説明

主にGlcNAc2Man3GlcNAc2グリコフォームを含むイムノグロブリン

本発明は、特定のエフェクター機能を付与するイムノグロブリン糖タンパク質上の主要なN−グリカン構造を有するイムノグロブリン糖タンパク質組成物に関する。さらに、本発明は、GlcNAc2Man3GlcNAc2である特異的な富化されたN−グリカン構造を有する抗体を含む医薬組成物

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願)
本出願は、2004年7月21日付出願の米国特許仮出願第60/590,011号、および2004年7月21日付出願の米国特許仮出願第60/590,051号の利益を主張するものである。また、本出願は、2004年6月25日付出願の米国特許出願第10/500,240号の一部継続出願(「CIP」)でもあるが、この出願は、2001年12月27日付出願の米国特許仮出願第60/344,169号の利益を主張する、2002年12月24日付出願の国際出願番号PCT/US02/41510号の国内段階出願である。また、本出願は、2003年2月20日付出願の米国特許出願第10/371,877号のCIPであるが、この出願は、2000年6月28日付出願の米国仮出願第60/214,358号、2000年6月30日付出願の米国仮出願第60/215,638号、および2001年3月30日付出願の米国仮出願第60/279,997号の利益を主張する、2001年6月27日付出願の米国出願第09/892,591号のCIPである。上記引用出願は、それぞれ、その全体が参照されて本明細書に組み入れられる。
【0002】
本発明は、特異的N−結合型グリコシル化パターンを有する糖タンパク質を製造するための組成物および方法に関する。具体的には、本発明は、特異的なN−グリカン構造を有する複数のN−グリカンを含むイムノグロブリン糖タンパク質の組成物に関し、より具体的には、複数のN−グリカンの内部に、特定のエフェクター機能を調節、例えば促進する、1又はそれ以上の主要なグリコフォーム構造がイムノグロブリン上に存在するイムノグロブリン糖タンパク質を含む組成物に関する。
【背景技術】
【0003】
糖タンパク質は、ヒトおよびその他の哺乳動物において、触媒、シグナル伝達、細胞間連絡、ならびに分子の認識および会合など、多数の必須の機能に介在する。糖タンパク質は、真核生物における大部分の非サイトゾルタンパク質を構成している(Lis and Sharon, 1993, Eur. J. Biochem. 218:1-27)。多くの糖タンパク質が、治療目的で利用されており、この20年間で、天然の糖タンパク質を組換えたものがバイオテクノロジー産業の大部分を占めるようになっている。治療薬として使用されている組換えグリコシル化タンパク質の例は、エリスロポイエチン(EPO)、治療用モノクローナル抗体(mAb)、組織プラスミノーゲン活性化因子(tPA)、インターフェロン−β(IFN−β)、顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、および絨毛性ゴナドトロピン(hCH)などである(Cumming et al, 1991, Glycobiology 1:115-130)。最近では、予防薬および治療薬となり得るものとして産生された組換えタンパク質が臨床に近づくにつれ、組換えによって産生された糖タンパク質のグリコシル化パターンの変動性が、科学界において大いに注目される話題となっている。
【0004】
抗体またはイムノグロブリン(Ig)は、体液性免疫反応において中心的な役割を果たしている糖タンパク質である。抗体は体液と細胞の防御機構の間の結びつきを提供するアダプター分子と考えられる。抗体の抗原特異的認識によって、複数のエフェクター機構を活性化させる可能性のある免疫複合体の形成がもたらされ、この複合体の除去および破壊という結果ももたらされる。イムノグロブリンの一般的クラスの中では、IgM、IgD、IgG、IgA、およびIgEの5つのクラスの抗体を生化学的および機能的に区別することができるが、可変領域に限局されるよりわずかな相違によって抗原結合の特異性が説明される。これら5つのIgクラスでは、2つの型の軽鎖しか存在せず、ラムダ(λ)およびカッパ(κ)と呼ばれている。λ鎖またはκ鎖をもつ抗体の間では、いかなる機能的な相違も見つかっておらず、これら2つの型の軽鎖の比率は種ごとに異なっている。5つの重鎖のクラスまたはアイソタイプがあり、これらが抗体分子の機能活性を決定する。イムノグロブリンの5つの機能性クラスは、イムノグロブリンM(IgM)、イムノグロブリンD(IgD)、イムノグロブリンG(IgG)、イムノグロブリンA(IgA)、およびイムノグロブリンE(IgE)である。各アイソタイプは免疫反応において特別な機能をもち、重鎖のカルボキシル末端部分が軽鎖に結合していない場合、そのカルボキシル末端部分によって、特定の機能的特性が付与される。IgGは、血漿中に最も豊富に存在するイムノグロブリンのアイソタイプである(例えば、Immunobiology, Janeway et al., 6th Edition, 2004, Garland Publishing, New York参照)。
【0005】
イムノグロブリンG(IgG)分子は、定常領域および可変領域をもつFab(抗原結合性断片)ドメイン、およびFc(結晶化可能断片)ドメインを含む。各重鎖のCH2ドメインは、アスパラギン残基、通常はAsn−297残基において、N−グリカンをIg分子に結合する単一のN結合型グリコシル化部位を含む(Kabat et al., Sequences of proteins of immunological interest, Fifth Ed., U.S. Department of Health and Human Services, NIH Publication No. 91-3242)。
【0006】
N結合型オリゴサッカライド類の構造面および機能面の解析は、以下の3つの理由により生物学的な興味の対象となっている:(1)CH2ドメインのグリコシル化は進化の全過程で保存されてきており、オリゴサッカライドにとって重要な役割を示唆していること;(2)イムノグロブリン分子が、オリゴサッカライドの不均一性を解析するためのモデル系として役立つこと(Radamacher and Dwek, 1984; Radamacher et al., 1982);および(3)抗体が、2つのオリゴサッカライドを互いに直接接触させる2つの重鎖のダイマー結合を含み、そのため、イムノグロブリン分子はタンパク質−炭水化物間および炭水化物−炭水化物間の特異的相互作用をともに含むこと。
【0007】
Igのさまざまなグリコシル化パターンがさまざまな生物学的特性に関連していることが示されている(Jefferis and Lund, 1997, Antibody Eng. Chem. Immunol., 65:111-128; Wright and Morrison, 1997, Trends Biotechnol., 15:26-32)。しかし、わずか数種の特異的グリコフォームが、所望の生物学的機能を付与することが知られている。例えば、N結合型グリカン上においてフコシル化の低下が見られるイムノグロブリン組成物は、ヒトFcγRIIIに強く結合するために、強い抗体依存性細胞傷害性(ADCC)をもつことが報告されている(Shields et al., 2002, J. Biol. Chem. 277: 26733-26740; Shinkawa et al., 2003, J.Biol. Chem. 278: 3466-3473)。そして、CHO細胞の中で作られるフコシル化G2(Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2)IgGの組成物が、不均一な抗体(heterogenous antibodies)の組成物よりも大幅に補体依存性細胞傷害性(CDC)活性を増加させることが報告されている(Raju, 2004, US Pat. Appl. No. 2004/0136986)。腫瘍に対する最適な抗体は、選択的に結合してFcレセプター(FcγRI、FcγRIIa、FcγRIII)を活性化し、阻害性FcγRIIbレセプターには最小限に結合したものであろうことも示唆されている(Clynes et al., 2000, Nature, 6:443-446)。従って、Ig糖タンパク質上の特異的なグリコフォームを富化する能力が非常に望ましい。
【0008】
一般に、糖タンパク質上のグリコシル化構造(オリゴサッカライド)は、発現宿主および培養条件に応じて変化するものである。非ヒト宿主細胞内において産生される治療用タンパク質は、ヒトにおいて免疫原性反応を誘発する可能性のある非ヒト型グリコシル化、例えば、酵母菌における高度マンノシル化(Ballou, 1990, Methods Enzymol. 185:440-470);植物におけるα(1,3)フコースおよびβ(1,2)キシロース、(Cabanes-Macheteau et al., 1999, Glycobiology, 9:365-372);チャイニーズハムスター卵巣細胞中のN−グリゴリルノイラミン酸(Noguchi et al., 1995, J.Biochem. 117:5-62)、およびマウスにおけるGalα−1,3Galグリコシル化(Borrebaeck et al., 1993, Immun. Today, 117:477-479)を含むであろう。さらに、ガラクトシル化は細胞の培養条件によって変わることがあり、そのため、イムノグロブリン組成物には、その特異的なガラクトースパターンに応じて免疫原性となるものがある(Patel et al., 1992, Biochem.J. 285: 839-845)。非ヒト哺乳動物細胞によって産生される糖タンパク質のオリゴサッカライド構造は、ヒト糖タンパク質のものにより近似する傾向がある。そのため、市販のイムノグロブリンのほとんどは哺乳動物で産生される。しかし、哺乳動物細胞には、タンパク質産生のための宿主細胞としていくつかの重大な欠陥がある。高価であることに加え、哺乳動物においてタンパク質を発現させる工程により、グリコフォームの不均一集団が産生され、容量力価が低く、かつ、安定的な細胞系統を作出するのにウイルスの継続的含有(containment)とかなりの時間を必要とする。
【0009】
さまざまなグリコフォームが、治療薬の性質、例えば、薬物動態、薬力学、レセプターの相互作用、および組織特異的ターゲティングなどに大いに影響することがあると理解されている(Graddis et al., 2002, Cur Pharm Biotechnol. 3:285-297)。特に抗体に関しては、オリゴサッカライド構造がプロテアーゼ抵抗性に関連する性質、FcRnレセプターが介在する抗体の血清半減期、補体依存性細胞傷害性(CDC)を誘導する補体複合体C1への結合、および、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)経路、ファゴサイトーシス、および抗体によるフィードバックの調節に関与するFcγRレセプターへの結合に影響することがある(Nose and Weigzell, 1983; Leatherbarrow and Dwek, 1983; Leatherbarrow et al., 1985; Walker et al., 1989; Carter et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89:4285-4289)。
【0010】
さまざまなグリコフォームがさまざまな生物学的特性に関連しているので、1又はそれ以上の特定のグリコフォームを富化する能力を利用して、特異的なグリコフォームと特異的な生物学的機能の間の関係を解明することができる。所望の生物学的機能を特定のグリコフォームパターンに関連付けると、有利なグリコフォーム構造を富化された糖タンパク質組成物を製造することができる。従って、特定のグリコフォームについて富化された糖タンパク質を産生する能力は非常に望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、各イムノグロブリンが、それに結合した少なくとも1つのN−グリカンを含む複数のイムノグロブリンを含む組成物であって、それによって、該組成物が、主なN−グリカンが本質的に少なくとも75モルパーセントのGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる複数のN−グリカンを含む組成物を提供する。好ましい実施形態において、前記複数のN−グリカンの75モルパーセントよりも多くが本質的にGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる。より好ましくは、前記複数のN−グリカンの90モルパーセントよりも多くが本質的にGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる。他の公的な好適な実施形態において、前記GlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカン構造は、前記した複数のN−グリカン構造の中で2番目に最も主要なN−グリカンより約50モルパーセントよりも多い量で存在する。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、イムノグロブリン上の特異的なグリコフォーム(例えば、GlcNAc2Man3GlcNAc2)を富化して、FcγRIIIaおよびFcγRIIIb受容体への結合を増加させ、FcγRIIb受容体への結合を減少させる方法を提供する。好適な実施形態は、複数のイムノグロブリンを含む組成物を製造する方法であって、その各イムノグロブリンがそれに結合した少なくとも1つのN−グリカンを含み、それによって、前記組成物が、本質的に少なくともGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる複数のN−グリカンを含み、前記方法が、前記イムノグロブリンおよびその断片を発現するよう操作または選択された宿主細胞を培養する工程を含む方法を提供する。別の好適な実施形態は、複数のイムノグロブリンを含む組成物を製造する方法であって、その各イムノグロブリンがそれに結合した少なくとも1つのN−グリカンを含み、そのため、前記組成物が、本質的に少なくとも75モルパーセントのGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる複数のN−グリカンを含み、前記方法が、前記イムノグロブリンおよびその断片を発現するよう操作または選択された下等真核生物宿主細胞を培養する工程を含む方法を提供する。本発明の他の実施形態において、宿主細胞は、イムノグロブリンまたはその断片をコードする外来遺伝子を含み、前記宿主細胞を操作または選択して、前記イムノグロブリンまたはその断片を発現させ、それによって、複数のイムノグロブリンを含む組成物であって、その各イムノグロブリンがそれに結合した少なくとも1つのN−グリカンを含むことによって、本質的に少なくとも75モルパーセントのGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる複数のN−グリカンを含む組成物を産生する。本発明のさらに他の実施形態において、下等真核生物宿主細胞は、イムノグロブリンまたはその断片をコードする外来遺伝子を含み、前記宿主細胞を操作または選択して、前記イムノグロブリンまたはその断片を発現させ、それによって、複数のイムノグロブリンを含む組成物であって、その各イムノグロブリンがそれに結合した少なくとも1つのN−グリカンを含むことによって、本質的に少なくとも75モルパーセントのGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる複数のN−グリカンを含む組成物を産生する。
【0013】
本発明の好適な実施形態において、複数のイムノグロブリンを含み、その各イムノグロブリンがそれに結合した少なくとも1つのN−グリカンを含むことによって、本質的に少なくとも75モルパーセントのGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる複数のN−グリカンを含む組成物であって、前記のイムノグロブリンがFcγRIIbレセプターへの結合アフィニティーの低下を示す組成物。本発明の他の好適な実施形態において、複数のイムノグロブリンを含み、その各イムノグロブリンがそれに結合した少なくとも1つのN−グリカンを含むことによって、主要なN−グリカンが、本質的に少なくとも75モルパーセントのGlcNAc2Man3GlcNAc2からなり、前記イムノグロブリンがFcγRIIIaレセプターおよびFcγRIIIbレセプターへの結合アフィニティーの上昇を示す組成物。本発明のさらに別の実施形態において、複数のイムノグロブリンを含み、その各イムノグロブリンがそれに結合した少なくとも1つのN−グリカンを含むことによって、主要なN−グリカンが本質的に少なくとも75モルパーセントのGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる複数のN−グリカンからなり、前記イムノグロブリンが抗体依存性細胞傷害性(ADCC)の上昇を示す組成物。
【0014】
1つの実施形態において、本発明の組成物は、本質的にフコースを含まないイムノグロブリンを含む。別の実施形態において、本発明の組成物は、フコースを欠くイムノグロブリンを含む。また、本発明の組成物は、医薬組成物および医薬上許容され得る担体も含む。また、本発明の組成物は、精製されて診断キットに組み込まれた、イムノグロブリンの医薬組成物も含む。
【0015】
従って、本発明は、所定のグリコシル化構造を有する糖タンパク質の組成物、具体的には、本質的に75モルパーセントのGlcNAc2Man3GlcNAc2からなるN−グリカンを有するイムノグロブリンまたは抗体分子を産生するための材料および方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
本明細書において別段の定義がないかぎり、本発明に関して使用される科学技術用語および語句は、当業者によって一般に理解されている意味を有するものとする。さらに、文脈によって別途必要とされないかぎり、単数形の用語は複数形の用語を含み、複数形の用語も単数形の用語を含むものとする。一般に、本明細書に記載した生化学、酵素学、分子生物学および細胞生物学、微生物学、遺伝子学ならびにタンパク質化学およびハイブリダイゼーションに関連した命名法、および、それらの技術は、当技術分野において周知のものであって、普通に使用されているものである。本発明の方法および技術は、当技術分野において周知の常法に従って、また、別段の記載がない限り、本明細書を通じて引用され検討されている、さまざまな一般的な参考文献、および、より細目にわたる参考文献に記載されているようにして一般的に行われる。例えば、Sambrookら、分子クローニング:実験マニュアル(Molecular Cloning: A Laboratory Manual)、第2版、コールドスプリングハーバーラボラトリープレス社(Cold Spring Harbor Laboratory Press)、ニューヨーク州コールドスプリングハーバー(Cold Spring Harbor)(1989);Ausubelら、分子生物学最新プロトコル(Current Protocols in Molecular Biology)グリーンパブリシングアソシエイツ社(Greene Publishing Associates)(1992、および2002年までの補遺);HarlowおよびLane、抗体:実験マニュアル(Antibodies: A Laboratory Manual)コールドスプリングハーバーラボラトリープレス社、ニューヨーク州コールドスプリングハーバー(1990);TaylorおよびDrickamer、糖鎖生物学概論(Introduction to Glycobiology)、オクスフォード大学プレス社(Oxford Univ. Press)(2003);ワーシントン酵素マニュアル(Worthington Enzyme Manual)、ワーシントンバイオケミカル社(Worthington Biochemical Corp.)、ニュージャージー州フリーホルド(Freehold);生化学ハンドブック:A節タンパク質(Handbook of Biochemistry: Section A Proteins)Vol I、CRCプレス社(CRC Press)(1976);生化学ハンドブック:A節タンパク質、Vol II、CRCプレス社(1976);糖鎖生物学精解(Essentials of Glycobiology)、コールドスプリングハーバーラボラトリープレス社、(1999);免疫生物学(Immunobiology)、Janewayら、第6版、2004、ガーランドパブリシング社(Garland Publishing)、ニューヨーク参照。
【0017】
本明細書に記載したすべての刊行物、特許、およびその他の参考文献は、その全体が参照されて本明細書に組み込まれる。
【0018】
以下の用語は、別段の記載がない限り、以下の意味を有するものと解されなければならない:
本明細書において使用される「N−グリカン」、「グリカン」および「グリコフォーム」という用語は互換的に使用され、N結合型オリゴサッカライド、例えば、タンパク質のアスパラギン残基のアミド窒素に結合したN−アセチルグルコサミン残基が結合していたか、結合しているオリゴサッカライドを意味する。糖タンパク質上に存在する主な糖類は、グルコース、ガラクトース、マンノース、フコース、N−アセチルガラクトサミン(GalNAc)、N−アセチルグルコサミン(GlcNAc)およびシアル酸(例えばN−アセチルノイラミン酸(NANA))である。糖類のプロセッシングは、ER内腔において同時翻訳的に起こり、N−結合型糖タンパク質になるようゴルジ体内でも続く。
【0019】
N−グリカンは、共通にMan3GlcNAc2のペンタサッカライドコアを有する(「Man」はマンノースを、「Glc」はグルコースを、および「NAc」はN−アセチルを意味し、GlcNAcはN−アセチルグルコサミンを意味する)。N−グリカンは、「トリマンノースコア」、「ペンタサッカライドコア」または「パウシマンノースコア(paucimannose)」とも呼ばれるMan3GlcNAc2(「Man3」)コア構造に付加される末梢糖(peripheral sugars)(例えば、GlcNAc、ガラクトース、フコースおよびシアル酸)を含む分枝(アンテナ)の数に関して異なる。N−グリカンは、その分枝状構成成分に従って分類される(例えば高マンノース、複合またはハイブリッド)。「高マンノース」型N−グリカンは5又はそれ以上のマンノース残基を有する。「複合」型N−グリカンは典型的に、「トリマンノース」コアの1,3マンノースアームに結合した少なくとも1つのGlcNAc、1,6マンノースアームに結合した少なくとも1つのGlcNAcを有する。複合型N−グリカンは、任意には、シアル酸または誘導体(例えば、「NANA」または「NeuAc」、「Neu」はノイラミン酸を意味し、「Ac」はアセチルを意味する)により修飾されているガラクトース(「Gal」)またはN−アセチルガラクトサミン(「GalNAc」)残基も有することが可能である。複合型N−グリカンは、「バイセクティング」GlcNAcおよびコアフコース(「Fuc」)を含む鎖内置換(intrachain substitutions)も有する。また、複合型N−グリカンは、しばしば「多アンテナグリカン(multiple antennary glycan)」と呼ばれる「トリマンノースコア」を有する可能性もある。「ハイブリッド型」N−グリカンはトリマンノースコアの1,3マンノースアームの末端に少なくとも1つのGlcNAc、トリマンノースコアの1,6マンノースアーム上に0又はそれ以上のマンノースを有する。さまざまなN−グリカンも「グリコフォーム」と呼ばれる。
【0020】
本明細書で使用する略語は、当技術分野において一般的に用いられているものであり、上記の糖類の略語を参照。他の一般的な略語は、すべてペプチドN−グリコシダーゼF(EC 3.2.2.18)を意味する「PNGアーゼ」、または「グリカナーゼ」または「グルコシダーゼ」などがある。
【0021】
「単離された」または「実質的に純粋な」核酸またはポリヌクレオチド(例えば、RNA、DNAまたは混合ポリマー)は、その天然の宿主細胞において本来のポリヌクレオチドと本来は一緒に存在する他の細胞成分、例えば、天然ではそれが結合しているリボソーム、ポリメラーゼおよびゲノム配列から実質的に分離されているものである。この用語は以下のような核酸またはポリヌクレオチドを含む。(1)その天然の環境から取り出され、(2)その「単離ポリヌクレオチド」が天然で存在するポリヌクレオチドの全体または一部と結合しておらず、(3)天然では連結することがないポリヌクレオチドに動作可能に連結しているか、または(4)天然では生じることがない核酸またはポリヌクレオチドを含む。「単離された」または「実質的に純粋な」という用語は、組換えDNAまたはクローン化DNA単離物、化学合成されたポリヌクレオチドアナログ、または異種系によって生物学的に合成されたポリヌクレオチドアナログを指すときに使用することができる。
【0022】
しかし、「単離された」ということは、上記の核酸またはポリヌクレオチド自体がその天然の環境から物理的に取り出されていることを必ずしも必要としない。例えば、異種配列が内在する核酸配列に隣接して置かれて、この内在核酸配列の発現が変化する場合、本明細書では、生物のゲノムの内在核酸は「単離された」と考える。これに関連して、異種配列とは、天然では内在性核酸配列に隣接しない配列であって、その異種配列自体は内在性(同一の宿主細胞またはその子孫細胞に由来する)であると、外来性(異なる宿主細胞またはその子孫細胞に由来する)であるとを問わない。一例として、プロモーター配列を、(例えば、相同組換えによって)宿主細胞のゲノム内遺伝子の本来のプロモーターと置換して、この遺伝子の発現パターンを変化させることができる。この遺伝子は、天然でその近傍にある配列の少なくとも一部から分離していることから、今や「単離」していることになる。
【0023】
核酸も、ゲノムにある対応する核酸に天然では生じない何らかの改変を含んでいれば、「単離された」と見なされる。例えば、ヒトの介在によって人為的に導入された挿入、欠失または点突然変異を含んでいれば、内在性のコード配列は「単離された」と見なされる。また、「単離された核酸」は、非相同部位において宿主細胞の染色体に組み入れられた核酸、およびエピソームとして存在する核酸構築物などがある。さらに、「単離された核酸」は、組換え技術によって産生された場合、他の細胞物質を実質的に含まないか、培養培地を実質的に含まないことがあり、または、化学的に合成された場合、化学的前駆体またはその他化学物質を実質的に含まないことがある。
【0024】
本明細書において、参照核酸配列の「縮重変異体」という語句は、標準的な遺伝子コードに従って翻訳され、参照核酸配列から翻訳されたものと同じアミノ酸配列を提供することができる核酸配列を含む。「縮重オリゴヌクレオチド」または「縮重プライマー」という用語が、必ずしも配列が同一でなくとも、1又はそれ以上の特定のセグメントの内部で互いに相同である標的核酸配列にハイブリダイズすることができるオリゴヌクレオチドを意味するために使用される。
【0025】
核酸配列に関して「配列同一性の割合」または「同一の」という用語は、最大限に一致するよう整列された場合に同一である2つの配列の残基を意味する。配列同一性を比較する長さは、少なくとも約9ヌクレオチド、通常は少なくとも約20ヌクレオチド、より通常には少なくとも約24ヌクレオチド、典型的には少なくとも約28ヌクレオチド、より典型的には少なくとも32ヌクレオチド、好ましくは少なくとも約36ヌクレオチドまたはそれ以上のストレッチにわたる。ヌクレオチド配列の同一性を測定するために使うことができる、当技術分野において周知のいくつかの異なるアルゴリズムがある。例えば、ポリヌクレオチド配列はファスタ(FASTA)、ギャップ(Gap)、またはベストフィット(Bestfit)を用いて比較することができるが、これらはウィスコンシンパッケージ、バージョン10.0(Wisconsin Package Version 10.0)、ジェネティックコンピュータグループ(Genetics Computer Group)(GCG)、ウィスコンシン州マディソン(Madison)に収められているプログラムである。FASTAによって、クエリー配列とサーチ配列の間の最適なオーバーラップ領域のアラインメントおよび配列同一性の割合が提供される。ピアソン(Peason)、Methods Enzymol. 183:63-98 (1990)(本明細書にその全体を参照して組み込まれる)。例えば、核酸間の配列同一性の割合は、FASTAをその初期パラメーター(ワードサイズが6、スコアリングマトリクスに対してNOPAMファクター)で用いるか、またはGapを、参照して本明細書に組み込まれるGCG Version 6.1で提供されているその初期パラメーターで用いて決定することができる。あるいは、配列は以下のコンピュータープログラムを用いて比較することができる。BLAST(Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:403-410 (1990); Gish and States, Nature Genet, 3:266-272 (1993); Madden et al., Meth. Enzymol. 266: 131-141 (1996); Altschul et al., Nucleic Acids Res. 25:3389-3402 (1997); Zhang and Madden, Gemone Res. 7:649-656 (1997))、特にblastpまたはtblastn(Altschul et al., Nucleic Acids Res. 25:3389-3402 (1997))。
【0026】
核酸またはその断片に言及する場合、「実質的な相同性」または「実質的な類似性」という用語は、別の核酸(またはその相補鎖)と、適当なヌクレオチドの挿入または欠失を用いて最適にアラインメントされたときに、周知の配列同一性アルゴリズム、例えば、上記のFASTA、BLAST、またはGapなどによって測定すると、ヌクレオチド塩基の少なくとも約50%、より好ましくは少なくとも約60%、通常はヌクレオチド塩基の少なくとも約70%、より通常には少なくとも約80%、好ましくは少なくとも約90%、および、より好ましくは少なくとも約95%、96%、97%、98%または99%でヌクレオチド配列が同一になっていることを示す。
【0027】
あるいは、実質的な相同性または類似性は、核酸またはその断片がストリンジェントなハイブリダイゼーション条件で、別の核酸、別の核酸の鎖、またはその相補鎖にハイブリダイズする場合に存在する。核酸のハイブリダイゼーション実験に関連した「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」または「ストリンジェントな洗浄条件」は、いくつかの異なった物理的パラメーターに応じて変わる。核酸のハイブリダイゼーションは、当業者によって容易に理解されるように、塩濃度、温度、溶媒、ハイブリダイズする分子種の塩基組成、およびハイブリダイズする核酸同士のヌクレオチド塩基のミスマッチ数などの条件により影響を受ける。当業者は、これらのパラメーターを変えて、ハイブリダイゼーションの特定のストリンジェンシーを達成する方法を認識している。
【0028】
一般的に、「ストリンジェントなハイブリダイゼーション」は、一連の具体的な条件下で、特定のDNAハイブリッドの熱融解点(Tm)よりも約25℃低い温度で行う。「ストリンジェントな洗浄」は、一連の具体的な条件下で、特定のDNAハイブリッドのTmよりも約5℃低い温度で行う。Tmは、完全に一致しているプローブに標的配列の50%がハイブリダイズする温度である。Sambrookら、分子クローニング:実験マニュアル、第2版、コールドスプリングハーバーラボラトリープレス社、ニューヨーク州コールドスプリングハーバー(1989)、第9.51頁参照(Sambrook et al, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2d ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (1989), page 9.51)、これは参照されて本明細書に組み込まれる。本発明の目的にとって、「ストリンジェントな条件」は、液相ハイブリダイゼーションについて定義され、6×SSC(20×SSCが3.0MのNaClおよび0.3Mのクエン酸ナトリウムを含む場合)、1% SDSにおいて65℃で8〜12時間行われ、続いて、0.2×SSC、0.1% SDSにおいて65℃で20分間の洗浄2回行うことと定義される。65℃でのハイブリダイゼーションは、いくつかの要素、例えば、ハイブリダイズしている配列の長さおよび同一性の割合に応じてさまざまな速度で起こるであろうことが当業者には解るはずである。
【0029】
「変異した」という用語は、核酸配列に適用される場合、参照核酸配列と比較して、核酸配列のヌクレオチドを挿入、欠失または変更できることを意味する。単一の変更を1つの遺伝子座に加えることができ(点突然変異)、または、複数のヌクレオチドを単一の遺伝子座に挿入、欠失、または変更することもできる。さらに、核酸配列内部の任意の数の遺伝子座において、1又はそれ以上の変更を加えてもよい。核酸配列は、当技術分野において公知のいずれかの方法、例えば、「エラープローンPCR」(DNAポリメラーゼのコピー忠実度が低い条件下でPCRを行って、PCR生成物の全長にわたって高率の点突然変異が得られる工程、例えば、Leung et al., Technique, 1:11-15 (1989)およびCaldwell and Joyce, PCR Methods Applic. 2:28-33 (1992)参照)、および「オリゴヌクレオチド指向性突然変異誘発」(対象となるクローン化DNAセグメントのいずれかにおいて部位特異的突然変異の発生を可能にする工程、例えば、Reidhaar-Olson and Sauer, Science 241:53-57 (1988)参照)などの突然変異誘発技術であるが、それらに限定されない方法で変異させることができる。
【0030】
本明細書において「ベクター」という用語は、それが連結している別の核酸を輸送することができる核酸分子を意味する。1つのタイプのベクターは「プラスミド」であり、これは付加DNAセグメントを連結することができる環状二本鎖のDNAループを意味する。別のベクターは、コスミド、細菌人工染色体(BAC)、酵母人工染色体(YAC)などである。別のタイプのベクターはウイルスベクターであり、付加DNAセグメントをウイルスゲノムに連結することができる(より詳細に後述する)。一定のベクターは、それらが導入された宿主細胞内で自己複製する能力がある(例えば、宿主細胞において機能する複製開始点をもつベクター)。別のベクターは、宿主細胞に導入されると同時に、宿主細胞のゲノムに組み込まれることができ、その結果、宿主ゲノムとともに複製される。さらに、一定の好ましいベクターは、作動可能に連結している遺伝子の発現を指令する能力がある。このようなベクターを、本明細書では「組換え発現ベクター」(または、単に「発現ベクター」)と呼ぶ。
【0031】
本明細書において「目的の配列」または「目的の遺伝子」という用語は、通常は宿主細胞において産生されない核酸配列であって、典型的にはタンパク質をコードする核酸配列を意味する。本明細書に開示した方法によって、1又はそれ以上の目的の配列または目的の遺伝子を、安定して宿主細胞に組み込むことが可能となる。目的の配列の非限定的な例は、酵素活性を有する1又はそれ以上のポリペプチド、例えば、宿主におけるN−グリカン合成に影響を与える酵素、例えばマンノシルトランスフェラーゼ、N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ、UDP−N−アセチルグルコサミントランスポーター、ガラクトシルトランスフェラーゼ、UDP−N−アセチルガラクトシルトランスフェラーゼ、シアリルトランスフェラーゼ、およびフコシルトランスフェラーゼをコードする配列などである。
【0032】
「マーカー配列」または「マーカー遺伝子」は、宿主細胞内における配列の存否を陽性選択または陰性選択できるようにする活性を発現することができる核酸配列を意味する。例えば、P.パストリスURA5遺伝子はマーカー遺伝子である。なぜなら、この遺伝子を含む細胞はウラシル不在下で増殖する能力があるため、その存在を選択することができるからである。また、この遺伝子の存在は、この遺伝子を含む細胞には5−FOA存在下で増殖する能力がないことから、逆選択することもできる。マーカー配列または遺伝子は必ずしも陽性選択性および陰性選択性の両方を示す必要はない。P.パストリス由来のマーカー配列または遺伝子の非限定的な例は、ADE1、ARG4、HIS4およびURA3などである。抗生物質耐性マーカー遺伝子については、カナマイシン、ネオマイシン、ジェネテシン(すなわちG418)、パロモマイシンおよびハイグロマイシン耐性遺伝子が、これらの抗生物質の存在下での増殖を可能にするために広く使用されている。
【0033】
「作動可能に連結した」発現調節配列は、発現調節配列が目的の遺伝子に隣接して目的の遺伝子を調節する結合、および、トランスまたは離れた位置で作用して目的の遺伝子を調節する発現調節配列を意味する。
【0034】
本明細書で使用される「発現調節配列」という用語は、作動可能に連結しているコード配列の発現に影響を与えるのに必要なポリヌクレオチド配列を意味する。発現調節配列は、転写、転写後の事象、および核酸配列の翻訳を調節する配列である。発現調節配列は、適当な転写開始、終結、プロモーターおよびエンハンサーの配列;効率的なRNAプロセシングシグナル、例えばスプライシングおよびポリアデニル化シグナル;細胞質mRNAを安定させる配列;翻訳効率を向上させる配列(例えばリボソーム結合部位);タンパク質の安定性を向上させる配列;および、所望であれば、タンパク質分泌を亢進させる配列などである。このような調節配列の性質は宿主生物に応じて異なり、原核生物においては、このような調節配列は一般に、プロモーター、リボソーム結合部位、および転写終結配列などである。「調節配列」という用語は、最小限、その存在が発現に必須である全ての成分を含むものであり、その存在が有益である付加的成分、例えば、リーダー配列および融合パートナー配列も含むことができる。
【0035】
本明細書で使用される「組換え宿主細胞」(「発現宿主細胞」、「発現宿主系」、「発現系」または単に「宿主細胞」)という用語は、組換えベクターを導入した細胞を意味するものである。このような用語は特定の対象細胞だけでなく、そのような細胞の子孫も意味するものと理解すべきである。ある特定の改変は、突然変異または環境の影響せいで後世代に生じる可能性があるので、そのような子孫は実際には親細胞と同一ではないかもしれないが、それでも本明細書における「宿主細胞」という用語の範囲内に含まれる。組換え宿主細胞は、培養された単離細胞または細胞株であってよく、または生きた組織または生物に存在する細胞であってもよい。
【0036】
「真核の」という用語は有核の細胞または生物を意味し、昆虫細胞、植物細胞、哺乳動物細胞、動物細胞、および下等真核細胞を含む。
【0037】
「下等真核細胞」という用語は、酵母菌、菌類、襟鞭毛虫、微胞子虫、アルベオラータ(例えば、渦鞭毛虫)、ストラメノパイル類(例えば、褐藻類、原生動物)、紅藻植物(例えば、紅藻類)植物(例えば、緑藻類、植物細胞、コケ類)および他の原生生物を含む。酵母菌および菌類は、ピキア種(Pichia sp.)、例えばピキア・パストリス(Pichia Pastoris)、ピキア・フィンランディカ(Pichia finlandica)、ピキア・トレハロフィリア(Pichia trehalophilia)、ピキア・コクラマエ(Pichia koclamae)、ピキア・メンブラナエファシエンス(Pichia membranaefaciens)、ピキア・ミヌータ(Pichia minuta)(オガタエア・ミヌータ(Ogataea minuta)、ピキア・リンドネリ(Pichia Lindneri))、ピキア・オプンチアエ(Pichia opuntiae)、ピキア・テルモトレランス(Pichia thermotolerans)、ピキア・サリクタリア(Pichia salictaria)、ピキア・グエルクウム(Pichia guerucuum)、ピキア・ピイペリ(Pichia pijperi)、ピキア・スチプチス(Pichia stiptis)およびピキア・メタノリカ(Pichia methanolica);サッカロミセス種(Saccharomyces sp.)、例えばサッカロミセス・セレビシアエ(Saccharomyces cerevisiae);ハンセヌラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha)、クルイベロミセス種(Kluyveromyces sp.)、例えばクルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis);カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)、アスペルギス・ニジェール(Aspergillus niger)、アスペルギス・オリザエ(Aspergillus oryzae)、トリコデルマ・リーサイ(Trichoderma reesei)、クリソスポリウム・ルクノウェンセ(Chrysosporium lucknowense)、フザリウム種、例えば、フザリウム・グラミニューム(Fusarium gramineum)、フザリウム・ベネナトゥム(Fusarium venenatum);フィスコミトレラ・パテンス(Physcomitrella patens)およびニューロスポラ・クラッサ(Neurospora crassa)などであるが、これらに限定されない。
【0038】
本明細書で使用される「ペプチド」という用語は、短いポリペプチド、例えば、典型的には約50アミノ酸長よりも短く、より典型的には約30アミノ酸長よりも短いものを意味する。本明細書で使用されるこの用語は、構造ひいては生物学的機能を模倣するアナログおよび模倣体を含む。
【0039】
「ポリペプチド」という用語は、天然および非天然タンパクの質、ならびにその断片、変異体、誘導体、およびアナログを意味する。ポリペプチドは単量体または多量体であってもよい。さらに、ポリペプチドは、それぞれが1又はそれ以上の別個の機能を有する、いくつかの異なるドメインを含んでいてもよい。
【0040】
「単離されたタンパク質」または「単離されたポリペプチド」という用語は、その起源または由来源のせいで、(1)天然状態ではそれと一緒に存在する、天然の随伴成分に結合していないか、(2)他の細胞物質の存在に対して純度を調節できる場合(例えば、同一種由来の他のタンパク質を含まない)、天然には無い純度で存在するか、(3)異種由来の細胞によって発現されるか、または(4)天然には存在しないタンパク質またはポリペプチドである(例えば、天然に存在するポリペプチドの断片であるか、または天然には存在しないアミノ酸アナログもしくは誘導体、または標準的なペプチド結合以外の結合を含む)。従って、化学的に合成されるか、それが天然に由来する細胞とは異なる細胞系において合成されるポリペプチドは、その天然の随伴成分から「単離され」ている。また、ポリペプチドまたはタンパク質は、当技術分野において周知のタンパク質精製技術を用いて、単離により天然の随伴成分を実質的に含まないようにすることもできる。このように定義されているため、「単離」は、上記のタンパク質、ポリペプチド、ペプチドまたはオリゴペプチドがその天然環境から物理的に取り出されていることを必ずしも必要とするものではない。
【0041】
本明細書において「ポリペプチド断片」という用語は、完全長ポリペプチドと比較して、欠失、例えばアミノ末端および/またはカルボキシル末端の欠失を有するポリペプチドを意味する。好適な実施形態において、ポリペプチド断片は、断片のアミノ酸配列が天然配列の対応する位置で同一である連続配列である。断片は典型的には少なくとも長さが5、6、7、8、9、または10アミノ酸、好ましくは少なくとも12、14、16、または18アミノ酸、より好ましくは少なくとも20アミノ酸、より好ましくは少なくとも25、30、35、40、または45アミノ酸、さらに一層好ましくは少なくとも50または60アミノ酸、およびさらに一層好ましくは少なくとも70アミノ酸である。
【0042】
「修飾された誘導体」は、一次構造配列が実質的に相同であるが、例えば、インビボまたはインビトロでの化学的および生化学的な修飾を含むか、または天然のポリペプチドには存在しないアミノ酸を取り込んでいるポリペプチドまたはその断片を意味する。当業者には容易に理解されるように、例えば、アセチル化、カルボキシル化、ホスホリル化、グリコシル化、ユビキチン化、例えば、放射性核物質による標識、およびさまざまな酵素的修飾などがある。ポリペプチドを標識する多様な方法、および、このような目的にとって有用である多様な置換基または標識が当技術分野において周知であり、放射性同位体、例えば125I、32P、35S、および3H、標識された抗リガンド(例えば、抗体)に結合するリガンド、蛍光プローブ、化学発光剤、酵素、および標識リガンドに対する特異的結合対メンバーとして働くことができる抗リガンドなどがある。標識の選択は、必要とされる感度、プライマーとの結合の容易さ、安定性条件、および利用可能な器具に依存する。ポリペプチドを標識する方法は当技術分野において周知である。例えば、Ausubelら、分子生物学最新プロトコル、グリーンパブリシングアソシエイツ社(1992、および2002年までの補遺)(Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Associates (1992, and Supplements to 2002)参照(参照して本明細書に組み込まれる)。
【0043】
「融合タンパク質」という用語は、異種アミノ酸配列と結合したポリペプチドまたは断片を含むポリペプチドを意味する。融合タンパク質は、2又はそれ以上の異なるタンパク質に由来する2又はそれ以上の所望の機能的要素を含むよう構築することができるので有用である。融合タンパク質は、目的とするペプチド由来の少なくとも10個の連続したアミノ酸、より好ましくは少なくとも20個または30個のアミノ酸、さらにより好ましくは少なくとも40、50または60個のアミノ酸、さらになお好ましくは少なくとも75、100または125個のアミノ酸を含む。本発明のタンパク質全体を含む融合体が特に有用性をもつ。本発明の融合タンパク質の内部に含まれる異種ポリペプチドは、長さが少なくとも6アミノ酸、しばしば長さが少なくとも8アミノ酸であって、有用には長さが少なくとも15、20、および25アミノ酸である。より大きいポリペプチド、例えばイムノグロブリンFc断片、またはイムノグロブリンFab断片、または完全なタンパク質、例えば緑色蛍光タンパク質(「GFP」)、発色団含有タンパク質、もしくは完全長イムノグロブリンなどで行われる融合は特定の有用性をもつ。融合タンパク質は、ポリペプチドまたはその断片をコードする核酸配列を、異なったタンパク質またはペプチドをコードするヌクレオチド配列とインフレームで構築し、その後融合タンパク質を発現させることによって組換えにより作製することができる。あるいは、融合タンパク質は、ポリペプチドまたはその断片を別のタンパク質に架橋して化学的に生成することができる。
【0044】
本明細書において「抗体」、「イムノグロブリン」、「Ig」および「Ig分子」という用語は同義的に使用される。各抗体分子はその特異的な抗原に結合できるよう独特な構造を有するが、すべての抗体/イムノグロブリンが、本明細書に記載されているような同一の全体構造を有する。基本的な抗体構造ユニットが、サブユニットのテトラマーを含むことが知られている。各テトラマーは2対の同一のポリペプチド鎖を有し、各対は1つの「軽」鎖(約25kDa)および1つの「重」鎖(約50〜70kDa)を有する。各鎖のアミノ末端部分は、主に抗原認識に関与する約100〜110又はそれ以上のアミノ酸からなる可変領域を含む。各鎖のカルボキシル末端部分は、主にエフェクター機能の関与する定常領域を画定している。軽鎖はカッパ鎖またはラムダ鎖として分類される。重鎖はガンマ鎖、ミュー鎖、アルファ鎖、デルタ鎖、またはイプシロン鎖として分類され、抗体のアイソタイプをそれぞれIgG、IgM、IgA、IgDおよびIgEと定義する。軽鎖および重鎖は可変領域および定常領域に分けられる(一般的には、基礎免疫学(Fundamental Immunology)(Paul, W., ed., 2nd ed. Raven Press, N.Y., 1989)第7章参照(すべての目的のためにその全体を参照して本明細書に組み込む)。各軽鎖/重鎖対の可変領域は抗体結合部位を形成する。従って、完全抗体は2つの結合部位を有する。ただし、二官能性抗体または二重特異性抗体を除いて、2つの結合部位は同一である。これらの鎖はすべて、相補性決定領域またはCDRとも呼ばれる、3つの超可変領域が連結した比較的保存されたフレームワーク領域(FR)という同一の一般構造を示す。各対の2つの鎖のCDRはフレームワーク領域によって整列されているため、特異的エピトープに結合することができる。これらの用語は、天然の形態、ならびに断片および誘導体を含む。これらの用語の範囲には、Igのクラス、すなわちIgG、IgA、IgE、IgM、およびIgDが含まれる。また、これらの用語の範囲には、IgGのサブタイプ、すなわちIgG1、IgG2、IgG3、およびIgG4が含まれる。この用語は最も広義に使われ、単一モノクローナル抗体(アゴニスト抗体およびアンタゴニスト抗体など)、および複数のエピトープまたは抗体に結合する抗体組成物を含む。これらの用語は、具体的には、モノクローナル抗体(完全長モノクローナル抗体など)、ポリクローナル抗体、多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)、および、CH2ドメインのN結合型グリコシル化部位を含む重鎖イムノグロブリン定常領域のCH2ドメインの部分を少なくとも含むか、含むように改変されている場合に限り、抗体断片、またはそれらの変異体を包含する。これらの用語の範囲内には、Fc領域を含む分子、例えばイムノアドヘシン(米国特許出願第2004/0136986号)、Fc融合体、および抗体様分子が含まれる。あるいは、これらの用語は、少なくともN結合型グリコシル化部位を含む少なくともFab領域の抗体断片を意味することもできる。
【0045】
「Fc」断片という用語は、CH2およびCH3ドメインを含む抗体のC末端領域の「結晶化可能断片」を意味する(図1)。「Fab」断片という用語は、VH、CH1、VL、およびCLドメインを含む抗体の「断片抗原結合性」領域を意味する(図1)。
【0046】
本明細書で使用される「モノクローナル抗体」(mAb)という用語は、実質的に均一な抗体集団を意味する。すなわち、その集団を構成する各抗体は、少量ながら存在する可能性のある自然に生じ得る突然変異以外は同一である。モノクローナル抗体は高度に特異的なため、単一抗原部位に向けられる。さらに、一般的にはさまざまな決定基(エピトープ)に対するさまざまな抗体を含む従来型(ポリクローナル)抗体調製物とは対照的に、各mAbは抗原上の単一決定基に向けられる。モノクローナル抗体は、その特異性に加え、ハイブリドーマ培養により合成可能であり、他のイムノグロブリンの混入がない点で有益である。「モノクローナル」という用語は、実質的に均一な抗体集団から得られるという抗体の特徴を表すものであって、いずれかの特定の方法によって抗体を産生する必要があると解されるべきではない。例えば、本発明に従って使用されるモノクローナル抗体は、Kohler et al., (1975) Nature, 256:495によって最初に記述されたハイブリドーマ法、または、組換えDNA法によって作製することができる(例えば、Cabillyらの米国特許第4,816,567号参照)。
【0047】
本明細書記載のモノクローナル抗体は、元の分子種またはイムノグロブリンのクラスもしくはサブクラスの指定とは無関係に、抗体の可変(超可変を含む)ドメインを定常ドメインとを継ぎ合わせ(例えば、「ヒト化」抗体)、または、軽鎖を重鎖と、または、ある種由来の鎖を別の種由来の鎖、または融合体を異種タンパク質とを継ぎ合わせて作製されるハイブリッドおよび組換えによる抗体を含む(例えば、Cabillyらの米国特許第4,816,567号; Mage and Lamoyi in Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications, pp. 79-97(Marcel Dekker, Inc., New York, 1987)参照)。本明細書において、モノクローナル抗体は、特に、重鎖および/または軽鎖の一部が、ある種に由来する抗体の対応配列と同一または相同であるか、または、特定の抗体クラスまたはサブクラスに属しており、他方、鎖の残部が、別の種に由来する抗体の対応配列と同一または相同であるか、または、別の抗体クラスまたはサブクラスに属している「キメラ」抗体(イムノグロブリン)、および少なくとも1つのCH2を含むか、含むように改変されている限り、そのような抗体の断片も含む。非ヒト(例えばマウス)抗体の「ヒト化」型が、ヒトイムノグロブリンに由来する配列を含む、具体的なキメライムノグロブリン、イムノグロブリン鎖、またはその断片(例えばFv、Fab、Fab’、F(ab’)2、または、その他抗体の抗原結合配列)である。抗体のFv断片は、分子全体の結合特性および特異性を保持する、抗体の最小単位である。Fv断片は、抗体の重鎖および軽鎖の可変ドメインが非共有結合によって結合しているヘテロダイマーである。F(ab’)2断片は、ジスルフィド架橋によって連結されたFab断片の両方のアームを含む断片である。
【0048】
ヒト化抗体の最も一般的な形はヒトイムノグロブリン(レシピエント抗体)であって、レシピエントの相補性決定領域(CDR)由来の残基が、非ヒト分子種(ドナー抗体)、例えば、マウス、ラット、またはウサギなどのCDRであって、所望の特異性、アフィニティー、および能力を有するCDRに由来する残基(ドナー抗体)によって置換されているヒトイムノグロブリンである。いくつかの実例において、ヒトイムノグロブリンのFvフレームワーク残基が、対応する非ヒト型残基によって置換されている。さらに、ヒト化抗体は、レシピエント抗体にも導入されたCDRまたはフレームワークの配列にも存在しない残基を含むことがある。これらの修飾は抗体の能力をさらに改良して最大化するように行われるものである。一般に、ヒト化抗体は、少なくとも1つ、典型的には2つの可変領域の実質的にすべてを含むものであって、そこでは、CDR領域のすべて、または実質的にすべてが非ヒト型イムノグロブリンのそれらに対応しており、また、CDR領域のすべて、または実質的にすべてがヒトイムノグロブリンコンセンサス配列のものである。また、ヒト化抗体は、最適には、イムノグロブリン定常領域(Fc)の少なくとも一部、典型的にはヒトイムノグロブリンのものを含む。さらなる詳細に関しては、Jones et al., 1986, Natue 321:522-524; Reichmann et al., 1988, Nature 332:323-327, and Presta, 1992, Cur. Op. Struct. Biol. 2:593-596を参照。
【0049】
抗体またはイムノグロブリンという用語の範囲に含まれる「断片」は、標的分子に特異的に結合する能力がある限り、さまざまなプロテアーゼによる分解によって産生されたもの、化学的切断および/または化学的分離によって産生されたもの、および組換えによって産生されたものなどである。このような断片にはFc、Fab、Fab’、Fv、F(ab’)2および単鎖Fv(scFv)断片がある。
【0050】
本発明の抗体の目的となる標的は、増殖因子レセプター(例えば、FGFR、PDGFR、EGFR、NGFR、およびVEGF)およびそれらのリガンドを含む。他の標的は、Gタンパク質レセプターであり、サブスタンスKレセプター、アンジオテンシンレセプター、α−およびβ−アドレナリンレセプター、セロトニンレセプター、およびPAFレセプターなどである。例えば、Gilman, Ann. Rev. Biochem. 56: 625-649 (1987)参照。その他の標的は、イオンチャンネル(例えば、カルシウム、ナトリウム、カリウムチャンネル)、ムスカリンレセプター、アセチルコリンレセプター、GABAレセプター、グルタミン酸レセプター、およびドーパミンレセプターなどである(Harpold、米国特許第5,401,629号および米国特許第5,436,128号参照)。その他の標的は、接着性タンパク質、例えばインテグリン、セレクチン、およびイムノグロブリンのスーパーファミリーの分子などである(Springer, Nature 346: 425-433 (1999); Osborn, Cell 62:3(1990); Hynes, Cell 69:11 (1992)参照)。その他の標的はサイトカイン、例えばインターロイキンIL−1からIL−13、腫瘍壊死因子αおよびβ、インターフェロンα、β、およびγ、腫瘍増殖因子ベータ(TGF−β)、コロニー刺激因子(CSF)および顆粒球単球コロニー刺激因子(GMCSF)などである。ヒトサイトカイン:基礎および応用研究のためのハンドブック(Human Cytokines: Handbook for Basic & Clinical Research)、Aggrawalら編、ブラックウェルサイエンティフィック社(Blackwell Scientific)、マサチューセッツ州ボストン(Boston)、1991、参照。その他の標的はホルモン、酵素、ならびに細胞内および細胞間のメッセンジャー、例えばアデニルシクラーゼ、グアニルシクラーゼ、およびホスホリパーゼCである。その他の目的となる標的は、白血球抗原、例えばCD20およびCD30である。薬剤も目的の標的となることができる。標的分子はヒト、哺乳動物、細菌のものであってもよい。その他の標的は、抗原、例えばタンパク質、糖タンパク質および炭水化物であって、ウイルス性および細菌性の微生物病原体、および腫瘍由来のものである。さらに別の標的が米国特許第4,366,241号に記載されている。
【0051】
本明細書において検討する免疫Fcレセプターは、FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIb、FcγRIIIa、FcγRIIIbおよびFcRn(新生児のレセプター)などであろう。FcγRIという用語は、別段の指定がない限り、任意のFcγRIサブタイプを意味することができる。FcγRIIという用語は、別段の指定がない限り、任意のFcγRII受容体を意味することができる。FcγRIIIという用語は、別段の指定がない限り、任意のFcγRIIIサブタイプを意味することができる。
【0052】
「誘導体」という用語の範囲には、配列は改変されているが、依然として標的分子に特異的に結合できる抗体(または、その断片)が含まれ、例えば種間キメラ抗体およびヒト化抗体;抗体融合物;ヘテロマー性抗原複合体および抗原融合物、例えばダイアボディー(二重特異性抗体)、単鎖ダイアボディー、およびイントラボディー(例えば、細胞内抗体:研究と疾患への応用(Intracellular Antibodies: Research and Disease Applications)、マラスコ(Marasco)編、シュプリンガー・フェアラーク・ニューヨーク社(Springer-Verlag New York, Inc)、1998年参照)。
【0053】
「非ペプチドアナログ」という用語は、参照ポリペプチドの特性に類似した特性を有する化合物を意味する。非ペプチド化合物は、「ペプチド模倣体」または「ペプチドミメティック」と呼ばれることもある。例えば、Jones、アミノ酸およびペプチドの合成(Amino Acid and Peptide Synthesis)、オクスフォード大学プレス社(Oxford University Press)(1992年);Jung、ペプチドおよび非ペプチドのコンビナトリアルライブラリー:ハンドブック(Combinatorial Peptide and Nonpeptide Libraries: A Handbook)、ジョン・ワイリー社(John Wiley)(1997);Bodanszkyら、ペプチド化学−実用教科書(Peptide Chemistry--A Practical Textbook)、シュプリンガー・フェアラーク社(Springer Verlag)(1993);合成ペプチド:ユーザーガイド(Synthetic Peptides: A Users Guide)(Grantら、W.H.フリーマン社(W. H. Freeman and Co)、1992);Evans et al., J. Med. Client. 30: 1229 (1987); Fauchere, J. Adv. Drug Res. 15:29 (1986); Veber and Freidinger, Trends Neurosci., 8:392-396 (1985);および上記のそれぞれで引用されている文献を参照のこと。これらは参照されて本明細書に組み込まれる。このような化合物はしばしばコンピューター化分子モデリングによって開発される。本発明に係る有用ペプチドに構造的に類似したペプチド模倣体を用いて同等の効果を得ることができるために、それらも本発明の一部と想定されている。
【0054】
アミノ酸置換は、以下のものを含み得る。(1)タンパク質分解に対する感受性を低下させるもの、(2)酸化に対する感受性を低下させるもの、(3)タンパク質複合体を形成する結合アフィニティーを変えるもの、(4)結合アフィニティーまたは酵素活性を変えるもの、および(5)このようなアナログの他の生理化学的または機能的な特性を付与するか、変更するもの。
【0055】
本明細書において、20の通常のアミノ酸およびその略記法は通常の用法に従う。免疫学−合成(Immunology- A Synthesis)(GolubおよびGren編、シナウアーアソシエイツ社(Sinauer Associates)、マサチューセッツ州サンダーランド(Sunderland, Mass.)、第2版、1991)参照。これは参照されて本明細書に組み込まれる。これら20の通常型アミノ酸の立方異性体(例えばD−アミノ酸)、非天然型アミノ酸、例えば、α−,α−2置換アミノ酸など、N−アルキルアミノ酸、およびその他の非通常型アミノ酸も、本発明のポリペプチドにとって適当な成分であり得る。非通常型アミノ酸の例は、4−ヒドロキシプロリン、γ−カルボキシグルタメート、ε−N,N,N−トリメチルリジン、ε−N−アセチルリシン、O−ホスホセリン、N−アセチルセリン、N−ホルミルメチオニン、3−メチルヒスチジン、5−ヒドロキシリジン、N−メチルアルギニン、およびその他の類似アミノ酸ならびにイミノ酸(例えば、4−ヒドロキシプロリン)などである。本明細書において使用するポリペプチド表示法では、標準的な用法および慣例に従って、左側の末端はアミノ末端に対応し、右側の末端はカルボキシ末端に対応している。
【0056】
タンパク質は、このタンパク質をコードする核酸配列が第2のタンパク質をコードする核酸配列と類似の配列を有するならば、第2のタンパク質と「相同性」を有するか、「相同」である。あるいは、2つのタンパク質が「類似」のアミノ酸配列を有していれば、タンパク質は第2のタンパク質と相同性を有する。(このように、「相同タンパク質」という用語は、2つのタンパク質が「類似」したアミノ酸配列を有することを意味するものと定義されている。)好適な実施形態において、相同タンパク質は、野生型タンパク質に対して少なくとも65%の配列相同性を示すものであり、より好ましいのは、少なくとも70%の配列相同性を示すものである。さらに好ましいのは、野生型タンパク質に対して少なくとも75%、80%、85%または90%の配列相同性を示すものである。さらに好ましい実施形態において、相同タンパク質は、少なくとも95%、98%、99%または99.9%の配列相同性を示す。本明細書において使用される場合、アミノ酸配列の2つの領域間の相同性は(特に、予測される構造上の類似点に関して)、機能の類似性を示すものと解釈される。
【0057】
タンパク質またはペプチドに関して「相同な」が用いられる場合、同一でない残基部位はしばしば保存的アミノ酸置換によって異なると認められる。「保存的アミノ酸置換」は、アミノ酸残基が類似の化学特性(例えば、電荷または疎水性)をもつ側鎖(R基)を有する別のアミノ酸残基によって置換されるものである。一般に、保存的アミノ酸置換は、タンパク質の機能的特性を実質的に変えるものではない。2又はそれ以上のアミノ酸配列が、保存的アミノ酸置換によって互いに異なる場合、配列同一性の割合すなわち相同性の程度を上方に調節して、置換の保存的性質を補正することができる。この調節を行う手段は当業者に周知のものである。例えば、Pearson, 1994, Methods Mol. Biol. 24:307-31 and 25:365-89を参照(この文献は参照されて本明細書に組み込まれる)。
【0058】
以下の6つの基はそれぞれ、互いに保存的置換であるアミノ酸を含む。1)セリン(S)、トレオニン(T);2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E);3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q);4)アルギニン(R)、リジン(K)、5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、アラニン(A)、バリン(V)、および、6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W)。
【0059】
ポリペプチドの配列同一性は、配列一致率とも呼ばれるが、一般的には配列解析ソフトウエアを用いて測定する。例えば、ジェネティックコンピュータグループ(GCG)の配列解析ソフトウエアパッケージ、ウィスコンシン大学バイオテクノロジーセンター、ウィスコンシン州53705マディソン、ユニバーシィティーアベニュー910番地(the Sequence Analysis Software Package of the Genetics Computer Group (GCG), University of Wisconsin Biotechnology Center, 910 University Avenue, Madison, Wisconsin 5370)参照。タンパク質解析ソフトウエアは、さまざまな置換、欠失、および、その他の変更、例えば、保存的アミノ酸置換などに割り当てられた相同性の尺度を用いて、類似配列をマッチさせる。例えば、GCGは、初期パラメーターで使用して、密接な関係にあるポリペプチド、例えば、さまざまな生物種由来の相同ポリペプチドの間の、または野性型タンパク質とそのムテインの間の配列相同性または配列同一性を決定することができるプログラム、例えば「Gap」および「Bestfit」を含む。例えば、GCGバージョン 6.1参照。
【0060】
特定のポリペプチド配列を、さまざまな生物に由来する多数の配列を含むデータベースと比較する際に好適なアルゴリズムはBLASTコンピュータープログラムである(Altschul et al, J. Mol. Biol. 215:403-410 (1990); Gish and States, Nature Genet. 3:266-272 (1993); Madden et al, Meth. Enzymol. 266:131-141 (1996); Altschul et al, Nucleic Acids Res. 25:3389-3402 (1997); Zhang and Madden, Genome Res. 7:649-656 (1997))、特にblastpまたはtblastn(Altschul et al, Nucleic Acids Res. 25:3389-3402 (1997))。
【0061】
BLASTpにとって好適なパラメーターは:期待値:10(初期値)、フィルター:seg(初期値)、ギャップを開くコスト:11(初期値)、ギャップを広げるコスト:1(初期値)、アラインメント:100(初期値)、ワードサイズ:11(初期値)、記述数:100(初期値)、ペナルティーマトリックス:BLOWSUM62。
【0062】
相同性を比較するポリペプチド配列の長さは、一般的に少なくとも約16アミノ酸残基、通常は少なくとも約20残基、より通常は少なくとも約24残基、典型的には少なくとも約28残基であり、好ましくは約35残基よりも長い。多数の異なる生物に由来する配列を含むデータベースを検索する際、アミノ酸配列を比較することが好ましい。アミノ酸配列を用いたデータベース検索は、当技術分野において周知のblastp以外のアルゴリズムで測定することができる。例えば、GCGバージョン6.1に含まれるプログラムであるFASTAを用いて、ポリペプチド配列を比較することができる。FASTAは、クエリー配列と検索配列の間で最適に重複する領域のアラインメントと配列一致率とを提供する。Pearson, Methods Enzymol. 183:63-98 (1990)参照(この文献は、参照して本明細書に組み込まれる)。例えば、アミノ酸配列間の配列一致率は、GCGバージョン6.1で提供されているように、FASTAをその初期パラメーター(ワードサイズ2およびPAM250スコアマトリクス)で用いて決定することができる。この文献は参照して本明細書に組み込まれる。
【0063】
「特異的結合」は、2つの分子が環境内の別の分子に結合するよりも、互いに結合しようとする能力を意味する。典型的には、「特異的結合」は、ある反応における偶発的な結合から少なくとも2倍、より典型的には少なくとも10倍、しばしば少なくとも100倍差をつけて区別できる。典型的には、特異的結合反応のアフィニティーまたはアビディティーは約10-7M以上(例えば、約10-8M、10-9M、またはそれ以上)である。
【0064】
本明細書において使用される「領域」という用語は、生体分子の一次構造の物理的に連続した部分を意味する。タンパク質の場合には、領域は、そのタンパク質のアミノ酸配列の連続した部分によって画定される。
【0065】
本明細書において使用される「ドメイン」という用語は、生体分子の公知の機能、または推測される機能に寄与する生体分子の構造を意味する。ドメインは、その領域または一部と同一の範囲を有することができ、また、ドメインは、生体分子の別個の非連続領域を含むこともできる。
【0066】
本明細書において使用される「分子」という用語は、任意の化合物、例えば低分子、ペプチド、タンパク質、糖タンパク質、糖、ヌクレオチド、核酸、脂質などであるが、これらに限定されず、また、このような化合物は天然のものでも、合成されたものでもよい。
【0067】
本明細書において使用される「含む(comprise)」という用語、または、その変形である、例えば、「含む(comprises)」または「含んでいる(comprising)」は、規定された整数または整数群を含むことを意味するが、他の整数または整数群を除くことを意味するものではないと理解されるであろう。
【0068】
本明細書において使用される「から本質的になる」という用語は、規定された整数または整数群を含むが、規定された整数に本質的に影響を与えるか、それを変えるような変更または他の整数を除く意味であると理解されるべきである。N−グリカンの分子種に関して、規定されたN−グリカン「から本質的になる」という用語は、糖タンパク質のアスパラギン残基に直接連結したN−アセチルグルコサミン(GlcNAc)において、N−グリカンがフコシル化しているか否かにかかわらず、N−グリカンを含むと理解されるべきである。
【0069】
本明細書において、「主に」という用語、またはその変化形、例えば「主要な」または「主要である」は、糖タンパク質がPNGアーゼにより処理されて、質量分析法、例えばMALDI−TOF MSによって解析されたグリカンを放出後、全N−グリカンのモルパーセント(%)が最も高いグリカン種を意味すると理解されるべきである。すなわち、「主に」という語句は、個々の存在物、例えば特定のグリコフォームが、他の個々の存在物よりも大きいモルパーセントで存在していることと定義される。例えば、ある組成物が、40%モルパーセントの分子種A、35%モルパーセントの分子種B、および25%モルパーセントの分子種Cからなっている場合、この組成物は主に分子種Aを含み、分子種Bは2番目に最も主な分子種であろう。
【0070】
本明細書において、特定の糖残基、例えばフコース、またはガラクトースなど「を本質的に含まない」という用語は、その糖タンパク質組成物が、このような残基を含むN−グリカンを実質的に欠いていることを示す。純度に関して表現される場合、「本質的に含まない」とは、このような糖残基を含むN−グリカン構造体の量が、重量パーセントまたはモルパーセントで、10%を超えず、好ましくは5%よりも少なく、より好ましくは1%よりも少なく、最も好ましくは0.5%よりも少ないことを意味する。従って、本発明に係る糖タンパク質組成物中のN−グリカン構造体の実質的に全てが、フコースを含まないか、ガラクトースを含まないか、あるいは両者を含まないかである。
【0071】
本明細書において、いずれの時点でもN−グリカン構造上に特定の糖残基、例えばフコースまたはガラクトースが検出可能な量存在しない場合に、糖タンパク質組成物が、これらの糖残基を「欠く」または「欠いている」と言う。例えば、好適な実施形態において、糖タンパク質組成物は、上記したような下等真核生物、例えば、酵母菌[例えば、ピキア種(Pichia sp.)、サッカロミセス種(Saccharomyces sp.)、クルイベロミセス種(Kluyveromyces sp.)、アスペルギルス種(Aspergillus sp.)]によって産生されるが、これらの生物の細胞はフコシル化N−グリカン構造体を産生するのに必要な酵素を持たないため、「フコースを欠く」。従って、「フコースを本質的に含まない」という用語は「フコースを欠く」と言う用語を包含する。しかし、ある組成物が、一時フコシル化N−グリカン構造体を含んでいたか、上記したように、限定的ではあるが検出可能な量のフコシル化N−グリカン構造体を含んでいても、その組成物は「フコースを本質的に含まない」ということができる。
【0072】
本明細書で使用される「結合活性の増加」という語句は、「結合アフィニティーの増加」と同義的に使用され、IgG分子とレセプターまたは別段に記載された分子との結合の増加を意味する。
【0073】
本明細書で使用される「結合活性の低下」という語句は、「結合アフィニティーの低下」と同義的に使用され、IgG分子とレセプターまたは別段に記載された分子との結合の低下を意味する。
【0074】
本明細書で使用される「ファゴサイトーシス」という語句は、免疫複合体を除去することと定義される。ファゴサイトーシスは、免疫細胞、例えばマクロファージおよび好中球であるが、これらに限定されない免疫細胞の免疫学的活性である。
【0075】
抗体および抗体抗原複合体の免疫系細胞との相互作用、およびさまざまな反応、例えば、抗体依存性細胞介在性細胞傷害(ADCC)および補体依存性細胞傷害(CDC)、免疫複合体の除去(ファゴサイトーシス)、B細胞による抗体産生、ならびにIgG血清半減期などは、それぞれ以下に定義されている:Daeron et al, 1997, Annu. Rev. Immunol. 15: 203-234; Ward and Ghetie, 1995, Therapeutic Immunol. 2:77-94; Cox and Greenberg, 2001, Semin. Immunol. 13: 339-345; Heyman, 2003, Immunol. Lett. 88:157-161; and Ravetch, 1997, Curr. Opin. Immunol. 9: 121-125。
【0076】
別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明の属する技術分野の当業者によって共通して理解されている意味と同一の意味を有する。例示的な方法および材料を以下で説明するが、本明細書に記載されたものと類似または同等の方法および材料も、本発明を実施する際に使用することができ、それらは、当業者には明白である。本明細書に記載されているすべての刊行物およびその他の参考文献は、それら全体が参照されて本明細書に組み込まれる。矛盾がある場合には、定義を含み本明細書の記載が優先する。材料、方法、および例は単に説明のためのものであり、限定するものではない。
【0077】
組換えIg−GlcNAc2Man3GlcNAc2分子
本発明は、主なGlcNAc2Man3GlcNAc2 N結合型グリコフォームをもつグリコシル化Ig集団を含む組成物を提供する。また、本発明は、抗体のエフェクター機能、例えばレセプター結合を媒介する主なGlcNAc2Man3GlcNAc2 N結合型グリコフォームをもつIgおよびIg組成物も提供する。好ましくは、本発明のIgとFcγRIIIレセプターとの相互作用が、直接結合活性の増加をもたらす。そして、好ましくは、本発明のIgとFcγRIIbレセプターとの相互作用が、直接結合活性の低下(または欠乏)をもたらす。別の実施形態において、本発明のIgまたはIg組成物は、グリコフォーム構造の増加/優勢によって付与される結合活性の増加を示す。本発明の顕著な特徴は、抗体のエフェクター機能、例えばADCC活性の上昇、またはB細胞による抗体産生の増加などを媒介する主要な特異的グリコフォームをもつIgおよびIg組成物を提供することである。別の実施形態において、本発明のIgおよびIg組成物は、グリコフォーム構造の増加/優勢によって付与される、ADCC活性の上昇、またはB細胞による抗体産生の増加を示す。さらに、主要なグリコフォームを有するIg組成物を作製する利点は、望ましくないグリコフォームをもつIgの産生、および/または、望ましくない効果を誘発し、および/またはより効果的なIgグリコフォームの濃度を低下させ得る不均質なIg混合物の産生を避けることにあることは、当業者には容易に分かることであろう。従って、主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2グリコフォームをもつIgを含む医薬組成物は、FcγRIIbへの結合低下、およびFcγRIIIaおよびFcγRIIIbへの結合上昇などであるが、これらに限定されない有益な特徴を有し、また、それゆえ、低用量で効果があるため、より高い効率/効能をもち得る。
【0078】
一つの実施形態において、本発明のIg分子は、Ig分子における抗体エフェクター機能を媒介するFc領域上にある重鎖のCH2ドメインのAsn−297に少なくとも1つのGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造を含む。好ましくは、GlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造は、ダイマーになったIgの各CH2領域の各Asn−297上にある(図1)。別の実施形態において、本発明は、本質的にAsn−297のGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造からなるN−グリカンによって主にグリコシル化されているIgを含む組成物を提供する(図1)。あるいは、Ig分子上に存在する1又はそれ以上の炭水化物成分を欠失したり、および/またはその分子に付加することができ、それによって、Ig上のグリコシル化部位の数を増やしたり削除したりすることができる。さらに、Ig分子のCH2領域内にあるN結合型グリコシル化部位の位置は、分子内のさまざまな位置にアスパラギン(Asn)またはN−グリコシル化部位を導入することによって変えることができる。Asn−297は、典型的には、マウスおよびヒトのIgG分子に見られるN−グリコシル化部位である(Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest), 1991)が、この部位が、想定できる唯一の部位ではなく、また、この部位が、必ずしも機能のために維持されなければならないということでもない。公知の変異誘発法を用いて、当業者は、本発明のIgをコードするDNA分子を改変して、Asn−297のグリコシル化部位を欠失させ、さらには、DNA分子を改変して、Ig分子内の別の位置にN−グリコシル化部位を作出することができる。Ig分子のCH2領域内にN−グリコシル化部位を作出するのが好適である。しかし、IgのFab領域のグリコシル化が30%の血清抗体で、一般的にはAsn−75で見られると記載されている(Rademacher et al, 1986, Biochem. Soc. Symp., 51: 131-148)。Ig分子のFab領域におけるグリコシル化は、Fc領域におけるN−グリコシル化とともに、または単独で起こり得る付加的な部位である。
【0079】
一つの実施形態において、本発明は、主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカン構造を有する組換えIg組成物であって、該GlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造が、その組換えIg組成物の2番目に主要なグリカン構造よりも少なくとも約5モルパーセント多いレベルで存在する組成物を提供する。好適な実施形態において、本発明は、主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造を有する組換えIg組成物であって、該GlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造が、その組換えIg組成物の2番目に主要なグリカン構造よりも少なくとも約10モルパーセントから約25モルパーセント多いレベルで存在する組成物を提供する。より好適な実施形態において、本発明は、主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造を有する組換えIg組成物であって、該GlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造が、その組換えIg組成物の2番目に主要なグリカン構造よりも少なくとも約25モルパーセントから約50モルパーセント多いレベルで存在する組成物を提供する。好適な実施形態において、本発明は、主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造を有する組換えIg組成物であって、該GlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造が、その組換えIg組成物の2番目に主要なグリカン構造よりも少なくとも約50モルパーセントよりも多いレベルで存在する組成物を提供する。別の好適な実施形態において、本発明は、主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造を有する組換えIg組成物であって、該GlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造が、その組換えIg組成物の2番目に主要なグリカン構造よりも少なくとも約75モルパーセントよりも多いレベルで存在する組成物を提供する。さらに別の実施形態において、本発明は、主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造を有する組換えIg組成物であって、該GlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造が、その組換えIg組成物の2番目に主要なグリカン構造よりも少なくとも約90モルパーセントよりも多いレベルで存在する組成物を提供する。主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカン構造(89.7%)を有するJC−IgGのMALDI−TOF分析を図3に示す。
【0080】
Ig−GlcNAc2Man3GlcNAc2のFcγRIIIへの結合増加
FcγRIIIaおよびFcγRIIIbに結合するIgのエフェクター機能、例えばADCCの活性化は、Ig分子のFc領域によって媒介される。さまざまな機能が、この領域のさまざまなドメインによって媒介される。従って、本発明は、Ig分子上のFc領域が、エフェクター機能を実行することのできる主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンを有するIg分子および組成物を提供する。一つの実施形態において、主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンを有するFc領域は、FcγRIIIa(図6)レセプターおよびFcγRIIIb(図5)レセプターへの結合の増加をもたらす。別の実施形態において、Fcは主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンを有する。Fc領域を含む分子、例えばイムノアドヘシン(Chamow and Ashkenazi, 1996, Trends Biotechnol. 14: 52-60; Ashkenazi and Chamow, 1997, Curr Opin. Immunol. 9: 195-200)、Fc融合タンパク質、および抗体様分子も本発明に包含されることは、当業者にとって容易に分かることである。
【0081】
Ig分子のFcレセプターへの結合活性(アフィニティー)を測定法によって決定することができる。IgGによるFcγRIII結合測定法の例が実施例6に記載されている。当業者は、この測定法があらゆるイムノグロブリン分子の測定法とともに使用できるよう簡単に適合させ得ることを認識している。
【0082】
主にGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンを有するJC−IgG(本発明に従って作製されたIg)は、図4および図5に示すように、Rituximab(登録商標)に比べ、FcγRIIIbおよびFcγRIIIaへの結合活性が5から100倍高くなっている。
【0083】
非常に興味深いことに、FcγRIIIa遺伝子の二形性は2つのアロタイプ、FcγRIIIa−158VおよびFcγRIIIa−158Fを形成する(Dall'Ozzo et al., 2004, Cancer Res. 64: 4664-4669)。FcγRIIIa−158Vについてホモ接合の遺伝子型は、Rituximab(登録商標)に対する高い臨床反応と関連する(Cartron et al., 2002, Blood, 99: 754-758)。しかし、ほとんどの集団は、1つのFcγRIIIa−158Fアリルを持っており、それによって、Rituximab(登録商標)は、ほとんどの集団に対し、FcγRIIIa結合を介してADCCを誘導する効果が低くなっている。ただし、Rituximab(登録商標)様抗CD20抗体が、フコシルトランスフェラーゼ活性を持たない宿主細胞で発現されると、この抗体は、FcγRIIIa−158FおよびFcγRIIIa−158Vのどちらを介するADCCも促進するのに等しく有効である。(Niwa et al., 2004, Clin. Canc Res. 10: 6248-6255)。本発明の一定の好適な実施形態の抗体は、N−グリカンにフコースを付加しない宿主細胞(例えば、P.パストリス、すなわちフコースを欠乏した酵母菌宿主;実施例1、2参照)で発現される。従って、フコースを含まず、FcγRIIIa−158Fに対する結合を向上させている本発明の抗体は、Rituximab(登録商標)に対する臨床反応の低下を示している多くの患者を治療するのに特に有用であろう。
【0084】
Ig−GlcNAc2Man3GlcNAc2のFcγRIIbレセプターへの結合低下
FcγRIIbに結合するIgのエフェクター機能、例えばB細胞による抗体産生の増加、およびADCC活性の増加などは、Ig分子のFc領域によって媒介される。さまざまな機能が、この領域のさまざまなドメインによって媒介される。従って、本発明は、Ig分子上のFc領域が、エフェクター機能を実行することができる主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンを有するIg分子および組成物を提供する。一つの実施形態において、主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンを有するIg分子のFc領域は、FcγRIIbレセプターに対する結合の低下をもたらす。Fc領域を含む分子、例えばイムノアドヘシン(Chamow and Ashkenazi, 1996, Trends Biotechnol. 14: 52-60; Ashkenazi and Chamow, 1997, Curr Opin. Immunol. 9: 195-200)、Fc融合タンパク質、および抗体様分子も本発明に包含されることは、当業者にとって容易に分かることである。
【0085】
Ig分子のFcレセプターへの結合活性(アフィニティー)を測定法によって決定することができる。IgG1によるFcγRIIb結合測定法の例が実施例6に開示されている。当業者は、この開示された測定法をあらゆるイムノグロブリン分子に関連して使用できるよう簡単に適合させ得ることを認識している。
【0086】
主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンを有するJC−IgG(本発明のIg)は、図6に示すように、Rituximab(登録商標)に比べ、FcγRIIbへの結合活性が2〜3倍低くなっている。
【0087】
抗体依存性細胞媒介性細胞傷害の増加
さらに別の実施形態において、GlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンを主要なN−グリカンとして有するIgのFcγRIIIaまたはFcγRIIIbへの結合の増加は、FcγRIII媒介性ADCCの増加をもたらす。FcγRIII(CD16)レセプターがADCC活性に関与することは十分に確認されている(Daeron et al., 1997, Annu. Rev. Immunol. 15: 203-234)。別の実施形態において、GlcNAc2Man3GlcNAc2を主要なN−グリカンとして有するIgのFcγRIIbへの結合の低下は、ADCCの増加をもたらす(Clynes et al., 2000、前掲)。本発明のIg分子は、主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカンが存在することによって高いADCC活性を示す。
【0088】
B細胞枯渇を測定するインビトロ測定法、および蛍光放出ADCC測定法の例が実施例7に開示されている。当業者は、これら開示された測定法を、任意のIg分子に関する条件に簡単に適合させうることを承知している。さらに、動物モデルにおけるインビボADCC測定法を、Borchmann et al., 2003, Blood, 102: 3737-3742, Niwa et al., 2004, Cancer Research, 64: 2127-2133、および実施例7から、任意の特異的IgGに対して適合させることができる。
【0089】
B細胞による抗体産生の増加
制御FcγR経路を介した腫瘍に対する抗体の関与が明らかにされている(Clynes et al., 2000, Nature, 6: 443-446)。すなわち、FcγRIIbが、免疫受容体活性型チロシンモチーフ(ITAM)を含むレセプター、例えば、B細胞レセプター(BCR)、FcγRI、FcγRIII、およびFcεRIと共架橋すると、ITAM介在シグナルを阻害することが知られている(Vivier and Daeron, 1997, Immunol. Today, 18: 286-291)。例えば、FcgRII特異的抗体を加えると、FcgRIIBに対するFc結合が阻害され、増強されたB細胞増殖がもたらされる(Wagle et al., 1999, J of Immunol. 162: 2732-2740)。従って、一つの実施形態において、本発明のIg分子は、FcγRIIbレセプター結合の低下を媒介して、B細胞の活性化をもたらし、ひいては、形質細胞による抗体産生を触媒することができる(Parker, D.C. 1993, Annu. Rev. Immunol. 11 : 331-360)。B細胞により、IgG1を用いて行われる抗体産生を測定する測定法の例を実施例6に記載する。当業者は、この測定法を、任意のイムノグロブリン分子を測定する方法とともに使用するために簡単に適合させ得ることを認識している。
【0090】
その他の免疫学的活性
好中球におけるエフェクター細胞分子の改変された表面発現が、細菌感染に対する感受性を上昇させることが示されている(Ohsaka et al, 1997, Br. J. Haematol. 98: 108-113)。さらに、IgGのFcγRIIIaエフェクター細胞レセプターへの結合が、腫瘍壊死因子アルファ(TNF−α)の発現を制御することが明らかにされている(Blom et al., 2004, Arthritis Rheum., 48: 1002-1014)。さらには、Fcγによって誘導されたTNF−αも、好中球がIgGコートされた赤血球に結合してそれを貪食する能力を高める(Capsoni et al, 1991, J. Clin. Lab Immunol. 34: 115-124)。従って、FcγRIIIへの結合の上昇を示す本発明のIg分子および組成物は、TNF−αの発現上昇をもたらすことができると考えられる。
【0091】
FcγRIIIレセプター活性が上昇すると、リソソームベータ−グルクロニダーゼ、およびその他のリソソーム酵素を上昇させることが示されている(Kavai et al., 1982, Adv. Exp Med. Biol. 141: 575-582; Ward and Ghetie, 1995, Therapeutic Immunol., 2: 77-94)。さらに、免疫レセプターが、それらのリガンドによって結合した後の重要な工程は、それらを内部移行させてリソソームに運搬することである(Bonnerot et al., 1998, EMBOJ., 17: 4906-4916)。従って、FcγRIIIaおよびFcγRIIIbへの結合の上昇を示す本発明のIg分子および組成物は、リソソーム酵素の分泌の増加をもたらすことができると考えられる。
【0092】
専ら好中球上だけに存在すると、FcγRIIIbは、免疫複合体の集合に主要な役割を果たし、また、それが凝集すると、オプソニン化された病原体の破壊をもたらすファゴサイトーシス、脱顆粒、および呼吸バーストを活性化させる。好中球の活性化は、タンパク質分解によって切断されたレセプターの可溶型であって、レセプターの2つの細胞外ドメインに対応するものの分泌をもたらす。可溶型FcγRIIIbは、FcγR依存性エフェクター機能の競合的阻害によって、そして、補体レセプターCR3への結合を介して調節機能を発揮し、炎症性メディエーターの産生をもたらす(Sautes-Fridman et al., 2003, ASHI Quarterly, 148-151)。
【0093】
このように、本発明は、本質的にGlcNAc2Man3GlcNAc2からなるN−グリカンを含むイムノグロブリン分子を提供し、イムノグロブリン、およびそれに結合した複数のN−グリカンを含む組成物であって、該複数のN−グリカン内の主要なN−グリカンが本質的にGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる組成物を提供する。いずれの実施形態においても、イムノグロブリンにおける該GlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンの優勢が、好ましくは、本明細書に示すようなFcγRIIIaおよびFcγRIIIbへの結合の向上、およびFcγRIIbへの結合の低下に加えて、所望の治療エフェクター活性を付与する。
【0094】
イムノグロブリンのサブクラス
IgGサブクラスは、Fcレセプターに対するさまざまな結合アフィニティー(Huizinga et al., 1989, J. of Immunol, 142: 2359-2364)をもつことが示されている。各IgGサブクラスは、本発明のさまざまな態様において特別な利点を提供することができる。すなわち、一つの態様において、本発明は、IgG1分子に結合した主要なN−グリカンとしてGlcNAc2Man3GlcNAc2を含むIgG1組成物を提供する。別の態様において、本発明は、IgG2分子に結合した主要なN−グリカンとしてGlcNAc2Man3GlcNAc2を含むIgG2組成物を含む。さらに別の態様において、IgG3分子に結合した主要なN−グリカンとしてGlcNAc2Man3GlcNAc2を含むIgG3組成物を含む。別の態様において、本発明は、IgG4分子に結合した主要なN−グリカンとしてGlcNAc2Man3GlcNAc2を含むIgG4組成物を含む。
【0095】
あるいは、本発明は、5つの主な種類のイムノグロブリン:IgA、IgD、IgE、IgM、およびIgGのすべてに適用することが可能である。好適な本発明のイムノグロブリンは、ヒトIgGであり、好ましくはIgG1、IgG2、IgG3、またはIgG4のサブタイプの一つに由来するものである。より好ましくは、本発明のイムノグロブリンはIgG1分子である。
【0096】
抗体のエフェクター機能および活性を媒介する組換えイムノグロブリン(Ig)の作製
一つの態様において、本発明は、本質的にCH2ドメインのAsn−297にGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造からなるN−グリカンを有する組換えIg分子であって、抗体のエフェクター機能および活性を媒介するIg分子を作製する方法、および、同じく、イムノグロブリンに結合した主要なN−グリカンがGlcNAc2Man3GlcNAc2であるイムノグロブリン組成物を提供する。一つの実施形態において、Igの重鎖および軽鎖を、重複オリゴヌクレオチドを用いて合成し、宿主細胞の中で発現させるために発現ベクター(実施例1)の中に別々にクローニングする。好適な実施形態において、組換えIgの重鎖および軽鎖を、主にGlcNAc2Man3GlcNAc2の付加を触媒する宿主株の中で発現させる。一つの実施形態において、このグリコフォーム構造は、より具体的に、IgのFc領域のアミノ酸Asn−297の窒素と、GlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン上のN−アセチル−β−1,4−D−グルコサミンのヒドロキシル基の間に結合を形成する[(GlcNAcβl,2−Manαl,3)(GlcNAcβl,2−Manαl,6)−Manβl,4−GlcNAcβl,4−GlcNAc]と表記される。さらに別の実施形態において、この主要なグリカンを、Ig分子内のさまざまな部位のアスパラギンに、または、Fab領域のN−グリコシル化部位と組み合わせて付加することができる。
【0097】
主にGlcNAc2Man3GlcNAc2を有するIgの下等真核生物における産生
本発明の一つの態様は、自然にグリコフォームを低収率で産生する哺乳動物細胞で発現された糖タンパク質の組成物よりも優れている該GlcNAc2Man3GlcNAc2グリコフォームを主にもつイムノグロブリンまたは抗体分子を産生するために使用することができる組換え下等真核生物宿主細胞を提供する。
【0098】
糖タンパク質の組成物が、容易に再現可能な所定のグリコシル化パターンで提供されることが、本発明のもう一つの利点である。このような組成物の特性を測定し、所望の特性となるよう最適化する一方で、有害な作用を最小化するか完全に回避することができる。
【0099】
また、本発明は、本質的にGlcNAc2Man3GlcNAc2からなるN−グリカンを含むIg分子、およびGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造をもつIg組成物を産生するために1又はそれ以上の核酸を発現するよう改造または選択された組換え宿主細胞を作製する方法も提供する。本発明の一定の実施形態において、組換え宿主細胞は、好ましくは組換え下等真核生物宿主細胞を用いて、主にGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカンをもつ該Ig分子および組成物を産生する。
【0100】
他の好適な実施形態において、本発明は、組換え宿主細胞から、または本発明の方法によって得ることができる糖タンパク質を含む。
【0101】
本発明の宿主細胞は、所望のIg領域をコードするベクターで、および、1又はそれ以上の本明細書記載のグリコシル化関連酵素で形質転換して、その後、主要なGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンを有する組換えIg分子または組成物の発現を選択することができる。本発明の組換え宿主細胞は、真核生物または原核生物の宿主細胞、例えば、動物、植物、昆虫、細菌などの細胞であって、主にGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカン構造を有するIg組成物を産生するよう改造または選択された宿主細胞でもよい。
【0102】
好ましくは、本発明の組換え宿主細胞は、当技術分野において既述されている(WO 02/00879、WO 03/056914、WO 04/074498、WO 04/074499、Choi et al, 2003, PNAS, 100: 5022-5027;Hamilton et al, 2003, Nature, 301: 1244-1246、およびBobrowicz et al, 2004, Glycobiology, 14: 757-766)ように遺伝子操作された下等真核生物宿主細胞である。具体的には、国際公開公報番号WO 02/00879は、下等真核生物宿主において特にGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカン構造をもつ糖タンパク質を発現させるための教示内容を開示している。すなわち、WO 03/056914は、糖タンパク質上に少なくとも75モルパーセントのGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカン構造を得るための方法(図22)を開示し、また、図30、31、および第207〜211段落でイムノグロブリンを開示している。
【0103】
本発明の一つの実施形態において、IgG1をコードするベクター、例えば、JC−IgGを含むAOXl/pPICZAベクター(実施例1)を、酵母P.パストリスYAS309菌株に導入する。このYAS309菌株は、K3レポータータンパク質が除去されたYSH44菌株に類似しており(Hamilton et al., 2003, Science, 301: 1244-1246)、しかも、既述されているように(米国特許出願第11/020808号)破壊されたPON1遺伝子とMNN4b遺伝子、および既述されているようにして(米国特許出願第11/108088号)導入されたβ−1,4ガラクトシルトランスフェラーゼ遺伝子をもつ。Δpno1Δmnn4bという二重破壊は、マンノシルリン酸化(mannosylphosphorylation)の消失をもたらす。URA5遺伝子に隣接するYSH44(Hamilton et al., 2003)について記載されているようにして導入されたマンノシダーゼII遺伝子は、菌株を5−フルオロオロチン酸(5−FOA)上で増殖させることによってノックアウトした(Guthrie and Fink, Guide to Yeast Genetics and Molecular Biology, Methods in Enzymology, Vol. 169, Academic Press, San Diego)。そして、マンノシダーゼII活性をAMR2遺伝子座に再導入し、その結果、マンノシダーゼII活性が再導入され、AMR2遺伝子が喪失し、それによって、既述のとおりβ−マンノシル化を消失させた(米国特許出願第11/118008号)。このYAS309菌株由来の糖タンパク質は、主にGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンをもち、さらにβ−ガラクトシダーゼ処理によって(実施例3)、JC−IgG上のN−グリカンは89.7%のGlcNAc2Man3GlcNAc2を有する(実施例3)。
【0104】
あるいは、当技術分野において知られているいくつかの方法を用いて、本発明の抗体を発現させることができる(Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications, pp. 79-97 (Marcel Dekker, Inc., New York, 1987)。
【0105】
主にGlcNAc2Man3GlcNAc2を有するIgのΔalg3酵母宿主における産生
あるいは、本発明のイムノグロブリンを、インビボでGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンを合成する下等真核生物宿主の中で発現させることができる。このような宿主を、既述した(WO03/056914)ようにΔalg3変異体であって、既述したようにして(前掲)導入されたα−1,2マンノシダーゼ遺伝子、N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼI遺伝子、α−マンノシダーゼII遺伝子、およびN−アセチル−グルコサミニルトランスフェラーゼII遺伝子をもつ変異体に改造することができるであろう。このような宿主に導入されたイムノグロブリンは、インビボ法によって、主にGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカンを発現する。
【0106】
下等真核生物におけるグリコシルトランスフェラーゼの発現および安定した遺伝子組み込み
下等真核生物宿主株(例えばP.パストリス)において、選択マーカー、例えば、URA3、URA5、HIS4、SUC2、G418、BLA、またはSH BLAを用いて異種遺伝子を導入し、その組み込みを確認する方法が記載されている。そのような方法は、発現系が下等真核生物で産生される場合には、本発明のIgを産生するのに合わせて変えることができる。さらに、URA3マーカーを反復して用いて不要なマンノシルトランスフェラーゼ活性を除去できるようにする方法が記載されいる。Alani et al., 1987, Genetics, 116: 541-545および米国特許第6,051,419号には、P.パストリスのURA3遺伝子を破壊することに基づく選抜系が記載されている。好ましくは、PpURA3−またはPpURA5−ブラスターカセット(blaster cassette)を用いて、URA3、URA5、またはウラシル生合成経路の任意の遺伝子を破壊して、ウラシルに対する栄養要求性、および5−フルオロオロチン酸(5FOA)(Boeke, et al, 1984, Mol. Gen. Genet, 197: 345-346)に基づいた陽性選抜および陰性選抜の両方が可能になる。従って、当業者は、このようなシステムによって、選抜および逆選抜による複数の異種遺伝子の挿入が可能になることを認識している。
【0107】
さらなる酵素修飾
さらなる酵素欠失が、ヒトで異常な免疫原活性を付与する可能性のあるマンノシルホスホリレーション(mannosylphosphorylation)またはβ-マンノシル化を含まないIgを単離するために有益または必要であり得る。既述したとおり、米国特許出願第11/020808号は、マンノシルホスホリレーションを消失させる方法を開示しており、米国特許出願第11/118008号は、β−マンノシル化を失わせる方法を開示している。
【0108】
主にGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造をもつIgの別のタンパク質発現系における産生
主要なグリカン構造をもつIgを発現させるために改造を必要とするか、またはそれを必要としない異種タンパク質を発現させるために発現宿主系(生物)が選択されることが、当業者には理解されている。本明細書に記載されている実施例は、Asn−297または別のN−グリコシル化部位、またはその両方に特定のグリカンをもつIgの発現を実施する一方法の例である。当業者は、これらの発明の詳細および実施例の記載を、容易に任意のタンパク質発現宿主系(生物)に適合させることができる。
【0109】
その他のタンパク質発現宿主系、例えば動物細胞、植物細胞、昆虫細胞、細菌細胞などを用いて、本発明に係るIg分子および組成物を作出することができる。このようなタンパク質発現宿主系を改造または選択して、主要なグリコフォームを発現させることができ、あるいは、自然に主要なグリカン構造を有する糖タンパク質を産生させることができる。主要なグリコフォームを有する糖タンパク質を産生する改造されたタンパク質発現宿主系の例は、遺伝子ノックアウト/変異(Shields et al, 2002, JBC, 277: 26733-26740);における遺伝子操作(Umana et al, 1999, Nature Biotech., 17: 176-180)、または両者を併用する系などである。あるいは、特定の細胞は、主要なグリコフォームを自然に発現する。例えば、ニワトリ、ヒト、およびウシである(Raju et al, 2000, Glycobiology, 10: 477-486)。従って、本発明に従った主に特定の1つのグリカン構造をもつIg糖タンパク質または組成物の発現を、多くの発現宿主系の少なくとも1つを選択することによって、当業者により得ることができる。さらに、当技術分野に存在する糖タンパク質を産生させるための発現宿主系は、CHO細胞:Raju WO9922764A1およびPresta WO03/035835A1;ハイブリドーマ細胞:Trebak et al, 1999, J. Immunol. Methods, 230: 59-70;昆虫細胞:Hsu et al, 1997, JBC, 272:9062-970、および植物細胞:Gerngross et al, WO04/074499A2などである。
【0110】
IgGの精製
抗体を精製および単離する方法は公知であり、当技術分野において開示されている。例えば、Kohler & Milstein, (1975) Nature 256:495;Brodeur et al, モノクローナル抗体産生の技術および応用(Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications)、pp.51−63、マーセル・デッカー社(Marcel Dekker, Inc)、New York, 1987);Goding、モノクローナル抗体:原理と実用(Monoclonal Antibodies: Principles and Practice)pp.59−104(アカデミックプレス社(Academic Press)、1986); and Jakobovits et al. (1993) Proc. Natl. Acad. ScL USA 90:2551-255 and Jakobovits et al, (1993) Nature 362:255-258を参照。さらなる実施形態において、抗体または抗体断片を、McCafferty et al (1990) Nature, 348:552-554 (1990)に記載されている技術を用いて作製した抗体ファージライブラリーから、適当な抗体または抗体断片を選択するために目的の抗原を用いて単離することができる。
【0111】
本発明の方法に従って産生された組換えIg分子は、実施例3に概略された方法に従って精製することができる。図2は、YAS309から精製されたJC−IgGのSDS−PAGEクーマシーブルー染色ゲルを示している。一つの実施形態において、精製されたIg抗体は、主要なN−グリカンとしてGlcNAc2Man3GlcNAc2を有する。グリカンの分析およびIg分子上での分布を、当業者に公知のいくつかの質量分析法、例えばHPLC、NMR、LCMS、およびMALDI−TOF MSであるが、これらに限定されない方法で決定することができる。好適な実施形態において、実施例5に開示されているように、MALDI−TOF MS分析法によってグリカン分布を決定する。図3は、YAS309から精製され、β−ガラクトシダーゼで処理された(実施例3)JC−IgGのMALDI−TOFスペクトルを示している。このMALDI−TOFは、全N−グリカンの約89.7モル%がGlcNAc2Man3GlcNAc2であることを示している。
【0112】
医薬組成物
本発明の抗体は、活性治療因子としての抗体、およびその他さまざまな医薬上許容され得る成分を含む医薬組成物に取り込ませることができる。レミントンの薬剤科学(Remington's Pharmaceutical Science)、(第15版、マックパブリシング社(Mack Publishing Company)、ペンシルバニア州イーストン(Easton)1980))参照。好適な形態は、所望の投与方法および治療用途に応じて変わる。また、組成物は、所望の処方に応じて、医薬上許容され得る非毒性の担体または希釈剤、すなわち、動物またはヒトに投与するための医薬組成物を処方するために一般的に使用されている賦形剤と定義されるものも含むことが可能である。希釈剤は、組み合わせたものの生物学的活性に影響を与えないよう選択する。そのような希釈剤の例は、蒸留水、生理学的リン酸緩衝食塩水、リンゲル液、デキストロース溶液、およびハンクス液である。さらに、医薬的な組成物または処方剤は、その他の担体、アジュバント、または非毒性非治療性非免疫原性の安定剤などを含むこともできる。
【0113】
非経口投与するための医薬組成物は、滅菌され、実質的に等張で、発熱物質を含まず、また、FDAまたは同様の組織のGMPに従って調製される。抗体は、生理学的に許容される希釈剤に、滅菌液、例えば水、油、食塩水、グリセロール、またはエタノールでもよい医薬用担体とともに入った物質の溶液または懸濁液の注射用調剤として投与することができる。さらに、補助剤、例えば湿潤剤もしくは乳化剤、界面活性剤、pH緩衝物質などを組成物に入れることもできる。医薬組成物のその他の成分は、石油、動物、植物、または合成に由来するもので、例えば、ピーナッツオイル、大豆油、および鉱油である。一般的には、グリコール、例えばプロピレングリコールまたはポリエチレングリコールが好適な液体担体であり、特に、注射溶液として好適である。抗体は、活性成分の徐放が可能になるように処方することができる蓄積注射またはインプラント用製剤の形態にして投与することができる。一般的には、組成物は、溶液または懸濁液である注射液として調製されるが、注射の前に液体賦形剤で溶液とするか、または懸濁液とするのに適した固形のものを調製することも可能である。また、上記したように、調製剤を乳化するか、またはリポソームまたはマイクロ粒子、例えばポリラクチド、ポリグリコリド、または高いアジュバント効果を生じさせるコポリマーにカプセル封入することもできる。(Langer, Science 249, 1527 (1990), and Hanes, Advanced Drug Delivery Reviews 28, 97-119 (1997) 参照)。
【0114】
診断用製品
本発明の抗体は、さまざまな診断用キット、およびその他の診断用製品、例えばアレイに取り入れることもできる。しばしば抗体は、固相、例えばマイクロタイター皿に予め結合させて提供される。また、しばしばキットは、抗体結合を検出するための試薬、およびそのキットを使用するための指示を記載したラベルも含む。免疫測定法またはサンドイッチ測定法が、診断キットに好適な方法である(米国特許第4,376,110号、第4,486,530号、第5,914,241号、および第5,965,375号参照)。抗体アレイは、例えば米国特許第5,922,615号、第5,458,852号、第6,019,944号、および第6,143,576号に記載されている。
【0115】
治療用途
本発明は、糖タンパク質上に特定のグリコフォームを主に含む糖タンパク質組成物を提供する。ヒトを含む哺乳動物に投与されると、新規の糖タンパク質組成物を含む医薬組成物が、好適な実施形態において、同じような一次構造をもつ他の糖タンパク質組成物と比べて優れたインビボ特性を有利に示すことが、本発明の特徴である。このため、本発明の新規な組成物は、糖タンパク質の医薬剤が使用中であればいつでも利用することができ、また、優れた特性、および製品ロット間、および全製品ロットにわたって高い均一性を有利に提供することができる。本発明の調製剤は、溶液に、単位投薬形態、例えば、経口投与用の錠剤およびカプセル剤に、また、懸濁液、軟膏などに取り込むことが可能である。
【0116】
特定の態様において、本発明は、糖タンパク質医薬品用の剤、薬剤、または薬物のための新規組成物であって、その糖タンパク質がイムノグロブリン分子を含み、その組成物が糖タンパク質剤の特定のグリコフォームを主に含む新規組成物を提供する。本発明の特定の態様に従って、本明細書に記載されているGlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造のN−結合型オリゴサッカライドを主にもつイムノグロブリン糖タンパク質を含む組成物が提供される。好適な態様において、糖タンパク質は抗体である、特にモノクローナル抗体であることが可能である。さらに、本発明は、本発明の組成物を製造するための方法および手段を提供する。
【0117】
さらに、本発明は、本発明のグリコフォーム調製物を含む医薬組成物を含む。この組成物は、好ましくは滅菌されている。組成物が水溶液である場合には、好ましくは、糖タンパク質は可溶性である。組成物が凍結乾燥粉末の場合には、好ましくは、この粉末を適当な溶媒で再構成することができる。
【0118】
別の態様において、本発明は、病気の状態を治療する方法であって、それを必要としている哺乳動物に治療上有効な用量の本発明の医薬組成物を投与することを含む方法を含む。グリコフォーム調製剤を、病気または疾患を治療する目的で使用することができる製品またはキットにして提供することが本発明のさらなる目的である。
【0119】
主にGlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカン有する本発明のIg分子は、適応症、例えば癌、炎症性疾患、感染症、免疫疾患、自己免疫疾患、例えば特発性血小板減少性紫斑病、関節炎、全身性エリテマトーデス、および自己免疫性溶血性貧血などの適応症に多くの治療用途をもつ。
【0120】
以下は、Ig糖タンパク質組成物の製造に関して、本発明の組成物および方法を例示する実施例である。これらの実施例を制限的なものと解してはならず、実施例は、例示目的のためだけに含まれている。当業者は、本開示内容の数多くの変更および拡張、例えば最適化が可能であることを認識する。そのような変更および拡張は、本発明の一部と見なされる。
【実施例1】
【0121】
P.パストリス(P. pastoris)で発現させるためのJC−IgGlのクローニング
JC−IgGlの軽(L)鎖および重(H)鎖は、マウスの可変領域とヒトの定常領域とからなっている。マウスの可変軽鎖は配列番号1(ジェンバンク#AF013576)として、マウスの可変重鎖は配列番号2(ジェンバンク#AF013577)として開示されている。重鎖および軽鎖の配列を、インテグレイティッド・ディーエヌエー・テクノロジーズ社(IDT)から購入した重複オリゴヌクレオチドを用いて合成した。軽鎖については、12個の重複オリゴヌクレオチド(配列番号3〜14)を購入し、PCR反応でエクスタック(Extaq)(タカダ)を用いてアニールさせて、5’EcoRI部位および3’KpnI部位をもつ、660塩基対の軽鎖を作出した。そして、この軽鎖を、EcoRI−KpnI断片として、pPICZaベクター(インビトロジェン社)にサブクローニングした。重鎖については、Fab断片に相当する12個の重複オリゴヌクレオチド(配列番号15〜26)を購入し、エクスタックを用いてアニールさせて、660塩基対のFab断片を作出した。Fc断片は、同じようにオーバーラップPCR反応でアニールされた12個の重複オリゴヌクレオチド(配列番号27〜38)を用いて合成した。そして、この重鎖のFab断片およびFc断片を、重鎖Fab断片の5’末端に相当する5’EcoRIプライマー(配列番号15)、およびFc断片の3’末端に相当する3’Kpn1プライマー(配列番号39)を用い、pFUターボ(Turbo)ポリメラーゼ(ストラタジーン社(Stratagene))を用いてアニールし、1,330塩基対の重鎖を作出した。プライマー中にコードされている5’EcoRI部位および3’Kpn1部位を用いて、重鎖をpPICZaベクターの中にクローニングした。組み込み遺伝子座として機能するAOX2プロモーターを、最終のpPICZaベクターの中にクローニングした。次に、AOX1プロモーターを含むBglII−BstB1断片、ならびに、ヒト肝臓cDNAライブラリー由来のHSA配列(配列番号40)、トロンビン部位(配列番号41)、およびJC−IgG軽鎖を含むBstB1−BamH1断片を、AOX2/pPICZaベクターのBamHI部位にサブクローニングした。そして、AOX1プロモーターを含む別のBglII−BstBI断片、ならびに、HSA配列、トロンビン部位、およびJC−IgG重鎖を含むBstB1−BamH1断片を、この同じpPICZaベクターのBamHI部位にサブクローニングした。この最終的なベクターは、AOX2組み込み遺伝子座、HASタグ付きJC−IgG軽鎖、およびHASタグ付きJC−IgG重鎖を含んだ。この発現カセットを、P.パストリス株のAOX2遺伝子座の中に、ゼオシン耐性について選択された形質転換体によって組み込んだ。
【0122】
Rituximab(登録商標)/Rituxan(登録商標)は、カリフォルニア州サンフランシスコ(San Francisco)にあるバイオジェン−IDEC/ジェネンテック社(Biogen-IDEC/Genentech)から購入した抗CD20マウス/ヒトキメラIgG1である。
【0123】
PCR増幅。すべてのPCR反応についてエッペンドルフ(Eppendorf)マスター・サイクラーを用いた。PCR反応液は、鋳型DNA、125μM dNTPs、0.2μMの各フォワードプライマーおよびリバースプライマー、Ex Taqポリメラーゼバッファー(タカラバイオ社(Takara Bio Inc.))、およびEx Taqポリメラーゼ、またはpFUターボポリメラーゼバッファー(ストラタジーン社)およびpFUターボポリメラーゼを含んでいた。DNA断片を、最初に97℃で2分間という変性工程を用い、97℃で15秒間、55℃で15秒間、および72℃で90秒間を30回繰り返し、最後に72℃で7分間の伸長工程によって増幅した。
【0124】
PCR試料をアガロースゲル電気泳動によって分離し、DNAバンドを、キアゲン社(Qiagen)のゲル抽出キットを用いて抽出および精製した。すべてのDNA精製物を、10mM トリス(Tris)、pH8.0で溶出したが、但し、最終PCR(3つの断片すべての重複)だけは、脱イオンH2Oで溶出した。
【実施例2】
【0125】
IgG pJC140ベクターのP.パストリス菌株YAS309への形質転換
酢酸ナトリウムを最終濃度0.3Mになるよう加えて、pJC140のベクターDNAを調製した。次に、100%の氷冷エタノールを最終濃度が70%となるようDNA試料に加えた。遠心分離(12000gx10分)によってDNAをペレット化し、70% 氷冷エタノールで2回洗浄する。DNAを乾燥させ、50μlの10mM トリス、pH8.0に再懸濁する。形質転換させるべきYAS309の酵母培養(前掲)(Choi et al, 2003; Hamilton et al, 2003)を、少量の培養細胞をBMGY(緩衝最小グリセロール:100mM リン酸カリウム、pH6.0;1.34% 酵母窒素ベース;4x10-5% ビオチン、1% グリセロール)中でO.D.がほぼ2〜6になるまで増大させる。そして、これらの酵母細胞を、1M ソルビトールで3回洗浄し、約1〜2mlの1M ソルビトールに再懸濁してエレクトロコンピテントにする。Vector DNA(1〜2μg)を100μlのコンピンテントな酵母と混合して、氷上に10分間放置する。次に、以下のパラメータを用いて、BTXエレクトロセルマニピュレーター600(Electrocell Manipulator 600)で酵母細胞をエレクトロポレーションする:1.5kV、129オーム、および25μF。1mlのYPDS(1% 酵母抽出物、2% ペプトン、2% デキストロース、1M ソルビトール)をエレクトロポレーションされた細胞に添加した。次に、形質転換された酵母を、ゼオシンを含む選択アガープレート上で平板培養した。
【0126】
P.パストリスにおけるIgGlの培養条件。pJC140で形質転換されたYAS309のシングルコロニーを、50mlのファルコン(Falcon)遠心分離用チューブに入れた10mlのBMGY培地(1% 酵母抽出物、2% ペプトン、100mM リン酸カリウムバッファー(pH6.0);1.34% 酵母窒素ベース;4x10-5% ビオチン、および1% グリセロールからなる)に植菌した。この培養液を、24℃/170〜190rpmで振とうしながら48時間インキュベートして、培養液を飽和させた。そして、100mlのBMGY培地を500mlのバッフル付きフラスコに加えた。次に、種培養を、100mlのBMGY培地を含むバッフル付きフラスコに加えた。この培養液を、24℃/170〜190rpmで振とうしながら24時間インキュベートした。フラスコの内容物を2つの50mlファルコン遠心分離用チューブにデカントして、3000rpmで10分間遠心分離した。細胞ペレットを、グリセロールを含まない20mlのBMGYで1回洗浄した後、20mlのBMGY(1% グリセロールの代わりに1% MeOHを含むBMGY)で穏やかに再懸濁した。懸濁細胞を250mlのバッフル付きフラスコに移した。培養液を、24℃/170〜190rpmで振とうしながら24時間インキュベートした。そして、フラスコの内容物を2つの50mlファルコン遠心分離用チューブにデカントして、3000rpmで10分間遠心分離した。培養上清をELISAで解析して、タンパク質を単離する前におよその抗体力価を測定した。培養上清中の抗体の定量を酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)によって行った。すなわち、高結合マイクロタイタープレート(コースター社(Costar))を、24μgのヤギ抗ヒトFab(バイオカルタ社(Biocarta Inc.)、カリフォルニア州サンディエゴ)を10mlのPBS、pH7.4に入れたものでコートして、4℃で一晩インキュベートした。バッファーを除去し、ブロッキングバッファー(PBS中3% BSA)を加えてから、室温で1時間インキュベートした。ブロッキングバッファーを除去し、プレートをPBSで3回洗浄した。最後の洗浄を行った後、抗体培養上清の容量を増加させながら(0.4、0.8、1.5、3.2、6.25、12.5、25、および50μl)加えて、室温で1時間インキュベートした。そして、プレートを、PBS+0.05% ツィーン(Tween)20で洗浄した。最後の洗浄を行った後、抗ヒトFc−HRPをPBS溶液で1:2000にして加えた後、室温で1時間インキュベートした。そして、プレートを、PBS−ツィーン20で4回洗浄した。TMB基質キットを、製造業者(ピアースバイオテクノロジー社(Pierce Biotechnology)の指示に従って使用して、プレートを解析した。
【実施例3】
【0127】
IgGlの精製
モノクローナル抗体は、ストリームライン(Streamline)プロテインAカラムを用いて、培養上清から取得した。抗体をトリス−グリシンpH3.5で溶出し、1M トリスpH8.0を用いて中和した。疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)を用いて、さらなる精製を行った。具体的なHICカラムのタイプは、抗体に応じて決まる。JC−IgGには、フェニルセファロースカラム(またはオクチルセファロースでも使用可)を、20mMトリス (7.0)、1M (NH42SO4バッファーとともに用いて、1Mから0Mの直線的濃度勾配バッファーによって溶出させた。フェニルセファロースカラムからの抗体画分をまとめ、カチオン交換(SPセファロースファーストフロー(Fast Flow)(GE ヘルスケア社(GE Healthcare))カラムによって最終精製を行うために50mM NaOAc/トリス pH5.2のバッファーに交換した。50mMトリス、1M NaCl(pH7.0)を用いた直線的濃度勾配によって抗体を溶出した。
【0128】
β−ガラクトシダーゼによるJC−IgGの処理
5mgの精製した IgG JC−IgGを、50mM NH4Ac pH 5.0にバッファー交換した。シリコン処理したチューブ内で、0.03Uβ−1,4ガラクトシダーゼ(EMDバイオサイエンス社(EMD Bioscience)、カリフォルニア州ラホヤ(La Jolla))を、50mM NH4Ac pH5.0に入った精製IgGに加え、37℃で16〜24時間インキュベートした。このサンプルを脱水して乾燥させ、水に再懸濁し、MALDI−TOFによって解析した。そして、上記したようにフェニルセファロース精製法を用いて、抗体をβ−1,4ガラクトシダーゼから精製した。
【実施例4】
【0129】
精製されたIgの検出
精製したJC−IgGを適当な容量のサンプルローディングバッファーに混ぜ、製造業者の指示に従って既製ゲル(NuPAGEビス−トリス電気泳動装置;インビトロジェン社(Invitrogen Corporation)、カリフォルニア州カールズバッド(Carlsbad, Calif))によるドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)を行った。ゲル中のタンパク質をクーマシーブリリアントブルー染色法(バイオラド社(Bio-Rad)、カリフォルニア州ハーキュリーズ(Hercules))によって染色した。図2参照。
【0130】
抗体濃度
タンパク質クロマトグラフィー画分の濃度を、アルブミンを標準として用いたブラッドフォードタンパク質分析法(Bradford, M. 1976, Anal. Biochem. (1976) 72, 248-254)を用いて測定した。(Pierce, Rockford, IL)。
【実施例5】
【0131】
IgGlの炭水化物分析
マトリクス支援レーザー脱離イオン化質量分析法(MALDI−TOF MS)。アスパラギン結合型糖鎖のMALDI−TOF分析:パパクら(Papac et al., Glycobiology 8, 445-454(1998))の方法を改変した方法を用いてJC−IgGからN結合型グリカンを遊離させた。抗体のサンプルを還元しカルボキシメチル化し、また、膜をブロックし、ウェルを水で3回洗浄した。IgGタンパク質を1mUのN−グリカナーゼ(EMDバイオサイエンス社、カリフォルニア州ラホヤ)を含む30μlの10mM NH4HCO3(pH8.3)を加えて脱グリコシル化した。37℃で16時間置いた後、グリカンを含む溶液を遠心分離で取り出し、脱水して乾燥させた。乾燥させたグリカンを各ウェルから15μlの水に溶解させて、0.5μlをステンレス鋼製のプレートにスポットし、0.5μlのS−DHB基質(1:1水/アセトニトリル/0.1% トリフルオロ酢酸中9mg/mlのジヒドロキシ安息香酸/1mg/mlの5−メトキシサリチル酸)と混合した後乾燥させた。パルス窒素レーザー(337nm)を4−nsのパルス時間で照射してイオンを発生させた。この機器を、125−ns遅延および20kVの加速電圧のディレイド・エクストラクション(delayed extraction)モードで操作した。格子電圧は93.00%、ガイドワイアー電圧は0.1%、内部圧力は<5×10-7トル(1トル=133Pa)、および低質量ゲートは875Daであった。スペクトルを、全部で100〜200レーザーパルスから発生させ、500MHzのデジタイザーで取得した。(Man)5(GlcNAc)2オリゴサッカライドを外部分子量標準として使用した。すべてのスペクトルを、装置を陽イオンモードにして発生させた。
【実施例6】
【0132】
抗原結合ELISA測定
高結合マイクロタイタープレート(コースター社)を、PBS(pH7.4)中10μgの抗原でコートし、4℃で一晩インキュベートした。バッファーを除き、ブロッキングバッファー(PBS中3% BSA)を加えて室温で1時間インキュベートした。ブロッキングバッファーを除去して、プレートをPBSで3回洗浄した。最後に洗浄した後、抗体の量を0.2ngから100ngまで増加させながら加えて室温で1時間インキュベートした。そして、プレートをPBS+0.05% ツィーン20で洗浄した。最後に洗浄した後、抗ヒトFc−HRPを1:2000の割合でPBS溶液に加えてから、室温で1時間インキュベートした。そして、プレートをPBS−ツィーン20で4回洗浄した。TMB基質キットを製造業者(ピアースバイオテクノロジー社)の指示に従って使用して、プレートを解析した。
【0133】
Fcレセプター結合測定
既述のプロトコール(Shields et al, 2001 , J.Biol. Chem, 276: 6591-6604)に従ってFcγRIIb、FcγRIIIaおよびFcγRIIIbについてFcレセプター結合測定を行った。FcγRIII結合には、PBS(pH7.4)中1μg/mlのFcγRIIIb(図4)とFcγRIIb(図6)との融合タンパク質、または0.8μg/mlのFcγRIIIa−LF(図5)融合タンパク質を、ELISAプレート(ナルジェ−ヌンク社(Nalge-Nunc)イリノイ州ネーパービル(Naperville))に4℃で48時間コートした。プレートを、PBS中3%のウシ血清アルブミン(BSA)によって25℃で1時間ブロックした。JC−IgGまたはDX−IgGのダイマー複合体を、2:1モル量のJC−IgGまたはDX−IgG、およびHRP結合のF(Ab’)2抗F(Ab’)2と25℃で1時間混合してPBS中1% BSAの中で調製した。そして、ダイマー複合体を1%のBSA/PBS(1:2)で連続的に希釈して、25℃で1時間、プレート上にコートした。使用した基質は、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)(ベクターラボラトリーズ社(Vector Laboratories)である。450nmにおける吸光度を、製造業者の指示に従って読み取った。(ベクターラボラトリーズ社(Vector Laboratories)。
【0134】
B細胞における抗体フィードバックのELISPOT測定
この測定法は、ウエストマンら(Westman, et al, 1997, Scand. J. Immunol. 46: 10-15)に記載されているように行われた。BSA(ウシ血清アルブミン)を、まず、IgG抗体に結合させて、BSA−IgG複合体とする。ELISPOT測定法を用いて、BSA特異的IgGを分泌するB細胞の数を測定する。注射されたマウスから脾臓を取り出し、0.5% 正常マウス血清入りのDMEM(ギブコ社(Gibco)ニューヨーク(New York)で細胞懸濁液を調製した。100マイクロリットルの細胞懸濁液を、BSAでコートしたマイクロタイタープレートに適用し(上記ELISAプロトコール参照)、37℃、5% CO2で3.5時間インキュベートした。プレートを洗浄し、4℃またはそれに近い値で、アルカリホスファターゼを結合したヒツジ抗マウスIgGをPBS−ツィーン中1/100に希釈した液50μlとインキュベートする。スポットを、50μlの5ブロモ−4−クロロ−3−インドイルリン酸(indoyl phosphate)(シグマ−アルドリッチ社(Sigma-Aldrich))中、室温で1時間発色させて、立体顕微鏡下で計測した。
【実施例7】
【0135】
Vugmeyster and Howell, 2004, Int. Immunopharm. 4: 1117-1124に記載された血液マトリクス研究法(blood matrix study)(例えばB細胞枯渇)を用いて測定されたADCCについて。血漿および赤血球(RBC)を除去した全血を染色用バッファー(1% BSAおよび0.1% アジ化ナトリウム入りのハンクス液(Hank's balanced salt solution)(HBSS))中で再構成して、染色用バッファーの白血球懸濁液とする。そして、全血サンプルを1000gで5分間スピンして上清(血漿)を捨て、ペレットを塩化アンモニウム溶解(ACL)試薬で処理し、洗浄し、等量の染色用バッファーで再懸濁する。B細胞枯渇測定法について: 10μlの100μg/ml抗体溶液または染色用バッファーを90μlのSBマトリクスに加え、37℃で1時間インキュベートする。サンプルを直ちに抗CD19−FITCおよび抗CD45−PEにより25℃で30分間染色する。そして、サンプルを1% ホルムアミドで固定し、3回反復する。B細胞枯渇の定量化はフローサイトメトリーによって得られる。B細胞枯渇のフローサイトメトリー解析:自動FACSローダーおよびセルクエスト(Cell Quest)ソフトウエアを装備したファックスキャリバー(FACS Calibur)(BDバイオサイエンス社)装置を用いて、すべてのサンプルの取得および解析を行う。サイトメーターのQCおよび設定は、キャリブライト(CaliBrite)ビーズおよびスフェロテック(SpheroTech)レインボービーズ(BDバイオサイエンス社)を作動させて、装置の機能と検出装置の直線性を確認することを含む。アイソタイプ対照および代償対照(compensation controls)を各測定について測定して装置の設定を確認する。全白血球に占めるB細胞の割合を以下のゲーティング法によって得る。白血球集団を、前方散乱/側方散乱散布図上にマークして領域1(R1)を画定する。R1におけるイベントを用いて、CD19およびCD45のマーカーについての蛍光強度ドットプロットを表示する。蛍光標識されたアイソタイプ対照を用いて、CD19陽性およびCD45陽性について各々のカットオフ点を決定する。セルクエストを用いて、%Bを、R1領域におけるCD19陽性およびCD45陽性の表現型をもつ細胞画分として決定する。各処理群についてサンプルを3回反復して処理する。B細胞枯渇の割合を、[100*(1−対照抗体で処理されたBの割合(%))]の平均値/[SBで処理されたBの割合(%)]の平均値という計算式を用いて計算する。蛍光色素放出ADCC測定法:PBMC単離法:健常な個体または血液ドナー(10〜20)からの抹消静脈血を集めて、ヘパリン化したバキュテナー(vacutainer)採血管に入れる(ベクトン・ディキンソン・バキュテナーシステムズ社(Becton Dickinson Vacutainer Systems)米国ニュージャージー州ラザフォード(Rutherford))。2匹のマウスに移植するのに約5mlの血液が必要である。末梢血単核細胞(PBMC)を、オプティプレップ(OptiPrep)を製造業者の指示に従って使用する遠心分離によって分離する。PBMCを、RPMI 1640、2mM L−グルタミン、100IU/mlペニシリン、100g/mlストレプトマイシン(ギブコ/BRL社(Gibco/BRL))に20% ウシ胎仔血清を加えたものからなる完全培養培地(CM)で1回洗浄してから、1×106ml CMの濃度に再懸濁し、単球を枯渇させるために250mlの培養フラスコ(ファルコン社(Falcon)、米国ニュージャージー州)に移す。37℃および5% CO2内で1時間インキュベートした後、非接着細胞を回収し、培養培地で洗浄し、末梢血リンパ球(PBL)を2.5×107ml CMの濃度に調整する。蛍光色素放出ADCC:ADCC測定法の背後にある前提は、CD20またはCD40の抗原提示標的細胞に結合する抗体(それぞれラジ(Raji)細胞株またはBCLl−3B3細胞)は、標的細胞が、エフェクター細胞上でFcγレセプターに結合するのを促進する。これは、次に、抗原を提示する標的細胞の溶解を促進して、定量可能な内部蛍光色素を放出させる。標的細胞を51Cr標識する代わりにアラマーブルー蛍光を用いる。50μlのCD20提示ラジ細胞懸濁液(1×104細胞)を、50μl量の抗JC−IgG mAb(さまざまな濃度)、および上記した通りに単離した50μl量のPBMCエフェクター細胞と、96ウェル組織培養プレート内で混合し(エフェクター細胞対標的細胞の比率は100:1、50:1、25:1、および12.5:1とし得る)、37温度および5% CO2内で4時間インキュベートして、ラジ細胞またはBCL1−3B3細胞の溶解を促進する。50μlのアラマーブルーを加え、さらに5時間インキュベートを続けて、色素が取り込まれ代謝されて蛍光状態となることができるようにする。プレートを振とう器上で室温まで冷却し、530nmで励起、590nmで消光してフルオロメーターで読み取る。mAb濃度およびサンプル濃度に対してプロットした相対蛍光ユニット(RFU)を、対照用抗体、例えば、Rituximab(登録商標)を用いて標準曲線からコンピュータ計算する。重症複合免疫不全マウス(SCID)を用いたインビボADCC(Niwa et al., 2004, Cancer Research, 64: 2127-2133):インビボでのADCC活性は、ヘテロ接合遺伝子型(FcγRIIIa−LF/FcγRIIIa−LV)およびホモ接合遺伝子型(FcγRIIIa−LV/FcγRIIIa−LVおよびFcγRIIIa−LF/FcγRIIIa−LF)を含む健常ドナーに由来するヒト末梢血単核細胞(PMBC)を移植されたマウスモデルを用いて測定することができる。このモデル系を用いて、主なN−グリカンをもつIgが、Rituximab(登録商標)またはその他の対照用抗体と比較してADCC活性が促進されたかを測定する。このインビボADCC測定に関する詳細かつ十全なプロトコールは、ニワ(Niwa)ら、2004年、前掲に記載されている。
(配列の簡単な説明)
配列番号1は、JC−IgG1軽鎖のマウスIgG1可変領域に相当するヌクレオチド配列をコードする(ジェンバンク(GenBank)#AF013576)。
配列番号2は、JC−IgG1重鎖のマウスIgG1可変領域に相当するヌクレオチド配列をコードする(ジェンバンク(GenBank)#AF013577)。
配列番号3から14は、JC−IgG1のマウス軽鎖可変領域をPCR合成するために使用した12の重複オリゴヌクレオチドをコードする。
配列番号15から26は、JC−IgG1のマウス重鎖のFab断片をPCR合成するために使用した12の重複オリゴヌクレオチドをコードする。
配列番号27から38は、JC−IgG1のマウス重鎖のFc断片をPCR合成するために使用した12の重複オリゴヌクレオチドをコードする。
配列番号39は、Fc断片の3’末端に対応する3’Kpn1プライマーをコードする。
配列番号40は、ヒト血清アルブミン(HSA)のヌクレオチド配列をコードする。
配列番号41は、本発明において使用されたトロンビン切断のためのヌクレオチド配列をコードする。
【図面の簡単な説明】
【0136】
【図1】GlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造を有するIgGの概略図。
【図2】YAS309で発現され(実施例2に記載)、培養培地からプロテインAカラム(レーン1)およびフェニルセファロースカラム(レーン2)で精製された(実施例3)JC−IgGのクーマシーブルー染色したSDS−PAGEゲル。(タンパク質3.0μg/レーン。)
【図3】YAS309で発現され、β−ガラクトシダーゼで処理されたJC−IgGの、89.7モル%GlcNAc2Man3GlcNAc2を示すMALDI−TOFスペクトル。
【図4】FcγRIIIbとJC−IgGおよびRituximabとのELISA結合アッセイ(G0=GlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカン)。
【図5】FcγRIIIa−LFとJC−IgGおよびRituximabとのELISA結合アッセイ。(G0=GlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカン)
【図6】FcγRIIbとJC−IgGおよびRituximabとのELISA結合アッセイ(G0=GlcNAc2Man3GlcNAc2 N−グリカン)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
各イムノグロブリンが、それに結合した少なくとも1つのN−グリカンを含む複数のイムノグロブリンを含む組成物であって、それによって、前記組成物が、主なN−グリカンが本質的に少なくとも75モルパーセントのGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる複数のN−グリカンを含む組成物。
【請求項2】
前記複数のN−グリカンの75モルパーセントよりも多くが、本質的にGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記複数のN−グリカンの90モルパーセントよりも多くが、本質的にGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる、請求項1に記載の組成物。
【請求項4】
前記GlcNAc2Man3GlcNAc2グリカン構造が、複数のN−グリカンの2番目に最も主要なグリカン構造よりも約50モルパーセントよりも多い量で存在する、請求項1に記載の組成物。
【請求項5】
前記イムノグロブリンが、FcγRIIbレセプターに対し低下した結合アフィニティーを示す、請求項1に記載の組成物。
【請求項6】
前記イムノグロブリンが、FcγRIIIレセプターに対し上昇した結合アフィニティーを示す、請求項1に記載の組成物。
【請求項7】
前記FcγRIIIレセプターがFcγRIIIaレセプターである、請求項7に記載の組成物。
【請求項8】
前記FcγRIIIレセプターがFcγRIIIbレセプターである、請求項7に記載の組成物。
【請求項9】
前記イムノグロブリンが、上昇した抗体依存性細胞傷害(ADCC)活性を示す、請求項1に記載の組成物。
【請求項10】
前記イムノグロブリンが本質的にはフコースを含まない、請求項1に記載の組成物。
【請求項11】
前記イムノグロブリンがフコースを含まない、請求項1に記載の組成物。
【請求項12】
前記イムノグロブリンが、成長因子であるFGFR、EGFR、VEGF、白血球抗原、CD20、CD33、サイトカイン、TNF−α、およびTNF−βからなるグループから選択される抗原に結合する、請求項1に記載の組成物。
【請求項13】
前記イムノグロブリンが、IgG1領域、IgG2領域、IgG3領域、およびIgG4領域からなるグループから選択されるFc領域を含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項14】
請求項1から13のいずれか一項に記載の組成物、および医薬上許容される担体を含む医薬組成物。
【請求項15】
前記イムノグロブリンが本質的にはフコースを含まない、請求項14に記載の医薬組成物。
【請求項16】
前記イムノグロブリンがフコースを含まない、請求項14に記載の医薬組成物。
【請求項17】
前記イムノグロブリンが、成長因子であるFGFR、EGFR、VEGF、白血球抗原、CD20、CD33、サイトカイン、TNF−α、およびTNF−βからなるグループから選択される抗原に結合する、請求項14に記載の医薬組成物。
【請求項18】
前記イムノグロブリンが、IgG1領域、IgG2領域、IgG3領域、およびIgG4領域からなるグループから選択されるFc領域を含む、請求項14に記載の医薬組成物。
【請求項19】
請求項1に記載の組成物を含むキット。
【請求項20】
イムノグロブリンまたはその断片をコードする外来遺伝子を含む真核宿主細胞であって、前記イムノグロブリンまたはその断片を発現して、各イムノグロブリンが、それに結合した少なくとも1つのN−グリカンを含む複数のイムノグロブリンを含み、それによって、主なN−グリカンが本質的に少なくとも75モルパーセントのGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる複数のN−グリカンを含む組成物を産生するように操作または選択された真核宿主細胞。
【請求項21】
宿主細胞が下等真核生物宿主細胞である、請求項20載の宿主細胞。
【請求項22】
各イムノグロブリンが、それに結合した少なくとも1つのN−グリカンを含む複数のイムノグロブリンを含み、それによって、主なN−グリカンが本質的に少なくとも75モルパーセントのGlcNAc2Man3GlcNAc2からなる複数のN−グリカンを含む組成物を真核生物宿主において産生させる方法。
【請求項23】
宿主細胞が下等真核生物宿主細胞である、請求項22記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公表番号】特表2008−512353(P2008−512353A)
【公表日】平成20年4月24日(2008.4.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−522673(P2007−522673)
【出願日】平成17年7月19日(2005.7.19)
【国際出願番号】PCT/US2005/025652
【国際公開番号】WO2006/014679
【国際公開日】平成18年2月9日(2006.2.9)
【出願人】(503007287)グライコフィ, インコーポレイテッド (37)
【Fターム(参考)】