JP2017509593A - FVIII:C/FVIII:Agの改良された比を有する第VIII因子を製造するための方法 - Google Patents

FVIII:C/FVIII:Agの改良された比を有する第VIII因子を製造するための方法 Download PDF

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Abstract

第VIII因子製品中におけるFVIII:C/FVIII:Agの比が0.7以上である第VIII因子製品を、クロマトグラフィーを使用して製造するための方法であって、少なくとも1つのクロマトグラフィー工程が、・親和性クロマトグラフィー樹脂上に固定化されている親和性リガンドにより、第VIII因子に特異的に結合する親和性、を有する親和性クロマトグラフィー樹脂であって、前記親和性リガンドが、第VIII因子分子に対する13kDの酵母由来Fab抗体断片である、親和性クロマトグラフィー樹脂、・陰イオンクロマトグラフィー樹脂、・サイズ排除樹脂、を用いることにより実施される、前記方法。98%以上の単量体含有量を有する、血友病を治療するため、およびインヒビターの形成を回避するための、前記方法により得られる第VIII因子製品。

Description

本発明は、第VIII因子製品中でFVIII:C/FVIII:Agの改良された比を有する第VIII因子製品を、クロマトグラフィーを使用して製造するための方法、および、本発明の方法により得られる98%以上の単量体含有量を有する製品を含む薬剤に関する。
未変性の第VIII因子分子は、通常の循環の条件下で、軽鎖(完全長血漿由来型FVIII、およびBドメイン欠失型FVIII;80kDaの両方について)および重鎖(200kDaの完全長血漿由来型または組み換え体由来型第VIII因子について、および90kDaのBドメイン欠失組み換え型第VIII因子について)を有する複合体である。重鎖と軽鎖の会合の正確な条件は、詳細には分からないが、論文では、疎水性相互作用を伴って複合体を形成し、複合体と結合する金属イオン架橋の関与が推定されている。カルシウム、銅、亜鉛、マンガン等を含む様々な金属イオンが、相互作用に関与すると推定されている。(1)近年開発されたBドメイン欠失組み換え型第VIII因子製品に関して、分子が、3つの金属イオン;カルシウム、銅、および亜鉛を含むことが述べられている。(2)金属架橋がなく、第VIII因子分子の軽鎖と重鎖だけでは、生物学的活性を有しないが、抗原活性は有している。いくつかの出版物(3、4)において、インヒビター形成の、特に第VIII因子軽鎖に対するインヒビター形成の生体内でのリスクがあることが発表されている。従って、患者に注射する第VIII因子製品において、特に第VIII因子軽鎖については、一本の軽鎖と重鎖はできるだけ少ない量で存在するべきであり、FVIII:C/FVIII:Agの活性の比は、1.0(1)(5)に近くあるべきである。
一般的に、タンパク質の凝集化は、所望の製品の損失だけでなく、インヒビター形成の可能性の点からも、精製工程におけるリスク因子である(6)。特定の生化学的条件の下で、組み換え型第VIII因子は凝集する場合があり(7、8)、これにより、生物学的活性が著しく減少することがある。従って、凝集型第VIII因子を有する第VIII因子製品は、不活性型第VIII因子を含み、単量体含有量100%未満を有することがある。タンパク質医薬品の単量体含有量は、100%に近く、できるだけ少ない量の不活性型第VIII因子(凝集体、断片等)を有すべきである。
血漿から、または第VIII因子(rFVIII)を組み換えにより産生する培養物から第VIII因子を精製するための多くの方法が記載されている。一例として、国際公開第2009/156430号は、第VIII因子の精製のための一連のクロマトグラフィー工程を開示しており、13kダルトンのリガンドが第VIII因子軽鎖と結合する、非動物由来Fabをベースとする親和性工程が含まれている。この出願で記載されているその他のクロマトグラフィー工程としては、陰イオンおよび陽イオンが混合された状態の樹脂、陽イオン交換、陰イオン交換、およびゲルろ過が挙げられる。不活性型の除去、または第VIII因子の凝集体の含有量に関する情報は、この特許出願では全く提供されていない。Purification and characterization of a new recombinant factor VIII(9)という論文中で、4つの工程の第VIII因子のクロマトグラフィー精製方法が記載されており、第VIII因子重鎖と結合するリガンドとしてのモノクローナル抗体を用いる親和性工程が含まれている。その他の3つの工程は、混合された形態のクロマトグラフィー樹脂、陰イオン交換樹脂、およびゲルろ過工程である。不活性型の除去、または第VIII因子の凝集体の含有量に関する情報は、この論文では全く与えられていない。Development and validation of an affinity chromatography step using a peptide ligand for cGMP production of Factor VIII(10)という論文において、5つの工程のクロマトグラフィー方法が記載されており、2.7kダルトンのリガンドが第VIII因子軽鎖と結合する、ペプチドをベースとする親和性工程が含まれている。ペプチド親和性樹脂の洗浄の間に培養工程からの過剰な第VIII因子軽鎖を除去することが、記載されている。その他の4つのクロマトグラフィー工程は、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂、疎水性相互作用樹脂、およびゲルろ過工程である。ペプチド親和性樹脂の後の2つのクロマトグラフィー工程が、過剰な第VIII因子軽鎖を除去するが、どの工程なのかについてさらに明確にはされていない。第VIII因子軽鎖以外のその他の不活性型の除去、または第VIII因子の凝集体の含有量に関する情報は、この論文では全く提供されていない。application for a novel affinity adsorbent for the capture and purification of re-combinant Factor VIII compounds(11)という論文において、Fabをベースとする13kダルトンのリガンド親和性樹脂が、第VIII因子の精製のために記載されており、不活性型の除去、または第VIII因子の凝集体の含有量に関する情報は、この論文では全く提供されていない。
論文に記載されているように(5)、(12)、市販の組み換え型第VIII因子製品は、不活性型第VIII因子を含み、不活性型第VIII因子は、第VIII因子の総量(第VIII因子:Ag)に対する生物学的に活性な第VIII因子(第VIII因子:C)の比により測定され、免疫反応に関して患者に負の効果を与える可能性がある。
生物学的に活性な第VIII因子は、生体内の通常の条件下で、止血のための凝固カスケードの重要な部分である酵素反応を通して、第VIIIa因子へと活性化され得る、第VIII因子活性を有する第VIII因子として定義される。生物学的に活性な第VIII因子は、例えば、FVIII発色アッセイおよび/または1段階凝固アッセイといった、様々なインビトロの分析方法で測定することができる(FVIII:C)。(13)発色アッセイは、第VIII因子の生物学的活性を補助因子として測定する2段階の測光法である。第VIII因子は、第X因子を第Xa因子へと活性化し、第Xa因子は、分光光度的に定量化することができる生成物へと酵素的に順次切断される。1段階の凝固アッセイは、リン脂質、接触活性化因子、およびカルシウムイオンの存在下で第VIII因子欠損血漿の凝固時間を補正する、第VIII因子を含むサンプルの能力に基づく。フィブリン凝塊が出現する時間を1工程で測定する。
国際公開第A−2008/134310号は、組み換え型タンパク質のバルク溶液を凍結保存のために安定化するための方法を開示し、この方法は、少なくとも100mMの1価の塩の濃度を有する、組み換え型タンパク質の部分的に精製された溶液を提供すること、および、凍結の際に溶液が−56℃以上のガラス転移温度を有するのに十分な量で炭水化物を前記溶液に加えることを含む。
国際公開第2010/115866A1号は、ヒト第VIII因子またはその生物学的活性部分と著しい同一性(相同性)を有する、少なくとも1つのアミノ酸配列を含む分子およびポリペプチド、関連分子(このようなポリペプチドをコードする核酸等)、このようなポリペプチドを含む組成物(医薬製剤等)、ならびに、このようなポリペプチドの製造方法および使用方法を開示している。
国際公開第97/33178A1号は、第VIII因子を含むタンパク質画分の適合性を検査するための方法を開示し、第VIII因子を含むタンパク質画分のさらなる処理は、殺菌段階を含み、20〜50kDの範囲の断片に関して出発材料を検査することを含む。この範囲における第VIII因子断片は、第VIII因子で治療歴のある患者において、インヒビター形成を明らかに引き起こす。これらの断片で汚染されたバッチでさえも、親水性材料を用いたサイズ排除クロマトグラフィーを適用することによって、極めて純粋なウイルスフリーの第VIII因子を製造するために使用することができる。
US 4,675,385 Aは、連続的な高性能サイズ排除クロマトグラフィーを使用して、最初に低い塩濃度条件下で、2番目に高い塩濃度条件下で再構成した市販の第VIII因子:C(複合体化第VIII因子)濃縮物から、ヒト、ウシ、およびブタの凝血促進性タンパク質である第VIII因子をラージスケールで精製するための高速かつ単純な方法を開示している。クロマトグラフィー分離を、約13〜約35ミクロの粒子サイズ、約500〜約2000オングストロームの孔径、1グラム当たり約1.0〜約1.8mLの孔容積を有する多孔ビーズを充填した高性能サイズ排除クロマトグラフィーカラムで実施する。緩衝水溶液を溶出剤として使用して、第1のクロマトグラフィー分離を緩衝水溶液で実施する。分子量の小さい成分(不純物)を、第VIII因子および分子量の大きい成分(不純物)から分離する。第VIII因子が約0.25〜約0.45Mのカルシウムイオン濃度を有する緩衝溶液中で解離された後に、第2のクロマトグラフィー分離を実施しても良い。第1のカラムと同様に、第2のクロマトグラフィーカラムに充填物を詰め、0.25〜0.45Mのカルシウムイオンを含む緩衝水溶液で溶出する。2.5×60cmのカラムにおいて、4gmsの市販の第VIII因子の濃縮物は、2時間未満で精製され得る。方法は、スケールアップが可能である。
EP 0 412 466 A2は、比活性と安定性が高い、殺菌された第VIII因子濃縮物を調製するための方法を開示し、記載され、Al(OH)、陰イオン交換体、またはCa(PO4)を使用する、好ましくはこの群からの2つの異なる吸着剤を使用する、少なくとも2つの吸着作用によって、第VIII因子を含む溶液から吸着された不純物を含む。
FR 2 650 393 A1は、比活性を有する第VIII因子濃縮物と高い収率を得ることを開示し、前記濃縮物は、非ヒト起源の外来性タンパク質を含まない。任意の方法により得られた第VIII因子を、第1のバッファーで事前に平衡化された陰イオン交換ゲルを含むカラムに蓄積させる。第VIII因子をカラムに添加した後、0.1未満の光学密度が得られるまで、ゲルを第2のバッファーで洗浄する。次に、第3のバッファーで、精製した第VIII因子をゲルから遊離させる。クロマトグラフィー後、比活性は、30/1600IU/mgである。
Cheng, Elisabeth et al., discloses in Biotechnology Letters, v.32, n.9, p.1207-1214, 2010では、陰イオン交換クロマトグラフィーを使用し、次いで、ゲルろ過を使用して、ヒトFVIIIを血漿から直接精製した。3つのQ−Sepharose樹脂を試験し、Q−Sepharose XL樹脂の使用では40%のFVIII活性の回収、Q−Sepharose Fast Flowの使用では約80%のFVIII活性の回収、Q−Sepharose Big Beadsの使用では70%のFVIII活性の回収がもたらされた。ビタミンK依存性凝固因子が陰イオン交換カラムからFVIIIと共に溶出された。第2の精製工程において、Sepharose 6FFを使用した場合、ビタミンK依存性因子が無くなり、70%のFVIII活性が回収された。
本発明の課題は、特に組み換えにより製造された第VIII因子に関して、第VIII因子の製造方法において単独の軽鎖と重鎖の量を減少させる方法を提供すること、および、単量体含有量の高い製品を提供することである。本発明の他の課題は、単独の軽鎖と重鎖(断片)、および凝集型第VIII因子が除去されていることができ、得られる実質的な単量体第VIII因子溶液が、高い単量体第VIII因子含有量を維持しながら、凍結および/または凍結乾燥状態で数年間保存され得る、組成物を提供することである。
第VIII因子製品中において、FVIII:C/FVIII:Agの比が0.7以上であり高い単量体含有量を有する第VIII因子製品を、クロマトグラフィーを使用して製造するための方法が、本発明の課題を解決することができることを本発明の発明者が発見したことは、驚くべきことである。本発明の方法は、親和性クロマトグラフィー樹脂上に固定化されている親和性リガンドにより、第VIII因子に特異的に結合する親和性を有する親和性クロマトグラフィー樹脂を用いることにより、少なくとも1つのクロマトグラフィー工程を実施する作業であって、前記親和性リガンドが、第VIII因子分子に対する13kDの酵母由来Fab抗体断片である作業を含む。
前記親和性リガンドは、FVIII分子の軽鎖部分と結合する。驚くべきことに、第VIII因子の軽鎖と重鎖により形成されている複合体の未変性の第VIII因子、およびFVIIIの生物学的活性を全く有しない単独のFVIII軽鎖、を含む混合物を含む溶液中において、生物学的凝固活性を全く有しないFVIII軽鎖を、特定の洗浄条件を用いて前記親和性樹脂上で処理することによって、混合物から除去することができる。当業者であれば、かなりの量の未変性の第VIII因子分子、すなわち重鎖と軽鎖の複合体も除去されることを予想するであろう。
具体的には、前記リガンドは、親水性スペーサーアームを介して親和性クロマトグラフィー樹脂上に固定化されており、前記樹脂は、架橋アガロースベースマトリクスであり、前記親和性リガンドは、第VIII因子分子に対する13kDの酵母由来Fab抗体断片であり、GE Healthcareから商標名VIIISelectとして市販されている。
あるいは、0.7以上のFVIII:C/FVIII:Agの比を提供するため、および高い第VIII因子単量体含有量をもたらすための方法であって、少なくとも1つのクロマトグラフィー工程が、陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂上で少なくとも1つのクロマトグラフィー工程を用いる手段により実施される前記方法によって、課題が達成される。
本発明の別の選択肢において、0.7以上のFVIII:C/FVIII:Agの比と、高い第VIII因子単量体含有量を与えるための方法が開示され、少なくとも1つのクロマトグラフィー工程は、特定のクロマトグラフィー条件とバッファー組成の下でサイズ排除クロマトグラフィー工程を用いる手段により実施される。
本発明の別の選択肢において、FVIII:C/FVIII:Agに関して同じクロマトグラフィー工程除去を使用し、第VIII因子製品の後の単量体含有量は、98%以上である。
本発明のさらなる選択肢において、前のクロマトグラフィー工程から得られる高いFVIII:C/FVIII:Agの比と高いFVIII:単量体含有量は、少なくとも12ヶ月間、好ましくは少なくとも24ヶ月間、最も好ましくは少なくとも36ヶ月間、凍結および/または凍結乾燥状態で、FVIII:C/FVIII:Agおよび/または高い第VIII因子単量体含有量の特性が変化しないまま、患者に使用されるまで保存することができる。
本発明の3つの方法のうち2つの方法を組み合わせた場合、少なくとも0.8のFVIII:C/FVIII:Agの比を達成することができ、3つ全てを組み合わせた場合、少なくとも0.9の比が可能となる。
例えば、本発明の方法は、0.7以上のFVIII:C/FVIII:Agの比を有し、98%以上という高い第VIII因子単量体含有量である第VIII因子製品、および実質的な非凝集型第VIII因子製品を、クロマトグラフィーを使用して製造する方法によって表される。
前記方法において、
工程(a)親和性クロマトグラフィー樹脂上に固定化されている親和性リガンドによる、第VIII因子に特異的に結合する親和性を有する親和性クロマトグラフィー樹脂を用いることにより、少なくとも1つのクロマトグラフィー工程を実施する。本発明の方法で前記親和性リガンドは前記第VIII因子分子に対する13kDの酵母由来Fab抗体断片である。
工程(b)陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂上で少なくとも1つのクロマトグラフィー工程を実施する。工程の順序は、(a)の後に(b)、または(b)の後に(a)であっても良い。
本発明によれば、0.7以上のFVIII:C/FVIII:Agの比を有し、98%以上という高い第VIII因子単量体含有量である第VIII因子製品、および実質的な非凝集型第VIII因子製品を、クロマトグラフィーを使用して製造するための以下の方法を実施することも可能である。
前記方法において、
工程(a)親和性クロマトグラフィー樹脂上に固定化されている親和性リガンドによる、第VIII因子に特異的に結合する親和性を有する親和性クロマトグラフィー樹脂を用いることにより、少なくとも1つのクロマトグラフィー工程を実施する。本発明の方法で前記親和性リガンドは、前記第VIII因子分子に対する13kDの酵母由来Fab抗体断片である。
工程(c)少なくとも1つのクロマトグラフィー工程を、サイズ排除クロマトグラフィー工程を用いることにより実施する。工程の順序は、(a)の後に(c)、または(c)の後に(a)であっても良い。
本発明によれば、0.7以上のFVIII:C/FVIII:Agの比を有し、98%以上という高い第VIII因子単量体含有量を与える第VIII因子製品、および実質的な非凝集型第VIII因子製品を、クロマトグラフィーを使用して製造するための以下の方法を実施することも可能である。
前記方法において、
工程(b)陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂上で少なくとも1つのクロマトグラフィー工程を実施する。
工程(c)少なくとも1つのクロマトグラフィー工程を、サイズ排除クロマトグラフィー工程を用いることにより実施する。工程の順序は、(b)の後に(c)、または(c)の後に(b)であっても良い。
さらなる他の実施形態は、本発明の3つの方法の組み合わせである。そして、例えば、本発明の方法は、0.9以上のFVIII:C/FVIII:Agの比を有し、99%以上という高い第VIII因子単量体含有量である第VIII因子製品、および実質的な非凝集型第VIII因子製品を、クロマトグラフィーを使用して製造するための方法によって表される。
前記方法において、
工程(a)親和性クロマトグラフィー樹脂上に固定化されている親和性リガンドによる、第VIII因子に特異的に結合する親和性を有する親和性クロマトグラフィー樹脂を用いることにより、少なくとも1つのクロマトグラフィー工程を実施する。本発明の方法で前記親和性リガンドは、前記第VIII因子分子に対する13kDの酵母由来Fab抗体断片である。
工程(b)陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂上で少なくとも1つのクロマトグラフィー工程を実施する。
工程(c)少なくとも1つのクロマトグラフィー工程を、サイズ排除クロマトグラフィー工程を用いることにより実施する。工程の順序は、(a)、(b)、(c);(a)、(c)、(b);(c)、(b)、(a);(c)、(a)、(b);(b)、(c)、(a);(b)、(a)、(c)であっても良い。
本発明によれば、本発明の方法で使用される第VIII因子分子は、軽鎖と重鎖の複合体であり、FVIII:C/FVIII:Agの改良された比は、第VIII因子軽鎖、第VIII因子重鎖、および/または複合体からの解離した第VIII因子軽鎖/第VIII因子重鎖が除去されていることに起因する。解離した第VIII因子鎖は、変異、タンパク質分解性変性/物理的変性等、または精製方法の間の酵素的変性/物理的変性のいずれかにより、培養生成プロセスから生じて存在し得る。解離したFVIII軽鎖および/またはFVIII重鎖は、例えば、バッファー、タンパク質濃度等の環境に依存して、第VIII因子断片、および/または第VIII因子凝集体のいずれかを形成する。従って、単量体ではない、および/または未変性の形態の第VIII因子よりも凝集体を形成しやすい可能性のある、全ての形態の第VIII因子を除去することが、有益である。
本発明の他の態様によれば、方法で使用される第VIII因子分子は、第VIII因子製品の半減期の延長について改良するために、例えば、vWF、PEG、HES、およびまたは抗体のF断片等の他の物質と非共有結合的に結合していてもよく、および/または共有結合していてもよく、最終製品の生物的活性が高い比と高い単量体含有量を有するという、本発明の同じ解決に到達する。
本発明の特定の実施形態において、親和性クロマトグラフィー工程を、第VIII因子と親和性樹脂の結合を与える条件、および、第VIII因子を溶出する前に解離した軽鎖を洗い流すことによって除去される条件の下で実施する。第VIII因子と親和性クロマトグラフィー樹脂の結合は、約0.1〜約0.5mol/kgの塩化ナトリウムの濃度に相当する低塩条件下で生じる。次に、約0.3〜約4mol/kgの範囲の塩化ナトリウムに相当する高められた塩濃度の下で、親和性クロマトグラフィー樹脂の洗浄を軽鎖の除去のために実施し、その後所望により、約0.5〜約4mol/kgの範囲内の塩化ナトリウムおよび/またはMgClに相当する塩濃度を約40〜約60%のアルコール、好ましくは、エチレングリコールもしくはプロピレングリコール、またはそれらの混合物と組み合わせて用いることによって溶出と収集の工程を実施して、分離画分中に第VIII因子を得ても良い。
親和性樹脂は、第VIII因子分子の他の部分ではなく軽鎖と結合するように設計されている。このことは、特定のサイズの親和性リガンドを使用することによって、可能となった。小さすぎる親和性リガンド、例えば化学合成した分子は、立体障害に起因して、場合によって、標的タンパク質への結合が難しいことが知られている。従って、本発明に必要とされる親和性リガンドのサイズは、10kダルトン以上の範囲内にある。このサイズのFab断片分子に想定される強い親和性のため(14)、および、リガンドがFVIII軽鎖に対するものであることのため、FVIII重鎖を含む未変性の複合体がFVIII軽鎖と共に溶出される前に、FVIII軽鎖を洗い流すことができることは驚くべきことであった。特に、親和性樹脂は、約74μmの平均粒子サイズの架橋アガロースマトリクスをベースとし、約13kD酵母由来Fab抗体断片親和性リガンドを親水性スペーサーアーム通してマトリクスと結合させて、第VIII因子分子との結合に有用なリガンドを作製する。親和性リガンドは、生物学的活性型第VIII因子分子の第VIII因子軽鎖と結合する。
本発明の方法の他の実施形態において、親和性クロマトグラフィーの条件は、以下の条件のうち少なくとも2つを含む。
−生物学的活性型第VIII因子の樹脂ロードが、少なくとも5000IU/mL樹脂である、好ましくは少なくとも10,000IU/mL樹脂である、最も好ましくは20,000IU/mL樹脂を超える
−第VIII因子のロードの間のバッファー条件;pH6.2〜6.8で、約0.1〜約0.5mol/kgのNaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのCaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのL−ヒスチジン、約0.005〜約0.05%(w/w)のポリソルベート80、約0.5〜約2%のTriton X−100、約0.1〜約1%のTNBP
−洗浄の間のバッファー条件;pH6.2〜6.8で、約0.5〜約4mol/kgのNaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのCaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのL−ヒスチジン、約0.005〜約0.05%(w/w)のポリソルベート80
−第VIII因子の溶出の間のバッファー条件;pH6.2〜6.8で、約0.5〜約4mol/kgのNaCl、約40〜約60%のエチレングリコール、約0.01〜約0.05mol/kgのCaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのL−ヒスチジン、約0.005〜約0.05%(w/w)のポリソルベート80
本発明の方法の他の特定の実施形態において、第VIII因子と陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂が結合する条件下で陰イオン交換クロマトグラフィーを実施し、生物学的活性型第VIII因子の溶出の前後いずれかにおいて、生物学的不活性型を陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂から除去する。溶出画分中の第VIII因子単量体含有量は、98%以上である。発明の方法によれば、第VIII因子を結合させるために、0.01〜0.15mol/kgの塩化ナトリウムの濃度に相当する低塩条件下で第VIII因子をロードし、不活性型第VIII因子を除去し、不活性型第VIII因子の除去のために、0.15〜0.3mol/kgの濃度の塩化ナトリウムに相当する中程度の塩条件の下で陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂を洗浄し、0.3〜1mol/kgの塩化ナトリウムの濃度に相当する高い塩条件を用いることによって、第VIII因子を陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂から溶出し、分離画分中に収集する。
さらに、不活性型第VIII因子を、1〜2mol/kgの塩化ナトリウムの濃度に相当する高い塩条件を用いることによって、陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂から溶出し、別の画分中に収集する。
本発明の陰イオン交換方法の特定の実施形態において、生物学的不活性型第VIII因子を陰イオン交換クロマトグラフィー工程によって除去し、製品溶出画分中で≧98%の単量体含有量を得、以下のクロマトグラフィー条件のうち少なくとも2つを含む。
−生物学的活性型第VIII因子の樹脂ロードが、少なくとも10,000IU/mL樹脂である、好ましくは少なくとも15,000IU/mL樹脂である、最も好ましくは20,000IU/mL樹脂を超える;
−第VIII因子のロードの間のバッファー条件;pH6.0〜7.5で、約0.05〜約0.15mol/kgのNaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのCaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのL−ヒスチジン、約0.005〜約0.05%(w/w)のポリソルベート80;
−洗浄の間のバッファー条件;pH6.0〜7.5で、約0.15〜約0.3mol/kgのNaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのCaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのL−ヒスチジン、約0.005〜約0.05%(w/w)のポリソルベート80;
−第VIII因子の溶出の間のバッファー条件;pH6.0〜7.5で、約0.3〜約0.5mol/kgのNaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのCaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのL−ヒスチジン、約0.005〜約0.05%(w/w)のポリソルベート80。
本発明の陰イオンクロマトグラフィー方法のさらなる実施形態において、陰イオン交換樹脂は、球径が約45〜約165μmの架橋6%アガロースマトリクスと結合しているリガンドとしての四級アンモニウムイオンを有し、約0.18〜約0.25mmol/mLの総イオン結合能力を有する強陰イオン交換体である。
本発明の方法の他の特定の実施形態において、サイズ排除クロマトグラフィーは、以下のクロマトグラフィー条件のうち少なくとも2つを含む。
−カラム体積の約4〜約8%であるサンプルロード、
−約60〜約90cmのカラム高、
−少なくとも10,000IU/mLである、好ましくは少なくとも15,000IU/mLである、最も好ましくは20,000IU/mLを超える、サンプルロード中の生物学的に活性な第VIII因子の濃度
−不活性型第VIII因子の凝集化のためのカラム平衡化バッファー;pH6.0〜7.5で、約0.2〜約0.7mol/kgのNaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのCaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのクエン酸ナトリウム、約0.5〜約2%(w/w)のスクロース、約0.5〜約2%(w/w)のL−アルギニン、約0.1〜約1%(w/w)のポロクサマー188、
生物学的活性型第VIII因子を、前記単量体型で収集し、一方、不活性型第VIII因子は、サイズ排除クロマトグラフィー工程の凝集不活性型を含む画分(凝集型断片(不活性型)および凝集型単量体第VIII因子(単量体のとき活性であるが、凝集型のとき部分的に不活性)の両方であり得る)、および/またはサイズ排除クロマトグラフィー工程の断片型第VIII因子を含む画分のいずれかに見い出される、
−第VIII因子単量体の収集を、カラムの出口で約30〜約40mAUの吸光度ピークが記録されたときに始め、吸光度ピークが約1〜約40mAUに戻ったときに止め、第VIII因子単量体の収集は、サンプル添加量の2〜3倍に相当する。
本発明のサイズ排除クロマトグラフィーの特定の実施形態において、サイズ排除樹脂は、平均直径が34μm、最適分離範囲が10,000〜600,000ダルトンの球状架橋アガロース/デキストラン媒体である。
本発明の方法の他の特定の実施形態において、サイズ排除クロマトグラフィー溶出物は、少なくとも12ヵ月間、特に36ヶ月間安定であり、以下の条件のうち少なくとも2つを含む。
−バッファーの組成;pH6.0〜7.5で、約0.2〜約0.7mol/kgのNaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのCaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのクエン酸ナトリウム、約0.5〜約2%(w/w)のスクロース、約0.5〜約2%(w/w)のL−アルギニン、約0.1〜約1%(w/w)のポロクサマー188、
−−60℃で保存された凍結溶液、
−室温から≦−40℃までの溶液の凍結を90分以下で達成する。
−−60℃以下での保存による凍結溶液を90分以下で18〜25℃へ解凍する。
−上記のバッファーと共に第VIII因子の濃度を調製し、バイアル当り250IU、500IU、1000IU、2000IU、3000IU、4000IU、または5000IUの第VIII因子でガラスバイアルに満たした後、解凍した溶液を凍結乾燥方法に付す。
−上記による凍結乾燥製品において、第VIII因子単量体含有量は、99%以上である。
−上記による凍結乾燥製品は、再構成の後、少なくとも12ヶ月、好ましくは24ヶ月、最も好ましくは36ヶ月、第VIII因子単量体に著しい変化なく保存することができ、患者に使用することができる。
−再構成された上記の製品は、以下のバッファーの組成;pH6.0〜7.5で、約0.2〜約0.7mol/kgのNaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのCaCl、約0.01〜約0.05mol/kgのクエン酸ナトリウム、約0.5〜約2%(w/w)のスクロース、約0.5〜約2%(w/w)のL−アルギニン、約0.1〜約1%(w/w)のポロクサマー188、を有する。
本発明の対象は、血友病を治療するため、およびインヒビターの形成を回避するための、本発明の方法により得られる第VIII因子製品でもあり、前記製品は、凍結および/または凍結乾燥条件で、少なくとも6ヶ月間、好ましくは少なくとも12ヶ月間、より好ましくは少なくとも24ヶ月間、最も好ましくは36ヶ月まで安定である。この第VIII因子は、上記の3つの精製工程、1.親和性工程、2.陰イオン交換工程、3.サイズ排除クロマトグラフィー工程をこの順序で経る特定の方法により得られる。
精製スキームのこの順序を与えることにより、得られたFVIII製品の品質は、異なる精製スキームを使用した市販の組み換え型FVIII製品(22)と比べて、FVIII C/Ag比が高く、単量体含有量が高かった(凝集体と断片が少ないことに相当)。本発明の第VIII因子製品は、表1から分かるように、第VIII因子C/Agの比が高く、単量体が多く、断片含有量が少ないという優れた結果を示した。本発明の製品と市販のある組み換え型製品を生体内でさらに比較したところ、表2から分かるように、治療歴のない血友病A患者におけるインヒビター発生量の減少を認めることができた。表2の精製方法A(22)を使用したrFVIII製品は、FVIII C/Ag比を増加させ、かつ、単量体含有量が多く断片含有量が少ない製品を示す能力であって、治療歴のない血友病A患者における免疫学的発生量(the amount of immunological incidents)に明らに影響を与えるという、本発明の精製方法と同様な高い能力を有しない。
*は、Collinsの2014年の研究21で発表されている、**は、進行中の研究である
本発明の他の対象は、EP2537862A1と比べて改良された本発明の製品性能である。これは、上記の3つの精製工程、1.親和性工程、2.陰イオン交換工程、3.サイズ排除クロマトグラフィー工程をこの順序で経る特定の方法により特別に達成される。また、求められる高い(>0.9)第VIII因子C/Ag比と単量体含有量(>99%)を患者において確保する、本発明のサイズ排除工程の特定の方法の条件を含む。最後のサイズ排除バッファー交換工程と製品の凍結乾燥により与えられる本発明の特定のバッファー条件を使用することにより第VIII因子を保存する場合に、−70℃で12ヶ月間保存後でも達成される。これは、保存期間に望ましくない第VIII因子C/Ag比と単量体含有量の減少を最小化すると考えられ、(保存された凍結乾燥製品の再構成後に)患者に注入される溶液中の凝集体/断片に起因する望まない免疫反応に関するリスクが、患者に与えられる製品では少ないことを保証する。さらに、ブラッドフォード分析法を使用してFVIII:C/タンパク質の濃度で測定された比活性は、EP2537862A1で開示されている値(8061IU/mg、n=1)と比べて、統計的に有意に高い(10000IU/mg、n=9)。比活性は、FVIII製品の純度の指標であり(異なる結果を与える異なるタンパク質測定方法が知られており、従って、値が比較可能であるためには、同じタンパク質方法が必要である)、タンパク質の不純物は、患者におけるインヒビター発生の1つのリスク因子であるため、EP2537862A1と比較して、本発明の製品の性能が優れていることが示されている。また、EP2537862A1で開示されているような本発明の図17に見られる等電点分離法によるタンパク質のフィンガープリント分析は、それぞれの製品の製品特性における差を示す。
本発明の特定の実施形態において、第VIII因子は、最後の工程後に、第VIII因子の総量(FVIII:Ag)に対する生物学的活性型第VIII因子(FVIII:C)の割合が、0.7以上、好ましくは0.8以上、より好ましくは0.9以上、最も好ましくは1であり、第VIII因子単量体含有量が、98%以上、好ましくは99%以上、最も好ましくは100%であることと、実質的に凝集型第VIII因子が検出することができないこととを特徴とする。
本発明の他の実施形態において、第VIII因子は、その生物学的活性、高い単量体第VIII因子含有量、および低い凝集/断片型第VIII因子含有量を維持している。
さらなる他の実施形態において、本明細書の一部として援用される20に記載されているように、本発明の第VIII因子は、生物学的活性を有する第VIII因子の血漿由来型、組み換え体由来型、および/または欠失誘導体もしくは切断型、特にBドメイン欠失型FVIIIであることを特徴とする。
本発明のさらなる他の実施形態において、第VIII因子は、組み換え体由来型、および/または欠失誘導体である場合、ヒト細胞で生産されることを特徴とする。
本発明の特定の実施形態において、第VIII因子は、製品で治療された治療歴のある血友病A患者または治療歴のない血友病A患者におけるインヒビターの量が、25%未満、好ましくは20%、より好ましくは10%未満、好ましくは好ましい0%であることを特徴とする。
本発明の主題は、血友病を治療するため、およびインヒビターの形成を回避するための、本発明の方法により得られる第VIII因子製品でもある。
特に、本発明に係る製品では、治療歴のある血友病A患者または治療歴のない血友病A患者において、本発明の製品で治療後に、インヒビターの量が、約25%未満、好ましくは約20%未満、より好ましくは約10%未満、最も好ましくは約0%を示す。
タンパク質を取り囲む非晶質マトリクスを形成することにより、凍結乾燥方法の間、および保存の間、タンパク質を保護する凍結保護物質を推奨する。
増量剤が含まれても良く、増量剤は、凍結乾燥の間機械的支持を与えるケーク形成体(cake former)として機能し、製剤の乾燥重を増加させる。それ故に、増量剤は、凍結乾燥製品の均一な品質と外観を与えることに役立つ。
さらに、タンパク質に適し、かつ、製品の治療用途に適する値にpHを維持するように、緩衝剤を加えることができる。凍結乾燥されたタンパク質に適する成分は、例えば、本明細書の一部として援用される国際公開第2010/026186 A号に開示されている。
FVIII抗体を使用したウエスタンブロット。左から、分子量標準、レーン1;親和性工程の出発材料、FVIII:Ag 5.0IU/mL、レーン2;親和性工程のフロースルー、FVIII:Ag 132IU/mL、レーン3;親和性洗浄画分、FVIII:Ag 26IU/mL、レーン4;親和性溶出物(出発材料Q)、FVIII:Ag 5.8IU/mL、レーン5;陰イオン交換フロースルー+平衡化(eq.)、FVIII:Ag 1.7IU/mL、レーン6;陰イオン交換洗浄、FVIII:Ag 5.0IU/mL。図1は、親和性工程と陰イオン交換体工程のフロースルーと洗浄画分中の不活性型FVIII:Cの除去を示す。親和性工程の洗浄画分は、ほぼFVIII軽鎖のみを含む。 FVIII抗体を使用したウエスタンブロット。左から、分子量標準、レーン1;FVIII対照、FVIII:C 5.0IU/mL、レーン2;親和性溶出物、FVIII:C 5IU/mL、レーン3;希釈した親和性溶出物、FVIII:C 5IU/mL、レーン4;陰イオン交換溶出物、FVIII:C 5IU/mL、レーン5;サイズ排除溶出物、FVIII:C 5IU/mL。図2は、親和性工程の後、陰イオン交換工程の後、およびサイズ排除工程の後で等しいFVIII:C濃度であるFVIIIのウエスタンブロットパターンを示し、全て、FVIII対照と同じパターンを示している。 実施例3の分取サイズ排除クロマトグラフィーカラムからのクロマトグラムであり、異なる樹脂ロードと第VIII因子濃度を使用した3つの異なる実験に関して、単量体第VIII因子からの凝集体と断片の分離を示す。実施例3の平衡化バッファー系とクロマトグラフィー条件は、凝集を促進し、従って、単量体単量体第VIII因子(溶出物)からの凝集体の除去を促進する。クロマトグラフィーピークは、280nmでの吸光度で測定されるタンパク質を反映する。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC1)からのクロマトグラムであり、実施例2に従って調製したサンプル(溶出物)からのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、>98%であり、凝集体含有量は、<0.5%であり、断片含有量は、<1.5%である。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC1)からのクロマトグラムであり、実施例3に従って調製したサンプル(溶出物)からのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、概して>99%であり、凝集体含有量は、目に見えない量であり、断片含有量は、<1%である。 実施例4の分取サイズ排除クロマトグラフィーカラムからのクロマトグラムであり、異なる樹脂ロードと第VIII因子濃度を使用した5つの異なる実験に関して、単量体第VIII因子からの凝集体と断片の分離を示す。実施例4の平衡化バッファー系とクロマトグラフィー条件は、凝集を促進し、従って、単量体第VIII因子(溶出物)からの凝集体の除去を促進する。クロマトグラフィーピークは、280nmでの吸光度で測定されるタンパク質を反映する。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC1)からのクロマトグラムであり、実施例4に従って調製したサンプル(陰イオン交換溶出物)からのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、>97%であり、凝集体含有量は、<0.7%であり、断片含有量は、<2.5%である。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC1)からのクロマトグラムであり、実施例4に従って調製したサンプル(サイズ排除溶出物)からのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、>98%であり、凝集体含有量は、目に見えるサインがなく、断片含有量は、<2%である。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC1)からのクロマトグラムであり、実施例4に従って調製したサンプル(陰イオン交換溶出物)からのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、>98%であり、凝集体含有量は、目に見えるサインがなく、断片含有量は、<2%である。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC1)からのクロマトグラムであり、実施例4に従って調製したサンプル(サイズ排除溶出物)からのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、>98%であり、凝集体含有量は、目に見えるサインがなく、断片含有量は、<2%である。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC1)からのクロマトグラムであり、実施例4に従って調製したサンプル(陰イオン交換溶出)からのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、>98%であり、凝集体含有量は、目に見えるサインがなく、断片含有量は、<1.5%である。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC1)からのクロマトグラムであり、実施例4に従って調製したサンプル(サイズ排除溶出物)からのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、>98%であり、凝集体含有量は、目に見えるサインがなく、断片含有量は、<1.5%である。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC1)からのクロマトグラムであり、実施例4に従って調製したサンプル(陰イオン交換溶出物)からのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、>99%であり、凝集体含有量は、目に見えるサインがなく、断片含有量は、<1.5%である。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC1)からのクロマトグラムであり、実施例4に従って調製したサンプル(サイズ排除溶出物)からのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、>98%であり、凝集体含有量は、目に見えるサインがなく、断片含有量は、<1.5%である。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC1)からのクロマトグラムであり、実施例4に従って調製したサンプル(陰イオン交換溶出物)からのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、>99%であり、凝集体含有量は、目に見えるサインがなく、断片含有量は、<1%である。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC1)からのクロマトグラムであり、実施例4に従って調製したサンプル(サイズ排除溶出物)からのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、>98%であり、凝集体含有量は、目に見えるサインがなく、断片含有量は、<1.5%である。 サイズ排除クロマトグラフィーの後に本発明の実施例4に従ってサンプルを処理したサンプルの電荷とサイズの特性の分析的二次元電気泳動(2D−PAGE)フィンガープリント。 本発明の精製方法の間の第VIII因子の純度の増加。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC2)からのクロマトグラムであり、実施例7に従って調製した(本発明に従って精製および凍結乾燥した)サンプルからのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれ凍結乾燥製品の再構成後(1000IU バイアル)のパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、原理上100%であり(単量体ピークの左側のわずかなショルダーは、分子量標準の保持曲線(図23)に基づき、FVIII単量体ピークに含まれる)、SEC−HPLC2クロマトグラムにおいて、およそ7〜10分で溶出しており、凝集体と断片の含有量は認められない。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC2)からのクロマトグラムであり、精製方法A22と凍結乾燥により調製したサンプルからのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれ凍結乾燥製品の再構成後(1000IU バイアル)のパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、およそ76%であり、凝集体含有量は認められず、断片含有量はおよそ24%である。rFVIII製品は、完全なBドメインを有し、分子量がおよそ300kDであり、SEC−HPLC2クロマトグラムにおいておよそ5〜8分で単量体FVIIIが溶出する完全長FVIII製品である。断片ピークはおよそ8〜13分の単量体ピークの後直ぐに計算が開始されている。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC2)からのクロマトグラムであり、精製方法B22と凍結乾燥により調製したサンプルからのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれ凍結乾燥製品の再構成後(1000IU バイアル)のパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、およそ99%であり(単量体ピークの左側のわずかなショルダーは、分子量標準の保持曲線(図23)に基づき、FVIII単量体ピークに含まれる)、凝集体含有量は認められず、断片含有量はおよそ1%である。rFVIII製品は、分子量がおよそ170kDであり、SEC−HPLC2クロマトグラムにおいておよそ7〜10.5分で単量体FVIIIの溶出を与えるBドメイン欠失型FVIII製品である。断片ピークは、およそ10.5〜13分の単量体ピークの後直ぐに計算が開始されている。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC2)からのクロマトグラムであり、精製方法C22と凍結乾燥により調製したサンプルからのクロマトグラフィー特性を示し、凝集体、単量体、および断片の含有量をそれぞれ凍結乾燥製品の再構成後(1000IU バイアル)のパーセンテージで示す。このサンプルの単量体含有量は、およそ80%であり、凝集体含有量は認められず、断片含有量はおよそ20%である。rFVIII製品は、完全なBドメインを有し、分子量がおよそ300kDであり、SEC−HPLC2クロマトグラムにおいておよそ5〜8分で単量体FVIIIの溶出を与える完全長FVIII製品である。断片ピークは、8〜13分の単量体ピークの後直ぐに計算が開始されている。 分析的サイズ排除クロマトグラフィーカラム(SEC−HPLC2)からのクロマトグラムであり、分子量標準サンプル(15〜600kD、69385、Sigma−Aldrich Chemie社)からのクロマトグラフィー特性を示す。
本発明に係る用語「生物学的不活性型第VIII因子」は、化学的原因、生化学的原因、または酵素的原因によりその生物学的活性を失っている第VIII因子の形態を意味する。生物学的不活性型第VIII因子は、例えば、単独の第VIII因子軽鎖もしくは重鎖、第VIII因子の切断型もしくは第VIII因子の活性型(しかし、凝固サイクルにおける活性化により定義されるために不安定である)(FVIIIaなど)、および/または断片型第VIII因子の凝集型もしくは他の形態であり得る。
本明細書で使用されるmol/kgの定義は、1,000gの水に加えられたmol数であり、Molarの定義は、1,000mLになるまで水を加えられたmol数である。
生物学的活性型第VIII因子と生物学的不活性型第VIII因子の両方のサンプル中の総量を、(FVIII:Ag)の抗原をベースとするELISA分析法を用いて測定する。(生体内での)完全な生物学的活性を有するサンプル中の生物学的に活性な第VIII因子(FVIII:C)と第VIII因子の抗原含有量(FVIII:Ag)の比は、1.0に等しいべきである。比が1より小さい場合、サンプル中に不活性型第VIII因子があることが示唆される。不活性型は、単独の第VIII因子軽鎖および重鎖に解離した凝集型第VIII因子および/または第VIII因子分子のいずれかである可能性がある。
FVIII軽鎖(分子量がおよそ80kDの第VIII因子のA3、C1、およびC2ドメイン)は、生物学的に活性な第VIII因子分子中で、FVIII重鎖(分子量が90〜210kDのA1およびA2第VIII因子ドメイン)との金属/疎水性複合体となっている。この複合体は、生体内で未変性の第VIII因子分子であり、通常の条件下で、第VIII因子分子を変性から保護するフォン・ヴィルブランド因子(vWF)と結合して循環する。凝固系が活性化されるとき、未変性の第VIII因子分子は、vWFから放出され、活性化された血小板と結合し、タンパク質分解性の変換を受けて、未変性のFVIII分子の活性な形態であり、凝固系の重要な要素であるFVIIIa(活性型第VIII因子)となる。FVIIIa分子は、凝固カスケードにより直ぐに消費され、その後、様々なプロテアーゼインヒビターにより酵素的に不活性化される。(15)複合体が解離している場合(16)、軽鎖または重鎖は、生物学的活性が全く、またはほとんどなく、FVIII:C/FVIII:Agの比は、ゼロに近い。未変性の複合体が、タンパク質分解により不活性化されている場合、軽鎖と重鎖の両方の分子量は減少し、第VIII因子の分解産物は、最初は生物学的活性を残しているが(例えばFVIIIa)、第VIII因子の分解産物は不安定であり、生体内で比較的直ぐに不活性化される。(1)第VIII因子の分解産物は(タンパク質分解性の分解によるものと非タンパク質分解性の解離によるものの両方)は、サイズに基づいて生物学的活性型第VIII因子分子と不活性型第VIII因子分子を特異的に示す第VIII因子のウエスタンブロット解析法を用いて検出することができる。未変性の第VIII因子分子は、分子がBドメインを欠失しているか、またはしていないかによって、およそ170kダルトンまたは290kダルトンの分子量を有す。Bドメインは、第VIII因子分子中で、生物学的活性な機能が全くなく、従って、生物学的活性型第VIII因子分子は、Bドメインがある、またはBドメインがない(もしくはBドメインの一部がない)のどちらかであり得る。
単量体第VIII因子製品は、通常のバッファー条件の下で実施される分析的HPLCサイズ排除クロマトグラフィー法により確定された同じ分子量の集団を有する生物学的に活性な第VIII因子分子として本明細書で定義される。断片型第VIII因子は、主に不活性であり、一方で、凝集型第VIII因子は、減少した生物学的活性を有す。両方の形態は、生体内でインヒビター形成のリスクを理論的に増加させる。血友病Aの治療を目的とする第VIII因子製品中で、可能な限り、両方の形態は少なくあるべきである。単量体第VIII因子製品は、精製方法の最後で、可能な限り多くあるべきであり、また、第VIII因子製品の製剤過程(凍結状態)の前で安定であるべきであり、実際の製剤過程(凍結乾燥またはバイアル中に溶液を満たすこと)の下で、再構成され患者に消費されるまで安定であるべきである。この期間は、しばしば、数ヶ月から1〜3年までであり得る。第VIII因子の凍結溶液中での安定性の一例は、US 8,187,799 B2に与えられており、具体的なバッファー組成が主張されているが、しかしながら、この参考文献において、第VIII因子凝集体/単量体含有量は、議論されていない。
本発明の組み換え型第VIII因子は、特に、Bドメインを完全または部分的に欠く欠失誘導体であり、そのため、最終精製製品中で5,000IU/mgをはるかに超え得る比活性を与える。このようなBドメインを完全または部分的に欠く欠失誘導体の例は、EP−A−1136553およびEP−A−1739179で開示され、ヒト細胞株から調製されている。現在開発されている組成物が、以下のセクションで記載されているように、このような第VIII因子の欠失誘導体または同じように高純度のその他の第VIII因子製品に適用するのに特に良く適しているということが、高く評価されている。
本発明の詳細な説明
第VIII因子の親和性クロマトグラフィー工程の詳細な説明
平衡化バッファー条件(0.3mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH6.4〜6.6、伝導率は30〜36mS/cm)の下で、溶剤、界面活性剤(solvent detergent chemical)(1%Triton X−100+0.3%トリ−nブチルホスフェート)を用いて、または用いずに、第VIII因子を第VIII因子親和性クロマトグラフィーカラム(VIIISelect)と結合させる。溶剤、界面活性剤(solvent detergent chemical)は、親和性工程の前に、(脂質に包まれた)ウイルスを不活性化する目的で第VIII因子溶液に添加してもよい。第VIII因子を安定化させる目的で加えることができる0.2mol/kgのソルビトールおよび0.045mol/kgのアルギニン等の第VIII因子精製の上流からのその他の化学物質も、第VIII因子ロード溶液中に存在し得る。通常、第VIII因子ロードは、約5,000〜約25,000IU/mL親和性樹脂であり、原則として、任意の純度(1〜15,000IU第VIII因子/mgタンパク質)の第VIII因子溶液を親和性カラムに添加し得る。方法を、周囲温度、例えば室温で実施する。
第VIII因子を含む溶液をカラム上で処理した後、15カラム体積の平衡化バッファー(0.3mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH6.4〜6.6、伝導率は30〜36mS/cm)でカラムをすすいで、不純物(製品関連と方法関連の両方)を除去する。次に、高めた塩濃度(1mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH6.4〜6.6、伝導率は83〜89mS/cm)で5カラム体積を洗浄して、単独のFVIII軽鎖を特異的に除去する。その後、4カラム体積のバッファーを使用して、高めた塩濃度とエチレングリコール(1.5mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、50%(w/w)のエチレングリコール、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH6.4〜6.6、伝導率は36〜42mS/cm)でカラムから生物学的に活性な第VIII因子を溶出する。
その後、親和性樹脂と結合している残存タンパク質を、酸性洗浄(pH2)により除去し、樹脂の後、平衡化後、別の精製サイクルに備える。
陰イオン交換クロマトグラフィー工程の詳細な説明
平衡化バッファー条件(0.1mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH7.4〜7.6、伝導率は12〜16mS/cm)の下で、第VIII因子を強陰イオン交換カラム(Q Sepharose FF)と結合させる。5%のエチレングリコール等の第VIII因子精製の上流からのその他の化学物質も、第VIII因子ロード溶液中に存在し得る。通常、第VIII因子ロードは、10,000〜100,000IU/mL親和性樹脂であり、出発材料の純度は、>5000IU第VIII因子/mgタンパク質である。方法を、周囲温度、例えば室温で実施する。
第VIII因子を含む溶液をカラムで処理した後、15カラム体積の平衡化バッファー(0.1mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH7.4〜7.6、伝導率は12〜16mS/cm)でカラムをすすいで、不純物(製品関連と方法関連の両方)を除去する。次に、高めた塩濃度(0.30mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH7.4〜7.6、伝導率は30〜35mS/cm)で5カラム体積を洗浄して、不活性型第VIII因子を除去する。その後、1カラム体積のバッファーを使用して、高めた塩濃度(0.39mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH5.9〜6.1、伝導率は38〜42mS/cm)で生物学的に活性な単量体第VIII因子をカラムから溶出する。
その後、イオン相互作用により陰イオン交換樹脂と結合しているあらゆる残存タンパク質を、2mol/kgのNaClへと高めた塩濃度により除去し、その後、高いpH(14)を使用して樹脂を殺菌し、平衡化後、別の精製サイクルのためにカラムを準備する。
サイズ排除クロマトグラフィー工程の詳細な説明
ベッド高が70cmのサイズ排除クロマトグラフィーカラム(Superdex 200 p.g.)に対して4〜8%のカラム体積で第VIII因子をロードし、30.7g/kgのNaCl、0.5g/kgのCaCl、2.0g/kgのクエン酸Na、9.2g/kgの塩酸L−アルギニン、9.2g/kgのサッカロース、2.0g/kgのポロクサマー188、pH6.9〜7.1、47〜51mS/cmの伝導率で平衡化する。通常、出発材料中の第VIII因子濃度は、>10,000IU/mLであり、バッファーの組成は、0.4mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH6.0〜6.5、35〜42mS/cmの伝導率である。出発材料の純度は、>8000IU第VIII因子/mgタンパク質である。方法を室温;18〜25℃で実施する。
第VIII因子を含む溶液をサイズ排除カラムに添加した後、カラムの出口で280nmで測定される吸光度が40mAUに上がるまで、カラムを平衡化バッファーで処理し、吸光度が元(40〜1mAU)に戻るまで、単量体の生物学的に活性な第VIII因子製品を収集する。生物学的に不活性な凝集型第VIII因子を先に(<40mAU)除去し、不活性型第VIII因子断片を単量体の生物学的に活性な第VIII因子のピークの後で(<40mAU)除去する。サイズ排除工程の後の単量体の生物学的に活性な第VIII因子の溶液は、通常、出発材料の体積の2〜3倍である。
本明細書に引用される全ての参考文献は、援用が本明細書に示される教示と矛盾しない最大限の範囲まで、本明細書の一部を構成するものとして援用される。出版物、特許出願、特許を含む、本明細書に引用される全ての参考文献は、あらゆる別に与えられた本明細書の他でなされた特定の文献の援用に関係なく、各参考文献が、本明細書の一部を構成するものとして援用されることを各々具体的に示され、その全体が本明細書に記載されるのと同じ範囲まで(法律で認められる最大の範囲まで)、ここにその全体を本明細書の一部を構成するものとして援用される。
用語「a」、および「an」、および「the」、および類似の指示対象の本発明の記載に関連した使用は、本明細書に特に示されていない限り、または明らかに文脈上矛盾していない限り、単数および複数の両方を包含するものとして解釈されるべきである。特に指定のない限り、本明細書に与えられる全ての厳密な値は、概算値に対応する代表値(例えば、特定の因子または測定に関して与えられる全ての厳密で例示的な値は、対応する概算的測定値も与えると解釈されることができ、必要に応じて「約」により修正され得る)。
「含む(comprising)」、「有する(having)」、「含む(including)」、または「含む(containing)」等の用語を使用する、要素に関連する本発明のあらゆる態様または実施形態の本明細書での記載は、特に指定のない限り、または明らかに文脈上矛盾していない限り、その特定の要素「から成る(consists of)」、「から本質的に成る(consists essentially of)」、または「実質的に含む(substantially comprises)」本発明の類似の態様または実施形態の支持を与えることが意図されている(例えば、特に指定のない限り、または明らかに文脈上矛盾していない限り、特定の要素を含むとして本明細書に記載される組成物は、その要素から成る組成物の記載も含むとして理解されるべきである)。
全ての見出しと小見出しは、便宜のためだけに本明細書で使用され、いかなる意味においても本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。本明細書に与えられる、ありとあらゆる例、または例示的な言葉(例えば、「等(such as)」)の使用は、本明細書に特に主張されていない限り、本発明をより良く説明することだけが意図されており、本発明の範囲を限定はしない。列挙に何の言葉もないことは、本発明の実施に必須のあらゆる主張されていない要素を示しているとして解釈されるべきである。
本明細書での特許文献の引用と援用は、便宜のためだけになされ、このような特許文献の有効性、特許性、および/または権利行使可能性のあらゆる見解を反映していない。準拠法に認められているように、本発明は、特許請求の範囲および/または本明細書に含まれる態様に詳述される対象の全ての変更と均等物を含む。
本発明をさらに記載するが、以下の実施例により本発明を限定はしない。
実施例1:
樹脂に結合している酵母由来第VIII因子親和性リガンドを用いる精製。
以下の方法は、第VIII因子:C活性がない形態の第VIII因子を、酵母由来因子親和性リガンドクロマトグラフィー工程(VIIISelect)で除去することについて説明している。
カラムと樹脂
BPG140カラムにVIIISelect樹脂を充填して、1.7リットルのカラム体積となる11cmのベッド高にした。VIIISelect樹脂はGE Healthcare(カタログ番号17−5450)から得た。
出発材料:
純度が第VIII因子1614IU/mgタンパク質である第VIII因子含有材料、0.34mol/kgのNaCl、0,035mol/kgのCaCl、0,01mol/kgのL−ヒスチジン、0,045mol/kgのL−アルギニン、0,2mol/kgのソルビトール、0,02%(w/w)のポリソルベート80、1%(w/w)のTriton X−100、0,3%のトリ−n−ブチルホスフェート(TNBP、w/w)、pH6.5を出発材料として使用した。本明細書の一部として援用される国際公開第2009156430A1号にさらに記載されている通り、出発材料を製造した。樹脂に対するFVIII:Cロードは、15 529IU/mL樹脂であった。
バッファー組成:
平衡化バッファー(Triton X−100およびTNBP含有)
0.3mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl(2×HO)、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、1%w/wのTritonX−100、0.3%w/wのTNBP、pH:6.5±0.1、伝導率:+25℃で31±3mS/cm
洗浄バッファー1(Triton X−100およびTNBPを含有しない平衡化バッファー)
0.3mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:6.5±0.1、伝導率:+25℃で31±3mS/cm
洗浄バッファー2
1.0mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:6.5±0.1、伝導率:+25℃で85±3mS/cm。
溶出バッファー
1.5mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、50%(w/w)のエチレングリコール(EG)、pH:6.5±0.1、伝導率:+25℃で39±3mS/cm。
平衡化バッファー、洗浄バッファー、および溶出バッファーは、記載のpH、濃度、およびバッファー、塩、または界面活性剤の種類に限定されない。
カラムを平衡化バッファーで平衡化し、次いで、出発材料をロードした。その後、表1に記載のように、樹脂に洗浄バッファー1と洗浄バッファー2を流し、その後、溶出バッファーを流した。それぞれの画分(出発材料のロード中のフロースルー+洗浄1、洗浄2および溶出)からサンプルを採取し、FVIII:C、FVIII:Ag、およびFVIIIウエスタンブロットについて分析した。
表3は、出発材料からの不活性型第VIII因子の除去を表している。FVIII:Agとして測定した得られる第VIII因子の総量と比較した、FVIII:Cとして測定した生物学的に活性な第VIII因子の比は、出発材料で0.61であった。フロースルーと洗浄画分でもC/Ag比を測定したところ、とても低かった(<0.05)。溶出画分において、C/Ag比は、出発材料での0.61より増加して、0.87であった。このことは、VIIISelect親和性工程を経て不活性型第VIII因子が除去されたことを明確に示している。このことは、さらに、図1の第VIII因子のウエスタンブロット解析において、レーン1〜4を見ても確かめられる。レーン1は、親和性カラムの前の「出発材料」を示す。レーン2は、第VIII因子の変性産物が「フロースルー+洗浄1画分」で除去されることを示す、第VIII因子関連のたくさんのバンドを示す。レーン3は、「洗浄2画分」中に、一本の(解離された)第VIII因子軽鎖(80kD)と同じ分子量を有する、1つの特徴的で主要な第VIII因子バンドがあることを示す。この第VIII因子画分は、(表3に示すように)第VIII因子:C活性が全く、またはほとんどないことも示す。レーン4は、親和性工程の溶出画分が、第VIII因子軽鎖(80kD)、第VIII因子重鎖(90kD)、および非切断型第VIII因子分子(170kD)を含むことを示す。
結論 実施例1
表3と図1(レーン1〜4)から分かるように、VIIISelect工程は、フロースルーと洗浄画分中のFVIII:C活性が減少および/または活性がない第VIII因子分子を除去する。
実施例2、陰イオン交換クロマトグラフィー工程(Q−Sepharose FF)
以下の方法は、第VIII因子:C活性のない形態の第VIII因子を、陰イオン交換体樹脂(Q Sepharose FF)で除去し、第VIII因子単量体が多い製品を得ることを説明する。
カラムおよび樹脂
BPG140カラムにQ Sepharose FF樹脂を詰めて、1.23リットルのカラム体積となる8cmのカラム高にした。Q Sepharose FF樹脂はGE Healthcare(カタログ17−0510)から入手した。
出発材料
純度が第VIII因子9470IU/mgタンパク質である第VIII因子含有材料、0.1mol/kgのNaCl、0,02mol/kgのCaCl、0,02mol/kgのL−ヒスチジン、0,02%(w/w)のポリソルベート80、pH6.5を出発材料として使用した。実施例1にさらに記載されているように、出発材料を製造した(製品溶出画分)。樹脂へのFVIII:Cロードは、15,383IU/mL樹脂であった。
バッファー組成:
平衡化バッファー
0.1mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl(2×HO)、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:7.5±0.1、伝導率:+25℃で15±1mS/cm
洗浄バッファー
0.32mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:7.5±0.1、伝導率:+25℃で32.5±2.5mS/cm
溶出バッファー
0.39mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:6.0±0.1、伝導率:+25℃で40±2mS/cm。
平衡化バッファー、洗浄バッファー、および溶出バッファーは、記載のpH、濃度、およびバッファー、塩、または界面活性剤の種類に限定されない。
カラムを平衡化バッファーで平衡化し、次いで、出発材料をロードした。その後、表3に記載のように、樹脂に平衡化バッファーを再び流して、第VIII因子を結合させ、その後、洗浄バッファーを加え、次いで、溶出バッファーを加えた。それぞれの画分(出発材料ロード中のフロースルー+洗浄1、洗浄2、および溶出)からサンプルを取り、FVIII:C、FVIII:Ag、SEC−HPLC1、FVIIIウエスタンブロット、N−グリカンフィンガープリントマッピング、およびトリプシンペプチドフィンガープリントマッピングについて分析した。
表4は、陰イオン交換工程の出発材料からの不活性型第VIII因子の除去を表している。FVIII:Agとして測定した得られた第VIII因子の総量と比較した、FVIII:Cとして測定した生物学的に活性な第VIII因子の比は、出発材料で0.78であった。フロースルーと洗浄画分でもC/Ag比を測定したところ、有意に低かった(<0.35)。溶出画分において、C/Ag比は、出発材料での0.78より増加して、0.91であった。このことは、陰イオン交換工程を経て不活性型第VIII因子が除去されたことを明確に示している。このことは、さらに、図1のレーン5〜6を見ても確かめられ、両レーンともに、第VIII因子の変性産物がフロースルー+平衡化画分と洗浄画分に除去されていることを示す。図2のレーン4は、第VIII因子の主要画分(溶出物)のFVIIIウエスタンブロット特性を示し、目に見えるFVIIIの変性産物がないことを示す。SEC−HPLC1で分析した、溶出物中の高い(>98%)の単量体含有量が、図4に示されている。
結論 実施例2
表4と図1(レーン5〜6)から分かるように、陰イオン交換工程は、フロースルーと洗浄画分中に、減少した、および/またはFVIII:C活性がない第VIII因子分子を除去する。図4から分かるように、生物学的活性型製品画分(溶出物)は、単量体第VIII因子を多く含む。
実施例3,サイズ排除クロマトグラフィー
以下の方法は、第VIII因子:C活性のない形態の第VIII因子を、サイズ排除クロマトグラフィーカラム(Superdex 200 p.g.)で除去することを説明する。
カラムおよび樹脂
BPG100カラムにSuperdex 200 p.g.樹脂を詰めて、5.4リットルのカラム体積となる69cmのベッド高にした。Superdex 200 p.g.樹脂はGE Healthcare(カタログ番号17−1043)から得た。
出発材料
純度が、第VIII因子10200IU/mgタンパク質である第VIII因子含有材料、0.4mol/kgのNaCl、0,02mol/kgのCaCl、0,02mol/kgのL−ヒスチジン、0,02%(w/w)のポリソルベート80、pH6.2を出発材料として使用した。実施例2に記載されている通り、出発材料を製造した(製品溶出画分)。樹脂に対するサンプルロードは、カラム体積の5.5%であった。
バッファー組成:
平衡化バッファー
30.7g/kgのNaCl、0.5g/kgのCaCl、2.0g/kgのクエン酸ナトリウム、9.2g/kgのアルギニン、9.2g/kgのスクロース、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:7.0±0.1、伝導率:+25℃で49±2mS/cm
平衡化は、記載のpH、濃度、およびバッファー、塩、または界面活性剤の種類に限定されない。
カラムを平衡化バッファーで平衡化し、次いで、出発材料をロードした。その後、樹脂に平衡化バッファーを再び流して、サイズ排除カラムで第VIII因子溶液を分離した。カラムの出口で280nmでの吸光度が、0.035AUを超えたとき、溶出物の収集を始め、吸光度が0.05に減少したとき、溶出物の収集を止めた。サンプルをロードと溶出物から取り、FVIII:C、FVIII:Ag、SEC−HPLC1、およびFVIIIウエスタンブロットについて分析した。
表5は、出発材料から不活性型第VIII因子がサイズ排除工程で除去されたことを表している。FVIII:Agとして測定した得られた第VIII因子の総量と比較したFVIII:Cとして測定した生物学的活性型第VIII因子の比は、出発材料で0.83であり、溶出画分で0.94であった。このことは、凝集化および/または断片化のどちらかに起因する不活性型第VIII因子がサイズ排除カラムで除去されたことを示す。図2のレーン5は、溶出画分の第VIII因子のバンドパターン特性が対照と比較して等しいことを示す。図5は、通常の条件下のSEC−HPLC1分析を使用して、溶出物では第VIII因子単量体が多く(>99%)、凝集体含有量が少ない(<1%)ことを示している。図3は、生成(production)サイズ排除クロマトグラムの生成物が表しているように、単量体第VIII因子製品から凝集体と断片が実際に除去されたことを示す。
結論 実施例3
サイズ排除クロマトグラフィー工程は、異なるサイズの分子の分離によって、減少した、および/またはFVIII:C活性がない第VIII因子分子を除去する。図5と表5から分かるように、クロマトグラフィー環境と方法のパラメーターは、処理中にこれらの凝集と除去を促進し、高い生物学的活性(C/Ag>0.9)を有する単量体の多い(>99%)第VIII因子製品が得られる。
実施例4,親和性クロマトグラフィー、陰イオン交換クロマトグラフィー、およびサイズ排除クロマトグラフィーの逐次使用
以下の方法は、逐次行われる3つの異なるクロマトグラフィー技術からなる精製シークエンスを実施して、第VIII因子:C活性のない形態の第VIII因子を除去することを説明する。
1.親和性クロマトグラフィー(VIIISelect)
2.陰イオン交換クロマトグラフィー(Q Sepharose FF)
3.サイズ排除クロマトグラフィー(Superdex 200 p.g.)
カラムおよび樹脂
1.親和性クロマトグラフィー(VIIISelect)
BPG140カラムにVIIISelect樹脂を詰めて、1.5リットルのカラム体積となる10cmのベッド高とした。VIIISelect樹脂はGE Healthcare(カタログ番号17−5450)から入手した。
2.陰イオン交換クロマトグラフィー(Q Sepharose FF)
BPG100カラムにQ Sepharose FF樹脂を詰めて、0.55リットルのカラム体積となる7cmのカラム高にした。Q Sepharose FF樹脂はGE Healthcare(カタログ17−0510)から入手した。
3.サイズ排除クロマトグラフィー(Superdex 200 p.g.)
BPG100カラムにSuperdex 200 p.g.樹脂を詰めて、5.4リットルのカラム体積となる69cmのベッド高にした。Superdex 200 p.g.樹脂はGE Healthcare(カタログ番号17−1043)から入手した。
親和性工程の出発材料、バッファー組成:
0.34mol/kgのNaCl、0,035mol/kgのCaCl、0,01mol/kgのL−ヒスチジン、0,045mol/kgのL−アルギニン、0,2mol/kgのソルビトール、0,02%(w/w)のポリソルベート80、1%(w/w)のTriton X−100、0,3%のトリ−n−ブチルホスフェート(TNBP、w/w)、pH6.5を出発材料として使用した。本明細書の一部として援用される国際公開第2009/156430A1号にさらに記載されているように、出発材料を製造した。
陰イオン交換工程の出発材料、バッファー組成:
0.15mol/kgのNaCl、0,02mol/kgのCaCl、0,02mol/kgのL−ヒスチジン、0,02%(w/w)のポリソルベート80、pH7.5を出発材料として使用した。
サイズ排除工程の出発材料、バッファー組成:
0.39mol/kgのNaCl、0,02mol/kgのCaCl、0,02mol/kgのL−ヒスチジン、0,02%(w/w)のポリソルベート80、pH6.2を出発材料として使用した。
親和性クロマトグラフィーのバッファー組成:
平衡化バッファー(Triton X−100およびTNBP含有)
0.3mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl(2×HO)、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、1%w/wのTriton X−100、0.3%w/wのTNBP、pH:6.5±0.1、伝導率:+25℃で31±3mS/cm
洗浄バッファー1(Triton X−100およびTNBPを含有しない平衡化バッファー)
0.3mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:6.5±0.1、伝導率:+25℃で31±3mS/cm
洗浄バッファー2
1.0mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:6.5±0.1、伝導率:+25℃で85±3mS/cm。
溶出バッファー
1.5mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、50%(w/w)のエチレングリコール(EG)、pH:6.5±0.1、伝導率:+25℃で39±3mS/cm。
平衡化バッファー、洗浄バッファー、および溶出バッファーは、記載のpH、濃度、およびバッファー、塩、または界面活性剤の種類に限定されない。
陰イオン交換クロマトグラフィーのバッファー組成:
平衡化バッファー
0.1mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl(2×HO)、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:7.5±0.1、伝導率:+25℃で15±1mS/cm
洗浄バッファー
0.32mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:7.5±0.1、伝導率:+25℃で32.5±2.5mS/cm
溶出バッファー
0.39mol/kgのNaCl、0.02mol/kgのCaCl、0.02mol/kgのL−ヒスチジン、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:6.0±0.1、伝導率:+25℃で40±2mS/cm。
平衡化バッファー、洗浄バッファー、および溶出バッファーは、記載のpH、濃度、およびバッファー、塩、または界面活性剤の種類に限定されない。
サイズ排除クロマトグラフィーのバッファー組成:
平衡化バッファー
30.7g/kgのNaCl、0.5g/kgのCaCl、2.0g/kgのクエン酸ナトリウム、9.2g/kgのアルギニン、9.2g/kgのスクロース、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:7.0±0.1、伝導率:+25℃で49±2mS/cm
平衡化は、記載のpH、濃度、およびバッファー、塩、または界面活性剤の種類に限定されない。
それぞれのカラム(親和性クロマトグラフィー、陰イオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー)を上記で定義した平衡化バッファーで平衡化した。
最初に、出発材料をロードすることにより、上記で定義し表6にある通りに親和性クロマトグラフィー樹脂を処理し、次いで、上記で定義した洗浄バッファー1と洗浄バッファー2でカラムを洗浄した。その後、生物学的に活性な第VIII因子製品を溶出バッファーによって溶出した。サンプリング(FVIII:C、FVIII:Ag)後、溶出物を以下の陰イオン交換クロマトグラフィー工程の出発材料とした。
親和性クロマトグラフィー工程からの溶出物を10倍希釈して、上記に定義した出発材料の条件を達成した。希釈した出発材料を陰イオン交換カラムで処理し、次いで、上記で定義した洗浄1と洗浄2で処理した。その後、生物学的に活性な第VIII因子製品を溶出バッファーによって溶出した。サンプリング(FVIII:C、FVIII:Ag)後、溶出物を、次のサイズ排除クロマトグラフィー工程の出発材料とした。
上記で定義し表6にある通りに、陰イオン交換工程からの溶出物を、凍結している場合には解凍し、凍結していない場合には、直接サイズ排除クロマトグラフィー工程で処理した。カラムに製品を添加後、単量体第VIII因子画分が溶出するまで、平衡化バッファーをカラムで処理した。280nmで測定した吸光度が、0.04AUを超えたときに、単量体第VIII因子画分を始めた。そして、280nmで測定した吸光度が、0.01AUに戻ったときに、第VIII因子単量体画分の収集を止めた。溶出物をサンプリングし、FVIII:C、FVIII:Ag、FVIIIウエスタンブロット、SEC_HPLC、およびアミノ酸組成について分析した。
上記の手順を特定の条件(表6)の下で5つの異なるバッチで繰り返して、再現性を検討した。その結果は、表7に示される。
*サイズ排除カラムを、規定された最大のカラムロードである8%を超えないように、2サイクルで実施し、その後、得た2つの溶出物を1つのプールへと混合し、そこから分析用のサンプルを取り出した。
表7は、5つの異なるバッチから、方法の第1の精製工程(親和性クロマトグラフィー)、次いで、方法の第2の精製工程(陰イオン交換クロマトグラフィー)、最後に、方法の最後の精製工程(サイズ排除クロマトグラフィー)を経て、不活性型第VIII因子が出発材料から除去されたことを示す。
図6は、サイズ排除クロマトグラフィー工程で実施した(表6〜7に記載の)5つの製造バッチのクロマトグラフィーオーバーレイを示す。サイズ排除溶出物画分の収集の開始と終了は、図に示されている。
FVIII:Agとして測定した利用可能な第VIII因子の総量と比較したFVIII:Cとして測定した生物学的に活性な第VIII因子の比は、親和性工程の前の出発材料で平均値が0.70であった。FVIII C/Ag比は、その後親和性工程の後では増加して平均値が0.80となり、陰イオン交換の後ではさらに増加して平均値が0.85となる。そして、最終的には、最後のサイズ排除精製工程の後では、最適なFVIII C/Ag比である1.0に近い0.95に至る。このことは、さらに表7に見るこことができ、表7には、実施された全5つのバッチについて、それぞれの工程での全てのFVIII:CおよびFVIII:Agの濃度、ならびにFVIII:C/FVIII:Agの比が示されている。
図7、9、11、13、および15は、表6〜7に定義されているバッチ1〜5の陰イオン交換溶出物のSEC−HPLC1分析後の結果を示す。全ての陰イオン交換溶出物サンプルのSEC−HPLC1の結果は、全く凝集体がない(4バッチ)か非常に低い(<1%)凝集体の量(5つのバッチで、平均値は0.1%)、>97%のFVIII単量体含有量(5つのバッチで、平均値は98.5%)、および<2%の断片含有量(5つのバッチで、平均値は1.4%)を示す。親和性工程、次いで陰イオン交換工程を実施後の陰イオン交換溶出物は、第VIII因子単量体の高い含有量、および潜在的免疫原性の凝集/断片型FVIII部分の低い含有量を示す。
図8、10、12、14、および16は、表6〜7に定義されているバッチ1〜5のサイズ排除溶出物のSEC−HPLC1分析後の結果を示す。全てのサイズ排除溶出物サンプルのSEC−HPLC1の結果は、目視できないか検出不可能な量の凝集体、>98%のFVIII単量体含有量(5つのバッチで、平均値は98.6%)、および<2%の断片含有量(5つのバッチで、平均値は1.4%)を示す。親和性工程、次いで陰イオン交換工程およびサイズ排除工程を実施後のサイズ排除溶出物は、第VIII因子単量体の高い含有量、凝集体の検出不可能または目視できない徴候、FVIII断片の低い含有量を示す。
結論 実施例4
実施例4に係るシークエンス1〜3を実施した全3つのクロマトグラフィー工程は、本発明に係る不活性型第VIII因子分子の除去を提供する。このことは、異なる工程を介して除去された不活性型第VIII因子分子は、その生物物理学的特性が異なること、および、工程を互いに順次組み合わせて実施して、最も低い程度の不活性型第VIII因子含有量と最も高い程度の第VIII因子単量体含有量を有する最終的な第VIII因子精製製品を与えることが、患者における免疫原性反応の最も低いリスクを提供することを示す。
実施例5、サイズ排除クロマトグラフィーのパラメーター(カラム高、FVIII:C濃度、ロード)
以下の実施例は、生物学的活性(FVIII:C/Ag)にとって重要なサイズ排除パラメーター(FVIII:C濃度とカラムロード)を説明する。
カラムおよび樹脂
BPG200カラムにSuperdex 200 p.g.樹脂を詰めて、19.5リットルのカラム体積となる62cmのベッド高にした。Superdex 200 p.g.樹脂はGE Healthcare(カタログ番号17−1043)から得た。
出発材料
以下の組成、0.4mol/kgのNaCl、0,02mol/kgのCaCl、0,02mol/kgのL−ヒスチジン、0,02%(w/w)のポリソルベート80、pH6.2、を有する第VIII因子を含む材料を出発材料として使用した。出発材料は実施例2に記載のように製造した(製品溶出画分)。
バッファー組成:
平衡化バッファー
30.7g/kgのNaCl、0.5g/kgのCaCl、2.0g/kgのクエン酸ナトリウム、9.2g/kgのアルギニン、9.2g/kgのスクロース、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:7.0±0.1、伝導率:+25℃で49±2mS/cm
平衡化は、記載のpH、濃度、およびバッファー、塩、または界面活性剤の種類に限定されない。
7つの異なるバッチ(A〜G)を以下の表8に従って実施した。カラムを平衡化バッファーで平衡化し、次いで、出発材料を規定されているようにロードした。その後、樹脂に平衡化バッファーを流して、第VIII因子溶液をサイズ排除カラムで分離した。カラムの出口で280nmでの吸光度が0.035AUを超えたときに溶出物の収集を始め、吸光度が0.005AUに減少したときに溶出物の収集を止めた。サンプルを出発材料と溶出物から採取し、FVIII:C、FVIII:Ag、およびSEC−HPLC1について分析した。
表8は、サイズ排除工程による出発材料からの不活性型第VIII因子の除去が、様々なパラメーターに依存していることを示す。バッチE(15925IU/mL、4.3%)、F(14844IU/mL、1.9%、およびG(9149IU/mL、3.9%)のように、カラムへの比較的低いロードと比較的低い第VIII因子:C濃度との組み合わせは、FVIII:C/FVIII:Agの比で測定される生物学的活性に関して、バッチA〜D(A−0.90、B−0.81、C−0.99、およびD−1.01)と比較して、それぞれの溶出物において(E−0.81、F−0.79、G−0.82)ネガティブであるように見える。
結論 実施例5
FVIII:C濃度とカラムロードとの組み合わせは、生物学的活性に関するサイズ排除工程のアウトカムにとって重要なパラメーターである。ベッド高69cmをどちらも用いる実施例3と実施例4に記載のデータを基にすると、わずかに低いベッド高(62cm)を用いる実施例5に記載の結果も、おそらく2つの他の重要な要素(FVIII:C濃度およびカラムロード)と組み合わさって、サイズ排除工程のアウトカムに影響を与えると考えられる。サイズ排除工程は、高い第VIII因子:C濃度、高いカラムベッド高、および≧4%のカラムロードがあると良く機能することが示されている。
実施例6,生物学的に活性な単量体第VIII因子の凍結状態での安定性。
以下の実施例は、実施例4により処理された生物学的に活性な単量体第VIII因子溶液の凍結状態での安定性を説明する。
出発材料:第VIII因子単量体含有量が>99%、凝集体含有量が<1%、第VIII因子の総量に対する生物学的活性型第VIII因子の比(FVIII:C/FVIII:Ag)で測定された不活性型第VIII因子量が>0.9である実施例4により生産された第VIII因子溶液
第VIII因子のバッファー環境:
30.7g/kgのNaCl、0.5g/kgのCaCl、2.0g/kgのクエン酸ナトリウム、9.2g/kgのアルギニン、9.2g/kgのスクロース、0.02%(w/w)のポリソルベート80、pH:7.0±0.1、伝導率:+25℃で49±2mS/cm
凍結と保存の条件:
第VIII因子溶液を低密度ポリエチレンのプラスチック容器に満たし、高速凍結方法により最長60分間で−40℃へ凍結する。その後、凍結溶液を−60℃〜−80℃の温度で36ヶ月間保存する。0、6、9、12、18、24、および36ヶ月の保存後サンプルを採取し、生物学的活性 、および単量体、凝集、断片の含有量について分析する。
表9から分かるように、第VIII因子溶液は、生物学的活性と第VIII因子単量体含有量(凝集体および断片形成)に関して、−60℃〜−80℃の温度での少なくとも36ヶ月間の保存で完全に安定である。
実施例7,生物学的に活性な単量体第VIII因子の凍結乾燥製品中での安定性。
以下の実施例は、実施例4と実施例6により処理され、その後凍結乾燥された生物学的活性型単量体第VIII因子溶液の安定性を説明する。
出発材料:第VIII因子単量体含有量が>99%、凝集体含有量が<1%、第VIII因子の総量に対する生物学的活性型第VIII因子の比(FVIII:C/FVIII:Ag)で測定された不活性型第VIII因子量が>0.9である、実施例4と実施例6により生産されて凍結された第VIII因子溶液。
凍結乾燥後の1バイアルの第VIII因子の内容物:
スクロース 13.5mg
塩酸アルギニン 13.5mg
ポリクサマー188 3mg
塩化ナトリウム 45mg
塩化カルシウム二水和物 0.75mg
クエン酸ナトリウム二水和物 3mg
生物学的活性型第VIII因子 250IU
凍結乾燥手順:
2.5mLの第VIII因子の出発材料を、第VIII因子の総量が250IUになるように、8mLの成型ガラスバイアル(タイプI)に入れた。表10に記載されているように、バイアルを凍結乾燥法に付した。
凍結乾燥法の後、バイアルをブロモブチルストッパーで封じ、アルミニウムキャップを被せた。バイアルを+5℃で24ヶ月間保存した。0、6、9、12、18、および24ヶ月の保存後、注入用に2.5mLの水で凍結乾燥製品を再構成することにより、サンプルを採取し、その後、生物学的活性、および単量体含有量、凝集体含有量、断片含有量に関して分析した。表11を参照されたい。
表11,凍結乾燥し+5℃で保存した第VIII因子溶液の安定性
表11から分かるように、凍結乾燥した第VIII因子製品は、温度5℃での少なくとも24ヶ月間の保存で、生物学的活性および第VIII因子単量体含有量(凝集体および断片形成)に関して、完全に安定である。
実施例8,本発明に係る最終的な凍結乾燥製品中のFVIII C/Agの比、ならびに凝集体、単量体、および断片の測定と、本発明に係る最終的な凍結乾燥製品と異なる精製方法を使用した組み換え型製品との比較。
以下の実施例は、本発明に係る製品の優れた特性を説明し、本発明に係る製品を、異なる精製方法を使用した他の市販の組み換え型製品と比較する。
出発材料: 本発明の実施例7に従って製造した凍結乾燥第VIII因子製品を再構成し、3つの異なる精製方法(A〜C)により精製し異なる製剤バッファーで安定化した3つの異なるrFVIIIの競合製品と比較した。少なくとも1バイアル強度(250IU、1000IU、または3000IU)を、安定剤/FVIIIに関して、異なる製剤組成間の良い比較のために分析した。全てのサンプルを、通常のランニング条件の下でのSEC−HPLC2分析方法により、FVIII C/Agに関して、ならびに凝集体、単量体、および断片に関して分析した。
結論 実施例8:
表1は、本発明に従って製造した組み換え型FVIIIは、精製し凍結乾燥した製品において、単量体含有量が100%であり、FVIII C/Agの比が>0.9であり、優れた品質を示している。このことは、異なる条件下で精製し安定化した競合製品全てと比べて、最終製品中に生物学的活性がない第VIII因子が全くないかほんのわずかな量であることを意味する。
実施例9,本発明に従って精製し、製剤化し、凍結乾燥し、保存したrFVIII製品の治療歴のない血友病A患者におけるインヒビター形成の比較、および、1つの競合の組み換え型FVIII製品21に関する発表データとの比較。ならびに、FVIII C/Ag比、および凝集体と単量体と断片の2つの製品間での比較。
以下の実施例は、本発明に係る製品の優れた特性を説明し、本発明に係る製品を市場で入手可能な市販の組み換え型FVIII製品の1つと比較する。
出発材料:本発明の実施例7に従って製造した凍結乾燥第VIII因子製品を、実施例8に記載の方法Aにより精製した市販の1つの競合のrFVIII製品と比較した。治療歴のない血友病A患者に対して標準的な臨床プロトコル21に従い、2つの製品を患者に対して投与し、インヒビター形成の発生を追跡した。それぞれの製品でのインヒビターを発生した患者の数、ならびに、第VIII因子C/Ag比、および凝集体/単量体/断片の特性は、表2に示される。
*は、Collinsの2014年の研究21で発表されている、**は、進行中の研究の未公表データである
結論 実施例9:
表は、1つの市販のrFVIII製品と比べて、本発明の製品を使用した治療歴のない血友病A患者で検出されたインヒビターの量が著しく低かったことを示している。また、表10は、各製品の異なるバイアル強度の2つ(250IUおよび1000IU)、3つ(250IU、1000IU、および3000IU)の例の第VIII因子C/Ag比と凝集体/単量体/断片の特性を示している。製品中の生物学的不活性型FVIIIの量が低いことが、患者で形成されるインヒビターの量を減少させることを仮定し得るであろう。従って、免疫反応に関する患者のリスクを最小限にするために、組み換え型FVIII製品の精製、安定化、凍結乾燥、および保存の重要性が関係している。
実施例10,本発明に従って精製した組み換え型FVIII製品の比活性(純度)。
以下の実施例は、本発明に従って精製した組み換え型FVIII製品が高純度であることを説明する。
出発材料:実施例4と実施例6に従って製造した第VIII因子単量体含有量が>99%、凝集体含有量が<1%、第VIII因子の総量に対する生物学的活性型第VIII因子の比(FVIII:C/FVIII:Ag)として測定された不活性型第VIII因子の量が>0.9の凍結したVIII因子溶液を、FVIII:Cと全タンパク質含有量をブラッドフォードに従って分析した。
結論 実施例10:
図18は、製造規模において、本発明に従って精製した9バッチ(3つの最終工程;親和性溶出物、陰イオン交換溶出物、および製剤原料(=サイズ排除クロマトグラフィー溶出物))で、FVIII:C/mgタンパク質(ブラッドフォードで測定)により測定した純度が増加し、最終的に10000IU/mgタンパク質の範囲内の純度となり、実質的に純粋なrFVIIIであることを示す。
分析の説明
第VIII因子の生物学的活性(FVIII:C)を、第VIII因子の生物学的活性を補助因子として測定する2段階の測光法に基づく発色アッセイ(COATEST SP FVIIIキット、82 4086 63、Chromogenix/Instrumentation Laoboratory(米国))(17)で測定した。
第VIII因子抗原含有量(FVIII:Ag)を、ELISAキット(ASSERACHROM(登録商標)VIII:Ag、第VIII因子の酵素免疫測定、キット、Diagnostica Stago(フランス))を用いて、さらに記載されているように(18)、サンプルの希釈のために提供されたキットバッファーを、Tris−NaClバッファー+1%ウシ血清アルブミンで置き換えて測定した。
第VIII因子の単量体、凝集体、および断片を、2つの異なるサイズを排除するサイズ排除クロマトグラフィー(SEC−HPLC)分析用カラム(SEC−HPLC1は、GE HealthcareのSuperdex 200,10/300 GL、SEC−HPLC2は、Agilent TechnologiesのBioSEC−3)を使用して測定した。
SEC−HPLC1法(Superdex 200)を、通常のバッファー条件(25mMのHEPES、0.5MのNaCl、0.3Mのアルギニン、50mMのCaCl、0.02%のポリソルベート80、pH7.5)の下で実施した。サンプルロードは、サイズ排除カラムのおよそ1%であり、第VIII因子:C濃度は、およそ1000IU/mLである。単量体が主要なFVIIIクロマトグラムピークとして決定され、凝集体がFVIII単量体のピークの前に溶出しているピークとして決定され、断片をFVIII単量体のピークの後に溶出しているクロマトグラムピークと決定された。
SEC−HPLC2法(BiSEC−3) 組み換え体で発現させたFVIIIのサンプルを、FVIIIの凝集体、単量体、および断片の組成に関して、サイズ排除クロマトグラフィー(Agilent TechnologiesのBioSEC−3,30×4.6mm SECカラム)を用いて、未変性のバッファー条件(25mMのTris−HCl、50mMのCaCl、500mMのNaCl;pH7.0)の下で、0.4mL/分の流速で、Shimadzu HPLC系で、分析した。サンプルロードは、測定したFVIII活性(FVIII:C)の値によると、およそ0.2〜0.4μgであった。単量体が主要なFVIIIクロマトグラムピークとして決定され、凝集体がFVIII単量体のピークの前に溶出しているピークとして決定され、断片がFVIII単量体のピークの後に溶出しているクロマトグラムピークと決定された。また、分析したrFVIIIサンプルの滞留時間を、分子量サンプル(15〜600kD、69385、Sigma−Aldrich Chemie社)の滞留時間と比較した。
サイズに基づいた第VIII因子の変性製品を、FVIIIウエスタンブロットを用いて測定する。第VIII因子製剤中のFVIII分子量分布タンパク質およびペプチドを、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)により還元条件下で、分子量に従って分離する。その後、タンパク質をゲルマトリクスからニトロセルロース膜に電気泳動的に移し、その後、ブロッキング剤と共にインキュベートする。次に、ヒト第VIII因子分子全体に対する市販のポリクローナルヒツジ抗体を加え、その後、二次酵素標識抗体をプローブとして加える。第3の工程として、化学発光基質を加え、酵素と結合したときに、副産物として光が生成する。冷却電荷結合素子カメラを用いてリアルタイム・イメージとして光の出力を捉える。シグナル強度は、ブロッティング膜上の抗原(FVIII)の存在量と相関する。
第VIII因子タンパク質鎖の電気泳動のバンドパターンを検討するために、銀染色を用いる二次元電気泳動を実施した。第1の次元の操作としてpH3〜10の直線pH勾配を使用して等電点電気泳動を実施した。第2の次元のSDS−PAGEをトリス−アセテート(3〜8%)ゲルを用いて実施した。第2の次元の操作後、ゲルを銀染色で染色した。
アミノ酸組成分析を、タンパク質の酸加水分解を伴うアミノ酸組成分析により実施した。タンパク質を、110℃で24時間、6M HCl中で加水分解した。その後、スルホン化ポリスチレン樹脂を用いる陽イオン交換クロマトグラフィーによりアミノ酸を分離し、溶離液中で連続的に検出する。検出は、プロリンを440nmで、他の全てのアミノ酸を570nmで同時に測定する二元光度計を使用するポストカラムニンヒドリン誘導体化に基づく。この方法は、システインまたはトリプトファンを適切に測定しないので、これらの残基からは何の値も測定できない。バッファー製剤中に存在するリシンとアルギニンの妨害があるため、リシンとアルギニンの値もまた除外された。
N−グリカンフィンガープリント法を、パルスアンペロメトリック電気化学検出法(HPAEC−PAD)を用いる高速陽イオン交換クロマトグラフィーによって実施して、N結合グリカンを測定した。(19)N結合グリカン鎖を、酵素的切断(ProzymeからのN−Glycanase Plus,製品番号GKE−5010B)によりタンパク質から外し、続いて、高いpH(pH13)で、次いでイオン強度が増加しpHが減少する勾配で、陰イオン交換クロマトグラフィーカラムと結合させた。クロマトグラフィーシステム中の様々なグリカン鎖の分離を、電荷、サイズ、および構造における違いにより達成する。陽イオン交換カラムは、DionexからのCarboPac(登録商標)PA 200クロマトグラフィーカラム(250mm×3mm ID、粒径5.5μm、製品番号062896)とDionexからのCarboPac(登録商標)PA 200 guard column(50×3mm ID、製品番号062895)であった。使用した検出系は、3mmのゴールドメンブレン(ICS−3000 Au Working Electrode、3mm、製品番号063723)を用いるICS−3000 CD電気化学検出器であり、Chromeleonというソフトウェアにより制御した。
様々なクロマトグラフィーピークに対応するサンプルを、1分の滞留時間に対応する各画分と共に、画分中に収集した。グリカンを、多孔性黒鉛炭素カラムで脱塩し、その後、各画分を濃縮した。PGCカラムを用いたキャピラリーLC系上でクロマトグラフィー分離を実施し、飛行時間型質量分析とオンラインでグリカンをエレクトロスプレーした。Functional Glycomics [www.functionalglycomics.org]からのデータベースを、質量を入力し候補を検索することによって使用した。質量精度が高い(約30ppm)ので、それぞれのグリカンの同定を正確であると判断した。
2つの主要な工程を含むトリプシンペプチドフィンガープリントマッピングを実施した。第1の工程において、トリプシンを使用して、分析対象のタンパク質をポリペプチドへと消化し、第2の工程において、ポリペプチドを分離してHPLC技術を使用して記録する。この方法により、特異的なパターン(「フィンガープリント」)が生成する。UV検出と比べてより単純化したマップが得られるペプチドの蛍光(主にトリプトファン)によりペプチドを検出する。記録された経時的な蛍光パターンは、分析されたサンプルのペプチドマップを表す。
タンパク質濃度は、ブラッドフォードアッセイ23を使用して測定した。
VIIISelectは、組み換え型Bドメイン欠失第VIII因子の精製用に設計された親和性クロマトグラフィー媒体(樹脂)である。
データファイル28−9662−37 ABによると、GE healthcareのVIIISelectの主な特徴として、以下が挙げられる。
・収率が高く、比活性が保持される、組み換え型Bドメイン欠失第VIII因子の効率的な精製
・高い選択性
・優れた拡張性
・動物によらない(Animal−free)製造
組み換え型血液凝固因子の効率的な精製方法は、血友病患者を治療するために必要である。VIIISelectは、血友病Aの治療のために使用される主要な組み換え型血液因子である、組み換え型Bドメイン欠失第VIII因子の精製のために設計された親和性クロマトグラフィー媒体である。第VIII因子分子の微妙な性質のために、下流の方法における工程の数を制限することが重要である。VIIISelectを使用して得られる高い選択性と収率は、一工程で良好な純度が得られる確固たる効率的な精製方法を可能にする。他の特性として、動物によらない(Animal−free)生成とリガンドの漏れが少ないことが挙げられ、この特性のため、この媒体は、組み換え型Bドメイン欠失第VIII因子の大規模な製造に非常に適している。VIIISelectは、GE Healthcareの特注設計媒体プログラム(Custom Designed Media program)の一部である。
媒体特性
VIIISelectは、大きなサンプル体積の高速な処理を可能にする、高度に架橋されたアガロースベースマトリクスをベースとする。13kDの組み換えタンパク質であるリガンドは、組み換え型ドメイン欠失第VIII因子との結合にリガンドを利用しやすくする親水性スペーサーアームを介して多孔性ベースマトリクスと結合している(図1)。表1は、VIIISelectの主要な特性を要約している。
機能原理
親和性クロマトグラフィーは、適当な結合条件の下で特異的な分子または分子の基を吸着し、適当な溶出条件の下でそれらを放出する、固定化されたリガンドを利用する。これらの条件は、標的分子、原料組成、およびクロマトグラフィー媒体に依存し、製品の回収が最も多くなる標的分子と結合する条件を確立するために、これらの条件を、その他のクロマトグラフィーパラメーター(例えば、サンプルロード、流速、ベッド高、
再生、および定置洗浄(cleaning−in−place))と共に検討しなければならない。
組み換え型第VIII因子を、精製した細胞溶解物または上清からVIIISelectカラムに直接加えることができる。
バッファーは、活性な立体構造の第VIII因子の形成を促進するために、Ca2+イオンを必ず含むべきである。表面に誘起された変性/吸収を抑制するために、界面活性剤の存在が要求される。第VIII因子の比活性を維持するために、結合用、洗浄用、および溶出用の中性のpHバッファーとヒスチジンを必ず使用するべきである。VIIISelectに添加される物質の性質に依存して、通常、各サイクル後に再生が必要であり、次いで、平衡化/ローディングバッファーで再平衡化が行われる。
安定性
リガンドは、高度に架橋されたベースマトリクスに安定なアミド結合を介して結合している。図2はをVIIISelectが室温で様々なpHの値で一週間保存した検討を示す。図は、pH3〜10で安定性が高いことを示す。GEは、pH3〜10での長期間の保存、pH2〜12での短期間の保存を推奨している。
保存
推奨される保存条件は、4℃〜8℃で20%エタノールである。VIIISelectは、20%エタノール溶液中で予め膨潤されて供給される。
定置洗浄(Cleaning−in−place)
VIIISelectの洗浄プロトコルは、0.1Mのクエン酸、または0.5Mのリン酸から成っても良い。しかしながら、pH<2への暴露の延長は、アガロースベースマトリクスが分解することから、回避するべきである。水酸化ナトリウム(0.01M)は、単独で、または安定剤としての硫酸ナトリウム/塩化ナトリウムと組み合わせて使用することができる。
参考文献
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Claims (22)

  1. 第VIII因子製品中におけるFVIII:C/FVIII:Agの比が0.7以上である第VIII因子製品を、クロマトグラフィーを使用して製造するための方法であって、少なくとも1つのクロマトグラフィー工程が、親和性クロマトグラフィー樹脂上に固定化された親和性リガンドにより第VIII因子に特異的に結合する親和性を有する親和性クロマトグラフィー樹脂を用いることにより実施され、前記親和性リガンドが、第VIII因子分子に対する13kDの酵母由来Fab抗体断片である、方法。
  2. 0.7以上であるFVIII:C/FVIII:Agの比を増加させ、98%以上という高い第VIII因子単量体含有量および実質的に凝集していない第VIII因子を提供する方法であって、少なくとも1つのクロマトグラフィー工程が、陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂上で少なくとも1つのクロマトグラフィー工程を用いることにより実施される方法。
  3. 0.7以上であるFVIII:C/FVIII:Agの比を増加させ、99%以上という高い第VIII因子単量体含有量および実質的に凝集していない第VIII因子を提供する方法であって、少なくとも1つのクロマトグラフィー工程が、サイズ排除クロマトグラフィー工程を用いることにより実施される方法。
  4. 第VIII因子分子が軽鎖と重鎖の複合体であり、FVIII:C/FVIII:Agの改良された比が、第VIII因子軽鎖、第VIII因子重鎖、および/または前記複合体から解離した第VIII因子軽鎖/第VIII因子重鎖の除去に起因する、請求項1に記載の方法。
  5. 前記クロマトグラフィー工程が、第VIII因子が親和性樹脂と結合し、かつ、解離した軽鎖が第VIII因子の溶出の前に洗い流される条件下で実施されるものであって、
    0.1〜0.5mol/kgの塩化ナトリウムの濃度に相当する低塩条件下で前記第VIII因子と前記親和性クロマトグラフィー樹脂との結合が生じ、
    前記軽鎖の除去のために、0.3〜4mol/kgの塩化ナトリウムの範囲の増加させた塩濃度下で、前記親和性クロマトグラフィー樹脂を洗浄し、
    任意に、0.5〜4mol/kgの塩化ナトリウムの範囲の塩濃度と40〜60%のエチレングリコールとを組み合わせて用いることによって、第VIII因子を別の画分中に溶出および収集しても良い、
    請求項1または請求項4に記載の方法。
  6. 前記親和性樹脂が、平均粒子サイズが74μmの架橋アガロースマトリクスをベースとし、前記13kDの酵母由来Fab抗体断片親和性リガンドは、親水性スペーサーアームを介してマトリクスと結合してリガンドが第VIII因子分子とより結合しやすくなっており、前記親和性リガンドが、生物学的に活性である第VIII因子分子の第VIII因子軽鎖と結合する、請求項1、請求項4、または請求項5に記載の方法。
  7. 親和性クロマトグラフィーの条件が、以下の条件のうち少なくとも2つを含む、請求項1および請求項4〜請求項6のうち少なくとも一項に記載の方法;
    −生物学的に活性な第VIII因子の樹脂ロードが、少なくとも5000IU/mL樹脂である、好ましくは少なくとも10,000IU/mL樹脂である、最も好ましくは20,000IU/mL樹脂を超える、
    −第VIII因子ロード;pH6.2〜6.8で、0.1〜0.5mol/kgのNaCl、0.01〜0.05mol/kgのCaCl、0.01〜0.05mol/kgのL−ヒスチジン、0.005〜0.05%(w/w)のポリソルベート80、0.5〜2%のTriton X−100、0.1〜1%のTNBP、
    −洗浄;pH6.2〜6.8で、0.5〜4mol/kgのNaCl、0.01〜0.05mol/kgのCaCl、0.01〜0.05mol/kgのL−ヒスチジン、0.005〜0.05%(w/w)のポリソルベート80、
    −第VIII因子の溶出;pH6.2〜6.8で、0.5〜4mol/kgのNaCl、40〜60%のエチレングリコール、0.01〜0.05mol/kgのCaCl、0.01〜0.05mol/kgのL−ヒスチジン、0.005〜0.05%(w/w)のポリソルベート80。
  8. 前記親和性クロマトグラフィー樹脂が、架橋アガロースベースマトリクスである、請求項1および請求項4〜請求項7のうち少なくとも一項に記載の方法。
  9. 前記親和性リガンドが、FVIIIの軽鎖部分と結合してFVIIIの軽鎖部分を特異的に除去する、請求項1および請求項4〜請求項8のうち少なくとも一項に記載の方法。
  10. 陰イオン交換クロマトグラフィーを、第VIII因子が陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂と結合し、かつ、生物学的活性型第VIII因子の溶出の前または後いずれかにおいて、生物学的不活性型が陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂から除去される条件下で実施する方法であって、
    第VIII因子を結合させ、かつ、不活性型第VIII因子を除去するために、0.01〜0.15mol/kgの塩化ナトリウムの濃度に相当する低塩条件下で、第VIII因子をロードし、
    不活性型第VIII因子を除去するために、0.15〜0.3mol/kgの塩化ナトリウムの濃度に相当する中程度の塩条件下で、前記陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂を洗浄し、
    0.3〜1mol/kgの塩化ナトリウムの濃度に相当する高い塩条件を用いることによって、前記陰イオン交換クロマトグラフィー樹脂から別の画分中にインタクトな単量体の第VIII因子を溶出および収集する、
    請求項2に記載の方法。
  11. 陰イオン交換クロマトグラフィー工程によって、生物学的不活性型第VIII因子を除去し、単量体製品画分は、以下のクロマトグラフィーの条件のうち少なくとも2つを含むことにより得られる、請求項2または請求項10に記載の方法:
    −生物学的に活性な第VIII因子の樹脂ロードが、少なくとも10,000IU/mL樹脂である、好ましくは少なくとも15,000IU/mL樹脂である、最も好ましくは20,000IU/mL樹脂を超える;
    −第VIII因子のローディング条件;pH6.0〜7.5、0.05〜0.15mol/kgのNaCl、0.01〜0.05mol/kgのCaCl、0.01〜0.05mol/kgのL−ヒスチジン、0.005〜0.05%(w/w)のポリソルベート80;
    −洗浄条件;pH6.0〜7.5で、0.15〜0.3mol/kgのNaCl、0.01〜0.05mol/kgのCaCl、0.01〜0.05mol/kgのL−ヒスチジン、0.005〜0.05%(w/w)のポリソルベート80;
    −第VIII因子の溶出条件;pH6.0〜7.5で、0.3〜0.5mol/kgのNaCl、0.01〜0.05mol/kgのCaCl、0.01〜0.05mol/kgのL−ヒスチジン、0.005〜0.05%(w/w)のポリソルベート80。
  12. 前記陰イオン交換樹脂が、球径が45〜165μmの架橋6%アガロースマトリクスと結合しているリガンドとして4級アミンイオンを有し、0.18〜0.25mmol/mLの総イオン結合能力を有する強陰イオン交換体である、請求項2、請求項10、または請求項11に記載の方法。
  13. 前記サイズ排除クロマトグラフィー工程が、以下のクロマトグラフィー条件のうち少なくとも2つを含む、請求項3に記載の方法:
    −カラム体積の4〜8%のサンプルロード、
    −60〜90cmのカラム高、
    −少なくとも10,000IU/mLである、好ましくは少なくとも15,000IU/mLである、最も好ましくは20,000IU/mLを超える、サンプルロード中の生物学的に活性な第VIII因子の濃度、
    −pH6.0〜7.5で、0.2〜0.7mol/kgのNaCl、0.01〜0.05mol/kgのCaCl、0.01〜0.05mol/kgのクエン酸ナトリウム、0.5〜2%(w/w)のスクロース、0.5〜2%(w/w)のL−アルギニン、0.1〜1%(w/w)のポロクサマー188、である、不活性型第VIII因子の最適な凝集のためのカラム平衡化バッファー
    ここで、生物学的に活性な第VIII因子は単量体型で収集され、一方、不活性型第VIII因子は、サイズ排除クロマトグラフィー工程の凝集体ピーク画分および/または断片ピーク画分のいずれかに見出されるものである、
    −第VIII因子単量体の収集を、カラムの後で30〜40mAUの吸光度ピークが記録されたときに始め、吸光度ピークが1〜40mAUに戻ったときに止め、前記第VIII因子単量体の収集がサンプル添加量の2〜3倍に相当する。
  14. サイズ排除クロマトグラフィー樹脂が、平均直径が34μm、最適分離範囲が10,000〜600,000ダルトンの球状架橋アガロース/デキストラン媒体である、請求項3または請求項13に記載の方法。
  15. 請求項1〜請求項14のうち少なくとも一項に記載の方法により得られる、血友病を治療しインヒビターの形成を回避するための第VIII因子製品であって、少なくとも6ヶ月間、好ましくは少なくとも12ヶ月間、より好ましくは少なくとも24ヶ月間、最も好ましくは36ヶ月まで、凍結および/または凍結乾燥条件で安定である、製品。
  16. 最終工程後に、第VIII因子の総量(FVIII:Ag)に対する生物学的に活性な第VIII因子(FVIII:C)の割合が0.7以上、好ましくは0.8以上、より好ましくは0.9以上、最も好ましくは1であり、前記第VIII因子単量体含有量が、98%以上、好ましくは99%以上、最も好ましくは100%であることと、凝集型第VIII因子が実質的に検出できないこととを特徴とする、請求項14に記載の第VIII因子。
  17. 生物学的活性を維持し、高い単量体第VIII因子含有量および低い凝集型第VIII因子含有量を特徴とする、請求項15または請求項16に記載の製品。
  18. 前記第VIII因子の分子が、血漿由来、組み換え体由来、および/または欠失誘導体もしくは切断型の生物学的活性を有する第VIII因子であり、特にBドメインが欠失したFVIIIであることを特徴とする、請求項15〜請求項17のうち少なくとも一項に記載の製品。
  19. 請求項15〜請求項18のうち少なくとも一項に記載の製品であって、組み換え体由来および/または欠失誘導体である場合に、ヒト細胞で生産される、製品。
  20. 請求項15〜請求項19のうち少なくとも一項に記載の製品であって、治療歴のある血友病A患者または治療歴のない血友病A患者を前記製品で治療したときにおけるインヒビターの量が、25%未満、好ましくは20%未満、より好ましくは10%未満、最も好ましくは0%であることを特徴とする、製品。
  21. 低温凍結形態、特に−50℃〜−80℃の低温凍結形態、または凍結乾燥形態である、請求項15〜請求項20のうち少なくとも一項に記載の製品。
  22. 少なくとも1つの凍結保護物質、少なくとも1つの増量剤、および/または緩衝剤が存在する、請求項21に記載の製品。
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