KR20150055114A - 사람 프로그램된 사멸 수용체 ｐｄ-1에 대한 항체 - Google Patents

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Abstract

사람 프로그램된 사멸 수용체 1(hPD-1)의 당해 리간드(hPD-L1 또는 hPD-L2)에 대한 결합을 차단하는 항체, 및 이의 가변 영역 서열이 기재되어 있다. PD-1 경로를 통해 면역 반응의 활성을 증가시키는 방법(또는 하향조절을 감소시키는 방법)이 또한 기재되어 있다.

Description

사람 프로그램된 사멸 수용체 ＰＤ-1에 대한 항체{Antibodies to human programmed death receptor PD-1}
본 발명은 사람 및 시노(cyno) PD-1에 결합하는 분리된 항체 및 항체 단편에 관한 것이다.
프로그램된 사멸 수용체 1(PD-1)은 활성화된 T 및 B 세포 상에서 주로 발현하는 면역억제 수용체이다. 당해 리간드와의 상호작용은 체외 및 체내 둘 다에서 T-세포 반응을 약화시키는 것으로 밝혀졌다. PD-1 및 이의 리간드들 중의 하나인 PD-L1 사이의 상호작용을 차단하는 것은 종양-특이적 CD8+ T-세포 면역을 증강시키는 것으로 밝혀졌으며, 이에 따라, 상기 면역 시스템에 의해 종양 세포를 청소(clearance)하는데 도움이 될 수 있다.
PD-1(유전자 Pdcd1에 의해 암호화됨)은 CD28 및 CTLA-4와 관련된 면역글로불린 상과 구성원(Immunoglobulin superfamily member)이다. PD-1은 당해 리간드(PD-L1 및/또는 PD-L2)와의 결합시 항원 수용체 시그날링을 부정적으로 조절하는 것으로 밝혀졌다. 쥐 PD-1의 구조는 사람 PD-L1과 마우스 PD-1의 공-결정 구조를 해결해왔다[참조: Zhang, X. et al., Immunity 20: 337-347 (2004); Lin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105: 3011-6 (2008)]. PD-1 및 유사한 과(family) 구성원은 리간드 결합을 책임지는 Ig 가변형(V형) 도메인, 및 시그날링 분자의 결합을 책임지는 세포질 꼬리(cytoplasmic tail)를 함유하는 제I형 전이막(transmembrane) 당단백질이다. PD-1의 세포질 꼬리는 2개의 티로신-계 시그날링 모티프인, ITIM(면역수용체 티로신-계 억제 모티프) 및 ITSM(면역수용체 티로신-계 스위치 모티프)를 포함한다.
T 세포 자극 이후, PD-1은 이의 세포질 꼬리 내 티로신 포스파타제 SHP-2를 ITSM 모티프에 보충하여 CD3 T 세포 시그날링 연쇄반응에 관여하는 효과기 분자(effector molecule), 예를 들면, CD3 제타(CD3 zeta), PKC 세타(PKC theta) 및 ZAP70의 탈포스포릴화(dephosphorylation)를 유도한다. PD-1이 T 세포 반응을 하향조절하는 메카니즘은 CTLA-4의 메카니즘과 유사하지만, 분자 둘 다가 시그날링 단백질의 오버랩핑 세트(overlapping set)를 조절하기 때문에 CTLA-4의 메카니즘과는 별개이다(참조: Parry et al., Mol. Cell Biol. 25: 9543-9553). 벤넷(Bennett)과 그의 동료들은, T-세포 시그날링의 PD-1-매개된 억제가 단지 활성화 및 억제 시그날 둘 다가 동일한 표면 상에 있는 경우에만 유효함을 밝혀냈으며, 이는, PD-1 시그날링 메카니즘이 시공간으로 결정됨을 나타낸다[참조: Bennett F. et al., J Immunol. 170:711-8 (2003)].
PD-1은 활성화된 림프구(말초 CD4+ 및 CD8+ T 세포, B 세포 및 단핵구) 상에서 발현되는 것으로 밝혀졌고, 또한, CD4-CD8-(더블 음성) T 세포 및 NK-T 세포 상에서 가슴샘 발달 동안에 발현되는 것으로 밝혀졌다.
PD-1(PD-L1 및 PD-L2)에 대한 리간드는 구성적으로 발현되거나, 또는 비-조혈세포 조직 및 다양한 종양형을 포함하는 다수의 세포형으로 유도될 수 있다. PD-L1은 B 세포, T 세포, 골수세포 및 수지상 세포(DCs) 상에서 발현되지만, 또한 말초 세포, 유사 미세혈관 내피세포 및 심장, 폐 등과 같은 비-림프 기관 상에서도 발현된다. 대조적으로, PD-L2는 단지 대식세포 및 수지상 세포 상에서만 발견된다. PD-1 리간드의 발현 패턴은, 말초 내성을 유지하는데 있어 PD-1의 역할을 제시하고, 말초에서 자가-반응성 T-세포 및 B-세포 반응을 조절하는데 기여할 수 있다. 리간드 둘 다는 세포외 영역에서 IgV- 및 IgC-유사 도메인 둘 다를 포함하는 제I형 이동막 수용체이다. 리간드 둘다는 공지되지 않은 시그날링 모티프를 가진 짧은 세포질 영역을 포함한다.
지금까지, 다수의 연구는, PD-1과 이의 리간드의 상호작용이 시험관내 및 생체내에서 림프구 증식을 억제함을 밝혔다. PD-1/PD-L1 상호작용의 혼란은 T 세포 증식 및 사이토킨 생산을 증가시키고, 세포 주기의 진행을 차단하는 것으로 밝혀졌다. Pdcd1-/- 마우스의 초기 분석은 어떠한 급격한 면역학적 표현형을 식별하지 않았다. 그러나 나이든 마우스는 Pdcd1 결손이 역교배되었던 균주에 따라 상이한 자발적인 자가면역 질환을 발현하였다. 이들은 루푸스-유사 증식 관절염(C57BL/6)[참조: Nishimura H. et al, Int. Immunol. 10: 1563-1572 (1998)], 치명적인 심근병증(BALB/c)[참조: Nishimura H. et al., Science 291: 319-322 (2001)] 및 제I형 당뇨병(NOD)[참조: Wang J. et al., Prac. Natl. Acad. Sci. U.S.A 102: 11823-11828 (2005)]을 포함한다. 전체적으로, 녹아웃 동물의 분석으로 PD-1이 주로 말초 내성을 유도하고 조절하는 것으로 이해되어졌다. 따라서, PD-1 경로의 치료학적 차단은 면역 내성을 극복하는데 도움이 될 수 있다. 이러한 선택적 차단은 백신화(예방학적 또는 치료학적 중의 하나) 동안의 면역 향상(boosting) 뿐만 아니라 암 또는 감염의 치료에 사용될 수 있다.
암에서 PD-1의 역할은 문헌에 확립되어 있다. 종양 미세환경은 유효한 면역 파괴로부터 종양 세포를 보호할 수 있는 것으로 공지되어 있다. 최근에, PD-L1은 다수의 마우스 및 사람 종양 상에서 발현(및 대다수의 PD-L1 네가티브 종양 세포주 상에서의 IFN 감마에 의해 유도가능하다)되는 것으로 밝혀졌으며, 면역 침입을 매개하는 것으로 추정된다[참조: Iwai Y. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99: 12293-12297 (2002); Strome S.E. et al., Cancer Res., 63: 6501-6505 (2003)].
사람에서, PD-1(림프구를 침투하는 종양 상에서) 및/또는 PD-L1(종양 세포 상에서)의 발현은 면역조직화학으로 평가된 다수의 초기 종양 생검에서 발견되어져 왔다. 이러한 조직은 폐, 간, 난소, 자궁, 피부, 결장, 신경아교종, 방광, 유방, 신장, 식도, 위, 경구편평세포, 요로상피세포, 및 췌장의 암 뿐만 아니라 두경부 종양을 포함한다[참조: Brown J. A. et al., J. Immunol. 170: 1257-1266 (2003); Dong H. et al., Nat. Med. 8: 793-800 (2002); Wintterle et al., Cancer Res. 63: 7462-7467 (2003); Strome S.E. et al., Cancer Res., 63: 6501-6505 (2003); Thompson R.H. et al., Cancer Res. 66: 3381-5 (2006); Thompson et al., Clin. Cancer Res. 13: 1757-61 (2007); Nomi T. et al., Clin. Cancer Res. 13: 2151-7. (2007)]. 보다 현저하게는, 종양 세포 상의 PD-리간드 발현이 다수한 종양형에 대한 암 환자의 좋지 않은 예후와 서로 관련되어있다[참조: Okazaki and Honjo, Int. Immunol. 19: 813-824 (2007)].
PD-1/PD-L1 상호작용의 차단은 증강된 종양-특이적 T-세포 면역을 유도할 수 있으므로, 면역 시스템에 의해 종양 세포를 청소하는데 도움이 될 수 있다. 당해 주제에 촛점을 맞춰, 다수의 연구들이 수행되어졌다. 공격적인 췌장암의 쥐 모델에서, 티. 노미(T. Nomi) 등[참조: Clin. Cancer Res. 13: 2151-2157 (2007)]은, PD-1/PD-L1 차단의 치료학적 효능을 입증했다. PD-1 또는 PD-L1 지시된 항체 중의 하나의 투여는 종양 성장을 상당히 억제하였다. 항체 차단은 IFN 감마(IFN gamma), 그랜자임 비(granzyme B) 및 퍼포린(perforin)을 포함하는 항-종양 효과기를 상향조절하는 종양 내로 종양 반응성 CD8+ T 세포 침투를 효과적으로 촉진진시켰다. 추가로, 저자는, PD-1 차단이 화학요법과 효과적으로 조합하여 상승 효과를 발휘할 수 있음을 밝혔다. 다른 연구에서, 마우스 내 편평세포 암종의 모델을 사용한, PD-1 또는 PD-L1의 항체 차단은 종양 성장을 현저히 억제하였다[참조: Tsushima F. et al., Oral Oncol. 42: 268-274 (2006)].
다른 연구에서, PD-L1을 가진 쥐 비만세포종 주의 형질감염은 종양-특이적 CTL 클론과 공-배양하는 경우, 종양 세포의 용해를 감소시키는 것으로 유도되었다. 용해는 항-PD-L1 mAb를 가하는 경우 회복되었다[참조: Iwai Y. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99: 12293-12297 (2002)]. 생체내에서, PD1/PD-L1 상호작용을 차단하는 것은 마우스 종양 모델에서 입양 T 세포 이동 요법의 효능을 증가시키는 것으로 밝혀졌다[참조: Strome S.E. et al., Cancer Res. 63: 6501-6505 (2003)]. 암 치료에 있어서 PD-1의 역할에 대한 추가 증거는 PD-1 녹아웃 마우스로 수행된 실험으로부터 기인한다. PD-L1을 발현하는 골수종 세포는 야생형 동물에서만 성장하고(종양 성장 및 관련된 동물 사멸을 야기함), PD-1 결손 마우스에서는 성장하지 않는다[참조: Iwai Y. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99: 12293-12297 (2002)].
사람 연구에서, 알.엠. 웡(R.M. Wong) 등[참조: Int. Immunol. 19: 1223-1234 (2007)]은, 완전한 사람 항-PD-1 항체를 사용하는 PD-1 차단이 백신화된 개인으로부터 백신 항원 및 세포를 사용하는 생체외 자극 검정에서 종양-특이적인 CD8+ T 세포(CTLs)의 절대 수를 증강시킴을 밝혔다. 유사한 연구에서, PD-L1의 항체 차단은 종양 관련된 항원-특이적인 세포독성 T 세포의 증가된 세포용해 활성 및, 종양 특이적인 TH 세포에 의한 증가된 사이토킨 생산을 야기하였다[참조: Blank C. et al., Int. J. Cancer 119: 317-327 (2006)]. 동일한 저자는, PD-L1 차단이 항-CTLA-4 차단과 조합하여 사용되는 경우, 생체외에서 종양-특이적인 T 세포 반응을 증강시킴을 밝혔다.
전체적으로, PD-1/PD-L1 경로는 암 치료를 위한 항체 치료요법의 개발을 위한 잘-증명된 표적이다. 항-PD-1 항체는 또한 만성 바이러스 감염에 유용할 수 있다. 급성 바이러스 감염 후 발생된 기억 CD8+T 세포는 매우 기능적이고, 보호 면역의 중요한 성분을 차지한다. 반대로, 만성 감염은 종종 다양한 정도의 바이러스-특이적 T-세포 반응의 기능적 손상(소진)을 특징으로 하며, 이 결함은 현존하는 병원균을 제거하는 숙주의 무능력에 대한 하나의 중요한 원인이다. 기능적인 효과기 T 세포가 감염의 조기단계 동안 초기에 발생하지만, 이들은 만성 감염의 과정 동안 기능을 점차적으로 상실한다. 바버(Barber) 등[참조: Barber et al., Nature 439: 682-687 (2006)]은 LCMV의 실험실 균주로 감염된 마우스가 혈액 및 다른 조직에서 고 수준의 바이러스를 야기하는 만성 감염을 발현시켰음을 나타내었다. 이들 마우스는 초기에는 활발한 T 세포 반응을 발현하지만, 결과적으로 T 세포가 소진되면 감염에 굴복되었다. 상기 저자는, 만성적으로 감염된 마우스 내 효과기 T 세포의 수와 기능에서의 감소가 PD-1 및 PD-L1 사이의 상호작용을 차단하는 항체를 주입시킴으로써 역전시킬 수 있음을 발견하였다.
최근에, PD-1은 HIV 감염된 개인으로부터의 T 세포 상에서 매우 발현되어 있고, 수용체 발현은 손상된 T 세포 기능 및 질환 진행과 같이 관련되어 있음이 밝혀졌다[참조: Day et al., Nature 443:350-4 (2006).; Trautmann L. et al., Nat. Med. 12: 1198-202 (2006)]. 둘다의 연구에서, 리간드 PD-L1의 차단은 시험관내에서 HIV-특이적인, IFN-감마 생산 세포의 확장을 현저히 증가시켰다.
또한, 다른 연구는 바이러스 감염을 조절하는 PD-1 경로의 중요성을 암시한다. PD-1 녹아웃 마우스는 야생형 마우스보다 아데노바이러스 감염을 더 잘 조절하는 것으로 나타났다[참조: Iwai et al., J. Exp. Med. 198:39-50 (2003)]. 또한, HBV-특이적인 T 세포를 HBV 유전자삽입 동물 내로 입양전달하여 간염을 개시하였다[참조: Isogawa M. et al., Immunity 23:53-63 (2005)]. 이들 동물의 질환 상태는 간에서의 항원 인식 및 간 세포에 의한 PD-1 상향조절의 결과로서 동요하게 되었다.
본 발명은 사람 프로그램된 사멸 수용체 1(hPD-1)의 당해 리간드(hPD-L1 또는 hPD-L2)에 대한 결합을 차단하는 항체, 및 이의 가변 영역 서열을 제공하고자 하는 것이다. 또한, 본 발명은 PD-1 경로를 통해 면역 반응의 활성을 증가시키는 방법(또는 하향조절을 감소시키는 방법)을 제공하고자 하는 것이다.
발명의 간략한 요약
*본 발명은 사람 및 시노(cyno) PD-1에 결합한 분리된 항체 및 항체 단편을 제공한다. 몇몇 양태에서, 상기 항체 또는 항체 단편은 사람 PD-1에 대한 사람 PD-L1 및 사람 PD-L2의 결합을 차단한다. 몇몇 양태에서, 본 발명의 PD-1 항체 또는 항체 단편은 서열 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 및 20으로부터 선택된 하나 이상의 CDRs(항체 상보성--결정 영역)를 포함하고; 추가의 양태에서, 서열 12, 13, 14, 18, 19 및 20의 하나 이상의 중쇄 CDRs 및/또는 서열 9, 10, 11, 15, 16 및 17의 경쇄 CDRs를 포함한다. 몇몇 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 키메라 항체, 사람 항체, 사람화된 항체 또는 이의 단편이다.
하나의 양태에서, 본 발명은 CDRs 서열 9, 10 및 11, 또는 임의의 상기 서열의 변이체를 포함하는 경쇄; 및/또는 CDRs 서열 12, 13 및 14, 또는 임의의 상기 서열의 변이체를 포함하는 중쇄를 포함하는 사람 PD-1에 결합하는 분리된 항체 또는 항체 단편을 제공한다.
다른 양태에서, 본 발명은 CDRs 서열 15, 16 및 17, 또는 임의의 상기 서열의 변이체를 포함하는 경쇄; 및/또는 CDRs 서열 18, 19 및 20, 또는 임의의 상기 서열의 변이체를 포함하는 중쇄를 포함하는 사람 PD-1에 결합하는 분리된 항체 또는 항체 단편을 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 서열 5 또는 이의 변이체를 포함하는 중쇄 가변 영역; 및/또는 서열 6 또는 이의 변이체를 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하는 항체 또는 항원 결합 단편을 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 서열 7 또는 이의 변이체를 포함하는 중쇄 가변 영역; 및/또는 서열 8 또는 이의 변이체를 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하는 항체 또는 항원 결합 단편을 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 서열 30의 아미노산 잔기 20 내지 139번, 또는 이의 변이체를 포함하는 중쇄 가변 영역; 및/또는 서열 32의 아미노산 잔기 20 내지 130번, 또는 이의 변이체를 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하는 항체 또는 항원 결합 단편을 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 서열 30의 아미노산 잔기 20 내지 139번, 또는 이의 변이체를 포함하는 중쇄 가변 영역; 및/또는 서열 33의 아미노산 잔기 20 내지 130번, 또는 이의 변이체를 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하는 항체 또는 항원 결합 단편을 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 서열 30의 아미노산 잔기 20 내지 139번, 또는 이의 변이체를 포함하는 중쇄 가변 영역; 및/또는 서열 34의 아미노산 잔기 20 내지 130번, 또는 이의 변이체를 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하는 항체 또는 항원 결합 단편을 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 서열 30의 아미노산 잔기 20 내지 139번에 대해 적어도 90% 상동성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 가변 영역; 및/또는 서열 32, 33 또는 34의 아미노산 잔기 20 내지 130번에 대해 적어도 90% 상동성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하는 항체 또는 항원 결합 단편을 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 서열 31의 아미노산 잔기 20 내지 466번, 또는 이의 변이체를 포함하는 중쇄; 및/또는 서열 36의 아미노산 잔기 20 내지 237번, 또는 이의 변이체를 포함하는 경쇄를 포함하는 사람 PD-1에 결합하는 분리된 항체 또는 항체 단편을 제공한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 서열 31의 아미노산 잔기 20 내지 466번, 또는 이의 변이체를 포함하는 중쇄; 및/또는 서열 37의 아미노산 잔기 20 내지 237번, 또는 이의 변이체를 포함하는 경쇄를 포함하는 사람 PD-1에 결합하는 분리된 항체 또는 항체 단편을 제공한다.
*하나의 양태에서, 본 발명은 서열 31의 아미노산 잔기 20 내지 466번, 또는 이의 변이체를 포함하는 중쇄; 및/또는 서열 38의 아미노산 잔기 20 내지 237번, 또는 이의 변이체를 포함하는 경쇄를 포함하는 사람 PD-1에 결합하는 분리된 항체 또는 항체 단편을 제공한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 서열 35의 아미노산 잔기 20 내지 469번, 또는 이의 변이체를 포함하는 중쇄; 및/또는 서열 36의 아미노산 잔기 20 내지 237번, 또는 이의 변이체를 포함하는 경쇄를 포함하는 사람 PD-1에 결합하는 분리된 항체 또는 항체 단편을 제공한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 서열 35의 아미노산 잔기 20 내지 469번, 또는 이의 변이체를 포함하는 중쇄; 및/또는 서열 37의 아미노산 잔기 20 내지 237번, 또는 이의 변이체를 포함하는 경쇄를 포함하는 사람 PD-1에 결합하는 분리된 항체 또는 항체 단편을 제공한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 서열 35의 아미노산 잔기 20 내지 469번, 또는 이의 변이체를 포함하는 중쇄; 및/또는 서열 38의 아미노산 잔기 20 내지 237번, 또는 이의 변이체를 포함하는 경쇄를 포함하는 사람 PD-1에 결합하는 분리된 항체 또는 항체 단편을 제공한다.
임의의 위의 양태에서, 본 발명의 항체 또는 항체 단편의 변이체는 1개, 2개 또는 3개의 보존적으로 변형된 아미노산 치환체를 포함할 수 있다.
임의의 위의 양태에서, 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 사람 중쇄 고정 영역 또는 이의 변이체를 포함할 수 있고, 여기서, 변이체는 20개 이하의 보존적으로 변형된 아미노산 치환체; 및/또는 사람 경쇄 고정 영역 또는 이의 변이체를 포함하고, 여기서, 변이체는 20개 이하의 보존적으로 변형된 아미노산 치환체를 포함한다. 몇몇 양태에서, 변이체는 10개 이하의 보존적으로 변형된 아미노산 치환체를 포함할 수 있다. 몇몇 양태에서, 변이체는 5개 이하의 보존적으로 변형된 아미노산 치환체를 포함할 수 있다. 몇몇 양태에서, 변이체는 3개 이하의 보존적으로 변형된 아미노산 치환체를 포함할 수 있다. 임의의 위의 양태에서, 사람 중쇄 고정 영역 또는 이의 변이체는 IgG1 또는 IgG4 동형일 수 있다.
임의의 상기한 양태에서, 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 약 100 pM 이하의 KD로 사람 PD-1에 결합할 수 있다. 다른 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 30 pM 이하의 KD로 사람 PD-1에 결합할 수 있다. 다른 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 서열 31의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 및 서열 32의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄를 갖는 항체와 대략 동일한 KD로 사람 PD-1에 결합할 수 있다. 다른 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 서열 31의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 및 서열 33의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄를 갖는 항체와 대략 동일한 KD로 사람 PD-1에 결합할 수 있다.
임의의 상기한 양태에서, 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 약 7.5 x 105 l/M·s 이상의 빠른 k결합로 사람 PD-1에 결합할 수 있다. 하나의 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 약 1 x 106 l/M·s 이상의 빠른 k결합로 사람 PD-1에 결합할 수 있다.
임의의 상기한 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 약 2 x 10-5 l/s 이하의 느린 k해리로 사람 PD-1을 결합할 수 있다. 하나의 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 약 2.7 x 10-5 l/s 이하의 느린 k해리로 사람 PD-1에 결합할 수 있다. 하나의 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 약 3 x 10-5 l/s 이하의 느린 k해리로 사람 PD-1에 결합할 수 있다.
KD, k결합 및 k해리 값을 임의의 이용가능한 방법을 사용하여 측정할 수 있다. 바람직한 양태에서, 해리 상수는 바이오-라이트 간섭법(bio-light interferometry)(예를 들면, 실시예 2에 기재된 ForteBio Octet 방법)을 사용하여 측정한다. 다른 바람직한 양태에서, 해리 상수는 표면 플라즈몬 공명(예를 들면, Biacore) 또는 Kinexa를 사용하여 측정할 수 있다.
추가로, 임의의 상기한 양태에서, 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 약 1 nM 이하의 IC50으로 사람 PD-1에 대한 사람 PD-L1 또는 사람 PD-L2의 결합을 차단할 수 있다. 리간드 결합의 차단은 당해 분야에 공지된 임의의 방법, 예를 들면, 본원의 실시예에 기재된 FACS 또는 FMAT 방법을 사용하여 측정될 수 있고, IC50을 계산할 수 있다.
또한, 본 발명은 사람 PD-1 상에서 임의의 상기한 항체와 결합 에피토프에 대해 경쟁하고, 약 1nM 이하의 IC50로 사람 PD-1에 대한 사람 PD-L1 또는 사람 PD-L2의 결합을 차단하는 항체 또는 항체 단편을 포함한다.
또한, 본 발명은 사람 PD-1 상에서 임의의 상기한 항체와 결합 에피토프에 대해 경쟁하고, 약 100pM 이하의 KD로 사람 PD-1에 결합하는 항체 또는 항체 단편을 포함한다. 하나의 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 약 30pM 이하의 KD로 사람 PD-1에 결합한다.
또한, 본 발명은 사람 PD-1 상에서 임의의 상기한 항체와 결합 에피토프에 대해 경쟁하고, 서열 31의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 및 서열 32의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄를 갖는 항체와 대략 동일한 KD로 사람 PD-1을 결합하는 항체 또는 항체 단편을 포함한다.
또한, 본 발명은 사람 PD-1 상에서 임의의 상기한 항체와 결합 에피토프에 대해 경쟁하고, 서열 31의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 및 서열 33의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄를 갖는 항체와 대략 동일한 KD로 사람 PD-1에 결합하는 항체 또는 항체 단편을 포함한다.
또한, 본 발명은 사람 PD-1 상에서 임의의 상기한 항체와 결합 에피토프에 대해 경쟁하고, 7.5 x 105 l/M·s 이상의 빠른 K결합로 사람 PD-1에 결합하는 항체 또는 항체 단편을 포함한다. 하나의 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 1 x 106 l/M·s 이상의 빠른 K결합로 사람 PD-1에 결합한다.
또한, 본 발명은 사람 PD-1 상에서 임의의 상기한 항체와 결합 에피토프에 대해 경쟁하고, 2 x 10-5 l/s 이하의 느린 K해리로 사람 PD-1에 결합하는 항체 또는 항체 단편을 포함한다. 하나의 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 2.7 x 10-5 l/s 이하의 느린 K해리로 사람 PD-1에 결합한다. 하나의 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 약 3 x 10-5 l/s 이하의 K해리로 사람 PD-1에 결합한다.
몇몇 양태에서, 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 키메라 항체 또는 키메라 항체의 단편이다.
몇몇 양태에서, 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 사람 항체 또는 사람 항체의 단편이다.
몇몇 양태에서, 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 사람화된 항체 또는 사람화된 항체의 단편이다.
몇몇 양태에서, 본 발명의 항체 단편은 Fab, Fab', Fab'-SH, Fv, scFv, 또는 F(ab')2 항체 단편이다.
몇몇 양태에서, 본 발명의 항체 단편은 디아바디(dibody)이다.
또한, 본 발명은 사람 PD-1에 결합한, 위에서 기재된 항체 또는 항체 단편들 중의 임의의 하나를 포함하는 이특이적 항체를 포함한다.
몇몇 양태에서, 본 발명의 분리된 항-PD-1 항체 및 항체 단편은 당해 분야의 숙련가에게 공지된 전형적인 수단(증가된 면역 세포 증식, 증가된 사이토킨 분비 또는 CD25 및/또는 CD69와 같은 활성 마커의 발현을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다)에 의해 측정된 T 세포 활성을 증가시킨다.
임의의 위의 기재된 양태들 중에서, 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 생체외 또는 체내에서 스타필로코커스 엔테로톡신 B(Staphylococcus Enterotoxin B) 또는 파상풍 독소로 자극한 후 면역 반응을 증강시킬 수 있다. 증가된 면역 활성은 당해 분야의 숙련가에게 공지된 방법, 예를 들면, 면역 세포(예를 들면, T 세포)의 증식 또는 면역 세포에 의한 사이토킨 생산(예를 들면, T 세포에 의한 IFNγ 또는 IL-2의 생산)을 정량화하는 방법을 사용하여 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명의 항-PD-1 항체 및 항체 단편을 암호화하는 핵산을 포함한다. 본 발명은 서열 5 내지 20 및 30 내지 38(리더 서열을 함유 또는 미함유)에 기재된 아미노산 서열들 중의 임의의 하나를 암호화하는 핵산을 포함한다. 또한, 본 발명은 서열 1 내지 4 및 21 내지 29(리더 서열을 암호화하는 핵산 함유 또는 미함유)을 포함하는 핵산을 포함한다.
또한, 본 발명은 본 발명의 항체 또는 항체 단편을 암호화하는 핵산을 포함하는 세포 및 발현 벡터를 포함한다. 추가로, 본 발명은 (a) 핵산이 발현되는 고건하에 배양 배지에서 본 발명의 항체 또는 항체 단편을 암호화하는 핵산을 포함하는 숙주 세포를 배양함으로써 경쇄 및 중쇄 가변 영역을 포함하는 폴리펩타이드를 생산하는 단계; 및 (b) 숙주 세포 또는 배양 배지로부터 폴리펩타이드를 회수하는 단계를 포함하여, 본 발명의 항체 또는 항체 단편을 생산하는 방법을 포함한다.
또한, 본 발명은 약제학적으로 허용되는 담체 또는 희석제와 함께, 본 발명의 항체 또는 항체 단편을 포함하는 조성물을 포함한다.
또한, 본 발명은 본 발명의 치료학적 유효량의 항체 또는 항체 단편을 면역 세포의 활성을 증가시킬 필요가 있는 대상체에게 투여함을 포함하여, 면역 세포의 활성을 증가시키는 방법을 포함한다. 하나의 양태에서, 상기 방법은 암을 치료하는데 사용될 수 있다. 다른 양태에서, 상기 방법은 감염 또는 감염 질환을 치료하는데 사용될 수 있다. 또 다른 양태에서, 상기 방법은 백신 보조제로서 사용될 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 방법은 제2 치료제 또는 치료 양식을 추가로 투여함을 포함한다.
몇몇 양태에서, 본 발명은 본 발명의 치료학적 유효량의 항체 또는 항체 단편을 면역 세포의 활성을 증가시킬 필요가 있는 대상체에게 투여함을 포함하고, 추가로, 대상체로부터 기원한 샘플에서 생체외 T 세포 활성(여기서, T 세포 활성에 있어서의 증가는 치료가 지속되어야 함을 나타낸다)을 측정함을 포함하여, 면역 세포의 활성을 증가시키는 방법을 포함한다. 다른 양태에서, 본 발명은 본 발명의 치료학적 유효량의 항체 또는 항체 단편을 면역 세포의 활성을 증가시킬 필요가 있는 대상체에게 투여함을 포함하고, 추가로, 대상체로부터 기원한 샘플에서 생체외 T 세포 활성(여기서, T 세포 활성에 있어서의 증가는 치료가 성공적일 가능성을 예측한다)을 측정함을 포함하여, 면역 세포의 활성을 증가시키는 방법을 포함한다. 하나의 양태에서, T 세포 활성에서의 증가는 (i) IL-2, TNFα, IL-17, IFNγ, GM-CSF, RANTES, IL-6, IL-8, IL-5 및 IL-13으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 사이토킨의 SEB 유도된 생산을 측정하는 방법; 또는 (ii) IL-2, TNFα, IL-17, IFNγ, GM-CSF, RANTES, IL-6, IL-8, IL-5 및 IL-13으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 사이토킨의 TT 유도된 생산을 측정하는 방법에 의해 측정된다.
또한, 본 발명은 면역 반응을 증가시키는 약제의 제조를 위한 본 발명의 항-PD-1 항체 또는 항체 단편의 용도를 포함한다.
또한, 본 발명은 암을 치료하는 약제의 제조를 위한 본 발명의 항-PD-1 항체 또는 항체 단편의 용도를 포함한다.
또한, 본 발명은 백신 보조제로서 본 발명의 항-PD-1 항체 또는 항체 단편의 용도를 포함한다.
또한, 본 발명은 치료학적 제제, 예를 들면, 세균 독소 또는 방사선독소에 결합된, 본 발명의 항-PD-1 항체 또는 항체 단편을 포함하는 면역접합체를 포함한다. 세포독성제의 비-제한적인 예는 탁솔(taxol), 사이토찰라신 B(cytochalasin B), 미토마이신(mitomycin), 에토포시드(etoposide) 및 빈크리스틴(vincristine) 또는 다른 항대사산물제, 알킬화제, 항생제 및 항유사분열제를 포함한다.
또한, 본 발명은 본 발명의 항체 또는 항체 단편들 중의 임의의 하나와 면역 세포를 접촉시킴을 포함하여 면역 세포의 활성을 증가시키는 방법, 또는 하향조절을 감소시키는 방법을 포함한다. 이 방법은 암 또는 감염 질환(예를 들면, 만성 바이러스 감염)을 치료하는데 사용될 수 있거나, 또는 예방 백신 또는 치료 백신에 대한 보조제로서 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 항원 및 항-PD-1 항체 또는 항체 단편과 면역 세포를 접촉시켜 항원에 대한 면역 반응을 증가 또는 증강시킴을 포함하는, 항원에 대한 면역 반응을 증가시키는 방법을 포함한다. 이 방법은 생체내(대상체에서) 또는 생체외에서 수행될 수 있다.
몇몇 양태에서, 항-PD-1 항체 또는 항체 단편은 제2 치료학적 제제 또는 치료 양식과 조합할 수 있다. 하나의 양태에서, 항-PD-1 항체 또는 항체 단편은 재조합 사이토킨 또는 분비된 면역 인자의 적용을 포함하는 암 치료요법과 조합할 수 있다. 조합요법의 비-제한적인 예는 흑색종 또는 신세포암종을 치료하기 위해, 항-PD-1 항체와 재조합체 IL-2 또는 재조합체 IFNα2의 조합함을 포함한다. 재조합체 IL-2 는 암 환자에서 T 세포 증식을 향상시킨다. 재조합 IFNα2는 암 세포 성장을 억제하지만, 또한 치료받는 환자의 암 세포, 항원-존재 세포 및 기타 체세포 상에서 PD-1에 대한 억제 리간드의 발현을 증가시킨다. 항-PD-1은 암 또는 감염 질환의 치료를 위해 유용한 것으로 고려될 수 있는 기타 사이토킨과 조합할 수 있다.
몇몇 양태에서, 항-PD-1 항체 또는 항체 단편은 암 또는 감염 질환을 예방 또는 치료하는 백신과 조합할 수 있다. 비-제한적인 예로서, 항-PD-1은 치료하고자 하는 암 또는 감염에 관련된 하나 이상의 항원을 포함하는 단백질, 펩타이드 또는 DNA 백신, 또는 이러한 항원으로 펄스된 가지세포로 이루어진 백신과 조합할 수 있다. 다른 양태는 (약화된) 암 세포 또는 전 바이러스 백신과 항-PD-1의 사용을 포함한다. 하나의 양태는 GM-CSF를 분비하도록 가공된 전세포 암 백신과 항-PD-1 치료요법의 조합을 포함한다.
몇몇 양태에서, 항-PD-1 항체 또는 항체 단편은 암 또는 감염 질환의 관리의 기준이 되는 것으로 고려되는 치료와 조합할 수 있다. 이러한 조합법에 대한 이론적 근거는, 항-PD-1에 의해, 병발하는 증가된 면역 활성이 관리 치료의 기준에 대한 초기 임상 반응을 유도 또는 용이하게 할 것이고, 지속적인 임상 반응, 및 질환의 장기간 면역 조절을 유도할 것이다.
하나의 양태에서, 항-PD-1 항체 또는 항체 단편을 사용한 치료는 화학 치료요법과 조합할 수 있다. 세포독성제를 사용하는 화학 치료요법은 암 세포 사멸을 야기시킴으로써 종양 항원의 방출을 증가시킬 것이다. 종양 항원의 이러한 증가된 이용성은 항-PD-1 치료와 함께 상승 효과를 가져올 것이다. 비-제한적인 예로 흑색종의 치료를 위한 데카바진(decarbazine) 또는 테모졸로미드(temozolomide) 및 췌장암의 치료를 위한 겜시타빈(gemcitabine)의 사용을 제공하고 있다.
하나의 양태에서, 항-PD-1 항체 또는 항체 단편을 사용한 치료는 방사선치료요법과 조합할 수 있다. 방사선치료요법은 암 세포 사멸, 및 면역 세포의 존재 및 활성화를 위한 종양 항원의 이용가능성의 증가를 유도한다.
다른 양태에서, 항-PD-1 항체 또는 항체 단편을 사용한 치료는 대상체로부터 암 세포를 제거하는 수술과 조합할 수 있다.
다른 양태에서, 항-PD-1 항체 또는 항체 단편은 호르몬 결핍 또는 혈관신생의 억제에 사용되는 표적 제제, 또는 종양 세포 내에서 활성인 단백질을 표적함(둘 다는 종양 세포 사멸 및 면역 자극 종양 항원의 이용가능성을 증강시킴)을 포함하는 PD-1 차단과 함께 상승 효과를 유도하는 치료요법과 조합할 수 있다. 항-PD-1 항체 또는 항체 단편과 함께, 증가된 T 세포 활성화는 암의 지속적인 면역 조절을 유도할 것이다.
몇몇 양태에서, 항-PD-1 항체 또는 항체 단편은 암 또는 감염 질환의 치료에 유용한 다른 치료학적 항체와 조합할 수 있다. 비-제한적인 예는 Her2/neu를 표적하는 항체 또는 EGF 수용체를 표적하는 항체와 항-PD-1의 조합에 의해 제공된다. 다른 비-제한적인 실시예에서, 항-PD-1 항체 또는 항체 단편은 VEGF 또는 이의 수용체를 표적화하는 치료와 조합된다. 다른 양태에서, 항-PD-1 항체 또는 항체 단편은 항-CTLA-4와 조합된다. 또 다른 비제한적인 실시예에서, 항-PD-1은 RSV를 표적하는 항체와 조합된다.
본 발명에 따르면, 사람 프로그램된 사멸 수용체 1(hPD-1)의 당해 리간드(hPD-L1 또는 hPD-L2)에 대한 결합을 차단하는 항체, 및 이의 가변 영역 서열이 제공된다. 또한, 본 발명에 따르면 PD-1 경로를 통해 면역 반응의 활성을 증가시키는 방법(또는 하향조절을 감소시키는 방법)이 제공된다.
도 1A 및 1B는, 하이브리도마 상층액으로부터 고정된 항체가 고정화된 항-CD3 및 가용성 항-CD28로 자극된 Jurkat E6.2.11 세포에 의한 IL-2 분비를 감소시킬 수 있음을 입증하는 실험 결과를 나타낸다.
도 2는, 사람 PD-1에 대한 항체가 PD-1에 결합함을 입증하는 실험 결과를 나타낸다. 도 2A는 단백질 ELISA에서 정제된 PD-l/Fc에 대한 항-PD-1 항체의 용량 의존적인 결합을 나타내는 그래프이다. 도 2B는 CELISA에서 hPD-1로 형질감염된 CHO 세포의 표면 상에서 발현되는 PD-1에 대한 항 PD-1 항체의 용량 의존적인 결합을 나타내는 그래프이다.
도 3은, PD-1에 대한 항체가 사람 PD-1으로 형질감염된 CHO 세포에 대한 PD-L1 및 PD-L2의 결합에 경쟁함을 입증하는 FMAT 실험 결과를 나타낸다. 도 3A는 hPD-1.08A 및 hPD-1.09A 및 더 낮은 정도로 J116에 의한 PD-L1의 결합의 용량 의존적인 억제를 나타내는 그래프이다. 도 3B는 PD-L2의 용량 의존적인 억제를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 건강한 공여자 혈액 세포에 의한 SEB-자극된 IL-2 생산이 항-PD-1, 항 PD-L1 또는 항-CTLA-4 항체의 존재하에 증강시킴을 입증하는 실험 결과를 나타내는 막대 그래프이다. 막대는 공여자(±SEM)에 대한 IL-2에서의 평균 배(fold) 증가를 나타낸다. 각각의 바 안에 숫자들은 제시된 공여자의 수를 나타낸다. 마우스(m)IgG1은 항-PD-1.08A(08A), 항-PD-1.09A(09A) 및 항-PD-L1에 대한 동형 대조군이다. 마우스(m) IgG2a는 항-CTLA-4에 대한 동형 대조군이다. 각각의 IL-2 값을 각각의 자신의 대조군과 비교하여 배 변화(IL-2의 배 변화는 SEB 단독과 비교한 경우, IL-2 생산의 400% 증가를 의미한다)를 결정한다. None = SEB 단독.
도 5는, 항-PD-1 항체가 리콜(recall) 항원 파상풍 독소로 자극되는 경우, T 세포 증식 및 사이토킨 분비(IL-2 및 IFNγ)를 촉진시킴을 입증하는 실험 결과를 나타낸다. 도 5는 농도 의존적인 IFNγ 분비를 나타낸다.
도 6은 바이오-라이트 간섭법에 의해 측정된 항-PD-1 항체에 대한 k결합율 및 k해리율을 나타내는 그래프이다. 대각선은 이론적으로 계산된 KD 값을 나타낸다. 상기 항체들은 상승 순서로 KD에 의해 우측에서 나열된다.
도 7은, 건강한 공여자 혈액 세포에 의한 SEB-자극된 IL-2 생산이 쥐(09A) 또는 사람화된 항-PD-1 항체(M09A11, h409A16 및 h409A17) 25 ug/ml의 존재하에 증가된다는 것을 입증하는 실험 결과를 나타내는 막대 그래프이다. 막대는 3명의 공여자(+ SEM)에 대한 IL-2에서의 평균 배 증가를 나타낸다. 마우스(m) IgG1은 항-PD-1.09 A(09A)에 대한 동형 대조군이다. 사람(h) IgG4는 h409A11, h409A16 및 h409A17 항체에 대한 동형 대조군이다. 각각의 IL-2 값은 각각의 대조군과 비교하여 배 변화를 결정한다. None = 단독 SEB.
약어 및 정의
본 발명의 상세한 설명 및 실시예를 통해, 다음의 약어들이 사용될 것이다:
hPD-1.08A 쥐 모노클로날 항-hPD-1 항체
hPD-1.09A 쥐 모노클로날 항-hPD-1 항체
08A-VH hPD-1.08A 하이브리도마로부터 분리된 VH
08A-VK hPD-1.08A 하이브리도마로부터 분리된 VK
09A-VH hPD-1.09A 하이브리도마로부터 분리된 VH
09A-VK hPD-1.09A 하이브리도마로부터 분리된 VK
clO9A hPD1.09A 항체의 키메라 IgG1 버젼
clO9A-VH hIgG1 고정 영역에 융합된 쥐 09A-VH로 이루어진 키메라 중쇄
clO9A-VK 사람 카파 고정 영역에 융합된 쥐 09A-VK로 이루어진 키메라 경쇄
109A-H 제로 역변이(zero back mutation)를 가진 사람화된 IgG1 09A 중쇄 서열
409A-H 제로 FWR 역변이를 가진 사람화된 IgG4-09A 중쇄 서열
K09A-L-11 본래 11 AAs의 CDR1 길이를 갖는 골격을 가진 사람화된 09A-카파 서열
K09A-L-16 본래 16 AAs의 CDR1 길이를 갖는 골격을 가진 사람화된 09A-카파 서열
K09A-L-17 본래 17 AAs의 CDR1 길이를 갖는 골격을 가진 사람화된 09A-카파 서열
h409A11 409A-H의 서열을 포함하는 중쇄 및 K09A-L-11의 서열을 포함하는 경쇄를 포함하는 09A 항체의 사람화된 IgG4 버젼
h409A16 409A-H의 서열을 포함하는 중쇄 및 K09A-L-16의 서열을 포함하는 경쇄를 포함하는 09A 항체의 사람화된 IgG4 버젼
h409A17 409A-H의 서열을 포함하는 중쇄 및 K09A-L-17의 서열을 포함하는 경쇄를 포함하는 09A 항체의 사람화된 IgG4 버젼
hPD-1 사람 PD-1 단백질
CDR 카밧 번호매김 시스템(Kabat numbering system)을 사용하여 정의된, 면역글로불린 가변 영역에서의 상보성 결정 영역
EC50 50% 효능 또는 결합을 생성하는 농도
ELISA 효소-결합된 면역 흡착 검정
FW 항체 골격 영역(Antibody framework region): CDR 영역을 배제한 면역글로불린 가변 영역
HRP 서양고추냉이 퍼옥시다제(Horseradish peroxidase)
IL-2 인터류킨 2
IFN 인터페론
IC50 50% 억제율을 생성하는 농도
IgG 면역글로불린 G
Kabat 엘빈 에이 카밧(Elvin A Kabat)에 의해 개발된 면역글로불린 정렬 및 번호매김 시스템
mAb 모노클로날 항체
MES 2-(N-모르폴리노)에탄설폰산
NHS 정상적인 사람 혈청
PCR 폴리머라제 연쇄 반응
SAM 양 항-마우스 (IgG) 폴리클로날 항체
V 영역 상이한 항체 사이의 서열 내에서 가변성인 IgG 쇄의 단편. 이는 경쇄 내 Kabat 잔기 109번 및 중쇄 내 잔기 113번으로 연장한다.
VH 면역글로불린 중쇄 가변 영역
VK 면역글로불린 카파 경쇄 가변 영역
"항체"는, 리간드가 이의 수용체에 대한 결합을 억제하거나, 또는 수용체의 리간드-유도된 시그날링을 억제함으로써 목적하는 생물학적 활성을 나타내는 임의의 형태의 항체를 나타낸다. 따라서, "항체"는 광범위한 의미로 사용되며, 구체적으로 모노클로날 항체(전장 모노클로날 항체 포함), 폴리클로날 항체 및 다특이적 항체(예를 들면, 이특이적 항체)를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
"항체 단편" 및 "항체 결합 단편"은 전형적으로 적어도 모 항체의 항원 결합의 적어도 일부 또는 가변 영역(예를 들면, 하나 이상의 CDR)을 포함하는 항원-결합 단편 및 항체의 유사체를 의미한다. 항체 단편은 모 항체의 결합 특이성의 적어도 일부를 보유한다. 전형적으로, 결합 단편은, 해당 활성이 몰 기준으로 표현되는 경우 모 결합 활성의 10% 이상을 보유한다. 바람직하게는, 항체 단편이 표적에 대해 모 항체 결합 친화도의 적어도 20%, 50%, 70%, 80%, 90%, 95%, 또는 100% 또는 이상을 보유한다. 항체 단편의 예는 Fab, Fab', F(ab')2 및 Fv 단편; 디아바디; 선형 항체; 일본쇄 항체 분자, 예를 들면, sc-Fv, 유니바디(unibody)[참조: 젠맙(Genmab)으로부터의 기술]; 나노바디[참조: 도맨티스(Domantis)로부터의 기술]; 도메인 항체[참조: 아블릭스(Ablynx)로부터의 기술]; 및 항체 단편으로부터 형성된 다특이적 항체를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 가공된 항체 변이체는 문헌[참조; Holliger and Hudson (2005) Nat. Biotechnol. 23:1126-1136]에서 검토된다.
"Fab 단편"은 하나의 경쇄, 및 하나의 중쇄의 CH1 및 가변 영역으로 이루어진다. Fab 분자의 중쇄는 다른 중쇄 분자와 디설파이드 결합을 형성할 수 없다.
"Fc" 영역은 항체의 CH1 및 CH2 도메인을 포함하는 두 개의 중쇄 단편을 함유한다. 두 개의 중쇄 단편은 두 개 이상의 디설파이드 결합에 의해 및 CH3 도메인의 소수성 상호작용에 의해 함께 유지된다.
"Fab' 단편"은 하나의 경쇄, 및 VH 도메인과 CH1 도메인 및 또한 CH1과 CH2 도메인 사이의 영역을 함유하여 쇄내 디설파이드 결합이 두 개의 Fab' 단편의 두 개의 중쇄 사이에 형성되어 F(ab')2 분자를 형성하도록 하는 하나의 중쇄의 일부를 함유한다.
"F(ab')2 단편"은 두 개의 경쇄, 및 쇄내 디설파이드 결합이 두 개의 중쇄 사이에 형성되도록 CH1 및 CH2 도메인 사이의 고정 영역의 일부를 함유하는 두 개의 중쇄를 함유한다. 따라서, F(ab')2 단편은 두 개의 중쇄 사이의 디설파이드 결합에 의해 함께 유지되는 두 개의 Fab' 단편으로 이루어진다.
"Fv 영역"는 중쇄와 경쇄 둘 다로부터의 가변 영역을 포함하지만, 고정 영역이 결여되어 있다.
"일본쇄(single-chain) Fv 항체" 또는 "scFv 항체"는 항체의 VH 및 VL 도메인을 포함하는 항체 단편을 나타내며, 여기서, 이들 도메인은 단일 폴리펩타이드 쇄내에 존재한다. 일반적으로, Fv 폴리펩타이드는 scFv가 항원 결합을 위해 바람직한 구조를 형성하도록 하는, VH 및 VL 도메인 사이의 폴리펩타이드 링커를 추가로 포함한다. scFv의 개요에 대해서는 문헌[참조: Pluckthun (1994) THE PHARMACOLOGY OF MONOCLONAL ANTIBODIES, vol. 113, Rosenburg and Moore eds. Springer-Verlag, New York, pp. 269-315]을 참조한다. 또한, 국제 특허공개공보 제WO 88/01649호 및 미국 특허 제4,946,778호 및 제5,260,203호를 참조한다.
"디아바디"는 2개의 항원-결합 영역을 갖는 작은 항체 단편을 나타낸다. 단편은 동일한 폴리펩타이드 쇄(VH-VL 또는 VL-VH)에서 경쇄 가변 도메인(VL)에 연결된 중쇄 가변 도메인(VH)을 포함한다. 동일한 쇄에서 두 개의 도메인 사이에 쌍을 이루는 것을 허용하기에는 너무 짧은 링커를 사용함으로써, 도메인들을 다른 쇄의 상보성 도메인과 쌍을 이루도록 하여 2개의 항원-결합 부위를 생성한다. 디아바디는 문헌[참조: 유럽 특허 제404,097호; 제WO93/11161호; 및 Holliger et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 6444-6448]에 보다 상세하게 기재되어 있다.
"도메인 항체 단편"은 중쇄의 가변 영역 또는 경쇄의 가변 영역만을 함유하는 면역학적으로 작용성인 면역글로불린 단편이다. 몇몇 예에서, 두 개 이상의 VH 영역은 펩타이드 링커와 공유결합하여 2가 도메인 항체를 생성한다. 2가 도메인 항체 단편의 두 개의 VH 영역은 동일하거나 상이한 항원을 표적화할 수 있다.
본 발명의 항체 단편은 디설파이드 결합능을 감소시키는 중쇄의 이합체화[또는 다합체화(multimerization)]를 허용하는 고정 영역의 충분한 부위를 포함할 수 있고, 예를 들면, 여기서, 중쇄-내 디설파이드 결합에 정상적으로 관여한 하나 이상의 힌지 시스테인이 본원에 기재된 바와 같이 변화된다. 다른 양태에서, 항체 단편, 예를 들면, Fc 영역을 포함하는 하나는 완전한 항체에서 존재하는 경우, Fc 영역과 정상적으로 관련된 하나 이상의 생물학적 기능, 예를 들면, FcRn 결합, 항체 반감기 조절, ADCC 기능, 및/또는 상보성 결합(예를 들면, 여기서, 항체는 ADCC 기능 또는 상보성 결합에 필요한 글리코실화 프로파일을 가진다)을 보유한다.
"키메라" 항체는, 중쇄 및/또는 경쇄의 부위가 특정 종으로부터 기원하거나 또는 특수 항체 부류 또는 아부류에 속하는 항체 내 상응하는 서열과 동일하거나 동질이며, 여기서, 나머지 쇄는 다른 종으로부터 기원하거나 또는 다른 항체 부류 또는 아부류에 속하는 항체내 상응하는 서열, 및 바람직한 생물학적 활성을 나타내는 한, 이러한 항체의 단편과 동일하거나 동질인 항체를 나타낸다(참조: 예를 들면, 미국 특허 제4,816,567호; 및 Morrison et al., 1984, Proc. Natl. Acad Sci. USA 81: 6851-6855).
비-사람(예를 들면, 쥐) 항체의 "사람화된" 형태는 비-사람 면역글로불린으로부터 기원한 최소 서열을 포함하는 키메라 항체이다. 대개의 경우, 사람화된 항체는 수용체의 초가변 영역으로부터의 잔기가 목적하는 특이성과 친화성 및 능력을 갖는 마우스, 랫트, 토끼 또는 비사람 영장류와 같은 비-사람 종(공여자 항체)의 초가변 영역으로부터의 잔기로 대체되어 있는 사람 면역글로불린(수용체 항체)이다. 일부 예에서, 사람 면역글로불린의 Fv 골격 영역(FR) 잔기는 상응하는 비-사람 잔기에 의해 대체되어 있다. 추가로, 사람화된 항체는 수용체 항체 또는 공여자 항체에서는 발견되지 않는 잔기를 포함할 수 있다. 이들 변형은 항체 성능을 더욱 정련하게 한다. 일반적으로, 사람화된 항체는 하나 이상, 전형적으로 2개의 가변 도메인 모두를 실질적으로(여기서, 모든 또는 실질적으로 모든 초가변 루프는 비-사람 면역글로불린 서열에 상응하고, 모든 또는 실질적으로 모든 FR 영역은 사람 면역글로불린 서열의 것이다) 포함할 것이다. 또한, 사람화된 항체는 면역글로불린 고정 영역(Fc), 전형적으로 사람 면역글로불린의 적어도 일부를 임의로 포함할 것이다. 상세한 설명을 위해 문헌[참조; Jones et al., Nature 321:522-525 (1986); Reichmann et al., Nature 332:323-329 (1988); 및 Presta, Curr. Op. Struct. Biol. 2:593-596 (1992)]을 참조한다.
본원에서 사용되는 것으로서, 용어 "초가변 영역"은 항원-결합을 담당하는 항체의 아미노산 잔기를 나타낸다. 초가변 영역은 "상보성 결정 영역" 또는 "CDR"로부터의 아미노산 잔기[예를 들면, 경쇄 가변 도메인내 잔기 24번 내지 34번(CDRL1), 50번 내지 56번(CDRL2) 및 89번 내지 97번(CDRL3) 및 중쇄 가변 도메인내 잔기 31번 내지 35번(CDRH1), 50번 내지 65번(CDRH2) 및 95번 내지 102번(CDRH3)[참조: Kabat et al. (1991) Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, Md.] 및/또는 구조적으로 정의된 것으로서, "초가변성 루프"로부터의 잔기[예를 들면, 경쇄 가변 도메인내 잔기 26번 내지 32번(CDRL1) 50번 내지 52번(CDRL2) 및 91번 내지 96번(CDRL3) 및 중쇄 가변 도메인내 26번 내지 32번(CDRH1), 53번 내지 55번(CDRH2) 및 96번 내지 101번(CDRH3)[참조: Chothia and Lesk (1987) J. Mol. Biol. 196: 901-917]을 포함한다. 본원에 사용된 것으로서, 용어 "골격" 또는 "FR" 잔기는 본원에서 정의된 초가변 영역 잔기 이외의 가변 도메인 잔기를 나타낸다.
"사람 항체"는 사람에 의해 생산된 항체와 상응하는 아미노산 서열을 갖고/갖거나 본원에 기재된 사람 항체를 제조하는 임의의 기술을 사용하여 제조되어진 항체이다. 본 정의는 비-사람 항원-결합 잔기를 포함하는 사람화된 항체를 특이적으로 배제한다.
"분리된" 항체는 천연 환경의 성분으로부터 식별되고 분리되고/되거나 회수된 항체이다. 천연 환경의 오염 성분은 항체에 대한 진단 또는 치료 용도와 방해되는 물질이고, 효소, 호르몬, 및 다른 단백질성 또는 비단백질성 용질을 포함할 수 있다. 몇몇 양태에서, 상기 항체는 (1) 로우리 방법(Lowry method)에 의해 측정된 95중량%를 초과하는 항체, 가장 바람직하게는 99중량% 이상으로, (2) 스피닝 컵 시쿼네이터(spinning cup sequenator)의 사용에 의한 N-말단 또는 내부 아미노산 서열의 15개 이상의 잔기를 수득하는데 충분한 정도로, (3) 꼬마지에블루(Coomassieblue), 또는 바람직하게는 은 염색을 사용한 환원 또는 비환원 조건하에서 SDS-PAGE에 의해 동질성으로 정제될 것이다. 분리된 항체는, 항체의 천연 환경 중의 하나 이상의 성분이 존재하지 않을 것이기 때문에 재조합체 세포 내 동일 반응계의 항체를 포함한다. 그러나, 통상적으로 분리된 항체는 하나 이상의 정제 단계에 의해 제조될 것이다.
"분리된" 핵산 분자는 항체 핵산의 천연 공급원과 주로 연관되어 있는 하나 이상의 오염 핵산 분자로부터 확인되고 분리된 핵산 분자이다. 분리된 핵산 분자는 천연에서 발견되는 형태 또는 세트 이외의 것이다. 따라서, 분리된 핵산 분자는 천연 세포에 존재하는 핵산 분자로부터 구별된다. 그러나, 분리된 핵산 분자는, 예를 들면, 핵산 분자가 천연 세포의 것과는 상이한 염색체 위치에 있는 항체를 주로 발현하는 세포내 함유된 핵산 분자를 포함한다.
본원에서 사용되는 것으로서, 용어 "모노클로날 항체"는 실질적으로 동질 항체의 집단으로부터 수득된 항체를 나타내며, 즉, 집단을 구성하는 개개의 항체는 소량으로 존재할 수 있는 가능한 천연적으로 존재하는 돌연변이를 제외하고는 동일하다. 모노클로날 항체는 매우 특이적이고 단일 항원 부위에 대해 지시된다. 전형적으로 상이한 결정인자(에피토프)에 대해 지시된 상이한 항체를 포함하는 통상의 (폴리클로날) 항체 제제와는 대조적으로, 각각의 모노클로날 항체는 항원 상의 단일 결정인자에 대해 지시된다. 수식어구 "모노클로날"은 항체의 실질적인 상동성 집단으로부터 수득된 바와 같은 항체의 특성을 나타내며, 특정 방법에 의한 항체의 생산을 필요로 하는 것으로 해석되지는 않는다. 예를 들어, 본 발명에 따라 사용되는 모노클로날 항체는 문헌[참조: Kohler et al. (1975) Nature 256: 495]에 처음 기재된 하이브리도마 방법에 의해 제조할 수 있거나, 또는 재조합 DNA 방법(참조: 미국 특허 제4,816,567호)에 의해 제조할 수 있다. "모노클로날 항체"는 또한, 예를 들면, 문헌[참조: Clackson et al., 1991, Nature 352: 624-628 및 Marks et al., 1991, J. Mol. Biol. 222: 581-597]에 기술된 기술을 사용하여 파아지 항체 라이브러리로부터 분리할 수 있다. 본원에서 모노클로날 항체는 "키메라" 항체를 특이적으로 포함한다.
본원에서 사용되는 것으로서, 용어 "면역 세포"는 면역 반응시 역할을 담당하는 조혈 기원인 세포를 포함한다. 면역 세포는 림프구, 예를 들면, B 세포 및 T 세포; 천연의 킬러세포; 골수 세포, 예를 들면, 단핵구, 포식세포, 호산구, 비만 세포, 호염구 및 과립구를 포함한다.
본원에서 사용되는 것으로서, 용어 "면역접합체(immunoconjugate)"는 치료학적 잔기, 예를 들면, 세균 독소, 세포독성 약물, 또는 방사선독소에 접합된, 항-PD-1 항체, 또는 이의 단편을 나타낸다. 독성 잔기는 당해분야에 이용가능한 방법을 사용하여 본 발명의 항체에 접합될 수 있다.
다음의 핵산 모호 코드가 본원에 사용되었다: R = A 또는 G; Y = C 또는 T; M = A 또는 C; K = G 또는 T; S = G 또는 C; 및 W = A 또는 T.
본원에 사용된 것으로서, 서열 "변이체"는 하나 이상의 아미노산 잔기에서 기재된 서열과 상이하지만, 생성된 분자의 생물학적 활성을 보유하는 서열을 나타낸다.
"보존적으로 변형된 변이체" 또는 "보존적 아미노산 치환"은 당해 분야의 숙련가에게 공지되고, 수득되는 분자의 생물학적 활성을 변경시키지 않으면서 일반적으로 제조될 수 있는 아미노산의 치환을 나타낸다. 당해 분야의 숙련가들은 일반적으로 폴리펩타이드의 비-필수 영역내 단일 아미노산 치환이 실질적으로 생물학적 활성을 변경하지 않는다는 것을 인지하고 있다[참조: Watson et al., Molecular Biology of the Gene, The Benjamin/Cummings Pub. Co., p. 224 (4th Edition 1987)]. 이러한 예시적인 치환체는 바람직하게는 다음과 같이 아래 제시된 표에 따라 이루어진다:
예시적인 보존적 아미노산 치환
Figure pat00001

본원에서 사용되는 것으로서, 2개의 서열 사이의 "동일성 %"는, 서열(즉, 상동성 % = 동일 위치 #/총 위치 # x 100)에 의해 공유된 동일 위치의 수의 항수를 나타내고, 갭의 수, 및 각각의 갭의 길이를 정산하는 것으로, 2개의 서열을 최적으로 정렬하기 위해 도입되는 경우 필요하다. 2개의 서열 사이에 퍼센트 동일성의 결정 및 서열의 비교는 수학적 알고리즘을 사용하여 달성할 수 있다. 예를 들면, 2개 아미노산 서열 사이의 퍼센트 동일성은 PAM120 중량 잔기 테이블, 12의 갭 길이 페널티, 및 4의 갭 페널티를 사용하여, ALIGN 프로그램(버젼 2.0)에 삽입되는 E. Meyers 및 W. Miller[참조: Comput. Appl. Biosci., 4:11-17 (1988)]의 알고리즘을 사용하여 측정할 수 있다. 추가로, 2개의 아미노산 서열 사이의 퍼센트 동일성은 Blossum 62 매트릭스 또는 PAM250 매트릭스 중의 하나, 및 16, 14, 12, 10, 8, 6, 또는 4의 갭 중량, 및 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6 길이 중량을 사용하여 GCG 소프트웨어 패키지(www.gcg.com에서 이용가능함)에서 GAP 프로그램에 삽입되는 Needleman 및 Wunsch[참조: J. MoI. Biol. 48:444-453 (1970)] 알고리즘을 사용하여 측정할 수 있다.
본원에서 사용되는 것으로서, 용어 "약"은 당해 분야의 숙련가에 의해 결정되는 특정 값[이는, 값이 어떻게 측정되거나, 또는 결정되는지에 대해 일부(즉, 측정 시스템의 제한) 의존한다]에 대해 허용가능한 오차 범위 내의 값을 나타낸다. 예를 들면, "약"은 당해 분야의 실시 당 1 또는 1 이상의 표준 편차를 의미할 수 있다. 달리는, "약" 또는 "본질적으로 이루어진"은 20% 이하의 범위를 의미할 수 있다. 게다가, 특히, 생물학적 시스템 또는 과정과 관련하여, 상기 용어들은 10배 이하 또는 5배 이하의 값을 의미할 수 있다. 특정 값이 명세서 및 청구의 범위에 제공되는 경우, 달리 나타내지 않는 한, "약" 또는 "본질적으로 이루어진"의 의미는 특정 값에 대한 허용가능한 오차 범위 내인 것으로 간주되어야 한다.
리간드/수용체, 항체/항원 또는 다른 결합 쌍을 언급할 때, "특이적으로" 결합한다란, 단백질 및/또는 다른 생물제제의 불균질 집단에서의 단백질, 예를 들면, PD-1의 존재를 결정하는 결합 반응을 나타낸다. 따라서, 지정된 조건하에서, 특정 리간드/항원은 특정 수용체/항체에 결합되며 샘플에 존재하는 다른 단백질에 상당량으로 결합하지 않는다.
"투여" 및 "치료"는 동물, 사람, 실험 대상체, 세포, 조직, 기관 또는 생물학적 유액에 적용되고, 동물, 사람, 대상체, 세포, 조직, 기관 또는 생물학적 유액에 대한 외인성 약제, 치료제, 진단제 또는 조성물의 접촉을 나타낸다. "투여" 및 "치료"는, 예를 들면, 치료학적, 약동학적, 진단학적, 연구 및 실험 방법을 나타낼 수 있다. 세포의 처리는 시약을 세포에 접촉시킴 뿐만 아니라 시약을 유액에 접촉시킴을 포함하며, 여기서, 유액은 세포와 접촉된다. 또한, "투여" 및 "처리"는, 예를 들면, 시약, 진단제, 결합 화합물 또는 기타의 세포에 의한 세포의 시험관내 및 생체외 처리를 의미한다.
"유효량"은 의학적 상태의 증상 또는 징후를 완화시키거나 예방하는 데 충분한 양을 포함한다. 또한, 유효량은 진단을 가능케하거나 촉진시키는 데 충분한 양을 의미한다. 특정 대상체에 대한 유효량은 치료되는 상태, 환자의 전반적인 건강, 투여방법 경로, 투여량 및 부작용의 중증도와 같은 요인에 따라 다를 수 있다. 유효량은 상당한 부작용 또는 독성 효과를 피하는 최대 용량 또는 투여 프로토콜일 수 있다. 효과는 진단학적 척도 또는 매개변수를 5% 이상, 통상적으로 10% 이상, 보다 통상적으로 20% 이상, 가장 통상적으로 30% 이상, 바람직하게는 40% 이상, 보다 바람직하게는 50% 이상, 가장 바람직하게는 60% 이상, 이상적으로는 70% 이상, 보다 이상적으로는 80% 이상, 및 가장 이상적으로는 90% 이상까지 개선시킬 것이며, 여기서, 100%는 정상 대상체에 의해 나타나는 진단 파라미터로서 정의된다[문헌 참조; Maynard, et al. (1996) A Handbook of SOPs for Good Clinical Practice, Interpharm Press, Boca Raton, FL; Dent (2001) Good Laboratory and Good Clinical Practice, Urch Publ., London, UK].
모노클로날 항체
PD-1에 대한 모노클로날 항체는 당해 분야의 기술 및 지식에 따라 시험 대상체에게 PD-1 항원을 주입시킨 후, 목적하는 서열 또는 기능적 특성을 갖는 항체를 발현하는 하이브리도마를 분리시킴으로써 제조할 수 있다.
모노클로날 항체를 암호화하는 DNA는 통상적인 방법(예를 들면, 모노클로날 항체의 중쇄 및 경쇄를 암호화하는 유전자에 특이적으로 결합할 수 있는 올리고뉴클레오타이드 프로브를 사용함으로써)을 사용하여 즉시 분리되고 서열화된다. 하이브리도마 세포는 이러한 DNA의 바람직한 공급원으로서 제공된다. 일단 분리되면, DNA는 발현 벡터 내로 위치시킨 후, 숙주 세포, 예를 들면, 이. 콜라이(E. coli) 세포, 시미안(simian) COS 세포, 차이니즈 햄스터 난소(Chinese hamster ovary (CHO)) 세포, 또는 면역글로불린 단백질을 달리 생산하지 않는 골수종 세포 내로 형질감염시켜 재조합 숙주 세포에서 모노클로날 항체의 합성을 수득할 수 있다. 항체의 재조합 생산은 아래 보다 상세하게 기재될 것이다.
추가의 양태에서, 항체 또는 항체 단편은 문헌[참조: McCafferty et al., 1990, Nature, 348:552-554. Clackson et al., 1991, Nature, 352:624-628]에 기재된 기술을 사용하여 발생된 항체 파지 라이브러리로부터 분리될 수 있고, 문헌[참조: Marks et al., 1991, J. Mol. Biol. 222:581-597]은 파지 라이브러리를 사용하여 쥐 및 사람 항체 각각의 분리를 기재하고 있다. 이후의 공개들은 쇄 셔플링(chain shuffling)(참조: Marks et al., 1992, Bio/Technology, 10:779-783)에 의한 고 친화성(nM 범위) 사람 항체의 생산, 뿐만 아니라, 매우 큰 파지 라이브러리를 작제하기 위한 전략으로서 조합 감염 및 시험관내 재조합(참조: Waterhouse et al., 1993, Nuc. Acids. Res. 21:2265-2266)을 기재하고 있다. 따라서, 이들 기술은 모노클로날의 분리를 위한 종래의 모노클로날 항체 하이브리도마 기술에 대한 실행가능한 대안이다.
키메라 항체(Chimeric Antibody)
또한, 항체 DNA는 예를 들면, 상동 쥐 서열을 대신하여 사람 중쇄 및 경쇄 고정 도메인용 암호화 서열을 치환시킴으로써(참조: 미국 특허 제4,816,567호; Morrison, et al., 1984, Proc. Natl Acad. Sci. USA, 81:6851), 또는 면역글로불린 암호화 서열 전부 또는 비 면역글로불린 물질(예를 들면, 단백질 도메인)에 대한 암호화 서열의 일부에 공유 결합함으로써 변형될 수 있다. 전형적으로, 이러한 비-면역글로불린 물질은 항체의 고정 도메인으로 치환되거나, 또는 항체의 하나의 항원-결합 부위의 가변 도메인으로 치환되어 하나의 항원에 대해 특이성을 갖는 하나의 항원-결합 부위, 및 상이한 항원에 대해 특이성을 갖는 다른 항원-결합 부위를 포함하는 키메라 이가 항체를 생성한다.
사람화된 및 사람 항체
사람화된 항체는 비-사람인 공급원으로부터 하나 이상의 아미노산 잔기를 갖는다. 비-사람 아미노산 잔기는 종종 "수입" 잔기로서 명명되고, 전형적으로 "수입" 가변 도메인으로부터 얻어진다. 사람화는 윈터(Winter)와 그의 동료들(참조: Jones et al., 1986, Nature 321:522-525; Riechmann et al., 1988, Nature, 332:323-327; Verhoeyen et al., 1988, Science 239:1534-1536)의 방법에 따라, 사람 항체의 상응하는 서열을 위한 설치류 CDR 또는 CDR 서열을 치환시킴으로써 일반적으로 수행될 수 있다. 따라서, 이러한 "사람화된" 항체는 실질적으로 더 적은 완전한 사람 가변 도메인이 비-사람 종으로부터 상응하는 서열에 의해 치환되는 키메라 항체(미국 특허 제4,816,567호)이다. 실제로, 사람화된 항체는, 전형적으로 일부 CDR 잔기 및 일부 가능한 FR 잔기가 비-사람, 예를 들면, 설치류 항체의 유사 부위로부터의 잔기로 치환되는 사람 항체이다.
사람화된 항체를 제조하는데 사용되는 사람 가변 도메인(경쇄 및 중쇄)의 선택은 항원성을 감소시키는데 중요하다. 이른바 "베스트-핏(best-fit)" 방법에 따라, 설치류 항체의 가변 도메인의 서열은 공지된 사람 가변-도메인 서열의 전체 라이브러리에 대해 스크리닝된다. 이후에, 설치류에 가장 근접한 사람 서열을 사람화된 항체를 위한 사람 골격(FR)으로서 채택한다(참조: Sims et al., 1987, J. Immunol. 151:2296; Chothia et al., 1987, J. Mol. Biol. 196:901). 다른 방법은 경쇄 또는 중쇄의 특정 소그룹의 모든 사람 항체의 컨센수스(consensus) 서열로부터 기원한 특정 골격을 사용한다. 동일한 골격이 몇몇 상이한 사람화된 항체를 위해 사용될 수 있다(참조: Carter et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:4285; Presta et al., 1993, J. Immnol. 151:2623).
추가로, 항체는 항원 및 다른 유망한 생물학적 특성에 대해 고 친화도의 보존력과 함께 사람화되는 것이 중요하다. 이러한 목표를 달성하기 위해서, 바람직한 방법에 따라, 사람화된 항체는 모 서열 및 사람화된 서열의 3차원 모델을 사용하여 모 서열 및 각종 개념의 사람화된 생성물의 분석 과정에 의해 제조된다. 3차원 면역글로불린 모델은 대체로 이용가능하고, 당해 분야의 숙련가에게 친근하다. 컴퓨터 프로그램은 선택된 후보 면역글로불린 서열의 3차원 배열 구조물 후보를 나타내고 표시하는 것이 가능하다. 이들 표시의 검사는 후보 면역 글로불린 서열의 기능에 있어서 잔기의 유사 역할의 분석, 즉, 항원을 결합하는 후보 면역글로불린의 능력에 영향을 주는 잔기의 분석을 허용한다. 이러한 방식으로, FR 잔기는 수용체 및 수입 서열로부터 선택되고 결합되어서 목적하는 항체 특성, 예를 들면, 표적 항원(들)에 대한 증가된 친화성이 달성된다. 일반적으로, CDR 잔기는 항원 결합에 영향을 주는데 직접적이고 가장 실질적으로 관여한다.
항체의 사람화는 직접적인 단백질 가공 작업이다. 거의 모든 쥐 항체가 CDR 이식에 의해 사람화될 수 있고, 항원 결합의 보유성을 야기한다[참조: Lo, Benny, K.C., editor, in Antibody Engineering: Methods and Protocols, volume 248, Humana Press, New Jersey, 2004]
대안적으로, 면역화하는 경우, 내인성 면역글로불린 생산의 부재에서 사람 항체의 전장 목록(full repertoire)을 생산할 수 있는 유전자삽입 동물(예를 들면, 마우스)을 생산하는 것이 현재 가능하다. 예를 들면, 키메라 및 배선 돌연변이 마우스 내 항체 중쇄 결합 영역(JH)의 동종접합 결손은 내인성 항체 생산의 완전한 억제를 야기한다고 기재되어 있다. 이러한 배선 돌연변이 마우스에서 사람 배선 면역글로불린 유전자 배열의 이동은 항원 챌린지(challenge)시, 사람 항체의 생산을 유도할 것이다. [참조: 예를 들면, Jakobovits et al., 1993, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:2551; Jakobovits et al., 1993, Nature 362:255-258; Bruggermann et al., 1993, Year in Immunology 7:33; 및 Duchosal et al., 1992, Nature 355:258.] 또한, 사람 항체는 파지 디스플레이 라이브러리로부터 기원할 수 있다(참조: Hoogenboom et al., 1991, J. Mol. Biol. 227:381; Marks et al., J. Mol. Biol. 1991, 222:581-597; Vaughan et al., 1996, Nature Biotech 14:309).
항체 정제
재조합 기술을 사용하는 경우, 항체는 원형질막주위공간에서 세포 내로 생산될 수 있거나, 또는 배지 내로 직접 분비될 수 있다. 제1의 단계로서 항체가 세포 내로 생산되는 경우, 특정 파편(debris)(숙주 세포 또는 용해된 단편)은 예를 들면, 원심분리 또는 초미세여과법(ultrafiltration)에 의해 제거된다. 문헌[Carter et al., 1992, Bio/Technology 10:163-167]은 이. 콜라이의 원형질막주위공간에 분비되는 항체를 분리하기 위한 과정을 기재하고 있다. 간략하게는, 세포 페이스트를 아세트산나트륨(pH 3.5), EDTA, 및 페닐메틸설포닐플루오라이드(PMSF)의 존재하에 약 30분에 걸쳐 해동시킨다. 세포 파편은 원심분리에 의해 제거될 수 있다. 항체가 배지 내로 분비되는 경우, 이러한 발현 시스템으로부터의 상층액은 일반적으로 시판가능한 단백질 농도 필터, 예를 들면, 아미콘(Amicon) 또는 밀리포어 펠리콘(Millipore Pellicon) 초미세여과법 유닛을 사용하여 먼저 농축된다. 단백질 억제제, 예를 들면, PMSF는 단백질용해를 억제하기 위해, 항생제는 외부 오염의 성장을 방지하기 위해 임의의 선행 단계들에 포함될 수 있다.
상기 세포로부터 제조된 항체 조성물은 예를 들면, 하이드록시아파타이트 크로마토그래피, 겔 전기영동, 투석, 및 바람직한 정제 기술인 친화성 크로마토그래피를 사용하여 정제할 수 있다. 친화성 리간드로서 단백질 A의 적합성은 종(species) 및 항체 내 존재하는 임의의 면역글로불린 Fc 영역의 동형에 좌우된다. 단백질 A는 사람 .감마.1, .감마.2, 또는 .감마.4 중쇄를 기준으로 하는 항체를 정제하는데 사용될 수 있다(참조: Lindmark et al., 1983, J. Immunol. Meth. 62: 1-13). 단백질 G는 모든 마우스 동형 및 사람.감마.3에 대해 권고된다(참조: Guss et al., 1986, EMBO 75:15671575). 친화성 리간드가 부착되는 매트릭스는 대부분 아가로스이지만, 다른 매트릭스가 이용가능하다. 기계적으로 안정한 매트릭스, 예를 들면, 조절된 공극 유리 또는 폴리(스티렌디비닐)벤젠은 아가로스로 달성할 때보다 더 빠른 유동율과, 더 짧은 작동 시간을 허용한다. 항체가 CH3 도메인을 포함하면, Bakerbond ABXTM 수지(공급원: J. T. Baker, Phillipsburg, N.J.)가 정제하는데 유용하다. 또한, 단백질 정제를 위한 다른 기술, 예를 들면, 이온-교환 칼럼 상의 분획, 에탄올 침전, 역상 HPLC, 실리카 상의 크로마토그래피, 헤파린 상의 크로마토그래피, 음이온 또는 양이온 교환 수지(예를 들면, 폴리아스파르트산 칼럼) 상의 SEPHAROSETM 크로마토그래피, 크로마토포커싱(chromatofocusing), SDS-PAGE, 및 암모늄 설페이트 침전이 회수되는 항체에 따라 이용가능하다.
하나의 양태에서, 당단백질을 렉틴 기질(예를 들면, 렉틴 친화성 칼럼)로의 흡착을 사용하여 정제시켜 제조물로부터 푸코스-함유 당단백질을 제거함으로써 푸코스-비함유 당단백질을 풍부하게 할 수 있다.
약제학적 제형
본 발명은 본 발명의 PD-1 항체 또는 항체 단편의 약제학적 제형을 포함한다. 약제학적 또는 무균 조성물을 제조하기 위해서, 항체 또는 이의 단편은 약제학적으로 허용되는 담체 또는 부형제와 혼합될 수 있다[참조: Remington's Pharmaceutical Sciences and U.S. Pharmacopeia: National Formulary, Mack Publishing Company, Easton, PA (1984)]. 치료학적 및 진단 제제의 제형은 예를 들면, 냉동건조된 파우더, 슬러리, 수성 용액 또는 현탁액의 형태로 생리학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 안정화제와 혼합합으로써 제조할 수 있다(참조: Hardman, et al. (2001) Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, McGraw-Hill, New York, NY; Gennaro (2000) Remington: The Science and Practice of Pharmacy, Lippincott, Williams, and Wilkins, New York, NY; Avis, et al. (eds.) (1993) Pharmaceutical Dosage Forms: Parenteral Medications, Marcel Dekker, NY; Lieberman, et al. (eds.) (1990) Pharmaceutical Dosage Forms: Tablets, Marcel Dekker, NY; Lieberman, et al. (eds.) (1990) Pharmaceutical Dosage Forms: Disperse Systems, Marcel Dekker, NY; Weiner and Kotkoskie (2000) Excipient Toxicity and Safety, Marcel Dekker, Inc., New York, NY).
단독으로 또는 면역억제제와 함께 투여된 항체 조성물의 독성 및 치료학적 효능은 세포 배양물 또는 실험 동물에서, 예를 들면 LD50(집단의 50%가 치사되는 투여량) 및 ED50(집단의 50%에서 치료학적으로 효과적인 투여량)을 측정하기 위한 표준 약제학적 과정으로 측정할 수 있다. 독성 및 치료학적 효과사이의 투여량 비는 치료학적 지표이며, 이는 LD50 및 ED50 사이의 비로 나타낼 수 있다. 이러한 세포 배양 검정 및 동물 연구로부터 수득된 데이타는 사람에서 사용하기 위한 용량 범위를 제형화하는데 사용할 수 있다. 이러한 화합물의 용량은 바람직하게는 독성이 거의 없거나 전혀 없는 ED50을 포함하는 순환 농도의 범위내에 있다. 용량은 사용된 용량형 및 이용된 투여 경로에 따른 당해 범위내에서 변할 수 있다.
적합한 투여 경로는 비경구 투여, 예를 들면, 근육내, 정맥내, 또는 피하내 투여 및 경구 투여를 포함한다. 본 발명의 약제학적 조성물에 사용되거나 또는 본 발명의 방법을 실행하기 위해 사용된 항체의 투여는 경구 소화, 흡입, 국소 적용 또는 피부, 피하, 복강내, 비경구, 동맥내 또는 정맥내 주사와 같은 각종 통상의 방법으로 수행할 수 있다. 하나의 양태에서, 본 발명의 결합 화합물은 정맥내 투여한다. 다른 양태에서, 본 발명의 결합 화합물은 피하내 투여한다.
대안적으로, 예를 들면 흔히 데포트(depot) 또는 서방성 제형으로 활성 부위 내로 직접 항체를 주입함을 통해 전신계 방식보다는 국소로 항체를 투여할 수 있다. 추가로, 표적 약물 전달 시스템으로 항체를 투여할 수 있다.
항체, 사이토킨, 및 소분자의 적절한 용량을 선택하는 지침서가 이용가능하다[참조: 예를 들면, Wawrzynczak (1996) Antibody Therapy, Bios Scientific Pub. Ltd, Oxfordshire, UK; Kresina (ed.) (1991) Monoclonal Antibodies, Cytokines and Arthritis, Marcel Dekker, New York, NY; Bach (ed.) (1993) Monoclonal Antibodies and Peptide Therapy in Autoimmune Diseases, Marcel Dekker, New York, NY; Baert, et al. (2003) New Engl. J. Med. 348:601-608; Milgrom, et al. (1999) New Engl. J. Med. 341:1966-1973; Slamon, et al. (2001) New Engl J. Med. 344:783-792; Beniaminovitz, et al. (2000) New Engl. J. Med. 342:613-619; Ghosh, et al. (2003) New Engl. J. Med. 348:24-32; Lipsky, et al. (2000) New Engl. J. Med. 343:1594-1602].
적절한 용량의 결정은 예를 들면, 치료에 영향을 미치거나 예상되는 당해 분야내 공지되거나 의심되는 매개변수 또는 인자를 사용하여 임상의에 의해 결정된다. 일반적으로 상기 용량은 최적 용량보다 다소 미만인 양으로 시작하고, 이후에 임의의 부정적인 부작용에 비해 목적한 효과 또는 최적 효과가 달성될 때까지 작은 증량으로 증가된다. 중요한 진단 측정은 예를 들면, 염증 또는 생산된 염증성 사이토킨의 수준의 증상들을 포함한다.
항체, 항체 단편, 및 사이토킨은 지속적으로 주입되거나, 또는 시간차, 예를 들어, 1일, 1주 또는 주당 1 내지 7회의 용량으로 제공될 수 있다. 용량은 정맥내, 피하내, 복강내, 피부, 국소적, 경구, 비강, 직장, 근육내, 뇌내, 척추내, 또는 흡입에 의해 제공될 수 있다. 바람직한 용량 프로토콜은 상당한 바람직하지 않은 부작용을 피하는 최대 용량 또는 용량 빈도를 포함하는 것이다. 총 주당 용량은 일반적으로, 0.05㎍/체중 kg 이상, 보다 일반적으로 0.2㎍/kg 이상, 가장 일반적으로 0.5㎍/kg 이상, 전형적으로 1㎍/kg 이상, 보다 전형적으로 10㎍/kg 이상, 가장 전형적으로 100㎍/kg 이상, 바람직하게는 0.2mg/kg 이상, 보다 바람직하게는 1.0mg/kg 이상, 가장 바람직하게는 2.0mg/kg 이상, 최적으로는 10mg/kg 이상, 보다 최적으로는 25mg/kg 이상, 및 가장 최적으로는 50mg/kg 이상이다[참조: 예를 들면, Yang, et al. (2003) New Engl. J. Med. 349:427-434; Herold, et al. (2002) New Engl. J. Med. 346:1692-1698; Liu, et al. (1999) J. Neurol. Neurosurg. Psych. 67:451-456; Portielji, et al. (20003) Cancer Immunol, lmmunother. 52: 133-144]. 소 분자 치료제, 예를 들면, 펩타이드 모사체, 천연 산물, 또는 유기 화학의 바람직한 용량은 몰/kg을 기준으로 항체 또는 폴리펩타이드의 경우와 대략 동일하다.
본원에 사용된 것으로서, "억제하다" 또는 "치료하다" 또는 "치료"는 질환과 관련된 증상 발병의 지연, 및/또는 상기 질환으로 발병되거나 발병될 것으로 예측되는 이러한 증상의 중증도에 있어서의 감소를 포함한다. 또한, 당해 용어는 존재하는 증상을 완화시키고, 추가 증상을 예방하며, 이러한 증상의 근원을 완화시키거나 예방하는 것을 포함한다. 따라서, 당해 용어는 하나의 질환을 가진 척추 대상체에게 유리한 결과가 수여됨을 나타낸다.
본원에 사용된 것으로서, 용어 "치료학적 유효량" 또는 "유효량"은 단독으로, 또는 추가의 치료제와 함께 세포, 조직 또는 대상체에 투여되는 경우, 치료하고자 하는 질환 또는 상태를 예방하거나 완화하는데 효과적인 항-PD-1 항체 또는 이의 단편의 양을 말한다. 치료학적 유효 투여량은 또한 증상들의 완화, 예를 들면, 관련 의약 상태의 치료, 치유, 예방 또는 완화, 또는 이러한 상태의 치료, 치유, 예방 또는 완화율의 증가를 야기하기에 충분한 화합물의 양을 말한다. 단독 투여된 개개의 활성 성분에 적용시키는 경우, 치료학적 유효 투여량은 성분 단독을 말한다. 조합에 적용되는 경우, 치료학적 유효 투여량은 함께, 연속으로 또는 동시에 투여하는 것에 상관없이 치료학적 효과를 생성하는 활성 성분의 조합된 양을 말한다. 치료학적 유효량은 전형적으로 10% 이상; 대개 20% 이상; 바람직하게는 약 30% 이상; 보다 바람직하게는 40% 이상, 및 가장 바람직하게는 50% 이상 증상을 감소시킬 것이다.
제2 치료제와 공-투여 또는 치료를 위한 방법은 당해 분야에 잘 공지되어 있다[참조: 예를 들면, Hardman, et al. (eds.) (2001) Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 10th ed., McGraw-Hill, New York, NY; Poole and Peterson (eds.) (2001) Pharmacotherapeutics for Advanced Practice: A Practical Approach, Lippincott, Williams & Wilkins, Phila., PA; Chabner and Longo (eds.) (2001) Cancer Chemotherapy and Biotherapy, Lippincott, Williams & Wilkins, Phila., PA].
또한, 본 발명의 약제학적 조성물은 세포독성제, 세포증식억제제, 항-혈관형성 또는 항대사산물제, 종양 표적제, 면역 자극 또는 면역 조절제 또는 세포독성제, 세포증식억제제, 또는 기타 독성제에 접합된 항체를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 기타 제제를 포함할 수 있다. 또한, 약제학적 조성물은 수술, 화학요법 및 방사선과 같은 기타 치료학적 양식과 함께 사용될 수 있다.
전형적인 수의사, 실험, 또는 연구 대상체에는 원숭이, 개, 고양이, 랫트, 마우스, 토기, 기니아피그, 말, 및 사람을 포함한다.
본 발명의 항체 또는 항체 단편에 대한 치료학적 용도
사람 PD-1에 특이적으로 결합하는 본 발명의 항체 또는 항원 결합 단편은 면역 반응을 증가, 강화, 자극 또는 상향 조절하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 항체 및 항체 단편은 T-세포 매개된 면역 반응을 증가시킴으로써 치료될 수 있는 질환을 갖는 대상체를 치료하기에 특히 적합하다. 바람직한 대상체는 면역 반응을 증강시킬 필요가 있는 사람 환자를 포함한다.
암
본 발명의 항체 또는 항원 결합 단편은 암을 치료(즉, 종양 세포 성장 또는 생존을 억제)하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 항체를 사용하여 성장이 억제될 바람직한 암은 전형적으로 면역치료요법에 반응하는 암, 및 지금까지 면역요법에 관련되지 않은 암을 포함한다. 치료용으로 바람직한 암의 비-제한적인 예는 흑색종(예를 들면, 전이성 악성 흑색종), 신장암(예를 들면, 투명세포암종), 전립선암(예를 들면, 호르몬 불응 전립선샘암종), 췌장샘암종, 유방암, 결장암, 폐암(예를 들면, 비-소세포 폐암), 식도암, 두경부편평세포암종, 간암, 난소암, 자궁경부암, 갑상샘암, 아교모세포종, 신경아교종, 백혈병, 림프종, 및 기타 신생물암종을 포함한다. 추가로, 본 발명은 본 발명의 항체를 사용하여 성장을 억제할 수 있는 불응 또는 재발 암을 포함한다.
본 발명의 항체 또는 항체 단편은 단독으로 또는, 기타 항-신생물제 또는 면역원성 제제[예를 들면, 약화된 암 세포, 종양 항원(재조합 단백질, 펩타이드 및 탄수화물 분자를 포함함), 항원 전달 세포, 예를 들면, 종양 기원된 항원 또는 핵산으로 펄스된 가지세포, 면역 자극 사이토킨(예를 들면, IL-2, IFNα2, GM-CSF_), 및 면역 자극 사이토킨을 암호화하는 유전자로 형질감염된 세포(예를 들면, GM-CSF를 포함하지만 이에 제한되지 않는다)]; 표준 암 치료요법(예를 들면, 화학 치료요법, 방사선치료요법 또는 수술); 또는 기타 항체(VEGF, EGFR, Her2/neu, VEGF 수용체, 기타 성장 인자 수용체, CD20, CD40, CTLA-4, OX-40, 4-IBB, 및 ICOS를 포함하지만 이에 제한되지 않는다)와 함께 사용될 수 있다.
감염 질환
또한, 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 감염 및 감염 질환을 예방 또는 치료하는데 사용될 수 있다. 항체 또는 항체 단편은 단독, 또는 백신과 함께 사용되어 병원체, 독소, 및 자가-항원에 대한 면역 반응을 자극시킬 수 있다. 항체 또는 이의 항원-결합 단편은 예를 들어, 사람 면역결핍 바이러스, 간염 바이러스 부류 A, B 및 C, 엡스테인 바르 바이러스(Eppstein Barr virus), 사람 사이토메갈로바이러스(cytomegalovirus), 사람 파필로마(papilloma) 바이러스, 헤르페스 바이러스를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 사람을 전염시키는 바이러스에 대한 면역 반응을 자극시키는데 사용될 수 있다. 항체 또는 이의 항원-결합 단편은 세균 또는 진균 기생체, 및 기타 병원체의 감염에 대한 면역 반응을 자극시키는데 사용될 수 있다.
백신화 보조제
본 발명의 항체 또는 항체 단편은 이들 단백질(즉, 백신화 프로토콜에서)에 대한 면역 반응을 증가시키기 위해서, 다른 재조합 단백질 및/또는 펩타이드(예를 들면, 종양 항원 또는 암 세포)와 접합하여 사용될 수 있다.
예를 들면, 항-PD-1 항체 및 이의 항체 단편은 관심있는 항원(예를 들면, 백신)과 항-PD-1 항체의 공투여에 의해 항원-특이적 면역 반응을 자극시키는데 사용될 수 있다. 따라서, 다른 국면에서, 본 발명은 대상체에게 (i) 항원; 및 (2) 본 발명의 항-PD-1 항체 또는 이의 항원-결합 일부를 투여함을 포함하여, 대상체에서 항원에 대한 면역 반응을 증강시켜 대상체 내 항원에 대한 면역 반응을 증강시키는 방법을 제공한다. 예를 들면, 상기 항원은 종양 항원, 바이러스 항원, 세균 항원 또는 병원체로부터의 항원일 수 있다. 이러한 항원의 비-제한적인 예는 종양 항원, 또는 바이러스 항원, 세균 또는 다른 병원체를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
Th2 매개된 질환
본 발명의 항-PD-1 항체 및 항체 단편은 또한, 천식 및 알레르기와 같은 Th2 매개된 질환을 치료하는데 사용할 수 있다. 이는 본 발명의 항체가 Th1 반응을 유도하는 것을 도울 수 있다는 발견을 근거로 한다. 따라서, 본 발명의 항체는 모프레 평형된(mofre balanced) 면역 반응을 발생시키는 Th2 매개된 질환에 사용할 수 있다.
T 세포의 생체외 활성
본 발명의 항체 및 항원 단편은 또한, 종양에 대한 항원-특이적 T 세포를 증가시키기 위해 항원 특이적 T 세포의 생체외 활성 및 확장, 및 수용체 내로 이들 세포의 입양 전달에 사용할 수 있다. 이들 방법은 또한, CMV와 같은 감염 제제에 대한 T 세포 반응을 활성화하는데 사용할 수 있다. 항-PD-1 항체의 존재하에 생체외 활성은 입양 전달 T 세포의 빈도 및 활성을 증가하는 것으로 기대할 수 있다.
기타 조합요법
앞서 기재된 바와 같이, 본 발명의 항-PD-1 항체는 하나 이상의 다른 치료학적 제제, 예를 들면, 세포독성제, 방사선독성제 또는 면역억제제와 공투여할 수 있다. 항체는 상기 제제(면역복합체)로서 결합될 수 있거나, 또는 제제로부터 별개로 투여될 수 있다. 후자의 경우(별개 투여)에는, 항체는 상기 제제와 전, 후 또는 공동으로 투여될 수 있거나, 또는 다른 공지된 용법과 공-투여될 수 있다. 본 발명의 항체 및 항원 결합 단편은 또한, 공여자 이식된 종양 특이적 T 세포의 유효성을 증가시키는데 사용할 수 있다.
본 발명의 항체 및 항체 단편에 대한 비-치료학적 용도
비-치료학적 용도를 위한 항-PD-1 항체에 대한 시장은 유세포분석(flow cytometric analysis), 면역조직화학 및 시험관내 기능성 검정에 사용되는 시판용 J116, 및 J105 모노클로날 항-hPD-1 항체[미국 캘리포니아 샌디에고 소재의 이바이오사이언스(eBioscience)에서 시판됨]; 및 유세포분석, 웨스턴 블롯(Western blot), 및 ELISA에 사용되는 시판용 mab1086, 모노클로날 항-hPD-1 항체[제조원: 미국 미네소타주 미네아폴리스 소재의 알앤디 시스템즈(R&D systerms)에서 시판됨]로 입증되는 바와 같이 이미 존재하고 있다. 본 발명의 항체는 J116, J105 및/또는 Mab1086으로 현재 제공되는 임의의 비-치료학적 목적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 상기 항체는 친화성 정제 제제로서 사용될 수 있다.
또한, 상기 항체는 진단 검정, 예를 들면, 특이적 세포, 조직, 또는 혈청 내 PD-1의 발현을 검출하는데 유용할 수 있다. 진단 적용을 위해, 상기 항체는 전형적으로 검출 잔기로 표지(직접 또는 간접적으로)될 것이다. 상당수의 표지는 다음 카테고리 내로 일반적으로 그룹화될 수 있도록 이용가능하다: 바이오틴(biotin), 플루오로크롬(fluorochrome), 방사선뉴클레오타이드, 효소, 요오드, 및 생합성 표지.
본 발명의 항체는 임의의 공지된 검정 방법, 예를 들면, 경쟁적 결합 검정, 직간접 샌드위치 검정, 및 면역침전 검정에 사용될 수 있다[참조: Zola, Monoclonal Antibodies. A Manual of Techniques, pp.147-158 (CRC Press, Inc. 1987)]
상기 항체는 또한, 생체 내 진단 검정에 사용될 수 있다. 일반적으로, 항체는 방사선핵종(111In, 99Tc, 4C, 31I, 125I, 3H, 32P, 35S 또는 18F)으로 표지하여 이를 발현하는 항원 또는 세포가 면역섬광계수법(immunoscintiography) 또는 양전자방출 단층촬영을 사용하여 국재화할 수 있다.
물질 수탁
사람화된 항체 h409A11, h409A16, 및 h409A17의 중쇄 및 경쇄의 가변 영역을 암호화하는 DNA 작제물은 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션 특허 수탁기관(American Type Culture Collection Patent Depository)(미국 버지니아주 마나사스 유니버시티 블러바드 10801 소재)에 수탁되어 있다. h409A-11, h409A-16, 및 h409A-17의 중쇄를 암호화하는 DNA를 함유하는 플라스미드는 2008년 6월 10일자로 수탁되었고, 081469_SPD-H로 식별(ACTT 수탁번호 PTA-9268)되었다. h409A11의 경쇄를 암호화하는 DNA를 포함하는 플라스미드는 2008년 6월 10일자로 수탁되었고, 0801470_SPD-L-11(ATCC 수탁번호 PTA-9269)로 식별되었다. h409A16의 경쇄를 암호화하는 DNA를 포함하는 플라스미드는 2008년 6월 10일자로 수탁되었고, 0801471_SPD-L-l6(ATCC 수탁번호 PTA-9270)으로 식별되었다. h409A17의 경쇄를 암호화하는 DNA를 함유하는 플라스미드는 2008년 6월 10일자로 수탁되었고, 0801472_SPD-L-17(ATCC 수탁번호 PTA-9271)로 식별되었다. 수탁은 특허 절차의 목적 및 규제(부다페스트 조약) 하에 미생물 수탁의 국제적 승인 상에서 부다페스트 조약의 조항하에 이루어졌다.
앞서 기재된 명세서는 당해분야의 숙련가가 본 발명을 실행하는데 충분한 것으로 고려되어야 한다. 본 발명은 수탁된 양태가, 본 발명의 하나의 국면의 단일 설명으로서 의도되고, 기능적으로 등가물인 임의의 배양물이 본 발명의 범위 내에 있기 때문에, 수탁된 배양물로 범위를 제한하지 않는다. 본원의 물질의 수탁은 본원에 포함된 기재가 이의 최고 모드를 포함하여, 본 발명의 임의의 국면의 실행을 가능하게 하는데 불충분한 것을 승인하거나, 또는 제시된 특이적 설명에 대한 청구의 범위를 제한하는 것으로서 간주되어서는 안된다. 실제로, 본원에 제시되고 기재된 것에 추가하여 본 발명의 다양한 변형이 위의 기술 및 첨부된 청구범위로부터 당해 분야의 숙련가에게 명백해질 것이다.
본 발명은 다음의 실시예를 참조하여 보다 완전히 이해될 것이다. 그러나, 이들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 본원에 언급된 모든 문헌 및 특허 인용은 참조로 명백히 인용되어 있다.
[실시예 1]
항 PD-1 항체의 면역화 및 선택
hPD-1 cDNA를 사용한 마우스의 면역화
사람 PD-1('hPD-1') 수용체에 대한 항체를 생성시키기 위해서, hPD-1 수용체의 개방 판독 프레임을 암호화하는 cDNA를 PCR로 수득하고, 벡터 pcDNA3.1[제조원: 인비트로겐(Invitrogen), 캘리포니아 칼스바드 소재] 내로 아클로닝(subcloning)하였다. 다음으로, CHO-K1 세포를 hPD-1으로 안정하게 형질감염시킨 다음, 유세포분석기를 사용하여 발현을 모니터링하였다. 이의 세포막 위에 사람 PD-1을 발현하는 CHO-K1 클론을 분리시킨 다음, CHO-hPD1으로 명명하였다.
마우스를, 제조업자 지침서에 따라 헬리오스 유전자 총(Helios gene gun)[제조원: 바이로라드(BioRad)] 및 DNA 피복된 골드 불렛(gold bullet)(제조원: 바이오라드)을 사용하여 유전자 총 면역화에 의해 면역화시켰다. 요약하면, 1㎛ 금 입자로 hPD-1 cDNA(pcDNA3.1 내로 클로닝됨)을 피복하였고, 나타내는 경우, 마우스 Flt3L 및 마우스 GM-CSF에 대한 상업용 발현 벡터[제조원: 둘 다 알데브론(Aldevron), 노스다코다 파르고 소재]를 2:1:1 비율로 피복하였다. 플라스미드 DNA 총 1 ㎍를 사용하여 골드 불렛 500㎍을 피복하였다.
상세하게는, 7 내지 8주된 암컷 BALB/C 마우스를 두 귀에 2, 3, 또는 4 주기로 접종하는 유전자 총에 의해 귀에 면역화시켰다(참조 표 I). 하나의 마우스는 복막강 내 5 x 106 CHO-hPD1 세포를 가진 최종 부스터를 수득하였다. 대략, 1:1000 항-hPD-1 역가는 CHO-hPD-1 대 CHO-K1 모 세포를 사용하여 세포 ELISA에 의한 2회 DNA 면역화 이후 마우스 혈청에서 검출가능하다. 최종 면역화 4일 후, 마우스를 희생시키고, 적혈구-제거된 비장 세포 집단을 앞서 기재된 바와 같이 제조하였으며(참조: Steenbakkers et al., 1992, J. Immunol. Meth. 152:69-77; Steenbakkers et al., 1994, Mol. Biol. Rep. 19:125-134) -140℃에서 냉동하였다.
[표 I]
Balb/c 마우스에서 hPD-1 특이적 항체 역가를 유도하는데 사용되는 면역화 일정표
Figure pat00002
항-PD-1 항체 생산 B 세포의 선택
항-사람-PD-1 항체를 생산하는 B 세포 클론을 선택하기 위해서, hPD-1 DNA 면역화된 마우스, 즉, 마우스 730, 731 및 738(참조: 표 I)로부터 2 x 107 적혈구-제거된 비장 세포를 B-세포 배양물을 위해 혼주하였다. 비장 세포를 플라스틱 배양 플라스크 내 DMEM/HAM's F12/10% 소 혈청[제조원: 하이클론(Hyclone), 미국 유타주 로간 소재]에서 37℃에서 1시간 동안 항온처리하여 단핵구를 제거하였다. 비-접착 세포를 CHO-K1 세포 상에서 네가티브 팬닝(negative panning)한 후, CHO-hPD1 세포 상에서 파지티브 팬닝하는 것을 1회로 제출하였다. 2개의 선택 과정을 21 cm2 페트리접시 또는 T25 배양 플라스크(세포 배양물을 사용 직전에 총 용량 2000 RAD으로 방사선조사하였음)에서 융합성 성장 배지 상에서 37℃에서 1시간 동안 수행하였다. 파지티브 팬닝 후, 결합되지 않은 세포를 0.132% CaCl2.2H2O 및 0.1% MgCl2.6H2O로 보충된 PBS로 10회 세척함으로써 제거하였다. 최종적으로, 결합된 B-세포를 트립신 처리로 수거하였다.
선택된 B-세포를 문헌[참조: Steenbakkers et al., 1994, Mol. Biol. Rep. 19: 125-134]에 기재된 바와 같이 배양하였고, 무한증식하였다. 간략하게는, 96-웰 평편-바닥 조직 배양 플레이트에서, 최종 용적이 DMEM/HAM's F12/10% 어린 소 혈청(Bovine Calf Serum) 200㎕가 되도록, 선택된 B 세포를 7.5% (v/v) T-세포 상층액 및 50,000 방사선조사된(2,500 RAD) EL-4 B5 보호 세포와 혼합하였다. 8일째 되는 날, 상층액을 다음의 과정을 사용하여 CHO-hPD-1 세포 ELISA에 의해 이들의 항-hPD-1 반응성을 스크리닝하였다. CHO-K1 및 CHO-hPD1 세포를 50μL DMEM/HAM'S F12, 10% FBS 중에 평편-바닥 96-웰 플레이트에서 합치상태까지 배양하였다. 다음으로, 면역글로불린-함유 상층액 50μL를 37℃에서 1시간 동안 가하였다. PBS-Tween으로 3회 세척 후, DMEM/HAM'S F12/10% FBS 중의 염소-항-마우스-서양고추냉이 퍼옥시다제[HRP, 제조원: 서던(Southern), 미국 알라바마 버밍햄 소재] 100μL(1:1000 희석됨)를 37℃에서 1시간 동안 가하였다. PBS-Tween으로 3회 세척한 후, 고정된 면역글로불린을 UPO/TMB[제조원: 바이오메리욱스(Biomerieux), 네덜란드 복스텔 소재]로 가시화하였다.
당해 B-세포 배양물로부터, 13 hPD-1 반응 상층액을 동정하고, 플라스틱 상에서 고정하는 경우 Jurkat T 세포 활성을 억제하는 것으로 나타났고, 파지티브 웰로부터 B-세포 클론은 공개된 과정(참조: Steenbakkers et al., 1992, J. Immunol. Meth. 152:69-77; Steenbakkers et al., 1994, Mol. Biol. Rep. 19:125-134)을 따라 미니-전기융합하여 무한증식하였다. 특이적으로, B-세포를 106 NS-1 골수종 세포로 혼합한 다음, 혈청을 DMEM/HAM's F12로 세척함으로써 제거하였다. 이후에, 세포를 프로나제 용액으로 3분 동안 처리한 다음, 융합 배지로 세척하였다. 전기 융합을 30 s, 2 MHz, 400 V/cm의 전기장에 이어, 스퀘어, 10 ㎲, 3 kV/cm 고자장 펄스를 교호시킨 다음, 다시 30 s, 2 MHz, 400 V/cm 전기장을 교호시킴으로서 50μL 융합 체임버 중에 수행하였다. 최종적으로, 융합 체임버의 물질을 하이브리도마 선택 배지로 이동시킨 다음, 제한 희석 상태하에 96-웰 플레이트 내로 플레이팅시켰다. 융합 14일 후, 배양물을 하이브리도마 성장에 대해 시험하였고, hPD-1에 대한 항체 반응성의 존재를 위해 스크리닝하였다. 이 과정으로 이들의 통합성을 보호하도록 희석을 제한함으로써 아클로닝되고, 추가로 항체를 생산하도록 배양된, hPD-1.05A, hPD-1.06B, hPD-1.08A, hPD-1.09A 및 hPD-1.13A로 명명된 5개의 상이한 항-hPD-1 하이브리도마를 수득하였다. 이들 하이브리도마로부터 수득한 상층액은 항-CD3/항-CD28 자극시에 Jurkat E6.2.11 세포로부터 IL-2 생산을 강하게 억제하였다(참조: 도 1 및 하기 본문).
Jurkat E6.1 세포(아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션)를 표준 방법학을 사용하여 희석을 제한함으로써 아클로닝하였고, 아클론을 CD3 및 CD28의 교차-결합시 IL-2를 생산하는 증강된 능력에 대해 시험하였다. 고 IL-2 생산 아클론이 수득되었고, 이후에, Jurkat E6.2.11으로 명명되었으며, 추가 검정에 사용되었다. Costar 3370 96-웰 검정 플레이트를 4℃에서 양 항-마우스 Ig(SAM) 5 ㎍/mL로 밤새 피복하였다. 과량의 SAM이 제거되었고, 플레이트를 실온에서 200 μL/웰 PBS/10% 소 태아 혈청으로 1시간 동안 차단하였다. PBS로 3회 세척한 후, 웰을 100 μL/웰 항-CD3(OKT3; 10 또는 60 ng/mL)으로 37℃에서 1시간 동안 피복하였다. PBS로 3회 세척한 후, 50 μL/웰 PBS/10% 소 태아 혈청 및 50 μL/웰 B-세포- 또는 하이브리도마 상층액을 37℃에서 30분 동안 가하였다. PBS로 3회 세척한 후, DMEM/F12/10% 소 태아 혈청 중에 세포 현탁액 120 μL/웰, Jurkat E6.2.11 세포(2xlO5 세포/웰 + 0.5 ㎍/mL 항-CD28[제품명: Sanquin #M1650, 제조원: 센트랄 래보러토리 포 블러드트랜스퓨전(Central Laboratory for Bloodtransfusion), 네덜란드 암스테르담 소재]을 가하였다. 6시간 배양한 후, 표준 샌드위치 ELISA를 사용하고 상층액을 검출 시약으로서 파밍엔(Pharmingen) 및 스트렙타비딘-서양 고추냉이 퍼옥시다제[제조원: 서던 바이오테크(Southern Biotech)]로부터 바이오티닐화된 검출 항체 쌍 및 항-hIL-2 캡쳐로 IL-2 생산에 대해 검사하였다. PD-L1과 비교하여 이들 항체의 잠재성을 측정하기 위해서, mAbs의 소 그룹을 큰 규모로 생산하였다. mAbs는 단백질 G 친화성 크로마토그래피를 사용하여 정제하였다(참조: 실시예 2). 정제된 항체, hPD-L1/Fc[재조합 사람 B7-H1/Fc 키메라, 제조원: 알 앤드 디 시스템스(R&D systems)] 또는 마우스 IgG1 카파[제조원: 시그마(Sigma)]를 네가티브 대조군으로서 위에서 기재한 바와 같은 항-CD3으로 플레이트 상의 동일한 농도에서 피복하였다. Jurkat E6.2.11 세포 및 항-CD28을 6시간 동안 가한 다음, T-세포 활성을 상층액에서 생산된 IL-2에 의해 측정하였다. 2개의 항체(hPD1.08A 및 hPD1.09A)는 고정된 PD-L1/Fc와 비교하여 8 내지 10배 더 강력한 억제를 나타내었다.
[실시예 2]
쥐 항-PD-1 항체의 정제 및 특징
하이브리도마를 생산하는 항-PD-1의 안정화 및 항-PD-1 항체의 정제
클론 세포 집단에 수회(4회 초과) 제한 희석시킴으로써 각각의 하이브리도마에 대한 클론 세포 집단을 수득하였다. 이후에, 안정한 하이브리도마 세포를 CELLine 생물반응기[제조원: 인테그라-바이오사이언시스(Integra-biosciences)]를 사용하여 6일 내지 8일 동안 혈청-비함유 조건하에 배양하였다. 세포를 15 mL 중의 3 x 106 c/mL 밀도로 혈청-비함유 배지에서 내부 체임버에 시딩한 다음, 8일에 걸쳐 약 4 x 107 c/mL로 증식시켰다. 외부 체임버를 10% 이하의 BCS(어린 소 혈청)로 보충된 배지로 채웠다. 6일 내지 8일에, 내부 체임버 배양물을 수거하고, 15 mL SF 배지로 세척한 다음, 하이브리도마 세포로 재-접종하였다. 생물반응기 상층액 및 세척액을 합한 다음 원심분리로 청정하게 하였다. 수득한 상층액을 0.22 μM 필터 막을 통해 여과하였다. 항체 정제를 위해, 상층액을 고염 결합 완충액(1M 글리신/2M NaCl, pH 9.0) 중에 1:1로 희석시킨 다음, mAbs를 단백질 G HiTrap 5 mL 칼럼[제조원: 지이 헬쓰케어(GE healthcare)]을 사용하여 정제하였다. PBS로 세척한 후, 결합 항체를 0.1M 글리신 pH = 2.7을 사용하여 용출시키고, 이후 3M 트리스를 사용하여 pH 중성화시켰다. 최종적으로, 완충액을 PD-10 겔-여과 칼럼(제조원: GE healthcare)을 사용하여 PBS로 교환한 다음, 항체를 초-15 원심 농축기(Amicon)를 사용하여 농축시킨 다음, 분광광도법을 사용하여 정량화하였다.
시판 항체
다음의 시판 항체를 본원에 기재된 각종 연구에 사용하였다: 항-PD-1 항체 클론 J116(#14-9989)를 이바이오사이언스로부터 구입하였다. 항-CTLA-4 클론 14D3(mAb 16-1529)를 eBioscience로부터 구입하였다. 항-PD-1 클론 192106(mAblO86)를 알 앤드 디 시스템스(#mAblO86)로부터 구입하였다. 동형 조절 항체 mIgG1, 카파, 클론 MOPC21을 시그마(#M9269)로부터 구입하였다. 동형 조절 mIgG1 카파(mAb 16-4714) 및 IgG2a 카파(mAb 16-4724)를 이바이오사이언스로부터 구입하였다.
결합 분석
단백질-계 및 세포-계 ELISA('CELISA') 시험을 뚜렷한 결합 친화도(EC50 값으로서 보고됨)를 측정하기 위해 사용하였다. 일부 경우에, 항-PD-1 항체의 결합을 시판 항-PD-1 항체 J116(제조원: eBiosciences) 및 Mab1O86(제조원: 알 앤드 디 시스템스)의 결합과 비교하였다.
단백질 ELISA를 사람 PD-1/Fc에 대한 항체의 상대적 결합의 측정을 위해 사용하였다. hPD-1/Fc(제조원: 알 앤드 디 시스템스)를 Maxisorp 96-웰 플레이트(Nunc) 위로 실온에서 4시간 동안(또는 4℃에서 밤새) 항온처리하여 고정시켰다. 비특이적 결합 부위를 실온에서 1시간 동안 PBST 중의 3% BSA로 항온처리함으로써 차단하였다. 피복 후, 플레이트를 PBST로 3회 세척하였다. 항-PD-1 항체의 희석액을 결합 완충액(0.1% Tween 20 및 0.3% BSA를 함유하는 PBS) 중에 제조한 다음, 25℃에서 1시간 동안 고정된 융합 단백질로 항온처리하였다. 결합 후, 플레이트를 PBST로 3회 세척하고, 25℃에서 결합 완충액 중에 1/4,000로 희석된 퍼옥시다제-표지된 염소 항-마우스 IgG(제조원: 서던 바이오테크)로 1시간 동안 항온처리하고, 다시 세척한 다음, TMB를 사용하여 전개시켰다. ELISA 결과는 도 2에 나타난다. 반-최대 결합의 농도는 상대적 결합 친화성의 척도로서 보고된다(참조: 표 II).
또한, CHO-hPD-1 세포에 대한 결합은 CELISA에 의해 평가된다. CELISA를 위해, CHO-hPD-1 세포를 배양 배지 50㎕ (DMEM/HAM'S F12, 10% FBS) 중에 80 내지 100 퍼센트 합치로 배양하였다. 이후에, 정제된 mAb의 각종 농도를 함유하는 배지 50㎕를 37℃에서 1시간 동안 가하였다. PBS-Tween으로 3회 세척한 후, 염소-항-마우스-HRP(제조원: 서던 바이오테크, 제품번호 #1030-05)(배양 배지 중에 1:1000으로 희석됨) 100㎕를 37℃에서 1시간 동안 가하였다. PBS-Tween으로 추가 3회 세척한 후, 고정된 면역글로불린을 비색 퍼옥시다제 기질 TMB(제조원: 비디 바이오사이언시스)로 가시화하였다. 퍼옥시다제 활성(450 nm)으로 인한 흡광도 증가는 미량역가판 판독기에서 측정된다. 도 2는 항체 hPD-1.08A 및 hPD-1.09A에 대한 농도 및 결합 사이의 용량-반응 관계를 나타낸다. 단백질 및 세포 결합 연구의 결과는 표 II에 요약된다.
바이오-라이트 간섭법(bio-light interferometry)[제조원: 포르테바이오(ForteBio)에 의한 동력학적 분석
항체의 결합 특성을 추가로 특성화하기 위하여, 각각을 옥텟 시스템(Octet system, 제조원: 포르테바이오, 캘리포니아 멘로 파크 소재) 상의 바이오-라이트 간섭법을 사용하여 프로파일링(profiling)하여 결합 동력을 설명하고 평형 결합 상수를 계산하였다. 당해 검정을 표준 아민 화학법을 사용하여 PD-1-Fc 융합 단백질(제조원: 알 앤드 시스템스)을 아민-반응 바이오센서(제조원: 포르테바이오)로 커플링시킴으로써 수행하였다. 이후에, 바이오센서에 대한 항-PD-1 mAb 결합 및 해리를 각종 항체 농도에서 관찰하였다. 특이적으로, 아민-반응 바이오센서를 0.1M MES pH = 5.5를 함유하는 웰에 5분 동안 담금으로써 예비-습식(pre-wet)시켰다. 이후에, 바이오센서를 0.1M NHS / 0.4M EDC 혼합물을 사용하여 5분 동안 활성화시켰다. PD-1/Fc 융합 단백질(제조원: R&D systems)을, 0.1M MES 중의 PD-l/Fc 12 ug/mL의 용액에 상기 바이오센서를 7분 30초 동안 담금으로써 커플링하였다. 바이오센서 표면을 1M 에탄올아민의 용액을 사용하여 5분 동안 평형을 유지하였다. 바이오센서를 PBS 속에서 5분 동안 평형화하였다. 각종 항체 농도(PBS 중의 SDS- PAGE에 의해 10-80 nM 정제된 항체 >99%)를 함유한 웰 속에 바이오센서를 위치시킨 다음, 간섭법을 30분 동안 모니터링함으로써 항-PD-1 mAbs의 결합을 관찰하였다. PBS 내로 상기 바이오센서를 이동시킨 다음, 간섭법 시그날을 60분 동안 모니터링 한 후, 해리를 측정하였다. 관측된 온 및 오프율(kobS 및 kd)을 시험된 모든 농도를 포함하여 1:1 결합 글로벌 핏 모델을 사용하여 맞춘 다음, 평형 결합 상수 KD를 계산하였다. 동력학적 연구의 결과가 아래 표 II, 및 도 6에 제시되어 있다.
[표 II]
쥐 항-PD-1 mAbs의 생화학적 특징 요약
Figure pat00003
2개의 모노클로날 항체, hPD-1.08A 및 hPD-1.09A는 각각 hPD-1.08A 및 hPD-1.09A에 대해 24 및 22 pM으로 결정되는 KD로서, 당해 검정을 사용하여 시험된 임의의 기타 mAb보다 상당히 단단하게 결합되었다. 시험된 기타 항-PD-1 항체와 비교하여, 증가된 친화성은 hPD-1.08A 및 hPD-1.09A에 대해 측정된 슬로워 오프-율(slower off-rate) 및 상당한 패스터 온-율(faster-on rate)에 기인한다.
리간드 차단
리간드 결합의 차단은 유세포분석기를 사용하여 연구하였다. 사람 PD-1을 발현하는 CHO 세포를 고정된 배양 플라스크로부터 분리시킨 다음, 항-PD-1 항체의 각종 농도 및 96-웰 플레이트에서 고정 농도(600ng/mL)의 비표지된 hPD-L1/Fc 또는 재조합 사람 PD-L2/Fc 융합 단백질(제조원: 둘 다 알 앤드 시스템스)과 혼합하였다. 상기 혼합물을 빙상에서 30분 동안 평형시키고, FACS 완충액(1% BCS 및 0.1% 나트륨 아지드를 포함하는 PBS)으로 3회 세척한 다음, FITC 표지된 염소 항-사람 Fc로 빙상에서 추가 15분 동안 항온처리하였다. 상기 세포를 FACS 완충액으로 다시 세척한 다음, 유세포분석기로 분석하였다. 데이타를 비-회귀 분석을 사용하여 Prism[제조원: 그라프패드 소프트웨어GraphPad Software), 캘리포니아 산 디에고 소재]으로 분석한 다음, IC50 값을 계산하였다.
계산된 IC50 데이타가 표 II에 요약되어 있다. 항체 05A, 06B 및 13A를 측정하여 hPD-1의 결합을 위해 600 pM 및 3nM 사이의 KD를 입증하였다. 단단한 결합에도 불구하고, 이들 항체는 각각 hPD-1에 대한 hPD-L1의 차단에 대해 IC50> 10 nM을 입증하였다. 시판용 항-PD-1 항체 J116(제조원: 이바이오사이언스)은 결합에 대해 PD-L1과 약하게 경쟁하였고, 당해 실험의 범위 외에(>100, nM) 계산된 IC50을 갖는다. 대조군 마우스 IgG1은 PD-1 결합에 대해 PD-L1과 경쟁하지 않는다. 대조적으로, 고 친화성 항체 hPD-1.08A 및 hPD-1.09A는 1nM 미만의 IC50 값으로 PD-L1 결합을 억제하였지만, PD-L2 결합은 약 1 내지 2nM의 IC50 값으로 차단하였다(참조: 표 II). PD-L2는 PD-L1보다 2 내지 6배의 고 친화성으로 PD-1에 결합하는 것이 앞서 보고되었다(참조: Youngnak P. et al., 2003, Biochem. Biophys. Res. Commun. 307, 672-677).
리간드 차단은 형광분석 미소체적 검정 기술(fluorometric microvolume assay technology: FMAT)을 사용하여 상동성 경쟁 검정 및 검출을 사용하여 확인하였다. 간략하게는, CHO.hPD-1을 고정 배양 플라스크로부터 분리시키고, 96-웰 플레이트에서 항-PD-1 항체의 각종 농도 및 고정 농도(600ng/mL)의 hPD-L1/Fc 또는 hPD-L2/Fc 융합 단백질(제조원: 둘 다 알 앤드 시스템스)로 혼합하고, 형광 염료(제품명: AlexaFluor 647, 제조원: 인비트로겐)로 표지하였다. 상기 혼합물을 37℃에서 90분 동안 평형시킨 다음, AB8200 Cellular Detection Analyzer[제조원: 어플라이드 바이오시스템스(Applied Biosystems), 캘리포니아 포스터 시티 소재]를 사용하여 판독하였다. 데이타를 비-선형 회귀를 사용하여 Prism(제조원: 그라프패드 소프트웨어, 캘리포니아주 산 디에고 소재)으로 분석한 다음, IC50 값을 계산하였다. 도 3은 리간드 차단의 정도가 항체 농도에 의해 측정됨을 나타내는 용량-반응성 실험의 결과를 나타낸다. CHO-hPD-1 세포에 대한 hPD-L1/Fc 및 hPD-L2/Fc 세포 둘 다의 결합은 hPD-1.08A, hPD-1.09A 및 용량-의존성 방식으로 (더 적은 정도로) J116에 의해 완전히 억제될 수 있다. 계산된 IC50 데이타는 표 II에 요약되어 있다. 유세포분석기를 사용하여 수득된 결과를 확인하면서, 고 친화성 항체 hPD-1.08A 및 hPD-1.09A는 1 nM 미만의 IC50 값으로 PD-L1 결합을 억제하였다.
종 교차-반응성
항체의 종 교차-반응성을 평가하기 위해서, 마우스 및 시노몰구스 마카퀘(cynomolgus macaque) PD-1 수용체를 PCR에 의해 클로닝한 다음, 안정히 형질감염된 CHO-K1 세포를 생성시켰다. 상기 항체를 CELISA를 사용하여 시노몰구스 수용체에 대한 결합을 시험하였다. 시판용 항체 J116, hPD-1.08A 및 hPD-1.09A는 사람 및 시노몰구스 PD-1에 대해 고 친화성으로 결합하고, 사람 PD-1과 비교하여 유사한 효능으로 시노몰구스 PD-1에 대한 hPD-L1/Fc 및 hPD-L2/Fc의 결합을 차단한다고 알려졌다. 이는, 시노몰구스 PD-1의 세포외 일부의 아미노산이 사람 PD-1의 아미노산 서열과 97% 동일하다고 밝혀졌기 때문에 놀라운 일은 아니다. 또한, 시노몰구스 마카궤로부터 PD-1에 추가하여, hPD-1.08A 및 hPD-1.09A은 실시에 3에 기재된 SEB 자극된 혈액 세포 배양물 내 레수스 마카퀘(rhesus macaques)로부터 PD-1을 기능적으로 차단하였다. 시험된 항체는 사용된 임의의 검정 내 검출가능한 친화성과 함께 마우스 PD-1과 결합하지 않았다.
요약하면, 5개 항-PD-1 모노클로날 항체는 정제되었고, 특징화되었으며, 이는 Jurkat 기능을 조절하기 위해 이의 능력을 기초로 하여 분리되었다. 이들 항체는 PD-1(해리 상수 20 pM 내지 3 nM 범위)에 단단히 결합하였고, 각종 IC50 값으로 PD-L1 및 PD-L2 둘 다와의 상호작용을 차단할 수 있다. 4개의 이들 항-hPD-1 mAbs는 최적의 시판용 항-PD-1 mAbs보다 훨씬 더 나았다. 각각의 항체는 수용체 길항제로서 작용하는 용액 중에 가하는 경우, T 세포 반응을 궁극적으로 강화하였다(참조: 실시예 3).
[실시예 3]
항-PD-1 항체의 기능적 프로파일링
hPD-1.08A 및 hPD-1.09A에 의해 증강된 SEB에 대한 사람 T 세포 반응
건강한 지원자의 혈액 세포를 사용하여 시험관 내 T 세포 활성을 증강하는 항-PD-1 항체의 능력을 시험하였다. 사람 PD-1 수용체를 차단하는 기능적 결과를 특성화하는데 사용되는 하나의 검정을 이용하여 스타필로코커스 내독소 B(SEB)를 Vβ3 및 Vβ8 T 세포 수용체 쇄를 발현하는 모든 T 세포를 결합하고 활성화하였다. 건강한 사람 공여 혈액을 수득한 다음, 배양 배지 내로 1:10으로 희석하였다. 희석된 전 혈액을 96-웰 평편-바닥 플레이트에 평판(웰당 150㎕)시킨 다음, mAb 및 각종 농도로 30 내지 60분 동안 항온처리하였다. 이후에, SEB를 10 ng/mL 내지 10 ㎍/mL 범위의 각종 농도에서 가하였다. 상층액을 배양 2 내지 4일 후 수집한 다음, 생산된 IL-2의 양을 ELISA(실시예 1에 기재됨) 또는 표준 다발성 기술(제품명: Luminex platform - Biosource cytokine detection kit)을 사용하여 정량화하였다. 100 ng/mL 내지 10 ㎍/mL 이하의 SEB의 적정으로 전-혈액 세포에 의한 IL-2 생산을 상당히 자극하였다. 대체로, 공여자에 따라, 100 내지 1000 pg/mL IL-2가 SEB 1㎍/mL로 자극 후 2 내지 4일째 ELISA에 의해 검출가능하였다. hPD-1.08A 및 hPD-1.09A의 첨가로 대조군 마우스 IgG1에 대한 IL-2 생산이 시험된 최고 항체 농도(25 ㎍/mL)에서 평균 2 내지 4배로 강화되었다. 자극 목록은 한 세트의 비의존적 건강한 지원자로 수행된 실험에 대한 평균이었다(참조: 도 4). 이들 실험은 희석된 전-혈액 세포의 SEB 자극시, hPD-1.08A 및 hPD-1.09A 둘 다가 IL-2 생산을 증강시킴을 입증하였다. PD-1 및 PD-L1(PD-L2는 아님) 발현 수준 둘 다는 전 혈액 세포의 SEB 자극 후, 시간에 걸쳐 상향조절(유세포분석기에 의한 정량화)되었다. 또한, 항-PD-L1 모노클로날 항체(제품명: 클론 MIH5, 제조원: 이바이오사이언시스 #16-5982) 및 항-CTLA-4(제품명: 클론 14D3, 제조원: 이바이오사이언시스 #16-1529)는 유사한 조건하에 IL-2 생산에서의 증가를 유도하였고, 추가로 공자극 경로 조작 후, T 세포 활성을 정량화하는 SEB 자극 검정의 용도가 입증됨이 밝혀졌다(참조: 도 4). 항-PD-1 항체에 의한 강화된 IL-2 생산은 용량-의존적인 것으로 밝혀졌다. TNFα, IL-17, IL-7, IL-6 및 IFNγ의 루미넥스 기술(Luminex technology) 수준에 의해 IL-2에 추가하여, hPD-1.08A 및 hPD-1.09A에 의해 상당히 조절되는 것으로 밝혀졌다. 이들 실험 결과는, hPD-1.08A 및 hPD-1.09A가 사람 T 세포 반응을 자극하는데 사용될 수 있음을 나타낸다.
추가로, 암 환자로부터 기원한 혈액 세포를 사용하여 시험관내 T 세포 활성을 증강하는 항-PD-1 항체, hPD-1.09A의 능력을 시험하였다. 진행된 흑색종(1명의 환자) 또는 전립선 암(3명의 환자)을 가진 환자의 혈액을 상기 프로토콜에 따라 시험하였다. 세포가 항체의 부재하에 SEB 자극과 비교하여 hPD-1.09A 25 ug/mL의 존재하에 자극되는 경우 생산된 사이토킨의 배 증가로서 사이토킨 정량의 결과가 표 III에 제시되어 있다. 요약하면, hPD-1.09A가 각각의 4명의 환자에 대해 SEB 유도된 IL-2 생산 2 내지 3.5배를 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 유사하게는 TNFα, IL-17 및 IFNγ의 생산은 증강되었고, IL-5 및 IL-13의 생산은 감소되었다. 이들 실험은, hPD-1.09A가 암 환자에서 T 세포 반응을 자극하는 능력을 가짐을 나타낸다. 추가로, 이들 실험은 Th1 반응을 향한 선호를 제안한다.
[표 III]
hPD-1.08A의 존재하에 SEB-자극된 사이토킨 생산
Figure pat00004
hPD-1.08A 및 hPD-1.09A에 의해 증강되는 TT 챌린지에 대한 사람 리콜 T 세포 반응
수용체와 이의 천연 리간드의 상호작용을 차단하는 항-사람 PD-1 항체의 기능적 효과를 프로파일하는데 사용되는 다른 검정으로 파상풍 톡소이드(TT) 항원을 사용하여 건강한 공여자 혈액 내 예비-존재하는 기억 T 세포를 자극하였다. 마지막에, 새로이 제조된 PBMC(2 x 105 세포)를 완전한 RPMI 1640 배지(5% 열 불활성화된 사람 혈청을 포함함) 내 96-웰 환-저 플레이트에 플레이팅하고, 각종 농도에서 시험 항체로 예비-항온처리한 다음, 100 ng/mL 농도에서 TT[제조원: 아스타르테 바이오로지스(Astarte Biologies)]로 자극하였다. 세포를 37℃, 5% CO2에서 3 내지 7일 동안 항온처리한 후, 상층액을 수거하였다. 사이토킨 농도를 ELISA(이바이오사이언스로부터 IL-2 및 IFN-γ ELISA 검출 항체 쌍 세트) 및 다중 분석(제품명: Luminex platform - Biosource cytokine detection kits)으로 측정하였다. PD-1의 차단으로 증식이 강화되었고, 항원 단독과 비교하여 IFNγ및 IL-2를 포함하는 사이토킨 생산(참조: 도 5)을 상당히 강화되었다. Luminex 분석으로 사이토킨 GM-CSF, RANTES, 및 IL-6의 생산이 PD-1 차단시 증가되는 것으로 밝혀졌다.
포르말린-고정된 파라핀-매봉된 사람 세포 상의 사람 PD-1의 염색
SEB-자극된 혈액 세포가 유세포분석기에 의해 PD-1의 강화된 발현을 입증하였기 때문에, 이들 세포를 사용하여 hPD-1.09A가 조직학적 용도를 위한 포르말린-고정된 파라핀 매봉된 조직 내 PD-1을 검출할 수 있는 지에 대한 여부를 측정하였다. 사람 공여자 말초 혈액 단핵 세포를 0.1 ㎍/mL SEB로 3일 동안 자극시킨 후, 비-부착 세포(주로 림프구)를 수집하고, PBS로 2회 세척한 다음, 원심분리(5분 동안 1100 rpm)하였다. 세포를 4% 포름알데히드 중에 10분 동안 고정하고, 세포-펠렛을 아가로스 속에 매봉하고, 에탄올(이후에 70%, 80%, 96% 및 100%) 및 크실렌 속에서 탈수시킨 다음, 파라핀으로 매봉하엿다. 단면(4 ㎛)을 유리 슬라이드 위에 둔 다음, 탈수(크실렌, 에탄올 100%, 96%, 80%, 70%, PBS 완충액)한 후, 가열된 시트레이트 완충액 중에 항원 회수를 표준 방법을 사용하여 수행하였다. 퍼옥시다제 활성을 0.3% H2O2를 포함하는 100% 메탄올을 사용하여 차단한 다음, 슬라이드를 물 및 PBS, Tween 0.1% 중에 세정하였다. 단면을 실온에서 hPD-1.09A로 1시간 30분 동안 항온처리하고, PBS-Tween으로 세정한 후, 표준 검출 방법을 사용하였다. 슬라이드를 실온에서 30초 동안 헤마톡실린으로 대비염색하였고, 크실렌으로 탈수한 다음, 현미경 검사를 위해 두었다. 이들 실험으로 비자극된 PBMC 배양물과는 상반되도록 SEB 자극된 PBMC 배양물로부터 기원한 림프구를 hPD-1.09A로 강하게 염색(동형 대조군과 비교하는 경우)함을 나타내었고, hPD-1.09A는 진단 시약으로서 유용한 것으로 나타났다.
[실시예 4]
항-PD-1 항체 서열 및 이후 사람화
면역글로불린 cDNAs의 클로닝
변성 프라이머 PCR-계 방법을 사용하여, 하이브리도마 hPD-1.08A 및 hPD-1.09A로 발현된 마우스 항체의 가변 영역을 암호화하는 DNA 서열을 측정하였다. 간략하게는, 중쇄 및 경쇄에 대한 유전자 특이적 cDNAs를 제조 지침서에 따라 iScript Select cDNA 합성 키트(제조원: 바이오라드 # 1708896)를 사용하여 생성시켰다. 사용된 PCR 프라이머는 Ig-프라이머 세트[제조원: 노바겐(Novagen # 69831-3]를 기반으로 하였다. 변성 PCR 반응은 Novagen 프라이머 세트 프로토콜에 따라 Taq 폴리머라제를 사용하여 수행하였다. PCR 생성물을 아가로스 겔 전기영동으로 분석하였다. 중쇄 및 경쇄 가변 영역 둘 다에 대한 기대되는 엠플리콘 크기는 약 500 염기 쌍이다. 적절한 밴드를 수득하는 반응물로부터의 2개의 Taq-증폭된 PCR 생성물(㎕)을 pCR4 TOPO 벡터(제조원: Invitrogen #K4595-40) 내로 클로닝한 다음, 제조업자에 의해 지시된 바와 같이 DH5-알파 이. 콜라이(E. coli) 내로 형질전환하였다. 클론을 유니버설 M13 포워드(universal M13 forward) 및 역 프라이머를 사용하여 콜로니 PCR에 의해 스크리닝한 다음, 각각의 반응물로부터 2 내지 3개의 클론을 DNA 서열 분석을 위해 선택하였다.
클론을 유니버설 프라이머 M13 포워드, M13 리버스, T3 및 T7을 사용하여 양 방향으로 서열화하였다. 각각의 클론에 대한 각각의 서열 반응의 결과를 Seqman을 사용하여 분석하였다. 컨센수스 서열을 배선의 데이타베이스에 대해 조사한 다음, NCBI Ig-Blast(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/igblast/)를 사용하여 Ig 가변 영역 서열을 재배열하였다. hPD-1.08A에 대한 Blast 결과는 정지 코돈을 갖지 않은 생산적으로(인-프레임) 재배열된 중쇄가 도입되었음을 나타냈다. 경쇄 코돈은 2개의 상이한 서열(하나는 정지 코돈을 갖지 않는 생산적으로(인-프레임) 재배열된 경쇄가 도입되었고, 다른 하나는 FR4 영역에서 정지 코돈으로 유도하는 프레임-이동을 포함하는 비-생산적으로 재배열된 서열이다)을 암호화하는 것으로 나타났다. 유사하게 관측된 비-생산 무균 전사체는 골수종 융합 파트너로부터 기원하며[참조: Carroll W. L. et al., Mol. Immunol. 25:991-995 (1988)], 제외시켰다.
hPD-1.09A에 대한 Blast 결과는 정지 코돈을 갖지 않는 생산적으로(인-프레임) 재배열된 중쇄 및 경쇄를 도입하였음을 나타냈다. 발현된 단백질의 상기 아미노산 서열은 질량 분광법으로 확인하였다. 상기 서열은 첨부된 서열 목록에 기재되어 있고, 표 IV에 나열되어 있다.
[표 IV]
본 발명의 쥐 항-사람 PD-1 항체에 대한 서열
Figure pat00005
CDR 및 골격 영역은 문헌[Kabat E. A., et al., 1991, Sequences of proteins of Immunological interest, In: NIH Publication No. 91-3242, US Department of Health and Human Services, Bethesda, MD]에 따라 주해한다.
키메라 c1O9A 항체의 작제 및 발현
키메라 경쇄 및 중쇄를 각각 사람 카파 및 IgG1 고정 영역에 대해 마우스 hPD-1.09A VL 및 VH 영역의 PCR-클로닝된 cDNAs를 결합함으로써 작제하였다. 마우스 cDNA 서열의 5'번 및 3'번 말단을 각각의 쇄에 적절한 리더 서열을 가하도록 고안된 PCR 프라이머, 및 존재하는 재조합 항체 발현 벡터 내로 클로닝을 가능하게 하는 제한 부위를 사용하여 변형시켰다.
COS-7 세포(107/mL에서의 0.7 mL)를 각각의 키메라 중쇄 및 경쇄 발현 플라스미드 lO㎍으로 전기천공(electroporation)하였다. 이후에, 이들 세포를 3일 동안 성장 배지 8 mL에서 배양하였다. 샌드위치 ELISA를 사용하여 COS-7 형질감염으로부터 상층액에서 항체 농도를 측정하였다. 이는, 형질감염된 COS-7 세포가 3개의 별개 형질감염에서 키메라 IgG1-카파 항체 약 295 ng/mL를 분비함을 나타내었다.
형질감염된 COS-7 세포에 의해 생산된 키메라 항체의 결합을 PD-I 결합 ELISA 및 CELISA를 사용하여 측정(참조: 실시예 2)한 다음, 쥐 항체의 것과 비교가능한 친화성으로 PD-1에 결합함을 나타내었다.
사람화된 항체 설계
hPD-1.09A 항체를 CDR 이식 기술을 사용하여 MRCT(Cambridge UK)에 의해 사람화하였다(참조: 예를 들면, 미국 특허 제5,225,539호). 간략하게는, 쥐 항체 hPD-1.09A의 가변 쇄 서열을 구조 생물정보학(Structural Bioinformatics: RCSB) 단백질 데이타뱅크에 대해 리서치 콜래보러토리(Research Collaboratory)에서 이용가능한 것과 비교하였다. hPD-1.09A의 상동성 모델은 가장 근접한 VH 및 VK 구조물을 기준으로 생성시켰다. hPD-1.09A에 대해 고도의 동일성을 갖는 사람 서열을 동정한 다음, 분석하였다[참조: Foote and Winter, J. MoI. Biol. 224:487-499 (1992); Morea V. et al., Methods 20:267-279 (2000); Chothia C. et al., J. MoI. Biol. 186:651-663 (1985)]. CDR 이식된 중쇄 및 경쇄를 설계하는 가장 적절한 사람 골격을 동정하였다.
중쇄에 대해, 진뱅크 수탁번호 # AB063829로 암호화된 골격이 가장 적절한 것으로 결정되었다. hPD-1.09A VK 서열의 분석은 당해 CDR1 길이(15개 잔기)가 임의의 사람 VK 중에 나타나지 않음을 보여준다. 이러한 이유로, 3개의 상이한 CDR1 길이(11, 16 및 17번 잔기)의 골격은 CDR1 길이가 hPD-1.09A VK의 행동을 재생산하는 지를 시험하기 위해 분석되었다. 상기 구조물에서 중요한 선택된 잔기에서 hPD-1.09A VK에 대해 고도의 동일성을 갖고 CDR1 길이 11, 16 및 17을 갖는 사람 VK 서열을 동정하였다. 진뱅크 수탁번호 # M29469의 골격은 K109A-L-11을 기준으로 선택되었다. 진뱅크 수탁번호 # AB064135의 골격은 K09A-L-16을 기준으로 선택되었으며, 진뱅크 수탁번호 # X72431의 골격은 K09A-L-17을 기준으로 선택되었다.
직접 이식을 수행하여 각각의 쇄를 위한 발현 작제물을 생성시켰다. 109A-H, K09A-L-11, K09A-L-16 및 K09A-L-17의 DNA 및 단백질 서열은 첨부된 서열 목록(표 IV)에 기재되어 있다.
사람화된 h1O9A 항체의 IgG4 버젼은 Adair 돌연변이[참조: Angal S. et al., Mol. Immuol. 30: 105-108 (1993), 세린 241(Kabat 번호매김)을 프롤린으로 변화시킴]를 안정화시키면서 생산되었다. 이 서열은 서열 23 및 31에 기재되어 있다.
[실시예 5]
사람화된 항-PD-1 항체의 결합 특징 및 기능적 특성
생산 및 정제
사람화된 항체 h409A11, h409A16 및 h409A17을 CHO - S 세포의 일시적 형질감염으로 생산하였다. 세포를 CD-CHO[제조원: 기브코(Gibco)] 및 C5467 배지(제조원: 시그마)에서 진탕 플라스크 속에서 8일 동안 성장시켰다. 항체를 단백질 A 크로마토그래피에 의해 세포 상층액으로부터 정제시키고, 세척하고, 1M 아세트산을 사용하여 용출시킨 다음, 3M 트리스를 사용하여 중화시켰다. 최종적으로, 완충액을 1M 트리스 염기로 pH 5.5로 조절된 100 mM 아세트산으로 교환하였다.
결합 및 동력학적 분석
명백한 결합 친화성(EC50 값으로 보고되어짐)을 측정하기 위해 단백질-계 및 세포-계 ELISA를 실시예 2에서 기재한 바와 같이 수행하였다. 사람화된 항-PD-1 항체 각각을 PD-1/Fc에 결합한 다음, 쥐 모 항체에 대해 비교가능한 EC50 값을 갖는 PD-1을 세포적으로 발현하였다(참조: 표 V).
또한, 항체의 동력학적 결합 특징을 실시에 2에서 기재된 바와 같이 바이오-라이트 간섭법을 사용하여 수행하였다(참조: 도 6). 2개의 사람화된 항체, h409A11 및 h409A16은 각각 h409A11 및 h409A16에 대해 29 및 27 pM으로 측정되는 KD로, 당해 검정을 사용하여 시험된 임의의 기타 mAb보다 상당히 단단하게 결합하였다(참조: 표 V). 시험된 기타 항-PD-1 항체와 비교하여, 증가된 친화성은 주로 슬로워 오프-율로 인한 것이다. 쥐 모 항체와 유사하게, 사람화된 항-PD-1 항체 h409A11, h409A16은 120 pM 미만으로 측정되는 KD로 시노몰구스 PD-1에 대한 결합을 입증하였다.
리간드 차단
PD-1에 대한 PD-L1 및 PD-L2의 결합을 차단하는 사람화된 항체의 능력을 실시예 2에 기재된 바와 같이 균질성 경쟁 검정을 사용하여 측정한 다음, FMAT 경쟁 검정을 사용하여 검출하였다.
CHO-hPD-1 세포에 대한 hPD-L1/Fc 및 hPD-L2/Fc 둘 다의 결합은 시험된 임의의 사람화된 항체에 의해 용량-의존성 양식으로 완전히 억제될 것이다. 계산된 IC50 데이타가 표 V에 요약되어 있다. 모 쥐 항체 hPD-1.09A와 유사하게, 각각의 사람화된 mAbs, h409A11, h409A16 및 h409A17은 1nM 미만의 IC50 값으로 PD-L1 및 PD-L2 결합을 억제하였다. 쥐 모 항체와 유사하게, 사람화된 항-PD-1 항체 h409A11, h409A16 및 h409A17는 약 1nM 하의 계산된 IC5O 값으로 시노몰구스 PD-1에 대한 리간드 결합을 억제함을 입증하였다.
[표 V]
본 발명의 사람화된 항-hPD-1 항체의 결합 특징
Figure pat00006

사람화된 mAbs에 의해 증강된 SEB에 대한 사람 T 세포 반응
실시예 3에 기재된 바와 같이, 건강한 지원자의 혈액 세포를 사용하여 시험관 내 T 세포 활성을 강화하는 사람화된 항-PD-1 항체의 능력을 시험하였다. 상층액을 배양 4일 후 수거한 다음, 생산된 IL-2의 양을 ELISA를 사용하여 정량화하였다. 사람화된 PD-1 항체는 SEB에 의해 자극된 IL-2 생산을 증가시키는 능력을 입증하였다(참조: 도 7). 추가로, 사람화된 PD-1 항체는 실시에 3에 기재된 바와 유사하게, 암 환자 혈액에서 SEB 유도된 IL-2 생산을 증가시켰다.
요약하면, 사람화된 mAbs h409A11, h409A16, 및 h409A17은 사람화 과정 동안에 모든 기능적 활성을 보유하였다. h409A11 및 h409A16 mAbs는 사람화시, 마우스 모 항체 hPD109A의 친화성을 완전히 보유하였다.
아메리칸타입컬쳐컬렉션(ATCC) PTA9268 20080610 아메리칸타입컬쳐컬렉션(ATCC) PTA9269 20080610 아메리칸타입컬쳐컬렉션(ATCC) PTA9270 20080610 아메리칸타입컬쳐컬렉션(ATCC) PTA9271 20080610
SEQUENCE LISTING <110> N.V. 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Ser Lys Gly Val 35 40 45 Ser Thr Ser Gly Tyr Ser Tyr Leu His Trp Tyr Leu Gln Lys Pro Gly 50 55 60 Gln Ser Pro Gln Leu Leu Ile Tyr Leu Ala Ser Tyr Leu Glu Ser Gly 65 70 75 80 Val Pro Asp Arg Phe Ser Gly Ser Gly Ser Gly Thr Ala Phe Thr Leu 85 90 95 Lys Ile Ser Arg Val Glu Ala Glu Asp Val Gly Leu Tyr Tyr Cys Gln 100 105 110 His Ser Arg Asp Leu Pro Leu Thr Phe Gly Gln Gly Thr Lys Leu Glu 115 120 125 Ile Lys 130 <210> 35 <211> 469 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> 109A-H heavy chain full length <220> <221> sig_peptide <222> (1)..(19) <400> 35 Met Ala Val Leu Gly Leu Leu Phe Cys Leu Val Thr Phe Pro Ser Cys 1 5 10 15 Val Leu Ser Gln Val Gln Leu Val Gln Ser Gly Val Glu Val Lys Lys 20 25 30 Pro Gly Ala Ser Val Lys Val Ser Cys Lys Ala Ser Gly Tyr Thr Phe 35 40 45 Thr Asn Tyr Tyr Met Tyr Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly Gln Gly Leu 50 55 60 Glu Trp Met Gly Gly Ile Asn Pro Ser Asn Gly Gly Thr Asn Phe Asn 65 70 75 80 Glu Lys Phe Lys Asn Arg Val Thr Leu Thr Thr Asp Ser Ser Thr Thr 85 90 95 Thr Ala Tyr Met Glu Leu Lys Ser Leu Gln Phe Asp Asp Thr Ala Val 100 105 110 Tyr Tyr Cys Ala Arg Arg Asp Tyr Arg Phe Asp Met Gly Phe Asp Tyr 115 120 125 Trp Gly Gln Gly Thr Thr Val Thr Val Ser Ser Ala Ser Thr Lys Gly 130 135 140 Pro Ser Val Phe Pro Leu Ala Pro Ser Ser Lys Ser Thr Ser Gly Gly 145 150 155 160 Thr Ala Ala Leu Gly Cys Leu Val Lys Asp Tyr Phe Pro Glu Pro Val 165 170 175 Thr Val Ser Trp Asn Ser Gly Ala Leu Thr Ser Gly Val His Thr Phe 180 185 190 Pro Ala Val Leu Gln Ser Ser Gly Leu Tyr Ser Leu Ser Ser Val Val 195 200 205 Thr Val Pro Ser Ser Ser Leu Gly Thr Gln Thr Tyr Ile Cys Asn Val 210 215 220 Asn His Lys Pro Ser Asn Thr Lys Val Asp Lys Lys Val Glu Pro Lys 225 230 235 240 Ser Cys Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Leu 245 250 255 Leu Gly Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr 260 265 270 Leu Met Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val 275 280 285 Ser His Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val 290 295 300 Glu Val His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser 305 310 315 320 Thr Tyr Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu 325 330 335 Asn Gly Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala 340 345 350 Pro Ile Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro 355 360 365 Gln Val Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Asp Glu Leu Thr Lys Asn Gln 370 375 380 Val Ser Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala 385 390 395 400 Val Glu Trp Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr 405 410 415 Pro Pro Val Leu Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu 420 425 430 Thr Val Asp Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser 435 440 445 Val Met His Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser 450 455 460 Leu Ser Pro Gly Lys 465 <210> 36 <211> 237 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> K09A-L-11 light chain full length <220> <221> sig_peptide <222> (1)..(19) <400> 36 Met Ala Pro Val Gln Leu Leu Gly Leu Leu Val Leu Phe Leu Pro 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Trp Lys Val Asp Asn Ala 165 170 175 Leu Gln Ser Gly Asn Ser Gln Glu Ser Val Thr Glu Gln Asp Ser Lys 180 185 190 Asp Ser Thr Tyr Ser Leu Ser Ser Thr Leu Thr Leu Ser Lys Ala Asp 195 200 205 Tyr Glu Lys His Lys Val Tyr Ala Cys Glu Val Thr His Gln Gly Leu 210 215 220 Ser Ser Pro Val Thr Lys Ser Phe Asn Arg Gly Glu Cys 225 230 235 <210> 38 <211> 237 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> K09A-L-17 light chain full length <220> <221> sig_peptide <222> (1)..(19) <400> 38 Met Ala Pro Val Gln Leu Leu Gly Leu Leu Val Leu Phe Leu Pro Ala 1 5 10 15 Met Arg Cys Asp Ile Val Met Thr Gln Thr Pro Leu Ser Leu Pro Val 20 25 30 Thr Pro Gly Glu Pro Ala Ser Ile Ser Cys Arg Ala Ser Lys Gly Val 35 40 45 Ser Thr Ser Gly Tyr Ser Tyr Leu His Trp Tyr Leu Gln Lys Pro Gly 50 55 60 Gln Ser Pro Gln Leu Leu Ile Tyr Leu Ala Ser Tyr Leu Glu Ser Gly 65 70 75 80 Val Pro Asp Arg Phe Ser Gly Ser Gly Ser Gly Thr Ala Phe Thr Leu 85 90 95 Lys Ile Ser Arg Val Glu Ala Glu Asp Val Gly Leu Tyr Tyr Cys Gln 100 105 110 His Ser Arg Asp Leu Pro Leu Thr Phe Gly Gln Gly Thr Lys Leu Glu 115 120 125 Ile Lys Arg Thr Val Ala Ala Pro Ser Val Phe Ile Phe Pro Pro Ser 130 135 140 Asp Glu Gln Leu Lys Ser Gly Thr Ala Ser Val Val Cys Leu Leu Asn 145 150 155 160 Asn Phe Tyr Pro Arg Glu Ala Lys Val Gln Trp Lys Val Asp Asn Ala 165 170 175 Leu Gln Ser Gly Asn Ser Gln Glu Ser Val Thr Glu Gln Asp Ser Lys 180 185 190 Asp Ser Thr Tyr Ser Leu Ser Ser Thr Leu Thr Leu Ser Lys Ala Asp 195 200 205 Tyr Glu Lys His Lys Val Tyr Ala Cys Glu Val Thr His Gln Gly Leu 210 215 220 Ser Ser Pro Val Thr Lys Ser Phe Asn Arg Gly Glu Cys 225 230 235

Claims (14)

  1. 경쇄 CDR 서열 9, 10 및 11 및 중쇄 CDR 서열 12, 13 및 14를 포함하고, 사람 PD-1에 대한 사람 PD-L1 또는 사람 PD-L2의 결합을 차단하는 사람 프로그램된 사멸 수용체-1(PD-1)과 결합하는 분리된 항체 또는 항체 단편.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 항체 또는 항체 단편은
    a. 서열 5를 포함하는 중쇄 가변 영역; 및
    b. 서열 6을 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하는 분리된 항체 또는 항체 단편.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 항체는 γ4 또는 γ1 사람 중쇄 불변 영역을 포함하는 중쇄 불변 영역을 더 포함하는 분리된 항체 또는 항체 단편.
  4. 제1항에 있어서, 항체 또는 항체 단편이:
    a. 키메라 항체 또는 이의 단편;
    b. 사람 항체 또는 이의 단편; 또는
    c. 사람화된 항체 또는 이의 단편인 분리된 항체 또는 항체 단편.
  5. 제1항에 있어서, 상기 항체 또는 항체 단편이 T 세포의 활성화를 증가시키는 분리된 항체 또는 항체 단편.
  6. 경쇄 CDR 서열 9, 10 및 11 및 중쇄 CDR 서열 12, 13 및 14를 포함하고, 사람 PD-1에 대한 사람 PD-L1 또는 사람 PD-L2의 결합을 차단하는 사람 프로그램된 사멸 수용체-1(PD-1)과 결합하는 항체 또는 항체 단편을 암호화하는 분리된 폴리뉴클레오타이드.
  7. 제6항에 있어서, 상기 항체는 서열 5를 포함하는 중쇄 및 서열 6을 포함하는 경쇄를 포함하는 분리된 폴리뉴클레오타이드.
  8. 제7항에 있어서, 서열 1 및 서열 2를 포함하는 분리된 폴리뉴클레오타이드.
  9. 경쇄 CDR 서열 9, 10 및 11 및 중쇄 CDR 서열 12, 13 및 14를 포함하고, 사람 PD-1에 대한 사람 PD-L1 또는 사람 PD-L2의 결합을 차단하는 사람 프로그램된 사멸 수용체-1(PD-1)과 결합하는 항체 또는 항체 단편을 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 발현 벡터.
  10. 경쇄 CDR 서열 9, 10 및 11 및 중쇄 CDR 서열 12, 13 및 14를 포함하고, 사람 PD-1에 대한 사람 PD-L1 또는 사람 PD-L2의 결합을 차단하는 사람 프로그램된 사멸 수용체-1(PD-1)과 결합하는 항체 또는 항체 단편을 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 발현 벡터를 포함하는 분리된 숙주 세포.
  11. a. 제10항에 기재된 숙주 세포를 폴리뉴클레오타이드가 발현되는 조건하에 배양 배지 속에서 배양시킴으로써, 경쇄 및 중쇄 CDR들을 포함하는 폴리펩타이드를 생산하는 단계; 및
    b. 숙주 세포 또는 배양 배지로부터 폴리펩타이드를 회수하는 단계를 포함하는 항체 또는 항체 단편을 생산하는 방법.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 항체 또는 항체 단편과 약제학적으로 허용되는 담체 또는 희석제를 포함하는 조성물.
  13. 암 또는 감염성 질환의 치료용인 의약 제조를 위한 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 항체 또는 항체 단편의 이용.
  14. 제13항에 있어서, 상기 의약은 암의 치료용인 이용.
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