JP6417442B2 - ヒト組織因子抗体及びその使用 - Google Patents

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Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2011年3月15日に出願された米国特許出願第61/452,674号
に対する優先権を請求し、この内容は参照することによりその全体として本明細書に組み
込まれる。
(発明の分野)
本発明は、組織因子介在血液凝固を阻害することなく、腫瘍細胞などの血管外組織上に
存在する抗原であるヒト組織因子に結合する、ヒトに適合した抗体にする。本発明はまた
、ヒト組織因子の存在及び受容体機能に関連した、癌などの疾患を治療するための抗体の
使用方法に関する。
凝固因子III(F3)、組織トロンボプラスチン、又はCD142としても知られる
組織因子(TF)は、2つのフィブロネクチンIII型ドメインを含む219アミノ酸の
細胞外領域と、リン酸化され得る1つのセリン残基を有する短い細胞内ドメインとを有す
る膜貫通糖タンパク質である。TFは、FVII/FVIIaの細胞受容体である。
TFは、細胞受容体の形で、正常脳、肺、及び胎盤では高レベル、並びに脾臓、胸腺、
骨格筋、及び肝臓では低レベルの組織特異的分布を呈する。TFはまた、細胞由来微小粒
子中に、及び選択的スプライシング可溶型として見出される。正常組織における発現に加
え、TFは、最も主要な腫瘍型において、及び多くの腫瘍由来の細胞株において過剰発現
されることが報告されている(Ruf W J Thromb Haemost.5:1
584〜1587,2007;Milsomら、Arterioscler Throm
b Vasc Biol.29:2005〜2014,2009)。
損傷に応答した血清タンパク質の凝固は、損傷に対する重要な生理応答である。血液が
、コラーゲン(内因性経路)及び組織因子(外因性経路)を含むタンパク質に暴露される
と、血小板及び血漿タンパクであるフィブリノゲン(凝固因子)への変化を起こす。血管
損傷の後、第VII因子(FVII)は循環を離れ、組織因子保有細胞(間質線維芽細胞
及び白血球)上に発現される組織因子(TF)と接触し、活性化されたTF−FVIIa
複合体を形成する。TF−FVIIaは、第IX因子(FIX)及び第X因子(FX)を
活性化する。FVIIは、TFによってアロステリックに活性化され、かつトロンビン、
FXIa、プラスミン、FXII及びFXaによって活性化され得る。TF−FVIIa
は、FXaと共に三元複合体を形成する。
非血管細胞によって発現される組織因子(TF)は、血液凝固を活性化することによっ
て止血に重要な役割を担う。TFは、止血と異なるプロセスに更に関与し、その上にTF
が発現される細胞表面の機能に直接関連する。血管及び非血管細胞上の凝固プロテアーゼ
のTF依存性アセンブリは、Gタンパク質共役受容体であるプロテアーゼ活性化受容体(
PAR)を活性化する。したがって、TF:VIIa複合体は、PAR、主にPAR2を
介して細胞シグナルを誘発し(Camererら、Proc.Natl.Acad.Sc
i.USA 97:5255〜5260,2000;Riewald & Ruf,Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USA 98:7742〜7747,2001;R
ufら、J Thromb Haemost 1:1495〜4503,2003;Ch
enら、Thromb Haemost 86:334〜45,2001)、腫瘍形成、
血管新生、腫瘍進行、及び転移に寄与することができる。
三元複合体TF/FVIIa/FXaは、TF:VIIa複合体がFXに作用すること
によって直接的に、又は、FXをFXaに変換することができるTF:VIIaによるF
IXとFIXaの変換後に間接的に形成される。TF/FVIIa/FXa複合体の形成
は、シグナル伝達を引き起こすか、又はPAR1〜4などの他の受容体を活性化すること
ができる。TF/FVIIa/FXa複合体の形成は、インターロイキン−8(IL−8
)の誘導をもたらし、腫瘍細胞移動を刺激することができる(Hjortorら、血液1
03:3029〜3037,2004)。PAR1及びPAR2は共に、腫瘍転移に関与
するが(Shiら、Mol Cancer Res.2:395〜402,2004)、
活性化された二元及び三元複合体(TF−VIIa及びTF−VIIa−FXa)は、同
様に細胞シグナル伝達をもたらすPAR2の活性化因子である(Rao & Pendu
rthi,Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol.25:47
〜56,2005)。したがって、組織因子の発癌性の役割を、腫瘍の移動、溢血、及び
転移メカニズムに関与することもまた長い間疑われてきた凝血の役割から分離させること
ができるかどうかを決めることは興味深かった。
リガンド結合部位の機能的側面及び免疫学的側面を研究するために、組織因子に対する
、Morrisey(1988,Thromb Res 52(3):247〜261;
US5223427)及びMagdolen(1996 Biol Chem 379:
157〜165)に記載されているもののようなモノクローナル抗体が用いられてきた。
TF−VIIa複合体を形成する又は維持するTFの能力を妨げることによって、又はF
Xを活性化する複合体の能力を阻害することによって、血栓事象を阻害するために、組織
因子に結合することが可能なモノクローナル抗体を用いることができる。組織因子に結合
し、かつ凝固を阻害しない抗体もまた知られている。第VIIa因子開始TFシグナル伝
達を阻害するが、凝固を阻害しない、抗体10H10などの抗体もまた記載されており(
Ahamedら、2006 Proc Natl Acad Sci USA 103(
38):13932〜13937)、かかる抗体は、かかる活性を有する剤の、固形腫瘍
の治療における役割及び実用性を研究する機会を提供してきた(Versteegら、2
008 Blood 111(1):190〜199)。Rufらは、国際公開特許第2
007056352A3号において、患者のうっ血を妨げずに、組織因子シグナル伝達を
阻害するための方法及び組成物を開示している。
癌の進行は多角的プロセスであるので、患者の止血を妨げないと同時に、腫瘍細胞に対
する発癌、転移、血管生成、及び抗アポトーシス機能を阻害することができるTF結合抗
体である治療候補物質が望ましい。
本発明は、マウス抗体10H10の結合エピトープを保持する、ヒトの治療法として使
用される、ヒト適合坑ヒト組織因子特異抗体を提供し、その抗体は、FVIIa結合に関
して組織因子と競合せず、したがって、TF−VIIa複合体の凝固促進活性、アミド分
解活性を実質的に阻害しないが、TF−VIIaによって媒介されるシグナル伝達、及び
サイトカインIL−8放出などの下流の発癌作用を阻害する。
ヒトに適合した本発明の抗体は、ヒトIgG可変ドメインフレームワークと、10H1
0マウス抗体CDR配列の配列を参照することによって決定され、かつ配列番号6〜11
及び27で表されるCDR変異体残基との組み合わせで構築される。ヒトフレームワーク
FR1及びFR2及びFR3と、CDR及びCDR変異体と、FR4との組み合わせが提
供され、これらの組み合わせは、抗体結合ドメインの、マウス抗体10H10の免疫特異
性とのアセンブリを可能にする。本発明の一実施形態では、配列番号6〜11で表される
、又は配列番号6、8〜11、及び27で表されるグループとしての6つのCDR配列は
、ヒトIgG可変ドメインのCDRでない位置と定義され、ヒトTFに対する10H10
の結合親和性が保持されるように選択される、ヒト生殖細胞系FRと組み合わされる。一
態様では、ヒトHC可変領域FRは、IMGTデータベースによって表わされるIGHV
遺伝子ファミリーの1、3、又は5メンバー由来である。一態様では、ヒトLC可変領域
FRは、ヒトIGKV遺伝子ファミリーの2又は4メンバー由来である。一実施形態では
、抗体Fv(LC可変領域と対をなすHC可変領域)は、配列番号12〜21から選択さ
れるHC可変領域と、配列番号22〜26から選択されるLC可変ドメインとを含む。
特定の実施形態では、抗体Fv(LC可変領域と対をなすHC可変領域)を形成するヒ
トFRは、IGHV5と、IGKV2 FRとを含む。本発明の抗体は、配列番号8のH
−CDR3、配列番号6、及び62〜83から選択される配列を有するH−CDR1、配
列番号7、27、及び84〜107から選択される配列を有するH−CDR2、並びに、
任意にIGVJ4(配列番号60)又はその変異体から選択されるHC FR4領域を有
するHC可変ドメインを含む。本発明の抗体は、配列番号9、108〜116から選択さ
れる配列を有するL−CDR1、配列番号10及び117〜120から選択される配列を
有するL−CDR2、配列番号11及び121〜128から選択される配列を有するL−
CDR3、並びに、任意にIGKJ2(配列番号61)又はその変異体から選択されるL
C FR4領域を有するLC可変ドメインを有する抗体を更に含む。特定の実施形態では
、ヒトフレームワーク配列は、IGHV5_aに由来し、形成された可変ドメインは、配
列番号19、129〜155から選択される配列を含む。別の実施形態では、ヒトフレー
ムワーク配列は、IGKV2D40_O1由来であり、形成された可変ドメインは、配列
番号23、156〜163から選択される配列を含む。
本発明の抗体は、IGHV5_aフレームワーク由来の、CDRでない位置と定義され
る結合ドメインを有し、H−CDR3が、配列SGYYGNSGFAY(配列番号8)を
有し、H−CDR−1位置の配列が、下記式:
H−CDR1 GYTFXWIE (I) (配列番号83)
(式中、X1は、A、D、G、I、L、N、P、R、S、T、V、及びYから選択され
、X2は、A、P、S、及びTから選択され、X3は、F、H、及びYから選択され、又
は配列はGFTFITYWIA(配列番号81)であってもよい);及びH−CDR2位
置の配列が次式によって与えられ:
H−CDR2 DIXPGXGXTX (II) (配列番号1
07)
(式中、X1はI及びLから選択され、X2はS及びTから選択され、X3は、A、F
、H、及びwから選択され、X4は、D、H、I、L、及びNから選択され;ただし、H
−CDR2がDILPASSSTN(配列番号105)であるH189は除く)によって
与えられる、抗体としての一形態で表されることができる。
本発明の抗体は、IGKV2D40_O1フレームワーク由来の、CDRでない位置と
定義される結合ドメインを有し、L−CDR−1及び/又はLCDR−2、並びにL−C
DR3の配列が、下記式:
L−CDR1 KSSQSLLXQ XNYLT (III)
(配列番号116)
(式中、X1は、F、P、S、T、W、及びYから選択され、X2は、F、S、T、R
、及びVから選択され、X3は、A、G、P、S、W、Y、及びVから選択され、X4は
、G、N、及びTから選択され、X5は、K、R、及びSから選択される);
L−CDR2 XASTRXS (IV) (配列番号120)
(式中、X1はH及びWから選択され、X2は、D、E、及びSから選択される);
L−CDR3 QNDXPXT (V) (配列番号128)
(式中、X1は、D、F、及びLから選択され、X2は、S、T、及びYから選択され
、X3は、W及びYから選択され、X4は、L及びMから選択される)によって与えられ
る配列を有する、抗体として表わされる。
こうして、抗体重鎖及び軽鎖CDR残基は、実質的に10H10のマウスCDRから改
変される。例えば、上述の説明によると、抗体重鎖は、10H10のマウスCDRと、7
0%(CDR1で3/10の残基が変更された場合)及び60%(CDR2で4/10の
残基が変更された場合)だけ類似し得る(CDR 3は変更されない場合)。軽鎖CDR
残基は、10H10のマウスCDRと、71%(5/17が変更された場合)、(71%
)(2/7が変更された場合)、又は55%(4/9が変更された場合)だけ類似する。
本発明は、ヒト組織因子に対する結合で競合し、したがって、マウス10H10抗体と
実質的に同じヒトTF−ECD上のエピトープと結合する、ヒトに適合した抗体を更に提
供する。本発明は、TF発現、及びそのTF発現により生じる局所生物活性が、治療すべ
き疾患に直接又は間接的に関連している疾患を患う被験者を治療するために、かかる抗体
を使用する方法を更に提供する。
本発明は、抗体、並びに抗体の薬学的に許容可能な調製物を調製する方法、調製物を含
む容器、及び、本発明の抗体が被験者を治療するために使用する方法に利用される、その
容器を含むキット、を更に提供する。
10H10 Fabの共結晶のX線回折分析によって、又はヒト適合変異体(M1593 Fab)及びヒトTF−ECD残基5〜208を用いて明らかにされたエピトープを示し、M1593 H−CDR1(T31P)及びHCDR−2(S57F)において改変された2つの接触残基が示されている。 ヒト(配列番号1、1〜219)、カニクイザル(配列番号2、1〜220)、及びマウスTF−ECD(配列番号3、1〜221)のアミノ酸残基のアライメントであり、マウス抗体TF8−5G9(Huangら、1998 J Mol Biol 275:873〜94)及び10H10が接触する残基位置を示しており、これら残基は、凝固因子FVII/VIIa及びFXが接触することで知られている。 5G9及び10H10のパラトープ、並びに凝固因子FVII及びFXが接触して示されている領域を有する、ヒトTF−ECDの三次元映像を示し、残基L104及びT197のみに10H10及びFXの両方が接触している。 マウス抗体10H10の重鎖(上方のアライメント)及び軽鎖(下方のアライメント)可変ドメインのアミノ酸配列(それぞれ配列番号4及び5)、抗体M59のヒトフレームワーク適合配列(それぞれ配列番号19及び23)、並びに2つの選択された親和性成熟可変ドメイン配列H116(配列番号133)及びH171(配列番号139)のアライメントを示す。 アイソタイプ対照B37と比較した、MDB−MB−231乳癌細胞による0.24μg/mLでの、FVIIa誘発IL−8放出に対する27個の親和性成熟mAbによる相対的阻害百分率を示す。 免疫無防備状態のマウスにMDA−MB231腫瘍細胞を埋め込んだ後の、数日にわたる腫瘍容積のプロットを示し、M1593を投与された群は、定着腫瘍の成長を低減させた。 免疫無防備状態のマウスにA431ヒト扁平上皮癌細胞を埋め込んだ後の、数日にわたる腫瘍容積のプロットを示し、M1593を投与された群は、定着腫瘍の成長を低減させた。 マウス可変ドメインヒトIgG1(M1)、位置234及び235がアラニン置換されているマウス可変ドメインヒトIgG4、未修飾CHOで産生された野生型IgG1としてのM1593、低フコース含有量でグリカンを生成するように選択されたCHO株で産生されたM1593−LF、並びにS239D及びI332EにKabat位置置換を有するM1593−DEに関する、ヒトPBMCによる標的細胞溶解(MDA−MB231細胞)のパーセンテージと、MAb濃度とを対比したプロットを示す。
配列リストの説明(1)
配列リストの説明(2)
配列リストの説明(3)
配列リストの説明(4)
配列リストの説明(5)
略語
TF=組織因子、huTF=ヒト組織因子、muTF=マウス組織因子、cynoTF
=カニクイザル組織因子、TF−FVIIa=組織因子−第VIIa因子複合体、TF/
FVIIa=組織因子−第VIIa因子複合体、HC=重鎖、LC=軽鎖、v−領域=可
変領域、VH=重鎖可変領域、VL=軽鎖可変領域、CCD=電荷結合素子、CDR=相
補的決定領域、CHES=2−(N−シクロヘキシルアミノ)−エタンスルホン酸、ED
TA=エチレンジアミン四酢酸、ECD=細胞外ドメイン、HEPES=N−(2−ヒド
ロキシエチル)−ピペラジン−N’−2−エタンスルホン酸、HEK=ヒト胎児腎臓細胞
、MES=2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸、PAR=プロテアーゼ活性化受容
体、PBMC=末梢血単核細胞、PBS=リン酸緩衝生理食塩水、PDB=プロテインデ
ータバンク、PEG=ポリエチレングリコール、SDS PAGE=ドデシル硫酸ナトリ
ウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動、SEC=サイズ排除クロマトグラフィ、MAb
=モノクローナル抗体、FR=抗体のフレームワーク、HFA=ヒトフレームワーク適合
定義&用語の説明
本明細書で使用されるとき、「抗体」は、抗体全体、及びその任意の抗原結合断片又は
短鎖を含む。したがって、抗体は、本発明の抗体の中に組み込むことのできる、重鎖若し
くは軽鎖の少なくとも1つの相補的決定領域(CDR)若しくはそのリガンド結合部、重
鎖若しくは軽鎖可変領域、重鎖若しくは軽鎖定常領域、フレームワーク(FR)領域若し
くはその任意の部分、又は結合タンパク質の少なくとも一部分などが挙げられるが、これ
らに限定されない、免疫グロブリン分子の少なくとも一部分を含む任意のタンパク質又は
ペプチド含有分子を含む。用語「抗体」は、抗体、その消化断片、特定部分及び変異体を
更に含むことを意図し、これには抗体模倣薬が挙げられ、あるいは抗体の構造及び/若し
くは機能を模倣する抗体の部分又はその特定断片若しくは一部を含み、単鎖並びに単一ド
メイン抗体及びその断片が挙げられる。機能的断片は、予め選択された標的に対する抗原
結合断片を含む。抗体の「抗原結合部分」という用語に包含される結合断片の例は、(i
)Fab断片、VL、VH、CL及びCH、ドメインからなる一価断片;(ii)F(a
b’)2断片、ヒンジ領域にてジスルフィド架橋により結合された2つのFab断片を含
む二価断片;(iii)VH及びCH、ドメインからなるFd断片;(iv)抗体の単腕
(single arm)のVL及びVHドメインからなるFv断片、(v)VHドメインからなる
dAb断片(Wardら、(1989)Nature 341:544〜546);並び
に(vi)単離された相補的決定領域(CDR)を含む。更に、Fv断片の2つのドメイ
ン、VL及びVHは別個の遺伝子によりコードされているが、これらの領域は組換え方法
を用いて合成リンカーにより連結することができ、合成リンカーは、VL及びVH領域を
対にして、一価分子を形成する単一タンパク質鎖(単鎖Fv(scFv)として知られる
、例えば、Birdら、(1988)Science 242:423〜426、及びH
ustonら、(1988)Proc.Natl.Acad Sci.USA 85:5
879〜5883を参照のこと)として作製することを可能にする。そのような単鎖抗体
も、抗体の「抗原結合部分」という用語に包含されることを意図する。これらの抗体断片
は、当業者に既知の従来の技術を使用して得られ、これらの断片はインタクト抗体と同一
の方法で、有用性に関してスクリーニングされる。逆に、scFvコンストラクトのライ
ブラリを使用して抗原結合能力に関してスクリーニングした後、従来の技術を使用して、
ヒト生殖系列遺伝子配列をコードする他のDNAにスプライスしてもよい。そのようなラ
イブラリの1つの例は、「HuCAL:ヒトコンビナトリアル抗体ライブラリ」(Kna
ppik,A.ら、J Mol Biol(2000)296(1):57〜86)であ
る。
用語「CDR」は、抗原結合に関与する、又はその原因である、抗体の相補的決定領域
又は高頻度可変領域アミノ酸残基を指す。抗体のヒトIgGサブタイプの高頻度可変領域
、即ちCDRは、Kabatら(1991 Sequences of Protein
s of Immunological Interest,5th Ed.Publi
c Health Service,National Institutes of
Health,Bethesda,Md.)に記載されているように、軽鎖可変ドメイン
内の残基24〜34(L−CDR1)、50〜56(L−CDR2)、及び89〜97(
L−CDR3)と、重鎖可変ドメイン内の31〜35(H−CDR1)、50〜65(H
−CDR2)、及び95〜102(H−CDR3)とからのアミノ酸残基、並びに/又は
高頻度可変ループ(即ち、(Chothia and Lesk,1987 J.Mol
.Biol.196:901〜917)に記載されているように、軽鎖可変ドメイン内の
残基26〜32(L1)、50〜52(L2)、及び91〜96(L3)、並びに重鎖可
変ドメイン内の26〜32(H1)、52〜56(H2)、及び95〜101(H3))
からのアミノ酸残基を含む。Chothia及びLeskは、構造的に保存されている高
頻度可変ループを「カノニカル構造」と呼ぶ。フレームワーク又はFR1〜4残基は、高
頻度可変領域以外の、それを一括する可変ドメイン残基である。Chothia及びLe
skの付番システムは、小文字表記、例えば30a、30b、30c等で表される特定の
残基の拡張を示すことにより、ループ内の残基の数の相違を考慮する。最近では、共通の
付番システムであるinternational ImMunoGeneTics in
formation system(登録商標)(IMGT)(LaFrancら、20
05.Nucl Acids Res.33:D593〜D597)が開発され、広く採
用されている。
本明細書において、CDRは、アミノ酸配列と、連番による軽鎖又は重鎖内の位置との
両方の観点において意味される。免疫グロブリン可変ドメインの構造内のCDRの「位置
」が、種間で保存され、ループと呼ばれる構造に存在するとき、構造上の特徴により可変
ドメイン配列を整合する付番システムを使用することにより、CDR及びフレームワーク
残基は、容易に同定される。この情報は、1種の免疫グロブリンから、典型的にヒト抗体
からのアクセプターフレームワークの中へのCDR残基のグラフト化及び置換に使用され
る。
本明細書で使用されるとき、用語「Fc」、「Fc含有タンパク質」、又は「Fc含有
分子」は、少なくとも1つの免疫グロブリンCH2及びCH3ドメインを有する、単量体
、二量体、又はヘテロ二量体タンパク質を意味する。CH2及びCH3ドメインは、タン
パク質/分子(例えば、抗体)の二量体領域の少なくとも一部を形成することができる。
「エピトープ」という用語は、抗体に対する特異的結合が可能なタンパク質決定因子を
意味する。エピトープは通常、アミノ酸又は糖側鎖などの化学的に活性な分子表面基で構
成されており、通常、特定の3次元構造特性並びに特定の電荷特性を有する。構造的及び
非構造的エピトープは、後者ではなく前者に対する結合が、変性溶媒の存在下で損失する
という点で区別される。
本明細書で使用されるとき、Kは、解離定数、詳細には既定の抗原についての抗体の
解離定数Kを意味し、特異的標的に対する抗体の親和性の尺度である。高親和性抗体は
、既定の抗原について、有するKが10−8M以下、より好ましくは10−9M以下、
更に好ましくは10−10M以下である。Kの逆数は、K、会合定数である。本明細
書で使用されるとき、用語「kdis」又は「k」又は「k」は、特定の抗体−抗原
相互作用の解離速度を指すよう意図されている。「K」は、解離速度(k)(「オフ
速度(koff)」とも呼ばれる)の結合速度(k)(又は「オン速度(kon)」)
に対する比である。よってKは、k/k又はkoff/konに等しく、モル濃度
(M)として表現される。ここで、Kが小さくなるほど、結合は強くなる。よって、K
が10−6M(又は1マイクロM)とは、10−9M(又は1nM)と比べ、弱い結合
を表わす。
本明細書で使用されるとき、用語「モノクローナル抗体」又は「モノクローナル抗体組
成物」は、単一分子組成物の抗体分子の調製を意味する。モノクローナル抗体組成物は、
特定エピトープの単一の結合特異性及び親和性を示す。この用語はまた、「組み換え抗体
」及び「組み換えモノクローナル抗体」も含み、(a)動物、又は抗体分泌動物細胞と融
合パートナーとの融合により調製されたハイブリドーマから単離された抗体、(b)抗体
を発現するよう形質転換された宿主細胞、例えばトランスフェクトーマから単離された抗
体、(c)組み換えの、ヒト又は他の種のコンビナトリアル抗体ライブラリから単離され
た抗体、並びに(d)免疫グロブリン遺伝子配列を他のDNA配列にスプライスすること
を含む任意の他の手段により調製、発現、作製又は単離された抗体、などの全ての抗体は
、組み換え手段により調製、発現、作製又は単離される。本明細書で使用されるとき、「
単離された抗体」は、異なる抗原特異性を有する他の抗体を実質的に有さない抗体を指す
ことが意図される。しかしながら、ヒトTFのエピトープ、アイソフォーム、又は変異体
に特異的に結合する、単離された抗体は、他の関連した抗原、例えば、他の種(例えば、
TF種ホモログ)由来の抗原に対して、交差反応性を有する場合がある。更に、単離抗体
は、他の細胞物質及び/又は化学物質を実質的に含まない場合もある。本発明の一実施形
態では、異なる特異性を有する「単離された」モノクローナル抗体の組み合わせを、明確
に規定された組成物中で混ぜ合わせる。
本明細書で使用されるとき、「特異的な結合」、「免疫特異的な結合」及び「免疫特異
的に結合する」は、所定の抗原に結合する抗体を指す。通常、抗体の結合における解離定
数(K)は10−7M以下であり、抗体が所定の抗原と結合する際のKは、所定の抗
原以外の非特異的抗原(例えば、BSA、カゼイン、又は他の任意の特定のポリペプチド
)と結合する際のKと比較して、少なくとも1/2以下である。「抗原を認識する抗体
」及び「抗原に特異的な抗体」という表現は、本明細書において、「抗原に特異的に結合
する抗体」という用語と同義的に使用される。本明細書で使用されるとき、「高度に特異
的な」結合は、特定の標的エピトープに対する抗体の相対的なKが、他のリガンドに対
する抗体の結合に関するKの少なくとも10倍小さいことを意味する。
本明細書で使用されるとき、「アイソタイプ」は、重鎖定常領域遺伝子によりコードさ
れる抗体クラス(例えば、IgM又はIgG)を指す。いくつかの抗体クラスは更にサブ
クラスを包含し、そのサブクラスも重鎖定常領域によりコードされ、更に定常領域ドメイ
ン(例えばIgG1、IgG2、IgG3、及びIgG4)内の特定の残基においてオリ
ゴ糖により装飾され、抗体に生物学的機能が更に付与されている。例えば、ヒト抗体アイ
ソタイプにおいて、IgG1、IgG3、及びわずかながらIgG2は、マウスIgG2
a抗体と同様、エフェクター機能を呈する。
「エフェクター」機能又は「エフェクターポジティブ(effector positive)」は、抗
体が抗原特異的結合領域から区別されるドメインを含み、そのドメインは、受容体、又は
補体などの他の血液成分と相互作用して、例えばマクロファージの動員、及び抗体の抗原
結合ドメインに結合された細胞の破壊をもたらす事象を引き起こすことができる。抗体は
、エフェクター分子の結合により仲介される数種のエフェクター機能を有する。例えば、
抗体に対する補体のC1成分の結合は、補体系を活性化させる。補体の活性化は、オプソ
ニン作用と、細胞の病原体の溶解に重要である。補体の活性化は、炎症性応答を刺激し、
また自己免疫過敏症にも関与し得る。更に、抗体は、Fc領域を介して細胞に結合し、抗
体Fc領域上のFc受容体部位が、細胞上のFc受容体(FcR)と結合する。IgG(
γ受容体)、IgE(η受容体)、IgA(α受容体)及びIgM(μ受容体)を含む、
抗体の異なるクラスに特異的な多数のFc受容体が存在する。細胞表面上のFc受容体に
対する抗体の結合は、多数の重要で多様な生物学的応答を誘発し、生物学的応答には、抗
体被覆粒子の貪食及び破壊、免疫複合体の排除、キラー細胞による抗体被覆標的細胞の溶
解(抗体依存性細胞介在性細胞傷害、又はADCCと称される)、炎症性メディエーター
の放出、胎盤通過、並びに免疫グロブリン産生の制御が含まれる。
用語「組織因子タンパク質」、「組織因子」、及び「TF」は、以下に記載されるよう
に、天然ヒト組織因子又は組み換え組織因子に対応するアミノ酸配列を有するポリペプチ
ドを指すために用いられる。天然TFは、人類並びに他の動物種、例えば、ウサギ、ラッ
ト、ブタ、非ヒト霊長類、ウマ、マウス、及び羊の組織因子を包含する(例えば、Har
tzellら、(1989)Mol.Cell.Biol.,9:2567〜2573;
Andrewsら、(1991)Gene,98:265〜269;及びTakayen
ikら、(1991)Biochem.Biophys.Res.Comm.,181:
1145〜1150を参照のこと)。ヒト組織因子のアミノ酸配列は、UniProt受
入番号P13726(配列番号1)、カニクイザル(配列番号2)、及びUniProt
受入番号P20352で示されるマウス(配列番号3)で示される。他の哺乳類組織因子
タンパク質のアミノ酸配列は、一般に知られているか、又は従来技術を通じて取得できる
本発明の抗体は、TFシグナル伝達によりもたらされる細胞、組織、又は器官上に発現
したヒトTFの機能を阻害することが望ましい場合、また、TF:FVIIa複合体の形
成によりもたらされるTFの凝血原機能を実質的に変化させないことが望ましい場合に、
被験者に投与する又はヒト組織と接触させるのに有用である。そうした用途は、腫瘍、特
に、胸部、前立腺、肺、膵臓、及び卵巣の原発又は二次性固形腫瘍の治療に見出すことが
できる。
本発明はまた、培養液中、生体内原位置、及び生体内などで形成されるのが望ましい環
境において、組換え手段、又は抗体の発現情報の伝達を介して構築及び製造するのが有用
であることが当該技術分野において周知である配列と組み合わされることができる、本発
明の抗体配列をコードする核酸を包含する。本発明の抗体を産生する目的でかかる核酸を
操作する手段は、当業者に周知である。
本発明は、更に、本発明の抗体を単離された形態で投与及び貯蔵するための調製物、例
えば、薬学的に許容可能な又は安定した調製物を提供する。
1.抗体の組成物
特性
本発明は、10H10(Edgingtonら、米国特許第5,223,427号)と
して知られるヒトTFに結合する、凝固を阻害しないマウス抗体は、特定の細胞における
TFのシグナル伝達を抑制することができるという予想外の発見に基づいている(Ahm
edら、2006、先に引用、PCT国際公開特許第2007/056352A2号)。
したがって、本発明の抗体は、マウス抗体10H10の結合エピトープを保持するもので
あり、このマウス抗体10H10は、FVIIa結合に関して組織因子と競合せず、TF
−VIIa複合体の凝固を促進するアミド分解活性を実質的に阻害し、並びに、TF−V
IIaによって媒介されるシグナル伝達、及びサイトカインIL−8の放出などの下流の
発癌作用を阻害する。本発明の抗体は、IMGTデータベースに記載されているヒト生殖
細胞系列IgG遺伝子に適合し、ヒト血漿中のカルシウムの存在下で凝固を開始させるT
Fの能力を妨げずに、ヒトTFに結合し続ける。
マウス抗体10H10の結合エピトープを保持する抗体は、一般に、抗体のTFに結合
する能力、及びヒトTFへの結合に関して10H10と競合する能力の評価によって評価
され得、一方でそれと同時に、ヒト血漿の存在下でTFを含む試料中に存在する場合、抗
体の不在下でのヒト血漿の同様の試料と比べて、TFが開始する血漿凝固に必要な時間を
実質的に長引かせない。別の意味では、抗体のエピトープは、抗体によって結合されたT
Fの欠失突然変異誘発、置換変異誘発、制限タンパク質分解後のペプチド断片の同定、並
びにTFの一次構造及び抗体結合ドメインの原子構造の近くをマッピングし、それによっ
て抗体とヒトTFとの間の三次元結合を定義するための、共結晶化及びX線回折法を含む
が、これらに限定されない当該技術分野において既知の技術によって、物理的にマッピン
グされ得る(図1)。
したがって、エピトープは、FVIIa結合部位と重ならないとして定義することがで
きる(図2及び図3)。より詳細には、本発明の抗体によって結合されるエピトープは、
ヒト血漿中のカルシウムの存在下で凝固を開始させるTFの能力を妨げずに、FVIIに
よって接触されないTFのNドメインの1つ以上の残基(配列番号1で示される成熟鎖の
残基1〜104)、例えば残基65〜70と接触し、基質結合にとって重要なCドメイン
のK165及びK166と接触しなくてもよい(Kirchoferら、2000 Th
romb Haemostat 84:1072〜81)。
一実施形態では、抗体の結合速度(k(1/M・s))は1×10−5より大きい。
別の実施形態では、TFに関する抗体の解離速度(k(1/s))は1.0×10−5
未満であり、得られるKは、1×10−9M未満(1nM未満)である。特定の実施形
態では、抗体は、Kが0.5×10−9M未満であるヒト生殖系列遺伝子適応抗体であ
る。一実施形態では、抗体は、表11に示される重鎖及び軽鎖ペアのドメイン、例えば、
M1639、M1645、M1647、M1652、M1641、M1644、M158
7、M1604、M1593、M1606、M1584、M1611、M1596、M1
601、M1588、M1594、M1607、M1612、M1595、M1599、
M1589、M1592、M1583、及びM1610から選択される結合ドメインを有
する。
抗体組成物は、配列番号6〜166で示されるアミノ酸配列の1つ以上から選択される
結合ドメインのアミノ酸残基の配列を含むとして更に特徴付けることができる。
変化したFc機能を有する抗体変異体
組換え方法によって生産された治療用モノクローナル抗体の使用が広がるにつれて、こ
うした複合体組成物の特徴及び特性が探求されてきた。免疫特異性及び抗原標的化の特徴
は、一般に、CDRとしても知られる高頻度可変領域のループ末端などの可変ドメイン及
びサブドメインに存在するが、複合体は、IgGのFc部分などの定常ドメインによって
形成される構造体によって提供される他の受容体及び血清成分と相互作用する。
抗体及び他のFc含有タンパク質は、いくつかのよく知られた生体外アッセイによって
機能性を比較することができる。具体的には、Fcγ受容体のFcγRI、FcγRII
、及びFcγRIIIファミリーのメンバーに対する親和性が対象となる。これらの測定
値は、受容体の組み換え可溶型又は受容体の細胞結合型を使用して形成することができる
。更に、FcRnに対する親和性、IgGの延長された循環半減期に応答可能な受容体は
、組み換え可溶型FcRnを使用して、例えば、BIAcoreによって測定することが
できる。ADCCアッセイ及びCDCアッセイ等の細胞ベースの機能性アッセイは、特定
の変異型構造の可能な機能性の結果に関する見識を提供する。一実施形態において、AD
CCアッセイは、主要なエフェクター細胞であるNK細胞を有するように構成され、それ
によって、FcγRIIIA受容体上で機能的効果を反映させる。過酸化物又は炎症媒介
物放出等の細胞応答を測定できるように、食作用アッセイを使用して、異なる変異型の免
疫エフェクター機能を比較することもできる。インビボモデルも同様に、例えば、抗CD
3抗体の変異型を使用して、マウスにおけるT細胞活性を測定する場合に使用することが
でき、活性は、Fcγ受容体等の特定リガンドを係合するFcドメインに依存する。
2.組織因子シグナル阻害抗体の産生
本出願に記載される抗体の特徴及び生物活性を有する抗体は、任意の哺乳類、例えば、
非限定的にヒト、マウス、ウサギ、ラット、げっ歯類、霊長類、ヤギ、若しくはそれらの
任意の組み合わせを含むか、又はそれらに由来することができ、単離されたヒト、霊長類
、げっ歯類、哺乳類、キメラ、ヒト又は霊長類適応抗体、免疫グロブリン、開裂生成物、
及び他の特定部分、並びにそれらの変異型を含む。モノクローナル抗体は、ハイブリドー
マ技術(Kohler and Milstein,1975,Nature,256:
495〜497)、及びB細胞と融合する不死化融合パートナーを用いる関連方法など、
当該技術分野において周知の任意の方法によって調製され得る。本発明で用いる抗体はま
た、例えば、Babcook,J.ら、1996,Proc.Natl.Acad.Sc
i.USA 93(15):7843〜78481、国際公開特許第92/02551号
、同第2004/051268号、及びPCT国際特許出願第2004/10637号に
記載される方法による特異抗体の生成に関して選択される1個のリンパ球から生成する免
疫グロブリン可変領域cDNAsのクローニング及び発現に基づいた単一リンパ球抗体法
を用いて産生することもできる。
標的結合ドメイン又はサブドメイン、定常ドメイン、並びに本明細書に記載されるFc
ドメインなどの機能的非標的結合ドメインを含む抗体は、当該技術分野において周知のい
くつかの方法によって誘導され得る。一態様では、天然抗体ドメインの配列は、例えば、
V−base(the MRC Centre for Protein Engine
eringから供給される)、the National Center for Bi
ologics Information(NCBI Ig blast)、又はthe
International Immunogenetics Informatio
n System(登録商標)より供給されるthe ImMunoGeneTics(
IMGT)databaseなどの、刊行された又はオンラインの文書又はデータベース
から好都合に得られる。
ヒト抗体
本発明は更に、ヒトTFに結合するヒト免疫グロブリン(又は抗体)を提供する。これ
らの抗体はまた、遺伝子操作を受けた又は適応されたとして特徴付けされ得る。免疫グロ
ブリンは、実質的にヒト生殖系列免疫グロブリンからの可変領域(複数可)を有し、抗原
認識に関与することが知られる残基において、指向された変形、例えば、KabatのC
DR又は構造的に画定されるような高頻度可変ループを含む。存在する場合、定常領域(
1つ以上)も、実質的にヒト免疫グロブリンからである。ヒト抗体は、少なくとも約10
−6M(1マイクロM)、約10−7M(100nM)、10−9M(1nM)以下のT
Fに対するKを示す。親和性の変化に影響を及ぼす、例えば、TFに対するヒト抗体の
親和性を改善する、又はそのKを減少させるために、CDR残基又は他の残基のいずれ
かの置換が行われ得る。
TFに結合するヒト抗体の産生源は、好ましくは、本明細書では、配列番号129〜1
63から選択される配列、配列番号28〜61から選択されるFR、及び、ヒトTFに結
合することができ、かつ繊維状ファージ粒子上にディスプレイされるヒト由来Fabのレ
パートリーを用いて、カニクイザルTFと交差反応することができるとして特定される、
配列番号6〜11、27、62〜128の1つ以上から選択されるCDRを含む可変領域
として提供される配列である。
いずれかのヒト可変ドメインFRへのいずれかの非ヒトCDRの置換は、CDRの由来
となった親可変FRに対する適合から提供されるのと同じ空間的定位を可能とし得ない。
最終MAbに対合される重鎖及び軽鎖の可変フレームワーク領域は、同一又は異なるヒト
抗体配列に由来し得る。ヒト抗体配列は、天然ヒト抗体の配列であってもよく、ヒト生殖
系列免疫グロブリン配列に由来してもよく、又は数種のヒト抗体及び/若しくは生殖系列
配列のコンセンサス配列であってもよい。
好適なヒト抗体配列は、マウス可変領域のアミノ酸配列と、既知のヒト抗体の配列との
コンピュータ比較により同定される。比較は重鎖と軽鎖とで別々に行われるが、原理はそ
れぞれに関して類似している。
経験的方法に関しては、所望の活性、結合親和性又は特異性をスクリーニングし得る変
異体配列のライブラリを形成することが特に簡便であることが見出されている。そのよう
な変異体のライブラリを形成するための1つのフォーマットは、ファージディスプレイベ
クターである。あるいは、変異体は、可変ドメイン内の標的残基をコードする核酸配列を
多様化させる他の方法を用いて生成することができる。
更なる置換が必要であるか否かを決定する別の方法と、置換されるアミノ酸残基の選択
とは、コンピュータモデリングを用いて達成することができる。免疫グロブリン分子の3
次元画像を生成するコンピュータハードウェア及びソフトウェアは、広く入手可能である
。一般に、分子モデルは、免疫グロブリン鎖又はそのドメインに関する解明された構造か
ら出発して生成される。モデリングされる鎖のアミノ酸配列の、解明された3次元構造の
鎖又はドメインとの類似性が比較され、最大の配列類似性を示す鎖又はドメインが分子モ
デル構成の出発点として選択される。解明された出発構造は、モデリングされている免疫
グロブリン鎖又はドメイン内の実際のアミノ酸と、出発構造内のアミノ酸との間の差異を
許容するよう変更される。次いで、変更された構造は、複合体免疫グロブリンに組み立て
られる。最終的に、モデルは、エネルギーを最小化し、また全部の原子が互いから適切な
距離内に存在し、結合の長さと角度とが化学的に許容し得る限界内にあることを検証する
ことにより精密化される。
コードの縮重により、多様な核酸配列が各免疫グロブリンアミノ酸配列をコードするで
あろう。所望の核酸配列は、新規の固相DNA合成、又は所望のポリヌクレオチドの早期
に調製された変異体のPCR突然変異誘発により生成され得る。本願に記載される抗体を
コードする全ての核酸は、本発明に明白に含まれる。
本明細書に記載されるように生成されたヒト抗体の可変セグメントは、典型的には、ヒ
ト免疫グロブリン定常領域の少なくとも一部に結合される。抗体は、軽鎖及び重鎖定常領
域の両方を含む。重鎖定常領域は、通常、CH1、ヒンジ、CH2、CH3、更にCH4
ドメインを含むことがある。
ヒト抗体は、IgM、IgG、IgD、IgA、及びIgEを含む抗体の任意のクラス
、並びにIgG1、IgG2、IgG3、及びIgG4を含む任意のサブクラス(アイソ
タイプ)からの任意のタイプの定常ドメインを含んでもよい。ヒト化抗体が細胞傷害活性
を示すことが所望される場合、定常ドメインは通常、補体結合性定常ドメインであり、ク
ラスは一般にIgGである。かかる細胞傷害活性が望ましくないとき、定常ドメインは
、IgGクラスであってもよい。ヒト化抗体は、2つ以上のクラス又はアイソタイプか
らの配列を含んでもよい。
場合により定常領域に結合されたヒト化軽鎖及び重鎖可変領域をコードする核酸は、発
現ベクター内に挿入される。軽鎖及び重鎖は、同じ又は異なる発現ベクターにクローニン
グされ得る。免疫グロブリン鎖をコードするDNAセグメントは、免疫グロブリンポリペ
プチドの発現を確実にする発現ベクター(1つ以上)内の制御配列に操作可能に結合され
る。そのような制御配列は、シグナル配列、プロモーター、エンハンサー、及び転写終結
配列を含む(全ての目的に関して引用によりその全体が本明細書に組み込まれる、Que
enら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86,10029(1989
);国際公開特許第90/07861号;Coら、J.Immunol.148,114
9(1992)を参照のこと)。
抗体若しくはFc又はその成分及びドメインは、そのようなドメイン又は成分のライブ
ラリ、例えば、ファージライブラリから選択することにより得られてもよい。ファージラ
イブラリは、ランダムオリゴヌクレオチドのライブラリ又は目的とする配列を含むポリヌ
クレオチドのライブラリを挿入することによって、例えば、免疫化動物又はヒトのB細胞
から作製することができる(Hoogenboomら、2000,Immunol.To
day 21(8)371〜8)。抗体ファージライブラリは、1つのファージに重(H
)及び軽(L)鎖可変領域対を含み、単鎖Fv断片又はFab断片の発現を可能にする(
Hoogenboomら、2000 supra)。ファージミドライブラリの多様性は
、ライブラリのモノクローナル抗体の免疫特異性を増大及び/又は変化させ、追加の望ま
しいヒトモノクローナル抗体を産生しその後同定するように、操作され得る。例えば、遺
伝子をコードする重鎖(H)及び軽鎖(L)の免疫グロブリン分子は、組み立てられた免
疫グロブリン分子における新規のHL対を作成するように、無作為に混合(入れ替え)さ
れ得る。更に、遺伝子をコードするH鎖及びL鎖の一方又は双方は、免疫グロブリンポリ
ペプチドの可変領域の相補性決定領域(CDR)において変異誘発され、かつその後に望
ましい親和性及び中和能力について篩分けされ得る。抗体ライブラリはまた、1つ以上の
ヒトFR配列を選択し、かつヒト抗体レパートリー由来か又は設計された変異を通じて得
られるCDRカセットの収集物を導入することによって合成的に作製され得る(Kret
zschmar and von Ruden 2000,Current Opini
on in Biotechnology,13:598〜602)。多様性の位置はC
DRに限定されず、可変領域のFRセグメントも含み得、又は抗体可変領域以外、例えば
ペプチド等を含み得る。
抗体可変領域以外を含み得る標的結合成分又は非標的結合成分の他のライブラリは、リ
ボソームディスプレイ、酵母ディスプレイ、及び細菌ディスプレイである。リボソームデ
ィスプレイは、タンパク質のRNAとの付着を保ちつつ、mRNAをそれらの同属タンパ
ク質へと翻訳する方法である。核酸コーディング配列は、RT−PCRによって回復され
る(Mattheakis,L.C.ら、1994.Proc.Natl.Acad.S
ci.USA 91,9022)。酵母ディスプレイは、膜結合α−アグルチニン酵母接
着受容体、aga1及びaga2(接合型系の一部)の融合タンパク質の構築に基づく(
Broderら、1997.Nature Biotechnology,15:553
〜7)。細菌ディスプレイは、細胞膜又は細胞壁に関係している、標的と排出された細菌
タンパク質との融合に基づく(Chen and Georgiou 2002 Bio
technol Bioeng,79:496〜503)。
本発明はまた、本発明の組成物をコードする核酸を、単離したポリヌクレオチドとして
、又は、組成物若しくはその定方向突然変異の原核、真核、若しくは繊維状ファージ発現
、分泌及び/若しくは表示に適合性のベクターを含む発現ベクターの一部分として提供す
る。
3.本発明の抗体の産生方法
本発明の抗体分子が、本明細書に記載される構造及び機能特性に従って特定されたら、
抗体鎖の所望の部分又は抗体鎖全体をコードする核酸配列は、クローン化、コピー、又は
化学的に合成されることができ、かつ常法によって抗体を発現させるために単離及び使用
されることができる。本発明の抗体は、免疫グロブリン分子の精製のための当該技術分野
において周知の任意の方法によって、例えば、クロマトグラフィ(例えば、イオン交換、
アフィニティー、及びサイズ排除カラムクロマトグラフィ)、遠心分離、溶解度差によっ
て、又はタンパク質の精製のための任意の他の標準的な技術によって、精製され得る。更
に、本発明の抗体及びその断片は、精製を容易にするために、本明細書に記載される、さ
もなければ当該技術分野において既知の異種ポリペプチド配列と融合することができる。
宿主細胞選択又は宿主細胞工学
本明細書で説明されるように、組換えFc含有タンパク質又はモノクローナル抗体の発
現のために選択される宿主細胞は、免疫グロブリンCH2ドメイン内でタンパク質を修飾
するオリゴ糖部分の組成物における変化を含むが、これに限定されず、最終的な組成物に
とって重要な寄与因子である。したがって、本発明の1つの態様は、所望の治療用タンパ
ク質を発現する産生細胞の使用及び/又は開発のために、適切な宿主細胞の選択を含む。
更に、宿主細胞は、哺乳類起源であってもよく、又はCOS−1、COS−7、HEK
293、BHK21、CHO、BSC−1、Hep G2、653、SP2/0、293
、HeLa、骨髄腫、リンパ腫、酵母、昆虫若しくは植物細胞、又はそれらの任意の誘導
体、不死化細胞、若しくは形質転換細胞から選択されてもよい。
あるいは、別の方法としては、宿主細胞は、ポリペプチドのグリコシル化が不可能であ
る種又は有機体、例えば、原核細胞又は有機体、及び天然又は工学的大腸菌spp、クレ
ブシェラspp、又はシュードモナスsppから選択されてもよい。
4.抗TF抗体の使用方法
上述された方法のうちのいずれかによって生成される組成物(抗体、抗体変異体、又は
断片)は、ヒトの疾患、又は細胞、組織、器官、体液、若しくは、一般に宿主における特
定の病理を、診断、治療、検出、又は調節するために使用され得る。本明細書において教
示されるように、抗体が元のターゲッティング性を保持した状態で、標的結合後のエフェ
クター機能のより特異的に適した範囲をもたらすための、抗体のFc部分、Fc融合タン
パク質、又はFc断片の修飾は、特定応用及び治療指標のための抗体の変異体を産生する
本明細書によって提供される組成物を用いて治療可能であり得る疾患又は症状としては
、原発固形腫瘍及び転移癌などの癌、細胞腫、腺癌、メラノーマ、リンパ腫、白血病及び
骨髄腫などの液性腫瘍、並びに癌の進行につれて形成される浸潤性腫瘤、軟部組織癌;悪
性腫瘍、骨肉腫、胸腺腫、リンパ肉腫、線維肉腫、平滑筋肉腫、脂肪腫、神経膠芽腫、星
状細胞腫(astrosarcoma)、前立腺、乳腺、卵巣、胃、膵臓、喉頭、食道、精巣、肝臓、
耳下腺、胆道、結腸、直腸、頸、子宮、子宮内膜、甲状腺、肺、腎臓、又は膀胱の癌が挙
げられるが、これらに限定されない。
本発明の抗体が、炎症性サイトカインIL−8などのサイトカインの下流放出に関与す
るTFの能力を阻害することによって、組織内の発癌促進環境を低減する限りにおいて、
本発明の抗体は、予防的に、又は腫瘍の増殖及び血管新生を抑制することを目的とする他
の治療と共に用いられ得る。ほとんどの加齢による癌は、再生可能な組織の上皮細胞に由
来する。上皮組織の重要な要素は、細胞外基質、及び線維芽細胞、マクロファージ、及び
内皮細胞などのいくつかの細胞型から成る上皮下部の層である間質である。癌性腫瘍にお
いて、間質は、腫瘍の成長及び進行にとって重要であり、TFは、間質細胞並びに癌性上
皮細胞上に発現され得る。したがって、間質内のTF:VIIaシグナル伝達によりもた
らされる下流因子の存在は、腫瘍性組織の形成を駆動する発癌突然変異と相乗作用する癌
促進組織環境を作り出す可能性がある。
同様に、TFが脂肪組織で発現されると、肥満症、メタボリックシンドローム、及び糖
尿病などの状態の組織の機能を変更することができる。本発明の抗体は、TF:VIIa
シグナル伝達を阻害することによって、こうした疾患を治療するのに有用であり得る。例
えばIL−8及びIL−6などのTF:FVIIaシグナル伝達の下流で生成される因子
のいくつかは、強力な炎症メディエーターである。本発明の抗体の付加的用途は、したが
って、リウマチ性関節炎、炎症性腸疾患、及び喘息などであるが、これらに限定されない
炎症性疾患の治療が挙げられる。
本発明の抗体は、TF:VIIaシグナル伝達を阻害し、かつ血管新生を促進する下流
効果を低減するので、本発明の抗体は、癌に加えて、血管新生を伴う他の疾病、疾患、及
び/又は病状を治療するのに有用であり得る。こうした疾病、疾患、及び/又は病状とし
ては、良性腫瘍、例えば血管腫、聴神経腫瘍、神経線維腫、トラコーマ、及び化膿性肉芽
腫など;動脈硬化斑;眼球血管新生疾患、例えば、糖尿病性網膜症、未熟児網膜症、黄斑
変性症、角膜移植片拒絶反応、血管新生緑内障、水晶体後線維増殖、ルベオーシス、網膜
芽細胞腫、ブドウ膜炎及び眼の翼状片(異常な血管成長)など;リウマチ性関節炎;乾癬
;創傷治癒遅延;子宮内膜症;脈管形成;肉芽形成;肥厚性瘢痕(ケロイド);癒着不能
骨折;強皮症;トラコーマ;血管接着:心筋血管新生;冠側副;脳側副;動静脈奇形;虚
血肢血管新生;オースラー・ウェーバー症候群;プラーク血管新生;毛細血管拡張症;血
友病関節症;血管線維腫;線維筋性形成異常;創傷肉芽形成;クローン病;及びアテロー
ム性動脈硬化症が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の抗体がTF:VIIaシグナル伝達を阻害する限りにおいて、その抗体を用い
て、新生物などであるが、これに限定されない、過剰増殖性の疾病、疾患、及び/又は病
状を治療及び/又は診断することができる。抗体は、直接的又は間接的相互作用を介して
、疾患の拡散を阻害することができる。本発明の抗体によって治療することができる、及
び/又は診断することができる過剰増殖性の疾病、疾患、及び/又は病状の例としては、
高ガンマグロブリン血、リンパ増殖性疾患、キャッスルマン病などの疾病、及び/又は病
状、パラプロテイン血症、紫斑、サルコイドーシス、セザリー症候群、Waldenst
ronマクログロブリン血症、ゴーシェ病、組織球増加症、並びに器官、組織、又は体液
区画における任意のその他の過剰増殖性疾患などの過剰増殖性の疾病、疾患、及び/又は
病状が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の抗体が治療上使用され得る更なる手段としては、例えば、補体(CDC)によ
って又はエフェクター細胞(ADCC)によって介在されるような抗体の直接的細胞毒性
、又は、例えば免疫複合体としての抗体の間接的細胞毒性が挙げられるが、これらに限定
されない。
本発明は一般論として記述されてきているが、本発明の実施形態は、特許請求の範囲を
限定するように解釈されるべきではない以下の実施例で更に開示される。実験的記述では
、特定の試薬及び手順を用いて、タンパク質、又は抗体、又は特定の断片を産生した。抗
体を特性化するために定常的に用いた解析法を以下に記載する。
材料及び方法
タンパク質及び抗体スタンダード
ヒトTFの組み換え細胞外ドメイン(ECD)を、ELISA及びBiacoreを基
礎とする直接的な結合アッセイ用に2つの形態で構築し、TF(配列番号1)の成熟鎖の
アミノ酸1〜219を、C末端His6−tagペプチドを有する哺乳類系で発現させ、
共結晶構造解析に関しては、配列番号1のアミノ酸5〜213を、C末端His6−ta
gペプチドを有する細菌系で発現させた。タンパク質のアミン残基を標的にするNHS−
ester化学分析を用いて、ヒトTF1−219をビオチン化した。凝固アッセイでは
、Innovin(登録商標)(Dade Behring Inc.カタログ番号B4
212)(診断用途用の、リン脂質、カルシウム、緩衝液、及び安定剤と混合された凍結
乾燥された組み換えヒト組織因子)を用いた。
カニクイザル(cyno)TF−ECD(配列番号2)を、BioChain Ins
titute(Hayward,CA)から入手したカニクイザルの精巣組織から単離し
たcDNAから、ポリメラーゼ連鎖反応を用いてクローン化した。
いくつかの抗体を参照抗体として用いた:i)元のハイブリドーマTF9.10H10
−3.2.2からクローン化した10H10(米国特許第7223427号);ii)ヒ
トIgG1/Kappa定常領域に配列番号4及び配列番号5を含む10H10マウス−
ヒトキメラ、M1と指定;iii)M59、10H10の6つのCDRを含み、かつ親和
性成熟のための親抗体としての役割を果たす、ヒトIgG1及びヒトKappa定常領域
に配列番号19及び配列番号23を含むヒトFR適応抗体;iv)マウスの抗ヒト組織因
子抗体TF8−5G9(米国特許第7223427号);v)抗体5G9からヒトIgG
1/Kappaとしてヒト化した、CNTO 860として知られる抗体(米国特許第7
605235号)、並びにvi)B37と呼ばれる無関係な抗原(RSV)に結合するア
イソタイプ対照(ヒトIgG1/kappa)抗体。
抗体の発現及び精製
常法を用いて、開示される抗体を発現及び生成した。一次スクリーニングでは、これら
分子をコードするDNAを、96ウェルプレートの中のHEK 293E細胞の中で一時
的に発現させ、トランスフェクションの後96時間後に、上清を活性(結合)に関して試
験した。パイロットスケールでの発現及び精製の該当点を特定して選択した。パイロット
スケールでの発現は、750mLの量のHEK 293F細胞又はCHO−S中で一時的
に行われた。採取した上清をタンパク質Aクロマトグラフィで精製し、精製タンパク質を
、それらの親和性及び機能活性について評価した。更に、精製タンパク質を、SDS−P
AGE、SE−HPLC、及び相互作用クロマトグラフィ(CIC)による生物物理学的
特徴付けに供した。理論的等電点(pI)を、各変異体についても計算した。パイロット
スケールでの特徴付けから、最終的な有力候補の組をWAVE生物反応器にトランスフェ
クトし、タンパク質Aクロマトグラフィ(chromatorgraphy)で精製した。
Fab産生及びモノクローナルFabのELISA
ファージパニングラウンドからのグリセロールストックをミニプレップし、pIX遺伝
子をNheI/SpeI消化により除去した。再連結の後、DNAをTG−1細胞に転換
し、LB/寒天平板培地で一晩増殖させた。次の日、コロニーを採取し、一晩増殖させ、
この培養物を、(i)V領域のコロニーPCR及びシークエンシング、並びに(ii)F
ab産生の誘発で用いた。Fabを産生するため、一晩培養物を新しい培地で10〜10
0倍に希釈し、37℃で5〜6時間にわたって増殖させた。Fab産生は、IPTGを含
有する新鮮培地を加えることによって誘発され、培養物を30℃にて一晩増殖させた。次
の日、培養物を回転沈降させ、可溶性のFabタンパク質を含有する上清を、FabのE
LISで用いた。
FabのELISAでは、Fabは、多クローン性抗Fd(CH1)抗体によってプレ
ートの上に捕捉された。適切な洗浄及び阻害の後、ビオチン化hTFを0.2nM濃度で
添加した。この濃度は、全プレートに対照として存在する親Fabを100%結合と定義
した場合の親の結合百分率として定義された、Fab変異体のランク付けを可能にする。
ビオチン化hTFは、HRP共役ストレプトアビジン及びプレートリーダーの化学発光読
取値によって検出された。
TF−ECD結合MAbベースのELISA
化学発光による検出を用いた溶液相直接TF結合ELISAを用いて、ヒトフフレーム
ワーク適応ライブラリから最も良く結合するもののランク付けを行った。96ウェルbl
ack maxisorpプレートを、炭酸塩−重炭酸塩緩衝液で希釈した100uLの
4ug/mLヤギ抗ヒトIgG FCで、pH 9.4、4℃にて一晩コーティングした
後、洗浄緩衝液(0.05%のTween−20溶液を有するPBS)で3回洗浄し、3
00μLの1% BSA/10mM PBS溶液で1時間にわたって阻害し、その後、先
と同様に洗浄した。試料又は標準物質をアッセイ緩衝液(PBS+05% Tween中
1% BSA)で50ng/mLに希釈し、100μLを室温にて1時間にわたり振盪さ
せながらアッセイプレートに添加した。これらプレートを3回洗浄し、1ウェル当たり1
00uLの、Hisタグのついたヒト又はカニクイザルTF−ECDを、アッセイ緩衝液
で希釈して100ng/mLで添加し、室温にて2時間インキュベートした。洗浄後、ア
ッセイ緩衝液で1:2000に希釈したQiagenペルオキシダーゼ共役penta−
hisを1ウェル当たり100uLで添加し、室温で1時間にわたり振盪させながらイン
キュベートした。BM ChemiLum Substrate(BM Chemilu
m,POD,Roche)を緩衝液中1:100の希釈で新たに調製し、最終洗浄後に1
00uLをプレートに添加した。10分後に、Perkin Elmer Envisi
on Reader,BM ChemiLum programでプレートを読み取る。
FACSによる坑組織因子mAbのMDA−MB−231全細胞結合
このアッセイは、乳癌細胞に発現した内在性ヒトTFに対する抗体の直接結合を検出す
るために用いられる。FACS緩衝液(PBS中1% FBS)中の試験mAbの4点滴
定を2組調製する。滴定を1:4希釈にて1,000ng/mLで開始する。親分子であ
るM1を陽性対照として用い、坑RSV mAbであるB37を陰性/アイソタイプ対照
として用いる。無染色細胞及び二次抗体である、FACS緩衝液1:200中のCy−5
共役ヤギ坑ヒトIgG Fc抗体を対照として用い、使用直前に調製した。
標準的な組織培養技術を用いて、培養瓶の中の接着MDA−MB−231細胞をPBS
(w/o Ca+2/Mg+2)で1回すすぐ。Verseneで細胞を持ち上げ、細胞
を計数し、1ウェル当たり200,000個の細胞をポリスチレン製V底プレートに播種
する。FACS解析プロトコル:組織因子結合。Allegra X−15R遠心機の中
の細胞を450×gにて3分間4℃でペレット化し、FACS緩衝液(PBS中2% F
BS)中に再懸濁し、1ウェル当たり200,000個の細胞を200μLの中に蒔く。
細胞を450×gにて3分間4℃でペレット化する。上清を捨て、100μL/ウェルの
試験又は対照mAbを指定されたウェルに添加し、氷上又は4℃で1時間(+/−10分
)にわたってインキュベートする。細胞を450×gにて3分間4℃でペレット化する。
上清を捨て、細胞をFACS緩衝液で1回洗浄する。200μL/ウェルのFACS緩衝
液中に細胞を再懸濁し、細胞を450×gにて3分間4℃でペレット化する。上清を捨て
、100μL/ウェルの二次抗体を指定されたウェルに添加し(倍散)、氷上で1時間(
+/−10分)にわたってインキュベートする。細胞を450×gにて3分間4℃でペレ
ット化する。上清を捨て、200μL/ウェルのFACS緩衝液中に細胞を再懸濁する前
に(倍散)、FACS緩衝液中で細胞を2回洗浄する。細胞を450×gにて3分間4℃
でペレット化する。上清を捨て、100μL/ウェルのCytoFix緩衝液中に細胞を
再懸濁する。反応をフローサイトメトリー(BD FACSArray)で解析する。無
染色対照のウェル中の主要な細胞集団をゲーティングし、このゲートを全データセットに
適用することによって、FACSデータ解析にFlowJoソフトウェアを用いる。デー
タは、適用したゲートに関する赤チャンネルの幾何平均蛍光強度(MFI)の表としてエ
クスポートされる。
Thermafluorアッセイ
Thermofluor技術は、加熱されたときの分子アンフォールディングの反応速
度測定である。分子が加熱されると、分子が展開するときに、色素(ANS)は分子に結
合することができる。色素は分子に結合すると蛍光を発し、この蛍光が経時的に測定され
る。このアッセイでは、抗体の展開は37℃〜95℃で測定され、0.5℃毎に検出され
る。アッセイ対照として用いられる既知のTmsを有する2つのmAb(Emmp 4A
5、及びEmmp 5F6)と同様に、マウス及びキメラ形態(10H10、M1、5G
9、及びCNTO860)の両方の親分子のTmsも測定した。
ヒトフフレームワーク適応ライブラリ変異体の耐熱性を予測するために、このアッセイ
を用いた。精製抗体をPBSで0.5mg/mLに希釈し、2uLの試料を各ウェルに添
加し、1ウェル当たり合計で1ugの試料とする。各試料を2重で加える。ストックAN
Sは、DMSO中500mMである。ストックANSをDMSOで1:12に(40mM
まで)希釈し、20uLの40mM ANS溶液、2.8uLの10% Tween、及
び1.98mLのPBSを混合して色素/Tween溶液を形成し、2uLの色素/Tw
een溶液及び2uLの油を加える。プレートを遠心する(450rpmで2分)。Th
ermofluor設定:シャッターは手動に設定、勾配温度0.5℃/秒、連続勾配、
温度勾配:50〜95℃。高温で15秒保持を選択、露出時間10秒/1反復、ゲイン標
準値=2、「単一SC画像/プレート」を選択。
相互作用クロマトグラフィ(CID)
種々の抗体と他のヒト抗体との相互作用を判定するために、ヒトIgG(Sigma
Aldrich)結合カラムを用いてクロマトグラフィ実験を行った。簡潔に言うと、5
0mgのヒトIgGを、メーカーの説明書に従って、1mLのNHS−セファロースカラ
ム(GE Healthcare)に結合させた。結合されなかったIgGを、0.1M
Tris、pH8、0.5M NaClで洗浄することによって取り除き、非反応NH
S群を同じ緩衝液によりブロックした。結合効率は、Pierce’s Coomass
ie Plusアッセイキット(Thermo Pierce)を使用して、非反応結合
緩衝液及び洗浄液中に残っているタンパク質濃度を測定し、固定化の前のタンパク質の量
から減算することによって決定された。タンパク質を樹脂に添加しなかったこと以外は、
同じプロトコルを用いて対照カラムも調製した。
最初に対照カラムを、PBS、pH7で平衡化した後のDionex UltiMat
e 3000 HPLCに、0.1mL/分の流量で通した。非特異的結合部位がブロッ
クされるのを確実にするために、最初に20Lのタンパク質ストック溶液を注入し、続い
て20Lの10%アセトンを注入して、カラムの完全性をチェックした。
分析されるべき試料を、PBS、pH7で0.1mg/mLに希釈した。各試料の20
マイクロリットルを各カラムに注入し、0.1mL/分で30分にわたって通した。保持
時間を記録し、各変異体の保持係数(k’)を計算した。
k’の計算は、タンパク質誘導体化カラム(IgG結合カラム)での保持時間(tR)
と、タンパク質が結合していないカラムでの保持時間(t0)の差である。計算は、カラ
ムを標準化するために、両方のカラムでのアセトンの保持時間も考慮に入れる。k’の許
容値は0.3未満である。
溶解性
種々の抗体の室温での溶解性を判定するため、遠心濾過装置を使用して濃度実験を行っ
た。簡潔に言うと、PBS中の抗体調製物を、室温にてVivaspin−15(15m
L)遠心濾過装置(30,000MWCO、Sartorius,Goettingen
,Germany)に加えた。フィルタを、Beckman Allegra X15−
R遠心機の中でスインギングバケットローターを使用して、3000×gで20分間隔で
回転させた。体積が約2mLまで減少したら、上清をVivaspin−4(4mL)濾
過装置(30,000MWCO)に移し、20分間隔で4,000×gで遠心分離した。
体積が500Lまで減少したら、サンプルをVivaspin−500濾過装置に移し、
15分間Eppendorf 5424遠心機で15,000×gにて遠心分離した。タ
ンパク質濃度が100mg/mL以上に達するまでこれを繰り返した。タンパク質濃度は
、適切な希釈を用い、BioTek SynergyHT(商標)分光光度計上での28
0nm及び310nmにおける吸光度により決定された。この時点で、遠心分離を停止さ
せ、試料を一晩室温で保持して、平衡に達した。次の朝、試料の沈殿の兆候をチェックし
た。濃度が100mg/mL超であった場合、プロセスを中止した。
第VIIA因子誘発IL−8阻害アッセイ
このアッセイを用いて、TF結合抗体が、TFを発現するヒト細胞からのFVIIa誘
発IL−8放出をなくすかどうかを試験した。DMEM及び10% FBS(Gibco
:カタログ番号11995及びカタログ番号16140)中で成長するように適合された
ヒト乳腺癌細胞(MDA−MB−231)(ATCC:HTB−26)を、96ウェルの
細胞培養プレート(Nunc:カタログ番号167008)に、1ウェル当たり2000
0個の細胞(100,000個の細胞/mL)の密度で、標準的細胞培養技術を用いて蒔
いた。2μg/mLで開始し、FBSを有さないDMEMで1:2又は1:4のいずれか
で連続希釈される抗体処理の前に、細胞を2日にわたって回収した。抗体は、FBSを有
さないDMEM中最終濃度50nMのヒトFVIIa(Innovative Rese
arch:カタログ番号IHFVIIa、ロット:2824)で処理する1時間前に加え
られた。細胞をインキュベータに24時間入れた。処理の後、上清を収集し、IL−8の
量を、メーカーのプロトコル(R&D Systems:カタログ番号D8000C)に
したがってELISAによって検出した。簡単に言えば、各処理試料の光学密度(OD)
を450nm及び540nmにて読み取った。アッセイプレートの光学的不完全性を補正
するために、540nmにおける読み取り値を用いたが、一方で、メーカーのプロトコル
に従って作製したIL−8標準曲線を用いて処理試料中のIL−8含有量を計算するため
に、450nmにおける補正された読み取り値(OD 450マイナスOD 540)を
用いた。抗体及びFVIIa処理を受けていない細胞を有するウェルを用いて、内因性I
L−8レベルを決定する一方で、FVIIaのみを受けた細胞を有するウェルを用いて、
「非阻害」IL−8レベルを決定し、それによって、最小及び最大IL−8レベルをそれ
ぞれ定義した。MAb滴定処理試料を、上で定義された最大及び最小IL−8レベルに対
して正規化し、阻害百分率で表した。正規化データは、棒グラフで表されるか、又は各M
AbのEC50値を抽出するようにフィットする4パラメータのロジスティック曲線に当
て嵌められるかのいずれかであった。
凝固アッセイ
このアッセイは、カルシウム及び添加された組み換えヒトTF調製物(Innovin
,Dade Behring Inc)の存在下でヒト血漿を使用して、坑ヒトTF抗体
が生体外での凝固を阻害するかどうかを判定するために用いた。坑ヒトTF抗体をHBS
S(Gibco、カタログ番号14175)で2mg/mL抗体まで希釈する。クエン酸
ナトリウムを有するプールされたヒト血漿(George King Biomedic
al,Novi,MI)を、1000rpmにて5分にわたり回転沈降させ、透明な血漿
を新しい管に移す。透明な96ウェルアッセイプレート(NUNC、カタログ番号439
454)の各ウェルの中で、25uLの希釈した抗体を100uLのヒト血漿に加える。
22mMのCaCL2を有するHBSSで1:500に希釈した125μLのInnov
in(Dade Behring Inc.、カタログ番号B4212)を、抗体を有す
る又は有する血漿を収容しているウェルに添加することによって、反応を開始させる。凝
固反応は、SpectraMax M2e読み取り機(Molecular Devic
es,Sunnyvale,CA)を使用して、反応開始直後及び30分にわたり37℃
にて、OD 405で速度論的に監視する。各抗体のT1/2 Maxは、最大光学密度
の50%に達するまでにかかる時間(秒)として、Softmax Proソフトウェア
を用いて決定される。試料の時間(秒)は各プレートの参照に対して正規化されたが、統
計的には、抗体を有さない試料、10H10、及び全て10H10由来でヒトに適合した
変異体の平均時間である150秒及び200秒と記載している試料の間に差はなかった。
(実施例)
実施例1:10H10のシークエンシング
The Scripps Research Institute in La Jo
lla,CA(米国特許第5223427号、Morriseyら、1988 Thro
mb Res.52(3):247〜261)で産生された10H10として知られるマ
ウス抗体を、ハイブリドーマTF9.10H10−3.2.2によって産生する。10H
10ハイブリドーマクローンからの抗体の配列は、以前に報告されていない。
この配列は、2つの抗体鎖、VH及びVLを、5’GeneRacer(商標)(In
Vitrogen)、プライマー、並びにマウスIgG1定常領域及びマウスKappa
定常領域内の配列にそれぞれ相補的な3’コンセンサスプライマーを用いて増殖せる、5
’RACE法(Focus 25(2):25〜27,2003;Maruyama 1
994 Gene 138,171〜174)を用いて特定された。配列解析により適し
たVL生成物を生成するために、5’GeneRacer Nestedプライマー及び
3’コンセンサスプライマーを用いるNested PCR増幅を用いた。
各鎖の可変領域を特定するために、少なくとも16個のクローンが選択された。挿入の
未知の領域の配列決定のためにプライマーを用いた。配列解析のため、生配列データをA
BI DNA SequencerからVector NTI(Invitrogen
Informax)にダウンロードした。1つの機能的VH及び1つの機能的VLを特定
した。VH及びVL遺伝子は共に、それらの自然シグナル配列、FR、CDR、及びJセ
グメントを見つけるために更に解析された。
VHのCDR−1に対応する領域を除き、10H10、FR及びCDRは順次的に番号
が付けられ、Kabatの定義(Kabatら、5th edit.Public He
alth Service,NIH,Washington,DC,1991)に従って
分割された。この領域では、Kabatの定義とChothiaの定義との組み合わせが
用いられた(Raghunathan,G.,US2009/0118127 A1;C
hothia and Lesk,J Mol Biol 196(4):901〜17
,1987)。
クローン化したV領域は、ヒトIgG1/Kappa定常領域を用いて操作され、HE
K293又はCHO細胞株の組み換え発現のために哺乳類発現ベクターにクローニングさ
れ、M1と指定されるマウス−ヒトキメラ抗体を産生し、これを参照抗体としてアッセイ
開発で用いた。結晶構造解析で用いる10H10Fabを産生するために、HC V領域
もまた、ヒトIgG1 CH1ドメインのみ、及びC末端ヘキサヒスチジンを用いて操作
された。
実施例2:非凝固性組織因子抗体のエピトープマッピング
ヒトTF ECDと、対応するFab断片との間の複合体の結晶構造決定により、10
H10のエピトープマッピングを行った。Hisタグ付きヒトTF ECD(配列番号1
の残基5〜213)を大腸菌内で発現させ、HisTrap HPカラム(GE Hea
lthcare)及びQ HPカラム(GE Healthcare)をそれぞれ用いて
、親和性及びイオン交換クロマトグラフィによって精製した。10H10 FabのHi
sタグ付きキメラバージョン(マウスV領域、ヒト定常ドメイン)をHEK細胞内で発現
させ、親和性(TALONカラム、GE Healthcare)及びサイズ排除(Hi
Load Superdex 200カラム、GE Healthcare)クロマトグ
ラフィを用いて精製した。
FabとヒトTF ECDを1:1.2のモル比で混合することにより、複合体を調製
した(過剰なTF)。混合物を20分間室温でインキュベートし、20mMのHEPES
、pH 7.5、及び0.1M NaClで平衡化したSuperdex 200カラム
(GE Healthcare)にロードした。主ピークに対応するフラクションをプー
ルし、10mg/mLとなるまで濃縮し、結晶化で使用した。複合体は、蒸気拡散法によ
り20℃で結晶化された。10H10:TF複合体は、0.1MのCHES、pH 9.
5中18%のPEG 8000を含有する溶液から結晶化された。X線データ収集のため
に、複合体の1つの結晶を、20%グリセロールを補充した母液に数秒間浸漬し、38℃
(100K)の窒素流中で急速冷凍した。Saturn 944 CCD検出器を装備し
たRigaku MicroMaxTM−007HF微小焦点X線発生装置、及びX−s
tream(商標)2000循環冷却システム(Rigaku)を用いて、X線回折強度
を測定した。構造は、高分子結晶学のCCP4プログラムスーツ(CCP4 suite of progra
ms)を用いて、分子置換によって決定された(Collaborative Compu
tational Project,Number 4.1994.Acta Crys
t.D50,760〜763)。
TF ECDは、免疫グロブリンフォールドを有する2つの位相的に同一のドメインか
ら成る。N末端ドメインは(ECD、配列番号1の)残基1〜103に及び、C末端ドメ
インは残基104〜210に及ぶ。10H10エピトープは、ECDの残基K149〜D
150を中心とし、10H10の重鎖及び軽鎖の可変ドメインの間の深いポケットに至る
ことが見出された。10H10とTFとの間の接点は広範囲であり、6つのCDRループ
全てが関与する(図1)。
注目すべき発見は、10H10のTFエピトープがFVII及びFX結合部位と重なり
合わないことである(図2及び図3)。また、10H10及び5G9(凝固を阻害する能
力を有する別のマウスヒトTF結合抗体であり、このエピトープは従前公表されている、
Huangら、1998 J Mol Biol 275:873〜94)のエピトープ
は、部分的に重なり合っており、これら2つの抗体とヒトTFとの間の競合的結合を説明
している(図2及び図3)。
ヒトTF ECD:10H10接点
10H10は、ECDのN末端ドメインとC末端ドメインとの間の接点でTFに結合す
る。TFの凸面は、抗体の凹状CDR表面に合致する。複合体形成の際に覆われる総面積
は、相互作用分子のそれぞれの上で1,100Å2を超える。6つのCDRの全てが、T
Fとの直接接触に関与する(接触は4Å原子間距離と定義される)。合計で、24個のエ
ピトープ残基及び25個のパラトープ残基が存在する。CDR L1、H1、及びH3は
、接触の大部分を形成する。10H10:TF複合体のエピトープ及びパラトープを形成
する残基は、図1に概略的に示されている。
10H10エピトープは、TF ECDのNドメインからの2つのセグメントと、Cド
メインからの3つのセグメントとを含む。Nドメインからの2つのセグメントは抗体と相
互作用する、つまり、残基65〜70はH−CDR1及びH−CDR3と相互作用し、残
基104はH−CDR1と相互作用する。Cドメインの3つのセグメントは抗体と相互作
用する、つまり、残基195及び197は、H−CDR1及びH−CDR2と相互作用し
、残基171〜174は、L−CDR1及びL−CDR3と相互作用し、残基129〜1
50は、L−CDR1、L−CDR3、H−CDR1及びH−CDR3と相互作用し、T
F残基K149〜D150は、エピトープの中心にあり、VLドメインとVHドメインと
の間に形成される深いポケットに達し、それらの主なパートナーはそれぞれ、10H10
のLC可変領域(配列番号5)のD97、及びHC可変領域(配列番号4)のW33であ
る。
B.抗体特異性
ヒト、カニクイザル(配列番号2)、及びマウスTF ECD(配列番号3)のアミノ
酸配列が、図2に整列配置されている。ヒトの配列とカニクイザルTF ECDの配列の
類似性は高く、これら2つが10H10接触残基において異なるのは、配列番号1の位置
197の1つ残基だけであり、この位置はカニクイザル配列ではR(Arg)である。ヒ
ト配列のT197は、単一H−CDR2残基によって接触されるので、10H10由来の
抗体の現在の組で見られる高レベルの交差反応性の説明がつく。
ヒト及びマウスTF配列を並べることにより、有意なアミノ酸の相違がエピトープ残基
において生じるので、10H10の種特異性を決定するエピトープ残基は明白であった、
つまり、配列番号1と配列番号3とを対比すると、10H10がヒトTFと接触する24
個の残基のうち、ヒト配列とマウス配列とは、Nドメインにおいて位置68、69、70
、及び104で異なり、Cドメインにおいて位置136、142、145、及び197で
異なっている。この相違は、マウスTFに対する10H10の低い結合親和性と一致する
図2はまた、三元複合体への会合を説明する理論的3Dモデル(図3)に基づいた、F
VII及びFXに関するヒトTF上の相互作用部位を示す(Norledgeら、Pro
teins 53:640〜648,2003)。抗体5G9は、FX結合部位と部分的
に重なっているエピトープにおいてTFに結合する。したがって、5G9はFXと競合し
、これにより凝固カスケードの阻害が引き起こされる。10H10は、凝固を阻害しない
が、TF関連PARを介したシグナル伝達を効果的に遮断するという点で、5G9と異な
る。三元TF/FVII/FX複合体のモデルに基づき、10H10エピトープはTFの
自由表面上にあり、残基K149〜D150を中心としていることが予想された。突然変
異誘発によりマッピングされた10H10の結合及びペプチドエピトープマッピングは、
これが事実であるということを初期に証明した。
TF ECDと10H10 Fabとの間の複合体の本発明の結晶構造は、FVII及
びFXがTFと又は互いに相互作用するのを妨げることなく、抗体がTFに結合できる方
法の空間マッピングを提供する。この構造によって明らかにされるような10H10エピ
トープは、三元複合体に理論的に存在する場合、TFの自由表面を覆う。更に、10H1
0エピトープは、凝固阻害MAb(5G9)エピトープと部分的に重なり(Huang
1998、上記)、共通の残基はK149及びN171である。10H10又は5G9は
いずれも、TFに対するFVIIの結合を阻害しない。10H10及びFXのエピトープ
もまた重ならないが、現行モデルのFabの定常ドメインとFXのプロテアーゼ(球状)
ドメインとの間に立体衝突が生じる。しかしながら、FXの配向は実際にはモデルと異な
り、FXとTFとの間の会合は、プロテアーゼドメインにおけるいくらかの柔軟性を可能
にすることに留意されたい。Fabの可変ドメインと定常ドメインとの間の肘角度にもか
なりの柔軟性があり、これは、10H10が三元複合体に結合する際の衝突を回避できる
ようにし得る。
実施例3:結合ドメインをヒトで用いるために適合させる
治療用タンパク質の有効性は、望ましくない免疫反応によって制限され得る。非ヒトモ
ノクローナル抗体は、ヒトでの免疫応答を誘発することができる、かなりの線形アミノ酸
配列鎖と、局所的な構造コンフォメーションを有し得る。非ヒトMAbの標的結合の免疫
特異性に関与している残基のヒト抗体骨格への移動は、しばしば、標的抗原に対する結合
親和性の大きな損失をもたらす。したがって、ヒトに注入されたときに、親非ヒト分子の
結合及び生物物理学的プロファイルを保持すると同時に、最小免疫原性反応を誘発する抗
体分子を作成するための、しっかりした設計原理を用いることが極めて重要である。
米国特許出願第20090118127A1号において前述されたように、またFra
nssonら、2010 J Mol Biol 398:214〜231で例示された
ように、ヒトTFと結合するとマウス抗体10H10の標的効果を示す、本発明の抗体種
を産生するために、結合親和性をヒト化しかつ回復又は強化させるために、2工程プロセ
スを用いた。ヒトフレームワーク適合(HFA)と呼ばれる2工程プロセスは、1)ヒト
フレームワーク選択、及び2)親和性成熟工程から成る。
HFAプロセスにおいて、結合部位残基(CDR)は、配列相同性及び構造的考察に基
づいて選択されたヒト生殖系列遺伝子と結合される。抗体のCDR割り当てのための2つ
の体系は、抗体配列の可変性に基づいているKabatの定義、及び抗体の3次元構造の
解析に基づいているChothiaの定義である。6個のCDRの間で、それらが異なる
場合には、一方又は他方の体系が用いられる場合がある。軽鎖CDRの場合、Kabat
の定義を使用する。
重鎖CDR3の場合、Kabat及びChothiaの両定義は同一である。重鎖CD
R1の場合、Chothiaの定義を使用して開始を定義し、Kabatの定義を使用し
て終結を定義する(パターンは、Wの後にV、I、又はAのような疎水性アミノ酸が続く
ことによって定義される)。VH−CDR2の場合、Kabatの定義を使用した。しか
しながら、ほとんどの抗体構造において、この配列に基づく定義は、CDR2に属するよ
うにFR3の一部に割り当てる。即ち、このCDRのより短い変更体(これはこのCDR
のC末端領域について7残基前に終了する)も使用することができ、本明細書ではKab
at−7と呼ばれる。
ヒトFR選択
抗原結合部位に含まれないV領域内の領域であると定義されるヒトFR領域は、機能的
ヒト生殖細胞系IGHV及びIGHJ遺伝子のレパートリーから選択された。ヒト生殖系
列遺伝子配列のレパートリーは、IMGTデータベース(Lefranc 2005)を
検索し、「01」対立遺伝子を一括してコンパイルすることによって得た。このコンパイ
ルから、重複遺伝子(アミノ酸レベルで100%同一)及び対を成さないシステイン残基
を有する遺伝子はコンパイルから除外された。遺伝子コンパイルの最終更新は、2007
年10月1日に行われた。
VHのHFAのヒト配列の最初の選択は、FR−1〜3、並びにH−CDR−1及びH
−CDR−2を含むマウスVH領域の全長に対する、ヒトVH生殖系列遺伝子の配列相同
性に基づいた。次の段階で、選択されたヒト配列は、CDRの長さ、及びマウスのCDR
とヒト配列との間の配列類似性の両方を考慮したスコアを用いてランク順序付けされた。
BLOSUM 62置換マトリックスのような標準突然変異マトリックス(Heniko
ff and Henikoff 1992 Proc Natl Acad Sci
USA 15;89(22):10915〜9)を、マウス及びヒト配列のCDRのアラ
イメントを採点するために使用し、そして挿入及び/又は欠失がCDRループにある場合
、大きなペナルティを適用する。ヒトFR−4は、IGHJ生殖系列遺伝子(Lefra
nc 2005)とマウス10H10配列、IGHJ4(配列番号60)の配列相同性に
基づいて選択された。
VLのヒトFRの選択にも同様の方法を用いた。この場合、IGHV遺伝子で使用され
たのと同じ手順で選択された生殖系列遺伝子IGVKは、FR 1〜3及びL−CDR
1〜3を選択するための遺伝子としての役割を果たした。ヒトIGJ−K2遺伝子(配列
番号61)は、全ての変異体のFR4として選択された。
11個のVH及び7つのVL生殖細胞系列鎖が選択された。選択したVH遺伝子は、主
にIGVH−1遺伝子ファミリーから選択され、6個の配列はIGVH1からであり、I
GVH1−69及びIGVH1−fはより長い及びより短いH−CDR2と共に用いられ
、2個の配列はIGVH3からであり、1個の配列はIGVH5遺伝子からであり、長い
及び短いH−CDR2共に用いられた。VL遺伝子は、6個がIGVK2遺伝子ファミリ
ーのものであり、1個がIGVK4遺伝子ファミリーのものであった。
したがって、より長いH−CDR2(配列番号7)を有するVH変異体H15、H19
、及びH21は、それぞれ、より短いマウスCDR−H2(配列番号27)を用いたH2
2、H23、及びH24に対応した。接頭辞「s」は、β鎖領域により少ないマウス残基
及びよい多くのヒト残基を有する試験変異体を意味する。用いたV領域表記及び用いた遺
伝子配列は、下記の表2及び3に示されている。
11本の重鎖及び7つの軽鎖ヒトFR変異体、更にはマウス10H10キメラ鎖を示す
96のMAbのライブラリを、一次スクリーニング用の上清を提供するために、96ウェ
ル形式においてHEK 293E細胞で発現させた。一次スクリーニング用に、96ウェ
ルプレートのHEK 293E細胞において一時的に発現する完全MAbを形成するため
に、標準的な組換え方法を用いて、選択された可変ドメインをコードするDNAを組み換
えた。培養物からの上清液を、トランスフェクションから96時間後に活性(結合)に関
して試験した。
一次スクリーニングの結果に基づき、19個の変異体を、HEK 293−F細胞にお
けるパイロットスケールでの発現及び精製用に選択した。パイロットスケールでの発現は
、750mLの量のHEK 293F細胞又はCHO−S中で一時的に行われた。採取し
た上清をタンパク質Aクロマトグラフィで精製し、精製タンパク質を、それらの親和性及
び機能活性について評価した。更に、精製タンパク質を、SDS−PAGE、SE−HP
LC、及び相互作用クロマトグラフィ(CIC)による生物物理学的特徴付けに供した。
理論的等電点(pI)を、各変異体についても計算した。パイロットスケールでの特徴付
けから、最終的な有力候補の組をWAVE生物反応器にトランスフェクトし、タンパク質
Aクロマトグラフィ(chromatorgraphy)で精製した。
結合性評価
ヒト及びカニクイザルTFの両方に対する親キメラ抗体、M1、及びHFA変異体の結
合は、化学発光による検出を用いる直接ELISA形式として行われた。粗上清中のライ
ブラリ変異体の一次スクリーニングでは、試料又は対照は、消費FreeStyle 2
93 HEK培地(Gibco)内で50ng/mLに正規化され、単一濃度測定で検定
された。本発明のアッセイでは、抗体の濃度は5ng(0.1mL使用)であり、TF
ECD及び抗原は、His6−TF−ECD1−219であり、最終濃度10ng/ウェ
ルで用いられた。
全コンビナトリアルライブラリのスクリーニングの結果は、H14を除いて他の全ての
VHが、様々な強度でhTFに結合したことを示した。親10H10(H13、L1)、
特に一部のL3及びL5の組み合わせよりも強い結合シグナルを与えたいくつかのHFA
変異体が存在する。H18及びH21は、ヒト抗原及びVHに結合せず、カニクイザル抗
原に対するわずかな結合を示した。VLの中でも、L6及びL8はいずれの抗原にも結合
せず、他のVLは検出可能レベルで結合した。H14及びL8もまた、任意のVLと組み
合わされると低発現を示した。表4に示されるように、TF結合を示したのは、77個の
抗体(VH、VLの組み合わせ)のうち50個であった。
ELISAを用いたTFに対する相対結合親和性に基づき、発現の増強及び精製のため
の10個の変異体を選択した。BIAcoreにより測定したKの要約、ELISAア
ッセイデータ、全細胞結合、50nMのFVIIa及び2ug/mLのMAbによるMD
A−MB231細胞からのIL−8誘導の阻害、及びThermoflourアッセイに
より測定されたTmが、表5に示されている。
新規ヒトMAb変異体のいくつかは、M1(10H10可変鎖:H13及びL1を有す
る)よりもTFに対して高い親和性を示し、いくつかは低かった。M61のK(0.2
1nM)は、マウス親MAb(K=0.56nM)のKDより2.5倍低い。表5のデ
ータは、共に同じ生殖系列遺伝子(IGHV5−a)から構築された、H15を含む4つ
のMabと、H22を含む4つのMabとを含む。H22、及びより短いH−CDR2を
有するMabは概ね、対応するH15を有する分子よりも高い結合親和性を示した。新規
変異体の多くはカニクイザルTFに結合したが、カニクイザル結合親和性のランクは、ヒ
トTFに対する結合のランクと異なった。
マウス10H10 MabのTmは74.2℃であった。選択された分子のTmは、7
5〜82.2℃のTmの範囲であった。このように、HFAプロセスは、ヒト及び非ヒト
霊長類TFに対する高い結合親和性を有する新規Fd領域を有する抗体構築物の産生をも
たらし、更に、ヒトドメインを有する安定した完全抗体変異体を産生させた。
新規抗体構築物の追加的特徴付けは、その抗体が、ヒト腫瘍組織由来の細胞(MDA−
MB231乳癌由来細胞)の天然TFを認識することができ、また、MDA−MB231
からのIL−8の誘導抑制によって測定した場合、VIIaの存在下でTFシグナル伝達
を低減することができることを立証した。
更なる生物物理学的特徴(溶解度及び相互作用クロマトグラフィ)及びアッセイの結果
から、可変領域H22及びL3から成るM59を、親和性成熟のために選択するよう導か
れた。
実施例4:抗体成熟
Fabライブラリは、米国特許第6,472,147号(Scripps)及び、国際
公開特許第2009/085462号として発行された本出願人による同時継続中の出願
に記載されている、pIXファージディスプレイシステムにおいて、制限酵素部位に若干
の変更を加えて構築された。
hTF複合体を形成する10H10の実験的構造に基づいて、VL及びVHの両方の多
様化のため、H116(配列番号19)及びL3(配列番号23)の対合であるM59で
開始する2つのライブラリを設計した。これらライブラリは、多様化の標的となる位置に
関して異なり、並びに標的位置を多様化するために用いられるアミノ酸が異なっていた。
一方のライブラリは、以前にTFと接触していることが示された各CDRを示す合計で8
つの位置を多様化した。設計する際には、L1、L3、H1、及びH2に重点が置かれた
。L2の接触位置は多様化されず、H3の位置のほとんども多様化されなかった。Cys
及びMetなどの不安定な又は反応性のアミノ酸は避けた。
2つ目のライブラリは、結合及び非結合Fab結晶構造の溶媒接触性を算定することに
よって決定された抗原結合部位の周囲のアミノ酸を多様化するように設計された。結合す
ると埋もれるが、なおも溶媒分子と接触している残基は、多様化の標的となった。合計で
12個の残基(Vで6及びVで6)を、この方法を用いて特定し、Arg(R)、A
sn(N)、Asp(D)、Gly(G)、His(H)、Ser(S)、Trp(W)
、及びTyr(Y)を含む8個のアミノ酸の縮小集合で多様化した。結合したライブラリ
のサイズは、812又は1010個の変異体であると予想され、標準的ライブラリ限定ク
ローニング技術を用いてカバーされ得る。
CDR接触残基ライブラリでは、位置は、ヌクレオチド二量体(N−二量体)合成法を
用いて、15個のアミノ酸(全てMet、Cys、Lys、Gln、及びGluを除く)
で多様化された。
遅い解離速度(解離速度値の増加)又は早い結合速度(結合速度値の減少)を選択する
か、又はその両方を用いることによって親和性を高めることを目的として、ファージコー
トタンパク質IXにディスプレイされるFabライブラリを、当該技術分野において周知
のパニング法に従って、ビオチン化hT−ECDに対してパニングした。パニングは、ヒ
ト及びカニクイザルTFの両方を標的抗原として用いた。ファージは、ヘルパーファージ
感染によって生成された。バインダーは、ビーズ/抗原/ファージ複合体を形成するSA
ビーズの添加により回収された。最終洗浄の後、対数増殖期TG−1大腸菌細胞の感染に
より、ファージをレスキューした。ファージを再度生成し、更なる一連のパニングに供し
た。
pIX遺伝子をNheI/SpeI消化によって、選択したクローンから切除し、再連
結の後、DNAをTG−1細胞に転換し、LB/寒天平板培地で一晩増殖させた。一晩培
養物は、(i)コロニーPCR及びV−領域のシークエンシング、並びに(ii)可溶性
Fab産生で用いられる。可溶性のFabタンパク質を、多クローン性抗Fd(CH1)
抗体によりプレート上に捕捉した。適切な洗浄及び阻害の後、ビオチン化hTFを0.2
nM濃度で加え、ビオチン化hTFを、上記と同様に、HRP共役ストレプトアビジン及
び化学発光読取値によって検出した。このhTF濃度で、親の結合百分率として定義され
る(全てのプレートに対照として存在する親Fabを100%結合と定義する)Fab変
異体のランク付けが可能である。
この基準により、M59 Fabと比べて100%以上の高さでヒトTFに結合する3
81 Fabが選択された。
V領域(配列番号4又は19)の位置27及び30〜32に対応する重鎖CDR1(配
列番号6)のY2、I5、T6、及びY7に一定の改変を示した、選択したクローンの解
析は、成功であった。接触残基ではないが、位置27のみが芳香族アミノ酸(Tyr及び
Phe)を受容した。10H10 FabにおけるヒトTF配列番号1(図1)のK68
、T101、Y103、及びL104と直接接触する位置30〜32に関し、位置30は
比較許容性であるが、31及び32は制限的であった(表6)。
10H10 FabのヒトTF配列番号1(図1)のP194、S195、及びT19
7と直接接触する残基である、配列番号4又は19の位置L52、S55、及びS57に
対応するL3、S6、及びS8(配列番号7)におけるL−CDR2の改変では、置換許
容がいくぶん制限された組が存在した。
H−CDR3では、ヒトTF−ED(配列番号1)のF147、G148、及びK14
9と直接接触する、配列番号4又は19のN104に対応するN6位置(配列番号8)は
、制限されていることが明らかであった。
ファージパニング、及び0.2nMのヒトTF−ECD1〜219を用いる固相捕捉ア
ッセイにおける同等な結合親和性のスクリーニングによって選択されたライブラリ位置の
それぞれで、可能となるアミノ酸改変が表6に示されている。
選択されたクローンのVLに関し、エピトープマッピングではヒトTF配列番号1(図
1)のE174、D129、S142、R144、及びD145と接触して示される、L
C可変領域(配列番号5又は23)の位置32、33、34及び36に対応するL−CD
R1(配列番号9)のS9、G10、N11、及びK13における改変が、比較的許容性
であるとして図7に示されている。L−CDR2に関し、配列番号5又は23の残基W1
、位置56(Kabat残基番号50)は接触残基である一方、残基E61は、置換に対
する制限された許容性を示した。ヒトTF配列番号1(図1)のK149、D150、N
171、及びT172と直接接触する、配列番号5又は23の残基位置97〜100に対
応する軽鎖CDR3(配列番号9)では、位置D97(Kabat位置91)は制限され
た。ヒトTF−ECD1〜219クローン許容性アミノ酸使用に対する親和性結合に基づ
く選択が、表7にまとめられている。
要約すると、一連の親和性が改善されたFab変異体は、可変ドメインH22(配列番
号19)及びL3(配列番号23)に対する、抗原ヒトTFとの接触位置にあるアミノ酸
のCDR位置の直接多様化、それに続くパニング、及び出発配列と比べて同等又はそれ以
上の結合のスクリーニングアッセイにおける親和性を有する種の選択に基づくファージラ
イブラリの構築を通して特定された。
全体的としては、設計されたHFAライブラリから選択されるVH及びVLの対に対す
る親和性の穏やかな増加が得られた。しかしながら、接触残基が多様化されたVHライブ
ラリから、ストリンジェントなファージパニングの後に親アミノ酸が再度選択された。構
造解析から説明されるように、2つのパラトープ位置だけが有意に改変された。親和性成
熟中にCDRに導入されたこれら2つのアミノ酸置換、T31P及びS57Fは、接触残
基に関与する。5倍の親和性改善は、TFのS195と接触するF57の接点が増加した
ことに起因し得る。VLとTFの相互作用は塑性であり、接触残基並びに隣接残基に対す
る多くの改変を可能にするように思われる。
381個のVHとVLの対の中から、43個を更なる特徴付けのために選択した。選択
した43個のMAbは、27個の異なるVH、及び8個のVLを示し(重鎖及び軽鎖配列
の対に関しては表8を参照のこと)、3つのサブグループに分類することができる。グル
ープ1は、同じ軽鎖を有する変異体であり(L3、配列番号23)、グループ2及びグル
ープ3は、2つの異なる重鎖と対になった8つの軽鎖によって示される(それぞれ、H1
16及びH171、配列番号131及び67)。
M59のような同じ軽鎖を有する27個の抗体のグループのうち(L3、配列番号23
)、27の重鎖は、H−CDR1の3つの位置で異なっており(GYTFX
IE)(配列番号83)、ここで、X1は、A、D、G、I、L、N、P、R、S、T、
V、Yから選択され、X2は、A、P、S、及びTから選択され、X3は、F、H、及び
Yから選択される;(H−CDR1がGFTFITYWIA(配列番号81)であるH1
89を除く)、H−CDR2は4つの位置で異なっており(DIXPGXGXTX
)(配列番号107)、ここで、X1はI及びLから選択され、X2はS及びTから選
択され、X3は、A、F、H、及びwから選択され、X4は、D、H、I、L、及びNか
ら選択される;(H−CDR2がDILPASSSTN(配列番号105)であるH18
9を除く)、一方、H−CDR3及びFRは、H22配列(配列番号19)から変更され
ず、SGYYGNSGFAY(配列番号8)であった。これら27個のMAbの重鎖の特
有の組成は次の通りである(表9)。
H171(配列番号139)は、H116と比べるとH−CDR1及びH−CDR2に
更なる改変を含み、I31A及びS55Tである。
Mabの2つのグループは、2つの異なるHC、つまり、H22(配列番号19)又は
重鎖H171(配列番号139)の一方と対になる8つのLCによって表わされる(表1
0)。8つの軽鎖は全て、L3のRFを有し(IGKV240_O1由来)、並びに、L
−CDR1の5つの位置で配列改変を有し(KSSQSLLXQXNY
LT(配列番号116)、ここで、X1は、F、P、S、T、W、及びYから選択され、
X2は、F、S、T、R、及びVから選択され、X3は、A、G、P、S、W、Y、及び
Vから選択され、X4は、G、N、及びTから選択され、X5は、K、R、及びSから選
択される)、L−CDR2の2つの位置で改変を有し(XASTRXS(配列番号1
20)、ここで、X1は、H及びWから選択され、X2は、D、E及びSから選択される
)、またL−CDR3の4つの位置で改変を有する(QNDXPXT(配列
番号128)、ここで、X1は、D、F、及びLから選択され、X2は、S、T、及びY
から選択され、X3は、W及びYから選択され、X4は、L及びMから選択される)。8
つのLCの組成は表10に示されている。
これらMAbのいくつかを、更なる特徴付けに供し、生体内異種移植モデルで試験した
(実施例5)。
実施例5:MABの特徴付け
単一LC可変領域(L3、配列番号23)及び単一HC可変領域(H22、配列番号1
9)を含み、いくつかのCDR残基に異なる残基を有する、M59に基づく変異体の、ヒ
トフフレームワーク適応及びライブラリ再選択の後、この新規Mabを、生物物理学的及
び生理活性アッセイに供し、また、異なるパラトープ残基を有する一対(paring)、M1
587を用いて、TF−ECDに対する10H10 Fabの結合に関して初めに特徴付
けされたエピトープ(実施例2)が変わったどうかを再度調べた。
ヒトTF ECD:M1587接点
10H10 CDR、M1587(L3及びH116)に基づいたヒトに適合しかつ親
和性の成熟抗体と、TF ECDとの共結晶化を、M1587−Fab:TF複合体が、
16%のPEG 3350、0.2Mの酢酸アンモニウム、0.1Mの酢酸ナトリウム、
pH 4.5を含有する溶液から結晶化されたことを以外は、10H10(実施例3)と
同様の方法で行った。
ヒトTF ECDの共結晶構造と親和性成熟M1587 Fabの共結晶構造との比較
は、10H10のヒト適合及び親和性成熟は、図2に示される抗体エピトープのフットプ
リントを変化させず、またCDRのコンフォメーションも変化させなかったことを示す。
3つのアミノ酸置換(T31P、S57F、及びN59T)は、H116(配列番号13
3)の残基31及び57に接触残基(T31P及びS57Fである)を含む、ヒトフレー
ムワーク適合及び親和性成熟(配列番号6及び7は配列番号63及び86で置き換えられ
た)の間に、H−CDR1及びH−CDR2(それそれ、配列番号6及び27、実施例2
に記載のCDR定義を使用)に導入された。親和性改善は5倍であり、これは、TFのS
195と接触するF57の接点が増加したことに起因し得る。たとえH−CDR1及びH
−CDR2パラトープ残基に変更がなされたとしても、HFA及び親和性成熟中にエピト
ープが保存されることが、ヒトTF ECDとM1587 Fabのとの構造により確認
された。
生物物理学的及び生物学的アッセイの結果
これら抗体の、BiacoreによるKD分析(表11)、ヒトTFによるヒト血漿の
凝固時間(表12)、及びFVIIaで刺激されたMD−MB−231細胞からのIL8
放出に関するEC50(表13、14、及び図5)に関する要約データが、以下に示され
ている。
43個の選択された親和性成熟Mabに関し、マウス10H10、及びMAb(M1)
と、10H10からの非修飾CDRを有する選択されたヒトフレームワーク適合変異体と
のキメラバージョンのために生成されたデータを含むKが(M数は100未満)、表1
1に示されている。したがって、ヒトフレームワーク選択とCDR残基置換との組み合わ
せは、Kが80〜950pMの範囲であり、解離速度(Koff)が2.2×10−5
秒−1〜2.6×10−3秒−1の範囲であり、結合速度(Kon)が10M−1秒−
1〜2.3×10M−1秒−1の範囲である、ヒト抗体を産生させた。新規Mabは、
最初のマウス10H10又はキメラ構築物の値と比べて、最大で10倍も小さい平衡解離
定数(K)(0.77nM〜0.08nM)を有し、より速い結合速度(Kon>10
M−1秒−1)を有し、又はより遅い解離速度(Koff=10秒−1)を示す。こ
れら特性を用いて、滞留時間又は組織を通過する能力のいずれかが所望される、特定用途
用のMAbを選択する際に利益をもたらすことができる。
凝固
新規Mabは、カルシウム及び外から加えられたヒトTFの存在下で、生体外で測定し
た場合に、ヒト血漿の凝固を阻害せずにヒトTFに結合する能力によって特徴付けられる
(表12)。17個のHFA(M数は100未満)変異体及び38個の親和性成熟変異体
(M1583以上)を検定し、T1/2最大(最大光学密度の50%に達する時間(秒)
)を報告した。
全て、10H10(表12)で観察されたのと同様の応答を示し、T1/2最大の値は
205秒未満であり、このことは、159±17(n=14)であった抗体のない溶媒対
照群と比較した場合に、これら抗体が凝固時間を長引かせないことを示している。前述し
たヒトTF結合抗体であり(米国特許第7605235 B2号)、TFに対するFXの
結合を阻害するマウス抗体5G9由来のCNTO860は、凝固を長引かせ、同じアッセ
イで1800秒以内に決して凝固に達しない。実施例4において変化したCDRを有する
と記載された43個のMAbのうち5個は、2mg/mL未満の開始濃度を有したので、
凝固アッセイで試験しなかった。M1、M59、及びCNTO860の値は、複数回の試
験にわたって平均化された。
シグナル阻害活性
新規MAbは、TF/FVIIa複合体を介してシグナル伝達を阻害する能力の観点か
らも説明され得る。乳癌細胞のTF/VIIa/PAR2シグナル伝達は、VEGF25
、Cyr61、VEGF−C、CTGF、CXCL1、及びIL−8などの血管新生促進
因子の広範なレパートリーを誘導する。FVIIaが、TFを発現するヒト乳癌細胞株で
あるMDA−MB−231???において検出可能なIL−8を誘導することは、既に報
告されている(Albrektsenら、J Thromb Haemost 5:15
88〜1597,2007)。したがって、このアッセイをバイオアッセイとして用いて
、TF/VIIaの誘導によるIL−8の産生を阻害する変異体抗体の能力を評価した。
このアッセイの詳細は本明細書において上記されており、実施例3のHFA(M10〜
M68)変異体のうちの19、及び実施例4のCDR変異体のうちの29を試験した結果
を、単一濃度(0.5マイクログラム/mL)のTFにてIL−8産生を阻害する能力に
ついて検証した。組織因子に結合しない坑RSV抗体(B37)を、陰性対照として用い
た。HFA Mabの多くは、この濃度で、IL−8誘導を67%を超えて阻害すること
ができた(表13)。図5は、10H10のMAb(それぞれ配列番号6及び7)と比較
した場合の、L3軽鎖(配列番号23)を共有し、かつH−CDR1又はH−CDR2に
置換を有する27のMAbによるIL8放出の相対的阻害を示す。更に、これらのうち4
つ(M1584、M1611、TF7M1612、及びTF7M1607)は、Mと共に
十分な滴定IL−8誘導アッセイに供された。計算された相対IC50値は、親和性が改
善した変異体が、10H10のマウス−ヒトキメラであるM1と比べてより強力であると
いう知見を支持している(表14)。実施例4に記載された親和性成熟抗体の他の親和性
成熟群は、同様の結果をもたらした。
実施例6:抗体の抗腫瘍活性
MDA−MB−231を有するマウス異種移植モデル
MDA−MB−231ヒト乳癌細胞を、10%のFBS及び1%のLNNを有するDM
EM培地で培養し、トリプシン処理によって対数期に採取し、滅菌無血清DMEM培地に
5×10細胞/mLで再懸濁させた。20匹の雌SCIDベージュ(C.B−17/I
crCrl−scid−bgBR)マウスをCharles River Labora
toriesから入手し、実験に先立って14日間順応させた。生後約8週目に、マウス
の右腋窩乳腺脂肪体に2.5×10 MDA−MB−231細胞を埋め込んだ。腫瘍の
サイズが約100mmになったとき、マウスを腫瘍サイズによって治療群に階層化した
(N=10/群)。階層化した日に、10mg/体重1kgのDulbeccoリン酸緩
衝生理食塩水(DPBS)又はM1593による腹腔内投与治療を開始し、週1回投与を
続けて合計6回投与した。腫瘍及び体重を週1回記録した。各群の平均腫瘍容積が150
0mmに達した時点で研究を終了した。適用した統計検定は、反復測定二元配置分散分
析(PRIZM 4.0、GraphPad)であった。
MDA−MB−231異種移植モデルにおいて、M1593は、22日目(P<0.
01)に始まり、対照(DPBS処理)群を安楽死させた29日目(**P<0.001
)まで続いた腫瘍成長を、有意に阻害した。M1593処理群は、36日目に安楽死させ
た。M1593は、腫瘍成長を29日目で約49%阻害した。DPBS処理対照群と比較
して、M1593処理群における腫瘍成長遅延は約11日であった(図6)。
A431を有するマウス異種移植モデル
A431ヒト扁平上皮癌細胞を、10%のFBS及び1%のLNNを有するDMEM培
地で培養し、トリプシン処理によって対数期に採取し、滅菌HBSSに1×10細胞/
mLで再懸濁させた。20匹の雌SCIDベージュ(C.B−17/IcrCrl−sc
id−bgBR)マウスをCharles River Laboratoriesから
入手し、実験に先立って14日間順応させた。生後約8週目に、マウスの右脇腹に2×1
A431細胞を埋め込んだ。腫瘍のサイズが約118mmになったとき、マウス
を腫瘍サイズによって治療群に階層化した(N=10/群)。階層化した日に、10mg
/体重1kgのDPBS又はM1593による腹腔内投与治療を開始し、週1回投与を続
けて合計6回投与した。腫瘍及び体重を週2回記録した。各群の平均腫瘍容積が1000
mmに達した時点で研究を終了した。適用した統計検定は、反復測定二元配置分散分析
(PRIZM 4.0、GraphPad)でった。
M1593は、対照(DPBS処理)群を安楽死させた22日目(P=0.0067
)における腫瘍成長を、有意に阻害した。CNTO592処理群は、39日目に安楽死さ
せた。CNTO592は、腫瘍成長を22日目で約54%阻害した。DPBS処理対照群
と比較して、M1593処理群における腫瘍成長遅延は約17日であった(図7)。
実施例7:変化したFを有する抗体組成物
天然ヒトFc受容体変異体は、ヒト抗体のFcタンパク質に対して実質的に異なる親和
性を有する。更に、臨床研究で、Fc操作されたmAbで治療された後、強力結合Fc遺
伝子型を有する患者の奏効率及び生存率が改善したことが立証されている(Musoli
noら2008 J Clin Oncol 26:1789〜1796(2008);
Bibeauら2009 J Clin Oncol 27:1122〜1129)。
TFシグナル伝達の阻害は、細胞応答を減少させ、腫瘍増殖、移動、及び転移性の広が
りをもたらすと予想されるが、TF抗原が腫瘍細胞上に提示されるという事実は、抗体F
cによるFc受容体結合に関連する機序により、標的細胞の選択的殺傷手段を提供する。
抗体のFcドメインの表面特徴は、グリカン組成物、並びに重鎖の一次配列の影響を受け
ることが知られており、それらの一方又は両方による修飾は、Fc受容体結合を変化させ
ることができる。
M1593として特定されるMAbは、低フコースグリカン修飾IgG1として、及び
更にはIgG1−CH2ドメイン変異体として産生された(S239D、I332Eの付
番は、Kabat EUシステムのものである)。
MAb組成物及び製造方法
フコース含有量が少ない抗体(M1593−LF)は、シグナルペプチドを有する以下
に示されるM1593(IgG1/Kappa)鎖をコードするベクターを、CHO宿主
細胞株からタンパク質の低フコシル化のために選択されたCHO宿主細胞亜系統中に電気
穿孔することによって産生された。配列番号165は、可変ドメイン、残基1〜113(
配列番号23及びFR4、配列番号61、下線)、及びヒトkappa定常軽鎖ドメイン
を含む完全な軽鎖を示す。可変ドメイン残基1〜120(配列番号139及びFR4、配
列番号60を含む、下線)、並びにKabat位置239及び332(配列番号167の
242及び335)である野生型ヒトIgGアイソタイプ1 CH1、CH2、及びCH
3を含む重鎖は、変異体M1593−DEを産生するために、野生型残基S及びDからそ
れぞれ、D及びEに変更された。
M1593−軽鎖
(配列表1)
M1593−Kabat位置S239がDであり、I332がEである重鎖
(配列表2)
CHO細胞は、宿主細胞株として用いられるべき天然低フコース細胞のプールを単離す
るために、陰性レクチン選択(フコース結合レクチンに対する非結合の選択)及びFAC
Sソートを4回繰り返した後に、サブクローニングすることによって生成された。この細
胞株は、M1593を産生するのに用いたのと同じ宿主細胞由来であったので、その細胞
は、全く同じやり方で培養及び処理された。トランスフェクトされた細胞は、検出用タン
パク質Gを用いてメチルセルロース播種によってスクリーニングされ、コロニーを採取し
て96ウェルプレートに入れた。培養を振盪フラスコに拡大し、力価測定した。上部の親
クローンは、バッチ振盪フラスコ培養でM1593−LFを最高708mg/L(標準培
地中)産生した。
フコシル化パーセントを決定し、グリコシル化プロファイルの経時的安定性及び産生プ
ロセスを評価するために、2つのM1593−LF産生クローン(C2452B及びC2
452D)にLC−MS糖ペプチドマッピングを行った(表15)。試料は、継代1フェ
ドバッチ及び継代10バッチ培養物から安定性試験中に収集され、精製された。バイオリ
アクター評価からの精製された試料を更に分析した。糖ペプチドマッピングは好ましいグ
リコシル化パターンを示し、C2452B及びC2452Dのフコシル化の割合は全体的
に低かった。重要なことに、フコシル化パーセントは時間とともに有意に増加せず、これ
は宿主細胞のフコシル化が安定的であることを示唆している。このように、M1593−
LFのフコース含有量は、10%未満、一般には5%未満、及び一部の調製物では2%未
満である。レクチンを選択しない宿主CHO細胞で産生されるMabは、80%超過がフ
コシル化されるグリカン群を含んだ。
M1593のFc突然変異体(M1593−DE)では、M1593を発現するプラス
ミドが特定部位の突然変異誘発に供された。
生物活性
3つの抗ヒトTF Fc変異体(M1593、M1593−LF、及びM1593−D
E)は、ヒト及びカニクイザルFc受容体の両方に対して親和性である(FcγRI、F
cγRIIa、FcγRIIIa)。これらアッセイは、本出願人による同時継続中の出
願(米国特許出願第61/426619号)に記載される通りに、又はプラズモン共鳴(
Biacore)に基づく結合アッセイ(?)を用いて行われた。
これらアッセイの結果は、両方のFc修飾抗TF抗体が、未修飾の親IgG1 M15
93抗体よりもはるかに緊密に、18倍(M1593−LF)及び40倍(M1593−
DE)の強さで組み換えヒトFcγIIIa受容体に結合することを実証した(表16)
ADCCは、FcγRIIIa結合により刺激される。ADCCアッセイを、前述の通
りに行った(Scallonら、Mol Immunol 44:1524〜1534
2007)。
改善されたFc受容体結合は、ヒトPBMCをエフェクター細胞として用い、ヒト乳癌
細胞株MDA−MB−231を標的細胞として用いる機能的生体外ADCCアッセイに反
映された(図8)。

Claims (6)

  1. 単離された抗組織因子抗体であって、
    配列番号23で示されるアミノ酸配列の軽鎖可変領域と、配列番号139で示されるアミノ酸配列の重鎖可変領域とを含むか、あるいは、配列番号165で示されるアミノ酸配列の軽鎖可変領域と、配列番号166又は167で示されるアミノ酸配列の重鎖可変領域とを含み、
    3つの重鎖CDR配列であるH−CDR1、H−CDR2及びH−CDR3がそれぞれ配列番号76、98及び8で示されるアミノ酸配列であり、かつ、3つの軽鎖CDR配列であるL−CDR1、L−CDR2及びL−CDR3がそれぞれ配列番号9、10及び11で示されるアミノ酸配列である、
    前記抗体。
  2. 前記抗体が、
    組織因子結合に関してFVIIaと競合せず、かつ、
    TF−VIIa複合体の凝固促進活性、アミド分解活性を実質的に阻害しないが、MDA−MB−231細胞からのサイトカインIL−8放出によって測定される、TF−VIIaによって媒介されるシグナル伝達を阻害する
    抗組織因子抗体である、請求項1に記載の抗体。
  3. 請求項1又は2に記載の抗体を含む、医薬組成物。
  4. 下記(a)又は(b)の核酸:
    (a)配列番号23で示されるアミノ酸配列の軽鎖可変領域と、配列番号139で示されるアミノ酸配列の重鎖可変領域をコードするか、あるいは、配列番号165で示されるアミノ酸配列の軽鎖可変領域と、配列番号166又は167で示されるアミノ酸配列の重鎖可変領域とをコードする、核酸
    (b)配列番号23で示されるアミノ酸配列の軽鎖可変領域をコードする核酸と、配列番号139で示されるアミノ酸配列の重鎖可変領域をコードする核酸とを含むか、あるいは、配列番号165で示されるアミノ酸配列の軽鎖可変領域をコードする核酸と、配列番号166又は167で示されるアミノ酸配列の重鎖可変領域をコードする核酸とを含む、核酸
  5. 請求項4に記載の核酸を含む、ベクター。
  6. 請求項に記載のベクターを含む、宿主細胞。
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