鎖、ＬＣ＝軽鎖、ＧＳ＝グリシン−セリン、ＬＨＳ＝ＬＰＥＴＧタグ＋６×Ｈｉｓタグ＋ｓｔｒｅｐＩＩタグ）を対応する発現構築物を同時に形質転換することで、ＣＨＯ細胞内で生産した。Ｔｒａｓ−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳは、修飾されていない軽鎖（配列番号３５〜３６）と、Ｃ末端がＧＳ（グリシン−セリン）リンカー、ＬＰＥＴＧソルターゼモチーフ、６×Ｈｉｓ−タグ、およびｓｔｒｅｐＩＩで修飾されている重鎖（配列番号３３〜３４）を含むトラスツズマブ変異体である。Ｔｒａｓ−ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳは、修飾されていない重鎖（配列番号３１〜３２）と、Ｃ末端がＧＳリンカー、ＬＰＥＴＧソルターゼモチーフ、６×Ｈｉｓ−タグ、およびｓｔｒｅｐＩＩで修飾されている軽鎖（配列番号３７〜３８）を含むトラスツズマブ変異体である。ＣＨＯ細胞の形質転換と、プロテインＡ−セファロースクロマトグラフィーによる抗体のアフィニティ精製は、実施例４で説明したのと本質的に同様に行った。

実施例７：トラスツズマブの重鎖または軽鎖とＧｌｙ₅修飾型ＤＭ１毒素のソルターゼＡ介在性結合

Ｇｌｙ５修飾型ＤＭ１毒素（コンコルティス（Ｃｏｎｃｏｒｔｉｓ）、サンディエゴ、カリフォルニア、米国で製造、構造は図１４ａを参照のこと）と黄色ブドウ球菌由来で１７ｋＤの組換えソルターゼＡ断片（実施例３を参照のこと）とを含む結合反応を、下記表２に示すように、１×ソルターゼ緩衝液（２５ｍＭトリス−ＨＣｌ、ｐＨ８．２；１５０ｍＭのＮａＣｌ；７．５ｍＭのＣａＣｌ₂）にそれぞれのモノクローナル抗体（ｍＡｂ）（実施例６を参照のこと）１０．５ｍｇを溶解して行った。Ｔｒａｓ−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳ結合反応は２５℃で２時間、Ｔｒａｓ−ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳ結合反応は２５℃で１８時間インキュベートした。次いで各反応混合液をＳｔｒｅｐ−Ｔａｃｔｉｎ（登録商標）セファロースカラム（ＩＢＡライフサイエンス、ゲッティンゲン、ドイツ）に負荷した。これには、１ｍｌのＳｔｒｅｐ−Ｔａｃｔｉｎアガロースを自重を使ってフリットカラムに充填し、カラムの２倍量の平衡化緩衝液（１００ｍＭトリス−ＨＣｌ、ｐＨ８．０；１５０ｍＭのＮａＣｌ；１ｍＭのＥＤＴＡ）で平衡化した。各結合混合液を同じカラムに２度通し、自然落下させた（樹脂への滞留時間を長くするために）。複合体の収率が最大となるようにもう１倍量の平衡化緩衝液で樹脂を洗浄し、その後、回収したものを直ちにプロテインＡカラムにかけた。これには、１ｍｌのプロテインＡ ＨｉＴｒａｐカラムを１０倍量の平衡化緩衝液（２５ｍＭ ナトリウムリン酸塩、ｐＨ７．５）で平衡化した。その後、各結合反応液を平衡化したカラムにかけ、カラムをさらに５倍量の緩衝液で洗浄した。結合した複合体をカラムの５倍量の溶出用緩衝液（０．１Ｍのコハク酸、ｐＨ２．８）で溶出し、カラムの１倍量に対応する画分を回収し（中和させるために２５％（容積比）の１Ｍトリスベースを入れたチューブに回収）、そのタンパク質含量を解析した。タンパク質を含んでいる画分をたくわえ、Ｇ２５カラムクロマトグラフィーによって調整した。これには、それぞれの製造規模に適した大きさのＮＡＰ ２５カラムを使用して、複合体を長期保存用に調整した。カラムを平衡化し、負荷し、１０ｍＭのコハク酸ナトリウム、ｐＨ５．０、１００ｍｇ／ｍＬのトレハロース、０．１％（％重量／容積比）のポリソルベート２０（Ｋａｄｃｙｌａ（登録商標）（Ｔ−ＤＭ１）用の調整用緩衝液、ロシュ／ジェネンテックより販売）を用い、製造業者の説明に従って溶出した。

Ｔｒａｓ−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳおよびＴｒａｓ−ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳ ＤＭ１−複合体の収量はそれぞれ、８．０ｍｇ（７６．２％）および５．９ｍｇ（５６．２％）であった。プロテインＡとＧ２５による精製過程で大きな過程損失が生じたが、これはおそらく、それぞれの次の工程または保存用に産物の最大濃度を確保するためにピークカット処理を行ったためであると考えられる。

薬物負荷を疎水性相互作用クロマトグラフィー（ＨＩＣ）で評価した。クロマトグラフィーは、東ソーのブチル−ＮＰＲ ４．６ｍｍ×３．５ｃｍ、２．５μｍカラムを使用し、移動相Ａ（１．５Ｍの（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄、２５ｍＭのＮａＰｉ、ｐＨ＝６．９５±０．０５）と移動相Ｂ（７５％、２５ｍＭのＮａＰｉ、ｐＨ＝６．９５±０．０５、２５％ ＩＰＡ）を用い、０．８ｍＬ／分の流速で１２分間、直線的に勾配をかけて行った。ＨＩＣのプロファイルによって、Ｔｒａｓ−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳおよびＴｒａｓ−ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳのいずれにも、検出可能な結合していないｍＡｂが残留していないこと、および各ｍＡｂの主要画分に２つの薬物が負荷されたことが明らかになった（図８を参照のこと）。

実施例８：ソルターゼＡ介在性トラスツズマブ−ＤＭ１複合体を用いたインビトロでの毒性アッセイ

トラスツズマブ（Ｔｒａｓ）ＨＥＲ−２／ｎｅｕの同種抗原を過剰発現しているヒト乳癌細胞株であるＳＫＢＲ３細胞と天然に低レベルのＨＥＲ−２／ｎｅｕを発現しており、細胞表面のＨＥＲ−２／ｎｅｕを欠損するように改変された乳癌細胞株であるＴ４７Ｄ−５Ｒ細胞（グラウス−ポルタら（１９９５））を用い、ＤＭ１−ソルターゼＡ−複合体化Ｔｒａｓ−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳおよびＤＭ１−ソルターゼＡ−複合体化Ｔｒａｓ−ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳの細胞障害性を調査し、Ｋａｄｃｙｌａ（登録商標）（ロシュ／ジェネンテック）と比較した。１００μｌのＤＭＥＭ に入れた細胞を９６ウェルプレートにプレーティングした（１ウェル当たり細胞１０，０００個）。１日インキュベートした後、各ウェルから培地５０μｌを注意深く除去し、代わりに、ＤＭＥＭ完全培地で３．５倍に段階希釈したそれぞれのＡＤＣを５０μｌ加えた。最終的なＡＤＣ濃度は２０μｇ／ｍｌ〜０．２５ｎｇ／ｍｌの範囲になった。それぞれの希釈物を２つ組または３つ組で準備した。さらに３日間、３７℃、５％ ＣＯ₂雰囲気の湿室インキュベーター中でインキュベートし、その後、プレートをインキュベーターから取り出して室温に戻した。およそ３０分後、それぞれのウェルに１００μｌのＣｅｌｌＴｉｔｅｒ−Ｇｌｏ（登録商標）Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ （プロメガ、カタログ番号Ｇ７５７０）を加えた。プレートを４５０ｒｐｍで５分間撹拌した後、１０分間、撹拌せずにインキュベートし、その後、Ｔｅｃａｎ Ｉｎｆｉｎｉｔｙ Ｆ２００を用い、 各ウェル当たりの積分時間を１秒として蛍光を測定した３種類のＡＤＣは全て、ＨＥＲ−２／ｎｅｕを過剰発現しているＳＫＢＲ３乳癌細胞株にたいして高い細胞障害性を示したが、ＨＥＲ−２／ｎｅｕ陰性のＴ４７Ｄ−５Ｒ乳癌細胞株に対しては細胞障害性をもたなかった（図９を参照のこと）。Ｈｅｒ−２／ｎｅｕ陽性乳癌細胞株ＳＫＢＲ３のＥＣ₅₀値は、Ｋａｄｃｙｌａ（登録商標）、３２．４ｎｇ／ｍｌ；ＤＭ１複合体化Ｔｒａｓ−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳ、４５．６ｎｇ／ｍｌ；Ｔｒａｓ−ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳ、５１．４ｎｇ／ｍｌであった。従って、インビトロの腫瘍細胞死滅実験においてみられた効力と同様の範囲である。対照的に、Ｈｅｒ−２／ｎｅｕ陰性の乳癌細胞株Ｔ４７Ｄ−５Ｒでは、どのような細胞障害性も検出されなかった。このことは、ソルターゼＡの機能性等価物は、比較に同じ標的抗体と同じ毒素（ＤＭ１）を含めた場合には、酵素学的に結合したＡＤＣと、従来型の化学的に結合したＡＤＣとは対照的であることを示している（図９）。しかしながら、Ｔｒａｓ−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳおよびＴｒａｓ−ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳソルターゼＡ複合体化ＡＤＣの抗体に対する薬物の比がおよそ１．８０と（図８のＤＡＲ１とＤＡＲ２のピークを統合することで推測される）、Ｋａｄｃｙｌａ（登録商標）に関して報告されているおよそ３〜４のＤＡＲよりも低い場合、インビトロ腫瘍細胞死滅アッセイでは、それに比例した細胞障害性の差が生じるわけではないようである（図９）。この予期していなかった発見は、あまり規定されていない、確率論的・化学的に複合体化しているＫａｄｃｙｌａ（登録商標）と比較して、毒素と抗体のより規定された部位特異的なソルターゼＡ介在性結合の結果であろう。

実施例９：抗体の重鎖および軽鎖のＣ末端とソルターゼＡ認識モチーフとの間に挿入されるペプチドスペーサーの長さを変えることによる、抗体重鎖および軽鎖、およびペイロードのソルターゼＡ介在性結合の同期の最適化

抗体の重鎖または軽鎖のＣ末端とＬＰＥＴＧソルターゼＡ認識モチーフとの間に配置されるペプチドスペーサーの長さの影響について調べた。この目的で、Ｃ末端に２個のアミノ酸から構成されているＧＳ（グリシン−セリン）スペーサーを含んでいる配列または含んでいない配列で、さらにＬＰＥＴＧソルターゼＡ認識モチーフとｓｔｒｅｐ−ＩＩ精製用タグで修飾した、キメラＣＤ３０特異的ｍＡｂ Ａｃ１０重鎖および軽鎖（ＨＣ配列は米国特許第２００８２１３２８９号Ａ１の配列番号１に、ＬＣ配列は米国特許第２００８２１３２８９号Ａ１の配列番号９に由来）をコードしている抗体重鎖および軽鎖の発現構築物を、本質的に、実施例１に開示した説明に従ってクローニングした（配列番号３９〜４６）。これらの発現構築物を使い、対応するプラスミドを同時に形質転換することで、ｍＡｂであるＡｃ１０−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳ／ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳおよびＡｃ１０−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＬＳをＣＨＯ細胞内で生産した。Ａｃ１０−ＨＣ−ＧＳ−ＬＨＳ／ＬＣ−ＧＳ−ＬＨＳは、重鎖および軽鎖それぞれのＨＣおよびＬＣのＣ末端がＧＳペプチドスペーサー、ＬＰＥＴＧソルターゼＡモチーフ、６×Ｈｉｓタグおよびｓｔｒｅｐ−ＩＩタグで修飾されているＡｃ１０変異体である（配列番号３９〜４２；表３）。Ａｃ１０−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＬＳは、重鎖および軽鎖のＣ末端がＬＰＥＴＧソルターゼモチーフとｓｔｒｅｐ−ＩＩタグで修飾されているが、２つのペプチドから構成されるＧＳリンカーは含まないＡｃ１０変異体である（配列番号４３〜４６；表３）。ＣＨＯ細胞の形質転換と、プロテインＡ−セファロースクロマトグラフィーによる抗体のアフィニティ精製は、実施例４で説明したのと本質的に同様に行った。

結合の効率を調べるために、ペンタ−グリシン修飾型ＦＩＴＣ（Ｇｌｙ₅−ＦＩＴＣ、下記式３参照）の結合に段階希釈したソルターゼＡを用いた。
式３：ペンタ−グリシン修飾型ＦＩＴＣ（Ｇｌｙ₅−ＦＩＴＣ）
Ｇ＝グリシン残基

このため、ソルターゼＡを使って、Ｇｌｙ₅−ＦＩＴＣを２種類のＡｃ１０変異体に結合させた。緩衝液としては表４に示すように、１×ソルターゼ緩衝液（２５ｍＭのトリス−ＨＣｌ、ｐＨ８．２；１５０ｍＭのＮａＣｌ；７．５ｍＭのＣａＣｌ₂）を使用した。４２℃に４時間置いた後、変性還元ＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル電気泳動によって反応産物を解析し、ゲルをＵＶ箱の上に置いてＦＩＴＣを可視化した（図１０）。重鎖のＣ末端とＬＰＥＴＧソルターゼ認識モチーフとの間のＧＳリンカーの有無にかかわらず、重鎖への結合効率が高いことが分かった。予想外なことに、ソルターゼＡ介在性の軽鎖への結合は、ソルターゼＡ介在性の重鎖への結合と比較して、効率が有意に低かった。さらに驚くことに、抗体軽鎖のＣ末端とＬＰＥＴＧソルターゼＡ認識モチーフとの間に配置された２つのペプチドから構成されるＧＳ（グリシン−セリン）スペーサーの有無によって、結合効率は劇的な影響を受けることが分かった。ＧＳ−リンカーがある場合、軽鎖への結合は重鎖への結合効率のおよそ５〜１０分の１低い効率で起こったが、リンカーがない場合にはその効率はおよそ５０〜１００分の１であった。そのため、軽鎖とＬＰＥＴＧソルターゼ認識モチーフとの間にあるペプチドスペーサーの長さを伸ばすと結合効率がさらに改善されるだろうと結論付けた。

そこで次に、軽鎖とＬＰＥＴＧソルターゼＡ認識モチーフとの間のペプチドスペーサーの長さを伸ばすことが結合効率におよぼす影響について調べた。Ｃ末端が、ＬＰＥＴＧソルターゼ認識モチーフとｓｔｒｅｐ−ＩＩ精製用タグ、そして２〜５個のアミノ酸から構築されているリンカーでタグ化されているｍＡｂであるＡｃ１０の軽鎖をコードしている発現構築物（配列番号４７〜５４）を、実施例１に記載したのと本質的に同様に生成した。これらの発現構築物を使い、対応する発現構築物を同時に形質転換することで、ｍＡｂであるＡｃ１０−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＧＳ−ＬＳ、Ａｃ１０−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＧＧＳ−ＬＳ、Ａｃ１０−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＧＧＧＳ−ＬＳおよびＡｃ１０−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＧＧＧＧＳ−ＬＳをＣＨＯ細胞内で生産した。これら各抗体の重鎖Ｃ末端は、ＬＰＥＴＧソルターゼ認識モチーフとｓｔｒｅｐ−ＩＩ精製用タグで修飾されている（配列番号４３〜４４；表３）。軽鎖のＣ末端は、ＬＰＥＴＧモチーフの上流にＧＳ、ＧＧＳ、ＧＧＧＳ、またはＧＧＧＧＳペプチドスペーサーのいずれかを含んでいるＬＰＥＴＧソルターゼタグおよびｓｔｒｅｐ−ＩＩタグで修飾されている（配列番号４７〜５４；表３）。ＣＨＯ細胞の形質転換と、プロテインＡ−セファロースクロマトグラフィーによる抗体のアフィニティ精製は、実施例４で説明したのと本質的に同様に行った。

結合効率を調べるために、ソルターゼＡの段階希釈を使用して、ペンタ−グリシン修飾型ＦＩＴＣ（Ｇｌｙ５−ＦＩＴＣ、前記式３を参照のこと）を４種類のＡｃ１０ ｍＡｂ変異体に結合させた。緩衝液としては、表５に示す１×ソルターゼ緩衝液（２５ｍＭトリス−ＨＣｌ、ｐＨ８．２；１５０ｍＭのＮａＣｌ；７．５ｍＭのＣａＣｌ₂）を使用した。４２℃に４時間置いた後、変性還元ＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル電気泳動によって反応産物を解析し、ゲルをＵＶ箱の上に置いてＦＩＴＣを可視化した（図１１）。予想通り重鎖への結合効率は４種類全ての抗体変異体で等しかった。対照的に、軽鎖への結合はペプチドスペーサーの長さを伸ばすことで有意に改善された。特に、分析したペプチドスペーサーのなかで最も長いリンカー（ＧＧＧＧＳ）を使用した場合、軽鎖との結合効率は重鎖の結合効率と同等であり、これにより、重鎖と軽鎖の両方がＣ末端修飾されている抗体の重鎖と軽鎖の同期的な結合が可能になった。この抗体フォーマットによって、抗体１つ当たり４つの薬物が負荷された（ＤＡＲ４）均一なＡＤＣのソルターゼ介在性の生産が促進されるだろうと結論づけた。

実施例１０：ｓｔｒｅｐＩＩタグを使ったアフィニティ精製による均一なＡＤＣの生成

Ｇｌｙ₅−標識化ｖｃ−ＰＡＢ−ＭＭＡＥ（実施例５の式１を参照のこと）と重鎖または軽鎖いずれかのＣ末端がＬＰＥＴＧソルターゼＡモチーフおよびｓｔｒｅｐＩＩアフィニティ精製用タグを含んでいる配列で修飾されている抗ＣＤ３０抗体Ａｃ１０とのソルターゼＡ介在性結合を下記表６に示すように行った。

表４のＡｃ１０重鎖または軽鎖の配列をコードしている発現ベクターを、実施例１で開示したのと本質的に同じように構築した。ＣＨＯ細胞の形質転換と、プロテインＡ−セファロースクロマトグラフィーによる抗体のアフィニティ精製は、実施例４で説明したのと本質的に同様に行った。

重鎖または軽鎖がソルターゼモチーフでタグ化されている抗ＣＤ３０抗体とＧｌｙ５−標識化ｖｃ−ＰＡＢ−ＭＭＡＥ（実施例５の式１を参照のこと）とのソルターゼＡ介在性結合を、本質的に実施例７で示したプロトコールに従って行った。

本発明の詳細な説明の項で前述したように、反応しなかった抗体もＣ末端にｓｔｒｅｐ−ＩＩアフィニティ精製用タグを保持するので、これを、ＤＡＲ２と完全に反応したＡＤＣを濃縮するのに利用することができる。重鎖とｖｃ−ＰＡＢ−ＭＭＡＥ毒素とのソルターゼＡ結合を疎水性相互作用クロマトグラフィー（ＨＩＣ）で解析したところ（図１２、パネルＡ）、大部分のソルターゼ−モチーフ修飾型重鎖は結合したが、それでもなお、一定のパーセンテージの未反応基質（ＤＡＲ０＝薬物対抗体比が０）、または反応が不完全な基質（ＤＡＲ１＝薬物対抗体比が１）がＨＩＣで検出されることが示された（図１２、パネルＡ）。

そのため、未処理または反応が不完全なソルターゼＡ修飾型抗体を除去するために、実施例７に記載したのと本質的に同じように、プロテインＡで精製したｖｃ−ＰＡＢ−ＭＭＡＥ複合体をＳｔｒｅｐＴａｃｔｉｎ（登録商標）アフィニティカラム（ＩＢＡサイエンス、ゲッティンゲン、ドイツ）に４回通した。

図１２のパネルＢでは、不均一なｖｃ−ＰＡＢ−ＭＭＡＥ抗体薬物複合体を複数回通すと、完全に反応したＤＡＲ２ ＡＤＣ（ＤＡＲ２＝薬物対抗体比が２）をうまく濃縮できたことを示している。この実験は、ソルターゼＡのＬＰＥＴＧ認識モチーフのＣ末端にさらにアフィニティ精製用タグを使用し、規定の薬物対抗体比（ここではＤＡＲ２）を有する均一なＡＤＣを生成することの実現可能性を示している。

実施例１１：５×グリシン修飾型メイタンシンおよびアルファ−アマニチン毒素の合成

２種類のペイロード、好ましくは毒素ペイロードを、重鎖および軽鎖のＣ末端を異なるソルターゼモチーフで修飾した単一の抗体に結合させるためには２種類の毒素（好ましくは、ペイロードで二重に複合体化されたＡＤＣが標的とする癌細胞が、２種類の異なる、相乗的になる可能性のある経路によって攻撃されるように、別の作用機序をもつ毒素）をグリシン残基で修飾することが必要である。この要求を満たす２種類のグリシン修飾型毒素ペイロード（ここではメイタンシンとアルファ−アマニチン）の合成を実施し、本明細書に記載する。

１１．１グリシン修飾型アルファ−アマニチンの合成：
３０ｍｇのアルファ−アマニチン（構造１）（シグマ・アルドリッチ、注文番号Ａ２２６３）を１ｍｌの無水ＤＭＳＯに溶解した。この溶液に１９ｍｇのＮＨ−Ｂｏｃ−アミノ−ヘキシルブロミドを、次いでカリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（１ＭのＴＨＦ溶液、３５μｌ）を加えた。反応混合液を室温で６時間撹拌し、さらにカリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（１ＭのＴＨＦ溶液、２０μｌ）を加えた。この反応物を１６時間室温に維持した。酢酸（１０μｌ）を加え、粗混合液を直接、ＲＰ−ＨＰＬＣ（サンファイヤー（Ｓｕｎｆｉｒｅ）Ｃ１８ ５μ ３ｃｍ×１０ｃｍカラム、５０ｍＬ／分、５〜５０％アセトニトリル／水、１５分勾配）で精製した。所望の画分を回収し、凍結乾燥して構造２を白色粉末として得た（１５ｍｇ）。これをＴＦＡ／ＤＣＭ溶液（１／１、容積比、１ｍｌ）により、室温で３０分間処理した。揮発性物質を減圧下で除去し、構造３を黄みがかったゴムとして得た。これを精製せずに次の工程に用いた。

Ｆｍｏｃ−Ｇｌｙ５−ＯＨ（８ｍｇ）を無水ＤＭＦ（０．５ｍｌ）に溶解した。ＨＡＴＵ（シグマ・アルドリッチ、注文番号４４５４６０）（６ｍｇ）を、次いでＤＩＥＡ（１０ｍｌ）（シグマ・アルドリッチ、注文番号４９６２１９）を加えた。この混合物を室温で３０秒間そっと撹拌し、その後、ＤＭＦ中に溶解した化合物３の溶液（０．５ｍｌ）に移した。３０分後のＬＣ／ＭＳ解析から、化合物３が完全に消費されたことが分かった。ピペリジン（３０μｌ）を加え、反応の進行をＬＣ／ＭＳで監視した。１時間後、酢酸（１０μｌ）を加えて反応液を中和し、混合液をＲＰ−ＨＰＬＣ（サンファイヤーＣ１８ ５μ ３ｃｍ×２５ｃｍカラム、５０ｍＬ／分、２〜４０％アセトニトリル／水、３０分勾配）で精製した。画分を集め、凍結乾燥して構造５を白色粉末として得た（１２ｍｇ）。化合物５の分析データを図１３のパネルＡで示している。

１１．２．グリシン修飾型メイタンシンの合成：
メイタンシノール（０．６ｇ、１．１ｍｍｏｌ）（クリアシンス研究所（Ｃｌｅａｒｓｙｎｔｈ Ｌａｂｓ）、ムンバイ、インド）を無水ＴＨＦ（６ｍｌ）と無水ＤＭＦ（３ｍｌ）に溶解し、その後、１．２ｍｌのＤＩＥＡ（シグマ・アルドリッチ、注文番号４９６２１９）を加えた。この溶液をアルゴン雰囲気下においた。亜鉛トリフラート（１．２ｇ）とＮＭｅＡｌａ ＮＣＡ（０．７ｇ）を一度に加えた。この混合物を固体が溶解するまで超音波で処理した。反応混合物を室温で２日間撹拌し、その後、酢酸エチル（１００ｍｌ）で希釈した。これを飽和ＮａＨＣＯ₃（水溶液、２×５０ｍｌ）および塩水（５０ｍｌ）で洗浄した。有機相をＭｇＳＯ₄で乾燥させ、濃縮して粗メイタンシノール３−（Ｓ）−アルファ−Ｎ−メチルアミノプロピオン酸（８）を得た。これを精製せずに直接次の工程に用いた。

Ｆｍｏｃ−Ｇｌｙ５−ＯＨ（２６ｍｇ）を無水ＤＭＦ（１ｍｌ）に溶解した。ＨＡＴＵ（シグマ・アルドリッチ、注文番号４４５４６０）（１９ｍｇ）を、次いでＤＩＥＡ（１８μＬ）を加えた。この混合物を室温で３０秒間そっと撹拌し、その後、ＴＨＦ中に溶解した化合物８の溶液（１ｍｌ）に移した。３０分後のＬＣ／ＭＳ解析から、化合物８が完全に消費されたことが分かった。ピペリジン（４０μｌ）を加え、反応の進行をＬＣ／ＭＳで監視した。２時間後、反応液にエーテル（４０ｍｌ）を加え、沈殿した固体を回収してエーテルで洗浄した。粗混合液をＲＰ−ＨＰＬＣ（サンファイヤー（Ｓｕｎｆｉｒｅ）Ｃ１８ ５μ ３ｃｍ×１０ｃｍカラム、５０ｍＬ／分、１０〜６０％アセトニトリル／水、２０分勾配）で精製した。画分を集め、凍結乾燥して構造１０を白色粉末として得た（３３ｍｇ）。化合物１０の分析データを図１３のパネルＢで示している。

重要なことは、原理上は、５個のグリシン（本明細書で示している）、または１以上の任意の数のグリシン残基を毒素に付加すれば、どのような毒素もソルターゼ介在性酵素結合用に機能化することが可能だということである（図１４を参照のこと）。

実施例１２：ＳＫＯＶ３卵巣癌異種移植片モデルにおけるソルターゼＡ複合体化トラスツズマブ−ＤＭ１のインビボ腫瘍阻害

２００μｌのＰＢＳ／マトリゲル（１：１の割合）に入れた５ｘ１０⁶個のＳＫＯＶ３腫瘍細胞を、５〜６週齢のメスのＮＭＲＩヌードマウスの左側腹皮下に移植した。原発性腫瘍容積を、ノギスを使った測定によって監視した。平均腫瘍容積が１００〜２００ｍｍ³に達した後に、腫瘍のある動物を腫瘍の大きさによって、３群に無作為化した（１群当たり１０匹）。無作為化した当日（０日目）と２１日目に、第１、２および３群の動物に、それぞれ、５ｍｌ／ｋｇのＰＢＳ、１５ｍｇ／ｋｇのＫａｄｃｙｌａ（登録商標）または１５ｍｇ／ｋｇのソルターゼＡ複合体化トラスツズマブ−ＤＭ１を静脈内投与した。腫瘍容積を週に２回、ノギスで測定した（図１５）。試験を３９日後に終わらせ、動物は認可された動物実験のための指針に沿って安楽死させた。

試験の経過中、見せかけのためにＰＢＳを投与した対照動物の腫瘍は着実に、およそ６００ｍｍ³まで成長した。一方、Ｋａｄｃｙｌａ（登録商標）で処理した動物の腫瘍は小さくなり、３９日目には本質的に検出できなかった。ソルターゼ複合体化Ｔ−ＤＭ１が示す薬物対抗体比はおよそ２で、報告されているＫａｄｃｙｌａ（登録商標）のＤＡＲ３．５より小さいという事実にもかかわらず、ソルターゼＡ複合体化トラスツズマブ−ＤＭ１の抗腫瘍活性と市販されているＫａｄｃｙｌａ（登録商標）の活性との間に有意な差はなかった。実施例８のデータと合わせてこの結果は、同じ抗体と毒素部分を含むソルターゼ複合体化ＡＤＣは薬物抗体比が低いにもかかわらず、市販されている化学的に複合体化されているＫａｄｃｙｌａ（登録商標）と、インビトロでもインビボでも同等の腫瘍死滅活性をもつことを示している。

実施例１３：粗ＣＨＯ細胞上清中でのソルターゼＡ介在性結合

Ｃ末端がＬＰＥＴＧソルターゼモチーフとＳｔｒｅｐＩＩ精製用タグ（配列番号０５５−０５６）でタグ化されている重鎖、およびＣ末端が５個のアミノ酸から構成されているＧｌｙ₄−Ｓｅｒスペーサー（ＧＧＧＧＳ）とＬＰＥＴＧソルターゼモチーフ、ＳｔｒｅｐＩＩタグ（配列番号０５７〜０５８）でタグ化されている軽鎖からなるトラスツズマブ変異体であるトラスツズマブ−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＧＧＧＧＳ−ＬＳを、実施例４に記載したのと本質的に同様に生産した。得られた血清を含まない粗細胞上清はおよそ１５７ｍｇ／Ｌのトラスツズマブ−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＧＧＧＧＳ−ＬＳを含んでいた。上清に直接ソルターゼ緩衝液、Ｇｌｙ₅−ＦＩＴＣおよびソルターゼＡの段階希釈液を加えることで、これを直接、本質的に実施例９に記載したのと同様に結合に用いた。並行して、プロテインＡアフィニティクロマトグラフィーで精製したトラスツズマブ−ＨＣ−ＬＳ／ＬＣ−ＧＧＧＧＳ−ＬＳも、それ以外は同じ条件で複合体化した。４２℃に４時間置いた後、変性還元ＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル電気泳動で反応液を解析した。ゲルをＵＶ箱の上に置いてＦＩＴＣを可視化した後、タンパク質をクマシーブリリアントブルーで染色した（図１６）。このデータは、粗細胞培養上清中での抗体のソルターゼＡ介在性結合が、精製した抗体の結合と同様に効率的であったという予想外な発見を示している。さらに、この結合反応は非常に特異的で、また、粗細胞上清中に存在したタンパク質性の汚染物質はどれも、非特異的に結合したものではなかった。合わせてこれらのデータは、ソルターゼ反応の安定性によって、薬物をＣＨＯ細胞内で生産した後、精製やその後の処理を行う前に、直接結合を行うことが可能になるため、ＡＤＣの製造を容易にする補助となり得ることを示唆している。

参考文献
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Claims (24)

1. 免疫リガンド／ペイロード複合体の生産方法であって、配列特異的トランスペプチダーゼまたはその触媒ドメインを使って、ペイロードを免疫リガンドに結合させることを包含する、生産方法。
2. 前記ペイロードおよび／または前記免疫リガンドが、
   ａ）主にタンパク質またはペプチドからなる、
   ｂ）少なくとも１つのタンパク質もしくはペプチドドメインを含む、または
   ｃ）少なくとも１つのペプチド鎖を含む、
   のいずれかであって、
   さらに、前記タンパク質またはペプチドもしくはドメインが前記配列特異的トランスペプチダーゼまたはその触媒ドメインによって検出可能なアミノ酸配列を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記免疫リガンド／ペイロード複合体に含まれる前記免疫リガンドが、抗体、修飾された抗体フォーマット、抗体誘導体または断片、および／または抗体模倣物からなる群より選択されるもののうちの少なくとも１つである、請求項１または２の方法。
4. 前記免疫リガンドが、
   ・受容体、
   ・抗原、
   ・成長因子、
   ・サイトカイン、および／または
   ・ホルモン、
   からなる群より選択される実体のうちの少なくとも１つに結合する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記配列特異的トランスペプチダーゼの少なくとも１つの触媒ドメインが、前記免疫リガンドまたは前記ペイロードいずれかのＮ末端もしくはＣ末端に融合されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記配列特異的トランスペプチダーゼが、
   ・ソルターゼ酵素または１つ以上のその断片もしくは誘導体、
   ・スプリットインテインまたは１つ以上のその断片もしくは誘導体、
   からなる群より選択されるもののうちの少なくとも１つである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記免疫リガンド／ペイロード複合体に含まれる前記ペイロードが、
   ・マーカー、
   ・処理用タグ、および／または
   ・薬物、
   からなる群より選択されるもののうちの少なくとも１つである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記マーカーが、
   ・放射性標識、好ましくは放射性標識で標識したペプチドまたはタンパク質、
   ・蛍光標識、好ましくは蛍光ペプチドまたはタンパク質、および／または、
   ・酵素標識、好ましくはペルオキシダーゼ、
   からなる群より選択されるもののうちの少なくとも１つである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記薬物が、
   ・サイトカイン、
   ・放射性標識、
   ・抗炎症剤、
   ・毒素、および／または、
   ・化学療法剤、
   からなる群より選択されるもののうちの少なくとも１つである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記免疫リガンドが、それぞれがペイロードに結合している少なくとも２つのサブユニットを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 少なくとも２つのサブユニットを有する前記免疫リガンドが、１つ以上の細胞経路を干渉する２種類の異なるペイロード、好ましくは毒素ペイロードに結合している、請求項１０に記載の方法。
12. 少なくとも２つのサブユニットを有する前記免疫リガンドが、結合部位１カ所当たり少なくとも８０％の効率で結合している、請求項１０または１１に記載の方法。
13. 少なくとも２つのサブユニットを有する前記免疫リガンドが、前記２つのサブユニットのうちの少なくとも一方のＣ末端に付加されている少なくとも２個のアミノ酸、好ましくは２〜５個のアミノ酸から構成されているペプチドスペーサー配列を含む、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 免疫リガンドとペイロードの間の関係を化学量論的に規定することができる、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 免疫リガンドとペイロードとの間の前記化学量論的に規定された関係が、部分的に反応したＣ末端に修飾を有する免疫リガンド基質を除去することで達成される、請求項１４に記載の方法。
16. ペイロードを前記免疫リガンドに部位特異的に結合させることができる、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法によって得られた免疫リガンド／ペイロード複合体。
18. 抗体／薬物複合体および／または抗体／マーカー複合体からなる群より選択される、請求項１７の免疫リガンド／ペイロード複合体。
19. 請求項１〜１８のいずれか１項による免疫リガンド／ペイロード複合体の、
    ・所与の病態のインビトロまたはインビボでの診断
    ・所与の病態に関するインビトロまたはインビボでの予測または予後予測
    ・所与の病態に罹患しているまたは発症する危険性のあるヒトまたは動物対象の治療、および／または
    ・研究および／または開発目的、
    における使用。
20. 前記病態が、
    ・腫瘍性疾患
    ・自己免疫疾患
    ・神経変性疾患、および／または
    ・感染症、
    からなる群より選択されるもののうちの少なくとも１つである、請求項１９に記載の方法。
21. Ｇｌｙ_n修飾で修飾された低分子量ペイロードであって、ここでｎは１より大きく、好ましくは、ｎが３またはｎが５である、低分子量ペイロード。
22. 前記ペイロードが、
    ・サイトカイン、
    ・放射性標識、
    ・毒素、および／または、
    ・化学療法剤、
    からなる群より選択されるもののうちの少なくとも１つである、請求項２１に記載の低分子量ペイロード。
23. 請求項２１または２２の低分子量ペイロードの、それを免疫リガンドに結合させるための使用。
24. 前記免疫リガンド−ペイロード結合を粗細胞培養上清中で行う、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。