JP2023531042A - 4-1bb結合タンパク質及びその用途 - Google Patents

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Abstract

【要約】本発明は4-1BB結合タンパク質及びその用途を開示した。前記4-1BB結合タンパク質は、重鎖可変領域を含み;前記重鎖可変領域がHCDR1、HCDR2およびHCDR3を含み、前記HCDR1が配列番号15またはその変異体1、または配列番号16に示す配列を含み、前記HCDR2が配列番号60またはその変異体2、または配列番号50またはその変異体4に示す配列を含み、前記HCDR3が配列番号103またはその変異体3、配列番号333またはその変異体5、配列番号110、配列番号111、配列番号116、配列番号326、配列番号331、配列番号334または配列番号96に示す配列を含む。本発明の4-1BB結合タンパク質は、全ヒト由来抗体であり、ヒト4-1BBおよびカニクイザル4-1BB結合との活性を有し、一部の4-1BB結合タンパク質の大きさは従来のIgG抗体の半分しかなく、二重特異性抗体によく使用できる。【選択図】無し

Description

本願は出願日が2020/6/30の中国特許出願202010619500.9の優先権を要求する。本願が前記中国特許出願の全文を引用している。
本願は生物医薬分野に係り、具体的に4-1BB結合タンパク質及びその用途に係る。
4-1BBは、CD137、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー9(TNFRSF 9)とも呼ばれ、活性化誘導型の共刺激受容体分子である。4-1BBは、活性化T細胞、活性化自然破壊(NK)細胞、活性化胸腺細胞、皮内リンパ細胞などのリンパ球系で主に発現する。また、4-1BBは、樹状突起細胞、単核細胞、中性粒細胞、好酸性細胞にも発現する。T細胞の活性化には、T細胞表面の抗原識別受容体(TCR)とMHC分子抗原ペプチドとの特異的結合に加えて、抗原提示細胞(APC)表面の共刺激分子とT細胞表面の対応する受容体との結合によって提供される共刺激信号が必要である。4-1BBとそのリガンド4-1BBLの結合は、共刺激信号を提供してT細胞を活性化し、サイトカインと免疫機能を強化することができる。4-1BBは中枢記憶T細胞反応を促進することも証明されており、これは4-1BBアゴニスト治療の患者の腫瘍特異的T細胞に対する治療持続性と力尽きへの抵抗をサポートする可能性がある[1,2]。腫瘍上での抗4-1BB単鎖抗体断片(scFv)の過発現はCD4+T細胞とNK細胞依存の腫瘍除去[3、4、5]をもたらす。マウスモデルによる抗4-1BB抗体の全身性注射が腫瘍成長の遅延を引き起こすことも証明された[6]
活性化性4-1BB抗体は、そのリガンドの代わりに4-1BB下流経路を活性化できることが実証されている。現在、臨床的に研究されている活性化4-1BB抗体には、Urelumab(BMS-663513)とUtomilumab(PF-05082566)がある。Utomilumabはリガンド遮断のIgG2抗体であり、Urelumabは非リガンド遮断のIgG4抗体である。UtomilumabとUrelumabは体内とインビトロでもT細胞機能を増強し、抗腫瘍作用を促進することができる。しかし、臨床試験により、Urelumabの使用量が1mg/kgより大きい場合、一部の患者は肺炎毒性が出現した(NCT00309023、NCT00612664、NCT01471210を参照)。Urelumabに比べて、Utomilumabの安全性は高いが、4-1BBを活性化する活性は低い。そのため、より安全で効果的な4-1BBを標的とした新しい治療法の開発が急がれている。
従来技術における抗腫瘍治療効果の欠如を解決し、安全性などの技術問題を解決するために、本発明は4-1BBを標的とする全ヒト由来抗体、及びこの抗体と腫瘍特異的標的に基づく二重特異性抗体及びその用途を提供する。本出願は、下記性質における一種または複数種を有する抗4-1BB抗原結合タンパク質を提供し:1)ヒト及びサル由来の4-1BBタンパク質を結合することができ;2)免疫細胞を刺激し、IFN-γ、IL2および/またはTNFαを分泌させることができ;3)腫瘍の成長及び/又は腫瘍細胞の増殖を抑制することができ;4)4-1BB信号経路を活性化することができる。本出願はまた、腫瘍の予防及び治療における抗原結合タンパク質の使用を提供する。
本発明が解決しようとする技術問題は、従来技術における抗体薬物の抗腫瘍治療効果の欠如、及び安全性の不良などの欠陥を克服するために、4-1BBを標的とする結合タンパク質及びその用途、特に4-1BBを標的とする全ヒト由来抗体、及びこの抗体と腫瘍特異的標的に基づく二重特異性抗体及びその用途を提供する。
本発明の第一態様は、4-1BB結合タンパク質を提供し、前記4-1BB結合タンパク質は重鎖可変領域を含み;前記重鎖可変領域がHCDR1、HCDR2およびHCDR3を含み、前記HCDR1が配列番号15またはその変異体1、または配列番号16に示す配列を含み、前記HCDR2が配列番号60またはその変異体2、または配列番号50またはその変異体4に示す配列を含み、前記HCDR3が配列番号103またはその変異体3、配列番号333またはその変異体5、配列番号110、配列番号111、配列番号116、配列番号326、配列番号331、配列番号334または配列番号96に示す配列を含み;
その中で:
前記変異体1の突然変異がT3I、S6N/G/R及びY7Fにおける1つまたは複数を含み;好ましく、前記変異体1の配列は好ましく配列表における配列番号19、配列番号20、配列番号22、配列番号23、配列番号300または配列番号24に示し;
前記変異体2の突然変異がS1G/N/D、G2S/A、S3D、G5D/N/F/S/V及びS6T/N/Dにおける1つまたは複数を含み;前記変異体2の配列は好ましく配列表における配列番号57-59、配列番号61、配列番号49、配列番号308-317及び配列番号63-71におけるいずれの配列に示し;
前記変異体3の突然変異がG2R/D/A/K、S3A/T、S4G/N/A/T/H、E5T/V/M/G、T6A、D7G/S、H9Y/S/N、Y10H、Y11F、N12G/D及びV13I/M/Tにおける1つまたは複数を含み;前記変異体3のアミノ酸配列は好ましく配列表における配列番号101、配列番号102、配列番号104-106、配列番号108、配列番号109及び配列番号112-115におけるいずれの配列に示し;
前記変異体4の突然変異がN1IまたはN1Qを含み;前記変異体4のアミノ酸配列は好ましく配列表における配列番号53または54に示し;
前記変異体5の突然変異がE4A/Pおよび/またはN13Yを含み;前記変異体5のアミノ酸配列は好ましく配列表における配列番号327-330に示し;
前記変異体1、変異体2、変異体3、変異体5及び変異体4は少なくとも突然変異前の配列の機能を含む。
好ましく、前記ようなHCDR1、HCDR2およびHCDR3は、それぞれ配列表における配列番号16、配列番号50および配列番号96に示す配列、またはそれぞれ配列番号16、配列番号53および配列番号96に示す配列、またはそれぞれ配列番号16、配列番号54および配列番号96に示す配列、またはそれぞれ配列番号19、配列番号57および配列番号101に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号58および配列番号102に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号59および配列番号103に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号60および配列番号104に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号61および配列番号105に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号60および配列番号106に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号63および配列番号108に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号60および配列番号108に示す配列、またはそれぞれ配列番号22、配列番号64および配列番号109に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号60および配列番号110に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号65および配列番号111に示す配列、またはそれぞれ配列番号22、配列番号66および配列番号112に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号49および配列番号113に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号60および配列番号103に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号63および配列番号104に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号60および配列番号114に示す配列、またはそれぞれ配列番号23、配列番号67および配列番号105に示す配列、またはそれぞれ配列番号24、配列番号68および配列番号103に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号60および配列番号105に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号69および配列番号115に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号70および配列番号116に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号71および配列番号115に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号308および配列番号326に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号309および配列番号327に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号310および配列番号328に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号308および配列番号329に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号311および配列番号330に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号312および配列番号331に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号308および配列番号332に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号313および配列番号330に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号314および配列番号329に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号315および配列番号331に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号314および配列番号327に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号316および配列番号331に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号308および配列番号333に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号317および配列番号334に示す配列を含む。下表aを参照する。
前記重鎖可変領域のFRをコードする遺伝子は、好ましく胚系V遺伝子IGHV4-34、IGHV3-23、IGHV3-11またはIGHV3-74に由来し;その中で:HFWR1は好ましく配列番号1、配列番号3、配列番号5-8、配列番号294-299及び配列番号10-13のいずれに示すアミノ酸配列を含み、HFWR2は好ましく配列番号27、配列番号32-36、配列番号301-307及び配列番号38-46のいずれに示すアミノ酸配列を含み、HFWR3は好ましく配列番号74、配列番号79-83、配列番号318-325及び配列番号85-92のいずれに示すアミノ酸配列を含み、HFWR4は好ましく配列番号118、配列番号119、配列番号335、配列番号336または配列番号123に示すアミノ酸配列を含む。好ましく、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号3に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号27に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号74に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号118に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号5に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号32に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号79に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号6に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号33に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号80に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号7に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号32に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号81に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号8に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号34に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号82に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号6に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号35に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号83に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号6に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号36に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号80に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号6に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号38に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号80に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号6に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号39に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号80に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号1に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号40に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号85に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号10に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号41に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号86に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号118に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号6に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号35に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号80に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号11に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号42に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号87に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号5に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号32に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号80に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号8に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号34に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号88に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号12に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号34に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号89に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号123に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号6に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号34に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号88に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号6に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号43に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号90に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号6に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号44に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号91に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号13に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号34に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号90に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示し、前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号6に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号45に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号80に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号1に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号46に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号92に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号118に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号294に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号301に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号318に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号335に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号295に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号302に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号319に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号118に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号294に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号302に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号320に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号118に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号294に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号302に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号321に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号335に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号296に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号302に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号322に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号335に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号297に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号303に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号318に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号335に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号294に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号301に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号322に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号118に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号294に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号302に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号323に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号118に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号298に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号302に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号322に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号118に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号294に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号301に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号318に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号120に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号298に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号302に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号322に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号335に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号294に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号301に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号318に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号118に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号294に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号304に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号324に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号118に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号294に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号305に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号325に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号336に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号299に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号306に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号318に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号335に示す配列、または前記HFWR1のアミノ酸配列は配列番号6に示し、前記HFWR2のアミノ酸配列は配列番号307に示し、前記HFWR3のアミノ酸配列は配列番号80に示し、且つ前記HFWR4のアミノ酸配列は配列番号119に示す。詳細は下表bを参照する。
本発明において、前記重鎖可変領域は好ましく配列表における配列番号168、配列番号171、配列番号172、配列番号175-180、配列番号182-196、配列番号337-352及び配列番号198におけるいずれに示すアミノ酸配列を含む。
前記ように、本発明に記載の4-1BB結合タンパク質はさらに軽鎖可変領域を含有し、前記軽鎖可変領域はLCDR1、LCDR2およびLCDR3を含み、前記LCDR1は配列番号133に示す配列を含み、前記LCDR2は配列番号145に示す配列を含み、前記LCDR3は配列番号158に示す配列を含む。好ましく、前記軽鎖可変領域のFRをコードする遺伝子は胚系V遺伝子IGKV3-15に由来し;その中で:LFWR1は好ましく配列番号126または配列番号128に示すアミノ酸配列を含み、LFWR2は好ましく配列番号140に示すアミノ酸配列を含み、LFWR3は好ましく配列番号151に示すアミノ酸配列を含み、LFWR4は好ましく配列番号164に示すアミノ酸配列を含み;好ましく、前記軽鎖可変領域は、配列表における配列番号201に示す配列またはその変異体を含み、前記変異体が配列番号201に示す配列における1つまたは複数のアミノ酸残基の突然変異が発生することに基づき;突然変異の後に得られた軽鎖可変領域の配列は好ましく配列番号204に示す。
本発明の一つの実施形態では、前記重鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号168に示し、且つ前記軽鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号201に示し;または、前記重鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号171に示し、且つ前記軽鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号204に示し;または、前記重鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号172に示し、且つ前記軽鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号204に示す。詳細は下表cを参照する。
さらに、本発明に記載の4-1BB結合タンパク質は、重鎖定常領域および/または軽鎖定常領域を含むことができ、好ましくは、重鎖定常領域は、hIgG1、hIgG2、hIgG3またはhIgG4またはその変異体から選択され、軽鎖定常領域は、κ鎖またはλ鎖またはその変異体から選択される。
その中で、前記hIgG1の変異体の突然変異は好ましくL234A、L235A、E345RおよびP329Gにおける1つまたは複数であり、より好ましくE345R、またはL234A、L235AおよびE345Rの組み合わせ、またはL234A、L235AおよびP329Gの組み合わせであり;前記hIgG4の変異体の突然変異は好ましくS228Pである。
本発明の好ましい実施形態では、前記4-1BB結合タンパク質の重鎖は、配列表における配列番号209、配列番号212、配列番号213、配列番号216-222、配列番号224-238、配列番号353-368及び配列番号240におけるいずれに示す配列を含み、および/またはその軽鎖は、配列表における配列番号246または配列番号243に示す配列を含む。例えば:前記重鎖のアミノ酸配列は配列番号209に示し、且つ前記軽鎖のアミノ酸配列は配列番号243に示し;または、前記重鎖のアミノ酸配列は配列番号212に示し、且つ前記軽鎖のアミノ酸配列は配列番号246に示し;または、前記重鎖のアミノ酸配列は配列番号213に示し、且つ前記軽鎖のアミノ酸配列は配列番号246に示し;または、前記重鎖のアミノ酸配列は配列番号216に示し、且つ前記軽鎖のアミノ酸配列は配列番号246に示す。下表dに示す。
本発明における前記4-1BB結合タンパク質は、全長抗体、Fab、Fab’、F(ab’)、Fv、scFv、二重特異性抗体、多重特異性抗体、重鎖抗体、単一ドメイン抗体または単一領域抗体の形態であってもよく、または前記抗体から得られたモノクローナル抗体またはマルチクローナル抗体であってもよい。
前記4-1BB結合タンパク質は全長抗体であれば、その重鎖は配列番号209に示す配列を含み、且つ軽鎖は配列番号243に示す配列を含み;または配列番号212に示す配列を含み、且つ軽鎖は配列番号246に示す配列を含み、または配列番号213に示す配列を含み、且つ軽鎖は配列番号246に示す配列を含み、または配列番号216に示す配列を含み、且つ軽鎖は配列番号246に示す配列を含む。
本発明の第二態様は、二重特異性抗体を提供し、前記二重特異性抗体は第一タンパク質機能領域および第二タンパク質機能領域を含み、前記第一タンパク質機能領域は前記ような4-1BB結合タンパク質であり、前記第二タンパク質機能領域は腫瘍抗原を標的とし;好ましくはHER2抗体またはPD-L1抗体であり;その中で、前記HER2抗体は好ましくtrastuzumabまたはpertuzumabであり、前記PD-L1抗体は好ましくatezolizumabまたはPR000265であり、前記PR000265の重鎖は配列番号211に示し、軽鎖は配列番号245に示す。その中で、前記PR000265の詳細インフォメーションは出願CN201910944996.4を参照する。
具体的には、第一タンパク質機能領域または第二タンパク質機能領域は、scFv、VHH、免疫グロブリン、Fab、Fab’、F(ab’)または重鎖可変領域の形態であってもよく、例えば、前記第一タンパク質機能領域はFabであり、前記第二タンパク質機能領域はVHHであり;あるいは、前記第一タンパク質機能領域はFabであり、前記第二タンパク質機能領域は免疫グロブリンであり;あるいは、前記第一タンパク質機能領域は免疫グロブリンであり、前記第二タンパク質機能領域は重鎖可変領域である。
好ましくは、前記第一タンパク質機能領域と前記第二タンパク質機能領域との間および/または前記scFvの重鎖可変領域と軽鎖可変領域との間は結合子によって連結され、前記結合子のアミノ酸配列はGSまたは配列表における配列番号273-293のいずれに示す。
本発明の特定の実施形態では、前記二重特異性抗体はポリペプチド鎖1とポリペプチド鎖2を含み、任意にポリペプチド鎖3をさらに含み;好ましく:
前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号244に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号251-265のいずれに示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号245に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号271に示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号249に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号272に示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号245に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号270に示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号245に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号269に示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号245に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号268に示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号245に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号369-382のいずれに示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号267に示し、前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号266に示し、且つ前記ポリペプチド鎖3のアミノ酸配列は配列番号246に示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号250に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号249に示し、且つ前記ポリペプチド鎖3のアミノ酸配列は配列番号246に示す。
本発明の第三態様は、本発明の第一態様に記載の4-1BB結合タンパク質または本発明の第二態様に記載の二重特異性抗体をコードする、単離の核酸を提供する。
本発明の第四態様は、第三態様に記載の単離の核酸を含む、発現ベクターを提供する。
本発明の第五態様は、本発明の第四態様に記載の発現ベクターを含み;好ましく、前記宿主細胞は原核細胞または真核細胞を含む、宿主細胞を提供する。その中で、前記真核細胞は好ましく哺乳動物細胞である。
本発明の第六態様は、第五態様の宿主細胞を培養し、培養物から前記4-1BB結合タンパク質を獲得することを含む、4-1BB結合タンパク質の作製方法を提供する。
本発明の第七態様は、本発明の第一態様に記載の4-1BB結合タンパク質または本発明の第二態様に記載の二重特異性抗体を含む、キメラ抗原受容体を提供する。
本発明の第八態様は、細胞毒性剤、及び本発明の第一態様に記載の4-1BB結合タンパク質または本発明の第二態様に記載の二重特異性抗体を含む、抗体薬物複合物を提供する。
前記細胞毒剤は、好ましく細胞トキシン、化学治療剤、放射性同位素、治療性核酸、免疫調節剤、抗血チューブ生成剤、抗増殖アポトーシス剤または細胞溶存酵素である。より好ましく、前記細胞毒剤は、チューブリン合成酵素阻害剤であるメチルオレスタチンF(MMAF)、またはメチルオレスタチンE(MMAE)である。
前記抗体薬物複合物の作製方法は、本分野の通常の作製方法であり、好ましくDoronina, 2006, Bioconjugate Chem.17,114-124に記載の作製方法であるい。好ましく、前記作製方法は、最低限度の低複合画分(LCF)が10%未満の抗体薬物複合物を発生する。
前記抗体薬物複合物は、当該技術分野で知られている任意の物理的形態で存在することができ、好ましくは透明な溶液である。
本発明の第九態様は、本発明の第一態様に記載の4-1BB結合タンパク質、本発明の第二態様に記載の二重特異性抗体および/または本発明の第八態様に記載の抗体薬物複合物、および薬学的に許容可能なベクターを含む、薬物組成物を提供する。
前記薬物組成物は、好ましく活性成分として他の抗腫瘍抗体を含み、および/またはホルモン製剤、標的小分子製剤、プロテアーゼ体阻害剤、イメージング剤、診断剤、化学療法剤、溶腫薬物、細胞毒性剤、サイトカイン、共刺激分子の活性化剤、抑制性分子の阻害剤及びワクチンからなる群における一種または複数種をさらにを含む。
薬学的に許容可能なベクターは、当該技術分野において通常のベクターであってもよく、このベクターは、任意の適切な生理学的または薬学的に許容可能な薬物添加剤であってもよい。前記薬物添加剤は、当該技術分野における従来の薬物添加剤であり、好ましくは薬学的に許容可能な賦形剤、充填剤、安定剤または希釈剤などを含む。より好ましくは、前記薬物組成物は、0.01~99.99%の前記タンパク質および/または前記抗体薬物複合物と、0.01~99.99%の薬物用ベクターとを含み、前記パーセンテージは前記薬物組成物に占める質量パーセンテージである。
好ましくは、前記薬物組成物は抗腫瘍薬である。より好ましくは、胃癌、食道癌、肺癌、卵巣癌、黒色腫、腎癌、乳癌、結腸直腸癌、肝臓癌、膵臓癌、膀胱癌、頭頸癌、気管支癌、神経膠腫及び/又は白血病の薬物である。
本発明による薬物組成物の投与経路は、好ましくは腸胃外投与、注射投与または経口投与である。前記注射投与は、好ましくは静脈注射、筋肉注射、腹腔注射、皮内注射または皮下注射などの経路を含む。前記薬物組成物は、当該技術分野における従来の様々な剤形であり、好ましくは固体、半固体または液体の形態であり、すなわち水溶液、非水溶液または懸濁液であり、より好ましくは錠剤、カプセル、ペレット剤、注射剤または注入剤などである。より好ましくは、血管内、皮下、腹膜内または筋肉内を介して投与される。好ましくは、前記薬物組成物は、エアロゾルまたは粗い噴霧剤として、すなわち経鼻投与することができ、あるいは、鞘内、髄内または心室内で投与することができる。より好ましくは、薬物組成物は、透皮的、経皮的、局所的、腸内、膣内、舌下、または直腸的に投与することもできる。
本発明による薬物組成物の投与量レベルは、所望の診断または治療結果に達する組成物の量に応じて調整することができる。投与スキームは、単回注射または複数回注射であってもよく、または調整することもできる。選択された用量レベル及びスキームは、薬物組成物の活性及び安定性(すなわち、半減期)、製剤、投与経路、他の薬物又は治療との組み合わせ、検出及び/又は治療される疾患又は障害、及び治療される対象の健康状態及び以前の医療歴等を含む様々な要因に依存して合理的に調整される。
本発明の薬物組成物の治療上有効な用量は、最初に細胞培養実験又は動物モデル、例えばげっ歯類動物、ウサギ、犬、豚及び/又は霊長類動物において推定することができる。動物モデルはまた、適切な投与濃度範囲及び経路を決定するために使用することができる。その後、ヒトに投与される有用な用量および経路を決定するために使用することができる。一般的に、投与有効量または用量の決定および調整、およびそのような調整のタイミングおよび方法の評価は当業者に知られている。
組合せ療法では、前記4-1BB結合タンパク質、前記抗体薬物複合物、および/または追加の治療または診断剤は、それぞれ単一の薬剤として、所望の治療または診断を実行するのに適した任意の時間範囲で使用することができる。したがって、これらの単一薬剤は、実質的に同時に(すなわち、単一製剤として、または数分または数時間以内に)、または順番に連続的に投与することができる。例えば、これらの単一薬剤は、1年以内、または10、8、6、4、または2ヶ月以内、または4、3、2、または1週間以内、または5、4、3、2、または1日以内に投与することができる。
製剤、用量、投与方法及び測定可能な治療結果の追加指導については、Berkowら(2000)The Merck Manual of Medical Information(Merck医学情報ハンドブック)及びMerck&Co.Inc., Whitehouse Station、New Jersey, Ebadi(1998)CRC Desk Reference of Clinical Pharmacology(臨床薬理学ハンドブック)などの著作。
本発明の第十態様は、第一態様に記載の4-1BB結合タンパク質、本発明の第二態様に記載の二重特異性抗体および第七態様に記載の薬物組成物の、癌を治療および/または予防する薬物の作製における用途;前記癌は好ましくHER2、PD-L1及び4-1BBにおける一種または複数種に関連の癌、乳癌、メラノーマ、肺癌、胃癌、肝臓癌、食道癌、子宮頸癌、頭頸部腫瘍または結腸直腸癌である。
いくつかの態様では、本開示は、HER2、PD-L1、および4-1BBのうちの1つまたは複数に関連する疾患の治療方法を提供し、この方法は、被験者に医薬有効量の前記4-1BB結合タンパク質を投与し、または前記薬物組成物または前記核酸分子を含有し、HER2、PD-L1、および4-1BBのうちの1つまたは複数に関連する疾患を治療することを含み、その疾患は好ましくは腫瘍または癌である。
ここで、前記腫瘍または癌は、当該技術分野における通常のHER2、PD-L1および4-1BBのうちの1つまたは複数の発現異常の腫瘍または癌であり、例えば、鱗状細胞癌、骨髄腫、小細胞肺癌、非小細胞肺癌(NSCLC)、頭および頸鱗状細胞癌(HNSCC)、神経膠腫、何傑金リンパ腫、非何傑金リンパ腫、びまん性大B-細胞リンパ腫(DLBCL)、濾胞性リンパ腫、急性リンパ球性白血病(ALL)、急性髄細胞様白血病(AML)、慢性リンパ球性白血病(CLL)、慢性髄細胞様白血病(CML)、原発性縦隔大B-細胞リンパ腫、套細胞リンパ腫(MCL)、小リンパ球性リンパ腫(SLL)、T-細胞/組織細胞を豊富に含む大B-細胞リンパ腫、多発性骨髄腫、髄様細胞白血病-1タンパク質(Mcl-1)、骨髄異常増殖症候群(MDS)、胃腸(道)癌、腎癌、卵巣癌、肝臓癌、リンパ球性白血病、リンパ球白血病、結腸直腸癌、子宮内膜癌、腎癌、前立腺癌、甲状腺癌、黒色腫、軟骨肉腫、神経母細胞腫、膵臓癌、多形性膠芽細胞腫、胃癌、骨癌、ユーイング肉腫、子宮頸癌、脳癌、胃癌、膀胱癌、肝細胞腫、乳癌、結腸癌、肝細胞癌(HCC)、透明細胞腎細胞癌(RCC)、頭と頸癌、咽頭癌、肝胆癌(hepatobiliary cancer)、中枢神経系癌、食道癌、悪性胸膜間皮腫、全身性軽鎖アミロイド変性、リンパ球性リンパ腫(lymphoplasmacytic lymphoma)、骨髄異常増殖症候群、骨髄増殖性腫瘍、神経内分泌腫瘍、メケル細胞癌、睾丸癌及び皮膚癌は、PD-L1陽性のうろこ状細胞癌、骨髄腫、小細胞肺癌、非小細胞肺癌(NSCLC)、頭及び頸うろこ状細胞癌(HNSCC)、神経膠腫、何傑金リンパ腫、非何傑金リンパ腫、弥漫性大B-細胞リンパ腫(DLBCL)、濾胞性リンパ腫、急性リンパ球性白血病(ALL)、急性髄細胞様白血病(AML)、慢性リンパ球性白血病(CLL)、慢性髄細胞様白血病(CML)、原発性縦隔大B-細胞リンパ腫、套細胞リンパ腫(MCL)、小リンパ球性リンパ腫(SLL)、T-細胞/組織細胞を豊富に含む大B-細胞リンパ腫、多発性骨髄腫、髄様細胞白血病-1タンパク質(Mcl-1)、骨髄異常増殖症候群(MDS)、胃腸(道)癌、腎癌、卵巣癌、肝臓癌、リンパ球性白血病、リンパ球白血病、結腸直腸癌、子宮内膜癌、腎癌、前立腺癌、甲状腺癌、黒色腫、軟骨肉腫、神経母細胞腫、膵臓癌、多形性膠芽細胞腫、胃癌、骨癌、尤因氏肉腫、子宮頸癌、脳癌、胃癌、膀胱癌、肝細胞腫、乳癌、結腸癌、肝細胞癌(HCC)、透明細胞腎細胞癌(RCC)、頭と頸部癌、咽頭癌、肝胆癌(hepatobiliary cancer)、中枢神経系癌、食道癌、悪性胸膜間皮腫、全身性軽鎖アミロイド変性、リンパ球性リンパ腫(lymphoplasmacytic lymphoma)、骨髄異常増殖症候群、骨髄増殖性腫瘍、神経内分泌腫瘍、メルク細胞癌、睾丸癌、皮膚癌。
本発明の第十一態様は、本発明の第一態様に記載の4-1BB結合タンパク質、本発明の第二態様に記載の二重特異性抗体、本発明の第七態様に記載のキメラ抗原受容体、本発明の第八態様に記載の抗体薬物複合物および/または本発明の第九態様に記載の薬物組成物を含む、試薬キットを提供する。
好ましく、前記試薬キットは、さらに(i)抗体またはその抗原結合フラグメントまたは抗体薬物複合物または薬物組成物を投与するデバイス;および/または(ii)使用説明を含む。
本発明の第十二態様は、薬カセットAおよび薬カセットBを含む薬キットを提供し、その中で:
前記薬カセットAは、本発明の第一態様に記載の4-1BB結合タンパク質、本発明の第二態様に記載の二重特異性抗体、本発明の第七態様に記載のキメラ抗原受容体、本発明の第八態様に記載の抗体薬物複合物および/または本発明の第九態様に記載の薬物組成物を含み;
前記薬カセットBは、他の抗腫瘍抗体または前記他の抗腫瘍抗体を含む薬物組成物、および/またはホルモン製剤、標的小分子製剤、プロテアーゼ体阻害剤、イメージング剤、診断剤、化学療法剤、溶腫薬物、細胞毒性剤、サイトカイン、共刺激分子の活性化剤、抑制性分子の阻害剤及びワクチンからなる群における一種または複数種を含む。
前記技術問題を解決するために、本発明の第一態様に記載の4-1BB結合タンパク質、本発明の第二態様に記載の二重特異性抗体、本発明の第七態様に記載のキメラ抗原受容体、本発明の第八態様に記載の抗体薬物複合物および/または本発明の第九態様に記載の薬物組成物は、さらに他の薬物と併用することもでき、例えばホルモン製剤、標的小分子製剤、プロテアーゼ体阻害剤、イメージング剤、診断剤、化学療法剤、溶腫薬、細胞毒性剤、サイトカイン、共刺激分子の活性化剤、抑制性分子の阻害剤、ワクチン等及び/又は他の抗腫瘍抗体(又は前記他の抗腫瘍抗体を含む薬物組成物)を併用して投与する。
本発明の第十三態様は、4-1BBに媒介される疾患または障害を診断、治療および/または予防する方法を提供し、前記方法は、必要な患者に治療有効量の本発明の第一態様に記載の4-1BB結合タンパク質、本発明の第二態様に記載の二重特異性抗体、本発明の第七態様に記載のキメラ抗原受容体、本発明の第八態様に記載の抗体薬物複合物または本発明の第九態様に記載の薬物組成物を投与し、または本発明の第十二態様に記載の薬キットを用いて必要な患者を治療することを含む。
好ましく、前記疾患または障害は腫瘍であり、好ましく4-1BB陽性腫瘍であり、より好ましく胃癌、食道癌、肺癌、卵巣癌、黒色腫、腎癌、乳癌、結腸直腸癌、肝臓癌、膵臓癌、膀胱癌、頭頸癌、気管支癌、神経膠腫および/または白血病。
本発明の第十四態様は、4-1BBを免疫検出または測定する方法を提供し、当該方法は、本発明の第一態様に記載の4-1BB結合タンパク質、本発明の第二態様に記載の二重特異性抗体、本発明の第七態様に記載のキメラ抗原受容体、本発明の第八態様に記載の抗体薬物複合物または本発明の第九態様に記載の薬物組成物を用いることを含み;好ましく、前記検出は、診断および/または治療目的のものではない。
本発明の第十五態様は、併用療法を提供し、当該併用療法はそれぞれ必要な患者に本発明の第一態様に記載の4-1BB結合タンパク質、本発明の第二態様に記載の二重特異性抗体、本発明の第七態様に記載のキメラ抗原受容体、本発明の第八態様に記載の抗体薬物複合物または本発明の第九態様に記載の薬物組成物、および第二治療剤を投与することを含み;前記第二治療剤は、好ましく他の抗腫瘍抗体または前記他の抗腫瘍抗体を含む薬物組成物、および/またはホルモン製剤、標的小分子製剤、プロテアーゼ体阻害剤、イメージング剤、診断剤、化学療法剤、溶腫薬物、細胞毒性剤、サイトカイン、共刺激分子の活性化剤、抑制性分子の阻害剤及びワクチンからなる群における一種または複数種を含む。
前記各好ましい条件は、当該分野の常識に合致する上で、任意に組み合わせてもよく、すなわち本発明の各好ましい例を得ることができる。
本発明に用いられる試薬及び原料はいずれも市販されている。
本発明の積極的な進歩効果は、下記の通りである。
1. 本出願は、少なくとも1つの下記性質を有する抗4-1BB結合タンパク質の全ヒト由来抗体を提供する。1)本願発明の抗4-1BB結合タンパク質の全ヒト由来抗体は、全長抗体と、「重鎖」のみを含む全く新しい全ヒト抗体とを含み、ヒト4-1BBおよびカニクイザル4-1BBと結合する活性を有し;その中で、当該4-1BB結合タンパク質の重鎖抗体の大きさは従来のIgG抗体の半分しかなく、軽鎖を含まないため、この抗体は二重特異性抗体に用いることができ、そして軽鎖ミスマッチと異種二量化の問題を解決した。ヒトとサル由来の4-1BBタンパク質を結合することができる;2)結合エピトープは、Urelumabと異なる;3)4-1BB信号経路を活性化することができ、免疫細胞におけるIFNγ、IL2および/またはTNFαの分泌を刺激し、腫瘍の成長及び/又は腫瘍細胞の増殖を抑制する;活性はUtomilumabより顕著に強かった。
2. 本発明が提供するPD-L1×4-1BB二重特異性抗体は、1つまたは複数の作用機構によって抗腫瘍効果と安全性を高める。第一に、PD-L1×4-1BB二重特異性抗体は、PD-1/PD-L1信号経路を遮断することによってT細胞を活性化することができる。第二に、腫瘍細胞表面に高発現するPD-L1分子は、二重抗体分子を利用してT細胞表面の4-1BB分子の架橋及び三量化を促進し、下流信号伝導経路を活性化し、さらにT細胞の活性化及び増殖を促進し、そのT細胞を活性化する能力は、Urelumabよりも優れている。第三に、PD-L1×4-1BB二重抗体のT細胞に対する活性化作用は、特異的にPD-L1に依存する発現であり、二重抗体分子に媒介されるT細胞活性化は、腫瘍マイクロ環境内に限られている。本発明は、架橋された抗4-1BBに依存する従来技術のHCAbモノクローナル抗体がT細胞を直接活性化することができないことに比べて、HCAbモノクローナル抗体を用いて構築されたPD-L1×4-1BB二重抗体は、PD-L1を高発現する細胞が存在する場合にT細胞を特異的に活性化することができ、これにより、Urelumabのようなモノクローナル抗体が正常組織でT細胞を過度に活性化することによる毒副作用を回避することができる。第四に、本実施例は、抗PD-L1のIgG抗体の抗原結合ドメインFabと抗4-1BBのHCAb抗体の抗原結合ドメインVHを利用して、多種構造の抗PD-L1×4-1BBの二重特異性抗体分子を構築した。HCAbに基づいて二重特異性抗体の分子構造を構築するフレキシビリティを示し、異なる構造タイプ、相対位置、結合価数などのパラメータによってT細胞を活性化する機能活性を調節した。HCAbに基づく二重抗体構造、特にIgG-VH四価対称構造の二重抗体分子とFab-HCAb構造の二重抗体分子は、PD-L1端の活性を保留し、MLR実験において対応する抗PD-L1親モノクローナル抗体より強いT細胞活性化能力を体現した;一方で、標的細胞で高発現するPD-L1分子は、4-1BBの架橋及び三量化を媒介してT細胞活性化信号を伝達することができ、そのT細胞を活性化する能力は、Urelumabよりも優れている。また、IgG-VH四価対称構造とFab-HCAb対称構造の二重抗体分子は、FIT-Ig構造の二重抗体分子よりも強いT細胞活性化能力を示している。
3. 本発明が提供するHER2×4-1BB二重特異性抗体は、1つまたは複数の作用機序によって抗腫瘍効果と安全性を高める。第一に、HER2×4-1BB二重抗体は、従来のHER2阻害剤の作用機序を保持する(HER2の二量化を阻止し、HER2の内化と分解を促進し、下流のリン酸化信号を抑制する)。第二に、腫瘍細胞表面に高発現したHER2分子は、T細胞表面の4-1BB分子の架橋と三量化を促進し、下流信号伝導経路を活性化し、さらにT細胞の活性化と増殖を促進し、そのT細胞を活性化する能力はUrelumabよりも優れている。第三に、HER2×4-1BB二重抗体のT細胞に対する活性化作用は、HER2を特異的依存する発現であり、二重抗体分子に媒介されるT細胞活性化は腫瘍マイクロ環境内に限られている。架橋された抗4-1BBに依存する従来技術のHCAbモノクローナル抗体がT細胞を直接活性化することができないことに比べて、本発明はHCAbモノクローナル抗体を用いて構築されたHER2×4-1BB二重抗体は、HER2を高発現する細胞が存在する場合にT細胞を特異的に活性化することができ、これにより、Urelumabのようなモノクローナル抗体が正常組織でT細胞を過剰に活性化することによる毒副作用を回避することができる。第四に、本実施例は、IgG-VHとIgG-scFvの2つの構造の抗HER2×4-1BBの二重特異性抗体分子を構築して、異なる構造タイプ、相対位置、結合価数などのパラメータによってT細胞を活性化する機能活性を調節する。同時にHCAbに基づく二重特異性抗体分子構造の構築のフレキシビリティを示した。
図1A-図1B:4-1BB H2L2抗体とヒトまたはカニクイザル4-1BBを過発現するCHO-K1細胞との結合についてのFACS検出。 同上。 図2:4-1BB H2L2抗体が4-1BBリガンドとCHO-K1/ヒト4-1BB細胞との結合を遮断することについてのFACS検出。 図3A-図3B:HEK293/4-1BB/NF-kbレポーター遺伝子細胞を用いて4-1BB H2L2抗体の4-1BB信号経路に対する活性化を検出する。 同上。 図4:4-1BB H2L2抗体は、インビトロで4-1BB経路を活性化し、T細胞におけるIFN-γの分泌を誘導し活性化する。 図5A-図5B:4-1BB H2L2抗体は、インビトロで4-1BB経路を活性化し、CD8+T細胞及びCD4+T細胞におけるIFN-γの分泌を誘導し活性化する。 同上。 図6A-図6C:4-1BB H2L2抗体PR000448の、B6-h4-1BBトランスジェニックマウスMC38皮下結腸癌モデルにおける腫瘍成長抑制活性。 同上。 同上。 図7:PR000448の、C57BL/6Jマウスにおける薬物動態学。 図8A-図8C:PR000980抗体は、インビトロで4-1BB経路を活性化し、T細胞のけるIFN-γ、TNF-αとIL-2の分泌を誘導し活性化する。 同上。 同上。 図9A-図9D:4-1BB H2L2抗体とヒト4-1BBタンパク質またはサル4-1BBタンパク質との親和性についてのBIACORE検出。 同上。 同上。 同上。 図10A-図10B:4-1BB H2L2抗体PR000980の、B6-h4-1BBトランスジェニックマウスMC38皮下結腸癌モデルにおける腫瘍成長抑制活性。 同上。 図11A-図11M:4-1BB HCAb抗体とヒト4-1BBを過発現するCHO-K1細胞との結合についてのFACS検出。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 図12A-図12L:4-1BB HCAb抗体とカニクイザル4-1BBを過発現するCHO-K1細胞との結合についてのFACS検出。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 図13A-図13J:HEK293/4-1BB/NF-kbレポーター遺伝子細胞を用いて4-1BB HCAb抗体の4-1BB信号経路に対する活性化を検出する。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 図14A-図14K:4-1BB HCAb抗体が4-1BBリガンドとCHO-K1/ヒト4-1BB細胞との結合を遮断することについてのFACS検出。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 図15A-図15D:4-1BB HCAb抗体は、インビトロで4-1BB経路を活性化し、T細胞におけるIFN-γの分泌を誘導し活性化する。 同上。 同上。 同上。 図16A-図16B:CHO-K1/CD32b架橋がある、またはCHO-K1/CD32b架橋がない場合、4-1BB HCAb抗体は、インビトロで4-1BB経路を活性化し、T細胞におけるIFN-γの分泌を誘導し活性化する。 同上。 図17A-図17D:4-1BB HCAb抗体とCHO-K1/ヒト4-1BB細胞との特異的結合についてのFACS検出。 同上。 同上。 同上。 図18A-図18C:HER2×4-1BB二重特異性抗体の構造概略図。 同上。 同上。 図19A-図19C:HER2×4-1BB二重特異性抗体とSK-BR-3細胞との結合についてのFACS検出。 同上。 同上。 図20A-図20E:HER2×4-1BB二重特異性抗体とヒト4-1BBを過発現するCHO-K1細胞との結合についてのFACS検出。 同上。 同上。 同上。 同上。 図21A-図21B:HER2×4-1BB二重特異性抗体とカニクイザル4-1BBを過発現するCHO-K1細胞との結合についてのFACS検出。 同上。 図22A-図22D:HER2×4-1BB二重特異性抗体は、SK-BR-3細胞の架橋で、インビトロで4-1BB経路を活性化し、T細胞におけるIFN-γの分泌を誘導し活性化する。 同上。 同上。 同上。 図23A-図23E:PD-L1×4-1BB二重特異性抗体の構造概略図。 同上。 同上。 同上。 同上。 図24A-図24E:PD-L1×4-1BB二重特異性抗体とCHO-K1/hPD-L1細胞との結合についてのFACS検出。 同上。 同上。 同上。 同上。 図25A-図25E:PD-L1×4-1BB二重特異性抗体とヒト4-1BBを過発現するCHO-K1細胞との結合についてのFACS検出。 同上。 同上。 同上。 同上。 図26A-図26B:PD-L1×4-1BB二重特異性抗体とカニクイザル4-1BBを過発現するCHO-K1細胞との結合についてのFACS検出。 同上。 図27A-図27I:PD-L1×4-1BB二重特異性抗体は、CHO-K1/hPD-L1またはMDA-MB-231細胞の架橋で、インビトロで4-1BB経路を活性化し、T細胞におけるIFN-γの分泌を誘導し活性化する。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 図28A-図28K:混合リンパ球反応(MLR)を用いてPD-L1×4-1BB二重抗体分子のT細胞に対する活性化作用を研究する。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 図29:4-1BB二重特異性抗体のPD-L1×C57BL/6Jマウスにおける薬物動態学。
以下に、特定の技術用語と科学用語を具体的に定義する。本文において、別に明確な定義があることは明らかである場合以外、本文で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する分野の当業者が一般的に理解する意味を有する。
使用するアミノ酸の3文字コードと1文字コードは、J. Biol. Chem, 243, p3558(1968)に記載されている。
「抗体」という用語は、免疫グロブリンを指し、2本の同じ重鎖と2本の同じ軽鎖が鎖間ジスルフィド結合によって結合されてなるテトラペプチド鎖構造である。免疫グロブリンの重鎖定常領域のアミノ酸組成と配列順序が異なるため、その抗原性も異なる。これにより、免疫グロブリンを5種類、または免疫グロブリンの同種、すなわちIgM、IgD、IgG、IgAとIgEに分類することができ、その対応する重鎖はそれぞれμ鎖、δ鎖、γ鎖、α鎖とε鎖である。同じ種類のIgは、ヒンジ領域のアミノ酸組成と重鎖ジスルフィド結合の数と位置の違いに応じて、異なるサブ種類に分けることができ、例えば、IgGはIgG1、IgG2、IgG3、IgG4に分けることができる。軽鎖は、定常領域の違いによって、κ鎖またはλ鎖に分ける。5種類のIgのうち、各種類のIgはκ鎖またはλ鎖を有してもよい。
抗体軽鎖抗体は、軽鎖定常領域をさらに含むことができ、当該軽鎖定常領域はヒト由来のκ、λ鎖またはその変異体を含むことができる。
抗体重鎖抗体は、重鎖定常領域をさらに含むことができ、当該重鎖定常領域はヒト由来のIgG1、2、3、4またはその変異体を含むことができる。
抗体重鎖と軽鎖のN端に近いアミノ酸の配列変化は大きく、可変領域(V領域)であり;C末端に近い残りのアミノ酸配列は比較的安定であり、定常領域(C領域)である。軽鎖と重鎖可変領域は、それぞれ110個前後のアミノ酸から構成され、その中の一部の領域のアミノ酸残基の変化は可変領域の他の部位より大きく、例えば軽鎖の第24-34、50-56、89-97位と重鎖の第31-35、50-65、95-102位である。これらの領域は高可変領域(hypervariable region、HVR)と呼ばれ、高可変領域は抗体が抗原エピトープと直接接触する部位であるため、相補決定領域(complementtarity-region、CDR)とも呼ばれる。可変領域における非高可変領域は、アミノ酸組成と配列の変化が比較的少なく、これらのアミノ酸残基は可変領域の安定な立体構造、すなわちフレーム構造またはステント構造(framework region、FR)を構成する。可変領域は、3つの高可変領域(HVR)と、4つの配列が比較的保存されているフレーム領域(FR)とを含む。各軽鎖可変領域(VL)と重鎖可変領域(VH)は、3つのCDR領域と4つのFR領域からなり、アミノ端からカルボキシル端まで順に配列される順序は、FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4である。軽鎖の3つのCDR領域は、LCDR1、LCDR2、LCDR3を指す。重鎖の3つのCDR領域は、HCDR1、HCDR2、およびHCDR3を指す。本願では、Chothia定義規則を用いて区分する。しかし、当業者には、配列可変性に基づくKabat定義規則(Kabatら、免疫学的タンパク質配列、第5版、米国国立衛生研究院、ベセスダ、メリーランド州(1991)を参照)、および構造環領域位置に基づくChothia定義規則(Jmol Biol 273:927-48,1997を参照)などの本分野における様々な方法で抗体のCDRを定義することができる。本発明の態様では、可変ドメイン配列中のアミノ酸残基を決定するために、Kabat定義とChothia定義を含むCombined定義規則を使用することもできる。Combined定義規則は、Kabat定義とChothia定義の範囲を組み合わせたものである。当業者は、特に規定がない限り、特定抗体またはその領域(例えば可変領域)の「CDR」および「相補決定領域」という用語は、本発明に説明された既知の態様のいずれかによって規定された相補決定領域を包含するものと理解すべきである。本発明が請求する保護範囲は、Chothia定義規則に基づいて示される配列であるが、他のCDRの定義規則に従って対応するアミノ酸配列も本発明の保護範囲に含まれるべきである。
本願において、「全ヒト由来抗体」という用語は、一般に、ヒトの抗体をコードする遺伝子を遺伝子工学的に改変された抗体遺伝子欠損動物に全て移し、動物に発現させる抗体を指す。抗体のすべての部分(抗体の可変領域と定常領域を含む)は、ヒト由来の遺伝子によってコードされる。全ヒト由来抗体は、異種抗体による人体への免疫副反応を大幅に減少させることができる。当分野で全ヒト由来抗体を得る方法としては、ファージディスプレイ技術、トランスジェニックマウス技術などがある。
「単鎖抗体」という用語は、抗体の重鎖可変領域(VH)と軽鎖可変領域(VL)とが接続ペプチドによって結合された単鎖組換えタンパク質であり、完全な抗原結合部位を有する最小の抗体断片である。
「エピトープ」という用語は、抗原における免疫グロブリンまたは抗体と特異的に結合する部位を指す。エピトープは、隣接するアミノ酸、またはタンパク質の三段折りによって並列された非隣接アミノ酸から形成することができる。隣接するアミノ酸から形成されるエピトープは、通常、変性溶媒に曝露された後に保持されるが、三次折畳みによって形成されるエピトープは、通常、変性溶媒の処理後に失われる。エピトープは、典型的には、独特の空間立体配座で少なくとも3~15個のアミノ酸を含む。どのエピトープが特定抗体と結合されるかを決定する方法は、本技術分野でよく知られ、免疫印影及び免疫沈殿検出分析などを含む。エピトープの空間立体配座を決定する方法において、本技術分野における技術と、本文に記載の技術、例えばX線結晶分析法と2次元核磁気共鳴などが含まれる。
「核酸」という用語は、DNA分子およびRNA分子を指す。一本鎖または二本鎖であってもよいが、好ましくは二本鎖DNAである。核酸を別の核酸配列と機能関係に置く場合、核酸は「効果的に結合されている」。例えば、プロモーターまたはエンハンサーがコーディング配列の転写に影響を与える場合、プロモーターまたはエンハンサーは、コーディング配列に効果的に接続される。
本願において、「特異的に結合する」という用語は、一般に、抗体がその抗原結合領域を介してエピトープと結合することを意味し、且つ当該結合には抗原結合領域とエピトープとの間のある程度の相補性が必要である。この定義によれば、抗体がランダムに関連性のないエピトープと結合することより、抗体がその抗原結合領域を介してエピトープに結合しやすい場合は、当該抗原に「特異的に結合する」と呼ばれる。
本願において、「Fab」という用語は、一般に、抗体の重鎖可変領域VH、軽鎖可変領域VL、重鎖定常領域ドメインCH1及び軽鎖定常領域CLを含む通常の抗体(例えばIgG)中の抗原と結合する部分を指す。通常の抗体では、VHのC端はCH1のN端に結合して重鎖Fdフラグメントを形成し、VLのC端はCLのN端に結合して軽鎖を形成し、CH1のC端はさらに重鎖のヒンジ領域とその他の定常領域ドメインに結合して重鎖を形成する。ある実施形態では、「Fab」はまたFabの変異体構造を指す。例えば、ある実施形態では、VHのC端とCLのN端が結合して1つのポリペプチド鎖を形成し、VLのC端とCH1のN端が結合して別のポリペプチド鎖を形成し、Fab(cross VH/VL)の構造を形成する;ある実施形態では、FabのCH1はヒンジ領域に結合されず、CLのC端は重鎖のヒンジ領域に結合され、Fab(cross Fd/LC)の構造を形成する。
本願において、「VH」という用語は、通常、抗体の重鎖可変領域VHドメインを指し、すなわち、ヒトまたは他の動物の通常の抗体(H2L2構造)の重鎖可変領域VHであってもよく、ラクダ科などの動物の重鎖抗体(HCAb構造)の重鎖可変領域VHHであってもよく、Harbour HCAbトランスジェニックマウスを用いて産生された全ヒト由来重鎖抗体(HCAb構造)の重鎖可変領域VHであってもよい。
実施例1.全ヒト由来4-1BB H2L2抗体の獲得
実施例1.1.モノクローナル抗体の作製
Harbour H2L2マウス(Harbour Antibodies BV)はヒト免疫グロブリン免疫ライブラリを持つトランスジェニックマウスであり、その産生抗体は完全なヒト抗体可変ドメインとラット定常ドメインを有する。Harbour H2L2マウスに対して、可溶性組換えヒト4-1BB-Fc融合タンパク質を用いて多ラウンド免疫を行った。マウス血清中の4-1BB特異的抗体価が特定のレベルに達したことを検出した後、マウスの脾臓細胞を取り出し、骨髄腫細胞系と融合してハイブリドーマ細胞を得た;ハイブリドーマ細胞を多ラウンドスクリーニング及びクローニングした後、抗4-1BBモノクローナル抗体分子を発現する2つのハイブリドーマ細胞株65D4G5G11及び79B10G8D4を単離した。抗体分子可変ドメインをコードするヌクレオチド配列及び対応するアミノ酸配列を、従来のハイブリドーマ配列決定手段を用いて得た。本実施例では、免疫のHarbour H2L2マウスから得られたモノクローナル抗体分子可変ドメインの配列はヒト由来抗体配列である。抗体可変ドメインのCDR配列は、Kabat、Chothia、またはKabat定義とChothia定義を組み合わせたCombined定義規則によって分析することができる。本発明の実施形態におけるCDR配列は、Chothia定義規則に従って区分される。
実施例1.2.組換え全ヒト由来抗体の作製
抗体分子をコードする軽、重鎖可変ドメイン配列を得た後、従来の組換えDNA技術を用いて、軽、重鎖可変ドメイン配列と対応するヒトの抗体軽、重鎖定常ドメイン配列を融合発現し、組換え抗体分子を得ることができる。
65D4G5G11クローンの抗体番号はPR000196であり、79B10G8D4クローンの抗体番号はPR000197である。
同時に、本願は抗4-1BBの陽性対照抗体UrelumabとUtomilumab類似体を製造し、Urelumab対応の抗体番号はPR000628であり、Utomilumab対応の抗体番号はPR000483である。その対応するアミノ酸配列はIMGTデータベースに由来する。
本実施例では、抗体軽鎖可変ドメイン配列(VL)を遺伝子合成によりヒト抗体κ軽鎖の定常ドメイン配列をコードする哺乳動物細胞の発現プラスミドベクターにクローニングし、抗体の全長軽鎖をコードし産生する。本実施例では、抗体重鎖可変ドメイン配列(VH)を遺伝子合成によりヒトIgG4抗体重鎖定常ドメイン配列をコードする哺乳動物細胞発現プラスミドベクターにクローニングし、IgG4抗体の全長重鎖をコードし産生する。且つ、IgG4重鎖定常領域にS228P突然変異(EU番号による228位のセリンがプロリンに置換)を導入してIgG4抗体の安定性を高める。本実施例では、抗体重鎖可変ドメイン配列(VH)を遺伝子合成によりヒトIgG1またはヒトIgG2抗体重鎖定常ドメイン配列をコードする哺乳動物細胞発現プラスミドベクターにクローニングし、IgG1またはIgG2抗体の全長重鎖をコードし産生する。本実施例では、免疫のHarbour H2L2マウスから得られたモノクローナル抗体分子可変ドメインの配列がヒト由来抗体配列であるため、本実施例でも全ヒト由来の抗4-1BB組換え抗体を得た。
抗体重鎖をコードするプラスミドと抗体軽鎖をコードするプラスミドをヒト胚腎細胞HEK293などの哺乳動物宿主細胞に同時にトランスフェクションし、従来の組換えタンパク質発現と精製技術を利用して、軽鎖及び重鎖が正しく組合せて組み立てられた精製された組換え抗体を得ることができる。具体的には、HEK293細胞をFreeStyle(商標) F17 Expression Medium培地(Thermo,A1383504)で培養した。瞬時トランスフェクション開始前に、細胞濃度を6~8×10細胞/mlに調整し、37°Cで8%COロッカ中で24時間培養し、細胞濃度は1.2×10細胞/mlである。培養した細胞を30ml用意する。前記の抗体重鎖をコードするプラスミドと抗体軽鎖をコードするプラスミドの合計30μgのプラスミドを2:3の割合で混合して、1.5mlのOpti-MEM血清減少培地(Thermo、31985088)に溶解し、0.22μm濾過膜で濾過除菌した。さらに1.5mlのOpti-MEMを1mg/mlのPEI(Polysciences Inc,23966-2)120μlに溶解し、5分間静置した。PEIをゆっくりとプラスミドに加え、室温で10分間インキュベートし、培養瓶を揺らしながらプラスミドPEI混合溶液をゆっくり滴下し、37°Cで8%COロッキングベッドで5日間培養した。5日後に細胞生存率を観測した。培養物を収集し、3300G回転速度で10分間遠心分離した後、上清を採取した。その後、上清を高速遠心分離して不純物を除去した。PBS(pH7.4)でMabSelect(商標)(GE Healthcare Life Science、71-5020-91 AE) を含む重力カラム(Bio-Rad、7311550)を平衡化させ、2-5倍カラム体積で洗浄した。上清サンプルをカラムに通す。カラム体積の5~10倍のPBSでカラムを洗い流す。目的のタンパク質をpH3.5の0.1Mグリシンで溶出した後、pH8.0のTris-HClで中性に調整し、最後に限外ろ過管(Millipore、UFC 901024)でPBS緩衝液に濃縮交換し、精製した抗体溶液を得た。そしてNanoDrop(Thermo Scientific)(商標) NanoDrop(商標) One)で濃度を測定し、分割し、予備に保存する。
実施例1.3.抗体の配列解析と最適化
抗体の重鎖可変ドメイン配列は、染色体上の重鎖遺伝子群の胚系遺伝子V、D、J遺伝子フラグメントの遺伝子組み換えと体細胞の高周波突然変異などの事象に由来する;軽鎖可変ドメイン配列は、κまたはλ軽鎖遺伝子群の胚系遺伝子V、J遺伝子フラグメントの遺伝子組み換え、体細胞の高周波突然変異などの事象に由来する。遺伝子組み換えと体細胞の高周波突然変異は、抗体の多様性を増加させる主要な要素である。同じ胚系V遺伝子フラグメントに由来する抗体も異なる配列を産生する可能性があるが、全体的に類似性が高い。IMGT/DomainGapAlign(http://imgt.org/3Dstructure-DB/cgi/DomainGapAlign.cgi)またはNCBI/IgBLAST(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/igblast/)などの計算方法により、抗体の可変ドメイン配列から遺伝子組み換えが発生した場合に可能な胚系遺伝子フラグメントを推定することができる。実施例1.1で得られた抗体配列を分析し、その重鎖可変ドメイン(VH)と軽鎖可変ドメイン(VL)の胚系遺伝子V遺伝子断片を表1に示す。
タンパク質またはポリペプチドアミノ酸鎖は、細胞中で翻訳し合成されると、翻訳後修飾(PTM)と呼ばれる化学修飾が導入されることがある。抗体にとって、いくつかのPTMの部位は非常に保守的であり、例えば、ヒトのIgG1抗体の定常ドメインの第297位(EU番号)の保守的アミノ酸であるアスパラギンAsnは通常グリコシル化修飾を起こして糖鎖を形成し、この糖鎖構造は抗体構造と関連するエフェクター機能にとって極めて重要である。しかし、抗体の可変ドメイン、特にCDRなどの抗原結合領域にPTMが存在する場合、これらのPTMの存在は抗原結合に大きな影響を与える可能性があり、抗体の物理化学的特性にも変化をもたらす可能性がある。例えば、グリコシル化、脱アミド、異性化、酸化などはいずれも抗体分子の不安定性または異質性を増加させ、それによって抗体開発の難度とリスクを増加させる可能性がある。したがって、いくつかの潜在的なPTMを回避することは、治療抗体の開発にとって非常に重要である。経験の蓄積に伴い、いくつかのPTMがアミノ酸配列の組成、特に隣接するアミノ酸組成の「パターン」と高度に関連していることが発見され、これによりタンパク質の一級アミノ酸配列から潜在的なPTMを予測することができる。例えば、N-x-S/T(第1位はアスパラギンであり、第2位はプロリン以外の任意のアミノ酸であり、第3位はセリンまたはトレオニンである)の配列パターンから、N-結合グリコシル化部位を予測する。PTMを引き起こすアミノ酸配列パターンは、胚系遺伝子配列に由来する可能性があり、例えば、ヒト胚系遺伝子フラグメントIGHV3-33は天然にFR3領域にグリコシル化パターンNSTが存在し;体細胞の高周波突然変異に由来する可能性もある。表1は、実施例1.1の抗体の可変ドメインVH及びVLの予測PTMを示す。具体的には、NHSはグリコシル化部位であり、NGは脱アミド部位である可能性がある。
アミノ酸突然変異によってPTMのアミノ酸配列パターンを破壊し、それによって特定のPTMの形成を低減または除去することができる。抗体配列とPTM配列パターンによって、異なる突然変異の設計方法がある。1つの方法は、「ホットスポット」アミノ酸(例えば、NSモードにおけるNまたはS)を物理化学的に類似したアミノ酸(NをQに突然変異させるなど)に置換することである。PTM配列パターンが体細胞の高周波変異に由来し、胚系遺伝子配列に存在しない場合、別の方法は、配列パターンを対応する胚系遺伝子配列に置換することである。実際の操作では、同じPTM配列パターンに対して複数の突然変異の設計方法を採用することができる。
抗体Fcドメイン媒介のエフェクター機能、例えばADCCとCDCにも非常に重要な生物学的機能があり、異なるIgGサブタイプには異なるADCCまたはCDC機能があり、例えばIgG1とIgG3には強いADCCとCDC作用があり、IgG2とIgG4には相対的に弱い。また、アミノ酸突然変異や修飾によるFcとFc受容体の結合能力の変化もFcの本来のエフェクター機能を調節することができる。例えば、IgG1における「LALA」二重突然変異体(L234A/L235A)は、FcγRIIIA(CD16 A)との親和性を低下し、さらにADCC作用を低下させることができる。本実施形態では、同じ抗体に由来する可変領域を、エフェクター機能を調節するために、異なるIgGサブタイプまたは変異体に組み換えることができ、例えば、ヒトIgG4(S228P)、ヒトIgG2、ヒトIgG1(LALA)が挙げられる。
D. Zhangらは、ヒトIgGのFcのE345部位に突然変異E345Rを導入することで、アゴニスト型OX40抗体の活性化作用を効果的に増加させることができることを発見した(The Journal of Biological Chemistry、291:27134-27146、2016)。
このE345R突然変異は、アゴニスト型4-1BB抗体の活性化作用を効果的に増加させることができることも本出願で見出された。本実施例では、IgGサブタイプ変換、可変領域突然変異、Fc突然変異により表1の抗4-1BBハイブリドーマモノクローナル抗体を配列最適化し、一連の組換え抗体またはその変異体を得た(表2参照)。表3.1、表3.2及び表aは、本実施例で得られた組換え抗体の軽鎖及び重鎖可変ドメインアミノ酸配列、軽鎖全長アミノ酸配列、重鎖全長アミノ酸配列、及びChothia定義規則に従って定義されたCDRのアミノ酸配列を示す。
実施例1.4.4-1BB H2L2抗体と細胞表面の4-1BB結合
ヒト4-1BBを発現するCHO-K1細胞とカニクイザル4-1BBを発現するCHO-K1細胞を増幅培養した後、PBSで3回洗浄し、3×10/ウェルで96ウェル板(Corning,#3799)に添加する。次に100μlの測定抗原結合タンパク質または陽性対照抗体UtomilumabまたはUrelumabを添加し、最高濃度200nM、5倍希釈、4°Cで1時間育成する。FACS緩衝液で2回洗浄し、1:1000で希釈されたヒツジ抗ヒトIgGのAF488コンジュゲーション抗体(Life Technologies,#A11013)を加え、4°Cで1時間インキュベートした。FACS緩衝液で2回洗浄し、100μlのPBSで再懸濁し、FACS(BD Biosciences、Canto II)テストを行い、蛍光信号を読み取る。測定結果から相対結合活性の評価根拠として、半数最大結合効果濃度(EC50)を算出した。
結果を図1及び下表4に示す。図1Aは抗原結合タンパク質とヒト4-1BBとの結合活性を示し、図1Bは抗原結合タンパク質とサル4-1BBとの結合活性を示す。PR000447とPR000448はいずれもヒトとカニクイザルの4-1BBを結合することができ、結合活性は陽性対照Urelumabより優れている。Urelumabはカニクイザル4-1BBを交差結合することはできない。
実施例1.5.4-1BB H2L2抗体が4-1BBリガンドと4-1BBとの結合を遮断すること
ヒト4-1BB結合タンパク質がインビトロでヒト4-1BBとヒト4-1BBLとの結合を遮断する活性を研究するために、ヒト4-1BBを過発現するCHO-K1細胞株(CHO-K1/hu 4-1BB)を用いて、細胞レベルでのヒト4-1BB/ヒト4-1BBL結合遮断実験を行った。簡単に言えば、CHO-K1/hu 4-1BB細胞を消化し、F-12K完全培地で再懸濁し、細胞密度を1×10細胞/mLに調整する。96ウェルVプレート(Corning,#3894)に100μL細胞/ウェルで接種し、次いで100μL/ウェルで最終濃度の2倍の3倍濃度勾配で希釈した測定対象抗原結合タンパク質を添加し、均一に混合し、そのうち抗原結合タンパク質の最高最終濃度は100nMで、合計8濃度があり、hIgG1を対照とした。細胞を4°Cに置き、遮光して1時間インキュベートした。その後、4°Cで5分間遠心分離し、上清を捨て、その後、50μL/ウェルで1μg/mL濃度のビオチン標識ヒト4-1BBLタンパク質(Acro,#41L-H82F9)を添加し、4°Cで遮光して30分間インキュベートした。100μL/ウェルで予冷のPBSを添加し細胞を2回すすぎ、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。100μL/ウェルで蛍光二次抗体(PE Streptavidin、BD、#554061、1:200)を加え、4°Cで遮光して30分間インキュベートした。200μL/ウェルで予冷のPBSで細胞を2回洗浄し、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。最後に、200μL/ウェルで予冷のPBSを用いて細胞を再懸濁し、BD FACS CANTOIIを用いて蛍光発光信号値を読み取り、IC50を計算し、抑制率%=1-MFI(4-1BB Ab)/MFI(iso)。
結果を図2に示す。PR000448は4-1BBリガンドと4-1BBとの結合を遮断し、遮断効果はUtomilumabと似ている。
実施例1.6.レポーター遺伝子細胞系を用いた4-1BB信号経路への刺激作用の検出
CD32bを発現するCHO-K1細胞CHO-K1/CD32b(Genscript,#M00587)またはCHO-K1(ATCC,#CCL-61)を96ウェルプレート(Perkin Elmer,#6005225)に敷き、細胞量を1.5×10/ウェル、100μL/ウェルである。37°Cで一晩5%CO環境下でインキュベートした。上清を除去し、40μL/ウェルの2倍の測定抗原結合タンパク質希釈液を加え、初期濃度が200nMであり、5倍濃度希釈で、hlgG1は対照群であった。4.5×10/ウェルの4-1BBおよびNF-Kb反応素子を連続発現できるルシフェラーゼレポーター遺伝子のHEK293レポーター細胞(HEK293/4-1BB/NF-kbレポーター細胞、BPS Biosciences,#79289)40μL/ウェルで添加する。37°Cで5%CO環境下で6時間培養した。ONE-GloTMルシフェラーゼ試薬(Promega,#E6110)を加え、室温で5分間インキュベートし、マイクロプレートリーダー測定器で発光値を測定した。
図3A、図3B及び下表5に示すように、本願の4-1BB抗原結合タンパク質PR000448はCHO-K1/CD32b架橋依存型である。図3Aに示すように、CHO-K1/CD32b架橋の下で、本願に記載されたPR000448の4-1BBへの媒介のNF-Kb信号経路の促進作用は、その濃度と正の相関関係で増加する。参照抗体(Utomilumab)と比較して、この抗体のEC50は参照抗体より低く、最大発光値も参照抗体より高く、これは、この抗体がより低い濃度でNF-Kbの活性化を促進できることを示している。図3Bに示すように、参照抗体Urelumabは4-1BB信号経路の活性化は架橋に依存せず、CHO-K1/CD32b架橋がない場合、同様に4-1BB媒介のNF-Kb信号経路を活性化することができる。一方、PR000448は、CHO-K1/CD32b架橋がない場合、4-1BB媒介のNF-Kb信号経路を活性化できない。
実施例1.7.4-1BB H2L2抗体の体外機能検出
実施例1.7.1.4-1BB H2L2抗体が4-1BB経路を体外活性化すること
10μg/mlのマイトマイシン(Ruitaibio、10107409001)を用いてCHO-K1-CD32b(ヒトCD32bを過発現するCHO-K1細胞)の細胞を処理し、37°Cで30分間放置した。その後、10%FBS のF-12K培養液で4回洗浄した。処理した細胞を96ウェルプレートに入れ、1ウェルに1.5×10個であり、37°Cの保温箱を一晩培養した。翌日、MACSキット(Miltenyi Biotec,#130-096-535)を用いてヒトPBMCからヒトCD3陽性T細胞を単離した。まず、細胞数を確認し、その後、細胞数に応じてMACS緩衝液とPan-T細胞ビオチン抗体を添加し、混合し、4°Cで5分間静置した。その後、対応する量のマイクロビーズを加え、4°Cで10分間静置した。LSカラムを通過したのはCD3陽性のT細胞であった。前日の96ウェルプレートの培養液を洗浄し、精製のT細胞を加え、ウェルあたり1×10個である。その後、対応する濃度の4-1BB抗原結合タンパク質または対照抗体Utomilumab、PR000196を添加し、OKT3(eBiosciences、#16-0037-85)を添加し、最終濃度を0.3μg/mlにした。37°C保温箱で72時間培養した。72時間後、上清を回収し、ELISAキット(Invitrogen,#88-7316-88)を用いてIFN-γの含有量を検出した。96平底プレートにコーティング抗体を添加し、4°Cで一晩放置した。翌日、ELISA緩衝液を加え、室温で1時間置く。受け取った上清液を加え、室温で2時間培養した。プレートを2回洗浄し、検出抗体を加え、室温で1時間置く。プレートを2回洗浄し、HRP-ストレプトアビジンを加え、室温で1時間インキュベートした。次にTMB基質を加え、後でELISA停止液(BBI,#E661006-0200)を加えた。マイクロプレートリーダー(Perkin ElemerEnspire)で450nmと570nmの吸光度値を読み取り、OD450-OD570を用いてIFN-γ濃度を計算した。
結果は、図4に示すように、PR000197、PR000447及びPR000448抗体はいずれも4-1BB経路を活性化し、T細胞を活性化しIFN-γの分泌を誘導することができる。そして、その活性化作用はいずれもUtomilumab、PR000196より強い。
実施例1.7.2.4-1BB H2L2抗体がCD4+とCD8+T細胞の活性を誘導すること
実施例1.7.1の方法に従って、CHO-K1またはCHO-K1/CD32bの細胞を処理し、プレートを敷き、37°Cの保温箱で一晩培養した。翌日、CD8+およびCD4+T細胞を選別するために、選別試薬(Miltenyi Biotec,#130-096-495,#130-096-533)を用いた。その後、対応する濃度の4-1BB抗体または対照抗体を加え、OKT3(eBiosciences,#16-0037-85)を加え、最終濃度を0.3μg/mlにする。37°C保温箱で72時間培養した。72時間後、上清を回収し、ELISAキット(Invitrogen,#88-7316-88)を用いてIFN-γの含有量を検出した。
CD8+T細胞誘導は図5Aに示し、CD4+T細胞誘導は図5Bに示す。
その結果、PR000447とPR000448はCD8+T細胞のIFN-γ分泌を顕著に活性化でき、しかしCD4+T細胞に対する活性化機能は顕著ではなかった。これは、CD8+T細胞における4-1BBの発現がCD4+T細胞よりも高いためかもしれない。
実施例1.8.4-1BB H2L2抗体が体内腫瘍成長を抑制する活性
B6-h4-1BB遺伝子組換えマウス(Biocytogen Pharmaceuticals (Beijing) Co., Ltd、#11004)MC38皮下結腸癌モデルを構築した。まず、マウス結腸癌細胞MC38(Kerafast,ENH204-FP)の蘇生を行った。培養条件:RPMI-1640培地(Gibco、22400089)+100U/mLペニシリン(AMRESCO(登録商標),#0242-100MU)+100μg/mLストレプトマイシン(AMRESCO(登録商標),#0382)+10%FBS(GIBCO(登録商標)Invitrogen(商標),#10099);37°Cで飽和湿度、5%CO。対数成長期のMC38細胞(継代回数を記録)を収集し、培養液を除去し、PBSで2回洗浄した後に接種(腫瘍前細胞生存率:98.9%、腫瘍後細胞生存率:92%)、接種量:5×10/100μl/匹(マトリックス接着剤を添加しない)、接種位置:右側皮下。グループ分け基準に従ってマウスを5グループに分け、各グループは6匹で、各グループの平均値は近く、平均値の範囲は80-120mmで、グループ入り基準:各グループ内の単匹マウス腫瘍の体積はできるだけ150mmを超えず、かつグループ内のSEMはできるだけ平均値の1/10を超えない。グループ分け当日を0日目と定義し、グループ分け当日としての0日目から投与を開始した。
測定対象サンプルはPBSで調製し、投与方式は腹腔注射で、用量体積は10μl/gで、投与量が5mg/kgで、投与頻度が2回/週で、投与期間が3週間で、計6回投与した。投与当日にマウスの体重と腫瘍体積を測定し、腫瘍の平均体積が700-800mmに達するまで週2回測定した;腫瘍の平均体積が700~800mmを超える場合は、1週間に3回腫瘍体積を測定するように変更した。腫瘍体積の計算方法は:腫瘍体積(mm)=0.5×腫瘍長径×腫瘍短径
マウス体重モニタリングは図6Aに示し、腫瘍体積モニタリングは図6Bに示し、27日後にマウスを安楽死させ、腫瘍を取り出して写真を撮り、腫瘍サイズは図6Cに示した。
結果により、PR000448は明らかな腫瘍抑制効果があり、実験過程において、各群の動体重量はいずれも増加し、動物の被験品に対する耐性が良好であることを表明した。動物に明らかな毒性作用はなく、安全性は比較的に良い。
実施例1.9.薬物動態学試験
雌性C57BL/6JマウスにおけるPR000448の薬物動態学を評価した。PR000448とUtomilumabを5mg/kgで静脈内に単回投与し(n=5)、注射前と注射後1日、2日、4日、7日、10日、14日に採血した。採取した血液は直ちに4°Cで15000rpmで15分間遠心分離し、血漿を得て、-20°C以下の冷蔵庫に保存した。ELISA法を用いて血漿中の測定抗体の濃度を測定した。PR000448とUtomilumabの血漿中の濃度変化を図7に示す。得られた血漿中の濃度変化データを薬物動力分析ソフトウェアWinNolinにより分析し、薬物半減期(t1/2)を算出した。tl/2は、最終3点またはソフトウェアによって自動的に設定される最終相血漿中の濃度により計算した。得られた末端t1/2を図7及び下表6に示す。
その結果、PR000448はUtomilumabに比べて長い血液半減期を持っていることが明らかになった。
実施例1.10.Fc点突然変異4-1BB H2L2抗体の体外活性化機能
4-1BB経路に対するFc突然変異抗体PR000980の活性化効果を評価するために、実施例1.6.1の方法に従って、ELISAキット(Invitrogen#88-7316-88、Invitrogen#88-7346-88、Invitrogen#88-7025-77)を用いてIFN-γ、TNF-αとIL-2の含有量を検出した。Utomilumab、IgG1、IgG2、IgG4を対照とした。
結果は、図8A、図8B及び図8Cに示すように、測定抗原結合タンパク質はいずれも活性化T細胞のサイトカイン分泌を刺激でき、Utomilumabより強い。そして、Fc突然変異後のPR000980は親抗体PR000448のT細胞のサイトカイン(IFN-γ、TNF-α、IL-2)分泌を刺激する能力を持つ。
実施例1.11.抗原結合タンパク質のエピトープ同定
ForteBioOctetプラットフォームを用いて、実施例1で得られた4-1BB H2L2抗体(PR000448及びPR000980)及びUtomilumab、Urelumabをエピトープ同定した。ここで、UrelumabはBristol-MyersSquibbの抗4-1BBの抗体BMS-663513(CAS:934823-49-1)であり、実施例1.2の方法に従って発現精製して得た。第一段階に、ヒスチジン標識4-1BB抗原をセンサで捕捉した後、センサを抗体に浸漬し、当該抗体の100%信号を取得する。第二段階に、第一抗体を複数のAHC先端に担持し、次いで緩衝液pH7.5の測定において60秒のベースラインを得た。次いで、抗原結合を可能にするために、先端をヒスチジン標識の4-1BBに180秒間暴露した。先端を測定緩衝液中の第二抗体を含むウェルへに転移し90秒間続け、最終的な信号を当該第二抗体の信号として記録した。抑制率は、下記の式で計算した:抑制率(%)=(A-B)/A*100、A:ある抗体の100%信号(第一段階から得られる)、B:この抗体を第二抗体とする信号(第二段階から得られる)。
第二抗体が明らかな結合を示す(すなわち、抑制率が40%未満)場合、それは非競合剤(すなわち、第一抗体とは異なるエピトープ区間にある)とみなされる。第二抗体が明らかな結合を示さない(すなわち、抑制率が40%以上)場合、それは競合剤(すなわち、第一抗体と同じエピトープ区間にある)とみなされる。結合測定は、第一抗体の存在下での第二抗体と4-1BBとの結合と、第一抗体の遮断自身との比較によって行った。
その結果、下表7に示すように、PR000448及びPR000980とUtomilumabとの4-1BBの結合部位での重複性は高いが、Urelumabの結合部位での重複性は低い。
実施例1.12.4-1BB H2L2抗体とヒトまたはサル4-1BBタンパク質との親和性試験
実施例1で得られた4-1BB H2L2抗体(PR000448およびPR000980)とUtomilumab、Urelumabを、Biacoreプラットフォームを用いて親和性同定した。試験にはHBS-EP+(10mM HEPES、150mM NaCl、3mM EDTAと0.05%P20、pH7.4、GE Healthcare、BR-1006-69)を運転緩衝液として使用し、シリーズS CM5(GE Healthcare、BR-1005-30)を実験チップとした。流速を10μl/minに設定し、以下の手順によりCM5の4つのチャンネルにProteinAをコンジュゲーションする:1)注入時間を800sに設定し、50mM NHSと200mM EDCを1:1体積比で新鮮に混合した後、4チャンネルに注入する;2)pH4.5の酢酸ナトリウム(GE Healthcare、BR-1003-50)でProteinAを20μg/mlに希釈し、各チャンネルに800s注入する;3)チップ表面の残りの活性カルボキシル基を封止するために、1M pH8.5エタノールアミンを800s注入する。封止後も1×HBS-EP+緩衝液で装置を2時間平衡化させ、ProteinAの最終コンジュゲーション量は約2000RUであった。さらに、多サイクル動力学モードを設定し、抗体とタンパク質の親和性測定を行い、各サイクルには抗体の捕捉、分析物の結合、チップの再生を含む。抗体をすべて1μg/mlに希釈し、10μl/minの流速で2、3、4チャンネルに30s注入し、予めコンジュゲーションされたProteinAによって各抗体を捕捉し、捕捉量は約120RUであった。ヒトの4-1BBまたはカニクイザル4-1BBを順に0nM、0.391nM、0.781nM、1.5625nM、3.125nM、6.25nM、12.5nM、25nMの濃度勾配で4つのチャンネルに注入し、流速が30μl/minであり、PR000448、PR000980に対して解離時間を600sに設定し、Uremulab、Utomilumabに対して解離時間を80sに設定し、注入時間はいずれも120sとする。最後に表面から試験抗体を除去するために、同様の流速で10mMグリシン-塩酸pH1.5(GE Life Sciences、BR-1003-54)を30s注入し、チップを再生した。Biacore T200分析ソフトウェア2.0を用いて実験結果を分析し、1チャネルを参照チャネルとして控除し、分析モデルは1:1動力学フィッティングモデルを選択した。
結果は表8及び図9A-図9Dに示すように、4-1BB H2L2抗体とヒスチジン標識ヒト4-1BBタンパク質及びヒスチジン標識サル4-1BBタンパク質との親和性結果である。その結果、ヒトまたはサルの4-1BBタンパク質との結合親和性にかかわらず、抗体PR000448とPR000980の結合親和性はいずれもUremulabとUtomilumabよりも高く、Urelumabはサルの4-1BBタンパク質と結合していないことが明らかになった。
実施例1.13.Fc点突然変異抗体による体内腫瘍成長抑制の活性
実施例5の方法に従って、B6-h4-1BBトランスジェニックマウスMC38皮下結腸癌モデルを構築した。平均腫瘍体積が99.14mmに達した場合、マウスは腫瘍体積に基づいてランダムにグループ化され、各グループが6匹である。グループ分け当日を0日目と定義し、グループ分け当日としての0日目から投与を開始した。測定対象サンプルはPBSで調製し、投与方式は腹腔注射であり、投与量は2mg/kgであった。投与開始後、週に2回体重を計量した。週に2回腫瘍体積を測定し、腫瘍体積(mm)=0.5×腫瘍長径×腫瘍短径
マウスの体重と腫瘍体積の変化を図10A、図10Bの結果に示したように、投与29日後に測定したところ、PR000448のFc変異体PR000980は腫瘍成長抑制活性がより強いことが分かった。
まとめ
本出願は、1)ヒト及びサル由来の4-1BBタンパク質を結合することができる;2)免疫細胞のIFN-γ、IL2および/またはTNFαの分泌を刺激できる;3)腫瘍の成長及び/又は腫瘍細胞の増殖を抑制することができる;4)4-1BB信号経路を活性化することができる、という特性における一種又は多種を有する抗原結合タンパク質を提供する。本出願はまた、前記抗原結合タンパク質の腫瘍の予防及び治療における使用を提供する。
実施例2.全ヒト由来4-1BB HCAB抗体の獲得
実施例2.1.全ヒト由来HCAbマウスの免疫と4-1BB抗体の獲得
Harbour HCAbマウス(HarbourAntibodiesBV、WO2002/085945A3)はヒト免疫グロブリン免疫バンクを持つトランスジェニックマウスであり、従来のIgG抗体の半分の大きさしかなく、全く新しい「重鎖」のみからなる抗体を産生することができる。その産生抗体はヒトの抗体「重鎖」可変ドメインとマウスFc定常ドメインのみを有する。軽鎖を含まないという特徴のため、この抗体は軽鎖ミスマッチと異種二量化の問題をほとんど解決し、この技術プラットフォームは従来の抗体プラットフォームでは実現しにくい製品を開発することができる。
実施例2.1.1.免疫HCAbマウス
6~8週齢のHarbourヒト由来抗体トランスジェニックマウスは、2群の免疫スキームを用いてHarbour HCAbマウスに多ラウンド免疫を行った。免疫スキーム1は、組換えヒト4-1BB-ECD-Fc(ChemPartner、Shanghai)抗原タンパク質で免疫する。各マウスが免疫するたびに、皮下で鼠径部注射または腹腔内注射によって受ける総注射量は100マイクロリットルである。1回目の免疫において、各マウスは50マイクログラムの抗原タンパク質と完全Freundアジュバント(Sigma,#F5881)とを体積比1:1で混合して作製した免疫原試薬によって免疫を受けた。その後の各ラウンドの免疫増強において、各マウスは25マイクログラムの抗原タンパク質とRibiアジュバント(SigmaAdjuvantSystem、Sigma、#S6322)とを混合して作製した免疫原試薬によって免疫を受けた。免疫スキーム2は、ヒト4-1BBを過発現するNIH3T3-h4-1BB(ChemPartner、Shanghai)を用いて細胞系を安定化させて免疫する。各マウスは免疫するたびに2×10細胞懸濁液を腹腔内注射する。1ラウンド当たりの免疫増強間隔は少なくとも2週間であり、通常は5ラウンドを超えない。免疫時間は0、14、28、42、56、70日であり、そして49、77日目にマウス血清抗体価を測定した。HCAbマウス脾臓B細胞分離を行う5日前に、各マウス25マイクログラムの抗原タンパク質の用量で最後の免疫増強を行った。
実施例2.1.2.抗4-1BBのHCAb抗体配列の獲得
マウスの血液を採取し、血液を10倍希釈して6つの濃度(1:100、1:1000、1:10000、1:100000、1:1000000)を採取し、ヒト4-1BB-ECD-Fc(Chempartner、Shanghai)を被覆したELISAプレートでELISA検出を行い、マウスの血液中の抗ヒト4-1BBの抗体価を確定し、そして、フローサイトメトリーにより2つの濃度のマウス血液(1:100、1:1000)の、4-1BB高発現CHO-K1/h4-1BB細胞(Chempartner、Shanghai)とCHO-K1母細胞に対する特異反応性を測定した。空白対照群(PB)は免疫前マウスの血清であった。マウス血清中の4-1BB特異的抗体価が特定のレベルに達したことを検出した後、マウスの脾臓細胞を取り出してB細胞を分離し、BD FACS AriaIICellSorterを用いてCD138陽性の漿細胞とヒト4-1BB抗原陽性のB細胞群を選別した。B細胞のRNAを抽出し、cDNA(SuperScript IV First-Strand synthesis system、Invitrogen、18091200)を逆転写し、次いで特異的プライマーPCRを用いてヒトVH遺伝子を増幅した。PCRプライマー5’-GGTCCCAGTGTSAGAGAGTGTG-3’、5’-AATCCCTGGCACTGAGACTGACC-3’。増幅されたVH遺伝子断片をヒトIgG1抗体重鎖Fcドメイン配列をコードする哺乳動物細胞発現プラスミドpCAGベクターに構築した。
構築されたプラスミドで哺乳動物宿主細胞(例えばヒト胚腎細胞HEK293)をトランスフェクションし発現させ、HCAbの抗体を得た。HCAbを発現する上清とヒト4-1BBを過発現したCHO-K1/hu 4-1BB(ChemPartner、Shanghai)安定細胞系の結合を検出し、同時にCHO-K1細胞を陰性対照として用い、Acumenスクリーニングを行った。得られた陽性モノクローナル抗体は、カニクイザル4-1BBを過発現するCHO-K1/cyno4-1BB(ChemPartner、Shanghai)安定細胞系との結合交差結合活性をさらに検出した。CHO-K1/hu 4-1BB及びCHO-K1/cyno4-1BBを結合する683個のモノクローナルの発現上清を得てNF-kb機能試験を行い、同時に従来の配列確認手段を用いて抗体分子可変ドメインをコードするヌクレオチド配列及び対応するアミノ酸配列を獲得した。繰り返し配列を除去した後、CHO-K1/hu 4-1BBとCHO-K1/cyno4-1BBを同時に結合する323個の機能的な、独特な配列を有する全ヒト由来4-1BBモノクローナル抗体を得た。ヒトサル細胞結合能力およびNF-Kb機能試験の結果に基づいて、総合上位38個の抗体を選択して組換え発現を行った。
実施例2.1.2に由来する潜在的なPTM部位を有する1つの抗体に対して、アミノ酸突然変異によって新しい抗体分子(PTM変異体と呼ばれる)を得た。
実施例2.1.3.抗4-1BB全ヒト由来組換え抗体の作製
HCAb抗体をコードするプラスミドを哺乳動物宿主細胞(例えばヒト胚腎細胞HEK293)にトランスフェクションし、従来の組換えタンパク質発現と精製技術を用いて、精製された抗4-1BB組換え重鎖抗体を得ることができる。具体的には、HEK293細胞をFreeStyle(商標) F17 Expression Medium培地(Thermo,A1383504)で培養した。瞬時トランスフェクション開始前に細胞濃度を6×10細胞/mlに調整し、37°C、8%COロッカ中で24時間培養し、細胞濃度は1.2×10細胞/mlであった。培養した細胞を30ml準備し、前記HCAb重鎖をコードするプラスミド30μgを1.5ml Opti-MEM血清減少培地(Thermo,#31985088)に溶解し、さらに1.5ml Opti-MEMを1mg/ml PEI(Polysciences,Inc,#23966-2)120μlに溶解し、5分間静置した。PEIをゆっくりとプラスミドに加え、室温で10分間インキュベートし、培養瓶を揺らしながらプラスミドPEI混合溶液をゆっくり滴下し、37°C、8%COロッキングベッドで5日間培養した。5日後に細胞生存率を観測した。培養物を収集し、3300Gの回転速度で10分間遠心分離した後、上清を採取した。その後、上清を高速遠心分離して不純物を除去した。PBS(pH7.4)でMabSelect(商標)(GE Healthcare Life Science,#71-5020-91AE)を含む重力カラム(Bio-Rad,#7311550)を平衡化させ、カラム体積の2-5倍で洗浄した。上清サンプルをカラムに通す。カラム体積の5~10倍のPBSでカラムを洗い流する。目的のタンパク質をpH3.5の0.1Mグリシンで溶出し、pH8.0のTris-HClで中性に調整し、最後に限外ろ過管(Millipore、UFC901024)でPBS緩衝液に濃縮し、精製した抗4-1BB重鎖抗体溶液を得た。抗体濃度はNanoDropで280nm吸光度を測定して得て、抗体の純度はSEC-HPLCとSDS-PAGEで測定して得た。
実施例2.1.4.HPLC-SECを用いたタンパク質純度と多量体の分析
タンパク質サンプルの純度および多量体の形態を分析するために、分析型分子サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を用いた。分析型カラムTSKgel G3000SWxl(Tosoh Bioscience、08541、5μm、7.8mmx30cm)を高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)(型番:Agilent Technologies、Agilent 1260 Infinity II)に接続し、PBS緩衝液で室温で少なくとも1時間平衡させた。適量のタンパク質サンプル(少なくとも10μg、サンプル濃度を1mg/mlに調整)を0.22μm濾過膜で濾過した後、システムに注入し、HPLCプログラムを設定する:PBS(pH7.4)緩衝液でサンプルを1.0ml/minの流速でカラムを流し、最長時間は20分;検出波長が280nmである。採取後、ChemStationソフトウェアを用いてクロマトグラムを積分し、関連データを計算し、分析報告書を生成し、サンプル内の異なる分子サイズ成分の滞留時間を報告した。
実施例2.1.5.HPLC-HICを用いたタンパク質純度と疎水性の分析
分析型疎水相互作用クロマトグラフィー(HIC)を用いて、タンパク質サンプルの純度と疎水性を分析した。分析型カラムTSKge1 Buty1-NPR(Tosoh Bioscience,14947,4.6mm×3.5cm)高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)(型番:Agilent Technologies、Agilent 1260 Infinity II)に接続し、PBS緩衝液を用いて室温で少なくとも1時間平衡させる。設定方法は、16分間以内に100%移動相A(20mMヒスチジン、1.8M硫酸アンモニウム、pH6.0)から100%移動相B(20mMヒスチジン、pH6.0)までの線形勾配であった、流速を0.7ml/minに設定し、タンパク質サンプル濃度が1mg/mlで、注入体積が20μlで、測定波長が280nmである。採取後、ChemStationソフトウェアを用いてクロマトグラムを積分し、関連データを計算し、分析報告書を生成し、サンプル内の異なる分子サイズ成分の滞留時間を報告した。
実施例2.1.6.DSFを用いた抗体分子の熱安定性の測定
示差走査蛍光法(Differential Scanning Fluorimetry、DSF)は、タンパク質の熱安定性を測定するための一般的な高フラックス法である。リアルタイム蛍光定量PCR装置を用いて、折り畳み解除されたタンパク質分子と結合した染料の蛍光強度の変化を監視することにより、タンパク質の変性の過程を反映し、タンパク質分子の熱安定性を反映する。本実施例はDSF法を用いてタンパク質分子の熱変性温度(Tm)を測定した。10μgのタンパク質を96ウェルPCRプレート(Thermo、AB-0700/W)に添加し、次いで2μl 100X希釈の染料SYPROTM(Invitrogen、2008138)を添加し、次いで最終体積が40μl/ウェルとなるように緩衝液を添加した。PCRプレートを密封し、リアルタイム蛍光定量PCR装置(Bio-Rad CFX96 PCR System)に置き、25°Cで5分間インキュベートした後、0.2°C/0.2分の勾配で25°Cから95°Cに徐々に昇温し、試験終了時に温度を25°Cに下げた。FRETスキャンモードを使用し、Bio-Rad CFX Maestroソフトウェアを使用してデータ分析を行い、サンプルのTmを算出した。
表12は、4-1BB HCABの大部分が良好な物理化学的性質を有することを示している。
実施例2.2.4-1BB HCAb抗体と細胞表面4-1BBとの結合
本実施例は、抗ヒト4-1BBのHCAbモノクローナル抗体がヒトとカニクイザル4-1BBとインビトロで結合する活性を研究するためである。ヒト4-1BBを過発現するCHO-K1細胞株(CHO-K1/hu 4-1BB、Genescript)、カニクイザル4-1BBを過発現するCHO-K1細胞株(CHO-K1/cyno4-1BB、Genescript)を用いて細胞レベルでの抗体結合実験を行った。簡単に言えば、CHO-K1/hu 4-1BB細胞とCHO-K1/cyno4-1BB細胞を消化し、F12K完全培地で再懸濁し、細胞密度をそれぞれ1×10細胞/mlに調整した。96ウェルVプレート(Corning,#3894)に100μL細胞/ウェルで接種し、次いで100μl/ウェルで添加し、最終濃度の2倍の3倍濃度勾配で希釈した測定対象抗体を添加した。細胞を4°Cに置き、遮光して1時間インキュベートした。その後、100μl/ウェルで予冷のPBSを添加し細胞を2回すすぎ、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。さらに100μl/ウェルで蛍光二次抗体(Alexa Fluor 488-conjugated AffiniPure Goat Anti-Human IgG,Fcγ Fragment Specific、Jackson、#109-545-06、1:500希釈)を添加し、4°Cで遮光し30分間インキュベートした。細胞を100μl/ウェルで予冷のPBSで2回洗浄し、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。最後に、200μl/ウェルで予冷のPBSを用いて細胞を再懸濁し、BD FACS CANTOIIを用いて蛍光発光信号値を読み取った。
図11Aから図11Mに示すように、本発明の抗4-1BBのHCAb抗体はいずれもヒト4-1BBに結合することができ、検出された抗体結合能力は抗体濃度と正の相関関係になって増加する。これらの抗体は、参照抗体(UrelumabおよびUtomilumab)と比較して、より低い濃度でヒト4-1BBをより鋭敏に結合することができ、ここでは、PR001758-PR001760、PR001764、PR001830、PR001831、PR001833、PR001836、PR001838が最適であり、そのEC50はいずれも0.3nM未満であり、参照抗体UtomilumabおよびUrelumabのEC50に相当する。PR007287、PR007292、PR007293、PR007294、PR007298がCHO-K1/hu 4-1BB細胞と結合する蛍光最大値は、参照抗体UtomilumabとUrelumabと比較して高い。
図12A~図12Lに示すように、本発明の抗4-1BBのHCAb抗体はいずれもサル4-1BBに結合することができ、検出された抗体結合能力は抗体濃度と正の相関関係を持って増加する。これらの抗体は、参照抗体Tab(Utomilumab)と比較して、より低い濃度でサル4-1BBと鋭敏に結合することができ、参照抗体UtomilumabのEC50に相当または優れている。PR007287、PR007292、PR007293、PR007294、PR007298がCHO-K1/hu 4-1BB細胞と結合する蛍光最大値は、参照抗体Utomilumab及びUrelumabと比較してより高い。一方、参照抗体Urelumabは、サル4-1BBと交差結合する活性を有しない。
実施例2.3.レポーター遺伝子細胞系を用いた4-1BB信号経路への刺激作用の検出
CD32bを発現するCHO-K1細胞(CHO-K1/CD32b)を96ウェルプレート(Perkin Elmer,#6005225)に敷き、細胞量が1.5×10/ウェルで、100μL/ウェルである。37°Cで5%CO環境下で一晩インキュベートした。上清を除去し、40μL/ウェルで2倍の測定抗原結合タンパク質希釈液を添加し、初期濃度が200nMで、3倍濃度希釈または初期濃度が30nMで、5倍濃度希釈で、hlgG1が対照群である。4.5×10/ウェルで4-1BBおよびNF-Kb反応素子を連続発現可能なルシフェラーゼレポーター遺伝子のHEK293レポーター細胞(HEK293/4-1BB/NF-kbレポーター細胞、BPS Biosciences,#79289)を40μL/ウェルで添加した。37°Cで5%CO環境下で6時間培養した。ONE-GloTMルシフェラーゼ試薬(Promega,#E6110)を加え、室温で5分間インキュベートし、マイクロプレートリーダー測定器で発光値を測定した。
結果は、図13Aから図13Iに示すように、CHO-K1/CD32b架橋の下で、本願の4-1BB抗原結合タンパク質の大部分の4-1BB媒介のNF-Kb信号経路への促進作用は、その濃度に正の相関関係を持って増加した。参照抗体Tab(Utomilumab)と比較して、EC50は参照抗体と相当またはより低く、最大蛍光値も参照抗体と相当またはより高く、これは、これらの抗体がより低い濃度でNF-Kbの活性化を促進できることを示し、ここでPR00758、PR001759およびPR001760、PR007286、PR007291、PR007295、PR007296、PR007297、PR007299、PR007300が最適であり、そのEC50はいずれも0.8nM未満であり、参照抗体のEC50と相当する。
結果は、図13Jに示すように、CHO-K1/CD32b架橋なしでは、本願に記載されたすべての4-1BB抗原結合タンパク質は、4-1BB媒介のNF-KB信号経路に対する活性化がなかった。参照抗体Tab(Urelumab)は依然として強い活性化作用を持っている。
実施例2.4.抗原結合タンパク質が4-1BBリガンドと4-1BBとの結合を遮断すること
ヒト4-1BB結合タンパク質がヒト4-1BBとヒト4-1BBLとの結合をインビトロで遮断する活性を研究するために、ヒト4-1BBを過発現するCHO-K1細胞株(CHO-K1/hu 4-1BB)を用いて細胞レベルでのヒト4-1BB/ヒト4-1BBL結合遮断実験を行った。簡単に言えば、CHO-K1/hu 4-1BB細胞を消化し、F-12K完全培地で再懸濁し、細胞密度を1×10細胞/mLに調整した。96ウェルVプレート(Corning,#3894)に100μL細胞/ウェルで接種し、続いて100μL/ウェルで、最終濃度の2倍の3倍濃度勾配で希釈した測定抗原結合タンパク質を添加し、均一に混合し、そのうち抗原結合タンパク質の最高最終濃度は100nMで、8つの濃度があり、hIgG1を対照とした。細胞を4°Cに置き、遮光して1時間インキュベートした。その後、4°Cで5分間遠心分離し、上清を捨て、その後、50μL/ウェルで、1μg/mL濃度のビオチン標識ヒト4-1BBLタンパク質(ACRO、41L-H82F9)を添加し、4°Cで遮光して30分間インキュベートした。100μL/ウェルで予冷のPBSを添加し細胞を2回すすぎ、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。100μL/ウェルで蛍光二次抗体(PEStreptavidin,BD,#554061,1:200)を添加し、4°Cで遮光して30分間インキュベートした。200μL/ウェルで予冷のPBSで細胞を2回洗浄し、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。最後に、200μL/ウェルで予冷のPBSを用いて細胞を再懸濁し、BD FACS CANTOIIを用いて蛍光発光信号値を読み取り、IC50を計算し、抑制率%=1-MFI(4-1BBAb)/MFI(iso)。
結果は、図14A~図14Kに示す。本願の4-1BB抗原結合タンパク質は、2種類に分類される。一類は、ヒト4-1BBLと細胞表面のヒト4-1BBとの結合を遮断することができ、参照抗体Tab(Utomilumab)に相当する遮断効果(PR001758、PR001759、PR001760、PR001764、PR001766、PR001776、PR001776、PR001830、PR001831、PR001833、PR001836、PR001837、PR001838、PR007287、PR007289、PR007290、PR007291、PR007292、PR007293、PR007294、PR007295、PR007296、PR007298、PR007299、PR007300)を示した。別の一類は、参照抗体(Urelumab)と類似しており、遮断効果が弱く、または遮断効果がない(PR001763、PR001767、PR001768、PR001771、PR001774、PR001780、PR001781、PR001840、PR001842、PR007286、PR007297)。
実施例2.5.抗原結合タンパク質はインビトロで4-1BB経路を活性化することができる
10μg/mlのマイトマイシン(北京中生瑞泰科技、#10107409001)を用いてCHO-K1(ATCC、#CCL-61)またはCHO-K1/CD32b(ヒトCD32bを過発現するCHO-K1細胞)の細胞を37°Cで30分処理した。その後、10%FBSのF-12K培養液で4回洗浄した。処理した細胞を96ウェルプレートに入れ、1ウェルあたり1.5×10個とし、37°Cの保温箱を一晩培養した。翌日、MACSキット(Miltenyi Biotec,#130-096-535)を用いてヒトPBMCからヒトCD3陽性T細胞を単離した。まず細胞数を確認し、その後、細胞数に応じてMACS緩衝液とPan-T細胞ビオチン抗体を添加し、混合し、4°Cで5分間静置した。その後、対応する量のマイクロビーズを加え、4°Cで10分間静置した。LSカラムを通過したのはCD3陽性のT細胞であった。前日の96ウェルプレートの培養液を洗浄し、精製T細胞をウェルあたり1×10個で添加した。その後、対応する濃度の4-1BB抗体または対照抗体を加え、OKT3(eBiosciences,#16-0037-85)を加え、最終濃度を0.3μg/mlにする。37°C保温箱で72時間培養した。72時間後、上清を回収し、ELISAキット(Invitrogen,#88-7316-88)を用いてIFN-γの含有量を検出した。96平底プレートにコーティング抗体を添加し、4°Cで一晩放置した。翌日、ELISA緩衝液を加え、室温で1時間置く。受け取った上清液を加え、室温で2時間培養した。プレートを2回洗浄し、検出抗体を加え、室温で1時間置く。プレートを2回洗浄し、HRP-ストレプトアビジンを加え、室温で1時間インキュベートした。次にTMB基質を加え、後でELISA停止液(BBI、E661006-0200)を加えた。マイクロプレートリーダー(Perkin ElemerEnspire)は450nm吸光度(OD450)値を読み取り、IFN-γ濃度を算出した。
その結果、図15A~図15Dに示すように、本例のほとんどの4-1BB HCABは、Utomilumabよりも強い活性化作用を有し、例えば、PR001758、PR001759、PR001760、PR001764、PR001830、PR001833、PR001834、PR001836、PR001837、PR001838は、1nM という低濃度である場合、参照抗体 Utomilumab よりも強いT 細胞活性化能力を有する。
結果は、図16A~図16Bに示すように、PR0001758、PR001759及びPR001760抗体はいずれもCD32b架橋依存性活性化4-1BB経路であり、活性化T細胞の機能を誘導する。CHO-K1/CD32b細胞架橋では、その活性化作用はすべてUtomilumabより強く、Urelumabよりやや弱い。CHO-K1/CD32b細胞架橋がない場合、本実施例のHCAb抗体はT細胞の機能を活性化することができず、UrelumabはT細胞を活性化することができ、これもUrelumab毒性の原因と考えられる。活性化作用は抗体濃度と正の相関関係で増加し、EC50はいずれも参照抗体Utomilumabより小さく、4-1BB経路を低濃度で活性化できることを示し、サイトカインインターフェロンgamma放出の最大値もUtomilumabより高かった。
実施例2.6.組換え4-1BBタンパク質に対する4-1BB抗体の結合親和性測定
メーカーが提供する詳細な操作と方法に従って、OctetRED96機器(Fortiebio)と抗ヒトIgGFc アビジンセンサ(AHCセンサ、PallForteBio、#18-5060)を使用して親和性を測定した。具体的には、0.1%(w/w)BSAと0.02%(v/v)TWEEN20を含有するPBS緩衝液(pH7.4)を用いてヒトの4-1BBタンパク質、Hisタグ(Acrobiosystem,#41B-H5227)またはカニクイザルの4-1BBタンパク質、hisタグ(Acrobiosystem,#41B-C52H4)を400nMに希釈し、AHCセンサとインキュベートした。40nMの4-1BB抗体を、ヒト4-1BBタンパク質またはサル4-1BBタンパク質を持つAHCセンサと30°Cで3分間インキュベートした。反応混合物を0.1%(v/w)BSAと0.02%(v/v)TWEEN20を含むPBS緩衝液(pH7.4)中で30°Cで5分間インキュベートした。OctetRed96は、4-1BB抗体と4-1BBタンパク質の結合及び分離信号をリアルタイムで記録する。親和性、相関、解離定数はOctet使用ソフトウェアによって確認され、結果は表13と表14に示されている。
その結果、PR001836とPR001838抗体のKD値は、検出された抗体の中で、人4-1BBとの結合またはカニクイザル4-1BBとの結合にかかわらずやや低く、より強い4-1BB結合親和性を示した。
実施例2.7.抗原結合タンパク質のエピトープ同定(Epitope binning)
ForteBio Octetプラットフォームを用いて、実施例1で得られた抗原結合タンパク質とutomilab、urelumabをエピトープ同定した。簡単に言えば、第一抗体を複数のAHC先端に担持し、次いで緩衝液pH7.5の測定において60秒ベースラインを得た。次いで、抗原結合を可能にするために、ヒスチジン標識の4-1BBに先端を180秒間暴露した。測定緩衝液中の第二抗体を含むウェルに先端を90秒間移した。第二抗体が明らかな結合を示す場合、それは非競合剤(すなわち、第一抗体とは異なるエピトープ区間)とみなされる。第二抗体が明らかな結合を示さない場合、それは競合剤(すなわち、第一抗体と同じエピトープ区間)とみなされる。結合アッセイは、第一抗体の存在下での第二抗体の4-1BBとの結合と第一抗体遮断そのものとの比較によって行った。抑制率は式により計算し、抑制率(%)=(A-B)/A*100(注:A:ある抗体の100%信号、B:この抗体を第二抗体の信号とする)。
抑制率が80%を超えると、2つの抗体が非常に近いエピトープを有することを意味し、抑制率が40~80%の間であれば、2つの抗体が比較的近いが完全に重畳していないエピトープを有することを意味し、抑制率が40%未満であれば、2つの抗体が重複しないエピトープを有することを意味する。
結果は、下表15に示すように、PR001760、PR001779、PR001838及びPR001840は、4-1BBとの結合部位で、Utomiluabと高い重複性を有するが、Urelumabと低い重複性を有し、一方、PR001767の結合部位は、UtomiluabやUrelumabと異なる特異性を持っている。
実施例2.8.抗原結合タンパク質の4-1BBとの特異的結合
4-1BBがTNF腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーに属し、このファミリーは、免疫と非免疫細胞機能を媒介する多機能受容体の大きなクラスから構成されている。CD40、OX40、41BB、CD27、GITR、CD30を含む6種類の受容体が重要な役割を果たす免疫共通刺激者であることが同定された。同様に、誘導型T細胞共刺激因子(ICOS)は、活性化されたT細胞または記憶型T細胞の機能および生存に重要な役割を果たす別の受容体である。
本実施例は、TNF腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーの3つの受容体とICOSに対して、フローサイトメトリー検出することによって抗ヒト4-1BBのHCAbモノクローナル抗体とのインビトロ結合の特異性を研究する。ヒト4-1BBを過発現するCHO-K1細胞株(CHO-K1/hu 4-1BB、Genescript)、ヒトCD40を過発現するCHO-K1細胞株(CHO-K1/hu CD40、北京康源博創、#KC-1286)、ヒトOX40を過発現するCHO-K1細胞株(CHO-K1/hu OX40、Genescript、#M00561)、ヒトICOSを過発現するHEK293細胞株(HEK293T/ICOS、Genescript、#KC-0210)を用いて細胞レベルでの抗体結合実験を行った。簡単に言えば、これらの細胞を消化し、F12KまたはDMEM完全培地で再懸濁し、細胞密度をそれぞれ1×10細胞/mlに調整する。96ウェルVプレート(Corning,#3894)に100μL細胞/ウェルで接種し、次いで100μl/ウェルで添加し、最終濃度の2倍の3倍濃度勾配で希釈した測定対象抗体を添加した。細胞を4°Cに置き、遮光して1時間インキュベートした。その後、100μl/ウェルで予冷のPBSを添加し細胞を2回すすぎ、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。さらに100μl/ウェルで蛍光二次抗体(Alexa Fluor 488-conjugated AffiniPure Goat Anti-Human IgG,FcγFragment Specific、Jackson、#109-545-06、1:1000希釈)を添加し、4°Cで遮光し30分間インキュベートした。細胞を100μl/ウェルで予冷のPBSで2回洗浄し、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。最後に、200μl/ウェルで予冷のPBSを用いて細胞を再懸濁し、BD FACS CANTOIIを用いて蛍光発光信号値を読み取った。
結果は、図17A~図17Dに示すように、本願に記載されたPR001758、PR001760、PR001836及びPR001838がTNF腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーの他のメンバーを結合することなく、CHO-K1/hu 4-1BB細胞に特異的に結合する。
まとめ
本発明の積極的な進歩効果は、下記の通りである。
本発明の4-1BB抗体は、「重鎖」のみを含む全く新しい全ヒト抗体であり、ヒト4-1BB及びカニクイザル4-1BBと特異的に結合する活性を有する。この4-1BB重鎖抗体の大きさは、従来のIgG抗体の半分しかなく、軽鎖を含まないため、この抗体は二重特異性抗体に用いることができ、軽鎖ミスマッチと異種二量化の問題を解決した。
実施例3.HER2×4-1BB二重特異性抗体
ヒト表皮成長因子受容体2(HER2)は、ERBB2、HER-2、HER-2/neu、NEU、NGL、TKR1およびc-erbB2とも呼ばれ、ラットではErbB2またはneuとも呼ばれ、ErbBタンパク質ファミリーの一員であり、通常は表皮成長因子受容体ファミリーと呼ばれる。乳癌において侵襲性の高いタンパク質である。HER2は、細胞膜表面に結合したチロシンキナーゼであり、通常は細胞の成長と分化をもたらす信号伝達経路に関与する。HER2は孤児受容体とされ、EGFリガンドファミリーによって活性化することはできない。約30%の乳癌は、HER2遺伝子増幅またはそのタンパク質産物の過発現を有し、この受容体の乳癌における過発現は、疾患の再発と予後不良と関連している。HER2は発育、癌、神経筋接続部の通信及び細胞成長と分化の調節に役割を果たす。
HER2×4-1BB二重抗体は、T細胞とHER2陽性腫瘍細胞を複合することにより4-1BB凝集を促進し、腫瘍抗原特異性T細胞に有効な共刺激信号を提供し、T細胞受容体(TCR)に媒介される活性をさらに増強し、腫瘍解体を引き起こすことを目的とする。したがって、HER2×4-1BBに媒介される4-1BBの活性化は、例えば原発性腫瘍と腫瘍浸潤リンパ細胞(TIL)または腫瘍転移を含むリンパ節など、インビボでT細胞と腫瘍細胞の共局在化に偏っている。
本実施例では、HER2と4-1BBを同時に標的とする二重特異性抗体を構築し、1つ以上の作用機序により抗腫瘍効果と安全性を高めることを目的としている。第一に、HER2×4-1BB二重抗体はHER2高発現の腫瘍組織に富化し、T細胞はHER2陽性腫瘍細胞と複合して4-1BB凝集を促進し、腫瘍抗原特異性T細胞に有効な共刺激信号を提供し、さらにT細胞受容体(TCR)に媒介されるT細胞の活性を増強し、抗腫瘍活性を高める。したがってHER2×4-1BBに媒介される4-1BBの活性化は、例えば原発性腫瘍と腫瘍浸潤リンパ細胞(TIL)または腫瘍転移を含むリンパ節など、インビボでT細胞と腫瘍細胞の共局在化に偏っている。第二に、本実施例で用いた抗4-1BBのアゴニスト抗体の機能は、分子架橋に依存しており、それは腫瘍マイクロ環境境中で標的細胞を利用してT細胞の活性化を媒介することしかできず、Urelumabのようなモノクローナル抗体が正常組織中でT細胞を過度に活性化させることによる毒副作用を回避する。
実施例3.1.HER2×4-1BB二重特異性抗体の構造と設計
本実施例は、対応するアミノ酸配列がIMGTデータベースに由来する抗HER2のIgG抗体trastuzumabを使用した。製造された抗体番号はPR000210であった。
本実施例で用いた抗4-1BBの全ヒト由来H2L2抗体PR000448及び誘導されたscFvは、実施例1に記載されているように、Harbour H2L2マウスに由来する。
本実施例で用いた抗4-1BBの全ヒト由来HCAb抗体は、実施例2で説明したように、Harbour HCAbマウスに由来している。
本実施例及びその後の実施例において、陽性対照分子は抗HER2のIgGモノクローナル抗体PR000210(trastuzumab類似体)であり、HER2×4-1BB二重抗体分子のHER2端の親モノクローナル抗体である。
本実施例及びその後の実施例において、陽性対照分子は抗4-1BBのIgGモノクローナル抗体Uremulab及びUtomilumabである
実施例3.1.1.抗HER2のIgG抗体と抗4-1BBのHCAb抗体を用いてIgG-VH四価対称構造の二重特異性抗体を構築する
IgG-VH四価対称構造(図18Aに示す)の結合タンパク質は、二本のポリペプチド鎖を含み:短鎖とも呼ばれ、アミノ末端からカルボキシル末端までVL_A-CLを含む、ポリペプチド鎖1;及び、長鎖とも呼ばれ、アミノ末端からカルボキシル末端までVH_A-CH1-h-CH2-CH3-L-VH_Bを含む、ポリペプチド鎖2。
一つの実施形態では、ポリペプチド鎖2のCH3とVH_Bが直接に融合結合し、すなわちLの長さは0である。別の実施形態では、ポリペプチド鎖2のCH3は、接続ペプチドLを介してVH_Bに結合し;Lは、表17に列挙された配列であってもよい。
抗HER2のIgG抗体と抗4-1BBのHCAbの重鎖抗体を用いて、IgG-VH四価対称構造のHER2×4-1BB二重抗体分子を設計し、表18にまとめた;作製した二重抗体分子サンプルの物理化学的性質分析を表19にまとめた。
実施例3.1.2.抗HER2のIgG抗体と抗4-1BBのH2L2抗体を用いてIgG-scFv四価対称構造の二重特異性抗体を構築する
IgG-scFv四価対称構造(図18Bに示す)の結合タンパク質は、二本のポリペプチド鎖を含み:短鎖とも呼ばれ、アミノ末端からカルボキシル末端までVL_A-CLを含む、ポリペプチド鎖1;及び、長鎖とも呼ばれ、アミノ末端からカルボキシル末端までVH_A-CH1-h-CH2-CH3-L1-VH_B L2-VL_Bを含む、ポリペプチド鎖2。
または
IgG-scFv四価対称構造(図18Cに示す)の結合タンパク質は、二本のポリペプチド鎖を含み:短鎖とも呼ばれ、アミノ末端からカルボキシル末端までVL_A-CLを含む、ポリペプチド鎖1;及び、長鎖とも呼ばれ、アミノ末端からカルボキシル末端までVH_A-CH1-h-CH2-CH3-L1-VL_B L2-VH_Bを含む、ポリペプチド鎖2。
ポリペプチド鎖2の接続ペプチドL1及び接続ペプチドL2は、表17に列挙された配列であり得る。
抗HER2のIgG抗体と抗4-1BBのH2L2抗体を用いてIgG-scFv四価対称構造のHER2×4-1BB二重抗体分子を設計し、表20にまとめた;作製した二重抗体分子サンプルの物理化学的性質分析を表21にまとめた。
実施例3.2.HER2×4-1BB二重抗体とSK-BR-3細胞との結合能力についてのFACS検出
本実施例は、4-1BBの二重特異性抗体がSK-BR-3とインビトロで結合する活性を研究するためである。SK-BR-3はHER2を高発現する乳癌細胞であり、SK-BR-3を用いて細胞レベルでの抗体結合実験を行った。簡単に言えば、SK-BR-3細胞を消化し、完全培地で再懸濁し、細胞密度をそれぞれ1×10細胞/mlに調整する。96ウェルVプレート(Corning,#3894)に100μL細胞/ウェルで接種した後、最終濃度の2倍の3倍濃度勾配で希釈した測定対象抗体を100μl/ウェルで添加した。細胞を4°Cに置き、遮光して1時間インキュベートした。その後、100μl/ウェルで予冷のPBSを添加し細胞を2回すすぎ、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。さらに100μl/ウェルで蛍光二次抗体(Alexa Fluor(登録商標)647 Affini Pure Goat Anti-Human IgG,F(ab’)2 fragment specific,Jackson Immunoreserach,#109-605-006、1:1000希釈)を添加し、4°Cで遮光し30分間インキュベートした。細胞を100μl/ウェルで予冷のPBSで2回洗浄し、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。最後に、200μl/ウェルで予冷のPBSを用いて細胞を再懸濁し、BD FACS CANTOIIを用いて蛍光発光信号値を読み取った。
図19に示すように、本発明のHER2×4-1BBの二重特異性抗体はいずれもヒトSK-BR-3に結合することができ、検出された抗体結合能力は抗体濃度と正の相関関係を持って増加する。参照抗体(Trastuzumab)と比較して、同じ濃度では、PR002813の方が参照抗体よりも低いEC50を示し、他の抗体は参照抗体に相当する。
実施例3.3.HER2×4-1BB二重抗体とCHO-K1/hu 4-1BB細胞との結合能力についてのFACS検出
本実施例は、4-1BBの二重特異性抗体が4-1BBとインビトロで結合する活性を研究するためである。ヒト4-1BBを発現するCHO-K1細胞株(CHO-K1/hu 4-1BB、Genescript)を用いて細胞レベルでの抗体結合実験を行った。簡単に言えば、細胞CHO-K1/hu 4-1BB細胞を消化し、F12K完全培地で再懸濁し、細胞密度をそれぞれ1×10細胞/mlに調整した。96ウェルVプレート(Corning,#3894)に100μL細胞/ウェルで接種し、次いで100μl/ウェルで添加し、最終濃度の2倍の3倍濃度勾配で希釈した測定対象抗体を添加した。細胞を4°Cに置き、遮光して1時間インキュベートした。その後、100μl/ウェルで予冷のPBSを添加し細胞を2回すすぎ、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。さらに100μl/ウェルで蛍光二次抗体(Alexa Fluor(登録商標)647 Affini Pure Goat Anti-Human IgG,F(ab’)2 fragment specific,JacksonImmunoreserach,#109-605-006、1:1000希釈)を添加し、4°Cで遮光し30分間インキュベートした。細胞を100μl/ウェルで予冷のPBSで2回洗浄し、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。最後に、200μl/ウェルで予冷のPBSを用いて細胞を再懸濁し、NovoCyteフローサイトメータ(ACEABiosciences)を用いて蛍光発光信号値を読み出した。
図20に示すように、本発明のHER2×4-1BBの二重特異性抗体はいずれもヒト4-1BBによく結合し、検出された抗体結合能力は抗体濃度と正の相関関係を持って増加する。これらの抗体は、低濃度でヒト4-1BBと鋭敏に結合することができ、そのなかでPR002811、PR001212、PR002813、PR002824が最も好ましく、EC50が参照抗体Utomilumabよりも優れていた。他の二重抗体は、Utomilumabと同等またはやや弱い。しかし、最大MFIはいずれも参照抗体Utomilumabより高い
実施例3.4.HER2×4-1BB二重抗体とCHO-K1/cyno4-1BB細胞との結合能力についてのFACS検出
本実施例は、4-1BBの二重特異性抗体が4-1BBとインビトロで結合する活性を研究するためである。カニクイザル4-1BBを発現するCHO-K1細胞株(CHO-K1/cyno4-1BB、Genescript)を用いて細胞レベルでの抗体結合実験を行った。簡単に言えば、細胞CHO-K1/cyno4-1BB細胞を消化し、F12K完全培地で再懸濁し、細胞密度をそれぞれ1×10細胞/mlに調整した。96ウェルVプレート(Corning,#3894)に100μL細胞/ウェルで接種し、次いで100μl/ウェルで添加し、最終濃度の2倍の3倍濃度勾配で希釈した測定対象抗体を添加した。細胞を4°Cに置き、遮光して1時間インキュベートした。その後、100μl/ウェルで予冷のPBSを添加し細胞を2回すすぎ、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。さらに100μl/ウェルで蛍光二次抗体(Alexa Fluor(登録商標)647 Affini Pure Goat Anti-Human IgG,F(ab’)2 fragment specific,JacksonImmunoreserach,#109-605-006、1:1000希釈)を添加し、4°Cで遮光し30分間インキュベートした。細胞を100μl/ウェルで予冷のPBSで2回洗浄し、500g、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。最後に、200μl/ウェルで予冷のPBSを用いて細胞を再懸濁し、NovoCyteフローサイトメータ(ACEABiosciences)を用いて蛍光発光信号値を読み出した。
図21に示すように、本発明のHER2×4-1BB二重抗体はいずれもカニクイザル4-1BBと良好に結合することができ、検出された抗体結合能力は抗体濃度と正の相関関係を持って増加する。参照抗体(Utomilumab)と比較すると、PR001212、PR002824、PR002826-PR002829のカニクイザル4-1BBとの結合は同等である。
実施例3.5.HER2/4-1BB二重抗体が体外でT細胞経路を活性化できる
1mg/mlのOKT3(eBiosciences,#16-0037-85)をPBSで希釈し、ウェルあたり100μLの0.08μg/mlのOKT3を取り96ウェルプレート(Corning,#3599)を包み、最終濃度を10μg/mlとした。4°Cで一晩被覆した。翌日、SK-BR-3細胞を消化し、完全培地で再懸濁し、細胞密度をそれぞれ4×10細胞/mlに調整し予備とする。MACSキット(Miltenyi Biotec,#130-096-535)を用いてヒトPBMCからヒトCD3陽性T細胞を単離した。まず細胞数を確認し、その後、細胞数に応じてMACS緩衝液とPan-T細胞ビオチン抗体を添加し、混合し、4°Cで5分間静置した。その後、対応する量のマイクロビーズを加え、4°Cで10分間静置した。LSカラムを通過したのはCD3陽性のT細胞であった。前日の96ウェルのプレートを被覆したOKT3を洗い流し、50μL精製T細胞を加え、ウェル当たり1×10個とした。さらに50μLのSK-BR-3細胞を96ウェルプレートに入れ、ウェルあたり2×10個とした。次いで、対応する濃度のHER2/4-1BBの二重特異性抗体または対照モノクローナル抗体を加え、37°Cで5%CO培養箱で培養した。72時間培養後に上清を採取し、ELISAキット(Invitrogen,#88-7316)を用いてIFN-γの含有量を検出した。メーカーの説明書に従ってELISA検査を行い、簡単に言えば、96平底プレートにコーティング抗体を加え、4°Cで一晩過ごした。翌日、ELISA緩衝液を加え、室温で1時間置く。受け取った上清液を加え、室温で2時間培養した。プレートを2回洗浄し、検出抗体を加え、室温で1時間置く。プレートを2回洗浄し、HRP-ストレプトアビジンを加え、室温で1時間インキュベートした。次にTMB基質を添加し、10~30分でELISA停止液(BBI life sciences,#E661006-0200)を添加した。ボードリーダー(Molecular Devices,#SpectraMaxPlus)を使用してOD450-570値を読み込みます。Graphad8.0を用いて値を分析し、図を作成した。
図22A~図22Dに示すように、本発明のHER2×4-1BB二重抗体は、腫瘍細胞SK-BR-3架橋下でいずれも4-1BB媒介のT細胞経路を活性化する能力を有する。ここで、PR002813及びPR002827は、低いEC50及び高いIFNガンマ放出値を示す。
まとめ
本実施例は、抗HER2のIgG抗体の抗原結合ドメインFabと抗4-1BBのHCAb抗体の抗原結合ドメインVHを用いて、IgG-VH四価対称構造のHER2×4-1BB二重抗体分子を構築した。同時に、抗HER2のIgG抗体の抗原結合ドメインFabと抗4-1BBのH2L2抗体を用いて、IgG-scFv四価対称構造の二重特異性抗体を構築した。
2つの構造の抗HER2×4-1BBの二重特異性抗体分子は、異なる構造タイプ、相対位置、結合価数などのパラメータによってT細胞を活性化する機能活性を調節する。また、HCAbに基づく二重特異性抗体分子構造の構築のフレキシビリティを示した。
UrelumabによるT細胞の活性化は標的特異性がないことは、臨床毒副作用の原因の一つである。しかし、HER2×4-1BB二重抗体のT細胞活性化に対する作用は、特異的にHER2の発現に依存する。HER2を高発現する細胞が存在する場合、HER2×4-1BB二重抗体はT細胞を特異的に活性化することができる。
以上より、本実施例は、機能活性が突出し、分子安定性に優れたHER2×4-1BB二重特異性抗体分子を構築した。
実施例4.PD-L1×4-1BB二重特異性抗体
プログラム死受容体1(programmed death 1、PD-1)は主にT細胞などの免疫細胞に発現し、それは2つのリガンド、すなわちプログラム死リガンド-1(programmed death ligand 1、PD-L1)とPD-L2を有する。PD-L1は主に抗原提示細胞及び複数の腫瘍細胞に発現される。PD-L1とPD-1の相互作用はT細胞の活性を低下させ、サイトカインの分泌を弱め、免疫抑制作用を果たす。多くのヒト腫瘍組織においてPD-L1タンパク質の発現が検出され、腫瘍部位のミクロ環境は腫瘍細胞上のPD-L1の発現を誘導でき、発現されたPD-L1は腫瘍の発生と成長に有利であり、抗腫瘍T細胞のアポトーシスを誘導し、さらに腫瘍細胞を保護して免疫攻撃から逃れる。
4-1BB(TNFRSF 9、CD137)は、TNF受容体スーパーファミリーに属する膜貫通タンパク質である。4-1BBは、複数の免疫細胞上で発現される共刺激分子であり、免疫活性の多機能調節剤である。活性化されたT細胞、NK細胞などの免疫細胞に誘導し発現される。4-1BBは、そのリガンド4-1BBL媒介の三量化によりT細胞を活性化し、細胞増殖及びサイトカイン放出を促進する。抗4-1BBのアゴニスト抗体は、腫瘍を抑制する機能があり、最初に臨床試験に入った4-1BB全ヒト由来モノコローナル抗体は、ブリストル マイヤーズ スクイブ(BMS)社のUrelumab(BMS-663513)であった。Urelumabの最初の臨床結果は2008年に発表され、一部の患者で鼓舞的な治療効果が観察されたが、データはUrelumabが肝臓毒性をもたらし、標的と用量と関係があることを示した。また、臨床試験で2人の患者が肝毒性で死亡したため、関連臨床試験は中止された。
本実施例では、PD-L1と4-1BBを同時に標的とする二重特異性抗体を構築し、1つ以上の作用機序により抗腫瘍効果と安全性を向上させた。第一に、PD-L1×4-1BB二重抗体は、PD-1/PD-L1信号経路を遮断することによってT細胞を活性化することができる。第二に、腫瘍細胞表面に高発現するPD-L1分子は、二重抗体分子を利用することで、T細胞表面の4-1BB分子の架橋及び三量化を促進し、下流信号伝導経路を活性化し、さらにT細胞に対する活性化及び増殖を促進することができる。第三に、二重抗体分子媒介のT細胞活性化は腫瘍ミクロ環内に限られ、これにより、Urelumabのようなモノクローナル抗体が正常組織でT細胞を過度に活性化することによる毒副作用を回避することができる。
実施例4.1.PD-L1×4-1BB二重特異性抗体の構造と設計
本実施例は、対応するアミノ酸配列がIMGTデータベースに由来する抗PD-L1のIgG抗体PR000151(Atesolizumab類似体)を使用する。
本実施例で用いた抗PD-L1の全ヒト由来IgG抗体PR000265(表4.2)は、以下に説明するように、Harbour H2L2マウスに由来する。
Harbour H2L2マウス(HarbourAntibodiesBV)はヒト免疫グロブリン免疫ライブラリを持つトランスジェニックマウスであり、その産生抗体は完全なヒト抗体可変ドメインとラット定常ドメインを有する。Harbour H2L2マウスに可溶性組換えヒトPD-L1タンパク質(NovoProtein,#C764)を用いて多ラウンド免疫を行った。マウス血清中のPD-L1特異的抗体価が特定のレベルに達したことを検出した後、マウスの脾臓細胞を取り出し、骨髄腫細胞系と融合してハイブリドーマ細胞を得た、ハイブリドーマ細胞をマルチラウンドスクリーニングおよびクローニングした後、いくつかのPD-L1を特異的に識別できるモノクローナル抗体分子を同定した。これらのモノクローナル抗体をさらに同定し、ヒトPD-L1に対する結合能力、カニクイザルPD-L1に対する結合能力、PD-L1とPD-1の結合に対する抑制能力などのパラメータに基づいて、いくつかの好ましい候補抗体分子を選出した。その後、候補抗体分子の配列分析と最適化を行い、数個の変異体配列を得た。抗体のVLおよびVH配列を対応するヒトのκ軽鎖定常領域とIgG1重鎖定常領域配列を融合発現し、組換え全ヒト由来抗体分子を得た。抗PD-L1の組換え全ヒト由来IgG抗体を表23に示す。
本実施例で使用した抗4-1BBの全ヒト由来IgG抗体PR000197およびPR000448は、実施例1に記載されているように、Harbour H2L2マウスに由来している。
本実施例で用いた抗4-1BBの全ヒト由来HCAb抗体PR001758、PR001760及びPR001836は、実施例2で説明したように、Harbour HCABマウスに由来している。
本実施例及びその後の実施例では、陽性対照分子は抗PD-L1のIgGモノクローナル抗体PR000265であった。
本実施例及びその後の実施例において、陽性対照分子は抗4-1BBのIgGモノクローナル抗体Uremulab及びUtomilumabである。
実施例4.1.1.抗PD-L1のIgG抗体と抗4-1BBのIgG抗体を用いてFIT-Ig構造を有する二重特異性抗体分子を構築する
本実施例は、抗PD-L1のIgG抗体PR000265またはPR000151(atezolizumab類似体)の抗原結合ドメインFabと、抗4-1BBのIgG抗体PR000197またはPR000448の抗原結合ドメインFabを用いて、FIT-Ig構造を有する抗PD-L1×4-1BBの二重特異性抗体分子を構築する。FIT-Ig構造の設計は、特許WO2015/103072A1を参照することができ、構造は図23Aに示されている。
構築された分子を表24にまとめた。そして、実施例1及び2に記載の方法に従って抗体分子サンプルを作製し、分析を行い、表25にまとめた。表26は、FIT-Ig構造の二重抗体分子のポリペプチド鎖配列に対応する配列番号を示す。
実施例4.1.2.抗PD-L1のIgG抗体と抗4-1BBのHCAb抗体を用いてFab-HCAb構造の二重特異性抗体分子を構築する
本実施例は、抗PD-L1のIgG抗体PR000265の抗原結合ドメインFabと、抗4-1BBのHCAb抗体PR001758、PR001760またはPR001836の抗原結合ドメインVHとを用いて、多種構造の抗PD-L1×4-1BBの二重特異性抗体分子を構築する。
本実施例及びその後の実施例において、陽性対照分子は抗PD-L1のIgGモノクローナル抗体PR000265であり、PD-L1×4-1BB二重抗体分子のPD-L1端の親モノクローナル抗体である。
本実施例及びその後の実施例において、陽性対照分子は抗4-1BBのIgGモノクローナル抗体urelumab(IgG4)又はutomilumab(IgG2)である。
図23B及び図23Cに示すように、Fab端は、本実施形態に用いた抗PD-L1のIgG抗体に由来する。VH末端は、抗4-1BBのHCAb抗体PR001758、PR001760またはPR001836の抗原結合ドメインVHに由来する。CLは軽鎖定常領域ドメインである。CH1、CH2及びCH3は、それぞれ重鎖定常領域の第一、第二及び第3のドメインである。L1及びL2はそれぞれ第一及び第二接続ペプチドである。
Fab(CL)-VH-Fc
図23B構造の結合タンパク質は両本のポリペプチド鎖を含み:ポリペプチド鎖1は、短鎖とも呼ばれ、アミノ末端からカルボキシル末端まで、VH_A-CH1を含み;ポリペプチド鎖2は、長鎖とも呼ばれ、アミノ末端からカルボキシル末端まで、VL_A-CL-L1-VH_B-L2-CH2-CH3を含む。構造Fab(CL)-VH-Fcにおいて、抗体AのVL_A及び重鎖抗体BのVH_Bが同じ一つのポリペプチド鎖に融合し、それによってVL_A及びVH_Bの会合で発生するミスマッチ副生成物を回避することができる。
ポリペプチド鎖2のVH_Bは接続ペプチドL2を介してCH2に結合し;L2はIgGのヒンジ領域またはヒンジ領域由来の接続ペプチド配列であってもよく、好ましくヒトIgG1ヒンジまたはヒトIgG1ヒンジ(C220S)またはG5-LHの配列である。
1つの実施形態において、ポリペプチド鎖2のCLとVH_Bは直接的に融合し結合して、すなわちL1の長さは0である。他の1つの実施形態において、ポリペプチド鎖2のCLは接続ペプチドL1を介してVH_Bに結合し;L1は表17に挙げられた配列である。
Fab(CH1)-VH-Fc
図23C構造の結合タンパク質は両本のポリペプチド鎖を含み:ポリペプチド鎖1は、短鎖とも呼ばれ、アミノ末端からカルボキシル末端まで、VL_A-CLを含み;ポリペプチド鎖2は、長鎖とも呼ばれ、アミノ末端からカルボキシル末端まで、VH_A-CH1-L1-VH_B-L2-CH2-CH3を含む。
ポリペプチド鎖2のVH_Bは接続ペプチドL2を介してCH2に結合し;L2はIgGのヒンジ領域またはヒンジ領域由来の接続ペプチド配列であってもよく、好ましくヒトIgG1ヒンジまたはヒトIgG1ヒンジ(C220S)またはG5-LHの配列である。
1つの実施形態において、ポリペプチド鎖2のCH1とVH_Bは直接的に融合し結合して、すなわちL1の長さは0である。他の1つの実施形態において、ポリペプチド鎖2のCH1は接続ペプチドL1を介してVH_Bに結合し;L1は表17に挙げられた配列である。
抗PD-L1のIgG抗体と抗4-1BBの重鎖抗体を用いて、Fab-HCAb対称構造のPD-L1×4-1BB二重抗体分子を設計し、表27にまとめた;作製した二重抗体分子の物理化学的特性分析を表28にまとめた。
実施例4.1.3.IgG-VH四価対称構造分子の構築
抗PD-L1のIgG抗体と抗4-1BBの重鎖抗体を用いて、実施例3.1.1に記載の構造に従ってIgG-VH四価対称構造のPD-L1×4-1BB二重抗体分子を設計した(図23D)。
あるいは、抗4-1BB HCAb抗体のVHを接続ペプチドを介してPD-L1 IgG抗体の重鎖のN末端に接続する(図23Eに示す)。図23E構造の結合タンパク質は両本の異なるポリペプチド鎖を含み:ポリペプチド鎖1は、短鎖とも呼ばれ、アミノ末端からカルボキシル末端まで、VL_A-CLを含み;ポリペプチド鎖2は、長鎖とも呼ばれ、アミノ末端からカルボキシル末端まで、VH_B-L-VH_A-CH1-h-CH2-CH3を含む。一つの実施形態では、ポリペプチド鎖2のVH_BとVH_Aが直接に融合し結合し、すなわちLの長さは0である。別の実施形態では、ポリペプチド鎖2のVH_Bは接続ペプチドLを介してVH_Aに結合し;Lは、表17に列挙された配列であってもよい。
抗PD-L1のIgG抗体と抗4-1BBの重鎖抗体を用いて、IgG-VH対称構造のPD-L1×4-1BB二重抗体分子を設計し、表29にまとめた;作製した二重抗体分子の物理化学的特性分析を表30にまとめた。
実施例4.1.4.PD-L1×4-1BB二重抗体分子及び対照分子の配列リスト
表31に、本実施形態で構築されたPD-L1×4-1BB二重抗体分子の配列に対応する配列番号を示す。
実施例4.2.ヒトPD-L1を高発現する細胞との結合
本実施例は、PD-L1×4-1BB二重抗体分子のPD-L1に対する結合活性を研究するためのものである。
抗体分子とヒトPD-L1を高発現するCHO-K1細胞株CHO-K1/hPDL1(南京金斯瑞、M00543)またはヒトPD-L1を高発現するMDA-MB-231(ATCC、HTB-26)との結合能力を、フローサイトメトリー細胞法FACSを用いて試験した。具体的には、CHO-K1/hPDL1細胞またはMDA-MB-231を消化し、完全培地で再懸濁する;細胞密度を1×10細胞/mLに調整した。次いで細胞を96ウェルVプレート(Corning,#3894)に100μL/ウェルで播種し、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。その後、勾配希釈された抗体分子を100μL/ウェルで96ウェルプレートに添加し、均一に混合し、抗体分子は最高最終濃度200nMから3倍濃度勾配で希釈された合計12濃度であり、hIgG1iso(CrownBio,#C0001)を同型対照とした。細胞を4°Cに置き、遮光して1時間インキュベートした。その後、100μL/ウェルで予冷のFACS緩衝液(0.5%BSA含有PBS緩衝液)を加えて細胞を2回すすぎ、4°Cで500gを5分間遠心分離し、上清を廃棄した。次に、さらに100μL/ウェルで蛍光二次抗体(GoathumanlgG(H+L)Alexa Fluor488conjunction,Thermo,#A11013,1:1000希釈)を加え、4°Cに放置し、遮光して1時間インキュベートした。その後、200μL/ウェルで予冷のFACS緩衝液を加えて細胞を2回すすぎ、その後4°Cで500gを5分間遠心分離し、上清を廃棄した。最後に、200μL/ウェルで予冷のFACS緩衝液添加し細胞を再懸濁した。BD FACS CANTOIIフローサイトメータを用いて蛍光発光信号値を読み取る。
ソフトウェアGraphPadPrism8を用いてデータ処理と作図分析を行い、4パラメータの非線形フィッティングにより、抗体の標的細胞に対する結合曲線及びEC50値などのパラメータを得た。
本実施例において、陽性対照分子は抗PD-L1のモノクローナル抗体PR000265であり、PD-L1x4-1BB二重抗体分子のPD-L1端の親モノクローナル抗体でもある。
図24Aに示すように、IgG-VH(C端)四価対称構造の二重抗体分子(PR003549、PR003550、PR003551)がPD-L1を結合する能力は、親モノクローナル抗体PR000265と類似しており、PD-L1を結合するEC50値とMFI最大値はFIT-Ig構造の二重抗体分子(PR000701、PR003052)よりやや優れている。
図24Bに示すように、Fab-HCAb対称構造の二重抗体分子PR004270とIgG-VH(N端)四価対称構造の二重抗体分子PR004268がPD-L1を結合する能力は、親モノクローナル抗体と似ており、そのPD-L1と結合するEC50値は親モノクローナル抗体よりやや弱いが、MFIと結合する最大値は親モノクローナル抗体よりも高い。
図24C-図24Eに示すように、IgG-VH(C端)の四価対称構造の二重抗体分子(PR007130、PR007132、PR007133、PR007135、PR007136、PR007137、PR007138、PR007139、PR007141、PR007142、PR007143、PR007145、PR007146、PR007149)がPD-L1を結合する能力は、親モノコローナル抗体PR000265と類似している。
実施例4.3.4-1BBを過発現するCHO-K1細胞との結合
本実施例は、PD-L1×4-1BB二重抗体分子が4-1BBと結合する活性を研究するためのものである。
抗体分子とヒト4-1BBを高発現するCHO-K1細胞株CHO-K1/hu 4-1BB(南京金斯瑞、M00538)とカニクイザル4-1BBを高発現するCHO-K1細胞株CHO-K1/cyno4-1BB(南京金斯瑞、M00569)などとの結合能力を、フローサイトメトリーFACSを用いて試験した。具体的には、細胞を消化し、完全培地で再懸濁する;細胞密度を2×10細胞/mLに調整した。次に細胞を100μL/ウェル(2×10細胞/ウェル)で96ウェルVプレート(Corning,#3894)に播種し、4°Cで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。その後、勾配希釈された抗体分子を100μL/ウェルで96ウェルプレートに添加し、均一に混合し、抗体分子は最高最終濃度200nMから3倍濃度勾配で希釈された合計12濃度であり、hIgG1iso(CrownBio,#C0001)を同型対照とした。細胞を4°Cに置き、遮光して1時間インキュベートした。その後、100μL/ウェルで予冷のFACS緩衝液(0.5%BSA含有PBS緩衝液)を加えて細胞を2回すすぎ、4°Cで500gを5分間遠心分離し、上清を廃棄した。次に、さらに100μL/ウェルで蛍光二次抗体(GoathumanlgG(H+L)Alexa Fluor488conjunction,Thermo,#A11013,1:1000希釈)を加え、4°Cに放置し、遮光して1時間インキュベートした。その後、200μL/ウェルで予冷のFACS緩衝液を加えて細胞を2回すすぎ、その後4°Cで500gを5分間遠心分離し、上清を廃棄した。最後に、200μL/ウェルで予冷のFACS緩衝液を添加し細胞を再懸濁した。BD FACS CANTOIIフローサイトメータを用いて蛍光発光信号値を読み取る。
ソフトウェアGraphPadPrism8を用いてデータ処理と作図分析を行い、4パラメータの非線形フィッティングにより、抗体の標的細胞に対する結合曲線及びEC50値などのパラメータを得た。
本実施例において、陽性対照分子は抗4-1BBのモノクローナル抗体Urelumabまたはtomilumabである。
実施例4.3.1.ヒト4-1BBを高発現するCHO-K1細胞CHO-K1/hu 4-1BBとの結合
図25Aに示すように、IgG-VH(C端)四価対称構造の二重抗体分子(PR003549、PR003550、PR003551)は、FIT-Ig構造の二重抗体分子(PR000701、PR003052)と比べて、ヒト4-1BBを結合する能力が高く、MFI最大値では陽性対照Urelumabよりも優れている。
図25Bに示すように、Fab-HCAb対称構造の二重抗体分子PR004270とIgG-VH(N端)四価対称構造の二重抗体分子PR004268がヒト4-1BBを結合する能力は、MFI最大値において陽性対照UrelumabとUtomilumabより優れている。
図25Cから図25Eに示すように、IgG-VH(C端)四価対称構造の二重抗体分子(PR007130、PR007132、PR007133、PR007135、PR007136、PR007137、PR007138、PR007139、PR007141、PR007142、PR007143、PR007145、PR007146、PR007149)のヒト4-1BBとの結合は、MFI最大値で陽性対照Urelumabより優れている。
実施例4.3.2.カニクイザル4-1BBを高発現するCHO-K1細胞CHO-K1/cyno4-1BBとの結合
図26A及び図26Bに示すように、本実施例の二重抗体分子はカニクイザル4-1BBと結合することができることに対して、Urelumabはできない。PR004270がカニクイザル4-1BBを結合する能力は、MFI最大値においてUtomilumabよりやや優れている。
実施例4.4.PD-L1を高発現する標的細胞媒介のT細胞の特異的活性化
本実施例は、標的細胞におけるPD-L1×4-1BB二重抗体分子の存在は4-1BBを結合することによりT細胞の活性を活性化することを研究するためである。標的細胞は、ヒトPD-L1を高発現するCHO-K1/hPDL1(GENSCRIPT、M00543)、またはヒトPD-L1を高発現するMDA-MB-231(ATCC、HTB-26)などの、PD-L1を異なる程度に発現する細胞であってもよい。エフェクター細胞は、単離されたヒトPBMCまたはT細胞であってもよい。
具体的に、まず0.3μg/mLの抗CD3抗体OKT3(Thermo,#16-0037-81)を100μL/ウェルで96ウェルプレート(Corning,#3599)に包接した。次に、ヒトT細胞(ヒトPBMCからT細胞選別キット(Miltenyi,#130-096-535)で分離して得た)の密度を2×10細胞/mLに調整し、標的細胞の密度を3×10細胞/mLに調整した後、2種類の細胞懸濁液をそれぞれ50μL/ウェルで96ウェルプレートに接種し、最終的な標的比は20:3であった。その後、100μL/ウェルで異なる濃度の抗体分子を添加し、抗体最終濃度は(10nM、1nM)、あるいは20nM、あるいは最高最終濃度20nMから5倍濃度勾配で希釈した合計8つの濃度であってもよく、2つの複合ウェルに添加し;hIgG1 iso(CrownBio,#C0001)とhIgG4 iso(CrownBio,#C0045)を対照とした。96ウェルプレートを37°C、5%CO培養箱に3日間インキュベートした。48時間培養後と72時間培養後の上清をそれぞれ収集し、IL-2 ELISAキット(Thermo,#88-7025-88)で48時間後の上清中のIL-2濃度を検出し、IFN-γ ELISAキット(Thermo,#88-7316-77)を用いて72時間後の上清中のIFN-γ濃度を検出した。ELISAの検出方法は関連キットの操作説明を参照する。
アプリケーションソフトウェアGraphPad Prism 8でデータ処理と作図分析を行う。
本実施例において、陽性対照分子は抗4-1BBのモノクローナル抗体Urelumabである。
実施例4.4.1.CHO-K1/hPDL1媒介のT細胞特異的活性化
図27A-図27Dに示すように、標的細胞CHO-K1/hPDL1とT細胞を混合するシステムにおいて、架橋に依存しない抗4-1BBモノクローナル抗体Urelumabは、T細胞のIFN-γ放出を活性化することができ、一方、架橋に依存する抗4-1BBモノクローナル抗体(PR000448、PR001758、PR001760、PR001836)はT細胞をほとんど活性化できない。FIT-Ig構造の二重抗体分子(PR003052、PR000701)とIgG-VH四価対称構造の二重抗体分子(PR003549、PR003550、PR003551、PR004268、PR007130、PR007132、PR007133、PR007135、PR007136、PR007137、PR007138、PR007139、PR007141、PR007142、PR007143、PR007145、PR007146、PR007149)とFab-HCAb構造の二重抗体分子(PR004270)はいずれもT細胞を活性化させ、サイトカインを放出することができる。これは、二重抗体分子のT細胞に対する活性化が標的細胞の特異的活性化に依存することを示している。また、IgG-VH四価対称構造の二重抗体分子(PR003549、PR003550、PR007130、PR007132、PR007133、PR007135、PR007136、PR007137、PR007138、PR007139、PR007141、PR007142、PR007143、PR007145、PR007146、PR007149)とFab-HCAb構造の二重抗体分子(PR004270)はFIT-Ig構造の二重抗体分子(PR003052、PR000701)と比べて、より高いサイトカイン放出レベルを引き起こすことができ、より強いT細胞活性化能力を示し、Urelumabより優れている。
実施例4.4.2.MDA-MB-231媒介T細胞特異的活性化
図27Eに示すように、標的細胞MDA-MB-231とT細胞を混合するシステムにおいて、IgG-VH四価対称構造の二重抗体分子(PR003549)とFab-HCAb構造の二重抗体分子(PR004270)は類似のT細胞活性化能力を有し、FIT-Ig構造の二重抗体分子(PR003052、PR000701)より優れた。
図27Fと図27Gに示すように、標的細胞MDA-MB-231とT細胞を混合したシステムにおいて、IgG-VH四価対称構造の二重抗体分子(PR003549)はUrelumabよりもT細胞活性化能力が強く、IFN-γ及びIL-2の生成をよりよく促進することができる。
図27Hと図27Iに示すように、標的細胞MDA-MB-231とT細胞が混合されたシステムにおいて、IgG-VH四価対称構造の二重抗体分子(PR007130、PR007132、PR007133、PR007138、PR007139、PR007141、PR007142、PR007143、PR007145、PR007146、PR007149)はUrelumabよりかなりのT細胞活性化能を有する。
実施例4.5.混合リンパ球反応(MLR)
本実施例は、混合リンパ球反応(MLR)を用いてT細胞に対するPD-L1×4-1BB二重抗体分子の活性化作用を研究する。
第一段階に、CD14ビーズ(Meltenyi,#130-050-201)を用いて第一ドナーPBMC細胞(MT-BIO)から単核細胞(monocytes)を単離する;具体的な操作は、関連キットの説明書を参照する。その後、50ng/mL組換えヒト由来IL-4(PeproTech,#200-02-A)と100ng/mL組換えヒト由来GM-CSF(PeproTech,#300-03-A)を加え、37°Cで7日間誘導した後、未成熟樹状細胞(iDC細胞)を得た。続いて、1μg/mlのリポ多糖Lipopololysaccharide(LPS、Sigma、#L 6529)を添加し、24時間誘導した後、成熟樹状細胞(mDC細胞)を得た。第二段階に、T細胞分離キット(Meltenyi,#130-096-535)を用いて第二ドナーPBMC細胞(MT-BIO)からTリンパ細胞を分離する。第三段階に、得られたT細胞とmDC細胞を96ウェルプレートに5:1の割合で播種した(1×10/ウェルのT細胞と2×10/ウェルのmDC細胞)。その後、50μL/ウェルで異なる濃度の抗体分子を添加し、抗体最終濃度は(10nM、1nM)、または最高最終濃度50nMから3倍濃度勾配で希釈した計8つの濃度であってもよく、2つの複合ウェルに添加し;hIgG1 iso(CrownBio,#C0001)または空白ウェルを対照とした。37°C、5%CO培養箱で5日間インキュベートした。第四段階に、それぞれ3日目と5日目の上清を収集し、IL-2 ELISAキット(Thermo,#88-7025-88)で3日目の上清中のIL-2濃度を検出し、IFN-γ ELISAキット(Thermo,#88-7316-77)を用いて5日目の上清中のIFN-γ濃度を検出した。ELISA検出方法は関連キットの操作説明を参照する。
図28に示すように、複数回の独立したMLR実験(異なるドナーペア)において、T細胞に対する抗4-1BBモノクローナル抗体の活性化作用は限られており、サイトカインを産生する能力は弱い;抗PD-L1モノクローナル抗体は明らかな活性化作用を有する。二重抗体分子は、T細胞の機能をさらに向上させることができる。
図28Aから図28Fに示すように、IgG-VH四価対称構造の二重抗体分子(PR003549、PR003550、PR003551、PR007130、PR007132、PR007133、PR007138、PR007139、PR007141、PR007142、PR007143、PR007145、PR007146、PR007149)は母体PD-L1抗体PR000265よりも高いサイトカイン放出レベルを引き起こし、より強いT細胞活性化能力を示し、二重抗体分子が抗PD-L1モノクローナル抗体より優れていることを示している。
図28A及び図28Dに示すように、IgG-VH四価対称構造の二重抗体分子(PR003549、PR003550、PR003551)はFIT-Ig構造の二重抗体分子(PR003052、PR000701)よりも高いサイトカイン放出レベルを引き起こし、より強いT細胞活性化能力を示すことができる;また、二重抗体分子はPD-L1モノクローナル抗体より優れている。
図28G及び図28Hに示すように、IgG-VH四価対称構造の二重抗体分子(PR003549、PR003550)とFab-HCAb構造の二重抗体分子(PR004270)はFIT-Ig構造の二重抗体分子(PR003052、PR000701)よりも高いサイトカイン放出レベルを引き起こすことができ、より強いT細胞活性化能力を示す。
図28Iから図28Kに示すように、IgG-VH四価対称構造の二重抗体分子(PR003549、PR003550、PR003551)とFab-HCAb構造の二重抗体分子(PR004270)は強いT細胞活性化能力を示している。
実施例4.6.薬物動態学の研究
本実施例は、マウス体内におけるFab-HCAb対称構造を有するPD-L1×4-1BB二重抗体分子PR004270の薬物動態学特性を研究した。
実施方法:各試験抗体分子に対して、体重18~22グラムの雌性BALB/cマウス6匹を選択し、5mg/kgの用量で静脈注射により二重特異性抗体を投与した。1群3匹は投与前及び投与後15分、24時間(1日)、4日目、及び10日目に全血を採取し、別の1群3匹は投与前及び投与後5時間、2日目、7日目、及び14日目に全血を採取した。全血を30分間静置して凝固させ、その後遠心分離し、分離した血清サンプルを分析するまで-80°Cで凍結保存した。本実施例は2種類のELISA方法を用いてマウス血清中の薬物濃度を定量的に測定した。ELISA方法1、つまりFc端検出(全体検出)方法であり、96ウェルプレートに包接されたヤギ抗ヒトFcポリクローナル抗体によりマウス血清中のヒトFc含有抗体を捕獲し、HRP標識ヤギ抗ヒトFc第2抗体を加えて検出する;ELISA方法2、すなわちPD-L1端検出(機能ドメイン検出)方法であり、96ウェルプレートに包接されたヒトPD-L1タンパク質によりマウス血清中のPD-L1を特異的に識別する抗体を捕獲し、その後HRP標識されたヤギ抗ヒトFc第2抗体を加えて検出する。Phoenix WinNonlinソフトウェアバージョン8.2を使用して、非房室モデル(NCA)を選択して薬物動態学パラメータを分析した。
図29及び表32に示すように、Fab-HCAb構造の二重抗体分子PR004270は従来のIgG抗体と類似した血清半減期t1/2値を有し、機能ドメイン検出方法はそのt1/2値が10日を超えることを示した。
まとめ
本実施例は、抗PD-L1のIgG抗体の抗原結合ドメインFabと抗4-1BBのHCAb抗体の抗原結合ドメインVHを用いて、多種類の構造の抗PD-L1×4-1BBの二重特異性抗体分子を構築した。HCAbに基づいて二重特異性抗体分子構造を構築するフレキシビリティを示し、異なる構造タイプ、相対位置、結合価数などのパラメータによってT細胞を活性化する機能活性を調節した。
UrelumabのT細胞に対する活性化は標的特異性がないことが臨床毒副作用の原因の一つである。PD-L1×4-1BB二重抵抗のT細胞に対する活性化作用は、PD-L1の発現に特異的に依存する。架橋された抗4-1BBに依存するHCAbモノクローナル抗体はT細胞を直接活性化することはできないが、これらのHCAbモノクローナル抗体を用いて構築されたPD-L1×4-1BB二重抗体は、PD-L1を高発現する細胞が存在する場合にT細胞を特異的に活性化することができる。
HCAbに基づく二重抗構造、特にIgG-VH四価対称構造の二重抗体分子とFab-HCAb構造の二重抗体分子は、PD-L1端の活性を保留し、MLR実験において対応する抗PD-L1親モノクローナル抗体より強いT細胞活性化能力を体現した;一方、標的細胞上で高発現するPD-L1分子は、4-1BBの架橋及び三量化を媒介してT細胞の活性化信号を伝達することができ、そのT細胞を活性化する能力は、Urelumabよりも優れている。また、IgG-VH四価対称構造とFab-HCAb対称構造の二重抗体分子はFIT-Ig構造の二重抗体分子よりも強いT細胞活性化能力を示している。
以上より、本実施例は安全性が良く、機能活性が突出し、分子安定性が良いPD-L1×4-1BB二重特異性抗体分子を構築した。
参考文献:
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Claims (24)

  1. 重鎖可変領域を含み;
    前記重鎖可変領域がHCDR1、HCDR2およびHCDR3を含み、前記HCDR1が配列番号15またはその変異体1、または配列番号16に示す配列を含み、前記HCDR2が配列番号60またはその変異体2、または配列番号50またはその変異体4に示す配列を含み、前記HCDR3が配列番号103またはその変異体3、配列番号333またはその変異体5、配列番号110、配列番号111、配列番号116、配列番号326、配列番号331、配列番号334または配列番号96に示す配列を含み;
    その中で:
    前記変異体1の突然変異がT3I、S6N/G/R及びY7Fにおける1つまたは複数を含み;好ましく、前記変異体1の配列は好ましく配列表における配列番号19、配列番号20、配列番号22、配列番号23、配列番号300または配列番号24に示し;
    前記変異体2の突然変異がS1G/N/D、G2S/A、S3D、G5D/N/F/S/V及びS6T/N/Dにおける1つまたは複数を含み;前記変異体2の配列は好ましく配列表における配列番号57-59、配列番号61、配列番号49、配列番号308-317及び配列番号63-71におけるいずれの配列に示し;
    前記変異体3の突然変異がG2R/D/A/K、S3A/T、S4G/N/A/T/H、E5T/V/M/G、T6A、D7G/S、H9Y/S/N、Y10H、Y11F、N12G/D及びV13I/M/Tにおける1つまたは複数を含み;前記変異体3のアミノ酸配列は好ましく配列表における配列番号101、配列番号102、配列番号104-106、配列番号108、配列番号109及び配列番号112-115におけるいずれの配列に示し;
    前記変異体4の突然変異がN1IまたはN1Qを含み;前記変異体4のアミノ酸配列は好ましく配列表における配列番号53または54に示し;
    前記変異体5の突然変異がE4A/Pおよび/またはN13Yを含み;前記変異体5のアミノ酸配列は好ましく配列表における配列番号327-330に示し;
    前記変異体1、変異体2、変異体3、変異体5及び変異体4は少なくとも突然変異前の配列の機能を含む、4-1BB結合タンパク質。
  2. 前記HCDR1、HCDR2およびHCDR3は、それぞれ配列表における配列番号16、配列番号50および配列番号96に示す配列、またはそれぞれ配列番号16、配列番号53および配列番号96に示す配列、またはそれぞれ配列番号16、配列番号54および配列番号96に示す配列、またはそれぞれ配列番号19、配列番号57および配列番号101に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号58および配列番号102に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号59および配列番号103に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号60および配列番号104に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号61および配列番号105に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号60および配列番号106に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号63および配列番号108に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号60および配列番号108に示す配列、またはそれぞれ配列番号22、配列番号64および配列番号109に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号60および配列番号110に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号65および配列番号111に示す配列、またはそれぞれ配列番号22、配列番号66および配列番号112に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号49および配列番号113に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号60および配列番号103に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号63および配列番号104に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号60および配列番号114に示す配列、またはそれぞれ配列番号23、配列番号67および配列番号105に示す配列、またはそれぞれ配列番号24、配列番号68および配列番号103に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号60および配列番号105に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号69および配列番号115に示す配列、またはそれぞれ配列番号15、配列番号70および配列番号116に示す配列、またはそれぞれ配列番号20、配列番号71および配列番号115に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号308および配列番号326に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号309および配列番号327に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号310および配列番号328に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号308および配列番号329に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号311および配列番号330に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号312および配列番号331に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号308および配列番号332に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号313および配列番号330に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号314および配列番号329に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号315および配列番号331に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号314および配列番号327に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号316および配列番号331に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号308および配列番号333に示す配列、またはそれぞれ配列番号300、配列番号317および配列番号334に示す配列を含み;
    好ましく、前記重鎖可変領域のFRをコードする遺伝子が胚系V遺伝子IGHV4-34、IGHV3-23、IGHV3-11またはIGHV3-74に由来し;
    より一層好ましく、前記重鎖可変領域が配列表における配列番号168、配列番号171、配列番号172、配列番号175-180、配列番号182-196、配列番号337-352及び配列番号198におけるいずれに示す配列を含む、請求項1に記載の4-1BB結合タンパク質。
  3. 前記4-1BB結合タンパク質はさらに軽鎖可変領域を含有し、前記軽鎖可変領域はLCDR1、LCDR2およびLCDR3を含み、前記LCDR1は配列番号133に示す配列を含み、前記LCDR2は配列番号145に示す配列を含み、前記LCDR3は配列番号158に示す配列を含み;
    好ましく、前記軽鎖可変領域のFRをコードする遺伝子が胚系V遺伝子IGKV3-15に由来し;その中で:LFWR1は好ましく配列番号126または配列番号128に示すアミノ酸配列を含み、LFWR2は好ましく配列番号140に示すアミノ酸配列を含み、LFWR3は好ましく配列番号151に示すアミノ酸配列を含み、LFWR4は好ましく配列番号164に示すアミノ酸配列を含み;
    好ましく、前記軽鎖可変領域は配列表における配列番号201に示す配列またはその変異体を含み、前記変異体が配列番号201に示す配列における1つまたは複数のアミノ酸残基の突然変異が発生することに基づき;突然変異の後に得られた軽鎖可変領域の配列は好ましく配列番号204に示し;
    より一層好ましく、前記重鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号168に示し、且つ前記軽鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号201に示し;または、前記重鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号171に示し、且つ前記軽鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号204に示し;または、前記重鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号172に示し、且つ前記軽鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号204に示す、請求項1または2に記載の4-1BB結合タンパク質。
  4. 前記4-1BB結合タンパク質はさらに重鎖定常領域および/または軽鎖定常領域を含み;好ましく、前記重鎖定常領域がhIgG1、hIgG2、hIgG3またはhIgG4またはその変異体から選択され、前記軽鎖定常領域がκ鎖またはλ鎖またはその変異体から選択され;その中で:
    前記hIgG1の変異体の突然変異は好ましくL234A、L235A、E345RおよびP329Gにおける1つまたは複数であり、より好ましくE345R、またはL234A、L235AおよびE345Rの組み合わせ、またはL234A、L235AおよびP329Gの組み合わせであり;前記hIgG4の変異体の突然変異は好ましくS228Pである、請求項1-3のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質。
  5. 前記4-1BB結合タンパク質は重鎖および軽鎖を含み、前記重鎖は配列表における配列番号209、配列番号212、配列番号213、配列番号216-222、配列番号224-238、配列番号353-368及び配列番号240におけるいずれに示す配列を含み;および/または、前記軽鎖は配列表における配列番号246または配列番号243に示す配列を含み;
    好ましく、前記重鎖のアミノ酸配列は配列番号209に示し、且つ前記軽鎖のアミノ酸配列は配列番号243に示し;または、前記重鎖のアミノ酸配列は配列番号212に示し、且つ前記軽鎖のアミノ酸配列は配列番号246に示し;または、前記重鎖のアミノ酸配列は配列番号213に示し、且つ前記軽鎖のアミノ酸配列は配列番号246に示し;または、前記重鎖のアミノ酸配列は配列番号216に示し、且つ前記軽鎖のアミノ酸配列は配列番号246に示す、請求項4に記載の4-1BB結合タンパク質。
  6. 全長抗体、Fab、Fab’、F(ab’)、Fv、scFv、二重特異性抗体、多重特異性抗体、重鎖抗体、単一ドメイン抗体または単一領域抗体の形態、または前記抗体から得られたモノクローナル抗体またはマルチクローナル抗体であり;
    好ましく、前記全長抗体の重鎖は配列番号209に示す配列を含み、且つ軽鎖は配列番号243に示す配列を含み;または配列番号212に示す配列を含み、且つ軽鎖は配列番号246に示す配列を含み、または配列番号213に示す配列を含み、且つ軽鎖は配列番号246に示す配列を含み、または配列番号216に示す配列を含み、且つ軽鎖は配列番号246に示す配列を含む、請求項1-5のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質。
  7. 前記二重特異性抗体は、第一タンパク質機能領域および第二タンパク質機能領域を含み、前記第一タンパク質機能領域は請求項1-6のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質であり、前記第二タンパク質機能領域は腫瘍抗原を標的とし;好ましくはHER2抗体またはPD-L1抗体であり;その中で、前記HER2抗体は好ましくtrastuzumabまたはpertuzumabであり、前記PD-L1抗体は好ましくatezolizumabまたはPR000265であり、前記PR000265の重鎖は配列番号211に示し、軽鎖は配列番号245に示す、二重特異性抗体。
  8. 前記第一タンパク質機能領域または前記第二タンパク質機能領域はscFv、VHH、免疫グロブリン、Fab、Fab’、F(ab’)または重鎖可変領域の形態であり;たとえば、前記第一タンパク質機能領域はFabであり、前記第二タンパク質機能領域はVHHであり;または、前記第一タンパク質機能領域はFabであり、前記第二タンパク質機能領域は免疫グロブリンであり;または、前記第一タンパク質機能領域は免疫グロブリンであり、前記第二タンパク質機能領域は重鎖可変領域である、請求項7に記載の二重特異性抗体。
  9. 前記第一タンパク質機能領域と前記第二タンパク質機能領域との間および/または前記scFvの重鎖可変領域と軽鎖可変領域との間は結合子によって連結され、前記結合子のアミノ酸配列はGSであり、または配列表における配列番号273-293のいずれに示す、請求項8に記載の二重特異性抗体。
  10. 前記二重特異性抗体はポリペプチド鎖1およびポリペプチド鎖2を含み、好ましくさらにポリペプチド鎖3を含み;
    好ましく:
    前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号244に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号251-265のいずれに示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号245に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号271に示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号249に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号272に示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号245に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号270に示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号245に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号269に示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号245に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号268に示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号245に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号369-382のいずれに示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号267に示し、前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号266に示し、且つ前記ポリペプチド鎖3のアミノ酸配列は配列番号246に示し;または前記ポリペプチド鎖1のアミノ酸配列は配列番号250に示し、且つ前記ポリペプチド鎖2のアミノ酸配列は配列番号249に示し、且つ前記ポリペプチド鎖3のアミノ酸配列は配列番号246に示す、請求項8または9に記載の二重特異性抗体。
  11. 請求項1-6のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質または請求項7-10のいずれか一項に記載の二重特異性抗体をコードする、単離の核酸。
  12. 請求項11に記載の単離の核酸を含む、発現ベクター。
  13. 請求項12に記載の発現ベクターを含み;好ましく、原核細胞または真核細胞である、宿主細胞。
  14. 請求項13に記載の宿主細胞を培養し、培養物から4-1BB結合タンパク質を獲得することを含む、4-1BB結合タンパク質の作製方法。
  15. 請求項1-6のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質または請求項7-10のいずれか一項に記載の二重特異性抗体を含む、キメラ抗原受容体。
  16. 細胞毒性剤、及び請求項1-6のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質または請求項7-10のいずれか一項に記載の二重特異性抗体を含み;好ましく、前記細胞毒性剤はMMAFまたはMMAEを含む、抗体薬物複合物。
  17. 請求項1-6のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質、請求項7-10のいずれか一項に記載の二重特異性抗体および/または請求項16に記載の抗体薬物複合物を含む、薬物組成物。
  18. 請求項1-6のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質、請求項7-10のいずれか一項に記載の二重特異性抗体および請求項17に記載の薬物組成物の、癌を治療および/または予防する薬物の作製における用途であって、
    前記癌は好ましくHER2、PD-L1及び4-1BBにおける一種または複数種に関連の癌、例えば乳癌、メラノーマ、肺癌、胃癌、肝臓癌、食道癌、子宮頸癌、頭頸部腫瘍または結腸直腸癌である、用途。
  19. 請求項1-6のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質、請求項7-10のいずれか一項に記載の二重特異性抗体、請求項15前記キメラ抗原受容体、請求項16に記載の抗体薬物複合物および/または請求項17に記載の薬物組成物を含み;
    好ましく、さらに(i)抗体またはその抗原結合フラグメントまたは抗体薬物複合物または薬物組成物を投与するデバイス;および/または(ii)使用説明を含む、試薬キット。
  20. 薬カセットAおよび薬カセットBを含み、その中で:
    前記薬カセットAは請求項1-6のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質、請求項7-10のいずれか一項に記載の二重特異性抗体、請求項15に記載のキメラ抗原受容体、請求項16に記載の抗体薬物複合物および/または請求項17に記載の薬物組成物を含み;
    前記薬カセットBは他の抗腫瘍抗体または前記他の抗腫瘍抗体を含む薬物組成物、および/またはホルモン製剤、標的小分子製剤、プロテアーゼ体阻害剤、イメージング剤、診断剤、化学療法剤、溶腫薬物、細胞毒性剤、サイトカイン、共刺激分子の活性化剤、抑制性分子の阻害剤及びワクチンからなる群における一種または複数種を含む、薬キット。
  21. 4-1BBに媒介される疾患または障害を診断、治療および/または予防する方法であって、
    前記方法は必要な患者に治療有効量の請求項1-6のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質、請求項7-10のいずれか一項に記載の二重特異性抗体、請求項15に記載のキメラ抗原受容体、請求項16に記載の抗体薬物複合物または請求項17に記載の薬物組成物を投与し、または請求項20に記載の薬キットを用いて必要な患者を治療する、方法。
  22. 前記疾患または障害は腫瘍であり、好ましく4-1BB陽性腫瘍であり、より好ましく胃癌、食道癌、肺癌、卵巣癌、黒色腫、腎癌、乳癌、結腸直腸癌、肝臓癌、膵臓癌、膀胱癌、頭頸癌、気管支癌、神経膠腫および/または白血病である、請求項21に記載の方法。
  23. 4-1BBを免疫検出または測定する方法であって、
    請求項1-6のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質、請求項7-10のいずれか一項に記載の二重特異性抗体、請求項15に記載のキメラ抗原受容体、請求項16に記載の抗体薬物複合物または請求項17に記載の薬物組成物を使用することを含み;好ましく、前記検出は診断および/または治療目的のものではない、方法。
  24. それぞれ必要な患者に請求項1-6のいずれか一項に記載の4-1BB結合タンパク質、請求項7-10のいずれか一項に記載の二重特異性抗体、請求項15に記載のキメラ抗原受容体、請求項16に記載の抗体薬物複合物または請求項17に記載の薬物組成物、および第二治療剤を投与し;前記第二治療剤は、好ましく他の抗腫瘍抗体または前記他の抗腫瘍抗体を含む薬物組成物、および/またはホルモン製剤、標的小分子製剤、プロテアーゼ体阻害剤、イメージング剤、診断剤、化学療法剤、溶腫薬物、細胞毒性剤、サイトカイン、共刺激分子の活性化剤、抑制性分子の阻害剤及びワクチンからなる群における一種または複数種を含む、併用療法。
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