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JP7067868B2 - 免疫グロブリン遺伝子多様性の操作およびマルチ抗体治療薬 - Google Patents

免疫グロブリン遺伝子多様性の操作およびマルチ抗体治療薬 Download PDF

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JP7067868B2 JP2017021028A JP2017021028A JP7067868B2 JP 7067868 B2 JP7067868 B2 JP 7067868B2 JP 2017021028 A JP2017021028 A JP 2017021028A JP 2017021028 A JP2017021028 A JP 2017021028A JP 7067868 B2 JP7067868 B2 JP 7067868B2
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Description

本発明は、長いHCDR3の長さを有する抗体の提供に関する。本発明はまた、免疫グロブリン重鎖および軽鎖遺伝子座における新規V、DおよびJ対合の提供も対象とする。新規の、偏った(biased)抗体多様性および潜在的に拡大された(Potentially expanded)多様性が提供される。本発明はまた、新規の、潜在的に拡大された多様性または感染性疾患などの特定の疾患もしくは状態の治療および/もしくは予防にとって有用な抗体に共通の可変性の遺伝子使用に向けて偏っている多様性を提供する。抗体レパートリーを偏らせるこの能力はまた、複数の病原体抗原を標的とするポリクローナルアプローチが望ましい感染性疾患の治療および/または予防にとって有用なポリクローナル抗体治療薬などの抗体混合物の製造を単純化する方法も提供する。この目的に向けて、本発明はまた、2種以上の抗原(例えば、同一病原体によって発現される複数の感染性抗原)と結合できる二重特異性抗体も提供し、したがって、ポリクローナル抗体混合物を用いた場合は達成できない利点(製造、投薬および投与の利点など)を提供する。
本発明は、トランスジェニックマウスもしくはラットまたはトランスジェニックマウスもしくはラット細胞などの脊椎動物および細胞を提供する。さらに、本発明は、脊椎動物を使用して、抗体または抗体をコードするヌクレオチド配列を単離する方法に関する。抗体、ヌクレオチド配列、医薬組成物および使用も、本発明によって提供される。
最先端の技術は、トランスジェニック免疫グロブリン遺伝子座を含む、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスおよびラット)および細胞を提供し、このような遺伝子座は、ヒト可変性(V)、多様性(D)および/または連結(J)セグメント、場合によりヒト定常領域を含む。あるいは、トランスジェニック遺伝子座において、宿主脊椎動物の内因性定常領域(例えば、マウスまたはラット定常領域)が提供される。このようなトランスジェニック脊椎動物を構築する方法ならびに抗原免疫処置後に抗体およびその核酸を作製するためのこれらの使用は、当技術分野で公知である、例えば、その開示内容が本明細書に明確に組み込まれる、US7501552(Medarex)、US5939598(Abgenix)、US6130364(Abgenix)、WO02/066630(Regeneron)、WO2011004192(Genome Research Limited)、WO2009076464、WO2009143472およびWO2010039900(Ablexis)を参照のこと。当技術分野におけるこのようなトランスジェニック遺伝子座は、種々の量のヒトV(D)Jレパートリーを含む。
既存のトランスジェニック免疫グロブリン遺伝子座は、単一ヒトDNA供給源に基づいている傾向がある。このようなトランスジェニック遺伝子座を有する非ヒト脊椎動物におけるヒト抗体可変領域の潜在的な多様性は、使用されるレパートリーによってこのように制限される。
トランスジェニック免疫グロブリン遺伝子座およびこれらを有する非ヒト脊椎動物において、ならびにこのような動物の免疫処置後に生じた抗体において、新規の、潜在的に拡大されたレパートリーおよびヒト可変領域の多様性を提供することは、望ましいものであろう。
US7501552 US5939598 US6130364 WO02/066630 WO2011004192 WO2009076464 WO2009143472 WO2010039900 WO1994004678 WO2004041862 WO2004041863 WO2010109165A2 EP1034260 EP1204740 PCT/GB2010/051122 US6673986 EP1399559 US6586251 US5859301 EP1523496 WO2011097603 EP0937140
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本発明者らは、トランスジェニック非ヒト脊椎動物の構築、免疫処置、抗体重鎖収集および深い生物情報科学分析によって、VHドメイン、重鎖および長いHCDR3を有する抗体について理性的に設計する方法を発見した。これらは、抗原(感染性疾患病原体抗原、受容体および酵素のクレフト(cleft)など)に対処するのに有用であり、ここで、CDRが長いほど標的により良好に対処する。
本発明者らはまた、天然にはまたは最先端の遺伝子座中には見られない、免疫グロブリン遺伝子座中に合成遺伝子セグメントの組合せを提供する新規方法において、V、DおよびJ遺伝子セグメントの組合せを提供することの可能性に気づいた。本発明者らは、トランスジェニック免疫グロブリン遺伝子座およびこれらを有する非ヒト脊椎動物において、ならびにこのような動物の免疫処置後に生じた抗体において、ヒト可変領域の新規の潜在的に拡大されたレパートリーおよび多様性を提供するためのこの重要性に気づいた。一態様では、発明者らは、親和性および/または生理物理学的特徴が改善された抗体の製造にとって、新規レパートリーを偏らせることは望ましいであろうということ、および/またはここで、このようなレパートリーによって製造されたエピトープ特異性の範囲は、新規であり、先のトランスジェニック免疫グロブリン遺伝子座によってはこれまでは扱いにくかったか、もしくは対処するのが困難であるエピトープに抗体を提供することに気づいた。例えば、発明者らは、感染性疾患の治療および/または予防において有用な抗体の製造のために、新規レパートリーを偏らせるための特定の適用を構想した。
この目的に向けて、本発明の第1の構成では、ゲノムが、
(a)定常領域の上流に、1種または複数のヒトV遺伝子セグメント、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJ遺伝子セグメントを含む、免疫グロブリン重鎖遺伝子座であって、場合により、以下に記載される本発明の任意の構成に従う、免疫グロブリン重鎖遺伝子座と、
(b)(i)定常領域の上流に、1種または複数のヒトVH遺伝子セグメントと、1種または複数のヒトJ遺伝子セグメント[場合により、再配列されたVHJLCLまたはVHJλCL(式中、CLは、CλまたはCκである)]、または
(ii)定常領域の上流に、1種または複数のヒトVL遺伝子セグメント、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJH遺伝子セグメント[場合により、再配列されたVLDJHCLまたはVλDJHCL(式中、CLは、CλまたはCκである)]、または
(iii)定常領域の上流に、VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択される1種または複数のヒトVL遺伝子セグメントならびに1種または複数のヒトJL遺伝子セグメント
のいずれかを含む免疫グロブリン軽鎖遺伝子座と
を含む、非ヒト脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)または脊椎動物細胞が提供され、
重鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントは、その定常領域と作動可能に連結しており、軽鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントは、その定常領域と作動可能に連結しており、その結果、免疫処置の際に、マウスが重鎖遺伝子座の組換えによって製造される重鎖と軽鎖遺伝子座の組換えによって生じた軽鎖とを含む抗体を製造できる。
一態様では、
(b)(i)において、軽鎖遺伝子座のV遺伝子セグメントレパートリーが、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択される1種または複数のVH遺伝子セグメントを含むか、もしくはそれからなるか、または、
(b)(iii)において、軽鎖遺伝子座V遺伝子セグメントレパートリーが、1種のVL遺伝子セグメントの種類(場合により、1種またはその突然変異体)からなり、VL遺伝子セグメントが、VL遺伝子セグメントの前記群から選択される。
本発明の第2の構成では、ゲノムが、
(a)定常領域の上流に、1種または複数のヒトV遺伝子セグメント、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJ遺伝子セグメントを含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座と、
(b)(i)定常領域の上流に、1種または複数のヒトVH遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJ遺伝子セグメントを含む再配列されていない免疫グロブリン軽鎖遺伝子座であって、各ヒトVH遺伝子セグメントは、ヒト遺伝子セグメントであり、抗体を発現する細胞から、ヒト抗体の重鎖可変領域をコードする再配列されたVDJを製造するために使用されるヒトVH遺伝子セグメントと同一(またはその突然変異体)であり、前記抗体は、感染性疾患病原体の抗原と結合する(場合により、前記抗体の可変領域は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っているか、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られた抗体と同一である)、免疫グロブリン軽鎖遺伝子座、または
(ii)定常領域の上流に再配列されたVJ領域またはVDJ領域を含む免疫グロブリン軽鎖遺伝子座であって、組み換えられた領域のヌクレオチド配列は、抗体を発現する細胞から、ヒトJ遺伝子セグメントおよび場合により、ヒトD遺伝子セグメントの、ヒト抗体の重鎖可変領域をコードする再配列されたVDJを製造するために使用されるヒトVH遺伝子セグメントと同一(またはその突然変異体)であるヒトVH遺伝子セグメントとの組換えによって製造されるヌクレオチド配列と同一であり、前記抗体は、感染性疾患病原体の抗原と結合する(場合により、前記抗体の可変領域は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っているか、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られた抗体と同一である)、免疫グロブリン軽鎖遺伝子座とを含み、
(c)重鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントは、その定常領域と作動可能に連結しており、軽鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントまたはVJまたはVDJは、その定常領域と作動可能に連結しており、その結果、免疫処置の際に、マウスは、重鎖遺伝子座の組換えによって製造される重鎖と、軽鎖遺伝子座に由来する軽鎖とを含む抗体を製造でき、
(d)場合により、(b)(i)が適用される場合には、軽鎖遺伝子座中の各前記VH遺伝子セグメントは、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択され、
(e)場合により、(b)(ii)が適用される場合には、組み換えられた領域のヌクレオチド配列は、ヒトJ遺伝子セグメントおよび場合により、ヒトD遺伝子セグメントの、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択されるヒトVH遺伝子セグメントとの組換えによって製造されるヌクレオチド配列と同一である、
非ヒト脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)または脊椎動物細胞を提供する。
一態様では、軽鎖遺伝子座のV遺伝子セグメントレパートリーは、1種のヒトVH遺伝子セグメント、場合により、生殖系列VHおよびその1種または複数の多型変異体を含むか、またはそれからなり、例えば、各多型変異体は、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10の位置で生殖系列VHヌクレオチド配列と異なる。一態様では、軽鎖遺伝子座のV遺伝子セグメントレパートリーは、ヒトVH1-69遺伝子セグメント、場合により、生殖系列VH1-69およびその1種または複数の多型変異体を含むか、またはそれからなり、例えば、各多型変異体が、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10の位置で生殖系列VH1-69ヌクレオチド配列と異なる。VH1-69および多型変異体を含む免疫グロブリン遺伝子座を構築する一例を以下に示す。特定の遺伝子セグメント(例えば、感染またはその他の状態に対してヒトにおいて作製されたヒト抗体においてよく見られるもの)およびその1種または複数の多型変異体を使用することによって、遺伝子のレパートリーを提供すること、なおさらに、抗体遺伝子レパートリーを疾患(例えば、細菌性またはウイルス性疾患、例えば、インフルエンザなどの感染性疾患)と関連する遺伝子セグメントに偏らせることが可能である。これは、問題となっている疾患に対する治療薬/予防薬のためにリード抗体を、それから最終的に作製および単離する遺伝子の有用なプールを提供する。一例では、多型変異体は、ヒトまたはヒト集団において見られる天然変異体である。当業者ならば、IMGT(www.imgt.org)、GenBank(www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank)および1000 Genomesデータベース(www.1000genomes.org)などのヒト抗体遺伝子配列の供給源を承知するであろう。データベース操作のための生物情報科学ツールも、例えば、1000 Genomes Project/EBI(www.1000genomes.org)から公的に入手可能であるように、容易に利用可能であり、当業者には公知である。
別の態様では、前記脊椎動物または細胞のゲノムは、軽鎖遺伝子座(b)(i)または(ii)についてホモ接合性であり、場合により、
-軽鎖遺伝子座のV遺伝子セグメントレパートリーが、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択される1種または複数のヒトVH遺伝子セグメントからなるか、または
-軽鎖遺伝子座の組み換えられたVJまたはVDJレパートリーが、ヒトJ遺伝子セグメントおよび場合によりヒトD遺伝子セグメントと、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択されるヒトVH遺伝子セグメントの組換えによって製造される1種または複数のヌクレオチド配列と同一である配列からなる。
別の態様では、前記脊椎動物または細胞の各免疫グロブリン軽鎖遺伝子座は、(b)(i)に従い、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択される単一ヒトVH遺伝子セグメントのみを含み、場合により、脊椎動物または細胞のゲノムが、前記軽鎖についてホモ接合性であり、その結果、すべての軽鎖遺伝子座が、同一の単一ヒトVH遺伝子セグメントを含む。
本発明は、所定の抗原と結合する抗体を単離する第1の方法であって、
(a)任意の前記の構成または態様による脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)を用意する工程と、
(b)前記抗原を用いて前記脊椎動物を免疫処置する工程(場合により、抗原は、感染性疾患病原体の抗原である)と、
(c)脊椎動物からBリンパ球を回収し、抗原と結合する抗体を発現する1種または複数のBリンパ球を選択する工程と、
(d)場合により、前記選択されたBリンパ球またはその後代を、場合により、それからハイブリドーマを製造することによって不死化させる工程と、
(e)Bリンパ球によって発現される抗体(例えば、IgG型抗体)を単離する工程と
を含む、方法を提供する。
第1の方法、ならびに前記Bリンパ球から前記抗原と結合する前記抗体をコードする核酸を単離する工程と、場合により、抗体の重鎖定常領域ヌクレオチド配列を、ヒトまたはヒト化重鎖定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換する工程と、場合により、前記抗体の可変領域を親和性成熟させる工程と、場合により、前記核酸を、発現ベクター、場合により、宿主中に挿入する工程とを実施することを含む第2の方法が提供される。
一態様は、ポリクローナル抗体混合物を製造する方法であって、抗原を用いて第1および第2の脊椎動物(場合により、第1および第2のマウスまたは第1および第2のラット)を個別に免疫処置すること、および各脊椎動物から単離された抗抗原抗体(または前記抗体の突然変異体もしくは派生体)を組み合わせてポリクローナル抗体混合物を製造することによって、第1の方法を実施する工程を含み、場合により、
(i)脊椎動物は、同一抗原または異なる抗原を用いて免疫処置される(場合により、異なる抗原は、同一病原性生物(またはそのファミリーメンバー)によって発現される)こと、
(ii)免疫処置に先立って、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、同一のVH遺伝子レパートリー(場合により、単一VH遺伝子)および場合により、同一のJレパートリーを含有し、場合により、哺乳類の軽鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であること、
(iii)免疫処置に先立って、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、同一の再配列されたVJまたはVDJレパートリー(場合により、単一VJまたはVDJ)を含有し、場合により、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であること
が個別に、または組み合わせて((i)および(ii)または(i)および(iii))適用される、方法を提供する。
一態様は、ポリクローナル抗体混合物を製造する方法であって、第1および第2の抗原を用いて1種または複数の脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)を免疫処置すること、および各脊椎動物から単離された抗抗原抗体(または前記抗体の突然変異体もしくは派生体)を組み合わせてポリクローナル抗体混合物を製造することによって、第1の方法を実施する工程を含み、場合により、
(i)抗原は、同一病原性生物(またはそのファミリーメンバー)によって発現されること、
(ii)免疫処置に先立って、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、同一のVH遺伝子レパートリー(場合により、単一VH遺伝子)および場合により、同一のJレパートリーを含有し、場合により、哺乳類の軽鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であること、
(iii)免疫処置に先立って、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、同一の再配列されたVJまたはVDJレパートリー(場合により、単一VJまたはVDJ)を含有し、場合により、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であること
が個別に、または組み合わせて((i)および(ii)または(i)および(iii))適用される、方法を提供する。
一態様は、ポリクローナル抗体混合物を発現できる宿主細胞を製造する方法であって、
第2の方法において、
(a)第1および第2の抗原を用いて1種または複数の脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)を免疫処置する工程(場合により、異なる抗原が同一病原性生物(またはそのファミリーメンバー)によって発現される)と、
(b)前記脊椎動物から得られるBリンパ球から、第1および第2の抗抗原抗体をコードする核酸を単離する工程と、
(c)第1の抗体の重鎖および軽鎖可変領域のヌクレオチド配列を決定する工程と、
(d)第2の抗体の重鎖可変領域および場合により軽鎖可変領域のヌクレオチド配列を決定する工程と、
(e)各抗体の重鎖可変領域コード配列を、重鎖発現ベクターに挿入する工程であって、場合により、各重鎖の定常領域コード配列は、ヒトまたはヒト化定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換される、工程と、
(f)第1の抗体の軽鎖可変領域コード配列を、軽鎖発現ベクター中に挿入する工程であって、場合により、第1の抗体の軽鎖の定常領域コード配列は、ヒトまたはヒト化定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換される、工程と、
(g)場合により、第2の抗体の軽鎖可変領域コード配列を、軽鎖発現ベクター中に挿入する工程であって、場合により、第2の抗体の軽鎖の定常領域コード配列は、ヒトまたはヒト化定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換される、工程と、
(h)各発現ベクターを宿主細胞中に導入し、前記宿主細胞の混合物中で抗体鎖を同時発現させて、各々、前記重鎖可変領域および軽鎖の一方または両方を含む抗体を製造する工程であって、場合により、発現ベクターは、細胞が、抗体軽鎖および重鎖を発現できるように同一宿主細胞(例えば、CHOまたはHEK293細胞)中に一緒に導入され、その結果、細胞または複数の宿主細胞が、各々、前記重鎖可変領域および軽鎖の一方または両方を含む抗体を発現する、工程とを含み、
(i)場合により、
免疫処置に先立って、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、同一のVH遺伝子レパートリー(場合により、単一VH遺伝子セグメント)および場合により、同一のJレパートリー(場合により、単一J遺伝子セグメント)を含有し、場合により、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って、同一であるか、または
免疫処置に先立って、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、同一の再配列されたVJまたはVDJレパートリー(場合により、単一VJまたはVDJ)を含有し、場合により、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一である、方法を提供する。
本発明はまた、場合により、医薬における使用のための、場合により、感染性疾患の治療および/または予防のための、モノクローナルまたはポリクローナル抗体混合物を製造する方法であって、場合により、各抗体は、感染性疾患病原体の抗原、好ましくは、同一抗原と結合する、方法を提供する。本発明はまた、感染性疾患の治療および/または予防のための薬剤の製造における、単離された、モノクローナルもしくはポリクローナル抗体またはその突然変異体もしくは派生抗体の使用であって、場合により、感染性疾患は、細菌性またはウイルス性病原体によって引き起こされる疾患である、使用を提供する。
本発明はさらに、場合により、医薬における使用のための、場合により、感染性疾患の治療および/または予防のための、本発明の方法によって得ることができるか、または得られる単離された抗体(例えば、IgG型抗体)またはその突然変異体もしくは派生抗体であって、(i)単離された抗体は、前記の第1の抗体の軽鎖可変領域の2コピーと対を形成した、前記の第1の抗体の重鎖可変領域の2コピーを含むか、または(ii)単離された抗体は、前記第1の抗体の軽鎖可変領域の2コピーと対を形成した前記の第2の抗体の重鎖可変領域の2コピーを含むか、または(iii)単離された抗体は、第1の抗体の軽鎖可変領域の1コピーと対を形成した前記の第1の抗体の重鎖可変領域の1コピーと、第1の抗体の軽鎖可変領域の1コピーと対を形成した前記の抗体の重鎖可変領域の1コピーとを含む二重特異性抗体であり、場合により、二重特異性抗体は、同一病原性生物(またはそのファミリーメンバー)によって発現される、前記の第1および第2の抗原と結合する、単離された抗体またはその突然変異体もしくは派生抗体を提供する。
一態様では、本発明の抗体をコードするヌクレオチド配列であって、場合により、ベクターの一部であるヌクレオチド配列を提供する。
一態様では、本発明の1種または複数の抗体と、希釈液、賦形剤または担体とを含む医薬組成物が提供される。
本発明の第3の構成では、ゲノムが、
(a)(i)定常領域の上流に、1種または複数のヒトVL遺伝子セグメント、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJ遺伝子セグメント(場合により、再配列されたVLDJHCHまたはVλDJHCH)、または
(ii)定常領域の上流に、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69および少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択される1種または複数のヒトVH遺伝子セグメント、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJH遺伝子セグメント
のいずれかを含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座と、
(b)定常領域の上流に、1種または複数のヒトV遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJ遺伝子セグメントを含み、場合により、本発明の第1の構成の(b)(i)または(b)(ii)に従う免疫グロブリン軽鎖遺伝子座とを含み、
重鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントは、その定常領域と作動可能に連結しており、軽鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントは、その定常領域と作動可能に連結しており、その結果、免疫処置の際に、マウスが重鎖遺伝子座の組換えによって製造される重鎖と軽鎖遺伝子座の組換えによって製造される軽鎖とを含む抗体を製造できる、非ヒト脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)または脊椎動物細胞を提供する。
本発明の第4の構成では、ゲノムが、
(a)(i)定常領域の上流に、1種または複数のヒトVL遺伝子セグメント、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のJH遺伝子セグメントを含む再配列されていない免疫グロブリン重鎖遺伝子座であって、各ヒトVL遺伝子セグメントは、ヒト遺伝子セグメントであり、抗体を発現する細胞から、ヒト抗体の軽鎖可変領域をコードする再配列されたVJを製造するために使用されるヒトVL遺伝子セグメントと同一(またはその突然変異体)であり、前記抗体は、感染性疾患病原体の抗原と結合する(場合により、前記抗体の可変領域は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っているか、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られた抗体と同一である)、免疫グロブリン重鎖遺伝子座、または
(ii)定常領域の上流に再配列されたVJ領域またはVDJ領域を含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座であって、組み換えられた領域のヌクレオチド配列は、抗体を発現する細胞から、ヒトJ遺伝子セグメントおよび場合により、ヒトD遺伝子セグメントの、ヒト抗体の軽鎖可変領域をコードする再配列されたVJを製造するために使用されるヒトVL遺伝子セグメントと同一(またはその突然変異体)であるヒトVL遺伝子セグメントとの組換えによって製造されるヌクレオチド配列と同一であり、前記抗体は、感染性疾患病原体の抗原と結合する(場合により、前記抗体の可変領域は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っているか、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られた抗体と同一である)、免疫グロブリン重鎖遺伝子座と、
(b)定常領域の上流に、1種または複数のヒトV遺伝子セグメントと、1種または複数のヒトJ遺伝子セグメントとを含む免疫グロブリン軽鎖遺伝子座とを含み、
(c)軽鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントは、その定常領域と作動可能に連結しており、重鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントまたはVJまたはVDJは、その定常領域と作動可能に連結しており、その結果、免疫処置の際に、マウスは、軽鎖遺伝子座の組換えによって製造される軽鎖と、重鎖遺伝子座に由来する重鎖とを含む抗体を製造でき、
(d)場合により、(a)(i)が適用される場合には、重鎖遺伝子座中の各前記VL遺伝子セグメントは、VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII 4A、VλII 2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIA2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれに対して少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択されるVL遺伝子セグメントからなる群から選択され、
(e)場合により、(a)(ii)が適用される場合には、組み換えられた領域のヌクレオチド配列は、ヒトJ遺伝子セグメントおよび場合により、ヒトD遺伝子セグメントの、VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択されるVL遺伝子セグメントからなる群から選択されるヒトVL遺伝子セグメントとの組換えによって製造されるヌクレオチド配列と同一である、非ヒト脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)または脊椎動物細胞を提供する。
本発明の第4の構成の一態様では、前記脊椎動物または細胞のゲノムは、重鎖遺伝子座(a)(i)または(ii)についてホモ接合性であり、場合により、
-重鎖遺伝子座のV遺伝子セグメントレパートリーは、VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択されるVL遺伝子セグメントからなる群から選択される1種または複数のヒトVL遺伝子セグメントからなり、または
-重鎖遺伝子座の組み換えられたVJまたはVDJレパートリーは、ヒトJ遺伝子セグメントおよび場合によりヒトD遺伝子セグメントと、VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択されるVL遺伝子セグメントからなる群から選択されるヒトVL遺伝子セグメントの組換えによって製造される1種または複数のヌクレオチド配列と同一の配列からなる。
本発明は、抗原を用いて、任意の前記の構成または態様による少なくとも1種の脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)を免疫処置することによって調製されたモノクローナルまたはポリクローナル抗体組成物であって、場合により、抗原は、感染性疾患病原体の抗原であり、場合により、すべての脊椎動物を免疫処置するために同一抗原が使用され、場合により、1種または複数の抗体はIgG型である、モノクローナルまたはポリクローナル抗体組成物を提供する。
本発明はまた、感染性疾患または状態を治療および/または予防するための単離されたキメラ抗体であって、非ヒト脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)重鎖定常領域と、感染性疾患病原体の抗原と結合するヒト可変領域とを含み、前記抗原を用いる本発明の非ヒト脊椎動物の免疫処置を含む方法で得ることができるか、または得られる、抗体を提供する。
本発明はまた、感染性疾患または状態を治療および/または予防するための単離されたヒト抗体であって、ヒト重鎖定常領域と、感染性疾患病原体の抗原と結合するヒト可変領域とを含み、(a)前記抗原を用いて本発明の脊椎動物を免疫処置する工程と、(b)本発明のキメラ抗体をコードする核酸を単離する工程と、(c)非ヒト脊椎動物重鎖定常領域をコードする核酸のヌクレオチド配列を、ヒト重鎖定常領域をコードするヌクレオチド配列で置き換えて、ヒト抗体をコードする核酸を製造する工程と、(d)in vitroでヒト抗体を発現させる工程(場合により、ヒト核酸を有するCHOまたはHEK293細胞から)と、(e)ヒト抗体を単離する工程(場合により、抗体のさらなる親和性成熟および/またはその派生体の製造を伴う)とによって、前記可変領域が、前記脊椎動物の重鎖定常領域(例えば、マウスまたはラット重鎖定常領域)と作動可能に連結している場合には、トランスジェニック非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)においてin vivoで抗体可変領域の親和性成熟を含む方法で得ることができるか、または得られる、抗体を提供する。
一態様は、第1および第2のヒト抗体の混合物であって、各抗体は、感染性疾患病原体の抗原と結合できる(場合により、第1の抗体は、第1の抗原と結合し、第2の抗体は、第2の抗原と結合し、前記抗原は、同一病原体に由来するか;または抗原は同一である)、ヒト抗体の混合物を提供する。一実施形態では、抗体混合物の単純化された製造を可能にする共通の軽鎖が使用される。したがって、混合物中で、第2の抗体の軽鎖アミノ酸配列と同一であるか、またはそれから最大15のアミノ酸変更を有する第1の抗体の軽鎖アミノ酸配列が提供される。
本発明はさらに、3種以上の第1および第2の抗体重鎖および軽鎖をコードする1種または複数の発現ベクターを含む宿主細胞を提供する。
本発明の第5の構成では、
定常領域の5'と作動可能に連結している1種または複数の可変性およびJ遺伝子セグメント(場合により、1種または複数のD遺伝子セグメント)を含み、以下の配置(5'から3'):-
(a)[V(重鎖、λまたはκ)]-[2ターンRSS]---[1ターンRSS]-[D]-[JH](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(b)[VH]-[D]-[2ターンRSS]---[1ターンRSS]-[Jλ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(c)[VH]-[D]-[1ターンRSS]---[2ターンRSS]-[Jκ]-(式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(d)[VHまたはVκ]-[2ターンRSS]---[1ターンRSS]-[Jλ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(e)[Vκ]-[1ターンRSS]---[2ターンRSS]-[JHまたはJλ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(f)[V(重鎖、λまたはκ)]-[1ターンRSS]---[2ターンRSS]-[D]-[JH](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(g)[VH]-[D]-[1ターンRSS]---[2ターンRSS]-[Jλ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(h)[VH]-[D]-[2ターンRSS]---[1ターンRSS]-[Jκ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(i)[VHまたはVκ]-[1ターンRSS]---[2ターンRSS]-[Jλ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(j)[Vκ]-[2ターンRSS]---[1ターンRSS]-[JHまたはJλ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)
のうち1種または複数を用いて構築され得る免疫グロブリン遺伝子座からなる群から選択される5'から3'V(D)J配置を含む、合成免疫グロブリン遺伝子座を提供する。
第6の構成では、本発明はまた、VHドメイン、重鎖および長いHCDR3の長さを有する抗体を作製する手段を提供する。これに関連して、本発明は、以下を提供する:
ゲノムが、ヒトD2および/またはD3ファミリーに偏っているか、またはD1-26、D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19の群から選択される1種、複数またはすべてのヒトD遺伝子セグメントに偏っているヒト免疫グロブリンD遺伝子セグメントレパートリーを含む、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)または非ヒト脊椎動物細胞(例えば、マウス細胞またはラット細胞)。
ゲノムが、VH1-2、VH1-3、VH1-8、VH1-18、VH5-51、VH1-69、VH2-5、VH3-7、VH3-9、VH3-11、VH3-13、VH3-20、VH3-21、VH3-23、VH4-4、VH6-1およびVH7-4-1の群から選択される遺伝子セグメントのうち1種、複数またはすべてに偏っているヒト免疫グロブリンVH遺伝子セグメントレパートリーを含む、場合により、前記請求項のいずれかに記載の、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)または非ヒト脊椎動物細胞(例えば、マウス細胞またはラット細胞)。
ゲノムが、ヒトJH6に偏っているヒト免疫グロブリンJH遺伝子セグメントレパートリーを含む、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)または非ヒト脊椎動物細胞(例えば、マウス細胞またはラット細胞)。
モノクローナルまたはポリクローナル抗体組成物またはこのような組成物を製造するための抗体産生細胞の集団であって、組成物または集団が、抗原を用いて前記請求項のいずれかに記載の少なくとも1種の脊椎動物を免疫処置することによって調製され、1種または複数の抗体が、対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較される場合に非ヒト脊椎動物AIDパターン体細胞超突然変異(例えば、マウスまたはラットAIDパターン突然変異)を含み、および/または対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較される場合に非ヒト(例えば、マウスまたはラット)ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)パターン接合部突然変異を含むヒト重鎖可変領域を有し、組成物が、少なくとも20個のアミノ酸(IMGTに従って)のHCDR3の長さを有する少なくとも1種の抗原特異的抗体を含む、組成物または集団。
その可変ドメインHCDR3が、少なくとも20個のアミノ酸(IMGTに従って)の長さを有し、ヒトVH、DおよびJHの組換えに由来し、
VHが、
VH1-2*02、VH1-3*01、VH1-8*01、VH1-18*01、VH2-5*10、VH3-7*01、VH3-9*01、VH3-11*01、VH3-13*01、VH3-21*03、VH3-23*04、VH4-4*02、VH6-1*01およびVH7-4-1*01
の群から選択され、
Dが、
D2-2*02、D3-9*01、D3-10*01およびD3-22*01、または
D2-2*02、D3-9*01およびD3-10*01、または
D3-9*01およびD3-10*01、または
D1-26、D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19、または
D1-26*01、D2-2*02、D3-9*01、D3-10*01、D3-22*01、D4-17*01、D6-13*01およびD6-19*01、または
D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19、またはD2-2*02、D3-9*01、D3-10*01、D3-22*01、D4-17*01、D6-13*01およびD6-19*01、または
D1-26、D2-2、D3-10およびD6-19、または
D2-2、D3-9およびD3-10
の群から選択され、
場合により、JHがJH6(例えば、JH6*02)である、1種または複数の重鎖を含む抗体重鎖のレパートリー(例えば、抗体によって提供される)であって、
(a)重鎖可変ドメインが、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)においてin vivoで製造されており、および/または
(b)重鎖可変ドメインが、対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較される場合に非ヒト脊椎動物AIDパターン体細胞超突然変異、(例えば、マウスまたはラットAIDパターン突然変異)および/または対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較される場合に非ヒト(例えば、マウスまたはラット)ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)パターン接合部突然変異を含む、抗体重鎖のレパートリー。
V遺伝子セグメントをマウスゲノム中に付加するようリコンビニアリングされたBACベクターを製造するためのプロトコールを例示する概略図である。 V遺伝子セグメントをマウスゲノム中に付加するようリコンビニアリングされたBACベクターを製造するためのプロトコールを例示する概略図である。 V遺伝子セグメントをマウスゲノム中に付加するようリコンビニアリングされたBACベクターを製造するためのプロトコールを例示する概略図である。 逐次リコンビナーゼ媒介性カセット交換(sequential recombinase mediated cassette exchange)(sRMCE)を使用して、マウスゲノムにV遺伝子セグメントを付加するためのプロトコールを示す概略図である。 (4部で)可変性(V)コーディング領域のみを示す、13種のIGHV1-69対立遺伝子のアラインメントである。VH1-69対立遺伝子*01とは異なるヌクレオチドが、適当な位置で示されているのに対し、同一ヌクレオチドは、ダッシュで記されている。ヌクレオチド変更がアミノ酸の相違をもたらす場合には、コードされるアミノ酸が対応するトリプレットの上に示されている。四角で囲まれた領域は、示されるようにCDR1、CDR2およびCDR3に対応する。 図５Ａ参照。 図５Ａ参照。 図５Ａ参照。 RSS構造および組換え概略図である。
ヒトV、DおよびJ遺伝子セグメントの供給源は、Roswell Park Cancer Institute (RPCI)/Invitrogenから入手した細菌人工染色体(RPCI-11 BAC)である。以下のようにBACを記載するhttp://bacpac.chori.org/hmale11.htmを参照のこと:
「RPCI-11ヒト男性BACライブラリー」
RPCI-11ヒト男性BACライブラリー(Osoegawa et al.、2001)は、Kazutoyo Osoegawaによって開発された、改善されたクローニング技術を使用して構築された(Osoegawa et al.、1998)。ライブラリーは、Kazutoyo Osoegawaによって作製された。構築は、国立ヒトゲノム研究所(National Human Genom Research Institute)(NHGRI、NIH)からの助成金(1R01RG01165-03号)によって資金援助された。このライブラリーは、新規NHGRI/DOE「Guidance on Human Subjects in Large-Scale DNA Sequencing...に従って作製された。
「男性血液は、二重盲検選択プロトコールによって入手した。男性血液DNAは、1人の無作為に選択されたドナー(10人の男性ドナーのうち)から単離した。」
・Osoegawa K、Mammoser AG、Wu C、Frengen E、Zeng C、Catanese JJ、de Jong PJ; Genome Res. 2001年3月;11(3):483-96頁;「A bcterial artificial chromosome library for sequencing the complete human genome」;
・Osoegawa, K.、Woon, P.Y.、Zhao, B.、Frengen, E.、Tateno, M.、Catanese, J.J、and de Jong, P.J. (1998);「An Improved Approach for Construction of Bacterial Artificial Chromosome Libraries」;Genomics 52、1-8。
抗体遺伝子セグメント配列の供給源として、当業者ならば、以下の利用可能なデータベースおよび資源(その更新情報を含めて)を承知するであろう:-
1.1.Kabatデータベース(G. Johnson and T. T.Wu、2002; http://www.kabatdatabase.com)。1966年にE. A. KabatおよびT. T. Wuによって作製された、Kabatデータベースは、抗体、T細胞受容体、主要組織適合複合体(MHC)クラスIおよびII分子および免疫学上注目されるその他のタンパク質のアラインされた配列を公表している。検索可能なインターフェイスが、SeqhuntIIツールによって提供され、配列アラインメント、配列サブグループ分類および可変性プロットの作製のために、ユーティリティーの範囲が入手可能である。特に、本発明において使用するためのヒト遺伝子セグメントに関して、参照により本明細書に組み込まれる、Kabat、E. A.、Wu, T. T.、Perry, H.、Gottesman, K.、and Foeller, C. (1991) Sequences of Proteins of Immunological Interest、5th ed.、NIH Publication No. 91- 3242、Bethesda、MDも参照のこと。
1.2.KabatMan(A. C. R. Martin、2002; http://www.bioinf.org.uk/abs/simkab.html)。これは、Kabat配列データベースに単純なクエリを行うウェブインターフェイスである。
1.3.IMGT、International ImMunoGeneTics Information System(登録商標);M.-P. Lefranc、2002; http://imgt.cines.fr)。IMGTは、すべての脊椎動物種の抗体、T細胞受容体およびMHC分子を専門にする統合情報システムである。ヌクレオチドおよびタンパク質配列、オリゴヌクレオチドプライマー、遺伝子マップ、遺伝子多型、特異性および二次元(2D)および三次元(3D)構造を含む標準化されたデータの共通のポータルを提供する。IMGTは、3種の配列データベース(IMGT/LIGM-DB、IMGT/MHC-DB、IMGT/PRIMERDB)、1種のゲノムデータベース(IMGT/遺伝子-DB)、1種の3D構造データベース(IMGT/3D構造-DB)およびさまざまなウェブ資源(「IMGT Marie-Paule page」)および対話型ツールを含む。
1.4 V-BASE(I. M. Tomlinson、2002;http://www.mrc-cpe.cam.ac.uk/vbase)。V-BASEは、1000を超える公開配列からまとめられたすべてのヒト抗体生殖系列可変領域配列の包括的ディレクトリである。再配列された抗体V遺伝子のその最も近い生殖系列遺伝子セグメントへの割り当てを可能にするアラインメントソフトウェアDNAPLOT(Hans-Helmar AlthausおよびWerner Mullerによって開発された)の一バージョンを含む。
1.5. Antibodies-Structure and Sequence(A. C. R. Martin、2002; http://www.bioinf.org.uk/abs)。このページには、抗体構造および配列に関する有用な情報が要約されている。Kabat抗体配列データ、抗体、結晶構造およびその他の抗体関連情報との関連性に関する一般的な情報とのクエリインターフェイスを提供する。タンパク質データバンク(Protein Databank)(PDB)に寄託されたすべての抗体構造の自動サマリーも分配する。抗体可変領域の種々の番号付けスキームの徹底的な説明および比較が特に注目される。
1.6.AAAAA-AHo's Amazing Atlas of Antibody Anatomy(A. Honegger、2001; http://www.unizh.ch/～antibody)。この資源は、構造分析、モデリングおよび操作のためのツールを含む。抗体およびT細胞-受容体配列の包括的構造アラインメントの統一スキームを採用し、抗体分析およびグラフ表示のためのExcelマクロを含む。
1.7. WAM-Web Antibody Modeling(N. Whitelegg and A. R. Rees、2001; http://antibody.bath.ac.uk)。イギリス、バース大学のCenter for Protein Analysis and Designによって主催されている。確立された理論的方法の組合せを使用して抗体Fv配列の3Dモデルを構築するためのAbMパッケージ(Oxford Molecularによって以前は市販されていた)に基づいて、このサイトはまた、最新の抗体構造情報も含む。
1.8. Mike's Immunoglobulin Structure/Function Page (M. R. Clark、2001; http://www.path.cam.ac.uk/～mrc7/mikeimages.html)。これらのページは、免疫グロブリン構造および機能に関する教材を提供し、多数のカラー画像、モデルおよび動画によって示されている。抗体ヒト化およびMike Clark's Therapeutic Antibody Human Homology Projectに関するさらなる情報が、利用可能であり、これは、臨床有効性および抗免疫グロブリン反応を、治療抗体の可変領域配列と関連付けることを目的とする。
1.9. The Antibody Resource Page(The Antibody Resource Page、2000; http://www.antibodyresource.com)。このサイトは、自身を「抗体研究および供給者の完全なガイド」と説明している。アミノ酸配列決定ツール、ヌクレオチド抗体配列決定ツールおよびハイブリドーマ/細胞培養データベースへのリンクが提供されている。
1.9. Humnization bY Design (J. Saldanha、2000; http://people.cryst.bbk.ac.uk/～ubcg07s)。この資源は、抗体ヒト化技術に関する概要を提供する。最も有用な特徴は、ヒト化構築物の設計結果、フレームワーク選択、フレームワーク復帰突然変異および結合親和性に関する情報を含めた、40種を超える公開ヒト化抗体の検索可能なデータベース(配列およびテキストによって)である。
Antibody Engineering Methods and Protocols、Ed. Benny K C Lo,Methods in Molecular Biology(商標),Human Pressも参照のこと。http://www.blogsua.com/pdf/antibody-engineering-methods-and-protocolsantibody-engineering-methods-and-protocols.pdfも同様。
本文を通じて一実施形態では、「生殖系列」とは、標準的な生殖系列遺伝子セグメント配列を指す。
本発明は、免疫グロブリン重鎖および軽鎖遺伝子座における新規V、DおよびJ対合の提供を対象とする。新規の、偏った抗体多様性および潜在的に拡大された多様性が提供される。本発明の一態様は、in vivoで抗体V(D)J組換えの際に互換性組換えシグナル配列(RSS)の天然対合を利用し、本発明のこの態様は、RSS互換性の観察を使用して、V、DおよびJ遺伝子セグメントの新規の、合成組み合わせを提供する。
本発明の別の態様は、感染性疾患病原体に対して作製された天然に生じるヒト抗体におけるV、DおよびJ利用バイアスの観察に基づいている。本発明は、トランスジェニック非ヒト動物における抗体遺伝子多様性の操作にとって有用であり、したがって、新規の、潜在的に拡大された多様性または感染性疾患などの特定の疾患もしくは状態の治療および/もしくは予防にとって有用な抗体に共通の可変性の遺伝子使用に向けて偏っている多様性を提供する。抗体レパートリーを偏らせるこの能力はまた、複数の病原体抗原を標的とするポリクローナルアプローチが望ましい感染性疾患の治療および/または予防にとって有用なポリクローナル抗体治療薬などの抗体混合物の製造を単純化する方法も提供する。この目的に向けて、本発明はまた、2種以上の抗原(例えば、同一病原体によって発現される複数の感染性抗原)と結合できる二重特異性抗体も提供し、したがって、ポリクローナル抗体混合物を用いなければ可能でない利点(製造、投薬および投与の利点など)を提供する。
本発明は、トランスジェニックマウスもしくはラットまたはトランスジェニックマウスもしくはラット細胞などの脊椎動物および細胞を提供する。さらに、本発明は、脊椎動物を使用して、抗体または抗体をコードするヌクレオチド配列を単離する方法に関する。抗体、ヌクレオチド配列、医薬組成物および使用も、本発明によって提供される。
この目的に向けて、本発明は、第1の構成で以下を提供する。
ゲノムが、
(a)定常領域の上流に、1種または複数のヒトV遺伝子セグメント(場合により、複数のVH)、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJ遺伝子セグメントを含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座であって、場合により、以下に記載される第2の構成の(a)に従う、免疫グロブリン重鎖遺伝子座と、
(b)(i)定常領域の上流に、1種または複数のヒトVH遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJ遺伝子セグメント[場合により、再配列されたVHJLCLまたはVHJλCL(式中、CLは、CλまたはCKである)]、または
(ii)定常領域の上流に、1種または複数のヒトVL遺伝子セグメント、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJH遺伝子セグメント[場合により、再配列されたVLDJHCLまたはVλDJHCL(式中、CLは、CλまたはCKである)]、または
(iii)定常領域の上流に、VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択される1種または複数のヒトVL遺伝子セグメントならびに1種または複数のヒトJL遺伝子セグメントのいずれかを含み、場合により、1種または複数のVL遺伝子セグメントが、以下のリストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択される、免疫グロブリン軽鎖遺伝子座と
を含む、非ヒト脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)または脊椎動物細胞であって、
重鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントが、その定常領域と作動可能に連結しており、軽鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントが、その定常領域と作動可能に連結しており、その結果、免疫処置の際に、マウスが重鎖遺伝子座の組換えによって製造された重鎖と軽鎖遺伝子座の組換えによって製造された軽鎖とを含む抗体を製造できる、非ヒト脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)または脊椎動物細胞。
したがって、本発明のこの構成は、マウスまたはラットなどのトランスジェニック非ヒト脊椎動物における、新規の、合成抗体および遺伝子レパートリーの可能性を提供する。このような新規レパートリーは、それらが、所定の抗原を用いる脊椎動物の免疫処置後に、リード抗体が選択され得る抗体の新規プールの可能性を提供するので望ましい。したがって、これは、望ましい特徴を有する抗体、例えば、特定の標的抗原結合に対して比較的高い親和性を有する抗体が単離され得るプールを提供する。免疫処理された脊椎動物から直接、高親和性抗体を単離することが望ましいが、これは、さらなる大規模な親和性成熟(例えば、リボソームディスプレイまたはファージディスプレイなどのin vitro抗体ディスプレイによる)を必要としない、潜在的に、治療薬および/または予防薬として有用である抗体リードを提供できるからである。抗体のエフェクター部分の改変は、可変領域の配列を操作する必要を伴わずに、要求どおりに(例えば、定常領域のヒト化)行うことができる。あるいは、またはさらに、抗体のプールは、望ましい生理物理学的特徴および/またはエピトープ特異性を有するリード抗体の選択を可能にし得る。後者は、トランスジェニック免疫グロブリン遺伝子座、例えば、RPCI-11 BACによって表される単一ヒトゲノムに基づくものを有するこれまでの非ヒト脊椎動物によって作製された抗体遺伝子多様性によって生じた抗体によっては到達することが困難である治療用および/または予防用抗体またはエピトープをこれまでに作製していないエピトープに対するリード抗体を見い出すのに重要であり得る。
本発明の細胞(任意の態様または構成に従う)は、例えば、B細胞、ハイブリドーマまたは幹細胞、場合により、胚性幹細胞または造血幹細胞である。一態様では、ES細胞は、マウスC57BL/6N、C57BL/6J、129S5または129Sv株に由来する。一態様では、非ヒト脊椎動物は、げっ歯類、適宜、マウスであり、本発明の細胞は、げっ歯類細胞またはES細胞、適宜、マウスES細胞である。本発明のES細胞を使用し、ES細胞の胚盤胞への注入と、それに続く、必要な挿入を有するホモ接合性組換え体が繁殖および選択され得る子孫を生み出すためのキメラ胚盤胞(blastocystys)の雌への移植を含む当技術分野で周知の技術を使用して動物を作製できる。一態様では、本発明は、ES細胞由来組織および宿主胚由来組織を含んでなるトランスジェニック動物に関する。一態様では、本発明は、VDJおよび/またはVJ領域についてホモ接合性組換え体を有する動物を含む、遺伝子改変されたその後の世代の動物に関する。
(b)(i)および(ii)に従う1種または複数の軽鎖遺伝子座を有する脊椎動物は、免疫グロブリン遺伝子セグメント(V、D、J、C)の合成の、天然に生じない組合せを利用することによって、新規の、潜在的に拡大された抗体および遺伝子レパートリーを提供する。この点において、本発明者らは、重鎖遺伝子セグメントを、軽鎖遺伝子座のものと混合する抗体および遺伝子レパートリーを提供することの望ましいことおよび可能性に気づいた。これは、本発明者らの知見:最初に、自然は、VH-VHまたはVL-VL対合を有する(より伝統的なVH-VL対合とは対照的に)機能性抗体の可能性を示唆していることに基づいている。例えば、対合VHドメインを有し、軽鎖VLドメインを欠く抗体を製造するラクダ科の重鎖抗体が参照される(例えば、Nature. 1993年6月3日;363(6428):446-8頁;Naturally occurring antibodies devoid of light chains; Hamers-Casterman C、Atarhouch T、Muyldermans S、Robinson G、Hamers C、Songa EB、Bendahman N、Hamers R参照のこと)。これらの抗体は、抗原と特異的に結合するよう機能し、このような抗体は、このようなラクダ科(例えば、ラマ、ラクダ、アルパカ)の血液中に見られる。VH対を有するこのような抗体はまた、治療用および予防用医薬を提供するために合成によって製造され得る(例えば、WO1994004678、WO2004041862、WO2004041863参照のこと)。トランスジェニックマウスはまた、このような重鎖抗体を製造でき、抗体のin vivo製造によって、マウスの免疫系がVH-VH対合を選択すること、時には、対合を受け入れるためにマウスによってin vivoで突然変異が導入されているこのような対合を選択することが可能となる(WO2010109165A2)。したがって、本発明者らは、本発明によってここで考慮される合成免疫グロブリン遺伝子セグメントの組合せを受け入れるには、in vivo抗体製造系の採用(抗体のファージまたはリボソームディスプレイなどのin vitro系ではなく)が望ましいと気づいた。
本発明者らの第2の知見は、天然に生じる免疫グロブリン遺伝子座の構造、特に、in vivoでV(D)J組換えを媒介する組換えシグナル配列(RSS)の配置にある(例えば、その開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、Cell. 2002年4月;109 Suppl:S45-55. The mechanism and regulation of chromosomal V(D)J recombination; Bassing CH、Swat W、Alt FW)。図6に示されるように、2種のRSS要素を同定した:1ターンのRSS(12-RSS)および2ターンのRSS(23-RSS)。λ軽鎖遺伝子座における天然VJ組換えでは、組換えが、Vλの3'にある2ターンのRSSと、Jλの5'にある1ターンのRSSの間で達成される場合には、RSSは反対の配向にある。κ軽鎖遺伝子座における天然VJ組換えでは、組換えが、Vκの3'にある1ターンのRSSと、Jκの5'にある2ターンのRSSの間で達成される場合には、RSSは、反対の配向にある。重鎖遺伝子座における天然VD組換えでは、組換えは、VHの3'にある2ターンのRSSと、Dの5'にある1ターンのRSSの間で達成される場合には、RSSは、反対の配向にある。重鎖遺伝子座における天然DJ組換えでは、組換えは、Dの3'にある1ターンのRSSと、JHの5'にある2ターンのRSSの間で達成される場合には、RSSは、反対の配向にある。したがって、全般的に、2ターンのRSSは、反対配向で1ターンのRSSと互換性である。本発明者らは、この知見を、2ターンのRSSおよび1ターンのRSSが、反対の配向で、各RSSが遺伝子セグメントのそれぞれの一方と隣接して提供される場合に、5'遺伝子セグメントが3'遺伝子セグメントと(例えば、例えば、VとJ;またはVとD)組換えできるようにトランスジェニック免疫グロブリン遺伝子座を構築することにおいて使用できることに気づいた。したがって、本発明者らは、一実施形態において、以下の配置(5'から3')のうち1種または複数を用いて免疫グロブリン遺伝子座が構築され得ると気づいた:-
(k)[V(重鎖、λまたはκ)]-[2ターンRSS]---[1ターンRSS]-[D]-[JH](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(l)[VH]-[D]-[2ターンRSS]---[1ターンRSS]-[Jλ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(m)[VH]-[D]-[1ターンRSS]---[2ターンRSS]-[Jκ]-(式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(n)[VHまたはVκ]-[2ターンRSS]---[1ターンRSS]-[Jλ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(o)[Vκ]-[1ターンRSS]---[2ターンRSS]-[JHまたはJλ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(p)[V(重鎖、λまたはκ)]-[1ターンRSS]---[2ターンRSS]-[D]-[JH](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(q)[VH]-[D]-[1ターンRSS]---[2ターンRSS]-[Jλ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(r)[VH]-[D]-[2ターンRSS]---[1ターンRSS]-[Jκ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(s)[VHまたはVκ]-[1ターンRSS]---[2ターンRSS]-[Jλ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)、
(t)[Vκ]-[2ターンRSS]---[1ターンRSS]-[JHまたはJλ](式中、前記RSSは、反対の配向にある)。
当業者ならば、標準分子生物学技術を使用して、本発明のこの態様において使用するためのRSSのV、DまたはJとの合成組み合わせを含むベクターを提供でき、その結果、ベクターを使用して、トランスジェニック免疫グロブリン遺伝子座を築くことができる(例えば、当技術分野で公知のように、相同組換えおよび/またはリコンビナーゼ媒介性カセット交換を使用して)と気づくであろう、例えば、その開示内容が本明細書に明確に組み込まれる、US7501552(Medarex)、US5939598(Abgenix)、US6130364(Abgenix)、W002/066630(Regeneron)、W02011004192(Genome Research Limited)、W02009076464、W02009143472およびW02010039900(Ablexis)を参照のこと。例えば、RSSおよび遺伝子セグメントを用いるこのような合成組み合わせは、相同組換えまたはRMCEを使用して(例えば、cre/lox部位特異的組換えを使用して)、胚性幹細胞における挿入の前に合成組合せを有するBACベクターを構築するために、大腸菌において標準遺伝子リコンビニアリング技術を使用して作製できる。リコンビニアリングの詳細は、www.genebridges.comで、また開示内容が、本明細書に明確に組み込まれるEP1034260およびEP1204740において見出すことができる。
(b)(i)の一実施形態では、軽鎖遺伝子座V遺伝子セグメントのすべてが、ヒトVH遺伝子セグメント(場合により、1種または複数のヒトVλ遺伝子セグメントを有する)である。
(b)(i)の一実施形態では、定常領域は、マウス、ラットまたはヒトCL、例えば、Cλである。一実施形態では、Jおよび定常領域は、1種または複数のヒトJλCλによって提供される。
全般的に、任意の抗原および疾患状況に対して有用性を有するが、(b)(iii)に従う1種または複数の軽鎖遺伝子座を有する脊椎動物は、特に、感染性疾患病原体に対する抗体リードを作製するために有用である。この点において、本発明者らは、感染性疾患病原体に対するヒトの天然抗体反応においてよく見られる免疫グロブリン遺伝子セグメントに偏っている、抗体および遺伝子レパートリーを提供することの望ましいことおよび可能性に気づいた。本発明者らは、感染性疾患病原体の抗原などの抗原に対する天然ヒト免疫応答に基づいた治療用および/または予防用抗体の製造のための、脊椎動物、細胞、方法などを提供することが望ましいものであろうと気づいた。この点において、文献では、ヒトにおいて抗感染性反応を起こすために頻繁に使用される免疫グロブリン遺伝子セグメントが観察されている(表1)。
Figure 0007067868000001
Figure 0007067868000002
Figure 0007067868000003
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一実施形態では、(b)(i)において、軽鎖遺伝子座のJ遺伝子セグメントは、Jλ遺伝子セグメントであり、場合により、軽鎖遺伝子座の定常領域は、λ定常領域であり;(b)(ii)では、VLは、Vλであり、場合により、軽鎖遺伝子座の定常領域は、λ定常領域である。あるいは、定常領域は、Cκである。
一実施形態では、(b)(i)では、軽鎖遺伝子座のV遺伝子セグメントレパートリーは、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択される1種または複数のVH遺伝子セグメントを含むか、またはそれからなる。これらの遺伝子セグメントは、感染性疾患病原体の抗原などの抗原に対する天然ヒト免疫応答において見られるVH遺伝子セグメントのin vivoレパートリーを拡大するので有用である。これは、例えば、脊椎動物が、感染性疾患病原体の抗原を用いて免疫処置される場合に、前記病原体によって媒介される疾患または状態を治療および/または予防するための抗体の作製および単離にとって有用である。一実施例では、(b)(i)では、軽鎖遺伝子座のV遺伝子セグメントレパートリーは、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択されるVH遺伝子セグメントのみを含むか、またはそれからなる。これは、脊椎動物の免疫応答(したがって、得られるリード抗体)を、所定の遺伝子セグメント、例えば、感染性疾患病原体の抗原などの抗原に対する天然ヒト免疫応答においてよく使用されるとわかっているものに偏らせるために有用である。例えば、VH1-69は、インフルエンザウイルスに対してヒトにおいて抗体を製造するためによく使用され(表1参照のこと);したがって、本発明の実施形態(b)(i)において、単一VHセグメントをVH1-69に限定することが可能である。
一実施形態では、(b)(iii)では、軽鎖遺伝子座V遺伝子セグメントレパートリーは、1種のみ(場合により、2種のみ、3種または4種)のVL遺伝子セグメントの種類(場合により、その1種または突然変異体)からなり、VL遺伝子セグメントは、VL遺伝子セグメントの前記群から選択される。これは、脊椎動物の免疫応答(したがって、得られるリード抗体)を、所定の遺伝子セグメント、例えば、感染性疾患病原体の抗原などの抗原に対する天然ヒト免疫応答においてよく使用されるとわかっているものに偏らせるのに有用である。
一実施形態では、(a)では、前記定常領域は、重鎖内因性非ヒト脊椎動物(場合により、宿主マウスまたはラット)定常領域であり、および/または(b)では、前記定常領域は、軽鎖内因性非ヒト脊椎動物(場合により、宿主マウスまたはラット)定常領域である。
一実施形態では、本発明の任意の構成では、ゲノムは、十分な内因性抗体の発現を防ぐか、低減するよう改変されている。これを行うための適した技術の例は、その開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、PCT/GB2010/051122、US7501552、US6673986、US6130364、WO2009/076464、EP1399559およびUS6586251に見ることができる。一実施形態では、内因性重鎖免疫グロブリン遺伝子座の非ヒト脊椎動物VDJ領域および、場合により、内因性軽鎖免疫グロブリン遺伝子座(λおよび/またはκ遺伝子座)のVJ領域が不活化されている。例えば、非ヒト脊椎動物VDJ領域のすべてまたは一部が、哺乳類の内因性重鎖免疫グロブリン遺伝子座における逆位によって不活化され、場合により、逆位にされた領域は、内因性Ig遺伝子座の上流または下流に動かされる(例えば、その開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、WO2011004192を参照のこと)。例えば、非ヒト脊椎動物VJ領域のすべてまたは一部は、哺乳類の内因性κ鎖免疫グロブリン遺伝子座における逆位によって不活化され、場合により、逆位された領域は、内因性Ig遺伝子座の上流または下流に動かされる。例えば、非ヒト脊椎動物VJ領域のすべてまたは一部は、哺乳類の内因性λ鎖免疫グロブリン遺伝子座における逆位によって不活化され、場合により、逆位された領域は、内因性Ig遺伝子座の上流または下流に動かされる。一実施形態では、内因性重鎖遺伝子座は、内因性κおよびλ遺伝子座の一方または両方がそうであるように、このようにして不活化される。
さらに、またはあるいは、成熟した宿主BおよびTリンパ球の産生を妨げる遺伝的背景、場合により、RAG-1欠損および/またはRAG-2欠損背景において脊椎動物が作製されている。RAG-1欠損動物を作製する技術については、US5859301を参照のこと。
したがって、本明細書における本発明の任意の構成または態様の一実施形態では、内因性重鎖および軽鎖発現が不活化されている。
本発明の第2の構成では、以下が提供される。
ゲノムが、
(a)定常領域の上流に、1種または複数のヒトV遺伝子セグメント(例えば、複数のVH)と、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントと、1種または複数のヒトJ遺伝子セグメントとを含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座と、
(b)(i)定常領域の上流に、1種または複数のヒトVH遺伝子セグメントと、1種または複数のヒトJ遺伝子セグメントとを含む再配列されていない免疫グロブリン軽鎖遺伝子座であって、各ヒトVH遺伝子セグメントは、抗体を発現する細胞からヒト抗体の重鎖可変領域をコードする再配列されたVDJを製造するために使用されるヒトVH遺伝子セグメント(例えば、生殖系列VH遺伝子セグメント;例えば、以下のリストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択される遺伝子セグメント)と同一である(または、例えば、ヒト遺伝子セグメントから最大15または10のヌクレオチド変化を有するその突然変異体である)ヒト遺伝子セグメントであり、ここで、前記抗体は、感染性疾患病原体の抗原と結合する(場合により、前記抗体の可変領域は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っている、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られた抗体と同一である)、免疫グロブリン軽鎖遺伝子座、または
(ii)定常領域の上流に、再配列されたVJ領域またはVDJ領域を含む免疫グロブリン軽鎖遺伝子座であって、組み換えられた領域のヌクレオチド配列は、ヒトJ遺伝子セグメントおよび、場合により、ヒトD遺伝子セグメントの、抗体を発現する細胞からヒト抗体の重鎖可変領域をコードする再配列されたVDJを製造するために使用される、ヒトVH遺伝子セグメント(例えば、生殖系列VH遺伝子セグメント;例えば、以下のリストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択される遺伝子セグメント)と同一である(または例えば、ヒト遺伝子セグメントから最大15または10のヌクレオチド変化を有するその突然変異体である)ヒトVH遺伝子セグメントとの組換えによって製造されるヌクレオチド配列と同一であり、前記抗体は、感染性疾患病原体の抗原と結合する(場合により、前記抗体の可変領域は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っているか、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られた抗体と同一である)、免疫グロブリン軽鎖遺伝子座とを含み、
(c)重鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントは、その定常領域と作動可能に連結しており、軽鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントまたはVJまたはVDJは、その定常領域と作動可能に連結しており、その結果、免疫処置の際に、マウスは、重鎖遺伝子座の組換えによって製造される重鎖と、軽鎖遺伝子座に由来する軽鎖とを含む抗体を製造でき、
(d)場合により、(b)(i)が適用される場合には、軽鎖遺伝子座中の各前記VH遺伝子セグメントは、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択され、場合により、各VH遺伝子セグメントは、以下のリストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択され、
(e)場合により、(b)(ii)が適用される場合には、組み換えられた領域のヌクレオチド配列は、ヒトJ遺伝子セグメントおよび場合により、ヒトD遺伝子セグメントの、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択されるヒトVH遺伝子セグメントとの組換えによって製造されるヌクレオチド配列と同一であり、場合により、各VH遺伝子セグメントは、以下のリストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択される、
非ヒト脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)または脊椎動物細胞。
一実施形態では、抗原は、細菌またはウイルス性感染性疾患病原体、例えば、表1に列挙される病原体のいずれかによって発現される抗原である。例えば、抗原は、表1に列挙される抗原から選択される抗原である。
本明細書における本発明の任意の態様、構成または実施形態の一実施形態では、「前記生物を有するヒト個体」とは、病原体に対して自然抵抗性を有し、病原体またはそれによって発現される抗原と結合する抗体を産生する患者である。
第2の構成の一実施形態では、軽鎖遺伝子座のJ遺伝子セグメントは、Jλ遺伝子セグメントであり、場合により、軽鎖遺伝子座の定常領域は、λ定常領域である。あるいは、定常領域は、Cκである。
第2の構成の一実施形態では、軽鎖遺伝子座のV遺伝子セグメントレパートリーは、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択される1種または複数のVH遺伝子セグメントを含むか、またはそれからなる。これらの遺伝子セグメントは、感染性疾患病原体の抗原などの抗原に対する天然ヒト免疫応答において見られるVH遺伝子セグメントのin vivoレパートリーを拡大するので有用である。これは、例えば、脊椎動物が、感染性疾患病原体の抗原を用いて免疫処置される場合に、前記病原体によって媒介される疾患または状態を治療および/または予防するための抗体の作製および単離にとって有用である。一実施例では、(b)(i)では、軽鎖遺伝子座のV遺伝子セグメントレパートリーは、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択されるVH遺伝子セグメントのみを含むか、またはそれからなる。これは、脊椎動物の免疫応答(したがって、得られるリード抗体)を、所定の遺伝子セグメント、例えば、感染性疾患病原体の抗原などの抗原に対する天然ヒト免疫応答においてよく使用されるとわかっているものに偏らせるために有用である。例えば、VH1-69は、インフルエンザウイルスに対してヒトにおいて抗体を製造するためによく使用され(表1参照のこと);したがって、本発明の実施形態(b)(i)において、単一VHセグメントをVH1-69に限定することが可能である。
第2の構成の一実施形態では、(a)において、前記定常領域は、重鎖内因性非ヒト脊椎動物(場合により、宿主マウスまたはラット)定常領域である。
第2の構成の一実施形態では、(b)において、前記定常領域は、軽鎖内因性非ヒト脊椎動物(場合により、宿主マウスまたはラット)定常領域である。
第2の構成の一実施形態では、前記脊椎動物または細胞のゲノムは、軽鎖遺伝子座(b)(i)または(ii)についてホモ接合性であり、場合により、
-軽鎖遺伝子座のV遺伝子セグメントレパートリーは、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択される1種または複数のヒトVH遺伝子セグメントからなるか、または
-軽鎖遺伝子座の組み換えられたVJまたはVDJレパートリーは、ヒトJ遺伝子セグメントおよび場合によりヒトD遺伝子セグメントと、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択されるヒトVH遺伝子セグメントの組換えによって製造される1種または複数のヌクレオチド配列と同一である配列からなる。一実施形態では、軽鎖遺伝子座V遺伝子セグメントのすべては、この群に由来する。
第2の構成の一実施形態では、内因性重鎖および軽鎖発現は不活化されており、第2の構成に従って軽鎖遺伝子座は、脊椎動物または細胞のゲノムにおける唯一の機能的軽鎖遺伝子座である。
第2の構成の一実施形態では、前記脊椎動物または細胞の各免疫グロブリン軽鎖遺伝子座は、(b)(i)に従い、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択される単一ヒトVH遺伝子セグメントのみを含み、場合により、脊椎動物または細胞のゲノムは、前記軽鎖についてホモ接合性であり、その結果、すべての軽鎖遺伝子座は、同一の単一ヒトVH遺伝子セグメントを含む。この実施形態では(全般的に、本発明のその他の実施形態、構成および態様において)、重鎖および/または軽鎖遺伝子座構造の限定は、抗体および遺伝子レパートリーを、例えば、上記のようなヒト免疫応答を映し出すよう、偏らせるか、または制御するために有用である。単一軽鎖または重鎖可変(および場合により、Dおよび/またはJ)遺伝子セグメント(またはその密接に関連した突然変異体を有するこれのみ)の提供または以下の実施形態では、単一の再配列されたV(D)J領域または単一重鎖もしくは軽鎖への限定は、治療用/予防用抗体の発現および製造を単純化するのに有利であるが、これは、このことが下流の製造の間に生じる抗体種の数を制限するためである。共通の重鎖または軽鎖は、例えば、同一宿主細胞からの同一発現培地における、複数(例えば、2種、3種またはそれ以上)の異なる抗体の同時発現を可能にするのに有利である。例えば、EP1523496(Merus BV)およびWO2011097603(Regeneron Pharmaceuticals, Inc)を参照のこと。
第2の構成の一実施形態では、前記脊椎動物または細胞の各免疫グロブリン軽鎖遺伝子座は、(b)(ii)に従い、単一の再配列されたVJまたはVDJ領域のみを含み、場合により、脊椎動物または細胞のゲノムは、前記軽鎖についてホモ接合性であり、その結果、すべての軽鎖遺伝子座は、同一の単一の再配列されたVJまたはVDJ領域を含む。
第2の構成の一実施形態では、各免疫グロブリン軽鎖遺伝子座は、VH遺伝子セグメントまたは前記選択されたヒトVH遺伝子セグメントもしくは再配列された領域の、それぞれ突然変異体(例えば、VH遺伝子セグメントから最大15または10のヌクレオチド変更を有する)である再配列された領域をさらに含み、場合により、脊椎動物または細胞のゲノムは、前記軽鎖突然変異体VH遺伝子セグメントまたは再配列された領域についてホモ接合性である。
第2の構成の一実施形態では、各免疫グロブリン軽鎖遺伝子座は、前記群から選択される2種または3種のヒトVH遺伝子セグメントのみを含み、場合により、脊椎動物または細胞のゲノムは、前記の2種または3種の軽鎖ヒトVH遺伝子セグメントについてホモ接合性である。
第2の構成の一実施形態では、各免疫グロブリン軽鎖遺伝子座は、前記再配列されたVJまたはVDJ領域のうち2種または3種のみを含み、場合により、脊椎動物または細胞のゲノムは、前記の2種または3種の軽鎖再配列VJまたはVDJ領域についてホモ接合性である。
本発明は、本発明の任意の構成、態様または実施形態による少なくとも1種の脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)を免疫処置することによって調製されたモノクローナルまたはポリクローナル抗体組成物であって、場合により、抗原は、感染性疾患病原体の抗原(例えば、細菌性またはウイルス性病原体抗原または表1に列挙される抗原)であり、場合により、すべての脊椎動物を免疫処置するために同一抗原が使用され、場合により、1種または複数の抗体は、IgG型(例えば、IgG1)である、モノクローナルまたはポリクローナル抗体組成物を提供する。
本発明は、所定の抗原(例えば、細菌性またはウイルス性病原体抗原または表1に列挙される抗原)と結合する抗体を単離する第1の方法であって、
(a)本発明の任意の構成、態様または実施形態による脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)を用意する工程と、
(b)前記抗原(場合により、抗原は、感染性疾患病原体の抗原である)を用いて前記脊椎動物を免疫処置する工程(例えば、標準プライムブースト法を使用して)と、
(c)脊椎動物からBリンパ球を採取し、抗原と結合する抗体を発現する1種または複数のBリンパ球を選択する工程と
(d)場合により、前記選択されたBリンパ球またはそ後代を、場合により、それからハイブリドーマを製造することによって不死化する工程と、
(e)Bリンパ球によって発現される抗体(例えば、IgG型抗体)を単離する工程と
を含む、第1の方法を提供する。
本発明の第1の方法の第1の実施形態では、本方法は、前記Bリンパ球から、前記抗原と結合する前記抗体をコードする核酸を単離する工程と、場合により、抗体の重鎖定常領域ヌクレオチド配列を、ヒトまたはヒト化重鎖定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換する工程と、場合により、前記抗体の可変領域を親和性成熟させる工程と、場合により、前記核酸を発現ベクター、場合により、宿主中に挿入する工程とを含む。当業者ならば、これを行うための標準分子生物学技術を承知するであろう。例えば、標準免疫処置については、Harlow, E. & Lane, D. 1998年、5th edition、Antibodies: A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Lab. Press、Plainview、NY;およびPasqualini and Arap、Proceedings of the National Academy of Sciences (2004) 101:257-259頁を参照のこと。当業者には明らかであろうが、抗体の可変領域のヒト定常領域との連結は、従来の組換えDNAおよびRNA技術を使用するなど、当技術分野で容易に入手可能な技術によって達成され得る。例えば、Sambrook, J and Russell, D. (2001、3'd edition) Molecular Cloning:A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Lab. Press、Plainview、NY)を参照のこと。
本発明の第1の方法の一実施形態では、方法は、抗体の突然変異体または派生体を作製することをさらに含む。
ポリクローナル抗体混合物を製造する方法が提供され、本方法は、抗原を用いて第1および第2の脊椎動物(場合により、第1および第2のマウスまたは第1および第2のラット)を個別に免疫処置すること、および各脊椎動物から単離された抗抗原抗体(または前記抗体の突然変異体もしくは派生体)を組み合わせてポリクローナル抗体混合物を製造することによって、本発明の第1の方法を実施する工程を含み、場合により、
(i)脊椎動物は、同一抗原または異なる抗原を用いて免疫処置される(場合により、異なる抗原は、同一病原性生物(またはファミリーメンバーまたはその生物の異なる株によって)によって発現される)こと、
(ii)免疫処置に先立って、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、同一のVH遺伝子レパートリー(場合により、単一VH遺伝子)および場合により、同一のJレパートリーを含有し、場合により、哺乳類の軽鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であること、
(iii)免疫処置に先立って、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、同一の再配列されたVJまたはVDJレパートリー(場合により、単一VJまたはVDJ)を含有し、場合により、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であること
が個別に、または組み合わせて((i)および(ii)または(i)および(iii))適用される。
ポリクローナル抗体混合物を製造する方法が提供され、本方法は、第1および第2の抗原を用いて1種または複数の脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)を免疫処理すること、および各脊椎動物から単離された抗抗原抗体(または前記抗体の突然変異体または派生体)を組み合わせてポリクローナル抗体混合物を製造することによって、本発明の第1の方法を実施する工程を含み、場合により、
(i)抗原は、同一病原性生物によって(またはファミリーメンバーまたはその生物の異なる株によって))発現されること、
(ii)免疫処置に先立って、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、同一のVH遺伝子レパートリー(場合により、単一VH遺伝子)および場合により、同一のJレパートリーを含有し、場合により、哺乳類の軽鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であること、
(iii)免疫処置に先立って、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、同一の再配列されたVJまたはVDJレパートリー(場合により、単一VJまたはVDJ)を含有し、場合により、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であること
が個別に、または組み合わせて((i)および(ii)または(i)および(iii))適用される。
本発明は、第2の方法を提供する:
ポリクローナル抗体混合物を発現できる宿主細胞(例えば、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)またはHEK293細胞)を製造する方法が提供され、本方法は、本発明の第1の方法の前記の第1の実施形態に従う方法において、
(a)第1および第2の抗原を用いて1種または複数の脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)を免疫処置する工程(場合により、異なる抗原が同一病原性生物(またはそのファミリーメンバー)によって発現される)と、
(b)前記脊椎動物から得られるBリンパ球から、第1および第2の抗抗原抗体をコードする核酸を単離する工程と、
(c)第1の抗体の重鎖および軽鎖可変領域(場合により、全重鎖および/または軽鎖配列)のヌクレオチド配列を決定する工程と、
(d)第2の抗体の重鎖可変領域および場合により軽鎖可変領域のヌクレオチド配列を決定する工程と、
(e)各抗体の重鎖可変領域コード配列を、重鎖発現ベクターに挿入する工程であって、場合により、各重鎖の定常領域コード配列は、ヒトまたはヒト化定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換される、工程と、
(f)第1の抗体の軽鎖可変領域コード配列を、軽鎖発現ベクター中に挿入する工程であって、場合により、第1の抗体の軽鎖の定常領域コード配列は、ヒトまたはヒト化定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換される、工程と、
(g)場合により、第2の抗体の軽鎖可変領域コード配列を、軽鎖発現ベクター中に挿入する工程であって、場合により、第2の抗体の軽鎖の定常領域コード配列は、ヒトまたはヒト化定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換される、工程と、
(h)各発現ベクターを宿主細胞中に導入し、前記宿主細胞の混合物中で抗体鎖を同時発現させて、各々、前記重鎖可変領域および軽鎖の一方または両方を含む抗体を製造する工程であって、場合により、発現ベクターは、細胞が、抗体軽鎖および重鎖を発現できるように同一宿主細胞(例えば、CHOまたはHEK293細胞)中に一緒に導入され、その結果、細胞または複数の宿主細胞が、各々、前記重鎖可変領域および軽鎖の一方または両方を含む抗体(例えば、2種、3種、4種またはそれ以上の異なる抗体)を発現する、工程とを含み、
(i)場合により、
免疫処置に先立って、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、同一のVH遺伝子レパートリー(場合により、単一VH遺伝子セグメント)および場合により、同一のJレパートリー(場合により、単一J遺伝子セグメント)を含有し、場合により、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って、同一であるか、または
免疫処置に先立って、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、同一の再配列されたVJまたはVDJレパートリー(場合により、単一VJまたはVDJ)を含有し、場合により、脊椎動物の軽鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であり、
(j)場合により、
前記抗体のモノクローナル抗体またはポリクローナル混合物を発現させる工程であって、場合により、続いて、第1および/または第2の抗体の重鎖可変領域を含む抗体を単離することによって、モノクローナルまたはポリクローナル抗体混合物を製造する工程をさらに含む。
本発明はまた、そのように製造されたモノクローナルまたはポリクローナル抗体混合物または例えば、1種もしくは複数の定常領域が変更されている(例えば、Fcエフェクター機能を増強または切断するよう、ヒト定常領域などの異なる定常領域で置き換えられたか、または突然変異誘発された)それらの派生抗体または混合物を提供した(場合により、全重鎖および/または軽鎖配列)。
本発明の方法のいずれかでは、場合により、免疫処置に使用される各脊椎動物は、
(a)ヒト血液または組織(例えば、Bリンパ球(PBL)、末梢血単核細胞(PBMC)、骨髄、脾臓、扁桃腺またはリンパ節)サンプルから、所定の抗原(例えば、感染性疾患病原体によって発現される抗原であり、場合により、前記血清または組織は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っているか、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られた)と結合する抗体を発現するBリンパ球を単離する工程と、
(b)抗体の重鎖可変領域をコードする前記Bリンパ球のヌクレオチド配列を製造するために、ヒトにおいてどのヒト生殖系列VH遺伝子セグメントが組み換えられたかを決定する工程と、
(c)本発明の第1または第2の構成に従って、その軽鎖遺伝子座中に前記ヒト生殖系列VH遺伝子セグメントが提供されるトランスジェニック脊椎動物を構築する工程と、
(d)本発明の第1の方法における免疫処置のために前記トランスジェニック脊椎動物を提供する工程と
によって提供される。
本明細書において、用語「ヒト血液」は、生成物が、抗体産生細胞、例えば、PBLを保持するという条件で、ヒト血液生成物から1種または複数の非Bリンパ球細胞集団を差し引いたものを含む。
本発明の第1の方法の一実施形態では、免疫処置に使用される各脊椎動物は、
(a)ヒト血液または組織(例えば、Bリンパ球、PBMC、骨髄、脾臓、扁桃腺またはリンパ節)サンプルから、所定の抗原(例えば、感染性疾患病原体によって発現される抗原であり、場合により、前記血清または組織は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っているか、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られた)と結合する抗体を発現するBリンパ球を単離する工程と、
(b)抗体の再配列されたVDJまたはVJ領域をコードする前記Bリンパ球のヌクレオチド配列を決定する工程と、
(c)本発明の第1または第2の構成に従って、その軽鎖遺伝子座中に前記の再配列されたVDJまたはVJ領域が提供されるトランスジェニック脊椎動物を構築する工程と、
(d)本発明の第1の方法における免疫処置のために前記トランスジェニック脊椎動物を提供する工程と
によって提供される。
共通軽鎖抗体&二重特異性抗体(Bispecifics)(例えば、感染性疾患の2種の病原体抗原に対する)
本発明は、場合により、医薬における使用のための、場合により、感染性疾患の治療および/または予防のための、本発明の第2の方法(工程(j)を含む)によって得ることができるか、または得られる単離された抗体(例えば、IgG1型などのIgG型抗体)またはその突然変異体もしくは派生抗体であって、(i)単離された抗体が、前記の第1の抗体の軽鎖可変領域の2コピーと対を形成した、前記の第1の抗体の重鎖可変領域の2コピーを含むか、もしくは(ii)単離された抗体が、前記の第1の抗体の軽鎖可変領域の2コピーと対を形成した、前記の第2の抗体の重鎖可変領域の2コピーを含むか、もしくは(iii)単離された抗体が、第1の抗体の軽鎖可変領域の1コピーと対を形成した、前記の第1の抗体の重鎖可変領域の1コピーを含む二重特異性抗体であり、場合により、二重特異性抗体が、請求項24に記載の前記第1および第2の抗原と結合する、単離された抗体またはその突然変異体もしくは派生抗体を提供する。
本発明の一態様では、場合により、医薬における使用のための、場合により、感染性疾患の治療および/または予防のための、本発明の任意の構成、態様、実施形態または実施例に従う、モノクローナルまたはポリクローナル抗体混合物(例えば、1種または複数のIgG型抗体)またはその突然変異体もしくは派生抗体であって、場合により、各抗体は、感染性疾患病原体の抗原、好ましくは、同一抗原と結合する、モノクローナルまたはポリクローナル抗体混合物またはその突然変異体もしくは派生抗体が提供される。
本発明の一態様では、感染性疾患の治療および/または予防のための薬剤の製造における、本発明の任意の構成、態様、実施形態または実施例に従う、単離されたモノクローナルまたはポリクローナル抗体またはその突然変異体もしくは派生抗体の使用であって、場合により、感染性疾患は、細菌性またはウイルス性病原体によって引き起こされる疾患である、使用が提供される。
突然変異体抗体の一例として、本発明の第2の方法(工程(j)を含む)によって得ることができるか、または得られる単離された抗体(例えば、IgG1型などのIgG型抗体)に対して、その可変領域中に最大15または10のアミノ酸突然変異を有するものがある。派生体の一例として、定常領域をヒト定常領域などの異なる定常領域で置き換えるよう改変されたもの;またはFcエフェクター機能を増強もしくは切断するよう突然変異されたものがある。
感染性疾患の例として、細菌性またはウイルス性病原体、例えば、表1に列挙される病原体によって引き起こされるか、または媒介される疾患がある。抗原の例として、表1に列挙されるものがある。
例えば、感染性疾患は、インフルエンザ菌(Haemophilus influenza)、大腸菌(E coli)、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、ヘルペスファミリーウイルス、サイトメガロウイルス(CMV)、HIVおよびインフルエンザウイルスからなる群から選択される病原体によって引き起こされる疾患からなる群から選択される。
本発明はさらに、本発明の任意の構成、態様、実施形態または実施例に従う抗体をコードするヌクレオチド配列であって、場合により、ベクターの一部である、ヌクレオチド配列を提供する。
本発明はさらに、本発明の任意の構成、態様、実施形態または実施例の1種または複数の抗体と、希釈液、賦形剤または担体とを含む医薬組成物を提供する。
本発明の第3の構成では、以下が提供される。
ゲノムが、
(a)(i)定常領域の上流に、1種または複数のヒトVL遺伝子セグメント、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJ遺伝子セグメント(場合により、再配列されたVLDJHCHまたはVλDJHCH)、または
(ii)定常領域の上流に、VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII 9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69および少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択される1種または複数のヒトVH遺伝子セグメント、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJH遺伝子セグメント(場合により、各VH遺伝子セグメント(および場合により各D)は、以下のリストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択される)
のいずれかを含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座と、
(b)定常領域の上流に、1種または複数のヒトV遺伝子セグメント(例えば、複数のVL)および1種または複数のヒトJ遺伝子セグメントを含み、場合により、本発明の第1の構成の(b)(i)または(b)(ii)に従う免疫グロブリン軽鎖遺伝子座とを含み、
重鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントが、その定常領域と作動可能に連結しており、軽鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントが、その定常領域と作動可能に連結しており、その結果、免疫処置の際に、マウスが重鎖遺伝子座の組換えによって製造される重鎖と軽鎖遺伝子座の組換えによって製造される軽鎖とを含む抗体を製造できる、非ヒト脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)または脊椎動物細胞。
一実施例では、(a)(i)では、重鎖遺伝子座V遺伝子セグメントのすべては、ヒトVL遺伝子セグメントである。
第3の構成の一実施形態では、軽鎖遺伝子座のV遺伝子セグメントレパートリーは、VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択される1種または複数のVL遺伝子セグメントを含むか、またはそれからなり、場合により、各VL遺伝子セグメントは、以下のリストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択され、および/または、ここで、もしくは(a)(ii)では、重鎖遺伝子座V遺伝子セグメントレパートリーは、1種のみ(または2種、3種または4種)のVH遺伝子セグメントの種類(場合により、その1種または複数の突然変異体)からなり、ここで、VH遺伝子セグメントは、VH遺伝子セグメントの前記群から選択される。これは、脊椎動物の免疫応答(したがって、得られるリード抗体)を、所定の遺伝子セグメント、例えば、感染性疾患病原体の抗原などの抗原に対する天然ヒト免疫応答においてよく使用されるとわかっているものに偏らせるために有用である。
第3の構成の一実施形態では、(a)では、前記定常領域は、重鎖内因性非ヒト脊椎動物(場合により、宿主マウスまたはラット)定常領域であり、および/または(b)では、前記定常領域は、軽鎖内因性非ヒト脊椎動物(場合により、宿主マウスまたはラット)定常領域である。
第3の構成の一実施形態では、内因性重鎖および軽鎖発現は、不活化されている。
本発明の第4の構成は、以下を提供する。
ゲノムが、(a)(i)定常領域の上流に、1種または複数のヒトVL遺伝子セグメント、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のJH遺伝子セグメントを含む再配列されていない免疫グロブリン重鎖遺伝子座であって、各ヒトVL遺伝子セグメントは、抗体を発現する細胞からヒト抗体の軽鎖可変領域をコードする再配列されたVJを製造するために使用される、ヒトVL遺伝子セグメント(例えば、生殖系列VL遺伝子セグメント;例えば、以下のリストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択されるVL遺伝子セグメント)と同一である(または例えば、ヒト遺伝子セグメントから最大15または10のヌクレオチド変更を有する突然変異体)ヒト遺伝子セグメントであり、前記抗体は、感染性疾患病原体の抗原と結合する(場合により、前記抗体の可変領域は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っているか、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られた抗体と同一である)、免疫グロブリン重鎖遺伝子座、または
(ii)定常領域の上流に再配列されたVJ領域またはVDJ領域を含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座であって、組み換えられた領域のヌクレオチド配列は、抗体を発現する細胞からヒト抗体の軽鎖可変領域をコードする再配列されたVJを製造するために使用される、ヒトJ遺伝子セグメントおよび場合により、ヒトD遺伝子セグメントの、ヒトVL遺伝子セグメント(例えば、生殖系列VL遺伝子セグメント;例えば、以下のリストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択されるVL遺伝子セグメント)と同一である(または例えば、ヒト遺伝子セグメントから最大15または10のヌクレオチド変更を有する突然変異体)ヒト遺伝子セグメントとの組換えによって製造されるヌクレオチド配列と同一であり、前記抗体は、感染性疾患病原体の抗原と結合する(場合により、前記抗体の可変領域は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っているか、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られた抗体と同一である)、免疫グロブリン重鎖遺伝子座と、
(b)定常領域の上流に、1種または複数のヒトV遺伝子セグメント(例えば、複数のVL)と、1種または複数のヒトJ遺伝子セグメントとを含む免疫グロブリン軽鎖遺伝子座とを含み、
(c)軽鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントは、その定常領域と作動可能に連結しており、重鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントまたはVJまたはVDJは、その定常領域と作動可能に連結しており、その結果、免疫処置の際に、マウスは、軽鎖遺伝子座の組換えによって製造される軽鎖と、重鎖遺伝子座に由来する重鎖とを含む抗体を製造でき、
(d)場合により、(a)(i)が適用される場合には、重鎖遺伝子座中の各前記VL遺伝子セグメントは、VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII 4A、VλII 2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIA2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれに対して少なくとも80%同一である遺伝子セグメントからなる群から選択されるVL遺伝子セグメントからなる群から選択され;場合により、各VL遺伝子セグメントは、以下のリストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択され、
(e)場合により、(a)(ii)が適用される場合には、組み換えられた領域のヌクレオチド配列は、ヒトJ遺伝子セグメントおよび場合により、ヒトD遺伝子セグメントの、VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択されるヒトVL遺伝子セグメントとの組換えによって製造されるヌクレオチド配列と同一である、非ヒト脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)または脊椎動物細胞。
VL遺伝子セグメントの群は、脊椎動物の免疫応答(したがって、得られるリード抗体)を、所定の遺伝子セグメント、例えば、感染性疾患病原体の抗原などの抗原に対する天然ヒト免疫応答においてよく使用されるとわかっているものに偏らせるために有用である。
第4の構成の一実施形態では、重鎖遺伝子座のVL遺伝子セグメントは、Vλ遺伝子セグメントである。
第4の構成の一実施形態では、(a)において、前記定常領域は、重鎖内因性非ヒト脊椎動物(場合により、宿主マウスまたはラット)定常領域である。
第4の構成の一実施形態では、(b)において、前記定常領域は、軽鎖内因性非ヒト脊椎動物(場合により、宿主マウスまたはラット)定常領域である。
第4の構成の一実施形態では、前記脊椎動物または細胞のゲノムは、重鎖遺伝子座(a)(i)または(ii)についてホモ接合性であり、場合により、
-重鎖遺伝子座のV遺伝子セグメントレパートリーは、VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択されるVL遺伝子セグメントからなる群から選択される1種または複数(またはそれのみからなる)のヒトVL遺伝子セグメントからなり、
-重鎖遺伝子座の組み換えられたVJまたはVDJレパートリーは、ヒトJ遺伝子セグメントおよび場合によりヒトD遺伝子セグメントと、VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択されるVL遺伝子セグメントからなる群から選択されるヒトVL遺伝子セグメントの組換えによって製造される1種または複数のヌクレオチド配列と同一の配列からなる。
第4の構成の一実施形態では、内因性重鎖および軽鎖発現は不活化されており、第4の構成に従って重鎖遺伝子座は、脊椎動物または細胞のゲノムにおける唯一の機能的重鎖遺伝子座である。
第4の構成の一実施形態では、前記脊椎動物または細胞の各免疫グロブリン重鎖遺伝子座は、(a)(i)に従い、VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択されるVL遺伝子セグメントからなる群から選択される単一ヒトVL遺伝子セグメントのみを含み、場合により、脊椎動物または細胞のゲノムは、前記重鎖についてホモ接合性であり、その結果、すべての重鎖遺伝子座は、同一の単一ヒト遺伝子セグメントを含む。
第4の構成の一実施形態では、前記脊椎動物または細胞の各免疫グロブリン重鎖遺伝子座は、(a)(ii)に従い、単一の再配列されたVJまたはVDJ領域のみを含み、場合により、脊椎動物または細胞のゲノムは、前記重鎖についてホモ接合性であり、その結果、すべての重鎖遺伝子座は、同一の単一の再配列されたVJまたはVDJ領域を含む。
第4の構成の一実施形態では、各免疫グロブリン重鎖遺伝子座は、前記選択されたヒトVL遺伝子セグメントまたは再配列された領域のそれぞれ突然変異体であるVL遺伝子セグメントまたは再配列された領域をさらに含み、場合により、脊椎動物または細胞のゲノムは、前記軽鎖突然変異体VL遺伝子セグメントまたは再配列された領域についてホモ接合性である。
本発明のすべての構成、態様、実施例および実施形態において、「突然変異体」が記載される場合には、これは、参照配列(例えば、参照VH、VL、VJまたはVDJ)と同一であるが、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10のヌクレオチドまたはそれからのアミノ酸変更を有する突然変異体配列を含む。
第4の構成の一実施形態では、各免疫グロブリン重鎖遺伝子座は、前記群から選択される2または3種のみのヒトVL遺伝子セグメントを含み、場合により、脊椎動物または細胞のゲノムは、前記の2種または3種の重鎖ヒトVL遺伝子セグメントについてホモ接合性である。
第4の構成の一実施形態では、各免疫グロブリン重鎖遺伝子座は、前記の再配列されたVJまたはVDJ領域のうち2種または3種のみを含み、場合により、脊椎動物または細胞のゲノムは、前記の2種または3種の重鎖再配列VJまたはVDJ領域についてホモ接合性である。
本発明は、抗原を用いて、本発明の第3または第4の実施形態による少なくとも1つの脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)を免疫処置することによって調製されたモノクローナルまたはポリクローナル抗体組成物であって、場合により、抗原は、感染性疾患病原体の抗原であり、場合により、すべての脊椎動物を免疫処置するために同一抗原が使用され、場合により、1種または複数の抗体は、IgG型である、モノクローナルまたはポリクローナル抗体組成物を提供する。
本発明は、第3の方法:所定の抗原と結合する抗体(例えば、IgG1などのIgG型)を単離する方法であって、
(a)本発明の第3または第4の実施形態による脊椎動物(場合によりマウスまたはラット)を用意する工程と、
(b)前記抗原を用いて前記脊椎動物を免疫処置する工程と(例えば、標準プライムブーストを使用して)(場合により、抗原は、感染性疾患病原体の抗原である)、
(c)脊椎動物からBリンパ球を回収し、抗原と結合する抗体を発現する1種または複数のBリンパ球を選択する工程と、
(d)場合により、前記選択されたBリンパ球またはその後代を、それからハイブリドーマを製造することによって不死化する工程と、
(e)Bリンパ球によって発現される抗体(例えば、IgG型抗体)を単離する工程と、
を含み、
(f)場合により、第3の方法は、前記抗原と結合する前記抗体をコードする前記Bリンパ球核酸から単離する工程、場合により、抗体の重鎖定常領域ヌクレオチド配列を、ヒトまたはヒト化重鎖定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換する工程、および場合により、前記抗体の可変領域を親和性成熟させる工程、および場合により、前記核酸を発現ベクター、場合により、宿主に挿入する工程を含む、方法を提供する。
場合により、第3の方法は、抗体の突然変異体または派生体を作製する工程をさらに含む。
本発明は第4の方法:ポリクローナル抗体混合物を製造する方法であって、抗原(例えば、本明細書に開示された任意の抗原)を用いて第1および第2の脊椎動物(場合により、第1および第2のマウスまたは第1および第2のラット)を個別に免疫処置すること、および各脊椎動物から単離された抗抗原抗体(または前記抗体の突然変異体もしくは派生体)を組み合わせてポリクローナル抗体混合物を製造することによって、第3の方法を実施する工程を含み、場合により、
(i)脊椎動物は、同一抗原または異なる抗原を用いて免疫処置される(場合により、異なる抗原は、同一病原性生物(またはその異なるファミリーメンバーまたはその生物の異なる株)によって発現される)こと、
(ii)免疫処置に先立って、脊椎動物の重鎖遺伝子座は、同一のVL遺伝子レパートリー(場合により、単一VL遺伝子)および場合により、同一のDおよび/またはJレパートリーを含有し、場合により、哺乳類の重鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であること、
(iii)免疫処置に先立って、脊椎動物の重鎖遺伝子座は、同一の再配列されたVJまたはVDJレパートリー(場合により、単一VJまたはVDJ)を含有し、場合により、脊椎動物の重鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であること
が個別に、または組み合わせて((i)および(ii)または(i)および(iii))適用される、方法を提供する。
本発明は、第5の方法:ポリクローナル抗体混合物を製造する方法であって、第1および第2の抗原を用いて1種または複数の脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)を免疫処置すること、および各脊椎動物から単離された抗抗原抗体(または前記抗体の突然変異体もしくは派生体)を組み合わせてポリクローナル抗体混合物を製造することによって、第3の方法を実施する工程を含み、場合により、
(i)抗原は、同一病原性生物(またはその異なるファミリーメンバーまたはその生物の異なる株)によって発現されること、
(ii)免疫処置に先立って、脊椎動物の重鎖遺伝子座は、同一のVL遺伝子レパートリー(場合により、単一VL遺伝子)および場合により、同一のDおよび/またはJレパートリーを含有し、場合により、哺乳類の重鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であること、
(iii)免疫処置に先立って、脊椎動物の重鎖遺伝子座は、同一の再配列されたVJまたはVDJレパートリー(場合により、単一VJまたはVDJ)を含有し、場合により、脊椎動物の重鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一であること
が個別に、または組み合わせて((i)および(ii)または(i)および(iii))適用される、方法を提供する。
本発明は第6の方法:ポリクローナル抗体混合物を発現できる宿主細胞を製造する方法であって、工程(f)が実施される第3の方法において、
(a)第1および第2の抗原を用いて1種または複数の脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)を免疫処置する工程(場合により、異なる抗原が同一病原性生物(またはそのファミリーメンバー)によって発現される)と、
(b)前記脊椎動物から得られるBリンパ球から、第1および第2の抗抗原抗体をコードする核酸を単離する工程と、
(c)第1の抗体の重鎖および軽鎖可変領域(場合により、全重鎖および/または軽鎖配列)のヌクレオチド配列を決定する工程と、
(d)第2の抗体の軽鎖可変領域および場合により、重鎖可変領域のヌクレオチド配列を決定する工程と、
(e)各抗体の軽鎖可変領域コード配列を、軽鎖発現ベクターに挿入する工程であって、場合により、各軽鎖の定常領域コード配列は、ヒトまたはヒト化定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換される、工程と、
(f)第1の抗体の重鎖可変領域コード配列を、重鎖発現ベクター中に挿入する工程であって、場合により、第1の抗体の重鎖の定常領域コード配列は、ヒトまたはヒト化定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換される、工程と、
(g)場合により、第2の抗体の重鎖可変領域コード配列を、重鎖発現ベクター中に挿入する工程であって、場合により、第2の抗体の重鎖の定常領域コード配列は、ヒトまたはヒト化定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換される、工程と、
(h)各発現ベクターを宿主細胞中に導入し、前記宿主細胞の混合物中で抗体鎖を同時発現させて、各々、前記軽鎖可変領域および重鎖の一方または両方を含む抗体を製造する工程であって、場合により、発現ベクターは、細胞が、抗体軽鎖および重鎖を発現できるように同一宿主細胞(例えば、CHOまたはHEK293細胞)中に一緒に導入され、その結果、細胞または複数の宿主細胞が、各々、前記軽鎖可変領域および重鎖の一方または両方を含む抗体(例えば、2種、3種または4種の異なる抗体)を発現する、工程とを含み、
(i)場合により、
免疫処置に先立って、脊椎動物の重鎖遺伝子座は、同一のVL遺伝子レパートリー(場合により、単一VL遺伝子セグメント)および場合により、同一のDおよび/またはJレパートリー(場合により、単一DおよびJ遺伝子セグメント)を含有し、場合により、脊椎動物の重鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って、同一であるか、または
免疫処置に先立って、脊椎動物の重鎖遺伝子座は、同一の再配列されたVJまたはVDJレパートリー(場合により、単一VJまたはVDJ)を含有し、場合により、脊椎動物の重鎖遺伝子座は、免疫処置に先立って同一である、方法を提供する。
本発明はまた、そのように製造されたモノクローナルまたはポリクローナル抗体混合物または例えば、1種または複数の定常領域が変更されている(例えば、ヒト定常領域などの異なる定常領域で置き換えられている;もしくはFcエフェクター機能を増強もしくは切断するよう突然変異されている)その派生抗体または混合物を提供する。
本発明は、第7の方法:モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体混合物を製造する方法であって、第6の方法を実施する工程および前記抗体のモノクローナル抗体またはポリクローナル混合物を発現させる工程、場合により、続いて、第1および/または第2の抗体の軽鎖可変領域を含む抗体を単離する工程を含む、方法を提供する。
場合により、免疫処置に使用される各脊椎動物は、
(a)ヒト血液または組織(例えば、Bリンパ球、PBMC、骨髄、脾臓、扁桃腺またはリンパ節)サンプルから、所定の抗原(例えば、感染性疾患病原体によって発現される抗原であり、場合により、前記血清または組織は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っているか、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られた)と結合する抗体を発現するBリンパ球を単離する工程と、
(b)抗体の軽鎖可変領域をコードする前記Bリンパ球のヌクレオチド配列を製造するために、ヒトにおいてどのヒト生殖系列VL遺伝子セグメントが組み換えられたかを決定する工程と、
(c)本発明の第3または第4の構成に従って、その重鎖遺伝子座中に前記ヒト生殖系列VL遺伝子セグメントが提供されるトランスジェニック脊椎動物を構築する工程と、
(d)本発明の第4、第5または第6の方法における免疫処置のために前記トランスジェニック脊椎動物を提供する工程と
によって提供される。
別の実施形態では、免疫処置に使用される各脊椎動物は、
(a)ヒト血液または組織(例えば、Bリンパ球、PBMC、骨髄、脾臓、扁桃腺またはリンパ節)サンプルから、所定の抗原(例えば、感染性疾患病原体によって発現される抗原であり、場合により、前記血清または組織は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っているか、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られた)と結合する抗体を発現するBリンパ球を単離する工程と、
(b)抗体の再配列されたVDJまたはVJ領域をコードする前記Bリンパ球のヌクレオチド配列を決定する工程と、
(c)本発明の第3または第4の構成に従って、その重鎖遺伝子座中に前記の再配列されたVDJまたはVJ領域が提供されるトランスジェニック脊椎動物を構築する工程と、
(d)本発明の第4、第5または第6の方法の方法における免疫処置のために前記トランスジェニック脊椎動物を提供する工程と
によって提供される。
共通重鎖抗体&二重特異性抗体(Bispecifics)(例えば、感染性疾患の2種の病原体抗原に対する)
本発明は、場合により、医薬における使用のための、場合により、感染性疾患の治療および/または予防のための、第7の方法によって得ることができるか、または得られる単離された抗体(例えば、IgG型抗体)またはその突然変異体もしくは派生抗体であって、(i)単離された抗体が、前記の第1の抗体の軽鎖可変領域の2コピーと対を形成した、前記の第1の抗体の重鎖可変領域の2コピーを含むか、もしくは(ii)単離された抗体が、前記の第1の抗体の軽鎖可変領域の2コピーと対を形成した、前記の第2の抗体の重鎖可変領域の2コピーを含むか、もしくは(iii)単離された抗体が、第1の抗体の軽鎖可変領域の1コピーと対を形成した、前記の第1の抗体の重鎖可変領域の1コピーおよび第1の抗体の軽鎖可変領域の1コピーと対を形成した前記抗体の重鎖可変領域の1コピーを含む二重特異性抗体であり、場合により、二重特異性抗体が、上記の前記の第1および第2の抗原と結合する、単離された抗体またはその突然変異体もしくは派生抗体を提供する。
本発明は、場合により、医薬における使用のための、場合により、感染性疾患の治療および/または予防のための、第4、第5、第6または第7の方法によって製造された抗体またはその突然変異体もしくは派生抗体を含むか、またはそれからなる、モノクローナルまたはポリクローナル抗体混合物(例えば、1種または複数のIgG型抗体)であって、場合により、各抗体は、感染性疾患病原体の抗原、好ましくは、同一抗原と結合する、モノクローナルまたはポリクローナル抗体混合物を提供する。
以下の実施形態は、抗体、宿主細胞、核酸および組成物に関し、本発明の任意のこれまでの構成または方法によって得られるか、または得ることができるこのような要素に当てはまる:-
本発明は、感染性疾患または状態を治療および/または予防するための単離されたキメラ抗体であって、非ヒト脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)重鎖定常領域と、感染性疾患病原体の抗原と結合するヒト可変領域とを含み、抗体は、前記抗原を用いる、本発明の第1から第7の方法のいずれか1つに従う脊椎動物の免疫処置を含む方法において得ることができるか、または得られる、単離されたキメラ抗体を提供する。抗原は、例えば、上記の任意の抗原である。疾患または状態は、例えば、上記の任意の疾患または状態である。
本発明は、感染性疾患または状態を治療および/または予防するための単離されたヒト抗体であって、ヒト重鎖定常領域と、感染性疾患病原体の抗原と結合するヒト可変領域とを含み、抗体は、前記可変領域が、(a)前記抗原を用いて本発明の任意の構成の脊椎動物を免疫処置する工程と、(b)上記のようなキメラ抗体をコードする核酸を単離する工程と、(c)非ヒト脊椎動物重鎖定常領域をコードする核酸のヌクレオチド配列を、ヒト重鎖定常領域をコードするヌクレオチド配列と置き換えて、ヒト抗体をコードする核酸を製造する工程と、(d)in vitroでヒト抗体を発現させる工程(場合により、ヒト核酸を有するCHOまたはHEK293細胞から)と、(e)ヒト抗体を単離する工程(場合により、抗体のさらなる親和性成熟および/またはその派生体の製造を伴う)とによって、前記脊椎動物(例えば、マウスまたはラット重鎖定常領域)の重鎖定常領域と作動可能に連結している場合には、トランスジェニック非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)におけるin vivoでの抗体可変領域の親和性成熟を含む方法において得ることができるか、または得られる、単離されたヒト抗体を提供する。本発明は、各々、感染性疾患病原体の抗原と結合できる、第1および第2のこのようなヒト抗体(場合により、また第3の、場合により、第4の抗体)の混合物を提供する(場合により、第1の抗体は、第1の抗原と結合し、第2の抗体は、第2の抗原と結合し、前記抗原は、同一病原体に由来するか;または抗原は同一である)。場合により、第1の抗体の軽鎖アミノ酸配列は、第2の抗体の軽鎖アミノ酸配列と同一であるか、またはそれから最大15のアミノ酸変更を有する。このような共通(または密接に関連した)鎖の利点は、上記で説明されており、製造の相対的な容易性が挙げられる。
抗原は、例えば、上記の任意の抗原である。疾患または状態は、例えば、上記の任意の疾患または状態である。病原体は、例えば、上記の任意の病原体である。
本発明は、所定の抗原(例えば、細菌性またはウイルス性病原体によって発現される抗原)と結合するヒト可変ドメインを含む抗体であって、可変ドメイン配列は、再配列されたVDJおよびVJ領域によってコードされ、VDJおよび/またはVJの各々は、ヒト重鎖および軽鎖可変領域遺伝子セグメント(VおよびJおよび場合により、Dセグメント)のin vivo再配列によって製造されるハイブリッド領域であり、場合により、抗体は、ヒト定常領域を含む、抗体を提供する。
本発明は、感染性疾患または状態を治療および/または予防するための単離されたヒト抗体を製造する方法であって、ヒト重鎖定常領域と、感染性疾患病原体の抗原と結合するヒト可変領域とを含み、(a)前記抗原を用いて本発明の任意の構成の脊椎動物を免疫処置する工程と、(b)上記のようなキメラ抗体をコードする核酸を単離する工程と、(c)非ヒト脊椎動物重鎖定常領域をコードする核酸のヌクレオチド配列を、ヒト重鎖定常領域をコードするヌクレオチド配列と置き換えて、ヒト抗体をコードする核酸を製造する工程と、(d)in vitroでヒト抗体を発現させる工程(場合により、ヒト核酸を有するCHOまたはHEK293細胞から)と、(e)ヒト抗体を単離する工程(場合により、抗体のさらなる親和性成熟および/またはその派生体の製造を伴う)とによって、前記可変領域が、前記脊椎動物の重鎖定常領域(例えば、マウスまたはラット重鎖定常領域)と作動可能に連結している場合には、トランスジェニック非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)におけるin vivoで抗体可変領域の親和性成熟を含む、方法を提供する。抗原は、例えば、上記の任意の抗原である。疾患または状態は、例えば、上記の任意の疾患または状態である。病原体は、例えば、上記の任意の病原体である。
本発明は、感染性疾患の治療および/または予防のための薬剤の製造における、上記のような本発明の任意の単離されたモノクローナルまたはポリクローナル抗体または混合物の使用であって、場合により、感染性疾患は、細菌性またはウイルス性病原体によって引き起こされる疾患である、使用を提供する。疾患または状態は、例えば、上記の任意の疾患または状態である。病原体は、例えば、上記の任意の病原体である。例えば、感染性疾患は、インフルエンザ菌(Haemophilus influenza)、大腸菌(E coli)、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、ヘルペスファミリーウイルス、サイトメガロウイルス(CMV)、HIVおよびインフルエンザウイルスからなる群から選択される病原体によって引き起こされる疾患からなる群から選択される。
本発明は、本発明の任意の構成、態様、実施例または実施形態に従う抗体の重鎖および軽鎖または少なくともその可変領域をコードする第1および第2のヌクレオチド配列(例えば、DNA、RNA、mRNA、cDNA)であって、場合により、各ヌクレオチド配列は、ベクターの一部である、ヌクレオチド配列を提供する。
本発明は、上記の第1および第2の抗体の重鎖および上記の第1の抗体の軽鎖(場合により、また、第2の抗体の軽鎖)をコードする1種または複数の発現ベクターを含む宿主細胞を提供する。再度、抗体混合物の製造のために共通抗体鎖を有することの利点についての上記の考察が参照される。
本発明は、本発明の任意の構成、態様、実施例または実施形態の1種または複数の抗体と、希釈液、賦形剤または担体とを含む医薬組成物であって、場合により、IVニードルまたはシリンジと接続された容器中で、またはIVバッグ中で提供される医薬組成物を提供する。当業者ならば、医薬適用に適した標準希釈液、賦形剤および担体は承知しているであろう。
本明細書を通じて、「少なくとも80%同一である」と言及される場合には、代替物において、以下の同一性:少なくとも85%、90、95、96、97、98または99同一であることが考慮され、本明細書における開示内容は、これらの同一性のうち1種または複数が、本明細書における特許請求の範囲において「少なくとも80%同一である」の代わりに列挙され得ることを考慮する。
感染性疾患に対する抗体の作製のための免疫グロブリン遺伝子座への目的に合わされた(Tailoring)V(D)Jの組み込み
上記の種々の構成、態様、実施形態および実施例では、本発明は、当業者に、感染性疾患を治療および/または予防するために抗体を作製する適用のためにレパートリーを目的に合わせるか、または偏らせる方法で、免疫グロブリン遺伝子セグメントを選択する可能性を提供する。本発明者らは、得られた抗体の所望の適用に従って、本発明において使用するために以下の遺伝子セグメントの群を分類した。
リストA:
病原体によって発現される抗原と結合する抗体の免疫グロブリン遺伝子セグメント
(a)VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3、Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントからなる群から選択されるVL遺伝子セグメント。
(b)VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII 4A、VλII 2.1、VλVII 4A、Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントから選択されるVλ遺伝子セグメント。
(c)Kv325、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるVK遺伝子セグメント。
(d)VH遺伝子セグメント VHIII遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメント。
(e)Jλ2、Jλ3およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるJλ遺伝子セグメント。
(f)Dk1、Dxp'1、Dn4r、D2rおよびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるD遺伝子セグメント。
リストA1:
細菌病原体によって発現される抗原と結合する抗体の免疫グロブリン遺伝子セグメント
(a)VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4Aおよびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントから選択されるVλ遺伝子セグメント。
(b)VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるVk遺伝子セグメント。
(c)VH遺伝子セグメント VH3遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbファミリーメンバー)、VHIII9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)、VH H11およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメント。
(d)Jλ2、Jλ3およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるJλ遺伝子セグメント。
(e)JH2、JH3、JH4およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるJH遺伝子セグメント。
リストA1.1:
Hインフルエンザによって発現される抗原と結合する抗体の免疫グロブリン遺伝子セグメント
(a)VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλVII4A、VλII2.1、VλVII 4Aおよびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントから選択されるVλ遺伝子セグメント。
(b)VkIIファミリーメンバー、VkIIIファミリーメンバー、VkI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)、VkII A2(場合により、A2a対立遺伝子)、VkA27(Humkv325)およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるVk遺伝子セグメント。
(c)VH遺伝子セグメント VH3遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIbファミリーメンバー)、VHIII9.1(VH3-15)、VHIII VH26(VH3-23)、VH3-21、LSG6.1、LSG12.1、DP77(V3-21)およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメント。
(d)Jλ2、Jλ3およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるJλ遺伝子セグメント。
リストA1.2:
大腸菌(E Coli)または髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)によって発現される抗原と結合する抗体の免疫グロブリン遺伝子セグメント
(a)VH遺伝子セグメント VH3遺伝子ファミリーメンバー(場合により、VHIIIaまたはVHIIIbメンバー)、VHIII9.1(VH3-15)、VHH11、VHIII VH26(VH3-23)それらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメント、例えば、VHIII9.1+JH3;またはVHH11+JH4;またはVHIII VH26+JH2。
(b)VKI遺伝子ファミリーメンバー、kI-15A(KL012)およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるVk遺伝子セグメント。
(c)VλII遺伝子ファミリーメンバー、VλII2.1およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるVλ遺伝子セグメント。
(d)JH2、JH3、JH4およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるJH遺伝子セグメント。
A2:
ウイルス性病原体によって発現される抗原と結合する抗体の免疫グロブリン遺伝子セグメント
(a)VHIII遺伝子ファミリーメンバー、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII VH26(VH3-23)、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3、Hv1051、71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるVH遺伝子セグメント。
(b)Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントから選択されるVλ遺伝子セグメント。
(c)Kv325およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるVk遺伝子セグメント。
(d)JH3、JH5、JH6およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるJH遺伝子セグメント。
(e)Dk1、Dxp'1、Dn4r、D2rおよびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるD遺伝子セグメント。
(f)Jλ2、Jλ3およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるJλ遺伝子セグメント。
A2.1:
ヘルペスウイルス(Herpes Virus)ファミリー(例えば、VZVまたはHSV)によって発現される抗原と結合する抗体の免疫グロブリン遺伝子セグメント
(a)VHIII遺伝子ファミリーメンバー、VHIV遺伝子ファミリーメンバー、VHIII-VH26(VH3-23)、VH1GRR、ha3h2、VHI-ha1c1、VHIII-VH2-1、VH4.18、ha4h3およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるVH遺伝子セグメント。
(b)Vλ1遺伝子ファミリーメンバー、Vλ3遺伝子ファミリーメンバー、IGLV1S2、Vλ3-cML70、lalh2、lalvl、la3h3およびそれらと少なくとも80%同一の遺伝子セグメントから選択されるVλ遺伝子セグメント。
(c)JH3、JH5、JH6およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるJH遺伝子セグメント。
(d)Dk1、Dxp'1、Dn4r、D2rおよびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるD遺伝子セグメント。
(e)Jλ2、Jλ3およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるJλ遺伝子セグメント。
A2.2:
CMVによって発現される抗原と結合する抗体の免疫グロブリン遺伝子セグメント
(a)Hv1051およびそれと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるVH遺伝子セグメント。
(b)Kv325およびそれと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるVk遺伝子セグメント。
A2.3:
HIVによって発現される抗原と結合する抗体の免疫グロブリン遺伝子セグメント
(a)71-2、Hv1f10、VH4.11、71-4、VH251、VH1-69およびそれらと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるVH遺伝子セグメント。
A2.4:
インフルエンザウイルスによって発現される抗原と結合する抗体の免疫グロブリン遺伝子セグメント
(a)VH1-69およびそれと少なくとも80%同一である遺伝子セグメントから選択されるVH遺伝子セグメント。
したがって、
感染性疾患を治療および/または予防するために抗体または抗体混合物を作製するよう望む場合には、本発明の任意の構成、態様、方法、実施例または実施形態において使用される1種または複数のV、Dおよび/またはすべてのJ遺伝子セグメントは、リストA1から選択され得る。したがって、例えば、本発明の第1の構成の(a)では、列挙される重鎖V遺伝子セグメントは、場合により、そのリスト中のDを含むリストA中のVH遺伝子セグメントから選択される。
細菌病原体によって引き起こされるか、または媒介される感染性疾患を治療および/または予防するために抗体または抗体混合物を作製するよう望む場合には、本発明の任意の構成、態様、方法、実施例または実施形態において使用される1種または複数のまたはすべてのV、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントは、リストA1から選択され得る。
ウイルス性病原体によって引き起こされるか、または媒介される感染性疾患を治療および/または予防するために抗体または抗体混合物を作製するよう望む場合には、本発明の任意の構成、態様、方法、実施例または実施形態において使用される1種または複数のまたはすべてのV、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントは、リストA2から選択され得る。
Hインフルエンザによって引き起こされるか、または媒介される感染性疾患を治療および/または予防するために抗体または抗体混合物を作製するよう望む場合には、本発明の任意の構成、態様、方法、実施例または実施形態において使用される1種または複数のまたはすべてのV、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントは、リストA1.1から選択され得る。
大腸菌または髄膜炎菌によって引き起こされるか、または媒介される感染性疾患を治療および/または予防するために抗体または抗体混合物を作製するよう望む場合には、本発明の任意の構成、態様、方法、実施例または実施形態において使用される1種または複数のまたはすべてのV、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントは、リストA1.2から選択され得る。
ヘルペスウイルスファミリー(例えば、VZVまたはHSV)によって引き起こされるか、または媒介される感染性疾患を治療および/または予防するために抗体または抗体混合物を作製するよう望む場合には、本発明の任意の構成、態様、方法、実施例または実施形態において使用される1種または複数のまたはすべてのV、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントは、リストA2.1から選択され得る。
CMVによって引き起こされるか、または媒介される感染性疾患を治療および/または予防するために抗体または抗体混合物を作製するよう望む場合には、本発明の任意の構成、態様、方法、実施例または実施形態において使用される1種または複数のまたはすべてのV、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントは、リストA2.2から選択され得る。
HIVによって引き起こされるか、または媒介される感染性疾患を治療および/または予防するために抗体または抗体混合物を作製するよう望む場合には、本発明の任意の構成、態様、方法、実施例または実施形態において使用される1種または複数のまたはすべてのV、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントは、リストA2.3から選択され得る。
インフルエンザウイルスによって引き起こされるか、または媒介される感染性疾患を治療および/または予防するために抗体または抗体混合物を作製するよう望む場合には、本発明の任意の構成、態様、方法、実施例または実施形態において使用される1種または複数のまたはすべてのV、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントは、リストA2.4から選択され得る。
場合により、本発明の遺伝子座中の各VHセグメントは、リストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択される。
場合により、本発明の遺伝子座中の各VLセグメントは、リストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択される。
場合により、本発明の遺伝子座中の各Dセグメントは、リストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択される。
場合により、本発明の遺伝子座中の各JLセグメントは、リストA1、A2、A1.1、A1.2、A2.1、A2.2、A2.3またはA2.4から選択される。
長いHCDR3結合部位&病原体&その他の抗原に対して目的に合わされた(Tailoring)遺伝子セグメント
本発明のこの態様は、比較的長いHCDR3結合部位を有する脊椎動物、細胞、方法および抗体の開発に関する。ゲノムおよび抗体が、結合または中和についてより長いHCDR3の長さを用いると有利に対処される感染性疾患病原体抗原またはその他の抗原に対応するためのその遺伝子セグメント使用の点で目的に合わせられる実施形態も提供される。抗体は、非病原体標的抗原、例えば、接触のために長いCDRを必要とするクレフト中にエピトープを有する抗原または有害なヒト疾患もしくは状態を引き起こすか、もしくは関与している病原体に由来する抗原を用いる免疫処置によって脊椎動物において作製されることがある。例として、細菌性またはウイルス性病原体があり、標的抗原は細菌性細胞表面抗原またはウイルス性表面露出型抗原(例えば、コートタンパク質)であり得る。さらに、またはあるいは、抗原は、病原性細菌またはウイルスから放出される(例えば、分泌される)抗原であり得る。本発明は、病原体抗原に対処することに限定されず、長いCDR3が結合にとって有用であろうその他の抗原(例えば、酵素活性部位または受容体のクレフト)に対処することにとっても有用である。
長いHCDR3(IMGT命名法に従って少なくとも20個のアミノ酸)を有する抗体は、HIV、インフルエンザウイルス、マラリアおよびアフリカトリパノソーマ(Africa trypanosomes)を含めたさまざまな病原体を効率的に中和するとわかっている。比較的近づきづらいエピトープに到達するために長いHCDR3を有する、天然に生じるラクダ科の動物(例えば、ラマまたはラクダ)の重鎖のみの抗体も参照される。(例えば、EP0937140参照のこと)。長いHCDR3は、抗体表面の上にそそり立つ延長されたループ構造を有する独特な安定なサブドメインを形成し、良好な特異性を付与し得る。いくつかの場合には、長いHCDR3自体が、エピトープ結合および中和にとって十分である(参照により本明細書に組み込まれる、Liu、L et al; Journal of Virology. 2011 85: 8467-8476頁)。長いHCDR3の独特の構造によって、それが近づきづらい構造または病原体表面上の広範なグリコシル化内の同族エピトープと結合することが可能となる。ヒト末梢血では、24超のアミノ酸の長さを有するHCDR3を含有する、ナイーブB抗体のおよそ3.5%または記憶B IgG抗体の1.9%がある(以下に示され参照されるBriney、BS et al) (Briney、BS et alの図1)。使用分析は、これらの抗体は、ヒトVH1-69、D2-2、D3-3、D2-15およびJH6セグメントを使用することを好むということを示す(Briney、BS et alの図2～5)。JH6を使用する、すべてのHCDR3の長さの抗体のおよそ20%がある。しかし、24超のアミノ酸のHCDR3を有する抗体では、JH6を使用する70%がある(Briney、BS et alの図2)。ヒトVH5-51もまた、抗HIV抗体によく使用される(参照により本明細書に組み込まれる、Gorny et al、PLoS One. 2011;6(12):e27780. Epub 2011年12月2日. Human anti-V3 HIV-1 monoclonal antibodies encoded by the VH5-51/VL lambda genes define a conserved antigenic structureを参照のこと)。
これらの知見を補い、本発明者らは、その他の選択されたヒト重鎖可変領域遺伝子セグメント(V、D、J)は、長いHCDR3(少なくとも20個のアミノ酸)を産生するようトランスジェニック非ヒト脊椎動物において組み換わることを見出した(実施例を参照のこと)。
したがって、実施例においてさらに説明されるように、本発明者らは、ES細胞においてトランスジェニックIgH遺伝子座を構築し、ここで、遺伝子座は、長いHCDR3(少なくとも20個のアミノ酸)を産生するよう組み換わる選択されたヒト重鎖可変領域遺伝子セグメント(V、D、J)を意図的に含んでいた。本発明者らは、ES細胞から、トランスジェニック非ヒト脊椎動物(ナイーブおよびさまざまな異なる標的抗原の種類-疾患病原体およびヒト抗原性種を用いて免疫処置した、両方)を作製し、選択された遺伝子セグメントならびにこれらを発現するB細胞に基づいて抗体および重鎖配列を単離し、選択された遺伝子セグメントに基づいている抗原特異的抗体を発現するハイブリドーマを作製した。
当技術分野では、長いHCDR3を有するヒト抗体ならびにこのような動物から選択され得る抗体を作製することを好む遺伝子改変された非ヒト動物が必要であり、ここで、抗体が、長いHCDR3によって容易に接近される標的エピトープを対処できる。長いCDRH3はまた、高度にグリカンによって覆われたエピトープ部位(例えば、ウイルスエピトープまたは任意の糖タンパク質標的、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、Nature. 2011年12月14日;480(7377):324-5頁. doi: 10.1038/480324a; Vaccinology:「A sweet cleft in HIV's armour」、Sattentau QJを参照のこと)を透過するのに有用であり、標的抗原は、このような標的エピトープを含み得る。
本発明は、それらの天然に生じるヒトの長いHCDR3抗体を人為的にシミュレートでき、長いHCDR3を有する(例えば、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30個またはそれ以上のアミノ酸(IMGTに従って)のHCDR3の長さを有する)抗体、重鎖または可変ドメインが選択され得る、抗体、重鎖および可変ドメインレパートリーを提供できる脊椎動物を提供する。本発明は、脊椎動物ゲノムによって含まれる重鎖遺伝子座中の、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット、例えば、内因性マウスまたはラット)定常領域の上流のヒトVH、DおよびJ遺伝子レパートリーの組合せを提供する。これによって、長いHCDR3型の結合部位を選択するための良好な大きさの抗体、重鎖および可変ドメインレパートリーの開発を増強する、内因性またはその他の非脊椎動物定常領域との関連での、ヒト遺伝子セグメントの組換え、成熟および選択が可能になる。したがって、本発明の任意の構成の一例では、非ヒト脊椎動物(例えば、内因性)定常領域の上流の重鎖遺伝子座においてヒト遺伝子セグメントが提供される。同様に、本発明の任意の抗体は、ヒト可変ドメインおよび非ヒト脊椎動物(例えば、内因性)ドメインを含む。後者は、選択および単離の後に、ヒト定常ドメインによって置き換えられ得る。
例えば、本発明の以下の抗体またはそのように製造された抗体のコピーまたは派生体が、考慮される(例えば、本明細書に開示された方法によって本発明のこの態様の脊椎動物において製造される):-
20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30個またはそれ以上のアミノ酸(IMGTに従って)のHCDR3の長さを有するヒト重鎖可変ドメインを含み、重鎖可変ドメインが、本明細書に開示されたVH群から選択されるヒトVH遺伝子セグメントの、ヒトD遺伝子セグメントおよびヒトJH遺伝子セグメント(場合により、JH6)を用いる組換えに由来する、単離された合成または組換え抗体であって、ここで、抗体は、標的抗原と結合し、重鎖可変ドメインは、対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較した場合に非ヒト脊椎動物AIDパターン体細胞超突然変異、(例えば、マウスまたはラットAIDパターン突然変異)および/または対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較した場合に非ヒト(例えば、マウスまたはラット)ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)パターン接合部突然変異を有する。一例では、本発明の抗体は、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30個のアミノ酸(IMGTに従って)のHCDR3の長さを有する。一例では、抗原は、ヒト感染性疾患または状態を引き起こすか、それに関与している病原体、例えば、表1に列挙される病原体の抗原である。一例では、抗体は、抗原の活性部位またはクレフト(例えば、酵素活性部位または受容体のクレフト)と特異的に結合する。これは、当業者には公知であるように、例えば、抗体(または重鎖またはVHドメイン)のコグネイト抗原との複合体の標準X線結晶学を使用して測定され得る。
例えば、マウスAIDおよび/またはマウスTdT(例えば、内因性AIDまたはTdT)を含むマウスにおいて、VHドメインが製造される、マウスAIDパターン体細胞超突然変異および/またはマウスdTdパターン突然変異が提供され得る。開示内容が、参照によって本明細書に組み込まれる、Annu. Rev. Biochem. 2007. 76:1-22頁; Javier M. Di Noia and Michael S. Neuberger,「Molecular Mechanisms of Antibody Somatic Hypermutation」(特に、図1およびマウスにおけるAIDホットスポットに関する付随する考察);およびCurr Opin Immunol. 1995年4月;7(2):248-54頁,「Somatic hypermutation」、Neuberger MS and Milstein C(特に、マウスにおけるホットスポットに関する考察)も参照のこと。このようなマウスは、対応するマウスES細胞技術を使用して作製され得る。
一例では、抗体は、HIV抗原と特異的に結合する。いくつかの天然に生じるヒト抗体は、HIVを中和し、かなり長いHCDR3の長さ(IMGTに従って20個のアミノ酸またはそれ以上;Breden et al、PLoS One. 2011年3月30日;6(3):e16857;「Comparison of antibody repertoires produced by HIV-1 infection、other chronic and acute infections、and systemic autoimmune disease」(参照により本明細書に組み込まれる)を参照のこと-長いHCDR3にはVH1-69が好まれる)を有するとわかっている。PLoS One. 2012;7(5):e36750. Epub 2012年5月9日;「Human peripheral blood antibodies with long HCDR3s are established primarily at original recombination using a limited subset of germline genes」; Briney BS e al(参照により本明細書に組み込まれる)も参照のこと。したがって、同様に長いHCDR3の長さを有する本発明の抗体を提供することが望ましい。一実施例では、本発明の抗体は、ヒトにおいてHIV感染、例えば、慢性HIV感染を治療および/または予防するために提供される。本発明はまた、本発明の抗体の医薬上許容される用量を投与する工程を含む、ヒトにおいて、HIV感染、例えば、慢性HIV感染を治療および/または予防する方法も提供する。用量は、例えば、当業者ならば決定できるように、医学的に決定された投与計画に従って経時的投与される、1つまたは複数の投与アリコートに分けてもよい。
一例では、抗体は、インフルエンザ菌(Hemophilus influenza)b型多糖と特異的に結合する。本発明の抗体は、一実施例では、ヒトにおいてインフルエンザ菌(Hemophilus influenza)感染、例えば、慢性インフルエンザ菌(Hemophilus influenza)感染を治療および/または予防するために提供される。本発明はまた、本発明の抗体の医薬上許容される用量を投与する工程を含む、ヒトにおいてインフルエンザ菌(Hemophilus influenza)感染、例えば、慢性インフルエンザ菌(Hemophilus influenza)感染を治療および/または予防する方法を提供する。用量は、例えば、当業者ならば決定できるように、医学的に決定された投与計画に従って経時的投与される、1つまたは複数の投与アリコートに分けてもよい。
一例では、抗体は、ロタウイルス抗原(例えば、タンパク質6または7)と特異的に結合する。本発明の抗体は、一実施例では、ヒトにおいてロタウイルス感染、例えば、慢性ロタウイルス感染を治療および/または予防するために提供される。本発明はまた、本発明の抗体の医薬上許容される用量を投与する工程を含む、ヒトにおいてロタウイルス感染、例えば、慢性ロタウイルス感染を治療および/または予防する方法も提供する。用量は、例えば、当業者ならば決定できるように、医学的に決定された投与計画に従って経時的投与される、1つまたは複数の投与アリコートに分けてもよい。
一例では、抗体は、サイトメガロウイルス抗原(例えば、サイトメガロウイルスgB抗原)と特異的に結合する。本発明の抗体は、一実施例では、ヒトにおいてサイトメガロウイルス感染、例えば、慢性サイトメガロウイルス感染を治療および/または予防するために提供される。本発明はまた、本発明の抗体の医薬上許容される用量を投与する工程を含む、ヒトにおいてサイトメガロウイルス感染、例えば、慢性サイトメガロウイルス感染を治療および/または予防する方法も提供する。用量は、例えば、当業者ならば決定できるように、医学的に決定された投与計画に従って経時的投与される、1つまたは複数の投与アリコートに分けてもよい。
本発明はまた、このような抗体を発現するための脊椎動物または細胞を提供し、したがって、本発明は、ゲノムが、本明細書に開示されたVH群から選択される1種または複数またはすべてのヒトVH遺伝子セグメントに偏っているヒト免疫グロブリンVH遺伝子セグメントレパートリーを含む、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)または非ヒト脊椎動物細胞(例えば、マウス細胞またはラット細胞)を提供する。
本発明はまた、
(a)ヒトVHに偏った本発明の脊椎動物を用意する工程と、
(b)前記HIV抗原、インフルエンザ菌(Hemophilus influenza)b型多糖、サイトメガロウイルス抗原またはロタウイルス抗原を用いて前記脊椎動物を免疫処置する工程と、
(c)脊椎動物からBリンパ球を回収し、抗原と結合する抗体を発現する1種または複数のBリンパ球を選択する工程と、
(d)場合により、前記選択されたBリンパ球またはその後代を、場合により、それからハイブリドーマを製造することによって不死化する工程と、
(e)Bリンパ球によって発現される抗体(例えば、IgG型抗体)を単離する工程とを含み、ここで、抗体は、20個のアミノ酸またはそれ以上のHCDR3の長さを有する、
HIV抗原、インフルエンザ菌(Hemophilus influenza)b型多糖、サイトメガロウイルス抗原またはロタウイルス抗原と結合する抗体を単離する方法を提供する。
場合により、本方法は、前記Bリンパ球から前記抗原と結合する前記抗体をコードする核酸を単離する工程と、場合により、抗体の重鎖定常領域ヌクレオチド配列を、ヒトまたはヒト化重鎖定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換する工程と、場合により、前記抗体の可変領域を親和性成熟させる工程と、場合により、前記核酸を発現ベクター、場合により、宿主中に挿入する工程とをさらに含む。
場合により、方法は、本方法によって製造される抗体のコピー、突然変異体または派生体(例えば、ヒト化されたもの)を作製する工程をさらに含む。
本発明のこの態様はまた、以下を提供する。
ヒト(例えば、乳児ヒト)においてHIVを治療および/または予防するための、抗HIV抗体を含む医薬組成物。
ヒト(例えば、乳児ヒト)においてインフルエンザ菌(Hemophilus influenza)を治療および/または予防するための、抗インフルエンザ菌(Hemophilus influenza)b型多糖抗体を含む医薬組成物。
ヒト(例えば、乳児ヒト)においてロタウイルスを治療および/または予防するための、抗ロタウイルス抗体を含む医薬組成物。
ヒト(例えば、乳児ヒト)においてサイトメガロウイルスを治療および/または予防するための、抗サイトメガロウイルス抗体を含む医薬組成物。
本発明はまた、標的抗原を用いて本発明の脊椎動物を免疫処置する工程および脊椎動物から抗体を単離する工程、場合により、さらに、抗体のコピーまたは派生体を作製する工程によって、このような抗体(例えば、上記の実施形態(i)以下のいずれか1種)を作製する方法も提供する。さらなる工程では、抗体を発現できるB細胞が、脊椎動物から単離される。さらなる工程では、抗体(またはそのVHドメイン)をコードする核酸が、脊椎動物から単離される(例えば、脊椎動物から単離されたB細胞からPCRクローニングされる核酸)。
一例では、本発明の抗体は、中和抗体である。一例では、本発明の抗体は、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30個またはそれ以上のアミノ酸(IMGTに従って)のHCDR3の長さを有する。一例では、本発明の抗体は、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30個のアミノ酸(IMGTに従って)のHCDR3の長さを有する。一例では、本発明の抗体は、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)、例えば、本発明の脊椎動物から単離されるか、または抗体は、そのコピーもしくは派生体(例えば、ヒト化されたもの)である。一例では、本発明の抗体は、非ヒト脊椎動物定常領域(例えば、マウスまたはラット定常領域)を有し;これらは、標準組換えDNA技術を使用して、ヒト定常領域と置き換えられ得、そのようにして本発明はまた、上記の抗体のヒト化されたものを提供し、ここで、ヒト抗体は、ヒト可変性および定常領域を含み、可変領域は、抗原と結合する。一例では、抗体は、λ型ヒト軽鎖可変ドメインを有する。別の例では、本発明の抗体は、κ型ヒト軽鎖可変ドメインである。
抗体競合は、標準であるように、例えば、ELISAまたは表面プラズモン共鳴(SPR;例えば、競合Biacore(商標)またはProteonによる)によって測定され得る。
本発明はまた、以下の実施形態(番号付けられた条項として以下に列挙される)を提供する:-
Dの偏り
1. ゲノムは、ヒトD2および/またはD3ファミリーに偏っているか、またはD1-26、D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19の群から選択される1種、複数またはすべてのヒトD遺伝子セグメントに偏っているヒト免疫グロブリンD遺伝子セグメントレパートリーを含む、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)または非ヒト脊椎動物細胞(例えば、マウス細胞またはラット細胞)。
例えば、レパートリーは、D2および/またはD3ファミリーに由来するヒトD遺伝子セグメントのみからなる。
場合により、レパートリーは、ヒトD2-2、D2-15、D3-3、D3-9、D3-10およびD3-22のうち1種または複数に偏っているか、またはレパートリーは、これらのD遺伝子セグメントのうち1種または複数またはすべてからなる。これらは長いHCDR3の長さ(例えば、表2および本明細書に引用される参考文献を参照のこと)を製造する。
例えば、レパートリーは、ヒトのD2-2*02、D3-9*01、D3-10*01およびD3-22*01のうち1種または複数に偏っているか、またはレパートリーは、これらのD遺伝子セグメントのうち1種または複数またはすべてからなる。
例えば、レパートリーは、ヒトD2-2*02、D3-9*01およびD3-10*01のうち1種または複数に偏っているか、またはレパートリーは、これらのD遺伝子セグメントのうち1種または複数またはすべてからなる。
例えば、レパートリーは、D3-9*01およびD3-10*01に偏っているか、またはこれらのD遺伝子セグメントのうち1種または複数またはすべてからなる。
場合により、レパートリーは、ヒトD1-26、D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19のうち1種または複数またはすべてからなる。これらは、長いHCDR3の長さを製造する(例えば、表2参照のこと)。
場合により、レパートリーは、ヒトD1-26*01、D2-2*02、D3-9*01、D3-10*01、D3-22*01、D4-17*01、D6-13*01およびD6-19*01のうち1種または複数に偏っているか、またはレパートリーは、これらのD遺伝子セグメントのうち1種または複数またはすべてからなる。
場合により、レパートリーは、ヒトD2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19に偏っているか、またはレパートリーは、これらのD遺伝子セグメントのうち1種または複数またはすべてからなる。場合により、レパートリーは、ヒトD2-2*02、D3-9*01、D3-10*01、D3-22*01、D4-17*01、D6-13*01およびD6-19*01のうち1種または複数に偏っているか、またはレパートリーは、これらのD遺伝子セグメントのうち1種または複数またはすべてからなる。これらは、ナイーブレパートリーにおいて、長いHCDR3の長さを製造する(例えば、表2参照のこと)。
場合により、レパートリーは、ヒトD1-26、D2-2、D3-10およびD6-19のうち1種または複数に偏っているか、またはレパートリーは、これらのD遺伝子セグメントのうち1種または複数またはすべてからなる。場合により、レパートリーは、D1-26*01、D2-2*02、D3-10*01およびD6-19*01のうち1種または複数に偏っているか、またはレパートリーは、これらのD遺伝子セグメントのうち1種または複数またはすべてからなる。これらは、免疫処置されたレパートリーにおいて長いHCDR3の長さを製造する(例えば、表2参照のこと)。
場合により、レパートリーは、ヒトD2-2、D3-9およびD3-10のうち1種または複数に偏っているか、またはレパートリーは、これらのD遺伝子セグメントのうち1種または複数またはすべてからなる。場合により、レパートリーは、ヒトD2-2*02、D3-9*01およびD3-10*01のうち1種または複数に偏っているか、またはレパートリーは、これらのD遺伝子セグメントのうち1種または複数またはすべてからなる。これらは、抗原特異的レパートリーにおいて長いHCDR3の長さを製造する(例えば、表2参照のこと)。
すべての遺伝子セグメントについて、IMGT命名法が使用されている。
本明細書を通じて、Genbankが、Genbankリリース番号185.0または191.0の照会先であり;1000 Genomesデータベースは、フェーズ1、リリースv3、16版、2012年3月であり;Ensemblデータベースは、アセンブリーGRCh37.p8 (10/04/2012)であり;IMGTデータベースは、www.imgt.orgで利用可能である。本明細書において明確に記載されるすべてのVH遺伝子セグメントの配列は、その全部で本明細書に開示されており(条項とされるもの(clauseed)として本発明の任意の態様とともに条項中に含まれれる可能性のために)、このような配列は、IMGTおよび1000 Genomesデータベースにおけるものである。
一実施形態では、ゲノムは、前記ヒトD遺伝子セグメントのターゲッティングされた挿入を含むIgH遺伝子座を含む。一例では、IgH遺伝子座は、(5'から3'の順序で)1種または複数のヒトVH遺伝子セグメント、前記D遺伝子セグメントレパートリー、1種または複数のヒトJH遺伝子セグメントおよび定常領域(例えば、定常領域は、ヒト定常領域または非ヒト(例えば、内因性、例えば、マウスまたはラット)定常領域である)を含む。
別の実施形態では、ゲノムは、無作為に挿入された前記ヒトD遺伝子セグメントを含む。これは、例えば、YACSに由来するヒトDNAを、ES細胞のゲノム中に組み込むことによって達成され得る(標準であるように、続いて、場合により、それから非ヒト脊椎動物を作製することによって)。
場合により、ヒトD遺伝子セグメントレパートリーは、5種以下のさらなるヒトD遺伝子セグメントをさらに含む、例えば、レパートリーは、1、2、3、4または5種のさらなるヒトD遺伝子セグメントを含む。
2. D遺伝子セグメントレパートリーは、D1-26、D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19の群から選択される1種、2種または3種のヒト遺伝子セグメントからなるか、またはそれから実質的になる、条項1に記載の脊椎動物または細胞。
3. ゲノムは、(5'から3'の順序で)ヒトVH、DおよびJH遺伝子セグメントを含む再配列されていない免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含み、条項1に記載の前記ヒトD遺伝子セグメントが、VH遺伝子セグメントから、4以下のその他のD遺伝子セグメントだけ間隔があいている(例えば、D遺伝子セグメントがない)、条項1または2に記載の脊椎動物または細胞。
これは、近位D遺伝子セグメント(より3'、すなわち、定常領域により近いもの)が、遠位(すなわち、5'または定常領域からさらに離れている)からのセグメントよりも頻繁に使用される可能性が高い偏りを提供する。
4. ゲノムは、前記ヒトD遺伝子セグメントを含む再配列されていない免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含み、前記ヒトD遺伝子セグメントの間の遺伝子座中にその他のD遺伝子セグメントがない、条項1から3のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
これは、D遺伝子セグメントのレパートリーを偏らせる別の方法である。したがって、所望のDsが、組換えにおける使用を促進しようとして直列で提供される。
5. ゲノムが、D1-26、D2-2、D2-15、D3-3、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19から選択されるヒトD遺伝子セグメントの3以上のコピーを含む、任意の前記の条項の脊椎動物または細胞。
例えば、ゲノムは、D1-26、D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19から選択されるヒトD遺伝子セグメントの3以上のコピーを含む。
これは、D遺伝子セグメントのレパートリーを偏らせる別の方法である。
6. ゲノムは、第1のD遺伝子セグメントが、3以上のコピーとして存在し、第2のD遺伝子セグメントが3以上のコピーとして存在する場合に、D1-26、D2-2、D2-15、D3-3、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19から選択される第1および第2のヒトD遺伝子セグメントを含む、条項5に記載の脊椎動物または細胞。
例えば、第1および第2の遺伝子セグメントは、D1-26、D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19から選択される。
本明細書に記載された種々の遺伝子セグメントを偏らせる技術は、本発明のトランスジェニック脊椎動物または細胞の構築において従来のDNA操作を使用して実施され得、これらの技術(例えば、リコンビニアリングおよび組換えDNA技術)は当業者には公知であろう。例えば、BACは、ヒト遺伝子セグメントの所望の組合せが提供されるこれらの技術を使用して構築され得、これらのBACは、そのゲノムへのヒト遺伝子セグメントの組み込みのためにES細胞中に導入され得る(例えば、Ig遺伝子座中へのターゲッティングされた挿入によって)。ES細胞は、標準であるように、トランスジェニック脊椎動物を作製するために使用され得、細胞(例えば、B細胞)は、ゲノムが本発明のようであるこれらから単離され得る。
一実施形態では、偏らせるD遺伝子セグメントは、変異体のIMGTデータベースまたは1000 Genomesデータベースから選択される。
7. D遺伝子セグメントは、D2-2*02、D3-9*01、D3-10*01およびD3-22*01から選択されるか、またはD1-26*01、D2-2*02、D3-9*01、D3-10*01、D3-22*01、D4-17*01、D6-13*01およびD6-19*01から選択される、条項1から6のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
VHの偏り
8. ゲノムは、VH1-2、VH1-3、VH1-8、VH1-18、VH5-51、VH1-69、VH2-5、VH3-7、VH3-9、VH3-11、VH3-13、VH3-20、VH3-21、VH3-23、VH4-4、VH6-1およびVH7-4-1の群から選択される遺伝子セグメントのうち1種、複数またはすべてに偏っているヒト免疫グロブリンVH遺伝子セグメントレパートリーを含む、場合により、条項1から7のいずれか一項に記載の、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)または非ヒト脊椎動物細胞(例えば、マウス細胞またはラット細胞)。
これらは、長いHCDR3の長さを製造する(表2および本明細書に引用される参考文献を参照のこと)。
例えば、VHレパートリーは、VH1-2、VH1-3、VH1-8、VH1-18、VH2-5、VH3-7、VH3-9、VH3-11、VH3-13、VH3-20、VH3-21、VH3-23、VH4-4、VH6-1およびVH7-4-1のうち1種、複数またはすべてに偏っている。これらは、長いHCDR3の長さを製造するか(表2を参照のこと)、またはレパートリーは、これらのVH遺伝子セグメントのうち1種、複数またはすべてからなる。例えば、VHレパートリーは、VH1-2*02、VH1-3*01、VH1-8*01、VH1-18*01、VH2-5*10、VH3-7*01、VH3-9*01、VH3-11*01、VH3-13*01、VH3-21*03、VH3-23*04、VH4-4*02、VH6-1*01およびVH7-4-1*01のうち1種、複数またはすべてに偏っているか、またはレパートリーは、これらのVH遺伝子セグメントのうち1種、複数またはすべてからなる。
例えば、VHレパートリーは、VH1-2*02、VH1-8*01、VH1-18*01、VH1-3*01、VH2-5*10、VH3-7*01、VH3-9*01、VH3-13*01、VH3-21*03、VH3-23*04、VH4-4*02、VH6-1*01およびVH7-4-1*01のうち1種、複数またはすべてに偏っているか、またはレパートリーは、これらのVH遺伝子セグメントのうち1種、複数またはすべてからなる。これらは、ナイーブレパートリーにおいて、長いHCDR3の長さを製造する(表2参照のこと)。
例えば、VHレパートリーは、VH4-4*02、VH3-11*01およびVH3-7*01のうち1種、複数またはすべてに偏っているか、またはレパートリーは、これらのVH遺伝子セグメントのうち1種、複数またはすべてからなる。これらは、免疫処置されたレパートリーにおいて、長いHCDR3の長さを製造する(表2参照のこと)。
例えば、VHレパートリーは、VH1-3*01、VH1-8*01、VH3-7*01、VH3-9*01、VH3-11*01およびVH4-4*02のうち1種、複数またはすべてに偏っているか、またはレパートリーは、これらのVH遺伝子セグメントのうち1種、複数またはすべてからなる。これらは、抗原特異的レパートリーにおいて、長いHCDR3の長さを製造する(表2参照のこと)。
場合により、ヒトVH遺伝子セグメントレパートリーは、5種以下のさらなるヒトVH遺伝子セグメントをさらに含む。例えば、レパートリーは、1、2,3、4または5種のさらなるヒトVH遺伝子セグメントを含む。
一実施形態では、ゲノムは、前記ヒトVH遺伝子セグメントのターゲッティングされた挿入を含むIgH遺伝子座を含む。一例では、IgH遺伝子座は、(5'から3'の順序で)前記VH遺伝子セグメントレパートリー、1種または複数のヒトD遺伝子セグメント、1種または複数のヒトJH遺伝子セグメントおよび定常領域(例えば、定常領域は、ヒト定常領域または非ヒト(例えば、内因性、例えば、マウスまたはラット)定常領域である)を含む。
別の実施形態では、ゲノムは、無作為に挿入された前記ヒトVH遺伝子セグメントを含む。これは、例えば、YACSに由来するヒトDNAを、ES細胞のゲノム中に組み込むことによって達成され得る(標準であるように、続いて、場合により、それから非ヒト脊椎動物を作製することによって)。
9. VH遺伝子セグメントレパートリーは、VH1-2、VH1-3、VH1-8、VH1-18、VH5-51、VH1-69、VH2-5、VH3-7、VH3-9、VH3-11、VH3-13、VH3-20、VH3-21、VH3-23、VH4-4、VH6-1およびVH7-4-1から選択される1種、2種または3種のヒト遺伝子セグメントから実質的になるか、またはそれから実質的になる、条項8に記載の脊椎動物または細胞。
例えば、VH遺伝子セグメントレパートリーは、VH1-2*02、VH1-3*01、VH1-8*01、VH1-18*01、VH2-5*10、VH3-7*01、VH3-9*01、VH3-11*01、VH3-13*01、VH3-21*03、VH3-23*04、VH4-4*02、VH6-1*01およびVH7-4-1*01からなる群から選択される1種、2種または3種のヒト遺伝子セグメントから実質的になるか、またはそれから実質的になる。
10. ゲノムは、(5'から3'の順序で)ヒトVH、DおよびJH遺伝子セグメントを含む再配列されていない免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含み、前記ヒトVH遺伝子セグメントが、D遺伝子セグメントから、4以下のその他のVH遺伝子セグメントだけ間隔があいている(例えば、VH遺伝子セグメントがない)、条項8または9に記載の脊椎動物または細胞。
これは、近位VH遺伝子セグメント(より3'、すなわち、定常領域により近いもの)が、遠位(すなわち、5'または定常領域からさらに離れている)からのセグメントよりも頻繁に使用される可能性が高い偏りを提供する。
11. ゲノムは、前記ヒトVH遺伝子セグメントを含む再配列されていない免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含み、前記ヒトVH遺伝子セグメントの間の遺伝子座中にその他のVH遺伝子セグメントがない、条項8から10のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
これは、VH遺伝子セグメントのレパートリーを偏らせる別の方法である。
12. ゲノムは、VH1-2、VH1-3、VH1-8、VH1-18、VH5-51、VH1-69、VH2-5、VH3-7、VH3-9、VH3-11、VH3-13、VH3-20、VH3-21、VH3-23、VH4-4、VH6-1およびVH7-4-1からなる群から選択されるヒトVH遺伝子セグメントの3以上のコピーを含む、条項8から11のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
例えば、ゲノムは、VH1-2*02、VH1-3*01、VH1-8*01、VH1-18*01、VH2-5*10、VH3-7*01、VH3-9*01、VH3-11*01、VH3-13*01、VH3-21*03、VH3-23*04、VH4-4*02、VH6-1*01およびVH7-4-1*01からなる群から選択されるヒトVH遺伝子セグメントの3以上のコピーを含む。
これは、VH遺伝子セグメントのレパートリーを偏らせる別の方法である。
13. 第1のVH遺伝子セグメントが、3以上のコピーとして存在し、第2のVH遺伝子セグメントが、3以上のコピーとして存在する場合に、ゲノムは、VH1-2、VH1-3、VH1-8、VH1-18、VH5-51、VH1-69、VH2-5、VH3-7、VH3-9、VH3-11、VH3-13、VH3-20、VH3-21、VH3-23、VH4-4、VH6-1およびVH7-4-1からなる群から選択される第1および第2のヒトVH遺伝子セグメントを含む、条項12に記載の脊椎動物または細胞。
例えば、ゲノムは、第1のVH遺伝子セグメントが、3以上のコピーとして存在し、第2のVH遺伝子セグメントが3以上のコピーとして存在する場合に、VH1-2*02、VH1-3*01、VH1-8*01、VH1-18*01、VH2-5*10、VH3-7*01、VH3-9*01、VH3-11*01、VH3-13*01、VH3-21*03、VH3-23*04、VH4-4*02、VH6-1*01およびVH7-4-1*01からなる群から選択される第1および第2のヒトVH遺伝子セグメントを含む。
一実施形態では、VH遺伝子セグメントのすべてまたは実質的にすべてが、各々3以上のコピーとして存在する。
本明細書に記載された種々の遺伝子セグメントを偏らせる技術は、本発明のトランスジェニック脊椎動物または細胞の構築において従来のDNA操作を使用して実施され得、これらの技術(例えば、リコンビニアリングおよび組換えDNA技術)は当業者には公知であろう。例えば、BACは、ヒト遺伝子セグメントの所望の組合せが提供されるこれらの技術を使用して構築され得、これらのBACは、そのゲノムへのヒト遺伝子セグメントの組み込みのためにES細胞中に導入され得る(例えば、Ig遺伝子座中へのターゲッティングされた挿入によって)。ES細胞は、標準であるように、トランスジェニック脊椎動物を作製するために使用され得、細胞(例えば、B細胞)は、ゲノムが本発明のようであるこれらから単離され得る。
一実施形態では、偏らせるD遺伝子セグメントは、変異体のIMGTデータベースまたは1000 Genomesデータベースから選択される。
14. VH遺伝子セグメントは、VH1-2*02、VH1-3*01、VH1-8*01、VH1-18*01、VH2-5*10、VH3-7*01、VH3-9*01、VH3-11*01、VH3-13*01、VH3-21*03、VH3-23*04、VH4-4*02、VH6-1*01およびVH7-4-1*01からなる群から選択される、条項8から13のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
一実施形態では、ゲノムは、VH1-69に偏っているヒト免疫グロブリンVH遺伝子セグメントレパートリーを含む。
一実施形態では、ヒト免疫グロブリンVH遺伝子セグメントレパートリーは、1種または複数のヒトVH1-69遺伝子セグメントから実質的になる。
遺伝子セグメントは、1種または複数の免疫グロブリン遺伝子座中に提供される。例えば、遺伝子セグメントレパートリー(Dおよび/またはVH)は、両方のIgH遺伝子座中に(すなわち、ホモ接合性状態で)提供される。
15. 前記群から選択されるVH遺伝子セグメントの2以上のコピーを含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含む、条項8から16のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
したがって、前記コピーのうち少なくとも1つは、ヒト定常領域からのヒトにおける生殖系列距離よりも、遺伝子座の定常領域に近い。目的は、同一遺伝子座で2以上のコピーを提供することによる偏りによって提供することである。また、コピーのうち少なくとも1つが、定常領域およびJ-Cイントロン(Emuエンハンサー領域などの調節エレメントを含む)に近い(より近位である)ので、これは、遺伝子セグメントの使用に有利に働き得、したがって、所望の偏りを構築する。
場合により、ゲノムは、重鎖遺伝子座についてホモ接合性である。
場合により、遺伝子セグメントの2以上のコピーは、同一である(例えば、IMGT命名法を使用して、すべてのVH1-69*01)。別の例では、コピーは、互いの変異体、例えば、天然に生じるヒト変異体である。あるいは、天然に生じる変異体とともにか、伴わずに、合成変異体が使用され得る。
本発明の任意の実施形態では、脊椎動物は、ナイーブであるか、または標的抗原を用いて免疫処置されている。
16. ゲノムは、1種または複数のヒトJH6遺伝子セグメントからなるヒトJH遺伝子セグメントレパートリーを含む、いずれかの条項に記載の脊椎動物または細胞。
これは、最も長い天然に生じるヒトJH遺伝子セグメントの種類であり、長いHCDR3を有する天然に生じるヒト抗体においてよく見られるので、これは、長いHCDR3の製造のためにJHレパートリーを偏らせる。
例えば、レパートリーは、2種以上の異なるJH6変異体を含む。一例では、レパートリーは、2種以上のJH6*02変異体を含む(IMGT命名法)。
17. ゲノムは、JH6、場合により、JH6*02に偏っているヒト免疫グロブリンJH遺伝子セグメントレパートリーを含む、条項1から16のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
18. JH遺伝子セグメントレパートリーは、3以上のヒトJH6遺伝子セグメントからなるか、またはそれから実質的になる、条項17に記載の脊椎動物または細胞。
19. 前記ヒト遺伝子セグメントの各々の配列は、ヒト生殖系列遺伝子セグメント配列である、条項1から18のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
20. 選択された遺伝子セグメントのうち1種、複数またはすべては、2以上のコピーとしてゲノム中に存在し、コピーが、互いの変異体である、条項1から19のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
したがって、前記ゲノムのヒトV、DおよびJH遺伝子セグメントのうち1種、複数またはすべては、天然に生じるヒト変異体、例えば、1000 Genomesデータベースおよび/またはIMGTデータベースにおいて見られる変異体などの2種以上の変異体の形で存在する。別の例では、変異体のうち1種または複数は、合成変異体であり得る。
21. 前記ヒト遺伝子セグメントは、ホモ接合性免疫グロブリン重鎖遺伝子座によって提供される、条項1から20のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
一例では、その他の(非ヒト)活性重鎖VH、DまたはJH遺伝子セグメントは、ゲノムの重鎖遺伝子座中に存在しない。さらに、一例では、活性非ヒト軽鎖VLまたはJL遺伝子セグメントは、ゲノム中に存在しない。
これは、内因性(非ヒト)可変領域発現が不活化されることを確実にするために有用である。したがって、脊椎動物または細胞によって製造されたすべての重鎖は、ヒトへの投与のための薬物の製造にとって有用であるヒト可変領域を有するであろう。
22. ゲノムは、ヒト免疫グロブリンVH遺伝子セグメントレパートリー、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJH遺伝子セグメントを含み、VHレパートリーは、VH1-2、VH1-3、VH1-8、VH1-18、VH5-51、VH1-69、VH2-5、VH3-7、VH3-9、VH3-11、VH3-13、VH3-20、VH3-21、VH3-23、VH4-4、VH6-1およびVH7-4-1の群から選択される1種、複数またはすべてのVH遺伝子セグメントを含まない、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)または非ヒト脊椎動物細胞(例えば、マウス細胞またはラット細胞)。
23. ゲノムは、ヒト免疫グロブリンD遺伝子セグメントレパートリー、1種または複数のヒトVH遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJH遺伝子セグメントを含み、Dレパートリーは、D1-26、D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19の群から選択される1種、複数またはすべてのD遺伝子セグメントを含まない、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)または非ヒト脊椎動物細胞(例えば、マウス細胞またはラット細胞)。
複数の例において、当技術分野では、特定のヒト遺伝子使用が、感染性疾患病原体抗原またはその他の抗原に対する免疫応答に影響を及ぼし得るということが観察されている。これは、多数の特異的抗体を生じ得るが、通常、これらは、中和性でない場合があり、したがって、免疫応答は、比較的無効である。これは、例えば、抗原が、病原体によって発現されるデコイ抗原である場合に起こり得る。特定の遺伝子セグメントが省かれている本発明の本実施形態は、ゲノムから省かれるものなどの特定のヒト遺伝子セグメントの優位を避けるために有用である。このような点で、ゲノムヒト遺伝子セグメントレパートリーは、優位から離れて偏っており、これによって、より良好な使用および残りのヒト遺伝子セグメント配列空間のサンプリングが可能となり、それによって、天然状態では普通は作製され得ない抗体を製造する機会を提供する。抗原特異的抗体は、このようなゲノムを用いて脊椎動物および細胞から選択され得る。いくつかの例では、これは、中和抗体をもたらし得る。
ヒトVH遺伝子セグメントレパートリーを構成する、複数の異なるヒトVH遺伝子セグメントを含むことは有利である。これによって、それからリードを選択する、再配列されたヒト可変領域の良好な多様性が提供される。例えば、ヒトVH遺伝子セグメントの別の完全な機能的レパートリーを含むことが可能である。この目的に向けて、ヒトVH遺伝子セグメントレパートリーは、一実施例では、複数のヒトVH遺伝子セグメント、例えば、少なくとも7、10、15、20、15、30、35、40または45種の異なるヒトVH遺伝子セグメントを含む。これは、例えば、VH遺伝子セグメント-相同組換えを含む再配列されていないヒト可変領域DNAのストレッチを有するBACおよび/または一連のBACに由来するこのようなDNAのいくつかのストレッチを、非ヒト脊椎動物ES細胞(例えば、マウスまたはラットES細胞)のゲノム中のその定常領域の上流の内因性重鎖遺伝子座中に挿入するために使用されているsRMCEと、それに続く、このような細胞から1種または複数の後代脊椎動物を発達させること(および重鎖遺伝子座のホモ接合性への任意選択の育種)を使用して達成され得る。一実施形態では、第1のヒトVH(例えば、VH1-69および/またはVH1-2)と、これらの上流および下流それぞれの両端に位置するVH遺伝子セグメントとを含むヒトDNAが挿入される。第2のES細胞ゲノム操作では、当技術分野で公知であるように、例えば、標準相同組換え技術を使用してゲノムから第1のVHが欠失される。このような方法で、通常、野生型ヒト生殖系列ゲノムにおいて欠失される遺伝子セグメントの上流および/または下流の1種または複数のVH遺伝子セグメントは、それらが、リードの選択のために使用されるその後の再配列されたヒトV領域レパートリーに寄与するために利用可能であり得るよう保持される。別の例では、ヒトDNAの最初の挿入は、第1のVHをすでに省いている(例えば、当技術分野で公知であるように、大腸菌(E coli)におけるBACのリコンビニアリングを使用してこのようなストレッチを欠失させることによって)DNAのストレッチを使用して行われる。ヒトDおよび/またはJ遺伝子セグメントの省略のために、同様の技術が(適当なBACを用いて)使用され得る。
したがって、一実施形態では、普通、野生型生殖系列ヒトゲノムにおいて省かれたヒトVH遺伝子セグメント(またはその他の実施形態のように省かれたDまたはJ)の上流および/または下流にあるVH遺伝子セグメントが、本発明の脊椎動物または細胞中に含まれる。例えば、本発明におけるゲノムのヒトVH遺伝子セグメントレパートリーは、VH1-69を含まないが、VH2-10、VH3-72、VH3-73およびVH3-74から選択される1種、2種、3種または4種のヒトVH遺伝子セグメントを含む。これらは、野生型ヒト生殖系列重鎖遺伝子座中でVH1-69のすぐ上流にある遺伝子セグメントである(IMGTを参照のこと)。例えば、さらに、またはあるいは、本発明においてゲノムのヒトVH遺伝子セグメントレパートリーは、VH1-69を含まないが、VH3-66、VH3-64、VH4-61、VH4-59、VH1-58、VH3-53、VH3-49、VH3-48、VH1-46およびVH1-45から選択される1種、2種、3種、4種またはそれ以上の(またはすべて)ヒトVH遺伝子セグメントを含む。これらは、野生型ヒト生殖系列重鎖遺伝子座中でVH1-69のすぐ下流にある遺伝子セグメントである(IMGTを参照のこと)。さらに、またはあるいは、本発明においてゲノムのヒトVH遺伝子セグメントレパートリーは、VH1-69を含まないが、VH2-5、7-41、4-4、1-3、1-2および6-1から選択される1種、2種、3種、4種またはそれ以上の(またはすべて)ヒトVH遺伝子セグメントを含む。さらに、またはあるいは、本発明においてゲノムのヒトVH遺伝子セグメントレパートリーは、VH1-69を含まないが、VH2-5、7-41、4-4、1-3、1-2、6-1、3-7、1-8、3-9、3-11および3-13から選択される1種、2種、3種、4種、5種、6種、7種、8種、9種、10種またはそれ以上の(またはすべて)ヒトVH遺伝子セグメントを含む。さらに、またはあるいは、本発明においてゲノムのヒトVH遺伝子セグメントレパートリーは、VH1-69を含まないが、VH2-5、7-41、4-4、1-3、1-2、6-1、3-7、1-8、3-9、3-11、3-13、3-15、1-18、3-20、3-21、3-23、1-24および2-26から選択される1種、2種、3種、4種、5種、6種、7種、8種、9種、10種、11種、12種、13種、14種、15種、16種、17種またはそれ以上の(またはすべて)ヒトVH遺伝子セグメントを含む。さらに、またはあるいは、本発明においてゲノムのヒトVH遺伝子セグメントレパートリーは、VH1-69を含まないが、VH6-1(ヒト免疫応答においてよく使用される、VH6-1は、野生型ヒト生殖系列重鎖遺伝子座において定常領域に最も近位である)および/またはVH3-23(ヒト免疫応答においてよく使用される)を含む。実施形態では(例えば、ヒトにおいて感染性疾患、例えば、HIV感染を治療および/または予防するために、VH、重鎖または抗体を作製するため)、ゲノムまたは遺伝子座中でVH1-2が省略される。この場合には、野生型生殖系列ヒトIgH遺伝子座中の、VH1-2のすぐ5'および3'の1種、2種、3種またはすべてのヒトVH遺伝子セグメント(例えば、IMGTを参照のこと)が、ゲノム中に含まれる、例えば、ヒトDおよびJH遺伝子セグメントおよび定常領域の上流の同一IgH遺伝子座によって含まれる。
24. ゲノムは、JH6を含まないヒトJH遺伝子セグメントレパートリーを含む、条項22または23に記載の脊椎動物または細胞。
JHの偏り
25. ゲノムは、ヒトJH6に偏っているヒト免疫グロブリンJH遺伝子セグメントレパートリーを含む、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)または非ヒト脊椎動物細胞(例えば、マウス細胞またはラット細胞)。
一例では、レパートリーは、ヒトJH6*02(IMGT命名法)に偏っている。
そこで、本発明者らは、
(i)いくつかの脊椎動物種にわたって保存されているYYGおよびYYGXDXモチーフを含有すること、
(ii)その他のヒトJH6変異体よりも1つ少ないTACコドン(停止コドンを危険にさらすAIDホットスポット)ならびにYYGおよびYYGXDXモチーフを保存するコドンの代わりの選択を提供すること、
(iii)HCDR3/FW4接合部の領域におけるGGCA AIDホットスポットを避けること、
(iv)JH6*02変異体のヒトにおけるよくある出現(したがって、保存および許容性)
に基づいてヒトJH6*02を選択した。
26. ゲノムは、複数のヒトJH6遺伝子セグメントを含む再配列されていない免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含み、場合により、ゲノムは、前記遺伝子座についてホモ接合性である、条項25に記載の脊椎動物または細胞。
一例では、大多数は、複数のJH6*02遺伝子セグメントを含むか、またはそれからなる。
27. 重鎖遺伝子座は、(5'から3'の順序で)ヒトVH、DおよびJH遺伝子セグメントを含み、前記JH6遺伝子セグメントは、D遺伝子セグメントから、2以下のその他のJH遺伝子セグメントだけ間隔があいている、条項26に記載の脊椎動物または細胞。
28. その他のJH遺伝子セグメントは、前記ヒトJH6遺伝子セグメントの間の遺伝子座中にない、条項25、26または27に記載の脊椎動物または細胞。
29. ゲノムは、1種または複数のヒトJH6遺伝子セグメントからなるヒト免疫グロブリンJH遺伝子セグメントレパートリーを含む、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)または非ヒト脊椎動物細胞(例えば、マウス細胞またはラット細胞)。
一例では、遺伝子セグメントのすべてが、JH6*02遺伝子セグメントである。
30. 前記遺伝子セグメントのすべては、ヒト生殖系列遺伝子セグメントである、条項25から29のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
31. 異なる変異体JH6遺伝子セグメントを含む、条項25から30のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
一例では、変異体は、すべて天然に生じる(例えば、IMGTまたは1000 Genomeデータベース中に現れる)。その他の例では、1種または複数の変異体は、合成である。
32. 前記遺伝子セグメントは、ホモ接合性免疫グロブリン重鎖遺伝子座によって提供される、条項25から31のいずれか一項に記載の脊椎動物または細胞。
一実施形態では、偏らせるJH遺伝子セグメントは、変異体のIMGTデータベースまたは1000 Genomesデータベースから選択される。
33. モノクローナルまたはポリクローナル抗体組成物またはこのような組成物を製造するための抗体産生細胞の集団であって、組成物または集団は、抗原を用いて条項1から32のいずれかに記載の少なくとも1種の脊椎動物を免疫処置することによって調製され、1種または複数の抗体が、対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較される場合に非ヒト脊椎動物AIDパターン体細胞超突然変異(例えば、マウスまたはラットAIDパターン突然変異)を含み、および/または対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較される場合に非ヒト(例えば、マウスまたはラット)ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)パターン接合部突然変異を含むヒト重鎖可変領域を有し、組成物は、少なくとも20個のアミノ酸(IMGTに従って)のHCDR3の長さを有する少なくとも1種の抗原特異的抗体を含む、組成物または集団。
当業者ならば容易にわかるであろうが、AIDおよびTdT突然変異は、所与の可変ドメイン配列に対応する最も密接にマッチングするヒト生殖系列遺伝子セグメントを見出し、配列をアラインし、相違を決定するための生物情報科学分析を使用して決定され得る。AIDは、突然変異のための公知のホットスポットを有する(例えば、開示内容が、参照によって本明細書に組み込まれる、Annu. Rev. Biochem. 2007. 76:1-22頁; Javier M. Di Noia and Michael S. Neuberger,「Molecular Mechanisms of Antibody Somatic Hypermutation」(特に、図1およびマウスにおけるAIDホットスポットに関する付随する考察);およびCurr Opin Immunol. 1995年4月;7(2):248-54頁,「Somatic hypermutation」, Neuberger MS and Milstein C(特に、マウスにおけるホットスポットに関する考察)も参照のこと)。当業者は精通しているように、標準生物情報科学分析を実施することによって、TdT突然変異(例えば、接合部の突然変異および多様性を提供するための)が決定され得る。
対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列は、例えば、IMGTデータベースまたは1000 Genomesデータベースによるものであり得る。
例えば、HCDR3の長さは、少なくとも20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30個のアミノ酸である。
例えば、HCDR3の長さは、20～23または24～30、例えば、28～30個のアミノ酸である。
例えば、細胞は、B細胞(例えば、不死化されたB細胞)またはハイブリドーマである。
場合により、本発明の任意の態様の抗体は、ヒト軽鎖可変領域を含む。例えば、ヒト軽鎖可変領域は、対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較した場合に、非ヒト脊椎動物AIDパターン体細胞超突然変異、(例えば、マウスまたはラットAIDパターン突然変異)および/または対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較した場合に、非ヒト(例えば、マウスまたはラット)ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)パターン接合部突然変異を有する。
34. ヒト重鎖可変領域および非ヒト定常領域を含む、抗原と特異的に結合する単離された抗体であって、可変領域は、(i)条項8に記載の群から選択されるヒトVH遺伝子セグメントの、(ii)条項1に記載の群から選択されるヒトD遺伝子セグメントでの、およびヒトJH遺伝子セグメント(場合によりJH6)での非ヒト脊椎動物における組換えに由来し、抗体は、少なくとも20個のアミノ酸(IMGTに従って)のHCDR3の長さ、対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較される場合に非ヒト脊椎動物AIDパターン体細胞超突然変異、(例えば、マウスまたはラットAIDパターン突然変異)および/または対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較される場合に非ヒト(例えば、マウスまたはラット)ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)パターン接合部突然変異を有する、単離された抗体。
一例では、VHは、VH1-2*02、VH1-3*01、VH1-8*01、VH1-18*01、VH2-5*10、VH3-7*01、VH3-9*01、VH3-11*01、VH3-13*01、VH3-21*03、VH3-23*04、VH4-4*02、VH6-1*01およびVH7-4-1*01の群から選択され、および/または
Dは、
D2-2*02、D3-9*01、D3-10*01およびD3-22*01、または
D2-2*02、D3-9*01およびD3-10*01、または
D3-9*01およびD3-10*01、または
D1-26、D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19、または
D1-26*01、D2-2*02、D3-9*01、D3-10*01、D3-22*01、D4-17*01、D6-13*01およびD6-19*01、または
D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19、またはD2-2*02、D3-9*01、D3-10*01、D3-22*01、D4-17*01、D6-13*01およびD6-19*01、または
D1-26、D2-2、D3-10およびD6-19、または
D2-2、D3-9およびD3-10
の群から選択される。
35. 条項1から32のいずれか一項に記載の脊椎動物から得られるか、または得ることができる、条項34に記載の抗体。
一実施形態では、抗体は、前記脊椎動物から得られ、このような抗体の一コピーである。
36. 所定の抗原と結合する抗体を単離する方法であって、
(a)条項1から32のいずれか一項に記載の脊椎動物(場合により、マウスまたはラット)を用意する工程と、
(b)前記抗原を用いて前記脊椎動物を免疫処置する工程と、
(c)脊椎動物からBリンパ球を回収し、抗原と結合する抗体を発現する1種または複数のBリンパ球を選択する工程と、
(d)場合により、前記選択されたBリンパ球またはその後代を、場合により、それからハイブリドーマを製造することによって不死化させる工程と、
(e)Bリンパ球によって発現される抗体(例えば、IgG型抗体)を単離する工程と
を含む、方法。
37. 工程(e)において、抗体は、少なくとも20個のアミノ酸(IMGTに従って)のHCDR3の長さを有する、条項36に記載の方法。
長さは、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30個のアミノ酸(IMGTに従って)、例えば、20～23個のアミノ酸(実施例において製造されたもの)であり得る。
38. 前記Bリンパ球から前記抗原と結合する前記抗体をコードする核酸を単離する工程と、場合により、抗体の重鎖定常領域ヌクレオチド配列を、ヒトまたはヒト化重鎖定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換する工程と、場合により、前記抗体の可変領域を親和性成熟させる工程と、場合により、前記核酸を発現ベクター、場合により、宿主に挿入する工程とを含む、条項36または37に記載の方法。
39. 本方法によって製造される抗体のコピー、突然変異体または派生体(例えば、ヒト化されたもの)を作製する工程をさらに含む、条項36、37または38に記載の方法。
ヒト化は、定常領域ヒトを作製することを必要とし得る。
40. 抗原は、感染性疾患病原体の抗原であり、場合により、病原体はウイルス性または細菌性である、条項33から39のいずれか一項に記載の抗体組成物、細胞集団、抗体または方法。
41. 病原体は、インフルエンザ菌(Haemophilus influenza)、大腸菌(E coli)、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、ヘルペスファミリーウイルス、サイトメガロウイルス(CMV)、HIVおよびインフルエンザウイルスからなる群から選択される、条項40に記載の抗体組成物、細胞集団、抗体または方法。
42. 抗原は、HIVgp120抗原またはHIVgp41抗原である、条項33から41のいずれか一項に記載の抗体組成物、細胞集団、抗体または方法。
43. 抗原は、活性部位またはクレフトを含み、少なくとも20個のアミノ酸のHCDR3の長さを有する抗体は、抗原の活性部位またはクレフトと特異的に結合する、条項33から40のいずれか一項に記載の抗体組成物、細胞集団、抗体または方法。
44. ヒトにおいて感染性疾患を治療および/または予防するための(例えば、感染性疾患が、インフルエンザ菌、大腸菌、髄膜炎菌、ヘルペスファミリーウイルス、サイトメガロウイルス(CMV)、HIVおよびインフルエンザウイルスからなる群から選択される病原体によって引き起こされる)、条項33から35および40から43のいずれか一項に記載の抗体もしくは抗体組成物または条項36から38のいずれか一項に記載の方法によって製造される抗体を含む医薬組成物。
45. その可変ドメインHCDR3は、少なくとも20個のアミノ酸(IMGTに従って)の長さを有し、ヒトVH、DおよびJHの組換えに由来し、
VHは、
VH1-2*02、VH1-3*01、VH1-8*01、VH1-18*01、VH2-5*10、VH3-7*01、VH3-9*01、VH3-11*01、VH3-13*01、VH3-21*03、VH3-23*04、VH4-4*02、VH6-1*01およびVH7-4-1*01
の群から選択され、
Dは、
D2-2*02、D3-9*01、D3-10*01およびD3-22*01、または
D2-2*02、D3-9*01およびD3-10*01、または
D3-9*01およびD3-10*01、または
D1-26、D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19、または
D1-26*01、D2-2*02、D3-9*01、D3-10*01、D3-22*01、D4-17*01、D6-13*01およびD6-19*01、または
D2-2、D3-9、D3-10、D3-22、D4-17、D6-13およびD6-19、またはD2-2*02、D3-9*01、D3-10*01、D3-22*01、D4-17*01、D6-13*01およびD6-19*01、または
D1-26、D2-2、D3-10およびD6-19、または
D2-2、D3-9およびD3-10
の群から選択され、
場合により、JHはJH6(例えば、JH6*02)である、1種または複数の重鎖を含む抗体重鎖のレパートリー(例えば、抗体によって提供される)であって、
(a)重鎖可変ドメインは、非ヒト脊椎動物(例えば、マウスまたはラット)においてin vivoで製造されており、および/または
(b)重鎖可変ドメインは、対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較される場合に非ヒト脊椎動物AIDパターン体細胞超突然変異、(例えば、マウスまたはラットAIDパターン突然変異)および/または対応するヒト生殖系列V、DおよびJ配列と比較される場合に非ヒト(例えば、マウスまたはラット)ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)パターン接合部突然変異を含む、抗体重鎖のレパートリー。
一例では、重鎖(またはレパートリー中のすべての重鎖)は、非ヒト脊椎動物定常領域(例えば、マウスまたはラット定常領域)を含む。例えば、定常領域は、γ型定常領域(例えば、γ-1、γ-2またはγ-4型)である。
一例では、レパートリーは、ナイーブレパートリーである。これは、本明細書において実施例の節において示されている。
一例では、レパートリーは、免疫処置されたレパートリーである。これは、本明細書において実施例の節において示されている。
一例では、レパートリーは、抗原特異的レパートリー(例えば、複数のハイブリドーマによって提供される)である。これは、本明細書において実施例の節において示されている。
レパートリーは、B細胞(例えば、不死化されたB細胞)によって提供され得る。
レパートリーは、ハイブリドーマによって提供され得る。
一例では、ベクターは、宿主細胞(例えば、CHOまたはHEK293細胞または酵母細胞)によって有される。
HCDR3の長さは、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30個のアミノ酸(IMGTに従って)、例えば、20から23個のアミノ酸(実施例において製造されたもの)であり得る。
一例では、(a)において、脊椎動物は、本発明に従う脊椎動物である。
46. 条項45に記載の重鎖レパートリーをコードする核酸コレクション。
一例では、核酸は、それぞれのベクター(例えば、発現ベクター、例えば、大腸菌(E coli)またはCHOまたはHEK293ベクター)において提供される。
47. 抗原特異的重鎖(例えば、抗体によって提供される)を得る方法であって、条項45に記載のレパートリーを所定の抗原に曝露する工程と、抗原と特異的に結合する1種または複数の重鎖を選択する工程とを含み、少なくとも20個のアミノ酸のHCDR3の長さを有する1種または複数の重鎖が単離される、方法。
場合により、重鎖が、非ヒト定常領域を有する場合には、当技術分野では通常であるが、これは、ヒト定常領域と交換される。したがって、本発明は、そのように製造されたヒト抗体重鎖を提供する(例えば、ヒト治療的および/または予防的使用にとって、例えば、ヒト患者において感染性疾患を治療および/または予防するために有用であるヒト抗体を製造するために、ヒト軽鎖と組み合わせて提供される)。
本発明の任意の態様の脊椎動物または細胞の一例では、ゲノムは、定常領域(例えば、ヒトまたはマウスλまたはκ定常領域)の上流に、1種または複数のヒトV遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJ遺伝子セグメントを含む免疫グロブリン軽鎖遺伝子座を含む。
当業者には公知であるように、遺伝子座は、重鎖の再配列および発現のために、J遺伝子セグメントと定常領域の間にEμおよびSμなどの制御エレメントを含む。一実施例では、マウスEμおよびSμは、JHレパートリーと定常領域の間の重鎖遺伝子座中に含まれる(すなわち、5'から3'の順に、遺伝子座は、JH遺伝子セグメント、EμおよびSμおよび定常領域を含む)。一例では、EμおよびSμは、マウス129由来のゲノムのEμおよびSμであり(例えば、129Sv由来ゲノム、例えば、129Sv/EV(129S7Sv/Ev(例えば、Baylor College of Medicine, Texas, USAから入手可能であるAB2.1またはAB2.2細胞から得られる)または129S6Sv/Evなど)));別の例では、EμおよびSμは、マウスC57BL/6由来ゲノムのEμおよびSμである。この点において、遺伝子座は、AB2.1、AB2.2、VGF1、CJ7およびFH14から選択される細胞のゲノムのIgH遺伝子座において構築され得る。VGF1細胞は、確立され、参照により本明細書に組み込まれる、Auerbach W, Dunmore JH, Fairchild-Huntress V, et al;Establishment and chimera analysis of 129/SvEv- and C57BL/6-derived mouse embryonic stem cell lines. Biotechniques 2000; 29:1024-8, 30, 32に記載された。
さらに、またはあるいは、定常領域(または少なくともCμ;またはCμおよびそのγ定常領域)は、直前の段落において記載されたゲノムの定常領域(またはCμ;またはCμおよびそのγ定常領域)である。
ヒトDNA配列または遺伝子セグメントの適した供給源は、当業者には容易に明らかとなろう。例えば、同意したヒトドナーから、本発明の遺伝子座の構築において使用するための適したDNA配列を得ることができるDNAサンプルを採取することが可能である(例えば、本明細書における実施例のような口腔粘膜検体サンプル)。ヒトDNAのその他の供給源は、当業者には公知であるように市販されている。あるいは、当業者ならば、本明細書に開示されたヒトIg遺伝子セグメント配列の1種または複数のデータベースを参照することによって、遺伝子セグメント配列を構築できる。
一例では、ゲノムは、以下のヒトVH遺伝子セグメントのすべてまたは一部
IGHV6-1
IGHV3-7
IGHV1-8
IGHV3-9
IGHV3-11
IGHV3-13
IGHV1-18
IGHV3-30
IGHV4-31
IGHV4-39
IGHV4-59
場合により、同様に(i)および/または(ii)
(i)
IGHV1-2
IGHV2-5および
IGHV3-21
(ii)
IGHV1-2
IGHV2-5
IGHV3-21
IGHV1-24
を含む。
例えば、ゲノムは、以下のヒトVH遺伝子セグメント変異体のすべてまたは一部
IGHV6-1*01
IGHV3-7*01
IGHV1-8*01
IGHV3-9*01
IGHV3-11*01
IGHV3-13*01
IGHV1-18*01
IGHV3-30*18
IGHV4-31*03
IGHV4-39*01および
IGHV4-59*01、
場合により、同様に(iii)または(iv)
(ii)
IGHV1-2*04
IGHV2-5*10および
IGHV3-21*03
(iv)
IGHV1-2*02
IGHV2-5*01
IGHV3-21*01および
IGHV1-24*01
を含む。
例えば、ゲノムは、以下のヒトJH遺伝子セグメント変異体のすべてまたは一部を含む。
IGHJ2*01
IGHJ3*02
IGHJ4*02
IGHJ5*02および
IGHJ6*02
例えば、ゲノムは、以下のヒトD遺伝子セグメントのすべてまたは一部
IGHD1-1
IGHD2-2
IGHD3-9
IGHD3-10
IGHD5-12
IGHD6-13
IGHD1-14
IGHD2-15
IGHD3-16
IGHD4-17
IGHD6-19
IGHD2-21
IGHD5-24
IGHD1-26および
IGHD7-27
場合により、同様に(v)または(vi)
(v)
IGHD3-3
(vi)
IGHD3-3
IGHD4-4
IGHD5-5
IGHD6-6
IGHD1-7
IGHD2-8および
IGHD2-8
を含む。
本明細書に記載された特定の実施形態は、例示として示されるのであって、本発明の制限としてではないということは理解されよう。本発明の主な特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく種々の実施形態において使用され得る。当業者ならば、認識するか、または日常と同程度の研究、本明細書に記載された特定の手順の多数の等価物を使用して確認できる。このような等価物は、本発明の範囲内にあると考えられ、特許請求の範囲によって対象とされる。本明細書に記載されたすべての刊行物および特許出願は、本発明が関係する技術分野の当業者の技術のレベルを示す。すべての刊行物および特許出願は、各個々の刊行物または特許出願が、具体的に、個別に参照により組み込まれるよう示されるかのように、参照により本明細書に組み込まれる。単語「1つの(a)」または「1つの(an)」の使用は、特許請求の範囲および/または本明細書中で「含んでいる(comprising)」とともに使用される場合には、「1つの(one)」を意味し得るが、「1つまたは複数の」、「少なくとも1つの」および「1つまたは2以上」の意味とも一致する。特許請求の範囲における用語「または」の使用は、代替物のみを明確に示されない限り、または代替物が相互排他的でない限り、開示内容が代替物のみおよび「および/または」を指す定義を支持するとしても、「および/または」を意味するために使用される。本出願を通じて、用語「約」は、値が、デバイスの誤差の固有の変動を含むことを示すために使用され、方法は、値または研究対象間で存在する変動を決定するために使用される。
本明細書および特許請求の範囲において、単語「含んでいる(comprising)」(ならびに「含む(comprise)」および「含む(comprises)」などの含んでいる(comprising)の任意の形態)、「有している(having)」(ならびに「有する(have)」および「有する(has)」などの有している(having)の任意の形態)、「含んでいる(including)」(ならびに「含む(includes)」および「含む(include)」などの含んでいる(including)の任意の形態)または「含有している(containing)」(ならびに「含有する(contains)」および「含有する(contain)」などの含有している(containing)の任意の形態)は、包括的であるか、または制約がなく、さらなる、列挙されていない要素または方法工程を排除しない。
本明細書において、用語「またはそれらの組合せ」とは、その用語に先行して列挙された項目すべての順列および組合せを指す。例えば、「A、B、Cまたはそれらの組合せは、A、B、C、AB、AC、BCまたはABCのうち少なくとも1つを、特定の状況において順序が重要である場合には、BA、CA、CB、CBA、BCA、ACB、BACまたはCABも含むものとする。この例を用いて続けると、BB、AAA、MB、BBC、AAABCCCC、CBBAAA、CABABBなどといった1つまたは複数の項目または用語の反復を含有する組合せが明確に含まれる。当業者ならば、通常、文脈から別であることが明らかでない限り、任意の組合せの項目または用語の数に制限はないということは理解するであろう。
本開示内容の任意の部分は、文脈から別であることが明らかでない限り、開示内容の任意のその他の部分と組み合わせて読み取られ得る。
本明細書に開示され、特許請求される組成物および/または方法のすべては、本開示内容を踏まえて過度の実験を伴わずに作製および実行され得る。本発明の組成物および方法が、好ましい実施形態の観点で記載されているが、本発明の概念、趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された方法の工程において、または一連の工程において組成物および/または方法に変法が適用され得るということは当業者には明らかであろう。当業者に明らかであるすべてのこのような同様の代替物および改変は、添付の特許請求の範囲によって定義されるような趣旨、範囲および概念内にあると見なされる。
本発明は、以下の制限しない実施例(実施例1～3は予言的なものである)においてより詳細に記載される。実施例4は、実施された例である。
(実施例)
(実施例1)
「マウスゲノムに多型V領域を付加するようリコンビニアリングされたBACベクター」
図1から3は、多型V遺伝子領域をゲノムDNA中に導入するために使用され得るリコンビニアリング方法(上記の参考文献を参照のこと)を表す。一実施形態では、標準技術によってヒト重鎖領域に由来するゲノム断片を、細菌人工染色体(BAC)ベクター中に挿入する。20kb～200kbまたはそれ以上の大きさの範囲であり得るこのようなBACは、市販のライブラリーの配列検索を含めた標準技術によってか、または対象とするBACを有するものを同定するためのBACを含有する細菌コロニーとのハイブリダイゼーションによって、BACのライブラリーから単離できることが好ましい。
いくつかのVH遺伝子セグメントを有するBACを選択し;図1では、これらは、例えば、VH[a]からVH[z]として遺伝的に同定されている。当業者ならば、5種の内因性活性VH遺伝子セグメントおよび7種のVH偽遺伝子を含むヒトVH5-78からVH1-68から、適当なゲノム断片、例えば、およそ120kbの断片を容易に同定するであろう。リコンビニアリング技術を使用して、内因性VH遺伝子セグメントは、多型VHまたはVL遺伝子セグメントによって置き換えられ得る。この実施例では、2つの工程が必要である。第1の工程は、内因性VH遺伝子セグメントのV領域コーディングエキソンを、陽性-陰性選択オペロン、この実施例では、アンピシリン耐性遺伝子(Amp)およびストレプトマイシン感受性リボソーマルタンパク質(rpsL)をコードするオペロンと置き換える。ストレプトマイシンに対する耐性によってrpsL遺伝子がないことについて細菌の特定の株を選択できる。内因性VH遺伝子エキソンのそれぞれの両端に位置する配列と相同なDNAの短いストレッチが、rpsL-Ampオペロンの5'および3'に配置される。標準リコンビニアリング技術(上記の参考文献を参照のこと)につき適当な組換え因子の存在下で、オペロン断片とBACの間の組換えは、内因性VH遺伝子エキソンの、オペロンでの置き換えをもたらし(図1a)、これは、アンピシリンに対する耐性によって選択される。第2の工程は、同一の相同配列を使用して、挿入されたオペロンを、所望の多型VH遺伝子セグメントと置き換える。この実施例では、ヒトVH1-69遺伝子を挿入する(図1bおよび1c)。特に、VH1-69の*02対立遺伝子を使用する[IMGTおよび図5を参照のこと]。多型VH遺伝子セグメントの組込みの成功は、オペロン、具体的には、rpsL部分の喪失のためにストレプトマイシンに対して耐性になる細菌において選択する。
この実施例では、記載されるような2つの工程プロセスを、内因性VH遺伝子セグメントの各々について、または多型V遺伝子セグメントと置き換えるよう望む同数の内因性遺伝子セグメントについて反復できる(図1d)。
明らかであろうが、この方法で任意の多型V遺伝子セグメントを挿入でき、偽遺伝子を含めて任意の内因性V遺伝子セグメントが、標的として作用し得る。この技術を使用して、重鎖および2つの軽鎖遺伝子座の各々において、V遺伝子セグメントが、BACインサートとして利用可能な適当なゲノム断片と置き換えられ得る。
図2は、多型V遺伝子セグメントをコードするゲノム断片を作製するための別の方法を表す。この実施例では、多型V遺伝子セグメントを、その他の遺伝子、制御エレメントまたはその他の機能を欠くゲノムDNAの領域中に挿入する。このような「砂漠」領域は、配列分析およびBAC中にクローニングされた対応するDNA断片に基づいて選択できるか、または既存のBACライブラリーにおいて同定され得る。このようなゲノム断片を用いて出発して、リコンビニアリング技術を使用して、多型V遺伝子セグメントを例えば、10kbの間隔で挿入できる。この実施例では、150kbのゲノム断片が、最大15の多型V遺伝子セグメントの挿入を収容し得る。セグメントの挿入は、2段階法である。第1のリコンビニアリング工程は、特定の部位にrpsL-Ampオペロンを挿入する。特定の部位に相同な配列を使用して、オペロンをフランキングする。エレメントをBACゲノム断片中に特異的に挿入するために、これらがリコンビニアリングシステムによって使用され、アンピシリンに対する耐性によって正の事象を選択する(図2a)。第2の工程は、同一の配列相同性を使用する同様のリコンビニアリング工程によって、ゲノム断片中のオペロンを、多型V遺伝子セグメントと置き換える(図2b)。この実施例では、多型VH遺伝子セグメントのエキソンおよびプロモーターエレメントの両方を挿入し、これが、rpsL-Ampオペロンの置き換え、したがって、ストレプトマイシンに対する耐性をもたらす(図2c)。
ゲノム断片上の特定の部位に多型V遺伝子セグメントを挿入するための2工程技術は、複数回反復してもよく、その結果、そのプロモーターエレメントを含む、いくつかの多型遺伝子セグメントを有するBACゲノム断片が得られる。挿入のための技術を使用して、図1に表されるようなBACゲノム断片に、余分の多型V遺伝子セグメントを付加できる、図1および2中に示される実施例を組み合わせることができることは明らかである。このような断片は、ひとたび非ヒト哺乳類のゲノム中に挿入されると適切なIG遺伝子発現により従うので、これらの余分なセグメントをIGゲノム断片に付加することを選択してもよい。ゲノム断片は、両方とも野生型遺伝子発現において重要な、エンハンサーまたは特定のクロマチンコンホメーションに寄与するエレメントなどのエレメントを有し得るということがわかっている。
図3は、多型V遺伝子セグメントを有するゲノム断片を作製するためのさらなる方法を表す。この方法は、リコンビニアリングを使用して、短い(およそ50～150個の塩基、好ましくは、100個の塩基)一本鎖DNA断片が相同配列と組み換わる効率に依存する(Nat Rev Genet. 2001年10月;2(10):769-79頁;Recombineering:a powerful new tool for mouse functional genomics; Copeland NG、Jenkins NA、Court DL)。リコンビニアリングに使用されるリコンビナーゼは、相同組換えを開始するための基質としてDNAのこのような短い一本鎖断片と優先的に結合し、使用する。効率は、10-2ほど高いものであり得る、すなわち、正の事象が、リコンビニアリングに起因するおよそ100の無作為に取り上げられた(選択されない)クローンにおいて見られ得る。一本鎖断片中に導入された1つまたは複数の単一ヌクレオチド変化が、V遺伝子セグメントを含有するBACインサートおよび周囲のゲノムDNAに移った場合に生じるこの実施例における正の事象、前記1種または複数のヌクレオチド変化は、BAC上の相同配列に生じる。
多型V遺伝子セグメントは、例えば、1もしくは2のみ、または最大10もしくは15のヌクレオチド変化だけ内因性V遺伝子セグメントと異なり得る。このようなヌクレオチド多型の例は、図5に表されている。多型ヌクレオチド変化を包含する短い一本鎖領域は、標準技術を使用して化学的に合成され得る。得られた一本鎖DNA断片を、細菌中に導入し、リコンビニアリング技術によって、100BAC断片中およそ1つが、組み込まれた、一本鎖断片の相同組込みによる多型ヌクレオチドを有する(図3a)。所望のヌクレオチド変更を有するBACは、例えば、両方とも標準技術によって、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅による数百の個々のクローンをスクリーニングすることおよび配列決定することによって同定できる。実施例では、2つのヌクレオチド変更が、VH1-69*01遺伝子セグメントをVH1-69*02遺伝子セグメントに変換する(図3b)。
このプロセスは、単一BACゲノム断片上に含有される複数の内因性V遺伝子セグメントについて反復され得るということは明らかである。さらに、図2に表される技術を使用して、既存のV遺伝子セグメントの間の領域へ挿入することによって、さらなる多型V遺伝子セグメントを付加できる。当業者には明白であろうが、これらの技術の組合せを使用して、多型および内因性ヒトV遺伝子セグメント両方の多数の多様性を作製できる。また、操作された多型V遺伝子セグメントおよび内因性ヒトV遺伝子セグメントを有するいくつかの異なるゲノム断片を組み合わせて、さらに多くの多様性を作製できることは明白であろう。
(実施例2)
「改変されたBACのSRMCEを使用して、ゲノムに多型V領域を付加すること」
実施例1に記載された方法を使用して作製された多型V遺伝子セグメントを有する改変されたBACを使用して、非ヒト哺乳類のゲノムを変更できる。これらの変更は、正常な免疫グロブリン領域組換えが、ヒトV遺伝子セグメントを含むVDJまたはVJの組合せをもたらす無傷のIG遺伝子座をもたらし得る。このような動物が作製され得る方法の一例は、例えば、図4に概説された戦略を使用して、マウス胚性幹(ES)細胞のゲノムを変更することによってである。
改変されたBACを多型V遺伝子セグメントとともにゲノム中に組み込むための1つの技術として、逐次リコンビナーゼ媒介性カセット交換(SRMCE)がある。技術は、参照によりその全文が本明細書に組み込まれるWO2011004192(Genome Research Limited)に記載されている。
SRMCEは、特定の位置に挿入された「ランディングパッド」を用いて改変された遺伝子座を提供する。この挿入は、相同組換えによるデノボであるか、または先のBAC挿入の結果としてのいずれかであり得る。この実施例では、ランディングパッドは、最も3'のJ遺伝子セグメントと、Cμ遺伝子セグメントの間のマウスIGH遺伝子座中に挿入され、SRMCE技術による先のBAC挿入は、5つのヒトV遺伝子セグメントおよび2つのV領域偽遺伝子の付加をもたらした。ランディングパッドは、第2のターゲッティングBAC断片の正しい挿入の選択を可能にする図4に示されるエレメントを有する。この挿入の特異性は、許容性lox部位の間のcreリコンビナーゼ媒介性交換によって提供される。lox部位は、互換性lox部位を用いる組換えについてのみ許容性である。この実施例では、loxP部位は、loxPとのみ組み換わり、lox2272は、lox2272とのみ組み換わる。これは、図4bおよび4cに表されるようなBAC断片の挿入に方向性を提供する。
正しい挿入を有するES細胞クローンを、ピューロマイシンに対する耐性によって、挿入を有さないか、または非生産的挿入を有するクローンのプールから選択する。ピューロマイシンに対する耐性は、活性プロモーターエレメント、PGKの、puroTKコーディング領域との並置に起因する。正しい挿入は、接合部のPCR、内部エレメントのPCR、サザンブロッティング、比較ゲノムハイブリダイゼーション(CGH)、配列決定などを含めた標準技術によって検証される。実施例では、正しいlox2272-lox2272およびloxP-loxP組換えはまた、挿入の前は存在しなかったpiggyBacエレメントの2種の無傷のセットをもたらす。無傷のpiggyBacエレメントは、「PB5'」および「PB3'」によって図中に表される反転した反復のセットを含んでなる。piggyBacエレメントの割り当てられた方向付けられたセットは、エレメント間の組換えを触媒でき、介在配列ならびに両エレメントの欠失もたらすpiggyBacトランスポサーゼの基質である。piggyBac転位後に残るDNAは、無傷で残され、piggyBacエレメントの任意のレムナントを欠く。実施例では、細胞を、薬物FIAUに対して耐性にする、活性puroTKエレメントの喪失によってpiggyBac転位が上手くいったES細胞クローンを選択する(図4cおよび4d)。
この実施例では、SRMCE方法の最終生成物は、5'側のマウスゲノムの配列と3'側のマウスIGH定常領域遺伝子セグメントの間に、内因性の改変されていないVH遺伝子セグメントのセットとともに挿入されたいくつかの多型V遺伝子セグメントを有するIGH遺伝子座である。多型V遺伝子セグメントは、B細胞成熟と関連しており、VDJ遺伝子セグメントを生じる組換え事象にそれらが関与できるように配置する。次いで、これらの遺伝子セグメントは、転写され、マウス定常領域にスプライシングされ得る。これらの転写物の翻訳は、多型V遺伝子セグメント、ヒトDH遺伝子セグメント、ヒトJH遺伝子セグメントおよびマウス定常重鎖遺伝子セグメントによってコードされる抗体重鎖の製造をもたらす。
当業者には周知であるが、ES細胞クローンは、前記細胞をマウス胚盤胞胚へ注入すること、注入された胚を適したレシピエントへ移すことおよび結果として生じるキメラ子孫を飼育することによって遺伝子改変されたマウスの系統を作製するために使用され得る。改変された遺伝子座は、飼育によって増幅させることができ、遺伝的交雑に応じてヘテロ接合性またはホモ接合性のいずれかを作製できる。
この実施例において提供されるIGH遺伝子座の構造ならびにB細胞受容体(BCR)および抗体遺伝子再構成に関与している機序の知見から、種々のDHおよびJH遺伝子セグメントを有する多型V遺伝子セグメントの異なる組合せの大きなセットが結果をもたらすことおよびこれらが、遺伝子改変された動物中のB細胞の集団における機能的抗体遺伝子の大きなレパートリーに寄与し得ることは明白である。この実施例では、いくつかの異なるヒトVH1-69多型は、超人的VH多様性を提供するために組み込まれる。この特定のVH遺伝子セグメントは、感染性疾患病原体(インフルエンザウイルスなど)と結合する抗体に広がっているとわかっており、したがって、この実施例の遺伝子改変を有するマウスの抗体レパートリーが、感染性疾患病原体と結合するものを好む偏りを有する抗体を製造すると予測される。言い換えれば、レパートリーは、病原体抗原に対して優れた親和性を有する抗体のより大きなサブセットを有する。このような病原体の例として、インフルエンザウイルス、C型肝炎ウイルス(HCV)およびヒト免疫不全ウイルス-1(HIV-1)が挙げられる(上記の表も参照のこと)。
(実施例3)
「13種のVH1-69対立遺伝子のアラインメント」
さらなるV遺伝子セグメント多型を組み込むことによってより多様な抗体レパートリーを築くことは、V遺伝子セグメントの多型対立遺伝子を入手できることが必要である。このような対立遺伝子の1つの供給源として、配列データベースが挙げられる。この実施例では、VH1-69遺伝子セグメントの13種の別個の対立遺伝子が提供される。これらの対立遺伝子配列および比較は、「IMmunoGeneTics」IMGT Information System (www.imgt.com)データベースから取り出されている。図5は、対立遺伝子*02から*13の、*01対立遺伝子とのアラインメントの略図である。VH1-69*01ヌクレオチドおよびアミノ酸配列は、図の頂部に提供されている。残りの対立遺伝子が、*01対立遺伝子配列と同一である場合は、ダッシュが配列の下に挿入される。ヌクレオチドの相違は、適当な対立遺伝子と並んで記されており、配列変更が、タンパク質コーディング変更をもたらす場合には、トリプレットの上にアミノ酸変更が示されている。
図5は、*01対立遺伝子との比較における、各対立遺伝子の1から4の間のアミノ酸変更を表す。アミノ酸変更のすべては、相補性決定領域(CDR)をコードする重鎖タンパク質の部分で起こる。これらの領域は、抗原特異性および抗原に対する抗体の親和性に関与している。抗体のレパートリーにおいてさらなる多型CDRを提供することが、種々の抗原に対して優れた結合特徴を有する抗体がある可能性を高めることは明白である。いくつかの報告において、重鎖の、VH1-69がコードされる可変領域は、インフルエンザウイルス、HCVおよびHIV-1抗原と結合する抗体において見られることが多いということが観察されている(上記の表を参照のこと)。したがって、実施例1および2の方法を使用して、この実施例の多型V遺伝子セグメントをトランスジェニック動物モデル中に組み込むことは、これらおよびその他の病原体と関連している抗原と結合するより多くの抗体を有する前記トランスジェニック動物において抗体レパートリーをもたらす可能性が高い。当技術分野で公知のように、より大きなレパートリーは、例えば、ハイブリドーマ技術を使用して、高い親和性および特異性で所望の抗原と結合するモノクローナル抗体を見出す可能性を高める。
したがって、この開示内容は、これらの実施例において、病原体またはその他の抗原を用いて免疫処置され得るトランスジェニックマウスモデルを記載する。このような免疫処置されたマウスから得た血漿B細胞を使用して、病原体抗原と結合する抗体の製造についてスクリーニングされ得るハイブリドーマライブラリーを作製できる。このライブラリーは、前記トランスジェニックマウスにおけるIGH遺伝子座への多型VH1-69遺伝子セグメントの付加を考えると、伝統的なトランスジェニックマウスから得たライブラリーよりもそのような抗体を見つけるのに優れたものとなる。
これらの実施例は、選択され得るヒト多型V遺伝子セグメントに、または動物モデル中にそれらを導入するために使用される方法に制限しない。免疫グロブリンDおよび/またはJセグメントを有するトランスジェニック遺伝子座を構築するために、本方法は使用され得る。V、D、Jセグメントは、複数のヒト供給源(場合により、2種以上のヒト民族集団)に由来し得る。
(実施例4)
「ヒトJH6*02に基づいた、トランスジェニックマウス、B細胞、ハイブリドーマ、抗体および重鎖」
機能的ヒト遺伝子セグメントレパートリー(VH2-26からJH6、ヒトIgH遺伝子座の構造のIMGTデータベース;http://www.imgt.org/IMGTrepertoire/index.php?section=LocusGenes&repertoire=locus&species=human&group=IGK)を本発明者らによってセクターとし、2種の異なるトランスジェニック重鎖対立遺伝子(S2FおよびS3Fと示される)および対応するマウスを製造した。トランスジェニック対立遺伝子は、マウスにおいて発現させ、RNA転写物レベルで重鎖レパートリーを評価した。生物情報科学方法を使用して深い配列分析を実施して、少なくとも20個のアミノ酸のHCDR3の長さを有する可変ドメイン配列中に含むV、DおよびJH遺伝子使用を評価した。内因性マウス可変領域遺伝子セグメントは、反転によって不活化した(WO2011004192に記載される方法のように、この開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)。
ヒトドナーDNAサンプルの配列決定:保存されたJH6*02変異体の同定
口腔粘膜検体を採取することによって、9人の匿名の同意したヒトドナーからDNAサンプルを入手した。
サンプルを処理し、DNAサンプルをQIAamp DNA Miniキット(カタログ番号51304、Qiagen)のプロトコールに従って抽出した。
PCR反応は、JH6領域を増幅するよう設定し、PCR産物を配列決定した。(PCRオリゴ配列:フォワード5'-AGGCCAGCAGAGGGTTCCATG-3'(配列番号444)、リバース5'-GGCTCCCAGATCCTCAAGGCAC-3'(配列番号445))。
IMGT注釈付きデータベース(http://www.imgt.org/)から得られたJH6参照配列に対して比較することによって、配列分析を実施し、これによって、9人のドナーゲノムのすべてが、ヒトJH6*02変異体を含有していたが、この変異体が9人のドナーのうち7人においてホモ接合性状態にあることが同定された。本発明者らはまた、EnsemblヒトゲノムデータベースのJim Watson and Craig Venter [http://www.ensembl.org/]の公的に入手可能なゲノム配列も調べた。これらもヒトJH6*02変異体を含有していた。これによって、本発明者らに、ヒトJH6*02は、ヒトにおける共通の保存された変異体であり、したがって、本発明のようにトランスジェニックIgH遺伝子座の構築のための良好な候補であるということが確認された。
適したヒトDNA配列BACの同定
一連のヒト細菌人工染色体(BAC)クローンは、遺伝子名(IGH)または位置(染色体14:106026574-107346185)に基づく、Ensemble (http://www.ensembl.org/index.html)またはUCSC(http://genome.ucsc.edu/)ヒトデータベース検索から同定された。7種のヒトRP11 BACクローン、ヒトJH6*02を保持するRP11-1065N8 BACを選択した。ヒトIgH遺伝子座DNAの供給源として、合わせて、以下のBACを同定した:RP11-1065N8、RP11-659B19、RP11-141I7、RP-112H5、RP11-101G24、RP11-12F16およびRP11-47P23。
同様のアプローチを用いて、異なるBACクローン(例えば、異なるRP11クローンIDまたはRP11に由来する異なる供給源)または遺伝子操作されたBACが、トランスジェニックマウスにおいてヒトレパートリーの異なるセットを提供するために、マウスIGH遺伝子座へ挿入するために選択され得る。
トランスジェニックIgH遺伝子座の構築
第1のIGH BAC(RP11-1065N8)に由来するヒト重鎖遺伝子セグメントの、マウスAB2.1 ES細胞(Baylor College of Medicine)のIGH遺伝子座への挿入を実施して、S1対立遺伝子と示される重鎖対立遺伝子を作製した。挿入されるヒト配列は、ヒト染色体14位置106494908から位置106328951の配列に対応し、機能的重鎖遺伝子セグメントVH2-5、VH7-4-1、VH4-4、VH1-3、VH1-2、VH6-1、D1-1、D2-2、D3-9、D3-10、D4-11、D5-12、D6-13、D1-14、D2-15、D3-16、D4-17、D5-18、D6-19、D1-20、D2-21、D3-22、D4-23、D5-24、D6-25、D1-26、D7-27、JH1、JH2、JH3、JH4、JH5およびJH6(5'から3'の順序で)を含み、ここで、JH6は、ヒトJH6*02変異体であるよう選択される。挿入は、マウスCμ領域の上流である、マウス染色体12上の位置114666435と114666436の間で行った。マウスVH、DおよびJH遺伝子セグメントは、挿入されたヒト重鎖DNAのすぐ上流(の5')の遺伝子座中に保持された。
第2のBAC(BAC2)からのヒトDNAの逐次挿入によって、より多くのヒト機能的VH遺伝子セグメントが、S1対立遺伝子中に挿入された最も5'のVHの上流(5')に挿入された、第2の対立遺伝子、S2を構築した。BAC2から挿入されたヒト配列は、ヒト染色体14位置106601551～位置106494909の配列に対応し、機能的重鎖遺伝子セグメントVH3-13、VH3-11、VH3-9、VH1-8、VH3-7を含む。マウスVH、DおよびJH遺伝子セグメントは、挿入されたヒト重鎖DNAのすぐ上流の(5'の)遺伝子座中に保持されていた。その後の工程では、これらを反転させて、それらを不活化し、それによって、ヒト重鎖可変領域遺伝子セグメントのみが活性であるS2Fマウスが生じた。
第3のBAC(BAC3)からのヒトDNAの逐次挿入によって、より多くのヒト機能的VH遺伝子セグメントが、S2対立遺伝子中に挿入された最も5'のVHの上流(5')に挿入された、第3の対立遺伝子、S3を構築した。挿入された配列は、ヒト染色体14位置106759988～位置106609301の配列に対応し、機能的重鎖遺伝子セグメント、VH2-26、VH1-24、VH3-23、VH3-21、VH3-20、VH1-18およびVH3-15を含む。マウスVH、DおよびJH遺伝子セグメントは、挿入されたヒト重鎖DNAのすぐ上流の(5'の)遺伝子座中に保持された。その後の工程では、これらを反転させて、それらを不活化し、それによって、ヒト重鎖可変領域遺伝子セグメントのみが活性であるS3Fマウスが生じた。
内因性重鎖遺伝子座中へのS2FまたはS3F挿入のいずれかを有するマウスをES細胞から標準手順を使用して作製した。マウスでは、その他の内因性重鎖遺伝子座は、neoRを含む不活化配列の、マウスJH-Cμイントロンへの挿入によって不活化された。(「HA」対立遺伝子を製造するため)。
具体的には、以下の対立遺伝子が含まれた:-
VH1-2*02、VH1-3*01、VH1-8*01、VH1-18*01、VH2-5*10、VH3-7*01、VH3-9*01、VH3-11*01、VH3-13*01、VH3-21*03、VH3-23*04、VH4-4*02、VH6-1*01およびVH7-4-1*01
D1-26*01、D2-2*02、D3-9*01、D3-10*01、D3-22*01、D4-17*01、D6-13*01およびD6-19*01
免疫処置手順
S2FまたはS3F遺伝子型のトランスジェニックマウスを、商業的に入手したか、または社内で製造した、フロイントの完全アジュバント(Sigma F 5881)および10μg/動物CpG(CpG oligo; Invivogen、San Diego、California、USA)中でip経路によって、抗原1(OVA(Sigma A7641);抗原2(ヒト感染性疾患病原体抗原)および抗原3(ヒト抗原)を用いて20～40μgの組換えタンパク質を用いてプライムし、次いで、フロイントの不完全アジュバント(Sigma F 5506)および10μg/動物CpG中のおよそ半量の抗原を用いて、およそ2週間の間隔で2回ブーストした。最後のブーストは、あらゆるアジュバントを伴わずに2週間後にiv投与し、これはPBS中に5～10μgのタンパク質を含有していた。
ハイブリドーマ融合手順
脾臓を、最後のブーストの3日後に採取し、脾臓細胞をCpG(25μm最終濃度)で処理し、翌日まで静置した。次いで、細胞をSP0/2 Ag14骨髄腫細胞(HPA Culturesカタログ番号85072401)と融合した。融合した細胞を20分間回復させ、翌朝までT75フラスコ中に播種した。次いで、細胞を遠心沈殿させ、段階希釈によって96ウェル培養プレート上にプレーティングし、約10日間静置し、その後、スクリーニングした。この期間の間に、培地を1～3回変更した。
スクリーニング
上記のハイブリドーマウェルの培養上清を、ユウロピウムクリプテート標識した抗マウスIgG(Cisbio抗マウスIgユウロピウムクリプテート)およびビオチンタグをつけた標的抗原を市販のストレプトアビジンがコンジュゲートしているドナー(Cisbio;ストレプトアビジンコンジュゲートD2)とともに使用する均一時間分解蛍光アッセイ(htrf)を使用してか、またはIgG特異的384ウェルELISAによってスクリーニングした。htrfによって同定された陽性ウェルを24ウェルプレートにスケールアップし、直ちに、IgG特異的検出ELISA方法を使用して対比スクリーニングした。第一次ELISAスクリーニングによって同定された陽性を、24ウェルプレートに直ちに拡大した。培養物が24ウェルプレートの段階に拡大され、コンフルエンシーに達すると、htrfまたはIgG特異的ELISAを使用して上清を再試験して、標的抗原との結合を確認した。次いで、このように確認された培養物の上清をまた、BioRad ProteOn XPR36機器を使用する表面プラズモン共鳴によって分析した。このために、バイオセンサーチップ表面に共有結合によってカップリングされた抗マウスIgG(GE Healthcare BR-1008-38))を有していたバイオセンサーGLMチップ(BioRad 176-512)上にハイブリドーマ培養物中で発現された抗体を捕獲した。次いで、抗原を分析物として使用し、捕獲されたハイブリドーマ抗体表面上を通過させた。抗原2および抗原3には、256nM、64nM、16nM、4nMおよび1nMの濃度を通常使用し、抗原1には、1028nM、256nM、64nM、16nMおよび4nMの濃度を通常使用し、結合曲線は、0nM注入(すなわち、バッファー単独)を使用して、二重参照した。動態学および全体的な親和性は、BioRad ProteOn XPR36分析ソフトウェアに備わっている1:1モデルを使用して決定した。
全RNAを調製するために確認された結合活性を有する任意のクローンを使用し、続いて、PCRを行って重鎖可変領域配列を回収した。標準5'-RACEを実施して、S2FおよびS3Fマウスにおいてトランスジェニック重鎖遺伝子座からのRNA転写物を分析した。さらに、マウスによって製造されたほぼ2000種の配列の深い配列分析を実施した。
生物情報科学(Bionformatics)分析
分析のための配列は、2つの異なる方法から入手した:
・第1は、脾臓から抽出されたRNAからである:PCR鋳型としてマウスIGH遺伝子座のCmu領域に基づいてオリゴを使用して第1のcDNA鎖を合成した。PCRは、オリゴdT-アンカープライマーとともにこのオリゴを使用して実施した。次いで、PCR産物をpDriveベクター(Qiagen)中にクローニングし、次いで、配列決定した。
・第2は、電気融合によって作製されたハイブリドーマからである:全RNAを、標準Trizol方法を使用して対象とするハイブリドーマ株から抽出し、長期間保存には-80℃で凍結した。cDNAは、標準スーパースクリプトIIIリバーストランスクリプターゼおよび重鎖のためのすべてのマウスIgGアイソタイプと結合する遺伝子特異的リバースプライマーおよび軽鎖増幅のためのマウスκ定常領域プライマーを使用して100ngの全RNAから作製した。次いで、2～3μlのcDNAを、Pfu DNAポリメラーゼおよびヒト免疫グロブリン可変ドメインのリーダー配列とアニーリングする縮重正方向プライマーのパネルならびに1種のマウス汎IgGリバースプライマーを使用するPCR反応において鋳型として使用した。PCR産物を1%アガロースゲルに流し、およそ350～450塩基対のバンドを抽出し、精製した。次いで、DNAを配列決定した。
第1の方法から得られた配列は、ナイーブマウスに由来するIgMに由来するものまたは免疫処置されたマウスに由来するIgGのいずれかであり得る。第2の方法から得られたサンプルは、すべて免疫処置されたマウスに由来するIgGに由来するものであり、免疫処置抗原に特異的である。およそ2000種の配列を分析した。
配列は、フォワードおよびリバースリードの対として入手した。これらを、リードの末端から低品質塩基コールを除去するために最初にトリミングした(19ヌクレオチドのウィンドウが25以上の平均品質スコアを有するまで、両末端からトリミングした)。リバースリードのリバース相補体をとり、フォワードリードに対してアラインすることによって、リードを一緒に組み合わせた。アラインメントスコアは、マッチに対して5、ミスマッチに対して-4とし、10のギャップオープンペナルティーおよび1のギャップ伸長ペナルティーとした。次いで、アラインメントに入り込み、塩基を比較することによって、コンセンサス配列を製造した。不一致がある場合には、配列決定から最高の品質値を有する塩基を使用した。
次いで、BLAST+(Basic Local Alignment Search Tool)(Camacho C.、Coulouris G., Avagyan V., Ma N., Papadopoulos J., Bealer K., & Madden T.L. (2008)「BLAST+:architecture and applications.」BMC Bioinformatics 10:421 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20003500)プログラム「blastn」を使用して、各配列中に使用される生殖系列JおよびVセグメント見出した。Vマッチングには30のワードサイズを使用し、Jマッチングには15を使用した。検索されるデータベースは、Kymouseを作製するために使用されたBACのNGS配列決定から構築した。
配列が、VおよびJセグメントの両方にマッチした場合には、次いで、4のワードサイズを用いる「blastn」および選択肢「blastn-short」および「ungapped」を使用して、マウスにおける生殖系列Dセグメントのデータベースに対して2つの間の配列を比較した。これを使用して、可能であれば、Dセグメントを割り当てる。CDR3は、Vセグメント中の保存された「TATTACTGT」配列およびJセグメント中の「CTGGGG」について検索することによって同定した。これらのモチーフが見出されなかった場合には、最大4のミスマッチが許容された。CDR3のIMGT定義を使用し、そのためCDR3の長さは、V中の「TGT」の後ろからJ中の「TGG」の前まで算出される。フレーム外接合部を有する(3で割り切れるCDR3ヌクレオチドの長さを有さないもの)か、または停止コドン(「TAA」、「TAG」または「TGA」)を含有する配列を、排除した。
マッチするV、JおよびDセグメントの同一性ならびにこの割り当てから得られたCDR3の長さを、下流の分析のための表として保存した。使用されるIGHJ6*02の割合は、ナイーブから免疫処置マウスへ増大し、ならびに、長いHCDR3(20個以上のアミノ酸からなると定義される)を有する配列の小集団中で濃縮される:
Figure 0007067868000004
これは、JH6*02使用の割合が、免疫処置後に高まるので、免疫処置によって、JH6*02遺伝子セグメントが選択されることを示す。JH6*02はまた、長いHCDR3の長さを有する抗体の大多数において使用され、これは、長いHCDR3の長さの抗体によって特異的に結合される標的にとって望ましい。
さらに、分析によって、特定のVHおよびD遺伝子セグメントが、長い長さのHCDR3を高頻度にもたらすことが示された(重鎖のナイーブ、免疫処置された、および抗原特異的レパートリーのすべてにおいて)。表2を参照のこと。
Figure 0007067868000005
Figure 0007067868000006
Figure 0007067868000007

Claims (16)

  1. 少なくとも20アミノ酸長のHCDR3配列を有する抗体を産生する方法であって、前記抗体が、感染性疾患病原体の抗原に結合し、
    (a)ゲノムが、
    内因性のマウスまたはラット定常領域の上流に、1種または複数のヒトVH遺伝子セグメント、1種または複数のヒトD遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJH遺伝子セグメントを含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座であって、
    VH遺伝子セグメントIGHV1-2*02、IGHV1-18*01、IGHV3-7*01、IGHV6-1*01、IGHV3-9*01、IGHV2-5*10、IGHV7-4-1*01、IGHV1-3*01、IGHV4-4*02、IGHV3-13*01、IGHV3-23*04、IGHV1-8*01、IGHV3-21*03およびIGHV3-11*01を含み、かつ、DセグメントIGHD2-2*02、IGHD3-9*01、IGHD3-10*01、IGHD6-13*01、IGHD4-17*01、IGHD6-19*01、IGHD3-22*01およびIGHD1-26*01を含む、20アミノ酸長以上のHCDR3を産生することができるVHおよびD遺伝子セグメントを含む、免疫グロブリン重鎖遺伝子座；ならびに
    定常領域の上流に、1種または複数のヒトV遺伝子セグメントおよび1種または複数のヒトJ遺伝子セグメントを含む免疫グロブリン軽鎖遺伝子座
    を含むトランスジェニックマウスまたはラットを用意する工程であって、
    重鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントが、その定常領域と作動可能に連結しており、軽鎖遺伝子座中の遺伝子セグメントが、その定常領域と作動可能に連結しており、その結果、免疫処置の際に、マウスまたはラットが、重鎖遺伝子座の再構成によって生じた重鎖と軽鎖遺伝子座の再構成によって生じた軽鎖とを含む抗体を製造できるようになる、工程と、
    (b)前記抗原を用いて前記マウスまたはラットを免疫処置する工程であって、
    標的抗原で免疫されたマウスまたはラットが、標的抗原に特異的な重鎖を含む抗体を産生し、重鎖の可変ドメインが、VH、DおよびJH遺伝子セグメント間の再構成の産物であり、VH遺伝子セグメントが、IGHV1-2*02、IGHV1-18*01、IGHV3-7*01、IGHV6-1*01、IGHV3-9*01、IGHV2-5*10、IGHV7-4-1*01、IGHV1-3*01、IGHV4-4*02、IGHV3-13*01、IGHV3-23*04、IGHV1-8*01、IGHV3-21*03およびIGHV3-11*01から選択され、Dセグメントが、IGHD2-2*02、IGHD3-9*01、IGHD3-10*01、IGHD6-13*01、IGHD4-17*01、IGHD6-19*01、IGHD3-22*01およびIGHD1-26*01から選択され、可変ドメインHCDR3が、20アミノ酸長以上を有する、工程と
    (c)マウスまたはラットからBリンパ球を回収し、抗原と結合する抗体を発現する1種または複数のBリンパ球を選択する工程と、
    (d)1種または複数のBリンパ球によって発現される、少なくとも20アミノ酸長のHCDR3配列を有する抗体を単離する工程と
    を含み、
    前記方法は、その可変ドメインが、VH、DおよびJH遺伝子セグメント間の再構成の産物である重鎖を含む抗体を選択する工程であって、VH遺伝子セグメントが、IGHV1-2*02、IGHV1-18*01、IGHV3-7*01、IGHV6-1*01、IGHV3-9*01、IGHV2-5*10、IGHV7-4-1*01、IGHV1-3*01、IGHV4-4*02、IGHV3-13*01、IGHV3-23*04、IGHV1-8*01、IGHV3-21*03およびIGHV3-11*01から選択され、Dセグメントが、IGHD2-2*02、IGHD3-9*01、IGHD3-10*01、IGHD6-13*01、IGHD4-17*01、IGHD6-19*01、IGHD3-22*01およびIGHD1-26*01から選択され、可変ドメインHCDR3が、20アミノ酸長以上を有する、工程を含む、方法。
  2. 前記選択された1種または複数のBリンパ球またはその後代を不死化させる工程を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 不死化させたBリンパ球またはその後代から、ハイブリドーマを製造する工程を含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記Bリンパ球から前記抗原と結合する前記抗体をコードする核酸を単離する工程を含む、請求項1に記載の方法。
  5. 抗体の重鎖定常領域が非ヒトであり、重鎖定常領域ヌクレオチド配列を、ヒトまたはヒト化重鎖定常領域をコードするヌクレオチド配列と交換する工程を含む、請求項4に記載の方法。
  6. 前記抗体の可変領域を親和性成熟させる工程をさらに含む、請求項4または5に記載の方法。
  7. 前記核酸を発現ベクターに挿入する工程を含む、請求項6に記載の方法。
  8. 前記核酸を宿主細胞に挿入する工程を含む、請求項7に記載の方法。
  9. 請求項1から8のいずれか項に方法によって製造される抗体の突然変異体または派生体を作製する工程をさらに含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. (a)ヒト血液または組織サンプルから、抗原と結合する抗体を発現するBリンパ球を単離する工程と、
    (b)抗体の重鎖可変領域をコードする前記Bリンパ球のヌクレオチド配列を製造するために、ヒトにおいてどのヒト生殖系列VH遺伝子セグメントが再構成されたかを決定する工程と、
    (c)請求項1に従って、その軽鎖遺伝子座中に前記ヒト生殖系列VH遺伝子セグメントが提供されるトランスジェニックマウスまたはラットを構築する工程と、
    (d)請求項1から9のいずれか一項に記載の方法における免疫処置のために前記トランスジェニックマウスまたはラットを提供する工程と
    によって、免疫処置に使用される各マウスまたはラットが提供される、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 工程(a)のBリンパ球が、Bリンパ球、PBMC、骨髄、脾臓、扁桃腺またはリンパ節から単離されたものである、請求項10に記載の方法。
  12. 前記血液または組織は、前記抗原を有するか、または分泌する生物によって引き起こされるか、または媒介される疾患または状態を患っているか、それに対して感受性であるか、またはそれから回復したヒト個体から得られた、または前記生物を有するヒト個体から得られたものである、請求項10または11に記載の方法。
  13. 抗原が、細菌感染性病原体によって発現される抗原である、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  14. 抗原が、ウイルス感染性病原体によって発現される抗原である、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  15. 抗原が、HIVの抗原である、請求項14に記載の方法。
  16. 抗原が、マラリア病原体の抗原である、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
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