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JPH0720883B2 - 免疫毒素及びその製造方法 - Google Patents

免疫毒素及びその製造方法

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Publication number
JPH0720883B2
JPH0720883B2 JP60503331A JP50333185A JPH0720883B2 JP H0720883 B2 JPH0720883 B2 JP H0720883B2 JP 60503331 A JP60503331 A JP 60503331A JP 50333185 A JP50333185 A JP 50333185A JP H0720883 B2 JPH0720883 B2 JP H0720883B2
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JP
Japan
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antibody
gelonin
cells
immunotoxin
specific
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JP60503331A
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JPS62500518A (ja
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マーテイン ラムバート,ジヨン
エイ ブラツトラー,ウオルター
デイー センター,ピーター
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Dana Farber Cancer Institute Inc
Original Assignee
Dana Farber Cancer Institute Inc
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Publication date
Application filed by Dana Farber Cancer Institute Inc filed Critical Dana Farber Cancer Institute Inc
Publication of JPS62500518A publication Critical patent/JPS62500518A/ja
Publication of JPH0720883B2 publication Critical patent/JPH0720883B2/ja
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/68Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an antibody, an immunoglobulin or a fragment thereof, e.g. an Fc-fragment
    • A61K47/6801Drug-antibody or immunoglobulin conjugates defined by the pharmacologically or therapeutically active agent
    • A61K47/6803Drugs conjugated to an antibody or immunoglobulin, e.g. cisplatin-antibody conjugates
    • A61K47/6811Drugs conjugated to an antibody or immunoglobulin, e.g. cisplatin-antibody conjugates the drug being a protein or peptide, e.g. transferrin or bleomycin
    • A61K47/6817Toxins
    • A61K47/6819Plant toxins
    • A61K47/6821Plant heterodimeric toxins, e.g. abrin or modeccin
    • A61K47/6823Double chain ricin

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、毒性分子を特にたとえば寄生虫のような或る
種の真核細胞及び好ましくはヒト細胞のような哺乳動物
に供給して、これら細胞の特異的破滅をもたらす薬剤に
関するものである。この薬剤は免疫毒素と呼ぶことがで
き、次の3種の成分を有する:(a)或る種の真核細胞、
たとえばヒト、猿などの細胞のような哺乳動物細胞或い
はこれに関連する或る種の抗原に高度に特異的に結合す
るモノクローナル抗体、たとえばネズミ若しくはその他
の哺乳動物のモノクローナル抗体、(b)リボソーム‐失
活蛋白質若しくは毒素、及び(c)抗体が毒素を特定の標
的細胞へこの毒素を分離し又は活性化することなく供給
して、動物体としうる環境中の標的細胞へ達せしめる抗
体に対する毒素の結合である。
たとえば毒素のような薬理剤の特異的キヤリヤとして抗
体を使用する可能性が、ハイブリドーマ技術を使用して
高度に特異的な純粋モノクローナル抗体を生産しうる能
力のため急速に発展しつつある研究の主題となつてい
る。最近、腫瘍関連抗原を識別するモノクローナル抗体
が開発されている〔たとえば、リツツ(Ritz)等、ネイ
チヤー、第283巻、第583〜585頁(1980);ウツドベリ
ー(Woodbury)等、PNAS(USA)、第77巻、第2183-2186
頁(1980);ヘルリン(Herlyn)等、PNAS(USA)、第7
6巻、第1438〜1442頁(1979);並びにセエオン(Seo
n)等、PNAS(USA)、第80巻、第845-849頁(1983)に
記載されている〕。この種の抗体を利用して毒性剤を特
定の腫瘍細胞に供給して、これらを選択的に死滅させう
ると思われる。リボソーム‐失活用蛋白質〔たとえばバ
ルビエリ(Barbieri)等、カンサー・サーベー、第1
巻、第489-520頁(1982);及びオルソン(Olsnes)
等、毒素及びウイルスの分子作用(コーヘン(Cohen)
等編)、第51〜105頁、エリセビール出版(1982)〕
が、この目的に対する理想的な毒性剤であると思われ
る。大抵の努力は、ジスルフイド結合により結合された
2種の同一でないサブユニツト(A及びB連鎖)よりな
るリチン(ヒマの種子(Ricinus communis)から抽出さ
れる)を使用することに向けられている。A-鎖が細胞の
細胞質中に入ると、そのリボソームの触媒失活によつて
細胞の死滅をもたらす。B−鎖は細胞表面の炭水化物成
分に結合する性質を有し、かつ細胞中へのA鎖の吸収を
促進すると思われる。
従来、免疫毒素は完全リチンを抗体へ結合させて作成さ
れていた〔ヨウル(Youle)等、PNAS(USA)、第77巻、
第5483−5486頁(1980);トルベ等、ネイチヤー、第29
7巻、第594−596頁及びバレラ(Vallera)等、サイエン
ス、第222巻、第512-515頁(1983)〕。この種の免疫毒
素は、リチンのB−鎖結合部位に対し高濃度にて細胞表
面と競合する乳糖の存在下においてのみ特異的毒性を示
す。生体内において、これらの免疫毒素はリチン自身と
同様に非特異的毒素であると予想され、したがつて移植
用の骨髄のインビトロ処理において限られた用途を有す
るが治療価値が低いと思われる。遊離リチンのA-鎖は、
B-鎖から完全分離されると、遊離A-鎖が細胞表面に付着
する能力がないため、完全リチンよりもインビトロにて
104〜106倍低い毒性を示す。A-鎖が抗体に結合すると、
得られる免疫毒素は一般に適当な表面抗原を有するこれ
ら細胞に対し特異的細胞毒性を示す。しかしながら、毒
性作用の発現はリチンと比較して遅いため、長い培養時
間を用いる必要がある。高度の毒性は、化学結合がジス
ルフイド結合を含む時のみ示された。免疫毒素が化学的
に安定な非開裂性結合を有する場合には、殆んど又は全
く毒性がなかつた〔マスホ等、ジヤーナル・バイオケミ
ストリー、第91巻、第1583-1591頁(1982)〕。
リチンA-鎖の性質にのみ類似した性質及び特性を有する
種類のリボソーム失活用蛋白質が存在する。ゲロニン及
び3種の公知のヤマゴボウ抗ウイルス蛋白(PAP)がこ
の種の蛋白質の例である。これらはMr約30,000の基本的
蛋白質であつて、極めて安定であることが知られてお
り、細胞には結合せず、したがつて完全細胞に対し極め
て高濃度でない限り非毒性であり、リチンにつき操作す
る際必要な高度の注意なしに精製及び操作するのに安全
である。ゲロニン及びPAPを使用して免疫毒素が作成さ
れておりかつ一般にこれらはリチンA-鎖で作成された免
疫毒素に対し同程度の特異的細胞毒性を示したが〔トル
ペ(Thorpe)等、ヨーロピアン・ジヤーナル・バイオケ
ミストリー、第116巻、第447-454頁(1981);コランバ
ツチ(Columbatti)等、ジヤーナル・イミユノロジー、
第131巻、第3091-3095頁(1983);ウイールス(Wiel
s)等、カンサー・リサーチ、第44巻、第129-133頁(19
84)及びラマクリシナン(Ramakrishnan)等、カンサー
・リサーチ、第44巻、第201-208頁(1984)〕、いずれ
も非結合抗体からは完全には精製されない。非結合抗体
の存在は、たとえば抗原を封鎖し或いは内部通路を飽和
することにより細胞毒性試験の結果に影響を及ぼし、こ
のことはこれら免疫毒素につき記載された能力の大きな
変動の原因となりうる。
リチンA-鎖と異なりゲロニン及びPAP毒素は利用可能な
スルフヒドリル基を持たないので、先ず最初にこれらは
たとえば構造: 〔式中、mは1〜5の整数である〕 を有する一般的な架橋剤、たとえばN-スクシンイミジル
3-(2-ピリジルチオ)プロピオネート(SPDP)と反応さ
せて、ジチオピリジル基のジスフイド結合を還元した後
に、スルフヒドリル含有毒素結合体を生成させ、次いで
これを同様なジチオピリジル含有の抗体結合物に共有結
合させてジスルフイド含有結合を抗体と毒素との間に形
成させる必要がある。SPDPなどとこの種の毒素との反応
は毒素の顕著な非可逆的失活をもたらして、最終的架橋
毒素‐抗体複合体又は免疫毒素が顕著に低下した毒性活
性を示すことを突き止めた。
本発明は、高活性の免疫毒素と呼ばれる毒素と抗体との
間の共有架橋結合した複合体を提供し、その際利用しう
るスルフヒドリル基を持たないリボソーム失活用蛋白質
をイミノチオールエステル塩と反応させてスルフヒドリ
ル含有の結合体を生成させ、モノクローナル抗体をSPDP
と反応させて第2のジチオピリジル含有の結合体を生成
させ、かつ両結合体を共有結合させて、抗体がジスルフ
イド結合を介しリボソーム失活性蛋白質もしくは毒素に
結合している複合体若しくは免疫毒素を生成させる。
利用しうるスルフヒドリル基を持たない任意のリボソー
ム失活性蛋白質を本発明における毒素として使用するこ
とができ、この種のものとしてはゲロニウム・ムルチフ
ロルム(Gelonium multiflorum)の種子からのゲロニ
ン、フイトラツカ・アメリカーナ(Phytolacca america
na)の種子(PAP-S)又はその葉(PAP若しくはPAPII)
からのヤマゴボウ抗ウイルス蛋白質、モモルジカ・チヤ
ランチア(Momordica charantia)からのMCI及びサポナ
リア・オフイシナリスL(Saponaria officinalis L.)
からのリボソーム失活性蛋白質が挙げられる。ゲロニン
はスチルペ(Stirpe)等によりジヤーナル・バイオロジ
カル・ケミストリー、第255巻、第6947-6953頁(1980)
に記載されたように精製することができ、PAP−Sはバ
ルビエリ等によりバイオケミカル・シヤーナル、第203
巻、第55-59頁(1982)に記載されたように精製するこ
とができ、またPAP及びPAPIIはアービン(Irvin)等に
よりArch.Biochem.Biophys.、第200巻、第418-425頁(1
980)に記載されたように精製されたように精製するこ
とができ、MCIはバルビエリ等によりバイオケミカル・
ジヤーナル、第186巻、第443-452頁(1980)に記載され
たように精製することができ、さらにサポナリア・オフ
イシナリスLからのリボソーム失活性蛋白質はスチルペ
等によりバイオケミカル・ジヤーナル、第216巻、第617
-625頁に記載されたように精製することができる。
本発明において毒素と反応させうるイミノチオールエス
テル塩としては、構造: 〔式中、nは1〜5の整数であり、Rは1〜5個の炭素
原子を有するアルキル基でありかつA-は、たとえば塩素
イオンのような水溶性陰イオンである〕 を有するものが挙げられる。好適なエステル塩はメチル
3-メルカプトプロピオンイミデート塩酸塩及び2−イミ
ノチオラン塩酸塩を包含し、後者は4−メルカプトブチ
ルイミデートの環化型である。
本発明の免疫毒素における抗体としては、たとえば寄生
虫及び哺乳動物細胞などの真核細胞に対し特異的な任意
のモノクローナル抗体を使用することができる。特に興
味あるものは、ヒト腫瘍細胞に特異的な抗体である。適
するモノクローナル抗体としては、ヒトT細胞に対し特
異的なもの、たとえばハイブリドーマ細胞ラインATCCN
O.3513からのラインヘルツ(Reinherz)の米国特許第4,
443,427号における抗‐T12、ハイブリドーマ細胞ライン
ATCCNO.HB8213からの抗‐TiIB及びクールター・イミユ
ノロジーから入手しうる抗‐T3、‐T4、‐T11及び‐T12
モノクローナル抗体、並びに一般的な急性リンパ芽球白
血病抗原に特異的なモノクローナル抗体、たとえばリツ
ツ等によりネイチヤー、第283巻、第583-585頁(1980)
に記載されたようなJ5及びリツツ等によりバイオロジカ
ル・リスポンシス・イン・カンサー(ミヒツク編)、第
1巻、第1-21頁(1982)に記載されたようなJ13が挙げ
られ、これら両者はクールター・イミユノロジーから入
手することができる。
反応は次のように示すことができる: 〔ここでn及びmは1〜5の整数であり、Rは1〜5個
の炭素原子を有するアルキル基でありかつA-は非毒性の
水素性陰イオンである〕。
毒素とイミノチオールエステル塩との間の反応は、たと
えば任意の適当な緩衝剤のような水性媒体中で約pH6〜
9にて約0〜50℃、好ましくは約0℃の温度で行なうこ
とができる。反応は好ましくは過剰のイミノチオールエ
ステル塩を用いて不活性雰囲気下に行ない、毒素中に導
入されたスルフヒドリル基の酸化を防止すると共に、好
ましくは90分間若しくはそれ以上かけて毒素分子1個当
り0.6〜0.7個のスルフヒドリル基を導入する。この反応
は、過剰のイミノチオールエステル塩を適当な緩衝剤で
のゲル過により除去して停止させることができる。
モノクローナル抗体とSDPDなどとの反応は、たとえば任
意適当な緩衝剤のような水性媒体中で約pH6〜9にて0
゜〜50℃、好ましくは25〜35℃の温度で過剰のSDPDを用
いることにより約30分間若しくはそれ以上にわたつて行
なわれる。この反応は、緩衝剤でのゲル過により或い
は緩衝剤に対する0〜40℃での透析によつて停止させる
ことができる。このように製造された結合体は、抗体分
子1個当り約2〜2.5個のジチオピリジル基を有する。
上記のように作成した2種の結合体を互いに反応させて
所望の架橋した免疫毒素を生成させることができ、その
際単にこれらを互いに水性媒体、たとえば任意適当な緩
衝剤中で約pH6〜9にて0〜50℃の温度で混合すれば良
い。好ましくは、毒素結合体は抗体結合体の2:1〜8:1の
モル比にて過剰に使用される。ジスルフイイド基を有す
る架橋の形成をもたらす反応は20時間以内で実質的に完
結する。次いで、全ての残存する遊離スルフヒドリル基
は、たとえばヨードアセタミドの添加により封鎖するこ
とができ、かつ反応混合物を25℃にてさらに1時間培養
し、この時点で全ての架橋されてない毒素若しくは毒素
結合体をゲル過により及び(又は)親和性クロマトグ
ラフイーにより除去することができる。
得られた精製免疫毒素は、出発物質として用いた毒素と
ほぼ等しいリボソーム失活能力を示すと共に、モノクロ
ーナル抗体出発物質から殆んど変化していない特異性結
合能力及び親和力を示す。本発明における免疫毒素の高
レベルの細胞毒性は、これらを分析試薬として或いは骨
髄のインビトロ処理におけると同様にT細胞及び(又
は)或る種の白血病細胞を選択的に破滅させるための治
療剤として有用にする。
臨床でのイン・ビボ使用には、免疫毒素を、無菌性及び
エンドキシンレベルについて試験される溶液として供給
する。結合体投与の適当なプロトコールは、当業者であ
れば容易に知ることが出来る。例えば、結合体を、毎日
静脈注射で5日間にわたって与え、巨丸剤を毎日5日間
与え、又は5日間の連続した点滴で与える。巨丸剤の投
与量には、5〜10mLのヒト血清アルブミンを加えた50〜
100mLの通常塩溶液を加える。連続点滴には、25〜50mL
のヒト血清アルブミンを加えた通常塩溶液を24時間当り
250〜500mL与える。1回の投薬量は、静脈注射で1〜10
0μg/kg体重/日(1ng〜10mg/kg/日)である。2〜4
週間後には、患者に治療の第2週程を与えてよい。当業
者は、投与経路、賦形剤、稀釈剤、投薬量、時間等に関
して、臨床状況が保証するように特定の臨床プロトコー
ルを決定することが出来る。
図面の簡単な説明 図1は、J5-ゲロニン結合体のイン・ビボでの薬理効果
を示すグラフである。
図2は、J5-ゲロニン及びJ5抗体の薬理効果を示すグラ
フである。
図3は、毒性試験結果を示すグラフである。
以下、本発明の範囲を限定することなく実施例により本
発明の特徴を一層明療に説明する。
実施例1 モノクローナル抗体J5(抗‐CALLA)及びゲロニンから
免疫毒素を作成した。
J5抗体は、アイ等によりイミユノケミストリー、第15
巻、第429-436頁(1978)に記載されたように、蛋白A-
セフアロースCL-4B(シグマ・ケミカル社、セントルイ
ス、MO)における親和性クロマトグラフイーによりネズ
ミの腹水液から精製した。さらに、この抗体を、グリシ
ン(50mM)及びアジ化ナトリウム(0.01%w/v)を含有
するpH6.0の10mMのリン酸ナトリウム緩衝液中でCM-セル
ロース(CM-52、ワツトマン・ケミカル・セパレーシヨ
ンス社、クリフトン、NJ)のカラムにおけるイオン交換
クロマトグラフイーにより精製した。このカラムを同じ
緩衝液における0〜100mMの塩化ナトリウム濃度勾配に
て展開させた。精製した抗体をリン酸緩衝塩水で透析し
た。
ゲロニンは、スチルペ等によりジヤーナル・バイオロジ
カル・ケミストリー、第255巻、第6947-6953頁(1980)
に記載されたように精製したが、ただしリン酸緩衝塩水
における微細セフアデツクスG−100(フアルマシヤ・
フアイン・ケミカルス、ウプサラ、スエーデン)のカラ
ムにおけるゲル過によりさらに精製した。
ジチオピリジル含有のJ5結合体の生成: 精製した抗体を、EDTA(1mM)を含有するpH7.0の100mM
リン酸ナトリウム緩衝液に溶解させ(1mg/ml)、かつ
エタノール中10mMのSPDP(ピアス・ケミカル・カンパニ
ー社、ロツクフオード、IL)の新たに作成した溶液5.5
μlを抗体溶液1ml当りに添加した。この反応混合物を3
0℃にて30分間培養し、次いで抗体をEDTA(1mM)を含有
するpH7.0の100mMリン酸ナトリウム緩衝液に対し透析し
て過剰の試薬を除去した。これらの条件下で抗体1分子
当り約2個の基を導入して、ジチオピリジル含有のJ5結
合体を生成させた。
スルフヒドリル含有ゲロニン結合体の生成: リン酸緩衝塩水におけるゲロニン(4mg/ml)を蒸留水
と0.5Mトリエタノールアミン/HCl緩衝液(pH8.0)と0.1
MのEDTAとで2mg/mlまで希釈して、トリエタノールアミ
ン及びEDTAの最終濃度をそれぞれ60mM及び1mMにした。
この溶液を脱気しかつアルゴン下で0℃に保つた。2-イ
ミノチオラン塩酸塩(ピアス・ケミカル・カンパーニー
社)を、0.5Mトリエタノールアミン/HCl緩衝液(pH8.
0)と1.0MのNaOHとの氷冷混合物(1:1v/v)により0.5モ
ルに溶解させ、かつこの氷冷ゲロニン溶液へ1ml当り2
μlを添加した。アルゴン下で0℃にて90分間培養した
後、この溶液をNaCl(50mM)及びEDTA(1mM)を含有す
るpH5.8の5mMビストリスアセテート緩衝液におけるセフ
アデツクスG-25(微細)カラムで脱塩して未反応試薬を
除去すると共に、ゲロニン誘導体を形成させた。この工
程及びその後の工程は全て4℃で行なつた。
免疫毒素の生成: EDTA(0.5mM)を含有するpH7.0の100mMのNaPi緩衝液に
おける上記のジチオピリジル含有J5結合体(0.5−1.0mg
/ml)を、NaCl(50mM)とEDTM(1mM)とを含有するpH5.
8の5mMビス‐トリス/アセテート緩衝液における上記ス
ルフヒドリル含有ゲロニン結合体(0.5-1.0mg/ml)の同
重量(約5倍モル過剰)と混合した。この混合物のpHを
0.5Mトリエタノールアミン/HCl緩衝液(pH8.0)の添加
により7.0まで上昇させ、次いでこの混合物をアルゴン
下で4℃にて20時間保つた。最後に、ヨードアセタミド
(2mM)を添加して、残存する遊離スルフヒドリル基を
封鎖すると共に、培養を25℃にてさらに1時間続けた。
免疫毒素の精製: 未結合のゲロニン並びにスルフヒドリル含有ゲロニン結
合体を、上記したように蛋白A-セフアロースCL-4Bのカ
ラム(抗体100mgにつきカラム15ml)に溶液を通過させ
て混合物から除去した。結合した蛋白をNaCl(0.15M)
を含有する0.1M酢酸で溶出させ、かつ回収直後に各フラ
クシヨンへ0.1容量の1.0MKPi緩衝剤(pH7.5)を添加し
た。この蛋白質を、NaCl(35mM)とNaN3(0.4mM)とを
含有する5mMのNaPi緩衝液(pH6.5)に対して透析し、次
いで予め同じ緩衝液で平衡化させたCM-セルロースのカ
ラム(ワツトマン、CM-52;抗体100mgにつきカラム30m
l)に加えた。未結合のJ5及びそのジチオピリジル含有
結合体はこれらの正確なイオン強度及びpHの条件下でCM
-セルロースに結合せず、緩衝液での洗浄によつてカラ
ムから除去した。J5を含有しかつゲロニンを含有する免
疫毒素はカラムに結合し、NaCl(1.0M)を含有する100m
MのNaPi緩衝液(pH6.5)にて小容量で溶出させた。かく
して、それは今や未結合のJ5及びゲロニンの両者並びに
それらの結合体を含有せず、これをNaCl(145mM)を含
有する10mMKPi緩衝液(pH7.0)で平衡化させたセフアク
リルS-300カラム(99cm×2.6cm)でのゲル過にかけて
高分子量の凝集物を除去した。最後に、この免疫毒素
(J5−ゲロニン結合体)を0.22μmの過膜(ミレツク
ス‐GV、ミリポア・コーポレーシヨン社、ベツドフオー
ド、MA)に溶液を通して滅菌した。
J5-ゲロニン結合体の見かけ分子量は、ポリアクリルア
ミド/ドデシル硫酸ナトリウムゲル分析により評価した
ところ、約190,000であった。
実施例2〜5 モノクローナル抗体I−2、J30、抗‐T111B及び抗‐T1
11Cを、ゴーデイング(Goding)によりジヤーナル・イ
ミユノロジー、メソツド、第13巻、第215-226頁(197
6)に記載されたように蛋白A-セフアロースCL-4Bにおけ
る親和性クロマトグラフイーによつて腹水液から精製し
た。抗体含有フラクシヨンを直ちに1/10容量の1.0M NaH
CO3の添加により中和し、次いでグリシン(50mM)とNaN
3(0.4mM)とを含有する10mMのNaPi緩衝液(pH6.0)で
透析し、さらに同じ緩衝液で平衡化したCM-セルロース
のカラム(ワツトマン、CM-52)でのイオン交換クロマ
トグラフイーによつて精製した。カラム(蛋白質120mg
につき床容積30ml)を同じ緩衝液におけるNaClの濃度勾
配、すなわちI-2、抗‐T111B及び抗−T111Cについては
0〜200mM、またJ30については0〜300mMを用いて展開
させた。精製した抗体を最後にNaCl(145mM)を含有す
る10mMのKPi緩衝液(pH7.2)で透析して、−70℃で貯蔵
した。
免疫毒素をI-2、J30、抗‐T111B及び抗‐T111C並びにゲ
ロニンから作成したが、手順は未結合の抗体をCM-セル
ロースにより免疫毒素から分離するために使用した溶液
においてのみ実施例1とは異なつている。分離用の4種
の緩衝液は全てNaPi(5mM)とNaN3(0.4mM)とを含有
し、これらをpH6.5に調整したが、ただしJ30に対する緩
衝液はpH7.0に調整した。NaClの濃度はI-2及びJ30につ
いては溶液中40mMとし、抗‐T111Cについては溶液中34m
Mとし、また抗‐T111Bについては溶液中25mMとした。
実施例6 免疫毒素を抗‐T111A及びゲロニンから実施例1におけ
ると同じ手順で作成したが、ただし抗‐T111Aは蛋白質
Aに結合しないので、この抗体を含有する腹水液を蛋白
質A-セフアロースCL-4Bに通過させて蛋白質Aに結合す
る微量のネズミ免疫グロブリンを除去することにより精
製した。次いで、(NH42SO4を50%飽和まで加えるこ
とにより溶出液を分画した。沈澱した蛋白質を、NaCl
(145mM)を含有する10mMのKPi緩衝液(pH7.2)に溶解
させ、次いでpH6.0の緩衝液に透析し、上記と同様にCM-
セルロースのカラムでクロマトグラフイーにかけた。カ
ラムは0〜300mMのNaClの濃度勾配で展開させた。抗−T
111Aを含有するフラクシヨンを集め、濃縮し、かつNaCl
(145mM)を含有する10mMのKPi(pH7.2)に平衡化させ
たセフアクリルS-300のカラム(99cm×2.6cm)にてゲル
過にかけた。
実施例1に記載した手順により、この抗‐T111A抗体と
ゲロニンとを架橋させた後、反応混合物を限外過によ
つて濃縮し、かつ過剰の遊離ゲロニン並びに高分子量の
ゲロニン結合体及び凝集体を、NaCl(145mM)を含有す
る10mMのKPi緩衝液(pH7.2)で平衡化したセアアクリル
S-300のカラム(99cm×2.5cm、抗体100mgを含有する試
料12mlにつき)でのゲル過によつて分離した。遊離の
抗‐T111A及びそのジチオピリジル含有の結合体を実施
例1に記載したと同様なCM-セルロース分画によつて免
疫毒素から分離した。ただし、緩衝液はNaCl(21.5mM)
とNaN3(0.4mM)とを含有する5mMのNaPi緩衝液(pH6.
5)とした。精製した免疫毒素を上記と同様にカラムか
ら溶出させ、かつNaCl(145mM)を含有する10mMのKPi緩
衝液(pH7.0)で透析した。
実施例7-11 免疫毒素をJ5並びに精製したPAJ、PAPII及びPAP-Sのそ
れぞれから実施例1におけると同じ手順にしたがつて作
成した。さらに、免疫毒素を抗‐T111B及びPAP-Sから実
施例4におけると同じ手順で作成し、かつ抗‐T111A
びPAP-Sから実施例6におけると同手順で作成した。
抗体及び免疫毒素の抗原結合活性 各種の抗体及び免疫毒素の結合活性を間接免疫蛍光によ
つて測定した。適切な抗原を有する各種細胞(1×106
個)の培養物を0℃にて30分間培養し、その際2.5%(v
/v)のAB-型の収集したヒト血清とNaCl(0.9%w/v)含
有の1%(v/v)の1MHEPES緩衝液(pH7.2)とを補充し
た懸濁培養物に対するイーグル最小必須培地(ギブコ・
ラボラトリース社)100μlにて抗体若しくは免疫毒素
をシリーズで希釈した。次いで、これら細胞を氷冷した
培地で3回洗浄した後、フルオレセイン標識したヤギ抗
‐ネズミIgG抗体で0℃にて30分間染色し、その際保存
溶液(メロイ・ラボラトリース社)を培地で1:25に希釈
したもの100μlを用いた。再び細胞を氷冷培地で3回
洗浄した。蛍光性の抗体被覆した細胞を最後にEPICS IV
細胞ソータ(クールター・エレクトロニツクス社、ハイ
アリー、FI)で分析した。その結果は、関連抗原陽性細
胞に対する免疫毒素の結合が各対応の抗体自身における
と同様であることを示した。さらに、免疫毒素は、抗原
陰性細胞に対し検出しうる結合を示さなかつた。各抗体
の特異性及び親和性が免疫毒素に完全に維持された。
細胞フリーの系における蛋白合成の分析: 蛋白合成に対するゲロニン又はヤマゴボウ抗ウイルス蛋
白及び免疫毒素の阻止活性を、ウサギの網状赤血球溶解
物で測定した。NaCl(20mM)及び牛血清アルブミン(0.
2mg/ml)を含有する10mMのKPi緩衝液(pH7.4)にて0.02
μg/mlのゲロニンまで希釈したゲロニン若しくは免疫毒
素の試料1μlを、0.5mlのエツペンドルフ管における
網状赤血球溶解物(10μl)へ0℃にて添加した。塩と
緩衝剤カクテル(ニユーイングランド・ヌクレア社)と
を含有する混合物、すなわち従来ペルハム(Pelham)等
によりヨーロピアン・ジヤーナル・バイオケミストリ
ー、第67巻、第247-256頁(1976)に記載されているよ
うな19種のアミノ酸とクレアチン燐酸塩(0.15μモル)
とクレアチンホスホキナーゼ(2.5μg)とmRNA(80μ
g)と57mCi/μモルの比放射性まで希釈した〔H3〕‐ロ
イシン(16μCi)との混合物16μlを添加して反応を開
始させた。急速混合した後、チユーブを30℃で培養し
た。試料(3μl)を種々異なる時点で採取し、蛋白質
中への〔H3〕‐ロイシンの組込みを、蒸留水(0.4ml)
中への希釈によつて停止させた。放射線標識した蛋白質
を、ペルハム等(上記)に記載されたように定量した。
上記のウサギ網状赤血球溶解物系における蛋白質合成は
20pgのゲロニンにより完全に阻止された。ジチオエリト
リトールによる事前の還元(20mM、30℃にて30分間)の
後に2-イミノチオラン塩酸塩(1.4チオール基/モル)
との反応により作成したゲロニン結合体の分析は正確に
同じ阻止を示し、4個までのチオール基が2-イミノチオ
ラン塩酸塩との反応により各ゲロニン分子中に蛋白合成
を阻止するその能力を阻害することなく導入されうるこ
とが判明した。J5-ゲロニン免疫毒素は、事前の還元な
しに分析した場合、蛋白合成阻止剤として天然ゲロニン
よりも低い活性を有するが、ジチオエリトリトールと共
に予備培養すればこの分析における蛋白質合成を阻止す
るその能力において天然ゲロニンから区別しえないよう
な充分活性のゲロニンを放出することが判明した。同様
な結果が、上記したような他のゲロニン免疫毒素並びに
PAP、PAP-II及びPAP-Sを含むような免疫毒素についても
得られた。
細胞毒性分析: 細胞(5×104個の細胞を含有する0.1mlの培地)を96穴
(平底)のポリスチレン製マイクロタイター板(マイク
ロテストIII、ベクトン・デキンソン社)に塗沫した。
細胞毒性につき試験する蛋白質のシリーズ希釈物を含有
する等容積(0.1ml)の培地を各穴に加え、次いでシエ
ル‐LAB培養器(シエルダン・マニユフアクチヤリング
・インコーポレーシヨン社、コーネリウス、OR)にて5
%のCO2を含有する湿潤雰囲気内で37℃にて細胞を培養
した。必要とする培養時間の後、細胞に〔H3〕‐チミジ
ン(0.8μCi/穴1個)にて2時間パルス処理し、次いで
収獲し、かつPHD細胞ハーベスタ(ケンブリツジ・テク
ノロジー・インコーポレーシヨン社、ケンブリツジ、M
A)を用いてガラス繊維盤上へ溶解させた。水とエタノ
ールとで洗浄した後にフイルタ上に保持された放射能
を、パツカード・トリーカルブ4530シンチレーシヨンカ
ウンタを用いて2mlのベータフラワ中で測定した。全て
の分析は3反復で行ない、各実験を少なくとも3回反復
した。ID50の値は、〔H3〕‐チミジン組込みの50%阻止
を引起こす免疫毒素の濃度として測定した。
上記の分析を用いて免疫毒素の細胞毒性を試験し、全て
がCALLA-含有細胞ラインの増殖に対する有力な阻止剤と
なり、毒性の開始が細胞を露出してから2〜3日後に出
現することが判明した。
ヌードマウスにおける腫瘍異種移植モデルでのJ5-ゲロ
ニンの薬理効果 試験材料:J5を含む免疫結合体、ゲロニンに結合したマ
ウスモノクローナル抗CALLA抗体 動物:スイスヌード異系交配雌マウスをTaconic Farms
(ニューヨーク州、Germantown在)より購入した。動物
を、Dana-Farber Cancer Institureの動物の世話につい
ての委員会のガイドラインに従って維持した。
細胞系統:Namalwa細胞系統はヒトバーキットリンパ腫か
ら誘導される(ATCC CRL1432)。
薬理効果試験:J5-ゲロニン結合体のイン・ビボでの薬理
効果をヌードマウスにおいて調べた。これらのマウス
に、5×107のNamalwa細胞を接種した(腹腔内)。接種
後1〜2時間にて、これらのマウスに、単一投与量のJ5
-ゲロニン、J5抗体又はリン酸緩衝塩容液(PBS)を尾静
脈から与えた(静脈注射)。このモデルにおける対照動
物の中央生存時間は約24時間である。薬理効果を、終点
としての死に至る時間によって測定した。
図1は、5×107のNamalwa細胞を接種したヌードマウス
におけるJ5−ゲロニン結合体のイン・ビボでの薬理試験
の結果を示す。動物を、PBS(●)又は10μg(0.5mg/K
g体重)のJ5-ゲロニン(○)、1μg(0.05mg/kg体
重)のJ5−ゲロニン(▲)、又は0.1μg(0.005mg/kg
体重)のJ5-ゲロニン(△)で処理した。
図2は、J5-ゲロニン及びJ5抗体の薬理効果を示す。動
物を、PBS(●)、10μgのJ5抗体(■)及び10μgのJ
5-ゲロニン(〇)で処理した。
結論:J5-ゲロニン免疫結合体は、腫瘍を有するマウスの
生存を投与量に依存して延長させる(図1)。J5抗体単
独でも、腫瘍を有するマウスの生存を延長させる効果が
幾らかあった(図2)。しかしながら、腫瘍接種後70日
までに、この処理の群のマウスはすべて死亡したのに対
し、J5-ゲロニンで処理したマウスの75%は90日におい
て依然として生存しており、この結合体が抗体単独より
も、このイン・ビボモデルにおける生存延長について優
れていることを示している。
毒性試験 A/Jマウスに、ゲロニン、無関係の特異性を有するMCA
(モノクローナル抗体)又はMCA-ゲロニン結合体を毎日
継続して静脈注射により投与した。MCAの150mg/kgまで
の及びそれを超える累積投与量は、外観、体重減少若し
くは死亡により測定した限りでは毒性を示さなかった。
MCA-ゲロニンの50mg/kgを超える累積投与量は、常に最
後の注射の後2日以内に死亡を引き起こしたが、ゲロニ
ン単独では75mg/kgを超える投力量において時々死亡を
引き起こすだけであった。約25mg/kgのLD50より低レベ
ルにおいて、MCA-ゲロニン結合体は投与量依存性の可逆
的体重減少を引き起こし、ゲロニン単独でも同様のこと
が弱い程度で見られたが、MCA投与では全く見られなか
った(図3)。MCA-ゲロニン結合体の毒性は、MCAのイ
ソタイプ又は投与経路によっては変化しなかった。
フロントページの続き (72)発明者 センター,ピーター デイー アメリカ合衆国 02130 マサチユ−セツ ツ,ボストン,ワン リージエント サー クル(番地なし) (56)参考文献 特開 昭57−106625(JP,A)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】組成: [式中、nは1〜5の整数であり、mは1〜5の整数で
    あり、NH−抗体は真核細胞に対し又はこれに関連する抗
    原に対し特異性のモノクローナル抗体であり、かつA-
    非毒性の水溶性陰イオンである] を有する免疫毒素。
  2. 【請求項2】抗体が哺乳動物細胞に対し特異性である請
    求の範囲第1項記載の免疫毒素。
  3. 【請求項3】モノクローナル抗体が、ヒトT細胞に対し
    又は一般的な急性リンパ芽球白血病抗原に対し特異性で
    ある請求の範囲第1項記載の免疫毒素。
  4. 【請求項4】nが3でありかつmが2である請求の範囲
    第1項記載の免疫毒素。
  5. 【請求項5】モノクローナル抗体がヒトT細胞に対し又
    は一般的な急性リンパ芽球白血病抗原に対し特異性であ
    る請求の範囲第4項記載の免疫毒素。
  6. 【請求項6】ゲロニンを水性媒体中で組成: [式中、nは1〜5の整数であり、Rは1〜5個の炭素
    原子を有するアルキル基でありかつA-は水溶性陰イオン
    である] を有するイミノチオールエステル塩と反応させて組成: を有する第1結合体を生成させ、 抗体を水性媒体中で構造: [式中、mは1〜5の整数である] を有する試薬と反応させて組成: を有する第2結合体を生成させ、 さらに第1及び第2結合体を水性媒体中で互いに反応さ
    せて免疫毒素を生成させる ことを特徴とする下記の組成: [式中、nは1〜5の整数であり、mは1〜5の整数で
    あり、NH−抗体は真核細胞に対し又はこれに関連する抗
    原に対し特異性のモノクローナル抗体であり、かつA-
    非毒性の水溶性陰イオンである] を有する免疫毒素の製造方法。
  7. 【請求項7】イミノチオールエステル塩が2−イミノチ
    オラン塩酸塩であり、nが3でありかつmが2である請
    求の範囲第6項記載の方法。
  8. 【請求項8】モノクローナル抗体が、ヒトT細胞に対し
    又は一般的な、急性リンパ芽球白血病抗原に対し特異性
    である請求の範囲第6項記載の方法。
  9. 【請求項9】モノクローナル抗体がヒトT細胞に対し又
    は一般的な急性リンパ芽球白血病抗原に対し特異性であ
    る請求の範囲第7項記載の方法。
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