JP2004508036A - 抗体および/またはケモカイン構築物および免疫障害におけるそれらの使用 - Google Patents
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Abstract
本発明は、霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染している細胞の除去のため医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用に関連する。さらに、本発明は、炎症性腎疾患、炎症性腸疾患、多発性硬化症、皮膚疾患、糖尿病または移植拒絶反応の処置、予防および/または緩和のための医薬組成物を調製するための、カモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用を提供する。さらに、本発明は、抗体構築物および/またはケモカイン構築物に関連し、ここで前記抗体構築物はケモカインレセプター5の結合部位およびCD3への結合部位を含み、ここで前記ケモカイン構築物はRANTESおよびトキシンを含むものである。本発明は、また前記抗体またはケモカイン構築物をエンコードするポリヌクレオチド、並びに前記核酸分子を含むベクターおよび宿主を記載するものである。さらに、本発明は、前記抗体構築物、ケモカイン構築物、ポリヌクレオチド、ベクターおよび/または宿主を含む組成物に関連する。好ましくは、前記組成物は医薬組成物である。医薬組成物の調製のための抗体構築物、ケモカイン構築物、ポリヌクレオチド、宿主および/またはベクターの使用、並びに、免疫障害を処置、予防および/または緩和する方法または、潜伏して感染している細胞を除去する方法も記載されており、ここで前記細胞はHIV−1のような霊長類の免疫不全ウイルスに感染したものである。さらに、本発明は、本発明の化合物を含むキットを提供する。
Description
【0001】
本発明は、霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染している細胞の除去のための医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用に関連する。さらに、本発明は、炎症性腎疾患、炎症性腸疾患、多発性硬化症、皮膚疾患、糖尿病または移植拒絶反応の処置、予防および/または緩和のための医薬組成物を調製するための、カモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用を提供する。さらに、本発明は、抗体構築物および/またはケモカイン構築物に関連し、特にここで前記抗体構築物がケモカインレセプター5への結合部位およびCD3への結合部位を含み、ここで前記ケモカイン構築物がRANTESおよびトキシンを含む、構築物である。本発明は、また前記抗体またはケモカイン構築物をエンコードするポリヌクレオチド、並びに前記核酸分子を含むベクターおよび宿主を記載するものである。さらに、本発明は、前記抗体構築物、ケモカイン構築物、ポリヌクレオチド、ベクターおよび/または宿主を含む組成物に関連する。好ましくは、前記組成物は医薬組成物である。免疫障害を処置、予防および/または緩和する医薬組成物、または、潜伏して感染している細胞を除去する医薬組成物の調製のための抗体構築物、ケモカイン構築物、ポリヌクレオチド、宿主および/またはベクターの使用についても記載されており、ここで前記細胞はHIV−1のような霊長類の免疫不全ウイルスに感染したものである。本発明はまた、免疫障害を処置、予防および/または緩和する方法、または、霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染している細胞を除去する方法に関連する。さらに、本発明は、本発明の化合物を含むキットを提供する。
【0002】
いくつかの文書がこの明細書の本文全体にわたり引用されている。ここで引用される各々の文書は(いずれの製品分析表、取扱説明書等も含む)、引用することにより本明細書に取り込まれる。
【0003】
自己免疫疾患、炎症障害、または感染性疾患のような免疫疾患/障害は、増加しているのみならず、世界的な健康問題として実質的な脅威となっている。
【0004】
例えばドイツでは、人口の約1%が自己免疫疾患性のリューマチ性関節炎を患っている。さらに、関節炎を引き起こす多数の他のリューマチ性疾患もある。現在、非ステロイド系抗リューマチ薬、コルチゾン製剤および第2次剤の3種類の薬剤と、TNFα遮蔽剤が、炎症性関節疾患の処置に用いられている。現在まで、治療としては、抗炎症薬や第2次剤の全身投与との組み合わせで、コルチゾン製剤の局所注射に焦点があてられてきた。
【0005】
非ステロイド系抗リューマチ薬は、穏やかな鎮痛性と抗炎症作用を有するが、頻繁に投与された場合には多くの副作用がある(例えば、胃潰瘍、ネフローゼ)。多量の投与では、コルチゾン製剤は、強力な鬱血除去と鎮痛作用があるが、治療の中断後直ぐに再発をもたらす。さらに、コルチゾン製剤は、関節疾患の破壊工程を止めることはできない。コルチゾンによる長期の治療は、通常重篤な副作用を伴う(感染、クッシング現象、骨粗鬆症、羊皮紙様皮膚、代謝およびホルモン障害)。コルチゾンの局所注射は、移動した白血球細胞の活性が減少するだけであるという基本的な不利益がある。浸潤した細胞が破壊されないので、治療の中断の後直ぐに再発が起こる。上述したように、同様のことが全身投与でも起こる。まれに、コルチゾン結晶の刺激作用のために、コルチゾンの注射後炎症が悪化することがある。コルチゾン注射の作用の持続時間は、大きく変化し、最初の無作用から数週間の作用の持続までの範囲にわたる。
【0006】
リューマチ学において、第2次剤を用いて炎症の長期の抑制とコルチゾン製剤の削減を行っている。かなりの毒性のため(アレルギー、感染、悪性疾患、腎不全、血圧分利、肺疾患)、患者のそばにいる医療専門家が必要である。処置の開始後、最初の3ヶ月間は治療効果が現れないであろう。現在、4、5個のこのような第2次剤が使用可能であり、これらは最初は個々に使用され、または治療が効果的でない場合は組み合わせて使用される。たいていは、第2次剤の作用形態についてはほとんど何も知られていない。第2次剤の投与が関節の破壊を消失されるかどうかは、完全には明らかになっていない。近年、新しい一群の物質がリューマチ性関節炎の処置に導入され、これはモノクローナル抗体や溶解性レセプター構築物による細胞シグナル物質(特にTNFα)を遮断することに基づいている。
【0007】
さらに、現在利用可能な治療には反応しない患者もいる。他の場合では、許容できない副作用のために従来の治療を中止しなければならないこともある。
【0008】
同様の状況が、炎症性腎疾患、炎症性腸疾患、多発性硬化症および移植拒絶反応のような他の多くの炎症性および自己免疫疾患でも存在し、これらは現在の処置では多くの限界がある。例えば、炎症性および自己免疫疾患に用いられる薬剤には、アザチオプリン、シクロホスファミド、(プレドニゾンやコルチコステロイドのような)グルココルチコイド、のような抗炎症剤および免疫抑制剤;シクロスポリンA、タクロリマス(FK506)、シロリマス(ラパマイシン)のような免疫抑制剤;およびカルシニューリン、ベータ−インターフェロン、抗TNFアルファモノクローナル抗体(レミケード)のようなタンパク質薬が含まれる。これらの薬剤は、一般的な免疫調整作用を示し、それゆえ効能と副作用プロフィールが処置の選択肢の厳しい制限の原因となりうる(Harrison’s Principles of Internal Medicine, eds. Fauci et al., 14th edition, McGraw−Hill publisher)。
【0009】
炎症性腸疾患(例としては、クローン病、潰瘍性大腸炎がある)は、抗炎症剤であるサルファザラジン(アズルフィジン)およびプレドニゾンのようなグルココルチコイドにより処置され、選択された場合にはTNF−α遮蔽剤により処置される。潰瘍性大腸炎では、アザチオプリンのような薬による免疫抑制治療がよく確立しており、重症患者では、強い免疫抑制剤であるシクロスポリンが用いられる(Harrison’s Principles of Internal Medicine, eds. Fauci et al., 14th edition, McGraw−Hill publisher)。
【0010】
多くの場合で、現在の薬では充分な疾患活性の減少がなされず、外科的介入が時々必要となることさえある。
【0011】
炎症性腎疾患(ネフローゼ)は、例えばグルココルチコイド、アルキル化剤および/またはプラスマフェレーシスにより処置される。同様の処置の選択肢を有するさらなる疾患には、全身性エリテマトーデス(SLE)、シェーグレン症候群、多発性筋炎、皮膚筋炎、混合結合組織疾患、抗リン脂質抗体症候群が含まれる。
【0012】
いくつかのこれらの疾患には、現在ほとんど治療の選択肢がない。これらの疾患のすべてにおいて、1つの炎症性成分が共通する。しかし、この炎症性成分は現在利用可能な薬では充分に抑制できない。例えばアルキル化剤などのいくつかの薬では、患者1人当たりの最大生存投与量を超えることができない。
【0013】
移植拒絶反応は、アザチオプリン、マイコフェノレートモフェティル、グルココルチコイド、シクロスポリン、タクロリマス(FK506)、シロリマス(ラパマイシン)等の免疫抑制剤を用いて処置される。ステロイドと、T細胞上のCD3に結合するマウスのモノクローナル抗体OKT3の少量の投与との組み合わせを用いて、T細胞をアネルギー化し、涸渇させ、シクロスポリンのような免疫抑制剤を用いて治療が続けられる。ヒト抗−マウス抗体I(HAMA)は、一般的な副作用を有し、OKT3の使用が制限される(Fauci et al. sic. 2374−2381)。
【0014】
多発性硬化症を処置する方法には、アザチオプリン、シクロホスファミド、プレドニゾン、コルチコステロイド、シクロスポリンA、カルシニューリン、ラパマイシン、ベータ−インターフェロン等の抗炎症剤のような全体の免疫系に作用する処置が含まれる(Fauci et al. sic. 2415−2419; Wang (2000) j. Immunol. 165,548−57)。さらに、身体的治療および精神的薬理学剤等のクオリティオブライフを改善しうる多数の非特異的処置が行われている。上述した処置の選択肢は、いずれも治癒させる作用はない。最も有望な化合物であるβ−インターフェロンでさえ、相当な副作用を示す一方、わずかに疾患の進行を遅らせるにすぎない。
【0015】
さらに、I型ヒト免疫不全ウイルス(HIV−1)は、エイズの最も一般的な原因であるが、(死亡した人を含めて)5000万人以上に感染しており、また新たに感染する割合は、年間6百万人近いと推定される(AIDS Epidemic Update: December 1999 (UNAIS, Geneva, 1999), www. unaids. org)。同様に困ったことは、その流行が不確定なことにある。アフリカのサハラ付近が世界的な中心であるが、感染の割合は近時は前ソビエト連邦や、インドと中国等の南および東南アジアの一部で増加しており、これらの場所では文字通り数億人が潜在的な危険にある。米国では、感染の新たな波が、女性、少数民族、および同性愛の男性の若い世代で認められてきた。抗レトロウイルス剤の組み合わせの治療により、多くの人々が臨床的に救われているが、その費用と処置の毒性は相当であり、HIV−1感染は依然致命的な疾患のままである。さらに、感染した人々の世界的に大多数の者は、これらの薬剤を入手できない。従って、エイズの人口統計(およびその自然な生長のいくつかの例)が変化しているが、流行は終焉から遙か遠く、その代わりに、これは進化し、拡大し、さらに大きな解決すべき課題としてとどまっている。
【0016】
ヒト免疫不全ウイルス(HIV)は、細胞表面上の2つの鍵となる分子、CD4とコレセプターに最初に結合しない限りヒト細胞に進入できない。最初に認識されるコレセプターはCCR5であり、ウイルスのライフサイクルの後期では、もう一つのケモカインレセプターCXCR4がHIV−1のコレセプターになる(D’Souza, Nature Med. 2,1293 (1996); Premack, Nature Med. 2,1174; Fauci, Nature 384,529 (1996))。性的接触によるウイルスのほとんどの伝染原因となるHIV−1株は、M−指向性ウイルスと呼ばれる。これらのHIV−1株は(NSI1次ウイルスとしても知られているが)、1次CD4+T細胞およびマクロファージ中で複製し、ケモカインレセプターCCR5(および、頻度は低いもののCCR3)をそれらのコレセプターとして利用する。T−指向性イルス(時にSI1次と呼ばれる)も1次CD4+T細胞内で複製するが、in vitroでは確立されたCD4+T細胞系にさらに感染し、これはケモカインレセプターCXCR4(フュージン)を介して行われる。これらのT−指向性株の多くが、CXCR4に加えてCCR5を利用でき、いくつかは、少なくともあるin vitroの条件下で、CCR5を介してマクロファージに進入できる(D’Souza, Nature Med. 2,1293 (1996); Premack, Nature Med. 2,1174; Fauci, Nature 384,529 (1996))。他のコレセプターがHIV−1の病因に寄与するかどうかは解明されていないが、いくつかのT−指向性株のための他のコレセプターの存在がin vitro試験から推察される。M−指向性HIV−1株がHIVの性的伝染の約90%に関係しているので、CCR5は患者内のウイルスに対する優勢なコレセプターであり;CXCR4を用いる(T−指向性の)株の伝染(または全身での確立)は、まれである(D’Souza, Nature Med. 2,1293 (1996); Premack, Nature Med. 2,1174; Fauci, Nature 384, 529 (1996), Paxton, Nature Med. 2,412 (1996); Liu, Cell 86,367 (1996); Samson, Nature 382,722 (1996); Dean, Science 273,1856 (1996); Huang, Nature Med. 2,1240 (1996))。しかし、SIウイルスがin vivoで一旦進化すると(またはそれらが伝染すると)、それらは特に毒性となり、疾患の進行を早める原因となる(D’Souza, Nature Med. 2, 1293 (1996); Premack, Nature Med. 2,1174; Fauci, Nature 384,529 (1996), Schuitemaker, J. Virol. 66,1354 (1992); Connor, J. Virol. 67,1772 (1993); Richman, J. Infect. Dis. 169,968 (1994); R. I. Connor et al., J. Exp. Med. 185,621 (1997); Trkola, Nature 384,184 (1996))。
【0017】
標的細胞上のコレセプター分子の数と同一性、および異なるコレセプターを介して細胞に進入しそうなHIV−1株の能力は、疾患の進行の重要な決定因子であるように思える。これらの因子は、HIV−1感染の宿主−およびウイルス−依存の両方の見地に重大な影響を与える。例えば、CCR5のホモ接合欠損(デルタ32)は、in vivoおよびin vitroにおけるHIV−1感染の抵抗性に強く相関する。欠損したCCR5対立遺伝に対してヘテロ接合の個体は、感染に対して単に弱い保護しかなく、疾患の進行をわずかに遅くするだけである(Paxton, Nature Med. 2,412 (1996); Liu, Cell 86,367 (1996); Samson, Nature 382,722 (1996); Dean, Science 273,1856 (1996); Huang et al., Nature Med. 2,1240 (1996))。しかし、他の因子が活性化したCD4+T細胞上のCCR5発現のレベルに影響し、それによりin vitroにおけるHIV−1感染の効率に影響する(Trkola, Nature 384, 184 (1996); Bleul, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 94,1925 (1997))。理由はまだ明確になっていないが、細胞表面のCCR5発現量(MIP−1結合により測定)は、2つの野生型CCR5対立遺伝子を有する個体からのCD4+T細胞上で20倍変化する(Trkola, Nature 384,184 (1996))(図面を参照)。CCR5特異的モノクローナル抗体による染色により、同様の大きな変化が示された(Wu, J. Exp. Med. 186: 1373−81 (1997))。このような変化は、CCR5の1つの欠損した対立遺伝子のどの効果よりもはるかに影響があるであろう。これらは疾患に対する抵抗性を増加させる制御可能な因子を示すので、この変化の原因は徹底した研究の主題になるべきである。
【0018】
最も主要なものとして、霊長類の免疫不全ウイルスの臨床的単離には、進入のためのケモカインレセプターCCR5が用いられる(Feng, Science 272,872 (1996); Choe, Cell 85,1135 (1996); Deng, Nature 381,661 (1996); Dragic et al., Nature 381, p. 667; Doranz, Cell 85,1149 (1996); Alkhatib, Science 272,1955 (1996))。伝染して感染当初の数年間優勢である多くのHIV−1の単離では、CCR5は絶対のコレセプターであり、遺伝的にCCR5発現が欠損しているまれな個体では、HIV−1感染に対し相対的に耐性がある(Connor, J. Exp. Med. 185,621 (1997); Zhang, Nature 383,768 (1996); Bjorndal, J. Virol. 71,7478 (1997); Dean, Science 273,1856 (1996); Liu, Cell 86,367 (1996); Paxton, Nature Med. 2,412 (1996); Samson, Nature 382,722 (1996))。感染経過の後期に起こるHIV−1の単離にはしばしば他のケモカインレセプターが用いられ、たびたびCXCR4がCCR5に加えて用いられる。キメラのエンベロープ糖タンパク質の研究により、gp120の第3の可変(V3)ループがどのケモカインレセプターが使われるかの主要な決定因子であることが示された(上記の文献およびCocchi, Nature Med. 2,1244 (1996); Bieniasz, EMBO J. 16,2599 (1997); Speck, J. Virol. 71,7136 (1997)を参照のこと)。たとえCD4の結合が野生型のレベルで起こるとしても、V3が削除されたgp120ではCCR5に結合しない。V3ループに対する抗体は、gp120−CCR5の結合を妨害する(Trkola, Nature 384,184 (1996); Wu, Nature 384,179 (1996); Lapham, Science 274, 602 (1996); Bandres, J. Virol. 72,2500 (1998); Hill, Science 71,6296 (1997))。これらの結果は、ケモカインレセプターの結合にV3ループが関与していることを支持するものである。
【0019】
M−指向性株が優勢の場合は、HIVの潜伏は感染のごく初期の段階で確立する。M−指向性株は、感染する標的細胞上のCCR5の存在に依存する。M−指向性HIV−1の基本的なコレセプターとしてのCCR5の重要性は、ホモ接合32塩基対の欠失(デルタ32)によるCCR5が欠損した個体がHIV−1感染に非常に耐性があるという事実により強調される。CD4、CD25、またはCD45ROのような他のマーカーとは対照的に、CCR5は、HIV−1感染しやすいリンパ球や他の細胞のサブセット上にだけ存在する(Rottmann (1997) Am J Pathol 151,1341−1351; Naif (1998) J Virol 72,830−836; Lee (1999) Proc. Nat Acad. Sci. 96, 5315−5220)。
【0020】
潜伏して感染した細胞を除去するために、いくつかの方法が仮定された。一つの方策は、潜伏して感染しているものをウイルス産生に誘導し、それによって細胞死に誘導するものである。この文脈において、1つの方法は、ウイルスの貯蔵が涸渇するまでHAARTの存在下でIL−2(TNF−アルファ、IL−6)を投与することである(Chun (1998) J. Exp. Med. 188,83−91; Chun (1999) Nat. Med. 5,651−655; Stellbrink (1999) Abstracts of the 6th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections (Foundation for Retrovirology and Human Health, Alexandria, VA), abstr. 356. p. 135 ; Imamichi (1999) Abstracts of the 6th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections (Foundation for Retrovirology and Human Health, Alexandria, VA), abstr. 358, p. 135)。これらの細胞は、活性化の後死亡すると信じられている。潜伏して感染した細胞のすべての貯蔵を涸渇させられるのかどうかは、疑問がある。
【0021】
試みられた他の方策は、細胞表面のgp−120発現に基づいて潜伏して感染した細胞を特異的に殺すものである。gp−120を認識する抗毒素が提案されたが、2つの理由により失敗した。ヒトにおいて試験された1つの構築物は、シュードモナスエーロギノサ(緑膿菌)のエクソトキシンA(PE)に結合した溶解性CD4から成るタンパク質であった。臨床的結果は、肝毒性の投与量制限のために失望するものであり、効果の徴候を示すことなく、その計画は終了した(Ashorn (1990) Proc. Natl Acad. Sci 87,8889−8893; Berger (1998) Proc. Natl Acad. Sci. 95,11511−11513)。失敗の第2の理由は、潜伏して感染した細胞は、gp−120やgp−41等のウイルス表面糖タンパク質を発現しないことであった。従って、潜伏して感染した細胞の除去のためにgp−120やgp−41を標的とするという方法は、使えない。
【0022】
潜伏して感染した細胞を除去するための他の方法としては、すべてのCD4+T細胞画分 (Berger (1998) Proc. Natl Acad. Sci. 95,11511−11513) や、CD25−陽性画分(Bell (1993) Proc. Natl Acad. Sci. 90,1411−1415)、CD45RO記憶細胞画分(McCoig (1999) Proc. Natl. Acad. Sci 96,1148211485)を除去することに基づくものがある。しかし、これらのマーカーは、すべての潜在的感染細胞に充分に含まれているものではない。このような細胞には、CD4−陽性細胞や記憶細胞またマクロファージに加え、非造血細胞も含まれる。
【0023】
WO98/18826には、哺乳動物(例えばヒト)のケモカインレセプター5に対して誘導された抗体が記載されており、前記抗体はCCR5を有する細胞とHIVのような潜在的リガンドとの相互作用を阻害する方法において提案されている。前記方法はHIV感染を阻害するものとして提案される。さらに、炎症性疾患、自己免疫疾患および移植拒絶反応に対する処置の選択肢として提案されている。しかし、これらの処置の選択肢はすべて、免疫グロブリン分子のような特異的抗体そのもの、またはそれらの機能的部分がレセプター−リガンド相互作用を妨害するとの仮定に基づいている。しかし、これらの抗体が関連性のある細胞を涸渇させる能力を有するかどうかは、疑問がある。さらに、WO98/18826は、HIVとCCR5レセプターとの相互作用を防ぎ、これによりHIV感染を防ぐことを単に考えているにすぎない。
【0024】
白血球、特にT細胞は、感染性の物質に対する免疫反応の鍵となる調整因子と信じられており、炎症性腸疾患、炎症性腎疾患、炎症性関節疾患、多発性硬化症や関節炎のような自己免疫障害、乾癬性損傷のような皮膚疾患、糖尿病および移植拒絶反応などの、炎症工程の開始および維持のための決定的な成分である。
【0025】
従って、本発明が解決すべき技術的課題は、自己免疫疾患、炎症性の工程および/または免疫細胞のウイルス感染のような免疫病理学に関連する活性化した白血球の抑制を導くことのできる新規の手段と方法を提供することである。
【0026】
よって、本発明は、霊長類の免疫不全ウイルス、好ましくはヒト免疫不全ウイルス、最も好ましくはHIV−1に潜伏して感染した細胞の除去のための医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用に関連する。
【0027】
本発明の文脈において、ケモカインレセプターに結合する前記抗体および/またはケモカイン構築物の結合は、標的細胞、主に前記霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染した細胞を涸渇させるおよび/または破壊する結果をもたらす。
【0028】
驚くべきことにこの発明において、ケモカインレセプターに対して誘導された高度に特異的な抗体が、前記ケモカインレセプターを発現している細胞を破壊し、分解し、および/または涸渇させることができないことが示された。しかし、本発明において記載され開示されたように、抗体構築物またはケモカイン構築物は、前記ケモカイン−レセプター陽性細胞と特異的に相互作用でき、前記細胞を涸渇させることができる。前記涸渇/破壊は、例えば単球、マクロファージ、T細胞(特に好ましくは細胞毒性T細胞)または樹状細胞のような、特異的なエフェクター細胞の誘引によりなされるであろう。たとえモノクローナル抗体が悪性細胞の破壊/涸渇において成功を示したとしても(例えば Maloney (1999), Sem Oncol. 26,76−78を参照)、本明細書や添付の実施例に記載されているように、白血球の特定の特殊型、(リンパ球、多核白血球および単球を含む)特にCCR5+単球、T細胞および樹状細胞に対しては効果的でないように思われる。
【0029】
本発明において、「抗体および/またはケモカイン構築物」(即ち抗体構築物および/またはケモカイン構築物)の用語は、ここに記載される分子、多機能構築物および化合物を含むのみならず、それらの機能的フラグメントをも含む。前記構築物の機能的フラグメントとは、標的細胞上のケモカインレセプターに結合/と相互作用でき、前記標的細胞を涸渇させ、分解しおよび/または破壊する手段を提供する、フラグメントを意味する。
【0030】
本発明において、特異的ケモカインレセプターは、これらに限定されないが、CXCR3、CXCR4、CXCR5、CCR1、CCR2、CCR3、CCR4、CCR5、CCR6、CCR7、CCR8、CCR9、XCR1、CCR10およびCX3CR1を含む。前記ケモカインレセプターに結合するケモカインおよび/またはケモカインリガンドは、この分野においてよく知られており、特に表4に記載されるものがある。さらに、ケモカインおよび対応するレセプターはMurphy (2000), Pharm. Reviews 52,145−176に開示されている。ケモカイン、ケモカインリガンドおよび/またはレセプターは、好ましくは霊長類、より好ましくはヒトケモカイン/リガンド/レセプターである。
【0031】
本発明は、炎症性腎疾患、炎症性腸疾患、多発性硬化症、皮膚疾患、アレルギー性反応、糖尿病または移植拒絶反応の処置、予防および/または緩和のための医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用にも関連する。
【0032】
前記皮膚疾患は、特に、乾癬の障害、アトピー性皮膚炎または慢性炎症性皮膚を含む。CCR6の発現は、乾癬患者由来のPBMC中でアップレギュレートされる。さらに、CCR6リガンド(CCL20=MIP3アルファ)およびCCR6は、乾癬皮膚においてアップレギュレートされる。さらに、CCL20を発現しているケラチノサイトは、T細胞が浸潤した皮膚にともに局在化する(Homey (2000) J. Immunol. 164,6621−6632)。さらに、CCR10は、メラノサイト、皮膚繊維芽細胞、皮膚内皮細胞、T細胞および皮膚由来ランゲルハンス細胞で検出され、ケラチノサイトでは検出されない。CCR10リガンド(CCL27)は、皮膚関連発現パターンを有する(Homey (2000) J. Immunol. 164,3465−3470; Charbonnier (1999) J. Exp. Med 190,1755−1768)。さらに、CCR4およびそのリガンド(TARC、MDC)は、慢性炎症性皮膚においてアップレギュレートされる。さらにCCR4は、皮膚に侵入したT細胞のホーミングレセプターである。CCR4+T細胞は、全T細胞のほんの小さい部分集合であり、それゆえCCR4+T細胞の涸渇は種々の炎症性皮膚疾患においてその徴候を示す(Campbell (1999) Nature 400,776−780)。CCR3およびエキソトキシンの発現は、アトピー性皮膚炎で増強され、炎症の開始および維持に寄与するであろう(Yawalkar (1999) J. Invest. Dermatol. 113,43−48)。
【0033】
事実上、リューマチ性関節炎、滑液、並びに、潰瘍性大腸炎、慢性膣炎およびサルコイドーシスのような種々の炎症性組織のすべてのT細胞は、CXCR3を発現する。一方で正常リンパ節のほとんどT細胞は、CXCR3陽性ではない。
【0034】
多発性硬化症については、ミエリンを破壊された脳の損傷に浸潤するT細胞上で、影響された患者の末梢血液中と同様に、CCR5およびCXCR3が優勢に発現することが示された。対応するリガンドMIP−1αおよびIP−10はプラーク中でも検出される(Balashov (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. 96,6873−6878)。T細胞の除去は、この自己免疫疾患のT細胞アームを遮蔽するであろう。
【0035】
多発性硬化症患者の死後のCNS組織のベータケモカインレセプターの発現の免疫化学的分析により、慢性的活性MSの損傷におけるCCR2、CCR3およびCCR5の発現が泡沫状マクロファージに関係し、ミクログリアにより活性化されるが、対照CNS組織ではこれらのケモカインレセプターはミクログリアル細胞では低いレベルでしか発現しないことが示された。CCR2およびCCR5は、多数の浸潤するリンパ球上にも存在し、MSの5/14の場合でCCR3およびCCR5は、星状細胞上にも発現した。MSにおけるCNSでのCCR2、CCR3およびCCR5の増加した発現は、これらのベータケモカインレセプターおよびそれらのリガンドがMSにおいて病因の役割を果たしていることを示唆している(Simpson, J. Neuroimmunol., 2000,108,192−200)。
【0036】
CCR3およびCCR5の高い発現は、ホジキン病患者由来のリンパ節のT細胞およびB細胞においても観察された。CCR3がCD4+およびCD8+細胞に同等に分散している一方、CCR5はおもにCD4+細胞に関係した。これらのデータは、ケモカインがホジキン病の非腫瘍性リンパ球の浸潤の形成に関係することを示唆するものである(Buri, Blood, 2001,97,1543−8)。
【0037】
歯周病は、グラム陰性菌の種に関連する末梢感染である。中程度から進行した歯周病患者では、CCR5ケモカインレセプターを発現している細胞が炎症性浸潤において見出された(Gamonal, J. Periodontal. Res., 2001,36,194−203およびTaubman, Crit. Rev. Oral. Biol. Med. 2001,12, 125−35)。
【0038】
I型糖尿病は、T細胞媒介の自己免疫疾患であると見なされている。脾臓におけるCCR5レセプターの発現は、関連する動物モデルにおけるI型糖尿病の進行と関係した(Cameron (2000) J. Immunol. 165,1102−1110)。特に、CCR5の発現は、インスリン炎症の発展や自発性I型糖尿病と関係した。
【0039】
特定のケモカインが、関連する動物モデルのI型糖尿病のT細胞転移に関係した:RANTES、MCP−1、MCP−3、MCP−5、IP10。これらのケモカインは、th1免疫反応をもたらす(Bradley (1999) J. Immunol. 162: 2511−2520)。
【0040】
上述した炎症性腸疾患は、クローン病および大腸炎潰瘍を含みうる。
【0041】
CCR9は腸に対してホーミングするT細胞上で発現し、クローン病および大腸炎潰瘍において誘導される。すべての腸の粘膜固有層と上皮内リンパ球は、CCR9を発現する(Zabel (1999) J. Exp. Med. 190,1241−1256)。
【0042】
さらに、本発明の文中で記載したように、抗体および/またはケモカイン構築物は、移植の間および/またはその後の合併症を避けるため、即ち移植拒絶反応および対宿主性移植片疾患を避けるためにも有用である。
【0043】
CCR7は、ナイーブT細胞および樹状細胞上で発現し、リンパ組織への細胞の移動を媒介する。従って、CCR7+細胞の除去は、例えば移植後の新しい抗原に対する免疫反応を防ぐであろう。このような処置は、全般的な免疫抑制ではなく、新しい抗原に対して選択的なものであり、CCR7+細胞を涸渇させる本発明の薬剤の投与期間に限定される(Forster (1999) Cell 99,23−33)。CXCR5は、末梢血液と扁桃腺のナイーブB細胞上、および記憶T細胞上で発現する。CXCR5+B細胞の除去は、体液性反応の確立を防ぐであろう。さらに、記憶T細胞の除去は、免疫反応の細胞成分を減少させるであろう(Murphy (2000) Pharmacological Reviews 52,145−176)。
【0044】
アレルギーおよび/またはアレルギー反応の処置のための医薬組成物を提供するために、ここに記載されたような抗体および/またはケモカイン構築物が用いられる。エクソトキシンおよびRANTESに結合するCCR3が、アレルギー反応に関係する、好酸球、Th2細胞、マスト細胞、好塩基球上で発現することが示された(Romangnani (1999) Am. J. Pathol. 155,1195−1204)。
【0045】
上述した腎または腎臓疾患に関する限り、CCR5陽性T細胞が繊維症を導く間質性の工程に役割を果たすであろうことが示された。CCR5陽性細胞は、移植拒絶反応と同様に、種々の糸球体および間質性疾患の間質性浸潤において同定された。前記疾患は、急性および慢性の腎炎、IgA腎症、およびその他を含む(Segerer (1999), Kidney Int. 56,52−64)。
一時的免疫複合体糸球体腎炎(IC−GN)のモデルにおいて、CCR1、CCR2、およびCR5は早期に発現し、尿蛋白および白血球浸潤の最大時においてはすでにダウンレギュレートされていた。CCR5の発現は、単離された糸球体の原位置ハイブリダイゼーションおよび定量的逆転写PCRにより、糸球体に位置していた(Anders, J. Am. Soc. Nephrol., 2001,12,919−31)。いくつかの腎疾患の38人の患者の腎臓において、CCR1−およびCCR5−陽性マクロファージとT細胞が、免疫組織化学により示されるように、糸球体および間質の両方において検出された。腎性CCR5−陽性細胞は、グルココルチコイドにより誘導される回復期の間に顕著に減少した(Furuichi, Am. J. Nephrol., 2000,20,291−9)。
【0046】
本発明の好ましい態様において、本発明は、上述したように医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用を提供し、ここで前記ケモカインレセプターは、ケモカインレセプター5(CCR5)である。前記CCR5は、好ましくはヒトCCR5である。
【0047】
ケモカインレセプターCCR5は、前炎症性ケモカインRANTES、MIP1−α、MIP1−βおよびMCP−2に結合するGタンパク質共役型7回膜貫通ドメインレセプターの大きなファミリーの構成員である。ケモカインは、接着分子と共同して作用して白血球の管外流失を誘発し、組織損傷部位へのそれらの移動を誘導する。
【0048】
CCR5は、少数のT細胞上および単球上で発現し、HIV感染の早期の段階で優勢であるM−指向性HIV−1株のさらに主要なコレセプターである。
従って、上述した医薬組成物は、特にCCR5+白血球の涸渇に有用であり、HIV−1に潜伏して感染している細胞の除去に有用であろう。従って、CCR5+細胞の涸渇は、HIVに潜伏して感染している細胞の数を減少させ、有効な抗ウイルス剤、好ましくは抗レトロウイルス治療との組み合わせにおいて特に有用であろう。
特に好ましい態様において、前記抗体構築物は、第1の抗原としてケモカインレセプター、好ましくはCCR5に結合し、第2の抗原としてエフェクター細胞のCD3抗原に結合する二重特異性抗体である。好ましくは、前記CD3抗原はT細胞、好ましくは細胞毒性T細胞の表面にある。従って前記CD3は、上述した細胞上に発現している抗原を表し、多重分子(T)細胞レセプター複合体の一部であろう。
【0049】
二重特異性抗体は、共有結合により特異的な抗体に結合することや、ダイアボディ法のような他の方法により、ハイブリッド−ハイブリドーマ技術を用いて構築されうる(Kipriyanow, Int. J. Cancer 77 (1998), 763−773)。
【0050】
前記二重特異性抗体が単鎖抗体構築物であることが好ましい。
【0051】
よく知られたように、完全な抗原認識および結合部位を含む最小抗体フラグメントFvは、1つの重鎖と1つの軽鎖可変ドメイン(VHおよびVL)が非共有結合的に結合したダイマーから成る。天然抗体に見出されるものに対応するこの立体配置において、各々の可変ドメインの3つの相補性決定領域(CDR)は、VH−VLダイマー表面の抗原結合部位を決定するように相互作用する。集合的に、6つのCDRは、抗体に対する抗原結合特異性を付与する。CDRの側面に位置するフレームワーク(FR)は、ヒトおよびマウスのような多様な種の天然の免疫グロブリン中で本質的に保存された3次構築物を有する。これらのFRは、それらの適切な配向によりCDRを保持するように働く。
【0052】
不変ドメインは、結合機能を要求されず、VH−VL相互作用を安定化させる手助けをするであろう。通常全結合部位よりも低い親和性ではあるが、単鎖可変ドメイン(または抗原に対して特異的なわずか3つのCDRを含むFvの半分)でさえ、抗原を認識し結合する能力を有する(Painter, Biochem. 11 (1972), 1327−1337)。よって、本発明で定義され記載された抗体構築物の結合部位の前記ドメインは、異なる免疫グロブリンのVH−VL、VH−VH、またはVL−VLドメインの対でもよい。ポリペプチド鎖内のVHとVLドメインの順番は本発明に対して決定的なものではなく、上述したドメインの順番は機能を失うことなく通常逆にしうる。しかしながら、抗原結合部位が適切に折りたたまれるようにVHとVLドメインが配列することは、重要である。
【0053】
抗体/免疫グロブリンの異なる部分は、通常の方法により結合され、または、組み換えDNA技術により近接タンパク質として構築され、例えば、キメラやヒト化抗体鎖をコードする核酸分子を近接タンパク質を構築するために発現させる方法などによる(例えば、Mack et al. (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 92, pp. 7021−7025を参照)。
【0054】
以下のFvフラグメントを有する単鎖抗体が好ましい:ケモカインレセプターに対する、好ましくはCCR5に対するモノクローナル抗体のsc−Fvフラグメント、およびCD3に対するモノクローナル抗体のsc−Fvフラグメント。この場合、ケモカインレセプターに対して誘導されたFvフラグメントおよびCD3に対するFvフラグメントの両方は、N末端位に位置するであろう。CCR5に対するFvフラグメントは、N末端位にあることが好ましい。VLとVH抗体ドメインの順番は、両方の構築物で換えることができ、好ましくはCCR5に対するFvフラグメントの順番は、VL−VHであり、CD3に対するFvフラグメントの1つは、VH−VLである。可変ドメイン間、また同様に2つのFvフラグメント間のリンカーは、ペプチドリンカーから成り、好ましくは1から25のアミノ酸の親水性で柔軟なグリシン−およびセリン−含有リンカーから成っていてもよい。
【0055】
例えば、6×Hisの、C−またはN−末端位にある付加的ヒスチジン鎖は、精製および検出を簡単にするために用いられる。
【0056】
通常の二重特異性抗体と比較して、二重特異性単鎖抗体は、たった1つのタンパク質鎖から構成され、それ故それらの組成が正確に定義できるという長所がある。それらは、通常<60kDの低い分子量を有しており、組み換え技術を用いて、例えばCHO細胞等の適当な細胞系において容易かつ大きなスケールで産生することができる。しかし、最も本質的な長所は、不変抗体ドメインを有さず、それ故これらがその標的細胞、即ちケモカインレセプター発現細胞に結合する時に、Tリンパ球を溶解するように活性化するのみであるということである。従って、単鎖抗体は重篤な副作用が少ないかほとんどない臨床への使用において、通常の二重特異性抗体にしばしば勝るものとなる。
【0057】
MC−1は、ヒトCCR5の第2の細胞外ループの第1の部分に特異的に結合し、添付の実施例に示されるようにアカゲザル由来のCCR5と交差反応をしないことが示された。従って、単鎖抗体構築物が、ケモカインレセプター、好ましくはヒトCCR5に対して特異的な抗体のVLとVHドメイン、および、CD3抗原に対して特異的な抗体のVHとVLドメイン、を含むことが好ましい。ヒトCCR5に特異的な前記抗体は、ネズミ抗ヒトCCR5抗体MC−1であり、特にMack (1998), J. Exp. Med. 187, 1215−1224および添付に実施例に記載されている。また、(添付の実施例で特徴づけられ、またSegerer (1999), loc. cit.に記載されているように)MC−5のような他のα−CCR5抗体が本発明の文脈に含まれていることを認識できるであろう。CD3抗原に特異的な抗体は、ガンマ、デルタ、イプシロン、ゼータ鎖を認識する抗体、特に好ましくはイプシロン鎖とCD3ゼータ鎖を認識する抗体から成る群より選ばれうる(Jakobs (1997) Cancer Immunol Immunother. 44,257−264; Mezzanzanica (1991) Cancer Res 51,5716−5721)。抗イプシロン鎖抗体の例としては、OKT3(WO 91/09968, Kung et al., Science 206,347−349 (1979); Van Wauwe, J. Immunol. 124,2708−2713 (1980); Transy, Eur. J. Immunol. 19,947−950 (1989); Woodle, J. Immunol. 148,2756−2763 (1992); Ada, Human. Antibod. Hybridomas, 41−47 (1994))および TR66 (Traunecker (1991) EMBO J. 10, 3655−3659)がある。CD3ゼータ鎖に対するモノクローナル抗体の例としては、H2D9、TIA2(ともにベクトンディッキンソン)、G3(セロテック(株))がある。
本発明の使用の特に好ましい態様として、上述した単鎖抗体のVLとVHドメインは、VL(MC−1)−VH(MC−1)−VH(CD3)−VL(CD3)の順に配列しており、ここでVL(MC−1)が配列番号12で表されるアミノ酸配列を含み、前記VH(MC−1)が配列番号16で表されるアミノ酸配列を含み、前記VH(CD3)が配列番号26で表されるアミノ酸配列を含み、および/または前記VL(CD3)が配列番号28を含むことが特に好ましい。MC−1抗体の特異的CDR部分は、配列番号29から34に示されており、ここで配列番号29はVLMC−1のCDR1を示し、配列番号30はVLMC−1のCDR2を示し、配列番号31はVLMC−1のCDR3を示し、配列番号32はVHMC−1のCDR1を示し、配列番号33はVHMC−1のCDR2を示し、そして配列番号34はVHMC−1のCDR3を表す。前記二重特異性抗体は、特に配列番号17で表される核酸配列によりエンコードされるアミノ酸配列を含み、または配列番号18で表されるアミノ酸配列を含んでもよい。
【0058】
本発明の使用の他の態様として、抗体構築物は第1の抗原として前記ケモカインレセプターに、第2の抗原としてトキシンに結合する二重特異性抗体である。抗体は前記トキシンに共有結合し、前記抗体―トキシン構築物は化学的カップリングにより構築され、前記抗体および修飾された若しくは修飾されていない原核生物若しくは真核生物のトキシンから融合タンパク質またはモザイクタンパク質を産生しうる。さらに、前記抗体は、さらなる多量化ドメインを介して前記トキシンに結合してもよい。
【0059】
本発明の使用のさらなる態様として、前記抗体構築物は、多量化ドメインを介して、in vitroおよび/またはin vivoでCD3抗原および/またはトキシンに結合する第2の抗体構築物に結合できる。前記多量化は、特にヘテロ(二)量化を介して得られるであろう。例えば、不変免疫グロブリンドメインのヘテロ(二)量化領域が用いられうる。他の多量および/またはヘテロ二量化ドメインはこの分野で知られており、ロイシンジッパー,T細胞レセプターのα−およびβ−鎖またはMHCクラスII分子に基づいている。さらに、jun−およびfos−に基づくドメインが用いられうる(de Kuif (1996) J. Biol. Chem. 271,7630−7634; Kostelny (1992), J. Immunol. 148,1547−1553)。多量化ドメインのさらなる例としては、Sakamoto (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91,8974−8978; Lee (1994) Nat. Struct. Biol. 1,877−890; Jeffrey (1995) Science 267,1498−5102 or Nooren (1999) Nat. Struct. Biol. 6,755−759)に記載されているような、p53−およびMNT−ドメインがある。
【0060】
本発明の他の態様として、上述したケモカイン構築物は、修飾された若しくは修飾されていないケモカインと修飾された若しくは修飾されていないトキシンとの融合構築物である。前記構築物は、特に多量化ドメインを介してin vitroおよび/またはin vivoでCD3抗原および/またはトキシンに結合する抗体構築物に結合する。適切な多量化ドメインは、先行文献に記載されており、上述した。ケモカイン−トキシン構築物は、特に化学的カップリングの結果であり、(添付の実施例に示したように)組み換えにより産生され、またはケモカインと修飾された若しくは修飾されていない原核生物若しくは真核生物のトキシンとの融合タンパク質として産生されうる。前記ケモカインがヒトケモカインレセプターCCR5に結合し、特にRANTES,MIP−1α、MIP−1β、MCP−2、MCP−3または前記レセプターに結合できるそれらのフラグメントを含むことが、特に好ましい。好ましいトキシンは、PE38、PE40またはPE37のようなシュードモナスのエクソトキシンの切断されたものでもよい。この発明の文脈において、最も好ましくはPE38である。
【0061】
さらに、本発明に従って、前記ケモカイン構築物は、CD3抗原に結合できる抗体構築物に結合する、および/またはトキシンに共有結合した、抗体構築物に共有結合したケモカインを含みうる。
【0062】
本発明の使用の特に好ましい態様として、抗体および/またはケモカイン構築物は、ケモカインレセプター、好ましくはCCR5レセプター、最も好ましくはヒトCCR5レセプターに結合する抗体および/またはケモカインを少なくとも1つ含むヘテロミニボディ構築物である。前記ヘテロミニボディ構築物は少なくとも1つのトキシンを含み、前記ヘテロミニボディ構築物が上記に定義したケモカインレセプターおよび/またはエフェクター細胞のCD3抗原に結合することが特に好ましい。好ましいケモカインは上述したケモカインであり、好ましいトキシンは上述したトキシンであり、これらは修飾されていても修飾されていなくてもよい。ケモカインは、この分野でよく知られており、特にMurphy (1999), loc. citに記載されている。従って、ケモカインがRANTES、MIP−1β、MIP−1α、MCP−2およびMCP−3またはそれらの機能的フラグメントから成る群より選ばれることが好ましい。この発明の内容において、最も好ましいケモカインはRANTESである。前記ケモカインの機能的フラグメントは、前記ケモカインレセプター、好ましくはヒトCCR5に結合またはこれと相互作用できるフラグメントである。ヘテロミニボディは、この分野で知られており、その製造については、特にWO00/06605に記載されている。前記ヘテロミニボディは、ケモカインレセプター、好ましくはヒトCCR5に結合またはこれと相互作用する少なくとも1つの抗体および/またはケモカインを含む多機能化合物であり、(さらに)以下に定義されるトキシンおよび/またはCD3抗原に対する結合部位を含みうる。
【0063】
好ましい態様として、本発明で用いられる抗体構築物またはケモカイン構築物は、融合(ポリ)ペプチドまたはモザイク(ポリ)ペプチドである。前記融合(ポリ)ペプチドは、上述したように単に構築物のドメインおよびそれらの機能的フラグメントのみを含んでいてもよい。しかし、前記融合(ポリ)ペプチドがさらにドメインおよび/または機能的伸長を含むことも企図される。従って、前記融合(ポリ)ペプチドは、少なくとも1つのさらなるドメインを含むことができ、前記ドメインは共有結合または非共有結合により結合している。このような構築物の構築と同様にその結合は、この分野で知られた方法に従った遺伝子融合に基づくことができ(Sambrook et al., loc. cit., Ausubel,”Current Protocols in Molecular Biology”, Green Publishing Associates and Wiley Interscience, N. Y. (1989))、または例えばWO94/04688に記載されたような化学的架橋等により行うことができる。構築物に存在するさらなるドメインは、好ましくは柔軟なリンカー、より都合よくは(ポリ)ペプチドリンカーにより結合され、ここで前記(ポリ)ペプチドリンカーは好ましくは、前記さらなるドメインC末端から、ペプチド、(ポリ)ペプチドまたは抗体のN末端の、若しくはその逆の間の距離にわたり充分な長さの複数で親水性のペプチド結合したアミノ酸を含む。前記リンカーは、特にグリシン、セリン、および/または、グリシン/セリンリンカーでもよい。さらなるリンカーは、オリゴマー化ドメインを含む。オリゴマー化ドメインは、1つの機能的分子で2つまたはいくつかの自己抗原またはそれらのフラグメントの組み合わせを容易にする。オリゴマー化ドメインの非限定の例としては、(jun−fos、GCN4、E/EBPのような)ロイシンジッパー(Kostelny, J. Immunol. 148 (1992), 1547−1553; Zeng, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94 (1997), 3673−3678, Williams, Genes Dev. 5 (1991), 1553−1563; Suter,”Phage Display of Peptides and Proteins”, Chapter 11, (1996), Academic Press)、不変ドメインCH1およびCLのような抗体由来オリゴマー化ドメイン (Mueller, FEBS Letters 422 (1998), 259−264) 、および/またはGCN4−LIのような四量化ドメインがある(Zerangue, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97 (2000), 3591−3595)。
【0064】
さらに、本発明に用いられ、または以下に記載される抗体構築物またはケモカイン構築物は、少なくとも1つのさらなるドメイン、特に例えばヒスチジン伸長のような精製手段を提供するドメインを含んでいてもよい。前記さらなるドメインは、共有結合または非共有結合により結合しうる。
【0065】
結合は、この分野で知られたまたはここに記載された方法による遺伝子融合に基づくことができ、または例えばWO94/04686に記載されたような化学的架橋等により行うことができる。この発明で記載され、開示された構築物に存在するさらなるドメインは、好ましくは柔軟なリンカー、より都合よくはポリペプチドリンカーにより、結合部位ドメインの1つに結合し、ここで前記ポリペプチドリンカーは、水溶液に置かれたときに前記ポリペプチドが結合に適したコンフォメーションとなる、前記ドメインの1つのC末端から前記ドメインの他のN末端の距離にわたり充分な長さの複数で親水性のペプチド結合したアミノ酸を含む。好ましくは、前記ポリペプチドリンカーは、前述した態様に記載したようなポリペプチドリンカーである。本発明のポリペプチドは、エンテロキナーゼのようなプロテイナーゼの切断リンカーまたは切断部位をさらに含んでいてもよい。
【0066】
本発明の使用、組成物および方法として開示した前記構築物が免疫調整因子として機能しうるさらなるドメインを含むことも、企図される。前記免疫調整因子には、限定されないが、サイトカイン、リンフォカイン、T細胞補助刺激リガンド等が含まれる。
【0067】
ナイーブT細胞のプライミングをもたらす充分な活性化は、1次免疫反応に重要であり、樹状細胞のような専用のAPC(抗原提示細胞)由来の2つのシグナルに依存する。第1のシグナルは、抗原特異的であり、MHCクラスIまたはMHCクラスII分子との関連で提示されるプロセッシングされた抗原により誘導されるクローン型T細胞抗原レセプターの刺激により通常媒介される。しかし、この第1の刺激はナイーブT細胞のプライミング反応を誘導するには不充分であり、抗原提示細胞の補助刺激リガンド分子に結合する特異的T細胞表面分子の相互作用により提供される第2のシグナルが必要であり、これはプライミングされたT細胞の増殖をさらに支援する。従って、「T細胞補助刺激リガンド」の用語は、本発明の分子に照らして、第1の刺激との組み合わせでナイーブT細胞のプライミングを支援することができ、限定されないがB7−1(CD80)および137−2(CD86)等のタンパク質のB7ファミリーの構成員を含むものを意味する。
【0068】
上記に定義若しくは以下に記載される抗体および/またはケモカイン構築物は、さらなるレセプターまたはリガンド機能を含み、また免疫調整エフェクター分子またはそれらのフラグメントを含みうる。免疫調整エフェクター分子は、体液性および/または細胞性免疫系、特にその細胞性および/または非細胞性成分、その機能、および/またはその他の生理系との相互作用に、正および/または負に影響を与える。前記免疫調整エフェクター分子は、サイトカイン、ケモカイン、マクロファージ移動阻害因子(MIF;特にBernhagen (1998), Mol Med 76 (3−4); 151−61 or Metz (1997), Adv Immunol 66,197−223に記載されている)、T細胞レセプターおよび溶解性MHC分子から成る群より選ばれうる。このような免疫調整エフェクター分子は、この分野でよく知られており、特にPaul,”Fundamental immunology”, Raven Press, New York (1989)に記載されている。特に、知られたサイトカインおよびケモカインは、Meager,”The Molecular Biology of Cytokines” (1998), John Wiley & Sons, Ltd., Chichester, West Sussex, England; (Bacon (1998). Cytokine Growth Factor Rev 9 (2): 167−73; Oppenheim (1997). Clin Cancer Res 12,2682−6; Taub, (1994) Ther. Immunol. 1 (4), 229−46 or Michiel, (1992). Semin Cancer Biol 3 (1), 3−15)、に記載されている。
【0069】
本発明で開示され記載され、およびさらなる機能ドメインを含む抗体および/またはケモカイン構築物は、特に以下に記載されるようなヘテロミニボディのような多機能化合物でもよい。
【0070】
本発明で使用され、またはここに記載された構築物は、1つの種から、好ましくは哺乳動物から、より好ましくはヒトから由来するドメインを含む構築物でもよい。しかし、キメラおよび/またはヒト化構築物も予期されるものであり、本発明の範囲内に含まれるものである。
【0071】
特に好ましい態様として、本発明で使用され、またはここに記載された構築物を含む本発明の組成物は、架橋(ポリ)ペプチド構築物である。ここで言及するように、前記架橋は、生化学的方法や組み換えを含むこの分野で知られた方法に基づくであろう。
【0072】
本発明の使用のまたさらなる態様として、使用される抗体構築物またはケモカイン構築物は、少なくとも1つのトキシンを含む。前記トキシンは、シュードモナスのエクソトキシンA、ジフテリアトキシンおよび同種のトキシンでもよい。添付の実施例に記載したシュードモナスのトキシンのPE38やPE40のような、切断されたトキシンも用いられると企図される。
【0073】
前記トキシンは、上述したような方法により前記抗体またはケモカインに結合しうる。前記トキシンが短いペプチドリンカーにより抗体/ケモカインに結合することも企図される。そのリンカーは、好ましくは柔軟で親水性のアミノ酸配列からなり、特にグリシンおよびセリンである。好ましくは前記リンカーは、1から20のアミノ酸長を有する。
【0074】
シュードモナスのエクソトキシンAの切断したものを有するいくつかの融合タンパク質が、これまで設計されてきた。それらのほとんどは、悪性細胞を標的とし破壊するために使用されてきた。このトキシンは、タンパク質分解による切断により活性化される。完全長タンパク質がその第1のドメインで遍在するα2−マクログロブリンレセプターに結合し、従ってほとんどの真核細胞に毒性であるので、トキシンの切断されたもの(PE38)は本発明の構築物として使用されうる。しかし、この問題は、シュードモナスのエクソトキシンAの第1のドメインを、トキシンの結合特異性を変化させるための特異的配列に置き換えることにより解決しうる。
【0075】
さらに、本発明は、霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染している細胞の除去のための医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合するケモカイン構築物の使用に関連し、ここで前記ケモカイン構築物は、配列番号24で表され、または配列番号23で表されるヌクレオチド配列によりエンコードされるアミノ酸配列を含む。
【0076】
上述したように、また好ましい態様にあるように、本発明の範囲内で使用される抗体および/またはケモカイン構築物は、CD3抗原に結合またはこれと相互作用する。好ましくは前記CD3抗原は、エフェクター細胞、主としてT細胞、好ましくは細胞毒性T細胞の表面にある。
【0077】
抗体構築物がCCR5に対する結合部位およびCD3に対する結合部位を含む構築物を使用し、前記ケモカイン構築物がRANTESを含み、前記トキシンが切断されたシュードモナスのエクソトキシンA(PE38)であるケモカイン構築物を使用することが特に好ましい。
【0078】
従って、本発明は、CCR5に対する結合部位とCD3に対する結合部位を含む抗体構築物、RANTESおよび切断されたシュードモナスのエクソトキシンA(PE38)を含むケモカイン構築物、にも関連する。
【0079】
本発明はまた、上記で定義した抗体構築物をエンコードするポリヌクレオチド、またはここで定義するケモカイン構築物をエンコードするポリヌクレオチドにも関連し、ここで前記ポリヌクレオチドは、(a)配列番号18若しくは配列番号24で表されるポリペプチドを特にエンコードする核酸分子を含むポリヌクレオチド;(b)配列番号17若しくは配列番号23で表される核酸分子を含むポリヌクレオチド;または(c)(a)または(b)のポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド、である。
【0080】
上記(c)で特徴づけられるポリヌクレオチド/ヌクレオチド配列に関して、この文脈における「ハイブリダイズする」の用語は、通常のハイブリダイズの条件、好ましくは50%ホルムアミド/6×SSC/0.1%SDSおよび100μg/mlのssDNAでハイブリダイズさせ、ここでハイブリダイズの温度が37℃以上で、0.1×SSC/0.1%SDSで洗浄する温度が55℃以上のような条件を指す。最も好ましくは、「ハイブリダイズする」の用語は、例えばSambrook.,”Molecular Cloning : A Laboratory Manual”, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, 1989に記載されているような、ストリンジェントなハイブリダイズ条件を指す。上記(c)で特徴づけられるポリヌクレオチドが(a)および/または(b)で定義されるポリヌクレオチドと高い相同性を有し、(a)および/または(b)で定義されるポリヌクレオチドに対して、少なくとも95%、より好ましくは少なくとも97%、最も好ましくは99%の相同性を有していることが企図される。(c)により定義され特徴づけられるポリヌクレオチドは、それ故(a)および(b)で定義されるポリヌクレオチドと高い相同性を有するポリヌクレオチドをエンコードしうる。当業者は、ケモカインレセプター、特にヒトCCR5レセプターに結合する、および/またはHIV−1のような霊長類の免疫不全ウイルスに感染した細胞等の細胞を除去し、涸渇させおよび/または破壊する、または免疫障害に関係する若しくはここに開示された標的細胞を除去し、涸渇させおよび/または破壊する、このような相同性ポリペプチドの能力を容易に試すことができる。当業者は、添付の実施例のin vitro、in vivoおよびex vivo試験を容易に適用して、このような構築物の結合および/または涸渇の性質を確認することができる。
【0081】
さらに、前記ポリヌクレオチド/核酸分子は、例えばチオエステル結合および/またはヌクレオチドアナログを含有しうる。前記修飾は、細胞中のエンド−および/またはエキソヌクレアーゼに対する核酸分子の安定化に有用であろう。前記核酸分子は、細胞中で前記核酸分子の転写を可能にするキメラ遺伝子を含んだ適当なベクターにより転写されうる。本発明の組成物のポリヌクレオチド/核酸分子は、前述したいずれの核酸分子単独または組み合わせのいずれかを含む組み換えにより産生されたキメラ核酸分子でもよい。
【0082】
前記ポリヌクレオチドは、例えばDNA、cDNA、RNAまたは合成により産生されたDNA若しくはRNA、または単独または組み合わせでいずれかのこれらのポリヌクレオチドを含む組み換えにより産生されたキメラ核酸分子でもよい。好ましくは、前記ポリヌクレオチドはベクターの一部である。このようなベクターは、適当な宿主細胞中および適当な条件下で前記ベクターの選択を可能にするマーカー遺伝子のようなさらなる遺伝子を含んでいてもよい。好ましくは、本発明のポリヌクレオチドは、原核または真核細胞で発現可能な発現制御配列に作用的に結合する。前記ポリヌクレオチドの発現には、ポリヌクレオチドの翻訳可能なmRNAへの転写が含まれる。真核細胞、好ましくは哺乳動物細胞での発現を確実にする調整因子は、当業者によく知られている。これらは通常転写の開始を確実にする調整配列、および任意に転写の終了と転写物の安定化を確実にするポリAシグナルを含む。さらなる調整因子には、転写および翻訳エンハンサー、および/または天然に組織化された若しくは異種のプロモーター領域が含まれうる。原核宿主細胞で発現が許される可能性のある調整因子には、例えばE.coliのPL,lac、trpまたはtacプロモーターが含まれ、真核宿主細胞で発現が許される調整因子の例としては、酵母のAOX1またはGAL1プロモーター、哺乳動物や他の動物細胞のCMV−、SV40−、RSV−プロモーター(ラウス肉腫ウイルス)、CMV−エンハンサー、SV40−エンハンサーまたはグロブリンイントロンがある。転写開始の原因となる因子に加えて、これらの調整因子は、SV40−ポリA部位やtk−ポリA部位のような転写終止シグナル、ポリヌクレオチドの下流を含んでいてもよい。さらに、用いる発現系に依存してポリペプチドを細胞区画に誘導したり、媒質中に分泌したりできるリーダー配列は、本発明のポリヌクレオチドのコード配列に加えることができる。これはこの分野でもよく知られており、また例えば添付の実施例を参照のこと。リーダー配列は、適切な相中で、翻訳、開始および終止配列、好ましくは翻訳されたタンパク質やそれらの部分の、ペリプラズム空間や細胞外媒質への分泌を誘導できるリーダー配列、とともに集合する。任意に、異種配列は、例えば発現した組み換え産物の安定化や簡潔化した精製など、望む特徴を付与するN末端同定ペプチドを含む融合タンパク質をエンコードできる(前掲参照)。この文脈において、適当な発現ベクターは、Okayama−Berg cDNA発現ベクターpcDV1(ファルマシア), pCDM8、pRc/CMV、pcDNA1、pcDNA3(インビトロジェン)、またはpSPORT1(ギブコBRL)のような、この分野で知られたものである。
【0083】
好ましくは、発現制御配列は、ベクター中のトランスフェクションする真核宿主細胞の形質転換を可能にする真核細胞プロモーター系でありうるが、原核細胞の宿主の制御配列を用いてもよい。ベクターが適切な宿主に取り込まれると、宿主はヌクレオチド配列の高レベルの発現に適した条件下に維持され、所望により本発明のポリペプチドの採取および精製が続いて行われる。例えば、添付の実施例を参照のこと。
【0084】
上述したように、本発明のポリヌクレオチドは、単独またはベクターの一部として用いて、例えば免疫障害の処置や抗ウイルス治療のための本発明や細胞において使用される抗体および/またはケモカイン構築物を発現できる。上記のポリペプチドのいずれか1つをエンコードするDNA配列を含むポリヌクレオチドやベクターは細胞中に導入され、次にこれは目的のポリペプチドを産生する。従って、前記ポリヌクレオチドおよびベクターは、遺伝子治療に用いてもよい。遺伝子治療は、ex vivoやin vivo技術により治療遺伝子を細胞中に導入することに基づいているが、これは遺伝子転移の最も重要な応用の1つである。in vitroやin vivoの遺伝子治療のための適したベクター、方法または遺伝子輸送系は、文献に記載され、当業者に知られている。例えば、Giordano, Nature Medicine 2 (1996), 534−539; Schaper, Circ. Res. 79 (1996), 911−919; Anderson, Science 256 (1992), 808−813; Verma, Nature 389 (1994), 239; Isner, Lancet 348 (1996), 370−374; Muhlhauser, Circ. Res. 77 (1995), 1077−1086; Onodera, Blood 91 (1998), 30−36; Verma, Gene Ther. 5 (1998), 692−699; Nabel, Ann. N. Y. Acad. Sci. 811 (1997), 289−292; Verzeletti, Hum. Gene Ther. 9 (1998), 2243−51; Wang, Nature Medicine 2 (1996), 714−716; WO94/29469;WO97/00957,US5,580,859;US5,589,466;または Schaper, Current Opinion in Biotechnology 7 (1996), 635−640,およびそれらの引用文献を参照のこと。本発明のポリヌクレオチドおよびベクターは、細胞への直接導入または、リポソームやウイルスベクター(例えばアデノウイルス、レトロウイルス)を介した導入のために設計されうる。好ましくは、前記細胞は、微生物系細胞、胚細胞、卵細胞、またはこれら由来のものであり、最も好ましくは前記細胞は幹細胞である。胚性幹細胞の例としては、特にNagy, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90 (1993), 8424−8428に記載された幹細胞が挙げられる。
上記に従って、本発明は、本発明のポリペプチドをエンコードするポリヌクレオチドを含む、遺伝子工学に通常使用されるベクター、特にプラスミド、コスミド、ウイルスおよびバクテリオファージに関連する。好ましくは、前記ベクターは、発現ベクターおよび/または遺伝子転移若しくは標的ベクターである。レトロウイルス、ワクシニアウイルス、アデノ関連ウイルス、ヘルペスウイルス、またはウシ乳頭腫ウイルスのようなウイルス由来の発現ベクターは、標的細胞集団に本発明のポリヌクレオチドやベクターを輸送するために用いることができる。当業者によく知られた方法は、組み換えベクターを構築するために用いることができ、例えばSambrook, Molecular Cloning : A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory (1989) N. Y. and Ausubel, Current Protocols in Molecular Biology, Green Publishing Associates and Wiley Interscience, N. Y. (1989)に記載された技術を参照のこと。あるいは、本発明のポリヌクレオチドまたはベクターは、標的細胞に輸送するためのリポソーム中に再構築することができる。本発明のポリヌクレオチドを含むベクターは、よく知られた方法により宿主細胞に転移させることができ、その方法は細胞宿主の型に依存し変化するものである。例えば、塩化カルシウムトランスフェクションは、原核細胞に通常利用され、一方リン酸カルシウム処理またはエレクトロポレーションは他の細胞宿主に用いられる(前掲Sambrook参照)。一旦発現すると、本発明のポリペプチドは、硫酸アンモニウム沈殿、アフィニティーカラム、カラムクロマトグラフィー、ゲル電気泳動等の、この分野の標準的工程により精製できる。Scopes,”Protein Purification”, Springer−Verlag, N. Y. (1982)を参照のこと。医薬用途には、実質的に少なくとも約90から95%の均質性の純粋なポリペプチドが好ましく、98から99%もしくはそれ以上の均質性が最も好ましい。部分的に、または所望の均質性まで一旦精製されると、ポリペプチドは、(体外を含めた)治療のためまたは分析工程の発展および実行のために用いれうる。
【0085】
またさらなる態様として、本発明は、上述したポリヌクレオチド若しくはベクターを含んだ細胞、または本発明のベクターにより形質転換した宿主に関連する。好ましくは、前記宿主/細胞は、真核生物のものであり、ポリペプチドの治療への使用を企図するのであれば、最も好ましくは動物細胞である。もちろん、酵母や微生物細胞のようにあまり好ましくない原核生物のものでも、特に産生したポリペプチドが診断手段として使用される場合には、同様に働くであろう。
【0086】
宿主細胞に存在する本発明のポリヌクレオチドやベクターは、いずれも宿主細胞のゲノムに統合され、または染色体外に維持されてもよい。
【0087】
「原核生物」の用語は、本発明のポリペプチドの発現のためのDNAやRNA分子により形質転換またはトランスフェクションされうるすべての微生物を含む意味である。原核生物の宿主には、例えばグラム陰性菌と同様、E.coli、S.typhimurium、霊菌、枯草菌のようなグラム陽性菌が含まれうる。「真核生物」の用語は、酵母、高等植物、昆虫および好ましくは動物細胞を含む意味である。組み換え体産生工程に用いられる宿主に依存して、本発明のポリペプチドはグリコシル化していても、グリコシル化していなくてもよい。本発明のポリペプチドは、開始メチオニンアミノ酸残基を含んでいてもよい。本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを用いて、当業者に一般的に知られたいずれの技術を用いる宿主の形質転換またはトランスフェクションもすることができる。特に好まれるのは、本発明のポリペプチドのコード配列を含み、N末端フラッグ−タグおよび/またはC末端His−タグがこれらに遺伝子的に融合したプラスミドやウイルスの使用である。好ましくは、前記フラッグ−タグの長さは約4から8アミノ酸であり、最も好ましくは8アミノ酸である。例えば哺乳動物細胞や微生物中での、融合し操作可能な結合した遺伝子の調製およびその発現の方法は、この分野でよく知られている(Sambrook, Molecular Cloning : A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N. Y., 1989)。ここに記載された遺伝子構築物および方法は、真核生物または原核生物の宿主中での本発明のポリペプチドの発現に利用できる。一般的に、挿入されたポリヌクレオチドの充分な転写を容易にするプロモーター配列を含んだ発現ベクターは、宿主との関連で使用される。発現ベクターは、一般的には複製起点、プロモーター、ターミネーター、および形質転換した細胞の表現型による選択を提供できる特異的遺伝子を含む。さらに、本発明の細胞を含むトランスジェニック動物、好ましくは哺乳動物は、本発明の抗体および/またはケモカイン構築物の大スケールでの産生に使用されうる。最も好ましくは、前記トランスジェニック動物は本発明の抗体構築物を産生する。
【0088】
さらなる態様として、従って本発明は、抗体および/またはケモカイン構築物の発現および細胞や培地からポリペプチドを単離するのに適した条件下での本発明の(宿主)細胞の培養を含む、上述したポリペプチドの調製工程と関連する。形質転換した宿主は、最適な細胞成長を行うためのこの分野で知られた技術に従い、発酵層で成長させ、培養することができる。そして、本発明の産生された構築物は、成長培地、細胞溶解産物、または細胞膜画分から単離されうる。例えば微生物により発現した本発明のポリペプチドの単離および精製は、例えば本発明のポリペプチドのタグに対して誘導されたモノクローナルまたはポリクローナル抗体の使用を伴うような、または添付の実施例に示したような、予備的クロマトグラフによる分離および免疫的分離のようないずれの通常の方法によってもよい。
【0089】
宿主細胞に依存して、適切なコンフォメーションを獲得するために、復元技術が必要な場合がある。必要な場合は、最適な結合を探すための点置換が、通常のカセット式変異誘発やここに記載されたような他のタンパク質工学手法をもちいたDNAにおいて行われうる。本発明のポリペプチドの調製は、酵素、毒素、成長因子、細胞分化因子、レセプター、代謝拮抗物質、ホルモン、種々のサイトカインまたはリンフォカインのような生物活性のあるタンパク質のアミノ酸配列(または対応するDNAやRNA配列)の知識にも依存してもよい。このような配列は、文献やコンピュータによるデータバンクを通じて入手可能である。
【0090】
本発明は、さらに上述したまたは上述した方法により産生されたポリヌクレオチドによりエンコードされた抗体構築物またはケモカイン構築物に関係する。
【0091】
さらに、本発明の構築物は、添付の実施例に記載されたように免疫障害、特に自己免疫疾患、アレルギー性疾患、炎症性疾患およびエイズ(HIV感染)の管理、に用いることができる。
【0092】
さらに、本発明は、本発明のポリヌクレオチド、ベクター、宿主、抗体構築物および/またはケモカイン構築物を含む組成物を提供する。
【0093】
この発明の内容において「組成物」の用語は、ここに記載された少なくとも1つのポリヌクレオチド、ベクター、宿主、抗体構築物および/またはケモカイン構築物を含む。
【0094】
前記組成物は、任意に、さらに例えば免疫系を調整および/または妨害することができる分子のような他の分子を単独または組み合わせで含む。組成物は固体、液体または気体の形態でもよく、特に粉末、錠剤、溶液またはエアロゾルの形態でもよい。好ましい態様として、前記組成物は少なくとも2つの、好ましくは3つの、より好ましくは4つの、本発明で記載された最も好ましい化合物を含む。
好ましくは、前記組成物は、任意に医薬的に許容可能なキャリアー、希釈剤および/または賦形剤をさらに含む医薬組成物である。
【0095】
適した医薬のキャリアーの例としては、この分野でよく知られており、リン酸バーファー塩溶液、水、油/水エマルジョンのようなエマルジョン、種々の型の湿潤剤、無菌溶液等が含まれる。このようなキャリアーを含む組成物は、よく知られた通常の方法により処方できる。これらの医薬組成物は、適切な投与量で被験者に投与できる。適した組成物の投与は、例えば静脈内、腹腔内、皮下、筋肉内、局所または皮内投与等の異なる方法により実施できる。静脈内投与が特に好ましい。投与計画は、医師の立ち会いの下、臨床的要因により決定されうる。医療分野でよく知られているように、いずれかの1人の患者への投与量は、患者の大きさ、体表面積、年齢、投与される特定の化合物、性別、投与の時間および経路、一般的な健康状態、および同時に投与される他の薬剤を含む、多くの要因に依存する。一般的には、医薬組成物の標準の投与の計画は、1日当たり1μgから10mg単位の範囲であろう。投与計画が連続的注入の場合は、体重1キログラム、1分当たり1μgから10mg単位の範囲であろう。しかし、連続注入のより好ましい投与量は、体重1キログラム、1時間当たり0.01μgから10mg単位の範囲であろう。特に好ましい投与量としては、以下に述べられている。進行状況は、周期的な評価により観察することができる。投与量は変化するが、DNAの静脈投与の好ましい投与量は、DNA分子の約106から1012コピーである。本発明の組成物は、局所的または全身的に投与してもよい。投与は、通常静脈内などの非経口によるが、外用投与も企図している。DNAは、例えば内側または外側の標的部位にバイオリスティックな輸送により、または動脈へのカテーテル挿入によるなど、標的部位に直接投与してもよい。非経口投与の調製物には、滅菌水溶液または非水溶液、懸濁物およびエマルジョンが含まれる。非水溶性溶媒の例としては、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブ油のような植物油、オレイン酸エチルのような注射可能な有機エステルがある。水溶性キャリアーには、水、アルコール/水溶液、エマルジョン、懸濁物、塩水およびバッファー溶媒等が含まれる。非経口の賦形剤には、塩化ナトリウム溶液、リンガーブドウ糖液、ブドウ糖および塩化ナトリウム、リンガー液、または固定油が含まれる。静脈内投与の賦形剤には、液体および栄養補給剤、(リンガーブドウ糖液に基づいたもののような)電解質補給剤等が含まれる。例えば、抗菌剤、抗酸化剤、キレート剤、不活性ガス等の防腐剤や他の添加剤もある。さらに、本発明の医薬組成物は、例えば血清アルブミンや免疫グロブリン、好ましくはヒト由来のもの等のタンパク質様キャリアーを含みうる。さらに、本発明の医薬組成物は、医薬組成物の意図する使用に依存して、さらに生物学的に活性な物質を含むことを企図している。このような物質は、免疫系に作用する薬剤、抗ウイルス処置に用いる薬剤、特にHIVの処置(例えばHAART)およびエイズ管理および/または抗炎症薬でありうる。例えば、ウイルス容量が数週間から数ヶ月間検出濃度以下となるまで、できるだけ早期に患者がHAART処置を受けることを企図する。感染した患者のHAARTによる早期の処置は、CCR5からCXCR4等の他のケモカインレセプターの使用へのウイルス株転移を防ぐ(Connor (1997) J. Exp. Med. 185,621−628)。例えば、CCR5×CD3構築物等の本発明で開示された構築物は、HAARTに加えて投与され、HIV−1により再感染しやすい細胞とともに潜伏して感染している細胞を除去する。CCR5+細胞の涸渇は、1から10回繰り返される。CCR5×CD3の投与量は、0.5μg/m2から10mg/m2の範囲であり、好ましくは10μg/m2から100μg/m2である。薬剤は、静脈内、皮下および/または大脳脊椎液中に投与できる。二重特異性抗体による数回の処置サイクルの後、HAARTを中断し、ウイルス容量を詳しく観察する。ウイルス容量が検出濃度以上に増加した場合は、HAARTおよび二重特異性抗体の新たなサイクルを上述したように開始する。
【0096】
本発明の種々のポリヌクレオチドおよびベクターが標準的なベクターおよび/または遺伝子輸送系を用い、また任意に医薬的に許容可能なキャリアーまたは賦形剤とともに、単独またはいずれかの組み合わせのいずれかで投与されることが、本発明により企図されている。投与の後、前記ポリヌクレオチドまたはベクターは、被験者のゲノム中に安定して統合されうる。好ましくは、前記被験者はヒトである。
【0097】
一方、特定の細胞や組織に特異的であり、前記細胞に執着するようなウイルスベクターを用いてもよい。適した医薬的キャリアーおよび賦形剤は、この分野でよく知られている。本発明に従って調製される医薬組成物は、異なる種類の免疫疾患の予防、処置または遅延に用いられ、これらの免疫疾患は、炎症、特に炎症性腸疾患、炎症性腎疾患、(慢性)関節炎のような炎症性関節疾患等の、炎症に関係しうる。さらに、本発明の医薬組成物は、ウイルス、好ましくは霊長類の免疫不全ウイルス、より好ましくはHIV(−1)に潜伏して感染した細胞を除去するために用いてもよい。
【0098】
さらに、本発明のポリヌクレオチドまたはベクターを含む本発明の医薬組成物を遺伝子治療に用いることも可能である。適した遺伝子輸送系には、リポソーム、レセプター媒介輸送系、裸のDNA、並びにヘルペスウイルス、レトロウイルス、アデノウイルス、およびアデノ関連ウイルスのようなウイルスベクターが含まれうる。遺伝子治療のための身体の特定部位への核酸の輸送は、Williams (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88 (1991), 2726−2729)に記載されたようなバイオリスティックな輸送系を用いて達成してもよい。核酸輸送のさらなる方法には、例えばVerma, Gene Ther. 15 (1998), 692−699に記載されたような粒子媒介遺伝子転移を含む。
【0099】
導入されたポリヌクレオチドおよびベクターが前記細胞に導入された後、好ましくは前記細胞の寿命の間その状態を維持して、遺伝子産物を産生することが理解される。例えば、適切な調整配列の制御の下でポリヌクレオチドを安定的に産生する細胞系は、当業者によく知られた方法に従って遺伝子操作することができる。ウイルスの複製起点を含む発現ベクターを用いるよりむしろ、宿主細胞はプラスミドと同一か別個のいずれかの、本発明のポリヌクレオチドおよび選択マーカーにより形質転換されうる。外来DNAの導入後、遺伝子操作された細胞は、富養化された培地で1−2日間成長させ、そして選択培地に移される。組み換えプラスミドの選択マーカーは、選択耐性を付与し、そのクロモソーム中に安定して統合されたプラスミドを有する細胞の選択を可能にし、細胞系で順次複製し拡張するフォーカスを形成するように成長する。
【0100】
多数の選択系が使用され、例えば限定するものではないが、tk−、hgprt−、aprt−細胞における、それぞれ、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(Wigler, Cell 11 (1977), 223)、ヒポキサンチン−グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Szybalska, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 48 (1962), 2026)、アデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Lowy, Cell 22 (1980), 817)などがある。また、代謝拮抗物質耐性は、メトトレキサート耐性を付与するdhfr(Wigler, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77 (1980), 3567; O’Hare, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78 (1981), 1527)、ミコフェノール酸耐性を付与するgpt(Mulligan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78 (1981), 2072)、アミノグリコシドG−418耐性を付与するneo(Colberre−Garapin, J. Mol. Biol. 150 (1981), 1)、ハイグロマイシン耐性を付与するhygro(Santerre, Gene 30 (1984), 147)、ピューロマイシン(pat、ピューロマイシンN−アセチルトランスフェラーゼ)、による選択の基礎として使用できる。例えば細胞にトリプトファンの代わりにインドールの利用を可能にするtrpB、細胞にヒスチジンの代わりにヒスチノールの利用を可能にするhisD(Hartman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85 (1988), 8047)、オルニチンデカルボシキラーゼ阻害因子である2−(ジフルオロメチル)−DL−オルニチン(DFMO)耐性を付与するODC(オルニチンデカルボシキラーゼ)(McCologue, 1987, In : Current Communications in Molecular Biology, Cold Spring Harbor Laboratory ed.) 等、さらなる選択可能な遺伝子が記載されている。
【0101】
さらなる態様として、本発明は、組成物、上述したように好ましくは医薬組成物に関連し、これらはさらに免疫障害の処置のための薬剤または抗HIV処置のための薬剤を含む。
【0102】
前記抗HIV処置には、HAARTが含まれうる。HAART治療は、3分類の抗ウイルス薬のカクテルから成る。これらの分類は、ヌクレオシドの逆転写酵素阻害剤(NRTI)、非ヌクレオシドの逆転写酵素阻害剤(NNRTI)およびプロテアーゼ阻害剤(PI)である。優先的に1以上の分類からの2から4つの薬剤を通常組み合わせて、ウイルス容量をほとんど非検出濃度まで減少させる。製品、投与スケジュールおよび一般的な副作用については、添付の表I〜IIIに示す。
【0103】
免疫障害の前記処置には、抗炎症剤および免疫抑制剤を含みうる。抗炎症剤は、アザチオプリン、シクロホスファミド、プレドニゾンおよびコルチコステロイドのようなグルココルチコイドから成る群より選ばれうる。免疫抑制剤には、シクロスポリンA、タクロリマス(FK506)、シロリマス(ラパマイシン)が含まれうる。タンパク質薬には、カルシニューリン、ベータ−インターフェロン、抗TNFアルファモノクローナル抗体(レミケード)が含まれうる。抗炎症剤および免疫抑制剤の投与および使用は、特にFauci et al., sicに記載されている。さらなる処置の選択肢は、当業者に知られており、特に上記に記載されている。
【0104】
特に好ましい態様として、本発明は、免疫障害を処置、予防および/または緩和するための、または霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染した細胞を除去するための、このような処置、予防および/または緩和を必要とする被験者に、本発明の化合物および/または組成物、好ましくは医薬組成物を有効量投与することを含む、方法に関連する。
【0105】
ここで記載された構築物は、ケモカインレセプター陽性細胞を特異的に破壊するのに特に有用である。例えば、標的細胞上のCCR5とT細胞上のCD3に同時に結合する二重特異性抗体は、細胞毒性T細胞をCCR5陽性標的細胞に再誘導する。添付に実施例に示したように、抗体構築物は、CCR5陽性T細胞および単球を特異的に涸渇させるが、CCR5欠損Δ32/Δ32PBMCのようなCCR5を発現しない細胞に対しては不活性である。さらに、in vitro/ex vivo試験において、二重特異性抗体構築物は、関節炎患者の滑液からのCCR5陽性単球およびT細胞の95%以上を除去した。ケモカイン構築物のような他の構築物では、例えば、ケモカインRANTESとシュードモナスのエクソトキシンAの切断されたもの(PE38)との融合タンパク質は、添付の実施例に例証されたように、CCR5に結合でき、細胞表面からレセプターを下降調整することができる。48時間以内に、RANTES−PE38は、2nMの濃度においてCCR5陽性CHO細胞を完全に破壊した。CCR5陰性CHO細胞に対しては、細胞毒性効果は検出されなかった。
【0106】
慢性的に炎症を起こしている組織の浸潤のCCR5陽性T細胞および単球の優位性に基づいた、CCR5陽性細胞の特異的涸渇は、免疫障害の処置における新しい概念である。
【0107】
上述したように、特異的ケモカインレセプターがHIV感染細胞上に、主としてCCR5が存在するという事実によって、本発明の化合物および組成物は、霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染した細胞の涸渇/除去に特に有用である。
【0108】
本発明は、免疫障害の処置、予防および/または緩和のための医薬組成物の調製または、潜伏して感染した細胞の除去のための医薬組成物の調製のための、本発明のポリヌクレオチド、ベクター、宿主、抗体構築物および/またはケモカイン構築物にも関連し、そして前記細胞は霊長類の免疫不全ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、特にHIV−1に潜伏して感染している細胞である。
【0109】
前記免疫障害は、自己免疫疾患、皮膚疾患、アレルギー性疾患、炎症性疾患、糖尿病および移植拒絶反応であり、前記自己免疫疾患は多発性硬化症、I型糖尿病、リューマチ性関節炎から成る群より選ばれる。前記皮膚疾患は、乾癬性病巣、乾癬、萎縮性皮膚炎等を含みうる。上述の炎症性疾患は、炎症性関節疾患、炎症性腎疾患、炎症性腸疾患から成る群より選ばれる。特に、前記炎症性腸疾患には、クローン病、サルコイドーシス、全身性硬化症、膠原病、筋炎、神経炎が含まれうる。炎症性腎疾患には、腎炎、糸球体腎炎、ループス腎炎、またはIgA腎症が含まれうる。
【0110】
種々の慢性炎症性疾患において、CCR5陽性T細胞およびマクロファージの顕著な蓄積が、炎症部位に見出される。CCR5+細胞の蓄積は、関節炎、炎症性腎疾患、移植拒絶反応、多発性硬化症や炎症性腸疾患のような自己免疫疾患、等の炎症性疾患のいくつかの型で示された。対照的に、これらの患者の末梢血液では、ごく少数のT細胞および単球がCCR5を発現する。従って、CCR5は、慢性炎症に関与する白血球を同定するための優秀なマーカーと思われる。CCR5の発現を防ぐCCR5遺伝子の32bpの欠損の発生は、慢性炎症性疾患におけるCCR5の病態生理学的役割の研究を可能にする。リューマチ性関節炎患者において、CCR5欠損(Δ32/Δ32)個体の頻度は、顕著に減少する。さらに、腎臓移植での平均生存率は、CCR5−Δ32/Δ32患者で顕著に長い。これらの結果から、CCR5を治療の介入のための標的とできることがわかる。さらに、末梢血液の白血球上のCCR5のわずかな発現と対照的な疾患組織におけるCCR5陽性白血球の遍在は、CCR5陽性白血球が、末梢血液白血球を顕著に涸渇させることなく、多発性硬化症のような、慢性炎症、移植拒絶反応および自己免疫疾患の浸潤細胞の数の削減によって治療に有用であり得ることを意味する。炎症性浸潤からのCCR5陽性白血球の除去は、これらがすでに組織に浸潤しているので、これらの細胞のケモカインレセプターを単に遮蔽することに比べて治療として大いに有益であろう。
【0111】
添付の実施例で立証されているように、抗体および/またはケモカイン構築物は、特に炎症性関節疾患を処置、予防および/または緩和するのに有用である。従って、本発明の組成物は、関節炎、特に慢性関節炎のような炎症性関節疾患の処置に特に有用である。
【0112】
本発明はさらに、医療方法および使用を提供し、ここで組成物は好ましくは医薬組成物であり、抗ウイルス剤との組み合わせおよび/またはエイズ管理に利用される薬剤との組み合わせにより投与される。
【0113】
上述したように、エイズ管理における主要な問題は、潜伏してHIV感染した細胞の発生にある。現在の処置の選択肢は、HIV−1ウイルスの2つの酵素、プロテアーゼと逆転写酵素を妨害する抗ウイルス剤に基づいている。プロテアーゼは、不活性なウイルスのプレタンパク質を活性産物の形態に切断するために不可欠なものであり、一方逆転写酵素は、ウイルスRNAゲノムのDNA中間体を産生するのに必要なものである。そしてDNA中間体は、宿主ゲノムに統合され、沈黙して潜伏した形態でそこにとどまる。最も効果的な処置の選択肢は、高活性抗レトロウイルス治療(HAART)からなり、−処置計画は少なくとも3つの抗レトロウイルス薬からなり、プロテアーゼ阻害剤の分類の薬剤を通常少なくとも1つ含む。高活性抗レトロウイルス治療(HAART)の出現は、HIV−1感染個体に重要な影響を与え、循環するウイルスを検出不可能な濃度にまで低下させた(Oxenius (2000) Proc. Natl Acad. Sci. 97,33833387; Perelson (1997) Nature (London) 387,188−191; Hammer (1997) N. Engl. J. Med. 337,725−733; Gulick (1997) N. Engl. J. Med. 337,734−739)。これにもかかわらず、潜伏して感染した細胞は、かなりの期間これらの個体にとどまることができ(Chun (1997) Nature (London) 387,183−188; Chun (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95,8869−8873; Zhang (1999) N. Engl. J. Med. 340,1605−1613)、もしHAARTを中止すると、これらの細胞はウイルスを産生できることとなる(Harrigan (1999) AIDS 13, F59−F62)。潜伏して感染した細胞のプールは、霊長類のHIV−1感染の早期に作成された(Chun (1998) Proc. Natl. Acd. Sci. 95, 8869−8873)。潜伏したウイルスレザバーの仮定した長い半減期(Zhang (1999) N. Engl. J. Med. 340,1605−1613, Finzi (1999) Nat. Med 5,512−517)、副作用、および長期のHAARTの費用(Flexner (1998) N. Engl. J. Med. 338,12811292; Carr (1998) Lancet 351,1881−1883)を考慮すると、潜伏したレザバーを除去する新しい方策を開発することが重要である。HAART処置がHIV感染個体の血漿ウイルス血症を抑制するのに非常に有効である一方、脳、リンパ系組織に関連した腸および生殖管において潜伏して感染したCD4+T細胞および他の細胞中に含まれるHIVの永続性のレザバーがなお存在する(Chun (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. 96, 10958−10961)。HAART中断後の血漿ウイルス血症の再出現は、それらの前から存在するウイルスレザバーによるものであり、HAARTではそれらのレザバーを除去することができない(Chun (2000) Nature Med. 6,757−761)。従って、HAARTでも単にウイルス複製を抑制し、ウイルス容量を削減するにすぎず、潜伏して感染した細胞の出現を防いだり、そのような細胞を除去することはない。CCR5対立遺伝子のホモ接合Δ32が欠損した個体がHIV−1感染に対して高い耐性を有するので、HIV−1の伝染はCCR5の存在に依存している。非常に活性な抗レトロウイルス治療はHIV−1の複製を効果的に抑制できるが、HIVの完全な根絶は、今日までなされていない。主要な障害は、潜伏して感染した細胞に対して抗レトロウイルス治療が不活性であるためと思われ、これらの細胞は数年にわたって生存でき、HIV−1の内因性の供給源として機能する。これらの細胞の多くがウイルスタンパク質を発現せずに、免疫反応を巧みに避けることができる。しかし、CCR5がその最初の感染に必要であるので、潜伏して感染した細胞の大多数はなおCCR5を発現しているであろう。本発明の化合物は、CCR5+細胞の涸渇に特に有用であり、潜伏して感染したHIV+細胞の数を顕著に削減しうる。表面に発現したgp120等のウイルスタンパク質の特異的認識に依存するHIV−1感染細胞を除去するための他の方策は、これらの細胞中でウイルスが休眠中あるため、潜伏して感染した細胞に対しては、効果がないであろう。
【0114】
従って、本発明の組成物は、補助治療方法において特に有用であり、これはHIV感染細胞、好ましくはCCR5陽性細胞の涸渇を導くものである。本発明の組成物はHAARTとの組み合わせで用いることが好ましい。従って、本発明の構築物は、添付の実施例に示したようにHAARTとの組み合わせでHIV治療に用いられうる。HAARTの製品、投薬スケジュールおよび一般的な副作用は知られており、特に表I、IIおよびIIIに例証する。
【0115】
前記組み合わせは、他の抗ウイルス剤、好ましくは抗レトロウイルス剤、最も好ましくは抗HIV剤による処置の前または後の投与等の補助投与を含んでもよい。
【0116】
本発明はまた、本発明のポリヌクレオチド、ベクター、宿主、抗体構築物および/またはケモカイン構築物を含むキットを提供する。
【0117】
さらに好ましくは、本発明のキットは、任意に保存溶液および/または維持試薬または科学的若しくは治療的方法を実施するのに必要な物質をさらに含む。前記キットは、特に、ここに定義した免疫障害の処置および/またはエイズ管理に用いられる薬剤および/または薬物を含んでもよい。さらに、本発明のキットの部品は、バイアル、瓶、容器の組み合わせ、または多重容器ユニットに、個々に充填できる。
【0118】
本発明は、以下の生化学的実施例を参照することによりここで記載されるが、これらは単に例示にすぎず、本発明の範囲を限定して解釈するためのものではない。
【0119】
【実施例】
実施例1:細胞系、PBMC調製、滑液
1.1 ヒトCCR5を発現するCHO細胞系の産生
CCR5のcDNA配列を、ヒトPBMCのゲノムDNAからPfu−ポリメラーゼ(ストラタジーン)を用いたPCRにより増幅した。オリゴヌクレオチドプライマーは:
【0120】
【化1】
増幅したフラグメントをゲル精製し、PCR−スクリプトAmp Sk(+)スクリプトベクター(ストラタジーン)に結紮し、配列決定した。PEF−DHFRベクターにサブクローニングした後、DHFR欠損CHO細胞をエレクトロポレーションによりトランスフェクトし、ヌクレオシドフリーのMEM培地で記載したように10%透析FCSで安定発現を選択した。CHO/CCR5トランスフェクトした細胞はFACS分析により均質であることが示された。
【0121】
1.2 PBMC精製
PBMCを、健康なドナーのバフィコートまたは完全血液からフィコール密度勾配遠心分離により単離した。そのように示されている場合には、CCR5対立遺伝子(Δ32/Δ32)にホモ接合32塩基対の欠失のあるドナーからのPBMCを用いて、CCR5の表面発現を防いだ。詳しくは、バフィコートを0.9%NaClで1:2に希釈し、35mlを15mlのフィコールパーク上に層化し、400gで25分間遠心分離した。白色の中間相を採取し、連続した3回の洗浄により血小板を除去し、RPMIで10%FCSとともに100gで6分間の遠心分離工程を行った。新たに単離した単球は非常に低いレベルのCCR5を発現したが、RPMIで10%FCSとともに37℃で24から48時間のPBMCの培養後に、発現が強く誘発された。FCSの量は、この誘発には影響しなかった。リンパ球上のCCR5の発現は、培養の間変化しなかった。
【0122】
1.3 滑液
関節炎患者の滑液を診断若しくは治療としての関節穿刺により得、さらなる調製をすることなく実験に用いた。すべの患者からインフォームドコンセントを得た。滑液および血液サンプルを、膝関節炎の23人の患者から診断若しくは治療としての関節穿刺により同時に得た。診断内容としては、ここで適用可能なACR基準に従って、リューマチ性関節炎(7)、反応性関節炎(3)、未分化膝関節炎(4)、乾癬性関節炎(3)、変形性関節症(2)、強直性脊椎炎(1)および痛風(3)が含まれた。すべての患者から書面のインフォームドコンセントを得た。滑液を光学顕微鏡により分析した。結晶を偏光顕微鏡により同定した。スチューデントt検定およびペアードt検定を統計分析として適用した。
【0123】
1.4 全血液サンプルおよび滑液におけるケモカインレセプター発現の分析
関節穿刺の直後、SF(滑液)白血球をNaCl0.9%中の5%PBSにて2回の洗浄工程により単離した。滑液細胞および全血液(1mMEDTAを含む)をケモカインレセプターに対するモノクローナル抗体および適当なアイソタイプ対照とともに10μg/mlの濃度で氷上でインキュベートした。抗体としては、CCR5に対しMC−1(Mack (1998) J. Exp. Med. 187,1215−1224)、CCR2に対してはDOC−3で、これはCCR2(9)に特異的に結合し、CCR1に対してはClone53504(R&D システムズ)、CXCR1に対しては5A12(ファーミゲン)、CXCR2に対しては6C6(ファーミゲン)、CXCR4に対しては12G5(ファーミゲン)、IgG1−、IgG2a−、およびIgG2b−アイソタイプ対照(シグマ)を用いた。2回の洗浄工程の後、細胞をPE−コンジュゲートウサギ抗マウスF(ab)2フラグメント(R439、ダコ)とともに氷上で30分間インキュベートした。細胞を2回洗浄し、CD4−FICT、CD8−PECy5およびCD14−APC(イムノテック)との組み合わせの後、10%マウス血清とともにインキュベートした。赤血球の分解の後、直ぐに細胞をフローサイトメトリー(ベクトン−ディッキンソン)により分析した。セルクエスト分析ソフトウエアにより計算を行った。ヘルパーT細胞、細胞毒性T細胞、単球および好中球を光散乱特性およびCD4、CD8、CD14の発現若しくは不存在により同定した。ケモカインレセプターの発現をアイソタイプ対照に従って境界線を定義した後、計算した。
【0124】
急性および慢性の関節滲出の両方において、末梢血液に比較して、ケモカインレセプターCCR5を発現したCD4+およびCD8+T細胞の割合が一貫して増加したことを見出した。これらのデータは以前の報告とよく一致する(Mack (1999) Arthritis Rheum. 42,981−988; Qin (1998) J. Clin. Invest. 101,746−754)。
【0125】
非結晶誘発関節炎におけるT細胞上のケモカインレセプターの発現:滑液からの約88%のCD4+T細胞および93%のCD8+T細胞が、ケモカインレセプターCCR5に対して陽性に染色された。同様に、SF中のCD8+およびCD4+T細胞の多くの割合でCCR2を発現した(66%および48%)(図1)。対照的に、末梢血液では少数のT細胞しかケモカインレセプターCCR5またはCCR2を発現しなかった。滑液においてCCR5+ヘルパーT細胞が最も突出して豊富であった(血液:SF比=1:4)。Tリンパ球の大多数は両方の画分でCXCR4に対して陽性に染色された。CXCR1、CXCR2およびCCR1は、T細胞の少数にのみその割合が変化して発現した(図1)。1人の患者の典型的な例を図2に示し、末梢血液および滑液における白血球上のCCR5、CCR2およびCXCR4の発現を示す。
【0126】
非結晶誘発関節炎における単球上のケモカインレセプターの発現:以前のデータと一致して、SF中の大多数の単球はCCR5を発現した。さらに、末梢血液と比較して滑液中の単球においてCXCR1、CXCR2、CXCR4およびCCR1の減少した発現がここで報告される(図1、2)。レセプター陽性細胞の低い頻度のみならず、細胞表面上のケモカインレセプターの低い密度が見出された(データは示していない)。基礎となる診断、関節滲出の期間または前処理との関係において違いは検出されなかった。CCR2は、両方の画分ですべての単球において同等に発現した(図1、2)。
【0127】
非結晶誘発関節炎における好中球上のケモカインレセプターの発現:急性関節炎は、炎症を起こした関節への好中球の急激な流入により特徴づけられる。従って、炎症を起こした関節滲出からの好中球上のケモカインレセプターの発現を分析した。最初は、CXCR4の高い発現が急性および慢性関節炎患者の滑液からの好中球の大きな分画(60%)において示されるが、末梢血液ではもっと低い発現が見出された(24%)(図1、2)。痛風以外の関節炎では、CXCR1およびCXCR2が、末梢血液と比べて約50%まで滑液からの好中球において減少した。CCR1は、両方の画分においてほんの少数の好中球しか発現しなかった。
【0128】
1.5 CCR5遺伝子型の決定
ゲノムDNAをアフィニティークロマトグラフィー(ロシュダイアグノスティクス)により冷凍血液サンプルから調製した。続いて潜在的32塩基対欠失を含むCCR5遺伝子のフラグメントを、Taqポリメラーゼを用いた40サイクルのPCRにて増幅した。プライマーは以下の通りである。
【0129】
【化2】
PCRフラグメントの長さの違いにより(274または242bp)、CCR5−野生型およびCCR5−Δ32対立遺伝子を同定できた。
【0130】
実施例2: 二重特異性抗体の構築
2.1 ヒトCCR5に対するモノクローナル抗体の産生
ヒトCCR5に対するモノクローナル抗体を産生するために、5匹のBLAB/cマウスを4週間の間隔で腹腔内(i.p.)で免疫し、最初にIL−2(100U/ml)中で10日間1×107PBMCとともに培養し、CCR5が高レベルで発現している1×107のCHO細胞を6回続けてi.p.注射した。この目的のために、CCR5をトランスフェクトしたCHO細胞を20nMメトトレキサートの存在下で成長させ、CCR5の発現を増幅し、CCR5を高レベルで発現している1つのクローンを選択した。CHO/CCR5細胞の最後のi.p.注射の4日後に、脾臓を切除し、細胞をP3×63−Ag8細胞系と融合した。約6000のハイブリドーマからの上清を安定CHO/CCR5細胞上でフローサイトメトリーにより融合の度にスクリーニングし、CCR5(MC−1、MC−4、MC−5)に対するモノクローナル抗体を3回目の融合の後に検出した。MC−1(IgG1)、MC−4、MC−5の特異性を、CCR1−3およびCXCR4により安定してトランスフェクトしたCHO細胞上で試験した。すべての場合で、結合が検出されなかった。さらに、抗体は、CCR5遺伝子のΔ32欠失ホモ接合のドナーからの新たに単離したPBMCや培養したPBMCとは反応しなかった。
【0131】
2.2 CCR5に対するMAb MC−1の可変ドメインのクローニング
αCCR5ハイブリドーマMC−1からの軽(VL)および重(VH)可変ドメインをPCR増幅を用いてクローニングした(Orlandi (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. 86,3833)。逆転写を、任意の6量体ヌクレオチドおよびスーバースクリプト逆転写酵素(ギブコ)を用いて行った。可変ドメインをPfu−ポリメラーゼを用いたPCRで増幅し、ベクターPCRスクリプトAmpSK+(ストラタジーン)にサブクローニングし、配列決定した。
【0132】
VL(1)のPCR増幅のために以下のプライマーを用いた。
【化3】
【0133】
VH(1)のPCR増幅のために以下のプライマーを用いた。
【化4】
【0134】
RT PCRにより得られたVL(1)のヌクレオチド配列は、配列番号9である。
【化5】
【0135】
VL(1)に対応する翻訳されたタンパク質配列は、配列番号10である。
【化6】
【0136】
増幅に用いたプライマー配列を除くVL(1)のヌクレオチド配列は配列番号11である。
【化7】
【0137】
VL(1)の配列番号11に対応する翻訳されたタンパク質配列は、配列番号12である。
【化8】
【0138】
RT PCRにより得られたリーダー配列を含むVH(1)の配列は、配列番号13である。
【化9】
【0139】
VH(1)に対応する翻訳されたタンパク質配列は、配列番号14である。
【化10】
【0140】
増幅に用いたリーダー配列とプライマー配列を除いたVH(1)のヌクレオチド配列は、配列番号15である。
【化11】
【0141】
VH(1)の配列番号15に対応する翻訳されたタンパク質配列は、配列番号16である。
【化12】
【0142】
2.3 二重特異性単鎖抗体CCR5×CD3の構築および発現
CCR5×CD3二重特異性単鎖抗体の構造および作用の様式の模式図を、図3に示す。以前に記載したように、軽および重可変ドメインは、(Gly4Ser1)3リンカーを用いて単鎖フラグメントに結合し、E.coliのペリプラズム空間で発現させ、組み換えタンパク質のCCR5への結合を試験した。
【0143】
その後、αCCR5単鎖フラグメントのDNA配列を、BsrG1およびBspE1を用いて真核生物発現ベクター(pEF−DHFR)にサブクローニングし、このベクターは6ヒスチジン残基のC末端結合テールを有するCD3に対して誘導された単鎖フラグメントをすでに含んでいる(Mack (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. 92,7021)。αCCR5およびαCD3単鎖フラグメントを、Gly4Ser1をコードするリンカーにより結合した(図3を参照)。
【0144】
次のドメインの順序のものが選ばれた:VL(1)−VH(1)−VH(2)−VL(2)で、(1)はCCR5に対して特異的であり、(2)はCD3に対して特異的である。
【0145】
二重特異性CCR5×CD3抗体は、配列番号17の次のヌクレオチド配列を有する。
【0146】
【化13】
二重特異性CCR5×CD3抗体は、配列番号18の次のタンパク質配列を有する。
【0147】
【化14】
二重特異性抗体を、DHFR−欠損CHO細胞で発現させ、固定化Ni2+イオンのアフィニティークロマトグラフィーにより培養上清から精製した(Hochuli (1988) Biotechnology 6,1321−1325; Ni−NTA, Qiagen)。
要約として、二重特異性抗体の構築のためには、例えば単鎖技術を使用できる(Mack et al. (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. U S A, 92: 7021−7025; Mack et al. (1997) J. Immunol. 158: 3965−3970)。この場合、図3(上)に模式的に示したように、2つの異なる抗体の軽(VL)および重(VH)免疫グロブリン鎖の可変ドメインは、特定の順序で融合し、任意に6×Hisのヒスチジン鎖がさらに結合する。融合は、DNA基盤に影響し、4つの異なる可変ドメインを有するタンパク質鎖が発現後に形成されることとなる(図3(上)を参照)。結合したヒスチジン鎖は、固定化Niイオンを介して1工程で簡単かつ効果的に精製できる。図3(上)に、エフェクター細胞表面のCD3抗原および標的細胞としての白血球表面のヒトCCR5に結合する二重特異性抗体の好ましい態様を示す。
【0148】
その後、特異性を有する単鎖抗体を、2つの可変抗体ドメインの間に(Gly4Ser1)3のリンカーを挿入することにより融合PCRにより産生する。さらなる融合PCRにおいて、CCR5に対する抗体フラグメントを、Gly4Ser1から成るリンカーを挿入することにより、CD3に対するすでに公表された抗体フラグメントと融合する(Mack et al. 前掲、を参照)。
【0149】
二重特異性抗体を発現させるため、対応するDNA配列を真核生物発現ベクター(例えばPEF−DHFR、Mack et al. (1995) PNAS,前掲)中でサブクローニングし、エレクトロポレーションによりDHFR欠損CHO細胞にトランスフェクトする。二重特異性抗体を、Ni−NTAのアフィニティークロマトグラフィーにより、pH値を下げることによる溶出を起こさせて安定してトランスフェクトしたCHO細胞の上清から精製する。その後、pHを調整し、タンパク質を適切な濃度に調整する。全精製得量は約900μg/l培地上清であった。SDS−PAGEにより、いずれの検出可能な酵素によるタンパク質分解またはタンパク質の分解を示すことなく、還元および非還元条件下で約60kDの単一のバンドが示された(図4)。
【0150】
実施例3: ケモカイン−トキシン融合タンパク質の発現および精製
RANTES−PE38 ケモカイン−トキシン融合タンパク質の構造と作用の様式の模式図を、図5に示す。プライマーP1およびP2により産生したRANTESのPCRフラグメントを、StulおよびSallを用いてE.coliのペリプラズムでの発現のためにベクター中にサブクローニングした(Mack (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. 92,7021)。制限部位StulをOmpAシグナル配列の3’末端にあらかじめ導入しておいた。シュードモナスのエクソトキシンAの切断されたもの(PE38; Theuer (1993) Cancer Res. 53,340)のDNAを、プライマーP3およびP4を用いたPfu−ポリメラーゼでPCRにより増幅し、BspE1およびHindIIIを用いてRANTESのcDNAをすでに含むベクター中にサブクローニングした。プライマーP4により、PE38の3’末端に6ヒスチジン残基のテールも付加した。ペリプラズムでの発現の間、組み換えタンパク質がRANTESの最初のアミノ酸から開始できるように、OmpAシグナル配列を切断した。6ヒスチジン残基のテールが結合したC末端により、Ni−NTAのアフィニティークロマトグラフィー(キアゲン)による精製が可能であった。
【0151】
プライマーの一覧:
【化15】
上述したように、RANTESのDNA配列を、シュードモナスのエクソトキシンAの切断されたもの(PE38)(Theuer (1993) Cancer Res. 53,340)の配列と融合した。構築物の最初のものにおいて、Gly−SerリンカーをRANTESとPE38の間に置いた。しかし、これは、E.coliでの発現の間融合タンパク質の酵素によるかなりのタンパク質分解をもたらした(データは示していない)。構築物を安定化させる試みとして、リンカーとPE38の最初の3つのアミノ酸を除去した。新たな融合タンパク質は、SDS−PAGE(図6左パネル)およびウエスタンブロット(図6右パネル)に示すように、E.coliのペリプラズム空間での発現の間タンパク質分解を起こさなかった。対応する構築物を、配列番号23および24にそれぞれ表す。
【0152】
実施例4:二重特異性抗体の標的抗原CCR5およびCD3への結合
二重特異性単鎖抗体のCHO細胞またはPBMCへの結合を、FACS分析により決定した(図7から9)。6×His(ディアノバ、ハンブルグ、ドイツ)に対する抗体およびPE−コンジュゲートポリクローナルウサギ−抗マウスF(ab)2フラグメント(R439、ダコ、ハンブルグ、ドイツ)につづき、細胞を、二重特異性抗体で氷上で60分間インキュベートした。二重特異性抗体がCCR5にも結合しうるので、CCR5対立遺伝子のホモ接合32塩基対の欠失によるCCR5の発現を欠いたPBMCで分析を行った。抗体は、リンパ球の分集団への良好な結合を示した。CD4およびCD8に対する抗体による共染色により、この分集団がCD4およびCD8陽性Tリンパ球であることを同定した(図7)。さらに、二重特異性抗体は、T細胞に結合するためのモノクローナルCD3抗体OKT−3と競合した(データは示していない)。
【0153】
二重特異性抗体のCCR5への結合が、CCR5過剰発現CHO細胞およびヒト単球で示された(図8および9)。抗体は、CCR5トランスフェクトCHO細胞(図8)および培養された単球(図9)に対しすばらしい結合を示したが、CXCR4によりトランスフェクトされたCHO細胞やホモ接合CCR5−Δ32/Δ32欠失ドナーからの培養された単球では、結合は検出されなかった。単球の一晩の培養により、野生型単球上のCCR5の発現を誘発したが、ホモ接合CCR5−Δ32/Δ32欠失ドナーからの単球では、CCR5を発現しなかった。さらに、CCR5の内在化を効果的に誘発してCCR5抗体(25)の結合を減少させることが知られているAOP−RANTESとともに37℃で30分間単球を予備インキュベーションすることにより、培養された単球上の二重特異性抗体による検出可能なCCR5シグナルは、15%以下の値に減少し得た(データは示していない)。
【0154】
実施例5: ケモカインレセプターの下降調整
5.1 CCR5に対するmAb MC−1によるCCR5の下降調整
ヒトCCR5の表面発現に対するMC−1の効果を測定した。比較のために、CCR5に対する異なるモノクローナル抗体MC−4を使用した。CHO−CCR5細胞を、種々の濃度の抗体MC−1およびMC−4とともに37℃で30分間インキュベートした。細胞を氷上に置き、MC−1およびMC−4でそれぞれ15μg/mlの濃度で氷上で1時間染色し、その後第2抗体により検出した(ウサギ抗−マウスFITC、F313、ダコ)。FACSカリバーにより分析を行った。37℃で30分間のMC−1とのインキュベーションは、10μg/mlの濃度で40%までヒトCCR5の下降調整をもたらした(図10)。
【0155】
5.2 ケモカイン−トキシンによるCCR5の下降調整
RANTESのシュードモナスのエクソトキシンAの切断したもののN末端への融合は、CCR5、CCR1およびCCR3のようなRANTESレセプターを発現している細胞への構築物の特異的結合をもたらすと予想される。修飾されたトキシンの結合におけるケモカインレセプターの内在化は、細胞の取り込みおよび構築物の細胞毒活性を増強しうる(図5下パネル)。従って、RANTES−PE38が、1次単球およびT細胞表面からのCCR5の内在化ができるかどうかを分析した(図11、白抜き)。CCR5の内在化は、構築物がCCR5に結合でき、PE38との融合後もRANTESが機能的に活性のまま維持されていることを示しうる。図11に示したように、構築物は単球およびリンパ球の表面からCCR5を内在化できる。非修飾のRANTESを陽性対照として用い、これはRANTES−PE38よりも幾分効果的であった(図11、黒塗り)。
【0156】
PBMCを、100μlの体積で、10%FCSのRPMIで希釈したRANTESまたはRANTES−PE38を種々の濃度において37℃で30分間インキュベートした。溶媒単独のものを対照として用いた。そして、細胞を、PE−コンジュゲート抗−マウス抗体R439に続いて、モノクローナル抗体MC−1または陰性対照としての溶媒を用いて表面CCR5発現について氷上で染色した。FACS分析を、FACSカリバー(ベクトンディッキンソン)およびセルクエストソフトウエアにより行った。リンパ球と単球とを、その前方および側方光散乱特性並びにCD14、CD4およびCD8の発現により区別した。相対的な表面CCR5発現を、[平均チャネル蛍光(測定値)−平均チャネル蛍光(陰性対照)]/[平均チャネル蛍光(溶媒)−平均チャネル蛍光(陰性対照)]により計算した。
【0157】
実施例6: CCR5×CD3抗体およびRANTES−PE38による細胞の涸渇
6.1 培養したPBMCからの単球のCCR5特異的涸渇
CCR5−野生型(WT)またはCCR5欠損(Δ32/Δ32)ドナーからのPBMCを、一晩インキュベートし、単球上にCCR5の発現を誘導した。培養したPBMCを、異なる濃度の精製したαCCR5−αCD3二重特異性抗体または対照としての溶媒とともに20時間インキュベートした。生き残った細胞を、FACSカリバーで分析し数を数えた。
【0158】
CCR5陽性1次細胞を涸渇させるαCCR5−αCD3二重特異性単鎖抗体の能力を試験するために、ヒトPBMCを抗体とともにインキュベートした(図12)。インキュベーションの前に、PBMCを一晩培養し、単球上のCCR5の発現をアップレギュレートした。細胞毒性T細胞を再誘導することにより、二重特異性抗体は、濃度に依存して(図13)20時間以内に大多数の単球を涸渇させ、10ng/mlの濃度に置いてCCR5陽性細胞をほとんど完全に涸渇させた。単球の涸渇が、誘導されたCCR5の発現によるものであると確認するために、CCR5を表面発現しないCCR5対立遺伝子のホモ接合32bp欠失を有するドナーからのPBMCを用いて同様の実験を行った。CCR5欠損単球では20時間後でも涸渇は検出されず、(図12の)右下のパネルを右上のパネルと比較し、左のパネルが陰性対照であることより、二重特異性抗体による細胞の涸渇がCCR5を発現する単球に限定されることが示された。単球(Mo)およびリンパ球(Ly)を、前方および側方光散乱特性により同定した。単球は、左下象限に矢印で示したように現れる。
【0159】
6.2 関節炎患者の滑液からの単球およびTリンパ球の涸渇
関節炎患者の新たに採取した滑液を、異なる濃度の精製したαCCR5−αCD3二重特異性抗体または対照としての溶媒とともに20時間インキュベートした。生き残った細胞を、FACSカリバーで分析し数を数えた。
【0160】
二重特異性単鎖抗体は、関節炎患者の炎症を起こした関節からのCCR5陽性T細胞および単球を涸渇させるために適用できる可能性がある。従って、種々の型の関節炎患者の滑液からのCCR5陽性細胞の涸渇を測定した。炎症を起こした滑液の大多数のT細胞および単球がCCR5を発現していることは、以前に示されている(Mack (1999) loc. cit.)。涸渇実験の前に得た滑液サンプルについて、大部分のリンパ球および単球がCCR5を発現しているが、顆粒球上にはCCR5の発現が検出されないことをFACS分析により確認した(データは示していない)。涸渇実験のために、滑液をex vivoで異なる濃度の二重特異性抗体とともに20時間インキュベートした(図14)。滑液を、穿刺の直後に調製することなくインキュベートし、in vitroの条件が、抗体が炎症を起こした関節内に存在するin vivoと極近い条件に確実に似せるようにした。図14に示すように、二重特異性抗体は、大多数の滑液からのリンパ球および単球の涸渇を誘発したが、CCR5を発現していない顆粒球は影響されないまま維持された。濃度0.5μg/mlのCCR5×CD3の滑液の単球およびリンパ球の涸渇の代表的なFACS分析を図15に示す。CCR5陰性好中球(PMN:多形核細胞)だけは、二重特異性抗体によって影響されない。
【0161】
抗体を、滑液とともに1日若しくは数日間インキュベートした。24時間後、CCR5陽性リンパ球および単球は、すでにほとんど消滅していた。長いインキュベーションの後溶媒を調整したとき、単球は培地フラスコの底で視認できるマクロファージに分化していた。二重特異性抗体との適当なインキュベーションの後、マクロファージは視認できなくなった。
【0162】
上述したように、培養したPBMCを二重特異性抗体とともにインキュベートすると、一致した結果が得られる。この場合、CCR5陽性単球のほとんど完全な涸渇およびCCR5陽性Tリンパ球のほとんど完全な涸渇となる。CCR5陽性Tリンパ球および単球の涸渇を示す。
【0163】
その結果は、本発明の構築物がCCR5陽性単球を破壊できることを示している。これは、マクロファージに分化しているときにCCR5を発現している関節吸引からの単球および血液単球の両方の単球に適用できる。単球/マクロファージの涸渇は、数時間以内に起こる(<24時間)。特に、関節の単球/マクロファージの涸渇は、これらの細胞が関節破壊の主要な原因であることから、治療において大きな利益を有する。さらに、Tリンパ球の活性化のためにはマクロファージとの相互作用も必要であり、同時にTリンパ球の作用も抑制される。
【0164】
単球/マクロファージの涸渇に加え、CCR5陽性Tリンパ球の数のかなりの減少が観察される。
【0165】
6.3 モノクローナル抗体に対する二重特異性抗体CCR5×CD3の効力の比較
CCR5陽性単球の涸渇におけるαCCR5−αCD3二重特異性単鎖抗体の効力を、2つの非修飾モノクローナル抗体の効力と比較した。2人の異なるドナー(FおよびN)からのPBMCを一晩培養し、その後溶媒、二重特異性単鎖抗体(125ng/ml)、MC−1(5μg/ml)およびMC−5(5μg/ml)とともに24時間インキュベートした。二重特異性単鎖抗体に対する親抗体であるモノクローナル抗体MC−1はアイソタイプマウスIgG−1を有し、抗体MC−5はアイソタイプIgG−2aを有する。細胞を完全に回収してFACSにより分析し、生き残った単球およびリンパ球を定量した。
【0166】
図16は、驚くべきことに二重特異性抗体のみがCCR5陽性単球をかなり涸渇させることができる一方、非修飾モノクローナル抗体は二重特異性抗体CCR5×CD3の40倍以上過剰に用いた場合でもほとんど効果がないことを示す。リンパ球および単球の前方および側方光散乱特性を用いたFACS分析により、モノクローナル抗体ではなくCCR5×CD3二重特異性抗体のみが、培養した単球を涸渇させる能力があることが示された(図17の右上のパネルと下のパネルを比較)。
【0167】
6.4 RANTES−PE38によるケモカインレセプター発現細胞の涸渇
CCR5またはCXCR4を発現しているCHO細胞を、24ウェル培養プレート上にサブコンフルーエントに成長させ、異なる濃度の精製したRANTES−PE38または対照としての溶媒とともにインキュベートした。40時間後、付着および非付着細胞を回収してFACSにより分析して、死亡した細胞の割合を測定した。すでに確立されたように、死亡した(プロピジウムアイオダイド陽性)CHO細胞は、光散乱特性により同定できる。
【0168】
RANTES−PE38の細胞毒活性をさらに分析した。この目的のため、ヒトCCR5、ネズミCCR5およびヒトCXCR4を発現しているCHO細胞を種々の濃度のケモカイン−トキシンまたは溶媒とともにインキュベートした。10nMのように低いRANTES−PE38で40時間インキュベートした後では、生き残った(付着した)ヒトまたはネズミCCR5陽性CHO細胞は光学顕微鏡によって検出されなかった。対照的に、CCR5陽性細胞を溶媒とともにインキュベートした場合、またはCXCR4陽性CHO細胞を同一濃度のケモカイン−トキシンとともにインキュベートした場合に、規則的な成長と生存が観察された(データは示していない)。死亡した細胞の割合を定量するために、付着および非付着の細胞をFACSにより分析した。以前に確立されたように、生存および死亡したCHO細胞は、光散乱特性により同定することができ、死亡または生存細胞の位置を矢印で示す(図18)。図18に示すように、RANTES−PE38の細胞毒性作用は、CXCR4を発現しているCHO細胞上では見られないが、ヒトCCR5を発現しているCHO細胞では10nMのRANTES−PE38により完全に死滅した。
【0169】
これらの実験により、RANTES−PE38が細胞表面からCCR5を内在化でき、RANTESレセプターhCCR5またはmCCR5を発現している細胞の涸渇を誘発することが示される。CXCR4陽性CHO細胞に対する構築物の不活性は、構築物の細胞毒活性が特異的なケモカインレセプターを発現している細胞に限定されることを示す。
【0170】
実施例7: 安定にトランスフェクトした細胞によるウイルス感染アッセイ
GHOST34CCR5細胞は、安定してCCR5を発現しているHOS/CD4細胞由来のものを、ダンリットマン(スカボールインスティテュート、ニューヨーク)から提供された。48ウェルトレー中の2.5×104の細胞を、適切な希釈で37℃で30分間100μlのケモカインに暴露した。100μlのNSI、CCR5−依存HIV−1株、SF162を1000フォーカス形成単位/ml(FFU/ml)で添加し、細胞をさらに3時間インキュベートした。その後細胞を洗浄し、適当なケモカインを含む溶媒中で固定化前に4日間インキュベートし、前述したようにその場でp24産生について染色して感染のフォーカスを算定した。
【0171】
実施例8: CCR5×CD3のCCR5発現CHO細胞への濃度に依存した結合
CCR5を安定してトランスフェクトしたチャイニーズハムスター卵巣細胞(CCR5+CHO)を標的細胞として用い、(実施例2および図3に記載されたような)二重特異性scFv CCR5×CD3の結合試験を行った。これらの細胞は、(実施例5および図10に示したような)親抗体MC−1による結合アッセイによる評価により、CD3に対して陰性でCCR5に対して>95%で陽性であった。結合は、フローサイトメトリーに基づく結合アッセイにより評価した。
【0172】
4×105のCCR5+CHO細胞を、20μl/mlから19.5ng/mlまでの範囲での異なる希釈のscFv CCR5×CD3を含む50μlのFACSバッファー(1%胎児子ウシ血清(FCS)および0.05%のアジ化ナトリウムを含むPBS)中に再懸濁させた。細胞を、96ウェルマイクロタイタープレートで4℃で30分間インキュベートした。細胞をFACSバッファーで2回洗浄し、20μg/mlの抗His−タグモノクローナル抗体(ディアノバ)で4℃で45分間インキュベートした。特異的に結合したscFv CCR5×CD3を、モノクローナルヤギ抗マウスIgG F(ab’)2−PEコンジュゲート抗体(ディアノバ)により検出した。洗浄後、細胞を、セルクエストソフトウエア(ベクトンディッキンソン)を用いたフローサイトメトリー(FACSカリバー、ベクトンディッキンソン)により分析し、異なる濃度のサンプルの蛍光強度の中央値を計算した。非線形回帰分析を、グラフパッドプリズム(バージョン3.02)により行った。scFv CCR5×CD3のCCR5発現CHO細胞への濃度に依存した結合を、0.86μg/mlのKD値により観察した(図20)。
【0173】
実施例9: エフェクター細胞として1次Tリンパ球によるCCR5×CD3の細胞毒活性
CCR5陽性細胞に対する細胞毒性を媒介する(実施例2および図3に示したような)scFv CCR5×CD3の能力を、標的細胞として安定してトランスフェクトしたCCR5+CHOおよびエフェクター細胞として末梢血液由来のCD3陽性Tリンパ球を用いて試験した。細胞毒性の検出には、FACSに基づく分析を行った。
【0174】
(CD4+およびCD8+細胞を含む)CD3+T細胞を、ヒトT細胞富養カラム(R&Dシステムズ)を用いたネガティブ選択により末梢血液から単離した。この目的のために、PBMCを標準フィコール−ハイパーク密度勾配分離により調製し、カラムに適用した。B細胞および単球をカラムマトリックスに結合させる一方、T細胞を溶出させた。濃縮したT細胞を溶媒で洗浄し、エフェクター細胞として用いた。
【0175】
フローサイトメトリーによるエフェクター細胞からの標的細胞の区別のために、CCR5+CHO細胞を脂肪族膜染料PKH26(シグマ)により最終濃度12μMでラベル化した。0.5×105のラベル化したCCR5+CHO細胞および2.5×105のCD3+T細胞を、5:1のエフェクター:標的比で96ウェルマイクロタイタープレートに播種した。320ng/mlから0.3pg/mlの範囲のscFv CCR5×CD3の100μlの希釈物を、細胞とともに37℃で16時間、5%CO2の加湿環境でインキュベートした。その後、細胞を600×gで3分間遠心分離し、細胞ペレットを200μlのFACSバッファー(PBS、1%FCS、0.05%アジ化ナトリウム)に再懸濁した。1μg/mlのプロピジウムアイオダイド(PI)による染色の後、細胞をフローサイトメーター(FACSカリバー、ベクトンディッキンソン)で2回分析した。
【0176】
scFv CCR5×CD3媒介の分解の特異性を確認するために、安定してCXCR4をトランスフェクトしたCHO細胞を陰性対照標的細胞として用いた。細胞毒性アッセイを、CCR5+CHO細胞に対するのと同一の条件下で行った。
【0177】
CCR5+CHO細胞の特異的分解を、セルクエストソフトウエア(ベクトンディッキンソン)を用いて計算し、非線形回帰分析をグラフパッドプリズムを用いて行った。S字状の用量−反応曲線が得られ(図21)、912pg/mlのEC50値が判明した。標的細胞としてCXCR4+CHO細胞を用いて、scFv CCR5×CD3に細胞毒性作用がないことが観察された。
【0178】
実施例10: エフェクター細胞としてのT細胞クローンCB15によるCCR5×CD3の細胞毒活性
(実施例2および図3に記載されたような)CCR5陽性細胞上のscFv CCR5×CD3の細胞毒活性も、エフェクター細胞としてCD3陽性T細胞系CD15(CD4+)を用いて試験した。細胞毒性の検出のために、FACSに基づく分析を標的細胞としてCCR5トランスフェクトCHO細胞(CCR5+CHO)を用いて行った。
【0179】
CCR5+CHO細胞を脂肪族膜染料PKH26(シグマ)により最終濃度10μMでラベル化した。エフェクターおよび標的細胞を、10:1の比でマイクロタイタープレート中で、40μg/mlから0.15ng/mlの範囲で希釈したscFv CCR5×CD3の100μlとともに、37℃で6時間、5%CO2の加湿環境でインキュベートした。細胞を600×gで3分間遠心分離し、細胞ペレットを200μlのFACSバッファー(PBS、1%FCS、0.05%アジ化ナトリウム)に再懸濁した。細胞を1μg/mlのプロピジウムアイオダイド(PI)で染色し、フローサイトメーター(FACSカリバー、ベクトンディッキンソン)で2回分析した。
【0180】
CCR5+CHO細胞の特異的分解を、セルクエストソフトウエア(ベクトンディッキンソン)を用いて計算し、非線形回帰分析をグラフパッドプリズムを用いて行った。S字状の用量−反応曲線が得られ(図22)、12.8ng/mlのEC50値が判明した。
【0181】
生物活性アッセイにおいてエフェクター細胞としてT細胞クローンCB15により得られた結果は、scFv CCR5×CD3により媒介される特異的分解がCD8+CTLの細胞毒活性に限定されるのではなく、CD4+T細胞もこの工程に関与していることを示す。
【0182】
実施例11: scFv CCR5×CD3の構築に用いる親CCR5特異的モノクローナル抗体MC−1のエピトープのマッピング
(実施例2および図3記載したような)scFv CCR5×CD3の構築に用いる親CCR5特異的モノクローナル抗体MC−1のエピトープを、キメラおよび点突然変異レセプターを安定して発現している約70のCHO−K1細胞のパネルを用いてフローサイトメトリーによりマッピングした(Samson, J. Biol. Chem., 1997,272,24934−24941; Lee, J. Biol. Chem., 1999,274,9617−9626; Blanpain, J. Biol. Chem., 1999,274,34719−34727; Blanpain, Blood, 2000,96,1638−1645)。細胞を、mab MC−1とともに氷上で30分間インキュベートし、洗浄してPE−コンジュゲート抗−マウスIg抗体(シグマ)により染色した。CCR2bを発現しているCHO−K1細胞を、陰性対照として用いた。MC−1は、CCR5分子の第2の細胞外ループ(ECL2)の第1の部分を認識することが示された(データは示していない)。ECL2は、aa168−199(RSQKEGLHYTCSSHFPYSQYQFWKNFQTLKIV)の範囲にあり、Chen, J. Virol., 1997,71,2705−2714に記載されたようにCCR5の膜透過領域4および5の間に位置する。
【0183】
ヒトおよびアカゲザルのCCR5のアミノ酸配列は、8つのアミノ酸において異なり、ECL2のaa171(K→R)およびaa198(I→M)の位置において2つのアミノ酸が変化している(Chen, J. Virol., 1997,71,2705−2714)。これらのアミノ酸の変化による、MC−1のアカゲザルCCR5のELC2との交差反応の可能性を、FACSに基づくアッセイでヒトおよびアカゲザルのPBMCにより分析した。両方の種のPBMCを、標準フィコール勾配遠心分離により単離した。5×105の細胞を、50μlのFACSバッファーに懸濁し、50μg/mlのMC−1を添加した。4℃での30分間のインキュベーションの後、細胞を洗浄し、ヤギ抗−マウスIgG F(ab’)2−PEコンジュゲートモノクローナル抗体(ディアノバ)を用い4℃で暗所にて30分間染色した。細胞を洗浄し、フローサイトメーター(FACSカリバー、ベクトンディッキンソン)により分析した。
【0184】
図23に示すように、MC−1は排他的にヒトCCR5に結合するが、アカゲザル由来のCCR5には反応しなかった。これらのデータは、MC−1により認識されたエピトープがヒトCCR5に対して特異的であり、ヒトCCR5配列中のaa171位におけるリジンおよびaa198位におけるイソロイシンがこの特異性に本質的であることを示している。特に、ECL2の第1の部分に位置しているaa171位のリジンが、mab MC−1によるCCR5のヒトエピトープの特異的認識に寄与している。
【0185】
実施例12: HIV−1感染単球におけるウイルス産生のscFv CCR5×CD3媒介による削減
PBMCを健康なドナーの新鮮なバフィコートからフィコール密度遠心分離により調製し、単球を一晩の培地フラスコへの付着により単離した。残っているPBLを除去し、5%CO2下加湿環境で37℃にて別個に培養した。
【0186】
単球を、5×104細胞/ウェルの密度で48ウェルマイクロタイタープレートに播種し、M−指向性HIV−1株BaL(moi=1)により5%CO2下加湿環境で37℃にて一晩感染させた。ウイルスを洗浄により除去し、単球を非刺激PBL(ウェル当たり15×104)+scFv CCR5×CD3(1μg/ml)+AZT(75μM)、または陰性対照として非刺激PBL単独(ウェル当たり15×104)とともにさらに培養した。感染後(p.i.)5日で単球を洗浄し、AZTまたは抗体の不存在下で培養した。上清をp.i.15日で採取し、HIV−1複製をELISAのp24の測定により定量した。この実験方法により、scFv CCR5×CD3を含まない対照と比較して(300ng/ml p24)、scFv CCR5×CD3を含むサンプルでは75%のウイルス複製の削減をもたらした(75ng/ml p24)。
【0187】
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【図面の簡単な説明】
【図1】痛風を除く関節炎患者の末梢血液(白のカラム)および滑液(灰色のカラム)中のT細胞(第1および第2のパネル)、単球(第3のパネル)、好中球(第4のパネル)上の種々のケモカインレセプター(x軸に示した)の発現。それぞれの点は、1人の患者を示し、平均値は棒グラフで示す。好中球上のCXCR1とCXCR2の発現はy軸の蛍光強度として与えられ、他のすべてのものはレセプター陽性細胞の割合が示されている。
【図2】リューマチ性関節炎の1人の患者の末梢血液(左)および滑液(右)中の白血球上のCCR5、CCR2およびCXCR4の発現を示すFACS点プロット。境界線は、アイソタイプ対照に従って設定し、垂直線として示す。滑液中においてT細胞および単球の大多数は、高レベルのCCR5発現を示すが、末梢血液中においてこれらの細胞のほんの少数が、低いレベルのCCR5を発現する。
【図3】二重特異性単鎖抗体の模式図。ハイブリドーマMC−1由来のαCCR5単鎖フラグメント(CCR5 VL/CCR5 VH)は、CD3に対して誘導された単鎖フラグメント(CD3 VH/CD3 VL)のN末端に融合する。二重特異性抗体のCD3+T細胞およびCCR5陽性標的細胞への結合は、CD3の架橋、エフェクターT細胞の活性化およびCCR5陽性標的細胞の分解をもたらす。
【図4】精製された二重特異性単鎖抗体αCCR5−αCD3のSDS−PAGE。約60kDの単一バンドが、還元(左)および非還元(右)条件下で観察される。二重特異性抗体の分解またはタンパク質分解は、検出されなかった。
【図5】ケモカイン−トキシン RANTES−PE38の模式図。ケモカインRANTESは、シュードモナスのエクソトキシンAの切断されたもの(PE38)のN末端に融合する。切断されたトキシンは真核細胞に結合できないが、融合タンパク質はRANTES部位によりCCR5に結合し、細胞中に内在化する。これによりトキシンは、タンパク質合成を阻害し、細胞死を誘発する。
【図6】精製したタンパク質RANTES−PE38のSDS−PAGE(左)およびウエスタンブロット(右)。約46kDの予期された大きさの明瞭なバンドが、クマシー染色されたSDS−PAGEおよびウエスタンブロットで視認できる。
【図7】αCCR5−αCD3二重特異性抗体のCCR5欠損リンパ球上のCD3への結合。CD4およびCD8との共染色により、二重特異性抗体がCD4+/CD8+T細胞分集団に結合することが示された。多色分析により他の細胞集団への結合が起こらないことが示された。
【図8】αCCR5−αCD3二重特異性抗体のトランスフェクションしたCHO細胞上のCCR5への結合。CCR5によりトランスフェクションされたCHO細胞は黒で示し、CXCR4陽性CHO細胞は陰性対照として用い、白で示す。
【図9】αCCR5−αCD3二重特異性抗体の培養された単球上のCCR5への結合。CCR5陽性ドナー由来の単球は黒で示し、CCR5欠損(Δ32/Δ32)ドナー由来の単球は陰性対象として用い、白で示す。
【図10】CCR5特異的モノクローナル抗体を、FACS分析によりCCR5の下降調整を誘発する能力について比較した。mAb MC−1(四角)、αCCR5−αCD3二重特異性抗体の親抗体は顕著な内在化を示したが、MC−4(三角)はCCR5内在化の誘発を示さなかった。CHO−CCR5細胞は、37℃で30分間種々の濃度でインキュベートした。
【図11】RANTES−PE38(白抜き)およびRANTES(黒塗り)によるPBMC表面からのCCR5の下降調整。CCR5の表面発現は、リンパ球(四角)および単球(まる)で測定され、溶媒対照の%として与えられる。融合タンパク質RATES−PE38は、非修飾のRANTESに比べ幾分低い効率で細胞表面からのCCR5を下降調整できる。
【図12】二重特異性抗体によるCCR5陽性単球の涸渇。CCR5欠損PBMC(Δ32/Δ32)または野生型PBMC(WT−PBMC)を一晩培養し、二重特異性抗体(100ng/ml)または対照としての溶媒とともに20時間インキュベートした。残存している単球(Mo)およびリンパ球(Ly)をFACSの光散乱特性により同定した。CCR陽性野生型単球は二重特異性抗体により完全に涸渇したが、CCR5欠損単球は生き残った。
【図13】二重特異性抗体によるCCR5陽性単球の涸渇。用量−反応曲線は、αCCR5−αCD3二重特異性抗体の種々の濃度で培養された単球の涸渇を示す。単球の90%以上が33ng/mlの濃度で涸渇した。
【図14】二重特異性αCCR5−αCD3抗体は、慢性関節炎患者の滑液からのリンパ球および単球を涸渇させた。新たに採取した滑液を種々の濃度の二重特異性抗体または対照としての溶媒とともに20時間インキュベートし、FACSで分析した。両方の細胞型の95%以上が、31ng/mlの濃度で涸渇した。
【図15】二重特異性αCCR5−αCD3抗体は、慢性関節炎患者の滑液からのリンパ球および単球を涸渇させた。新たに採取した滑液を二重特異性抗体(500ng/ml)または対照としての溶媒とともに20時間インキュベートし、FACS(前方および側方光散乱分析)で分析した。二重特異性抗体はCCR5陽性単球およびリンパ球を完全に涸渇させたが、CCR5陰性顆粒球(PMN)は生き残った。我々の以前のデータと一致して、この滑液中のすべての単球およびリンパ球はCCR5を発現したが、顆粒球(PMN)ではCCR5の発現は見られなかった。
【図16】CCR5陽性単球を涸渇させる場合のαCCR5−αCD3二重特異性単鎖抗体の効率を、2つの非修飾モノクローナル抗体MC−1およびMC−5の効率と比較した。2人の異なるドナー(FおよびN)からのPBMCを一晩培養し、抗体構築物および抗体の存在下または不存在下で溶媒とともに24時間インキュベートした。濃度を示した。細胞を完全に回収し、FACS分析により生存する単球およびリンパ球を定量した。PBMCドナーそれぞれの2つの実験結果を示す。驚くべきことに、二重特異性抗体のみがCCR5陽性単球を相当涸渇できたが、一方非修飾のモノクローナル抗体はほとんど効果がなかった。
【図17】図16に示したような典型的な実験の前方および側方光散乱分析の例であり、αCCR5−αCD3二重特異性単鎖抗体のみが左下象限の単球を涸渇させる能力を有することが示された。異なる細胞型の局在化の比較として、図12左パネルを参照のこと。
【図18】ケモカイン−トキシン RANTES−PE38によるCCR5陽性CHO細胞の破壊。CCR5陽性CHO細胞およびCXCR4陽性CHO細胞を40時間ケモカイン−トキシン(10nM)でインキュベートし、FACSで分析した。死亡した細胞が、前方および側方光散乱プロットの左上領域に現れる。RANTES−PE38は、CCD5陽性CHO細胞を完全に破壊したが、CXCR4陽性CHO細胞には効果がなかった。
【図19】ペプチド結合または多量化ドメインにより組み合わされるケモカインレセプター(CCR)発現細胞に結合する抗体および/またはケモカイン構築物の例:(A)は、エフェクター細胞表面抗原に結合することによりエフェクター細胞と相互作用する抗体およびケモカイン構築物の種々の例を示し、(B)は、トキシンに結合する抗体およびケモカイン構築物の例を示し、(C)は、トキシンに対する抗体結合部位を含む抗体およびケモカイン構築物の例を示す。
【図20】4×105のCCR5+CHO細胞を、19.5ng/mlのscFv CCR5×CD3とともに4℃で30分間インキュベートし、洗浄後細胞を20μg/mlの抗His−タグモノクローナル抗体とともに4℃で45分間インキュベートした。scFv CCR5×CD3の結合をモノクローナルヤギ抗マウスIgG F(ab’)2−PEコンジュゲート抗体で検出し、セルクエストソフトウエアを用いたフローサイトメーターにより分析した。グラフパッドプリズムによる非線形回帰分析を行った。
【図21】scFv CCR5×CD3の細胞毒活性を、CCR5+CHOを標的とし、CD3+Tリンパ球をエフェクター細胞としたFACSに基づく分析により検査した。CD3+T細胞は、末梢血液から単離した。CCR5+CHO細胞は、12μMのPKH26によりラベル化した。エフェクター細胞:標的細胞を5:1の比率で、scFv CCR5×CD3を320ng/mlから0.3pg/mlの範囲で希釈したものとともに5%CO2下37℃で16時間インキュベートした。1μg/mlのプロピジウムアイオダイド(PI)で染色した後、フローサイトメトリーにより細胞を分析した。
scFv CCR5×CD3媒介の分解の特異性を確認するために、安定してCXCR4でトランスフェクトしたCHO細胞を陰性対照標的細胞として用いた。細胞毒性アッセイをCCR5+CHO細胞について記載したのと同一の条件下で行った。
CCR5+CHO細胞の特異的分解をセルクエストソフトウエア(ベクトンディッキンソン)を用いて計算し、非線形回帰分析をグラフパッドプリズムにより行った。S字状の用量−反応曲線により、912pg/mlのEC50値が明らかになった。標的細胞としてCXCR4+CHO細胞では、scFv CCR5×CD3の細胞毒性作用は観察されなかった。
【図22】CCR5陽性細胞上のscFv CCR5×CD3の細胞毒活性も、エフェクター細胞としてCD3陽性T細胞系CB15を用いてFACSに基づいたアッセイにより検査した。10μMのPKH26によってラベル化されたCCR5+CHO標的細胞を、エフェクター:標的が10:1の比率で用い、異なる希釈(40μg/mlから0.15ng/ml)のscFv CCR5×CD3を100μlとともに、5%CO2下37℃で6時間インキュベートした。細胞を1μg/mlのプロピジウムアイオダイド(PI)で染色した後、2回フローサイトメトリーにより分析した。
CCR5+CHO細胞の特異的分解をセルクエストソフトウエア(ベクトンディッキンソン)を用いて計算し、非線形回帰分析をグラフパッドプリズムにより行った。S字状の用量−反応曲線により、12.8ng/mlのEC50値が明らかになった。
【図23】MC−1の、A)ヒトPBMCおよびB)アカゲザルPBMCとの反応性。PBMC(実線)、PBMCおよびPEコンジュゲートヤギ抗マウス抗体(点線)、PBMCおよびMC−1とPEコンジュゲートヤギ抗マウス抗体(太線)。MC−1はヒトPBMC(A)と結合するが、アカゲザルPBMC(B)とは結合しないことが、M1マーカー線により示される。
本発明は、霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染している細胞の除去のための医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用に関連する。さらに、本発明は、炎症性腎疾患、炎症性腸疾患、多発性硬化症、皮膚疾患、糖尿病または移植拒絶反応の処置、予防および/または緩和のための医薬組成物を調製するための、カモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用を提供する。さらに、本発明は、抗体構築物および/またはケモカイン構築物に関連し、特にここで前記抗体構築物がケモカインレセプター5への結合部位およびCD3への結合部位を含み、ここで前記ケモカイン構築物がRANTESおよびトキシンを含む、構築物である。本発明は、また前記抗体またはケモカイン構築物をエンコードするポリヌクレオチド、並びに前記核酸分子を含むベクターおよび宿主を記載するものである。さらに、本発明は、前記抗体構築物、ケモカイン構築物、ポリヌクレオチド、ベクターおよび/または宿主を含む組成物に関連する。好ましくは、前記組成物は医薬組成物である。免疫障害を処置、予防および/または緩和する医薬組成物、または、潜伏して感染している細胞を除去する医薬組成物の調製のための抗体構築物、ケモカイン構築物、ポリヌクレオチド、宿主および/またはベクターの使用についても記載されており、ここで前記細胞はHIV−1のような霊長類の免疫不全ウイルスに感染したものである。本発明はまた、免疫障害を処置、予防および/または緩和する方法、または、霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染している細胞を除去する方法に関連する。さらに、本発明は、本発明の化合物を含むキットを提供する。
【0002】
いくつかの文書がこの明細書の本文全体にわたり引用されている。ここで引用される各々の文書は(いずれの製品分析表、取扱説明書等も含む)、引用することにより本明細書に取り込まれる。
【0003】
自己免疫疾患、炎症障害、または感染性疾患のような免疫疾患/障害は、増加しているのみならず、世界的な健康問題として実質的な脅威となっている。
【0004】
例えばドイツでは、人口の約1%が自己免疫疾患性のリューマチ性関節炎を患っている。さらに、関節炎を引き起こす多数の他のリューマチ性疾患もある。現在、非ステロイド系抗リューマチ薬、コルチゾン製剤および第2次剤の3種類の薬剤と、TNFα遮蔽剤が、炎症性関節疾患の処置に用いられている。現在まで、治療としては、抗炎症薬や第2次剤の全身投与との組み合わせで、コルチゾン製剤の局所注射に焦点があてられてきた。
【0005】
非ステロイド系抗リューマチ薬は、穏やかな鎮痛性と抗炎症作用を有するが、頻繁に投与された場合には多くの副作用がある(例えば、胃潰瘍、ネフローゼ)。多量の投与では、コルチゾン製剤は、強力な鬱血除去と鎮痛作用があるが、治療の中断後直ぐに再発をもたらす。さらに、コルチゾン製剤は、関節疾患の破壊工程を止めることはできない。コルチゾンによる長期の治療は、通常重篤な副作用を伴う(感染、クッシング現象、骨粗鬆症、羊皮紙様皮膚、代謝およびホルモン障害)。コルチゾンの局所注射は、移動した白血球細胞の活性が減少するだけであるという基本的な不利益がある。浸潤した細胞が破壊されないので、治療の中断の後直ぐに再発が起こる。上述したように、同様のことが全身投与でも起こる。まれに、コルチゾン結晶の刺激作用のために、コルチゾンの注射後炎症が悪化することがある。コルチゾン注射の作用の持続時間は、大きく変化し、最初の無作用から数週間の作用の持続までの範囲にわたる。
【0006】
リューマチ学において、第2次剤を用いて炎症の長期の抑制とコルチゾン製剤の削減を行っている。かなりの毒性のため(アレルギー、感染、悪性疾患、腎不全、血圧分利、肺疾患)、患者のそばにいる医療専門家が必要である。処置の開始後、最初の3ヶ月間は治療効果が現れないであろう。現在、4、5個のこのような第2次剤が使用可能であり、これらは最初は個々に使用され、または治療が効果的でない場合は組み合わせて使用される。たいていは、第2次剤の作用形態についてはほとんど何も知られていない。第2次剤の投与が関節の破壊を消失されるかどうかは、完全には明らかになっていない。近年、新しい一群の物質がリューマチ性関節炎の処置に導入され、これはモノクローナル抗体や溶解性レセプター構築物による細胞シグナル物質(特にTNFα)を遮断することに基づいている。
【0007】
さらに、現在利用可能な治療には反応しない患者もいる。他の場合では、許容できない副作用のために従来の治療を中止しなければならないこともある。
【0008】
同様の状況が、炎症性腎疾患、炎症性腸疾患、多発性硬化症および移植拒絶反応のような他の多くの炎症性および自己免疫疾患でも存在し、これらは現在の処置では多くの限界がある。例えば、炎症性および自己免疫疾患に用いられる薬剤には、アザチオプリン、シクロホスファミド、(プレドニゾンやコルチコステロイドのような)グルココルチコイド、のような抗炎症剤および免疫抑制剤;シクロスポリンA、タクロリマス(FK506)、シロリマス(ラパマイシン)のような免疫抑制剤;およびカルシニューリン、ベータ−インターフェロン、抗TNFアルファモノクローナル抗体(レミケード)のようなタンパク質薬が含まれる。これらの薬剤は、一般的な免疫調整作用を示し、それゆえ効能と副作用プロフィールが処置の選択肢の厳しい制限の原因となりうる(Harrison’s Principles of Internal Medicine, eds. Fauci et al., 14th edition, McGraw−Hill publisher)。
【0009】
炎症性腸疾患(例としては、クローン病、潰瘍性大腸炎がある)は、抗炎症剤であるサルファザラジン(アズルフィジン)およびプレドニゾンのようなグルココルチコイドにより処置され、選択された場合にはTNF−α遮蔽剤により処置される。潰瘍性大腸炎では、アザチオプリンのような薬による免疫抑制治療がよく確立しており、重症患者では、強い免疫抑制剤であるシクロスポリンが用いられる(Harrison’s Principles of Internal Medicine, eds. Fauci et al., 14th edition, McGraw−Hill publisher)。
【0010】
多くの場合で、現在の薬では充分な疾患活性の減少がなされず、外科的介入が時々必要となることさえある。
【0011】
炎症性腎疾患(ネフローゼ)は、例えばグルココルチコイド、アルキル化剤および/またはプラスマフェレーシスにより処置される。同様の処置の選択肢を有するさらなる疾患には、全身性エリテマトーデス(SLE)、シェーグレン症候群、多発性筋炎、皮膚筋炎、混合結合組織疾患、抗リン脂質抗体症候群が含まれる。
【0012】
いくつかのこれらの疾患には、現在ほとんど治療の選択肢がない。これらの疾患のすべてにおいて、1つの炎症性成分が共通する。しかし、この炎症性成分は現在利用可能な薬では充分に抑制できない。例えばアルキル化剤などのいくつかの薬では、患者1人当たりの最大生存投与量を超えることができない。
【0013】
移植拒絶反応は、アザチオプリン、マイコフェノレートモフェティル、グルココルチコイド、シクロスポリン、タクロリマス(FK506)、シロリマス(ラパマイシン)等の免疫抑制剤を用いて処置される。ステロイドと、T細胞上のCD3に結合するマウスのモノクローナル抗体OKT3の少量の投与との組み合わせを用いて、T細胞をアネルギー化し、涸渇させ、シクロスポリンのような免疫抑制剤を用いて治療が続けられる。ヒト抗−マウス抗体I(HAMA)は、一般的な副作用を有し、OKT3の使用が制限される(Fauci et al. sic. 2374−2381)。
【0014】
多発性硬化症を処置する方法には、アザチオプリン、シクロホスファミド、プレドニゾン、コルチコステロイド、シクロスポリンA、カルシニューリン、ラパマイシン、ベータ−インターフェロン等の抗炎症剤のような全体の免疫系に作用する処置が含まれる(Fauci et al. sic. 2415−2419; Wang (2000) j. Immunol. 165,548−57)。さらに、身体的治療および精神的薬理学剤等のクオリティオブライフを改善しうる多数の非特異的処置が行われている。上述した処置の選択肢は、いずれも治癒させる作用はない。最も有望な化合物であるβ−インターフェロンでさえ、相当な副作用を示す一方、わずかに疾患の進行を遅らせるにすぎない。
【0015】
さらに、I型ヒト免疫不全ウイルス(HIV−1)は、エイズの最も一般的な原因であるが、(死亡した人を含めて)5000万人以上に感染しており、また新たに感染する割合は、年間6百万人近いと推定される(AIDS Epidemic Update: December 1999 (UNAIS, Geneva, 1999), www. unaids. org)。同様に困ったことは、その流行が不確定なことにある。アフリカのサハラ付近が世界的な中心であるが、感染の割合は近時は前ソビエト連邦や、インドと中国等の南および東南アジアの一部で増加しており、これらの場所では文字通り数億人が潜在的な危険にある。米国では、感染の新たな波が、女性、少数民族、および同性愛の男性の若い世代で認められてきた。抗レトロウイルス剤の組み合わせの治療により、多くの人々が臨床的に救われているが、その費用と処置の毒性は相当であり、HIV−1感染は依然致命的な疾患のままである。さらに、感染した人々の世界的に大多数の者は、これらの薬剤を入手できない。従って、エイズの人口統計(およびその自然な生長のいくつかの例)が変化しているが、流行は終焉から遙か遠く、その代わりに、これは進化し、拡大し、さらに大きな解決すべき課題としてとどまっている。
【0016】
ヒト免疫不全ウイルス(HIV)は、細胞表面上の2つの鍵となる分子、CD4とコレセプターに最初に結合しない限りヒト細胞に進入できない。最初に認識されるコレセプターはCCR5であり、ウイルスのライフサイクルの後期では、もう一つのケモカインレセプターCXCR4がHIV−1のコレセプターになる(D’Souza, Nature Med. 2,1293 (1996); Premack, Nature Med. 2,1174; Fauci, Nature 384,529 (1996))。性的接触によるウイルスのほとんどの伝染原因となるHIV−1株は、M−指向性ウイルスと呼ばれる。これらのHIV−1株は(NSI1次ウイルスとしても知られているが)、1次CD4+T細胞およびマクロファージ中で複製し、ケモカインレセプターCCR5(および、頻度は低いもののCCR3)をそれらのコレセプターとして利用する。T−指向性イルス(時にSI1次と呼ばれる)も1次CD4+T細胞内で複製するが、in vitroでは確立されたCD4+T細胞系にさらに感染し、これはケモカインレセプターCXCR4(フュージン)を介して行われる。これらのT−指向性株の多くが、CXCR4に加えてCCR5を利用でき、いくつかは、少なくともあるin vitroの条件下で、CCR5を介してマクロファージに進入できる(D’Souza, Nature Med. 2,1293 (1996); Premack, Nature Med. 2,1174; Fauci, Nature 384,529 (1996))。他のコレセプターがHIV−1の病因に寄与するかどうかは解明されていないが、いくつかのT−指向性株のための他のコレセプターの存在がin vitro試験から推察される。M−指向性HIV−1株がHIVの性的伝染の約90%に関係しているので、CCR5は患者内のウイルスに対する優勢なコレセプターであり;CXCR4を用いる(T−指向性の)株の伝染(または全身での確立)は、まれである(D’Souza, Nature Med. 2,1293 (1996); Premack, Nature Med. 2,1174; Fauci, Nature 384, 529 (1996), Paxton, Nature Med. 2,412 (1996); Liu, Cell 86,367 (1996); Samson, Nature 382,722 (1996); Dean, Science 273,1856 (1996); Huang, Nature Med. 2,1240 (1996))。しかし、SIウイルスがin vivoで一旦進化すると(またはそれらが伝染すると)、それらは特に毒性となり、疾患の進行を早める原因となる(D’Souza, Nature Med. 2, 1293 (1996); Premack, Nature Med. 2,1174; Fauci, Nature 384,529 (1996), Schuitemaker, J. Virol. 66,1354 (1992); Connor, J. Virol. 67,1772 (1993); Richman, J. Infect. Dis. 169,968 (1994); R. I. Connor et al., J. Exp. Med. 185,621 (1997); Trkola, Nature 384,184 (1996))。
【0017】
標的細胞上のコレセプター分子の数と同一性、および異なるコレセプターを介して細胞に進入しそうなHIV−1株の能力は、疾患の進行の重要な決定因子であるように思える。これらの因子は、HIV−1感染の宿主−およびウイルス−依存の両方の見地に重大な影響を与える。例えば、CCR5のホモ接合欠損(デルタ32)は、in vivoおよびin vitroにおけるHIV−1感染の抵抗性に強く相関する。欠損したCCR5対立遺伝に対してヘテロ接合の個体は、感染に対して単に弱い保護しかなく、疾患の進行をわずかに遅くするだけである(Paxton, Nature Med. 2,412 (1996); Liu, Cell 86,367 (1996); Samson, Nature 382,722 (1996); Dean, Science 273,1856 (1996); Huang et al., Nature Med. 2,1240 (1996))。しかし、他の因子が活性化したCD4+T細胞上のCCR5発現のレベルに影響し、それによりin vitroにおけるHIV−1感染の効率に影響する(Trkola, Nature 384, 184 (1996); Bleul, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 94,1925 (1997))。理由はまだ明確になっていないが、細胞表面のCCR5発現量(MIP−1結合により測定)は、2つの野生型CCR5対立遺伝子を有する個体からのCD4+T細胞上で20倍変化する(Trkola, Nature 384,184 (1996))(図面を参照)。CCR5特異的モノクローナル抗体による染色により、同様の大きな変化が示された(Wu, J. Exp. Med. 186: 1373−81 (1997))。このような変化は、CCR5の1つの欠損した対立遺伝子のどの効果よりもはるかに影響があるであろう。これらは疾患に対する抵抗性を増加させる制御可能な因子を示すので、この変化の原因は徹底した研究の主題になるべきである。
【0018】
最も主要なものとして、霊長類の免疫不全ウイルスの臨床的単離には、進入のためのケモカインレセプターCCR5が用いられる(Feng, Science 272,872 (1996); Choe, Cell 85,1135 (1996); Deng, Nature 381,661 (1996); Dragic et al., Nature 381, p. 667; Doranz, Cell 85,1149 (1996); Alkhatib, Science 272,1955 (1996))。伝染して感染当初の数年間優勢である多くのHIV−1の単離では、CCR5は絶対のコレセプターであり、遺伝的にCCR5発現が欠損しているまれな個体では、HIV−1感染に対し相対的に耐性がある(Connor, J. Exp. Med. 185,621 (1997); Zhang, Nature 383,768 (1996); Bjorndal, J. Virol. 71,7478 (1997); Dean, Science 273,1856 (1996); Liu, Cell 86,367 (1996); Paxton, Nature Med. 2,412 (1996); Samson, Nature 382,722 (1996))。感染経過の後期に起こるHIV−1の単離にはしばしば他のケモカインレセプターが用いられ、たびたびCXCR4がCCR5に加えて用いられる。キメラのエンベロープ糖タンパク質の研究により、gp120の第3の可変(V3)ループがどのケモカインレセプターが使われるかの主要な決定因子であることが示された(上記の文献およびCocchi, Nature Med. 2,1244 (1996); Bieniasz, EMBO J. 16,2599 (1997); Speck, J. Virol. 71,7136 (1997)を参照のこと)。たとえCD4の結合が野生型のレベルで起こるとしても、V3が削除されたgp120ではCCR5に結合しない。V3ループに対する抗体は、gp120−CCR5の結合を妨害する(Trkola, Nature 384,184 (1996); Wu, Nature 384,179 (1996); Lapham, Science 274, 602 (1996); Bandres, J. Virol. 72,2500 (1998); Hill, Science 71,6296 (1997))。これらの結果は、ケモカインレセプターの結合にV3ループが関与していることを支持するものである。
【0019】
M−指向性株が優勢の場合は、HIVの潜伏は感染のごく初期の段階で確立する。M−指向性株は、感染する標的細胞上のCCR5の存在に依存する。M−指向性HIV−1の基本的なコレセプターとしてのCCR5の重要性は、ホモ接合32塩基対の欠失(デルタ32)によるCCR5が欠損した個体がHIV−1感染に非常に耐性があるという事実により強調される。CD4、CD25、またはCD45ROのような他のマーカーとは対照的に、CCR5は、HIV−1感染しやすいリンパ球や他の細胞のサブセット上にだけ存在する(Rottmann (1997) Am J Pathol 151,1341−1351; Naif (1998) J Virol 72,830−836; Lee (1999) Proc. Nat Acad. Sci. 96, 5315−5220)。
【0020】
潜伏して感染した細胞を除去するために、いくつかの方法が仮定された。一つの方策は、潜伏して感染しているものをウイルス産生に誘導し、それによって細胞死に誘導するものである。この文脈において、1つの方法は、ウイルスの貯蔵が涸渇するまでHAARTの存在下でIL−2(TNF−アルファ、IL−6)を投与することである(Chun (1998) J. Exp. Med. 188,83−91; Chun (1999) Nat. Med. 5,651−655; Stellbrink (1999) Abstracts of the 6th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections (Foundation for Retrovirology and Human Health, Alexandria, VA), abstr. 356. p. 135 ; Imamichi (1999) Abstracts of the 6th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections (Foundation for Retrovirology and Human Health, Alexandria, VA), abstr. 358, p. 135)。これらの細胞は、活性化の後死亡すると信じられている。潜伏して感染した細胞のすべての貯蔵を涸渇させられるのかどうかは、疑問がある。
【0021】
試みられた他の方策は、細胞表面のgp−120発現に基づいて潜伏して感染した細胞を特異的に殺すものである。gp−120を認識する抗毒素が提案されたが、2つの理由により失敗した。ヒトにおいて試験された1つの構築物は、シュードモナスエーロギノサ(緑膿菌)のエクソトキシンA(PE)に結合した溶解性CD4から成るタンパク質であった。臨床的結果は、肝毒性の投与量制限のために失望するものであり、効果の徴候を示すことなく、その計画は終了した(Ashorn (1990) Proc. Natl Acad. Sci 87,8889−8893; Berger (1998) Proc. Natl Acad. Sci. 95,11511−11513)。失敗の第2の理由は、潜伏して感染した細胞は、gp−120やgp−41等のウイルス表面糖タンパク質を発現しないことであった。従って、潜伏して感染した細胞の除去のためにgp−120やgp−41を標的とするという方法は、使えない。
【0022】
潜伏して感染した細胞を除去するための他の方法としては、すべてのCD4+T細胞画分 (Berger (1998) Proc. Natl Acad. Sci. 95,11511−11513) や、CD25−陽性画分(Bell (1993) Proc. Natl Acad. Sci. 90,1411−1415)、CD45RO記憶細胞画分(McCoig (1999) Proc. Natl. Acad. Sci 96,1148211485)を除去することに基づくものがある。しかし、これらのマーカーは、すべての潜在的感染細胞に充分に含まれているものではない。このような細胞には、CD4−陽性細胞や記憶細胞またマクロファージに加え、非造血細胞も含まれる。
【0023】
WO98/18826には、哺乳動物(例えばヒト)のケモカインレセプター5に対して誘導された抗体が記載されており、前記抗体はCCR5を有する細胞とHIVのような潜在的リガンドとの相互作用を阻害する方法において提案されている。前記方法はHIV感染を阻害するものとして提案される。さらに、炎症性疾患、自己免疫疾患および移植拒絶反応に対する処置の選択肢として提案されている。しかし、これらの処置の選択肢はすべて、免疫グロブリン分子のような特異的抗体そのもの、またはそれらの機能的部分がレセプター−リガンド相互作用を妨害するとの仮定に基づいている。しかし、これらの抗体が関連性のある細胞を涸渇させる能力を有するかどうかは、疑問がある。さらに、WO98/18826は、HIVとCCR5レセプターとの相互作用を防ぎ、これによりHIV感染を防ぐことを単に考えているにすぎない。
【0024】
白血球、特にT細胞は、感染性の物質に対する免疫反応の鍵となる調整因子と信じられており、炎症性腸疾患、炎症性腎疾患、炎症性関節疾患、多発性硬化症や関節炎のような自己免疫障害、乾癬性損傷のような皮膚疾患、糖尿病および移植拒絶反応などの、炎症工程の開始および維持のための決定的な成分である。
【0025】
従って、本発明が解決すべき技術的課題は、自己免疫疾患、炎症性の工程および/または免疫細胞のウイルス感染のような免疫病理学に関連する活性化した白血球の抑制を導くことのできる新規の手段と方法を提供することである。
【0026】
よって、本発明は、霊長類の免疫不全ウイルス、好ましくはヒト免疫不全ウイルス、最も好ましくはHIV−1に潜伏して感染した細胞の除去のための医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用に関連する。
【0027】
本発明の文脈において、ケモカインレセプターに結合する前記抗体および/またはケモカイン構築物の結合は、標的細胞、主に前記霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染した細胞を涸渇させるおよび/または破壊する結果をもたらす。
【0028】
驚くべきことにこの発明において、ケモカインレセプターに対して誘導された高度に特異的な抗体が、前記ケモカインレセプターを発現している細胞を破壊し、分解し、および/または涸渇させることができないことが示された。しかし、本発明において記載され開示されたように、抗体構築物またはケモカイン構築物は、前記ケモカイン−レセプター陽性細胞と特異的に相互作用でき、前記細胞を涸渇させることができる。前記涸渇/破壊は、例えば単球、マクロファージ、T細胞(特に好ましくは細胞毒性T細胞)または樹状細胞のような、特異的なエフェクター細胞の誘引によりなされるであろう。たとえモノクローナル抗体が悪性細胞の破壊/涸渇において成功を示したとしても(例えば Maloney (1999), Sem Oncol. 26,76−78を参照)、本明細書や添付の実施例に記載されているように、白血球の特定の特殊型、(リンパ球、多核白血球および単球を含む)特にCCR5+単球、T細胞および樹状細胞に対しては効果的でないように思われる。
【0029】
本発明において、「抗体および/またはケモカイン構築物」(即ち抗体構築物および/またはケモカイン構築物)の用語は、ここに記載される分子、多機能構築物および化合物を含むのみならず、それらの機能的フラグメントをも含む。前記構築物の機能的フラグメントとは、標的細胞上のケモカインレセプターに結合/と相互作用でき、前記標的細胞を涸渇させ、分解しおよび/または破壊する手段を提供する、フラグメントを意味する。
【0030】
本発明において、特異的ケモカインレセプターは、これらに限定されないが、CXCR3、CXCR4、CXCR5、CCR1、CCR2、CCR3、CCR4、CCR5、CCR6、CCR7、CCR8、CCR9、XCR1、CCR10およびCX3CR1を含む。前記ケモカインレセプターに結合するケモカインおよび/またはケモカインリガンドは、この分野においてよく知られており、特に表4に記載されるものがある。さらに、ケモカインおよび対応するレセプターはMurphy (2000), Pharm. Reviews 52,145−176に開示されている。ケモカイン、ケモカインリガンドおよび/またはレセプターは、好ましくは霊長類、より好ましくはヒトケモカイン/リガンド/レセプターである。
【0031】
本発明は、炎症性腎疾患、炎症性腸疾患、多発性硬化症、皮膚疾患、アレルギー性反応、糖尿病または移植拒絶反応の処置、予防および/または緩和のための医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用にも関連する。
【0032】
前記皮膚疾患は、特に、乾癬の障害、アトピー性皮膚炎または慢性炎症性皮膚を含む。CCR6の発現は、乾癬患者由来のPBMC中でアップレギュレートされる。さらに、CCR6リガンド(CCL20=MIP3アルファ)およびCCR6は、乾癬皮膚においてアップレギュレートされる。さらに、CCL20を発現しているケラチノサイトは、T細胞が浸潤した皮膚にともに局在化する(Homey (2000) J. Immunol. 164,6621−6632)。さらに、CCR10は、メラノサイト、皮膚繊維芽細胞、皮膚内皮細胞、T細胞および皮膚由来ランゲルハンス細胞で検出され、ケラチノサイトでは検出されない。CCR10リガンド(CCL27)は、皮膚関連発現パターンを有する(Homey (2000) J. Immunol. 164,3465−3470; Charbonnier (1999) J. Exp. Med 190,1755−1768)。さらに、CCR4およびそのリガンド(TARC、MDC)は、慢性炎症性皮膚においてアップレギュレートされる。さらにCCR4は、皮膚に侵入したT細胞のホーミングレセプターである。CCR4+T細胞は、全T細胞のほんの小さい部分集合であり、それゆえCCR4+T細胞の涸渇は種々の炎症性皮膚疾患においてその徴候を示す(Campbell (1999) Nature 400,776−780)。CCR3およびエキソトキシンの発現は、アトピー性皮膚炎で増強され、炎症の開始および維持に寄与するであろう(Yawalkar (1999) J. Invest. Dermatol. 113,43−48)。
【0033】
事実上、リューマチ性関節炎、滑液、並びに、潰瘍性大腸炎、慢性膣炎およびサルコイドーシスのような種々の炎症性組織のすべてのT細胞は、CXCR3を発現する。一方で正常リンパ節のほとんどT細胞は、CXCR3陽性ではない。
【0034】
多発性硬化症については、ミエリンを破壊された脳の損傷に浸潤するT細胞上で、影響された患者の末梢血液中と同様に、CCR5およびCXCR3が優勢に発現することが示された。対応するリガンドMIP−1αおよびIP−10はプラーク中でも検出される(Balashov (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. 96,6873−6878)。T細胞の除去は、この自己免疫疾患のT細胞アームを遮蔽するであろう。
【0035】
多発性硬化症患者の死後のCNS組織のベータケモカインレセプターの発現の免疫化学的分析により、慢性的活性MSの損傷におけるCCR2、CCR3およびCCR5の発現が泡沫状マクロファージに関係し、ミクログリアにより活性化されるが、対照CNS組織ではこれらのケモカインレセプターはミクログリアル細胞では低いレベルでしか発現しないことが示された。CCR2およびCCR5は、多数の浸潤するリンパ球上にも存在し、MSの5/14の場合でCCR3およびCCR5は、星状細胞上にも発現した。MSにおけるCNSでのCCR2、CCR3およびCCR5の増加した発現は、これらのベータケモカインレセプターおよびそれらのリガンドがMSにおいて病因の役割を果たしていることを示唆している(Simpson, J. Neuroimmunol., 2000,108,192−200)。
【0036】
CCR3およびCCR5の高い発現は、ホジキン病患者由来のリンパ節のT細胞およびB細胞においても観察された。CCR3がCD4+およびCD8+細胞に同等に分散している一方、CCR5はおもにCD4+細胞に関係した。これらのデータは、ケモカインがホジキン病の非腫瘍性リンパ球の浸潤の形成に関係することを示唆するものである(Buri, Blood, 2001,97,1543−8)。
【0037】
歯周病は、グラム陰性菌の種に関連する末梢感染である。中程度から進行した歯周病患者では、CCR5ケモカインレセプターを発現している細胞が炎症性浸潤において見出された(Gamonal, J. Periodontal. Res., 2001,36,194−203およびTaubman, Crit. Rev. Oral. Biol. Med. 2001,12, 125−35)。
【0038】
I型糖尿病は、T細胞媒介の自己免疫疾患であると見なされている。脾臓におけるCCR5レセプターの発現は、関連する動物モデルにおけるI型糖尿病の進行と関係した(Cameron (2000) J. Immunol. 165,1102−1110)。特に、CCR5の発現は、インスリン炎症の発展や自発性I型糖尿病と関係した。
【0039】
特定のケモカインが、関連する動物モデルのI型糖尿病のT細胞転移に関係した:RANTES、MCP−1、MCP−3、MCP−5、IP10。これらのケモカインは、th1免疫反応をもたらす(Bradley (1999) J. Immunol. 162: 2511−2520)。
【0040】
上述した炎症性腸疾患は、クローン病および大腸炎潰瘍を含みうる。
【0041】
CCR9は腸に対してホーミングするT細胞上で発現し、クローン病および大腸炎潰瘍において誘導される。すべての腸の粘膜固有層と上皮内リンパ球は、CCR9を発現する(Zabel (1999) J. Exp. Med. 190,1241−1256)。
【0042】
さらに、本発明の文中で記載したように、抗体および/またはケモカイン構築物は、移植の間および/またはその後の合併症を避けるため、即ち移植拒絶反応および対宿主性移植片疾患を避けるためにも有用である。
【0043】
CCR7は、ナイーブT細胞および樹状細胞上で発現し、リンパ組織への細胞の移動を媒介する。従って、CCR7+細胞の除去は、例えば移植後の新しい抗原に対する免疫反応を防ぐであろう。このような処置は、全般的な免疫抑制ではなく、新しい抗原に対して選択的なものであり、CCR7+細胞を涸渇させる本発明の薬剤の投与期間に限定される(Forster (1999) Cell 99,23−33)。CXCR5は、末梢血液と扁桃腺のナイーブB細胞上、および記憶T細胞上で発現する。CXCR5+B細胞の除去は、体液性反応の確立を防ぐであろう。さらに、記憶T細胞の除去は、免疫反応の細胞成分を減少させるであろう(Murphy (2000) Pharmacological Reviews 52,145−176)。
【0044】
アレルギーおよび/またはアレルギー反応の処置のための医薬組成物を提供するために、ここに記載されたような抗体および/またはケモカイン構築物が用いられる。エクソトキシンおよびRANTESに結合するCCR3が、アレルギー反応に関係する、好酸球、Th2細胞、マスト細胞、好塩基球上で発現することが示された(Romangnani (1999) Am. J. Pathol. 155,1195−1204)。
【0045】
上述した腎または腎臓疾患に関する限り、CCR5陽性T細胞が繊維症を導く間質性の工程に役割を果たすであろうことが示された。CCR5陽性細胞は、移植拒絶反応と同様に、種々の糸球体および間質性疾患の間質性浸潤において同定された。前記疾患は、急性および慢性の腎炎、IgA腎症、およびその他を含む(Segerer (1999), Kidney Int. 56,52−64)。
一時的免疫複合体糸球体腎炎(IC−GN)のモデルにおいて、CCR1、CCR2、およびCR5は早期に発現し、尿蛋白および白血球浸潤の最大時においてはすでにダウンレギュレートされていた。CCR5の発現は、単離された糸球体の原位置ハイブリダイゼーションおよび定量的逆転写PCRにより、糸球体に位置していた(Anders, J. Am. Soc. Nephrol., 2001,12,919−31)。いくつかの腎疾患の38人の患者の腎臓において、CCR1−およびCCR5−陽性マクロファージとT細胞が、免疫組織化学により示されるように、糸球体および間質の両方において検出された。腎性CCR5−陽性細胞は、グルココルチコイドにより誘導される回復期の間に顕著に減少した(Furuichi, Am. J. Nephrol., 2000,20,291−9)。
【0046】
本発明の好ましい態様において、本発明は、上述したように医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用を提供し、ここで前記ケモカインレセプターは、ケモカインレセプター5(CCR5)である。前記CCR5は、好ましくはヒトCCR5である。
【0047】
ケモカインレセプターCCR5は、前炎症性ケモカインRANTES、MIP1−α、MIP1−βおよびMCP−2に結合するGタンパク質共役型7回膜貫通ドメインレセプターの大きなファミリーの構成員である。ケモカインは、接着分子と共同して作用して白血球の管外流失を誘発し、組織損傷部位へのそれらの移動を誘導する。
【0048】
CCR5は、少数のT細胞上および単球上で発現し、HIV感染の早期の段階で優勢であるM−指向性HIV−1株のさらに主要なコレセプターである。
従って、上述した医薬組成物は、特にCCR5+白血球の涸渇に有用であり、HIV−1に潜伏して感染している細胞の除去に有用であろう。従って、CCR5+細胞の涸渇は、HIVに潜伏して感染している細胞の数を減少させ、有効な抗ウイルス剤、好ましくは抗レトロウイルス治療との組み合わせにおいて特に有用であろう。
特に好ましい態様において、前記抗体構築物は、第1の抗原としてケモカインレセプター、好ましくはCCR5に結合し、第2の抗原としてエフェクター細胞のCD3抗原に結合する二重特異性抗体である。好ましくは、前記CD3抗原はT細胞、好ましくは細胞毒性T細胞の表面にある。従って前記CD3は、上述した細胞上に発現している抗原を表し、多重分子(T)細胞レセプター複合体の一部であろう。
【0049】
二重特異性抗体は、共有結合により特異的な抗体に結合することや、ダイアボディ法のような他の方法により、ハイブリッド−ハイブリドーマ技術を用いて構築されうる(Kipriyanow, Int. J. Cancer 77 (1998), 763−773)。
【0050】
前記二重特異性抗体が単鎖抗体構築物であることが好ましい。
【0051】
よく知られたように、完全な抗原認識および結合部位を含む最小抗体フラグメントFvは、1つの重鎖と1つの軽鎖可変ドメイン(VHおよびVL)が非共有結合的に結合したダイマーから成る。天然抗体に見出されるものに対応するこの立体配置において、各々の可変ドメインの3つの相補性決定領域(CDR)は、VH−VLダイマー表面の抗原結合部位を決定するように相互作用する。集合的に、6つのCDRは、抗体に対する抗原結合特異性を付与する。CDRの側面に位置するフレームワーク(FR)は、ヒトおよびマウスのような多様な種の天然の免疫グロブリン中で本質的に保存された3次構築物を有する。これらのFRは、それらの適切な配向によりCDRを保持するように働く。
【0052】
不変ドメインは、結合機能を要求されず、VH−VL相互作用を安定化させる手助けをするであろう。通常全結合部位よりも低い親和性ではあるが、単鎖可変ドメイン(または抗原に対して特異的なわずか3つのCDRを含むFvの半分)でさえ、抗原を認識し結合する能力を有する(Painter, Biochem. 11 (1972), 1327−1337)。よって、本発明で定義され記載された抗体構築物の結合部位の前記ドメインは、異なる免疫グロブリンのVH−VL、VH−VH、またはVL−VLドメインの対でもよい。ポリペプチド鎖内のVHとVLドメインの順番は本発明に対して決定的なものではなく、上述したドメインの順番は機能を失うことなく通常逆にしうる。しかしながら、抗原結合部位が適切に折りたたまれるようにVHとVLドメインが配列することは、重要である。
【0053】
抗体/免疫グロブリンの異なる部分は、通常の方法により結合され、または、組み換えDNA技術により近接タンパク質として構築され、例えば、キメラやヒト化抗体鎖をコードする核酸分子を近接タンパク質を構築するために発現させる方法などによる(例えば、Mack et al. (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 92, pp. 7021−7025を参照)。
【0054】
以下のFvフラグメントを有する単鎖抗体が好ましい:ケモカインレセプターに対する、好ましくはCCR5に対するモノクローナル抗体のsc−Fvフラグメント、およびCD3に対するモノクローナル抗体のsc−Fvフラグメント。この場合、ケモカインレセプターに対して誘導されたFvフラグメントおよびCD3に対するFvフラグメントの両方は、N末端位に位置するであろう。CCR5に対するFvフラグメントは、N末端位にあることが好ましい。VLとVH抗体ドメインの順番は、両方の構築物で換えることができ、好ましくはCCR5に対するFvフラグメントの順番は、VL−VHであり、CD3に対するFvフラグメントの1つは、VH−VLである。可変ドメイン間、また同様に2つのFvフラグメント間のリンカーは、ペプチドリンカーから成り、好ましくは1から25のアミノ酸の親水性で柔軟なグリシン−およびセリン−含有リンカーから成っていてもよい。
【0055】
例えば、6×Hisの、C−またはN−末端位にある付加的ヒスチジン鎖は、精製および検出を簡単にするために用いられる。
【0056】
通常の二重特異性抗体と比較して、二重特異性単鎖抗体は、たった1つのタンパク質鎖から構成され、それ故それらの組成が正確に定義できるという長所がある。それらは、通常<60kDの低い分子量を有しており、組み換え技術を用いて、例えばCHO細胞等の適当な細胞系において容易かつ大きなスケールで産生することができる。しかし、最も本質的な長所は、不変抗体ドメインを有さず、それ故これらがその標的細胞、即ちケモカインレセプター発現細胞に結合する時に、Tリンパ球を溶解するように活性化するのみであるということである。従って、単鎖抗体は重篤な副作用が少ないかほとんどない臨床への使用において、通常の二重特異性抗体にしばしば勝るものとなる。
【0057】
MC−1は、ヒトCCR5の第2の細胞外ループの第1の部分に特異的に結合し、添付の実施例に示されるようにアカゲザル由来のCCR5と交差反応をしないことが示された。従って、単鎖抗体構築物が、ケモカインレセプター、好ましくはヒトCCR5に対して特異的な抗体のVLとVHドメイン、および、CD3抗原に対して特異的な抗体のVHとVLドメイン、を含むことが好ましい。ヒトCCR5に特異的な前記抗体は、ネズミ抗ヒトCCR5抗体MC−1であり、特にMack (1998), J. Exp. Med. 187, 1215−1224および添付に実施例に記載されている。また、(添付の実施例で特徴づけられ、またSegerer (1999), loc. cit.に記載されているように)MC−5のような他のα−CCR5抗体が本発明の文脈に含まれていることを認識できるであろう。CD3抗原に特異的な抗体は、ガンマ、デルタ、イプシロン、ゼータ鎖を認識する抗体、特に好ましくはイプシロン鎖とCD3ゼータ鎖を認識する抗体から成る群より選ばれうる(Jakobs (1997) Cancer Immunol Immunother. 44,257−264; Mezzanzanica (1991) Cancer Res 51,5716−5721)。抗イプシロン鎖抗体の例としては、OKT3(WO 91/09968, Kung et al., Science 206,347−349 (1979); Van Wauwe, J. Immunol. 124,2708−2713 (1980); Transy, Eur. J. Immunol. 19,947−950 (1989); Woodle, J. Immunol. 148,2756−2763 (1992); Ada, Human. Antibod. Hybridomas, 41−47 (1994))および TR66 (Traunecker (1991) EMBO J. 10, 3655−3659)がある。CD3ゼータ鎖に対するモノクローナル抗体の例としては、H2D9、TIA2(ともにベクトンディッキンソン)、G3(セロテック(株))がある。
本発明の使用の特に好ましい態様として、上述した単鎖抗体のVLとVHドメインは、VL(MC−1)−VH(MC−1)−VH(CD3)−VL(CD3)の順に配列しており、ここでVL(MC−1)が配列番号12で表されるアミノ酸配列を含み、前記VH(MC−1)が配列番号16で表されるアミノ酸配列を含み、前記VH(CD3)が配列番号26で表されるアミノ酸配列を含み、および/または前記VL(CD3)が配列番号28を含むことが特に好ましい。MC−1抗体の特異的CDR部分は、配列番号29から34に示されており、ここで配列番号29はVLMC−1のCDR1を示し、配列番号30はVLMC−1のCDR2を示し、配列番号31はVLMC−1のCDR3を示し、配列番号32はVHMC−1のCDR1を示し、配列番号33はVHMC−1のCDR2を示し、そして配列番号34はVHMC−1のCDR3を表す。前記二重特異性抗体は、特に配列番号17で表される核酸配列によりエンコードされるアミノ酸配列を含み、または配列番号18で表されるアミノ酸配列を含んでもよい。
【0058】
本発明の使用の他の態様として、抗体構築物は第1の抗原として前記ケモカインレセプターに、第2の抗原としてトキシンに結合する二重特異性抗体である。抗体は前記トキシンに共有結合し、前記抗体―トキシン構築物は化学的カップリングにより構築され、前記抗体および修飾された若しくは修飾されていない原核生物若しくは真核生物のトキシンから融合タンパク質またはモザイクタンパク質を産生しうる。さらに、前記抗体は、さらなる多量化ドメインを介して前記トキシンに結合してもよい。
【0059】
本発明の使用のさらなる態様として、前記抗体構築物は、多量化ドメインを介して、in vitroおよび/またはin vivoでCD3抗原および/またはトキシンに結合する第2の抗体構築物に結合できる。前記多量化は、特にヘテロ(二)量化を介して得られるであろう。例えば、不変免疫グロブリンドメインのヘテロ(二)量化領域が用いられうる。他の多量および/またはヘテロ二量化ドメインはこの分野で知られており、ロイシンジッパー,T細胞レセプターのα−およびβ−鎖またはMHCクラスII分子に基づいている。さらに、jun−およびfos−に基づくドメインが用いられうる(de Kuif (1996) J. Biol. Chem. 271,7630−7634; Kostelny (1992), J. Immunol. 148,1547−1553)。多量化ドメインのさらなる例としては、Sakamoto (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91,8974−8978; Lee (1994) Nat. Struct. Biol. 1,877−890; Jeffrey (1995) Science 267,1498−5102 or Nooren (1999) Nat. Struct. Biol. 6,755−759)に記載されているような、p53−およびMNT−ドメインがある。
【0060】
本発明の他の態様として、上述したケモカイン構築物は、修飾された若しくは修飾されていないケモカインと修飾された若しくは修飾されていないトキシンとの融合構築物である。前記構築物は、特に多量化ドメインを介してin vitroおよび/またはin vivoでCD3抗原および/またはトキシンに結合する抗体構築物に結合する。適切な多量化ドメインは、先行文献に記載されており、上述した。ケモカイン−トキシン構築物は、特に化学的カップリングの結果であり、(添付の実施例に示したように)組み換えにより産生され、またはケモカインと修飾された若しくは修飾されていない原核生物若しくは真核生物のトキシンとの融合タンパク質として産生されうる。前記ケモカインがヒトケモカインレセプターCCR5に結合し、特にRANTES,MIP−1α、MIP−1β、MCP−2、MCP−3または前記レセプターに結合できるそれらのフラグメントを含むことが、特に好ましい。好ましいトキシンは、PE38、PE40またはPE37のようなシュードモナスのエクソトキシンの切断されたものでもよい。この発明の文脈において、最も好ましくはPE38である。
【0061】
さらに、本発明に従って、前記ケモカイン構築物は、CD3抗原に結合できる抗体構築物に結合する、および/またはトキシンに共有結合した、抗体構築物に共有結合したケモカインを含みうる。
【0062】
本発明の使用の特に好ましい態様として、抗体および/またはケモカイン構築物は、ケモカインレセプター、好ましくはCCR5レセプター、最も好ましくはヒトCCR5レセプターに結合する抗体および/またはケモカインを少なくとも1つ含むヘテロミニボディ構築物である。前記ヘテロミニボディ構築物は少なくとも1つのトキシンを含み、前記ヘテロミニボディ構築物が上記に定義したケモカインレセプターおよび/またはエフェクター細胞のCD3抗原に結合することが特に好ましい。好ましいケモカインは上述したケモカインであり、好ましいトキシンは上述したトキシンであり、これらは修飾されていても修飾されていなくてもよい。ケモカインは、この分野でよく知られており、特にMurphy (1999), loc. citに記載されている。従って、ケモカインがRANTES、MIP−1β、MIP−1α、MCP−2およびMCP−3またはそれらの機能的フラグメントから成る群より選ばれることが好ましい。この発明の内容において、最も好ましいケモカインはRANTESである。前記ケモカインの機能的フラグメントは、前記ケモカインレセプター、好ましくはヒトCCR5に結合またはこれと相互作用できるフラグメントである。ヘテロミニボディは、この分野で知られており、その製造については、特にWO00/06605に記載されている。前記ヘテロミニボディは、ケモカインレセプター、好ましくはヒトCCR5に結合またはこれと相互作用する少なくとも1つの抗体および/またはケモカインを含む多機能化合物であり、(さらに)以下に定義されるトキシンおよび/またはCD3抗原に対する結合部位を含みうる。
【0063】
好ましい態様として、本発明で用いられる抗体構築物またはケモカイン構築物は、融合(ポリ)ペプチドまたはモザイク(ポリ)ペプチドである。前記融合(ポリ)ペプチドは、上述したように単に構築物のドメインおよびそれらの機能的フラグメントのみを含んでいてもよい。しかし、前記融合(ポリ)ペプチドがさらにドメインおよび/または機能的伸長を含むことも企図される。従って、前記融合(ポリ)ペプチドは、少なくとも1つのさらなるドメインを含むことができ、前記ドメインは共有結合または非共有結合により結合している。このような構築物の構築と同様にその結合は、この分野で知られた方法に従った遺伝子融合に基づくことができ(Sambrook et al., loc. cit., Ausubel,”Current Protocols in Molecular Biology”, Green Publishing Associates and Wiley Interscience, N. Y. (1989))、または例えばWO94/04688に記載されたような化学的架橋等により行うことができる。構築物に存在するさらなるドメインは、好ましくは柔軟なリンカー、より都合よくは(ポリ)ペプチドリンカーにより結合され、ここで前記(ポリ)ペプチドリンカーは好ましくは、前記さらなるドメインC末端から、ペプチド、(ポリ)ペプチドまたは抗体のN末端の、若しくはその逆の間の距離にわたり充分な長さの複数で親水性のペプチド結合したアミノ酸を含む。前記リンカーは、特にグリシン、セリン、および/または、グリシン/セリンリンカーでもよい。さらなるリンカーは、オリゴマー化ドメインを含む。オリゴマー化ドメインは、1つの機能的分子で2つまたはいくつかの自己抗原またはそれらのフラグメントの組み合わせを容易にする。オリゴマー化ドメインの非限定の例としては、(jun−fos、GCN4、E/EBPのような)ロイシンジッパー(Kostelny, J. Immunol. 148 (1992), 1547−1553; Zeng, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94 (1997), 3673−3678, Williams, Genes Dev. 5 (1991), 1553−1563; Suter,”Phage Display of Peptides and Proteins”, Chapter 11, (1996), Academic Press)、不変ドメインCH1およびCLのような抗体由来オリゴマー化ドメイン (Mueller, FEBS Letters 422 (1998), 259−264) 、および/またはGCN4−LIのような四量化ドメインがある(Zerangue, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97 (2000), 3591−3595)。
【0064】
さらに、本発明に用いられ、または以下に記載される抗体構築物またはケモカイン構築物は、少なくとも1つのさらなるドメイン、特に例えばヒスチジン伸長のような精製手段を提供するドメインを含んでいてもよい。前記さらなるドメインは、共有結合または非共有結合により結合しうる。
【0065】
結合は、この分野で知られたまたはここに記載された方法による遺伝子融合に基づくことができ、または例えばWO94/04686に記載されたような化学的架橋等により行うことができる。この発明で記載され、開示された構築物に存在するさらなるドメインは、好ましくは柔軟なリンカー、より都合よくはポリペプチドリンカーにより、結合部位ドメインの1つに結合し、ここで前記ポリペプチドリンカーは、水溶液に置かれたときに前記ポリペプチドが結合に適したコンフォメーションとなる、前記ドメインの1つのC末端から前記ドメインの他のN末端の距離にわたり充分な長さの複数で親水性のペプチド結合したアミノ酸を含む。好ましくは、前記ポリペプチドリンカーは、前述した態様に記載したようなポリペプチドリンカーである。本発明のポリペプチドは、エンテロキナーゼのようなプロテイナーゼの切断リンカーまたは切断部位をさらに含んでいてもよい。
【0066】
本発明の使用、組成物および方法として開示した前記構築物が免疫調整因子として機能しうるさらなるドメインを含むことも、企図される。前記免疫調整因子には、限定されないが、サイトカイン、リンフォカイン、T細胞補助刺激リガンド等が含まれる。
【0067】
ナイーブT細胞のプライミングをもたらす充分な活性化は、1次免疫反応に重要であり、樹状細胞のような専用のAPC(抗原提示細胞)由来の2つのシグナルに依存する。第1のシグナルは、抗原特異的であり、MHCクラスIまたはMHCクラスII分子との関連で提示されるプロセッシングされた抗原により誘導されるクローン型T細胞抗原レセプターの刺激により通常媒介される。しかし、この第1の刺激はナイーブT細胞のプライミング反応を誘導するには不充分であり、抗原提示細胞の補助刺激リガンド分子に結合する特異的T細胞表面分子の相互作用により提供される第2のシグナルが必要であり、これはプライミングされたT細胞の増殖をさらに支援する。従って、「T細胞補助刺激リガンド」の用語は、本発明の分子に照らして、第1の刺激との組み合わせでナイーブT細胞のプライミングを支援することができ、限定されないがB7−1(CD80)および137−2(CD86)等のタンパク質のB7ファミリーの構成員を含むものを意味する。
【0068】
上記に定義若しくは以下に記載される抗体および/またはケモカイン構築物は、さらなるレセプターまたはリガンド機能を含み、また免疫調整エフェクター分子またはそれらのフラグメントを含みうる。免疫調整エフェクター分子は、体液性および/または細胞性免疫系、特にその細胞性および/または非細胞性成分、その機能、および/またはその他の生理系との相互作用に、正および/または負に影響を与える。前記免疫調整エフェクター分子は、サイトカイン、ケモカイン、マクロファージ移動阻害因子(MIF;特にBernhagen (1998), Mol Med 76 (3−4); 151−61 or Metz (1997), Adv Immunol 66,197−223に記載されている)、T細胞レセプターおよび溶解性MHC分子から成る群より選ばれうる。このような免疫調整エフェクター分子は、この分野でよく知られており、特にPaul,”Fundamental immunology”, Raven Press, New York (1989)に記載されている。特に、知られたサイトカインおよびケモカインは、Meager,”The Molecular Biology of Cytokines” (1998), John Wiley & Sons, Ltd., Chichester, West Sussex, England; (Bacon (1998). Cytokine Growth Factor Rev 9 (2): 167−73; Oppenheim (1997). Clin Cancer Res 12,2682−6; Taub, (1994) Ther. Immunol. 1 (4), 229−46 or Michiel, (1992). Semin Cancer Biol 3 (1), 3−15)、に記載されている。
【0069】
本発明で開示され記載され、およびさらなる機能ドメインを含む抗体および/またはケモカイン構築物は、特に以下に記載されるようなヘテロミニボディのような多機能化合物でもよい。
【0070】
本発明で使用され、またはここに記載された構築物は、1つの種から、好ましくは哺乳動物から、より好ましくはヒトから由来するドメインを含む構築物でもよい。しかし、キメラおよび/またはヒト化構築物も予期されるものであり、本発明の範囲内に含まれるものである。
【0071】
特に好ましい態様として、本発明で使用され、またはここに記載された構築物を含む本発明の組成物は、架橋(ポリ)ペプチド構築物である。ここで言及するように、前記架橋は、生化学的方法や組み換えを含むこの分野で知られた方法に基づくであろう。
【0072】
本発明の使用のまたさらなる態様として、使用される抗体構築物またはケモカイン構築物は、少なくとも1つのトキシンを含む。前記トキシンは、シュードモナスのエクソトキシンA、ジフテリアトキシンおよび同種のトキシンでもよい。添付の実施例に記載したシュードモナスのトキシンのPE38やPE40のような、切断されたトキシンも用いられると企図される。
【0073】
前記トキシンは、上述したような方法により前記抗体またはケモカインに結合しうる。前記トキシンが短いペプチドリンカーにより抗体/ケモカインに結合することも企図される。そのリンカーは、好ましくは柔軟で親水性のアミノ酸配列からなり、特にグリシンおよびセリンである。好ましくは前記リンカーは、1から20のアミノ酸長を有する。
【0074】
シュードモナスのエクソトキシンAの切断したものを有するいくつかの融合タンパク質が、これまで設計されてきた。それらのほとんどは、悪性細胞を標的とし破壊するために使用されてきた。このトキシンは、タンパク質分解による切断により活性化される。完全長タンパク質がその第1のドメインで遍在するα2−マクログロブリンレセプターに結合し、従ってほとんどの真核細胞に毒性であるので、トキシンの切断されたもの(PE38)は本発明の構築物として使用されうる。しかし、この問題は、シュードモナスのエクソトキシンAの第1のドメインを、トキシンの結合特異性を変化させるための特異的配列に置き換えることにより解決しうる。
【0075】
さらに、本発明は、霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染している細胞の除去のための医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合するケモカイン構築物の使用に関連し、ここで前記ケモカイン構築物は、配列番号24で表され、または配列番号23で表されるヌクレオチド配列によりエンコードされるアミノ酸配列を含む。
【0076】
上述したように、また好ましい態様にあるように、本発明の範囲内で使用される抗体および/またはケモカイン構築物は、CD3抗原に結合またはこれと相互作用する。好ましくは前記CD3抗原は、エフェクター細胞、主としてT細胞、好ましくは細胞毒性T細胞の表面にある。
【0077】
抗体構築物がCCR5に対する結合部位およびCD3に対する結合部位を含む構築物を使用し、前記ケモカイン構築物がRANTESを含み、前記トキシンが切断されたシュードモナスのエクソトキシンA(PE38)であるケモカイン構築物を使用することが特に好ましい。
【0078】
従って、本発明は、CCR5に対する結合部位とCD3に対する結合部位を含む抗体構築物、RANTESおよび切断されたシュードモナスのエクソトキシンA(PE38)を含むケモカイン構築物、にも関連する。
【0079】
本発明はまた、上記で定義した抗体構築物をエンコードするポリヌクレオチド、またはここで定義するケモカイン構築物をエンコードするポリヌクレオチドにも関連し、ここで前記ポリヌクレオチドは、(a)配列番号18若しくは配列番号24で表されるポリペプチドを特にエンコードする核酸分子を含むポリヌクレオチド;(b)配列番号17若しくは配列番号23で表される核酸分子を含むポリヌクレオチド;または(c)(a)または(b)のポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド、である。
【0080】
上記(c)で特徴づけられるポリヌクレオチド/ヌクレオチド配列に関して、この文脈における「ハイブリダイズする」の用語は、通常のハイブリダイズの条件、好ましくは50%ホルムアミド/6×SSC/0.1%SDSおよび100μg/mlのssDNAでハイブリダイズさせ、ここでハイブリダイズの温度が37℃以上で、0.1×SSC/0.1%SDSで洗浄する温度が55℃以上のような条件を指す。最も好ましくは、「ハイブリダイズする」の用語は、例えばSambrook.,”Molecular Cloning : A Laboratory Manual”, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, 1989に記載されているような、ストリンジェントなハイブリダイズ条件を指す。上記(c)で特徴づけられるポリヌクレオチドが(a)および/または(b)で定義されるポリヌクレオチドと高い相同性を有し、(a)および/または(b)で定義されるポリヌクレオチドに対して、少なくとも95%、より好ましくは少なくとも97%、最も好ましくは99%の相同性を有していることが企図される。(c)により定義され特徴づけられるポリヌクレオチドは、それ故(a)および(b)で定義されるポリヌクレオチドと高い相同性を有するポリヌクレオチドをエンコードしうる。当業者は、ケモカインレセプター、特にヒトCCR5レセプターに結合する、および/またはHIV−1のような霊長類の免疫不全ウイルスに感染した細胞等の細胞を除去し、涸渇させおよび/または破壊する、または免疫障害に関係する若しくはここに開示された標的細胞を除去し、涸渇させおよび/または破壊する、このような相同性ポリペプチドの能力を容易に試すことができる。当業者は、添付の実施例のin vitro、in vivoおよびex vivo試験を容易に適用して、このような構築物の結合および/または涸渇の性質を確認することができる。
【0081】
さらに、前記ポリヌクレオチド/核酸分子は、例えばチオエステル結合および/またはヌクレオチドアナログを含有しうる。前記修飾は、細胞中のエンド−および/またはエキソヌクレアーゼに対する核酸分子の安定化に有用であろう。前記核酸分子は、細胞中で前記核酸分子の転写を可能にするキメラ遺伝子を含んだ適当なベクターにより転写されうる。本発明の組成物のポリヌクレオチド/核酸分子は、前述したいずれの核酸分子単独または組み合わせのいずれかを含む組み換えにより産生されたキメラ核酸分子でもよい。
【0082】
前記ポリヌクレオチドは、例えばDNA、cDNA、RNAまたは合成により産生されたDNA若しくはRNA、または単独または組み合わせでいずれかのこれらのポリヌクレオチドを含む組み換えにより産生されたキメラ核酸分子でもよい。好ましくは、前記ポリヌクレオチドはベクターの一部である。このようなベクターは、適当な宿主細胞中および適当な条件下で前記ベクターの選択を可能にするマーカー遺伝子のようなさらなる遺伝子を含んでいてもよい。好ましくは、本発明のポリヌクレオチドは、原核または真核細胞で発現可能な発現制御配列に作用的に結合する。前記ポリヌクレオチドの発現には、ポリヌクレオチドの翻訳可能なmRNAへの転写が含まれる。真核細胞、好ましくは哺乳動物細胞での発現を確実にする調整因子は、当業者によく知られている。これらは通常転写の開始を確実にする調整配列、および任意に転写の終了と転写物の安定化を確実にするポリAシグナルを含む。さらなる調整因子には、転写および翻訳エンハンサー、および/または天然に組織化された若しくは異種のプロモーター領域が含まれうる。原核宿主細胞で発現が許される可能性のある調整因子には、例えばE.coliのPL,lac、trpまたはtacプロモーターが含まれ、真核宿主細胞で発現が許される調整因子の例としては、酵母のAOX1またはGAL1プロモーター、哺乳動物や他の動物細胞のCMV−、SV40−、RSV−プロモーター(ラウス肉腫ウイルス)、CMV−エンハンサー、SV40−エンハンサーまたはグロブリンイントロンがある。転写開始の原因となる因子に加えて、これらの調整因子は、SV40−ポリA部位やtk−ポリA部位のような転写終止シグナル、ポリヌクレオチドの下流を含んでいてもよい。さらに、用いる発現系に依存してポリペプチドを細胞区画に誘導したり、媒質中に分泌したりできるリーダー配列は、本発明のポリヌクレオチドのコード配列に加えることができる。これはこの分野でもよく知られており、また例えば添付の実施例を参照のこと。リーダー配列は、適切な相中で、翻訳、開始および終止配列、好ましくは翻訳されたタンパク質やそれらの部分の、ペリプラズム空間や細胞外媒質への分泌を誘導できるリーダー配列、とともに集合する。任意に、異種配列は、例えば発現した組み換え産物の安定化や簡潔化した精製など、望む特徴を付与するN末端同定ペプチドを含む融合タンパク質をエンコードできる(前掲参照)。この文脈において、適当な発現ベクターは、Okayama−Berg cDNA発現ベクターpcDV1(ファルマシア), pCDM8、pRc/CMV、pcDNA1、pcDNA3(インビトロジェン)、またはpSPORT1(ギブコBRL)のような、この分野で知られたものである。
【0083】
好ましくは、発現制御配列は、ベクター中のトランスフェクションする真核宿主細胞の形質転換を可能にする真核細胞プロモーター系でありうるが、原核細胞の宿主の制御配列を用いてもよい。ベクターが適切な宿主に取り込まれると、宿主はヌクレオチド配列の高レベルの発現に適した条件下に維持され、所望により本発明のポリペプチドの採取および精製が続いて行われる。例えば、添付の実施例を参照のこと。
【0084】
上述したように、本発明のポリヌクレオチドは、単独またはベクターの一部として用いて、例えば免疫障害の処置や抗ウイルス治療のための本発明や細胞において使用される抗体および/またはケモカイン構築物を発現できる。上記のポリペプチドのいずれか1つをエンコードするDNA配列を含むポリヌクレオチドやベクターは細胞中に導入され、次にこれは目的のポリペプチドを産生する。従って、前記ポリヌクレオチドおよびベクターは、遺伝子治療に用いてもよい。遺伝子治療は、ex vivoやin vivo技術により治療遺伝子を細胞中に導入することに基づいているが、これは遺伝子転移の最も重要な応用の1つである。in vitroやin vivoの遺伝子治療のための適したベクター、方法または遺伝子輸送系は、文献に記載され、当業者に知られている。例えば、Giordano, Nature Medicine 2 (1996), 534−539; Schaper, Circ. Res. 79 (1996), 911−919; Anderson, Science 256 (1992), 808−813; Verma, Nature 389 (1994), 239; Isner, Lancet 348 (1996), 370−374; Muhlhauser, Circ. Res. 77 (1995), 1077−1086; Onodera, Blood 91 (1998), 30−36; Verma, Gene Ther. 5 (1998), 692−699; Nabel, Ann. N. Y. Acad. Sci. 811 (1997), 289−292; Verzeletti, Hum. Gene Ther. 9 (1998), 2243−51; Wang, Nature Medicine 2 (1996), 714−716; WO94/29469;WO97/00957,US5,580,859;US5,589,466;または Schaper, Current Opinion in Biotechnology 7 (1996), 635−640,およびそれらの引用文献を参照のこと。本発明のポリヌクレオチドおよびベクターは、細胞への直接導入または、リポソームやウイルスベクター(例えばアデノウイルス、レトロウイルス)を介した導入のために設計されうる。好ましくは、前記細胞は、微生物系細胞、胚細胞、卵細胞、またはこれら由来のものであり、最も好ましくは前記細胞は幹細胞である。胚性幹細胞の例としては、特にNagy, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90 (1993), 8424−8428に記載された幹細胞が挙げられる。
上記に従って、本発明は、本発明のポリペプチドをエンコードするポリヌクレオチドを含む、遺伝子工学に通常使用されるベクター、特にプラスミド、コスミド、ウイルスおよびバクテリオファージに関連する。好ましくは、前記ベクターは、発現ベクターおよび/または遺伝子転移若しくは標的ベクターである。レトロウイルス、ワクシニアウイルス、アデノ関連ウイルス、ヘルペスウイルス、またはウシ乳頭腫ウイルスのようなウイルス由来の発現ベクターは、標的細胞集団に本発明のポリヌクレオチドやベクターを輸送するために用いることができる。当業者によく知られた方法は、組み換えベクターを構築するために用いることができ、例えばSambrook, Molecular Cloning : A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory (1989) N. Y. and Ausubel, Current Protocols in Molecular Biology, Green Publishing Associates and Wiley Interscience, N. Y. (1989)に記載された技術を参照のこと。あるいは、本発明のポリヌクレオチドまたはベクターは、標的細胞に輸送するためのリポソーム中に再構築することができる。本発明のポリヌクレオチドを含むベクターは、よく知られた方法により宿主細胞に転移させることができ、その方法は細胞宿主の型に依存し変化するものである。例えば、塩化カルシウムトランスフェクションは、原核細胞に通常利用され、一方リン酸カルシウム処理またはエレクトロポレーションは他の細胞宿主に用いられる(前掲Sambrook参照)。一旦発現すると、本発明のポリペプチドは、硫酸アンモニウム沈殿、アフィニティーカラム、カラムクロマトグラフィー、ゲル電気泳動等の、この分野の標準的工程により精製できる。Scopes,”Protein Purification”, Springer−Verlag, N. Y. (1982)を参照のこと。医薬用途には、実質的に少なくとも約90から95%の均質性の純粋なポリペプチドが好ましく、98から99%もしくはそれ以上の均質性が最も好ましい。部分的に、または所望の均質性まで一旦精製されると、ポリペプチドは、(体外を含めた)治療のためまたは分析工程の発展および実行のために用いれうる。
【0085】
またさらなる態様として、本発明は、上述したポリヌクレオチド若しくはベクターを含んだ細胞、または本発明のベクターにより形質転換した宿主に関連する。好ましくは、前記宿主/細胞は、真核生物のものであり、ポリペプチドの治療への使用を企図するのであれば、最も好ましくは動物細胞である。もちろん、酵母や微生物細胞のようにあまり好ましくない原核生物のものでも、特に産生したポリペプチドが診断手段として使用される場合には、同様に働くであろう。
【0086】
宿主細胞に存在する本発明のポリヌクレオチドやベクターは、いずれも宿主細胞のゲノムに統合され、または染色体外に維持されてもよい。
【0087】
「原核生物」の用語は、本発明のポリペプチドの発現のためのDNAやRNA分子により形質転換またはトランスフェクションされうるすべての微生物を含む意味である。原核生物の宿主には、例えばグラム陰性菌と同様、E.coli、S.typhimurium、霊菌、枯草菌のようなグラム陽性菌が含まれうる。「真核生物」の用語は、酵母、高等植物、昆虫および好ましくは動物細胞を含む意味である。組み換え体産生工程に用いられる宿主に依存して、本発明のポリペプチドはグリコシル化していても、グリコシル化していなくてもよい。本発明のポリペプチドは、開始メチオニンアミノ酸残基を含んでいてもよい。本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを用いて、当業者に一般的に知られたいずれの技術を用いる宿主の形質転換またはトランスフェクションもすることができる。特に好まれるのは、本発明のポリペプチドのコード配列を含み、N末端フラッグ−タグおよび/またはC末端His−タグがこれらに遺伝子的に融合したプラスミドやウイルスの使用である。好ましくは、前記フラッグ−タグの長さは約4から8アミノ酸であり、最も好ましくは8アミノ酸である。例えば哺乳動物細胞や微生物中での、融合し操作可能な結合した遺伝子の調製およびその発現の方法は、この分野でよく知られている(Sambrook, Molecular Cloning : A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N. Y., 1989)。ここに記載された遺伝子構築物および方法は、真核生物または原核生物の宿主中での本発明のポリペプチドの発現に利用できる。一般的に、挿入されたポリヌクレオチドの充分な転写を容易にするプロモーター配列を含んだ発現ベクターは、宿主との関連で使用される。発現ベクターは、一般的には複製起点、プロモーター、ターミネーター、および形質転換した細胞の表現型による選択を提供できる特異的遺伝子を含む。さらに、本発明の細胞を含むトランスジェニック動物、好ましくは哺乳動物は、本発明の抗体および/またはケモカイン構築物の大スケールでの産生に使用されうる。最も好ましくは、前記トランスジェニック動物は本発明の抗体構築物を産生する。
【0088】
さらなる態様として、従って本発明は、抗体および/またはケモカイン構築物の発現および細胞や培地からポリペプチドを単離するのに適した条件下での本発明の(宿主)細胞の培養を含む、上述したポリペプチドの調製工程と関連する。形質転換した宿主は、最適な細胞成長を行うためのこの分野で知られた技術に従い、発酵層で成長させ、培養することができる。そして、本発明の産生された構築物は、成長培地、細胞溶解産物、または細胞膜画分から単離されうる。例えば微生物により発現した本発明のポリペプチドの単離および精製は、例えば本発明のポリペプチドのタグに対して誘導されたモノクローナルまたはポリクローナル抗体の使用を伴うような、または添付の実施例に示したような、予備的クロマトグラフによる分離および免疫的分離のようないずれの通常の方法によってもよい。
【0089】
宿主細胞に依存して、適切なコンフォメーションを獲得するために、復元技術が必要な場合がある。必要な場合は、最適な結合を探すための点置換が、通常のカセット式変異誘発やここに記載されたような他のタンパク質工学手法をもちいたDNAにおいて行われうる。本発明のポリペプチドの調製は、酵素、毒素、成長因子、細胞分化因子、レセプター、代謝拮抗物質、ホルモン、種々のサイトカインまたはリンフォカインのような生物活性のあるタンパク質のアミノ酸配列(または対応するDNAやRNA配列)の知識にも依存してもよい。このような配列は、文献やコンピュータによるデータバンクを通じて入手可能である。
【0090】
本発明は、さらに上述したまたは上述した方法により産生されたポリヌクレオチドによりエンコードされた抗体構築物またはケモカイン構築物に関係する。
【0091】
さらに、本発明の構築物は、添付の実施例に記載されたように免疫障害、特に自己免疫疾患、アレルギー性疾患、炎症性疾患およびエイズ(HIV感染)の管理、に用いることができる。
【0092】
さらに、本発明は、本発明のポリヌクレオチド、ベクター、宿主、抗体構築物および/またはケモカイン構築物を含む組成物を提供する。
【0093】
この発明の内容において「組成物」の用語は、ここに記載された少なくとも1つのポリヌクレオチド、ベクター、宿主、抗体構築物および/またはケモカイン構築物を含む。
【0094】
前記組成物は、任意に、さらに例えば免疫系を調整および/または妨害することができる分子のような他の分子を単独または組み合わせで含む。組成物は固体、液体または気体の形態でもよく、特に粉末、錠剤、溶液またはエアロゾルの形態でもよい。好ましい態様として、前記組成物は少なくとも2つの、好ましくは3つの、より好ましくは4つの、本発明で記載された最も好ましい化合物を含む。
好ましくは、前記組成物は、任意に医薬的に許容可能なキャリアー、希釈剤および/または賦形剤をさらに含む医薬組成物である。
【0095】
適した医薬のキャリアーの例としては、この分野でよく知られており、リン酸バーファー塩溶液、水、油/水エマルジョンのようなエマルジョン、種々の型の湿潤剤、無菌溶液等が含まれる。このようなキャリアーを含む組成物は、よく知られた通常の方法により処方できる。これらの医薬組成物は、適切な投与量で被験者に投与できる。適した組成物の投与は、例えば静脈内、腹腔内、皮下、筋肉内、局所または皮内投与等の異なる方法により実施できる。静脈内投与が特に好ましい。投与計画は、医師の立ち会いの下、臨床的要因により決定されうる。医療分野でよく知られているように、いずれかの1人の患者への投与量は、患者の大きさ、体表面積、年齢、投与される特定の化合物、性別、投与の時間および経路、一般的な健康状態、および同時に投与される他の薬剤を含む、多くの要因に依存する。一般的には、医薬組成物の標準の投与の計画は、1日当たり1μgから10mg単位の範囲であろう。投与計画が連続的注入の場合は、体重1キログラム、1分当たり1μgから10mg単位の範囲であろう。しかし、連続注入のより好ましい投与量は、体重1キログラム、1時間当たり0.01μgから10mg単位の範囲であろう。特に好ましい投与量としては、以下に述べられている。進行状況は、周期的な評価により観察することができる。投与量は変化するが、DNAの静脈投与の好ましい投与量は、DNA分子の約106から1012コピーである。本発明の組成物は、局所的または全身的に投与してもよい。投与は、通常静脈内などの非経口によるが、外用投与も企図している。DNAは、例えば内側または外側の標的部位にバイオリスティックな輸送により、または動脈へのカテーテル挿入によるなど、標的部位に直接投与してもよい。非経口投与の調製物には、滅菌水溶液または非水溶液、懸濁物およびエマルジョンが含まれる。非水溶性溶媒の例としては、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブ油のような植物油、オレイン酸エチルのような注射可能な有機エステルがある。水溶性キャリアーには、水、アルコール/水溶液、エマルジョン、懸濁物、塩水およびバッファー溶媒等が含まれる。非経口の賦形剤には、塩化ナトリウム溶液、リンガーブドウ糖液、ブドウ糖および塩化ナトリウム、リンガー液、または固定油が含まれる。静脈内投与の賦形剤には、液体および栄養補給剤、(リンガーブドウ糖液に基づいたもののような)電解質補給剤等が含まれる。例えば、抗菌剤、抗酸化剤、キレート剤、不活性ガス等の防腐剤や他の添加剤もある。さらに、本発明の医薬組成物は、例えば血清アルブミンや免疫グロブリン、好ましくはヒト由来のもの等のタンパク質様キャリアーを含みうる。さらに、本発明の医薬組成物は、医薬組成物の意図する使用に依存して、さらに生物学的に活性な物質を含むことを企図している。このような物質は、免疫系に作用する薬剤、抗ウイルス処置に用いる薬剤、特にHIVの処置(例えばHAART)およびエイズ管理および/または抗炎症薬でありうる。例えば、ウイルス容量が数週間から数ヶ月間検出濃度以下となるまで、できるだけ早期に患者がHAART処置を受けることを企図する。感染した患者のHAARTによる早期の処置は、CCR5からCXCR4等の他のケモカインレセプターの使用へのウイルス株転移を防ぐ(Connor (1997) J. Exp. Med. 185,621−628)。例えば、CCR5×CD3構築物等の本発明で開示された構築物は、HAARTに加えて投与され、HIV−1により再感染しやすい細胞とともに潜伏して感染している細胞を除去する。CCR5+細胞の涸渇は、1から10回繰り返される。CCR5×CD3の投与量は、0.5μg/m2から10mg/m2の範囲であり、好ましくは10μg/m2から100μg/m2である。薬剤は、静脈内、皮下および/または大脳脊椎液中に投与できる。二重特異性抗体による数回の処置サイクルの後、HAARTを中断し、ウイルス容量を詳しく観察する。ウイルス容量が検出濃度以上に増加した場合は、HAARTおよび二重特異性抗体の新たなサイクルを上述したように開始する。
【0096】
本発明の種々のポリヌクレオチドおよびベクターが標準的なベクターおよび/または遺伝子輸送系を用い、また任意に医薬的に許容可能なキャリアーまたは賦形剤とともに、単独またはいずれかの組み合わせのいずれかで投与されることが、本発明により企図されている。投与の後、前記ポリヌクレオチドまたはベクターは、被験者のゲノム中に安定して統合されうる。好ましくは、前記被験者はヒトである。
【0097】
一方、特定の細胞や組織に特異的であり、前記細胞に執着するようなウイルスベクターを用いてもよい。適した医薬的キャリアーおよび賦形剤は、この分野でよく知られている。本発明に従って調製される医薬組成物は、異なる種類の免疫疾患の予防、処置または遅延に用いられ、これらの免疫疾患は、炎症、特に炎症性腸疾患、炎症性腎疾患、(慢性)関節炎のような炎症性関節疾患等の、炎症に関係しうる。さらに、本発明の医薬組成物は、ウイルス、好ましくは霊長類の免疫不全ウイルス、より好ましくはHIV(−1)に潜伏して感染した細胞を除去するために用いてもよい。
【0098】
さらに、本発明のポリヌクレオチドまたはベクターを含む本発明の医薬組成物を遺伝子治療に用いることも可能である。適した遺伝子輸送系には、リポソーム、レセプター媒介輸送系、裸のDNA、並びにヘルペスウイルス、レトロウイルス、アデノウイルス、およびアデノ関連ウイルスのようなウイルスベクターが含まれうる。遺伝子治療のための身体の特定部位への核酸の輸送は、Williams (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88 (1991), 2726−2729)に記載されたようなバイオリスティックな輸送系を用いて達成してもよい。核酸輸送のさらなる方法には、例えばVerma, Gene Ther. 15 (1998), 692−699に記載されたような粒子媒介遺伝子転移を含む。
【0099】
導入されたポリヌクレオチドおよびベクターが前記細胞に導入された後、好ましくは前記細胞の寿命の間その状態を維持して、遺伝子産物を産生することが理解される。例えば、適切な調整配列の制御の下でポリヌクレオチドを安定的に産生する細胞系は、当業者によく知られた方法に従って遺伝子操作することができる。ウイルスの複製起点を含む発現ベクターを用いるよりむしろ、宿主細胞はプラスミドと同一か別個のいずれかの、本発明のポリヌクレオチドおよび選択マーカーにより形質転換されうる。外来DNAの導入後、遺伝子操作された細胞は、富養化された培地で1−2日間成長させ、そして選択培地に移される。組み換えプラスミドの選択マーカーは、選択耐性を付与し、そのクロモソーム中に安定して統合されたプラスミドを有する細胞の選択を可能にし、細胞系で順次複製し拡張するフォーカスを形成するように成長する。
【0100】
多数の選択系が使用され、例えば限定するものではないが、tk−、hgprt−、aprt−細胞における、それぞれ、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(Wigler, Cell 11 (1977), 223)、ヒポキサンチン−グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Szybalska, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 48 (1962), 2026)、アデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Lowy, Cell 22 (1980), 817)などがある。また、代謝拮抗物質耐性は、メトトレキサート耐性を付与するdhfr(Wigler, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77 (1980), 3567; O’Hare, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78 (1981), 1527)、ミコフェノール酸耐性を付与するgpt(Mulligan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78 (1981), 2072)、アミノグリコシドG−418耐性を付与するneo(Colberre−Garapin, J. Mol. Biol. 150 (1981), 1)、ハイグロマイシン耐性を付与するhygro(Santerre, Gene 30 (1984), 147)、ピューロマイシン(pat、ピューロマイシンN−アセチルトランスフェラーゼ)、による選択の基礎として使用できる。例えば細胞にトリプトファンの代わりにインドールの利用を可能にするtrpB、細胞にヒスチジンの代わりにヒスチノールの利用を可能にするhisD(Hartman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85 (1988), 8047)、オルニチンデカルボシキラーゼ阻害因子である2−(ジフルオロメチル)−DL−オルニチン(DFMO)耐性を付与するODC(オルニチンデカルボシキラーゼ)(McCologue, 1987, In : Current Communications in Molecular Biology, Cold Spring Harbor Laboratory ed.) 等、さらなる選択可能な遺伝子が記載されている。
【0101】
さらなる態様として、本発明は、組成物、上述したように好ましくは医薬組成物に関連し、これらはさらに免疫障害の処置のための薬剤または抗HIV処置のための薬剤を含む。
【0102】
前記抗HIV処置には、HAARTが含まれうる。HAART治療は、3分類の抗ウイルス薬のカクテルから成る。これらの分類は、ヌクレオシドの逆転写酵素阻害剤(NRTI)、非ヌクレオシドの逆転写酵素阻害剤(NNRTI)およびプロテアーゼ阻害剤(PI)である。優先的に1以上の分類からの2から4つの薬剤を通常組み合わせて、ウイルス容量をほとんど非検出濃度まで減少させる。製品、投与スケジュールおよび一般的な副作用については、添付の表I〜IIIに示す。
【0103】
免疫障害の前記処置には、抗炎症剤および免疫抑制剤を含みうる。抗炎症剤は、アザチオプリン、シクロホスファミド、プレドニゾンおよびコルチコステロイドのようなグルココルチコイドから成る群より選ばれうる。免疫抑制剤には、シクロスポリンA、タクロリマス(FK506)、シロリマス(ラパマイシン)が含まれうる。タンパク質薬には、カルシニューリン、ベータ−インターフェロン、抗TNFアルファモノクローナル抗体(レミケード)が含まれうる。抗炎症剤および免疫抑制剤の投与および使用は、特にFauci et al., sicに記載されている。さらなる処置の選択肢は、当業者に知られており、特に上記に記載されている。
【0104】
特に好ましい態様として、本発明は、免疫障害を処置、予防および/または緩和するための、または霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染した細胞を除去するための、このような処置、予防および/または緩和を必要とする被験者に、本発明の化合物および/または組成物、好ましくは医薬組成物を有効量投与することを含む、方法に関連する。
【0105】
ここで記載された構築物は、ケモカインレセプター陽性細胞を特異的に破壊するのに特に有用である。例えば、標的細胞上のCCR5とT細胞上のCD3に同時に結合する二重特異性抗体は、細胞毒性T細胞をCCR5陽性標的細胞に再誘導する。添付に実施例に示したように、抗体構築物は、CCR5陽性T細胞および単球を特異的に涸渇させるが、CCR5欠損Δ32/Δ32PBMCのようなCCR5を発現しない細胞に対しては不活性である。さらに、in vitro/ex vivo試験において、二重特異性抗体構築物は、関節炎患者の滑液からのCCR5陽性単球およびT細胞の95%以上を除去した。ケモカイン構築物のような他の構築物では、例えば、ケモカインRANTESとシュードモナスのエクソトキシンAの切断されたもの(PE38)との融合タンパク質は、添付の実施例に例証されたように、CCR5に結合でき、細胞表面からレセプターを下降調整することができる。48時間以内に、RANTES−PE38は、2nMの濃度においてCCR5陽性CHO細胞を完全に破壊した。CCR5陰性CHO細胞に対しては、細胞毒性効果は検出されなかった。
【0106】
慢性的に炎症を起こしている組織の浸潤のCCR5陽性T細胞および単球の優位性に基づいた、CCR5陽性細胞の特異的涸渇は、免疫障害の処置における新しい概念である。
【0107】
上述したように、特異的ケモカインレセプターがHIV感染細胞上に、主としてCCR5が存在するという事実によって、本発明の化合物および組成物は、霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染した細胞の涸渇/除去に特に有用である。
【0108】
本発明は、免疫障害の処置、予防および/または緩和のための医薬組成物の調製または、潜伏して感染した細胞の除去のための医薬組成物の調製のための、本発明のポリヌクレオチド、ベクター、宿主、抗体構築物および/またはケモカイン構築物にも関連し、そして前記細胞は霊長類の免疫不全ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、特にHIV−1に潜伏して感染している細胞である。
【0109】
前記免疫障害は、自己免疫疾患、皮膚疾患、アレルギー性疾患、炎症性疾患、糖尿病および移植拒絶反応であり、前記自己免疫疾患は多発性硬化症、I型糖尿病、リューマチ性関節炎から成る群より選ばれる。前記皮膚疾患は、乾癬性病巣、乾癬、萎縮性皮膚炎等を含みうる。上述の炎症性疾患は、炎症性関節疾患、炎症性腎疾患、炎症性腸疾患から成る群より選ばれる。特に、前記炎症性腸疾患には、クローン病、サルコイドーシス、全身性硬化症、膠原病、筋炎、神経炎が含まれうる。炎症性腎疾患には、腎炎、糸球体腎炎、ループス腎炎、またはIgA腎症が含まれうる。
【0110】
種々の慢性炎症性疾患において、CCR5陽性T細胞およびマクロファージの顕著な蓄積が、炎症部位に見出される。CCR5+細胞の蓄積は、関節炎、炎症性腎疾患、移植拒絶反応、多発性硬化症や炎症性腸疾患のような自己免疫疾患、等の炎症性疾患のいくつかの型で示された。対照的に、これらの患者の末梢血液では、ごく少数のT細胞および単球がCCR5を発現する。従って、CCR5は、慢性炎症に関与する白血球を同定するための優秀なマーカーと思われる。CCR5の発現を防ぐCCR5遺伝子の32bpの欠損の発生は、慢性炎症性疾患におけるCCR5の病態生理学的役割の研究を可能にする。リューマチ性関節炎患者において、CCR5欠損(Δ32/Δ32)個体の頻度は、顕著に減少する。さらに、腎臓移植での平均生存率は、CCR5−Δ32/Δ32患者で顕著に長い。これらの結果から、CCR5を治療の介入のための標的とできることがわかる。さらに、末梢血液の白血球上のCCR5のわずかな発現と対照的な疾患組織におけるCCR5陽性白血球の遍在は、CCR5陽性白血球が、末梢血液白血球を顕著に涸渇させることなく、多発性硬化症のような、慢性炎症、移植拒絶反応および自己免疫疾患の浸潤細胞の数の削減によって治療に有用であり得ることを意味する。炎症性浸潤からのCCR5陽性白血球の除去は、これらがすでに組織に浸潤しているので、これらの細胞のケモカインレセプターを単に遮蔽することに比べて治療として大いに有益であろう。
【0111】
添付の実施例で立証されているように、抗体および/またはケモカイン構築物は、特に炎症性関節疾患を処置、予防および/または緩和するのに有用である。従って、本発明の組成物は、関節炎、特に慢性関節炎のような炎症性関節疾患の処置に特に有用である。
【0112】
本発明はさらに、医療方法および使用を提供し、ここで組成物は好ましくは医薬組成物であり、抗ウイルス剤との組み合わせおよび/またはエイズ管理に利用される薬剤との組み合わせにより投与される。
【0113】
上述したように、エイズ管理における主要な問題は、潜伏してHIV感染した細胞の発生にある。現在の処置の選択肢は、HIV−1ウイルスの2つの酵素、プロテアーゼと逆転写酵素を妨害する抗ウイルス剤に基づいている。プロテアーゼは、不活性なウイルスのプレタンパク質を活性産物の形態に切断するために不可欠なものであり、一方逆転写酵素は、ウイルスRNAゲノムのDNA中間体を産生するのに必要なものである。そしてDNA中間体は、宿主ゲノムに統合され、沈黙して潜伏した形態でそこにとどまる。最も効果的な処置の選択肢は、高活性抗レトロウイルス治療(HAART)からなり、−処置計画は少なくとも3つの抗レトロウイルス薬からなり、プロテアーゼ阻害剤の分類の薬剤を通常少なくとも1つ含む。高活性抗レトロウイルス治療(HAART)の出現は、HIV−1感染個体に重要な影響を与え、循環するウイルスを検出不可能な濃度にまで低下させた(Oxenius (2000) Proc. Natl Acad. Sci. 97,33833387; Perelson (1997) Nature (London) 387,188−191; Hammer (1997) N. Engl. J. Med. 337,725−733; Gulick (1997) N. Engl. J. Med. 337,734−739)。これにもかかわらず、潜伏して感染した細胞は、かなりの期間これらの個体にとどまることができ(Chun (1997) Nature (London) 387,183−188; Chun (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95,8869−8873; Zhang (1999) N. Engl. J. Med. 340,1605−1613)、もしHAARTを中止すると、これらの細胞はウイルスを産生できることとなる(Harrigan (1999) AIDS 13, F59−F62)。潜伏して感染した細胞のプールは、霊長類のHIV−1感染の早期に作成された(Chun (1998) Proc. Natl. Acd. Sci. 95, 8869−8873)。潜伏したウイルスレザバーの仮定した長い半減期(Zhang (1999) N. Engl. J. Med. 340,1605−1613, Finzi (1999) Nat. Med 5,512−517)、副作用、および長期のHAARTの費用(Flexner (1998) N. Engl. J. Med. 338,12811292; Carr (1998) Lancet 351,1881−1883)を考慮すると、潜伏したレザバーを除去する新しい方策を開発することが重要である。HAART処置がHIV感染個体の血漿ウイルス血症を抑制するのに非常に有効である一方、脳、リンパ系組織に関連した腸および生殖管において潜伏して感染したCD4+T細胞および他の細胞中に含まれるHIVの永続性のレザバーがなお存在する(Chun (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. 96, 10958−10961)。HAART中断後の血漿ウイルス血症の再出現は、それらの前から存在するウイルスレザバーによるものであり、HAARTではそれらのレザバーを除去することができない(Chun (2000) Nature Med. 6,757−761)。従って、HAARTでも単にウイルス複製を抑制し、ウイルス容量を削減するにすぎず、潜伏して感染した細胞の出現を防いだり、そのような細胞を除去することはない。CCR5対立遺伝子のホモ接合Δ32が欠損した個体がHIV−1感染に対して高い耐性を有するので、HIV−1の伝染はCCR5の存在に依存している。非常に活性な抗レトロウイルス治療はHIV−1の複製を効果的に抑制できるが、HIVの完全な根絶は、今日までなされていない。主要な障害は、潜伏して感染した細胞に対して抗レトロウイルス治療が不活性であるためと思われ、これらの細胞は数年にわたって生存でき、HIV−1の内因性の供給源として機能する。これらの細胞の多くがウイルスタンパク質を発現せずに、免疫反応を巧みに避けることができる。しかし、CCR5がその最初の感染に必要であるので、潜伏して感染した細胞の大多数はなおCCR5を発現しているであろう。本発明の化合物は、CCR5+細胞の涸渇に特に有用であり、潜伏して感染したHIV+細胞の数を顕著に削減しうる。表面に発現したgp120等のウイルスタンパク質の特異的認識に依存するHIV−1感染細胞を除去するための他の方策は、これらの細胞中でウイルスが休眠中あるため、潜伏して感染した細胞に対しては、効果がないであろう。
【0114】
従って、本発明の組成物は、補助治療方法において特に有用であり、これはHIV感染細胞、好ましくはCCR5陽性細胞の涸渇を導くものである。本発明の組成物はHAARTとの組み合わせで用いることが好ましい。従って、本発明の構築物は、添付の実施例に示したようにHAARTとの組み合わせでHIV治療に用いられうる。HAARTの製品、投薬スケジュールおよび一般的な副作用は知られており、特に表I、IIおよびIIIに例証する。
【0115】
前記組み合わせは、他の抗ウイルス剤、好ましくは抗レトロウイルス剤、最も好ましくは抗HIV剤による処置の前または後の投与等の補助投与を含んでもよい。
【0116】
本発明はまた、本発明のポリヌクレオチド、ベクター、宿主、抗体構築物および/またはケモカイン構築物を含むキットを提供する。
【0117】
さらに好ましくは、本発明のキットは、任意に保存溶液および/または維持試薬または科学的若しくは治療的方法を実施するのに必要な物質をさらに含む。前記キットは、特に、ここに定義した免疫障害の処置および/またはエイズ管理に用いられる薬剤および/または薬物を含んでもよい。さらに、本発明のキットの部品は、バイアル、瓶、容器の組み合わせ、または多重容器ユニットに、個々に充填できる。
【0118】
本発明は、以下の生化学的実施例を参照することによりここで記載されるが、これらは単に例示にすぎず、本発明の範囲を限定して解釈するためのものではない。
【0119】
【実施例】
実施例1:細胞系、PBMC調製、滑液
1.1 ヒトCCR5を発現するCHO細胞系の産生
CCR5のcDNA配列を、ヒトPBMCのゲノムDNAからPfu−ポリメラーゼ(ストラタジーン)を用いたPCRにより増幅した。オリゴヌクレオチドプライマーは:
【0120】
【化1】
増幅したフラグメントをゲル精製し、PCR−スクリプトAmp Sk(+)スクリプトベクター(ストラタジーン)に結紮し、配列決定した。PEF−DHFRベクターにサブクローニングした後、DHFR欠損CHO細胞をエレクトロポレーションによりトランスフェクトし、ヌクレオシドフリーのMEM培地で記載したように10%透析FCSで安定発現を選択した。CHO/CCR5トランスフェクトした細胞はFACS分析により均質であることが示された。
【0121】
1.2 PBMC精製
PBMCを、健康なドナーのバフィコートまたは完全血液からフィコール密度勾配遠心分離により単離した。そのように示されている場合には、CCR5対立遺伝子(Δ32/Δ32)にホモ接合32塩基対の欠失のあるドナーからのPBMCを用いて、CCR5の表面発現を防いだ。詳しくは、バフィコートを0.9%NaClで1:2に希釈し、35mlを15mlのフィコールパーク上に層化し、400gで25分間遠心分離した。白色の中間相を採取し、連続した3回の洗浄により血小板を除去し、RPMIで10%FCSとともに100gで6分間の遠心分離工程を行った。新たに単離した単球は非常に低いレベルのCCR5を発現したが、RPMIで10%FCSとともに37℃で24から48時間のPBMCの培養後に、発現が強く誘発された。FCSの量は、この誘発には影響しなかった。リンパ球上のCCR5の発現は、培養の間変化しなかった。
【0122】
1.3 滑液
関節炎患者の滑液を診断若しくは治療としての関節穿刺により得、さらなる調製をすることなく実験に用いた。すべの患者からインフォームドコンセントを得た。滑液および血液サンプルを、膝関節炎の23人の患者から診断若しくは治療としての関節穿刺により同時に得た。診断内容としては、ここで適用可能なACR基準に従って、リューマチ性関節炎(7)、反応性関節炎(3)、未分化膝関節炎(4)、乾癬性関節炎(3)、変形性関節症(2)、強直性脊椎炎(1)および痛風(3)が含まれた。すべての患者から書面のインフォームドコンセントを得た。滑液を光学顕微鏡により分析した。結晶を偏光顕微鏡により同定した。スチューデントt検定およびペアードt検定を統計分析として適用した。
【0123】
1.4 全血液サンプルおよび滑液におけるケモカインレセプター発現の分析
関節穿刺の直後、SF(滑液)白血球をNaCl0.9%中の5%PBSにて2回の洗浄工程により単離した。滑液細胞および全血液(1mMEDTAを含む)をケモカインレセプターに対するモノクローナル抗体および適当なアイソタイプ対照とともに10μg/mlの濃度で氷上でインキュベートした。抗体としては、CCR5に対しMC−1(Mack (1998) J. Exp. Med. 187,1215−1224)、CCR2に対してはDOC−3で、これはCCR2(9)に特異的に結合し、CCR1に対してはClone53504(R&D システムズ)、CXCR1に対しては5A12(ファーミゲン)、CXCR2に対しては6C6(ファーミゲン)、CXCR4に対しては12G5(ファーミゲン)、IgG1−、IgG2a−、およびIgG2b−アイソタイプ対照(シグマ)を用いた。2回の洗浄工程の後、細胞をPE−コンジュゲートウサギ抗マウスF(ab)2フラグメント(R439、ダコ)とともに氷上で30分間インキュベートした。細胞を2回洗浄し、CD4−FICT、CD8−PECy5およびCD14−APC(イムノテック)との組み合わせの後、10%マウス血清とともにインキュベートした。赤血球の分解の後、直ぐに細胞をフローサイトメトリー(ベクトン−ディッキンソン)により分析した。セルクエスト分析ソフトウエアにより計算を行った。ヘルパーT細胞、細胞毒性T細胞、単球および好中球を光散乱特性およびCD4、CD8、CD14の発現若しくは不存在により同定した。ケモカインレセプターの発現をアイソタイプ対照に従って境界線を定義した後、計算した。
【0124】
急性および慢性の関節滲出の両方において、末梢血液に比較して、ケモカインレセプターCCR5を発現したCD4+およびCD8+T細胞の割合が一貫して増加したことを見出した。これらのデータは以前の報告とよく一致する(Mack (1999) Arthritis Rheum. 42,981−988; Qin (1998) J. Clin. Invest. 101,746−754)。
【0125】
非結晶誘発関節炎におけるT細胞上のケモカインレセプターの発現:滑液からの約88%のCD4+T細胞および93%のCD8+T細胞が、ケモカインレセプターCCR5に対して陽性に染色された。同様に、SF中のCD8+およびCD4+T細胞の多くの割合でCCR2を発現した(66%および48%)(図1)。対照的に、末梢血液では少数のT細胞しかケモカインレセプターCCR5またはCCR2を発現しなかった。滑液においてCCR5+ヘルパーT細胞が最も突出して豊富であった(血液:SF比=1:4)。Tリンパ球の大多数は両方の画分でCXCR4に対して陽性に染色された。CXCR1、CXCR2およびCCR1は、T細胞の少数にのみその割合が変化して発現した(図1)。1人の患者の典型的な例を図2に示し、末梢血液および滑液における白血球上のCCR5、CCR2およびCXCR4の発現を示す。
【0126】
非結晶誘発関節炎における単球上のケモカインレセプターの発現:以前のデータと一致して、SF中の大多数の単球はCCR5を発現した。さらに、末梢血液と比較して滑液中の単球においてCXCR1、CXCR2、CXCR4およびCCR1の減少した発現がここで報告される(図1、2)。レセプター陽性細胞の低い頻度のみならず、細胞表面上のケモカインレセプターの低い密度が見出された(データは示していない)。基礎となる診断、関節滲出の期間または前処理との関係において違いは検出されなかった。CCR2は、両方の画分ですべての単球において同等に発現した(図1、2)。
【0127】
非結晶誘発関節炎における好中球上のケモカインレセプターの発現:急性関節炎は、炎症を起こした関節への好中球の急激な流入により特徴づけられる。従って、炎症を起こした関節滲出からの好中球上のケモカインレセプターの発現を分析した。最初は、CXCR4の高い発現が急性および慢性関節炎患者の滑液からの好中球の大きな分画(60%)において示されるが、末梢血液ではもっと低い発現が見出された(24%)(図1、2)。痛風以外の関節炎では、CXCR1およびCXCR2が、末梢血液と比べて約50%まで滑液からの好中球において減少した。CCR1は、両方の画分においてほんの少数の好中球しか発現しなかった。
【0128】
1.5 CCR5遺伝子型の決定
ゲノムDNAをアフィニティークロマトグラフィー(ロシュダイアグノスティクス)により冷凍血液サンプルから調製した。続いて潜在的32塩基対欠失を含むCCR5遺伝子のフラグメントを、Taqポリメラーゼを用いた40サイクルのPCRにて増幅した。プライマーは以下の通りである。
【0129】
【化2】
PCRフラグメントの長さの違いにより(274または242bp)、CCR5−野生型およびCCR5−Δ32対立遺伝子を同定できた。
【0130】
実施例2: 二重特異性抗体の構築
2.1 ヒトCCR5に対するモノクローナル抗体の産生
ヒトCCR5に対するモノクローナル抗体を産生するために、5匹のBLAB/cマウスを4週間の間隔で腹腔内(i.p.)で免疫し、最初にIL−2(100U/ml)中で10日間1×107PBMCとともに培養し、CCR5が高レベルで発現している1×107のCHO細胞を6回続けてi.p.注射した。この目的のために、CCR5をトランスフェクトしたCHO細胞を20nMメトトレキサートの存在下で成長させ、CCR5の発現を増幅し、CCR5を高レベルで発現している1つのクローンを選択した。CHO/CCR5細胞の最後のi.p.注射の4日後に、脾臓を切除し、細胞をP3×63−Ag8細胞系と融合した。約6000のハイブリドーマからの上清を安定CHO/CCR5細胞上でフローサイトメトリーにより融合の度にスクリーニングし、CCR5(MC−1、MC−4、MC−5)に対するモノクローナル抗体を3回目の融合の後に検出した。MC−1(IgG1)、MC−4、MC−5の特異性を、CCR1−3およびCXCR4により安定してトランスフェクトしたCHO細胞上で試験した。すべての場合で、結合が検出されなかった。さらに、抗体は、CCR5遺伝子のΔ32欠失ホモ接合のドナーからの新たに単離したPBMCや培養したPBMCとは反応しなかった。
【0131】
2.2 CCR5に対するMAb MC−1の可変ドメインのクローニング
αCCR5ハイブリドーマMC−1からの軽(VL)および重(VH)可変ドメインをPCR増幅を用いてクローニングした(Orlandi (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. 86,3833)。逆転写を、任意の6量体ヌクレオチドおよびスーバースクリプト逆転写酵素(ギブコ)を用いて行った。可変ドメインをPfu−ポリメラーゼを用いたPCRで増幅し、ベクターPCRスクリプトAmpSK+(ストラタジーン)にサブクローニングし、配列決定した。
【0132】
VL(1)のPCR増幅のために以下のプライマーを用いた。
【化3】
【0133】
VH(1)のPCR増幅のために以下のプライマーを用いた。
【化4】
【0134】
RT PCRにより得られたVL(1)のヌクレオチド配列は、配列番号9である。
【化5】
【0135】
VL(1)に対応する翻訳されたタンパク質配列は、配列番号10である。
【化6】
【0136】
増幅に用いたプライマー配列を除くVL(1)のヌクレオチド配列は配列番号11である。
【化7】
【0137】
VL(1)の配列番号11に対応する翻訳されたタンパク質配列は、配列番号12である。
【化8】
【0138】
RT PCRにより得られたリーダー配列を含むVH(1)の配列は、配列番号13である。
【化9】
【0139】
VH(1)に対応する翻訳されたタンパク質配列は、配列番号14である。
【化10】
【0140】
増幅に用いたリーダー配列とプライマー配列を除いたVH(1)のヌクレオチド配列は、配列番号15である。
【化11】
【0141】
VH(1)の配列番号15に対応する翻訳されたタンパク質配列は、配列番号16である。
【化12】
【0142】
2.3 二重特異性単鎖抗体CCR5×CD3の構築および発現
CCR5×CD3二重特異性単鎖抗体の構造および作用の様式の模式図を、図3に示す。以前に記載したように、軽および重可変ドメインは、(Gly4Ser1)3リンカーを用いて単鎖フラグメントに結合し、E.coliのペリプラズム空間で発現させ、組み換えタンパク質のCCR5への結合を試験した。
【0143】
その後、αCCR5単鎖フラグメントのDNA配列を、BsrG1およびBspE1を用いて真核生物発現ベクター(pEF−DHFR)にサブクローニングし、このベクターは6ヒスチジン残基のC末端結合テールを有するCD3に対して誘導された単鎖フラグメントをすでに含んでいる(Mack (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. 92,7021)。αCCR5およびαCD3単鎖フラグメントを、Gly4Ser1をコードするリンカーにより結合した(図3を参照)。
【0144】
次のドメインの順序のものが選ばれた:VL(1)−VH(1)−VH(2)−VL(2)で、(1)はCCR5に対して特異的であり、(2)はCD3に対して特異的である。
【0145】
二重特異性CCR5×CD3抗体は、配列番号17の次のヌクレオチド配列を有する。
【0146】
【化13】
二重特異性CCR5×CD3抗体は、配列番号18の次のタンパク質配列を有する。
【0147】
【化14】
二重特異性抗体を、DHFR−欠損CHO細胞で発現させ、固定化Ni2+イオンのアフィニティークロマトグラフィーにより培養上清から精製した(Hochuli (1988) Biotechnology 6,1321−1325; Ni−NTA, Qiagen)。
要約として、二重特異性抗体の構築のためには、例えば単鎖技術を使用できる(Mack et al. (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. U S A, 92: 7021−7025; Mack et al. (1997) J. Immunol. 158: 3965−3970)。この場合、図3(上)に模式的に示したように、2つの異なる抗体の軽(VL)および重(VH)免疫グロブリン鎖の可変ドメインは、特定の順序で融合し、任意に6×Hisのヒスチジン鎖がさらに結合する。融合は、DNA基盤に影響し、4つの異なる可変ドメインを有するタンパク質鎖が発現後に形成されることとなる(図3(上)を参照)。結合したヒスチジン鎖は、固定化Niイオンを介して1工程で簡単かつ効果的に精製できる。図3(上)に、エフェクター細胞表面のCD3抗原および標的細胞としての白血球表面のヒトCCR5に結合する二重特異性抗体の好ましい態様を示す。
【0148】
その後、特異性を有する単鎖抗体を、2つの可変抗体ドメインの間に(Gly4Ser1)3のリンカーを挿入することにより融合PCRにより産生する。さらなる融合PCRにおいて、CCR5に対する抗体フラグメントを、Gly4Ser1から成るリンカーを挿入することにより、CD3に対するすでに公表された抗体フラグメントと融合する(Mack et al. 前掲、を参照)。
【0149】
二重特異性抗体を発現させるため、対応するDNA配列を真核生物発現ベクター(例えばPEF−DHFR、Mack et al. (1995) PNAS,前掲)中でサブクローニングし、エレクトロポレーションによりDHFR欠損CHO細胞にトランスフェクトする。二重特異性抗体を、Ni−NTAのアフィニティークロマトグラフィーにより、pH値を下げることによる溶出を起こさせて安定してトランスフェクトしたCHO細胞の上清から精製する。その後、pHを調整し、タンパク質を適切な濃度に調整する。全精製得量は約900μg/l培地上清であった。SDS−PAGEにより、いずれの検出可能な酵素によるタンパク質分解またはタンパク質の分解を示すことなく、還元および非還元条件下で約60kDの単一のバンドが示された(図4)。
【0150】
実施例3: ケモカイン−トキシン融合タンパク質の発現および精製
RANTES−PE38 ケモカイン−トキシン融合タンパク質の構造と作用の様式の模式図を、図5に示す。プライマーP1およびP2により産生したRANTESのPCRフラグメントを、StulおよびSallを用いてE.coliのペリプラズムでの発現のためにベクター中にサブクローニングした(Mack (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. 92,7021)。制限部位StulをOmpAシグナル配列の3’末端にあらかじめ導入しておいた。シュードモナスのエクソトキシンAの切断されたもの(PE38; Theuer (1993) Cancer Res. 53,340)のDNAを、プライマーP3およびP4を用いたPfu−ポリメラーゼでPCRにより増幅し、BspE1およびHindIIIを用いてRANTESのcDNAをすでに含むベクター中にサブクローニングした。プライマーP4により、PE38の3’末端に6ヒスチジン残基のテールも付加した。ペリプラズムでの発現の間、組み換えタンパク質がRANTESの最初のアミノ酸から開始できるように、OmpAシグナル配列を切断した。6ヒスチジン残基のテールが結合したC末端により、Ni−NTAのアフィニティークロマトグラフィー(キアゲン)による精製が可能であった。
【0151】
プライマーの一覧:
【化15】
上述したように、RANTESのDNA配列を、シュードモナスのエクソトキシンAの切断されたもの(PE38)(Theuer (1993) Cancer Res. 53,340)の配列と融合した。構築物の最初のものにおいて、Gly−SerリンカーをRANTESとPE38の間に置いた。しかし、これは、E.coliでの発現の間融合タンパク質の酵素によるかなりのタンパク質分解をもたらした(データは示していない)。構築物を安定化させる試みとして、リンカーとPE38の最初の3つのアミノ酸を除去した。新たな融合タンパク質は、SDS−PAGE(図6左パネル)およびウエスタンブロット(図6右パネル)に示すように、E.coliのペリプラズム空間での発現の間タンパク質分解を起こさなかった。対応する構築物を、配列番号23および24にそれぞれ表す。
【0152】
実施例4:二重特異性抗体の標的抗原CCR5およびCD3への結合
二重特異性単鎖抗体のCHO細胞またはPBMCへの結合を、FACS分析により決定した(図7から9)。6×His(ディアノバ、ハンブルグ、ドイツ)に対する抗体およびPE−コンジュゲートポリクローナルウサギ−抗マウスF(ab)2フラグメント(R439、ダコ、ハンブルグ、ドイツ)につづき、細胞を、二重特異性抗体で氷上で60分間インキュベートした。二重特異性抗体がCCR5にも結合しうるので、CCR5対立遺伝子のホモ接合32塩基対の欠失によるCCR5の発現を欠いたPBMCで分析を行った。抗体は、リンパ球の分集団への良好な結合を示した。CD4およびCD8に対する抗体による共染色により、この分集団がCD4およびCD8陽性Tリンパ球であることを同定した(図7)。さらに、二重特異性抗体は、T細胞に結合するためのモノクローナルCD3抗体OKT−3と競合した(データは示していない)。
【0153】
二重特異性抗体のCCR5への結合が、CCR5過剰発現CHO細胞およびヒト単球で示された(図8および9)。抗体は、CCR5トランスフェクトCHO細胞(図8)および培養された単球(図9)に対しすばらしい結合を示したが、CXCR4によりトランスフェクトされたCHO細胞やホモ接合CCR5−Δ32/Δ32欠失ドナーからの培養された単球では、結合は検出されなかった。単球の一晩の培養により、野生型単球上のCCR5の発現を誘発したが、ホモ接合CCR5−Δ32/Δ32欠失ドナーからの単球では、CCR5を発現しなかった。さらに、CCR5の内在化を効果的に誘発してCCR5抗体(25)の結合を減少させることが知られているAOP−RANTESとともに37℃で30分間単球を予備インキュベーションすることにより、培養された単球上の二重特異性抗体による検出可能なCCR5シグナルは、15%以下の値に減少し得た(データは示していない)。
【0154】
実施例5: ケモカインレセプターの下降調整
5.1 CCR5に対するmAb MC−1によるCCR5の下降調整
ヒトCCR5の表面発現に対するMC−1の効果を測定した。比較のために、CCR5に対する異なるモノクローナル抗体MC−4を使用した。CHO−CCR5細胞を、種々の濃度の抗体MC−1およびMC−4とともに37℃で30分間インキュベートした。細胞を氷上に置き、MC−1およびMC−4でそれぞれ15μg/mlの濃度で氷上で1時間染色し、その後第2抗体により検出した(ウサギ抗−マウスFITC、F313、ダコ)。FACSカリバーにより分析を行った。37℃で30分間のMC−1とのインキュベーションは、10μg/mlの濃度で40%までヒトCCR5の下降調整をもたらした(図10)。
【0155】
5.2 ケモカイン−トキシンによるCCR5の下降調整
RANTESのシュードモナスのエクソトキシンAの切断したもののN末端への融合は、CCR5、CCR1およびCCR3のようなRANTESレセプターを発現している細胞への構築物の特異的結合をもたらすと予想される。修飾されたトキシンの結合におけるケモカインレセプターの内在化は、細胞の取り込みおよび構築物の細胞毒活性を増強しうる(図5下パネル)。従って、RANTES−PE38が、1次単球およびT細胞表面からのCCR5の内在化ができるかどうかを分析した(図11、白抜き)。CCR5の内在化は、構築物がCCR5に結合でき、PE38との融合後もRANTESが機能的に活性のまま維持されていることを示しうる。図11に示したように、構築物は単球およびリンパ球の表面からCCR5を内在化できる。非修飾のRANTESを陽性対照として用い、これはRANTES−PE38よりも幾分効果的であった(図11、黒塗り)。
【0156】
PBMCを、100μlの体積で、10%FCSのRPMIで希釈したRANTESまたはRANTES−PE38を種々の濃度において37℃で30分間インキュベートした。溶媒単独のものを対照として用いた。そして、細胞を、PE−コンジュゲート抗−マウス抗体R439に続いて、モノクローナル抗体MC−1または陰性対照としての溶媒を用いて表面CCR5発現について氷上で染色した。FACS分析を、FACSカリバー(ベクトンディッキンソン)およびセルクエストソフトウエアにより行った。リンパ球と単球とを、その前方および側方光散乱特性並びにCD14、CD4およびCD8の発現により区別した。相対的な表面CCR5発現を、[平均チャネル蛍光(測定値)−平均チャネル蛍光(陰性対照)]/[平均チャネル蛍光(溶媒)−平均チャネル蛍光(陰性対照)]により計算した。
【0157】
実施例6: CCR5×CD3抗体およびRANTES−PE38による細胞の涸渇
6.1 培養したPBMCからの単球のCCR5特異的涸渇
CCR5−野生型(WT)またはCCR5欠損(Δ32/Δ32)ドナーからのPBMCを、一晩インキュベートし、単球上にCCR5の発現を誘導した。培養したPBMCを、異なる濃度の精製したαCCR5−αCD3二重特異性抗体または対照としての溶媒とともに20時間インキュベートした。生き残った細胞を、FACSカリバーで分析し数を数えた。
【0158】
CCR5陽性1次細胞を涸渇させるαCCR5−αCD3二重特異性単鎖抗体の能力を試験するために、ヒトPBMCを抗体とともにインキュベートした(図12)。インキュベーションの前に、PBMCを一晩培養し、単球上のCCR5の発現をアップレギュレートした。細胞毒性T細胞を再誘導することにより、二重特異性抗体は、濃度に依存して(図13)20時間以内に大多数の単球を涸渇させ、10ng/mlの濃度に置いてCCR5陽性細胞をほとんど完全に涸渇させた。単球の涸渇が、誘導されたCCR5の発現によるものであると確認するために、CCR5を表面発現しないCCR5対立遺伝子のホモ接合32bp欠失を有するドナーからのPBMCを用いて同様の実験を行った。CCR5欠損単球では20時間後でも涸渇は検出されず、(図12の)右下のパネルを右上のパネルと比較し、左のパネルが陰性対照であることより、二重特異性抗体による細胞の涸渇がCCR5を発現する単球に限定されることが示された。単球(Mo)およびリンパ球(Ly)を、前方および側方光散乱特性により同定した。単球は、左下象限に矢印で示したように現れる。
【0159】
6.2 関節炎患者の滑液からの単球およびTリンパ球の涸渇
関節炎患者の新たに採取した滑液を、異なる濃度の精製したαCCR5−αCD3二重特異性抗体または対照としての溶媒とともに20時間インキュベートした。生き残った細胞を、FACSカリバーで分析し数を数えた。
【0160】
二重特異性単鎖抗体は、関節炎患者の炎症を起こした関節からのCCR5陽性T細胞および単球を涸渇させるために適用できる可能性がある。従って、種々の型の関節炎患者の滑液からのCCR5陽性細胞の涸渇を測定した。炎症を起こした滑液の大多数のT細胞および単球がCCR5を発現していることは、以前に示されている(Mack (1999) loc. cit.)。涸渇実験の前に得た滑液サンプルについて、大部分のリンパ球および単球がCCR5を発現しているが、顆粒球上にはCCR5の発現が検出されないことをFACS分析により確認した(データは示していない)。涸渇実験のために、滑液をex vivoで異なる濃度の二重特異性抗体とともに20時間インキュベートした(図14)。滑液を、穿刺の直後に調製することなくインキュベートし、in vitroの条件が、抗体が炎症を起こした関節内に存在するin vivoと極近い条件に確実に似せるようにした。図14に示すように、二重特異性抗体は、大多数の滑液からのリンパ球および単球の涸渇を誘発したが、CCR5を発現していない顆粒球は影響されないまま維持された。濃度0.5μg/mlのCCR5×CD3の滑液の単球およびリンパ球の涸渇の代表的なFACS分析を図15に示す。CCR5陰性好中球(PMN:多形核細胞)だけは、二重特異性抗体によって影響されない。
【0161】
抗体を、滑液とともに1日若しくは数日間インキュベートした。24時間後、CCR5陽性リンパ球および単球は、すでにほとんど消滅していた。長いインキュベーションの後溶媒を調整したとき、単球は培地フラスコの底で視認できるマクロファージに分化していた。二重特異性抗体との適当なインキュベーションの後、マクロファージは視認できなくなった。
【0162】
上述したように、培養したPBMCを二重特異性抗体とともにインキュベートすると、一致した結果が得られる。この場合、CCR5陽性単球のほとんど完全な涸渇およびCCR5陽性Tリンパ球のほとんど完全な涸渇となる。CCR5陽性Tリンパ球および単球の涸渇を示す。
【0163】
その結果は、本発明の構築物がCCR5陽性単球を破壊できることを示している。これは、マクロファージに分化しているときにCCR5を発現している関節吸引からの単球および血液単球の両方の単球に適用できる。単球/マクロファージの涸渇は、数時間以内に起こる(<24時間)。特に、関節の単球/マクロファージの涸渇は、これらの細胞が関節破壊の主要な原因であることから、治療において大きな利益を有する。さらに、Tリンパ球の活性化のためにはマクロファージとの相互作用も必要であり、同時にTリンパ球の作用も抑制される。
【0164】
単球/マクロファージの涸渇に加え、CCR5陽性Tリンパ球の数のかなりの減少が観察される。
【0165】
6.3 モノクローナル抗体に対する二重特異性抗体CCR5×CD3の効力の比較
CCR5陽性単球の涸渇におけるαCCR5−αCD3二重特異性単鎖抗体の効力を、2つの非修飾モノクローナル抗体の効力と比較した。2人の異なるドナー(FおよびN)からのPBMCを一晩培養し、その後溶媒、二重特異性単鎖抗体(125ng/ml)、MC−1(5μg/ml)およびMC−5(5μg/ml)とともに24時間インキュベートした。二重特異性単鎖抗体に対する親抗体であるモノクローナル抗体MC−1はアイソタイプマウスIgG−1を有し、抗体MC−5はアイソタイプIgG−2aを有する。細胞を完全に回収してFACSにより分析し、生き残った単球およびリンパ球を定量した。
【0166】
図16は、驚くべきことに二重特異性抗体のみがCCR5陽性単球をかなり涸渇させることができる一方、非修飾モノクローナル抗体は二重特異性抗体CCR5×CD3の40倍以上過剰に用いた場合でもほとんど効果がないことを示す。リンパ球および単球の前方および側方光散乱特性を用いたFACS分析により、モノクローナル抗体ではなくCCR5×CD3二重特異性抗体のみが、培養した単球を涸渇させる能力があることが示された(図17の右上のパネルと下のパネルを比較)。
【0167】
6.4 RANTES−PE38によるケモカインレセプター発現細胞の涸渇
CCR5またはCXCR4を発現しているCHO細胞を、24ウェル培養プレート上にサブコンフルーエントに成長させ、異なる濃度の精製したRANTES−PE38または対照としての溶媒とともにインキュベートした。40時間後、付着および非付着細胞を回収してFACSにより分析して、死亡した細胞の割合を測定した。すでに確立されたように、死亡した(プロピジウムアイオダイド陽性)CHO細胞は、光散乱特性により同定できる。
【0168】
RANTES−PE38の細胞毒活性をさらに分析した。この目的のため、ヒトCCR5、ネズミCCR5およびヒトCXCR4を発現しているCHO細胞を種々の濃度のケモカイン−トキシンまたは溶媒とともにインキュベートした。10nMのように低いRANTES−PE38で40時間インキュベートした後では、生き残った(付着した)ヒトまたはネズミCCR5陽性CHO細胞は光学顕微鏡によって検出されなかった。対照的に、CCR5陽性細胞を溶媒とともにインキュベートした場合、またはCXCR4陽性CHO細胞を同一濃度のケモカイン−トキシンとともにインキュベートした場合に、規則的な成長と生存が観察された(データは示していない)。死亡した細胞の割合を定量するために、付着および非付着の細胞をFACSにより分析した。以前に確立されたように、生存および死亡したCHO細胞は、光散乱特性により同定することができ、死亡または生存細胞の位置を矢印で示す(図18)。図18に示すように、RANTES−PE38の細胞毒性作用は、CXCR4を発現しているCHO細胞上では見られないが、ヒトCCR5を発現しているCHO細胞では10nMのRANTES−PE38により完全に死滅した。
【0169】
これらの実験により、RANTES−PE38が細胞表面からCCR5を内在化でき、RANTESレセプターhCCR5またはmCCR5を発現している細胞の涸渇を誘発することが示される。CXCR4陽性CHO細胞に対する構築物の不活性は、構築物の細胞毒活性が特異的なケモカインレセプターを発現している細胞に限定されることを示す。
【0170】
実施例7: 安定にトランスフェクトした細胞によるウイルス感染アッセイ
GHOST34CCR5細胞は、安定してCCR5を発現しているHOS/CD4細胞由来のものを、ダンリットマン(スカボールインスティテュート、ニューヨーク)から提供された。48ウェルトレー中の2.5×104の細胞を、適切な希釈で37℃で30分間100μlのケモカインに暴露した。100μlのNSI、CCR5−依存HIV−1株、SF162を1000フォーカス形成単位/ml(FFU/ml)で添加し、細胞をさらに3時間インキュベートした。その後細胞を洗浄し、適当なケモカインを含む溶媒中で固定化前に4日間インキュベートし、前述したようにその場でp24産生について染色して感染のフォーカスを算定した。
【0171】
実施例8: CCR5×CD3のCCR5発現CHO細胞への濃度に依存した結合
CCR5を安定してトランスフェクトしたチャイニーズハムスター卵巣細胞(CCR5+CHO)を標的細胞として用い、(実施例2および図3に記載されたような)二重特異性scFv CCR5×CD3の結合試験を行った。これらの細胞は、(実施例5および図10に示したような)親抗体MC−1による結合アッセイによる評価により、CD3に対して陰性でCCR5に対して>95%で陽性であった。結合は、フローサイトメトリーに基づく結合アッセイにより評価した。
【0172】
4×105のCCR5+CHO細胞を、20μl/mlから19.5ng/mlまでの範囲での異なる希釈のscFv CCR5×CD3を含む50μlのFACSバッファー(1%胎児子ウシ血清(FCS)および0.05%のアジ化ナトリウムを含むPBS)中に再懸濁させた。細胞を、96ウェルマイクロタイタープレートで4℃で30分間インキュベートした。細胞をFACSバッファーで2回洗浄し、20μg/mlの抗His−タグモノクローナル抗体(ディアノバ)で4℃で45分間インキュベートした。特異的に結合したscFv CCR5×CD3を、モノクローナルヤギ抗マウスIgG F(ab’)2−PEコンジュゲート抗体(ディアノバ)により検出した。洗浄後、細胞を、セルクエストソフトウエア(ベクトンディッキンソン)を用いたフローサイトメトリー(FACSカリバー、ベクトンディッキンソン)により分析し、異なる濃度のサンプルの蛍光強度の中央値を計算した。非線形回帰分析を、グラフパッドプリズム(バージョン3.02)により行った。scFv CCR5×CD3のCCR5発現CHO細胞への濃度に依存した結合を、0.86μg/mlのKD値により観察した(図20)。
【0173】
実施例9: エフェクター細胞として1次Tリンパ球によるCCR5×CD3の細胞毒活性
CCR5陽性細胞に対する細胞毒性を媒介する(実施例2および図3に示したような)scFv CCR5×CD3の能力を、標的細胞として安定してトランスフェクトしたCCR5+CHOおよびエフェクター細胞として末梢血液由来のCD3陽性Tリンパ球を用いて試験した。細胞毒性の検出には、FACSに基づく分析を行った。
【0174】
(CD4+およびCD8+細胞を含む)CD3+T細胞を、ヒトT細胞富養カラム(R&Dシステムズ)を用いたネガティブ選択により末梢血液から単離した。この目的のために、PBMCを標準フィコール−ハイパーク密度勾配分離により調製し、カラムに適用した。B細胞および単球をカラムマトリックスに結合させる一方、T細胞を溶出させた。濃縮したT細胞を溶媒で洗浄し、エフェクター細胞として用いた。
【0175】
フローサイトメトリーによるエフェクター細胞からの標的細胞の区別のために、CCR5+CHO細胞を脂肪族膜染料PKH26(シグマ)により最終濃度12μMでラベル化した。0.5×105のラベル化したCCR5+CHO細胞および2.5×105のCD3+T細胞を、5:1のエフェクター:標的比で96ウェルマイクロタイタープレートに播種した。320ng/mlから0.3pg/mlの範囲のscFv CCR5×CD3の100μlの希釈物を、細胞とともに37℃で16時間、5%CO2の加湿環境でインキュベートした。その後、細胞を600×gで3分間遠心分離し、細胞ペレットを200μlのFACSバッファー(PBS、1%FCS、0.05%アジ化ナトリウム)に再懸濁した。1μg/mlのプロピジウムアイオダイド(PI)による染色の後、細胞をフローサイトメーター(FACSカリバー、ベクトンディッキンソン)で2回分析した。
【0176】
scFv CCR5×CD3媒介の分解の特異性を確認するために、安定してCXCR4をトランスフェクトしたCHO細胞を陰性対照標的細胞として用いた。細胞毒性アッセイを、CCR5+CHO細胞に対するのと同一の条件下で行った。
【0177】
CCR5+CHO細胞の特異的分解を、セルクエストソフトウエア(ベクトンディッキンソン)を用いて計算し、非線形回帰分析をグラフパッドプリズムを用いて行った。S字状の用量−反応曲線が得られ(図21)、912pg/mlのEC50値が判明した。標的細胞としてCXCR4+CHO細胞を用いて、scFv CCR5×CD3に細胞毒性作用がないことが観察された。
【0178】
実施例10: エフェクター細胞としてのT細胞クローンCB15によるCCR5×CD3の細胞毒活性
(実施例2および図3に記載されたような)CCR5陽性細胞上のscFv CCR5×CD3の細胞毒活性も、エフェクター細胞としてCD3陽性T細胞系CD15(CD4+)を用いて試験した。細胞毒性の検出のために、FACSに基づく分析を標的細胞としてCCR5トランスフェクトCHO細胞(CCR5+CHO)を用いて行った。
【0179】
CCR5+CHO細胞を脂肪族膜染料PKH26(シグマ)により最終濃度10μMでラベル化した。エフェクターおよび標的細胞を、10:1の比でマイクロタイタープレート中で、40μg/mlから0.15ng/mlの範囲で希釈したscFv CCR5×CD3の100μlとともに、37℃で6時間、5%CO2の加湿環境でインキュベートした。細胞を600×gで3分間遠心分離し、細胞ペレットを200μlのFACSバッファー(PBS、1%FCS、0.05%アジ化ナトリウム)に再懸濁した。細胞を1μg/mlのプロピジウムアイオダイド(PI)で染色し、フローサイトメーター(FACSカリバー、ベクトンディッキンソン)で2回分析した。
【0180】
CCR5+CHO細胞の特異的分解を、セルクエストソフトウエア(ベクトンディッキンソン)を用いて計算し、非線形回帰分析をグラフパッドプリズムを用いて行った。S字状の用量−反応曲線が得られ(図22)、12.8ng/mlのEC50値が判明した。
【0181】
生物活性アッセイにおいてエフェクター細胞としてT細胞クローンCB15により得られた結果は、scFv CCR5×CD3により媒介される特異的分解がCD8+CTLの細胞毒活性に限定されるのではなく、CD4+T細胞もこの工程に関与していることを示す。
【0182】
実施例11: scFv CCR5×CD3の構築に用いる親CCR5特異的モノクローナル抗体MC−1のエピトープのマッピング
(実施例2および図3記載したような)scFv CCR5×CD3の構築に用いる親CCR5特異的モノクローナル抗体MC−1のエピトープを、キメラおよび点突然変異レセプターを安定して発現している約70のCHO−K1細胞のパネルを用いてフローサイトメトリーによりマッピングした(Samson, J. Biol. Chem., 1997,272,24934−24941; Lee, J. Biol. Chem., 1999,274,9617−9626; Blanpain, J. Biol. Chem., 1999,274,34719−34727; Blanpain, Blood, 2000,96,1638−1645)。細胞を、mab MC−1とともに氷上で30分間インキュベートし、洗浄してPE−コンジュゲート抗−マウスIg抗体(シグマ)により染色した。CCR2bを発現しているCHO−K1細胞を、陰性対照として用いた。MC−1は、CCR5分子の第2の細胞外ループ(ECL2)の第1の部分を認識することが示された(データは示していない)。ECL2は、aa168−199(RSQKEGLHYTCSSHFPYSQYQFWKNFQTLKIV)の範囲にあり、Chen, J. Virol., 1997,71,2705−2714に記載されたようにCCR5の膜透過領域4および5の間に位置する。
【0183】
ヒトおよびアカゲザルのCCR5のアミノ酸配列は、8つのアミノ酸において異なり、ECL2のaa171(K→R)およびaa198(I→M)の位置において2つのアミノ酸が変化している(Chen, J. Virol., 1997,71,2705−2714)。これらのアミノ酸の変化による、MC−1のアカゲザルCCR5のELC2との交差反応の可能性を、FACSに基づくアッセイでヒトおよびアカゲザルのPBMCにより分析した。両方の種のPBMCを、標準フィコール勾配遠心分離により単離した。5×105の細胞を、50μlのFACSバッファーに懸濁し、50μg/mlのMC−1を添加した。4℃での30分間のインキュベーションの後、細胞を洗浄し、ヤギ抗−マウスIgG F(ab’)2−PEコンジュゲートモノクローナル抗体(ディアノバ)を用い4℃で暗所にて30分間染色した。細胞を洗浄し、フローサイトメーター(FACSカリバー、ベクトンディッキンソン)により分析した。
【0184】
図23に示すように、MC−1は排他的にヒトCCR5に結合するが、アカゲザル由来のCCR5には反応しなかった。これらのデータは、MC−1により認識されたエピトープがヒトCCR5に対して特異的であり、ヒトCCR5配列中のaa171位におけるリジンおよびaa198位におけるイソロイシンがこの特異性に本質的であることを示している。特に、ECL2の第1の部分に位置しているaa171位のリジンが、mab MC−1によるCCR5のヒトエピトープの特異的認識に寄与している。
【0185】
実施例12: HIV−1感染単球におけるウイルス産生のscFv CCR5×CD3媒介による削減
PBMCを健康なドナーの新鮮なバフィコートからフィコール密度遠心分離により調製し、単球を一晩の培地フラスコへの付着により単離した。残っているPBLを除去し、5%CO2下加湿環境で37℃にて別個に培養した。
【0186】
単球を、5×104細胞/ウェルの密度で48ウェルマイクロタイタープレートに播種し、M−指向性HIV−1株BaL(moi=1)により5%CO2下加湿環境で37℃にて一晩感染させた。ウイルスを洗浄により除去し、単球を非刺激PBL(ウェル当たり15×104)+scFv CCR5×CD3(1μg/ml)+AZT(75μM)、または陰性対照として非刺激PBL単独(ウェル当たり15×104)とともにさらに培養した。感染後(p.i.)5日で単球を洗浄し、AZTまたは抗体の不存在下で培養した。上清をp.i.15日で採取し、HIV−1複製をELISAのp24の測定により定量した。この実験方法により、scFv CCR5×CD3を含まない対照と比較して(300ng/ml p24)、scFv CCR5×CD3を含むサンプルでは75%のウイルス複製の削減をもたらした(75ng/ml p24)。
【0187】
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【図面の簡単な説明】
【図1】痛風を除く関節炎患者の末梢血液(白のカラム)および滑液(灰色のカラム)中のT細胞(第1および第2のパネル)、単球(第3のパネル)、好中球(第4のパネル)上の種々のケモカインレセプター(x軸に示した)の発現。それぞれの点は、1人の患者を示し、平均値は棒グラフで示す。好中球上のCXCR1とCXCR2の発現はy軸の蛍光強度として与えられ、他のすべてのものはレセプター陽性細胞の割合が示されている。
【図2】リューマチ性関節炎の1人の患者の末梢血液(左)および滑液(右)中の白血球上のCCR5、CCR2およびCXCR4の発現を示すFACS点プロット。境界線は、アイソタイプ対照に従って設定し、垂直線として示す。滑液中においてT細胞および単球の大多数は、高レベルのCCR5発現を示すが、末梢血液中においてこれらの細胞のほんの少数が、低いレベルのCCR5を発現する。
【図3】二重特異性単鎖抗体の模式図。ハイブリドーマMC−1由来のαCCR5単鎖フラグメント(CCR5 VL/CCR5 VH)は、CD3に対して誘導された単鎖フラグメント(CD3 VH/CD3 VL)のN末端に融合する。二重特異性抗体のCD3+T細胞およびCCR5陽性標的細胞への結合は、CD3の架橋、エフェクターT細胞の活性化およびCCR5陽性標的細胞の分解をもたらす。
【図4】精製された二重特異性単鎖抗体αCCR5−αCD3のSDS−PAGE。約60kDの単一バンドが、還元(左)および非還元(右)条件下で観察される。二重特異性抗体の分解またはタンパク質分解は、検出されなかった。
【図5】ケモカイン−トキシン RANTES−PE38の模式図。ケモカインRANTESは、シュードモナスのエクソトキシンAの切断されたもの(PE38)のN末端に融合する。切断されたトキシンは真核細胞に結合できないが、融合タンパク質はRANTES部位によりCCR5に結合し、細胞中に内在化する。これによりトキシンは、タンパク質合成を阻害し、細胞死を誘発する。
【図6】精製したタンパク質RANTES−PE38のSDS−PAGE(左)およびウエスタンブロット(右)。約46kDの予期された大きさの明瞭なバンドが、クマシー染色されたSDS−PAGEおよびウエスタンブロットで視認できる。
【図7】αCCR5−αCD3二重特異性抗体のCCR5欠損リンパ球上のCD3への結合。CD4およびCD8との共染色により、二重特異性抗体がCD4+/CD8+T細胞分集団に結合することが示された。多色分析により他の細胞集団への結合が起こらないことが示された。
【図8】αCCR5−αCD3二重特異性抗体のトランスフェクションしたCHO細胞上のCCR5への結合。CCR5によりトランスフェクションされたCHO細胞は黒で示し、CXCR4陽性CHO細胞は陰性対照として用い、白で示す。
【図9】αCCR5−αCD3二重特異性抗体の培養された単球上のCCR5への結合。CCR5陽性ドナー由来の単球は黒で示し、CCR5欠損(Δ32/Δ32)ドナー由来の単球は陰性対象として用い、白で示す。
【図10】CCR5特異的モノクローナル抗体を、FACS分析によりCCR5の下降調整を誘発する能力について比較した。mAb MC−1(四角)、αCCR5−αCD3二重特異性抗体の親抗体は顕著な内在化を示したが、MC−4(三角)はCCR5内在化の誘発を示さなかった。CHO−CCR5細胞は、37℃で30分間種々の濃度でインキュベートした。
【図11】RANTES−PE38(白抜き)およびRANTES(黒塗り)によるPBMC表面からのCCR5の下降調整。CCR5の表面発現は、リンパ球(四角)および単球(まる)で測定され、溶媒対照の%として与えられる。融合タンパク質RATES−PE38は、非修飾のRANTESに比べ幾分低い効率で細胞表面からのCCR5を下降調整できる。
【図12】二重特異性抗体によるCCR5陽性単球の涸渇。CCR5欠損PBMC(Δ32/Δ32)または野生型PBMC(WT−PBMC)を一晩培養し、二重特異性抗体(100ng/ml)または対照としての溶媒とともに20時間インキュベートした。残存している単球(Mo)およびリンパ球(Ly)をFACSの光散乱特性により同定した。CCR陽性野生型単球は二重特異性抗体により完全に涸渇したが、CCR5欠損単球は生き残った。
【図13】二重特異性抗体によるCCR5陽性単球の涸渇。用量−反応曲線は、αCCR5−αCD3二重特異性抗体の種々の濃度で培養された単球の涸渇を示す。単球の90%以上が33ng/mlの濃度で涸渇した。
【図14】二重特異性αCCR5−αCD3抗体は、慢性関節炎患者の滑液からのリンパ球および単球を涸渇させた。新たに採取した滑液を種々の濃度の二重特異性抗体または対照としての溶媒とともに20時間インキュベートし、FACSで分析した。両方の細胞型の95%以上が、31ng/mlの濃度で涸渇した。
【図15】二重特異性αCCR5−αCD3抗体は、慢性関節炎患者の滑液からのリンパ球および単球を涸渇させた。新たに採取した滑液を二重特異性抗体(500ng/ml)または対照としての溶媒とともに20時間インキュベートし、FACS(前方および側方光散乱分析)で分析した。二重特異性抗体はCCR5陽性単球およびリンパ球を完全に涸渇させたが、CCR5陰性顆粒球(PMN)は生き残った。我々の以前のデータと一致して、この滑液中のすべての単球およびリンパ球はCCR5を発現したが、顆粒球(PMN)ではCCR5の発現は見られなかった。
【図16】CCR5陽性単球を涸渇させる場合のαCCR5−αCD3二重特異性単鎖抗体の効率を、2つの非修飾モノクローナル抗体MC−1およびMC−5の効率と比較した。2人の異なるドナー(FおよびN)からのPBMCを一晩培養し、抗体構築物および抗体の存在下または不存在下で溶媒とともに24時間インキュベートした。濃度を示した。細胞を完全に回収し、FACS分析により生存する単球およびリンパ球を定量した。PBMCドナーそれぞれの2つの実験結果を示す。驚くべきことに、二重特異性抗体のみがCCR5陽性単球を相当涸渇できたが、一方非修飾のモノクローナル抗体はほとんど効果がなかった。
【図17】図16に示したような典型的な実験の前方および側方光散乱分析の例であり、αCCR5−αCD3二重特異性単鎖抗体のみが左下象限の単球を涸渇させる能力を有することが示された。異なる細胞型の局在化の比較として、図12左パネルを参照のこと。
【図18】ケモカイン−トキシン RANTES−PE38によるCCR5陽性CHO細胞の破壊。CCR5陽性CHO細胞およびCXCR4陽性CHO細胞を40時間ケモカイン−トキシン(10nM)でインキュベートし、FACSで分析した。死亡した細胞が、前方および側方光散乱プロットの左上領域に現れる。RANTES−PE38は、CCD5陽性CHO細胞を完全に破壊したが、CXCR4陽性CHO細胞には効果がなかった。
【図19】ペプチド結合または多量化ドメインにより組み合わされるケモカインレセプター(CCR)発現細胞に結合する抗体および/またはケモカイン構築物の例:(A)は、エフェクター細胞表面抗原に結合することによりエフェクター細胞と相互作用する抗体およびケモカイン構築物の種々の例を示し、(B)は、トキシンに結合する抗体およびケモカイン構築物の例を示し、(C)は、トキシンに対する抗体結合部位を含む抗体およびケモカイン構築物の例を示す。
【図20】4×105のCCR5+CHO細胞を、19.5ng/mlのscFv CCR5×CD3とともに4℃で30分間インキュベートし、洗浄後細胞を20μg/mlの抗His−タグモノクローナル抗体とともに4℃で45分間インキュベートした。scFv CCR5×CD3の結合をモノクローナルヤギ抗マウスIgG F(ab’)2−PEコンジュゲート抗体で検出し、セルクエストソフトウエアを用いたフローサイトメーターにより分析した。グラフパッドプリズムによる非線形回帰分析を行った。
【図21】scFv CCR5×CD3の細胞毒活性を、CCR5+CHOを標的とし、CD3+Tリンパ球をエフェクター細胞としたFACSに基づく分析により検査した。CD3+T細胞は、末梢血液から単離した。CCR5+CHO細胞は、12μMのPKH26によりラベル化した。エフェクター細胞:標的細胞を5:1の比率で、scFv CCR5×CD3を320ng/mlから0.3pg/mlの範囲で希釈したものとともに5%CO2下37℃で16時間インキュベートした。1μg/mlのプロピジウムアイオダイド(PI)で染色した後、フローサイトメトリーにより細胞を分析した。
scFv CCR5×CD3媒介の分解の特異性を確認するために、安定してCXCR4でトランスフェクトしたCHO細胞を陰性対照標的細胞として用いた。細胞毒性アッセイをCCR5+CHO細胞について記載したのと同一の条件下で行った。
CCR5+CHO細胞の特異的分解をセルクエストソフトウエア(ベクトンディッキンソン)を用いて計算し、非線形回帰分析をグラフパッドプリズムにより行った。S字状の用量−反応曲線により、912pg/mlのEC50値が明らかになった。標的細胞としてCXCR4+CHO細胞では、scFv CCR5×CD3の細胞毒性作用は観察されなかった。
【図22】CCR5陽性細胞上のscFv CCR5×CD3の細胞毒活性も、エフェクター細胞としてCD3陽性T細胞系CB15を用いてFACSに基づいたアッセイにより検査した。10μMのPKH26によってラベル化されたCCR5+CHO標的細胞を、エフェクター:標的が10:1の比率で用い、異なる希釈(40μg/mlから0.15ng/ml)のscFv CCR5×CD3を100μlとともに、5%CO2下37℃で6時間インキュベートした。細胞を1μg/mlのプロピジウムアイオダイド(PI)で染色した後、2回フローサイトメトリーにより分析した。
CCR5+CHO細胞の特異的分解をセルクエストソフトウエア(ベクトンディッキンソン)を用いて計算し、非線形回帰分析をグラフパッドプリズムにより行った。S字状の用量−反応曲線により、12.8ng/mlのEC50値が明らかになった。
【図23】MC−1の、A)ヒトPBMCおよびB)アカゲザルPBMCとの反応性。PBMC(実線)、PBMCおよびPEコンジュゲートヤギ抗マウス抗体(点線)、PBMCおよびMC−1とPEコンジュゲートヤギ抗マウス抗体(太線)。MC−1はヒトPBMC(A)と結合するが、アカゲザルPBMC(B)とは結合しないことが、M1マーカー線により示される。
Claims (50)
- 霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染している細胞の除去のための医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用。
- 前記霊長類の免疫不全ウイルスがヒト免疫不全ウイルスである、請求項1に記載の使用。
- 前記ヒト免疫不全ウイルスがHIV−1である、請求項2に記載の使用。
- 炎症性腎疾患、アレルギー反応、炎症性腸疾患、多発性硬化症、皮膚疾患、糖尿病または移植拒絶反応の処置、予防および/または緩和のための医薬組成物を調製するための、ケモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカイン構築物の使用。
- 前記ケモカインレセプターがケモカインレセプター5(CCR5)である、請求項1ないし4のいずれかに記載の使用。
- 前記ケモカインレセプター5がヒトCCR5である請求項5に記載の使用。
- 前記抗体構築物が、第1の抗原としてケモカインレセプターに、第2の抗原としてエフェクター細胞のCD3抗原に結合する二重特異性抗体である、請求項1ないし6のいずれかに記載の使用。
- 前記二重特異性抗体が単鎖抗体構築物である、請求項7に記載の使用。
- 前記単鎖抗体構築物が、ケモカインレセプターに特異的な抗体のVLおよびVHドメイン、並びにCD3抗原に特異的な抗体のVHおよびVLドメインを含む、請求項8に記載の使用。
- 前記ケモカインレセプターに特異的な抗体がネズミ抗−ヒトCCR5抗体MC−1である、請求項9に記載の使用。
- 前記VLおよびVHドメインが、VL(MC−1)−VH(MC−1)−VH(CD3)−VL(CD3)の順に配列している、請求項9または10に記載の使用。
- 前記VL(MC−1)が配列番号12で表されるアミノ酸配列を含み、前記VH(MC−1)が配列番号16で表されるアミノ酸配列を含み、前記VH(CD3)が配列番号26で表されるアミノ酸配列を含み、および/または、前記VL(CD3)が配列番号28を含む、請求項11に記載の使用。
- 前記二重特異性抗体が配列番号17で表される核酸配列によりコードされるアミノ酸配列を含むか、または配列番号18で表されるアミノ酸配列を含む、請求項5ないし12のいずれかに記載の使用。
- 前記抗体構築物が、第1の抗原として前記ケモカインレセプターに、第2の抗原としてトキシンに結合する二重特異性抗体である、請求項1ないし6のいずれかに記載の使用。
- 前記抗体構築物がトキシンに共有結合する、請求項1ないし6のいずれかに記載の使用。
- 前記抗体構築物が、多量化ドメインを介して、in vitroおよび/またはin vivoでCD3抗原および/またはトキシンに結合する第2の抗体構築物に結合できる、請求項1ないし6のいずれかに記載の使用。
- 前記ケモカイン構築物が修飾または非修飾ケモカインと修飾または非修飾トキシンとの融合構築物である、請求項1ないし6のいずれかに記載の使用。
- 前記ケモカイン構築物が、多量化ドメインを介して、in vitroおよび/またはin vivoでCD3抗原および/またはトキシンに結合する抗体構築物に結合できる、請求項1ないし6のいずれかに記載の使用。
- 前記ケモカイン構築物が、CD3抗原に結合する抗体構築物に結合する、および/またはトキシンに共有結合した、抗体構築物に共有結合したケモカインを含む、請求項1ないし6のいずれかに記載の使用。
- 前記抗体および/またはケモカイン構築物が、ケモカインレセプターに結合する抗体および/またはケモカインを少なくとも1つ含むヘテロミニボディ構築物である、請求項1ないし6のいずれかに記載の使用。
- 前記ヘテロミニボディ構築物が少なくとも1つのトキシンを含む、請求項20に記載の使用。
- 前記ヘテロミニボディ構築物が、ケモカインレセプターおよび/またはエフェクター細胞のCD3抗原に結合する、請求項20または21に記載の使用。
- 前記ケモカインが、RANTES、MIP−1β、MIP−1α、MCP−2およびMCP−3から成る群より選ばれる、請求項17ないし22のいずれかに記載の使用。
- 前記トキシンが、切断されたシュードモナスのエクソトキシンAである、請求項15ないし19、21および22のいずれかに記載の使用。
- 前記ケモカイン構築物が、配列番号24で表される、または配列番号23で表されるヌクレオチド配列によりエンコードされる、アミノ酸配列を含む、請求項17ないし24のいずれかに記載の使用。
- 前記CD3抗原がT細胞であるエフェクター細胞表面上にある、請求項7ないし13、16、18、19および22のいずれかに記載の使用。
- 前記構築物がCCR5に対する結合部位およびCD3に対する結合部位を含む、請求項5ないし16、20、21および22のいずれかで定義される抗体構築物。
- 前記ケモカイン構築物がRANTESを含み、前記トキシンが切断されたシュードモナスのエクソトキシンA(PE38)である、請求項17ないし22のいずれかで定義されるケモカイン構築物。
- 請求項5ないし12のいずれかで定義される抗体構築物、または請求項17ないし19、23および24のいずれかで定義されるケモカイン構築物、をエンコードするポリヌクレオチドであって、
(a) 配列番号18または配列番号24で表されるポリペプチドを特にエンコードする核酸分子を含むポリヌクレオチド;
(b) 配列番号17または配列番号23で表される核酸分子を含むポリヌクレオチド;または、
(c) (a)または(b)のポリヌクレオチドの相補鎖にストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド。 - DNAまたはRNAである、請求項29に記載のポリヌクレオチド。
- 請求項29または30のポリヌクレオチドを含むベクター。
- 発現ベクターまたは遺伝子移入ベクターである、請求項31に記載のベクター。
- 請求項31または32のベクターで形質転換された宿主。
- 請求項33の宿主を培養し、産生した抗体構築物またはケモカイン構築物を単離することを含む、請求項29で定義される抗体構築物またはケモカイン構築物を産生する方法。
- 請求項29または30のポリヌクレオチドによりエンコードされる、または請求項34の方法により産生される、抗体構築物またはケモカイン構築物。
- 請求項29のポリヌクレオチド、請求項31または32のベクター、請求項33の宿主、請求項27または35の抗体構築物、および/または、請求項28または35のケモカイン構築物、を含む組成物。
- 任意に医薬的に許容されるキャリアー、希釈剤、および/または、賦形剤をさらに含む医薬組成物である、請求項36に記載の組成物。
- 免疫障害の処置のための薬剤または抗−HIV処置のための薬剤をさらに含む、請求項36または37に記載の組成物。
- 免疫障害を処置、予防および/または緩和するための方法、または霊長類の免疫不全ウイルスに潜伏して感染している細胞を除去するための方法であって、処置、緩和および/または予防を必要とする被験者に請求項36ないし38のいずれかに記載の組成物の有効量を投与することを含む方法。
- 免疫障害を処置、予防および/または緩和するための医薬組成物を調製するための、請求項29または30のポリヌクレオチド、請求項31または32のベクター、請求項33の宿主、請求項27または35の抗体構築物、および/または、請求項28または38のケモカイン構築物の使用。
- 細胞が霊長類の免疫不全ウイルスに感染しており、潜伏して感染している前記細胞を除去するための医薬組成物を調製するための、請求項29または30のポリヌクレオチド、請求項31または32のベクター、請求項33の宿主、請求項27または35の抗体構築物、および/または、請求項28または38のケモカイン構築物の使用。
- 前記免疫障害が自己免疫疾患、アレルギー疾患、皮膚疾患、炎症性疾患、糖尿病、対宿主性移植片疾患および移植拒絶反応から成る群より選ばれる、請求項39の方法または請求項40の使用。
- 自己免疫疾患が、多発性硬化症、I型糖尿病およびリューマチ性関節炎から成る群より選ばれる、請求項42の方法または使用。
- 前記皮膚疾患が、皮膚炎症、アトピー性皮膚炎および乾癬から成る群より選ばれる、請求項42に記載の方法または使用。
- 前記炎症性疾患が、炎症関節疾患、炎症性腎疾患、炎症性腸疾患から成る群より選ばれる、請求項42に記載の方法または使用。
- 前記炎症性関節疾患が(慢性)関節炎である、請求項45に記載の方法または使用。
- 前記霊長類の免疫不全ウイルスによる感染がHIV−1感染である、請求項39に記載の方法または請求項41に記載の使用。
- 前記組成物が抗ウイルス剤との組み合わせ、および/またはエイズ管理に使用される薬剤との組み合わせで投与される、請求項47に記載の方法または使用。
- 前記エイズ管理に使用される薬剤がHAARTに使用される薬剤を含む、請求項47に記載の方法または使用。
- 請求項29または30のポリヌクレオチド、請求項31または32のベクター、請求項33の宿主、請求項27または35の抗体構築物、および/または、請求項28または38のケモカイン構築物を含むキット。
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