JP2024522670A - 呼吸器合胞体ウイルスに対する抗体及びその使用 - Google Patents
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Abstract
本開示は、呼吸器合胞体ウイルスFタンパク質に結合する抗体又はその抗原結合断片を提供する。本開示はさらに、RSV感染の治療及び/又は予防のための薬剤を製造するための上記抗体又はその抗原結合断片の使用を提供する。【選択図】図1
Description
関連出願の相互参照
本願は、2021年6月11日に中国特許庁に出願された第202110653393.6号中国特許出願の優先権を主張する。その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本願は、2021年6月11日に中国特許庁に出願された第202110653393.6号中国特許出願の優先権を主張する。その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
技術分野
本開示は呼吸器合胞体ウイルスFタンパク質に結合する抗体又はその抗原結合断片に関する。本開示はさらに、RSV感染の治療及び/又は予防における上記抗体又はその抗原結合断片の使用に関する。
本開示は呼吸器合胞体ウイルスFタンパク質に結合する抗体又はその抗原結合断片に関する。本開示はさらに、RSV感染の治療及び/又は予防における上記抗体又はその抗原結合断片の使用に関する。
呼吸器合胞体ウイルス(RSV)は急性下気道感染症を引き起こし、世界中の子供の病気や死亡につながる主な病原体である。RSV関連疾患で入院する確率は、インフルエンザやパラインフルエンザウイルス関連疾患の場合の3倍となり、高い入院率は5歳未満の乳幼児では多く見られ、最も罹患率が高いのは3歳の乳幼児である。全世界の生後1か月から1歳までの乳幼児死亡の6.7%がRSVによるものである。RSVは、未就学児、特に乳幼児にとって呼吸器感染症の最も主要な病原体であり、免疫力の低い成人や高齢者も感染しやすい。RSVは世界中で人間の健康に深刻な脅威をもたらしているが、RSV感染を予防及び治療するための手段はほとんどなく、ワクチンの開発も、ホルマリン不活化ワクチンによる症状の悪化があったため、順調に進んでいない。母親体内の抗体は、妊娠最後の数週間に胎盤を通じて赤ちゃんに渡され、防御免疫を提供できるが、この防御は毎月約2倍減衰し、持続性がない。現在、ワクチンや特に有効な治療法はなく、唯一の予防策は1998年に承認されたパリビズマブ(Palivizumab)である。パリビズマブは、乳幼児の入院率や死亡率をある程度減らすことはできるが、免疫活性が弱く、使用頻度が高い。先天性の呼吸器系や循環器系に障害のある未熟児は、全流行期を通じて5回の接種を受ける必要があり、費用が高額で不便であるため、すべての乳児に接種するのは不適当であり、ハイリスク児の予防も限られている。一方、モノクローナル抗体D25の改良版であるアストラゼネカ社製MEDI8897は、強力な中和活性を持ち、1~2回の免疫接種のみで済み、現在第III相臨床試験中である。したがって、RSV感染を予防・治療するための、次世代の有効性の高いモノクローナル抗体薬が切望されている。
これまで、中和抗体はウイルス性疾患の効果的な治療法であることが証明されている。現在市販されているウイルス感染症の治療・予防薬としては、小児の呼吸器合胞体ウイルス(RSV)感染を予防するためのパリビズマブ(Synagis)、HIV感染を治療するためのイバリズマブ(Trogarzo)、狂犬病ウイルス暴露後予防のためのラビシールドなどがある。さらに、様々なウイルスを標的とする臨床研究中のモノクローナル抗体も多くある(https://clinicaltrials.gov/)。抗体は主に、中和活性を持つ抗体がウイルスのエンベロープタンパク質に結合し、ウイルスの細胞受容体への結合をブロックすることで、ウイルス感染を阻害するという方法と、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)及び補体依存性細胞傷害(CDC)を媒介し、マクロファージや補体などの免疫細胞及び免疫分子を動員して、遊離ウイルス及び感染細胞を破壊するという方法とによって機能する。
呼吸器合胞体ウイルスは、パラミクソウイルス科に属し、A型とB型の2つの型を持つ一本鎖マイナスセンスRNAウイルスであり、これらの型はどちらも流行する。RSV表面の吸着タンパク質(G)及び融合タンパク質(F)は、中和抗体応答を誘導できる主な抗原である。Gタンパク質はウイルスの細胞膜表面への接着を担うタンパク質であるが、抗原の多様性があり、広域スペクトルの防御薬の作製が困難である。Fタンパク質は、ウイルスと細胞の融合を担うタンパク質であり、中和抗体の標的となるより多くのエピトープを提示することから、現在開発されているほとんどのワクチン及び免疫療法薬の主な標的となり、臨床でパリビズマブによりRSV疾患を予防するための標的でもある。Fタンパク質は、融合前(pre-fusion)と融合後(post-fusion)の2つのコンフォメーションを有する。融合前のFタンパク質は不安定であり、融合後のFタンパク質に変わるコンフォメーション変化が発生し得る。現在、強力な中和エピトープのほとんどは融合前コンフォメーションのFタンパク質に集中していることが分かっており、例えば、モノクローナル抗体D25及びその改良型モノクローナル抗体MEDI8897はいずれも、融合前Fのエピトープφに結合する。2013年、Peter Kwongチームは、一連の変異(S190F、V207、S155C及びS290C)を導入することにより、安定な融合前のRSV Fタンパク質DS-Cav1を取得した。DS-Cav1でマウスを免疫すると、より高い中和抗体の産生が活性化される。
一側面において、本開示は、重鎖可変領域を含む、呼吸器合胞体ウイルスFタンパク質に結合する抗体又はその抗原結合断片を提供する。前記重鎖可変領域のHCDR1、HCDR2及びHCDR3は下記の組み合わせから選択されるいずれか1つである。
(1)アミノ酸配列がGFTFSSYA(配列番号18)であるHCDR1と、
アミノ酸配列がISYDGSNT(配列番号19)であるHCDR2と、
アミノ酸配列がARDYCSRGTCYHDY(配列番号20)であるHCDR3;
(2)アミノ酸配列がGYTFTTYD(配列番号24)であるHCDR1と、
アミノ酸配列がLNPDNGNT(配列番号25)であるHCDR2と、
アミノ酸配列がTRAPWWWYFDY(配列番号26)であるHCDR3;及び
(3)アミノ酸配列がGFSFTNYG(配列番号30)であるHCDR1と、
アミノ酸配列がISYDDGSDK(配列番号31)であるHCDR2と、
アミノ酸配列がVRDPTGDY(配列番号32)であるHCDR3。
(1)アミノ酸配列がGFTFSSYA(配列番号18)であるHCDR1と、
アミノ酸配列がISYDGSNT(配列番号19)であるHCDR2と、
アミノ酸配列がARDYCSRGTCYHDY(配列番号20)であるHCDR3;
(2)アミノ酸配列がGYTFTTYD(配列番号24)であるHCDR1と、
アミノ酸配列がLNPDNGNT(配列番号25)であるHCDR2と、
アミノ酸配列がTRAPWWWYFDY(配列番号26)であるHCDR3;及び
(3)アミノ酸配列がGFSFTNYG(配列番号30)であるHCDR1と、
アミノ酸配列がISYDDGSDK(配列番号31)であるHCDR2と、
アミノ酸配列がVRDPTGDY(配列番号32)であるHCDR3。
いくつかの実施形態において、上記の抗体又はその抗原結合断片は、軽鎖可変領域をさらに含み、前記重鎖可変領域のHCDR1、HCDR2及びHCDR3と前記軽鎖可変領域のLCDR1、LCDR2及びLCDR3は下記の組み合わせから選択されるいずれか1つである。
(1)アミノ酸配列がQDIRND(配列番号15)であるLCDR1と、
アミノ酸配列がAAS(配列番号16)であるLCDR2と、
アミノ酸配列がLQDYNYPQTFG(配列番号17)であるLCDR3と、
アミノ酸配列がGFTFSSYA(配列番号18)であるHCDR1と、
アミノ酸配列がISYDGSNT(配列番号19)であるHCDR2と、
アミノ酸配列がARDYCSRGTCYHDY(配列番号20)であるHCDR3;
(2)アミノ酸配列がSGSIASNY(配列番号21)であるLCDR1と、
アミノ酸配列がEDN(配列番号22)であるLCDR2と、
アミノ酸配列がQSYDTSNAVFG(配列番号23)であるLCDR3と、
アミノ酸配列がGYTFTTYD(配列番号24)であるHCDR1と、
アミノ酸配列がLNPDNGNT(配列番号25)であるHCDR2と、
アミノ酸配列がTRAPWWWYFDY(配列番号26)であるHCDR3;及び
(3)アミノ酸配列がSLNIGSNY(配列番号27)であるLCDR1と、
アミノ酸配列がKNN(配列番号28)であるLCDR2と、
アミノ酸配列がAAWDDSLSGVVFG(配列番号29)であるLCDR3と、
アミノ酸配列がGFSFTNYG(配列番号30)であるHCDR1と、
アミノ酸配列がISYDDGSDK(配列番号31)であるHCDR2と、
アミノ酸配列がVRDPTGDY(配列番号32)であるHCDR3。
(1)アミノ酸配列がQDIRND(配列番号15)であるLCDR1と、
アミノ酸配列がAAS(配列番号16)であるLCDR2と、
アミノ酸配列がLQDYNYPQTFG(配列番号17)であるLCDR3と、
アミノ酸配列がGFTFSSYA(配列番号18)であるHCDR1と、
アミノ酸配列がISYDGSNT(配列番号19)であるHCDR2と、
アミノ酸配列がARDYCSRGTCYHDY(配列番号20)であるHCDR3;
(2)アミノ酸配列がSGSIASNY(配列番号21)であるLCDR1と、
アミノ酸配列がEDN(配列番号22)であるLCDR2と、
アミノ酸配列がQSYDTSNAVFG(配列番号23)であるLCDR3と、
アミノ酸配列がGYTFTTYD(配列番号24)であるHCDR1と、
アミノ酸配列がLNPDNGNT(配列番号25)であるHCDR2と、
アミノ酸配列がTRAPWWWYFDY(配列番号26)であるHCDR3;及び
(3)アミノ酸配列がSLNIGSNY(配列番号27)であるLCDR1と、
アミノ酸配列がKNN(配列番号28)であるLCDR2と、
アミノ酸配列がAAWDDSLSGVVFG(配列番号29)であるLCDR3と、
アミノ酸配列がGFSFTNYG(配列番号30)であるHCDR1と、
アミノ酸配列がISYDDGSDK(配列番号31)であるHCDR2と、
アミノ酸配列がVRDPTGDY(配列番号32)であるHCDR3。
いくつかの実施形態において、上記いずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片における前記重鎖可変領域は、配列番号4、6若しくは8で表される配列、又は、配列番号4、6若しくは8で表される配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態において、上記いずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片における前記重鎖可変領域は、配列番号4で表される配列、又は、配列番号4と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記軽鎖可変領域は、配列番号5で表される配列、又は、配列番号5と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、或いは、
前記重鎖可変領域は、配列番号6で表される配列、又は、配列番号6と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記軽鎖可変領域は、配列番号7で表される配列、又は、配列番号7と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、或いは、
前記重鎖可変領域は、配列番号8で表される配列、又は、配列番号8と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記軽鎖可変領域は、配列番号9で表される配列、又は、配列番号9と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む。
前記重鎖可変領域は、配列番号6で表される配列、又は、配列番号6と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記軽鎖可変領域は、配列番号7で表される配列、又は、配列番号7と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、或いは、
前記重鎖可変領域は、配列番号8で表される配列、又は、配列番号8と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記軽鎖可変領域は、配列番号9で表される配列、又は、配列番号9と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態において、上記いずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片における前記重鎖定常領域は、配列番号10で表される配列、又は、配列番号10と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記抗体の軽鎖定常領域は、配列番号11若しくは12で表される配列、又は、配列番号11若しくは12と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態において、上記いずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片における前記抗体はマウス抗体、キメラ抗体、ヒト由来の抗体又は完全ヒト抗体であり、好ましくは、前記抗体はヒト由来の抗体である。
いくつかの実施形態において、上記いずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片における前記Fタンパク質は融合前コンフォメーションである。
いくつかの実施形態において、前記呼吸器合胞体ウイルスは、A型又はB型の呼吸器合胞体ウイルスである。
別の側面において、本開示は、上記いずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸分子を提供する。具体的には、前記核酸分子は、上記いずれか1項に記載の抗体の軽鎖、重鎖、軽鎖可変領域又は重鎖可変領域をコードする。別の側面において、本開示は上記核酸分子を含む発現ベクターを提供する。
別の側面において、本開示は、上記抗体又はその抗原結合断片を含むか、又は発現させる宿主細胞、或いは、上記核酸分子又は発現ベクターを含む宿主細胞を提供する。
別の側面において、本開示は、上記いずれか1項に記載の上記抗体又はその抗原結合断片と、1つ以上の薬学的に許容される担体、希釈剤、緩衝剤又は賦形剤とを含む医薬組成物を提供する。
別の側面において、本開示は、呼吸器合胞体ウイルスに関連する疾患又は症状の治療及び/又は予防のための薬剤を製造するための、上記いずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片の使用を提供する。別の側面において、本開示は、治療有効量の上記いずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片又は上記医薬組成物を被験者に投与することを含む、被験者において呼吸器合胞体ウイルスに関連する疾患又は症状の治療及び/又は予防を行う方法を提供する。
さらに、本開示の上記いずれか1項に記載の呼吸器合胞体ウイルスに関連する疾患又は症状は、上気道感染症又は下気道感染症に関連する疾患又は症状である。より好ましくは、前記疾患又は症状は、気管炎、気管支炎及び肺感染症から選択される。最も好ましくは、前記疾患又は症状は気管支炎又は肺炎である。
別の側面において、本開示は、試料を上記抗体又はその抗原結合断片と接触させ、抗原抗体複合体の形成の有無又は形成された抗原抗体複合体の量を検出することを含む、試料中の呼吸器合胞体ウイルスの存在又は含有量を検出するための方法を提供する。
別の側面において、本開示は、上記いずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片を含む呼吸器合胞体ウイルス検出キットを提供する。
別段の断りがない限り、本開示で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、当業者によって一般的に理解される意味を有する。
「抗体」とは、形質細胞(エフェクターB細胞)によって分泌され、外来物質(ポリペプチド、ウイルス、細菌など)を中和するために身体の免疫系によって使用される免疫グロブリンを指す。これに対応して、上記外来物質は、抗原と呼ばれる。「抗体」という用語は最も広い意味で使用され、所望の抗原結合活性を示すものであれば、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、単一特異性抗体、多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)、全長抗体及び抗体断片(又は抗原結合断片、又は抗原結合部分)を含むがこれらに限定されない様々な抗体構造を包含する。典型的又は通常の抗体分子の基本構造は、2つの同一の重鎖及び2つの同一の軽鎖からなる四量体である。アミノ酸配列の保存性の違いによって、重鎖及び軽鎖は、アミノ末端にある可変領域(V)と、カルボキシ末端にある定常領域(C)とに分けられる。1本の重鎖及び1本の軽鎖の可変領域の相互作用により、抗原結合部位(Fv)が形成される。可変領域において、特定の領域は可変領域内の他の領域(フレームワーク領域、FR)よりもアミノ酸残基の組成及び順序が変化しやすく、超可変領域(HVR)と呼ばれる。超可変領域は実際には、抗体の抗原へ結合に重要な部位である。これらの超可変領域配列は抗原決定基と相補的であるため、相補性決定領域(complementarity-determining region、CDR)とも呼ばれる。重鎖及び軽鎖はいずれも、それぞれHCDR1、HCDR2、HCDR3と、LCDR1、LCDR2、LCDR3と呼ばれる3つの相補性決定領域を有する。各VH及びVLは、アミノ末端からカルボキシ末端に向かってFR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4の順で配置される3つのCDR及び4つのFR領域から構成される。
抗体相補性決定領域の配列が既知である場合、当業者は、DNA組換え技術などを用いて、抗体分子の配列の一部(例えば、定常領域又はフレームワーク領域)を他の種の配列と容易に置換し、キメラ抗体を形成することができる。キメラ抗体は、元の抗体の結合特異性を実質的に保持することができる。例えば、異なる種で使用した場合の抗体の免疫原性を弱めるために、又は、ADCC関連活性などの定常領域の特定の機能を利用するために、元の抗体がマウス抗体の場合には、その定常領域をヒト抗体の定常領域に置換することができ、逆に、元の抗体がヒト抗体の場合には、その定常領域をマウス抗体の定常領域に置換することができる。抗体の免疫原性をさらに低下させるために、又は他の目的のために、元の抗体の結合特異性を実質的に保持しながら、抗体分子内のCDR配列以外の配列をすべて、別の抗体分子(同じ又は異なる種に由来するもの)の対応する配列(場合によっては、1つ以上のアミノ酸変異を含んでもよい。)で置き換えることができる。一例において、当業者は、マウス抗体をヒト化するためにCDR移植を使用することが多い。
また、当業者には理解されるように、本開示による具体的な抗体配列を基に、いくつかのアミノ酸の置換、欠失、挿入を行い、得られた生成物の抗原(Fタンパク質)結合能力又は生物学的活性の検証又はスクリーニングを行うことにより、本発明による抗Fタンパク質抗体分子の変異体を取得することができる。これらの変異体も本発明の範囲に含まれる。
したがって、いくつかの実施形態において、本開示による抗体分子の重鎖可変領域は、配列番号4で表される配列、又は、配列番号4と少なくとも85%(例えば、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記軽鎖可変領域は、配列番号5で表される配列、又は、配列番号5と少なくとも85%(例えば、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む。
したがって、いくつかの実施形態において、本開示による抗体分子の重鎖可変領域は、配列番号4で表される配列、又は、配列番号4と少なくとも85%(例えば、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記軽鎖可変領域は、配列番号5で表される配列、又は、配列番号5と少なくとも85%(例えば、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態において、本開示による抗体分子の重鎖可変領域は、配列番号6で表される配列、又は、配列番号6と少なくとも85%(例えば、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記軽鎖可変領域は、配列番号7で表される配列、又は、配列番号7と少なくとも85%(例えば、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態において、本開示による抗体分子の重鎖可変領域は、配列番号8で表される配列、又は、配列番号8と少なくとも85%(例えば、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記軽鎖可変領域は、配列番号9で表される配列、又は、配列番号9と少なくとも85%(例えば、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%)の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む。
抗体の「抗原結合断片」とは、元の抗体の配列の一部(特にCDR配列)を含むとともに、元の抗体の結合特異性も有するポリペプチドを指す。当該抗原結合断片は通常、元の抗体の軽鎖可変領域及び重鎖可変領域を含むことで、抗原結合能力を有する。抗原結合断片の形態としては、例えば、Fab、F(ab’)2、一本鎖抗体(scFv)、単一ドメイン抗体(sdAb)などの様々な形態がある。scFvは、抗体の重鎖可変領域及び軽鎖可変領域がペプチド鎖となるように短いペプチドによって結合されることで形成される。正しいフォールディングにより、重鎖及び軽鎖からの可変領域が非共有結合相互作用を通じてFvセグメントを形成するため、scFvは抗原に対する親和性活性を好適に保持することができる。sdAbは最初にラクダ科動物から発見された、軽鎖を天然に欠いていても抗原結合能力を有するものである。sdAbは、通常の抗体分子に比べて、安定性(pH、熱、プロテアーゼに対する耐性)に優れるなどの利点があり、通常の抗体分子ではアクセスが難しい抗原分子上の抗原エピトープなどを標的として結合することができる。
抗体が「抗原に特異的に結合する」又は抗体の「抗原結合特異性」とは、他の抗原と比較して、より高い又は比較的高い結合親和性で標的抗原に結合する抗体の能力を指す。標的抗原に対する抗体の結合能力は、例えば、標的抗原に結合する抗体のKD値の測定、他の抗体と競合する標的抗原に結合する能力の測定などの様々な方法により定性的又は定量的に同定することができる。ここで、Kdは平衡解離定数であり、抗体とその抗原との結合親和性の強さを評価するために使用できる。KD値が小さいほど、親和性が強いと考えられる。抗体が標的抗原に特異的に結合することは、それが他の抗原に結合できないことを意味するわけではない。例えば、免疫交差反応性も当分野で知られている。
本開示において使用される場合、「抗体」は、完全な抗体又はその抗原結合断片を包含し、ヒト抗体、マウス抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体などであり得る。抗体は、例えば、IgG、IgE、IgM、IgD、IgA又はIgYなどの任意のタイプ、或いは、例えば、IgG1、lgG2、IgG3、lgG4、IgA1又はlgA2などの任意のサブタイプであり得る。
抗体を調製する方法は、当分野で知られており、動物を抗原で免疫した後に特定の抗体を発現する細胞を単離する方法(例えば、ハイブリドーマ技術による抗体調製)、ファージ抗体ライブラリを利用する抗体スクリーニング技術、遺伝子工学技術によって細胞を形質転換し、抗体分子を発現させる方法などが挙げられる。一例において、本開示の実施例は、抗体の重鎖及び軽鎖をコードする組換え発現ベクターを293T細胞に導入することによって抗体分子を調製する方法を提供する。
用語「キメラ」抗体とは、抗体の重鎖及び/又は軽鎖の一部が特定の供給源又は種に由来し、重鎖及び/又は軽鎖の残りの部分が別の供給源又は種に由来する抗体を指す。
用語「ヒト化」抗体とは、非ヒト抗体の反応性を保持していながら、ヒトにおける低い免疫原性を有する抗体を意味する。例えば、非ヒトCDR領域を保持するとともに、抗体の残りの部分をヒト対応物(すなわち、定常領域及び可変領域のフレームワーク部分)で置き換えることによって達成できる。
用語「ヒト抗体」、「ヒト由来の抗体」、「フルヒト抗体」、「完全ヒト抗体」は、交換可能に使用され、可変領域及び定常領域がヒト配列である抗体を意味する。この用語には、ヒト遺伝子に由来するが、例えば、潜在的免疫原性の低減、親和性の増加、望ましくないフォールディングを引き起こし得るシステイン又はグリコシル化部位の除去などのために改変されている配列を有する抗体も包含される。この用語には、ヒト細胞に典型的でないグリコシル化を与え得る非ヒト細胞で組換えにより産生された抗体も包含される。この用語には、ヒト免疫グロブリン重鎖及び軽鎖遺伝子座の一部又はすべてを含むトランスジェニックマウスで産生された抗体も包含される。ヒト抗体は、非ヒト抗原結合残基を含むヒト化抗体を明確に除外する意味である。
用語「モノクローナル抗体」とは、実質的に均質な抗体の集団を意味する。すなわち、少量で存在し得る天然の突然変異を除いて、集団に含まれる抗体分子のアミノ酸配列が同一である。一方、ポリクローナル抗体調製物は、通常、可変ドメインに異なるアミノ酸配列を有する複数の異なる抗体を含み、通常、異なるエピトープに特異的である。「モノクローナル」とは、実質的に均質な抗体集団から得られる抗体の特性を表すものであって、抗体がいずれの特定の方法により製造されることを求めるものとして解釈されるべきではない。いくつかの実施形態において、本開示による抗体はモノクローナル抗体である。
用語「抗原」とは、抗原結合タンパク質(例えば、抗体を含む)などの選択的結合剤によって結合され得、さらに、動物において使用されて該抗原に結合可能な抗体を生成することができる分子又はその部分を意味する。抗原は、異なる抗原結合タンパク質(例えば、抗体)と相互作用できる1つ又は複数のエピトープを有し得る。
抗体分子に対して、例えば、PEG化、グリコシル化、抗体分子コンジュゲート(例えば、ADC)の形成、精製用タグの付加、又は他のタンパク質との融合(例えば、二重特異性抗体の形成)などの様々な修飾を施すことができることは当分野で知られている。本開示による抗体分子に修飾を施すことによって得られるこれらの抗体誘導体も本発明の範囲に含まれる。
アミノ酸配列に関して、用語「配列同一性(Sequence identity)」(「配列相同性」とも呼ばれる。)とは、2つのアミノ酸配列(例えば、クエリ配列と参照配列)間の同一性の程度を表す量であり、一般にパーセンテージとして表される。通常、2つのアミノ酸配列間の同一性パーセントを計算する前に、配列をアラインメント(alignment)し、(存在する場合)ギャップ(gap)を導入する。特定のアラインメント位置で2つの配列におけるアミノ酸残基が同じである場合、2つの配列はその位置で同一であるか又は一致すると考えられるが、2つの配列におけるアミノ酸残基が異なる場合、その位置で非同一であるか又は一致しないと考えられる。いくつかのアルゴリズムでは、一致する位置の数をアライメントウィンドウ内の位置の総数で割って、配列の同一性を取得する。他のアルゴリズムでは、ギャップの数及び/又はギャップの長さも考慮される。本発明の目的のために、公知のアラインメントソフトウェアBLAST(ウェブページncbi.nlm.nih.govで入手可能)を用いて、デフォルト設定により最適な配列アライメントを取得し、2つのアミノ酸配列間の配列同一性を算出することができる。
「発現ベクター」は、「組換え発現ベクター」とも呼ばれ、宿主細胞内で目的のタンパク質(例えば、抗体分子の軽鎖及び/又は重鎖)を発現させるための様々な発現要素を含む核酸分子を指す。真核細胞(哺乳動物細胞、昆虫細胞、植物細胞など)で目的のタンパク質を発現させるための発現ベクターの場合、これらの発現要素としては一般に、プロモーター、エンハンサー、ポリアデニル化シグナル配列などがある。大腸菌での増幅の便宜上、発現ベクターに大腸菌レプリコン配列も含まれることがよくある。発現ベクターはさらに、スクリーニングのための抗生物質耐性遺伝子又は選択マーカー遺伝子(例えば、アンピシリン耐性遺伝子(AmpR)、チミジンキナーゼ遺伝子(TK)など)及び目的タンパク質コード配列を挿入するためのマルチクローニングサイト(MCS)を含んでもよい。発現ベクターは、プラスミドベクター又はウイルスベクターであり得る。
本開示による発現ベクターは、様々な宿主細胞内で本開示による抗体分子又はその断片を発現させるのに適し、特に、哺乳動物細胞(例えば、マウス、ラット、ブタ、ヒツジ、サル、オランウータン、又はヒトの細胞)で発現させるのに適する。いくつかの実施形態において、前記哺乳動物細胞は、CHO細胞、HEK293細胞又はBHK細胞から選択される。
本開示は、RSV融合前コンフォメーションのFタンパク質DS-Cav1を餌として用いて、シングルセルシーケンシングにより、RSV感染から回復した小児の末梢血リンパ球(PBMCs)から、4つのヒトモノクローナル抗体を単離し、それぞれRV7、RV8、RV10及びRV11と名付けた。これらのうち、RSV Fタンパク質に結合できるものは3つあり、RV8及びRV10は、融合前Fタンパク質と融合後Fタンパク質の両方に結合するが、RV11は融合前Fタンパク質のみに結合する。これら3つのモノクローナル抗体は、RSVの診断及び抗原の定量的測定に使用できる。中でも、RV8及びRV11の2つは、RSV A型及びB型の両方に対する中和活性を有し、RSVの予防及び治療に使用できる。
本開示による抗体又はその抗原結合断片は、呼吸器合胞体ウイルスFタンパク質(融合前コンフォメーション及び/又は融合後コンフォメーション)に特異的に結合することができ、つまり、呼吸器合胞体ウイルスFタンパク質は当該抗体の標的抗原となる。当該抗体は、呼吸器合胞体ウイルスFタンパク質に結合すると、中和活性によってRSVの細胞感染力を阻害する。したがって、本開示による抗体又はその抗原結合断片は、RSV感染の予防又は治療に使用できる。別の側面において、本開示による抗体の抗原結合特異性により、当該抗体を、被験者からの試料(血液など)におけるRSVウイルスの有無を検出するために使用することができる。したがって、本開示は、本開示による抗体又はその抗原結合断片を含み得るRSV検出キットを提供する。
医薬組成物に関して使用される「薬学的に許容される担体」とは、安全に投与可能な固体又は液体の希釈剤、増量剤、抗酸化剤、安定剤などの物質を意味する。これらの物質は、過度の有害な副作用を伴わずにヒト及び/又は動物に投与するのに適し、その中に存在する薬物又は活性剤の活性を維持するのに適する。
「被験者」又は「対象」は、ヒト及び非ヒト動物を包含する。非ヒト動物には、例えば、非ヒト霊長類(例えば、カニクイザル)、ヒツジ、イヌ、ウシ、ニワトリ、両生類及び爬虫類などのすべての脊椎動物(例えば、哺乳類及び非哺乳類)が含まれる。特に明記しない限り、前記用語「患者」又は「被験者」は本開示において交換可能に使用される。いくつかの実施形態において、対象又は被験者はヒトである。
「投与する」又は「与える」とは、動物、ヒト、実験の被験者、細胞、組織、器官又は生体流体に適用される場合、外因性薬物、治療剤、診断剤又は組成物と動物、ヒト、被験者、細胞、組織、器官又は生体流体との接触を意味する。
RSV感染の治療又は予防に関して、「治療有効量」とは、臨床医が望む生物学的又は医学的反応を被験者に引き起こすのに十分な活性化合物(抗体など)の量を指し、また、所望の効果を十分に又は少なくとも部分的に達成できる薬物又は薬剤の投与量を意味することができる。本開示による抗体の投与時の「治療有効量」は、投与経路、被験者の体重、年齢、状態などの要因に基づいて当業者によって決定され得る。例えば、典型的な1日当たりの投与量は、活性成分として体重1kg当たり0.01mgから100mgの範囲であり得る。
本開示で使用される、単数形の「一」、「1つ」及び「当該」は、文脈上特に明記しない限り、複数の表現を含み、またその逆も同様である。
以下に、具体的な実施例により、本発明をさらに説明する。
(実施例1)RSVウイルスの融合前Fタンパク質(DS-Cav1)の発現と精製
C末端にトロンビン切断部位、6つのヒスチジン配列、1つのGS[グリシン-セリン]リンカーが付加されるRSV A2型の融合前Fタンパク質DS-Cav1をコードする配列を、Strep IIタグをコードする配列及び終止コドンとともに、哺乳類発現ベクターpCAGGSのEcoR I及びXhoI切断部位に挿入した(アミノ酸配列は配列番号1を参照)。ライゲーション産物をDH5α大腸菌コンピテントセルに形質転換した。その後、単一クローンを選択して4mLのLB培地に植菌し、6~8時間培養した後、300mLのLB培地に移し、12~16時間培養して、集菌し、エンドトキシンフリーのプラスミド抽出キット(TIANGEN)によりプラスミドを抽出して、pCAGGS-RSV-F(DS-Cav1)を得た。
C末端にトロンビン切断部位、6つのヒスチジン配列、1つのGS[グリシン-セリン]リンカーが付加されるRSV A2型の融合前Fタンパク質DS-Cav1をコードする配列を、Strep IIタグをコードする配列及び終止コドンとともに、哺乳類発現ベクターpCAGGSのEcoR I及びXhoI切断部位に挿入した(アミノ酸配列は配列番号1を参照)。ライゲーション産物をDH5α大腸菌コンピテントセルに形質転換した。その後、単一クローンを選択して4mLのLB培地に植菌し、6~8時間培養した後、300mLのLB培地に移し、12~16時間培養して、集菌し、エンドトキシンフリーのプラスミド抽出キット(TIANGEN)によりプラスミドを抽出して、pCAGGS-RSV-F(DS-Cav1)を得た。
抽出したプラスミドpCAGGS-RSV-F(DS-Cav1)を293T細胞にトランスフェクトし、Fタンパク質を発現させた。トランスフェクションの4~5日後、目的タンパク質を含む293T細胞培養上清を遠心分離及びろ過(0.22μM)により細胞破片を除去した後、HisTrap HP(GE healthcare)ニッケルキレートカラムに結合させ、さらに様々な濃度のイミダゾールでカラムから溶出させた。溶出したタンパク質をそれぞれ回収して、SDS-PAGEの結果により、目的タンパク質を含む試料を特定した。
目的タンパク質を含む溶出ピークを回収し、濃縮後、モレキュラーシーブクロマトグラフィーを行い、タンパク質のピーク位置及びSDS-PAGEの結果から、目的タンパク質のサイズ及び純度を判断した(モレキュラーシーブ及びSDS-PAGEの結果は図1を参照)。モレキュラーシーブの結果によれば、タンパク質のピーク位置が60~70mLにあり、これはFタンパク質三量体の理論的分子量150kDaに一致した。SDS-PAGEの結果によれば、還元(+DTT)及び非還元(-DTT)の条件下でFタンパク質が約50Kdaであったことから、Fタンパク質のサブユニットは非共有結合で結合して三量体を形成することが分かった。SDS-PAGEの番号Tの試料は、モレキュラーシーブの番号Tのコレクションチューブに対応する。
(実施例2)RSV F(DS-Cav1)タンパク質特異的メモリーB細胞の単離
RSVウイルス感染から回復して退院した人のインフォームドコンセントを得て、3~10mLの血液を採取し、PBMCsを単離した。単離されたPBMCs(10 7/mL)を400nMのタンパク質DS-Cav1(実施例1で調製したもの)とともに氷上で30分間インキュベートして結合させた後、PBSで2回洗浄し、さらに下記抗体(いずれもBDから購入)と混合した。anti-human CD3/PE-Cy5、anti-human CD16/PE-Cy5、anti-human CD235a/PE-Cy5、anti-human CD19/APC-Cy7、anti-human CD27/Pacific Blue、anti-human CD38/APC、anti-human IgG/FITC、及びanti-His/PE。氷上で30分間インキュベートした後、PBSで2回洗浄した。その後、FACSAria IIIによりPBMCsの選別を行い、PE-Cy5-APC-APC-Cy7+Pacific Blue+FITC+PE+細胞(つまり、メモリーB細胞)を直接96ウェルプレートに1細胞/ウェルで回収した。
RSVウイルス感染から回復して退院した人のインフォームドコンセントを得て、3~10mLの血液を採取し、PBMCsを単離した。単離されたPBMCs(10 7/mL)を400nMのタンパク質DS-Cav1(実施例1で調製したもの)とともに氷上で30分間インキュベートして結合させた後、PBSで2回洗浄し、さらに下記抗体(いずれもBDから購入)と混合した。anti-human CD3/PE-Cy5、anti-human CD16/PE-Cy5、anti-human CD235a/PE-Cy5、anti-human CD19/APC-Cy7、anti-human CD27/Pacific Blue、anti-human CD38/APC、anti-human IgG/FITC、及びanti-His/PE。氷上で30分間インキュベートした後、PBSで2回洗浄した。その後、FACSAria IIIによりPBMCsの選別を行い、PE-Cy5-APC-APC-Cy7+Pacific Blue+FITC+PE+細胞(つまり、メモリーB細胞)を直接96ウェルプレートに1細胞/ウェルで回収した。
(実施例3)単一B細胞PCR及びヒト由来のモノクローナル抗体IgG1のクローニング
実施例2で得られた細胞をSuperscript III reverse transcriptase(Invitrogen)を用いて、55℃、60分の反応条件で逆転写した。この逆転写産物を鋳型として、HotStar Tap Plus酵素(QIAgen)を用いてPCRを行い、抗体可変領域配列(PCRa)を増幅した(反応条件は、95℃で5分、95℃で30秒、55℃(重鎖/κ鎖)/50℃(λ鎖)で30秒、72℃で90秒、35サイクル、72℃で7分とした)。これを鋳型としてさらに1回のPCR(PCRb)を行った(条件は、95℃で5分、95℃で30秒、58℃(重鎖)/60℃(κ鎖)/64℃(λ鎖)で30秒、72℃で90秒、35サイクル、72℃で7分とした)。1.2%のアガロースゲル電気泳動を行ってPCR産物を分離し、400~500bpのバンドを切り取って回収した後、配列決定会社に送って配列決定が行われた。IGBLASTサイトで配列決定結果の配列解析を行った。解析結果は以下のとおりである。
実施例2で得られた細胞をSuperscript III reverse transcriptase(Invitrogen)を用いて、55℃、60分の反応条件で逆転写した。この逆転写産物を鋳型として、HotStar Tap Plus酵素(QIAgen)を用いてPCRを行い、抗体可変領域配列(PCRa)を増幅した(反応条件は、95℃で5分、95℃で30秒、55℃(重鎖/κ鎖)/50℃(λ鎖)で30秒、72℃で90秒、35サイクル、72℃で7分とした)。これを鋳型としてさらに1回のPCR(PCRb)を行った(条件は、95℃で5分、95℃で30秒、58℃(重鎖)/60℃(κ鎖)/64℃(λ鎖)で30秒、72℃で90秒、35サイクル、72℃で7分とした)。1.2%のアガロースゲル電気泳動を行ってPCR産物を分離し、400~500bpのバンドを切り取って回収した後、配列決定会社に送って配列決定が行われた。IGBLASTサイトで配列決定結果の配列解析を行った。解析結果は以下のとおりである。
計4つのペア抗体RV7、RV8、RV10及びRV11を得た。配列決定結果によれば、RV7は、重鎖可変領域のアミノ酸配列が配列番号2であり、軽鎖可変領域のアミノ酸配列が配列番号3であった。RV8は、重鎖可変領域のアミノ酸配列が配列番号4であり、軽鎖可変領域のアミノ酸配列が配列番号5であった。RV10は、重鎖可変領域のアミノ酸配列が配列番号6であり、軽鎖可変領域のアミノ酸配列が配列番号7であった。RV11は、重鎖可変領域のアミノ酸配列が配列番号8であり、軽鎖可変領域のアミノ酸配列が配列番号9であった。4つの抗体の軽鎖配列決定結果をそれぞれ生殖系列遺伝子と比較した結果、RV7はCLκを使用し、RV8はCLκを使用し、RV10はCLλを使用し、RV11はCLλを使用することが分かった。
後の評価に用いるヒト由来の抗体を取得するために、以下の方策で完全な抗IgG1を設計して構築した。
重鎖:CMV promoter-Hind III-シグナルペプチド(SP)-重鎖可変領域(VH)-重鎖定常領域(CH)-Not I。
軽鎖κ:CMV promoter-Hind III-シグナルペプチド(SP)-軽鎖可変領域(VK)-軽鎖定常領域(CLκ)-Not I。
軽鎖λ:CMV promoter-Hind III-シグナルペプチド(SP)-軽鎖可変領域(VL)-軽鎖定常領域(CLλ)-Not I。
後の評価に用いるヒト由来の抗体を取得するために、以下の方策で完全な抗IgG1を設計して構築した。
重鎖:CMV promoter-Hind III-シグナルペプチド(SP)-重鎖可変領域(VH)-重鎖定常領域(CH)-Not I。
軽鎖κ:CMV promoter-Hind III-シグナルペプチド(SP)-軽鎖可変領域(VK)-軽鎖定常領域(CLκ)-Not I。
軽鎖λ:CMV promoter-Hind III-シグナルペプチド(SP)-軽鎖可変領域(VL)-軽鎖定常領域(CLλ)-Not I。
正しい可変領域配列を、対応する重鎖CH及び軽鎖CLκ(又は軽鎖CLλ)の定常領域にブリッジPCRによりライゲーションし、発現ベクターKT351861にクローニングして、特定の抗体の軽鎖、重鎖をコードする遺伝子を含む組換えプラスミドを取得した。ここで、切断部位Hind III及びNot Iにより軽鎖・重鎖可変領域を、定常領域を含むベクターに挿入した。重鎖定常領域CHのアミノ酸配列は配列番号10、軽鎖定常領域CLκのアミノ酸配列は配列番号11、軽鎖定常領域CLλのアミノ酸配列は配列番号12、シグナルペプチド(SP)のアミノ酸配列は配列番号13であった。
(実施例4)モノクローナル抗体の発現と精製
10%のFBSを含むDMEM中で293T細胞を培養した。実施例3で得られた抗体の重鎖及び軽鎖をそれぞれコードする組換え発現ベクターを293T細胞にコトランスフェクトした。トランスフェクションの4~6時間後、細胞培養液を無血清DMEMに交換し、さらに3日間培養した。上清を回収して、DMEMを加え、さらに4日間培養した後、上清を再度回収した。
10%のFBSを含むDMEM中で293T細胞を培養した。実施例3で得られた抗体の重鎖及び軽鎖をそれぞれコードする組換え発現ベクターを293T細胞にコトランスフェクトした。トランスフェクションの4~6時間後、細胞培養液を無血清DMEMに交換し、さらに3日間培養した。上清を回収して、DMEMを加え、さらに4日間培養した後、上清を再度回収した。
回収した上清を8000rpmで90分間遠心分離した後、20mMのリン酸ナトリウム(pH7.0)を含む緩衝液と等容量混合し、次に0.22μmフィルターでろ過し、protein A又はG充填済のプレパックカラム(5mL、GE Healthcare)に注入した。プレパックカラムに結合したタンパク質を100mMのグリシン(pH3.0)で溶出した。溶出画分を濃縮して、モレキュラーシーブクロマトグラフィーにより精製した。続いて、精製した目的タンパク質をSDS-PAGE(還元性及び非還元性)により分析した結果、非還元条件のSDS-PAGEでは、抗体は単一のバンドを示したが、還元条件のSDS-PAGEでは、抗体のFc領域のジスルフィド結合が切断されたため、2つのバンドとして示された。また、抗体の純度は95%超であった。
(実施例5)抗体の結合性アッセイ
(1)RSV融合後Fタンパク質(FΔFP)の構築と発現
C末端にトロンビン切断部位、6つのヒスチジン配列、1つのGS[グリシン-セリン]リンカーが付加されるRSV A2株の融合後Fタンパク質(FΔFP)をコードする配列を、Strep IIタグをコードする配列及び終止コドンとともに、哺乳類発現ベクターpCAGGSのNdeI及びXhoI切断部位に挿入した(アミノ酸配列は配列番号14を参照)。ライゲーション産物をDH5α大腸菌コンピテントセルに形質転換した。その後、単一クローンを選択して4mLのLB培地に植菌し、6~8時間培養した後、300mLのLB培地に移し、12~16時間培養して、集菌し、エンドトキシンフリーのプラスミド抽出キット(TIANGEN)によりプラスミドを抽出して、pCAGGS-RSV-FΔFPを得た。
抽出したプラスミドpCAGGS-RSV-FΔFPを293T細胞にトランスフェクトし、Fタンパク質を発現させた。トランスフェクションの4~5日後、目的タンパク質を含む293T細胞培養上清を遠心分離及びろ過(0.22μM)により細胞破片を除去した後、HisTrap HP(GE healthcare)ニッケルキレートカラムに結合させ、さらに様々な濃度のイミダゾールでカラムから溶出させた。溶出したタンパク質をそれぞれ回収して、SDS-PAGEの結果により、目的タンパク質を含む試料を特定した。
目的タンパク質を含む溶出ピークを回収し、濃縮後、モレキュラーシーブクロマトグラフィーを行い、タンパク質のピーク位置及びSDS-PAGEの結果から、タンパク質のサイズ及び純度を判断した。
(1)RSV融合後Fタンパク質(FΔFP)の構築と発現
C末端にトロンビン切断部位、6つのヒスチジン配列、1つのGS[グリシン-セリン]リンカーが付加されるRSV A2株の融合後Fタンパク質(FΔFP)をコードする配列を、Strep IIタグをコードする配列及び終止コドンとともに、哺乳類発現ベクターpCAGGSのNdeI及びXhoI切断部位に挿入した(アミノ酸配列は配列番号14を参照)。ライゲーション産物をDH5α大腸菌コンピテントセルに形質転換した。その後、単一クローンを選択して4mLのLB培地に植菌し、6~8時間培養した後、300mLのLB培地に移し、12~16時間培養して、集菌し、エンドトキシンフリーのプラスミド抽出キット(TIANGEN)によりプラスミドを抽出して、pCAGGS-RSV-FΔFPを得た。
抽出したプラスミドpCAGGS-RSV-FΔFPを293T細胞にトランスフェクトし、Fタンパク質を発現させた。トランスフェクションの4~5日後、目的タンパク質を含む293T細胞培養上清を遠心分離及びろ過(0.22μM)により細胞破片を除去した後、HisTrap HP(GE healthcare)ニッケルキレートカラムに結合させ、さらに様々な濃度のイミダゾールでカラムから溶出させた。溶出したタンパク質をそれぞれ回収して、SDS-PAGEの結果により、目的タンパク質を含む試料を特定した。
目的タンパク質を含む溶出ピークを回収し、濃縮後、モレキュラーシーブクロマトグラフィーを行い、タンパク質のピーク位置及びSDS-PAGEの結果から、タンパク質のサイズ及び純度を判断した。
(2)モノクローナル抗体Fabセグメント全長の調製及び精製
A.試料の準備
完全な抗体タンパク質を10mg/ml以上に濃縮し、sample buffer(20mMのNa3PO4、10mMのEDTA、pH7.0)を用いてバッファー交換(200倍)を行い、バッファー交換後の抗体を20mg/ml以上に濃縮し、一定量のdigestion buffer(sample bufferにcysteine・HClを20mMまで添加、pH7.0)を加えて希釈し、最終濃度≧10mg/mlとした。
B.酵素の準備
先端を切ったピペットチップを用いて、十分に混和されたカップリング酵素beans(Thermo、Prod#20341)0.5mLを反応容器に加え、1000g/minで2分間遠心分離して保存液を除去した。beansを3mLのdigestion bufferで3回洗浄し、溶出液を廃棄した。その後、0.5mLのdigestion bufferを加え、穏やかに転倒混和した。
C.酵素による切断
反応チューブに栓をし、濃縮済抗体(約10mg)を加えて蓋を締め、シールフィルムで密閉した。反応チューブを回転ミキサーに固定し、37℃で一晩インキュベートした。
D.Fabの回収
酵素による切断を一晩行った後、1000g/minで5分間遠心分離し、下液を保持した。1mLのProtein G binding buffer(20mM Na3PO4、pH7.0)でbeansを2回洗浄し、下液を回収した。これら2つの工程で得られた下液を混和した後、濃度を測定した。下液を濃縮してProtein Gにかけ、目的タンパク質溶出液を濃縮して1×PBS緩衝液にバッファー交換し、モレキュラーシーブによりさらに精製した。
A.試料の準備
完全な抗体タンパク質を10mg/ml以上に濃縮し、sample buffer(20mMのNa3PO4、10mMのEDTA、pH7.0)を用いてバッファー交換(200倍)を行い、バッファー交換後の抗体を20mg/ml以上に濃縮し、一定量のdigestion buffer(sample bufferにcysteine・HClを20mMまで添加、pH7.0)を加えて希釈し、最終濃度≧10mg/mlとした。
B.酵素の準備
先端を切ったピペットチップを用いて、十分に混和されたカップリング酵素beans(Thermo、Prod#20341)0.5mLを反応容器に加え、1000g/minで2分間遠心分離して保存液を除去した。beansを3mLのdigestion bufferで3回洗浄し、溶出液を廃棄した。その後、0.5mLのdigestion bufferを加え、穏やかに転倒混和した。
C.酵素による切断
反応チューブに栓をし、濃縮済抗体(約10mg)を加えて蓋を締め、シールフィルムで密閉した。反応チューブを回転ミキサーに固定し、37℃で一晩インキュベートした。
D.Fabの回収
酵素による切断を一晩行った後、1000g/minで5分間遠心分離し、下液を保持した。1mLのProtein G binding buffer(20mM Na3PO4、pH7.0)でbeansを2回洗浄し、下液を回収した。これら2つの工程で得られた下液を混和した後、濃度を測定した。下液を濃縮してProtein Gにかけ、目的タンパク質溶出液を濃縮して1×PBS緩衝液にバッファー交換し、モレキュラーシーブによりさらに精製した。
(3)Fタンパク質に対するモノクローナル抗体の結合力の評価
本実施例において、以下の手順どおりにBiacore 3K(Biacore Inc.)を用いて表面プラズモン共鳴分析を行った。
まず、融合前Fタンパク質DS-Cav1及び融合後Fタンパク質FΔFPをアミノカップリングによりCM5チップのFc2及びFc4チャネル(flow cell、Fc)にそれぞれ固定化した。次に、抗体での捕捉によって、精製された抗体RV7、RV8、RV10及びRV11のFabタンパク質を結合させた。陽性対照としてPalivizumabを使用した。また、20mMのHEPES、150mMのNaCl、pH 7.4の溶液で抗体RV7、RV8、RV10、RV11及びPalivizumabのFabを段階希釈した。その後、段階希釈したFabを各チャネルに順番に通過させた(低濃度から順に注入した)。DS-Cav1又はFΔFPに対する抗体RV7、RV8、RV10、RV11及びPalivizumabのFab結合の反応速度曲線を描画し、ソフトウェアBIAevaluation software 3K(Biacore、Inc.)により速度定数KDを算出した。親和性結果を表1に示す。
本実施例において、以下の手順どおりにBiacore 3K(Biacore Inc.)を用いて表面プラズモン共鳴分析を行った。
まず、融合前Fタンパク質DS-Cav1及び融合後Fタンパク質FΔFPをアミノカップリングによりCM5チップのFc2及びFc4チャネル(flow cell、Fc)にそれぞれ固定化した。次に、抗体での捕捉によって、精製された抗体RV7、RV8、RV10及びRV11のFabタンパク質を結合させた。陽性対照としてPalivizumabを使用した。また、20mMのHEPES、150mMのNaCl、pH 7.4の溶液で抗体RV7、RV8、RV10、RV11及びPalivizumabのFabを段階希釈した。その後、段階希釈したFabを各チャネルに順番に通過させた(低濃度から順に注入した)。DS-Cav1又はFΔFPに対する抗体RV7、RV8、RV10、RV11及びPalivizumabのFab結合の反応速度曲線を描画し、ソフトウェアBIAevaluation software 3K(Biacore、Inc.)により速度定数KDを算出した。親和性結果を表1に示す。
(結果解析)RV7は、RSV融合前Fタンパク質及びRSV融合後Fタンパク質の両方に結合しない。RV8は、RSV融合前Fタンパク質(K D=25.6nM)及び融合後Fタンパク質(K D=17.5nM)の両方に結合する。RV10は、融合前Fタンパク質(K D=10.1nM)及び融合後Fタンパク質(K D=7.11nM)の両方に結合する。RV11抗体は、RSVの融合前Fタンパク質(K D=7.18nM)に結合するが、融合後Fタンパク質に結合しない。
(実施例6)抗体の中和活性アッセイ
フローサイトメトリー染色法により以下の手順で抗体の中和活性を分析した。概して言えば、精製された抗体を段階希釈して、ウイルスと混合し、一定期間インキュベートした後、前日に準備した感受性細胞に感染させた。2日後、細胞を固定して透過処理し、Fタンパク質を標的とする一次抗体で染色した後、標識付き二次抗体で再度染色した。その後、フローサイトメトリーを実施して感染細胞の割合を計測した。最後に、抗体の中和活性を算出した。
フローサイトメトリー染色法により以下の手順で抗体の中和活性を分析した。概して言えば、精製された抗体を段階希釈して、ウイルスと混合し、一定期間インキュベートした後、前日に準備した感受性細胞に感染させた。2日後、細胞を固定して透過処理し、Fタンパク質を標的とする一次抗体で染色した後、標識付き二次抗体で再度染色した。その後、フローサイトメトリーを実施して感染細胞の割合を計測した。最後に、抗体の中和活性を算出した。
実験手順
1.細胞の準備
(1)翌日70%以上増殖後に抗体中和実験を行うために、Hep2細胞を12~16時間前に24ウェルプレートに播種して10%DMEM培地で培養した。
(2)抗体の希釈
RV7、RV8、RV10、RV11、Palivizumabの計5抗体について、各抗体を精製し、滅菌濾過した後、48ウェルプレートに抗体を加えて3倍段階希釈した。1ウェル当たり少なくとも350μL~400μLとなるように、DMEM培地(2%FBS)で希釈した。
(3)ウイルスの希釈
ウイルスを-80℃の冷蔵庫から取り出して解凍し、適切なウイルス希釈倍率に従ってDMEM培地(2%FBS)でウイルスを希釈した後、抗体入り48ウェルプレートに300μL/ウェルで添加した。(RSV_A2又はRSV-Long又はRSV-Bは、450μLから40mLまで希釈し、最終力価1.2×104TCID50/100μLとした。)
(4)ウイルスと抗体のインキュベート
希釈されたウイルスと抗体をモル比1:1で混合し、CO2インキュベーター中で37℃で1時間インキュベートした。
(5)細胞の洗浄
10分前に、コンフルエント直後のHep2細胞をインキュベーターから取り出し、ピペットで培地を除去し、細胞をPBSで1回洗浄し、各ウェルに500μLのPBSを加えた。
(6)ウイルス-抗体混合液の添加
細胞からPBSを除去し、ウイルスと細胞上清との混合物を1ウェル当たり300μLで細胞に加え、37℃で1時間インキュベートした。(1濃度当たり2ウェルで、それぞれ11濃度にした。各プレート毎に2ウェルのウイルス対照を設けた。)
(7)培地の追加
インキュベーション後、上清を除去し、各ウェルにペニシリン-ストレプトマイシン混合溶液+2%FBSを含むDMEM培地1mLを加えた。インキュベーターに入れて約48時間細胞培養した。
1.細胞の準備
(1)翌日70%以上増殖後に抗体中和実験を行うために、Hep2細胞を12~16時間前に24ウェルプレートに播種して10%DMEM培地で培養した。
(2)抗体の希釈
RV7、RV8、RV10、RV11、Palivizumabの計5抗体について、各抗体を精製し、滅菌濾過した後、48ウェルプレートに抗体を加えて3倍段階希釈した。1ウェル当たり少なくとも350μL~400μLとなるように、DMEM培地(2%FBS)で希釈した。
(3)ウイルスの希釈
ウイルスを-80℃の冷蔵庫から取り出して解凍し、適切なウイルス希釈倍率に従ってDMEM培地(2%FBS)でウイルスを希釈した後、抗体入り48ウェルプレートに300μL/ウェルで添加した。(RSV_A2又はRSV-Long又はRSV-Bは、450μLから40mLまで希釈し、最終力価1.2×104TCID50/100μLとした。)
(4)ウイルスと抗体のインキュベート
希釈されたウイルスと抗体をモル比1:1で混合し、CO2インキュベーター中で37℃で1時間インキュベートした。
(5)細胞の洗浄
10分前に、コンフルエント直後のHep2細胞をインキュベーターから取り出し、ピペットで培地を除去し、細胞をPBSで1回洗浄し、各ウェルに500μLのPBSを加えた。
(6)ウイルス-抗体混合液の添加
細胞からPBSを除去し、ウイルスと細胞上清との混合物を1ウェル当たり300μLで細胞に加え、37℃で1時間インキュベートした。(1濃度当たり2ウェルで、それぞれ11濃度にした。各プレート毎に2ウェルのウイルス対照を設けた。)
(7)培地の追加
インキュベーション後、上清を除去し、各ウェルにペニシリン-ストレプトマイシン混合溶液+2%FBSを含むDMEM培地1mLを加えた。インキュベーターに入れて約48時間細胞培養した。
2.フローサイトメトリー分析
(1)感染後の細胞を観察し、適切な細胞変性が起こった後に細胞を回収した。
(2)細胞の消化
細胞培地を除去し、PBSで細胞を1回洗浄して、各ウェルにトリプシン120μlを加え、37℃のインキュベーターに入れて2分間消化させ、細胞が剥がれると、10%FBS+PBS130μLを加えて反応を停止させた。
(3)細胞を丸底96ウェルプレートに移した。500g、4℃で10分間遠心分離し、上清を除去した。
(4)1%FBS+PBSを1ウェル当たり150μL加えて洗浄を1回行い、上記と同様に遠心分離して、上清を除去した。
(5)100μLのFixation and Permeabilization Solutionを加え、4℃、氷上、暗所で細胞の固定及び透過処理を30分間行った。
(6)100μLの1×wash bufferを加えて混和し、500g、4℃で10分間遠心分離した。100μLのwash bufferで再懸濁し、96ウェルプレートの外側にアルコールをスプレーして密閉し、後の操作のためにP3からP2に移した。念のため、操作の前に4℃で一晩静置するか、或いは、細胞を新しい丸底96ウェルプレートに移す。
(7)一次抗体の添加
精製されたPalivizumabを1×wash bufferで2μg/mLの濃度となるように希釈し、細胞を遠心分離して、上清を除去し、各ウェルに50μLの抗体を加え、氷上で30分間インキュベートした。その後、1×wash buffer150μLを加えて混和し、遠心分離して上清を除去した。
(8)二次抗体の添加
1×wash bufferでAnti-Human-IgG(FITC)を150倍希釈し、各ウェルに50μLの抗体を加え、氷上で30分間インキュベートした。その後、1×wash buffer 150μLを加えて混和し、遠心分離して上清を除去した。洗浄を1回繰り返した。最後に150μLのPBSで再懸濁した。
(1)感染後の細胞を観察し、適切な細胞変性が起こった後に細胞を回収した。
(2)細胞の消化
細胞培地を除去し、PBSで細胞を1回洗浄して、各ウェルにトリプシン120μlを加え、37℃のインキュベーターに入れて2分間消化させ、細胞が剥がれると、10%FBS+PBS130μLを加えて反応を停止させた。
(3)細胞を丸底96ウェルプレートに移した。500g、4℃で10分間遠心分離し、上清を除去した。
(4)1%FBS+PBSを1ウェル当たり150μL加えて洗浄を1回行い、上記と同様に遠心分離して、上清を除去した。
(5)100μLのFixation and Permeabilization Solutionを加え、4℃、氷上、暗所で細胞の固定及び透過処理を30分間行った。
(6)100μLの1×wash bufferを加えて混和し、500g、4℃で10分間遠心分離した。100μLのwash bufferで再懸濁し、96ウェルプレートの外側にアルコールをスプレーして密閉し、後の操作のためにP3からP2に移した。念のため、操作の前に4℃で一晩静置するか、或いは、細胞を新しい丸底96ウェルプレートに移す。
(7)一次抗体の添加
精製されたPalivizumabを1×wash bufferで2μg/mLの濃度となるように希釈し、細胞を遠心分離して、上清を除去し、各ウェルに50μLの抗体を加え、氷上で30分間インキュベートした。その後、1×wash buffer150μLを加えて混和し、遠心分離して上清を除去した。
(8)二次抗体の添加
1×wash bufferでAnti-Human-IgG(FITC)を150倍希釈し、各ウェルに50μLの抗体を加え、氷上で30分間インキュベートした。その後、1×wash buffer 150μLを加えて混和し、遠心分離して上清を除去した。洗浄を1回繰り返した。最後に150μLのPBSで再懸濁した。
(最後のフローサイトメトリー分析)
BD FACSAria IIでフローサイトメトリー分析を行った。FlowJo7.6.1で解析した。
(結果)
RSV A型A2株の場合、抗体の半数阻害濃度(IC50)について、RV8は539.5ng/mL、RV11は42.3ng/mLとなり、いずれも市販のpalivizumabの751ng/mLよりも優れた。特に、抗体RV11は、palivizumabより約18倍強い中和活性を示した。RV7及びRV10は、試験した濃度範囲では、中和活性を示さなかった。データを表2に示す。
BD FACSAria IIでフローサイトメトリー分析を行った。FlowJo7.6.1で解析した。
(結果)
RSV A型A2株の場合、抗体の半数阻害濃度(IC50)について、RV8は539.5ng/mL、RV11は42.3ng/mLとなり、いずれも市販のpalivizumabの751ng/mLよりも優れた。特に、抗体RV11は、palivizumabより約18倍強い中和活性を示した。RV7及びRV10は、試験した濃度範囲では、中和活性を示さなかった。データを表2に示す。
RSV A型Long株の場合、抗体の半数阻害濃度(IC50)について、RV8は842.9ng/mL、RV11は56.3ng/mLとなり、いずれも市販のpalivizumab(IC50=897.4ng/mL)よりも優れた。特に、RV11抗体は、palivizumabより約16倍強い中和活性を示した。RV7は、試験した濃度範囲では、中和活性を示さなかった。データを表3に示す。
RSV B型臨床分離株の場合、抗体の半数阻害濃度(IC50)について、RV8は183.1ng/mL、RV11は31.4ng/mLとなり、いずれも市販のpalivizumab(IC50=1413.0ng/mL)よりも優れた。特に、RV11抗体は、palivizumabより約45倍強い中和活性を示した。RV8抗体も、Palivizumabより7.7倍強い中和活性を示した。データを表4に示す。
Claims (17)
- 呼吸器合胞体ウイルスFタンパク質に結合する抗体又はその抗原結合断片であって、重鎖可変領域を含み、前記重鎖可変領域のHCDR1、HCDR2及びHCDR3は下記の組み合わせから選択されるいずれか1つである、前記抗体又はその抗原結合断片:
(1)アミノ酸配列がGFTFSSYAであるHCDR1と、
アミノ酸配列がISYDGSNTであるHCDR2と、
アミノ酸配列がARDYCSRGTCYHDYであるHCDR3;
(2)アミノ酸配列がGYTFTTYDであるHCDR1と、
アミノ酸配列がLNPDNGNTであるHCDR2と、
アミノ酸配列がTRAPWWWYFDYであるHCDR3;及び
(3)アミノ酸配列がGFSFTNYGであるHCDR1と、
アミノ酸配列がISYDDGSDKであるHCDR2と、
アミノ酸配列がVRDPTGDYであるHCDR3。 - 軽鎖可変領域をさらに含み、前記重鎖可変領域のHCDR1、HCDR2及びHCDR3及び前記軽鎖可変領域のLCDR1、LCDR2及びLCDR3は下記の組み合わせから選択されるいずれか1つである、請求項1に記載の抗体又はその抗原結合断片:
(1)アミノ酸配列がQDIRNDであるLCDR1と、アミノ酸配列がAASであるLCDR2と、アミノ酸配列がLQDYNYPQTFGであるLCDR3と、アミノ酸配列がGFTFSSYAであるHCDR1と、アミノ酸配列がISYDGSNTであるHCDR2と、アミノ酸配列がARDYCSRGTCYHDYであるHCDR3;
(2)アミノ酸配列がSGSIASNYであるLCDR1と、アミノ酸配列がEDNであるLCDR2と、アミノ酸配列がQSYDTSNAVFGであるLCDR3と、アミノ酸配列がGYTFTTYDであるHCDR1と、アミノ酸配列がLNPDNGNTであるHCDR2と、アミノ酸配列がTRAPWWWYFDYであるHCDR3;及び
(3)アミノ酸配列がSLNIGSNYであるLCDR1と、アミノ酸配列がKNNであるLCDR2と、アミノ酸配列がAAWDDSLSGVVFGであるLCDR3と、アミノ酸配列がGFSFTNYGであるHCDR1と、アミノ酸配列がISYDDGSDKであるHCDR2と、アミノ酸配列がVRDPTGDYであるHCDR3。 - 前記重鎖可変領域は、配列番号4、6若しくは8で表される配列、又は、配列番号4、6若しくは8で表される配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項1又は2に記載の抗体又はその抗原結合断片。
- 前記重鎖可変領域は、配列番号4で表される配列、又は、配列番号4と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記軽鎖可変領域は、配列番号5で表される配列、又は、配列番号5と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、或いは、
前記重鎖可変領域は、配列番号6で表される配列、又は、配列番号6と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記軽鎖可変領域は、配列番号7で表される配列、又は、配列番号7と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、或いは、
前記重鎖可変領域は、配列番号8で表される配列、又は、配列番号8と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記軽鎖可変領域は、配列番号9で表される配列、又は、配列番号9と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項2又は3に記載の抗体又はその抗原結合断片。 - 前記抗体の重鎖定常領域は、配列番号10で表される配列、又は、配列番号10と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み、前記抗体の軽鎖定常領域は、配列番号11若しくは12で表される配列、又は、配列番号11若しくは12と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片。
- 前記抗体はヒト由来の抗体である、請求項1~5のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片。
- 前記Fタンパク質は融合前コンフォメーションである、請求項1~6のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片。
- 前記呼吸器合胞体ウイルスは、A型又はB型の呼吸器合胞体ウイルスである、請求項1~7のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸分子。
- 請求項9に記載の核酸分子を含む発現ベクター。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片を含むか、若しくは発現させるか、又は、請求項9に記載の核酸分子を含むか、又は、請求項10に記載の発現ベクターを含む宿主細胞。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片と、1つ以上の薬学的に許容される担体、希釈剤、緩衝剤又は賦形剤とを含む医薬組成物。
- 呼吸器合胞体ウイルスに関連する疾患又は症状の治療及び/又は予防のための薬剤を製造するための請求項1~8のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片の使用。
- 治療有効量の請求項1~8のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片又は請求項12に記載の医薬組成物を被験者に投与することを含む、被験者において呼吸器合胞体ウイルスに関連する疾患又は症状の治療及び/又は予防を行う方法。
- 前記呼吸器合胞体ウイルスに関連する疾患又は症状は、上気道感染症又は下気道感染症に関連する疾患又は症状であり、好ましくは、前記疾患又は症状は、気管炎、気管支炎及び肺感染症から選択され、より好ましくは、前記疾患又は症状は気管支炎又は肺炎である、請求項13又は14に記載の呼吸器合胞体ウイルスに関連する疾患又は症状。
- 試料を請求項1~8のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片と接触させ、抗原抗体複合体の形成の有無又は形成された抗原抗体複合体の量を検出することを含む、試料中の呼吸器合胞体ウイルスの存在又は含有量を検出するための方法。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合断片を含む呼吸器合胞体ウイルス検出キット。
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