JP3822653B2 - リンパ球抗原cd2および腫瘍抗原を認識する二特異性トリガー分子 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、リンパ球CD2抗原および任意の可変腫瘍抗原を認識する新規の二特異性抗体フラグメントに関する。好ましくは上皮増殖因子レセプター(EFG−R)の抗原決定基を腫瘍抗原として用いる。さらに本発明はAICD2.M1およびAICD2.M2と称する二つの新規のモノクローナル抗体およびそれらの合わせての腫瘍溶解への正の影響に関し、少なくともそれらの一つが二特異性抗体フラグメントである。抗体および抗体フラグメントは腫瘍の治療および診断に有効に使用することができる。
【0002】
【従来の技術】
腫瘍細胞を排除する場合、Tリンパ球はおそらく最も有効な免疫系構成要素である。しかし、ほとんどの癌患者は腫瘍細胞と特異的に反応する細胞毒性Tリンパ球(CTL)を充分には保持していない(例えば、Knuthら、1984、Proc.Natl.Acad.Sci.(USA)81、3511)。CTLの溶解能をすべて活性化するためには、これら細胞が天然特異性を有しない腫瘍細胞に対することができるように全細胞を処理しなければならない。腫瘍細胞上のある種の卷く抗原にモノクローナル抗体を結合させることによって、T細胞は活性化されて増殖、サイトカイン分泌および細胞溶解活性が認められる。
【0003】
腫瘍関連抗原を一方の結合肢で認識してT細胞マーカーをもう一方の結合肢で認識する二特異性抗体(BAb)は、一特異性CTLと悪性細胞とを架橋することが示された(例えばStaerzら、1985、Nature 314、628)。
【0004】
これら人工的抗体によるT細胞活性化はT細胞レセプター(TCR)/CD3複合体を通して起き得るが、ここでTCRは抗原認識およびTCR−抗原相互作用によって生じるシグナルのトランスダクションのためのCD3エピトープに関与する(例えば、H.Nelson、Cancer Cells、May1991、163の総説およびその引用文献を参照されたい)。
【0005】
エフェクター細胞活性化は、Tリンパ球およびナチュラルキラー(NK)細胞上に存在する糖タンパク質であるCD2抗原を介して起きる(例えば、Huenigら、1987、Nature 326、298)。CD2は、エフェクター細胞と標的細胞上の天然リガンドLFA3(CD58)との相互作用を支持する。三つの機能的に重要なエピトープ(T11.1、T11.2およびT11.3)がCD2上に同定された。抗体結合の際に転形(モジュレーション)を起こすCD3抗原とは対照的に、CD2を抗体で標的攻撃した後のCD2転形は今までのところ報告されていない。抗CD2抗体を活性化に用いた以前の研究によると、CD2抗原を介しての二段階活性化が現実的のようである。これまで活性化に用いられてきた共働的に作用する抗CD2特異性は、抗T11.2プラス抗T11.1またはT11.2プラス抗T11.3などの抗体によって特徴づけられる。T11.3は抗T11.2による活性化の後にアクセス可能になる隠れた(cryptic)エピトープであることが報告されている。今までのところ用いられる抗体のほとんどが、天然CD2リガンドLFA−3と結合を競合することが明かである(例えば、Bolhiusら、1991、Cancer Immunol.Immunther.34、1およびその引用文献)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、抗腫瘍抗体に由来する新規の二特異性抗体、および二段階活性化の後に影響を受けないCD2/LFA3を介して細胞の正常の交差反応(cross−talk)を維持しながら細胞毒性を発揮することができる一対の共働的に作用する抗CD2抗体を開発することが本発明のねらいであった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明による新規の二特異性抗体は次のような好ましい性質を有することが見出だされた。すなわち、腫瘍細胞に対する強い親和性、T細胞およびNK細胞に対する強い親和性、LFA3に対する非競合性、LFA3との非共働性、非レセプター転形性、高いNK細胞およびT細胞特異性、二段階活性化を介してのみの有効性(これはそのような一つのBAbはT細胞活性化および腫瘍細胞溶解にそれぞれ影響しないことを意味する)である。
【0008】
したがって本発明の目的は、腫瘍細胞の溶解に有用な二特異性分子であり、これは腫瘍細胞のエピトープと結合する第一結合部位およびCD2抗原のエピトープと結合する第二結合部位からなり、BAb<X、AICD2.M1>YまたはBAb<X、AICD2.M2>Yで表される。但し、
BAbは二特異性抗体を意味し、
Xは腫瘍抗原を認識する抗体決定基であり、
AICD2.M1、AICD2.M2はCD2抗原を認識する新規のモノクローナル抗体であり、そして
Yは全抗体の一部分である。
【0009】
AICD2.M1およびAICD2.M2は新規のモノクローナル抗体であり、これは遺伝子工学的に作出されたCD2抗原でマウスを免疫して、適当なマウスハイブリドーマ細胞から抗体を分離して精製することによって得られ(詳細は実施例を参照されたい)、T細胞およびNK細胞のCD2抗原に高い特異性を示す。
【0010】
本発明の目的は、したがって、AICD2.M1と称するモノクローナル抗体であって、これはCD2抗原を認識し、DSM ACC2118のアクセス番号の下に寄託されている細胞系1H10からの単離によって得ることができる。
【0011】
本発明の目的はまた、AICD2.M2と称するモノクローナル抗体であって、これはCD2抗原を認識し、DSM ACC2119のアクセス番号の下に寄託されている細胞系7D3からの単離によって得ることができる。
【0012】
該抗体を産生する新規の細胞系は、ブダペスト条約に従って「Deutsche Sammlung fuer Mikroorganismen」(DSM、Braunschweig、FRG)に1993年2月23日に寄託された。
【0013】
本発明はまた、AICD2.M1およびAICD2.M2の天然または人工的な変種または突然変異体であって、遺伝子的に修飾または操作されたモノクローナル抗体に関し、好ましくはヒト遺伝子と結合させたものおよびキメラ型が含まれる。
【0014】
本発明による二特異性分子は、AICD2.M1またはAICD2.M2の結合肢および、任意の腫瘍抗原を認識する抗体の別の結合肢からなる。抗腫瘍抗原の選択は、二特異性抗体のT細胞活性化および腫瘍細胞溶解に関する有効性には重要な影響を及ぼさない。本発明の好ましい実施態様において、該第二結合肢はモノクローナル抗腫瘍抗体MAb425、MAb361またはMAb15の結合肢に代表されるが、本発明によれば、修飾された、好ましくはヒト化されたものまたはキメラ型および遺伝子操作による最小フラグメントが含まれる。
【0015】
本発明の目的は、したがって、上記および請求の範囲に定義された二特異性抗体フラグメントを提供することにあり、ここでXはモノクローナル抗体MAb425、MAb361またはMAb15に由来する抗体決定基である。
【0016】
MAb425は、広く公知のヒトA431癌腫細胞系(ATCCCRL1555)に対して作出されたネズミモノクローナル抗体であって、ヒトEGF−Rの外側ドメインのポリペプチドエピトープと結合して、EGFの結合を阻害する。MAb425(ATCCHB9629)は、インビトロで腫瘍細菌毒性を媒介して、類表皮腫および結腸直腸癌腫由来の細胞系の腫瘍細胞増殖をインビトロで抑制することが見出だされた(Rodeckら、1987、Cancer Res.47、3692)。MAb425のヒト化およびキメラ型はWO92/15683に開示された。
【0017】
MAb361は、IgG2aネズミモノクローナル抗体(ATCCHB9325)であって、ガングリオシドGD2抗原およびGD3抗原に特異的に結合する。これらガングリオシドは黒色腫に富んでいる(EP 0280 209、US
SN016902)。
【0018】
MAb361は、GD2抗原を発現する腫瘍細胞に対してインビトロで有意なレベルの細胞毒性を示す(Thurinら、1987、Cancer Res.47、1229)。
【0019】
MAb15は、ヒト小細胞肺癌細胞TKB−2による免疫で生じたIgG1ネズミモノクローナル抗体である(Endoら、1986、Cancer Res.46、6369)。抗体は早期分化抗原を認識する。
【0020】
本発明による二特異性抗体は、全抗体のフラグメントであり、例えば、F(ab′)2分子またはミニ抗体(Fv分子)、好ましくはF(ab′)2分子である。全抗体と対照的に、F(ab′)2およびミニ抗体のようなフラグメントは、固体腫瘍の腫瘍実質により容易に浸入して、細胞毒性および腫瘍内部での細胞溶解力を発揮することができる。さらに、ネズミ起源に由来するF(ab′)2分子およびミニ抗体は通常、低減したヒト抗マウス抗体応答(HAMA)を示す。
【0021】
したがって本発明の好ましい目的は上記に定義した二特異性抗体フラグメントを提供することであって、ここでYはF(ab′)2分子である。とくに好ましい実施態様は以下の群から選択される。
【0022】
BAb<425、AICD2.M1>F(ab′)2
BAb<425、AICD2.M2>F(ab′)2
BAb<361、AICD2.M1>F(ab′)2
BAb<361、AICD2.M2>F(ab′)2
BAb<15、AICD2.M1>F(ab′)2
BAb<15、AICD2.M2>F(ab′)2
完全な抗体またはフラグメントを基にして二特異性抗体を産生する種々の方法が記述された(例えば、Brissinckら、1992、Drugs of the Future 17(11)、1003の総説を参照されたい)。二特異性抗体フラグメントを構築する一つの方法としては、全抗体をタンパク質分解によって(一特異性)F(ab′)2分子に変換して、これらフラグメントをFab′分子に分割して、異なる特異性を有するFab′分子を組み替えて二特異性F(ab′)2分子にする方法がある(例えば、EP0179872B1を参照されたい)。
【0023】
このように、本発明の目的は腫瘍細胞のエピトープへの第一結合部位およびCD2抗原のエピトープへの第二結合部位からなる腫瘍細胞の溶解に有用な二特異性抗体F(ab′)2フラグメントの調製法を提供することであって、これは各二つの同一のL(軽鎖)−H(重鎖)半分子からなっていて一つまたはそれ以上のジスルフィド結合によって連結されている二つの異なるモノクローナル抗体を酵素的変換によって二つのF(ab′)2分子にすること、各F(ab′)2分子を還元条件下でFab′チオールへ分割すること、各抗体のこれらFab′分子の一つをチオール活性化剤を用いて誘導体化することおよび、所望の二特異性抗体F(ab′)2フラグメントを得るために腫瘍特異性を有する活性化Fab′分子を白血球特異性を有する非活性化Fab′分子と(または逆にして)組み合わせることによって行うが、これはモノクローナル抗体AICD2.M1およびAICD2.M2を白血球抗原を認識する抗体として使用することを特徴とする。
【0024】
抗体をそのF(ab′)2分子に変換するために適する酵素としては、ペプシンおよびパパインが用いられる。場合によってはトリプシンまたはブロメリンが適している。しかし、ペプシンが本発明の工程では好ましく用いられる。ジスルフィド結合の遊離のSH−基(Fab′分子)への変換は、ジチオトレイトール(DTT)、メルカプトエタノールおよびメルカプトエチルアミンなどの還元試薬によって行うことができる。チオール半分子の再結合を防ぐ本発明によるチオール活性化剤は、5、5′−ジチオビス(2−ニトロ安息香酸)(DTNB)、二硫化2、2′−ジピリジン、二硫化4、4−ジピリジンまたはテトラチオナート/亜硫酸ナトリウム(Rasoら、1982、Cancer Res.42、457およびその引用文献もまた参照されたい)である。好ましくはDTNBが本発明による工程に用いられる。
【0025】
チオール活性化剤を用いる処理は、二つのFab′フラグメントの一つとのみ行われる。原則的には、二つのFab′のうちのどちらを活性化Fab′フラグメント(例えばFab′TNB)に変換しても違いはない。しかし、一般に、より不安定なFab′フラグメントがチオール活性化剤で修飾される。本発明の場合、抗腫瘍特異性を有するフラグメントの方がわずかにより不安定であり、したがって、好ましくはこの工程に用いられる。二価F(ab′)2抗体を作出するための第二Fab′分子の遊離ヒンジ−SH基と活性化Fab′誘導体との抱合は、0〜30℃の温度で自然に起きる。精製F(ab′)2抗体の収率は20〜40%(全抗体から出発して)である。
【0026】
上記したように、本発明はまた、二特異性ミニ抗体を含む。ミニ抗体は二つの一本鎖Fvフラグメント(scFvフラグメントが通常遺伝的にVH−リンカー−VLまたはVL−リンカー−VHとして結合されている)からなる抗体フラグメントであって、これらは自己凝集によってまたはC末端でヒンジ領域と互いに融合することによって結合されており、(適宜)可変性を提供するか、そして/または両親媒性ヘリックスを提供して二量体形成をする。ヘリックスは、四ヘリックス団デザインまたはロイシンジッパーから得られる(例えば、PackおよびPlueckthun、1992、Biochem.31、1579)。上記に定義されたミニ抗体の調製は、例えばWO93−00082に開示されている。
【0027】
本発明による二特異性抗体フラグメントを、次のような性質に関してインビトロ/エックスビボで試験した。すなわち、特異的腫瘍細胞およびT細胞への結合能、免疫修飾(T細胞増殖)および細胞毒性(腫瘍細胞溶解)である。試験は標準的文献に記載の方法による。詳細および結果は実施例に示す。
【0028】
本発明による二特異性抗体フラグメントは、ヒト患者に治療のために投与することができる。したがって、本発明の目的はまた、活性成分として上記および請求の範囲に定義した二特異性抗体フラグメントの少なくとも一つを、一つまたはそれ以上の薬物学的に容認し得る担体、賦形剤または希釈剤と組み合わせて含んでなる薬剤調製物を提供することである。
【0029】
多くの場合、本発明の抗体フラグメントは静脈注射によって非経口的に投与される。一般に、二特異性抗体フラグメントは所望の腫瘍抑制および腫瘍溶解効果を生じるのに十分な範囲の用量で投与される。投与量は、年齢、健康状態、性別および患者の病気の程度によって異なるが、0.1mg/kgから200mg/kgの範囲まで変化することができる。1日に1回またはそれ以上の投与で0.1mg/kgから100mg/kg/投与で1日または数日の投与が好ましい。
【0030】
非経口投与の調製物には、滅菌水溶液または非水溶液、懸濁液およびエマルジョンが含まれる。非水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、オリーブ油などの植物油およびオレイン酸エチルなどの注射可能な有機エステルおよびこれらの目的に適した当業者に公知の他の溶媒があげられる。本発明の二特異性抗体は、生理学的に容認し得る担体からなる組成物中に用いることができる。そのような適当な担体の例としては、生理的食塩水、PBS、リンゲル液または乳酸塩化リンゲル液などがある。また、保存剤および抗生物質、抗酸化剤およびキレート剤などの他の添加剤を薬剤調製物に含ませてもよい。二特異性抗体フラグメントはまた、それらの細胞毒性を維持するためにIL−2などのサイトカインを公知の方法によって抱合させることができる。
【0031】
本発明の薬剤調製物は、黒色腫、神経膠腫、癌腫それに循環系の腫瘍および固体腫瘍などのあらゆる種類の腫瘍の治療に適している。好ましい調製物は、一つの結合肢がモノクローナル抗体MAb425、MAb361およびMAb15の結合部位を有する二特異性抗体フラグメントからなる。
【0032】
本発明は、二つの異なる抗体または二特異性抗体フラグメントをそれぞれ投与することによるきわめて効果的な白血球の二段階活性化を開示する。
【0033】
したがって、本発明の目的はまた、二特異性抗体フラグメントBAb<X、AICD2.M2>Yからなる上記または請求の範囲に定義した第一薬剤調製物(I)および、MAb AICD2.M1またはMAb<AICD2.M1>YまたはBAb<X、AICD2.M1>Yからなる第二の別の薬剤調製物(II)[ここでXおよびYは既記の意味を有する]からなる薬剤組成物キット(A)を提供することである。この薬剤組成物キットにおいて、調製物(I)はMAb AICD2.M2上に、調製物(II)はMAbAICD2.M1上に見出だされる。
【0034】
あるいはまた、本発明は、調製物(I)がMAb AICD2.M1に基づき、調製物(II)がMAb AICD2.M2に見出だされる組成物キット(B)に関する。このように、本発明のさらなる目的は、二特異性抗体フラグメントBAb<X、AICD2.M1>Yからなる第一薬剤調製物(I)および、MAb AICD2.M2またはMAb<AICD2.M2>YまたはBAb<X、AICD2.M2>Yからなる第二の別の薬剤調製物(II)[ここでXおよびYは既記の意味を有する]からなる薬剤組成物キットを提供することである。
【0035】
組成物(A)と(B)との間の違いは、通常あまり重要ではない。MAb425の場合は、調製物(I)がMAb AICD2.M1に基づく組成物(B)の方がより有効であることが認められた。
【0036】
組成物(A)と(B)との間の腫瘍結合部位の違いもまた、あまり重要ではない。しかし、本発明による薬剤組成物キットの結合能、免疫修飾(白血球増殖)および細胞毒性に関する有効性は、抗体AICD2.M1およびAICD2.M2に由来する二特異性抗体フラグメントの結合部位の影響に依存する。本発明の好ましい実施態様では同様の性質を示す。
【0037】
調製物(II)(あるいはまた、全抗体、一特異性抗体フラグメントまたはBAb)に関しての治療効果の違いはまた、著しく大きくはない。しかし、適当な一特異性抗体フラグメントからなる調製物(II)が好ましい。
【0038】
薬剤組成物キットは次のようにして用いられる。医療処理は本発明による薬剤組成物キットの一つである調製物(I)を患者に注射することによって開始される。二特異性抗体はその特異性によって腫瘍の表面のみに結合するのではなく、その小サイズの故に固体腫瘍塊に浸入する。本発明による二特異性抗体フラグメントの投与によって、注射された免疫グロブリンが腫瘍の局部領域において富化されるが、有意な免疫応答を引き起こすまでには到らない。数時間から数日のそれぞれの期間(病気の程度、腫瘍の種類、健康状態、患者の性別および年齢などによって異なる)の後に、調製物(II)を投与する。免疫学的応答がだちに誘導される。調製物(I)および(II)は好ましくは等モル量が投与される。エックスビボ実験によって、通常は腫瘍に対して有意な細胞毒性(細胞溶解)を誘導することができない同原および同種の腫瘍浸潤リンパ球(TIL)を該処理によって高度に活性化することができる(図6a、b,7)。
【0039】
本発明の薬剤組成物キットを使用することによって、エックスビボ腫瘍細胞を骨髄調製物中で一掃することが可能である。細胞毒性効果を強めるために、外来性Tリンパ球を加えることも可能である。
【0040】
したがって、最後に、本発明の目的はまた、同原骨髄移植において上記および請求の範囲に定義した薬剤組成物キットを用いて、適宜追加のTリンパ球の存在下で、エックスビボで腫瘍細胞を洗浄する方法を提供することであって、これは最初に細胞を調製物(I)で処理して、その後で調製物(II)で処理して、適宜従来の精製工程を続けて行う。エックスビボの骨髄洗浄の手法は当業者に自体公知である。
【0041】
【図面の説明】
[図1]
BAbの合成を示した模式図である。
[図2]
抗体フラグメントおよびBAbのSDS−PAGEを示した説明図である。
【0042】
1:分子量マーカー
2:MAb<AICD2.M1>F(ab′)2(DTTによる還元前)
3:MAb<425>F(ab′)2(DTTによる還元前)
4:MAb<AICD2.M1>F(ab′)2(DTTによる還元およびDTNBによる誘導体化後)
5:MAb<425>F(ab′)2(DTTによる還元およびDTNBによる誘導体化後)
6:BAb(精製前)
7:BAb(精製後)
[図3]
BAb<425、AICD2.M1>F(ab′)2のヒドロキシアパタイト上のクロマトグラフィー溶出図である。
【0043】
左縦軸:吸光度OD(280nm)、右縦軸:燐酸塩緩衝液(pH=7.0)濃度、横軸:溶出時間(分)。二特異性抗体フラグメントはピークIIで示される。ピークIおよびIIIは少量不純物である。
[図4]
BAb/MAbのEGF−Rへの競合的結合を示す説明図である。
【0044】
縦軸:%吸光度(490nm)、横軸:抗体フラグメント濃度(mol/リットル、対数目盛り)。ビオチン標識MAb425を非標識MAb<425>F(ab′)2またはBAbとのEGF−Rへの結合に対する競合に用いた。
【0045】
● BAb<425、AICD2.M1>F(ab′)2
▽ BAb<425、AICD2.M2>F(ab′)2
□ MAb<425>F(ab′)2
[図5] ヒト末梢血白血球(PBL)の増殖を示す説明図である。
【0046】
縦軸:3H−チミジンの%取り込み量、横軸:抗体フラグメント濃度(μg/ml)。
【0047】
[図6]
aは、BAb誘導腫瘍溶解(エフェクター細胞としての同種TILを使用)を説明するグラフ図である。
【0048】
縦軸:%細胞毒性、
bは、BAb誘導腫瘍溶解(エフェクター細胞としての同原TILを使用)を説明するグラフ図である。
【0049】
縦軸:%細胞毒性、
棒グラフの上の線:平均偏差
[図7]
BAb媒介T細胞標的攻撃および腫瘍細胞溶解を示す写真図である。
【0050】
図7AおよびBは40/1のエフェクター/標的比における腫瘍浸潤リンパ球(TIL)と同原悪性細胞の培養物を示す。共培養はBAb<425、AICD2.M1>F(ab′)2+MAb<AICD2.M2>F(ab′)2を含まない(図7A、対照)および含む(各20μg/ml、図7B)状態で4時間インキュベートして行った。CD2BAbの存在下で、多数のTリンパ球が同原腫瘍細胞に付着して密集し、続いて黒色腫細胞を傷害する。図7Bの矢印はTILの破壊された黒色腫との抱合を示す。TILと黒色腫細胞との共培養は、10%FCSを含む培養培地中で24ウェルプレート中で行った。顕微鏡写真は逆転顕微鏡(改変位相差、オリジナルの倍率100)を用いて行った。
【0051】
【実施例】
以下の実施例によって本発明を詳細に説明する。
[実施例1]
MAb AICD2.M1およびAICD2.M2の調製:
Balb/Cマウスを遺伝子工学的に作出したCD2によって2週間のうちに4回免疫した。ヒトCD2のDNA配列およびそのクローニングは、Sayreら(1987、Proc.Natl.Acad.USA 84、2941)によって記述されている。CD2遺伝子発現は文献(Fraser 1992、Current Topics in Microbiol.Immunol.158、131およびその引用文献)によって公知の方法によってバキュロウイルス(Baculovirus)系において行った。
【0052】
免疫したマウスの脾臓細胞を分離して、黒色腫細胞系(Ag8.653、ATCCC RL1580)と融合させた。ヒトTリンパ球(CD2陽性)上で増殖しているハイブリドーマの上清を蛍光活性化細胞選別器(FACS)を用いて試験することによって、ハイブリドーマを特異的モノクローナル抗体産生についてスクリーニングした。陽性ハイブリドーマを「限定希釈クローニング」の方法によって回収した。選択されたハイブリドーマの上清を免疫沈降反応およびウエスタンブロット分析によって調べた。選択されたモノクローナル抗体の単離は、Eyら(1978、immunochemistry 15、429)による培養上清物の精製によって行った。
【0053】
抗体に対するCD2抗原の機能的分析は、増殖試験(3H−チミジンの取り込み)によって行った。CD2抗原と反応する一連のモノクローナル抗体から選択された二つの抗体はT細胞の増殖を強く誘導した。これらモノクローナル抗体はAICD2.M1およびAICD2.M2と命名して、Deutsche Sammlung fuer Mikroorganismenに寄託した。
【0054】
用いた方法はすべて標準法によって行った。その多くは、例えば「Antibodies、a Laboratory Manual」(HarlowおよびLane、1988、Cold Spring Harbor)およびその引用文献)に開示されている。
[実施例2]
BAb<425、AICD2.M1>F(ab′)2の合成
合成は、10mgの抗体AICD2.M1および10mgの抗体MAb425から出発した。用いられる抗体はクエン酸緩衝液(3mM EDTA、pH5.5)中で前活性化パパイン処理(10mg/ml)した。タンパク質分解の後、F(ab′)2をタンパク質Aセファロースカラムの溶出液から回収した。F(ab′)2の回収率は通常ほぼ100%である。0.5mM DTTを用いて30℃で40分間処理することによって両F(ab′)2フラグメントをそれぞれFab′フラグメントに変換した。還元工程後、ゲル濾過(スパーデックス(登録商標)200)を介して過剰のDTTを除去してFab′を回収した。工程の進行中に、MAb425フラグメントを0.5mMエルマン試薬(5、5−ジチオール−ビス−(2−ニトロ安息香酸)(DTNB))を用いて4℃で60分間処理することによってFab′−TNB誘導体が生じた。過剰のDTNBをゲル濾過によって除去した。6mgのそれぞれの抱合相手(Fab′−AICD2.M1およびFab′−TNB MAb425)を抱合相手混合物を4℃で18時間攪拌することによって最終抱合工程に用いた。二特異性抗体を反応混合物からゲル濾過クロマトグラフィー(スーパーデックス(登録商標)200)によって回収した。合成F(ab′)2調製物の収量は3〜4mg(約30%)であった。BAb合成のための一連の操作概要を図1に示した。
[実施例3]
BAb<361、AICD2.M1>F(ab′)2の合成
実施例2と同様にして、二特異性抗体をMAb AICD2.M1およびMAb361から出発して調製した。BAbの収率は約34%であった。
[実施例4]
BAb<15、AICD2.M1>F(ab′)2の合成
実施例2と同様にして、二特異性抗体をMAb AICD2.M1およびMAb15から出発して調製した。BAbの収率は約23%であった。
[実施例5]
BAb<425、AICD2.M2>F(ab′)2の合成
実施例2と同様にして、二特異性抗体をMAb AICD2.M2およびMAb425から出発して調製した。BAbの収率は約30%であった。
[実施例6]
BAb<425、AICD2.M1>(scFv)2の合成
AICD2.M1およびMAb425のVLおよびVHドメインからなる二つの一本鎖タンパク質を分子工学的手法(Winterら、1991、Nature349、293〜299)によって調製した。発現プラスミドはpHEN1(Hoogenboomら、Nucleic Acid Res.19、4133〜4137)に由来するものであって、これは抗−EGF−Rネズミハイブリドーマ(MAb425)または抗−CD2ネズミハイブリドーマ(AICD2.M1)のいずれかに由来するVLおよびVHドメインの構造遺伝子を含む。PelBリーダー配列を大腸菌中におけるペリプラズム分泌の媒介に用いた。scFvをアフィニティークロマトグラフィーによって精製して、二特異性scFvの構築に用いた。EGF−RとCD2−特異性scFvの化学的交差を試薬2−イミノチオランおよびヘテロ二官能基クロスリンカーSPDPを用いて行った。10mgのMAb<425>scFvから出発して、本発明者はSPDPを介してscFv分子当たり1分子の2−ピリジルジスルフィドの統計的取り込み量に近づいた。誘導体の精製をゲル濾過クロマトグラフィーを用いて行った。反応性−SH基のMAb<AICD2.M1>scFvへの導入は10mgのscFvの2−イミノチオランを用いる誘導体化によって達成された。誘導体の精製をゲル濾過クロマトグラフィーによって行った。等モル量の2−ピリジルジスルフィド活性化MAb<425>scFvおよび2−イミノチオラン修飾MAb<AICD2.M1>scFvを中性pHで一緒にカップリングさせた。カップリング反応をピリジン2−チオンの放出をモニターすることによって追跡した。最終二特異性産生物をゲル濾過クロマトグラフィーで回収して、約5%の収量を得た。
[実施例7]
二特異性抗体の特徴づけ
BAb合成の各工程を、通常の公知の手法に従ってSDS−PAGEによってモニターした。化学合成の中間体および最終二特異性産生物を図2に示す。SDS−PAGE分析に加えて、BAbの純度および均質性をヒドロキシアパタイトカラム上のクロマトグラフィーによって評価した。BAbの溶出を燐酸塩緩衝液(pH=7.0、0〜0.3モル/リットル)の勾配によって行った。図3は、BAb<425、AICD2.M1>F(ab′)2のクロマトグラフ溶出図を示す。BAbは主要ピークIIによって表され、小ピークIおよびIIIは少量の混入物である。
[実施例8]
BAb<425、AICD2.M1>F(ab′)2のEGF−Rへの結合特性二特異性抗体の結合特性を競合的ELISA分析によって比較した。すなわち、ビオチン標識したMAb425を非標識抗体またはBAbとのEGF−Rへの結合を競合させるために用いた。EGR−RをA431細胞(ATCCCRL1555)から公知の方法によって単離した。A431細胞はCD2陰性である。検出をPOD−抱合ストレプトアビジンおよび基質とインキュベートした後に行った。データから阻害曲線を作図した(図4)。右にシフトした両BAbの阻害曲線は、二価から一価の結合に変化したための親和性の欠失を示す。
[実施例9]
BAb<MAb425、MAb AICD2.M2>F(ab′)2のEGF−Rへの結合特性
実施例8と同様にして、二特異性抗体の結合特性を調べた(図4)。両BAbはそれらの抗原標識に対して同じ親和性を示した。
[実施例10]
二特異性および一特異性抗体フラグメントのCD2抗原への結合特性
ジャーカット細胞(ヒト急性T細胞白血病、CD2、CD3陽性、EGF−R陰性、ATCCTIB152、1×106細胞/サンプル)を二特異性/一特異性抗体フラグメントの対数希釈液とともに4℃で15分間インキュベートした。次いで、細胞を洗浄して、第二段階抗血清としてのヤギ−抗マウス−κ−FITCとともにインキュベートした。細胞を再び洗浄して、免疫蛍光をファクスター・プラス(FACStar plus、登録商標)を用いて分析した。単レーザー励起およびリストモードデータ取得をを用いるファクスター・プラスを生細胞の抗体染色を分析するために使用した。全細胞群の特異的蛍光強度および抗体反応性細胞の割合を決定した。第二段階抗血清で染色した細胞の蛍光分布は陰性対照としてのみ用いられる。
【0055】
ジャーカット細胞上の異なる二特異性/一特異性抗体フラグメントの結合強度の測定値として、半飽和濃度を以下に表示する。半飽和濃度値は、滴定曲線(蛍光強度(直線)対抗体濃度)から読みとられるが、おおまかな推定値が得られる。
[実施例11]
白血球の精製
末梢血単核白血球をIL−2(20U/ml)およびIL−4(1000U/ml)を添加した培地(RPMI1640)中で放射線照射(30Gy)した同原腫瘍細胞とともに共培養した。応答細胞を同原腫瘍細胞を用いて毎週再刺激した。
【0056】
健康な供血者または黒色腫患者から新鮮に調製したヒト末梢血白血球(huPBL)を96ウェル平底マイクロタイタープレート中で200μlの最終容量で1×105細胞/ウェルの濃度で培養した。細胞を一特異性または一特異性+二特異性抗体フラグメントと指示濃度でインキュベートした。72時間後、細胞を0.5μCi3H−チミジンと混合し、一晩インキュベートして、回収した。3H−チミジンの取り込みを液体シンチレーションβプレート計数によって測定して、結果を平均cpmで表した。MAb425に由来する抗体フラグメントの結果の詳細を図5に見ることができる。同様の結果がMAb361およびMAb15に由来する抗体フラグメントを用いても得られた。抗体フラグメントを組み合わせて投与する場合、それぞれの場合において増殖を有意に誘導する。
[実施例12]
BAb誘導腫瘍溶解
高度に浸入性で自然転移性でEGF−R陽性のヒト黒色腫細胞系の細胞系C8161(Welchら、1991、Int.J.Cancer 47、227およびその引用文献)を、同種および同原腫瘍浸潤Tリンパ球(TIL)によるEGF−R依存性標的攻撃の標的として用いた。他のEGF−R陽性ヒト黒色腫細胞系を用いることもできる。TIL大量培養は黒色腫標本から確立された。腫瘍細胞およびTILの培養条件は既述されている(例えば、Shimizuら、1991、Cancer Res.51、6153)。
【0057】
安定なCTLクローンの産生をMLTC応答細胞を用いて限定希釈条件下で行った。MTLC応答T細胞を1ウェル当たり1細胞の割合でIL−2およびIL−4添加培地中に支持細胞としての同原刺激細胞および同原EBV−変換B細胞とともに96ウェルプレート中に接種した。コロニーを同原腫瘍細胞および支持細胞で毎週再刺激した。
【0058】
新鮮腫瘍生検片からのTリンパ球を固定化抗CD3抗体で活性化して、IL−2およびIL−4を添加したRPMI中で増殖展開させた。
【0059】
インビトロ細胞毒性分析を51Cr−標識腫瘍細胞を用いて行った。標的細胞を51Cr(100mCi/107細胞)を用いて約1時間標識して、3回洗浄した。定常数の標識細胞(2×103/ウェル)を、一特異性または二特異性抗体または両者の組み合わせおよびエフェクターTIL(エフェクター/標識比:7/1)とともにインキュベートした。CTLを100μlの培地中で96ウェルマイクロタイター中で連続希釈(各三組)した。標識細胞を加えた後、プレートを10%CO2中で37℃で4時間インキュベートした。分析を遠心分離によって終結させた。上清を集めて、放射性活性をガイガーカウンターによって測定した。特異性51Cr放出率(%)を次式によって算出した。
特異性51Cr放出(%)=100(実験放出−自然放出)/(最大放出−自然放出)
MAb425に由来する抗体フラグメントに関する結果の詳細は、図6a、6bおよび図7に見ることができる。同様の結果が、MAb361およびMAb15に由来する抗体フラグメントを用いて得られた。抗体フラグメントの組み合わせの投与によって、それぞれの場合で腫瘍溶解が有意に誘導された。
【図面の簡単な説明】
【図1】BAbの合成を示した模式図である。
【図2】抗体フラグメントおよびBAbのSDS−PAGEを示した説明図である。
【図3】BAb<425、AICD2.M1>F(ab′)2のヒドロキシアパタイト上のクロマトグラフィー溶出図である。
【図4】BAb/MAbのEGF−Rへの競合的結合を示す説明図である。
【図5】ヒト末梢血白血球(PBL)の増殖を示す説明図である。
【図6】aは、BAb誘導腫瘍溶解(エフェクター細胞としての同種TILを使用)を説明するグラフ図である。
bは、BAb誘導腫瘍溶解(エフェクター細胞としての同原TILを使用)を説明するグラフ図である。
【図7】BAb媒介T細胞標的攻撃および腫瘍細胞溶解を示す写真図である。
Claims (12)
- 腫瘍細胞の溶解に有用な二特異性分子であり、これは腫瘍細胞のエピトープと結合する第一結合部位およびCD2抗原のエピトープと結合する第二結合部位からなり、BAb<X、AICD2.M1>YまたはBAb<X、AICD2.M2>Yと表される。
但し、
BAbは、二特異性抗体を意味し、
Xは、腫瘍抗原を認識する抗体決定基であり、
AICD2.M1は、DSM ACC2118の寄託番号下で寄託された細胞系1H10によって産生可能であって、CD2抗原を認識するモノクローナル抗体であり、
AICD2.M2は、DSM ACC2119の寄託番号下で寄託された細胞系7D3によって産生可能であって、CD2抗原を認識するモノクローナル抗体であり、
そして
Yは、F(ab’)2分子、または二つの一本鎖Fvフラクメントからなるミニ抗体から選択される、全抗体の一部分である。 - Xがモノクローナル抗体MAb425(ATCC HB9629の寄託番号下で寄託されたハイブリドーマ細胞によって産生可能なモノクローナル抗体)またはMAb361(ATCC HB9325の寄託番号下で寄託されたハイブリドーマ細胞によって産生可能なモノクローナル抗体)に由来する抗体決定基である請求項1に記載の二特異性抗体フラグメント。
- YがF(ab’)2分子である請求項1または2に記載の二特異性抗体フラグメント。
- 次の群から選択される請求項1、2または3に記載の二特異性抗体フラグメント。
BAb<425、AICD2.M1>F(ab’)2
BAb<425、AICD2.M2>F(ab’)2
BAb<361、AICD2.M1>F(ab’)2
BAb<361、AICD2.M2>F(ab’)2 - 腫瘍細胞のエピトープとの第一結合部位および抗原CD2のエピトープとの第二結合部位からなる、腫瘍細胞の溶解に有用な二特異性抗体F(ab’)2フラグメントの調製法であって、
該方法は、
それぞれ二つの同一のL(軽鎖)−H(重鎖)半分子からなり、一つまたはそれ以上のジスルフィド結合によって連結されている、二つの異なるモノクローナル抗体を、二つのF(ab’)2分子に酵素的変換する工程、
それぞれのF(ab’)2分子を、還元条件下でFab’チオールへ分割する工程、
各抗体のこれらFab’分子の一つを、チオール活性化剤を用いて誘導体化する工程、および、
所望の二特異性抗体F(ab’)2フラグメントを得るために、腫瘍特異性を有する活性化Fab’分子を、白血球特異性を有する一つの非活性化Fab’分子と(または、逆にして)組み合わせる工程により、
その際、
DSM ACC2118の寄託番号下で寄託された細胞系1H10によって産生可能であって、CD2抗原を認識するモノクローナル抗体AICD2.M1、あるいは、DSM ACC2119の寄託番号下で寄託された細胞系7D3によって産生可能であって、CD2抗原を認識するモノクローナル抗体AICD2.M2を、前記白血球抗原を認識する抗体として使用する
ことを特徴とする方法。 - MAb425(ATCC HB9629の寄託番号下で寄託されたハイブリドーマ細胞によって産生可能なモノクローナル抗体)、またはMAb361(AT CC HB9325の寄託番号下で寄託されたハイブリドーマ細胞によって産生可能なモノクローナル抗体)を、腫瘍細胞抗原を認識する抗体として用いる
ことを特徴とする請求項5に記載の二特異性抗体フラグメントの調製法。 - 活性成分としての請求項1〜4のいずれか1項に記載の少なくとも一つの二特異性抗体フラグメント、および一つまたはそれ以上の薬物学的に容認し得る担体、賦形剤または希釈剤を組み合わせてなる薬剤調製物。
- 二特異性抗体フラグメントBAb<X、AICD2.M2>Yからなる請求項7に記載の第一薬剤調製物(I)および、MAb AICD2.M1またはMAb<AICD2.M1>YまたはBAb<X、AICD2.M1>Yからなる第二の別の薬剤調製物(II)[ここでXおよびYは既記の意味を有する]からなる薬剤組成物キット。
- 二特異性抗体フラグメントBAb<X、AICD2.M1>Yからなる請求項7に記載の第一薬剤調製物(I)および、MAb AICD2.M2またはMAb<AICD2.M2>YまたはBAb<X、AICD2.M2>Yからなる第二の別の薬剤調製物(II)[ここで、XおよびYは既述の意味を有する]からなる薬剤組成物キット。
- 調製物(I)が、二特異性抗体フラグメントBAb<425、AICD2.M1>F(ab’)2またはBAb<361、AICD2.M1>F(ab’)2からなり、
調製物(II)が、MAb<AICD2.M2>F(ab’)2からなる請求項9に記載の薬剤組成物キット。 - 同原骨髄移植において、請求項8または10に記載の薬剤組成物キットを用いて、適宜追加のTリンパ球の存在下で、エックスビボで腫瘍細胞を洗浄する方法であって、これは最初に細胞を調製物(I)で処理した後で調製物(II)で処理して、適宜従来の精製工程を続けることによって行われる。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の二特異性抗体フラグメントを、ヒト腫瘍の治療のための薬物の調製のため、活性成分として使用する方法。
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