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JP6351973B2 - 抗原結合タンパク質 - Google Patents

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Description

本発明は、オンコスタチンM（OSM）、特にヒトOSM（hOSM）と特異的に結合する免疫グロブリンに関する。
本発明はまた、前記免疫グロブリンを用いて疾患または障害を治療する方法、前記免疫グロブリンを含む医薬組成物、および製造方法に関する。本発明の他の実施形態は以下の記載から明らかであろう。
オンコスタチンMはサイトカインのインターロイキン6（IL-6）ファミリーに属する28KDaの糖タンパク質であり、このIL-6ファミリーはIL-6、白血病阻害因子（LIF）、毛様体神経栄養因子（CNTF）、カルジオトロフィン-1（CT-1）およびカルジオトロフィン-1様サイトカインを含むものであって（Kishimoto T et al (1995) Blood 86: 1243-1254を参照）、gp130膜貫通シグナル伝達受容体を共有する（Taga T and Kishimoto T (1997) Annu. Rev. Immunol. 15: 797-819を参照）。OSMは元来、黒色腫細胞株A375の増殖を阻害する能力により発見された（Malik N (1989) et al Mol Cell Biol 9: 2847-2853を参照）。その後、さらなる効果が発見され、IL-6ファミリーの他のメンバーと同様に多機能型メディエーターであることが見出された。OSMは様々な細胞型において産生され、かかる細胞型には、マクロファージ、活性化T細胞（Zarling JM (1986) PNAS (USA) 83: 9739-9743を参照）、多形核好中球（Grenier A et al (1999) Blood 93:1413-1421を参照）、好酸球（Tamura S et al (2002) Dev. Dyn. 225: 327-31を参照）、樹状細胞（Suda T et al (2002) Cytokine 17:335-340を参照）が含まれる。OSMはまた、膵臓、腎臓、精巣、脾臓、胃および脳（Znoyko I et al (2005) Anat Rec A Discov Mol Cell Evol Biol 283: 182-186を参照）、および骨髄（Psenak O et al (2003) Acta Haematol 109: 68-75を参照）に発現される。その主な生物学的効果には、内皮の活性化（Brown TJ et al (1993) Blood 82: 33-7を参照）、急性期応答の活性化（Benigni F et al (1996) Blood 87: 1851 -1854を参照）、細胞増殖または分化の誘導、炎症性メディエーター放出および造血のモジュレーション（Tanaka M et al (2003) 102: 3154-3162を参照）、骨の再造形（Hooge ASK （2002） Am J Pathol 160： 1733-1743を参照）および、血管新生の促進（Vasse M et al (1999) Arterioscler Thromb Vase Biol 19:1835-1842を参照）および創傷治癒が含まれる。
OSMに対する受容体（OSM受容体β、「OSMRβ」）は広範囲の細胞上て発現され、前記細胞には、上皮細胞、軟骨細胞、繊維芽細胞（Langdon C et al (2003) J Immunol 170: 548-555を参照）、ニューロン平滑筋、リンパ節、骨、心臓、小腸、肺および腎臓（Tamura S et al (2002) Mech Dev 1 15: 127-131を参照）および内皮細胞が含まれる。いくつかの確証は、内皮細胞がOSMの主要標的であることを示唆する。これらの細胞は10〜20倍大きい数の高アフィニティおよび低アフィニティ受容体の両方を発現し、OSMによる刺激後に表現型の深くかつ長期の改変を示す（Modur V et al (1997) J Clin Invest 100： 158-168を参照）。加えて、OSMは内皮起源と思われるカポジ肉腫細胞の主要自己分泌増殖因子である（Murakami- Mori K et al (1995) J Clin Invest 96:1319-1327を参照）。
他のIL-6ファミリーサイトカインと共通して、OSMは膜貫通シグナル伝達糖タンパク質gp130と結合する。gp130サイトカインの重要な特性は、gp130と1以上の共受容体（リガンドに依存する）を含むオリゴマー受容体複合体の形成である（Heinrich PC et al (2003) Biochem J. 374: 1-20に総括されている）。その結果、これらのサイトカインは、形成される受容体複合体の組成に応じて、共有のおよびユニークな両方のin vitroおよびin vivo生物活性に介在することができる。ヒトOSM（hOSM）は、gp130と2つの共受容体、LIFRまたはオンコスタチン受容体（OSMR）のいずれか1つと複合体を形成しうる点が他のIL-6サイトカインと異なる。図27はhOSMとgp130、LIFRおよびOSMRとの間の相互作用の図解である。
hOSMの結晶構造は解明されており、4つのαヘリックスの束と2つの潜在的グリコシル化部位を含むことが示されている。2つの離れたリガンド結合部位がhOSM分子上の部位特異的突然変異誘発により特定されている（Deller MC et al (2000) Structural Fold Des. 8:863-874を参照）。部位II（あるいは「部位2」）と呼ばれる第一の部位がgp130と相互作用し、そして部位III（あるいは「部位3」）と呼ばれる第二の部位がLIFRまたはOSMRと分子の反対側の末端で相互作用する。突然変異誘発実験は、LIFRとOSMRの結合部位はほとんど同一であるが、単一アミノ酸変異により2つの間が識別されうることを示す。
OSM-gp130相互作用のモジュレーションが、RAおよび他の疾患および障害、特に慢性炎症性疾患および障害、例えば、骨関節炎、特発性肺線維症、疼痛、炎症性肺疾患、心血管疾患および乾癬の治療に利益をもたらしうるという仮説を支持する確証が増加しつつある。
OSMはヒトRA患者の滑液中に見出される（Hui W et al (1997) 56: 184-7を参照）。これらのレベルは、SF中の好中球数、SF中のTNFα（時には「TNF」）および軟骨破壊のマーカーと相関がある（Manicourt DH et al (2000) Arthritis Rheum 43: 281-288）。さらにRA患者からの滑膜組織はOSMを自発的にex vivoで分泌する（Okamoto H et al (1997) Arthritis and Rheumatism 40: 1096-1105）。OSMが滑膜のマクロファージ中に存在することも実証されており（Cawston TE et al (1998) Arthritis Rheum 41 : 1760-1771）、また、初期に考察されたように、OSM受容体とgp130は内皮細胞、滑膜繊維芽細胞、軟骨細胞および骨芽細胞上に発現される。正常なマウスの関節におけるマウスOSM（mOSM）のアデノウイルス発現は重篤な炎症性およびびらん性関節炎をもたらす（Langdon C et al (2000) Am J Pathol 157: 1187-1196）。同様に、攻撃性疾患がアデノウイルスのmOSM送達後のTNF、IL-1、IL-6およびiNOSを欠くノックアウトマウスにおいて見られ（Hooge ASK et al (2003) Arthritis and Rheumatism 48:1750-1761を参照）、これはOSMが関節炎病理の全ての実施形態に介在しうることを実証する。アデノウイルスで発現したmOSMベクターを用いるマウスOSM発現は、若年特発性関節炎に典型的な成長プレートに対する損傷を引き起こす（Hooge ASK et al (2003) Arthritis and Rheumatism 48:1750-1761を参照）。コラーゲン誘発性関節炎の一実験モデルにおいて、治療としてマウスに投与された抗OSM抗体は全ての疾患のさらなる進行を阻止した。
同様な結果は、プリスタン誘発性関節炎を患うマウス、ヒトの疾患を連想させる再発／緩解モデルに、抗OSMを予防として投与したときに検出された（Plater-Zyberk C et al (2001) Arthritis and Rheumatism 44を参照）。
骨関節炎は関節に発症する症状である。3つの骨関節炎の特徴が存在する。骨関節炎は軟骨（骨をライニングしかつ関節が容易にかつ摩擦なしに動くことを可能にする強い平滑な表面）に損傷を生じる。骨関節炎は関節の端を囲んで発達する骨成長をもたらす、そしてそれが関節周りの組織の穏やかな炎症（滑膜炎）を引き起こす。OSMは軟骨崩壊、炎症および骨代謝回転に重要な役割を演じ、それ故にこのサイトカインの遮断は疾患病理発生の重要な態様にある役割を演じうることが実証されている。OSMはIL-1またはTNFのいずれかと相乗的に作用して、プロテオグリカン（PG）およびコラーゲンの喪失に関わるヒト経鼻軟骨におけるコラーゲン分解を誘導し、後者はMMP-1およびMMP-13の誘導と相関がある。IL-1とOSMはヒト関節軟骨からのPG喪失も誘導しうるが、コラーゲン喪失の増加は有意でなかった。（Morgan et al 2006）。アデノウイルスベクターを用いて関節サイトカイン濃度を増加するいくつもの研究はOSM過剰発現が炎症、パンヌス形成、軟骨破壊および骨浸食を誘導しうることを示している。（Langdon et al 2000）。総合すると文献は、OSMが、特に他のサイトカインと併用した場合、プロテオグリカンおよびコラーゲン崩壊に関わるプロテアーゼを誘導して軟骨分解および骨浸食をもたらすことを示唆する。
文献からの情報は、OSM分子が、乾癬に関連する炎症プロセスに関わりが有りうることを示唆する。Boifati et al（1998）による研究は、OSMの自発的放出が、非乾癬性病変皮膚および正常な皮膚と比較して、乾癬病変の器官培養において増加することを示している（Kunsfeild et al 2004）。ケラチノサイトはこの分子に対する受容体を発現し、これがリガンドに応答してケラチノサイト遊走を引き起こしかつ再構築した表皮の厚みを増加する。OSMの遺伝子モジュレーション効果を33種の異なるサイトカインと比較するマイクロアレイ分析は、OSMが強力なケラチノサイトアクチベーターであり、疥癬性皮膚の特徴であるS100A7およびβ-デフェンシンなどの分子の誘導に、プロ炎症性サイトカインと共に相乗作用しうることを示した。（Gazel et al 2006）。
炎症性肺疾患、例えば、喘息および肺線維症におけるOSMの役割も文献が示唆している。これらの疾患は細胞外マトリックス（ECM）沈着の増加、随伴する上皮下の繊維芽細胞の増殖と活性化が特徴である。OSMは急性肺傷害中の、特に肺炎の症例の患者の気管支肺胞洗液中に検出されている（Grenier et al 2001）。
OSMは、MS（多発性硬化症）患者の脳中に検出されており、その場合、OSMはミクログリア、星状膠細胞および浸潤性白血球に局在する（Ruprecht et al 2001）。さらに、MS患者から単離したPBMCは健常な対照者より多くのサイトカイン（OSMを含む）を自発性で放出し、そしてMS患者は血清［OSM］増加の傾向を示す（Ensoli et al 2002）。
OSMは脳中の炎症を促進するだけでなく、神経変性、アルツハイマー病の特徴、MSおよびHIV患者のサブセットに直接寄与しうる。HIV患者からの単球上清は深刻な神経芽細胞成長阻害およびニューロン細胞死を引き起こす。これらの効果には培養上清中のオンコスタチンMが介在した（Ensoli et al 1999）。多数のHIV患者はニューロン細胞喪失に起因する脳萎縮を患い、OSMはこの病理の1つのメディエーターでありうる。
Tamuraらの研究は、OSMが神経障害性疼痛の発生および維持に関わりうることを示唆する（2003）。これらの研究は、OSMp受容体を発現する侵害性感覚ニューロンのサブセットを明らかにした。全てのOSMβR+veニューロンはまた、VR1およびP2X3受容体を発現し、これらは神経障害および炎症性疼痛の両方の発生に重要であることが示されている（Jarvis et al 2002、Walker et al 2003）。また、OSM-/-マウスは化学、熱、内臓および機械疼痛に対する侵害性応答の低下を示した（Morikawa et al 2004）ことも示されている。興味深いことに、これらの動物はVR1+、P2X3+小型ニューロンを欠失しているが、その他の点では動物は正常に見える。
癌細胞の生物学をモジュレートする役割を担うOSMは文献にも示唆されている。OSMは腫瘍細胞株を用いる研究において成長刺激と成長抑制の両方の特性を有することが報じられている（Grant and Begly 1999）。OSMはカポジ肉腫由来の細胞に対する（Miles et al 1992）および骨髄腫細胞株に対する（Zhang et al 1994）強力な分裂促進因子である。OSMは、乳房（Douglas et al 1998）、および肺（McKormick et al 2000）を含むいくつもの腫瘍細胞株において増殖速度を低下しかつ分化を増加する。しかし、OSMは少なくともいくつかの乳癌細胞株の増殖を抑制しうる一方、細胞剥離を増加して転移可能性を促進する（Holzer et al 2004、Jorcyk et al 2006）。OSMはまた、いくつかの腫瘍細胞株においてヒアルロン酸受容体CD44の発現および活性化状態を上方調節し（Cichy et al 2000）、これは腫瘍増殖および転移に関連する（Yu et al 1997）。さらに、OSMの血管形成特性およびいくつかの腫瘍細胞中の他の血管形成因子を誘導する能力（Repovic et al 2003）はこれがOSMを発現する腫瘍における腫瘍血管新生に寄与しうることを示唆する。科学文献は腫瘍生物学におけるOSMの関わりを示唆するが、複雑であることを示す。OSM中和はいくつかの腫瘍の治療にとって有利でありうる可能性はある。他方、TNFおよびIL-6中和のように、OSM中和は他の点でいくつかの潜在的リスクを伴う。
文献からの確証は、心血管疾患におけるOSMの役割の可能性を示唆する。OSMはアテローム硬化型病変の組織マクロファージ中に見出され（Modur et al 1997）、血管形成因子（Vasse et al 1999）として、血管壁脆弱性の一因と考えられるアテローム硬化型プラークの特徴である新血管新生化を促進しうる。しかし、OSMはまた、内皮細胞中の他の血管形成因子、VEGF（Wijelah et al 1997）およびbFGF（Bernard et al 1999）の発現も誘導する。興味深いことに、ヒト内皮細胞は他の細胞より10〜20倍大きいOSM受容体密度を有する（Brown et al 1991）。
それ故に、本発明の目的は、RAおよび他の疾患および障害、特に慢性炎症性疾患および障害、例えば、骨関節炎、特発性肺線維症、癌、喘息、疼痛、心血管および乾癬の治療方法を提供することである。特に、本発明の目的は、特異的にOSM（例えば、hOSM、特にその部位II）と結合しかつOSMとgp130の間の相互作用をモジュレートする（すなわち、阻害またはブロックする）免疫グロブリン、とりわけ抗体を、前記相互作用のモジュレーションに関わる疾患および障害の治療において提供することである。
W099/48523において、本発明者らは炎症性疾患および障害の治療におけるOSMアンタゴニストの使用を開示している。この開示は関節炎のマウスモデル中の抗マウスOSM抗体を用いた。
本明細書内で開示した全ての患者および文献参照は明白にかつその全てが本明細書に参照により組み込まれる。
W099/48523
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本発明は、OSMと特異的に結合しかつOSMのgp130受容体との結合を阻害するが部位II残基と直接に相互作用しない、OSMと結合することができる抗原結合タンパク質、例えば抗体を提供する。
本発明のOSM抗体は、マウスmAb 10G8に関するか、またはそれから誘導される。10G8マウス重鎖可変域アミノ酸配列を配列番号26に提供しかつ10G8マウス軽鎖可変域アミノ酸配列を配列番号28に提供する。
本発明の重鎖可変域（VH）は次のCDRまたはこれらのCDRの変異体を含むものである（Kabat定義：Kabat et al; Sequences of proteins of Immunological Interest NIH, 1987による）：
配列番号1または配列番号77のCDRH1
配列番号2のCDRH2
配列番号3のCDRH3。
本発明の軽鎖可変域（VL）は次のCDRまたはこれらのCDRの変異体を含むものである（Kabat定義：Kabat et al; Sequences of proteins of Immunological Interest NIH, 1987による）：
配列番号4のCDRL1
配列番号5または配列番号78のCDRL2
配列番号6のCDRL3。
本発明はまた、本明細書に記載の抗原結合タンパク質の重鎖をコードするポリヌクレオチド配列および本明細書に記載の抗原結合タンパク質の軽鎖をコードするポリヌクレオチド配列を提供する。かかるポリヌクレオチドは、同等のポリペプチド配列に対応するコード配列を表すが、かかるポリヌクレオチド配列は開始コドン、適当なシグナル配列および停止コドンを一緒に発現ベクター中にクローニングしうると解釈されるであろう。
本発明はまた、本明細書に記載の抗原結合タンパク質の重鎖および／または軽鎖をコードする１以上のポリヌクレオチドを含む、組換え形質転換または形質移入された宿主細胞を提供する。
本発明はさらに、本明細書に記載の抗原結合タンパク質を生産する方法であって、第1ベクターが本明細書に記載の抗原結合タンパク質の重鎖をコードするポリヌクレオチドを含みかつ前記第2ベクターが本明細書に記載の抗原結合タンパク質の軽鎖をコードするポリヌクレオチドを含む第1および第2ベクターを含むものである宿主細胞を好適な培地、例えば無血清培地において培養するステップを含む前記方法を提供する。
本発明はさらに、本明細書に記載の抗原結合タンパク質および製薬上許容される担体を含むものである医薬組成物を提供する。
さらなる態様において、本発明はhOSMとgp130の間の相互作用のモジュレーションに関わる疾患または障害を治療または予防する方法であって、前記患者に治療上有効な量の本明細書に記載の抗原結合タンパク質を投与するステップを含むものである前記方法を提供する。
それ故に、本発明の目的はRAおよび他の疾患および障害、特に慢性炎症性疾患および障害、例えば、骨関節炎、特発性肺線維症、疼痛、炎症性肺疾患、心血管疾患および乾癬を治療するための治療手法を提供することである。特に、本発明の目的は、OSM（例えば、hOSM、特にその部位II）と特異的に結合し、そしてOSMとgp130の間の相互作用のモジュレーションに関わる疾患および障害の治療においてその相互作用をモジュレートする（すなわち阻害またはブロックする）免疫グロブリン、とりわけ抗体を提供することである。
本発明の他の態様においては、炎症性疾患または障害を患うヒト患者を治療する方法であって、前記患者に本明細書に記載の抗原結合タンパク質の治療上有効な量を投与するステップを含むものである前記方法を提供する。本発明の他の態様においては、抗体をヒト化する方法であって、標的抗原と結合する非ヒト抗体を得るステップ、抗体-抗原共結晶の結晶構造を得るステップ、結晶構造から約2〜5Å迄を抗原結合に直接関わる非ヒト抗体の残基と判定するステップ、結合に関わらない１以上の残基をヒト配列由来の残基に突然変異させるステップ、および前記抗体を回収するステップを含むものである前記方法を提供する。
ヒトgp130 ELISAである。ヒトOSMのヒトgp130との結合の、10G8、9G2、3E3および2B7による阻害を示す。非競合抗OSMマウス抗体（15E10）を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは4アッセイ反復の代表的なものである。 KB細胞アッセイである。ヒトOSMの10G8、9G2、3E3および2B7による阻害を示す。非競合抗OSMマウス抗体（15E10）を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは3アッセイ反復の代表的なものである。 KB細胞アッセイである。25％ヒトAB血清の存在のもとでのヒトOSMの10G8、9G2、3E3および2B7による阻害を示す。非競合抗OSMマウス抗体（15E10）を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは2アッセイ反復の代表的なものである。 内因性OSMヒトgp130アッセイである。ヒトgp130に対する内因性ヒトOSM結合の10G8、9G2、3E3および2B7による阻害を示す。非競合抗OSMマウス抗体（110）を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは2ドナーの代表的なものである。 KB細胞アッセイである。ヒトLIFの10G8、9G2、3E3および2B7による阻害の欠如を示す。非競合抗OSMマウス抗体（15E10）を比較のために加えた。市販の抗ヒトLIFmAb（R&D系、MAB250）をポジティブ対照として用いた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。 KB細胞アッセイである。キヌザルOSMの10G8、9G2、3E3および2B7による阻害を示す。非競合抗OSMマウス抗体（15E10）を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは2アッセイ反復の代表的なものである。 2B7、3E3、9G2および10G8ハイブリドーマのVH配列の比較である。小さいボックスの中の残基は大部分からの相違を表す。大きいボックスの中の配列全体はCDRを表す。 2B7、3E3、9G2および10G8ハイブリドーマのVL配列の比較である。小さいボックスの中の残基は大部分からの相違を表す。大きいボックスの中の配列全体はCDRを表す。 非競合抗OSMマウス親抗体（15E10）と比較した10G8、9G2、3E3および2B7の可変軽鎖の配列分析である。 非競合抗OSMマウス親抗体（15E10）と比較した10G8、9G2、3E3および2B7の可変重鎖の配列分析である。 直接ヒトOSM結合ELISAである。10G8キメラおよび9G2キメラのヒトOSM結合と、15E10キメラ（15E10c）のヒトOSM結合との比較を示す。 ヒトgp130 ELISAである。ヒトOSMのヒトgp130との結合の10G8、10G8キメラ、9G2、および9G2キメラによる阻害を示す。非競合抗OSMマウス抗体（15E10）を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは3アッセイ反復の代表的なものである。 KB細胞アッセイである。ヒトOSMの10G8、10G8キメラ、9G2、および9G2キメラによる阻害を示す。非競合抗OSMマウス抗体（15E10）を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは3アッセイ反復の代表的なものである。 KB細胞アッセイである。25％ヒトAB血清の存在のもとでのヒトOSMの10G8、10G8キメラ、9G2、および9G2キメラによる阻害を示す。非競合抗OSMマウス抗体（15E10）を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは3アッセイ反復の代表的なものである。 内因性OSMヒトgp130アッセイである。内因性ヒトOSMのヒトgp130との結合の10G8、10G8キメラ、9G2、および9G2キメラ抗体による阻害を示す。非競合抗OSMマウス抗体（15E10）を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは2ドナーの代表的なものである。 ヒトLIFKB細胞アッセイである。ヒトLIFの10G8、10G8キメラ、9G2、および9G2キメラによる無阻害を示す。非競合抗OSMマウス抗体（15E10）を比較のために加えた。抗ヒトLIF抗体（MAB250、R&D系）をポジティブ対照として用いた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは3アッセイ反復の代表的なものである。 KB細胞アッセイである。ヒトOSMのヒト化10G8 L1およびL4変異体による阻害を示す。15E10を比較のために加えた。示したデータは3アッセイ反復の代表的なものである。 ヒトgp130 ELISAである。ヒトOSMのヒトgp130との結合のヒト化10G8 H0L1、H1L1およびH2L1変異体による阻害を示す。15E10を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは2アッセイ反復の代表的なものである。 ヒトOSM-10G8 mAb結合複合体である。ヒトOSMの10G8 mAb軽鎖および重鎖との結合を示す。OSM受容体結合部位を示す（部位IIおよび部位III）。このアミノ酸受容体結合領域の重要なアミノ酸残基を、それぞれの部位に掲げた。 KB細胞アッセイである。ヒトOSMのヒト化10G8 H0L1 CDRH1およびCDRL2変異体抗体による阻害を示す。15E10を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは3アッセイ反復の代表的なものである。 ヒトgp130 ELISAである。ヒトOSMのヒトgp130との結合の、10G8マウス親、10G8 キメラ、ヒト化10G8 H0L1親（H0L1）およびH0(huCDRH1)L1による阻害を示す。15E10を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは3アッセイ反復の代表的なものである。 KB細胞アッセイである。ヒトOSMの10G8マウス親、10G8キメラ、ヒト化10G8 H0L1親（H0L1）およびH0(huCDRH1)L1による阻害を示す。15E10を比較のために加えた。示したデータは3アッセイ反復の代表的なものである。 KB細胞アッセイである。25％ヒトAB血清の存在のもとでのヒトOSMの、10G8マウス親、10G8キメラ、ヒト化10G8H0L1親（H0L1）およびH0（H1）L1による阻害を示す。15E10を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは2アッセイ反復の代表的なものである。 内因性OSMヒトgp130アッセイである。内因性ヒトOSMのヒトgp130との結合の、10G8マウス親、10G8キメラ、ヒト化10G8 H0L1親（H0L1）およびH0(huCDRH1)L1による阻害を示す。15E10を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは4ドナーの代表的なものである。 ヒトLIF KB細胞アッセイである。10G8マウス親、10G8キメラ、ヒト化10G8 H0L1親（H0L1）、H0(huCDRH1)L1によるヒトLIFの無阻害を示す。15E10を比較のために加えた。抗ヒトLIF抗体（MAB250、R&D系）をポジティブ対照として用いた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。示したデータは3アッセイ反復の代表的なものである。 ヒト一次肝細胞アッセイである。(A)3ng/mlおよび(B)10ng/mlヒトOSMで刺激したヒト肝細胞からの血清アミロイドA（SAA）放出の、H0(huCDRH1)L1による阻害を示す。ヒト化15E10を比較のために加えた。示したデータは3肝細胞ドナーの代表的なものである。 ヒト一次肝細胞アッセイである。(A)3ng/mlおよび(B)10ng/mlヒトOSMで刺激したヒト肝細胞からのC反応性タンパク質（CRP）放出の、H0(huCDRH1)L1による阻害を示す。ヒト化15E10を比較のために加えた。示したデータは3肝細胞ドナーの代表的なものである。 ヒトRA繊維芽細胞様細胞アッセイである。ヒトOSMの(A)0.3ng/mlおよび(B)3ng/mlで刺激したヒトRA繊維芽細胞様滑膜細胞（HFLS-RA）からのIL-6放出の、H0(huCDRH1)L1による阻害を示す。ヒト化15E10を比較のために加えた。示したデータは3HFLS-RAドナーの代表的なものである。 ヒトRA繊維芽細胞様細胞アッセイである。ヒトOSMの(A)0.3ng/mlおよび(B)3ng/mlで刺激したヒトRA繊維芽細胞様滑膜細胞（HFLS-RA）からのMCP-1放出の、H0(huCDRH1)L1による阻害を示す。ヒト化15E10を比較のために加えた。示したデータは3HFLS-RAドナーの代表的なものである。. ヒト臍静脈内皮細胞アッセイである。ヒトOSMの(A)30ng/mlおよび(B)100ng/mlで刺激したヒト臍静脈内皮細胞からのIL-6放出の、H0(huCDRH1)L1による阻害を示す。ヒト化15E10を比較のために加えた。示したデータは3アッセイ反復の代表的なものである。 ヒト肺繊維芽細胞アッセイである。ヒトOSMで刺激したヒト肺繊維芽細胞からのMCP-1放出の、H0(huCDRH1)L1による阻害を示す。ヒト化15E10を比較のために加えた。示したデータは(A)健常者および(B)IPFドナーの代表的なものである。 ヒト肺繊維芽細胞アッセイである。ヒトOSMで刺激したヒト肺繊維芽細胞からのIL-6放出の、H0(huCDRH1)L1による阻害を示す。ヒト化15E10（抗体Xと表示）を比較のために加えた。示したデータは(A)健常者および(B)IPFドナーの代表的なものである。 CDRH3変異体結合データである。アラニン走査を、CDRH3中に見出した残基について実施した。データはかかる残基の1つの変更によって結合アフィニティがどのような影響を受けるかを示す。 （図３３−１の続き） hOSMとgp130、LIFRおよびOSMRの間の相互作用の図解である。
抗体の命名法：疑義を避けるために説明すると、15E1Ohおよびヒト化15E10は同じ抗体であり、いくつかの図面では抗体Xと記した。また、10G8/A9と10G8も同じ抗体である。
発明の詳細な説明
本発明は、OSMと特異的に結合し、例えば、ヒトOSM（hOSM）と特異的に結合しかつOSMのgp130受容体との結合を阻害するが部位II残基と直接相互作用しない抗原結合タンパク質を提供する。
本明細書に記載の本発明のさらなる態様において、抗原結合タンパク質は残基Q20、G120、Q16、N124と直接結合しない。
本明細書に記載の本発明のさらなる態様においては、OSMに特異的に結合する抗原結合タンパク質であって、例えば、ヒトOSM（hOSM）と特異的に結合しかつOSMのgp130受容体との結合を阻害しかつhu OSMの残基82、83、84、90、94、112、115、122、123、152の１以上の残基と相互作用する前記抗原結合タンパク質を提供する。
1つのかかる態様において、本発明は、OSMと特異的に結合し、例えばヒトOSM（hOSM）と特異的に結合しかつOSMのgp130受容体との結合を阻害するが部位II残基と相互作用しない抗原結合タンパク質であって、競合ELISAアッセイにおいて配列番号79の重鎖および配列番号80の軽鎖を有する抗体と競合しない前記抗原結合タンパク質を提供する。
1つのかかる態様において、本発明は、OSM、例えばヒトOSMとの結合について本明細書に記載の抗原結合タンパク質と競合する抗原結合タンパク質を提供する。
他の態様において、抗原結合タンパク質はヒトOSMと高いアフィニティで結合し、例えば、Biacoreにより測定した場合、前記抗原結合タンパク質はヒトOSMと500pM以下のアフィニティまたは400pM以下のアフィニティ、または300pM以下のアフィニティ、または250pM以下のアフィニティ、または200pM以下のアフィニティ、または140pM以下のアフィニティで結合する。さらなる実施形態において、抗原結合タンパク質はヒトOSMと、Biacoreにより測定した場合、約100pM〜約500pMまたは約100pM〜約300pM、または約100pM〜約250pM、または約100pM〜約200pMのアフィニティで結合する。本発明の一実施形態において、抗原結合タンパク質はOSMと250pM未満のアフィニティで結合する。さらなる本発明の実施形態において、抗原結合タンパク質はOSMと140pM未満のアフィニティで結合する。
かかる一実施形態において、これはBiacoreにより、例えば、実施例2.5.1に記載のように測定される。
他の態様において、抗原結合タンパク質はヒトOSMと高いアフィニティで結合し、例えば、Kinexaの方法により測定した場合、ヒトOSMと200pM未満または150pM未満、または10OpM未満、または50pM未満または例えば40pM未満のアフィニティで結合する。さらなる実施形態において、抗原結合タンパク質はKinexaの方法により測定した場合、ヒトOSMと約10pM〜約200pMまたは約10pM〜約150pM、または約10pM〜約100pM、または約10pM〜約70pMまたは約10pM〜約40pMで結合する。本発明の一実施形態において、抗原結合タンパク質はOSMと70ppm未満のアフィニティで結合する。本発明のさらなる実施形態において、抗原結合タンパク質はOSMと40ppm未満のアフィニティで結合する。
かかる一実施形態において、これはKinexaにより、例えば実施例2.5.1に記載のように測定される。
他の態様において、抗原結合タンパク質はヒトOSMと結合してOSMを細胞中和アッセイで中和し、その場合、抗原結合タンパク質は約10pM〜約200pM、または約10pM〜約150pM、または約10pM〜約100pM、または約20pM〜約100pM、または約20pM〜約100pMのIC50を有する。本発明のさらなる実施形態において、抗原結合タンパク質はOSMと結合してOSMを細胞中和アッセイで中和し、その場合、抗原結合タンパク質は約20pMのIC50と140pm未満のアフィニティを有する。
かかる一実施形態において、これは、例えば、実施例2の2.2.1節に記載の細胞中和アッセイにより測定される。
一態様において、本発明がさらに提供する抗原結合タンパク質は、配列番号3または配列番号3の変異体［配列中、CDRH3が1以上の次の位置で（Kabat番号付けを用いて）下記の代わりのアミノ酸により置換された：
位置95がAla、Glu、Gly、His、Leu、Met、Pro、Gln、Ser、Thr、またはValに置換された、
位置96がAla、Cys、Phe、Gly、His、Lys、Leu、Ser、Thr、TrpまたはTyrに置換された、
位置97がAla、Cys、Phe、MetまたはSerに置換された、
位置98がAla、Asp、Phe、Gly、Leu、Pro、GlnまたはTrpに置換された、
位置99がAla、Cys、Pro、Ser、ValまたはTyrに置換された、
位置100BがGluに置換された、
位置100CがAla、Glu、Phe、Gly、ValまたはTrpに置換された、
位置100DがAla、Cys、Asp、Glu、Gly、Leu、Ser、Thr、Val、TrpまたはTyrに置換された、
位置101がGlu、Gly、Ser、ThrまたはValに置換された、
位置102がAla、Phe、Gly、Leu、Pro、Gln、Arg、Ser、Tyr、His、Ile、AspまたはTrpに置換された変異体］
のCDRH3を含む抗原結合タンパク質を提供する。
本発明のさらなる態様において、抗原結合タンパク質は次を含むものである：
i）配列番号3または配列番号3の変異体［配列中、Val 102がTyr、His、Ile、Ser、AspまたはGlyに置換された変異体］に設定されたCDRH3；
ii）配列番号2または配列番号2の変異体［配列中、Thr50がGly、Tyr、Phe、Ile、GluまたはValに置換された、および／またはIle51がLeu、Val、Thr、SerまたはAsnに置換された、および／またはSer52がPhe、TrpまたはHisに置換された、および／またはGly53がAsp、SerまたはAsnに置換された、および／またはGly54がSerに置換された、および／またはPhe56がSer、Tyr、Thr、Asn、AspまたはArgに置換された、および／またはTyr58がGly、His、Phe、AspまたはAsnに置換された変異体］に設定されたCDRH2；
iii）配列番号4または配列番号4の変異体［配列中、Ser27AがAsn、Asp、ThrまたはGluに置換された、および／またはSer27CがAsp、Leu、Tyr、Val、Ile、Asn、Phe、His、GlyまたはThrに置換された、および／またはAsn31がSer、Thr、LysまたはGlyに置換された、および／またはPhe32がTyr、Asn、Ala、His、SerまたはArgに置換された、および／またはMet33がLeu、Val、IleまたはPheに置換された変異体］に設定されたCDRL1；
iv）配列番号6または配列番号6の変異体［配列中、Leu89がGln、Ser、GlyまたはPheに置換された、および／またはHis90がGlnまたはAsn、Ser91がAsn、Phe、Gly、Arg、Asp、His、Thr、TyrまたはValに置換された、および／またはArg92がAsn、Tyr、Trp、Thr、Ser、Gln、His、AlaまたはAspに置換された、および／またはGlu93がAsn、Gly、His、Thr、Ser、ArgまたはAlaに置換された、および／またはPhe96がPro、Leu、Tyr、Arg、Ile、またはTrpに置換された変異体］に設定されたCDRL3。
なおさらなる態様において、抗原結合タンパク質はさらに、
v）配列番号5または配列番号78に設定されたCDRL2を含む。
なおさらなる態様において、抗原結合タンパク質はさらに、
vi）配列番号1もしくは配列番号77または配列番号1もしくは配列番号77の変異体［配列中、Tyr32がIle、His、Phe、Thr、Asn、Cys、GluまたはAspに置換された、および／またはAla33がTyr、Trp、Gly、Thr、LeuまたはValに置換された、および／またはMet34がIle、ValまたはTrpに置換された、および／またはSer35がHis、Glu、Asn、Gln、TyrまたはThrに置換された変異体］に設定されたCDRH1を含む。
CDR L1、L2、L3、H1およびH2に対する変異体CDR配列は突然変異誘発または正準の技法を用いて確認されている。相補性決定領域（CDR）L1、L2、L3、H1およびH2は構造的に有限数の主鎖コンフォーメーションの1つを表す傾向がある。CDRの特別な正準構造クラスはCDRの長さとループパッキングの両方により規定され、CDRとフレームワーク域（構造決定残基またはSDR）の両方の中の重要な位置に存在する残基により決定される。MartinおよびThornton（1996； J Mol Biol 263：800-815）は「重要残基」正準テンプレートを規定する自動的方法を作製している。クラスター分析を用いて数セットのCDRに対する正準クラスを規定し、次いで、内蔵する疎水基、水素結合残基、および保存されたグリシンおよびプロリンを分析することにより正準テンプレートを特定した。抗体配列のCDRは、配列を重要残基テンプレートと比較しかつ同一性または類似性マトリックスを用いて各テンプレートをスコアリングすることにより正準クラスに割当てることができる。
一態様において、本発明はCDRH3（配列番号3）；CDRH2（配列番号2）；CDRL1（配列番号4）およびCDRL3（配列番号6）を含みかつさらにCDRH1（配列番号1または配列番号77）およびCDRL2（配列番号5または配列番号78）を含みうる抗原結合タンパク質を提供する。
他の態様において、抗原結合タンパク質はCDRH3（配列番号3）；CDRH2（配列番号2）；CDRL1（配列番号4）；CDRL2（配列番号5）およびCDRL3（配列番号6）を含む。
さらに他の態様において、抗原結合タンパク質はCDRH3（配列番号3）：CDRH2（配列番号2)：CDRH1（配列番号1）：CDRL1（配列番号4）：CDRL2（配列番号5）およびCDRL3（配列番号6）を含む。
さらに他の態様において、抗原結合タンパク質はCDRH3（配列番号3）：CDRH2（配列番号2)：CDRH1（配列番号1）：CDRL1（配列番号4）：CDRL2（配列番号78）およびCDRL3（配列番号6）を含む。
さらに他の態様において、抗原結合タンパク質はCDRH3（配列番号3）：CDRH2（配列番号2）：CDRH1（配列番号77）：CDRL1（配列番号4）：CDRL2（配列番号5）およびCDRL3（配列番号6）を含む。
さらに他の態様において、抗原結合タンパク質はCDRH3（配列番号3）：CDRH2（配列番号2)：CDRH1（配列番号77）：CDRL1（配列番号4）：CDRL2（配列番号78）およびCDRL3（配列番号6）を含む。
本発明の一態様において、抗原結合タンパク質はCDRH1経由で直接OSMと相互作用しない。
一態様において、抗原結合タンパク質はCDRH1またはCDRL2経由で直接OSMと相互作用しない。
本発明の抗原結合タンパク質は、自然抗体またはその機能性フラグメントもしくは等価物の構造中にフォーマットしうる本発明の重鎖可変域および軽鎖可変域を含んでもよい。本発明の抗原結合タンパク質は、それ故に、適当な軽鎖と対にした場合、全長抗体、(Fab')2フラグメント、Fabフラグメント、またはそれらの等価物（例えば、scFV、ビ-、トリ-、またはテトラボディ、Tandabs（四価二機能性抗体）など）中にフォーマットされた本発明のVH域を含んでもよい。抗体はIgG1、IgG2、IgG3、またはIgG4；またはIgM；IgA、IgEまたはIgDまたはそれらの改変変異体であってもよい。従って、抗体重鎖の定常ドメインを選択してもよい。軽鎖定常ドメインはκまたはλ定常ドメインであってもよい。さらに、抗原結合タンパク質は全てのクラスの改変、例えば、IgG二量体、もはやFc受容体と結合しないまたはC1q結合に介在しないFc突然変異体を含んでもよい。抗原結合タンパク質はまた、抗原結合領域および非免疫グロブリン領域を含むWO86/01533に記載のタイプのキメラ抗体であってもよい。
定常域は所要の機能性に従って選択される。IgG1は補体との結合を介して溶解能力を示し、および／またはADCC（抗体依存性細胞障害性）に介在しうる。もし非細胞障害性ブロック抗体が必要であれば、IgG4を使うことができる。しかし、IgG4抗体は産生に不安定性があり、それ故に代わりは一般により安定なIgG1を改変することであろう。改変の示唆はEP0307434に記載されており、例えば、位置235および237における突然変異である。本発明はそれ故に、抗原結合タンパク質、例えば、本発明による抗体の溶解型または非溶解型を提供する。
特定の形態において、本発明の抗体は、本明細書に記載の重鎖可変域のいずれかを有する全長（例えば、H2L2テトラマー）溶解性または非溶解性IgG抗体である。
本発明の抗原結合タンパク質は配列番号26および配列番号28に記載の可変域を有するマウス抗体またはそれらの非マウス等価体、例えば、ラット、ヒト、キメラまたはそれらのヒト化変異体から誘導され、例えば、配列番号54および配列番号62に記載の重鎖および軽鎖を有するヒト化抗体から誘導される。
本発明の一態様においては、配列番号54、配列番号56、配列番号58または配列番号74のいずれかから選択される単離した重鎖可変ドメインを含む抗原結合タンパク質を提供する。
本発明の他の態様においては、配列番号62、配列番号64、配列番号66または配列番号68のいずれかから選択される単離した軽鎖可変ドメインを含む抗原結合タンパク質を提供する。
本発明のさらなる態様においては、配列番号54、配列番号56、配列番号58または配列番号74のいずれかから選択される単離した重鎖可変ドメインおよび配列番号62、配列番号64、配列番号66または配列番号68のいずれかから選択される単離した軽鎖可変ドメインを含む抗原結合タンパク質を提供する。
本発明のさらなる態様においては、配列番号54の単離した重鎖可変ドメインおよび配列番号62の単離した軽鎖可変ドメインを含む抗原結合タンパク質を提供する。さらなる実施形態において、抗原結合タンパク質は配列番号74の重鎖可変域および配列番号62の軽鎖可変域を含む。
一態様において、抗原結合タンパク質は配列番号53がコードする重鎖可変域および配列番号61がコードする軽鎖可変域を含む。一態様において、抗原結合タンパク質は配列番号73がコードする重鎖可変域および配列番号61がコードする軽鎖可変域を含む。
一態様においては、単離した可変重鎖をコードするポリヌクレオチドであって、配列番号53、または配列番号55、または配列番号57、または配列番号73を含む前記ポリヌクレオチドを提供する。
一態様においては、単離した可変軽鎖をコードするポリヌクレオチドであって、配列番号61、または配列番号63、または配列番号65、または配列番号67を含む前記ポリヌクレオチドを提供する。
さらなる態様においては、配列番号53、または配列番号73を含む単離した可変重鎖をコードするポリヌクレオチドおよび配列番号61、または配列番号63、または配列番号65、または配列番号67を含む単離した可変軽鎖をコードするポリヌクレオチドを含む前記ポリヌクレオチドを提供する。なおさらなる態様においては、配列番号53、または配列番号73を含む単離した可変重鎖をコードするポリヌクレオチドおよび配列番号61を含む単離した可変軽鎖をコードするポリヌクレオチドを含む前記ポリヌクレオチドを提供する。
さらなる態様において、抗原結合タンパク質は本明細書に記載の可変重鎖のいずれか1つを本明細書に記載の軽鎖のいずれか1つと組み合わせて含んでもよい。
一態様において、抗原結合タンパク質は、本明細書に記載の本発明による１以上のCDR、または本明細書に記載の本発明による重鎖または軽鎖可変ドメインの１以上または両方を含む抗体またはその抗原結合フラグメントである。一実施形態において、抗原結合タンパク質は霊長類OSMと結合する。かかる一実施形態において、抗原結合タンパク質はさらに非ヒト霊長類OSM、例えばマカク属カニクイザルOSMと結合する。他の実施形態において、抗原結合タンパク質はキヌザルOSMと結合する。
一態様においては、キヌザルおよびヒト両方のOSMと、BiacoreまたはKinexaにより測定した場合に1nMより強いアフィニティで結合する抗原結合タンパク質を提供する。
これらの抗体のキヌザルOSMを中和する能力は、キヌザル疾患モデル、例えばMSのEAEモデルにおいてさらなる効能についてOSMの作用を試験するユニークな手法を提供する。
他の態様において、抗原結合タンパク質はdAb、Fab、Fab'、F(ab')2、Fv、ダイアボディ、トリアボディ（triabody）、テトラボディ（tetrabody）、ミニ抗体、およびミニボディ（minibody）から成る群より選択される。
本発明の一態様において、抗原結合タンパク質はヒト化またはキメラ抗体であり、さらなる態様において、抗体はヒト化されている。
一態様において、抗体はモノクローナル抗体である。
一態様において、本発明がさらに提供する抗原結合タンパク質は
i）配列番号3または配列番号3の変異体［配列中、CDRH3が1以上の次の位置（Kabat番号付けを用いて）で下記の代わりのアミノ酸により置換された：
位置95がAla、Glu、Gly、His、Leu、Met、Pro、Gln、Ser、Thr、またはValに置換された、
位置96がAla、Cys、Phe、Gly、His、Lys、Leu、Ser、Thr、TrpまたはTyrに置換された、
位置97がAla、Cys、Phe、MetまたはSerに置換された、
位置98がAla、Asp、Phe、Gly、Leu、Pro、GlnまたはTrp位置に置換された、
位置99がAla、Cys、Pro、Ser、ValまたはTyrに置換された、
位置100BがGluに置換された、
位置100CがAla、Glu、Phe、Gly、ValまたはTrpに置換された、
位置100DがAla、Cys、Asp、Glu、Gly、Leu、Ser、Thr、Val、TrpまたはTyrに置換された、
位置101がGlu、Gly、Ser、ThrまたはValに置換された、
位置102がAla、Phe、Gly、Leu、Pro、Gln、Arg、Ser、Tyr、His、Ile、AspまたはTrpに置換された変異体］に設定されたCDRH3、
ii）配列番号1もしくは配列番号77または配列番号1もしくは配列番号77の変異体［配列中、Tyr32がIle、His、Phe、Thr、Asn、Cys、GluまたはAspに置換された、および／またはAla33がTyr、Trp、Gly、Thr、LeuまたはValに置換された、および／またはMet34がIle、ValまたはTrpに置換された、および／またはSer35がHis、Glu、Asn、Gln、TyrまたはThrに置換された変異体］に設定されたCDRH1、
iii）配列番号2または配列番号2の変異体［配列中、Thr50がGly、Tyr、Phe、Ile、GluまたはValに置換された、および／またはIle51がLeu、Val、Thr、SerまたはAsnに置換された、および／またはSer52がPhe、TrpまたはHisに置換された、および／またはGly53がAsp、SerまたはAsnに置換された、および／またはGly54がSerに置換された、および／またはPhe56がSer、Tyr、Thr、Asn、AspまたはArgに置換された、および／またはTyr58がGly、His、Phe、AspまたはAsnに置換された変異体］に設定されたCDRH2、
iv）配列番号4または配列番号4の変異体［配列中、Ser27AがAsn、Asp、ThrまたはGluに置換された、および／またはSer27CがAsp、Leu、Tyr、Val、Ile、Asn、Phe、His、GlyまたはThrに置換された、および／またはAsn31がSer、Thr、LysまたはGlyに置換された、および／またはPhe32がTyr、Asn、Ala、His、SerまたはArgに置換された、および／またはMet33がLeu、Val、IleまたはPheに置換された変異体］に設定されたCDRL1、
v）配列番号5または配列番号78に設定されたCDRL2、
vi）配列番号6または配列番号6の変異体［配列中、Leu89がGln、Ser、GlyまたはPheに置換された、および／またはHis90がGlnまたはAsn、Ser91がAsn、Phe、Gly、Arg、Asp、His、Thr、TyrまたはValに置換された、および／またはArg92がAsn、Tyr、Trp、Thr、Ser、Gln、His、AlaまたはAspに置換された、および／またはGlu93がAsn、Gly、His、Thr、Ser、ArgまたはAlaに置換された、および／またはPhe96がPro、Leu、Tyr、Arg、Ile、またはTrpに置換された変異体］に設定されたCDRL3；ならびに
vii）次の残基：
位置2にVal、IleまたはGly、
位置4にLeuまたはVal、
位置20にLeu、Ile、MetまたはVal、
位置22にCys、
位置24にThr、Ala、Val、GlyまたはSer、
位置26にGly
位置29にIle、Phe、LeuまたはSer、
位置36にTrp、
位置47にTrp、
位置48にIle、met、ValまたはLeu、
位置69にIle、Leu、Phe、MetまたはVal、
位置71にArg、
位置78にAla、Leu、Val、TyrまたはPhe、
位置80にLeu、Met、
位置90にTyrまたはPhe、
位置92にCys、
位置94にArg、Lys、Gly、Ser、HisまたはAsnを含む重鎖フレームワーク
を含むものである。
一態様において、本発明がさらに提供する抗原結合タンパク質は
i）配列番号3に設定されたCDRH3、
ii）配列番号1または配列番号77に設定されたCDRH1、
iii）配列番号2に設定されたCDRH2、
iv）配列番号4に設定されたCDRL1、
v）配列番号5または配列番号78に設定されたCDRL2、
vi）配列番号6に設定されたCDRL3、ならびに
vii）次の残基：
位置2にVal、IleまたはGly、
位置4にLeuまたはVal、
位置20にLeu、Ile、MetまたはVal、
位置22にCys、
位置24にThr、Ala、Val、GlyまたはSer、
位置26にGly、
位置29にIle、Phe、LeuまたはSer、
位置36にTrp、
位置47にTrp、
位置48にIle、met、ValまたはLeu、
位置69にIle、Leu、Phe、MetまたはVal、
位置71にArg、
位置78にAla、Leu、Val、TyrまたはPhe、
位置80にLeu、Met、
位置90にTyrまたはPhe、
位置92にCys、
位置94にArg、Lys、Gly、Ser、HisまたはAsnを含む重鎖フレームワーク
を含むものである。
一態様において、本発明がさらに提供する抗原結合タンパク質は
i）配列番号3に設定されたCDRH3、
ii）配列番号1または配列番号77に設定されたCDRH1、
iii）配列番号2に設定されたCDRH2、
iv）配列番号4に設定されたCDRL1、
v）配列番号5または配列番号78に設定されたCDRL2、
vi）配列番号6に設定されたCDRL3、ならびに
vii）次の残基：
位置2にVal、
位置4にLeu、
位置20にLeu、
位置22にCys、
位置24にAla、
位置26にGly、
位置29にPhe、
位置36にTrp、
位置47にTrp、
位置48にVal、
位置69にIle、
位置71にArg、
位置78にLeu、
位置80にLeu、
位置90にTyr、
位置92にCys、
位置94にArgを含む重鎖フレームワーク
を含むものである。
一態様において、本発明がさらに提供する抗原結合タンパク質は
i）配列番号3に設定されたCDRH3、
ii）配列番号1または配列番号77に設定されたCDRH1、
iii）配列番号2に設定されたCDRH2、
iv）配列番号4に設定されたCDRL1、
v）配列番号5または配列番号78に設定されたCDRL2、
vi）配列番号6に設定されたCDRL3、ならびに
vii）次の残基：
位置2にVal、
位置4にLeu、
位置20にLeu、
位置22にCys、
位置24にAla、
位置26にGly、
位置29にPhe、
位置36にTrp、
位置47にTrp、
位置48にLeu、
位置69にIle、Leu、Phe、MetまたはVal、
位置71にArg、
位置78にAla、
位置80にLeu、Met、
位置90にTyrまたはPhe
位置92にCys、
位置94にArg、Lys、Gly、Ser、HisまたはAsnを含む重鎖フレームワーク；
を含むものである。
本発明の抗原結合タンパク質、例えば抗体は、本発明の抗原結合タンパク質をコードする配列を含む発現ベクターを用いて宿主細胞の形質導入により産生することができる。発現ベクターまたは組換えプラスミドは、これらの抗原結合タンパク質をコードする配列を、宿主細胞における複製、発現および／または分泌を制御できる通常の調節制御配列と操作しうる関係に配置することによって作製される。調節配列には、プロモーター配列、例えばCMVプロモーター、および他の公知の抗体から誘導しうるシグナル配列が含まれる。同様に、相補性抗原結合タンパク質軽鎖または重鎖をコードするDNA配列を有する第2の発現ベクターを作製することができる。特定の実施形態においては、この第2発現ベクターは第1発現ベクターと同一であるが、コード配列と選択可能マーカーが各ポリペプチド鎖を可能な限り機能的に発現することを保証する。あるいは、抗原結合タンパク質に対する重鎖および軽鎖コード配列は単一ベクター上に存在してもよい。
選択した宿主細胞を、通常の技法により第1および第2ベクターの両方で（または単純に単一ベクターにより）共形質移入して、組換えまたは合成軽鎖および重鎖を含む本発明の形質移入した宿主細胞を作製する。形質移入した細胞を次いで通常の技法により培養して本発明の遺伝子操作で作製した抗原結合タンパク質を産生する。組換え重鎖および／または軽鎖の両方の会合体を含む抗原結合タンパク質を、適当なアッセイ、例えば、ELISAまたはRIAによって培養物からスクリーニングする。類似の技法を使って他の抗原結合タンパク質を構築することができる。
当業者は、本発明の組成物を構築する方法に使うクローニングおよびサブクローニングステップに好適なベクターを選択することができる。例えば、通常のpUCシリーズのクローニングベクターを用いてもよい。ベクターの一例、pUC19は供給会社、例えば、Amersham（Buckinghamshire、United Kingdom）またはPharmacia （Uppsala、Sweden）から市販されている。さらに、容易に複製できるいずれかのベクターは多数のクローニング部位および選択可能な遺伝子（例えば、抗生物質耐性）を有し、クローニング用に容易に操作可能である。従って、クローニングベクターの選択は本発明を限定する因子ではない。
発現ベクターはまた、異種DNA配列の発現を増幅するのに好適な遺伝子、例えば、哺乳動物ジヒドロ葉酸レダクターゼ遺伝子（DHFR）により特徴付けることもできる。他のベクター配列は、例えば、ウシ成長ホルモン（BGH）からのポリAシグナル配列およびβグロブリンプロモーター配列（betaglopro）を含む。本明細書に有用な発現ベクターは当業者に周知の技法により合成することができる。
かかるベクターの構成要素、例えば、レプリコン、選択遺伝子、エンハンサー、プロモーター、シグナル配列などは市販品または天然源から得ることができるし、または選択した宿主中の組換えDNAの発現および／または分泌を指令する公知の手順により合成することができる。哺乳動物、細菌、昆虫、酵母、および真菌発現のための当技術分野で公知の多数の型の他の適当な発現ベクターもこの目的のために選択することができる。
本発明はまた、本発明の抗原結合タンパク質のコード配列を含有する組換えプラスミドを用いて形質移入した細胞株を包含する。これらのクローニングベクターのクローニングおよび他の操作に有用な宿主細胞も汎用のものである。しかし、大腸菌の様々な菌株由来の細胞を、本発明の抗原結合タンパク質の構築におけるクローニングベクターの複製および他のステップに用いることができる。
本発明の抗原結合タンパク質を発現するために好適な宿主細胞または細胞株には、哺乳動物細胞、例えば、NSO、Sp2/0、CHO（例えばDG44）、COS、HEK、繊維芽細胞細胞（例えば、3T3）、および骨髄腫細胞が含まれ、例えば、本発明の抗原結合タンパク質をCHOまたは骨髄腫細胞で発現することができる。ヒト細胞を用いてもよく、従って、分子をヒトグリコシル化パターンで改変することができる。
あるいは、他の真核細胞株を用いてもよい。好適な哺乳動物宿主細胞の選択ならびに形質転換、培養、増幅、スクリーニングおよび産物の産生と精製のための方法は当技術分野で公知である。例えば、先に引用したSambrookらを参照されたい。
細菌細胞は、本発明の組換えFabの発現または他の実施形態に好適な宿主細胞として有用であることを証明しうる（例えば、Pliickthun, A., Immunol. Rev., 130：151 -188 （1992）を参照）。しかし、細菌細胞において発現されるタンパク質はフォールディングされてないまたは不適当なフォールディング形態であるまたは非グリコシル化型であることが多いので、細菌細胞で産生された組換えFabは抗原結合能力の保持をスクリーニングしなければならないであろう。もし細菌細胞により発現された分子が適当にフォールディングされた形態で産生されれば細菌細胞は所望の宿主細胞であろう、あるいは、代わりの実施形態においては、前記分子が細菌宿主中で発現され、その後にリフォールディングされてもよい。例えば、発現に用いられる大腸菌の様々な菌株が生化学の分野において宿主細胞として周知である。枯草菌、ストレプトマイセス菌、他の桿菌などの様々な菌株も本方法に利用することができる。
所望であれば、当業者に公知の酵母細胞の菌株、ならびに、昆虫細胞、例えばショウジョウバエおよび鱗翅目およびウイルスの発現系も宿主細胞として利用可能である。例えば、Miller et al., Genetic Engineering, 8：277-298, Plenum Press （1986）およびその引用文献を参照されたい。
ベクターを構築しうる一般的な方法、本発明の宿主細胞を産生するために必要な形質移入方法、および、かかる宿主細胞から本発明の抗原結合タンパク質を産生するために必要な培養方法は全て汎用の技法でありうる。典型的には、本発明の培養方法は、細胞を通常懸濁液中で無血清で培養する無血清培養方法である。同様に、いったん産生されると、本発明の抗原結合タンパク質を当技術分野の標準手順に従って細胞培養含有物から精製することができ、かかる手順には硫酸アンモニウム沈降、アフィニティカラム、カラムクロマトグラフィ、ゲル電気泳動などが含まれる。かかる技法は当技術分野の技法に包含され、本発明を限定するものでない。例えば、代わりの抗体の調製はWO 99/58679およびWO 96/16990に記載されている。
抗原結合タンパク質を発現するさらに他の方法は、トランスジェニック動物における発現を利用してもよく、例えば、米国特許4,873,316に記載されている。これは動物カゼインプロモーターを用いる発現系に関し、遺伝子組換えで哺乳動物中に組込むと、雌動物が所望の組換えタンパク質をその乳中に産生することを可能にする。
本発明のさらなる実施形態においては、本発明の抗体を産生する方法であって、本発明の抗体の軽鎖および／または重鎖をコードするベクターで形質転換または形質移入した宿主細胞を培養するステップならびにそれにより産生された抗体を回収するステップを含む前記方法を提供する。
本発明によって、ヒトOSMと結合してその活性を中和する方法であって、
(a) 抗体の重鎖をコードする第1ベクターを提供するステップ；
(b) 抗体の軽鎖をコードする第2ベクターを提供するステップ；
(c) 哺乳動物の宿主細胞（例えばCHO）を前記第1および第2ベクターを用いて形質転換するステップ；
(d) 前記宿主細胞から前記培地中への抗体の分泌を誘導する条件下でステップ(c)の宿主細胞を培養するステップ；および
(e) ステップ(d)の分泌された抗体を回収するステップ；
を含むものである前記方法が提供される。
所望の方法により発現されると、その抗体を次いで適当なアッセイを用いてin vitro活性について試験する。現在慣用のELISAアッセイフォーマットを使って、抗体のOSMとの定性的および定量的結合を評価する。さらに、他のin vitroアッセイも用いて中和効力を立証した後、続いてヒト臨床研究を実施し、通常のクリアランス機構に関わりない身体中の抗体の持続性を評価する。
治療の用量および持続時間はヒト循環中の本発明の分子の相対的持続時間に関係し、当業者は患者の治療条件と一般的な健康に応じて調節することができる。ある長さの持続時間（例えば、4〜6か月）にわたる反復投薬（例えば毎週1回または毎2週1回）が最大の治療効力を達成するために必要でありうると考えられる。
本発明の一実施形態においては、組換え形質転換、形質移入または形質導入された、少なくとも1つの発現カセットを含む宿主細胞であって、例えば発現カセットが本明細書に記載の本発明による抗原結合タンパク質の重鎖をコードするポリヌクレオチドを含みかつさらに本明細書に記載の本発明による抗原結合タンパク質の軽鎖をコードするポリヌクレオチドを含むものであるか、または、2つの発現カセットが存在して第1発現カセットが軽鎖をコードしかつ第2発現カセットが重鎖をコードするものである、前記宿主細胞が提供される。例えば一実施形態において、第1発現カセットは、本明細書に記載の本発明による定常域または定常域と連結した抗原結合フラグメントを含む抗原結合タンパク質の重鎖をコードするポリヌクレオチドを含み、そしてさらに、第2カセットは本明細書に記載の本発明による定常域または定常域と連結した抗原結合フラグメントを含む抗原結合タンパク質の軽鎖をコードするポリヌクレオチドを含むものであり、例えば、第1発現カセットは配列番号70、または配列番号76から選択される重鎖をコードするポリヌクレオチドを含みそして第2発現カセットは配列番号72から選択される軽鎖をコードするポリヌクレオチドを含む。
本明細書に記載の配列（配列番号25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65、67、69、71、73、75、83）は、実質的に同一である配列、例えば、本明細書に記載の配列と90％同一である、例えば、少なくとも91％、または少なくとも92％、または少なくとも93％、または少なくとも94％または少なくとも95％、または少なくとも96％、または少なくとも97％または少なくとも98％、または少なくとも99％同一である配列を含むことは理解されよう。
核酸について、用語「実質的同一性」は2つの核酸または示されたその配列は、最適に整列して比較した場合、適当なヌクレオチド挿入または欠失をすると、少なくとも約80％のヌクレオチド、少なくとも約90％〜約95％、または少なくとも約98〜約99.5％のヌクレオチドにおいて同一であることを示す。あるいは、セグメントがその鎖の選択的ハイブリダイゼーション条件下で相補体とハイブリダイズしうる場合、実質的同一性が存在する。
ヌクレオチドおよびアミノ酸配列に対する用語「同一性」は、適当な挿入または欠失をして整列しかつ比較した場合の2つの核酸またはアミノ酸配列の間の同一性の程度を示す。あるいは、DNAセグメントが選択的ハイブリダイゼーション条件下でその鎖の相補体とハイブリダイズしうる場合、実質的同一性が存在する。
本発明の他の実施形態においては、本明細書に記載の、定常域を含む抗体の重鎖および／または軽鎖、または定常域と連結したその抗原結合フラグメントをコードする１以上の発現カセットを含む安定な形質転換された宿主細胞が提供される。例えば、かかる宿主細胞は軽鎖をコードする第1ベクターおよび重鎖をコードする第2ベクター、例えば配列番号70、または配列番号76から選択される重鎖をコードする第1ベクターおよび軽鎖、例えば配列番号72の軽鎖をコードする第2ベクターを含みうる。
本発明の他の実施形態においては、細胞が真核生物である、例えば、細胞が哺乳動物である本発明に記載の本発明による宿主細胞が提供される。かかる細胞株の例にはCHOまたはNS0が含まれる。
本発明の他の実施形態においては、本明細書に記載の本発明による定常域を含む抗体または定常域に連結されたその抗原結合フラグメントを産生する方法であって、宿主細胞を培地、例えば無血清培地中で宿主細胞を培養するステップを含むものである前記方法が提供される。
本発明の他の実施形態においては、前記抗体を無血清培地を含有する前記抗体について、さらに少なくとも95％以上（例えば、98％以上）精製する、本明細書に記載の本発明による方法が提供される。
本発明のさらに他の実施形態においては、抗原結合タンパク質および製薬上許容される担体を含む医薬組成物が提供される。
本発明の他の実施形態においては、本明細書に記載の本発明による組成物を使用するための取扱説明書を一緒に含むパーツのキットが提供される。
本発明の治療薬の投与様式は薬剤を宿主に送達するいずれの好適な経路であってもよい。本発明の抗原結合タンパク質、および医薬組成物は、非経口投与、すなわち、皮下（s.c）、くも膜下内、腹腔内、筋肉内（i.m.）または静脈内（i.v.）投与するのに特に有用である。
本発明の治療薬は、本発明の抗原結合タンパク質の有効量を活性成分として製薬上許容される担体中に含有する医薬組成物として調製することができる。一実施形態において、本発明の予防薬は注射用に準備された剤形中に抗原結合タンパク質を含有する水性懸濁液または溶液である。一実施形態において、懸濁液または溶液は生理学的pHに緩衝化されている。一実施形態において、非経口投与用の組成物は製薬上許容される担体に溶解した本発明の抗原結合タンパク質またはそのカクテルの溶液を含みうる。一実施形態において、担体は水性担体である。様々な水性担体、例えば、0.9％生理食塩水、0.3％グリシンなどを用いることができる。これらの溶液は無菌化されていてもよく、一般に微粒子材料を含まない。これらの溶液は通常の、周知の無菌化技法（例えば、濾過）により無菌化してもよい。組成物は、ほぼ生理学的条件に必要な製薬上許容される補助物質、例えば、pH調節および緩衝化剤などを含有してもよい。かかる医薬製剤中の本発明の抗原結合タンパク質の濃度は広い範囲で、すなわち、重量基準で約0.5％未満、通常約1％、または少なくとも1％から、約15または20％まで変化しうるのであって、主に液体積、粘度などに基づいて選択した特別な投与様式によって選択されよう。
従って、筋肉内注射用の本発明の医薬組成物は、約1mlの無菌緩衝化水および約1ng〜約100mgの間、例えば、約50ng〜約30mgまたは約5mg〜約25mgの本発明の抗原結合タンパク質、例えば抗体を含有するように調製しうる。同様に、静脈内輸液用の本発明の医薬組成物は約250mlの無菌リンゲル液とリンゲル液1ml当たり約1mg〜約30mgまたは5mg〜約25mgの本発明の抗原結合タンパク質を含有するように調製しうる。非経口投与用組成物を調製する実際の方法は当業者に周知または明らかであって、さらに詳しく、例えば、Remington's Pharmaceutical Science, 15th ed., Mack Publishing Company, Easton, Pennsylvaniaに記載されている。静脈内投与用の本発明の抗原結合タンパク質製剤の調製については、Lasmar U および Parkins D "The formulation of Biopharmaceutical products（生物薬剤の製剤）", Pharma. Sci.Tech.today, page 129-137, Vol.3 （3rd April 2000）；Wang, W "Instability, stabilisation および formulation of liquid protein pharmaceuticals（液タンパク質薬剤の不安定性、安定化および製剤）", Int. J. Pharm 185 （1999） 129-188；Stability of Protein Pharmaceuticals Part A および B ed Ahern T.J., Manning M.C., New York, NY： Plenum Press （1992）；Akers.M.J. "Excipient-Drug interactions in Parenteral Formulations（非経口製剤中の賦形剤-薬物-相互作用）", J. Pharm Sci 91 （2002） 2283-2300；Imamura, K et al "Effects of types of sugar on stabilization of Protein in the dried state（乾燥状態のタンパク質の安定性に与える糖の型の効果）", J Pharm Sci 92 （2003） 266-274；Izutsu, Kkojima, S. "Excipient crystalinity および its protein-structure-stabilizing effect during freeze-drying（賦形剤の結晶性と凍結乾燥中のそのタンパク質構造安定化効果）", J Pharm. Pharmacol, 54 （2002） 1033-1039；Johnson, R, "Mannitol-sucrose mixtures-versatile formulations for protein lyophilization（マンニトール-スクロース混合物-タンパク質凍結乾燥用の多目的製剤）", J. Pharm. Sci, 91 （2002） 914-922；およびHa, E Wang W, Wang Y.j. "Peroxide formation in polysorbate 80 および protein stability（ポリソルベート80中のペルオキシド形成とタンパク質安定性）", J. Pharm Sci, 91 , 2252-2264,（2002）を参照されたい（これらの文献の全内容は本明細書に参照により組み込まれ、これらを読者に対する具体的な参照資料とする）。
一実施形態において、本発明の治療薬は、医薬品調製物において、単位用量剤形で存在する。適当な治療上有効な用量は当業者により容易に決定されるであろう。患者に対する好適な用量は、その体重によって、計算することができ、例えば、好適な用量は約0.1〜約20mg/kgの範囲、例えば約1〜約20mg/kg、例えば約10〜約20mg/kg、または例えば約1〜約15mg/kg、例えば約10〜約15mg/kgでありうる。症状、例えばヒトにおける喘息またはIPFを有効に治療するために、好適な用量は本発明の抗原結合タンパク質の約0.1〜約1000mgの範囲、例えば約0.1〜約500mg、例えば約500mg、例えば約0.1〜約10Omg、または約0.1〜約80mg、または約0.1〜約60mg、または約0.1〜約40mg、または例えば約1〜約10Omg、または約1〜約50mgにありうるのであって、これを非経口的に、例えば皮下、静脈内または筋肉内投与することができる。かかる用量は、必要であれば、医師が適当と選択した適当な時間間隔で繰返すことができる。
本明細書に記載の抗原結合タンパク質は凍結乾燥して貯蔵し、使用前に好適な担体中で再構成することができる。この技法は通常の免疫グロブリンについて有効であることが示されていて、当技術分野で公知の凍結乾燥および再構築技法を使うことができる。
本発明の他の態様においては、炎症性関節症、例えば、慢性関節リウマチ、若年発症関節炎、骨関節炎、乾癬性関節炎および強直性脊椎炎を患うヒト患者を治療する方法であって、前記患者に、本明細書で記載した抗原結合タンパク質の治療上有効な量を投与するステップを含むものである前記方法が提供される。
本発明の他の態様においては、1型糖尿病、乾癬、クローン疾患および潰瘍性大腸炎（UC）を含む炎症性腸疾患（IBD）、全身性エリテマトーデス（SLE、狼蒼）、アトピー性皮膚炎、アレルギー性鼻炎、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、肺炎、好酸性食道炎、全身硬化症（SS）または特発性肺線維症（IPF）、シェーグレン症候、強皮症、血管炎（高安動脈炎、巨細胞（側頭）動脈炎、結節性多発性動脈炎,ヴェーゲナー肉芽腫症、川崎病、単離されたCNS血管炎、チャーグ‐ストラウス症候群動脈炎、顕微的多発性動脈炎/多発性脈管炎、過敏性血管炎（アレルギー性血管炎）、ヘノッホ‐シェーンライン紫斑病、および本態性クリオグロブリン血症血管炎）、未分化脊椎関節症（USpA）、強直性脊椎炎（AS）、移植片-対-宿主疾患（GVHD）、原発性胆汁性肝硬変（PBC）、原発性硬化性胆管炎（PSC）、特発性血小板減少性紫斑病（ITP）、多発性硬化症（MS）、および喘息から選択される疾患または障害を患うヒト患者を治療する方法であって、前記患者に、本明細書で記載した抗原結合タンパク質の治療上有効な量を投与するステップを含むものである前記方法が提供される。
１以上の上記疾患が本発明の治療方法にとって標的疾患でありうる。
特別な態様において、疾患または障害は骨関節炎（OA）、乾癬、特発性肺線維症（IPF）、全身硬化症（SS）、シェーグレン症候、強皮症、または多発性硬化症（MS）から成る群より選択される。
本発明の一態様において、自己免疫性疾患は骨関節炎である。
本発明の一態様において、自己免疫性疾患は乾癬である。
本発明の一態様において、自己免疫性疾患または障害は線維性疾患または障害である。
本発明の一態様において、自己免疫性疾患は特発性肺線維症（IPF）である。
本発明の一態様において、自己免疫性疾患は全身硬化症（SS）である。
本発明の一態様において、自己免疫性疾患はシェーグレン症候である。
本発明の一態様において、自己免疫性疾患は強皮症である。
本発明の他の態様においては、軟骨分解を患う（または疑われる）ヒト患者のかかる分解を軽減または阻止する方法が提供され、前記方法は前記患者に、本明細書で記載した抗原結合タンパク質の治療上有効な量を投与するステップを含むものである。
本発明の他の態様においては、TNFαに関わる疾患または障害を患う患者のTNFα産生を低減する方法が提供され、前記方法は前記患者に、本明細書で記載した抗原結合タンパク質の治療上有効な量を投与するステップを含むものである。
本発明の他の態様においては、関節炎疾患または障害の関節外徴候、例えばフェルティ症候を治療するおよび／またはアテローム硬化型プラークの形成を治療する方法が提供され、前記方法は関節炎疾患または障害の関節外徴候を患うヒト患者に、本明細書で記載した抗原結合タンパク質の治療上有効な量を投与するステップを含むものである。
本発明の他の態様においては、内皮細胞起源の疾患を患うヒト患者を治療する方法が提供され、前記方法は前記患者に、本明細書で記載した抗原結合タンパク質の治療上有効な量を投与するステップを含むものである。
本発明の他の態様においては、線維性疾患または障害、例えば、特発性肺線維症、進行性全身硬化症（強皮症）、肝線維症、肝肉芽腫、住血吸虫症、およびレーシュマニア症を患うヒト患者を治療する方法が提供され、前記方法は前記患者に、本明細書で記載した抗原結合タンパク質の治療上有効な量を投与するステップを含むものである。
本発明の他の態様においては、中枢神経系の疾患または障害、例えば、多発性硬化症（MS）、アルツハイマー病（AD）および他の認知症を患うヒト患者を治療し、さらに、疼痛、特に神経障害性および／または炎症性疼痛の治療における使用に関する方法が提供され、前記方法は前記患者に、本明細書で記載した抗原結合タンパク質の治療上有効な量を投与するステップを含むものである。
本明細書に記載の疾患および障害の治療用医薬品の製造における本明細書に記載の抗原結合タンパク質の使用も提供される。
例えば 本発明の一態様において、hOSMとgp130の間の相互作用のモジュレーションに関わる疾患および障害の治療または予防に使用するための本明細書に記載の抗原結合タンパク質の使用が提供される。
本発明の他の態様において、炎症性関節症、例えば、慢性関節リウマチ、若年発症関節炎、骨関節炎、乾癬性関節炎および強直性脊椎炎の治療または予防に使用するための本明細書に記載の抗原結合タンパク質の使用が提供される。
本発明のさらに他の態様においては、1型糖尿病、乾癬、クローン疾患および潰瘍性大腸炎（UC）を含む炎症性腸疾患（IBD）、全身エリテマトーデス（SLE、狼蒼）、アトピー性皮膚炎、アレルギー性鼻炎、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、肺炎、好酸性食道炎、全身硬化症（SS）または特発性肺線維症（IPF）、シェーグレン症候、強皮症、血管炎（高安動脈炎、巨細胞（側頭）動脈炎、結節性多発性動脈炎,ヴェーゲナー肉芽腫症、川崎病、単離CNS血管炎、チャーグ‐ストラウス症候群動脈炎、顕微的多発性動脈炎/多発性脈管炎、過敏性血管炎（アレルギー性血管炎）、ヘノッホ‐シェーンライン紫斑病、および本態性クリオグロブリン血症血管炎）、未分化脊椎関節症（USpA）、強直性脊椎炎（AS）、移植片-対-宿主疾患（GVHD）、原発性胆汁性肝硬変（PBC）、原発性硬化性胆管炎（PSC）、特発性血小板減少性紫斑病（ITP）、多発性硬化症（MS）、および喘息から選択される疾患または障害の治療または予防に使用するための本明細書に記載の抗原結合タンパク質の使用が提供され、前記方法は前記患者に本明細書に記載の抗原結合タンパク質の治療上有効な量を投与するステップを含むものである。
例えば、特別の態様において、骨関節炎（OA）、乾癬、特発性肺線維症（IPF）または多発性硬化症（MS）の治療または予防に使用するための抗原結合タンパク質の使用が提供される。
本発明の他の態様と利点を詳細な説明とその実施形態についてさらに詳しく説明する。
一態様においては、本発明は、例えば、炎症性関節症、例えば慢性関節リウマチ、若年発症関節炎、骨関節炎、乾癬性関節炎および強直性脊椎炎から選択される；または1型糖尿病、乾癬、クローン疾患および潰瘍性大腸炎（UC）を含む炎症性腸疾患（IBD）、全身エリテマトーデス（SLE、狼蒼）、アトピー性皮膚炎、アレルギー性鼻炎、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、肺炎、好酸性食道炎、全身硬化症（SS）または特発性肺線維症（IPF）、シェーグレン症候、強皮症、血管炎（高安動脈炎、巨細胞（側頭）動脈炎、結節性多発性動脈炎,ヴェーゲナー肉芽腫症、川崎病、単離CNS血管炎、チャーグ‐ストラウス症候群動脈炎、顕微的多発性動脈炎/多発性脈管炎、過敏性血管炎（アレルギー性血管炎）、ヘノッホ‐シェーンライン紫斑病、および本態性クリオグロブリン血症血管炎を含む）、未分化脊椎関節症（USpA）、強直性脊椎炎（AS）、移植片-対-宿主疾患（GVHD）、原発性胆汁性肝硬変（PBC）、原発性硬化性胆管炎（PSC）、特発性血小板減少性紫斑病（ITP）、多発性硬化症（MS）および喘息から選択される炎症性疾患およびまたは障害を治療または予防するための本発明の抗原結合タンパク質またはその機能性フラグメントおよび製薬上許容される担体を含む医薬組成物を提供する。
本発明の他の実施形態においては、本明細書に記載の本発明による抗原結合タンパク質の治療上有効な量を投与するステップを含むものである炎症性障害または疾患を患うヒト患者を治療する方法が提供され、例えば、本明細書に記載の本発明による抗原結合タンパク質を製薬上許容される担体と組み合わせて含む医薬組成物を投与するステップを含むものである炎症性障害または疾患を患うヒト患者を治療する方法が提供される。さらなる実施形態においては、炎症性障害または疾患を患うヒト患者を治療する方法であって、前記炎症性障害または疾患が、例えば、慢性関節リウマチ、若年発症関節炎、骨関節炎、乾癬性関節炎および強直性脊椎炎から選択される炎症性関節症、または1型糖尿病、乾癬、クローン疾患および潰瘍性大腸炎（UC）を含む炎症性腸疾患（IBD）、全身エリテマトーデス（SLE、狼蒼）、アトピー性皮膚炎、アレルギー性鼻炎、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、肺炎、好酸性食道炎、全身硬化症（SS）または特発性肺線維症（IPF）、シェーグレン症候、強皮症、血管炎（高安動脈炎、巨細胞（側頭）動脈炎、結節性多発性動脈炎,ヴェーゲナー肉芽腫症、川崎病、単離CNS血管炎、チャーグ‐ストラウス症候群動脈炎、顕微的多発性動脈炎/多発性脈管炎、過敏性血管炎（アレルギー性血管炎）、ヘノッホ‐シェーンライン紫斑病、および本態性クリオグロブリン血症血管炎を含む）、未分化脊椎関節症（USpA）、強直性脊椎炎（AS）、移植片-対-宿主疾患（GVHD）、原発性胆汁性肝硬変（PBC）、原発性硬化性胆管炎（PSC）、特発性血小板減少性紫斑病（ITP）、多発性硬化症（MS）および喘息から選択される前記方法が提供される。
本発明の代わりの態様においては、非ヒト抗体またはその抗体フラグメントをヒト化する方法であって、
a）１以上の非ヒトCDRをヒトアクセプターフレームワークに組込んで、キメラまたはヒト化抗体を作製するステップ；
b）キメラまたはヒト化抗体をその抗原と結合するステップ；
c）抗原との結合に直接関わる抗体の残基を決定するステップ；
d）ステップc）に関わらない1以上の残基をヒト生殖系配列へ突然変異させるステップ；
e）前記抗体を回収するステップ
を含むものである前記方法が提供される。
さらなる態様においては、抗原との結合に関わる抗体の残基を結晶学、相同性モデル化、タンパク質ドッキング、突然変異誘発または直鎖ペプチドマッピングにより決定してもよい。
例えば、本明細書に記載の本発明の1つのかかる態様においては、抗体-抗原共結晶の結晶学的構造を得て、結合に関わる残基は約2〜5Åの間にあると判定する。
用語非ヒトは、ヒト生殖系列配列にさらに近く運ぶようになんらかの方法で突然変異または置換しうる抗体を包含する。この方法で、免疫原性の可能性を減少する。
一態様においては、少なくとも１つのCDRを生殖系列に戻す。さらなる態様においては、少なくとも2つのCDRを生殖系列に戻す。なおさらなる態様においては、少なくとも5つの、例えば、少なくとも7または少なくとも8または少なくとも9または少なくとも10の残基を生殖系列に戻す。
非ヒトモノクローナル抗体またはそのフラグメントのヒトアクセプターへの導入は、加えて、適当なCDR領域-抗原相互作用を再構成するフレームワーク内への変化の導入に頼ることが多く、これらはしばしば戻し突然変異と呼ばれる。本発明の一実施形態においては、適当なCDR-領域-抗原相互作用を確立するために戻し突然変異が必要である。
代わりの実施形態においては、ヒトアクセプターフレームワークを１以上の非ヒトCDRを持つ抗体に組込んでキメラ抗体を作ることができる。さらに代わりの実施形態において、配列をオリゴ合成により作製してもよい。
非ヒト抗体のCDR（または超可変域残基）を、VLおよび／またはVHヒトアクセプターフレームワーク中に組み込む。例えば、Kabat CDR残基、Chothia超可変ループ残基、Abm残基、および／または接触残基に対応する残基を組み込んでもよい。
一実施形態においては、抗体をヒト化する方法であって、
a）標的抗原と結合する非ヒト抗体を得るステップ；
b）抗体-抗原共結晶の結晶学的構造を得るステップ；
c）結晶構造から約2〜5Å迄を抗原との結合に直接関わる非ヒト抗体の残基と判定するステップ；
e）ステップ（c）で結合に関わらない１以上の残基をヒト配列由来の残基に突然変異させるステップ；
f）前記抗体を回収するステップ
を含むものである前記方法が提供される。
本明細書に記載の方法のさらなる実施形態において、抗体または抗体結合フラグメントはその抗原との結合を保持する。例えば、抗体または抗体結合フラグメントは非ヒト抗体と比較してその抗原との結合を保持する。例えば、ステップf）の抗体はステップa）の非ヒト抗体の10倍以内または優れた結合アフィニティ（KD）を有し、例えば、ステップf）の抗体はステップa）の非ヒト抗体の3〜5倍以内または優れた結合アフィニティ（KD）を有する。
例えば、抗体または抗体結合フラグメントは、その抗原に対してBiacoreにより測定すると非ヒト抗体の10OOnM以内、またはBiacoreにより測定すると非ヒト抗体の5OOnM以内の結合、またはBiacoreにより測定すると非ヒト抗体の1OOnM以内の結合を保持する。例えば、抗体または抗体結合フラグメントは、その抗原に対してBiacoreにより測定すると非ヒト抗体の5OOpM以内、またはBiacoreにより測定すると非ヒト抗体の3OOpM以内の結合、またはBiacoreにより測定すると非ヒト抗体の1OOpM以内の結合を保持する。例えば、ステップf）の抗体は、その抗原に対して400pM以下である、または300pM以下である、200pM以下である、または140pM以下であるアフィニティ（KD）でその抗原と結合する。
本明細書に記載の他の実施形態において、抗体または抗体結合フラグメントは非ヒト抗体または抗体フラグメントと同じ正準構造を保持する。
さらに他の実施形態において、非ヒト抗体またはその抗体フラグメントは非ヒト動物、例えばマウス、ラット、ウサギ、ラクダ科動物またはサメ由来である。
さらなる実施形態において、非ヒト抗体またはその抗体フラグメントはマウス由来である。
さらに他の実施形態において、非ヒト抗体またはその抗体フラグメントはモノクローナル抗体、ポリクローナル抗体または多特異的抗体であり、またはこれは免疫グロブリン単一可変ドメイン、例えばラクダ科動物またはサメ免疫グロブリン単一可変ドメインであってもよく、または非ヒト非抗体タンパク質足場の誘導体であるドメインであってもよい。
なおさらなる実施形態において、非ヒト抗体はモノクローナル抗体である。
本明細書に記載の方法の一実施形態においては、少なくとも2つの非ヒトCDRをヒトアクセプター配列中に組込み、または、少なくとも3つのCDRまたは少なくとも4つのCDRまたは少なくとも5つのCDRまたは6つ全てのCDRをヒトアクセプター配列に組込む。
本明細書に記載の方法のさらなる実施形態において、抗原との結合に直接関わらずかつまだヒトでない残基であってヒト配列由来の残基に突然変異させるべき前記残基はCDR中のまたはフレームワーク域中のまたは両方の残基であってもよい。さらなる実施形態においては、少なくとも１つのCDRをヒト生殖系列配列に突然変異させるかまたは少なくとも2つのCDRをヒト生殖系列配列に突然変異させるかまたはまたは少なくとも3つのCDRをヒト生殖系列配列に突然変異させるかまたはまたは少なくとも4つのCDRをヒト生殖系列配列に突然変異させる。
さらに他の実施形態においては、少なくとも5つの残基をヒト生殖系列配列に突然変異するか、または少なくとも7残基または少なくとも10残基または少なくとも15残基または少なくとも20残基または少なくとも40残基または少なくとも60残基をヒト生殖系列配列に突然変異する。
本明細書に記載の方法のさらに他の実施形態においては、抗原との結合に直接関わる抗体の残基を約2〜5Åの間、または約3〜5Åの間または約3〜4Åの間または約3.5Åにあると判定する。
本明細書に記載の方法のなおさらなる実施形態においては、かかる方法により得ることができる抗体を提供する。
定義
本明細書で使用する用語「抗原結合タンパク質」は、ヒトOSMと結合しかつこれを中和することができる抗体、抗体フラグメントおよび他のタンパク質構築物を意味する。
用語Fv、Fc、Fd、Fab、またはF(ab)2はそれらの標準的な意味で使用される（例えば、Harlow et al., Antibodies A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, (1988)を参照）。
用語「抗体」は本明細書において最も広い意味で使用され、具体的にはモノクローナル抗体（全長モノクローナル抗体を含む）、ポリクローナル抗体、多特異的抗体（例えば二特異的抗体）を包含する。
本明細書で使用する用語「モノクローナル抗体」は実質的に均一な抗体の集団から得られる抗体を意味し、すなわち、前記集団に含まれる個々の抗体は、少量に存在しうる天然の可能な突然変異を除くと同一である。モノクローナル抗体は、単一抗原部位を指向しているので高度に特異的である。
さらに、典型的には色々な決定因子（エピトープ）を指向する色々な抗体を含むポリクローナル抗体調製物とは対照的に、各モノクローナル抗体は抗原上の単一決定因子を指向する。
「キメラ抗体」は遺伝子操作で作られた抗体の1つの型であって、重鎖および／または軽鎖の部分は特別なドナー抗体クラスもしくはサブクラス由来の抗体における対応する配列と同一または相同的である一方、鎖の残部はこれらが所望の生物学的活性を表す限り、他の種由来または他の抗体クラスもしくはサブクラスならびにかかる抗体のフラグメントに属する抗体の型を意味する（米国特許4,816,567およびMorrison et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81：6851-6855, (1984)）。
「ヒト化抗体」は遺伝子操作で作られた1つの抗体の型であって、非ヒトドナー免疫グロブリン由来のCDR、1以上のヒト免疫グロブリンから誘導された分子の残りの免疫グロブリン由来の部分を有する前記抗体の型を意味する。さらに、フレームワーク支持残基を改変して結合アフィニティを保存することができる（例えば、Queen et al., Proc. Natl Acad Sci USA, 86：10029-10032 (1989)、Hodgson et al., Bio/Technology, 9：421 (1991)を参照）。好適なヒトアクセプター抗体は、通常のデータベース、例えば、KABAT（登録商標）データベース、LosAlamosデータベース、およびSwissタンパク質データベースからドナー抗体のヌクレオチドおよびアミノ酸配列に対する相同性により選択したものであってもよい。ドナー抗体のフレームワーク領域との相同性により（アミノ酸に基づいて）特徴付けられるヒト抗体は、ドナーCDRを挿入するための重鎖定常域および／または重鎖可変フレームワーク領域を提供するのに好適でありうる。軽鎖定常域または可変フレームワーク領域を与えることができる好適なアクセプター抗体は類似の方式で選択することができる。心に留めるべきは、アクセプター抗体重鎖と軽鎖は同じアクセプター抗体を起源とする必要がないことである。かかるヒト化抗体を作製するいくつかの手法は先行技術に記載されており、例えば、EP-A-0239400 および EP-A-054951を参照されたい。
「同一性」は、状況に応じて、ポリヌクレオチドおよびポリペプチドに対して、以下の（1）および（2）に記載のアクセプター抗体に与えられたアルゴリズムを用いて計算した比較を意味する：
（1）ポリヌクレオチドに対する同一性は、所与の配列中のヌクレオチドの総数に、100で除した％同一性を規定する整数を乗じ、次いでその積を前記配列中の前記総数から減ずること、または：
Figure 0006351973
 ［式中、nnはヌクレオチド改変の数であり、xnは所与の配列中のヌクレオチドの総数であり、yは95％のときは0.95、97％のときは0.97、または100％のときは1.00であり、・は乗算演算子であり、ここでxnおよびyの非整数積はxnから減ずる前に最も近い整数に丸められる］により計算される。ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列の改変はこのコード配列中にノンセンス、ミスセンスまたはフレームシフト突然変異を創作しうるので、それによりかかる改変後のポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドを改変する。
（2）ポリペプチドに対する同一性は、所与の配列中のアミノ酸の総数に、100で除した％同一性を規定する整数を乗じ、次いでその積を前記配列中の前記総数から減ずること、または：
Figure 0006351973
 ［式中、naはアミノ酸改変の数であり、xaは所与の配列中のアミノ酸の総数であり、yは95％のときは0.95、97％のときは0.97、または100％のときは1.00であり、・は乗算演算子であり、ここでxaおよびyの非整数積はxaから減ずる前に最も近い整数に丸められる］
により計算される。
「単離された」は人手によりその自然状態から改変され、その元来の環境から変えられたかまたは取り出された、またはそれらの両方を意味する。例えば、生存する生物中に自然に存在するポリヌクレオチドまたはポリペプチドは「単離されて」いない、しかし、限定されるものでないが、かかるポリヌクレオチドまたはポリペプチドが細胞中に戻された場合、その細胞がそのポリヌクレオチドまたはポリペプチドを分離した元と同じ種または型であってもその自然状態の共存する材料から分離された同じポリヌクレオチドまたはポリペプチドは「単離されて」いる。
本明細書および付随する請求項全体を通して、用語「含む」は「から成る」を包含する。すなわち、これらの言葉は、文脈が容認する場合、具体的に挙げてない他のエレメントまたは整数を包含する可能性も意味することを意図している。
本発明の抗原結合タンパク質に関して本明細書全体を通して使用される「特異的に結合する」は、抗原結合タンパク質がヒトOSM（hOSM）と結合し、他のヒトタンパク質と結合しないまたは非有意な結合しかしないことを意味する。用語はしかし、本発明の抗原結合タンパク質はまた、他の型のOSM、例えば、霊長類OSMとも交差反応性を有しうるという事実を排除しない。
本発明の抗原結合タンパク質に関して本明細書を通して使用する用語「直接相互作用する」は、抗原結合タンパク質がヒトOSM（hOSM）と結合しているとき、抗原結合タンパク質上の特定の塩基はhOSM上の特定の残基の3.5Å以内にあることを意味する。
本発明の抗原結合タンパク質に関して本明細書全体を通して使用される用語「阻害する」はOSMの生物学活性が本発明の抗原結合タンパク質の存在のもとでは、かかる抗原結合タンパク質の非存在のもとでのOSMの活性と比較して低下することを意味する。阻害は、限定されるものでないが、１以上のリガンド結合のブロッキング、リガンドの受容体活性化の阻止、OSMのダウンレギュレーション、またはエフェクター機能への影響によるものでありうる。本発明の抗体はOSMを中和しうる。中和のレベルはいくつかの手法で、例えば、下記の実施例に記載のアッセイ、例えば、2.2.1のKB細胞中和アッセイの使用により測定することができる。OSMはGp130/OSMR複合体を介するシグナル伝達経由で、KB細胞からのインターロイキン6放出を誘導することができる。このアッセイにおけるOSMの中和はIL-6産生を阻害する抗OSMモノクローナル抗体の能力を試験することにより測定される。
もし抗体またはその抗原結合フラグメントが中和能力を有すれば、ヒトOSMとgp130受容体の間の相互作用の阻害を示す。ヒトOSMに対する中和活性を有すると考えられる抗体は、実施例2.2.1に記載のKB細胞中和アッセイで10μg/ml未満、または5μg/ml未満、または2μg/ml未満/ml、または1μg/ml未満または0.1μg/ml未満のIC50を有しうる。
「CDR」は抗体の相補性決定領域と定義されていて、免疫グロブリン重鎖および軽鎖の超可変ドメインである。免疫グロブリンの可変部には3つの重鎖CDR（またはCDR領域）および3つの軽鎖CDRのが存在する。従って、本明細書で使用する「CDR」は全3つの重鎖CDR、または全3つの軽鎖CDR（または、適宜、全重鎖および全軽鎖CDRの両方）。
CDRは抗体の抗原またはエピトープとの結合に対する接触残基の大部分を提供する。本発明における目的のCDRはドナー抗体可変重鎖および軽鎖配列から誘導され、それには天然CDRの類似体が含まれ、前記類似体はまた、それらが由来するドナー抗体と同じ抗原結合特異性および／または中和能力を共有しかつ保持する。
抗体のCDR配列はKabat番号系（Kabat et al；Sequences of proteins of Immunological Interest NIH, 1987）により決定することができる、あるいはこれらはChothia番号系（Al-Lazikani et al., (1997) JMB 273,927-948）、接触定義法（MacCallum R.M., および Martin A.C.R. および Thornton J.M, (1996), Journal of Molecular Biology, 262 (5), 732-745）または当業者に公知の抗体中の残基の番号付けおよびCDR決定のための他の確立された方法を用いて決定することができる。
当業者が利用しうるCDR配列のための他の番号付けの慣習には「AbM」（University of Bath）および「接触（contact）」（University College London）が含まれる。Kabat、Chothia、AbMおよび接触（contact）の少なくとも2つを用いて最小重複領域を決定し、「最小結合ユニット」を提供することもできる。最小結合ユニットはCDRのサブ部分でありうる。
下表は、各CDRまたは結合ユニットの各番号付け慣習を用いた1つの定義を示す。この表ではKabat番号スキームを用いて可変ドメインアミノ酸配列の番号を付けた。
注意すべきはいくつかのCDR定義が用いた個々の文献に応じて変わりうることである。
Figure 0006351973

本明細書を通して、抗体配列中のアミノ酸残基はKabatスキームで番号を付けた。同様に、用語「CDR」、「CDRL1」、「CDRL2」、「CDRL3」、「CDRH1」、「CDRH2」、「CDRH3」は、Kabat et al； Sequences of proteins of Immunological Interest NIH, 1987に記載のKabat番号系に従う。
本明細書で使用する用語「VH」および「VL」はそれぞれ抗体の重鎖可変ドメインおよび軽鎖可変ドメインを意味する。
本明細書で使用する用語「ドメイン」はタンパク質の残部とは独立した三次構造を有するフォールディングされたタンパク質構造を意味する。一般に、ドメインはタンパク質の具体的な機能的特性に関わり、多くの場合、タンパク質および／またはドメインの残部の機能を喪失することなく、他のタンパク質に加え、取出しまたは移すことができる。「抗体単一可変ドメイン」は、抗体可変ドメインの特徴である配列を含むフォールディングされたポリペプチドドメインである。これには、それ故に、完全な抗体可変ドメイン、および、例えば、１以上のループが抗体可変ドメインの特徴でない配列により置き換えられた改変可変ドメイン、または末端切断されたまたはN-もしくはC-末端伸長部を含む抗体可変ドメイン、ならびに全長ドメインの少なくとも結合特性および特異性を保持するフォールディングされたフラグメントの可変ドメインが含まれる。
語句「免疫グロブリン単一可変ドメイン」は色々な可変域またはドメインとは独立して抗原またはエピトープと特異的に結合する抗体可変ドメイン（VH、VHH、VL）を意味する。免疫グロブリン単一可変ドメインは他の異なる可変域または可変ドメインと共に1つのフォーマット（例えば、ホモまたはヘテロ多量体）で存在することができ、ここで他の領域またはドメインは単一免疫グロブリン可変ドメインによる抗原結合を必要としない（すなわち、この場合、免疫グロブリン単一可変ドメインは追加の可変ドメインとは独立して抗原と結合する）。「ドメイン抗体」または「dAb」は、本明細書で使用される用語の、抗原と結合することができる「免疫グロブリン単一可変ドメイン」と同じである。免疫グロブリン単一可変ドメインは、ヒト抗体可変ドメインであってもよいが、また、他の種、例えば、げっ歯類（例えば、WO00/29004に開示された）、テンジクザメおよびラクダのVHH dAb由来の単一抗体可変ドメインも含む。ラクダ科動物VHHは、ラクダ、ラマ、アルパカ、ヒトコブラクダ、およびグアナコを含む種から誘導される免疫グロブリン単一可変ドメインポリペプチドであって、自然では軽鎖を欠く重鎖抗体を産生する。かかるVHHドメインは当技術分野で利用可能な標準技法によってヒト化することができ、かかるドメインもなお本発明による「ドメイン抗体」であるとみなされる。
本明細書で使用される「VH」はラクダ科動物VHHドメインを含む。NARVは、テンジクザメを含む軟骨魚類で特定された別のタイプの免疫グロブリン単一可変ドメインである。これらのドメインはまた、新規の抗原受容体可変域（通常、V（NAR）またはNARVと省略される）として公知である。さらに詳しくは、Mol. Immunol. 44, 656-665 （2006）およびUS20050043519A参照を参照されたい。
用語「エピトープ結合ドメイン」は色々な可変領域またはドメインとは独立して、特異的に抗原またはエピトープに結合するドメインを意味し、これはドメイン抗体（dAb）、例えばヒト、ラクダ科動物またはサメ免疫グロブリン単一可変ドメインであってもよく、または下記から成る群より選択される足場の誘導体であってもよい：CTLA-4（エヴィボディ）；リポカリン；プロテインA由来の分子、例えば、プロテインA（アフィボディ、SpA）、A-ドメイン（アビマー／マキシボディ）のZ-ドメイン；熱ショックタンパク質、例えば、GroEIおよびGroES；トランスフェリン（トランスボディ）；アンキリン反復タンパク質（DARPin）；ペプチドアプタマー；C-型レクチンドメイン（テトラネクチン）；ヒトγ-クリスタリンおよびヒトユビキチン（アフィリン）；PDZドメイン；ヒトプロテアーゼインヒビターのスコーピオントキシンクニッツ型ドメイン；およびフィブロネクチン（アドネクチン）［これは天然のリガンド以外のリガンドとの結合を得るためにタンパク質工学で操作されたものである］。
CTLA-4（細胞毒性Ｔリンパ球関連抗原4）は主にCD4+T細胞上に発現するCD28ファミリー受容体である。その細胞外ドメインは可変ドメイン様Igフォールドを有する。抗体のCDRに対応するループは、異種配列と置換することにより色々な結合特性を付与することができる。色々な結合特異性を有するように操作されたCTLA-4分子は、エヴィボディとして知られる。さらなる詳細は、Journal of Immunological Methods 248 (1-2), 31-45 (2001)を参照されたい。
リポカリンは細胞外タンパク質ファミリーであり、小さい疎水性分子、例えば、ステロイド、ビリン、レチノイドおよび脂質を輸送する。これらは、円錐形構造の開口端に多数のループを持つ強固なβシート二次構造を有し、これは色々な標的抗原と結合するように遺伝子操作することができる。アンチカリンはサイズが160〜180アミノ酸で、リポカリンから誘導される。さらなる詳細は、Biochim Biophys Acta 1482： 337-350 (2000), US7250297B1 およびUS20070224633を参照されたい。
アフィボディは、黄色ブドウ球菌のプロテインA由来の足場であって、抗原と結合するように遺伝子操作することができる。このドメインは約58のアミノ酸からなる3つのヘリックスの束から成る。ライブラリは表面残基の無作為化により作製されている。さらなる詳細は、Protein Eng.Des.Sel.17, 455-462 (2004) および EP1641818A1を参照されたい。
アビマーは、A-ドメイン足場ファミリー由来の多ドメインタンパク質である。約35アミノ酸の未変性ドメインは、明確なジスルフィド結合構造をとっている。多様性は、A-ドメインファミリー中の天然突然変異のシャッフリングにより作製される。さらなる詳細は、Nature Biotechnology 23(12), 1556 - 1561 (2005) および Expert Opinion on Investigational Drugs 16(6), 909-917 (June 2007)を参照されたい。
トランスフェリンは、単量体血清輸送糖タンパク質である。トランスフェリンは遺伝子操作で作製して、ペプチド配列を許容表面ループに挿入することにより色々な標的抗原と結合させることができる。遺伝子操作で作ったトランスフェリン足場の例にはトランスボディが含まれる。さらなる詳細はJ. Biol. Chem 274, 24066-24073 (1999)を参照されたい。
設計したアンキリン反復タンパク質（DARPin）は、膜内在性タンパク質の細胞骨格への連結に介在するタンパク質ファミリーであるアンキリン由来である。単一のアンキリン反復は2つのα-らせんと1つのβ-ターンから構成される33残基のモチーフである。これらは、各繰り返し中の第1のαらせんとβターンの残基を無作為化することにより色々な標的抗原と結合するよう遺伝子操作することができる。これらの結合界面は、分子数を増やすことにより増加させることができる（アフィニティ成熟の方法）。さらなる詳細は、J. Mol. Biol. 332, 489-503 (2003)、PNAS 100(4), 1700-1705 (2003)、J. Mol. Biol. 369, 1015-1028 (2007)およびUS20040132028A1を参照されたい。
フィブロネクチンは、抗原と結合するように遺伝子操作することができる足場である。アドネクチンは、ヒトIII型フィブロネクチン（FN3）の15反復単位の内の第10番目のドメインの天然アミノ酸配列骨格から成る。β-サンドイッチの一端の3つのループは遺伝子操作によりアドネクチンに特異的に治療標的を認識させることができる。
さらなる詳細は、Protein Eng. Des. Sel. 18, 435-444 (2005)、US20080139791、WO2005056764およびUS6818418B1を参照されたい。
ペプチドアプタマーはコンビナトリアル認識分子で、定常性足場タンパク質で構成され、このタンパク質は典型的には、活性部位に挿入された制限付き可変ペプチドループを含むチオレドキシン（TrxA）である。さらに詳細は、Expert Opin.Biol. Ther. 5, 783-797 (2005)を参照されたい。
ミクロボディは、長さ25〜50アミノ酸の天然マイクロタンパク質由来であって3〜4個のシステインブリッジを含み、マイクロタンパク質の例としては、KalataB1、コノトキシンおよびノッティンが挙げられる。マイクロタンパク質はループを有し、これはマイクロタンパク質全体のフォールドに影響を与えることなく25アミノ酸まで含むように遺伝子操作することができる。遺伝子操作したノッティンドメインの詳細については、WO2008098796を参照されたい。
他のエピトープ結合ドメインは色々な標的抗原の結合特性を操作する足場として用いられたタンパク質を含み、それには、ヒトγ−クリスタリンおよびヒトユビキチン（affilin）、ヒトプロテアーゼ阻害剤のkunitz型ドメイン、Ras-結合タンパク質AF-6のPDZドメイン、サソリ毒（カリブドトキシン）、C型レクチンドメイン（テトラネクチン）が含まれる（これらは、Handbook of Therapeutic Antibodies （2007, edited by Stefan Dubel） Chapter 7 "Non-Antibody Scaffolds"；およびProtein Science 15：14-27 (2006)にレビューされている）。本発明のエピトープ結合ドメインは、これらの代わりのタンパク質ドメイン由来であってもよい。
本明細書で使用する用語「抗原結合部位」は、抗原に特異的に結合することができる構築物上の部位を意味し、これは単一ドメイン、例えばエピトープ結合ドメインであっても、標準的抗体上に認められる対のVH/VLドメインであってもよい。本発明のいくつかの実施形態において、単一鎖Fv（ScFv）ドメインは抗原結合部位を提供することができる。
用語「mAb／dAb」および「dAb／mAb」は、本明細書では本発明の抗原結合構築物を指す。この2つの用語は、本明細書では相互に置き換えて用いることができ、同じ意味を有すると意図している。
本明細書で使用する用語「抗原結合タンパク質」は抗体、抗体フラグメント、例えばドメイン抗体（dAb）、ScFv、FAb、FAb2、および他のタンパク質構築物を意味する。抗原結合分子は少なくとも1つのIg可変ドメイン、例えば抗体、ドメイン抗体（dAb）、Fab、Fab'、F(ab')2、Fv、ScFv、ダイアボディ、mAb、dAb、アフィボディ、ヘテロコンジュゲート抗体または二特異的抗体を含みうる。一実施形態において、抗原結合分子は抗体である。他の実施形態において、抗原結合分子は、色々な可変領域またはドメインとは独立して抗原またはエピトープに特異的に結合するdAb、すなわち免疫グロブリン単一可変ドメイン、例えば、VH、VHHまたはVLである。抗原結合分子は2つの標的に結合することができてもよく、すなわち、二重標的化タンパク質であってもよい。抗原結合分子は抗体と抗原結合フラグメントの組み合わせ、例えば、モノクローナル抗体と連結した1以上のドメイン抗体および／または1以上のScFvであってもよい。抗原結合分子はまた、非Igドメイン、例えば、CTLA-4（エヴィボディ）；リポカリン；プロテインA由来の分子、例えば、プロテインA（アフィボディ、SpA）、A-ドメイン（アビマー／マキシボディ）のZ-ドメイン；熱ショックタンパク質、例えば、GroEIおよびGroES；トランスフェリン（トランスボディ）；アンキリン反復タンパク質（DARPin）；ペプチドアプタマー；C-型レクチンドメイン（テトラネクチン）；ヒトγ-クリスタリンおよびヒトユビキチン（アフィリン）；PDZドメイン；ヒトプロテアーゼインヒビターのスコーピオントキシンクニッツ型ドメイン；およびフィブロネクチン（アドネクチン）から成る群より選択される足場の誘導体であるドメインを含んでもよく、これらはOSMとの結合を得るためにタンパク質工学操作がなされている。本明細書で使用する「抗原結合タンパク質」はヒトOSMにアンタゴニスト作用および／または中和作用をすることができる。
さらに、抗原結合タンパク質はOSMとの結合によりOSM活性を阻害および／またはブロックすることができ、そして天然リガンドがgp130受容体と結合および／または活性化するのを阻止することができる。
本明細書で使用する用語「エフェクター機能」は、１以上の抗体依存性細胞が介在する細胞傷害性活性（ADCC）、補体依存性細胞傷害性活性（CDC）が介在する応答、Fcが介在する食作用およびFcRnを介する抗体リサイクリングを意味する。IgG抗体については、ADCCおよびADCPを含むエフェクター機能は、重鎖定常域とFcγ受容体ファミリー（免疫細胞の表面上に存在する）との相互作用により媒介される。ヒトにおいて、これらはFcγRI（CD64）、FcγRII（CD32）およびFcγRIII（CD16）が含まれる。抗原と結合した抗原結合タンパク質の間の相互作用とFc/FcγR複合体の形成は、細胞傷害性、免疫細胞活性化、食作用および炎症性サイトカイン放出を含むある範囲の効果を誘導する。
抗原結合タンパク質の定常域と様々なFc受容体（FcR）との間の相互作用が抗原結合タンパク質のエフェクター機能に介在すると考えられている。有意な生物学的効果、特に抗体依存性細胞傷害性（ADCC）、補体の固定（補体依存性細胞傷害性もしくはCDC）および抗原結合タンパク質の半減期／クリアランスは、エフェクター機能の結果でありうる。通常、エフェクター機能に介在する能力は抗原結合タンパク質の抗原との結合を必要とし、全ての抗原結合タンパク質が全てのエフェクター機能に介在しうるのではない。
エフェクター機能はいくつもの手法で測定することができ、例えば、FcγRIIIを介するナチュラルキラー細胞との結合またはFcγRIを介する単球／マクロファージとの結合でADCCエフェクター機能を測定する手法が含まれる。例えば、本発明の抗原結合タンパク質のADCCエフェクター機能をナチュラルキラー細胞アッセイで評価することができる。かかるアッセイの例は、Shields et al, 2001 The Journal of Biological Chemistry, Vol. 276, p6591 -6604；Chappel et al, 1993 The Journal of Biological Chemistry, Vol. 268, p25124-25131；Lazar et al, 2006 PNAS, 103； 4005-4010に記載されている。
CDC機能を決定するアッセイの例には、1995 J Imm Meth 184：29-38に記載のものが含まれる。
ヒト定常域のいくつかのアイソタイプ、特にIgG4およびIgG2アイソタイプは、本質的にa）古典的経路による補体の活性化；およびb）抗体依存性細胞傷害性の機能を欠く。抗原結合タンパク質の重鎖定常域に対する様々な改変を所望のエフェクター特性に応じて行うことができる。特定の突然変異を含有するIgG1定常域はFc受容体との結合を低減する、それ故にADCCおよびCDCを低減することが別々に記載されている（Duncan et al. Nature 1988, 332； 563-564；Lund et al. J. Immunol. 1991, 147; 2657-2662；Chappel et al. PNAS 1991, 88; 9036-9040；Burton および Woof, Adv. Immunol. 1992, 51; 1-84；Morgan et al., Immunology 1995, 86; 319-324；Hezareh et al., J. Virol. 2001, 75 (24); 12161 -12168）。
本発明の一実施形態においては、定常域を含んでその結果、ADCCおよび／または補体活性化またはエフェクター機能の低下した抗原結合タンパク質が提供される。かかる一実施形態においては、重鎖定常域は天然の無力化したIgG2またはIgG4アイソタイプ定常域または変異したIgG1定常域を含みうる。好適な改変の例はEP0307434に記載されている。一例として、アラニン残基の位置235および237における置換が挙げられる（EU指数番号付けによる）。
残基Asn297における特定の突然変異またはグリコシル化の改変を含有するヒトIgG1定常域はまた、Fc受容体との結合を増強することが記載されている。いくつかの事例において、これらの突然変異はまた、ADCCおよびCDCを増強することが示されている（Lazar et al. PNAS 2006, 103； 4005-4010；Shields et al. J Biol Chem 2001 , 276； 6591 -6604；Nechansky et al. Mol Immunol, 2007, 44； 1815-1817）。
本発明の一実施形態においては、かかる突然変異が239、332および330（IgG1）から選択される１以上の位置、または他のIgGアイソタイプにおける同等の位置に存在する。好適な突然変異の例はS239DおよびI332EおよびA330Lである。一実施形態においては、本発明の抗原結合タンパク質は位置239および332において、例えばS239DおよびI332Eにおいて突然変異があるか、または、239および332および330から選択される3つ以上の位置、例えばS239DおよびI332EおよびA330Lにおいて突然変異がある（EU指数番号付けによる）。
本発明の代わりの実施形態においては、改変グリコシル化プロファイルをもつ重鎖定常域を含む抗原結合タンパク質であって、その結果、増強されたエフェクター機能を有する抗原結合タンパク質が提供される。例えば、その場合、抗原結合タンパク質は増強されたADCCまたは増強されたCDCを有するかまたは増強されたADCCとCDCの両方のエフェクター機能を有する。改変グリコシル化プロファイルをもつ抗原結合タンパク質を産生するのに好適な技法の例は、WO2003011878、WO2006014679およびEP1229125に記載されており、これらは全て本発明の抗原結合タンパク質に応用することができる。
本発明はまた、本発明による抗原結合タンパク質を産生する方法であって；
a）本明細書に記載の単離された核酸を含む発現ベクターを含む組換え宿主細胞を培養するステップであって、組換え宿主細胞中のα-1,6-フコシルトランスフェラーゼをコードするFUT8遺伝子が不活化されている前記ステップ；および
b）抗原結合タンパク質を回収するステップ
を含むものである前記方法を提供する。
抗原結合タンパク質を生産するためのかかる方法は、例えば、BioWa, Inc. （Princeton, NJ）から入手しうるPOTELLIGENTTM技術システムを用いて実施することができて、その場合、FUT8遺伝子の機能性コピーを欠くCHOK1 SV細胞は、機能性FUT8遺伝子をもつ細胞において産生される同一のモノクローナル抗体より多くの、増強された抗体依存性細胞介在型細胞傷害性（ADCC）活性をもつモノクローナル抗体を産生する。POTELLIGENTTM技術システムの態様はUS7214775、US6946292、WO0061739およびWO0231240に記載されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。当業者はまた、他の適当なシステムを認識するであろう。
本発明の一実施形態においては、キメラ重鎖定常域を含む抗原結合タンパク質、例えば、少なくとも１つのIgG3由来のCH2ドメインをもつキメラ重鎖定常域を含み、その結果、抗原結合タンパク質は増強されたエフェクター機能、例えば、増強されたADCCまたは増強されたCDC、または増強されたADCCおよびCDC機能を有する抗原結合タンパク質が提供される。かかる一実施形態において、抗原結合タンパク質はIgG3からの1つのCH2ドメインまたはIgG3からの両方のCH2ドメインを含んでもよい。
また、本発明による抗原結合タンパク質を産生する方法であって、
a）本明細書に記載の単離された核酸を含む発現ベクター（ここで、発現ベクターはIgG1とIgG3両方のFcドメインのアミノ酸残基を有するFcドメインをコードする核酸配列を含む）を含む組換え宿主細胞を培養するステップ；および
b）抗原結合タンパク質を回収するステップ
を含むものである前記方法が提供される。
抗原結合タンパク質を産生するかかる方法は、例えば、BioWa, Inc. （Princeton, NJ）およびKyowa Hakko Kogyo（現在、Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd.） Co.、Ltd.から入手しうるCOMPLEGENTTM技術システムを用いて実施することができ、この方法では、組換え宿主細胞において、IgG1とIgG3の両方のFcドメインアミノ酸残基を有するキメラFcドメインをコードする核酸配列を有する発現ベクターが発現され、かかるキメラFcドメインを欠く他の同等の抗原結合タンパク質と比較してより大きい増強された補体依存性細胞傷害（CDC）活性を有する抗原結合タンパク質を産生する。COMPLEGENT技術システムの態様はWO2007011041およびUS20070148165に記載されていて、これらはそれぞれ本明細書に参照により組み込まれる。代わりの実施形態においては、配列特異的突然変異をIgG鎖のFc域中に導入することによりCDC活性を増加することができる。当業者はまた、他の適当なシステムも認識するであろう。
当業者には、さらにエフェクター機能を増強するために、かかる改変を単独で用いるだけでなく、お互いを組み合わせて利用しうることは明らかであろう。本発明のかかる一実施形態においては、突然変異したキメラ重鎖定常域を含む重鎖定常域を含む抗原結合タンパク質が提供され、例えば、ここで、抗原結合タンパク質は、少なくとも1つのIgG3からのCH2ドメインおよび1つのIgG1からのCH2ドメインを含み、ここで、IgG1 CH2ドメインは239、332および330から選択される位置において１以上の突然変異を有し（例えば、突然変異はS239D、I332EおよびA330Lから選択しうる）、その結果、増強されたエフェクター機能、例えば、増強されたADCCまたは増強されたCDCのうちの1以上の機能を有する、例えば、増強されたADCCおよび増強されたCDCを有する、抗原結合タンパク質が提供される。一実施形態においてはIgG1 CH2ドメインは突然変異S239DおよびI332Eを有する。
本発明の代わりの実施形態においては、キメラ重鎖定常域を含みかつ改変グリコシル化プロファイルを有する抗原結合タンパク質が提供される。かかる一実施形態において、重鎖定常域は少なくとも1つのIgG3からのCH2ドメインおよび1つのIgG1からのCH2ドメインを含みかつ改変グリコシル化プロファイルを有し、その結果、フコース対マンノースの比が0.8：3未満であり、例えば、抗原結合タンパク質は脱フコシル化され、その結果、前記抗原結合タンパク質は前記突然変異および改変グリコシル化プロファイルを欠く同等の抗原結合タンパク質と比較して増強されたエフェクター機能を有し、例えば、増強されたADCCまたは増強されたCDCのうちの1以上の機能を有する、例えば、増強されたADCCおよび増強されたCDCを有する。代わりの実施形態において、抗原結合タンパク質は少なくとも1つのIgG3 CH2ドメインおよび少なくとも1つのIgG1からの重鎖定常ドメインを有し、ここで両方のIgG CH2ドメインは本明細書に記載の限定に従って突然変異している。
本発明の一態様においては、本明細書に記載の本発明による抗原結合タンパク質を産生する方法であって、a）本明細書に記載の単離された核酸を含有する発現ベクターを含有する組換え宿主細胞を培養するステップであって、前記発現ベクターがさらにIgG1およびIgG3両方のFcドメインアミノ酸残基を有するキメラFcドメインをコードするFc核酸配列を含み、ここでα-1,6-フコシルトランスフェラーゼをコードするFUT8遺伝子が組換え宿主細胞において不活化されている前記ステップ；および
b）抗原結合タンパク質を回収するステップ
を含むものである前記方法が提供される。
抗原結合タンパク質を産生するかかる方法は、例えば、BioWa, Inc. （Princeton, NJ）から入手しうるACCRETAMABTM技術システム（POTELLIGENTTMとCOMPLEGENTTM技術システムを組み合わせたもの）を用いて実施し、キメラFcドメインを欠きかつオリゴ糖にフコースを有しその他は同等であるモノクローナル抗体と比較して、ADCCとCDCの両方の活性が増強された抗原結合タンパク質を産生することができる。
本発明のさらに他の実施形態では、突然変異したキメラ重鎖定常域を含む抗原結合タンパク質であって、改変グリコシル化プロファイルを有しその結果、増強されたエフェクター機能を有する、例えば、増強されたADCCまたは増強されたCDCのうちの1以上の機能を有する前記抗原結合タンパク質が存在する。一実施形態において、前記突然変異の位置は239および332および330から選択され、例えば、前記突然変異はS239DおよびI332EおよびA330Lから選択される。さらなる実施形態において、重鎖定常域は少なくとも1つのIgG3からのCH2ドメインおよび1つのIgG1からのCH2ドメインを含む。一実施形態において、重鎖定常域は改変グリコシル化プロファイルを有し、その結果、フコース対マンノースの比が0.8：3未満であり、例えば、抗原結合タンパク質は脱フコシル化され、その結果、前記抗原結合タンパク質は同等の非キメラ抗原結合タンパク質とまたは前記突然変異および改変グリコシル化プロファイルを欠く免疫グロブリン重鎖定常域と比較して増強されたエフェクター機能を有する。
本発明の抗原結合タンパク質を改変する他の手法は、免疫グロブリン定常ドメインまたはFcRn（Fc受容体新生児）結合ドメインの改変により、かかるタンパク質のin vivo半減期を増加することに関わる。
成人哺乳動物において、FcRn（新生児Fc受容体としても知られる）は、IgGアイソタイプと結合しかつ分解から救出する保護受容体として作用することにより血清抗体レベルの維持に重要な役割を果たす。IgG分子は内皮細胞によりエンドサイトーシスを受け、もしFcRnと結合すれば、循環中にリサイクルされる。対照的に、FcRnと結合しないIgG分子は細胞内に進入し、リソソーム経路に標的化されて分解される。
新生児FcRn受容体は組織全体の抗体クリアランスおよび経細胞輸送に関わると思われる（Junghans R.P （1997） Immunol. Res 16. 29-57およびGhetie et al （2000） Annu.Rev.lmmunol. 18, 739-766を参照されたい）。ヒトFcRnと直接相互作用することが確認されているヒトIgG1残基にはIle253、Ser254、Lys288、Thr307、Gln311、Asn434およびHis435が含まれる。本節に記載したこれらの位置のいずれかのスイッチは、本発明の抗原結合タンパク質の血清半減期の増加および／またはエフェクター特性の改変を可能にする。
本発明の抗原結合タンパク質は、FcRnに対する定常ドメインまたはそのフラグメントのアフィニティを増加するアミノ酸改変を有してもよい。治療および診断用のIgGおよび他の生体活性分子の半減期の増加は多くの利益を有し、それにはこれらの分子の投薬の量および頻度を減ずることが含まれる。一実施形態においては、それ故に、1以上のこれらのアミノ酸改変を有するIgG定常ドメインの全てまたは一部分（FcRn結合部分）を含む本明細書に与えた本発明による抗原結合または融合タンパク質、ならびに、かかる改変IgG定常ドメインとコンジュゲートした非IgGタンパク質または非タンパク質分子（ここでは改変IgG定常ドメインの存在が抗原結合タンパク質のin vivo半減期を増加する）が提供される。
PCT公開WO 00/42072は、改変FcRn結合アフィニティをもつ変異体Fc領域を含むポリペプチドを開示し、前記ポリペプチドは１以上のアミノ酸位置：Fc領域の238、252、253、254、255、256、265、272、286、288、303、305、307、309、311、312、317、340、356、360、362、376、378、380、386、388、400、413、415、424、433、434、435、436、439、および447におけるアミノ酸改変を含む。
PCT公開WO 02/060919 A2は、野生型IgG定常ドメインと比較して1以上のアミノ酸改変を含むIgG定常ドメインを含む改変IgGを開示し、前記改変IgGは野生型IgG定常ドメインを有するIgGの半減期と比較して増加した半減期を有し、ここで、1以上のアミノ酸改変は1以上の位置251、253、255、285-290、308〜314、385〜389、および428〜435においてである。
Shieldsら（2001, J Biol Chem ; 276:6591-604）はアラニン走査突然変異誘発を用いてヒトIgG1抗体のFc域中の残基を改変し、次いでヒトFcRnとの結合を評価した。アラニンへ変更した場合に、FcRnとの結合を効果的に抑止した位置にはI253、S254、H435、およびY436が含まれる。結合の低下が顕著でない他の位置は次の通りであった：E233〜G236、R255、K288、L309、S415、およびH433。いくつかのアミノ酸位置は、アラニンに変えるとFcRn結合の改善を示した：これらのうち顕著なものはP238、T256、E272、V305、T307、Q311、D312、K317、D376、E380、E382、S424、およびN434である。多くの他のアミノ酸位置はFcRn結合において、わずかな改善を示す（D265、N286、V303、K360、Q362、およびA378）かまたは変化がなかった（S239、K246、K248、D249、M252、E258、T260、S267、H268、S269、D270、K274、N276、Y278、D280、V282、E283、H285、T289、K290、R292、E293、E294、Q295、Y296、N297、S298、R301、N315、E318、K320、K322、S324、K326、A327、P329、P331、E333、K334、T335、S337、K338、K340、Q342、R344、E345、Q345、Q347、R356、M358、T359、K360、N361、Y373、S375、S383、N384、Q386、E388、N389、N390、K392、L398、S400、D401、K414、R416、Q418、Q419、N421、V422、E430、T437、K439、S440、S442、S444、およびK447）。
最も顕著な効果は、FcRnとの結合の改善をもたらす組み合わせ変異体について見出された。pH 6.0において、E380A/N434A変異体は生来のIgG1と比較して8倍を超えるFcRnとの優れた結合を示し、E380Aの2倍およびN434Aの3.5倍に比較しえた。これにT307Aを加えると、生来のIgG1と比較して12倍の改善をもたらした。一実施形態において、本発明の抗原結合タンパク質はE380A/N434A突然変異を含み、FcRnとの結合を増加した。
Dall'Acquaら（2002, J Immunol. ；169：5171 -80）は、マウスFcRnに対するヒトIgG1ヒンジ-Fcフラグメントファージディスプレイライブラリーの無作為突然変異誘発およびスクリーニングを記載している。彼らは位置251、252、254〜256、308、309、311、312、314、385〜387、389、428、433、434、および436の無作為突然変異誘発を開示した。IgG1-ヒトFcRn複合体安定性の大きな改善がFc-FcRn界面を横切るバンドに位置する残基（M252、S254、T256、H433、N434、および Y436）を置換することで起こり、そしてより小さい改善がV308、L309、Q311、G385、Q386、P387、およびN389のような末梢の残基の置換に広がる。ヒトFcRnに対する最高のアフィニティをもつ変異体は、M252Y/S254T/T256EおよびH433K/N434F/Y436H突然変異を組み合わせることにより得られ、野生型IgG1と比較して57倍のアフィニティ増加を示した。かかる突然変異したヒトIgG1のin vivo挙動は、野生型IgG1と比較してカニクイザルサルの血清半減期のほぼ4倍増加を示した。
本発明はそれ故に、FcRnと最適化結合をした抗原結合タンパク質の変異体を提供する。好ましい実施形態において、前記抗原結合タンパク質の変異体は、前記親ポリペプチドと比較して少なくとも1つのアミノ酸改変を前記抗原結合タンパク質のFc域中に含み、ここで前記改変は、Fc域の226、227、228、230、231、233、234、239、241、243、246、250、252、256、259、264、265、267、269、270、276、284、285、288、289、290、291、292、294、297、298、299、301、302、303、305、307、308、309、311、315、317、320、322、325、327、330、332、334、335、338、340、342、343、345、347、350、352、354、355、356、359、360、361、362、369、370、371、375、378、380、382、384、385、386、387、389、390、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、403、404、408、411、412、414、415、416、418、419、420、421、422、424、426、428、433、434、438、439、440、443、444、445、446および447から成る群より選択される（ここで、Fc域のアミノ酸の番号付けはKabatにおけるEU指数によるものである）。
本発明のさらなる態様において、改変はM252Y/S254T/T256Eである。
さらに様々な開示物が半減期の改変生理活性分子を得る方法を記載しており、それらはFcRn結合ポリペプチドを分子中に導入することによる（WO97/43316；米国特許5,869,046；米国特許5,747,035；WO96/32478；WO91/14438）、または分子をFcRn結合アフィニティは保存されるが他のFc受容体に対するアフィニティが非常に低い抗体と融合することによる（WO99/43713）、または抗体のFcRn結合ドメインと融合することによる（WO 00/09560；米国特許4,703,039）ものである。
さらに、生物学的半減期が減少した抗原結合タンパク質を産生する方法も提供される。His435をアラニンに突然変異させた変異体IgGはFcRn結合の選択的喪失をもたらし、血清半減期が有意に低下する（Firan et al. 2001, International immunology 13：993）。米国特許6,165,745は、抗原結合タンパク質をコードするDNAセグメント中にある突然変異を導入することによる生物学的半減期の減少した抗原結合タンパク質を産生する方法を開示している。その突然変異には、Fcヒンジドメインの位置253、310、311、433、または434におけるアミノ酸置換が含まれる。
本明細書で使用する用語「非ヒト抗体またはその抗体フラグメント」は、ヒト以外（ここでヒトはキメラ抗体を含む）のいずれかの種に由来する抗体またはそのフラグメントを意味する。
用語「ドナー抗体」は、その可変ドメイン、CDR、または他の機能性フラグメントまたはその類似体のアミノ酸配列を最初の免疫グロブリンパートナーに与える抗体（モノクローナルおよび／または組換え体）を意味し、その結果、改変免疫グロブリンコード領域を提供し、ドナー抗体の特徴である抗原性特異性および中和活性をもつ改変抗体の発現が得られる。
用語「アクセプター抗体」は最初の免疫グロブリンパートナーに対してその重鎖および／または軽鎖フレームワーク領域および／またはその重鎖および／または軽鎖定常域をコードするアミノ酸配列の全て（またはいずれかの部分、しかし好ましくは全て）を与えるドナー抗体と異種である抗体（モノクローナルおよび／または組換え体）を意味する。ヒト抗体はアクセプター抗体である。本明細書で使用する用語「ヒトアクセプター配列」は、ヒト抗体または抗体フラグメント由来のVHまたはVLフレームワークのアミノ酸配列を含む抗体または抗体フラグメントのフレームワーク、または、非ヒト種からのCDRを組み込むことができるヒトコンセンサス配列フレームワークを意味する。
本明細書で使用する用語CDRまたは超可変域の「組込み」は、非ヒトCDRをヒトアクセプターフレームワークと共に配置する手段を意味する。これは様々なやり方で達成することができ、例えば、非ヒト可変ドメイン配列をコードする核酸を突然変異させてそのフレームワーク残基をヒトアクセプターフレームワーク残基に変えることにより、または、ヒト可変ドメイン配列をコードする核酸を突然変異させてCDRを非ヒト残基に変えることにより、または、所望の配列をコードする核酸を合成することにより、所望のアミノ酸配列を作製することができるのは理解されるであろう。一実施形態においては、最終配列はin silicoで作製する。
本発明をここでただ例示として記載する。添付した請求項は1以上の次の実施例の一般化を含みうる。
実施例
モノクローナル抗体作製と選択
1.1 免疫化計画
抗ヒトOSM mAb S168110G08(1)1A09（「10G8」）を組換えグリコシル化ヒトOSM（K598）で免疫化したマウス由来のハイブリドーマから特定した。雌SJLマウス（n=2、Harlan、UK、宿主 SP06-06031）を通常のように合計10μgタンパク質を腹腔内にAS02様アジュバントと共に用いて免疫化した。追加免疫は5μgタンパク質を用いた。各追加免疫後に試験採血を行い、最良の応答をしたマウス（168#4）をハイブリドーマ融合用に選んだ（R16092/177-198）。脾臓を切除し、破壊し、そしてPEG1500誘導による体細胞融合をマウス骨髄腫細胞X63 AG8 653.GFP.Bcl-2.11（BioCat 112754；R17209/58）を用いて実施した。融合体をメチルセルロースを含有する半固体培地中の10 x 96ウエルプレートおよび5 Nuncオムニトレイ中にまいた。コロニーを半固体培地から5 x 96ウエルプレート中に拾った。
1.2 スクリーニング計画
1.2.1 一次スクリーニング
抗OSMバックアップ抗体に対する一次スクリーニングは、ヒトOSMと結合することができ、そして、抗部位II分子を選択する目的で、ヒトおよびカニクイザル両方のOSMのgp130受容体との結合を阻害するハイブリドーマ材料の選択に基づいた。これらのスクリーニングから得たポジティブハイブリドーマ上清をBIACore脱離速度動力学により分析してトップ結合ハイブリドーマを選択した。
3000余りのクローンを融合体から回収し、そのうちの86クローンが結合ELISAによりヒトOSMとかなりの結合を示した。抗部位II活性の分析をgp130 ELISAにより、ポジティブハイブリドーマについてヒトおよびカニクイザルOSMで行い、ヒトおよびカニクイザルOSMの両方をヒトgp130との結合から阻害するハイブリドーマクローンをBIACore脱離速度動力学分析で試験した。脱離速度分析によるトップ4のヒトOSMバインダー、10G8、9G2、3E3および2B7をモノクローン化して再スクリーニングした。各ハイブリドーマからのモノクローン間に、BIACoreおよびELISA結合活性またはgp130阻害に差異はなかった。娘クローン：10G8.A9、9G2.C1、2B7.A6および3E3.A1を凍結保存し、無血清スケールアップおよび精製に用いた。これらを二次スクリーニングに進めた。
1.2.2 二次スクリーニング
4つの娘クローン、10G8/A9、9G2/C1、2B7/A6および3E3/A1をランク付けする二次スクリーニングには、ヒト/カニクイザルOSMに対するBIACore動力学分析；ヒト/カニクイザルOSMによるヒトgp130 ELISA；ヒト/カニクイザルOSMによるKB細胞中和アッセイが含まれる。これに加えて、内因性好中球由来のヒトOSMを中和する能力、25％ヒトAB血清中の中和能力の保持およびヒトLIFに対する反応性を評価した。
BIACore 分析：
BIACore分析は10G8、9G2、3E3および2B7が代わりの非競合抗OSMマウス抗体（15E10）より高いアフィニティを有することを示した（表1）。10G8はヒト（〜550pM）とカニクイザル（〜310pM）の両方のOSMに対して最高のアフィニティを示した。10G8は15E10と比較して、ヒトOSMに対して8倍／0.9対数増加したアフィニティを有し、そしてカニクイザルOSMに対して11倍／1対数増加したアフィニティを有した。10G8と9G2の両方はカニクイザルOSMに対してヒトOSMを超える増加したアフィニティを示した。
表1：BIACore動力学−15E10と比較した4つの抗OSMバックアップリード抗体10G8、9G2、3E3および2B7
［表１］
Figure 0006351973
ヒトgp130 ELISA：
ヒトgp130 ELISAは比較的高いレベルのOSM（25ng/ml）を用い、リガンドが過剰に存在するので、高アフィニティ抗体を低アフィニティ抗体から分離する能力は低下する。このアッセイを4回反復した後、10G8がヒトとカニクイザル両方のOSMをgp130受容体との結合からブロックする最強の抗体であることが示された（図1；表2）。
表2：ヒトgp130 ELISA−ヒトおよびカニクイザルOSMに対する10G8、9G2、3E3および2B7活性をランク付けするヒトgp130 ELISAの4回反復の総括。非競合性マウス抗体15E10およびネガティブ対照ツール抗体を比較のために加えた。
［表２］
Figure 0006351973
ヒトgp130アッセイを25％ヒトAB血清の存在のもとで反復した。このアッセイの2回反復は全ての4つのリード抗体10G8、9G2、3E3および2B7、ならびに15E10がヒトおよびカニクイザルOSMのgp130との結合をブロックする能力を保持することを示した（データは示してない）。
KB細胞中和アッセイ：
OSMはKB細胞（gp130およびOSM受容体に対するmRNAを発現するヒト上皮細胞株）からのIL-6放出を誘導する。概要を述べると、KB細胞を1ng/ml OSM+/-の色々な抗体濃度で16〜18時間、37℃にて刺激し、IL-6放出をELISAによりモニターする。KB細胞中和アッセイはgp130アッセイと比較して少ない量のOSMを用いる（1ng/ml対25ng/ml）。このアッセイは高アフィニティ中和剤を低アフィニティ中和剤からより明確に識別するアッセイである。抗体15E10と比較して、10G8はKB細胞中和アッセイにおいてヒトOSMに対して15倍／1.2対数さらに強力であった。このアッセイの3回反復から、10G8は全ての反復において第1位にランク付けされ、ヒトOSMに対して8ng/mlおよびカニクイザルOSMに対して6ngの平均IC50値を与えた（図2；表3）。9G2はこのアッセイで第2位にランク付けされ、ヒトとカニクイザルOSMに対してそれぞれ18ng/mlおよび15ng/mlのIC50であった。
表3：KB細胞中和アッセイ−ヒトおよびカニクイザルOSMに対する10G8、9G2、3E3および2B7活性をランク付けするための3回反復のKB細胞中和アッセイの総括。抗体15E10を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。
［表３］
Figure 0006351973
25％ヒトAB血清の存在のもとで、10G8、9G2および3E3はヒトおよびカニクイザル両方のOSMを中和する能力を保持した（図3）。15E10および2B7はIC50値を計算するのに十分な品質の適合曲線を生じなかった。非ヒト血清KB細胞アッセイのように、最強の抗体は10G8であり、9G2が第2位であった。25％AB血清の存在のもとでは活性のいくらかの低下が見られた。これはある程度、このアッセイ読出値に干渉するAB血清によるものであろう。非ヒト血清中におけるより高いIL-6バックグランドレベルがこのアッセイにおいて観察された。
内因性ヒトOSM（gp130アッセイ）：
全てのリード抗体10G8、9G2、3E3および2B7、ならびに抗体15E10は4つの別のドナーからの内因性ヒトOSMを阻害した（図4）。この生来のOSMは健康なヒト好中球のGM-CSF-刺激から作製された。
ヒトLIF反応性（KB細胞中和アッセイ）：
ヒトLIFはヒトOSMに対するIL-6ファミリーの最も近い関係にあるメンバーである。最初の研究は、10G8、9G2、3E3および2B7とヒトLIFとの間に反応性が存在しないことを示し、これらの抗体がOSM特異的であることを示した（図5）。
キヌザルOSM反応性（KB細胞中和アッセイ）：
全ての4種のリード分子10G8、9G2、3E3および2B7はKB細胞中和アッセイにおいてキヌザルOSMを中和することを示した（図6）。15E10および3つの抗ヒトOSM抗体追加パネル、10D3DLE、OM4.11.17およびOM4.11.31はキヌザルOSMを中和しなかった。 2回反復のアッセイから、10G8はキヌザルOSMの最強中和剤であり、9G2は第2位にランク付けされた。
1.2.3 進行のために選択したモノクローナル
上記アッセイの全てにおける第1のランク付けに基づいて、4つの抗体から10G8をキメラ化のリード抗体として選んだ。9G2もヒト化が困難な場合のバックアップ分子としてキメラ化用に選択した。
1.3 抗体エンジニアリングとリード抗体シリーズ選択
1.3.2 可変域配列
4つの選択したモノクローナル、2B7、3E3、9G2および10G8に対する可変遺伝子を単離し、平行して、対応するキメラ抗体の作製を可能にするために配列を決定した。全RNAをハイブリドーマ細胞ペレットから抽出した。重鎖および軽鎖のV遺伝子をコードする配列をRT-PCRまたは5'RACEにより増幅し、次いでTAクローニングにより配列分析をした。V遺伝子増幅を各抗体について二重に行い、2つの独立反応から配列を矯正した。全ての4つのハイブリドーマクローンについて可変重鎖および可変軽鎖の配列を得た。タンパク質配列のアラインメントは、抗体が可変重鎖および可変軽鎖領域の両方で高度の配列同一性を有することを示した（図7および8）。これらの抗体の重鎖および軽鎖の可変域の配列を配列番号26〜48に記載する。表Aを参照されたい。
4つのリードモノクローナルと抗体15E10の間の配列比較は軽鎖（図9）または重鎖（図10）でわずか50〜60％の同一性を示す。これはこれらの抗体が抗体15E10により認識されるものとは異なるエピトープと結合することを示す。
1.3.3 抗体クローニング
1.3.3.1 キメラの構築
上記のマウスVHおよびVL領域をコドン最適化ヒトγ1 Fc野生型およびヒトκ定常域にそれぞれグラフトすることにより、10G8と9G2の両方のキメラ抗体を作製した。このキメラ抗体を用いてクローニングしたマウスV域の機能を確認し、精製し、そしてヒト化構築物を試験する場合の参照として用いた。PCRプライマーは、RIxおよび10G8哺乳動物の発現ベクター中へのクローニングに必要な制限部位を含むことが2.3.1で確認された5'および3'DNA配列に基づいて設計した。プライマーはまた、生来のシグナル配列をCampathシグナル配列で置き換えるように設計した。Hind IIIおよびSpe I部位はVHドメインを挟むように設計し、ヒトγ1C領域を含有する改変RIxまたはpTT5ベクター中へのクローニングを可能にした。Spe I部位のフレームワーク4配列中への導入はFR4の位置108における単一アミノ酸変化をもたらした。9G2 VH領域については、内部Spel部位がDNA配列の5'末端に存在し、9G2キメラに対するPCRプライマーはこの内部Spel部位を除くように設計した。Hind IIIおよびBsiWI部位はVLドメインを挟み、そしてヒトκC領域を含有する改変RInまたはpTT5ベクター中へのクローニングが可能になるよう設計した。
正しいVHおよびVL配列を持つクローンを特定し、CHOまたはHEK細胞における発現用のプラスミドを調製した。
1.3.3.2 キメラの発現
キメラ10G8および9G2のVHおよびVLドメインをコードするRIdおよびRInプラスミドをそれぞれ、CHOE1A細胞中にエレクトロポレーションにより共トランスフェクトし、ポリクローナル細胞培養において発現した。キメラ10G8および9G2のVHおよびVLドメインをコードするpTTプラスミドを、脂質形質移入技法を用いてHEK293細胞中に共トランスフェクトして、一過性エピソーム発現を可能にした。エピソーム発現系における形質移入はmg量の抗体を生じうる可能性がある。産生したキメラ抗体（10G8cおよび9G2c）を細胞培養上清からプロテインAセファロース上のアフィニティクロマトグラフィにより精製した。精製した抗体をSDS-PAGE分析およびサイズ排除クロマトグラフィにより品質を管理した。
1.3.3.3 結合アッセイデータ
ヒトOSM結合ELISA：
10G8および9G2の両方のキメラは、15E10キメラ（15E10c）より大きい程度で首尾よくヒトOSMと結合する（図11）。これはヒトOSMを1μg/mlでコーティングし、結合した抗体を抗ヒトIgGを用いて検出した直接ELISAであった。
BIACore分析：
BIACore分析は、マウス親抗体と比較して、キメラ10G8および9G2分子中のヒトまたはカニクイザルOSM結合には少ししかまたは全くロスがなかったことを示した（表 4）。10G8キメラ（654pM）は第1にランク付けされ、続いて9G2キメラ（1.33nM）である。全ての抗体がカニクイザルOSMに対して、ヒトOSMを超えるアフィニティ増加を示した。
表4：BIACore動力学−10G8、10G8キメラ、9G2、および9G2キメラ抗体の結合動力学
［表４］
Figure 0006351973
1.3.3.4 機能アッセイデータ
ヒトgp130 ELISA：
ヒトgp130 ELISAは比較的高いレベルのOSM（25ng/ml）を用い、リガンドが過剰に存在するので、高アフィニティ抗体を低アフィニティ抗体から分離する能力は低下する。このアッセイを3回反復した後、10G8キメラがヒトとカニクイザル両方のOSMをgp130受容体との結合から阻害する最も有効な抗体であった。10G8マウス親と10G8キメラに対する値はこのアッセイにおいて非常に類似した（図12；表5）。9G2とそのキメラの間に有意差はなかった。
表5：ヒトgp130 ELISA−ヒトとカニクイザルOSMに対する10G8、10G8キメラ、9G2、および9G2キメラ活性をランク付けするためのヒトgp130 ELISAの3回反復の総括。
抗体15E10を比較のために加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。
［表５］
Figure 0006351973
ヒトgp130アッセイを、ヒトおよびカニクイザル両方のOSMに対するヒトAB血清の存在のもとで繰り返した。全ての分子は25％血清中でその活性を保持した。ヒトおよびカニクイザルOSMに対して、10G8キメラおよび10G8マウス親が第1および第2にランク付けされた。これらの2つの抗体に対するIC50値は類似した。第3にランク付けされた9G2キメラとそのマウス親の間に有意差は観察されなかった（データは示してない）。
KB細胞中和アッセイ：
10G8マウス親はそのキメラと類似した挙動であった（図13；表6）。このアッセイにおいて、9G2マウス親とキメラはそれぞれ第3と第4にランク付けされた。
表6：KB細胞中和アッセイ−ヒトとカニクイザルOSMに対する10G8、10G8キメラ、9G2、および9G2キメラ活性をランク付けするための3回反復のKB細胞中和アッセイの総括。
比較のために抗体15E10を加えた。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。.
［表６］
Figure 0006351973
25％ヒトAB血清の存在のもとで、10G8、10G8キメラ、9G2、および9G2キメラはヒトおよびカニクイザル両方のOSMを中和するその能力を保持した（図14）。25％AB血清の存在のもとで、いくつかの活性の低下が見られた。IC50値は1μg/ml抗体開始濃度で計算できなかったものの、明白な力価中和効果は、無関係なネガティブ対照を除いて全ての抗体に対して見られた。活性のこの低下は、ある程度、このアッセイ読出値を妨害するAB血清によるものでありうる。このアッセイにおいて、非ヒト血清におけるより高いIL-6バックグランドレベルが観察された。
内因性ヒトOSM（gp130アッセイ）：
10G8、10G8キメラ、9G2、および9G2キメラは2つの別のドナーからの内因性ヒトOSMを阻害した（図15）。これらの2つのドナーに対して、10G8と10G8キメラは共通して第1でランク付けされる一方、9G2とそのキメラはそれぞれ第3および第4にランク付けされた（表7）。この生来のOSMは健康なヒト好中球のGM-CSF-刺激から作製された。
表7：内因性OSMヒトgp130アッセイ−内因性ヒトOSMに対する10G8、10G8キメラ、9G2、および9G2キメラ活性を評価するためのgp130 ELISAにおける2つの好中球ドナーの総括。ツール抗体をネガティブ対照として用いた。.
［表７］
Figure 0006351973
ヒトLIF反応性（KB細胞中和アッセイ）：
ヒトLIFはヒトOSMに対するIL-6ファミリーの最も近い関係にあるメンバーである。ヒトLIF KB細胞アッセイの3回反復は、10G8、10G8キメラ、9G2、および9G2キメラがヒトLIFを中和しないことを示した。市販の抗ヒトLIF抗体はこのアッセイでLIFを中和した（図16）。このことは、これらの抗体がOSM特異的であることを証明した。
ヒト化
2.1.1 重鎖ヒト化計画
ヒトV遺伝子生殖系列データベースのBLAST分析の後、ヒト生殖系列IGHV3_7)（マウス10G8可変重鎖配列と74％同一性（CDRを含む）を有する）をヒト化用に好ましいアクセプターフレームワークとして選択した。生殖系列V領域をin silicoで好適なFR4、（この場合、配列類似性に基づいてJH2ミニ遺伝子（Kabat Vol.II））と組み合わせた。JH2ミニ遺伝子残基の最初の6残基はCDR3域内にあり、ドナー抗体から入るCDRにより置換えられる。3つのヒト化重鎖変異体を、配列比較および抗体機能への影響の可能性に基づいて作製した。構築物HOは、10G8（Kabat定義による）からのマウスCDRの、先に選択したヒトアクセプターフレームワーク中へのストレート移植片であった。構築物H1およびH2はHOに基づくものであって、両方とも、各構築物中に異なる1つのさらなるフレームワーク突然変異を位置2および105にそれぞれ組み込んでいる。
2.1.2 軽鎖ヒト化
ヒトV遺伝子生殖系列データベースのBLAST分析の後、ヒト生殖系列IGKV4_1）（マウス10G8可変軽鎖配列と64％同一性（CDRを含む）を有する）をヒト化用に好ましいアクセプターフレームワークとして選択した。生殖系列V領域をin silicoで好適なFR4（この場合、配列類似性に基づいてJ域κ4ミニ遺伝子（Kabat Vol.II））と組み合わせた。JK-4ミニ遺伝子残基の最初の2つの残基はCDR3域内にあり、マウス10G8軽鎖CDR3中の最後の2つの残基と同一である。5つのヒト化軽鎖変異体を、配列比較および抗体機能への影響の可能性に基づいて作製した。構築物LOは10G8（Kabat定義による）からのマウスCDRの、先に選択したヒトアクセプターフレームワーク中へのストレート移植片であった。構築物L1、L2およびL3はLOに基づくものであって、各構築物で異なった1つのさらなるフレームワーク突然変異が位置46、84および103にそれぞれ組み込まれている。構築物L4には上記戻し変異の3つ全てが組み込まれている。
2.1.3 ヒト化ベクターの構築
ヒト化可変域のDNA配列を、LETO 1.0ソフトウエア（Entelechon GmbH）を用いて配列の最適化を行い、重複オリゴヌクレオチドの構築とPCR増幅によりde novo合成した。プライマーは哺乳動物発現ベクター中へのクローニングおよび分泌のための制限部位ならびに分泌のためのヒト免疫グロブリンシグナル配列を含んだ。ヒト化可変重鎖領域H0〜H2をHindIIIおよびSpelを用いてヒトγ1定常域を含有する哺乳動物発現ベクター中へクローニングした。平行して、ヒト化可変軽鎖領域L0〜L4をHindIIIおよびBsiWIを用いてヒトκ定常域を含有する哺乳動物発現ベクター中へクローニングした。
2.1.4 ヒト化変異体のパネルの最初のスクリーニング
ヒト化変異体（3つの重鎖 x 5つの軽鎖＝15種）のパネルをスクリーニングして絞るために、抗体をHEX細胞に発現させ、BIACore、ELISAおよび機能アッセイにより評価した。
2.2 ヒト化10G8抗体バイオアッセイ：キメラmAb-対-ヒト化mAb
2.2.1 二次スクリーニング
表9に掲げたヒト化10G8抗体をランク付けする二次スクリーニングには、ヒトOSMに対するBIACore動力学分析；ヒト/カニクイザルOSMによるヒトgp130 ELISA；ヒト/カニクイザルOSMによるKB細胞中和アッセイが含まれる。これに加えて、25％ヒトAB血清中のgp130結合をブロックする能力を評価した。
BIACore 分析：
形質移入上清についての最初のBIACore分析は、ヒトOSMに対してL1およびL4ヒト化変異体がL0、L2およびL3ヒト化変異体より高いアフィニティを有することを示した（表8）。これらの軽鎖突然変異は、ストレート移植片単独（HOLO）および10G8キメラと比較してアフィニティを改善した。重鎖変異体、H1およびH2はストレート移植片、HOに対する抗体のアフィニティに小さい影響しか与えなかった。
スケールアップして精製したL1およびL4変異体の分析は、これらのmAbのヒトとcyno両方のOSMに対するアフィニティの間に非常にわずかな差しかないことを示した（表9）。
表8：BIACore動力学−10G8キメラと比較した、15種の抗OSMバックアップヒト化10G8抗体形質移入上清のヒトOSM結合動力学
［表８］
Figure 0006351973
表9：BIACore動力学−10G8キメラと比較した、抗OSMヒト化10G8 L1およびL4変異体抗体の精製バッチのカニクイザルおよびヒトOSM結合動力学
［表９］
Figure 0006351973
KB細胞中和アッセイ：
KB細胞中和アッセイは、gp130アッセイと比較して少量のOSMを用いる（1ng/ml対25ng/ml）。このアッセイは高アフィニティ中和剤を低アフィニティ中和剤からより明確に識別するアッセイである。最初のHO、H1、H2、L0、L1、L2、L3およびL4変異体構築物のKB細胞アッセイスクリーニングはL1構築物が優れることを示した（データは示してない）。これらをBIACore分析で良い結果を示したL4変異体と共に、より大きいバッチで産生し、さらなるアッセイを行った。このアッセイの3回反復から、ヒト化10G8 L1変異体は第1位にランク付けされ、ヒトOSMに対して14ng/mlおよびカニクイザルOSMに対して10ngの平均IC50値を与えた（図17；表10）。
表10：KB細胞中和アッセイ−ヒトおよびカニクイザルOSMに対するヒト化10G8 L1およびL4変異体活性をランク付けするための3回反復のKB細胞中和アッセイの総括。
［表１０］
Figure 0006351973
ヒト化10G8 L1変異体はL4変異体と比較してKB細胞アッセイにおいてより大きい生物学的活性を示したので、これらを選択してさらなる試験を行った。L4変異体はCHO-E1a系で非常に低い産生収率しか得られなかったので、これはさらなる進行から除外した。
ヒトgp130 ELISA：
ヒトgp130 ELISAは比較的高いレベルのOSM（25ng/ml）を用い、リガンドが過剰に存在するので、高アフィニティ抗体を低アフィニティ抗体から分離する能力は低下する。ヒト化10G8 L1変異体によるこのアッセイの2回反復後、全ての3つの変異体はヒトおよびカニクイザル両方のOSMをgp130受容体との結合からブロックする上で等能力であることがこのアッセイで示された（図18）。ヒトgp130アッセイはまた、25％ヒトAB血清の存在のもとでも行った。このアッセイの2回反復は、全ての抗体、ヒト化10G8 H0L1、H1L1およびH2L1変異体がヒトおよびカニクイザルOSMをgp130との結合からブロックする能力を保持することを示した（データは示してない）。
2.3 Fabフラグメントの単離と10G8 mAb-OSM複合体の結晶化
2.3.2 Fabフラグメントの作製
10G8親抗体からのFabフラグメントを、ビーズに固定したパパイン（Pierce 20341）による、20時間、37℃にて20mMリン酸バッファーpH 7、10mM EDTAおよび10mM L-システインを含有するバッファー中での消化により作製した。消化後、使い捨てプラスチックカラムを用いてビーズを取出し、混入するFcフラグメントと未消化の抗体を次いでFabフラグメントからプロテインA型クロマトグラフィを用いて除去した（MabSelect, GE Healthcare 17-5438-03）。Fabフラグメントを含有する無結合画分はさらにSuperdex 200pgサイズ排除クロマトグラフィ（SEC）（GE Healthcare 17-1069-01）を用い、移動相として25mM HEPES pH 7.7、150mM NaClバッファーを用いて精製した。11.5mgの精製Fab（GRITS30249）を5.75mgの組換えOSM（GRITS23122）と1：1のモル比で、1.5時間4℃にて混合することにより複合体を作った。次いで複合体をSuperdex 200pg SECを用いて非複合化材料から精製した。分解した複合体をlOkmwco膜（Vivaspin VS2002）を備えた遠心濃縮デバイスを用いて、44mg/ml全タンパク質（収量9.2mg）まで濃縮した。複合体成分はN-末端配列決定、質量分析およびSDS-PAGEを用いて確証した。FabフラグメントのOSM機能結合活性をgp130阻害アッセイを用いて確認した（データは示してない）。
2.3.2 10G8-OSM複合体結晶化
10G8 OSM FabフラグメントをOSMと複合化し、これを20℃にてPEG3500を沈降剤として用いて結晶化した。結晶化を最適化し、これを欧州シンクロトン放射施設（ESRF）に送って分析し、その構造を3.5Åにて解析した。10G8 mAbは良い表面相補性をもつOSMのヘリックスBおよびCと結合し、OSM部位IIをgp130受容体との結合から純粋に立体障害によりブロックして部位IIからの残基との直接相互作用はなかった。3.5Åで解像したときに結合に直接関わるわずかな残基（5Å未満の距離）を表11および図19に記載した。このブロック効果のほとんどには軽鎖が関わった。4つのCDR（CDRH2、H3およびCDRL1およびL3）が直接または水が介在する相互作用を通してOSMのヘリックスBおよびCと結合した。10G8mAbとの結合時に、OSM分子の有意な歪はなかった。CDRの2つ（CDRH1およびL2）は非結合であったので、抗体の変異体はこれらの1つまたは両方がヒト配列に戻された場合に作られたのかも知れない。これは、ストレートヒト化移植片より免疫原性の小さい分子をもたらしうる。
表11：
［表１１］
Figure 0006351973
2.3.3
2.3.4 ヒト化10G8抗体：ヒトCDR置換体
自社で解明したOSMと複合した抗OSM 10G8の結晶構造は、CDRH1とCDRL2が抗原結合に直接関わらないことを確認した。好適なヒト生殖系列CDRを選択してこれらのマウス生殖系列CDRと置換えた。2つのCDRH1と2つのCDRL2ヒト生殖系列配列を、抗原結合に与えるそれらの効果について試験した。重鎖および軽鎖両方のCDRに対して元来のヒト生殖系列アクセプターフレームワーク（それぞれIGHV3_7およびIGKV4_1）を試験し、そしてまた、CDRと隣接するフレームワーク相同性（IGHV3_23およびIGKV1_5）に基づいて選択した2つのさらなるヒト生殖系列配列も試験した。ヒト生殖系列CDRH1およびCDRL2配列を、ヒト化HOおよびL1 V-領域中のそれぞれのマウスCDRと交換した。新しいV-領域を、重複オリゴヌクレオチドの構築と、節1.1.4に記載のPCR増幅によりde novo合成した。
2.4 ヒト化10G8抗体バイオアッセイ：ヒト化10G8 H0L1 mAb-対-ヒト化非結合CDRをもつヒト化10G8 mAb
2.4.1 二次スクリーニング
BIACore分析：
様々なヒト化10G8 H0L1 CDRH1およびCDRL2構築物からの形質移入上清についてのBIACore分析は、予備候補mAbのヒトOSMアフィニティをそっくり保持する唯一の抗体はH0(IGHV3_23)L1分子であることを示した（表12）。この構築物、ならびに次いで最良のKD値をもつ2つのさらなる分子、H0L1(IGKV4_1)およびH0(IGHV3_23)L1（IGK4_1）をスケールアップし、精製してさらに研究を進めた。
表12：BIACore動力学−10G8キメラと比較した、抗OSMバックアップヒト化10G8 H0L1 CDRH1およびCDRL2変異体抗体の形質移入上清のカニクイザルおよびヒトOSM結合動力学
［表１２］
Figure 0006351973
KB細胞中和アッセイ：
KB細胞中和アッセイは、ヒト化10G8 H0(IGHV3_23)L1構築物（H0(‘CDRH1)L1と表示）が親ヒト化10G8 H0L1（H0L1と表示）mAbに非常によく似た効力を示すことを実証した。非結合CDRL2のヒト配列への復帰は、H0L1(IGKV4_1)（H0L1(huCDRL2)と表示）およびH0(IGHV3_23)L1（IGK4_1）（H0(huCDRH1)L1(huCDRL2)と表示）抗体に対するデータから見られるように中和活性の減少を示した（図20、表13）。
表13：KB細胞中和アッセイ−ヒトおよびカニクイザルOSMに対するヒト化10G8 H0L1 CDRH1およびCDRL2変異体活性をランク付けするKB細胞中和アッセイの3回反復の総括。
［表１３］
Figure 0006351973
これらのデータから、ヒト化10G8 H0(huCDRH1)L1を全ての特徴付けのためのリード予備候補として選んだ。
2.5 ヒト化10G8抗体バイオアッセイ：ヒト化10G8 H0(IGHV3 23)L1 mAb
2.5.1 二次スクリーニング
BIACore分析
BIACore分析を精製H0(IGHV3_23)L1 mAbについて行い、10G8キメラおよびヒト化10G8 H0L1親mAbに対してランク付けした。H0(IGHV3_23)L1 mAbと親H0L1 mAbの間には、ヒトとcyno両方のOSMに対するアフィニティに少ししかまたは全く差がなかった（表6）。H0(IGHV3_23)L1 mAbは、ヒトOSMに対して、代わりの非競合性抗OSMヒト化抗体15E10hと比較して6.5倍（0.8対数）増加したアフィニティを有した。この研究については、新しいバッチのOSMを用いて、より低いKD値を得たが、ヒト化変異体と非競合性抗体との間の差は同じのままであった。
表14：BIACore動力学−10G8キメラと比較した、およびヒト化10G8 HOL1親mAbと比較した、および代わりの非競合抗OSMヒト化抗体15E10hと比較した、精製H0(IGHV3_23)L1 mAbのカニクイザルおよびヒトOSMとの結合動力学。
［表１４］
Figure 0006351973
Kinexa 分析
Kinexa（Sapidyne Instruments 3200）溶液相アフィニティ測定器を用いて、抗OSM抗体H0(huCDRH1)L1およびヒト化15E10（無関係のOSM抗体）のヒト、カニクイザル、アカゲザルおよびキヌザルOSMに対する総アフィニティを決定した（表15）。ヒト化15E10を比較のために加えた。
OSMビーズは吸着（ポリメチルメタクリレートビーズ-PMMA）またはアミンカップリング（NHS活性化セファロースビーズ）により調製した。研究したOSM分子の範囲は色々な濃度のOSMでコーティングしたビーズの作製を必要とした。アッセイの溶液相部分については、固定した濃度の抗体を抗範囲のOSM濃度でインキュベートし、室温にて少なくとも2時間のインキュベーションにより平衡に到達させた。次いでOSMビーズを用いて溶液相サンプル中に存在する遊離抗体の量を決定し、その手段は、OSMビーズマトリックスと結合する遊離抗体を、蛍光染料で標識した適当な二次抗体（試験する構築物に応じて抗ヒトまたは抗マウス）を用いて検出する手法によった。結合曲線は、機械に固有のKinexa Pro分析ソフトウエアを用いて適合させた。様々な出発濃度の抗体を用いる多数の試験を次いで編集しかつn-曲線分析ソフトウエアを用いて分析してより正確なアフィニティを得た。
H0(huCDRH1)L1は、先にBIACore分析により評価したようにヒトOSMに対して高いアフィニティを示す。チップ表面に結合した抗体を評価するBIACoreとは違って、Kinexaは液相中の遊離した液体及びリガンドを用いてアフィニティを評価し、自然の状態によく似ている。
表15：Kinexa動力学−精製抗OSMバックアップ抗体H0(huCDRH1)L1およびヒト化15E10のヒト、カニクイザル、アカゲザルおよびキヌザルOSMとの結合動力学。
［表１５］
Figure 0006351973
**キヌザルOSMに対するアフィニティが非常に乏しく、受容体による実験に対しては、μM量のOSMを用いるためには、40nMを超える抗体が必要であることを意味する。
全体の結論として、ヒト化15E10のキヌザルOSMとの結合は、ヒトOSMに対する結合より著しく乏しい。
ヒトgp130 ELISA：
ヒトgp130 ELISAは過剰のOSM（25ng/ml）を用い、その結果、その高アフィニティ抗体を低いアフィニティ抗体から分離する能力が低下する。gp130アッセイの3回反復の後、10G8マウス親、10G8キメラ、ヒト化10G8 H0L1親（H0L1）およびH0(huCDRH1)L1は全て、このアッセイにおいて、ヒトとカニクイザル両方のOSMをgp130受容体との結合からブロックする能力があることを立証した（図21）。このアッセイにおける抗原のレベルが高いので、明確なランク付けは識別できなかった。
ヒトgp130アッセイを25％ヒトAB血清および25％のプールしたヒト滑液の存在のもとで繰り返した。各マトリックスに対するこのアッセイの3回反復は、全ての抗体、10G8マウス親、10G8キメラ、ヒト化10G8 H0L1親（H0L1）およびH0(huCDRH1)L1ならびに15E10hがヒトとカニクイザルのOSMをgp130との結合からブロックする能力を保持することを示した（データは示してない）。
KB細胞中和アッセイ：
KB細胞中和アッセイは、使用するOSMのレベルが低い（1ng/ml）ので、gp130アッセイよりも、高アフィニティを低アフィニティ中和剤から分離する識別能力のあるアッセイである。このアッセイの3回反復から、H0(huCDRH1)L1はヒトOSMに対して30ng/ml、カニクイザルOSMに対して41ng/mlおよびキヌザルOSに対して36ng/mlの平均IC50値を与えた（図22；表17）。
表17：KB細胞中和アッセイ−ヒト、カニクイザルおよびキヌザルOSMに対するH0(huCDRH1)L1活性を格付けるためのKB細胞中和アッセイの3回反復の総括。15E10hを比較のために加えた。
［表１７］
Figure 0006351973
25％ヒトAB血清または25％プールしたヒト滑液の存在のもとで、H0(huCDRH1)L1および15E10hはヒトおよびカニクイザル両方のOSMを中和する能力を保持した（図23）。活性のいくらかの低下が25％AB血清または25％プールした滑液の存在のもとで見られた。これは恐らくこのアッセイ読出値を妨害するこれらのマトリックスによる。通常のアッセイより高いIL-6バックグランドレベルがこのアッセイで観察された。
15E10hと異なり、H0(huCDRH1)L1はKB細胞中和アッセイにおいてキヌザルOSMを中和することが示された。3つのさらなる抗ヒトOSM抗体、10D3DLE、OM4.11.17およびOM4.11.31のパネルもキヌザルOSMを中和しなかった。
内因性ヒトOSM gp130アッセイ：
10G8マウス親、10G8キメラ、ヒト化10G8 H0L1親（H0L1）およびH0(huCDRH1)L1ならびに15E10hは別の4ドナーからの内因性ヒトOSMを阻害した（図24）。これらの4ドナーの結果から、H0L1親とH0(huCDRH1)L1mAbsの間の相違は非常に小さかった；これらは10G8マウス親およびそのキメラより高くランク付けされた（表18）。H0(huCDRH1)L1は15E10hと比較して効力のおよそ12倍（1.09対数）増加を有した。生来のOSMは健康なヒト好中球のGM-CSF-刺激から作製された。
表18：内因性OSMヒトgp130アッセイ−内因性ヒトOSMに対する10G8マウス親、10G8Ch、ヒト化10G8 H0L1親（H0L1）およびH0(huCDRH1)L1活性を評価するためのgp130ELISAにおける4好中球ドナーの総括。15E10hは比較のために加えた。無関係の抗体をネガティブ対照として用いた。
［表１８］
Figure 0006351973
ヒトLIF反応性（KB細胞中和アッセイ）：
ヒトLIFはヒトOSMに対するIL-6ファミリーの最も近い関係にあるメンバーである。ヒトLIFKB細胞アッセイの3回反復は、10G8マウス親、10G8キメラ、ヒト化10G8H0L1親（H0L1）およびH0(huCDRH1)L1または15E10hがヒトLIFを中和しないことを示した。15E10hは比較のために加えた。市販の抗ヒトLIF抗体はこのアッセイでLIFを中和しなかった（図25）。これは、これらの抗体がOSM特異的であることを証明した。
一次ヒト肝細胞アッセイ：
ヒト一次肝細胞はOSMに感受性があり、OSM刺激に対して放出急性期タンパク質、例えば、SAAおよびCRPを放出する。H0(huCDRH1)L1は、肝細胞のヒトOSM誘発性（図26）およびCRP（図27）放出を、別の3ドナーから用量に依存する方式で放出する。ヒト化15E10を比較のために加えた。
同等のアッセイを他の一次ヒト細胞型を用いて行った。これらには、ヒト臍静脈内皮の細胞；慢性関節リウマチ患者からのヒト繊維芽細胞様滑膜細胞；健常なおよび特発性肺線維症患者からのヒト肺繊維芽細胞が含まれた（データは示してない）。先のアッセイのように、H0(huCDRH1)L1は優れたOSMの中和を示し、ヒト化15E10を超えた。H0(huCDRH1)L1とヒト化15E10の間の効力の倍数差は細胞株およびOSM濃度に応じて変化した。
2.6 生物物理学的特徴付け
H0(huCDRH1)L1ならびにヒト化10G8 H0L1親mAbの基本的生物物理学的なプロファイルを試験した。抗体を環境ストレス、例えば：
・温度（14日間、4℃または30℃にて）；
・5回の凍結-解凍サイクル；
・1％炭酸水素アンモニウムでの37℃、48時間インキュベーションによる強制脱アミド化
に曝した。
いずれの抗体も上記ストレスの後に、生物物理学的改変の喪失または活性の喪失を示さなかった。
2.6 CDRH3変異体ヒト化抗体
2.6.1 CDRH3変異体ヒト化抗体の構築
CDRH3（配列番号3）の各残基の、代わりのアミノ酸残基への置換を、pTTプラスミド（National Research Council Canada、改変マルチクローニング部位（MCS）をもつ）上の重鎖HO(IGHV3_23)全長配列配列番号75（可変配列：配列番号74）を基本分子として用いて行った。部位特異的突然変異誘発技法（SDM）を用い、その際、オリゴヌクレオチドはアミノ酸置換位置において配列NNK（N=A/T/G/C；K=GまたはT）を持つように設計した。ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）を用いて、この変化を含有する新しいプラスミドを作製し、DNA配列を決定し、これを用いてアミノ酸変化をもつクローンを特定した。このやり方で、10〜17種の色々なアミノ酸を12のCDRH3位置のそれぞれに有する変異体を単離した。L1軽鎖（配列番号72）をもつHO(IGHV3_23)変異体を含むpTTベクターを共形質移入しかつ上清を結合について試験することにより、CDRH3変異体抗体を産生した。
164通りのCDRH3変異体を作製し、その後の分析で試験した（2.6.2および2.6.3を参照）。
2.6.2 HEK 293 6E細胞におけるCDRH3変異体発現
重鎖（HO(IGHV3_23)）CDRH3変異体および軽鎖L1をコードするpTTプラスミドを一過的にHEK 293 6E細胞中に共形質移入し、小規模で発現して抗体を発現した。組織培養上清からの抗体を直接評価した。
2.6.3 CDRH3-変異体組織培養上清の動力学分析
CDRH3スクリーニングに対する最初の動力学分析をProteOn XPR36（Biorad Laboratories）で行い、特定の上清をBiaCore T100でのより正確な動力学分析で選択した。
タンパク質分析については、抗ヒトIgG（GE Healthcare/Biacore BR-1008-39）をGLMチップ（Biorad Laboratories 176-5012）と一級アミンカップリングによりカップリングした。CDRH3変異体を直接この表面上に捕獲し、組換えヒトOSMをこの捕獲した抗体表面上に256、64、16、4および1nM、そしてバッファー注入単独（すなわちO nM）で通過させ、これを用いて参照結合曲線を二重に作った。OSM結合事象の後、捕獲表面を3M MgCl2により再生し；この再生で先に捕獲した抗体を除去して捕獲と結合分析の他のサイクルに備えた。データを次いでProteOn分析ソフトウエアに固有の1:1モデル（物質移動で）に適合させた。試験はHBS-EP（Biacore/GE-Healthcare BR-1006-69）を用いて行い、分析温度は25℃であった。
構築物の分析には、Biacore T100を用いる類似の方法を用い、抗ヒトIgG（GE Healthcare/Biacore BR-1008-39）をCM5チップ（GE Healthcare/Biacore BR-1006-68）と一級アミンカップリングによりカップリングし、抗体をこの表面上に捕獲し、そして組換えヒトOSMを捕獲した抗体表面上に256、64、16、4および1nM、およびバッファー注入単独（すなわちO nM）で通過させ、これを用いて参照結合曲線を二重に作った。再生は3M MgCl2または100mMリン酸のパルスを用いるかまたは両方の試薬を用いることによった。データを次いでProteOn分析ソフトウエアに固有の1：1モデルに適合させた。試験はHBS-EP（Biacore/GE-Healthcare BR-1006-69）を用いて行い、分析温度は25℃であった。
結合データの結果については図33を参照されたい。
Figure 0006351973
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Claims (9)

  1. OSMと特異的に結合しかつOSMのgp130受容体との結合を阻害するが部位II残基と直接相互作用しない抗原結合タンパク質であって、
    i）配列番号77に設定されたCDRH1；
    ii）配列番号2に設定されたCDRH2；
    iii)配列番号3に設定されたCDRH3；
    iv)配列番号4に設定されたCDRL1；
    v）配列番号5に設定されたCDRL2；
    vi)配列番号6に設定されたCDRL3
    を含む、抗原結合タンパク質。
  2. 配列番号73によりコードされた重鎖可変域および配列番号61によりコードされた軽鎖可変域を含む、請求項１に記載の抗原結合タンパク質。
  3. 配列番号74の重鎖可変域および配列番号62の軽鎖可変域を含む、請求項１または２に記載の抗原結合タンパク質。
  4. 抗原結合タンパク質がヒト化抗体である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の抗原結合タンパク質。
  5. 抗体がIgG1である、請求項４に記載の抗原結合タンパク質。
  6. 抗原結合タンパク質がさらに非ヒト霊長類OSMと結合する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の抗原結合タンパク質。
  7. 抗原結合タンパク質が40pm未満のアフィニティでOSMと結合する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の抗原結合タンパク質。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の抗原結合タンパク質および製薬上許容される担体を含む医薬組成物。
  9. 炎症性関節症、慢性関節リウマチ、骨関節炎、特発性肺線維症（IPF）、全身硬化症、シェーグレン症候、強皮症および／または乾癬を患うヒト患者の治療において使用するための、請求項８に記載の組成物。

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