JP6253578B2 - 阻害性抗第xii/xiia因子モノクローナル抗体及びそれらの使用 - Google Patents

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Description

発明は、阻害性抗第XII/XIIA因子モノクローナル抗体及びそれらの使用方法に関する。
第XII因子(ハーゲマン因子)は、約80kDaの分子量を有する血清糖タンパク質である。負荷電表面への露出による自己活性化以外に、第XII因子は、加えてタンパク質分解的切断によってカリクレインで活性化されてα−第XIIa因子を形成し、次いで更に、例えばトリプシンによってβ−第XIIa因子(FXIIa−β)に変換される。α−第XIIa因子は、接触結合ドメインを含有する約50kDaのN末端重鎖、及び触媒中心を含有する約28kDaのC末端軽鎖から構成される。重鎖及び軽鎖はジスルフィド結合によって連結される。FXIIa−βは、ジスルフィド結合によって結合される完全軽鎖及び2000Daの重鎖から成る約30kDaのFXIIの活性型である。
血管壁損傷は血液中の血小板の突然の接着及び凝集を誘発し、続いて血漿凝固系の活性化及びフィブリン含有血栓の形成をもたらす。これらのイベントは、外傷後失血を制限するのに重要であり、しかしまた病的血管を閉塞し重要臓器の虚血及び梗塞をもたらし得る。カスケードモデルでは、血液凝固は、血漿フィブリノーゲンをフィブリンに変換しそして血小板を活性化する、トロンビンの生成を完結させる制限タンパク質分解によるチモーゲンの活性化にかかわる一連の反応によって進行する。順々に(in turn)、コラーゲン又はフィブリン付着性血小板は、凝固プロテアーゼ複合体の集合及び活性化を伝播させるそれらの外面上で凝固促進性リン脂質(例えばホスファチジルセリン)を露出することを介して、そして血小板受容体と凝固因子間の直接相互作用により、数桁の大きさのトロンビン生成を容易にする。
血管系の外因性(血管壁)か又は内因性(血行性)成分によって誘発される凝固のための2つの集合経路が存在する。「外因性」経路は、管腔表面に不存在であるがしかし血管の内皮下層に強く発現され、そして組織損傷を介して接近可能又は放出される必須凝固補因子として、内在性膜タンパク質組織因子(TF)と血漿第VII因子(FVII)の複合体によって開始される。循環微小胞中に発現されるTFはまた、活性化血小板の表面上でトロンビン生成を持続させることにより血栓伝播に寄与し得る。「内因性」又は接触活性化経路は、第XII因子(FXII、ハーゲマン因子)が、高分子量キニノーゲン及び血漿カリクレインにかかわる反応中に負荷電表面と接触するときに開始される。FXIIは、グリコサミノグリカン及びコラーゲン、スルファチド、ヌクレオチド、ポリホスフェート及びガラス又は重合体のような他の可溶性ポリアニオン又は非生理的材料など、内皮下マトリックスの高分子成分によって活性化できる。最も強力な接触アクチベータの1つはカオリンであり、そしてこの反応は、主要臨床的血液凝固試験、「内因性」経路を介して凝固能力を測定する、活性化部分トロンボプラスチン時間(aPTT)の機構的基礎を成す。血小板によって伝播される反応において、活性化FXIIは次いでFXIをFXIaに活性化し、そしてその結果FXIaは第IX因子を活性化する。そのFVIIIaが既にトレースのFXa及び/又はトロンビンによって活性されている、FVIIIa及びFIXa(テナーゼ複合体)の複合体は、続いてFXを活性化する。
インビトロでのその高い血液凝固誘導能にもかかわらず、FXIIトリガー内因性凝固経路の(病態)生理学的意義は、FXIIの並びに高分子量キニノーゲン及び血漿カリクレインの遺伝性欠損が出血性合併症と関連しないという事実によって疑問視されている。TF及びFVIIのような外因性経路成分を欠くヒトマウスは大量出血をするという観察と併せて、これは出血の停止がインビボで外因性カスケードを限定的に必要とするという現在の仮説をもたらしている(非特許文献1)。
病的状態では、凝固カスケードは不適切に活性化され得て次いで血管内部に止血血栓の形成をもたらす。それにより、血管は閉塞され得てそして遠位臓器への血管供給は制限される。この過程は血栓症として、そして血栓が塞栓する場合には高い死亡率と関連する血栓塞栓症として公知である。また、血液と接触する人工器官の使用は、内因性凝固カスケードの活性化のために厳しく制限される。人工器官の表面の好適なコーティングは、ある場合には該問題を回避し得る、しかし別の場合にはその機能を損ない得る。そのような人工器官の例は、血液透析器、心肺バイパス回路、心臓弁、血管ステント及び留置カテーテルである。そのようなデバイスが使用される場合、ヘパリンのような抗凝固薬が表面でのフィブリン形成を防止するために投与される。しかしながら、一部の人々は、血小板凝集及び生命にかかわる血栓に至るヘパリン誘発血小板減少症(HIT)を引き起こし得る、ヘパリン不耐容性である。更に、クリニックで使用される全抗凝固薬の固有の短所は、重大な出血イベントのリスク増加である。従って、そのような合併症を伴わず、そして罹患患者で又は出血リスクの増加なしに血栓症を防止する、優れた予防/治療概念として使用されることができる、新しいタイプの抗凝固薬に対する強い必要性が存在する。
半世紀以上の間、血液凝固第XII因子の欠損は、特発性又は損傷関連出血の増加と関連しないことが公知である(非特許文献2)。実際に、aPTT(凝固の内因性経路を検討する臨床的血液凝固試験)において測定された病理学的数値によって容易に検出されるが、FXIIを欠損しているヒトは大きな外科的処置中でも異常な出血を患わない(非特許文献3)。対照的に、FXIIの欠損は静脈血栓症のリスク増加を伴なっていた(非特許文献4、5)。この考え方を支持する研究及び症例報告は肺塞栓症で死亡したJohn Hageman氏のFXII欠損症の初発症例を参照する。FXII欠損がプロトロンビンリスクと関連するという仮説は、その原報がFXII欠損症を血栓症と関係させた、幾つかの症例報告の最近の再評価によって取り組まれている(非特許文献6)。ほとんどの場合、著者らは、FXIIと無関係に血栓性イベントに関与し得る第XII因子欠損症と併せて同時に起こる先天性又は後天性プロトロンビンリスクファクターを同定した。よく特性化された患者(非特許文献7)及びFXII欠損の家族(非特許文献8)を用いた最大の疫学研究は、FXII欠損症及びいずれのプロ又は抗血栓リスクの相関はないことを示した。
驚くべきことに及び当業者の通説と対照的に、第XII因子駆動凝固経路はインビボで動脈血栓形成に関与し、しかし正常の組織特異的止血に必要ではない(非特許文献9、10、特許文献1)。予想外に、これらの結果は病的血栓形成の過程において第XII因子を中心位置に入れる。それ故FXII活性化又はFXII活性を妨害しそしてブロックすることができる物質は、病的動脈血栓形成及びその臨床的帰結をブロックするのに適切であり得る。
特許文献1では、FXII/FXIIaに対する抗体の使用又はFXII/FXIIaの阻害剤の使用が提案されている。有力な阻害剤として、抗トロンビンIII(ATIII)、アンギオテンシン変換酵素阻害剤、C1阻害剤、アプロチニン、α−Iプロテアーゼ阻害剤、アンチペイン([(S)−l−カルボキシ−2−フェニルエチル]−カルバモイル−L−Arg−L−Val−アルギナール)、Z−Pro−プロアルデヒド−酢酸ジメチル、DX88(非特許文献11)、ロイペプチン、ロイペプチン、Fmoc−Ala−Pyr−CNのようなプロリルオリゴペプチダーゼの阻害剤、トウモロコシトリプシンインヒビター、ウシ膵トリプシン阻害剤の変異体、エコチン(ecotin)、黄色単独抗凝固タンパク質、セイヨウカボチャイソ阻害剤を含むセイヨウカボチャトリプシン阻害剤−V及びハマダリン(Hamadarin) (非特許文献12により開示) が提案されている。
治療薬としてのFXII/FXIIaの理想的阻害剤は−一方でFXII/FXIIaに対して高い阻害活性を示す−出血リスクを増加させず、非免疫原性であり得てそしてできるだけ控えめに−理想的にはただ1回だけ投与する必要がある。Z−Pro−Pro−アルデヒド−酢酸ジメチルのような小分子阻害剤は、投与後ほんの短い半減期を有し得て、それ故複数回の注射を必要とし、又は経口可能な徐放性形態に発展される必要がありその後また長期間にわたって定常的に投与される必要があり得る。C1阻害剤のようなヒト血漿タンパク質は、即座にすべての必要条件を満たし得て、FXII/FXIIaに対して相対的に高い阻害活性を有して、一方で出血リスクを増加させず、ヒトタンパク質として非免疫原性でありそしてまた著しく長い半減期を有する。驚くべきことにたった今、血栓症のインビボモデルにおいて、ヒトFXII/FXIIa阻害剤の最有力候補としてC1阻害剤は、閉塞を防止するのに使用奏功され得ないことが見出された。ヒト血漿由来の別の提案FXII/FXIIa阻害剤即ちATIII阻害剤は、出血リスクが増加する可能性があるので少なくとも第2の必要条件を満たし得ない(非特許文献13)。
特許文献2では、Kazalタイプセリンプロテアーゼ阻害剤のインフェスチン(lnfestin)若しくはそのドメイン、又はFXII/FXIIa阻害剤としてインフェスチンホモログに基づく改変Kazalタイプセリンプロテアーゼ阻害剤が提案されている。このサブセットから選択された、半減期の延長のためヒトアルブミンに融合した組換インフェスチン−4(rHA−インフェスチン−4)が開発され、FXII/FXIIaに対して高い阻害活性を示した。その上、この物質は(生理的)止血を障害することなく抗血栓効果を示し、一方でヒトアルブミンへ融合後に有用な半減期を示した(非特許文献14)。しかしながら、免疫原性は進展中減少したが、ヒトで免疫原性反応のリスクは尚存在する。更に、尚一層長い半減期は更なる有利な効果を有し得る。それ故、血栓症及び類似の障害の処置及び/又は予防のための改良薬剤の必要性は依然として存在する。従って、本発明の目的は、そのような必要性を満たすことである。そのような改良薬剤の候補は、阻害活性を有する改良抗FXII/FXIIa抗体である。
第XII因子に対する抗体は開示されている。非特許文献15 はヒト第XII因子に対するモノクローナル抗体B7C9を開示した。この抗体は表面媒介凝固活性をブロックしたが、しかし第XIIa因子のアミド分解活性をブッロクしなかった。非特許文献16は、第XII因子の活性化を阻止したがしかし活性化抗FXII(FXIIa)の凝固又はアミド分解活性を阻止しなかった、ヒト第XII因子に対するモノクローナル抗体を開示した。非特許文献17は、凝固活性を阻害した、しかしFXIIのアミド分解活性を阻止しなかった、モノクローナル抗体F1及びF3を開示した。特許文献3は、FXIIの軽鎖(B6F5、C6B7、D2E10)に対して産生されるモノクローナル抗体を提供する。これらの抗体は凝固活性を阻害するが、しかしFXIIaのアミド分解活性の部分的阻害を示すだけである。特許文献4は、FXIIにわたってFXIIa−βを選択的に結合するモノクローナル抗体の産生、及び血中のFXIIa−βを特異的に検出するイムノアッセイの開発を記載する。特許文献4の実施例7から、抗体がFXIIaのアミド分解活性を阻害しないことは明らかである。特許文献5は、血漿中の固有のFXIIに結合し、そして血漿中の接触系の活性化、並びにFXIIaのアミド分解活性を阻害する抗FXII抗体OT−2を伴う敗血症の処置を記載する。
本発明の目的は、−FXIIaに対して高い阻害活性を示す一方で−出血リスクを増加させず、免疫原性でなく、そして長い半減期を有する改良抗体の開発であった。FXIIはフィブリノーゲンタイプ及びEGF様ドメインを含むマルチドメイン構造を有することから(非特許文献18によるレビュー)、FXIIは、FXIIaとして、即ち活性化に続く酵素としてのその役割に加えて更なる重要な生理機能を有する可能性があると考えられた。新たな研究は現在、FXIIが血管新生に至る細胞増殖及び成長に寄与することを示している(非特許文献19によるレビュー)。従って、FXIIのこれらの機能(及び恐らく他の現在まで未知の)を妨害しないために、FXII/FXIIaに対する治療抗体は、FXIIと比べてFXIIaに対して、例えばFXIIa−βに対して明らかなより高い親和性を有することが好ましい。
WO2006066878 WO2008098720A1 WO8911865 WO9008835 WO9117258
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従って、発明の1つの態様は、ヒト第XII因子に対してよりもヒト第XIIa−β因子に対して2倍以上高い結合親和性を有し、そしてヒト第XIIa因子のアミド分解活性を阻害できる、抗第XII/XIIa因子モノクローナル抗体、又はその抗原結合フラグメントである。発明の別の態様は、1:0.2の抗体に対する第XIIa−α因子のモル比で使用されたとき、ヒトXIIa−α因子を50%より大きく阻害する、抗第XII/XIIa因子モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントである。
好ましくは、抗体又はその抗原結合フラグメントは、1つ又はそれ以上の下記の特徴を有する;
−それはマウスFXII/FXIIaを結合する;
−(a)配列番号2の位置398のアスパラギン残基はリジンと置換され;又は(b)配列番号2の位置438のイソロイシン残基はアラニンと置換される、配列番号2を含んでなるポリペプチド又はその関連フラグメントへの抗体の結合レベルは、前記置換のない配列番号2を含んでなる対応するポリペプチド又はその関連フラグメントへのタンパク質の結合レベルより低い;
−それは配列番号4の配列と85%以上同一の重鎖可変(vH)領域を含む;
−それは配列番号5の配列と85%以上同一の軽鎖可変(vL)領域を含む;
−それは配列番号6の配列と少なくとも80%同一の重鎖CDR1、及び/又は配列番号7の配列と少なくとも60%同一の重鎖CDR2、及び/又は配列番号9の配列と少なくとも80%同一である重鎖CDR3を含む;
−それは配列番号11と少なくとも50%同一の軽鎖CDR1、及び/又は配列番号12の軽鎖CDR2、及び/又は配列A−X1−W−X2−X3−X4−X5−R−X6−X7の軽鎖CDR3を含み、ここでX1はA又はSであり得て、X5はL又はVであり得て、他のXnsはいずれのアミノ酸であってよい(配列番号14)。
−それはヒト第XIIa−β因子を10-8Mより多いKDで結合する。
−それはヒト第XIIa−β因子に結合するためにインフェスチンと、特にインフェスチン−4と競合する。
−それはヒトIgG又はその変異体、好ましくはIgG4又はその変異体である。
発明の別の実施態様は、発明の抗体、又はその抗原結合フラグメントをコードする核酸である。
発明の尚別の実施態様は、適したプロモーター配列に操作可能に連結される、発明の抗体、又はその抗原結合フラグメントをコード化する核酸を含むベクターである。
発明の更なる態様は、発明のベクターを含んでなる細胞株又は酵母細胞である。
発明の別の態様は、抗体又はその抗原結合フラグメントを発現させるのに、適切な条件下で発明の細胞株又は酵母細胞を培養すること、及び培養上清から抗体又はその抗原結合フラグメントを精製することを含んでなる、発明の抗体又はその抗原結合フラグメントを生産する方法である。
発明の尚別の態様は、医療用抗体又はその抗原結合フラグメントである。
発明の更なる態様は、血栓の形成及び/又は安定化、及びそれによる3次元の管腔内血栓成長を予防することによって、又は管腔内血栓を予防し、及び/又は処置することによって静脈、動脈又は毛細血管の血栓形成、心臓における血栓形成、血栓塞栓症、ヒト又は動物対象(subject)の血液の人工表面との接触中及び/又は後の血栓形成から成る群から選択される障害を予防し及び処置する;間質性肺疾患、炎症、神経系炎症性疾患、補体活性化、線維素溶解、血管新生及びFXII/FXIIa誘導キニン形成又はFXII/FXIIa仲介補体活性化に関連する疾患から成る群から選択される障害を予防し及び処理する;のに使用するための抗体又はその抗原結合フラグメントである。発明の尚別の態様は、静脈、動脈又は毛細血管の血栓形成、心臓における血栓形成、ヒト又は動物対象の血液の人工表面との接触中及び/又は後の血栓形成、血栓塞栓症から成る群から選択される障害に関連するヒト又は動物対象の管腔内血栓;間質性肺疾患、炎症、神経系炎症性疾患、補体活性化、線維素溶解、血管新生及びFXII/FXIIa誘導キニン形成又はFXII/FXIIa仲介補体活性化に関連する疾患の処置に用いる抗体又はその抗原結合フラグメントである。好ましくは、静脈又は動脈の血栓形成は、脳卒中、心筋梗塞、深部静脈血栓症、門脈血栓症、腎静脈血栓症、頚静脈血栓症、脳静脈洞血栓症、バッド・キアリ(Budd−Chiari)症候群又はパジェット・シュレッター(Paget−Schroetter)病である。好ましくは、FXII/FXIIa誘導キニン形成に関連する疾患は、遺伝性血管浮腫、肺の細菌感染症、トリパノソーマ感染症、低血圧ショック、膵臓炎、シャーガス病、関節性痛風、関節炎、播種性血管内凝固(DIC)及び敗血症の群から選択される。
好ましくは、間質性肺疾患は線維増殖性及び/又は特発性肺線維症である。
好ましくは、血栓形成は、上記ヒト又は動物対象で行われる医療処置中及び/又は後に、ヒト又は動物対象の血液の人工表面との接触中及び/又は後に起こり、そして前記抗体又はその抗原結合フラグメントは該医療処置前及び/又は中及び/又は後に投与され、そして更に、
(i)人工表面は対象の少なくとも80%の血液量に曝露され、そして人工表面は少なくとも0.2m2であり又は
(ii)人工表面は対象の体外での採血容器であり又は
(iii)人工表面は、ステント、弁、管腔内カテーテル、又は体内血液ポンプ支援システム(system for internal assisted pumping of blood)である。
発明のまだ更なる態様は、発明の抗体又はその抗原結合フラグメントでコーティングされた医療デバイスであり、ここでデバイスは心肺バイパス装置、血液酸素化用体外膜型酸素化システム、血液ポンプ支援デバイス、血液透析デバイス、血液の体外濾過デバイス、採血で用いるリポジトリ、管腔内カテーテル、ステント、人工心臓弁、及び/又はチュービング、カニューレ、遠心ポンプ、弁、ポート、及び/又はダイバータを含む上記デバイスのいずれか1つのための付属品である。
発明の別の態様は、医療処置を受ける患者へ投与のために用いる抗体又はその抗原結合フラグメントであって、ここで医療処置は:
(a)心臓、
(b)大動脈、大動脈弓、頚動脈、冠動脈、腕頭動脈、椎骨脳底動脈循環、頭蓋内動脈、腎動脈、肝動脈、腸間膜動脈、及び/又は心臓への頭蓋の動脈系の血管から選択される少なくとも1つの血管、
(c)患者が既知の中隔欠損を有する場合の静脈血管;
の少なくとも1つとの接触を含み、
そして医療処置は、少なくとも1つの標的臓器中に虚血をもたらし得る体内の少なくとも1つの上記血管中の少なくとも1つの塞栓(embolus)の解放、及び医療処置の前、中及び/又は後の抗体又はその抗原結合フラグメントの投与を含む。
発明の更なる態様は、進行性網膜症、視力を脅かす網膜症の合併症、黄斑浮腫、非増殖性網膜症、増殖性網膜症、網膜浮腫、糖尿病性網膜症、高血圧性網膜症、及び網膜外傷を含む、血管透過性増加、特に、網膜血管透過性亢進を伴う病態の予防又は処置で用いる抗体又はその抗原結合フラグメントである。
発明の別の態様は、発明の抗体又はその抗原結合フラグメントを含んでなる医薬組成物である。
FXIIaアミド分解阻害剤インフェスチン4を用いる抗FXIIaファージ競合ELISA。コンペティター(rHA−Inf4)の濃度はX−軸で示される。アッセイに使用されるファージ発現Fab抗体又はインフェスチン4(pTacInf4)の固定濃度は、ファージタイトレーションELISAを用いて測定された。 完全ヒトIgGとしてモノクローナル抗体3F7によるヒトFXIIaアミド分解活性の濃度依存性阻害。抗ヒトGCSF受容体モノクローナル抗体C1.2(完全ヒトIgG4)は、アッセイの陰性対照として用いられ、そしてrHA−インフェスチンは陽性対照として用いられた。 親和性成熟に使用される3F7重鎖停止鋳型。CDR領域は網掛け灰色で、そしてランダム化された各ライブラリー中のアミノ酸位置は「x」で表される。 親和性成熟に使用される停止鋳型。CDR領域は網掛け灰色で、そしてランダム化された各ライブラリー中のアミノ酸位置は「x」で表される。 モノクローナル抗体3F7及びOT−2によるヒトFXIIaのアミド分解活性の濃度依存性阻害。 マウス、ラット及びヒトFXIIの触媒ドメインのアラインメント、及び抗体3F7の潜在的エピトープを同定するために、触媒トリアド(*)及び導入された突然変異(!)を形成する残基の同定。 3F7の種々の突然変異体への結合を示すウェスタンブロット。 MAb3F7による処置後のFeCl3誘発血栓の閉塞率(n=5−25/群)。 aPTTに対するMAb3F7の効果(n=5−25/群;平均±SD)。 PTに対するMAb3F7の効果(n=5−25/群;平均±SD)。 FXIIa活性に対するMAb3F7の効果(n=5−25/群;平均±SD)。 止血までの時間に対するMAb3F7の効果。データは平均値(+SD)で表される。統計解析:p>0.05(Kruskal-Wallis検定)N=10/群。 総失血に対するMAb3F7の効果。データは平均値(+SD)で表される。統計解析:p>0.05(Kruskal-Wallis検定)N=10/群。 止血までの時間に対するMAb3F7の効果。水平線は中央値を表す。統計解析:p>0.05(Kruskal-Wallis検定)N=10/群。 総失血に対するMAb3F7の効果。水平線は中央値を表す。統計解析:p>0.05(Kruskal-Wallis検定)N=10/群。 OT−2、MAb3F7のaPTT及びMAb3F7の親和性成熟バージョンの比較。 異なる抗体によるヒト第FXIIa−α因子の阻害の比較。
配列のリスト
配列番号1:ヒトFXII配列
配列番号2:マウスFXII配列
配列番号3:ラットFXII配列
配列番号4:3F7vH配列
配列番号5:3F7vL配列
配列番号6:3F7重鎖CDR1(HCDR1)
配列番号7:3F7重鎖CDR2(HCDR2)
配列番号8:種々の3F7重鎖CDR2
配列番号9:3F7重鎖CDR3(HCDR3)
配列番号10:種々の3F7重鎖CDR3
配列番号11:3F7軽鎖CDR1(LCDR1)
配列番号12:3F7軽鎖CDR2(LCDR2)
配列番号13:3F7軽鎖CDR3(LCDR3)
配列番号14:種々の3F7軽鎖CDR3
配列番号15:3F7重鎖停止鋳型H1
配列番号16:オリゴヌクレオチド変異原性トリマーミックス3F7 H1
配列番号17:3F7重鎖停止鋳型H2
配列番号18:オリゴヌクレオチド変異原性トリマーミックス3F7 H2
配列番号19:3F7重鎖停止鋳型H3.1
配列番号20:オリゴヌクレオチド変異原性トリマーミックス3F7 H3.1
配列番号21:3F7重鎖停止鋳型H3.2
配列番号22:オリゴヌクレオチド変異原性トリマーミックス3F7 H3.2
配列番号23:3F7軽鎖停止鋳型L1
配列番号24:オリゴヌクレオチド変異原性トリマーミックス3F7 L1
配列番号25:3F7軽鎖停止鋳型L3.1
配列番号26:オリゴヌクレオチド変異原性トリマーミックス3F7 L3.1
配列番号27:3F7軽鎖停止鋳型H3.2
配列番号28:オリゴヌクレオチド変異原性トリマーミックス3F7 L3.2
配列番号29:VR119重鎖CDR2
配列番号30:VR112重鎖CDR2
配列番号31:VR115重鎖CDR2
配列番号32:VR110重鎖CDR2
配列番号33:VR107重鎖CDR2
配列番号34:VR108重鎖CDR2
配列番号35:VR103重鎖CDR2
配列番号36:VR101重鎖CDR2
配列番号37:VR109重鎖CDR2
配列番号38:VR99重鎖CDR2
配列番号39:VR149重鎖CDR3
配列番号40:VR167重鎖CDR3
配列番号41:VR148重鎖CDR3
配列番号42:VR159重鎖CDR3
配列番号43:VR160重鎖CDR3
配列番号44:VR24軽鎖CDR1
配列番号45:VR06軽鎖CDR1
配列番号46:VR16軽鎖CDR1
配列番号47:VR05軽鎖CDR1
配列番号48:VR12軽鎖CDR1
配列番号49:VR10軽鎖CDR1
配列番号50:VR14軽鎖CDR1
配列番号51:VR17軽鎖CDR1
配列番号52:VR31軽鎖CDR3
配列番号53:VR29軽鎖CDR3
配列番号54:VR27軽鎖CDR3
配列番号55:VR39軽鎖CDR3
配列番号56:VR46軽鎖CDR3
配列番号57:VR41軽鎖CDR3
配列番号58:VR38軽鎖CDR3
配列番号59:VR58軽鎖CDR3
配列番号60:VR62軽鎖CDR3
配列番号61:VR53軽鎖CDR3
配列番号62:VR52軽鎖CDR3
配列番号63:VR63軽鎖CDR3
配列番号64:配列決定プライマーCH1Rev
配列番号65:配列決定プライマーpLacPCRfw
配列番号66:配列決定プライマーGlllstumprev
配列番号67:配列決定プライマーKpaCLfwd
配列番号68:配列決定プライマーLdaCLfwd
配列番号69:配列決定プライマーPUCrev
配列番号70:配列決定プライマー3254
配列番号71:配列決定プライマーSeqCLlambda
配列番号72:配列決定プライマーSeqCH1
配列番号73:VR115のvH配列
配列番号74:VR112のvH配列
配列番号75:VR24のvL配列
配列番号76:VR110のvH配列
配列番号77:VR119のvH配列
本発明の目的は、−FXIIaに対して高い阻害活性を示す一方で−出血リスクを増加させず、非免疫原性で、そして長い半減期を有する改良抗体の開発であった。
従って、発明の1つの態様は、ヒト第XII因子に対してよりも、ヒト第XIIa因子に対して、好ましくはヒト第XIIa−β因子に対して2倍以上高い結合親和性を有し、そしてヒト第XIIa因子のアミド分解活性を完全に阻害できる、抗第XII/XIIa因子モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントである。
発明の別の態様は、ヒト第XII因子に対してよりも、ヒト第XIIa因子に対して、好ましくはヒト第XIIa−β因子に対して2倍以上高い結合親和性を有し、そしてヒト第XIIa因子のアミド分解活性を完全に阻害できる、そしてFXII/FXIIaに結合するためにIgG4として発現される配列番号4及び75の配列を含んでなる抗体と競合する、抗体又はその抗原結合フラグメントである。
好ましくは抗体又はその抗原結合フラグメントは、ヒト第XII因子に対してよりも、ヒト第XIIa因子に対して、好ましくはヒト第XIIa−β因子に対して、3倍以上、より好ましくは4倍以上、尚より好ましくは5倍以上、6倍以上、8倍以上、10倍以上、12倍以上、14倍以上、16倍以上、最も好ましくは18倍以上高い結合親和性を有する。
好ましくは、抗体又はその抗原結合フラグメントは、100nM未満、より好ましくは50nM未満、尚より好ましくは40nM未満、又は尚更に30nM未満の濃度で、FXIIaのアミド分解活性を完全に阻害する。好ましくは抗体又はその抗原結合フラグメントは、1pMと100nM間の濃度で、より好ましくは5pMと50nM間の濃度で完全に阻害する。好ましくはFXIIaのアミド分解活性のアッセイは実施例1(5)に記載のように実施される。
発明の別の態様は、1:0.2の抗体に対するFXIIa−αのモル比で使用されるとき、第XIIa−α因子を、好ましくはヒト第XIIa−α因子を、40%より大きく、好ましくは50%より大きく、尚より好ましくは60%より大きく阻害する、抗第XII/XIIa因子モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントである。あるいは、抗体又はその抗原結合フラグメントは、1:0.5の抗体に対するFXIIa−αのモル比で、第XIIa−α因子を、好ましくはヒト第XIIa−α因子を、80%より大きく、好ましくは85%より大きく、より好ましくは90%より大きく阻害する;最も好ましくは、抗体又はその抗原結合フラグメントは、1:0.5のモル比でFXIIa−αの完全阻害を実現する。好ましくは抗体又はその抗原結合フラグメントは、少なくとも本明細書に記載の抗体3F7に少なくとも匹敵するヒトFXIIaに対する親和性を有する。
好ましくは、抗体又はその抗原結合フラグメントは、マウスFXII/FXIIaを結合する;より好ましくは、(a)配列番号2の位置398のアスパラギン残基はリジンと置換され;又は(b)配列番号2の位置438のイソロイシン残基はアラニンと置換される、配列番号2を含んでなるポリペプチド又はその関連フラグメントへの抗体の結合レベルは、前記置換のない配列番号2を含む対応するポリペプチド又はその関連フラグメントへのタンパク質の結合レベルより低い。配列番号2のポリペプチドの関連フラグメントは触媒中心を含む;例は軽鎖、FXIIa−β、FXIIa−α、又は完全FXIIである。
好ましくは、抗体又はその抗原結合フラグメントは、配列番号4の配列と85%以上同一の、より好ましくは配列番号4の配列と88%、90%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、尚より好ましくは98%、又は更に99%同一の重鎖可変(vH)領域を含む。発明の好ましい実施態様は、配列番号4、73、74、76又は77の配列の重鎖可変領域を含む抗体又はその抗原結合フラグメントである。
好ましくは、抗体又はその抗原結合フラグメントは、配列番号5の配列と85%以上同一の、より好ましくは配列番号5の配列と88%、90%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、尚より好ましくは98%、又は更に99%同一の軽鎖可変(vL)領域を含む。発明の好ましい実施態様は、配列番号5又は75の配列の軽鎖可変領域を含んでなる抗体又はその抗原結合フラグメントである。
発明の好ましい実施態様は、上記のvL領域と組み合わせた上記のvH領域による抗体又はその抗原結合フラグメントである。下記のvH/vLの組み合わせによる抗体が最も好ましい。
(a)配列番号5又は配列番号75のvL領域と組み合わせた配列番号4のvH領域;
(b)配列番号5又のvL領域と組み合わせた配列番号4、73、74、76又は77のいずれかのvH領域。
好ましくは、抗体又はその抗原結合フラグメントは、配列番号6の配列と少なくとも80%同一の重鎖CDR1、好ましくは配列番号6の重鎖CDR1、及び/又は配列番号7の配列と少なくとも60%同一の重鎖CDR2、及び/又は配列番号9の配列と少なくとも80%同一の重鎖CDR3を含む。より好ましくは、重鎖CDR2は配列GIX123456TVYADSVKG(配列番号8参照)を有し、ここでX1はR、N又はDであり、X2はP、V、I又はMであり、X3はS、P又はAであり、X4はG、L、V、又はTであり、X5はいずれのアミノ酸であってよく、好ましくは、X5はG、Y、Q、K、R、N又はMであり、そしてX6はT、G、又はSであり、及び/又は重鎖CDR3は配列ALPRSGYLX1234YYYYALDV(配列番号10参照)を有し、ここでX1はI、M又はVであり、X2はS又はKであり、X3はP、K、T又はHであり、そしてX4はH、N、G、又はQである。
好ましくは、抗体又はその抗原結合フラグメントは、配列番号11と少なくとも50%同一である軽鎖CDR1、及び/又は配列番号12の軽鎖CDR2、及び/又は配列AX1WX2345RX67(配列番号14で示される)の軽鎖CDR3を含み、ここでX1はA又はSであり、X5はL又はVであり、X6はG、L、又はKであり、そしてX2、X3、X4及びX7はいずれのアミノ酸であってよく、好ましくはX2はD、Y、E、T、W、E又はSであり、X3はA、N、I、L、V、P、Q、又はEであり、X4はS、D、P、E、Q、又はRであり、そしてX7はV、A、D、T、M、又はGである。
発明の好ましい実施態様は、上記の軽鎖CDRと組み合わせた上記の重鎖CDRを含む抗体又はその抗原結合フラグメントである。
より好ましくは、抗体又はその抗原結合フラグメントは、表1に示される重鎖CDR(HCDR)及び軽鎖CDR(LCDR)の組み合わせを含み、ここで、HCDR1、HCDR2、HCDR3、LCDR1、LCDR2及びLCDR3の下部カラムの数字は、それぞれの配列番号である。
好ましくは、発明の抗体又はその抗原結合フラグメントは、ヒト第XIIa−β因子を、10-7Mより多い、より好ましくは3x10-8Mより多い、より好ましくは10-8Mより多い、より好ましくは3x10-9Mより多い、最も好ましくは10-9M又は更に5x10-10MのKDで結合する。
好ましくは、発明の抗体又はその抗原結合フラグメントは、インフェスチンと、特にインフェスチン−4とヒト第XIIa−β因子への結合に対して競合する。
抗体又はその抗原結合フラグメントは、IgG、IgM、IgE、IgD、又はIgA、及びそのいずれものサブタイプを含む、いずれのアイソタイプであってよい。好ましくは、発明の抗体又はその抗原結合フラグメントは、ヒトIgG又はその変異体、好ましくはヒトIgG4又はその変異体である。抗体のタイプを変更する方法は当技術分野で周知である。vH又はvL領域をコード化する核酸分子は分離され、そして異なるクラスの免疫グロブリン分子の定常領域から、それぞれ異なるcH又はcLをコード化する核酸配列に操作可能に連結される。
本開示は、抗体の定常領域を含んでなる本明細書に記載のタンパク質及び/又は抗体を包含する。
本開示のタンパク質を産生するのに有用な定常領域の配列は、多くの異なる供給源から得られ得る。幾つかの例では、タンパク質の定常領域又はその部分はヒト抗体から由来する。定常領域又はその部分は、IgM、IgG、IgD、IgA及びIgEを含むいずれのタンパク質クラス、及びIgG1、IgG2、IgG3及びIgG4を含むいずれのアイソタイプから由来されてよい。1つの例では、定常領域はヒトアイソタイプIgG4又は安定化IgG4定常領域である。
1つの例では、定常領域のFc領域は、例えば、ネイティブ又は野生型ヒトIgG1又はIgG3Fc領域と比べて、エフェクター機能を誘発する能力の低下を有する。1つの例では、エフェクター機能は、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)及び/又は抗体依存性細胞媒介性食作用(ADCP)及び/又は補体依存性細胞傷害(CDC)である。タンパク質を含有するFc領域エフェクター機能レベルを評価する方法は、当技術分野において周知である。
1つの例では、Fc領域はIgG4Fc領域(即ちIgG4定常領域由来)、例えば、ヒトIgG4Fc領域である。好適なIgG4Fc領域の配列は、当業者には明らかであり得て及び/又は公的に入手可能データベースで得られる(例えば、National Center for Biotechnology Informationから入手可能)。
1つの例では、定常領域は安定化IgG4定常領域である。用語「安定化IgG4定常領域」は、当然のことながら、Fabアーム交換若しくはFabアーム交換又は半抗体の形成を受ける傾向、又は半抗体を形成する傾向を減少するために修飾されているIgG4定常領域を意味する。「Fabアーム交換」は、IgG4重鎖及び付着軽鎖(半分子)が別のIgG4分子からの重鎖−軽鎖ペアと交換される、ヒトIgG4の1タイプのタンパク質修飾をいう。このように、IgG4分子は、2つの別個の抗原を認識する2つの別個のFabアームを獲得し得る(二重特異性分子をもたらす)。Fabアーム交換は自然にインビボで起こり、そして精製血液細胞又は還元グルタチオンのような還元剤によってインビトロで誘導されることができる。「半抗体」は、IgG4抗体が各々単一重鎖及び単一軽鎖を含有する2つの分子を形成するように解離するときに生じる。
1つの例では、安定化IgG4定常領域は、Kabat (Kabat et al., 免疫学的に関心のあるタンパク質の配列 Washington DC United States Department of Health and Human Services, 1987 and/or 1991)の系により、ヒンジ領域の位置241においてプロリンを含む。この位置は、EU付番方式(Kabat et al., 免疫学的に関心のあるタンパク質の配列Washington DC United States Department of Health and Human Services, 2001 and Edelman et al., Proc. Natl. Acad. Sci USA, 63, 78-85, 1969) により、ヒンジ領域の位置228に対応する。ヒトIgG4では、この残基は一般的にセリンである。セリンのプロリンとの置換に続いて、IgG4ヒンジ領域は配列CPPCを含む。この点において、当業者には当然のことながら、「ヒンジ領域」は、抗体の2つのFabアームに運動性を与えるFc及びFab領域を結合する抗体重鎖定常領域のプロリンリッチ部分である。ヒンジ領域は重鎖間ジスルフィド結合に関与するシステイン残基を含む。それは一般的に、Kabatの付番方式によればヒトIgG1のGlu226からPro243まで及ぶと考えられる。他のIgGアイソタイプのヒンジ領域は、重鎖間ジスルフィド(S−S)結合を形成する最初及び最後のシステイン残基を同じ位置に入れることにより、IgG1配列と位置合わせされ得る(例えばWO2010/080538を参照されたい)。
安定化IgG4抗体の更なる例は、ヒトIgG4の重鎖定常領域中の位置409(EU付番方式による)のアルギニンが、リジン、トレオニン、メチオニン、又はロイシンと置換される(例えば、WO2006/033386に記載される)抗体である定常領域のFc領域は、加えて又は代わりに405(EU付番方式による)に対応する位置でアラニン、バリン、グリシン、イソロイシン及びロイシンから成る群から選択される残基を含む。選択的に、ヒンジ領域は位置241にプロリンを含む(即ち、CPPC配列)(上記のように)。
別の例では、Fc領域は、エフェクター機能を低下させているように修飾された領域、即ち「非免疫賦活Fc領域」である。例えば、Fc領域は、268、309、330及び331から成る群から選択される1つ又はそれ以上の位置における置換を含んでなる、IgG1のFc領域である。別の例では、Fc領域は、1つ又はそれ以上の下記の変化E233P、L234V、L235A及びG236の欠失及び/又は1つ又はそれ以上の下記の変化A327G、A330S及びP331Sを含んでなる、IgG1のFc領域である (Armour et al., Eur J Immunol. 29:2613-2624, 1999; Shields et al., J Biol Chem. 276(9):6591-604, 2001)。非免疫賦活Fc領域の更なる例は、例えば、Dall'Acqua et al., J Immunol. 177: 1129-1138, 2006; and/or Hezareh J Virol ;75: 12161-12168, 2001)に記載される。
別の例では、Fc領域は、例えば、IgG4抗体からの少なくとも1つのCH2ドメイン及びIgG1抗体からの少なくとも1つのCH3ドメインを含んでなるキメラFc領域であり、ここでFc領域は、240、262、264、266、297、299、307、309、323、399、409及び427(EU付番)から成る群から選択される1つ又はそれ以上のアミノ酸位置における置換を含む(例えば、WO2010/085682に記載)。例示的置換は、240F、262L、264T、266F、297Q、299A、299K、307P、309K、309M、309P、323F、399S、及び427Fを含む。
本開示はまた抗体の更なる修飾を考慮する。
例えば、抗体はタンパク質の半減期を増加させる1つ又はそれ以上のアミノ酸置換を含む。例えば、抗体は、新生児のFc領域(FcRn)に対するFc領域の親和性を増加させる1つ又はそれ以上のアミノ酸置換を含んでなるFc領域を含む。例えば、Fc領域は、エンドソームにおけるFc/FcRn結合を容易にするために、より低いpH、例えば、約pH6.0でFcRnへの親和性を増加させている。1つの例では、Fc領域は、Fc(及びそれ故Fc領域包含分子)の細胞リサイクルに続く血液への放出を容易にする約pH7.4でのその親和性と比べて、約pH6でFcRnに対する親和性を増加させている。これらのアミノ酸置換は、血液からのクリアランスを減少させることにより、タンパク質の半減期を延長するのに有用である。
例示的アミノ酸置換は、EU付番方式により、T250Q及び/又はM428L又はT252A、T254S及びT266F又はM252Y、S254T及びT256E又はH433K及びN434Fを含む。更なる又は代わりのアミノ酸置換は、例えば、US20070135620又はUS7083784に記載される。
より好ましくは、発明の抗体は、ヒト血清中で抗体の半減期増加をもたらす、より低いpH、例えば約pH6でヒト新生児のFc受容体FcRnへの結合増強のために改変されたヒトIgG1又はヒトIgG4である。FcRn結合を最適化するための最適Fc変異体をスクリーニングする方法が記載されている(例えばZalevsky et al (2010) Nature Biotech 28, 157-159)。
発明の他の好ましい抗体又はその抗原結合フラグメントは、IgG、IgM、IgE、IgD、又はIgA、及びそのいずれものサブタイプなどの哺乳動物のアアイソタイプの定常領域などの、哺乳動物の免疫グロブリン定常領域を含む。好ましくは、抗体は、マウスIgG、ブタIgG、雌牛IgG、ウマIgG、ネコIgG、イヌIgG及び霊長類IgG又はその変異体、を含む哺乳動物IgGである。これらの抗体はキメラ抗体であってもよく、ここでは発明のヒト可変領域は選択種の免疫グロブリンの定常領域と組み合わされる。あるいは、抗体又はその抗原結合フラグメントは、本明細書に記載のヒトCDR領域を選択種の免疫グロブリンからの骨格残基に移植することによって生産され得る。
好ましくは、発明の抗体又はその抗原結合フラグメントは、それらの成熟形態、即ちシグナルペプチドなしである;しかしながら、シグナルペプチドを含む抗体又はその抗原結合フラグメントもまた発明に含まれる。
抗原結合フラグメントは、FXIIaを結合する能力を維持する発明の抗体のいずれのフラグメントであってよい。好ましい抗原結合フラグメントは、Fabフラグメント、Fab’フラグメント、F(ab’)2フラグメント、Fvフラグメント、単鎖抗体、単鎖Fvフラグメント、ジスルフィド安定化Fvタンパク質、又は単鎖Fvフラグメントの二量体である。発明に含まれる抗体はまた、キメラ抗体、ヒト化抗体、マウス化抗体又は二重特異性抗体である。これらのフラグメント及び抗体を生産する方法は、当技術分野において周知である(例えば、Harlow & Lane: 抗体、実験マニュアル, Cold Spring Harbor Laboratory, 1988を参照されたい)。
発明の抗体の抗原結合フラグメントを含む融合タンパク質又はファージ粒子も、発明に含まれる。抗原結合フラグメントは、例えば、ヒト血清アルブミン又はその変異体と融合され得る。当業者は抗原結合フラグメントに対する融合パートナーとして使用されることができる他のタンパク質をよく知っているであろう。抗体又はその抗原結合フラグメントはまた、ヘキサヒスチジンタグのようなタグにも融合され得る。タグは、それが必要なときに抗体又はその抗原結合フラグメントから除去できるように、切断可能リンカーペプチドを備えられ得る。
発明の別の態様は、発明の抗体、又はその抗原結合フラグメントをコード化する核酸である。好ましくは、核酸はまた、シグナルペプチドをコード化する領域を含み、好ましくは、核酸は重鎖のシグナルペプチドをコード化する領域、及び軽鎖のシグナルペプチドをコード化する領域を含む。
発明によって提供されるポリペプチドをコード化する核酸分子は、提供アミノ酸配列、遺伝コード及び公的データベースで利用可能な配列を用いて、当業者によって容易に生産できる。また、多様な機能的に等価の核酸は容易に生産でき、そしてそれ故また本発明に含まれる。核酸分子は、いずれの好適な方法によって、例えば直接化学合成によって製造できる。DNAを調製する方法は当技術分野で周知である。
発明の尚別の態様は、発現レベルを増加させるためのエンハンサーエレメントのような更なる調節エレメントを含み得る、適したプロモーター配列に操作可能に連結され又は好適な発現カセットに組み込まれる、発明の抗体、又はその抗原結合フラグメントをコード化する核酸を含むベクターである。好ましくは強いプロモーターが使用される。大腸菌に発現のために、T7、lac、trp又はラムダプロモーターのようなプロモーターが、好ましくはリボソーム結合部位及び転写終結シグナルと併せて使用され得る。哺乳動物細胞では、SV40、CMV又は免疫グロブリンプロモーターは、高発現レベルをもたらすように使用できる。好ましくは、ベクターは哺乳動物細胞発現ベクター、より好ましくはLonza's GSシステム(商標)又はSelexis Genetic Elements(商標)システムから選択されるベクターである。好ましくは、ベクターはまた、gpt、neo、amp又はhyg遺伝子などの選択可能なマーカー配列、及びグルタミンシンテターゼ又はDHFRのような遺伝子増幅系を含有する。別の好ましいベクターは、酵母発現ベクター、例えばPichia pastorisで最適化された発現ベクターである。ベクターはまた、ウイルスベクター、例えばワクシニアウイルス、アデノウイルス、又はレトロウイルスに基づくベクターであってもよい。ベクターはまた昆虫細胞に発現用のバキュロウイルスであってもよい。
発明の更なる態様は発明のベクターを含む細胞株又は酵母細胞である。好ましくは、細胞株は、CHO、HEK293、MDCK、COS、HeLa、又はNS0のような骨髄腫細胞株などの哺乳動物細胞株である。別の実施態様は、SF9細胞、SF21細胞、又はHighFive(商標)細胞などのバキュロウイルスと共に使用するための昆虫細胞である。尚別の細胞は、サッカロミセス属、例えばS.cerevisiae、又はPichia pastorisなどの酵母細胞である。大腸菌のような細菌宿主細胞もまた可能である。それぞれの宿主細胞にDNAを導入する方法は当技術分野において周知である。例えば、宿主細胞が哺乳動物細胞株であるとき、リポフェクション又はエレクトロポレーションなどの技術が使用され得る。
発明の別の態様は、発明の細胞株又は酵母細胞のような宿主細胞を、抗体又はその抗原結合フラグメントを発現させるのに適切な条件下に培養することを含む、発明の抗体又はその抗原結合フラグメントを生産する方法である。その抗原結合フラグメントの抗体は次いで精製され得る。好ましくは、抗体又はその抗原結合フラグメントは宿主細胞によって分泌され、そして次いで培養上清から容易に精製できる。抗体を精製する技術は当技術分野において周知であり、そして硫酸アンモニウム沈殿、サイズ排除クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィーなどの技術を含む。
大腸菌に発現されるとき、抗体又はその抗原結合フラグメントは封入体中で産生され得る。封入体を分離し及び発現タンパク質をリフォールディングする方法は当技術分野において周知である。
発明の尚別の態様は、医療用の発明の抗体又はその抗原結合フラグメントである。
発明の更なる態様は、ヒト及び動物対象における血栓の形成及び/又は安定化の予防に使用するための抗体又はその抗原結合フラグメントである。3次元の管腔内血栓成長は低減され又は更に予防される。このように、発明のこの態様は、静脈、動脈又は毛細血管血栓形成、心臓における血栓形成、人工表面とヒト又は動物対象の血液を接触中及び/又は後の血栓形成及び血栓塞栓症から成る群から選択される障害の予防及び処置において、血栓の形成及び/又は安定化及びそれによる3次元の管腔内血栓成長を予防し及び/又は処置することによって、用いる抗体又はその抗原結合フラグメントに関する。発明の尚別の態様は、静脈、動脈又は毛細血管血栓形成、心臓における血栓形成、人工表面とヒト又は動物対象の血液を接触中及び/又は後の血栓形成又は血栓塞栓症から成る群から選択される障害に関連する、ヒト又は動物対象における管腔内血栓の処置に用いる抗体又はその抗原結合フラグメントである。好ましくは、静脈又は動脈血栓形成は、脳卒中、心筋梗塞、深部静脈血栓症、門脈血栓症、血栓塞栓症、腎静脈血栓症、頚静脈血栓症、脳静脈洞血栓症、バッド・キアリ(Budd−Chiari)症候群又はパジェット・シュレッター(Paget−Schroetter)病である。
発明の更なる態様は、炎症、神経系炎症性疾患、間質性肺炎、補体活性化、線維素溶解、血管新生及びFXII/FXIIa誘導キニン形成又はFXII/FXIIa仲介補体活性化に関連する疾患の予防及び/又は処置に用いる抗体又はその抗原結合フラグメントである。好ましくは、FXII/FXIIa誘導キニン形成に関連する疾患は、遺伝性血管浮腫、肺の細菌感染症、トリパノソーマ感染症、低血圧ショック、膵臓炎、シャーガス病、関節性痛風、関節炎、播種性血管内凝固(DIC)及び敗血症の群から選択される。
好ましくは、間質性肺疾患は線維増殖性及び/又は特発性肺線維症である。
発明の態様はまた、抗体又はその抗原結合フラグメントの治療的有効量を、それを必要とする対象に投与することによる、対象の上記病態又は疾患のいずれもの処置方法である。
種々の病態における抗体又はその抗原結合フラグメントの有益な効果は、例えば、好適な動物モデル、例えばマウスモデルを用いることによって検証できる。抗体又はその抗原結合フラグメントで処置した動物と対照群の比較により、抗体による各疾患の処置の有益な効果は実証できる。あるいは、患者血漿サンプルについて、関連パラメータを試験できる。例えば、遺伝性血管浮腫患者における疾患関連症候群を処置又は防止するのに有益な効果は、例えばHan et al (2002) J. Clin. Invest. 109:1057-1063に記載のように、マウスモデルを用いることによって試験できる。患者血漿サンプルを用いたインビトロ試験もまた想定できる;処置又は非処置の患者血漿サンプルはブラジキニン及び/又は高分子量キニノーゲンレベルで比較され得る。抗体はブラジキニン生成を低減し、及び/又は高分子量キニノーゲンレベルの減少を防止しよう。
好ましくは、血栓形成は上記ヒト又は動物対象で行われる医療処置中及び/又は後に、人工表面とヒト又は動物対象の血液を接触中及び/又は後に起こり、そして前記抗体又はその抗原結合フラグメントは上記医療処置前及び/又は中及び/又は後に投与され、そして更にここで、
(i)人工表面は対象の少なくとも80%の血液量に曝露され、そして人工表面は少なくとも0.2m2であり又は
(ii)人工表面は対象の体外での採血容器であり又は
(iii)人工表面は、ステント、弁、管腔内カテーテル、又は体内血液ポンプ支援システムである。
好ましくは、前記ヒト又は動物対象の出血リスクは、
(i)増加せず;及び/又は
(ii)下記によって測定される。
a)Dukeによる耳又は指先出血時間を介して、そしてここで該耳又は指先出血時間は10分より長くなく又は
b)Ivyの方法により、そしてここで出血時間は10分より長くなく又は
c)Markの方法により、そして出血時間は4分より長くない。
医療処置は、
i)心肺バイパスを必要とするいかなる処置又は
ii)体外膜型酸素化を介する血液酸素化又は
iii)内部支援血液ポンプ又は
iv)血液透析又は
v)血液体外濾過又は
vi)動物又はヒト対象で後期使用のためのいかなるリポジトリへの採血又は
vii)1つ又は複数の管腔内カテーテルの使用又は
viii)1つ又は複数のステントの使用又は
ix)1つ又は複数の人工心臓弁の使用
であってよい。
発明の抗体又はその抗原結合フラグメントは、心肺バイパスを必要とする医療処置、又は動物若しくはヒト対象で後期使用のためのいずれものリポジトリへの採血を含む医療処置の前、後及び/又は中に投与され得る。それはまた人工表面にコーティングされることにより投与され得る。医療処置が供血にかかわる場合、従って抗体又はその抗原結合フラグメントは、以下のようにされ得る
i)供血過程前及び/又は中に供血者に投与又は
ii)採血リポジトリ中の血液と混合又は
iii)血液がヒト又は動物受血者に投与される前、中、及び/又は後に受血者に投与する。
好ましくは、医療処置の前及び/又は中及び/又は後に抗体又はその抗原結合フラグメント以外に加えられる、ヘパリン又はその誘導体及び/又はヒルジン又はその誘導体の量は、前記抗FXII/FXIIa抗体又はその抗原結合フラグメントが投与されないとき、上記医療処置の前及び/又は中に通常投与されるヘパリン又はその誘導体及び/又はヒルジン又はその誘導体の量と比べて、低減され又は更に完全に削除される。
好ましくは、ヘパリン又はその誘導体の術後アンタゴニズム及び/又はヒルジン又はその誘導体の術後アンタゴニズムに続くプロトロンビンリスクは、防止され又は低減される;プロトロンビンリスクはまたプロタミンの投与によって引き起こされ得る。
発明の更なる態様は、ポンプヘッド症候群の予防又は処置のための発明の抗体又はその抗原結合フラグメントである。
発明の尚更なる態様は、発明の抗体又はその抗原結合フラグメントでコーティングされた医療デバイスであり、ここでデバイスは心肺バイパス装置、血液酸素化用体外膜型酸素化システム、血液ポンプ支援デバイス、血液透析デバイス、血液の体外濾過デバイス、採血で用いるリポジトリ、管腔内カテーテル、ステント、人工心臓弁、及び/又はチュービング、カニューレ、遠心ポンプ、弁、ポート、及び/又はダイバータを含む上記デバイスのいずれか1つのための付属品である。
発明の別の態様は、医療処置を受ける患者へ投与のために用いる抗体又はその抗原結合フラグメントであって、ここで医療処置は:
(a)心臓、
(b)大動脈、大動脈弓、頚動脈、冠動脈、腕頭動脈、椎骨脳底動脈循環、頭蓋内動脈、腎動脈、肝動脈、腸間膜動脈、及び/又は心臓への頭蓋の動脈系の血管から選択される少なくとも1つの血管、
(c)患者が既知の中隔欠損を有する場合の静脈血管;
の少なくとも1つとの接触を含み、
そしてここで医療処置は、少なくとも1つの標的臓器に虚血をもたらし得る体内の少なくとも1つの上記血管中の少なくとも1つの塞栓の解放、及び医療処置の前、中、及び/又は後の抗体又はその抗原結合フラグメントの投与を含む。
血栓は気泡、オイル、脂肪、コレステロール、凝固血液、及び/又はデブリから構成され得る。
標的臓器は:
(a)脳、及びここで患者は、下記を有し、有していて、又はそのリスクがあり:
(i)無症状性脳虚血又は
(ii)非血栓溶解性物質に起因する脳卒中;及び/又は
(b)心臓、腎臓、肝臓;及び/又は胃腸管臓器:であってよい。
好ましくは、医療処置は、少なくとも1つ又はそれ以上の前記血管の内部との接触又は遮断を含む。
好ましくは、医療処置は、いずれか1つ又はそれ以上のカテーテル、ステント、バルーン、グラフト、及び/又は造影剤を投与することを含む血管処置である。
好ましくは、医療処置は血管外科であり及び/又は診断的な血管処置である。より好ましくは、医療処置は、冠動脈造影、頚動脈ステント留置術、経皮的冠動脈インターベンション、頚動脈内膜剥離術、心臓血管外科、又は狭窄腎動脈拡張術である。
発明の別の態様は、血管透過性増加、特に、進行性網膜症、視力を脅かす網膜症の合併症、黄斑浮腫、非増殖性網膜症、増殖性網膜症、網膜浮腫、糖尿病性網膜症、高血圧性網膜症、及び網膜外傷を含む、網膜血管透過性亢進に関連する病態の予防又は処置で用いる抗体又はその抗原結合フラグメントである。
発明の別の態様は、発明の抗体又はその抗原結合フラグメントを含む医薬組成物である。抗体又はその抗原結合フラグメントは、医薬組成物を製造する公知の方法により製剤化できる。例えば、それは1つ又はそれ以上の薬学的に許容される担体、賦形剤又は医薬品添加剤と混合できる。例えば、滅菌水又は生理食塩水が使用され得る。pH緩衝溶液、粘度低減剤、又は安定化剤などの他の物質も含まれてよい。
多種多様の薬学的に許容される医薬品添加剤及び担体が当技術分野で公知である。そのような医薬担体及び医薬品添加剤並びに好適な医薬製剤は、種々の刊行物(例えば「ペプチド及びタンパク質の医薬製剤開発」, Frokjaer et al., Taylor & Francis (2000) 又は「医薬品添加剤便覧」, 3rd edition, Kibbe et al., Pharmaceutical Press (2000) A. Gennaro (2000) 「Remington: 薬剤学の科学及び実際」, 20th edition, Lippincott, Williams, & Wilkins; 薬剤剤形及びドラッグデリバリーシステム(1999) H. C. Ansel et
al., eds 7th ed., Lippincott, Williams, & Wilkins; 及び医薬品添加剤便覧(2000) A. H. Kibbe et al., eds., 3rd ed. Amer. Pharmaceutical Assocを参照されたい)に十分記載されている。特に、発明の抗体を含む医薬組成物は、凍結乾燥又は安定な可溶性形態で製剤化できる。ポリペプチドは、当技術分野で公知の種々の手順によって凍結乾燥され得る。凍結乾燥製剤は、注射用滅菌水又は滅菌生理食塩水溶液などの1つ又はそれ以上の薬学的に許容される賦形剤の添加による、使用に先立って再構成される。
発明の医薬組成物は、薬用量でそして当技術分野で周知の技術によって投与できる。投与の量及びタイミングは、所望の目的を実現するために処置医又は獣医によって決定され得る。投与経路は安全で治療的に有効な用量を治療しようとする対象の血液に送達するいずれの経路であってよい。可能な投与経路は、全身、局所、経腸及び静脈内、動脈内、皮下、皮内、腹腔内、経口、経粘膜、硬膜外、又は髄腔内などの非経口経路を含む。
有効な薬用量及び投与経路は、対象の年齢及び体重などの要因によって、そして抗体又はその抗原結合フラグメントの性質及び治療範囲によって決定される。薬用量の決定は公知方法によって測定され、過度の実験は必要ではない。
治療上有効な投与量は、処置を必要とする患者又は対象にプラスの治療効果をもたらす発明の抗体又はその抗原結合フラグメントの用量である。治療上有効な投与量は、約0.01〜50mg/kg、約0.01〜30mg/kg、約0.1〜30mg/kg、約0.1〜10mg/kg、約0.1〜5mg/kg、約1〜5mg/kg、約0.1〜2mg/kg又は約0.1〜1mg/kgの範囲内である。処置は単一用量又は複数用量を与えることを含んでよい。複数用量が必要な場合、それらは、毎日、1日おきに、毎週、隔週、毎月、隔月又は必要に応じて投与され得る。抗体又はその抗原結合フラグメントを緩徐又は持続放出する保管場所(depository)もまた使用され得る。治療上有効な投与量は、対象のFXIIaを、少なくとも50%だけ、好ましくは少なくとも60%、70%、80%、90%、より好ましくは少なくとも95%、99%又は更に100%だけ阻害する用量であってよい。
発明の更なる態様は、上記の抗体(又はその抗原結合フラグメント)の親和性成熟抗体又はその抗原結合フラグメントである。
定義
特に明示しない限り、すべての用語は慣用的な用法に従って使用される。
最も広い意味での「抗体」は、抗原上のエピトープを特異的に認識する免疫グロブリン可変領域を含むポリペプチドである。抗体は通常2つの同一重鎖及び2つの同一軽鎖から構成され、その各々はそのN末端に可変領域(vH及びvL領域)を有する。通常vH及びvL領域は抗原結合部位を形成するために組み合わせ得る。しかしながら、ただ1つの可変領域が存在しそして抗原に結合する場合の、単一ドメイン抗体もまた記載されている。
通常、抗体は、ジスルフィド結合によって連結された2つの重鎖及び2つの軽鎖を含有する。5つの主要アイソタイプの抗体(IgG、IgM、IgE、IgA、IgD)があり、そのうちの幾つかは基本抗体構造の多量体として生じる。アイソタイプは重鎖の定常領域によって決定される。2つのタイプの軽鎖、λとκが存在する。
本明細書で使用される用語「抗体」は、完全抗体(intact body)、並びに抗原結合を保持する変異体及びその部分を含む。これは、Fabフラグメント、F(ab’)2フラグメント、Fab’フラグメント、単鎖Fvフラグメント、又はジスルフィド安定化Fvフラグメントなどの抗体のフラグメントを含む。このように、本文書中の用語「抗体又はその抗原結合フラグメント」はただ予備的であり、用語「抗体」単独は、既に抗体又はその抗原結合フラグメントをカバーすることを目的としている。
各重鎖及び軽鎖は可変領域及び定常領域から成る。可変領域は、相補性決定領域又はCDRとも呼ばれるフレークワーク残基及び超可変領域を含有する。フレークワーク残基及び超可変領域の範囲はKabatによって決定される; Kabatデータベースはオンラインで入手可能である (Kabat EA, Wu TT, Perry HM, Gottesman KS, Foeller C (1991) 免疫学的に興味のあるタンパク質の配列, 5th edn. U.S. Department of Health and Human services, NIH, Bethesda, MD)。CDR領域はエピトープへの結合に重要であり、それ故抗体の特異性を決定する。
「モノクローナル抗体」は、Bリンパ球の単一クローンによって、又は単一抗体を発現するように改変される細胞株によって産生される抗体である。
「キメラ抗体」は、異なる種から定常領域へ移植された1つの種からの可変領域をもつ抗体である。「ヒト化」抗体は、異なる種からのCDR領域、例えばマウスモノクローナル抗体がヒト抗体のフレームワークに移植される場合の抗体である。同じように、「マウス化」抗体は、異なる種からのCDR領域、例えばヒトモノクローナル抗体がマウス抗体のフレームワークに移植される場合の抗体である。ヒト抗体は、全体としてヒトから由来する抗体、即ちヒトフレームワーク中のヒトCDR及びヒトへの投与に好適ないずれもの定常領域である。
「生殖細胞系列化」抗体は、フレームワーク残基に変化をもたらした体細胞変異がゲノム中に存在する元の配列に逆転される場合の抗体である。
「抗原結合フラグメント」は、抗体が結合する抗原のエピトープを特異的に結合する能力を保持する抗体のいずれかのフラグメントをいう。これらは限定されるものではないが、Fab、F(ab’)2、又は単鎖Fvフラグメントを含む。
「結合親和性」はその抗原への抗体の親和性をいう。それは、種々の技術、例えば表面プラズモン共鳴ベーステクノロジー(BiaCore)によって測定されることができる。
「エピトープ」は抗原決定基であり、それは抗体が抗原上に接触させる残基又は特定の化学構造によって規定される。
「配列同一性」はアミノ酸配列の類似性に関する。2つの配列の最も可能なアラインメントが作製され、そして配列同一性は同一残基の百分率によって決定される。標準方法は、配列のアラインメントで、例えば、Needleman and Wunsch (J Mol Biol (1970) 48, 443), Smith and Waterman (Adv Appl Math (1981) 2, 482), Pearson and Lipman (Proc Natl Acad Sci USA (1988) 85, 2444)のアルゴリズム、及びその他で使用可能である。好適なソフトウェア、例えばGCGソフトウェア一式(Devereux et al (1984), Nucl Acids
Res 12, 387)が市販され、ここではアラインメントは、例えば、デフォルトパラメータを備えたGAP又はBESTFIT、又はその後継を用いて作成できる。Altschul et al
(J. Mol. Biol. (1990) 215, 403)による原記載である、しかしギャップドアラインメント(Blast 2)を含むように更にリファインされた、EBI, NCBIなどの種々の情報源から入手可能なBlastアルゴリズムはまた、アラインメントを作成し得てそして2つの配列間の%同一性を算出し得る。
「特異的結合」は、実質的に単一の抗原だけに結合することをいう。
「FXII/FXIIa」は、第XII因子及び活性化第XII因子(FXIIa)の一方又は両方をいう。このように、「FXII/FXIIa阻害剤」はFXII及びFXIIaの一方又は両方の阻害剤を含む。更に、抗FXII/FXIIa抗体は、FXII及びFXIIaの一方又は両方に結合しそして阻害する抗体を含む。
「インフェスチン」は、シャーガス病を引き起こすことが知られる寄生虫、クルーズトリパノソーマの主要媒介昆虫として、吸血性昆虫Triatoma infestansの中腸から由来するセリンプロテアーゼ阻害剤のクラスである (Campos ITN et al. 32 Insect Biochem. Mol. Bio. 991-997, 2002; Campos ITN et al. 577 FEBS Lett. 512-516, 2004)。この昆虫は、摂取した血液の凝固を阻止するためにこの阻害剤を使用する。インフェスチン遺伝子は、凝固経路において種々の因子を阻止することができるタンパク質をもたらす4ドメインをコード化する。特に、ドメイン4はFXIIaの強い阻害剤であるタンパク質(インフェスチン−4)をコード化する。インフェスチン−4は出血性合併症のないマウスに投与されている(WO2008/098720)。インフェスチン−4はヒト血清アルブミンに結合されている(rHA−インフェスチン−4)。
「FXIIaのアミド分解活性の完全阻害」は、いかなる阻害剤の存在なしでの対照実験で認められる活性の、80%又はそれ以上の、好ましくは90%又はそれ以上の、より好ましくは95%又はそれ以上の阻害を意味する。「第XIIa因子の活性」は、FXIIa−α及びFXIIa−βなどの第XIIa因子の全形態の活性を含む。
用語「処置」又は「処置すること」又は「治療法」は広く解釈される予定で;対象又は患者におけるいずれの疾患関連症状の又は関連バイオマーカーレベルの改善が含まれ得る。
下記の実施例は、発明のある実施態様を説明するが、しかし発明を例示されている実施態様に限定することを目的とするものではない。使用された技術は当業者に周知の標準実験手順に基づくものであり、そして標準実験マニュアルに記載されている。
目的
ヒトFXIIaのアミド分解活性を効果的に阻害できる、DYAXのFab−ベースファージディスプレイライブラリーから完全ヒト抗体を分離すること。
材料
rHA−インフェスチン−4(FXIIaアミド分解活性の阻害剤)は、Drs. Thomas Weimer, Holger Lind, and Stefan Schmidbauer (CSL Behring)によって提供された。ヒトFXII、FXIIa、及びFXIIa−βはEnzyme Research Laboratories (supplied by Banksia Scientific, Qld, Australia)から購入した。発色基質S−2303はChromogenix (supplied by Abacus ALS) 製であった。スルホ−NHS−SS−ビオチン及びTMB基質溶液はPierce製であった。酵素及びM13−KO7ヘルパーファージはNew England Biolabs製であった。MaxisorpイムノプレートはNunc製であった。Dynabeads M-280 ストレプトアビジンはInvitrogen Corp製であった。Twin tecスカーテッド96ウェルPCRプレートはEppendorf製であった。TaqDNAポリメラーゼはScientifix製であった。ExoSAP-ItはGE Healthcareから提供された。BigDyeターミネーター配列決定キットはApplied Biosystems製であった。抗ヒトFXII抗体(OT−2)はSanquin (Amsterdam, Netherlands)製であった。
〔実施例1〕ファージディスプレイ選択
1)ファージパンニング法
ヒトFabベースファージディスプレイライブラリー(Dyax Corp. Cambridge, MA)を用いて、ビオチニル化FXIIa−βをスクリーニングした。各選択ラウンドを開始するのに先立って、抗体ライブラリーを、PBS中500μLの4%ミルクと室温(RT)で1時間プレインキュベートした。100μLアリコートのM280ストレプトアビジンビーズを3μgのビオチニル化FXIIa−βで4℃にて一夜コーティングし、その後PBS/0.05%のTween20(PBST)中で3回、そしてKingFisher磁粉処理器(Thermo Fisher Scientific)を用いてPBS中で1回洗浄した。ビーズをDynal磁性粒子分離機(MPS)(Invitrogen Corp.)を用いて集め、PBS中1mLの2%ミルクで再懸濁し、そしてRTで1時間転倒した。ブロックビーズはMPSを用いて集め、そしてラウンド1は、5.5x1012コロニー形成単位(cfu)のファージを1mLの全容積中固定化FXIIa−βとインキュベートすることによって、RTで20分間行った。インキュベーション後ビーズを集めて、そしてKingfisherを用いてPBSTで10回洗浄し、続いてPBS中で2回手動洗浄した。最後に、ビーズを500μLPBS中で再懸濁しそしてラウンド1の生産量(トータルで凡そ0.5x108cfu)と命名した。ラウンド1の生産量ファージは、次いで6mlのTG1培養液を半分(250μL)のビーズと37℃において250rpmで振盪して30分間感染することにより増幅した。1mLの感染培養液を除去して4℃で保存し、そして2.5x1010pfuのM13KO7ヘルパーファージを残りの5mLの培養液に加え、続いて振盪せずに37℃において更なるインキュベーションを行った。増幅は30mLの2xYT培地(100μg/mLのアンピシリン及び50μg/mLのカナマイシン含有)の添加及び30℃のインキュベーションによって完了させた。増幅後、細菌ペレットは4000rpmで30分間の遠心分離によって回収し、そしてファージは1:5容積のNaCl−PEG溶液(20%PEG8000、2.5MNaCl)の添加及び60分間氷上でインキュベーション後に得られた培地から沈殿させた。沈殿物は1mLPBSで再懸濁し、細菌デブリはベンチトップ遠心機を用いて8000rpmで10分間遠心することにより除き、そしてファージは再び上記のように沈殿させた。最終のファージペレットはPBS中1mLの全量で再懸濁し、そして次のラウンドの選択のために投入量として使用するように力価決定した。 ラウンド2及び3はラウンド1で記載のように実施した。ラウンド3に続いて、クローンのパイロット規模選択を、そしてFXIIa−βへの結合のための予備解析をELISAによって行った。
2)ラウンド3のファージディスプレイ選択からのクローンのパイロット規模選別及びELISA解析
ラウンド3生産量クローンの予備スクリーニングはFabファージELISAによって行われた。コロニーは選別し、そして2%グルコース及び100μg/mLのアンピシリンを含有する120μLの2xYT培地へ植菌した。これらは37℃において250rpmで振盪(Infors Supershaker) し、そして「マスタープレート」と命名した。これらの培養液を使用して深いウェルプレート中に100μLの2xYT/100μg/mLアンピシリンを植菌し、そしてプレートを37℃において700rpmで凡そ0.5のOD600までインキュベートした。次いで100μLのヘルパーファージを0.5x1010pfuの最終濃度まで加え、そしてプレートを振盪せずに37℃で30分間インキュベートした。2xYT 培地(100μg/mLのアンピシリン及び50μg/mLのカナマイシン含有)をレスキュー培養液に加えて、25μg/mLのカナマイシンの最終濃度をもたらし、続いて振盪(650rpm)しながら30℃で一夜インキュベーションした。得られた培養液は30分間600gでスピンし、そして上清をファージELISAに使用した。
Fab−ファージELISAのために、Nuncイムノプレートを、1μg/mLのPBS中FXIIaの100μL/ウェルで4℃において一夜コーティングした。PBS単独でコーティングした陰性対照ウェルもまた含めた。次いでウェルを200μLの5%スキムミルク/PBSTにより37℃において2時間ブロックし、そしてPBST中で3x洗浄した。50μLの1%スキムミルク/PBST及び50μLのファージ培養上清を各ウェルに加えて、そしてプレートを振盪しながら室温で2時間インキュベートした。次いでプレートをPBSTで5回手動洗浄し、そして1%ミルク/PBSTで1/5000に希釈した100μLの抗M13mAbを各ウェルに加えて、続いて振盪しながらRTで30分間インキュベーションした。次いでプレートを前述のように洗浄し、そして100μLのTMB基質を各ウェルに加え、次いでプレートを振盪しながらRTで10分間インキュベートした。反応を50μLの2Mリン酸の添加によって停止し、そして450nmでの吸光度をマイクロプレートリーダ(Wallac Victor)で読み取った。12クローンがシングルウェルELISAにおいて陽性発現し、そして競合ELISAで更に試験した。
3)ラウンド3の選択からのクローンの解析:競合ファージELISA
シングルウェルFabファージELISAでFXIIaに反応性を認めた12クローンを、更に競合ELISAにおいてFXIIaへの反応性を試験した。簡潔には、培養上清(前項を参照)のファージタイターを先ずタイトレーションELISAを用いて決定した。タイトレーションELISAのために、Nuncイムノプレートを、4℃において1μg/mLのPBS中FXIIaの100μL/ウェルで一夜コーティングした。PBS単独でコーティングした陰性対照ウェルをも含めた。次いでウェルを200μLの5%スキムミルク/PBSTにより37℃において2時間ブロックし、そしてPBS/0.05%のTween20(PBST)で3x洗浄した。50μLのファージ上清を1%スキムミルク/PBSTで4倍直列に希釈して、そして各希釈の100μLをブロックプレートに加えた。振盪しながらRTで1.5hrインキュベーション後、次いでプレートをPBSTで5回手動洗浄し、そしてELISAプロトコールの残りは本質的に前項に記載のように続けた。データはS字曲線当てはめによりKaleidaGraphソフトウェアを用いてプロットし、そしてEC50値を記録した。
競合ELISAのために、Nunc96ウェルイムノプレートをコーティングし、そして上記のようにブロックした。ファージ濃度はタイトレーションELISAから決定されたレベルで固定し、そしてコンペティタータンパク質(rHA−インフェスチン−4)を直列に希釈した。簡潔には、コンペティタータンパク質の4倍連続希釈を、最初のウェルで100μLの2倍コンペティター(即ち所望の100nM濃度に対して200nM)を有することにより、残りのウェルで75μL希釈緩衝液(1%スキムミルク/PBST)によって行い、そしてプレートの下方へ25μLのコンペティターを連続的に希釈した。75μLの2xファージストック(タイトレーションELISAから決定される希釈)を各ウェルに加え、そして各ウェルからの100μLをコーティング及びブロックプレートに移し、そしてELISAプロトコールは上記のように続けた。遺伝子III融合としてファージ発現インフェスチンドメイン4(Inf4)を競合ELISAにおける陽性対照として使用した。3F7及び3H4と命名したファージクローンは、対照Inf4−ファージと等しいEC50値で競合を示し、そして更なる解析のために選択した(図1)。競合ELISAの結果は、rHA−インフェスチン−4が3F7及び3H4Fab−ファージと競合でき、そしてFXIIa上の類似の領域に最も結合する可能性があることを示す。他のすべてのファージクローンは、FXIIaに結合できる一方で、rHA−インフェスチン−4(図1中にクローン3G5で表される)によって競合されず、そしてそれ故にFXIIaの触媒ドメイン内の類似領域に結合する可能性はないようであった。
4)クローン3F7の解析:配列解析
Fabクローン3F7及び3H4のアミノ酸配列を決定するために、5mLの一夜培養を5μLの「マスタープレート」培養液を用いて開始し、そしてプラスミドをQiagen miniprepキットを用いて分離した。FabカセットDNAは、CH1Rev及びpLacPCRfwプライマーを用いて配列決定した(表2)。配列決定反応及び電気泳働を、メルボルン大学の病理部のDNA配列決定施設で実施した。配列はSeqMan(Lasergene)を用いて解析しそして100%同一であることを認め、それ故にFXIIaへの結合に対してインフェスチン−4と競合する能力を備えた単一抗体(3F7)をパンニングから得た。
5)クローン3F7の解析:3F7mAbによるFXIIa阻害
3F7mAbがFXIIaアミド分解活性をインビトロアッセイで阻害するかを評価するために、3F7Fab−ファージを完全長ヒトIgG4/λ抗体へ再フォーマットし、そして実施例3に記載されたプロトコールを用いて精製した。簡潔に、1μg/mLのFXIIaを、rHA−インフェスチン−4、3F7mAb又は対照mAb(抗ヒトGCSFR抗体C1.2)の存在又は不存在下に、160μLの容量で37℃において5分間Nuncイムノプレートでインキュベートした。40μLの基質(4mMのS−2302)を加えて、そしてプレートを更に37℃において15分間インキュベートした。反応を40μLの20%酢酸の添加によって停止し、そして色変化を450nmでプレートリーダにおいて検出した。データはS字曲線当てはめによるKaleidaGraphソフトウェアを用いてプロットし、そしてEC50値を記録した。図2に示すように、3F7抗体がFXIIaアミド分解活性を効果的に阻害することを見出した。
〔実施例2〕3F7抗体の親和性成熟
3F7の親和性成熟の目的は、親抗体よりも高い親和性のヒトFXIIaに結合できる3F7mAb変異体を同定し、そして特性化することであった。より高い親和性変異体は、FXIIaアミド分解活性の阻害改善を示す可能性を有する。Fab−ファージ親和性成熟ライブラリーの生成方法(下記のライブラリー構築参照)は、次いでトランスフォーメーションのための二本鎖型を作るように伸長するssDNA鋳型にアニーリングする縮退オリゴヌクレオチドによって決まる。ライブラリーのサイズはトランスフォーメーション効率、及び使用プライマーの縮重によって決まる。使用プライマー(下記参照)は19のアミノ酸の組み合わせ(システインなしで)をカバーした。一度に6アミノ酸残基をターゲッティングするライブラリーをデザインした。6残基に対して三量体オリゴヌクレオチドを用いる理論的多様性は196=4.7x107である。
1)親和性成熟ライブラリーのデザイン
各ファージミドに対して、生殖細胞系停止鋳型は、CDR−L2を除いた全CDR中の18コドン(6アミノ酸残基)をTAA停止コドンと交換することによって作成した。構築物の線形デザインは以下:NcoI−VL−CL−リンカー−VH−SalIのとおりである。ファージディスプレイのための残存エレメントを含有するファージディスプレイpTacベクターへのクローニングのために、側面NcoI及びSalI部位が含まれた。3F7H1、3F7H2、3F7H3.1及び3F7H3.2(重鎖可変領域)及び3F7L1、3F7L3.1、3F7L3.2(軽鎖可変領域)と命名した停止鋳型バージョンをGeneArtによって作り出し、それぞれ図3及び4に示す。
2)ライブラリー構築
ライブラリーは、pTac−3F7Fabの「停止鋳型」バージョンを用いてSidhu et
al. (新規な結合ペプチドの選択のためのファージディスプレイ。Methods in Enzymology, 2000, vol. 238, p.333-336) によって記載された方法を用いて構築した。各停止鋳型は、所望の部位で停止コドンを同時に修復し突然変異を導入するためにデザインした変異原性オリゴヌクレオチド(表4)を用いて、Kunkel変異誘発法(Kunkel et al., 表現型選択なしに迅速そして効率的な部位特異的変異誘発。Methods in Enzymology, 1987, vol. 154, p. 367-382) のための鋳型として使用した。変異誘発反応を、エレクトロポレーションによって大腸菌SS320に導入し、そしてファージ産生はM13−KO7ヘルパーファージの添加で開始した。30℃で一夜増殖後、ファージをPEG/NaClを用いる沈殿によって回収した。変異誘発効率を各ライブラリーからランダムに選別した12クローンの配列決定によって評価し、そして50から100%まで変動した。各ライブラリーは0.75−3.75x109の個別のクローンを含有した。プライマー3254(表2)を用いてライブラリーL1、L3.1及びL3.2からクローンの配列を決定し、そしてプライマーSeqCLλ(表2)を用いてライブラリーH1、H2、H3.1及びH3.2からクローンの配列を決定した。
3)ライブラリーパンニング
ライブラリーを、ビオチニル化FXIIa−βの濃度を減少させながら5ラウンドの選択を通して繰り返した。標的濃度は、ラウンド1の40nMからラウンド5の4pMまで各ラウンドとともに10倍低減した。パンニングはビオチニル化FXIIa−βにより溶液中で実施した。ファージサンプルは、PBST中4%ミルク(又は標的のないブランクサンプルを作るのに4%ミルク/PBST単独)で希釈した抗原とRTで1時間回転しながらインキュベートした。Dynal M-280 ストレプトアビジン磁性ビーズを、5%スキムミルク/PBSで水平振盪しながら37℃で30分間ブロックした。ビーズを、MPSを用いて集め、そしてファージ/抗原混合物を30分間加えた。次いでビーズをPBST (KingFisher Long Wash)中で10回洗浄し、続いてPBS中で手動洗浄した。最後にビーズを、500μLの50mMDTT中で再懸濁し、そして中水平振盪しながら37℃で30分間インキュベートした。溶出ファージを集めて、そして170μLの中性緩衝液(0.351gL−システイン+5mgBSAを1MのTrisでpH8の5mLに作り上げた)に加えた。330μLの溶出ファージを次のラウンドの投入量として使用した。各ラウンドの選択の濃縮度は、標的vs.ブランクサンプルについて選択された溶出ファージとして算出した。
4)3F7親和性成熟のクローンの解析
パンニングの完了の時点で、多くのファージクローンを各濃縮ライブラリーから選択し、そして上記に詳述したプライマーを用いて配列決定した(ライブラリー構築)。次いで各ライブラリーから特有のクローンを配列に基づいて選択し、そして結合解析のために完全ヒトIgG4/λ抗体に再フォーマットした。親和性成熟変異体を先ず、親の3F7と比べて結合親和性を評価するために未精製細胞培養上清としてBiacoreを用いてスクリーニングした(実施例4(1)に記載)。表5は3F7よりもFXIIa−βに対して高い結合親和性を有することが見出された抗体をリストアップする。最も高い親和性クローンは、重鎖CDR2及び軽鎖CDR1領域から由来する傾向があった。
推定結合親和性スクリーニングからの結果を基に、次いでベストの5mAbを精製し、そして詳細な結合親和性解析にかけた(実施例4(2)に記載)。表6に示すように、これらのクローンは親の3F7と比べて24〜57倍の結合親和性の改善を示した。
〔実施例3〕発明のファージ由来抗体のIgG生産及び精製
1)哺乳動物発現ベクター構築
哺乳動物発現ベクターは、全軽鎖(可変及び定常ドメイン)及び既述のpRhG4ベクターへの選択ファージ由来Fab構築物からの重鎖の可変ドメインを、クローニングすることにより標準分子生物学を用いて構築した(Jostock et al 2004.Fab−オン−ファージディスプレイライブラリーから由来の機能性ヒトIgGの迅速生成。J Immunol Methods, 289; 65-80) 。
2)細胞培養
無血清懸濁液適合293−T細胞はGenechoice Incから得た。細胞はペニシリン/ストレプトマイシン/フンギゾン試薬 (Invitrogen)を補充したFreeStyle(商標)発現培地 (Invitrogen)中で培養した。トランスフェクションに先立って、細胞は8%CO2の雰囲気の加湿インキュベータ中37℃に維持した。
3)一過性トランスフェクション
293−T細胞を用いた哺乳動物発現ベクターの一過性トランスフェクションを、メーカー使用説明書に従って293フェクチントランスフェクション試薬(Invitrogen)を用いて行った。軽鎖及び重鎖発現ベクターを293−T細胞と組み合わせてそして同時トランスフェクトした。細胞(1000ml)は、1x106生細胞/mlの最終濃度でトランスフェクトし、そしてCellbag2L(Wave Biotech/GE Healthcare) 中で、2/10 Wave Bioreactor system 2/10 or 20/50 (Wave Biotech/GE Healthcare)で8%CO2の雰囲気により37oCにおいて5日間インキュベートした。培養条件は8°の角度で35振動/分であった。Pluronic(登録商標)F-68 (Invitrogen)を、0.1%v/vの最終濃度まで,トランスフェクション後4時間に加えた。24時間トランスフェクション後細胞培養に、トリプトンN1 (Organotechnie, France) を0.5%v/vの最終濃度まで補充した。細胞培養上清は2500rpmの遠心分離によって回収し、そして次いで精製に先立って0.45μMフィルター(Nalgene)を通した。
4)タンパク質発現の解析
5日後培養上清を、4−20%トリス−グリシンSDSポリアクリルアミドゲル上で電気泳動して、そして抗体をクマージーブルー試薬で染色することにより可視化した。
5)抗体精製
モノクローナル抗体は、タンデムプロテインAアフィニティクロマトグラフィー及び脱塩カラムクロマトグラフィーを用いて精製した。Hitrap MabSelect sure (1ml, GE Healthcare, UK)及びDesalting (HiPrep 26/10, GE Healthcare, UK) レジンを、メーカー推奨法に従ってAKTA express (GE Healthcare, UK)を用いて展開した。簡潔に、プロテインAアフィニティカラムの平衡を1X MT−PBS緩衝液中で行った。濾過細胞培養ならし培地(500ml)を1ml/分でカラムに適用し、そして1X MT−PBS(10ml)及び10mMTris、0.5Mアルギニン、150mMNaClpH7.2(80ml)で連続的に洗浄した。次いで結合抗体を0.1MNaアセタートのpH3.0(8ml)で溶出しそして直ちに脱塩カラムにかけた。抗体濃度は対照抗体標準との比較によりクロマトグラフィーで測定した。タンパク質分画はプールして、そして0.22μmフィルターを用いた滅菌濾過に先立って、Amicon UltraCel 50K 遠心力装置(Millipore)を用いて濃縮した。
抗体の純度はSDS−PAGEを用いて解析し、ここでは還元サンプル緩衝液(Invitrogen, CA)中で2μgタンパク質を、Novex NuPAGE 4-12% Bis-Tris Gel (Invitrogen, CA)上に負荷し、そしてメーカー使用説明書に従って、クマージー染色を用いて可視化する前にNuPAGE MES SDS実施緩衝液により、XCell SureLock Mini-Cell (Invitrogen, CA)中で200Vの定電圧を40分間かけた。
〔実施例4〕抗体親和性測定−Biacore解析
1)未精製抗体上清からの推定結合親和性
抗ヒト(ヤギ抗ヒトIgG(γ)マウス吸着,Invitrogen, CatNo.H10500)を、アミンカップリング化学を用いてCM−5センサ表面に化学的に固定化した。培養上清を捕獲前に実施緩衝液で1/60に希釈した。抗体は、800反応単位(RU)の平均捕獲を示す180秒間捕獲した。次いでFXIIa−βをゼロ及び100nMで180秒間注入し、そして180秒間解離した。全アッセイは、セ氏37℃でBiacoreA100機器で実施し、そしてデータは1:1動力学モデルに適合した。
2)詳細な結合親和性解析
抗ヒト(ヤギ抗ヒトIgG(γ)マウス吸着,Invitrogen, CatNo.H10500)又は抗マウスFc特異抗体(Jackson Immuno Research Labs inc. Cat No. 515-005-071) を、アミンカップリング化学を用いてCM−5センサ表面上に化学的に固定化した。次いで固定化抗体を用いて溶液から抗FXII/FXIIaのmAbを捕獲した。
ヒトFXII又はFXIIa−βは次いで、詳細な結合動力学のために種々の濃度で捕獲抗体にわたって注入した。参照フローセルからの反応(ここでmAbは捕獲されず、さもなければ同じように処理される)は差し引いた。次いでブランク注入からの反応は得られたセンサグラムから差し引いた。
最終修正反応は、物質輸送限定を表す用語を含み、1:1動力学を記述するモデルへの非線形回帰を用いて適合した。Rmax値を、捕獲mAbレベルの若干の偏差を説明するために局所的に適合した。会合速度(ka)、解離速度(kd)及び平行解離定数(KD)を決定した。
詳細な結合動力学のために、FXIIを、0、15.1、31.25、62.5、125、250、及び500nMで二重に注入し、そしてFXIIa−βを、0、1.25、2.5、5、10、20及び40nMで,10nMと二重に注入した。
3F7抗体に対して、100mMH3PO4の90秒注入による各サイクル後に再生を実施した。mabOT−2に対して、pH1.7で、25mMグリシンの60秒注入、それに続いてpH8.6で、25mMグリシンの30秒注入による各サイクル後に再生を実施した。全アッセイは25℃で行われた。
〔実施例5〕FXIIaアミド分解活性の他の抗体阻害剤と3F7の比較
関連科学文献のレビューは、FXII活性を調節することができる多くの抗体が記載されているが、これらの大部分は重鎖へ指向してそしてFXIIの初期接触活性化を阻止するか、又は軽鎖に指向してそしてFXIIアミド分解活性をただ部分的に阻止するように見えることを示した。本検討の目的は、3F7をFXIIaのアミド分解活性を完全にブロックすることが特許請求されている抗体OT−2と比較することであった(Dors et al.,ガラス結合第XII因子によるFXII欠損血漿中のカリクレイン−C1−インヒビター複合体の生成に基づく機能性FXIIの新規高感度アッセイ法。Thrombosis and Haemostasis, 1992, vol. 67, p. 644-648; Citarella et al.,組換欠失変異体を用いるヒト第XII因子の構造/機能解析。European Journal of Biochemistry, 1996, vol. 238, p. 240-249) 。
1)3F7及びOT−2抗体によるFXIIaアミド分解活性の阻害
3F7及びOT−2抗体の活性を、実施例1(5)に本質的に記載のインビトロFXIIaアミド分解活性アッセイで比較した。両抗体はFXIIaのアミド分解活性を完全にブッロクすることができた(図5)。
2)FXII及び活性化FXIIa−βへの3F7及びOT−2抗体mAbのBiacore 解析
両3F7及びOT−2抗体はFXIIaのアミド分解活性を完全にブッロクすることが示された一方で、3F7はこのアッセイで小さいが再現性のある〜2倍高い効力を示した。3F7及びOT−2抗体がFXIIa上で類似エピトープを共有するかどうかを明らかにするために、これらの抗体で競合ELISAを初めに実施し、そしてそれらがFXIIaへの結合のために互いと効果的に競合することができることを示した(データは示さず)。
FXIIへのこれらの抗体の比較結合を更に特性化するために、不活性化FXII及び触媒活性FXIIa−βに対し両抗体を用いたBiacore実験を行った。この実験の結果は
表7に示され、そしてOT−2がFXII又は活性化FXIIa−βに対して同等の結合親和性を示す一方で、3F7はFXII(FXIIa)の活性型に対して明確な選好性を示すこと明らかにした。これらの結果は、両抗体がFXIIの軽鎖上で類似領域に結合するように見える一方で、それらは同一であるエピトープを共有するように見えないことを示した。活性化FXIIに優先的に結合する3F7の能力は、薬物動力学的及び/又は薬力学的利点を与える可能性がある。
〔実施例6〕3F7の結合に関与する主要FXIIa残基の同定
多くの種からFXIIaの活性を阻害するその能力に対して3F7をスクリーニングして(データは示されず)、3F7がラットFXIIaではなくマウス及びヒトFXIIaに対して極めて強力であることを明らかにした。この情報を用いて、FXIIa軽鎖内のどの主要残基が3F7エピトープに関与し得るかを、組換マウスFXII(ウェスタン解析を用いて3F7によって認識される)を精製すること、及びラットアミノ酸と異なる種々の残基を変異させることにより検討した(図6参照)。結果が示すように、398か又は438位置の変異は3F7の結合を停止する。
1.野生型及び変異型マウス第FXII因子(Mu−FXII)の構築及び発現
全Mu−FXIIタンパク質 (ジェンバンク信託番号NM_021489)をコード化するcDNAを、GeneART AG (Regensberg, Germany) から取得した。この cDNAを鋳型として用いて、標準PCR技術によって下記の別々の残基変化を作製した:a)N376D、b)A385D、c)N398K、d)W420R、e)R427H、f)I438A、g)Q450R、h)delE451、i)S452G、j)K453R、T454K、k)G472S、l)N516S、m)T538A及びn)A589D。f)I438Aを例外として、これらの残基変化は、マウス残基からそのラットオルソログへのスイッチ(ジェンバンク信託番号NM_001014006)に対応する(図6A参照)。h)の場合、これはGlu451の欠失にかかわった。ラットアミノ酸変化E552D、T555V及びA556Tにマウスをかかわらせる1つの更なる変異体(o)として、多重変異体が生成した。すべての構築物はC末端8xHis−タグをコード化するために3′末端で改変し、哺乳動物発現ベクターpcDNA3.1(Invitrogen, Carlsbad, USA) にクローン化しそして配列はDNA配列解析によって検証した。
Freestyle(商標)293懸濁細胞 (Invitrogen) を5mlのFreestyle Expression培地(Invitrogen)中で1.1x106細胞/mlに増殖させた。7μLの293Fectin(Invitrogen) トランスフェクション試薬を、167μLのOpti-MEM I培地(Invitrogen)で5分間プレインキュベートし、次いで野生型又は変異型Mu−FXIIをコード化する5μgのプラスミドDNAに加え、そして混合物を更に20分間インキュベートした。DNA−293フェクチン複合体を、8%CO2下に250rpmの振盪インキュベータ中37℃で6日間培養した細胞に加えた。培養上清を2000rpmで5分間遠心分離することによって回収し、そして分析のために4℃で保存した。
2. ウエスタンブロッティング
組換野生型又は変異体mu−FXIIを含有する上清を等量の2x非還元サンプル緩衝液に加えて、80℃で10分間インキュベートし、そして次いでプレキャスト4−12%のBis−Trisゲル(Invitrogen) 上へ充填し、そして200Vで1時間電気泳動した。次いでタンパク質を電気泳動でニトロセルロースフィルタ上に移動し、そして0.05%のTween−20(TTBS)によりTris−緩衝食塩水中5%粉乳で1時間ブロックした。次いでフィルターを3F7mAbか又は抗HismAbの3H3(いずれも5%粉乳でTTBS中1mg/mL)で1時間インキュベートし、TTBSで十分洗浄し、次いでそれぞれ抗ヒトIgG−FITC又は抗マウスIgG−FITCで更に1時間インキュベートした(Millipore, USA;いずれも5%粉乳でTTBS中0.25mg/ml)。TTBSで膜の更なる洗浄に続いて、Ab−FITC結合タンパク質をTyphoon可変モードアナライザー(GE Healthcare, USA)を用いて可視化した。結果を図6Bに示した。3F7の結合は、マウス配列の残基398及び438を変異するとき停止することから、これらの2つの残基はmAb3F7のエピトープの一部であってよいことを示唆する。
〔実施例7〕モノクローナル抗体3F7による静脈内処置によるマウスでのFeCl3誘発動脈血栓症の阻止
以前の研究(例えばWO2006066878に開示)は、FXIIaがマウスにでのFeCl3誘発動脈血栓症を阻止したことを示している。この研究の目標は、マウスもまた、凝固因子XIIa(MAb3F7)に対する特異的モノクローナル抗体を用いる処置によって動脈血栓症から保護されるかを検討することであった。
方法
処置群は表8に示された:
Charles River Laboratoriesから得た雌性、6〜8週齢で25〜39g重のNMRI株マウスが,深部麻酔のt=−15分に表8のリストにある処置溶液の単回i.v.注射を受けた。その後、血栓性閉塞率に対する処置の効果を定量した。ベースライン血流は、超音波流れプローブを露出頚動脈周りに入れることによって測定した。血栓症を開始するために、10%塩化第2鉄溶液で飽和した濾紙の0.5mm2(0.5×1.0mm)パッチを、t=0分で流れプローブから頚動脈下流に置いた。3分後に濾紙を取り除き、そして血栓性閉塞の発生を測定するために血流を60分間モニターした。
60分の観察時間に続いて、血液サンプルを試験動物から採取した(抗凝固剤:10%クエン酸)。その後、血漿を標準方法によって調製し、そしてaPTT(活性化部分トロンボプラスチン時間)、PT(プロトロンビン時間)及びFXIIa活性の測定まで冷凍した(−80℃±10℃)。
aPTTの測定
aPTTは、50μLのPathromtin SL(Siemens HealthCare Diagnostics Products GmbH, Marburg, Germany)に50μLの検討血漿サンプル(上記参照)を加えることにより、続いて37℃で120秒のインキュベーションフェーズによって測定した。その後、50μLの塩化カルシウム溶液(25mM, Siemens HealthCare Diagnostics Products GmbH, Marburg, Germany)を反応開始するために加えた。
PTの測定
PTは、37℃で15秒のインキュベーション後、100μLの活性化試薬Thromborel
S (Siemens HealthCare Diagnostics Products GmbH, Marburg, Germany)に50μLの
検討血漿サンプル(上記参照)を加えることによって測定した。
FXIIa活性の測定
FXIIa活性は、aPTTベースアッセイを用いることによって測定し、そして標準ヒト血漿及びFXII欠損血漿(Siemens HealthCare Diagnostics Products GmbH, Marburg, Germany)の希釈によって得た参照曲線と比較した。イミダゾール緩衝溶液(Siemens HealthCare Diagnostics Products GmbH, Marburg, Germany)で1:5にプレ希釈した、50μLの検討血漿サンプル(上記参照)を50μLのFXII欠損血漿に加えた。37℃で30秒のインキュベーション時間後、50μLのPathromtin SL (Siemens HealthCare Diagnostics Products GmbH, Marburg, Germany)を加え、そしてその後溶液を37℃で120秒間インキュベートした。その後、50μLの塩化カルシウム溶液(25mM, Siemens HealthCare Diagnostics Products GmbH, Marburg, Germany)を反応開始するために加えた。
3解析のすべてを、それぞれのアッセイ試薬のサプライヤー (Siemens HealthCare Diagnostics Products GmbH, Marburg, Germany)に指示された条件に従って、BCT(Behring Coagulation Timer; Siemens HealthCare Diagnostics Products GmbH, Marburg, Germany)で行った。
結果:
30mg/kg、20mg/kg、10mg/kg及び5mg/kgのMAb3F7の静脈内注射は、FeCl3誘発頚動脈閉塞からの完全保護をもたらした(表9、図7)。減少用量(即ち2.5−0.5 mg/kg)で、閉塞率は増加し、一方で閉塞までの時間は用量依存性に減少した(表9、図7)。対照と比べて、PTは不変であったが(表10、図9)、一方でaPTTは高用量で約4倍延長した(表10、図8)。FXIIa活性は10mg/kg以上の用量でほとんど完全に阻害され、そして0.5mg/kgの用量で尚半減した(表10、図10)。更に、FXIIa活性はMAb3F7の減少用量で用量依存性に増加した一方で、aPTTは減少した(表10、図8及び10)。対照MAbはFeCl3誘発頚動脈閉塞からの保護を示さず、そしてaPTT、PT及びFXIIa活性値は不変であった(表9、10、図7〜10)。
考察
この研究は、マウスが、5mg/kg又はより高い用量においてMAb3F7による静脈内処置後の動脈血栓から完全に保護されることを実証した。減少用量では、閉塞率は増加し一方で閉塞までの時間は用量依存性に減少した。対照と比べて、PTは不変であったが、一方aPTT及びFXIIa活性は用量依存性に延長しそしてそれぞれ減少した。要約すれば、MAb3F7は、顕著な有効性プロファイル及び望ましい用量反応相関を示した。
〔実施例8〕マウスの水中モデルにおける止血に対する抗FXIIaモノクローナル抗体3F7の効果
実施例7は、MAb3F7が30−5mg/kgの用量でマウスのFeCl3誘発動脈血栓症を完全に阻止することを実証した。この効果に加えて、FXIIa活性はほとんど完全に阻害され、そしてaPTTはこれらの保護用量で4倍まで延長した。そのような効果が生理的止血に影響を及ぼし得るかの疑問を解明するために、本研究の目的は、最小の完全保護用量(即ち5mg/kg)並びに本用量の5倍超用量(即ち25mg/kg)でマウス尾先端出血モデルの止血に対するその効果に関して、MAb3F7を検討することであった。
方法
止血は水中出血モデルで測定した。簡潔には、尾先端出血パラメータは止血及び失血までの時間を定量化することによって決定した。全失血量は尾先端の沈水に使用された食塩水に存在するヘモグロビンを測定することによって算出した。それに応じて動物のヘモグロビンを考慮に入れた。尾先端カットは深部麻酔下メス形ナイフ(Narcoren)で行い、約3mmの尾先端を摘除した。損傷直後に、尾先端を食塩水に沈水し、水槽を用いてマウスの生理的体温で保持した。出血をモニターする観察期間は30分であった。全被験物質は観察期間の開始(尾切断)に先立つ5分にi.v.で投与した。
結果
群と関係なく、全動物は観察期間内に止血を示した(表12)。止血及び全失血までの時間は群間で異ならなかった(表12及び13、図11〜14;Kruskal-Wallis検定:p>0.05)。
考察
本研究の結果から、MAb3F7の2つの投与量(5及び25mg/kg)は、マウスのFeCl3誘発動脈血栓症を強力に阻止し、マウス尾先端出血モデルを用いた生理的出血に無作用であったと結論することができる。
〔実施例9〕3F7のaPTTと親和性成熟バージョンの比較
活性化部分トロンボプラスチン時間(aPTT)は標準ヒト血漿(SHP、Dade Behring)で測定し、ここでは異なる量のそれぞれの阻害剤を200μLの総量まで生理食塩水中に加えた。50μLのこの溶液を50μLのPathromtin SL (Dade Behring)に加え、そして37℃で120秒間インキュベートした。その後、50μLの塩化カルシウム溶液(25mM)を反応開始するために加えた。
手順は、メーカーによって推奨される条件に従ってBCSXP(Behring Coagulation System)で行われた。
OT−2、MAb3F7及びMAb3F7の親和性成熟バージョンのaPTTを比較した。結果は図15に示す。MAb3F7の親和性成熟バージョンは、OT−2及び元のMAb3F7よりも顕著に活性であった。
〔実施例10〕種々の抗体による第FXIIa−α因子の阻害の比較
阻害アッセイは、本質的に上記の実施例1(5)に記載のように行われた。この場合、3F7、親和性成熟3F7誘導体及びOT−2は、1:0.1から1:10まで変動するヒト第FXIIa−α因子に対する異なるモル比で比較した。データは下記の表14及び図16に示す。3F7及び親和性成熟誘導体はOT−2よりも優れた阻害を示し、そして3F7及びその誘導体よりも最大の阻害を達成するために、より高い量のOT−2が必要であった。

Claims (22)

  1. ヒト第XII因子に対してよりもヒト第XIIa−β因子に対して2倍以上高い結合親和性を有し、そしてヒト第XIIa因子のアミド分解活性を完全に阻害することができる、抗第XII/XIIa因子モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメントであって、ここで結合親和性は表面プラズモン共鳴ベーステクノロジーによって測定され、そしてヒト第XIIa因子のアミド分解活性を完全に阻害するとは、インビトロアッセイで、1:0.5の、抗体に対する第XIIa−α因子のモル比で使用されたとき、いかなる阻害剤も存在しない対照実験で認められる活性の少なくとも80%を阻害することを意味する、上記抗体又はその抗原結合フラグメント。
  2. インビトロアッセイで、1:0.2の、抗体に対する第XIIa−α因子のモル比で使用されたとき、第XIIa−α因子(FXIIa−α)のアミド分解活性を、いかなる阻害剤も存在しない対照実験で認められる活性の50%より大きく阻害する、抗第XII/XIIa因子モノクローナル抗体又はその抗原結合フラグメント。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の抗体又はその抗原結合フラグメントであって、抗体はマウスFXII/FXIIaと結合し;そして(a)配列番号2の位置398のアスパラギン残基はリジンと置換され;又は(b)配列番号2の位置438のイソロイシン残基はアラニンと置換される、配列番号2を含むポリペプチドへの抗体の結合レベルは、該置換のない配列番号2を含む対応するポリペプチドへのタンパク質の結合レベルより低い、上記の抗体又はその抗原結合フラグメント。
  4. 抗体は、以下の:
    配列番号6の配列の重鎖CDR1、配列番号の配列の重鎖CDR2、配列番号の配列の重鎖CDR3、配列番号11の配列の軽鎖CDR1、配列番号12の配列の軽鎖CDR2、及び、配列番号13の配列の軽鎖CDR3
    − 配列番号6の配列の重鎖CDR1、配列番号8の配列の重鎖CDR2、配列番号9の配列の重鎖CDR3、配列番号11の配列の軽鎖CDR1、配列番号12の配列の軽鎖CDR2、及び、配列番号13の配列の軽鎖CDR3;
    − 配列番号6の配列の重鎖CDR1、配列番号7の配列の重鎖CDR2、配列番号10の配列の重鎖CDR3、配列番号11の配列の軽鎖CDR1、配列番号12の配列の軽鎖CDR2、及び、配列番号13の配列の軽鎖CDR3;
    − 配列番号6の配列の重鎖CDR1、配列番号7の配列の重鎖CDR2、配列番号9の配列の重鎖CDR3、配列番号44〜51から選択される配列の軽鎖CDR1、配列番号12の配列の軽鎖CDR2、及び、配列番号13の配列の軽鎖CDR3;
    又は
    − 配列番号6の配列の重鎖CDR1、配列番号7の配列の重鎖CDR2、配列番号9の配列の重鎖CDR3、配列番号11の配列の軽鎖CDR1、配列番号12の配列の軽鎖CDR2、及び、配列番号14の配列の軽鎖CDR3;
    を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合フラグメント。
  5. 抗体は、以下の:
    配列番号6の配列の重鎖CDR1、配列番号29〜38から選択される配列の重鎖CDR2、配列番号9の配列の重鎖CDR3、配列番号11の配列の軽鎖CDR1、配列番号12の配列の軽鎖CDR2、及び、配列番号13の配列の軽鎖CDR3
    − 配列番号6の配列の重鎖CDR1、配列番号7の配列の重鎖CDR2、配列番号39〜43から選択される配列の重鎖CDR3、配列番号11の配列の軽鎖CDR1、配列番号12の配列の軽鎖CDR2、及び、配列番号13の配列の軽鎖CDR3;
    又は
    − 配列番号6の配列の重鎖CDR1、配列番号7の配列の重鎖CDR2、配列番号9の配列の重鎖CDR3、配列番号11の配列の軽鎖CDR1、配列番号12の配列の軽鎖CDR2、及び、配列番号52〜63から選択される配列の軽鎖CDR3;
    を含む、請求項4に記載の抗体又はその抗原結合フラグメント。
  6. 重鎖は配列番号4、73、74、76及び77から選択される配列を含み、及び軽鎖は配列番号5及び75から選択される配列を含み、又はここで非CDR配列は、前記配列の非CDR領域と少なくとも90%同一である、請求項4又は5に記載の抗体又はその抗原結合フラグメント。
  7. 請求項4〜6のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合フラグメントの生殖細胞系列化抗体又はその抗原結合フラグメント。
  8. ヒト第XIIa−β因子を10-7Mより小さいKDで結合する、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フラグメント。
  9. ヒト第XIIa−β因子に結合するためにインフェスチンと競合する、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フラグメント。
  10. 抗体はヒトIgG又はその変異体である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合フラグメント。
  11. IgGはIgG4である、請求項10に記載の抗体又はその抗原結合フラグメント。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合フラグメントをコードする核酸。
  13. 適したプロモーター配列に操作可能に連結される、請求項12に記載の核酸を含んでなるベクター。
  14. 請求項13に記載のベクターを含んでなる細胞株又は酵母細胞。
  15. 抗体を発現させるのに適切な条件下で請求項14に記載の細胞株又は酵母細胞を培養するステップ、及び培養上清から抗体を精製するステップを含んでなる、請求項1〜11のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合フフラグメントを生産する方法。
  16. 医療用の請求項1〜11のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合フラグメント。
  17. 血栓の形成及び/又は安定化、及びそれによる3次元の管腔内血栓成長を予防することによって、又は管腔内血栓を予防し及び/又は処置することによって、静脈、動脈又は毛細血管の血栓形成、心臓における血栓形成、血栓塞栓症、ヒト又は動物対象の血液の人工表面との接触中及び/又は後の血栓形成から成る群から選択される障害を予防し及び処置するのに用いる、請求項1〜11のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合フラグメント。
  18. 静脈又は動脈の血栓形成が、脳卒中、心筋梗塞、深部静脈血栓症、門脈血栓症、血栓塞栓症、腎静脈血栓症、頚静脈血栓症、脳静脈洞血栓症、バッド・キアリ(Budd−Chiari)症候群又はパジェット・シュレッター(Paget−Schroetter)病である、請求項17に記載の抗体又はその抗原結合フラグメント。
  19. 請求項17に記載の抗体であって、ここで、血液の人工表面との接触中及び/又は後の血栓形成は、前記ヒト又は動物対象で行われる医療処置中及び/又は後に起こり、そしてここで該抗体は該医療処置前及び/又は中及び/又は後に投与され、そして更に、ここで
    (i)人工表面は対象の少なくとも80%の血液量に曝露され、そして人工表面は少なくとも0.2m2であり又は
    (ii)人工表面は対象の体外での採血容器であり又は
    (iii)人工表面はステント、弁、管腔内カテーテル、又は体内血液ポンプ支援システムである、上記抗体。
  20. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合フラグメントでコーティングされた医療デバイスであって、デバイスは心肺バイパス装置、血液酸素化用体外膜型酸素化システム、血液ポンプ支援デバイス、血液透析デバイス、血液の体外濾過デバイス、採血で用いるリポジトリ、管腔内カテーテル、ステント、人工心臓弁、及び/又はチュービング、カニューレ、遠心ポンプ、弁、ポート、及び/又はダイバータを含む該デバイスのいずれか1つのための付属品である、上記医療デバイス。
  21. 医療処置を受ける患者へ投与のための請求項1〜11のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合フラグメントであって、医療処置は:
    (a)心臓、
    (b)大動脈、大動脈弓、頚動脈、冠動脈、腕頭動脈、椎骨脳底動脈循環、頭蓋内動脈、腎動脈、肝動脈、腸間膜動脈、及び/又は心臓への頭蓋の動脈系の血管:から選択される少なくとも1つの血管、
    (c)患者が既知の中隔欠損を有する場合の静脈血管;
    の少なくとも1つとの接触を含み;
    そして医療処置は、少なくとも1つの標的臓器中に虚血をもたらし得る体内の少なくとも1つの該血管中での少なくとも1つの塞栓の解放、及び医療処置の前、中、及び/又は後に、抗体又はその抗原結合フラグメントの投与を含む、上記の抗体又はその抗原結合フラグメント。
  22. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合フラグメントを含んでなる医薬組成物。
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