JP2017512765A - 二重特異性her2抗体 - Google Patents

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Abstract

本発明は、HER2受容体の細胞外ドメインに結合する抗HER2結合分子(例えば、抗体及びその抗原結合断片)、誘導されたHER2結合分子(例えば、二重特異性抗HER2抗体)、並びに抗体−薬物複合体(ADC)に関する。また、開示する組成物を含む医薬製剤、及びHER2媒介性シグナル伝達に関連する疾患を治療する方法も提供される。【選択図】なし

Description

本願は、2014年4月11日に提出された米国仮特許出願第61/978,516号明細書及び2015年1月23日に提出された米国仮特許出願第62/107,050号明細書の利益を請求し、これらの開示内容は、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする。
本発明は、HER2に特異的に結合する組成物、並びに癌の治療のための組成物の使用方法を提供する。
受容体チロシンキナーゼのHERファミリーは、細胞増殖、分化及び生存の重要な媒介因子である。受容体ファミリーは、表皮増殖因子受容体(EGFR、ErbB1、又はHER1)、HER2(ErbB2又はp185neu)、HER3(ErbB3)及びHER4(ErbB4又はtyro2)などの4つの異なるメンバーを含む。
HER2は、化学的に処理されたラットの神経芽細胞腫由来の形質転換遺伝子の産物である。ヒト相同体の増幅は、乳癌及び卵巣癌に認められており、予後不良と相関する。HER2の過剰発現(多くの場合、しかし一様ではなく、遺伝子増幅に起因する)は、他の癌(胃、子宮内膜、唾液腺、肺、腎臓、結腸、甲状腺、膵臓及び膀胱癌など)にも認められている。HER2はまた、前立腺癌でも過剰発現され得る。
HER受容体は、一般に、細胞において多様な組み合わせでみいだされ、ヘテロ二量体化が、様々なHERリガンドに対する細胞応答の多様性を増大させると考えられている(Earp et al.Breast Cancer Research and Treatment 35:115−132(1995))。EGFα及びTGFは、HER2に結合しないが、EGFは、EGFR及びHER2を刺激して、ヘテロ二量体を形成し、これが、EGFRを活性化することによって、ヘテロ二量体中のHER2のリン酸基転移を引き起こす。二量体化及び/又はリン酸基転移は、HER2チロシンキナーゼを活性化すると思われる。Earp et al.,(前掲)を参照されたい。同様に、HER3がHER2と同時発現されると、活性シグナル伝達複合体が形成され、HER2に対して指令された抗体は、この複合体を破壊することができる(Sliwkowski et al.,J.Biol.Chem.,269:14661−14665(1994))。
HER2をターゲティングする多数の抗体が当該技術分野において記載されている(例えば、以下を参照のこと:Hudziak et al.,Mol.Cell.Biol.9:1165−1172(1989);米国特許第5,677,171号明細書;Fendly et al.Cancer Research 50:1550−1558(1990);Kotts et al.In vitro 26(3):59A(1990);Sarup et al.Growth Regulation 1:72−82(1991);Shepard et al.J.Clin.Immunol.11:117−127(1991);Kumar et al.Mol.Cell.Biol.1:979−986(1991);Lewis et al.Cancer Immunol.Immunother.37:255−263(1993);Pietras et al.Oncogene 9:1829−1838(1994);Vitetta et al.Cancer Research 54:5301−5309(1994);Sliwkowski et al.J.Biol.Chem.,269(20):14661−14665(1994);Scott et al.J.Biol.Chem.266:14300−5(1991);D’souza et al.Proc.Natl.Acad.Sci.91:7202−7206(1994);Lewis et al.Cancer Research 56:1457−1465(1996);並びにSchaefer et al.Oncogene 15:1385−1394(1997)。
様々な特性を有する他のHER2抗体は、以下の文献に記載されている:Tagliabue et al.Int.J.Cancer 47:933−937(1991);McKenzie et al.Oncogene 4:543−548(1989);Maier et al.Cancer Res.51:5361−5369(1991);Bacus et al.Molecular Carcinogenesis 3:350−362(1990);Stancovski et al.PNAS(USA)88:8691−8695(1991);Bacus et al.Cancer Research 52:2580−2589(1992);Xu et al.Int.J.Cancer 53:401−408(1993);国際公開第94/00136号パンフレット;Kasprzyk et al.Cancer Research 52:2771−2776(1992);Hancock et al.Cancer Res.51:4575−4580(1991);Shawver et al.Cancer Res.54:1367−1373(1994);Arteaga et al.Cancer Res.54:3758−3765(1994);Harwerth et al.J.Biol.Chem.267:15160−15167(1992);米国特許第5,783,186号明細書;並びにKlapper et al.Oncogene 14:2099−2109(1997)。
マウスHER2抗体4D5の組換えヒト化バージョンである、トラスツズマブ(HERCEPTIN(登録商標);米国特許第5,821,337号明細書を参照のこと)は、以前に広範な抗癌療法を受けたことがあるHER2過剰発現転移性乳癌患者において臨床的に活性である(Baselga et al.,J.Clin.Oncol.14:737−744(1996))。HERシグナル伝達経路をターゲティングするために、ペルツマブ(PERJETA(商標);国際公開第2001/00245号パンフレットを参照のこと)が、マウス抗体2C4のヒト化バージョンとして開発されたが、これは、他のHER受容体とHER2の二量体化を阻害し、これによって、RAS及びAKT経路のリガンド駆動リン酸化及び活性化、並びに下流での活性化を阻害する。アド−トラスツズマブエムタンシン(T−DM1;KADCYLA(登録商標))は、細胞傷害性薬剤メルタシンに連結したトラスツズマブの抗体薬物複合体であり、これは、トラスツズマブに耐性のHER2過剰発現転移性乳癌患者における使用について承認されている。
乳癌におけるトラスツズマブの治療効果は、十分に立証されているが、厳しく制限されており、腫瘍がHER2を過剰発現する乳癌患者の30%にしか承認されていない。乳癌患者の70%は、その個々の腫瘍がHER2を過剰発現しないか、又はHER2を十分に発現しないため、トラスツズマブに応答しないか、又は十分に応答しない。他の癌及び/又は個々の癌では、HER2は、43〜69%という有意な割合の患者に過剰発現される。しかし、一般に、HER2発現のレベルは、大部分の腫瘍において概ね低い。さらに、HER2受容体の過剰発現は、遺伝子増幅をコードすることによって引き起こされることが多い(Hynes et al.,Nat Rev Cancer 5:341(2005))。従って、抗HER2モノクローナル抗体療法は、低HER2発現又は過剰発現のない腫瘍には不十分であるということが今日の統一見解である。さらに、これらの抗HER2抗体に対する耐性も、重要な問題である。
米国特許第5,677,171号明細書 国際公開第94/00136号パンフレット 米国特許第5,783,186号明細書 米国特許第5,821,337号明細書 国際公開第2001/00245号パンフレット
Earp et al.Breast Cancer Research and Treatment 35:115−132(1995) Sliwkowski et al.,J.Biol.Chem.,269:14661−14665(1994) Hudziak et al.,Mol.Cell.Biol.9:1165−1172(1989) Fendly et al.Cancer Research 50:1550−1558(1990) Kotts et al.In vitro 26(3):59A(1990) Sarup et al.Growth Regulation 1:72−82(1991) Shepard et al.J.Clin.Immunol.11:117−127(1991) Kumar et al.Mol.Cell.Biol.1:979−986(1991) Lewis et al.Cancer Immunol.Immunother.37:255−263(1993) Pietras et al.Oncogene 9:1829−1838(1994) Vitetta et al.Cancer Research 54:5301−5309(1994) Sliwkowski et al.J.Biol.Chem.,269(20):14661−14665(1994) Scott et al.J.Biol.Chem.266:14300−5(1991) D’souza et al.Proc.Natl.Acad.Sci.91:7202−7206(1994) Lewis et al.Cancer Research 56:1457−1465(1996) Schaefer et al.Oncogene 15:1385−1394(1997) Tagliabue et al.Int.J.Cancer 47:933−937(1991) McKenzie et al.Oncogene 4:543−548(1989) Maier et al.Cancer Res.51:5361−5369(1991) Bacus et al.Molecular Carcinogenesis 3:350−362(1990) Stancovski et al.PNAS(USA)88:8691−8695(1991) Bacus et al.Cancer Research 52:2580−2589(1992) Xu et al.Int.J.Cancer 53:401−408(1993) Kasprzyk et al.Cancer Research 52:2771−2776(1992) Hancock et al.Cancer Res.51:4575−4580(1991) Shawver et al.Cancer Res.54:1367−1373(1994) Arteaga et al.Cancer Res.54:3758−3765(1994) Harwerth et al.J.Biol.Chem.267:15160−15167(1992) Klapper et al.Oncogene 14:2099−2109(1997) Baselga et al.,J.Clin.Oncol.14:737−744(1996) Hynes et al.,Nat Rev Cancer 5:341(2005)
低レベルのHER2を発現し、既存の療法に対して耐性を有する特定の癌において有効な抗HER2療法がないことから、より広範囲のレベルのHER2を発現する癌細胞に有効に結合して、例えば、以下:(i)抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)及び/又は(ii)抗体薬物複合体(ADC)としての抗体に共役したペイロードによる細胞傷害作用及び/又は(iii)シグナル伝達を媒介する受容体の阻害(例えば、受容体二量体化及び/又は受容体内在化を阻害することにより)を介して、上記癌細胞の増殖を阻害することができる改善された抗体が求められる。
従って、本開示の目的は、HER2が高レベルで発現されない癌を含むHER2発現癌の治療に用いることができる、HER2媒介性細胞シグナル伝達を有効に阻害する改善された免疫療法薬を提供することである。
本開示は、VHが、配列番号15のアミノ酸配列を含む、免疫グロブリン重鎖(VH)及び免疫グロブリン軽鎖(VL)を含む抗HER2結合分子を提供する。さらに、VLが、配列番号16のアミノ酸配列を含む、VH及びVLを含む抗HER2結合分子も提供される。一部の態様では、VHが配列番号15のアミノ酸配列を含み、VLが配列番号16のアミノ酸配列を含む。一部の態様では、抗HER2結合分子は、抗体、又はその抗原結合断片を含む。
本開示はまた、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含む二重特異性抗HER2抗体も提供し、ここで、(i)第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2抗体結合部位に特異的に結合し、(ii)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2のドメインII内にエピトープを含む第1HER2抗体結合部位に結合し、(iii)第1HER2抗体結合部位は、ペルツズマブの抗体結合部位とは異なる。一部の態様では、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2のドメインIV内にエピトープを含む第2HER2抗体結合部位に結合する。一部の態様では、第2HER2抗体結合部位は、トラスツズマブのHER2抗体結合部位と同一である。一部の態様では、第2HER2抗体結合部位は、トラスツズマブのHER2抗体結合部位と部分的に重複する。他の態様では、第2HER2抗体結合部位は、トラスツズマブのHER抗体結合部位とは異なる。
本開示は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含む二重特異性抗HER2抗体も提供し、ここで、第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合し;第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、配列番号52における1つ又は複数のアミノ酸残基を含むエピトープでHER2に結合する。
一部の態様では、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、配列番号52における1つ又は複数のアミノ酸残基を含むエピトープでHER2に結合し、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、ドメインIV内のエピトープでHER2に特異的に結合する。一部の態様では、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、配列番号53における1つ又は複数のアミノ酸残基を含むエピトープでHER2に結合する。
一部の態様では、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、重鎖可変領域(VH)と軽鎖可変領域(VL)を含み、これらは、以下:
(i)配列番号1と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号1と同一である可変重鎖CDR−1(VH−CDR1)配列;
(ii)配列番号2と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号2と同一である可変重鎖CDR−2(VH−CDR2)配列;
(iii)配列番号3と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号3と同一である可変重鎖CDR−3(VH−CDR3)配列;
(iv)配列番号4と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一である可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1)配列;
(v)配列番号5と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一である可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2)配列;及び
(vi)配列番号6と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一である可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)配列を含む。
いくつかの態様では、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、配列番号43のアミノ酸配列を含むVHと、配列番号44のアミノ酸配列を含むVLとを含む免疫グロブリン抗原結合ドメインに対して少なくとも1つの異種可変ドメインフレームワーク領域(FW)を含む。
いくつかの態様では、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含む。
いくつかの態様では、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含む。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の少なくとも1つの異種FW領域は、(i)配列番号11を含む可変軽鎖フレームワーク1(VL−FW1)アミノ酸配列;(ii)配列番号12を含むVH−FW2アミノ酸配列;(iii)配列番号13を含むVH−FW3アミノ酸配列;(iv)配列番号14を含むVH−FW4アミノ酸配列;又は(vi)これらの任意の組み合わせを含む第1免疫グロブリン抗原結合ドメインをさらに含む。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含み、ここで、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、VH及びVLを含み、VHアミノ酸配列は、配列番号15を含み;第1又は第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含み、且つ、第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含み、ここで、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、VH及びVLを含み、VLアミノ酸配列は、配列番号16を含み;第1又は第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含み、且つ、第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、VH及びVLを含み、ここで、VHアミノ酸配列は、配列番号15を含み;VLアミノ酸配列は、配列番号16を含み、第1又は第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含み、且つ、第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。
一部の態様では、本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインを含み、これは、以下:(a)重鎖定常領域若しくはその断片をさらに含むVHと、軽鎖定常領域若しくはその断片を含むVL;(b)一本鎖Fv(「scFv」);(c)ダイアボディ;(d)ミニボディ;(e)F(ab’)2;又は(f)F(ab)を含むか、又はこれらからなる。同じ態様において、重鎖定常領域又はその断片は、IgG定常領域である。一部の態様では、IgG定常領域又はその断片は、IgG1定常領域である。一部の態様では、LC定常領域は、κ定常領域である。
一部の態様では、LC定常領域は、λ定常領域である。一部の態様では、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、モノクローナル抗体である。一部の態様では、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、ヒト化抗体である。一部の態様では、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、ヒト抗体である。一部の態様では、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、キメラ抗体である。一部の態様では、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、アフィニティ最適化抗体である。一部の態様では、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、エピトープ結合についてトラスツズマブ又はペルツズマブと競合しない。一部の態様では、第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なる非重複HER2エピトープに特異的に結合する。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含み、ここで、(a)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2のドメインIV内でトラスツズマブ抗体と同じエピトープに特異的に結合し;(b)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、トラスツズマブ抗体によるHER2との結合を競合的に阻害し;及び/又は(c)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、配列番号54〜59からなる群から選択されるアミノ酸を有する、少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、又は少なくとも6つの相補性決定領域(CDR)を含む。
一部の態様では、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、以下:(i)配列番号54のアミノ酸を含むVH−CDR1;(ii)配列番号55のアミノ酸を含むVH−CDR2;(iii)配列番号56のアミノ酸を含むVH−CDR3;(iv)配列番号57のアミノ酸を含むVL−CDR1;(v)配列番号58のアミノ酸を含むVL−CDR2;及び(vi)配列番号59のアミノ酸を含むVL−CDR3を含む、scFvを含む。一部の態様では、scFvは、ジスルフィド安定化scFvである。一部の態様では、scFvは、配列番号17のアミノ酸を含むVHと、配列番号18のアミノ酸を含むVLとを含む。
一部の態様では、scFvのVH及びVLは、ペプチドリンカーを介して共有結合している。一部の態様では、ペプチドリンカーは、配列番号19のアミノ酸配列を含む。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのカルボキシ末端に共有結合している。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインと、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのカルボキシ末端との間に挿入されるリンカーを含む。他の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのアミノ末端に共有結合している。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインと、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのアミノ末端の間に挿入されるリンカーを含む。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのポリペプチド鎖内に共有結合により挿入されている。一部の態様では、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのCH1領域とCH2領域との間に、共有結合により挿入されている。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのCH1領域と第2免疫グロブリン抗原結合ドメインとの間に挿入されたリンカー、及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインと第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのCH2領域との間に挿入された第2リンカーを含む。
一部の態様では、第1リンカーと第2リンカーは同一である。別の態様では、第1リンカーと第2リンカーは異なる。一部の態様では、リンカーの1つ又は複数が、ペプチドリンカーを含む。一部の態様では、ペプチドリンカーは、少なくとも1、少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20、又は少なくとも30のアミノ酸を含む。他の態様では、ペプチドリンカーは、式Serx[(Gly)y−Ser4z(xは、0〜1であり、yは、1〜4であり、zは、1〜10である)を有するペプチドを含む。一部の態様では、ペプチドリンカーは、配列番号19、20、21、又は22を含む。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、CH2及びCH3領域を含むFcドメインを含み得る重鎖を含む。一部の態様では、Fcドメインは、IgG1 Fcドメインである。他の態様では、Fcドメインは、ネイティブIgG1 Fcドメインである。一部の態様では、ネイティブIgG1 Fcドメインは、配列番号23のアミノ酸配列を含む。
一部の態様では、Fcドメインは、突然変異型IgG1 Fcドメインである。別の態様では、一部の態様では、突然変異型IgG1 Fcドメインは、二重特異性抗体のADCC活性を低減することができる少なくとも1つの突然変異を含む。一部の態様では、二重特異性抗体のADCC活性を低減することができる少なくとも1つの突然変異は、アミノ酸置換である。一部の態様では、少なくとも1つのアミノ酸置換は、L234F、S239A、S239C、又はその任意の組み合わせを含む。
一部の態様では、突然変異型IgG1 Fcドメインは、誘導体化可能な基を導入する少なくとも1つのアミノ酸置換を含む。一部の態様では、誘導体化可能な基は、スルフヒドリル基である。一部の態様では、少なくとも1つのアミノ酸置換は、以下:S239C、248C、254C、273C、279C、282C、284C、286C、287C、289C、297C、298C、312C、324C、326C、330C、335C、337C、339C、350C、355C、356C、359C、360C、361C、375C、383C、384C、389C、398C、400C、413C、415C、418C、422C、440C、441C、S442C、443C及び446C、又はこれらの任意の組み合わせを含む。一部の態様では、突然変異型Fcドメインは、配列番号24又は配列番号25のアミノ酸を含む。
さらに、互いに結合した第1及び第2ポリペプチド鎖を含む二重特異性抗HER2抗体も提供され、ここで、第1ポリペプチド鎖は、以下:
(1)[TZS]−[L1]−[BVH]−[BCH]−[FcX
(2)[BVH]−[BCH]−[FcX]−[L2]−[TZS
(3)[BVH]−[BCH]−[L3]−[TZS]−[L4]−[FcX
から選択される配列を含み、
ここで、
TZは、トラスツズマブと同じエピトープに結合するscFvであり;
1、L2、L3、及びL4は、ペプチドリンカーであり;
Fcxは、Fcドメインであり;
BVH及びBCHは、それぞれ、トラスツズマブ抗体により認識されるエピトープとは異なるHER2エピトープに結合することができる抗体のVH及びCH1領域である。いくつかの態様では、異なるエピトープは、配列番号52における1つ又は複数のアミノ酸残基を含む。
一部の態様では、ヒンジポリペプチドは、[BCH]と[FcX]を連結する。特定の態様では、ヒンジポリペプチドは、配列番号26のアミノ酸を含むか、あるいは、アミノ酸から構成される。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2鎖は、配列[BVL]−[CL]を含み、ここで、BVLは、トラスツズマブ抗体により認識されるエピトープとは異なるHER2エピトープに結合することができる抗体のVL領域であり、CLは、IgG軽鎖定常領域である。一部の態様では、CLは、ヒトκ定常領域及びヒトλ定常領域からなる群から選択される。一部の態様では、BVLは、以下:(i)配列番号4と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一の可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1);(ii)配列番号5と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一の可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2);及び(iii)配列番号6と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一の可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)を含む。一部の態様では、BVLは、配列番号16又は配列番号44のアミノ酸を含む。
他の態様では、CLは、配列番号27Aのアミノ酸配列を含むκ軽鎖である。
他の態様では、CLは、配列番号27Bのアミノ酸配列を含むλ軽鎖である。
一部の態様では、[TZS]は、以下:(i)配列番号54のアミノ酸を含むVH−CDR1;(ii)配列番号55のアミノ酸を含むVH−CDR2;(iii)配列番号56のアミノ酸を含むVH−CDR3;(iv)配列番号57のアミノ酸を含むVL−CDR1;(v)配列番号58のアミノ酸を含むVL−CDR2;及び(vi)配列番号59のアミノ酸を含むVL−CDR3を含む。一部の態様では、[TZS]は、ジスルフィド安定化scFvである。一部の態様では、[TZS]は、配列番号17のアミノ酸配列を含むVHと、配列番号18のアミノ酸配列を含むVLを含み、これらは、ペプチドリンカーにより共有結合している。一部の態様では、ペプチドリンカーは、配列番号19のアミノ酸配列を含む。一部の態様では、[TZS]は、配列番号28のアミノ酸配列を含む。
一部の態様では、[FcX]のアミノ酸配列は、配列番号23、24A、24B、24C、25A、25B及び25Cからなる群から選択される。一部の態様では、[L1]、[L2]、[L3]、及び[L4]のアミノ酸は、独立に、配列番号19、20、21、及び22からなる群から選択される。別の態様では、(i)[L1]は、配列番号20のアミノ酸を含み;(ii)[L2]は、配列番号20のアミノ酸を含み;(iii)[L3]は、配列番号21のアミノ酸を含むと共に;(iv)[L4]は、配列番号22のアミノ酸を含む。
一部の態様では、[BVH]は、以下:(i)配列番号1と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号1と同一の可変重鎖CDR−1(VH−CDR1);(ii)配列番号2と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号2と同一の可変重鎖CDR−2(VH−CDR2);及び(iii)配列番号3と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号3と同一の可変重鎖CDR−3(VH−CDR3)を含む。一部の態様では、[BVH]は、配列番号15又は配列番号43を含む。別の態様では、[BCH]は、配列番号29のアミノ酸配列を含む。
一部の態様では、[BVL]は、以下:(i)配列番号4と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一の可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1);(ii)配列番号5と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一の可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2);及び(iii)配列番号6と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一の可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)を含む。一部の態様では、[BVL]は、配列番号16のアミノ酸を含む。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第1ポリペプチド鎖は、以下:配列番号30、31A、31B、32A、32B、32C、33A、33B、33C、34、35A、35B、36A、36B、36C、37A、37B、37C、38、39A、39B、40A、40B、40C、41A、41B及び41Cからなる群から選択されるアミノ酸配列を含み、二重特異性抗HER2抗体の第2ポリペプチド鎖は、配列番号42A又は42Bのアミノ酸を含む。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2標的と結合すると、内在化を誘導する。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、内在化後に、有効なリソソーム輸送を促進する。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2標的分解を誘導する。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、低HER2発現癌細胞において、リガンド誘導によるAKTリン酸化を阻止する。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、リガンド誘導のHER2:HER3二量体化を妨害する。
本開示はまた、本明細書に開示する抗HER2結合分子、又は本明細書に開示する抗HER2二重特異性抗体を含み、少なくとも1つの治療部分をさらに含むADCも提供する。一部の態様では、ADCは、少なくとも1つの任意選択のスペーサもさらに含む。一部の態様では、少なくとも1つのスペーサは、ペプチドスペーサである。一部の態様では、少なくとも1つのスペーサは、非ペプチドスペーサである。
ADCのための従来の共役戦略は、リシン又はシステインを介して、ペイロード(例えば、治療部分)を抗体にランダムに共役させることに依るものである。従って、一部の態様では、ADCを治療部分にランダムに共役させる。特定の態様では、特定の位置の反応性アミノ酸残基を用いて、治療部分と抗体との部位特異的共役によって、均一な化学量を有する均質なADC製剤が得られる。一部の態様では、ADCは、2つ、3つ、若しくは4つ又はそれ以上の治療部分を含む。一部の態様では、治療部分は全て同じである。一部の態様では、各治療部分は、二重特異性抗体のFc領域における特定のKabat位置でアミノ酸の側鎖に化学的に結合させる。一部の態様では、特定のKabat位置は、239、442、又は両方である。一部の態様では、特定の位置は、Kabat442位、Kabat239位と240位間のアミノ酸挿入、又は両方である。一部の態様では、アミノ酸側鎖は、スルフヒドリル側鎖である。一部の態様では、治療部分は、細胞毒、放射性同位体、オーリスタチン、メイタンシノイド若しくはピロロベンゾジアゼピン(PBD)、又はそれらの組み合わせを含む。いくつかの態様では、細胞毒は、ツブリシンである。いくつかの態様では、ツブリシンは、化合物T32である(本明細書では、「ツブリシン1508」又は単純に「1508」とも呼ぶ)。
本開示はまた、二重特異性抗HER2抗体を含有するADCも提供し、前記抗体は、以下を含む:
(i)配列番号32のアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、Kabat239位のシステインアミノ酸に共有結合したツブリシン分子を含む)。
(ii)配列番号33のアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、Kabat239及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つのツブリシン分子を含む)。
(iii)配列番号40のアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、Kabat239位のシステインアミノ酸に共有結合したツブリシン分子を含む)。
(iv)配列番号41のアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、Kabat239及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つのツブリシン分子を含む)。
本開示はさらに、抗HER2結合分子(例えば、本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体)をコードする単離された核酸分子若しくは核酸分子のセット、又はそれらの補体も提供する。また、こうした核酸分子若しくは核酸分子のセット、又はそれらの補体を含むベクター若しくはベクターのセットも提供される。さらに、単離核酸分子若しくは核酸分子のセット、又はベクター若しくはベクターのセットを含む宿主細胞も提供される。さらにまた、抗HER2結合分子又は本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体を発現する宿主細胞も提供される。さらには、抗HER2結合分子又は二重特異性抗HER2抗体を生成する方法であって、宿主細胞を培養するステップ、及び培地から抗体を回収するステップを含む方法も提供される。
本開示はまた、抗HER2結合分子又は抗HER2二重特異性抗体、及び薬学的に許容される担体を含有する医薬組成物も提供する。さらに、HER2発現癌を治療する方法であって、本明細書に開示する抗HER2結合分子、本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体、本明細書に開示するADC、又は本明細書に開示する医薬組成物を、それが必要な被験者に投与するステップを含む方法も提供される。一部の態様では、癌は、低HER2発現癌である。一部の態様では、本方法は、少なくとも1種の別の治療薬を投与するステップをさらに含む。一部の態様では、少なくとも1種の別の治療薬は、放射性核種又は化学治療薬である。また、治療薬又は予防薬を、HER2を発現する細胞の表面にターゲティングする方法であって、薬剤を本明細書に開示する抗HER2結合分子、又は本明細書に開示する抗HER2二重特異性抗体と共役させるステップを含む方法も提供される。さらにまた、治療部分の活性を高める方法であって、薬剤を本明細書に開示する抗HER2結合分子、又は本明細書に開示する抗HER2二重特異性抗体と共役させるステップを含む方法も提供される。さらには、治療薬又は予防薬の薬物動態学的特性を改善する方法であって、薬剤を本明細書に開示する抗HER2結合分子、又は本明細書に開示する抗HER2二重特異性抗体と共役させるステップを含む方法も提供される。一部の態様では、治療部分は、細胞毒である。一部の態様では、細胞毒は、ツブリシンである。一部の態様では、ツブリシンは、化合物T32である(本明細書では、「ツブリシン1508」又は単に「1508」とも呼ぶ)。また、HER2ターゲティング治療薬に対する耐性を治療する方法であって、本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体、本明細書に開示する抗HER2結合分子、又は本明細書に開示するADCを、それが必要な患者に投与するステップを含む方法も提供される。一部の態様では、患者は、トラスツズマブ及び/又はメイタンシノイドDM1を含有するHER2ターゲティング治療薬に対して耐性である。
リード最適化39S抗体(LO)及び親AZ1.39.1抗体(WT)のVL及びVH領域のアミノ酸配列に対応する配列アラインメントを示す。CDR1、CDR2、及びCDR3の位置が示される。親抗体に対して異なるアミノ酸残基は、ハイライトで示す。VL領域内の置換されたフレームワーク領域もハイライトで示す。 生殖系IGKV2Dに対する軽鎖フレームワークの変更によって、発現が倍増したことを示している。 HER2の細胞外ドメインの構造のリボン構造を示す。39S、ペルツズマブ及びドメインIV scFvの結合部位は、矢印で示す。39Sの結合部位は、ペルツズマブとは異なるドメインII内のアミノ酸を含む。 DL−680−標識39S(2μg/ml)、並びに様々な濃度の非標識モノクローナル抗体(R347対照、トラスツズマブ、ペルツズマブ、AZ1.39.1及び39S)を用いたFACS競合アッセイを示す。 様々な抗体組み合わせと細胞株MCF−7を用いたリガンド依存性増殖を示す図であり、これは、39Sが、トラスツズマブ及び/又はペルツズマブと組み合わせて投与されると、試験細胞株の増殖を相乗的に抑制することを明らかにしている。各実験について、プロットした抗体サンプルは、次の通りである:R347対照、トラスツズマブ、ペルツズマブとトラスツズマブ、39S、39Sとトラスツズマブ、並びに39Sとペルツズマブ。 様々な抗体組み合わせと細胞株NCI−N87を用いたリガンド依存性増殖を示す図であり、これは、39Sが、トラスツズマブ及び/又はペルツズマブと組み合わせて投与されると、試験細胞株の増殖を相乗的に抑制することを明らかにしている。各実験について、プロットした抗体サンプルは、次の通りである:R347対照、トラスツズマブ、ペルツズマブとトラスツズマブ、39S、39Sとトラスツズマブ、並びに39Sとペルツズマブ。 HER2結合部分(ドメインIV内で結合するシステイン安定化scFv)が、39S抗体の構造内の様々な位置に遺伝子的に融合された二重特異性構築物を示す。scFvは、39S抗体の重鎖の各々のカルボキシ末端に融合され(「Bs3Ab−39SH」と呼ぶ)(図7B)、39S抗体の重鎖の各々のアミノ末端に融合(「Bs2Ab−39SH」と呼ぶ)(図7A)されているか、又は39S抗体の重鎖の各々のCH1及びCH2領域の間に挿入されている(「Bs4Ab−39SH」と呼ぶ)(図7C)。 Bs2抗体の重鎖の配列を表す図であり、野生型重鎖、並びにADCC活性又は低減したADCC活性及び/若しくは部位特異的共役を有するADCの生産のために最適化され得る重鎖における、Kabat位置234、239、239−ins、330、332及び442を示す。 Bs3抗体の重鎖の配列を表す図であり、野生型重鎖、並びにADCC活性又は低減したADCC活性及び/若しくは部位特異的共役を有するADCの生産のために最適化され得る重鎖における、Kabat位置234、239、239−ins、330、332及び442を示す。 Bs4抗体の重鎖の配列を示す図であり、野生型重鎖、並びにADCC活性又は低減したADCC活性及び/若しくは部位特異的共役を有するADCの生産のために最適化され得る重鎖における、Kabat位置234、239、239−ins、330、332及び442を示す。 様々な二重特異性抗体構築物とMDA−MB−361細胞を用いたリガンド依存性増殖アッセイを示す図であり、これは、Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH及びBs4Ab−39SHが、MDA−MB−361細胞及びMCF−7細胞(それぞれ、図9A及び図9B)において同様の効力を有し、これは、親抗体組み合わせ(39Sとトラスツズマブ)の活性と同等であることを明らかにしている。各実験について、プロットした抗体サンプルは次の通りである:R347対照、Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH、Bs4Ab−39SH、及び39Sとトラスツズマブ。 様々な二重特異性抗体構築物とMCF−7細胞を用いたリガンド依存性増殖アッセイを示す図であり、これは、Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH及びBs4Ab−39SHが、MDA−MB−361細胞及びMCF−7細胞(それぞれ、図9A及び図9B)において同様の効力を有し、これは、親抗体組み合わせ(39Sとトラスツズマブ)の活性と同等であることを明らかにしている。各実験について、プロットした抗体サンプルは次の通りである:R347対照、Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH、Bs4Ab−39SH、及び39Sとトラスツズマブ。 抗HER2抗体の存在又は非存在下で、ヘレグリン(HRG1)により誘導されるHER2:HER3二量体化の妨害を測定するための、T47D細胞からのHER2の免疫沈降(IP)、それに続くHER2及びHER3のウェスタン(WB)検出を示す。T47D細胞は、対照条件下で(抗体及びHRG1のいずれもなしで;抗体はないが、HRG1と共に;又は対照抗体R347とHRG1と共に)インキュベートし、並びにHRG1及び(i)トラスツズマブ、(ii)ペルツズマブ、(iii)39S抗体、又は(iv)Bs2Ab−39SH二重特異性抗体と一緒にインキュベーション後。 1:1の抗体:HER2モル比から得られた免疫複合体のサイズ分離を表す代表的HPLCサイズ排除クロマトグラフィープロフィールを示す。Bs2Ab−39SHは、多くのHER2分子を架橋して、サイズが1716kDaという大きな複合体を形成することができるが、トラスツズマブは、最大2つのHER2分子しか結合することができず、これによって320kDa複合体を形成する。 FACSによる受容体内在化アッセイを表す図であり、これは、図6に示したHER2二重特異性抗体の3つのフォーマットが、細胞株BT−474に高速に内在化したことを明らかにしている。グラフにプロットされているのは次の通りである:R347対照、トラスツズマブ、39S、トラスツズマブと39S、Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH、及びBsAb−39SH。MCF−7、T47D、RT−112、MDA−MB−361、及びNCI−N87細胞株においても同様の結果が観測された(データは示していない)。 BT−474細胞によるBs2Ab−39SHの動態を示す。顕微鏡画像は、Bs2Ab−39SH構築物、トラスツズマブ又はR347対照の添加後、0、30、60、120、及び360分時点で撮影した。BT−474細胞の細胞質は、CELLTRACKER(商標)Green(Life Technologies Corp.)で染色し、抗体は、ALEXA FLUOR(登録商標)647(Life Technologies Corp.)で標識した。 抗体サンプルと共にBT−474細胞のインキュベーション後2時間、6時間、及び24時間でのHER2の分解、又はその欠失の度合いを示すウェスタンブロットである。対照としてGAPDHを用いた。試験した抗体サンプルは、次の通りである:(レーン1)R347対照抗体、(レーン2)トラスツズマブ、(レーン3)ペルツズマブ、(レーン4)トラスツズマブとペルツズマブ、(レーン5)39S、(レーン6)トラスツズマブと39S、(レーン7)ペルツズマブと39S、(レーン8)トラスツズマブ、ペルツズマブ及び39S、(レーン9)Bs2Ab−39SH、(レーン10)Bs2Ab−39SH_aFuc(均質にアフコシル化したBs2Ab−39SH)、(レーン11)Bs3Ab−39SH、(レーン12)Bs3Ab−39SH_aFuc(均質にアフコシル化したBs3Ab−39SH_aFuc)、(レーン13)Bs4Ab−39SH、及び(レーン14)Bs4Ab−39SH_aFuc(均質にアフコシル化したBs4Ab−39SH)。 Bs2Ab−39SH(パネルA)、Bs3Ab−39SH(パネルB)及びBs4Ab−39SH(パネルC)抗HER2構築物から得られた例示的ADCの詳細な概略図である。ADC構築物のCH2及びCH3ドメインにおいて考えられる2つの操作細胞傷害剤共役部位を丸で示す。所望の薬物対抗体比(DAR)が2対1である場合、部位1又は部位2のいずれかを用いてよい。4のDARが望ましい場合、部位1及び2の両方を使用する。代替及び/又は追加的部位を作製してもよい。二重特異性抗HER2ADCは、本明細書において、約2のDARを有するADCについては、「Bs2Ab−2T」、「Bs3Ab−2T」及び「Bs4Ab−2T」(又は単に「Bs2−2T」、「Bs3−2T」及び「Bs4−2T」)、また、約4のDARを有するADCについては、「Bs2Ab−4T」、「Bs3Ab−4T」及び「Bs4Ab−4T」(又は単に「Bs2−4T」、「Bs3−4T」及び「Bs4−4T」)のように略称する。細胞傷害剤が一切ない二重特異性構築物は、図7に記載する名称で呼ばれ、「非武装(unarmed)」として識別することもできる。本明細書に記載するように(例えば、図8を参照)、操作した複合体部位は、ADCC機能を低減又は除去するように選択してもよい。これに代わり、又はこれに加えて、抗体のFc部分は、ADCC活性を低減又は排除する別の突然変異をさらに含んでもよい。あるいは、ADCは、抗体の往々にして豊富なリシン残基又はネイティブシステイン残基を介して抗体に共役させて、異種抗体−薬物複合体混合物を形成するような古典的共役方法を用いて作製してもよい。 各画像の下に表示する抗体1μg/mlで処理したSKOV−3細胞の免疫蛍光画像を示し、細胞内微小管ネットワークの破断又はその欠失を明らかにする。微小管染色を示す。次のサンプルを試験した:抗体なしの培地対照(画像i)、R347対照抗体(画像ii)、トラスツズマブ(画像iii)、Bs2Ab−39SH(画像iv)、R347−DM1(細胞傷害剤メイタンシノイドDM1に共役したR347対照抗体)(画像v)、R347−4T(4分子の細胞傷害剤ツブリシンに共役したR347対照抗体)(画像vi)、T−DM1(メイタンシノイドDM1に共役したトラスツズマブ)(画像vii)、及びBs2−4T(4分子の細胞傷害剤ツブリシンに共役したBs2Ab−39SH)(画像viii)。 各画像の下に表示する抗体1μg/mlで処理したJIMT−1細胞の免疫蛍光画像を示し、細胞内微小管ネットワークの破断又はその欠失を明らかにする。微小管染色を示す。次のサンプルを試験した:抗体なしの培地対照(画像i)、R347対照抗体(画像ii)、トラスツズマブ(画像iii)、Bs2Ab−39SH(画像iv)、R347−DM1(細胞傷害剤メイタンシノイドDM1に共役したR347対照抗体)(画像v)、R347−4T(4分子の細胞傷害剤ツブリシンに共役したR347対照抗体)(画像vi)、T−DM1(メイタンシノイドDM1に共役したトラスツズマブ)(画像vii)、及びBs2−4T(4分子の細胞傷害剤ツブリシンに共役したBs2Ab−39SH)(画像viii)。 各画像の下に表示する抗体1μg/mlで処理したRT−112細胞の免疫蛍光画像を示し、細胞内微小管ネットワークの破断又はその欠失を明らかにする。微小管染色を示す。次のサンプルを試験した:抗体なしの培地対照(画像i)、R347対照抗体(画像ii)、トラスツズマブ(画像iii)、Bs2Ab−39SH(画像iv)、R347−DM1(細胞傷害剤メイタンシノイドDM1に共役したR347対照抗体)(画像v)、R347−4T(4分子の細胞傷害剤ツブリシンに共役したR347対照抗体)(画像vi)、T−DM1(メイタンシノイドDM1に共役したトラスツズマブ)(画像vii)、及びBs2−4T(4分子の細胞傷害剤ツブリシンに共役したBs2Ab−39SH)(画像viii)。 T−DM1、非共役(非武装)Bs2Ab−39SH及びトラスツズマブと比較した、DARが2又は4のBs2AbフォーマットのSKBR−3ヒト乳癌細胞株に対する細胞傷害活性を示す。また、R347(R347対照抗体)、2又は4ツブリシンと共役したR347(それぞれ、R347−2T及びR3474T)、DM1と共役したR347についての曲線も示す。Bs2−2T及びBs2−4Tの両方が、T−DM1よりも強力である。 T−DM1、非共役(非武装)Bs4Ab−39SH及びトラスツズマブと比較した、DARが2又は4のBs4AbフォーマットのSKBR−3ヒト乳癌細胞株に対する細胞傷害活性(パネルB)を示す。また、R347(R347対照抗体)、2又は4ツブリシンと共役したR347(それぞれ、R347−2T及びR3474T)、DM1と共役したR347についての曲線も示す。Bs4−2T及びBs4−4Tの両方が、T−DM1よりも強力である。 T−DM1、非共役(非武装)Bs2Ab−39SH及びトラスツズマブと比較した、DARが2又は4のBs2AbフォーマットのJIMT−1ヒト乳癌細胞株に対する細胞傷害活性を示す。また、R347(R347対照抗体)、2又は4ツブリシンと共役したR347(それぞれ、R347−2T及びR3474T)、DM1と共役したR347についての曲線も示す。Bs2−2T及びBs2−4Tの両方が、JIMT−1細胞の殺傷において非常に強力であるのに対し、T−DM1は活性を全く示さない。 T−DM1、非共役(非武装)Bs4Ab−39SH及びトラスツズマブと比較した、DARが2又は4のBs4AbフォーマットのJIMT−1ヒト乳癌細胞株に対する細胞傷害活性(パネルB)を示す。また、R347(R347対照抗体)、2又は4ツブリシンと共役したR347(それぞれ、R347−2T及びR3474T)、DM1と共役したR347についての曲線も示す。Bs4−2T及びBs4−4Tの両方が、JIMT−1細胞の殺傷において非常に強力であるのに対し、T−DM1は活性を全く示さない。 T−DM1、非共役(非武装)Bs2Ab−39SH及びトラスツズマブと比較した、DARが2又は4のBs2AbフォーマットのZR−75−1ヒト乳癌細胞株に対する細胞傷害活性を示す。また、R347(R347対照抗体)、2又は4ツブリシンと共役したR347(それぞれ、R347−2T及びR3474T)、DM1と共役したR347についての曲線も示す。Bs2−4Tが、ZR−75−1細胞の殺傷に最も活性であるのに対し、Bs2−2Tは、より低レベルの活性を有し、T−DM1は、殺傷活性を全く示さないか、又は限定的である。 T−DM1、非共役(非武装)Bs4Ab−39SH及びトラスツズマブと比較した、DARが2又は4のBs4AbフォーマットのZR−75−1ヒト乳癌細胞株に対する細胞傷害活性(パネルB)を示す。また、R347(R347対照抗体)、2又は4ツブリシンと共役したR347(それぞれ、R347−2T及びR3474T)、DM1と共役したR347についての曲線も示す。Bs4−4Tが、ZR−75−1細胞の殺傷に最も活性であるのに対し、Bs4−2Tは、より低レベルの活性を有し、T−DM1は、殺傷活性を全く示さないか、又は限定的である。 T−DM1、非共役(非武装)Bs2Ab−39SH及びトラスツズマブと比較した、DARが2又は4のBs2AbフォーマットのMDA−MB−468ヒト乳癌細胞株に対する細胞傷害活性(パネルA)を示す。また、R347(R347対照抗体)、2又は4ツブリシンと共役したR347(それぞれ、R347−2T及びR3474T)、DM1と共役したR347についての曲線も示す。データから、Bs2−2T及びBs2−4Tのいずれも、MDA−MB−468細胞において活性ではないことがわかり、これは、Bs2−2T及びBs2−4Tの細胞傷害活性が、標的(HER2)依存的であることを示している。Bs4−2T及びBs4−4Tについても、同様の結果が観測された(データは示していない)。 MDA−MB−361腫瘍モデルにおける抗HER2 ADC活性の活性を示す。(1)ビヒクル対照、(2)3mg/kgのR347−4T(4ツブリシン分子と共役したR347対照抗体)、(3)3mg/kgのT−DM1(トラスツズマブ−DM1 ADC)、(4)3mg/kgのBs2 ADMix(ツブリシンと混合したBs2Ab−39SH−(FCC)構築物)、及び(5)0.3、1及び3mg/kgのBs2−4T(4ツブリシンと共役したBs2Ab−39SH−(FCC)構築物)で処置したマウスに対応する腫瘍増殖曲線を示す。濃度は、括弧内に表示する。 MDA−MB−361腫瘍モデルにおける抗HER2 ADC活性の活性を示す。(1)ビヒクル対照、(2)3mg/kgのR347−4T(4ツブリシン分子と共役したR347対照抗体)、(3)3mg/kgのT−DM1(トラスツズマブ−DM1 ADC)、(4)3mg/kgのBs4 ADMix(ツブリシンと混合したBs4Ab−39SH−(FCC)構築物)、及び(5)0.3、1及び3mg/kgのBs4−4T(4ツブリシンと共役したBs4Ab−39SH−(FCC)構築物)で処置したマウスに対応する腫瘍増殖曲線を示す。濃度は、括弧内に表示する。 ST996トリプルネガティブ(ER−/PR−/HER2−1+)PDX腫瘍モデルにおける抗HER2 ADCの活性を示す。(1)ビヒクル対照(CTRL)、(2)アイソタイプR347−2T CTRL(2ツブリシン分子と共役したR347対照抗体)、(3)アイソタイプR347−4T CTRL(4ツブリシン分子と共役したR347対照抗体)、(4)T−DM1(トラスツズマブ−DM1 ADC)、(5)ADMix(ツブリシンと混合した構築物)、(6)Bs2−2T、すなわち、2ツブリシンと共役したBs2Ab−39SH−(FCC)構築物、又は(7)Bs2−4T、すなわち、4ツブリシンと共役したBs2Ab−39SH−(FCC)構築物で処置したマウスに対応する腫瘍増殖曲線を示す。濃度は、括弧内に表示する。投与時間も矢印で示す。様々な処置に応答する腫瘍増殖曲線は、平均腫瘍体積(mm3)±SEMとして表示する。 ST225(HER2−3+)BrCa PDX腫瘍モデルにおける抗HER2 ADC活性の活性を示す。(1)ビヒクル対照、(2)R347−4T(4ツブリシン分子と共役したR347対照抗体)、(3)T−DM1(トラスツズマブ−DM1 ADC)、(4)BS2 ADMix(ツブリシンと混合したBs2Ab−39SH−(FCC)構築物)、及び(5)Bs2−4T(4ツブリシンと共役したBs2Ab−39SH−(FCC)構築物で処置したマウスに対応する腫瘍増殖曲線を示す。濃度は、括弧内に表示する。 T−DM1不応答JIMT−1(HER2−3+)BrCa CBX腫瘍モデルにおける抗HER2 ADC活性の活性を示す。(1)ビヒクル対照、(2)R347−4T(4ツブリシン分子と共役したR347対照抗体)、(3)T−DM1(トラスツズマブ−DM1 ADC)、(4)BS2 ADMix(ツブリシンと混合したBs2Ab−39SH−(FCC)構築物)、及び(5)Bs2−4T(4ツブリシンと共役したBs2Ab−39SH−(FCC)構築物で処置したマウスに対応する腫瘍増殖曲線を示す。濃度は、括弧内に表示する。 ST455Bトリプルネガティブ(ER−/PR−/HER2−1+)BrCa PDX腫瘍モデルにおける抗HER2 ADC活性の活性を示す。(1)ビヒクル対照(CTRL)、(2)アイソタイプCTRL(4ツブリシン分子と共役したR347対照抗体)、(3)T−DM1(トラスツズマブ−DM1 ADC)、(4)BS2 ADMix(ツブリシンと混合したBs2Ab−39SH−(FCC)構築物)、及び(5)Bs2−4T(4ツブリシンと共役したBs2Ab−39SH−(FCC)構築物で処置したマウスに対応する腫瘍増殖曲線を示す。濃度は、括弧内に表示する。 親NCI−N87細胞株(左側パネル)及び獲得T−DM1耐性を有するNCI−N87細胞株に対するBs2−4T及びT−DM1の細胞傷害活性を示す。Bs2−4Tは、親細胞系においてより強力な活性を有し、T−DM1耐性細胞の殺傷も依然として活性である。 T−DM1耐性NCI−N87腫瘍モデルにおける抗HER2 ADCの活性を示す。非処置マウス、並びに以下:(1)ADMix(ツブリシンと混合した構築物)、(2)T−DM1(トラスツズマブ−DM1 ADC)、(3)T−DM1(トラスツズマブ−DM1 ADC)とペルツズマブ、又は(4)Bs2−4T、すなわち、4ツブリシンと共役したBs2Ab−39SH−(FCC)構築物で処置したマウスに対応する腫瘍増殖曲線を示す。濃度は、括弧内に表示する。様々な処置に応答する腫瘍増殖曲線は、平均腫瘍体積(mm3)±SEM(n=7)として表示する。*P<0.001(非処置対照群と比較したスチューデントt検定による)。 トラスツズマブでの前処理後の抗HER2 ADCの活性を示す。(1)ビヒクルCTRL(対照)、(2)トラスツズマブの後、Bs2−4T、(3)ビヒクルの後、Bs2−4T、(4)トラスツズマブの後、Bs2−4T、又は(5)ビヒクルの後、Bs2−4Tで処置したマウスに対応する腫瘍増殖曲線を示す。濃度及び投与レジメンは、括弧内に表示する。様々な処置に応答する腫瘍増殖曲線は、平均腫瘍体積(mm3)±SEM(n=10)として表示する。 二重特異性ADCのバイスタンダー効果を評価するアッセイの概略図を示す。 (i)培地のみ;(ii)R347−T4対照;(iii)T−DM1;(iv)Bs2Ab−39SHアドミックス(admix);及び(v)Bs2−4Tで処理した細胞のFACS分析を示す。両象限における細胞数の減少から、Bs2−4Tが、共培養物中のHER2発現及びHER2ヌル細胞の両方を殺傷することができることがわかり、これは、Bs2−4Tが、バイスタンダー効果を有することを示唆している。対照的に、T−DM1は、共培養中のHER2−ヌル細胞を殺傷することができず、これは、T−DM1にはバイスタンダー効果がないことを示唆している。 T−DM1及びR347−4T(4ツブリシン分子に共役したR347対照抗体)と比較した、癌幹細胞(CSC)スフィア形成に対するBs2−4Tの活性(左側パネル);及びR34−4T(4ツブリシン分子に共役したR234対照抗体)と比較した、異種移植腫瘍CSCに対応するBs2−4Tの活性(右側パネル)を示す。 細胞株MDA−MB−361(脳転移に由来するヒト乳管上皮腺癌)を用いた、リガンド依存性増殖アッセイを示す図であり、これにより、ADCC増強アフコシル化二重特異性抗体の全てが、in vitroで抗増殖活性を保持することが判明した。各実験において、用いた抗体サンプルは、次の通りであった:R347対照、39Sとトラスツズマブ、Bs2Ab−39SH_aFuc、Bs3Ab−39SH_aFuc、及びBs4Ab−39SH_aFuc。 細胞株MCF−7(ヒト浸潤性乳管腺癌)を用いた、リガンド依存性増殖アッセイを示す図であり、これにより、ADCC増強アフコシル化二重特異性抗体の全てが、in vitroで抗増殖活性を保持することが判明した。各実験において、用いた抗体サンプルは、次の通りであった:R347対照、39Sとトラスツズマブ、Bs2Ab−39SH_aFuc、Bs3Ab−39SH_aFuc、及びBs4Ab−39SH_aFuc。 標的としてのMDA−MB−361細胞と、操作NKエフェクター細胞(安定的にCD16を発現する)を用いた、ADCC細胞傷害活性アッセイを示す図であり、これによって、アフコシル化二重特異性抗体の各々が、フコシル化糖型を有する同じ構築物と比較して、より強力なADCC活性を有することが判明した。用いた抗体サンプルは、次の通りであった:(1)R347対照、(2)トラスツズマブ、(3)トラスツズマブ_aFuc、(4)Bs2Ab−39SH、及び(5)Bs2Ab−39SH_aFuc。 標的としてのMDA−MB−361細胞と、操作NKエフェクター細胞(安定的にCD16を発現する)を用いた、ADCC細胞傷害活性アッセイを示す図であり、これによって、アフコシル化二重特異性抗体の各々が、フコシル化糖型を有する同じ構築物と比較して、より強力なADCC活性を有することが判明した。用いた抗体サンプルは、次の通りであった:(1)R347対照、(2)トラスツズマブ、(3)トラスツズマブ_aFuc、(4)Bs3Ab−39SH、及び(5)Bs3Ab−39SH_aFuc。 標的としてのMDA−MB−361細胞と、操作NKエフェクター細胞(安定的にCD16を発現する)を用いた、ADCC細胞傷害活性アッセイを示す図であり、これによって、アフコシル化二重特異性抗体の各々が、フコシル化糖型を有する同じ構築物と比較して、より強力なADCC活性を有することが判明した。用いた抗体サンプルは、次の通りであった:(1)R347対照、(2)トラスツズマブ、(3)トラスツズマブ_aFuc、(4)Bs4Ab−39SH、及び(5)Bs4Ab−39SH_aFuc。 ツブリシン1508ペイロードの構造を示す。右端のマレイミド基の二重結合は、システイン上に存在するチオール基と容易に反応して、安定した炭素−イオウ結合を形成する。 誘導体化可能なプラットフォームとしてBs2Ab−FCC構築物を用いた、例示的な部位特異的抗体薬剤共役プロセスを示す。このプロセスは、以下:(a)誘導体化可能なアミノ酸(例えば、システイン)のサイズ鎖のキャップを除去するステップ、(b)酸化させるステップ、(c)ペイロード(例えば、ツブリシンなどの細胞傷害剤)を共役するステップ、並びに(d)共役剤及び非反応ペイロードを除去することにより、ポリッシュするステップを含む。
本開示は、最適化抗HER2抗体、及びそのような最適化抗HER2抗体に由来する二重特異性抗体を提供する。また、こうした最適化抗HER2抗体又は二重特異性抗HER2抗体を含む、関連のポリヌクレオチド、ベクター、及び医薬組成物も提供される。こうした最適化抗HER2抗体又は二重特異性抗体を作製する方法も提供される。さらに、本開示は、最適化抗HER2抗体又は二重特異性抗HER2抗体を使用する方法、例えば、それが必要な被験者の癌を治療する方法も提供する。
本開示はまた、最適化抗HER2抗体から得られる抗体薬物複合体(ADC)及びこのような最適化抗HER2抗体から得られる二重特異性抗体も提供する。さらに、こうした最適化抗体由来のADC及び二重特異性抗体を作製する方法も提供される。さらにまた、最適化抗HER2抗体由来のADC及び二重特異性抗体を使用する方法、例えば、それが必要な被験者における癌を治療する方法も提供される。さらには、化学療法に対して耐性の癌(例えば、T−DM1不応答患者又は低応答患者における腫瘍)を有する患者を治療するための;再発、難治性、又は他の療法、特に単一特異性ADC療法(例えば、T−DM1)による治療に対して不適格な患者を治療するための;あるいは、他の療法(例えば、T−DM1)による前処置後に患者を治療するための方法も提供される。
特に、本開示は、低レベルのHER2を発現する癌を治療するのに好適な抗HER2結合分子を提供する。
本発明を容易に理解することができるようするために、初めにいくつかの用語を定義する。追加の定義は、詳細な説明全体を通して記載する。
1.定義
本発明を詳しく説明する前に、本発明が、具体的な組成物又はプロセスステップに限定されず、従って、変化し得ることは理解すべきである。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、「1つの(a)」、「1つの(an)」及び「その(the)」は、文脈から明白に他の意味に解釈すべき場合を除いて、複数の指示対象を包含する。用語「1つの(a)」(又は「1つの(an)」)、並びに用語「1つ又は複数の」、及び「少なくとも1つ」は、本明細書において置き換え可能に用いることができる。
さらに、「及び/又は」は、本明細書で用いられる場合、2つの指定された特徴若しくは成分の各々の、他方を伴う、又は伴わない具体的な開示として理解すべきである。従って、本明細書において「A及び/又はB」のようなフレーズに用いられる用語及び/又は」は、「A及びB」、「A又はB」、「A(のみ)」、並びに「B(のみ)」を包含することが意図される。同様に、「A、B、及び/又はC」のようなフレーズに用いられる用語「及び/又は」は、以下の態様:A、B、及びC;A、B、又はC;A又はC;A又はB;B又はC;A及びC;A及びB;B及びC;A(のみ);B(のみ);並びにC(のみ)の各々を包含することが意図される。
他に定義されていない限り、本明細書で使用する技術及び科学用語は全て、本開示が関連する分野の通常の技術者に一般に理解されるものと同じ意味を有する。例えば、Concise Dictionary of Biomedicine and Molecular Biology,Juo,Pei−Show,2nd ed.,2002,CRC Press;The Dictionary of Cell and Molecular Biology,3rd ed.,1999,Academic Press;及びthe Oxford Dictionary Of Biochemistry And Molecular Biology,Revised,2000,Oxford University Pressは、当業者に、本開示で使用される多くの用語の総合的辞書を提供する。
単位、接頭辞、及び符号は、国際単位系(Systeme International de Unites)(SI)承認の形態で示す。数値の範囲は、範囲を定める数を包含する。他に指示のない限り、アミノ酸配列は、アミノからカルボキシ方向で、左から右へと記載される。本明細書に記載する見出しは、様々な態様の限定ではなく、本明細書の参照により、全体として包含され得るものである。従って、すぐ下に定義する用語は、本明細書の参照により、その全体がさらに詳細に定義される。
本明細書において、用語「含む(こと)」と一緒に態様が記載されているか否かにかかわらず、「〜から構成される」及び/又は「〜から本質的に構成される」に関して記載される、他の類似の態様も提供される。
本明細書において、アミノ酸は、一般に知られているそれらの3文字符号又はIUPAC−IUB生化学命名法委員会(IUPAC−IUB Biochemical Nomenclature Commission)により推奨される1文字符号のいずれかによって示される。同様に、ヌクレオチドもその一般に認知されている一文字略号で示される。
用語「HER2」及び「HER2受容体」は、本明細書において置き換え可能に用いられ、ErbB2タンパク質と呼ばれる(文献ではHER2/neuとも呼ばれる)。本明細書で用いる場合、これらの用語は、HER2の変異体(例えば、スプライス変異体)、アイソフォーム、及び相同体(オルソログ及びパラログの両方)を包含することが意図される。一部の態様では、本明細書に開示する抗HER2結合分子とHER2との結合は、HER2と他のErbBファミリーメンバー同士のヘテロマー複合体の形成を阻害する、例えば、EGFR又はHER3とのヘテロ二量体化を阻害することによって、HER2を発現する細胞(すなわち、典型的に、腫瘍細胞、また特に、低レベルのHER2を発現する癌細胞)の増殖を阻害する。
HER2は、受容体チロシンキナーゼであり、細胞外ドメイン(ECD)からなるが、ドメインは、以下(i)リガンド結合を担う2つのロイシンリッチドメイン(ドメインI/L1及びドメインIII/L2)、並びに(ii)受容体二量体化を担う2つのシトシンリッチドメイン(ドメインII/CR1及びドメインIV/CR2);膜貫通ドメイン;並びに細胞内チロシンキナーゼドメインから構成される。HER2の別のスプライス変異体も存在する。HER2の別のスプライス変異体の例として、p100及びハースタチン(2つの可溶性形態)、並びに611−CTF、687−CTF、648−CTF及びΔ16HER2が挙げられる。HER2の可溶性形態は、完全長受容体(p185)と相互作用して、受容体二量体化を阻害することができ;687−CTFは、不活性であり;611−CTFと648−CTFは、いくつかの細胞内シグナル伝達経路を活性化することができ;Δ16HER2は、ドメインIVにアミノ酸634〜649が欠失しており、このことが、構成的に活性化したHER2ホモ二量体の形成を促進する配座の変化を誘導する。成熟HER2の外側部分は、シグナル配列がなく、標準アイソフォーム1の23〜652位に対応する(Uniprot P04626を参照;また、“Structure of the extracellular region of HER2 alone and in complex with the Herceptin Fab.”Cho et al.,Nature 421:756−760(2003)も参照のこと;これらは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)。ペルツズマブ抗体は、HER2のドメインII内のエピトープに結合する。ドメインII内のペルツズマブ結合エピトープに結合しない抗体として、トラスツズマブがあり、これは、ドメインIV内のエピトープに結合する。
用語「阻害する」、「阻止する」、及び「抑制する」は、本明細書において置き換え可能に用いられ、あらゆる統計的に有意な生物活性の低減(活性の完全な阻止を含む)を指す。例えば、「阻害」は、生物活性の約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%の低減を示し得る。従って、用語「阻止」又は「抑制」が、リガンド媒介のHER2リン酸化に対する作用を表すために使用される場合、この用語は、抗HER2抗体又はその抗原結合断片を含むHER2結合分子が、非処置(対照)細胞でのリン酸化と比較して、EGF様リガンドにより誘導されるHER2のリン酸化を統計的に有意に低減する能力を指す。
HER2を発現する細胞は、天然に存在する細胞若しくは細胞株(例えば、癌細胞)であってもよいし、又はHER2をコードする核酸を宿主細胞に導入することによって組換えにより作製することもできる。一態様では、抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片を含むHER2結合分子は、ウェスタンブロッティング、それに続く抗ホスホチロシン抗体でのプロービング、又はELISAにより測定して、HER2のリガンド媒介リン酸化を少なくとも10%、又は少なくとも20%、又は少なくとも30%、又は少なくとも40%、又は少なくとも50%、又は少なくとも60%、又は少なくとも70%、又は少なくとも80%、又は少なくとも905、又は約100%阻害する。
本明細書で用いるとき、HER2を発現する細胞の「増殖抑制」又は「増殖阻害」という用語は、抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片を含むHER2結合分子が、抗HER2結合分子の非存在下での増殖と比較して、HER2を発現する細胞の増殖を統計的に有意に低減する能力を指す。一態様では、HER2を発現する細胞(例えば、癌細胞)の増殖は、抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片を含むHER2結合分子と細胞を接触させたとき、抗HER2結合分子の非存在下で測定される増殖(対照条件)に対して、少なくとも10%、又は少なくとも20%、又は少なくとも30%、又は少なくとも40%、又は少なくとも50%、又は少なくとも60%、又は少なくとも70%、又は少なくとも80%、又は少なくとも90%、又は約100%低減することができる。細胞増殖は、例えば、生存細胞の数を計数する、増殖マーカのマーカの存在を検出する、分子(例えば、3H−チミジンなどの放射性標識分子)の組み込みを測定することにより、腫瘍のサイズ(例えば、体積若しくは重量基準で)を測定することなどにより、当該技術分野で公知の様々な方法に従い測定することができる。いくつかの態様では、増殖抑制は、転移の数、サイズ、又は分布の減少を指す。
本明細書の全体を通して用いられるように、フレーズ「抗HER2結合分子」は、例えば、以下:(i)本願に開示する1.39.1抗体(国際公開第2008/019290号パンフレットを参照)と同じか、若しくはこれに由来するエピトープに結合する抗体及び抗原結合断片、例えば、39S抗体及びその抗原結合断片、並びに一般に、そのような抗体及びその抗原結合断片を含む分子;(ii)別の抗原結合部分を組み込む39S抗体、例えば、二重特異性抗体と同じか、若しくはこれに由来するエピトープに結合する抗HER2抗体及び他のHER2−結合分子;(iii)細胞傷害性部分(例えば、小分子抗癌剤、放射性核種など)に共役した(i)又は(ii)の分子の少なくとも1つを含む抗体薬物複合体(ADC)、並びに(iv)増強したADCCを有する(i)又は(ii)の抗HER2分子を指す。本明細書で用いる場合、用語「39S抗体」は、国際公開第2008/019290号パンフレットに開示されている1.39.1抗体に由来するリード最適化モノクローナル抗体を指し、ここで、前記最適化抗体は、配列番号15のアミノ酸を含むVHと、配列番号16のアミノ酸を含むVLを含む。
本明細書で用いられるように、用語「ツブリシン」は、集合的及び個別の両方で、天然に存在するツブリシン、並びにツブリシンの類似体及び誘導体を指す。説明のためのツブリシンの例は、例えば、国際公開第2004005326A2号、同第2012019123A1号パンフレット、同第2009134279A1号パンフレット、同第2009055562A1号パンフレット、同第2004005327A1号パンフレット、米国特許第7754885号明細書、同第20100240701号明細書、同第7816377号明細書、同第20110021568号明細書、及び同第20110263650号明細書、並びにこれらに記載されている実施例に開示されている。こうした誘導体が、例えば、ツブリシンプロドラッグ、又は1つ又は複数の保護若しくは保護基、1つ又は複数の結合部分を含むツブリシンを包含することは、理解すべきである。
細胞分裂の速度、及び/又は細胞集団内の細胞分裂中の細胞の割合、及び/又は最終分化若しくは細胞死(例えば、チミジン組み込み)による細胞集団からの細胞消失の速度を測定する、当該技術分野で認定されている技術を用いて、細胞の増殖をアッセイすることができる。
用語「抗体」又は「免疫グロブリン」は、本明細書で置き換え可能に用いられ、全抗体及びそれらの任意の抗原結合断片又は一本鎖並びにこれらの組み合わせ(例えば、二重特異性抗体)を含む。
典型的な抗体は、ジスルフィド結合により相互に連結された少なくとも2つの重(H)鎖と2つの軽(L)鎖を含む。各重鎖は、重鎖可変領域(本明細書ではVHと略称する)と重鎖定常領域(本明細書ではCHと略称する)からなる。重鎖定常領域は、3つのドメイン、すなわちCH1、CH2、及びCH3からなる。各軽鎖は、1つの軽鎖可変領域(本明細書ではVLと略称する)と、1つの軽鎖定常領域からなる。軽鎖定常領域は、1つのドメイン、すなわちCLからなる。VH及びVL領域は、相補性決定領域(CDR)と呼ばれる高度可変性の領域にさらに細分することができ、これらの領域には、フレームワーク領域(FW)と呼ばれる、より保存された領域が散在している。各VH及びVLは、3つのCDRと4つのFWから構成され、これらは、FW1、CDR1、FW2、CDR2、FW3、CDR3、FW4の順に、アミノ末端からカルボキシ末端へと配置されている。重鎖及び軽鎖の可変領域は、抗原と相互作用する結合ドメインを含有する。抗体の定常領域は、免疫グロブリンと宿主組織又は因子(免疫系の様々な細胞(例えば、エフェクター細胞)及び古典的補体系の第1成分(Clq)など)の結合を媒介することができる。本開示の例示的な抗体として、典型的な抗体、scFv、及びそれらの組み合わせが挙げられ、ここで、例えば、scFvは、典型的な抗体の重鎖及び/又は軽鎖のいずれかのN−末端に共有結合している(例えば、ペプチド結合若しくは化学リンカーを介して)か、あるいは、典型的な抗体の重鎖及び/又は軽鎖中に挿入されている。
用語「抗体」は、免疫グロブリン分子を意味し、これは、免疫グロブリン分子の可変領域内の少なくとも1つの抗原認識部位を介して、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、炭水化物、ポリヌクレオチド、脂質、又はこれらの組み合わせなどの標的を認識して、これに特異的に結合する。本明細書で用いる場合、用語「抗体」は、以下のものを包含する:インタクトなポリクローナル抗体、インタクトなモノクローナル抗体、抗体断片(例えば、Fab、Fab’、F(ab’)2、及びFvフラグメント)、一本鎖可変断片(scFv)、ジスルフィド安定化scFv、多重特異性抗体(少なくとも2つのインタクトな抗体及び/若しくはその抗原結合断片から作製された二重特異性抗体など)、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、抗体の抗原決定部分を含む融合タンパク質、並びに抗体が所望の生物活性を呈示する限りにおいて抗原認識部位を含む他のあらゆる修飾免疫グロブリン分子。
抗体は、その重鎖定常ドメインのアイデンティティー(それぞれ、α、δ、ε、γ、及びμと呼ばれる)に基づいて、5つの主要クラスの免疫グロブリン:IgA、IgD、IgE、IgG、及びIgM、又はそのサブクラス(アイソタイプ)(例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1及びIgA2)のいずれであってもよい。異なるクラスの免疫グロブリンは、異なる公知のサブユニット構造及び3次元構成を有する。抗体は、ネイキッドであってもよいし、毒素、放射性同位体などの他の分子と共役させて、ADCを形成してもよい。
「阻止」抗体又は「アンタゴニスト」抗体は、それが結合する抗原(例えば、HER2など)の生物活性を阻害又は低減するものである。いくつかの態様では、阻止抗体又はアンタゴニスト抗体は、抗原の生物活性を実質的又は完全に阻害する。望ましくは、生物活性は、10%、20%、30%、50%、70%、80%、90%、95%、あるいは実に100%低減される。
用語「抗HER2抗体」又は「抗HER2」は、抗体が、HER2をターゲティングする上で治療薬又は診断試薬として有用であるのに十分な親和性で、HER2に結合することができる抗体を指す。抗HER2抗体と非関連の非HER2タンパク質との結合の程度は、例えば、放射性免疫アッセイ(RIA)、又はBIACORE(商標)(検体として組換えHER2を用い、リガンドとして抗体を用いるか、若しくはその逆)、又は当該技術分野で公知の他の結合アッセイにより測定して、抗体とHER2との結合の約10%未満である。いくつかの態様では、HER2に結合する抗体は、解離定数(KD)≦1μM、≦100nM、≦10nM、≦1nM、≦0.1nM、≦10pM、≦1pM、又は≦0.1pMを有する。
用語「抗原結合断片」は、インタクトな抗体の1部分を指し、インタクトな抗体の抗原決定可変領域を指す。当該技術分野では、抗体の抗原結合機能は、完全長抗体の断片によって実施され得ることがわかっている。抗体断片の例として、限定はしないが、Fab、Fab’、F(ab’)2、及びFvフラグメント、線状抗体、一本鎖抗体、並びに抗体断片から形成される多重特異性抗体が挙げられる。
「モノクローナル抗体」は、単一抗原決定基、又はエピトープの高度に特異的な認識及び結合に関与する均一抗体集団を指す。これは、異なる抗原決定基に対して指令された異なる抗体を典型的に含むポリクローナル抗体とは対照的である。
用語「モノクローナル抗体」は、インタクトな抗体及び完全長モノクローナル抗体の両方、並びに抗体断片(Fab、Fab’、F(ab’)2、Fvなど)、一本鎖可変断片(scFv)、抗体部分を含む融合タンパク質、並びに抗原認識部位を含む他のあらゆる修飾免疫グロブリン分子を包含する。さらに、「モノクローナル抗体」は、限定はしないが、ハイブリドーマ、ファージ選択、組換え発現、及びトランスジェニック動物による方法(例えば、トランスジェニックマウスにおけるヒト抗体の発現)などの任意の数の方法で作製された抗体を指す。
用語「ヒト化抗体」は、最小非ヒト(例えば、マウス)配列を含有するように操作された非ヒト(例えば、マウス)免疫グロブリンに由来する抗体を指す。典型的に、ヒト化抗体は、CDRからの残基が、所望の特異性、親和性、及び能力を有する非ヒト(例えば、マウス、ラット、ウサギ、若しくはハムスター)のCDRからの残基によって置換されたヒト免疫グロブリンである(Jones et al.,1986,Nature,321:522−525;Riechmann et al.,1988,Nature,332:323−327;Verhoeyen et al.,1988,Science,239:1534−1536)。いくつかの実例では、ヒト免疫グロブリンのFW残基は、所望の特異性、及び/又は親和性、及び/又は能力を有する非ヒト種由来の抗体において対応する残基で置換する。
ヒト化抗体は、抗体特異性、及び/又は親和性、及び/又は能力を改善及び最適化するために、FW領域内及び/又は置換された非ヒト残基内のいずれかでの別の残基の置換によってさらに修飾することもできる。一般に、ヒト化抗体は、非ヒト免疫グロブリンに対応するCDR領域の全部若しくは実質的に全部を含有する、少なくとも1つ、典型的には、2つ又は3つの可変ドメインの実質的に全部を含むのに対し、FW領域の全部又は実質的に全部は、ヒト免疫グロブリン共通配列のものである。ヒト化抗体はまた、免疫グロブリン定常領域又はドメイン(Fc)、典型的には、ヒト免疫グロブリンのそれの少なくとも1部分を含んでもよい。ヒト化抗体を作製する方法の例は、米国特許第5,225,539号明細書又は同第5,639,641号明細書に記載されている。
抗体の「可変領域」は、抗体軽鎖の可変領域又は抗体重鎖の可変領域を単独で指すか、又はそれらの組み合わせを指す。重鎖及び軽鎖の可変領域は各々、3つのCDR領域によって連結された4つのFW領域から構成される。各鎖のCDRは、FW領域により互いに接近して、且つ他の鎖からのCDRと一緒に保持され、抗体の抗原結合部位の形成に寄与する。CDRを決定するためには、少なくとも2つの技術がある:(1)種間配列変化に基づくアプローチ(すなわち、Kabat et al.Sequences of Proteins of Immunological Interest,(5th ed.,1991,National Institutes of Health,Bethesda Md.));及び(2)抗原−抗体複合体の結晶学研究に基づくアプローチ(Al−lazikani et al.(1997)J.Molec.Biol.273:927−948))。さらに、CDRを決定するために、これら2つのアプローチの組み合わせが用いられることもある。Kabat番号付けシステムは、一般に、可変ドメインの1残基(概ね軽鎖の残基1〜107と重鎖の残基1〜113)を指すとき使用される(例えば、Kabat et al.,Sequences of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991))。
フレーズ「Kabatに従うアミノ酸位置番号付け」、「Kabat位置」、及びそれらの文法上の変形は、Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991)における抗体の編集物の重鎖可変ドメイン又は軽鎖可変ドメインに使用される番号付けシステムを指す。この番号付けシステムを用いて、実際の線状アミノ酸配列は、可変ドメインのFW又はCDRの短縮、又はそれらへの挿入に対応する、より少ない又は追加的アミノ酸を含有してもよい。例えば、重鎖可変ドメインは、H2の残基52の後に単一のアミノ酸挿入片(Kabatに従う残基52a)を、また、重鎖FW残基82の後に挿入残基(例えば、Kabatに従う残基82a、82b、及び82cなど)を含み得る。
Figure 2017512765
残基のKabat番号付けは、所与の抗体について、「標準」Kabat番号付け配列と抗体の配列の相同性の領域でのアラインメントにより決定することができる。Chothiaは、これに代わって、構造ループの位置を指す(Chothia及びLesk,J.Mol.Biol.196:901−917(1987))。ChothiaCDR−H1ループの終点は、Kabat番号付けの取り決めを用いて番号付けすると、ループの長さに応じてH32〜H34の間で変動する(これは、Kabat番号付けスキームが、H35A及びH35Bに挿入を配置するためであり;もし、35A及び35Bのいずれも存在しなければ、ループは32で終結する;もし、35Aのみが存在すれば、ループは33で終結する;もし、35A及び35Bの両方が存在すれば、ループは34で終結する)。AbM高度可変領域は、Kabat CDRとChothia構造ループとの折衷物を表し、Oxford MolecularのAbM抗体モデリングソフトウェアにより使用されている。
IMGT(ImMunoGeneTics)もまた、CDRなどの免疫グロブリン可変領域の番号付けシステムを提供している。例えば、Lefranc,M.P.et al.,Dev.Comp.Immunol.27:55−77(2003)(参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい。IMGT番号付けシステムは、5,000を超える配列のアラインメント、構造データ、及び高度可変ループの特性決定に基づいており、全ての種の可変及びCDR領域の容易な比較を可能にする。IMGT番号付けスキームによれば、VH−CDR1は、26〜35位であり、VH−CDR2は、51〜57位であり、VH−CDR3は、93〜102位であり、VL−CDR1は、27〜32位であり、VL−CDR2は、50〜52位であり、VL−CDR3は、89〜97位である。
本発明で論じる全ての重鎖定常領域アミノ酸位置については、番号付けは、Edelman et al.,1969,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 63(1):78−85において最初に記載されたEUインデックスに従うが、これは、配列決定された最初のヒトlgG1である、骨髄腫タンパク質Euのアミノ酸配列を記載している。EdelmanらのEuインデックスは、Kabat et al.,1991,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.United States Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesdaにも記載されている。従って、フレーズ「Kabatに記載されているEUインデックス」又は「KabatのEUインデックス」及び「Kabatに記載のEUインデックスに従う位置・・・」、並びにこれらの文法上の変形は、Kabat 1991に記載されているEdelmanらのヒトlgG1 Eu抗体に基づく残基番号付けシステムを指す。
可変ドメイン(重鎖及び軽鎖の両方)並びに軽鎖定常領域アミノ酸配列に用いられる番号付けシステムは、Kabat 1991に記載されているものである。
本明細書で用いる場合、Fc領域は、第1定常領域免疫グロブリンドメインを除く抗体の定常領域を含むポリペプチドを含む。従って、Fcは、IgA、IgD、及びIgGの最後の2つの定常領域免疫グロブリンドメイン、並びにIgE及びIgMの最後の3つの定常領域免疫グロブリンドメイン、並びにこれらのドメインのN末端側のフレキシブルなヒンジを指す。IgA及びIgMについては、Fcは、J鎖を包含し得る。IgGについては、Fcは、免疫グロブリンドメインCガンマ2及びCガンマ3(Cγ2及びCγ3)並びにCガンマ1(Cγ1)とCガンマ2(Cγ2)の間のヒンジを含む。
Fc領域の境界は変動し得るが、ヒトIgG重鎖Fc領域は、通常、そのカルボキシ末端側に残基C226又はP230を含むことが定義され、ここで、番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う。Fcは、分離したこの領域、又は抗体、抗体断片、又はFc融合タンパク質に関連する上記領域を示し得る。
抗体の定常領域内のいくつかの異なる位置(例えば、限定はしないが、Kabatに記載のEUインデックスによる番号付けで、270、272、312、315、356、及び358位などのFc位置)に多型が認められていることから、表示する配列と、従来技術での配列との間に若干の差が存在し得る。ヒト免疫グロブリンの多型形態は、十分に特性決定されている。現在のところ、18のGmアロタイプがわかっている:G1m(1、2、3、17)又はG1m(a、x、f、z)、G2m(23)又はG2m(n)、G3m(5、6、10、11、13、14、15、16、21、24、26、27、28)又はG3m(b1、c3、b3、b0、b3、b4、s、t、g1、c5、u、v、g5)(Lefranc,et al.,The human IgG subclasses:molecular analysis of structure,function and regulation.Pergamon,Oxford,pp.43−78(1990);Lefranc,G.et al.,1979,Hum.Genet.:50,199−211)。本発明の抗体は、任意のアロタイプ、イソアロタイプ、又は任意の免疫グロブリン遺伝子のハロタイプを含有してもよく、これらが、本明細書に記載する配列のアロタイプ、イソアロタイプ、又はハロタイプに限定されないことは、特に考慮される。
用語「ヒト抗体」は、ヒトにより産生される抗体、又は当該技術分野で公知の任意の方法(例えば、培養細胞における組換え体発現、又はトランスジェニック動物における発現)を用いて作製された、ヒトにより産生される抗体に対応するアミノ酸配列を有する抗体を意味する。従って、ヒト抗体という用語は、本来ヒトにより産生されるが、非ヒト系において発現される(例えば、化学合成により生成される;組換えにより微生物、哺乳動物、若しくは昆虫細胞に発現される;又は動物被験者に発現される)抗体(又はその操作された変異体若しくは誘導体)に対応するアミノ酸配列を有する抗体も包含する。従って、ヒト被験者から、又はヒト細胞(例えば、組換え抗体若しくはその断片を発現するハイブリドーマ又は細胞株)から取得した後、動物、例えば、マウスに発現させた抗体は、ヒト抗体と考えられる。このヒト抗体の定義は、インタクトな若しくは完全長抗体、その断片、並びに/又は少なくとも1つのヒト重鎖及び/若しくは軽鎖ポリペプチドを含む抗体(例えば、マウス軽鎖及びヒト重鎖ポリペプチドを含む抗体)を包含する。
用語「キメラ抗体」は、免疫グロブリン分子のアミノ酸配列が、2つ以上の動物種に由来する抗体を指す。典型的に、軽鎖及び重鎖両方の可変領域は、所望の特異性、及び/又は親和性、及び/又は能力を有する哺乳動物(例えば、マウス、ラット、ウサギなど)の1種に由来する抗体の可変領域に対応するが、定常領域は、別の種(通常、ヒト)に由来する抗体の配列と相同的であり、これによって、当該種における免疫応答の誘発を回避する。
本明細書で用いる用語「エピトープ」は、本明細書に開示するHER2抗体又はHER2結合分子に結合することができる抗原タンパク質決定基を指す。エピトープは、通常、アミノ酸又は糖側鎖などの化学的に活性の表面分子集団から構成され、通常、固有の三次元構造特性、並びに固有の電荷特性を有する。エピトープを認識する抗体又は結合分子の部分は、パラトープと呼ばれる。タンパク質抗原のエピトープは、それらの構造及びパラトープとの相互作用に基づいて、2つのカテゴリー、すなわち立体構造エピトープと線状エピトープに分けられる。立体構造エピトープは、抗原のアミノ酸配列の不連続の区間から構成される。これらのエピトープは、抗原の3次元表面特徴及び形状又は三次構造に基づいて、パラトープと相互作用する。対照的に、線状エピトープは、その一次構造に基づいてパラトープと相互作用する。線状エピトープは、抗原からのアミノ酸の連続的配列によって形成される。
用語「抗体結合部位」は、相補性抗体が特異的に結合する連続的又は不連続的部位(すなわち、エピトープ)を含む抗原(例えば、HER2)中の領域を指す。このように、抗体結合部位は、抗原中に、エピトープ以外の別の領域を含有することができ、これは、結合親和性及び/又は安定性などの特性を決定するか、又は抗原酵素活性若しくは二量体化などの特性に影響を与え得る。従って、2つの抗体が抗原内の同じエピトープに結合する場合であっても、抗体分子が、エピトープ外側のアミノ酸と個別の分子内接触を確立すれば、このような抗体は、個別の抗体結合部位と結合すると考えられる。
「結合親和性」は、概して、分子(例えば、抗体)の単一結合部位とその結合パートナー(例えば、抗原)同士の非共有結合相互作用の総和の力を指す。他に指示のない限り、本明細書で用いる「結合親和性」は、結合ペア(例えば、抗体と抗原)のメンバー同士の1:1相互作用を表す固有の結合親和性を指す。分子XのそのパートナーYに対する親和性は、一般に、解離定数(KD)により表すことができる。親和性は、本明細書に記載するものなど、当該技術分野で公知の一般的方法によって測定することができる。低親和性抗体は、概して、抗原にゆっくりと結合し、容易に解離する傾向があるのに対し、高親和性抗体は、概して、より高速で抗原に結合し、より長時間にわたって結合した状態を維持する傾向がある。結合親和性を測定する様々な方法が当該技術分野において公知であり、そのいずれを本開示の目的のために用いてもよい。
「効力」は、他に記載のない限り、通常、IC50値としてnMで表される。IC50は、抗原結合分子の阻害濃度中央値である。機能性アッセイでは、IC50は、生物学的応答をその最大値の50%低減する濃度である。リガンド結合試験の場合、IC50は、受容体結合を最大特異的結合レベルの50%低減する濃度である。IC50は、当該技術分野で知られる任意の数の手段によって計算することができる。効力の改善は、例えば、39S親抗体に対して、測定することにより決定することができる。
本明細書に開示する抗HER2結合分子の効力の倍率改善(例えば、39S親抗体、トラスツズマブ、又はこれらの組み合わせと比較して)は、少なくとも約2倍、少なくとも約4倍、少なくとも約6倍、少なくとも約8倍、少なくとも約10倍、少なくとも約20倍、少なくとも約30倍、少なくとも約40倍、少なくとも約50倍、少なくとも約60倍、少なくとも約70倍、少なくとも約80倍、少なくとも約90倍、少なくとも約100倍、少なくとも約110倍、少なくとも約120倍、少なくとも約130倍、少なくとも約140倍、少なくとも約150倍、少なくとも約160倍、少なくとも約170倍、又は少なくとも約180倍又はそれ以上であってよい。
「抗体依存性細胞媒介性細胞傷害」又は「ADCC」は、細胞傷害性の一形態を指し、この場合、特定の細胞傷害性細胞(例えば、ナチュラルキラー(NK)細胞、好中球、及びマクロファージ)上に存在するFc受容体(FcR)に結合した分泌免疫グロブリンは、これらの細胞傷害性エフェクター細胞が、抗原担持標的細胞に特異的に結合した後、細胞毒で標的細胞を殺傷することを可能にする。標的細胞の表面に向けられた特定の高度親和性IgG抗体は、細胞傷害性細胞を「武装させる(arm)」ため、こうした殺傷には必ず必要とされる。標的細胞の溶解は、細胞外であり、直接の細胞−細胞接触を必要とし、補体を必要としない。抗体以外に、Fc領域を含む他のタンパク質、特にFc融合タンパク質も、抗原担持標的細胞と特異的に結合する能力を有し、細胞媒介性細胞傷害を引き起こすことができるであろうことが考えられる。簡略化のために、Fc融合タンパク質の活性から生じる細胞媒介性細胞傷害も、本明細書ではADCC活性と呼ぶ。
「単離された」ポリペプチド、抗体、ポリヌクレオチド、ベクター、細胞、又は組成物は、自然界でみいだされない形態であるポリペプチド、抗体、ポリヌクレオチド、ベクター、細胞、又は組成物である。単離されたポリペプチド、抗体、ポリヌクレオチド、ベクター、細胞又は組成物は、それらが自然界でみいだされる形態ではない程度まで精製されたものを含む。一部の態様では、単離された抗体、ポリヌクレオチド、ベクター、細胞、又は組成物は、実質的に純粋である。
用語「被験者」は、任意の動物(例えば、哺乳動物)を指し、限定はしないが、特定の治療のレシピエントとなるヒト、非ヒト霊長類、げっ歯類などを含む。典型的に、「被験者」及び「患者」という用語は、ヒト被験者に関して述べる場合、本明細書において置き換え可能に用いられる。
用語「医薬組成物」は、活性成分(例えば、本明細書に開示する抗HER2結合分子)の生物活性が有効であることを可能にするような形態であり、且つ、組成物が投与される被験者に対して許容不可能なほど有毒な別の成分を含有しない製剤を指す。このような組成物は、無菌であってよい。
本明細書で開示する抗HER2結合分子の「有効量」は、具体的に記載される目的を達成する上で十分な量である。「有効量」は、実験により、並びに記載の目的に関する常用の方法で、決定することができる。
用語「治療に有効な量」は、被験者又は哺乳動物の疾患若しくは障害を「治療する」上で有効な、本明細書に開示する抗HER2結合分子又は他の薬物の量を指す。
用語「標識」は、本明細書で用いられるとき、「標識された」抗HER2結合分子を作製するために、本明細書に開示する抗HER2結合分子に直接若しくは間接的に共役させた検出可能な化合物又は組成物を指す。標識は、それ自体で検出可能であってもよいし(例えば、放射性同位体標識若しくは蛍光標識)、又は酵素標識の場合、検出可能な基質化合物若しくは組成物の化学的改変を触媒することができる。
「誘導体化可能な基」及び「誘導体化可能な官能基」のような用語は、置き換え可能に用いられ、本明細書に開示する抗HER2結合分子(例えば、HER2抗体)と別の物質同士の共有結合の形成を可能にするように反応することができる官能基を指す。一部の態様では、このような物質は、治療部分(例えば、細胞毒)、検出可能な標識、ポリマー(例えば、PEG)などである。誘導体化可能な基の例として、チオール、ヒドロキシル、アミノ、カルボキシ、及びアミド、並びにこれらの修飾形態、例えば、活性化又は保護形態が挙げられる。
「治療する(こと)」又は「治療」又は「治療すること」又は「緩和する(こと)」又は「緩和すること」のような用語は、(1)診断された病状又は障害を治癒する、その進行を緩徐にする、その症状を軽減する、及び/若しくはその進行を停止する治療的措置、並びに(2)対象とする病状又は障害の発生を予防及び/若しくは遅らせる予防若しくは防止措置の両方を指す。従って、治療が必要な者は、障害を既に有する者;障害に罹患しやすい者;及び障害を予防しようとする者を含む。いくつかの態様では、当該患者が、例えば、特定のタイプの癌の完全、部分的、又は一時的寛解を示す場合、本開示の方法に従って、被験者の癌は首尾よく「治療」されている。
「癌」、「腫瘍」、「癌性」、及び「悪性」は、典型的に、非制御細胞増殖を特徴とする哺乳動物の生理学的状態を指すか、又はそれを表す。癌の例として、限定はしないが、腺癌、リンパ腫、芽細胞腫、黒色腫、肉腫、及び白血病などの癌腫が挙げられる。このような癌のさらに具体的な例として、扁平上皮癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、胃腸癌、ホジキン及び非ホジキンリンパ腫、膵臓癌、膠芽腫、子宮頸部癌、卵巣癌、肝細胞癌及び肝癌などの肝臓癌、膀胱癌、乳癌(ホルモン媒介性乳癌、例えば、Innes et al.(2006)Br.J.Cancer 94:1057−1065を参照)、結腸癌、大腸癌、子宮内膜癌、骨髄腫(多発性骨髄腫など)、唾液線癌、腎細胞癌及びウィルムス腫瘍などの腎臓癌、基底細胞癌、黒色腫、前立腺癌、外陰癌、甲状腺癌、精巣癌、食道癌、様々なタイプの頭部及び頚部癌、並びに粘液を起源とする癌、例えば、粘液性卵巣癌、胆管癌(肝臓)及び乳頭状腎細胞癌が挙げられる。一部の態様では、本明細書で用いる癌という用語は、具体的に、HER2を発現する癌を指す。一部の特定の態様では、癌という用語は、具体的に、低レベルのHER2を発現する癌を指す。
本明細書で用いる「低レベルのHER2」は、HERCEPTEST(登録商標)(DakoCytomation California Inc.,Carpenteria,CA)分類を用いて、2+未満のスコア(例えば、1+)を示す癌細胞、被験者、若しくは患者、又は例えば、FISHによりそのように判定された癌、癌細胞、被験者、若しくは患者を指す。
癌におけるHER2発現を決定するために、様々な診断/予後予測アッセイが利用可能である。一態様では、HER2過剰発現は、IHCにより、例えば、HERCEPTEST(登録商標)(Dako)を用いて分析することができる。腫瘍生検からのパラフィン包埋組織片をIHCアッセイに付した後、以下のようなHER2タンパク質染色強度基準を付与することができる/これに代わり、又は加えて、INFORM(商標)(Ventana,Ariz.により販売)又はPATHVISION(商標)(Vysis,II1.)などのFISHアッセイをホルマリン固定、パラフィン包埋腫瘍組織に実施して、腫瘍におけるHER2過剰発現の程度(もしあれば)を決定することができる。
「低い」は、正常より低い、既定の基準又は別の亜群基準よりも相対的に低い亜群基準などの標準より低い基準を指す。例えば、低いHER2は、HER2陽性の患者の特定のサンプル群において正常なHER2基準よりも低いHER2の基準を意味する。正常なHER2基準は、当業者が利用可能な任意の方法に従って決定することができる。また、低いHER2は、既定の基準、例えば、既定のカットオフよりも低いHER2の基準も意味し得る。さらに、低いHER2は、低いHER2亜群が、別の亜群よりも相対的に低い基準を意味する場合もある。例えば、限定はしないが、本明細書に従い、サンプルを数学的に決定した地点、例えば、限定はしないが、中央値の周辺で分割し、これにより、その基準が高い別の群に対して、基準が低い(すなわち、中央値に満たない)群を形成することによって、2つの異なる患者亜群を形成することができる。HER2は、当業者には周知の任意の方法により、例えば、限定はしないが、eTag法を用いて、又はHERCEPTEST(登録商標)のような任意の標準的IHC法を用いて測定することができる。別の例として、低レベルのHER2は、低レベルのHER2ホモ二量体を指し、これは、HER2陽性の特定のサンプル又は患者群におけるHER2ホモ二量体の正常な基準よりも低いHER2ホモ二量体の基準を意味する。低HER2ホモ二量体は、既定の基準、例えば、既定のカットオフより低いHER2の基準を意味する場合もある。さらに、低HER2ホモ二量体は、低HER2ホモ二量体亜群が、別の亜群より相対的に低い基準を意味する場合もある。HER2ホモ二量体は、当該技術分野で公知の任意の方法、例えば、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)、生物発光共鳴エネルギー移動(BRET)、近接ライゲーションアッセイ(PLA)、二量体特異的抗体若しくはeTag又は当業者には周知の他の任意の方法により測定することができる。
本明細書で用いる場合、用語「癌腫」は、上皮細胞の癌を指し、上皮細胞は、身体の表面を覆い、ホルモンを産生し、腺を構成する細胞である。癌腫の例として、皮膚、肺、結腸、胃、乳房、前立腺及び甲状腺の癌がある。
「ポリヌクレオチド」又は「核酸」は、本明細書において置き換え可能に用いられ、あらゆる長さのヌクレオチドからなるポリマーを指し、DNA及びRNAを含む。ヌクレオチドは、デオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、修飾ヌクレオチド若しくは塩基、及び/又はそれらの類似体、又はDNA若しくはRNAポリメラーゼによりポリマーに組み込まれ得る任意の物質であってよい。ポリヌクレオチドは、修飾ヌクレオチド、例えば、メチル化ヌクレオチド又はそれらの類似体を含んでもよい。以上の説明は、RNA及びDNAを含む、本明細書で言及される全てのポリヌクレオチドに適用される。
用語「ベクター」は、宿主細胞に1つ又は複数の目的の遺伝子若しくは配列を送達する、並びに一部の態様では、発現することができる構築物を意味する。ベクターの例として、限定はしないが、ウイルスベクター、ネイキッドDNA又はRNA発現ベクター、プラスミド、コスミド又はファージベクター、カチオン性縮合剤と結合したDNA又はRNA発現ベクター、リポソーム、及びプロデューサー細胞のような特定の真核細胞にカプセル化されたDNA又はRNA発現ベクターが挙げられる。
用語「ポリペプチド」、「ペプチド」及び「タンパク質」は、本明細書において置き換え可能に用いられ、あらゆる長さのアミノ酸からなるポリマーを指す。ポリマーは、線状又は分岐状のいずれであってもよく、修飾アミノ酸を含んでもよく、非アミノ酸によって分断されていてもよい。上記用語は、天然に、又は介入;例えば、ジスルフィド結合形成、グリコシル化、脂質化、アセチル化、リン酸化、又はその他の任意の操作若しくは修飾、例えば、標識成分との共役により、修飾されたアミノ酸ポリマーも包含する。また、この定義には、例えば、アミノ酸の1つ又は複数の類似体(例えば、非天然アミノ酸など)、並びに当該技術分野で公知の他の修飾を含有するポリペプチドも含まれる。本開示のポリペプチドは、特定の態様において、抗体を基材とすることから、ポリペプチドは、一本鎖又は結合鎖として存在してもよい。
「組換え」ポリペプチド又はタンパク質は、組換えDNA技術により作製されるポリペプチド又はタンパク質を指す。操作宿主細胞に発現される組換え作製ポリペプチド及びタンパク質は、任意の好適な技術により分離、分画、又は部分的若しくは実質的に精製されたネイティブ若しくは組換えポリペプチドと同様に、本発明の目的のために、単離されていると考えられる。本明細書に開示するポリペプチドは、当該技術分野で公知の方法を用いて、組換えにより作製することができる。あるいは、本明細書に開示するタンパク質及びペプチドは、化学的に合成することができる。
別に指定のない限り、用語「置換された」は、本明細書において、細胞傷害性薬剤、すなわちツブリシンの化学構造に対する修飾に関連して用いられる場合、1つ又は複数の置換基を担持する親基に関する。用語「置換基」は、本明細書において、一般的意味で用いられ、親基に共有結合した、又は適切であれば、融合した化学部分を指す。多種多様な置換基が知られており、その形成方法、並びに様々な親基への導入方法もよく知られている。化学置換基の例については、以下にさらに詳しく説明する。
フレーズ「任意選択で置換された」は、本明細書において、細胞傷害性薬剤の化学構造に対する修飾に関連して用いられる場合、親基に関し、親基は、置換されていなくても、置換されていてもよい。
用語「置換された」、「アミノ酸置換」などは、本明細書において、ポリペプチドに関連して用いられる場合、親ポリペプチドに存在するアミノ酸残基を別のアミノ酸残基で置換することを指す。アミノ酸は、例えば、化学的ペプチド合成により、又は当該技術分野で公知の組換え法によって、親ポリペプチド内で置換することができる。従って、「位置Xでの置換」又は「位置Xでの置換」と言うとき、位置Xに存在するアミノ酸の別のアミノ酸残基による置換を指す。一部の態様では、置換パターンは、スキームAXY(Aは、位置Xに天然に存在するアミノ酸に対応する一文字符号であり、Yは、置換アミノ酸残基である)に従い表すことができる。従って、L234Fは、234位のロイシンアミノ酸(L)のフェニルアラニン(F)による置換を指す。別の態様では、置換パターンは、スキームXY(Yは、位置Xに天然に存在するアミノ酸を置換するアミノ酸残基に対応する一文字符号である)に従い表すことができる。従って、239Cは、239位のネイティブアミノ酸のシステイン(C)による置換を指す。
「保存的アミノ酸置換」は、アミノ酸残基が、類似の側鎖を有するアミノ酸残基で置換されたものである。類似の側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは、当該技術分野で定義されており、塩基性側鎖(例えば、リシン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性側鎖(例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸)、非荷電極性側鎖(例えば、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、トレオニン、チロシン、システイン)、非極性側鎖(例えば、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン)、β分岐側鎖(例えば、トレオニン、バリン、イソロイシン)及び芳香族側鎖(例えば、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)が挙げられる。このように、ポリペプチド中のアミノ酸が同じ側鎖ファミリーからの別のアミノ酸で置換されている場合、置換は、保存的であると考えられる。別の態様では、アミノ酸の鎖は、側鎖ファミリーメンバーの順序及び/又は組成が異なる構造的に類似した鎖で、保存的に置換することができる。
非保存的アミノ酸置換としては、以下:(i)陽電性側鎖を有する残基(例えば、Arg、His若しくはLys)で、陰電性残基(例えば、Glu若しくはAsp)を置換するか、又はその逆、(ii)親水性残基(例えば、Ser若しくはThr)で、疎水性残基(例えば、Ala、Leu、Ile、Phe若しくはVal)を置換するか、又はその逆、(iii)システイン若しくはプロリンで他の任意の残基を置換するか、又はその逆、あるいは(iv)嵩高の疎水性若しくは芳香族側鎖(例えば、Val、His、Ile若しくはTrp)で、より小さな側鎖を有するもの(例えば、Ala、Ser)若しくは側鎖のないもの(例えば、Gly)を置換するか、又はその逆の置換が挙げられる。
他のアミノ酸置換は、通常の技術者が容易に認識することができる。例えば、アミノ酸アラニンの場合、置換は、D−アラニン、グリシン、β−アラニン、L−システイン及びD−システインのいずれか1つから選択することができる。リシンの場合、置換は、D−リシン、アルギニン、D−アルギニン、ホモ−アルギニン、メチオニン、D−メチオニン、オミチン、又はD−オルニチンのいずれか1つであってよい。概して、単離ポリペプチドの特性に変化を誘導すると予想することができる機能的に重要な置換は、以下のものである:(i)極性残基、例えば、セリン若しくはトレオニンで、疎水性残基、例えば、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、若しくはアラニンを置換する(又はその逆);(ii)システイン残基で他の任意の残基を置換する(又はその逆);(iii)陽電性側鎖を有する残基、例えば、リシン、アルギニン若しくはヒスチジンで、陰電性側鎖を有する残基、例えば、グルタミン酸若しくはアスパラギン酸を置換する(又はその逆);あるいは、(iv)嵩高の側鎖を有する残基、例えば、フェニルアラニンで、そのような側鎖のないもの、例えば、グリシンを置換する(又はその逆)。以上の非保存的置換の1つが、タンパク質の機能的特性を改変する可能性は、タンパク質の機能的に重要な領域に対する置換の位置とも相関する:従って、非保存的置換には、生物学的特性にほとんど又は全く影響を与えないものもある。
用語「アミノ酸挿入」は、親配列に存在する2つのアミノ酸残基の間に新しいアミノ酸残基を導入することを指す。アミノ酸は、例えば、化学的ペプチド合成により、又は当該技術分野で公知の組換え法によって、親配列に挿入することができる。従って、本明細書で用いられる場合、フレーズ「位置X及びYの間の挿入」又は「Kabat位置X及びYの間の挿入」(X及びYは、アミノ酸位置に対応する)(例えば、239位と240位の間のシステインアミノ酸挿入)は、X及びY位置の間のアミノ酸の挿入を指し、さらに、核酸配列において、位置X及びYのアミノ酸をコードするコドンの間への、1アミノ酸をコードするコドンの挿入も指す。挿入パターンは、スキームAXinsに従い表すことができ、ここで、Aは、挿入されるアミノ酸に対応する一文字符号であり、Xは、挿入の前の位置である。従って、C239insは、239位の後のシステインアミノ酸(C)の挿入(すなわち、239位と240位の間の挿入)を指す。
2つのポリペプチド又はポリヌクレオチド配列同士の「配列同一性(%)」という用語は、2つの配列の最適なアラインメントのために導入しなければならない付加又は欠失(すなわち、ギャップ)を考慮に入れて、比較ウィンドウにわたって両配列により共有される、同一のマッチする位置の数を指す。マッチする位置は、同一ヌクレオチド又はアミノ酸が、標的及び参照配列の両方に呈示されるあらゆる位置である。ギャップは、ヌクレオチド又はアミノ酸ではないため、標的配列に呈示されるギャップは計数されない。同様に、参照配列からのヌクレオチド又はアミノ酸ではなく、標的配列ヌクレオチド又はアミノ酸が計数されることから、参照配列に呈示されるギャップは計数されない。
配列同一性のパーセンテージは、両配列中に同一のアミノ酸残基又は核酸塩基が存在する位置の数を決定して、マッチした位置の数を取得し、マッチした位置の数を比較ウィンドウ内の位置の総数で割り、その結果に100を掛けて、配列同一性のパーセンテージを得ることにより、計算する。配列の比較、及び2つの配列同士の配列同一性(%)の決定は、オンライン使用及びダウンロード用の両方で容易に入手可能なソフトウェアを用いて達成することができる。好適なソフトウェアプログラムは、様々なソースから、また、タンパク質及びヌクレオチド配列の両方のアラインメントについて入手可能である。配列同一性(%)を決定する1つの好適なプログラムは、米国国立バイオテクノロジーセンター(National Center for Biotechnology Information)BLASTウェブサイト(blast.ncbi.nlm.nih.gov)から入手可能なプログラムのBLASTスイートの一部であるbl2seqである。Bl2seqは、BLASTN又はBLASTPアルゴリズムのいずれかを用いて、2つの配列の比較を実施する。BLASTNは、核酸を比較するのに用いられるのに対し、BLASTPは、アミノ酸配列を比較するのに用いられる。他の好適なプログラムは、例えば、Needle、Stretcher、Water、又はMatcherであり、これは、バイオインフォーマティックスプログラムのEMBOSSスイートの一部であり、欧州バイオインフォーマティックス研究所(European Bioinformatics Institute)(EBI)からもwww.ebi.ac.uk/Tools/psaで入手可能である。
ポリヌクレオチド又はポリペプチド参照配列とアラインメントする単一のポリヌクレオチド又はポリペプチド標的配列内の様々な領域は各々、それら独自の配列同一性(%)を有し得る。配列同一性(%)の値は、少数第1位までに四捨五入されることに留意されたい。例えば、80.11、80.12、80.13、及び80.14は、80.1に四捨五入され、80.15、80.16、80.17、80.18、及び80.19は、80.2に四捨五入される。また、長さの値は常に整数であることにも留意されたい。
いくつかの態様では、第2アミノ酸に対する第1アミノ酸配列の同一性パーセンテージ「X」は、100×(Y/Z)として計算され、ここで、Yは、第1及び第2配列(目視検査又は特定の配列アラインメントプログラムによりアラインメントされる)において同一のマッチとして数えられるアミノ酸残基の数であり、Zは、第2配列中の残基の総数である。第1配列の長さが第2配列より長ければ、第2配列に対する第1配列の同一性(%)は、第1配列に対する第2配列の同一性(%)より高くなる。
当業者であれば、配列同一性(%)の計算のための配列アラインメントの生成が、一次配列データによってのみ駆動されるバイナリ配列−配列比較に限定されないことは理解されよう。配列アラインメントは、複数の配列アラインメントから取得することができる。複数の配列アラインメントを生成する好適なプログラムの1つは、www.clustal.orgから入手可能なClustalW2である。別の好適なプログラムは、www.drive5.com/muscle/.から入手可能なMUSCLEである。ClustalW2及びMUSCLEは、これ以外に、例えば、EBIからも入手可能である。
また、配列アラインメントは、配列データを、構造データ(例えば、結晶学的タンパク質構造)、機能性データ(例えば、突然変異の位置)、又は系統データなどの異種ソースからのデータと統合することによって生成することができることも理解されよう。多配列アラインメントを生成するために異種データを統合する好適なプログラムは、www.tcoffee.org、あるいは、それ以外にもEBIから入手可能なT−Coffeeである。さらにまた、配列の同一性(%)を計算するのに用いられる最終アラインメントは、自動又は手動のいずれかで精選することができることも理解されよう。
II.抗HER2結合分子
本開示は、HER2に特異的に結合する抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はそのHER2結合断片を含む分子を提供する。
HER2の完全長アミノ酸(aa)及びヌクレオチド(nt)配列は当該技術分野で公知である(例えば、ヒトHER2については、UniProt Acc.No.P04626を参照のこと)。例えば、以下の文献を参照されたい:Yamamoto et al.,Nature 319:230−234(1986);Coussens et al.,Science 230:1132−1139(1985);Tal et al.,Mol.Cell.Biol.7:2597−2601(1987);Semba et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.82:6497−6501(1985);King et al.,Science 229:974−976(1985);Sarkar et al.,DNA Cell Biol.12:611−615(1993);Giri et al.,Mol.Cell.Biol.25:11005−11018(2005);Anido et al.,EMBO J.25:3234−3244(2006); Birrane et al.,J.Biol.Chem.278:1399−1402(2003);Ivancic et al.,J.Biomol.NMR 27:205−219(2003);Cho et al.,Nature 421:756−760(2003);Franklin et al.,Cancer Cell 5:317−328(2004);Bostrom et al.,Science 323:1610−1614(2009);Eigenbrot et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.107:15039−15044(2010);Stephens et al.,Nature 431:525−526(2004);Greenman et al.,Nature 446:153−158(2007);これらは全て、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの態様では、抗HER2結合分子は、抗体又はその抗原結合断片である。一部の態様では、抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はそのHER2結合断片を含む分子は、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fd、一本鎖Fv、scFv、ジスルフィド安定化scFv、ジスルフィド結合Fv、V−NARドメイン、IgNar、イントラボディ、IgGΔCH2、ミニボディ、F(ab’)3、テトラボディ、トリアボディ、ダイアボディ、単一ドメイン抗体、DVD−Ig、Fcab、mAb2、(scFv)2、又はscFv−Fcを含む。一部の態様では、抗体は、IgGタイプ、例えば、IgG1タイプのものである。
一部の態様では、抗HER2結合分子は、単一特異性である。他の態様では、抗HER2結合分子は、二重特異性、三重特異性、四重特異性などである。他の態様では、抗HER2結合分子は、多重特異性である。一部の態様では、抗HER2結合分子は、一価、二価、三価などである。また他の態様では、抗HER2結合分子は、多価である。特定の態様では、抗HER2結合分子は、二価であり、例えば、2つのHER2に特異的な抗原結合部位を含む抗体である。特定の態様では、抗HER2結合分子は、二重特異性であり、すなわち、分子は、2つの異なる抗原(例えば、同じ又は異なる分子上の2つの異なるエピトープ)に特異的に結合することができる。一部の特定の態様では、抗HER2結合分子は、二価及び四価、例えば、2つの異なる抗原(例えば、同じ又は異なる分子上の2つの異なるエピトープ)に結合することができる4つの抗原結合部位を含む抗体である。
いくつかの態様では、抗HER2結合分子は、1.39.1抗体(国際公開第2008/019290号パンフレットを参照;これは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)と実質的に同じ結合部位を有する抗体又はその抗原結合断片を含む。特定の態様では、抗HER2結合分子は、配列番号52の1つ又は複数のアミノ酸残基に結合する抗体又はその抗原結合断片を含む。いくつかの態様では、抗HER2結合分子は、1.39.1抗体の結合部位と重複する結合部位を有する抗体又はその抗原結合断片を含む。
いくつかの態様では、抗HER2結合分子は、親1.39.1抗体(国際公開第2008/019290号パンフレットを参照)のVH(配列番号43)及び/又はVL(配列番号44)と比較して修飾されたVH及び/又はVLを含む抗体又はその抗原結合断片を含む。親抗体に導入された修飾は、親1.39.1抗体と比較して、VH及びVLのCDR領域及び/又はFW領域に突然変異(例えば、点突然変異若しくは部分配列全体の置換)を含んでもよい。
一部の態様では、親1.39.1抗体のVH−CDR1(配列番号45)は、配列番号1のアミノ酸を含むVH−CDR1で置換されている。一部の態様では、親1.39.1抗体のVH−CDR1(配列番号45)は、配列番号1のアミノ酸から構成されるVH−CDR1で置換されている。
他の態様では、親1.39.1抗体のVH−CDR3(配列番号46)は、配列番号3のアミノ酸を含むVH−CDR3で置換されている。他の態様では、親1.39.1抗体のVH−CDR3(配列番号46)は、配列番号3のアミノ酸から構成されるVH−CDR3で置換されている。
一部の態様では、親1.39.1抗体のVH−CDR1(配列番号45)及びVH−CDR3(配列番号46)は、それぞれ、配列番号1のアミノ酸及び配列番号3のアミノ酸を含む、又はそれから構成されるVH−CDR1及びVH−CDR3で置換されている。
一部の態様では、親1.39.1抗体のVL−CDR1(配列番号47)は、配列番号4のアミノ酸を含むVL−CDR1で置換されている。一部の態様では、親1.39.1抗体のVL−CDR1(配列番号3)は、配列番号4のアミノ酸から構成されるVH−CDR1で置換されている。
一部の態様では、親1.39.1抗体のVL FW1領域(配列番号48)は、配列番11のアミノ酸を含むVL FW1で置換されている。一部の態様では、親1.39.1抗体のVL FW1領域(配列番号48)は、配列番号11のアミノ酸から構成されるFW1で置換されている。
他の態様では、親1.39.1抗体のVL FW2領域(配列番号49)は、配列番12のアミノ酸を含むFW2で置換されている。他の態様では、親1.39.1抗体のVL FW2領域(配列番号49)は、配列番号12のアミノ酸から構成されるFW2で置換されている。
他の態様では、親1.39.1抗体のVL FW3領域(配列番号50)は、配列番13のアミノ酸を含むFW3で置換されている。他の態様では、親1.39.1抗体のVL FW3領域(配列番号50)は、配列番号13のアミノ酸から構成されるVL FW2で置換されている。
一部の態様では、親1.39.1抗体のVL FW1領域(配列番号48)及び/又はFW2領域(配列番号49)及び/又はFW3領域(配列番号50)は、独立に、配列番号11、12、若しくは13のアミノ酸をそれぞれ含むか、又はそれから構成されるFW1及び/又はFW2及び/又はFW3で置換されている。
一部の態様では、本開示は、VHが、配列番号15のアミノ酸配列を含む、免疫グロブリン重鎖可変領域(VH)及び免疫グロブリン軽鎖可変領域(VL)を含む抗HER2結合分子を提供する。一部の態様では、本開示は、VLが、配列番号16のアミノ酸配列を含む、VH及びVLを含む抗HER2結合分子も提供する。一部の態様では、VHが配列番号15のアミノ酸配列を含み、VLが配列番号16のアミノ酸配列を含む。一部の態様では、本明細書に開示される抗HER2結合分子は、抗体、又はそのHER2結合断片を含む。
いくつかの態様では、本開示の抗HER2結合分子は、免疫グロブリン重鎖(VH)と免疫グロブリン軽鎖(VL)を含み、ここで、結合分子は、以下:
(i)配列番号1のアミノ酸を含むVH−CDR1;
(ii)配列番号2のアミノ酸を含むVH−CDR2;
(iii)配列番号3のアミノ酸を含むVH−CDR3;
(iv)配列番号4のアミノ酸を含むVL−CDR1;
(v)配列番号5のアミノ酸を含むVL−CDR2;及び
(vi)配列番号6のアミノ酸を含むVL−CDR3
を含む。
いくつかの態様では、本開示の抗HER2結合分子(例えば、抗HER2結合分子若しくはそのHER2結合断片、又は二重特異性抗HER2抗体)は、抗体VLと抗体VHを含み、ここで、VLは、配列番号16のアミノ酸を含むか、又はそれから構成される参照VLと少なくとも約80%、約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、又は約100%同一のアミノ酸配列を含む。
他の態様では、本開示の抗HER2結合分子(例えば、抗HER2結合分子若しくはそのHER2結合断片、又は二重特異性抗HER2抗体)は、抗体VLと抗体VHを含み、ここで、VHは、配列番号15のアミノ酸を含むか、又はそれから構成される参照VHと少なくとも約80%、約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、又は約100%同一のアミノ酸配列を含む。
他の態様では、本開示の抗HER2結合分子(例えば、抗HER2結合分子若しくはそのHER2結合断片、又は二重特異性抗HER2抗体)は、配列番号16のアミノ酸を含むか、又はそれから構成される参照VLと少なくとも約80%、約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、又は約100%同一の配列を含むVLを含むと共に、配列番号15のアミノ酸を含むか、又はそれから構成される参照VHと少なくとも約80%、約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、又は約100%同一の配列を含むVHをさらに含む。
一部の態様では、本開示の抗HER2結合分子(例えば、抗HER2結合分子若しくはそのHER2結合断片、又は二重特異性抗HER2抗体)は、重鎖定常領域又はその断片を含む。一部の特定の態様では、重鎖定常領域は、IgG定常領域である。IgG定常領域は、κ定常領域とλ定常領域からなる群から選択される軽鎖定常領域を含み得る。
いくつかの態様では、本開示の抗HER2結合分子(例えば、抗HER2結合分子若しくはそのHER2結合断片、又は二重特異性抗HER2抗体)は、1.39.1親抗体とほぼ同じか、又は優れた親和性でHER2に結合することができる。従って、一態様では、本開示の抗HER2結合分子(例えば、抗HER2結合分子若しくはそのHER2結合断片、又は二重特異性抗HER2抗体)は、10-6M未満、又は10-7M未満、又は10-8M未満、又は10-9M未満、又は10-10M未満、又は10-11M未満、又は10-12M未満、又は10-13M未満の解離定数、すなわちkd(koffkon)で、HER2及びその抗原結合断片に特異的に結合する。
別の態様では、本開示の抗HER2結合分子(例えば、抗HER2結合分子若しくはそのHER2結合断片、又は二重特異性抗HER2抗体)は、1×10-3-1未満、又は2×10-3-1未満のkoffで、HER2及び/又はその抗原結合断片に結合する。他の態様では、本開示の抗HER2結合分子(例えば、抗HER2結合分子若しくはそのHER2結合断片、又は二重特異性抗HER2抗体)は、10-3-1未満、5×10-3-1未満、10-4-1未満、5×10-4-1未満、10-5-1未満、5×10-5-1未満、10-6-1未満、5×10-6-1未満、5×10-7-1未満、10-8-1未満、5×10-8-1未満、10-9-1未満、5×10-9-1未満、又は10-10-1未満のkoffで、HER2及びその抗原結合断片に結合する。
別の態様では、本開示の抗HER2結合分子(例えば、抗HER2結合分子若しくはそのHER2結合断片、又は二重特異性抗HER2抗体)は、少なくとも105-1-1、少なくとも5・105-1-1、少なくとも106-1-1、少なくとも5・106-1-1、少なくとも107-1-1、少なくとも5・107-1-1、少なくとも108-1-1、又は少なくとも109-1-1の会合速度、すなわちKonで、HER2及び/又はその抗原結合断片に結合する。
他の態様では、VH及び/又はVLアミノ酸配列は、前述した配列と85%、90%、95%、96%、97%、98%若しくは99%類似しており、1、2、3、4、5又はそれ以上の保存的置換を含む。配列番号16のVH領域及び/又は配列番号15のVL領域と高い(すなわち、80%以上の)類似性をそれぞれ有するVH及びVL領域を有する本明細書に開示する抗HER2結合分子は、それぞれのコード核酸分子の突然変異誘発(例えば、部位指定又はPCR媒介突然変異誘発)と、これに続く、本明細書に記載する機能性アッセイを用いた保持機能についての改変抗体の試験により取得することができる。
抗原に対する本明細書に開示の抗HER2結合分子の親和性及び/又は結合活性は、当該技術分野で公知の任意の好適な方法、例えば、フローサイトメトリー、酵素結合イムノソルベントアッセイ(ELISA)、又は放射性免疫検定法(RIA)、又は動態学(例えば、BIACORE(商標)分析)を用いて、実験により決定することができる。また、直接結合アッセイ並びに競合結合アッセイフォーマットも容易に使用することができる。例えば、Berzofsky et al.,“Antibody−Antigen Interactions,”In Fundamental Immunology,Paul,W.E.,Ed.,Raven Press:New York,N.Y.(1984);Kuby,Immunology,W.H.Freeman and Company:New York,N.Y.(1992);並びに本明細書に記載する方法を参照されたい。
HER2抗原と本明細書に開示する特定の抗HER2結合分子の相互作用の親和性測定値は、異なる条件(例えば、塩濃度、pH、温度)下で測定すると変動し得る。従って、親和性及びその他の抗原結合パラメータ(例えば、KD又はKd、kon、koff)の測定は、抗HER2結合分子及び抗原の標準液、並びに標準バッファー(当該技術分野で公知であり、例えば、本明細書に記載するバッファーなど)を用いて実施する。
また、BIACORE(商標)分析を用いて測定される親和性は、反応体のどれがチップに結合するかによって変動し得ることもわかっている。これに関して、親和性は、ターゲティング抗HER2結合分子をチップ上に固定化するフォーマット(「IgGダウン」フォーマットと呼ばれる)を用いるか、又は標的タンパク質(例えば、HER2)をチップ上に固定するフォーマット(「HER2ダウン」フォーマットと呼ばれる)を用いて測定することができる。
III.二重特異性抗HER2結合分子
本開示はまた、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含む二重特異性抗HER2抗体も提供し、ここで、
(i)第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2抗体結合部位に特異的に結合し;
(ii)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2のドメインII内にエピトープを含む第1HER2抗体結合部位に結合し;
(iii)第1HER2抗体結合部位は、ペルツズマブの抗体結合部位とは異なる。
一部の態様では、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2のドメインII内にエピトープを含むHER2抗体結合部位に結合する。一部の態様では、第1HER2抗体結合部位は、1.39.1又は39S抗体のHER2抗体結合部位と同一である。一部の態様では、第1HER2抗体結合部位は、1.39.1又は39S抗体のHER2抗体結合部位と部分的に重複する。他の態様では、第1HER2抗体結合部位は、1.39.1又は39S抗体のHER抗体結合部位とは異なる。
一部の態様では、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2のドメインIV内にエピトープを含む第2HER2抗体結合部位に結合する。一部の態様では、第2HER2抗体結合部位は、トラスツズマブのHER2抗体結合部位と同一である。一部の態様では、第2HER2抗体結合部位は、トラスツズマブのHER2抗体結合部位と部分的に重複する。他の態様では、第2HER2抗体結合部位は、トラスツズマブのHER2抗体結合部位とは異なる。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含み、ここで、(i)第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2抗体結合部位に特異的に結合し、(ii)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2のドメインII内にエピトープを含み、且つペルツズマブの抗体結合部位とは異なる第1HER2抗体結合部位に結合し、(iii)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2のドメインIVとの結合について、HERCEPTIN(登録商標)と競合する。
本開示は、上に開示した抗HER2結合分子(すなわち、1.39.1親抗体に由来するリード最適化抗体、例えば、39S抗体)と同じエピトープに結合するか、又はこれらに由来する二重特異性抗HER2分子も提供する。一部の態様では、このような二重特異性抗HER2分子は、二重特異性抗HER2抗体、及びこのような二重特異性抗体に由来する分子である。一部の態様では、本明細書に記載するこうした二重特異性抗体由来の分子は、抗体薬物複合体(ADC)である。いくつかの態様では、本明細書に提供されるADCは、低減したADCC活性を有する。一部の態様では、本明細書に記載する二重特異性抗体由来のこうした分子は、増強されたADCC活性を有する。
本開示はまた、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含む二重特異性抗HER2抗体も提供し、ここで、(i)第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合し;(ii)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2を配列番号52の1つ又は複数のアミノ酸残基と結合させる。一部の態様では、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、ドメインIV内のエピトープでHER2に結合する。他の態様では、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2を配列番号53の1つ又は複数のアミノ酸残基と結合させる。
従って、一態様において、本開示は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含む二重特異性抗HER2抗体を提供し、ここで、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、重鎖(HC)可変領域(VH)と、軽鎖(LC)可変領域(VL)を含み、これらは、以下:
(i)配列番号1と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号1と同一である可変重鎖CDR−1(VH−CDR1)配列;
(ii)配列番号2と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号2と同一である可変重鎖CDR−2(VH−CDR2)配列;
(iii)配列番号3と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号3と同一である可変重鎖CDR−3(VH−CDR3)配列;
(iv)配列番号4と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一である可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1)配列;
(v)配列番号5と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一である可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2)配列;及び
(vi)配列番号6と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一である可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)配列を含み、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含み;第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、配列番号43のアミノ酸配列を含むVHと、配列番号44のアミノ酸配列を含むVLとを含む免疫グロブリン抗原結合ドメインのFW領域とは異なる少なくとも1つの異種可変ドメインフレームワーク領域(FW)を含む。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、(i)配列番号11のアミノ酸を含む可変軽鎖フレームワーク1(VL−FW1);(ii)配列番号12のアミノ酸を含む可変軽鎖フレームワーク2(VL−FW2);(iii)配列番号13のアミノ酸を含む可変軽鎖フレームワーク3(VL−FW3);(iv)配列番号14のアミノ酸を含む可変軽鎖フレームワーク4(VL−FW4);又は(v)これらの任意の組み合わせを含む。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、(i)配列番号11のアミノ酸から構成されるVL−FW1;(ii)配列番号12のアミノ酸から構成されるVL−FW2;(iii)配列番号13のアミノ酸から構成されるVL−FW3;(iv)配列番号14のアミノ酸から構成されるVL−FW4;又は(v)これらの任意の組み合わせを含む。
他の態様では、本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含み、ここで、
(i)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、VH及びVLを含み、VHは、配列番号15又は配列番号43のアミノ酸を含み;
(ii)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含み;
(iii)第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。
他の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含み、ここで、
(i)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、VH及びVLを含み、VHは、配列番号15又は配列番号43のアミノ酸から構成され;
(ii)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含み;
(iii)第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含み、ここで、
(i)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、VH及びVLを含み、VLは、配列番号16又は配列番号44のアミノ酸を含み;
(ii)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含み;
(iii)第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含み、ここで、
(i)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、VH及びVLを含み、VLは、配列番号16又は配列番号44のアミノ酸から構成され;
(ii)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含み;
(iii)第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含み、ここで、
(i)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、VH及びVLを含み、VLは、配列番号16又は配列番号44のアミノ酸を含むと共に、VHは、配列番号15又は配列番号45のアミノ酸を含み;
(ii)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含み;
(iii)第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含み、ここで、
(i)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、VH及びVLを含み、VLは、配列番号16又は配列番号44のアミノ酸から構成されると共に、VHは、配列番号15又は配列番号43のアミノ酸から構成され;
(ii)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含み;
(iii)第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、以下:
(a)重鎖定常領域若しくはその断片をさらに含むVHと、軽鎖定常領域(LC)若しくはその断片を含むVL;
(b)一本鎖Fv(「scFv」);
(c)ダイアボディ;
(d)ミニボディ;
(e)F(ab’)2;又は
(f)F(ab)を含むか、又はこれらからなる。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の重鎖定常領域又はその断片は、IgG定常領域である。一部の態様では、IgG定常領域又はその断片は、IgG1、IgG2、IgG3、又はIgG4定常領域である。特定の態様では、IgG定常領域は、IgG1定常領域である。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、軽鎖定常領域(LC)を含むVLを含み、ここで、LC定常領域は、κ定常領域である。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、軽鎖定常領域(LC)を含むVLを含み、ここで、LC定常領域は、λ定常領域である。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、例えば、モノクローナル抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体、又はアフィニティ最適化抗体である。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、例えば、ヒト抗体である。一部の態様では、ヒト抗体は、トランスジェニックマウスにおいて発現される(例えば、Bruggemann,“Human antibody expression in transgenic mice,”Arch.Immunol.Therap.Exper.49:203−208,2001を参照;これは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、エピトープ結合についてトラスツズマブ又はペルツズマブと競合しない。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。一部の態様では、異なるHER2エピトープは、非重複である。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、(i)トラスツズマブと同じHER2エピトープに特異的に結合し;及び/又は(ii)トラスツズマブ抗体によるHER2との結合を競合的に阻害し;及び/又は(iii)配列番号54〜59のいずれか1つのアミノ酸を含む、少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、又は少なくとも6つの相補性決定領域(CDR)を含む。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFvを含む。一部の特定の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、ジスルフィド安定化scFv(ds−scFv)を含む。一部の態様では、ジスルフィド安定化scFvは、トラスツズマブ抗体と同じHER2エピトープに特異的に結合する。
安定化ジスルフィドは、システイン残基が、ジスルフィド結合を形成することができるように選択した位置にシステイン置換を導入することによって、scFvのVH及びVL領域の間に作製することができる。特に、このようなジスルフィドは、VL及びVH領域がジスルフィド結合により連結されるようなフレームワーク領域に導入することができる。これらの基準を満たすVH及びVL領域における、代表的ではあるが、非制限的な残基の位置を表2に示す。
Figure 2017512765
本明細書に開示するscFvは、天然又は非天然にかかわらず、いずれかの好適な供給源から取得可能であるか、又はそれにより作製され、あるいは、これは、本開示のscFvの要求される結合特異性を保持する限りにおいて、組換えscFv、合成scFv、半合成scFv、誘導体化scFv、発酵最適化scFv、融合タンパク質若しくは同等物、突然変異体若しくはその誘導体であってもよい。これらは、アミノ酸置換を有するか、又はアミノ酸官能基に結合した糖若しくは他の分子を有する、結合特異性を備えたscFvを含む。scFvに関して本明細書で用いられる場合、用語「誘導体」又は「誘導体化」は、scFvの化学修飾を包含する。このような修飾の例示するものとして、アルキル、アシル、又はアミノ基による水素の置換がある。
一部の態様では、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、以下:
(i)配列番号54のアミノ酸を含むVH−CDR1;
(ii)配列番号55のアミノ酸を含むVH−CDR2;
(iii)配列番号56のアミノ酸を含むVH−CDR3;
(iv)配列番号57のアミノ酸を含むVL−CDR1;
(v)配列番号58のアミノ酸を含むVL−CDR2;及び
(vi)配列番号59のアミノ酸を含むVL−CDR3
を含むscFvである。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、トラスツズマブ抗体と同じHER2エピトープに特異的に結合するscFvから構成され、トラスツズマブ抗体のVH及びVLに由来するVH及びVL(例えば、トラスツズマブ抗体に存在するネイティブVH及び/若しくはVL、又は安定化突然変異を有するVH及び/若しくはVL、例えば、表2に示す突然変異のペア)を含む。Goldenger,Clin.Ther.21:309−18(1999)を参照のこと。従って、一部の態様では、トラスツズマブと同じエピトープに結合するscFvは、配列番号17のアミノ酸を含むVHと、配列番号18のアミノ酸を含むVLとを含む。一部の態様では、トラスツズマブと同じエピトープに結合するscFvは、配列番号17のアミノ酸から構成されるVHと、配列番号18のアミノ酸から構成されるVLとを含む。一部の特定の態様では、トラスツズマブと同じエピトープに結合するscFvのVH及びVLは、ペプチドリンカーを介して共有結合される。一部の態様では、ペプチドリンカーは、配列番号19のアミノ酸を含む。一部の態様では、ペプチドリンカーは、配列番号19のアミノ酸から構成される。
前述したように、当業者は、トラスツズマブと同じエピトープに結合するscFvが、トラスツズマブに由来する配列を含み、こうした配列は、例えば、得られる分子が、トラスツズマブ抗体と同じHER2エピトープに特異的に結合することができる限りにおいて、トラスツズマブ抗体の親配列に対して、少なくとも1つのアミノ酸が欠失又は置換されている突然変異型配列(例えば、scFvのVH及びVL間に少なくとも1つの安定化ジスルフィドを導入するように設計された突然変異)を含む。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのカルボキシ末端に共有結合している。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインと、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのカルボキシ末端との間に位置する少なくとも1つのリンカーを含む。一部の特定の態様では、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインと、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのカルボキシ末端との間に、1つのリンカーを挿入する。
一部の態様では、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのアミノ末端に共有結合している。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインと、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのアミノ末端の間に位置する少なくとも1つのリンカーを含む。特定の態様では、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインと、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのアミノ末端との間に、1つのリンカーを挿入する。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCの配列内に共有結合によって挿入される。一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのCH1領域とCH2領域との間に、共有結合によって挿入される。一部の態様では、1つ又は複数のリンカーが、二重特異性抗HER2抗体の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのCH1領域及び/又はCH2領域と連結する。
一部の特定の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、(i)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのCH1領域と、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインとの間に挿入されたリンカー;並びに(ii)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインと、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのCH2領域との間に挿入された第2リンカーを含む。一部の態様では、第1リンカーと第2リンカーは同一である。一部の態様では、第1リンカーと第2リンカーは異なる。一部の態様では、リンカーの1つ又は複数が、ペプチドリンカーを含む。一部の態様では、ペプチドリンカーは、少なくとも1、少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも15、少なくとも20、少なくとも25、又は少なくとも30アミノ酸を含む。一部の態様では、ペプチドリンカーは、20超のアミノ酸を含む。一部の態様では、ペプチドリンカーは、式Serx[(Gly)y−Ser4z(xは、0〜1であり、yは、1〜4であり、zは、1〜10である)を有するペプチドを含む。一部の態様では、ペプチドリンカーは、配列番号19、20、21又は22から選択される配列を含む。
一部の態様では、二重特異性抗HER2抗体は、Fcドメインを含む定常領域を含む重鎖を含む。一部の態様では、Fcドメインは、CH2領域、及び/又はCH3領域、及び/又はそれらの断片を含む。一部の特定の態様では、Fcドメインは、CH2領域とCH領域を含む。一部の態様では、Fcドメインは、CH2領域とCH3領域から構成される。一部の態様では、Fcドメインは、IgG Fcドメイン、例えば、IgG1、IgG2、IgG3、又はIgG4由来のFcドメインである。一部の態様では、IgG Fcドメインは、ヒト又はヒト化IgG Fcドメインである。一部の態様では、Fcドメインは、IgG1 Fcドメインである。
一部の態様では、IgG Fcドメイン、例えば、IgG1 Fcドメインは、ネイティブ(野生型)ドメインである。一部の態様では、ネイティブIgG1 Fcドメインは、配列番号23のアミノ酸を含む。他の態様では、ネイティブIgG1 Fcドメインは、配列番号23のアミノ酸から構成される。他の態様では、Fcドメインは、突然変異型IgGドメイン、例えば、突然変異型IgG1、IgG2、IgG3、又はIgG4ドメインである。一部の特定の態様では、突然変異型Fcドメインは、突然変異型IgG1 Fcドメインである。
一部の態様では、突然変異型IgGドメイン、例えば、ヒト又はヒト化IgG1 Fcドメインは、二重特異性抗HER2抗体のADCC活性を低減することができる少なくとも1つの突然変異を含む。いくつかの態様では、抗HER2二重特異性抗体のADCC活性を低減することができる少なくとも1つの突然変異は、アミノ酸置換である。一部の態様では、低減されたADCC活性を有する二重特異性抗HER2抗体は、L234F、S239C、S239A、239位及び240位間のシステインアミノ酸挿入、又はそれらの任意の組み合わせから選択される少なくとも1つのアミノ酸置換を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う。抗体のADCC活性を低減することができる多数の突然変異が当該技術分野では公知である。例えば、国際公開第2012175751号パンフレット、同第2011149999号パンフレット、同第2011066501号パンフレット、同第2000042072号パンフレット、同第2011120134号パンフレット(これらは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)に記載されている突然変異を参照されたい。低減したADCCエフェクター機能を有する抗体は、Fc領域残基238、265、269、270、297、327及び329の1つ又は複数の置換を有するもの(米国特許第6,737,056号明細書)も含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う。こうしたFc突然変異体は、アミノ酸位置265、269、270、297、及び327の2つ以上に置換を含むFc突然変異体も含み、このようなものとして、残基265及び297のアラニンへの置換を含むFc突然変異体がある(米国特許第7,332,581号明細書;アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。
一部の態様では、突然変異型IgGドメイン、例えば、ヒト又はヒト化IgG1 Fcドメインは、二重特異性抗HER2抗体のADCC活性を増強することができる少なくとも1つの突然変異を含む。いくつかの態様では、抗HER2二重特異性抗体のADCC活性を増強することができる少なくとも1つの突然変異は、アミノ酸置換である。一部の態様では、増強されたADCC活性を有する二重特異性抗HER2抗体は、S239A、S239D、A330L、I332E、E333A、K334A、又はそれらの任意の組み合わせから選択される少なくとも1つのアミノ酸置換を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う。ADCC活性を増強することができる上記以外の突然変異は、当業者には周知であり、限定はしないが、米国特許第6,737,056号明細書の表2、及び6〜10;米国特許出願公開第2006/024298号明細書の図41に掲示される表;米国特許出願公開第2006/235208号明細書の図5、12、及び15に掲示される表;米国特許出願公開第2006/017370号明細書の図8、9、及び10に掲示される表;国際公開第09/058492号パンフレットの図8、9、及び10に掲示される表に例示されているものが挙げられる。
一部の態様では、突然変異型IgG1 Fcドメインは、誘導体化可能な官能基を導入する少なくとも1つのアミノ酸置換を含んでよい。一部の態様では、突然変異型IgG1 Fcドメインは、誘導体化可能な官能基を導入する1〜3つのアミノ酸置換を含んでよい。一部の態様では、誘導体化可能な基は、システインアミノ酸のスルフヒドリル側鎖である。特定の態様では、置換されるアミノ酸又は複数のアミノ酸は、抗HER2結合分子の接触可能部位に存在する。これらのアミノ酸をシステインで置換することにより、抗HER2結合分子の接触可能部位に、反応性チオール基が配置され、これを用いて、抗HER2結合分子を他の部分、例えば、薬物部分又はリンカー−薬物部分と共役させることにより、本明細書に詳しく説明するように、免疫コンジュゲートを形成することができる。システイン操作抗体は、例えば、米国特許第7,521,541号明細書に記載のように作製することができる。
一部の態様では、誘導体化可能な基は、Kabat位置:239、248、254、258、273、279、282、284、286、287、289、297、298、312、324、326、330、335、337、339、350、355、356、359、360、361、375、383、384、389、398、400、413、415、418、422、435、440、441、442、443又は446、239位と240位の間に挿入されたアミノ酸、又はこれらの任意の組み合わせに導入され、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う。一部の態様では、誘導体化可能なスルフヒドリル基を導入するアミノ酸又はアミノ酸置換は、以下:S239C、248C、254C、258C、273C、279C、282C、284C、286C、287C、289C、297C、298C、312C、324C、326C、330C、335C、337C、339C、350C、355C、356C、359C、360C、361C、375C、383C、384C、389C、398C、400C、413C、415C、418C、422C、435C、440C、441C、S442C、443C及び446C、239位と240位の間のシステインアミノ酸挿入、又はこれらの任意の組み合わせからなる群から選択され、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う。一部の態様では、誘導体化可能なスルフヒドリル基を導入するアミノ酸又はアミノ酸置換は、S239C及び/又はS442Cである。
選択的に誘導体化可能な基は、当該技術分野において公知であり、例えば、アミノ基、スルフヒドリル基、ペンダントオキシアミノ、又は他の求核基がある。誘導体化可能な基は、1つ又は複数のリンカーを介してポリペプチド鎖に結合することができる。リガンド(例えば、治療部分、検出可能標識、半減期延長ポリマーなど)は、適切な結合化学を用いて、誘導体化可能な基に結合させることができる。このカップリング化学は、例えば、アミド、尿素、チオ尿素、オキシム、アミノアセチルアミドなどを含み得る。
一部の態様では、Fcドメインは、ADCC活性を増強する、改変型のグリコシル化を有する。Fc領域のグリコシル化は、エフェクター機能を増大又は低減するように修飾することができる(例えば、Umana et al,1999,Nat.Biotechnol 17:176−180;Davies et al.,2001,Biotechnol Bioeng 74:288−294;Shields et al,2002,J Biol Chem 277:26733−26740;Shinkawa et al.,2003,J Biol Chem 278:3466−3473;米国特許第6,602,684号明細書;同第6,946,292号明細書;同第7,064,191号明細書;同第7,214,775号明細書;同第7,393,83号明細書;同第7,425,446号明細書;同第7,504,256号明細書;米国特許出願公開第2003/0157108号明細書;同第2003/0003097号明細書;同第2009/0010921号明細書;POTELLEGENT(商標)技術(Biowa,Inc.Princeton,N.J.);GLYCOMAB(商標)グリコシル化操作技術(GLYCART biotechnology AG,Zurich,Switzerland)を参照のこと)。一部の態様では、Fcドメインは、フコシル残基の量が減少した低フコシル化(hypofucosylated)抗体Fcドメインである(例えば、米国特許出願公開第2005/0226867号明細書を参照)。一態様では、親細胞により産生される抗体と比較して、100倍超のADCCを有する、高度脱フコシル化(defucosylated)抗体を産生するように操作された宿主細胞(例えば、CHO細胞、Lemnaマイナー)で産生されると、増大したエフェクター機能、特にADCCを有するこれらの抗体(例えば、Mori et al.,2004,Biotechnol Bioeng 88:901−908;Cox et al.,2006,Nat Biotechnol.,24:1591−7)。一部の態様では、Fcドメインは、バイセクティング(bisecting)GlcNac構造が増加している(Umana et al,1999,Nat.Biotechnol 17:176−180;米国特許出願公開第2009/0010921号明細書)。
一部の態様では、突然変異型Fcドメインは、配列番号24A、24C、25A又は25Cを含む。
一部の態様では、突然変異型Fcドメインは、配列番号24B又は配列番号25Bを含む。
さらに本開示には、互いに結合した第1及び第2ポリペプチド鎖を含む二重特異性抗HER2抗体も提供され、第1ポリペプチド鎖は、以下:
(1)[TZS]−[L1]−[BVH]−[BCH]−[FcX
(2)[BVH]−[BCH]−[FcX]−[L2]−[TZS
(3)[BVH]−[BCH]−[L3]−[TZS]−[L4]−[FcX
から選択され、
ここで、
TZSは、トラスツズマブ抗体により認識されるものと同じエピトープに結合するscFvであり;
1、L2、L3、及びL4は、ペプチドリンカーであり;
Fcxは、Fcドメインであり;
BVH及びBCHは、それぞれ、トラスツズマブ抗体により認識されるエピトープとは異なるHER2エピトープに結合することができる抗体のVH及びCH1領域である。
一部の態様では、異なるエピトープは、配列番号52内の1つ又は複数のアミノ酸残基を含む。
一部の態様では、トラスツズマブ抗体により認識されるエピトープは、配列番号53における1つ又は複数のアミノ酸残基を含む。
一部の態様では、第2ポリペプチド鎖は、[BVL]−[CL]を含み、ここで、BVLは、トラスツズマブ抗体により認識されるエピトープとは異なるHER2エピトープに結合することができる抗体のVL領域であり、CLは、IgG軽鎖定常領域である。一部の態様では、CLは、ヒトκ定常領域及びヒトλ定常領域からなる群から選択される。
一部の態様では、BVLは、配列番号16のアミノ酸を含む。一部の態様では、BVLは、配列番号44のアミノ酸を含む。一部の態様では、BVLは、以下:
(i)配列番号4と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一の可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1);
(ii)配列番号5と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一の可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2);及び
(iii)配列番号6と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一の可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)を含む。
一部の特定の態様では、CLは、配列番号27Aのアミノ酸を含む。
一部の特定の態様では、CLは、配列番号27Bのアミノ酸を含む。
一部の態様では、[TZS]は、以下:
(i)配列番号54のアミノ酸を含むVH−CDR1;
(ii)配列番号55のアミノ酸を含むVH−CDR2;
(iii)配列番号56のアミノ酸を含むVH−CDR3;
(iv)配列番号57のアミノ酸を含むVL−CDR1;
(v)配列番号58のアミノ酸を含むVL−CDR2;及び
(iv)配列番号59のアミノ酸を含むVL−CDR3を含む。
一部の態様では、[TZS]は、ジスルフィド安定化scFvである。一部の態様では、[TZS]は、(i)配列番号17のアミノ酸を含むか、若しくはそれから構成されるVH、又はその変異体と、(ii)配列番号18のアミノ酸を含むか、若しくはそれから構成されるVL、又はその変異体とを含み、これらは、ペプチドリンカーにより共有結合している。scFvのVH及びVL部分を連結するのに好適な多数のリンカー(例えば、ペプチドリンカー)が当該技術分野で公知である。一部の態様では、リンカーは、配列番号19のアミノ酸配列を含むか、又はそれから構成されるペプチドリンカーである。他の態様では、[TZS]は、配列番号28のアミノ酸を含むか、又はそれから構成される。
一部の態様では、ヒンジポリペプチドは、[BCH]と[Fcx]を連結する。一部の態様では、ヒンジポリペプチドは、配列番号26のアミノ酸を含むか、又はそれから構成される。一部の態様では、[Fcx]は、誘導体化可能な基を導入する少なくとも1つのアミノ酸置換を含む。他の態様では、[Fcx]は、誘導体化可能な基を導入する1〜3アミノ酸置換を含む。また別の態様では、[Fcx]は、誘導体化可能な基を導入する3つを超えるアミノ酸置換を含む。一部の態様では、全ての誘導体化可能な基は、同一である。他の態様では、少なくとも1つの誘導体化可能な基は、残りの基と異なる。一部の態様では、全ての誘導体化可能な基が異なる。一部の態様では、誘導体化可能な基は、スルフヒドリル基(例えば、システインのスルフヒドリル基)である。一部の態様では、誘導体化可能な基は、保護されている。
一部の態様では、誘導体化可能な基は、位置:239、248、254、258、273、279、282、284、286、287、289、297、298、312、324、326、330、335、337、339、350、355、356、359、360、361、375、383、384、389、398、400、413、415、418、422、435、440、441、442、443若しくは446、又は239位と240位の間、又はこれらの任意の組み合わせに導入され、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う。一部の態様では、誘導体化可能な基は、以下:S239C、248C、254C、258C、273C、279C、282C、284C、286C、287C、289C、297C、298C、312C、324C、326C、330C、335C、337C、339C、350C、355C、356C、359C、360C、361C、375C、383C、384C、389C、398C、400C、413C、415C、418C、422C、435C、440C、441C、S442C、443C及び446C、239位と240位の間のシステインアミノ酸挿入、又はこれらの任意の組み合わせを含む少なくとも1つのシステインアミノ酸置換におけるスルフヒドリル基であり、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う。一部の態様では、誘導体化可能なスルフヒドリル基を導入するアミノ酸又はアミノ酸置換は、S239C及び/又はS442Cである。一部の態様では、誘導体化可能なスルフヒドリル基を導入するアミノ酸又はアミノ酸置換は、239位と240位の間のシステインアミノ酸挿入及び/又はS442Cである。
他の態様では、[Fcx]は、配列番号23、24A、24C、25A又は25Cのいずれか1つのアミノ酸を含む。
他の態様では、[Fcx]は、配列番号23、24B、又は25Bのいずれか1つのアミノ酸を含む。
いくつかの態様では、[L1]、[L2]、[L3]、及び[L4]は、配列番号19、20、21、及び22からなる群から独立に選択されるリンカー配列のアミノ酸を含む。一部の態様では、全てのリンカーが異なる。一部の態様では、リンカーの少なくとも2つが同一である。当業者であれば、リンカーが、ペプチド、非ペプチド、又はペプチド及び非ペプチドリンカーの組み合わせであってよいことを理解されよう。一部の特定の態様では、(i)[L1]は、配列番号20のアミノ酸を含むか、それから構成され;(ii)[L2]は、配列番号20のアミノ酸を含むか、それから構成され;(iii)[L3]は、配列番号21のアミノ酸を含むか、それから構成され;(iv)[L4]は、配列番号22のアミノ酸を含むか、それから構成される。
一部の態様では、[BVH]は、以下:
(i)配列番号1と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号1と同一の可変重鎖CDR−1(VH−CDR1);
(ii)配列番号2と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号2と同一の可変重鎖CDR−2(VH−CDR2);及び
(iii)配列番号3と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号3と同一の可変重鎖CDR−3(VH−CDR3)を含む。
一部の態様では、[BVH]は、配列番号15又は配列番号43のアミノ酸を含むか、又はそれから構成される。
一部の態様では、[BVL]は、以下:
(i)配列番号4と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一の可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1);
(ii)配列番号5と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一の可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2);及び
(iii)配列番号6と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一の可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)を含む。
一部の特定の態様では、[BVL]は、配列番号16又は配列番号44のアミノ酸を含むか、又はそれから構成される。一部の態様では、[BCH]は、配列番号29のアミノ酸を含むか、又はそれから構成される。
一部の特定の態様では、本開示は、第1ポリペプチド鎖及び第2ポリペプチド鎖を含む二重特異性抗HER2抗体を提供し、ここで、(i)第1ポリペプチド鎖は、以下:配列番号30、31A、32A、32C、33A、33C、34、34A、35A、36A、36C、37A、37C、38、38A、39A、40A、40C、41A及び41Cからなる群から選択されるアミノ酸配列を含むか、又はそれから構成され、(ii)第2ポリペプチド鎖は、配列番号42A又は42Bの配列を含むか、又はそれから構成され、前記二重特異性抗HER2抗体は、治療部分と共役される。
一部の特定の態様では、本開示は、第1ポリペプチド鎖及び第2ポリペプチド鎖を含む二重特異性抗HER2抗体を提供し、ここで、(i)第1ポリペプチド鎖は、以下:配列番号30、31B、32B、33B、34B、35B、36B、39B、40B、及び41Bからなる群から選択されるアミノ酸配列を含むか、又はそれから構成され、(ii)第2ポリペプチド鎖は、配列番号42A又は42Bの配列を含むか、又はそれから構成され、前記二重特異性抗HER2抗体は、増強したADCC活性を有する。
IV.抗体薬物複合体(ADC)
本開示は、少なくとも1つの治療部分に共役した、本明細書に開示する抗HER2結合分子(例えば、39S抗体と同じエピトープに結合するか、若しくはそれに由来する抗体又はそのHER2結合断片、あるいは本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体)の少なくとも1つを含む抗体薬物複合体(ADC)も提供する。従って、一部の態様では、ADCは、少なくとも1つの治療部分(例えば、細胞毒)に共役した、本明細書に開示する抗HER2抗体を含み、前記二重抗HER2抗体は、(i)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインと(ii)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含み、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、以下:
(i)配列番号1と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号1と同一である可変重鎖CDR−1(VH−CDR1)配列;
(ii)配列番号2と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号2と同一である可変重鎖CDR−2(VH−CDR2)配列;
(iii)配列番号3と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号3と同一である可変重鎖CDR−3(VH−CDR3)配列;
(iv)配列番号4と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一である可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1)配列;
(v)配列番号5と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一である可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2)配列;及び
(vi)配列番号6と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一である可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)配列
を含む、重鎖(HC)可変領域(VH)と軽鎖(LC)可変領域(VL)を含み、
ここで、
(a)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、scFv抗体断片を含み;
(b)第1及び第2グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。
一部の態様では、ADCの第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、配列番号43のアミノ酸を含むVHと、配列番号44のアミノ酸とを含むVLとを含む免疫グロブリン抗原結合ドメインのFW領域とは異なる少なくとも1つの異種可変ドメインフレームワーク領域(FW)を含む。
一部の態様では、ADCはさらに、少なくとも1つの任意選択のスペーサを含み、これは、抗HER2結合分子のポリペプチド鎖内のアミノ酸の側鎖(例えば、本明細書に開示する抗HER2結合分子の重鎖内のアミノ)と、治療部分との間に挿入することができる。一部の態様では、少なくとも1つのスペーサは、ペプチドスペーサである。他の態様では、少なくとも1つのスペーサは、非ペプチドスペーサである。一部の態様では、スペーサは、酸不安定性スペーサ(例えば、ヒドラジン)のように不安定である。他の態様では、スペーサは、酵素開裂可能なリンカー、例えば、開裂可能なジペプチドである。一部の態様では、スペーサは、開裂不可能(加水分解安定性)であり、例えば、チオエーテルスペーサ又はヒンダードジスルフィドスペーサである。一部の態様では、抗HER2結合分子のポリペプチド鎖内のアミノ酸の側鎖(例えば、本明細書に開示する抗HER2結合分子の重鎖内のアミノ)と、治療部分との間に挿入されるのは、MCC(N−スクシンイミジル−4(マレイミドメチル)シクロヘキサン))である。
加水分解安定性スペーサは、水中で実質的に安定性であり、長期間にわたって、限定はしないが、生理学的条件下など、有用なpH値の水と反応しない。加水分解不安定性又は分解性スペーサは、水又は水溶液(例えば、血液など)中で分解性である。
酵素不安定性又は分解性スペーサは、1つ又は複数の酵素によって分解され得る。あくまで例として、PEG及び関連ポリマーは、ポリマー骨格、又はポリマー骨格とポリマー分子の末端官能基の1つ又は複数との間のリンカー基に分解性スペーサを含み得る。こうした分解性スペーサとして、限定はしないが、PEGカルボン酸又は活性化PEGカルボン酸と、生物活性剤のアルコール基との反応により形成されるエステル結合が挙げられ、ここで、このようなエステル基は、概して、生理学的条件下で加水分解して生物活性剤を放出する。他の加水分解による分解性スペーサとして、限定はしないが、以下のものが挙げられる:炭酸結合;アミンとアルデヒドとの反応から生じるイミン結合;アルコールをリン酸基と反応させることにより形成されるリン酸エステル結合;ヒドラジドとアルデヒドの反応生成物であるヒドラゾン結合;アルデヒドとアルコールの反応生成物であるアセタール結合;ギ酸塩とアルコールの反応生成物であるオルトエステル;限定はしないが、PEGなどのポリマーの末端のアミノ基と、ペプチドのカルボキシル基により形成されるペプチド結合;並びに限定はしないが、ポリマーの末端などのホスホロアミダイト基と、オリゴヌクレオチドの5’ヒドロキシル基により形成されるオリゴヌクレオチド結合。
一部の態様では、ADCは、2、3、4、5、6、7、8、9又は10の治療部分を含む。一部の特定の態様では、ADCは、2つ、3つ、又は4つの治療部分を含む。一部の態様では、全ての治療部分は同じである。一部の態様では、少なくとも1つの治療部分が、残りのものとは異なる。一部の態様では、全ての治療部分が異なる。一部の態様では、全てのスペーサ(例えば、ペプチド及び/又は非ペプチドスペーサ)は同じである。一部の態様では、少なくとも1つのスペーサが、残りのものとは異なる。また他の態様では、全てのスペーサが異なる。
一部の態様では、各治療部分は、抗HER2結合分子(例えば、本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体)のFc領域における特定位置でアミノ酸の側鎖に化学的に共役している。
一部の態様では、Fc領域における具体的な位置は、239、248、254、258、273、279、282、284、286、287、289、297、298、312、324、326、330、335、337、339、350、355、356、359、360、361、375、383、384、389、398、400、413、415、418、422、435、440、441、442、443、446、239位と240位の間の挿入、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択され、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う。
一部の態様では、Fc領域における具体的な位置は、239、442、又はその両方であり、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う。一部の態様では、Fc領域における具体的な位置は、442、及び239位と240位の間のアミノ酸挿入からなり、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う。
一部の態様では、治療部分が共役されているアミノ酸側鎖は、スルフヒドリル側鎖、例えば、システインアミノ酸のスルフヒドリル基である。一部の態様では、少なくとも1つの治療部分を、抗HER2結合分子(例えば、本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体)のFc領域の外側の位置に位置するアミノ酸の側鎖に化学的に共役させる。一部の態様では、全ての治療部分を、抗HER2結合分子(例えば、本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体)のFc領域の外側の位置に位置するアミノ酸の側鎖に化学的に共役させる。一部の態様では、当該技術分野で公知の組換え技術を使用して、少なくとも1つの治療部分を、抗HER2結合分子(例えば、本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体)のポリペプチド鎖に遺伝子学的に組み込む。
一部の態様では、治療部分は、細胞毒、放射性同位体、放射性同位体、免疫調節薬、サイトカイン、リンホカイン、ケモカイン、増殖因子、腫瘍壊死因子、ホルモン、ホルモンアンタゴニスト、酵素、オリゴヌクレオチド、DNA、RNA、siRNA、RNAi、ミクロRNA、光活性治療薬、抗血管新生薬、アポトーシス促進薬、ペプチド、脂質、炭化水素、キレート剤又はこれらの組み合わせを含む。
一部の特定の態様では、細胞毒は、オーリスタチン、ツブリシン、メイタンシノイド又はピロロベンゾジアゼピン(PBD)である。別の特定の態様では、細胞毒は、ツブリシン1508である。
特定の態様では、ADCは、本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体を含み、前記抗体は、以下を含む:
(i)配列番号32Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位のシステインアミノ酸に共有結合した治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(ii)配列番号33Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iii)配列番号36Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位のシステインアミノ酸に共有結合した治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iv)配列番号37Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(v)配列番号40Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位のシステインアミノ酸に共有結合した治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(vi)配列番号41Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分(例えば、2つのツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。
特定の態様では、ADCは、本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体を含み、前記抗体は、以下を含む:
(i)配列番号62のアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸に共有結合した治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(ii)配列番号33Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸及び442位に位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分(例えば、2つのツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iii)配列番号36Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸に共有結合した治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iv)配列番号37Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸及び442位に位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分(例えば、2つのツブリシンMEDI 1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(v)配列番号40Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸に共有結合した治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);あるいは、
(vi)配列番号41Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸及び442位に位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分(例えば、2つのツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。
本明細書に開示するADCは、別の分子(例えば、ペプチド、小薬物分子、検出可能分子)に誘導体化又は連結した(例えば、化学的若しくは組換えにより)本明細書に開示の抗HER2結合分子(例えば、39S抗体と同じエピトープに結合するか、若しくはそれに由来する抗体、又はその抗HER2結合断片、あるいは、本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体)の少なくとも1つを含む。概して、抗HER2抗体又はその部分は、そのHER2結合が、誘導体化又は標識による有害な影響を受けないように誘導体化される。従って、本開示の抗HER2抗体及び抗体部分は、本明細書に記載の抗HER2結合分子のインタクトな形態及び修飾形態の両方を含むものとする。例えば、本明細書に開示する抗HER2結合分子又はそのHER2結合部分は、1つ又は複数の他の分子実体、例えば、細胞傷害性薬剤、医薬品、検出剤、及び/又は抗HER2結合分子と別の分子(例えば、ストレプトアビジンコア領域又はポリヒスチジンタグ)との結合を媒介することができるタンパク質若しくはペプチドに、機能的に連結する(化学的結合、遺伝子融合、非共有結合、又はその他により)ことができる。
一タイプの誘導体化分子は、2つ以上の分子実体、例えば、本明細書に開示する抗HER2結合分子と治療部分(例えば、ツブリシン1508などの細胞毒)を架橋結合することにより作製することができる。好適な架橋剤として、ヘテロ二機能性である、すなわち、適切なスペーサにより隔てられた2つの個別に反応性の基を有するもの(例えば、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル);又はホモ二重機能性であるもの(例えば、スベリン酸ジスクシンイミジル)が挙げられる。このような架橋剤は、例えば、Pierce Chemical Company,Rockford,IIから入手可能である。上記以外の二重機能性カップリング剤としては、N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオール)プロピオネート(SPDP)、スクシンイミジル−4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート、イミノチオラン(IT)、イミドエステルの二機能誘導体(例えば、ジメチルアジプイミド酸ジメチルHCL)、活性エステル(例えば、スベリン酸ジスクシンイミジル)、アルデヒド(例えば、グルタルアルデヒド)、ビス−アジド化合物(例えば、ビス(p−アジドベンゾイル)ヘキサンジアミン)、ビス−ジアゾニウム誘導体(例えば、ビス−(p−ジアゾニウムベンゾイル)−エチレンジアミン)、ジイソシアネート(例えば、トリエン2,6−ジイソシアネート)、及び二活性(bis−active)フッ素化合物(例えば、1,5−ジフルオロ−2,4−ジニトロベンゼン)が挙げられる。
別のタイプの誘導体化分子は、検出可能な標識を組み込むことにより作製することができる。有用な検出剤として、蛍光化合物(例えば、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、5−ジメチルアミン−1−ナフタレンスルホニル塩化物、フィコエリスリン、ランタニド蛍光体など)、検出に有用な酵素(例えば、セイヨウワサビペルオキシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、アルカリホスファターゼ、グルコースオキシダーゼなど)、二次リポータにより認識されるエピトープ(例えば、ロイシンジッパーペア配列、二次抗体に対する結合部位、金属結合ドメイン、エピトープタグなど)が挙げられる。一部の態様では、検出可能な標識は、少なくとも1つのスペーサアームにより結合させることができる。スペーサアームは、起こり得る立体障害を低減するように様々な長さのものであってよい。
抗HER2結合分子はまた、放射性標識アミノ酸で標識することもできる。放射性標識は、診断及び治療目的の両方に用いることができる。例えば、X線又はポジトロン断層法(PET)などの他の診断技術により、HER2発現細胞を検出するために、放射性標識を用いることができる。
さらに、放射性標識は、HER2発現細胞、例えば、不要な免疫応答を引き起こす細胞に対する毒素として、治療目的で用いることもできる。ポリペプチドについての標識の例として、限定はしないが、次の放射性同位体又は放射性核種が挙げられる:3H、14C、15N、35S、90Y、99Tc、111In、125I及び131I。一部の態様では、抗HER2結合分子は、イメージングの際に検出可能な常磁性、放射性、又は蛍光性イオンで標識することができる。一部の態様では、常磁性イオンは、クロミウム(III)、マンガン(II)、鉄(III)、コハク(II)、ニッケル(II)、銅(II)、ネオジム(III)、サマリウム(III)、イッテルビウム(III)、ガドリニウム(III)、バナジウム(II)、テルビウム(III)、ジスプロシウム(III)、ホルミウム(III)又はエルビウム(III)である。他の態様では、放射性イオンは、ヨウ素123、テクネチウム99、インジウム111、レニウム188、レニウム186、銅67、ヨウ素131、イットリウム90、ヨウ素125、アスタチン211、及びガリウム67である。他の態様では、抗HER2結合分子は、X線造影剤、例えば、ランタン(III)、金(III)、鉛(II)、及びビスマス(III)で標識する。抗HER2結合分子はまた、化学基、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、メチル基、エチル基、又は炭水化物基などのポリマーで誘導体化することもできる。これらの基は、抗体の生物学的特性を改善するために、例えば、血清半減期を延長する、又は組織結合を増大する上で有用である。
本明細書で用いる用語「細胞傷害性薬剤」は、広義に定義され、細胞の機能を阻害若しくは阻止する、及び/又は細胞の破壊(細胞死)を引き起こす、及び/又は抗腫瘍/抗増殖作用を及ぼす物質を指す。例えば、細胞傷害性薬剤は、腫瘍細胞の発生、成熟、又は広がりを直接若しくは間接的に予防する。この用語はまた、静細胞作用のみをもたらし、単純な細胞傷害作用は引き起こさない薬剤も包含する。この用語は、以下に詳述するような化学療法薬、並びにその他のHER2アンタゴニスト、抗血管新生薬、チロシンキナーゼ阻害剤、タンパク質キナーゼA阻害剤、サイトカインファミリーのメンバー、放射性同位体、並びに毒素、例えば、細菌、真菌、植物若しくは動物由来の酵素的に活性の毒素も包含する。
用語「化学療法薬」は、天然又は合成化学化合物を含む用語「細胞傷害性薬剤」のサブセットである。化学療法薬の例として、アルキル化剤、例えば、ナイトロジェンマスタード、エチレンイミン化合物、スルホン酸アルキル、並びにアルキル化作用を有する他の化合物、例えば、ニトロソウレア、シスプラチン及びダカルバジン;抗代謝物質、例えば、葉酸、プリン若しくはピリミジンアンタゴニスト;有糸分裂阻害剤、例えば、ビンカ(Vinca)アルカロイド及びポドフィロトキシンの誘導体;細胞傷害性抗生物質及びカンプトテシン誘導体が挙げられる。他の化学療法薬としては、以下:アミホスチン(ETHYOL(登録商標))、シスプラチン、ダカルバジン(DTIC)、ダクチノマイシン、メクロレタミン(ナイトロジェンマスタード)、ストレプトゾシン、シクロホスファミド、カルヌスチン(carrnustine)(BCNU)、ロムスチン(CCNU)、ドキソルビシン(ADRIAMYCIN(登録商標))、ドキソルビシン・リポ(DOXIL(登録商標))、ゲムシタビン(GEMZAR(登録商標))、ダウノルビシン、ダウノルビシン・リポ(DAUNOXOME(登録商標))、プロカルバジン、マイトマイシン、シタラビン、エトポシド、メトトレキセート、5−フルオロウラシル(5−FU)、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ブレオマイシン、パクリタキセル(TAXOL(登録商標))、ドセタキセル(TAXOTERE(登録商標))、アルデスロイキン(aldesleukin)、アスパラギナーゼ、ブスルファン、カルボプラチン、クラドリビン、カンプトセシン、CPT−11、10−ヒドロキシ−7−エチル−カンプトセシン(SN38)、ゲフチニブ(IRESSA(登録商標))、ダカルバジン、フロクスウリジン、フルダラビン、ヒドロキシ尿素、イホスファミド、イダルビシン、メスナ、インターフェロンα、インターフェロンβ、イリノテカン、ミトキサントロン、トポテカン、ロイプロリド、メゲストロール、メルファラン、メルカプトプリン、プリカマイシン、ミトタン、ペガスパルガーゼ(pegaspargase)、ペントスタチン、ピポブロマン、ピリカマイシン、ストレプトゾシン、タモキシフェン、テニポシド、テストラクトン、チオグアニン、チオテパ、ウラシルマスタード、ビノレルビン、クロラムブシルアロマターゼ阻害剤、並びにこれらの組合せがある。
IV.A ツブリシン
一部の態様では、ADCは、1つ又は複数のツブリシン分子(以下のツブリシンA及びツブリシン1508の構造を参照)に共役した本明細書に開示の抗HER2結合分子(例えば、39S抗体若しくはその誘導体、又は本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体の1つ)を含む。
Figure 2017512765
ツブリシンは、粘液菌種から単離された天然産物の1クラスのメンバーである(Sasse et al.,J.Antibiot.53:879−885(2000))。細胞骨格相互作用剤として、ツブリシンは、ツブリン重合を阻害して、細胞周期停止及びアポトーシスをもたらす細胞分裂毒である(Steinmetz et al.,Chem.Int.Ed.43:4888−4892(2004);Khalil et al.,ChemBioChem.7:678−683(2006);Kaur et al.,Biochem.J.396:235−242(2006))。ツブリシンは、臨床的に関連するあらゆる伝統的化学療法薬、例えば、エポチロン、パクリタキセル、及びビンブラスチンの細胞増殖阻害にまさる、極めて強力な細胞傷害性分子である。さらに、ツブリシンは、多剤耐性細胞株に対しても効力を有する(Domling et al.,Mol.Diversity 9:141−147(2005))。これらの化合物は、親細胞株の一団に対して試験すると、低ピコモル範囲のIC50で、高い細胞傷害性を示すことから、抗癌治療薬として有利である。例えば、国際公開第2012019123号パンフレット(これは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)を参照されたい。ツブリシンコンジュゲートは、例えば、米国特許第7,776,814号明細書に開示されている。
一部の態様では、ツブリシン分子又は誘導体は、プロドラッグである。
IV.B メイタンシン及びメイタンシノイド
一部の態様では、ADCは、1つ又は複数のメイタンシノイド分子に共役された本明細書に開示の抗HER2結合分子(例えば、39S抗体若しくはその誘導体、又は本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体の1つ)を含む。
メイタンシノイドは、ツブリシン重合を阻害することにより作用する有糸分裂阻害剤である。メイタンシンは、東部アフリカの低木メイテナス・セラタ(Maytenus serrata)から最初に単離された(米国特許第3,896,111号明細書)。その後、特定の微生物も、メイタンシノール及びC−3メイタンシノールエステルのようなメイタンシノイドを産生することがみいだされた(米国特許第4,151,042号明細書)。合成メイタンシノール並びにそれらの誘導体及び類似体が、例えば、米国特許第4,137,230号明細書;同第4,248,870号明細書;同第4,256,746号明細書;同第4,260,608号明細書;同第4,265,814号明細書;同第4,294,757号明細書;同第4,307,016号明細書;同第4,308,268号明細書;同第4,308,269号明細書;同第4,309,428号明細書;同第4,313,946号明細書;同第4,315,929号明細書;同第4,317,821号明細書;同第4,322,348号明細書;同第4,331,598号明細書;同第4,361,650号明細書;同第4,364,866号明細書;同第4,424,219号明細書;同第4,450,254号明細書;同第4,362,663号明細書;及び同第4,371,533号明細書に開示されている。
メイタンシノイド薬物部分は、以下:(i)発酵により、又は発酵産物の化学修飾、誘導体化により調製するのに比較的利用しやすいこと、(ii)非ジスルフィドリンカーを介した抗体との共役に好適な官能基との誘導体化が行いやすいこと、(iii)血漿中で安定していること、並びに(iv)様々な腫瘍細胞株に対して有効であることから、抗体薬物複合体における魅力的な薬物部分である。メイタンシノイドを含有する免疫コンジュゲート、これを製造する方法、並びにその治療用途は、例えば、米国特許第5,208,010号明細書、同第5,416,064号明細書、及び欧州特許第0425235B1号明細書;Liu et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93:8618−8623(1996)(記載されているメイタンシノイド含有免疫コンジュゲートは、DM1と呼ばれる);並びにChari et al.,Cancer Research 52:127−131(1992)に記載されている。
トラスツズマブエムタンシン(ado−trastuzumab emtansine,T−DM1、商標KADCYLA(登録商標))は、メイタンシノイドメルタンシン(DM1)に共役したモノクローナル抗体トラスツズマブ(HERCEPTIN(登録商標))から構成される抗体薬物複合体である。例えば、LoRusso et al.,Clin.Cancer Res.20:6437−47(2011)(これは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)を参照されたい。また、操作されたチオ−トラスツズマブ−DM1 ADCが、Junutual et al.,Clin,Cancer Res.16:4769−78(2010)(これは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)に記載されている。
抗体−メイタンシノイドコンジュゲートは、抗体又はメイタンシノイド分子いずれの生物活性も有意に低減することなく、抗体をメイタンシノイド分子に化学的に連結することにより調製される。例えば、米国特許第5,208,020号明細書を参照されたい。抗体分子当たり平均3〜4つの共役メイタンシノイド分子が、抗体の機能又は溶解性にマイナスの影響を与えることなく、標的細胞の細胞傷害性を増強するのに効果を示しているが、抗体当たり1分子の毒素であっても、ネイキッド抗体の使用と比較して細胞傷害性を増強すると予想される。メイタンシノイドは、当該技術分野で公知であり、公知の技術により合成するか、又は天然の供給源から単離することができる。好適なメイタンシノイドは、例えば、米国特許第5,208,020号明細書に開示されている。
一部の態様では、メイタンシノイド分子、その変異体、又は誘導体は、プロドラッグである。
IV.C オーリスタチン及びドラスタチン
一部の態様では、ADCは、ドラスタチン又はドラスタチンペプチド類似体及び誘導体、オーリスタチンに共役した本明細書に開示の抗HER2結合分子(例えば、39S抗体若しくはその誘導体、又は本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体の1つ)を含む(米国特許第5,635,483号明細書;同第5,780,588号明細書)。ドラスタチン及びオーリスタチンは、微小管運動、GTP加水分解、並びに核及び細胞分裂を妨害すること(Woyke et al.,Antimicrob.Agents and Chemother.45:3580−3584(2001))、並びに抗癌活性を有すること(米国特許第5,663,149号明細書)が明らかにされている。ドラスタチン又はオーリスタチン薬物部分は、ペプチド薬物部分のN(アミノ)末端又はC(カルボキシル)末端に結合することができる(例えば、国際公開第2002088172号パンフレットを参照のこと)。
一部の態様では、オーリスタチン又はドラスタチン、それらの変異体、又は誘導体はプロドラッグである。
IV.D カリケアミシン
一部の態様では、ADCは、1つ又は複数のカリケアミシン分子に共役した本明細書に開示の抗HER2結合分子(例えば、39S抗体若しくはその誘導体、又は本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体の1つ)を含む。カリケアミシン抗生物質ファミリーのメンバーは、ピコモル以下の濃度で二本鎖DNA切断を引き起こすことができる。カリケアミシンは、細菌ミクロモノスポラ・エキノスポラ(Micromonospora echinospora)から得られるエンジイン抗生物質の1クラスであり、カリケアミシンγ1が最もよく知られている。他のカリケアミシンは、β1Br、γ1Br、α2I、α3I,β1I、γ1I、及びΔ1Iである。Lee et al.,Journal of Antibiotics 42(7):1070−87(1989)を参照されたい。カリケアミシンファミリーのコンジュゲートの調製については、米国特許第5,712,374号明細書、同第5,714,586号明細書、同第5,739,116号明細書、同第5,767,285号明細書、同第5,770,701号明細書、同第5,770,710号明細書、同第5,773,001号明細書、同第5,877,296号明細書を参照されたい。用いることができるカリケアミシンの構造類似体として、限定はしないが、γ1I、α2I、α3I、N−アセチル−γ1I、PSAG及びθ11が挙げられる(Hinman et al.,Cancer Research 53:3336−3342(1993),Lode et al.,Cancer Research 58:2925−2928(1998)、並びにアメリカン・サイアナミッド(American Cyanamid)に属する前述の米国特許)。
一部の態様では、カリケアミシン分子、その変異体、又は誘導体は、プロドラッグである。
IV.E デュオカルマイシン
一部の態様では、ADCは、1つ又は複数のデュオカルマイシン分子に共役した本明細書に開示の抗HER2結合分子(例えば、39S抗体若しくはその誘導体、又は本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体の1つ)を含む。デュオカルマイシンは、ストレプトミセス(Streptomyces)属細菌から初めて単離された関連天然産物の1群のメンバーであり、これらは、強力な抗腫瘍薬である。Boger.(1991).Chemtracts:Organic Chemistry 4(5):329−349(1991);Tercel et al.,Chem.Int.Ed.Engl.52(21):5442−6(2013);Boger&Douglas,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92(9):3642−3649(1995);Cacciari et al.,Expert Opinion on Therapeutic Patents 10(12):1853−71(2000)を参照されたい。
天然のデュオカルマイシンとしては、デュオカルマイシンA、デュオカルマイシンB1、デュオカルマイシンB2、デュオカルマイシンC1、デュオカルマイシンC2、デュオカルマイシンD、デュオカルマイシンSA、及びCC−1065が挙げられる。合成類似体には、アドゼレシン、ビゼレシン、及びカルゼレシン(U−80244)がある。
一部の態様では、デュオカルマイシン分子、その変異体、又は誘導体は、プロドラッグである。
IV.F ピロロベンゾジアゼピン
一部の態様では、薬物は、ピロロベンゾジアゼピン(PBD)である。PBDは、比較的小さな分子であり、一部のものは、DNAの副溝中の特定の配列を認識して共有結合する能力を有するため、抗生物質/抗腫瘍活性を呈示する。いくつかのPBD及びそれらの誘導体が当該技術分野において公知であり、例えば、PBD二量体(例えば、SJG−136又はSG2000)、C2−不飽和PBD二量体、C2アリール置換を担持するピロロベンゾジアゼピン二量体(例えば、SG2285)、加水分解により活性化されるPBD二量体プロドラッグ(例えば、SG2285)、及びポリピロール−PBD(例えば、SG2274)がある。さらに、PBDは、国際公開第2000/012507号パンフレット、同第2007/039752号パンフレット、同第2005/110423号パンフレット、同第2005/085251号パンフレット、及び同第2005/040170号パンフレット、並びに米国特許第7,612,062号明細書にも記載されており、これら文献の各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
IV.G その他の細胞傷害性薬剤
一部の態様では、ADCは、他の抗腫瘍薬、例えば、BCNU、アントラサイクリン(例えば、ダウノマイシン又はアドリアマイシン)、タキセン(例えば、パクリタキセル)、ストレプトゾイシン、ビンカアルカロイド(例えば、ビンクリスチン)、5−フルオロウラシル、集合的にLL−E33288複合体として知られる薬剤のファミリー(米国特許第5,053,394号及び同第5,770,710号明細書を参照)、エスペラミシン(米国特許第5,877,296号明細書を参照)に共役した本明細書に開示の抗HER2結合分子(例えば、39S抗体若しくはその誘導体、又は本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体の1つ)を含む。ADCはまた、酵素として活性の毒素及びそれらの断片に共役した本明細書に開示の抗HER2結合分子(例えば、39S抗体若しくはその誘導体、又は本明細書に開示する二重特異性抗HER2抗体の1つ)を含み、用いることができる上記の毒素として、ジフテリアA鎖、ジフテリア毒素の非結合活性断片、外毒素A鎖(緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)由来)、リシンA鎖、アブリンA鎖、モデシンA鎖、α−サーシン、シナアブラギリ(Aleurites fordii)タンパク質、ジアンチンタンパク質、ヨウシュヤマゴボウ(Phytolaca americana)タンパク質(PAPI、PAPII、及びPAP−S)、ツルレイシ(Momordica charantia)阻害剤、クルシン、クロチン、サボンソウ(Saponaria officinalis)、ゲロニン、ミトゲリン、レストリクトシン、フェノマイシン、エノマイシン及びトリコテセンが挙げられる。例えば、国際公開第199321232号パンフレットを参照。一部の態様では、細胞傷害性薬剤は、光活性化薬物である。
V.39S抗体と同じエピトープに結合する抗HER2結合分子
別の態様では、本開示は、39S抗体(例えば、39S抗体に由来する抗体若しくはその抗原結合断片、二重特異性抗HER2抗体、又はADC)が結合するのと同じエピトープに結合する抗HER2結合分子を提供する。
39S抗体と同じエピトープに結合するこうした抗HER2結合分子は、標準的HER2結合アッセイにおいて、39S抗体と交差競合(cross−compete)する(例えば、統計的に有意な様式で、その結合を競合的に阻害する)能力に基づいて、同定することができる。従って、一態様では、本開示は、HER2とその39S抗体抗原結合断片との結合について競合する抗HER2結合分子(例えば、39S抗体に由来する抗体若しくはその抗原結合断片、二重特異性抗HER2抗体、又はADC)を提供する。例えば、39S抗体又は39S抗体に由来する結合分子(例えば、二重特異性抗体又はADC)の結合を阻害する試験抗体の能力は、試験抗体がHER2との結合について39S抗体と競合し得ることを明らかにするものであり;このような抗HER2結合分子は、非制限的理論によれば、これが競合する39S抗体又はその抗原結合断片と同じか、関連する(例えば、構造的に類似する、若しくは空間的に近位の)エピトープに結合することができる。
一態様では、HER2上で、39S抗体又は39S抗体由来の結合断片と同じエピトープに結合する抗HER2分子は、ヒトモノクローナル抗体若しくはその抗原結合断片、二重特異性抗体(例えば、2つのHER2結合領域を含む二重特異性抗体、少なくともその1つは、39S抗体と同じエピトープを認識する)、あるいはADC(例えば、39Sと同じエピトープを認識する少なくとも1つの抗原結合部分を含むADC;又は2つのHER2結合領域(その少なくとも1つは、39S抗体と同じエピトープを認識する)を含む二重特異性抗体を含むADC)である。
VI.抗HER2結合分子の作用機構
本開示は、1.39.1若しくは39S抗体と同じエピトープに結合するか、又はそれらに由来するHER2結合ドメインを含む抗HER2結合分子(例えば、二重特異性抗HER2抗体、若しくはADC)を提供し、ここで、そのような抗HER2結合分子は、HER2標的との結合時に、内在化を誘導する。また、1.39.1若しくは39S抗体と同じエピトープに結合するか、又はそれらに由来するHER2結合ドメインを含む抗HER2結合分子(例えば、二重特異性抗HER2抗体、若しくはADC)も提供され、ここで、そのような抗HER2結合分子は、内在化後に有効なリソソーム輸送を促進する。さらに、本開示は、1.39.1若しくは39S抗体と同じか、又はそれらに由来するエピトープに結合するHER2結合ドメインを含む抗HER2結合分子(例えば、二重特異性抗HER2抗体、若しくはADC)も提供し、ここで、そのような抗HER2結合分子は、HER2標的内在化及び/又は分解を誘導する。
一部の態様では、本明細書に開示する抗HER2結合分子は、HER2リン酸化を低減、阻止、又は抑制することができる。他の態様では、本明細書に開示する抗HER2結合分子は、リガンド誘導AKTリン酸化を低減、阻止、又は抑制することができる。一部の態様では、抗HER2結合分子は、低HER2発現癌細胞におけるリガンド誘導AKTリン酸化を低減、阻止、又は抑制することができる。
また他の態様では、本願に開示する抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片は、リガンド誘導HER2−HER3二量体化を軽減、妨害、又は抑制することができる。
一部の態様では、本明細書に開示する抗HER2結合分子を含むADCは、癌幹細胞(CSC)スフィア形成及び/又は増殖を阻害することができる。一部の態様では、本明細書に開示する抗HER2結合分子は、CSCに対する細胞傷害性作用を発揮する。一部の態様では、本明細書に開示する抗HER2結合分子を含むADCは、低レベルのHER2(例えば、HercepTestにより、+1〜+2)を発現する腫瘍における腫瘍増殖を阻害する、及び/又は腫瘍退縮を誘導することができる。いくつかの態様では、本明細書に開示する抗HER2結合分子を含むADCは、T−DM1耐性の腫瘍における腫瘍増殖を阻害する、及び/又は腫瘍退縮を誘導することができる。
一部の態様では、HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片は、ADCC活性が欠失している。特定の態様では、HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片は、リガンド非依存性作用機構によるHER2リン酸化、AKTリン酸化、及び/又は腫瘍コロニー形成を低減又は抑制することができる。
VII.抗HER2結合分子の調製
本開示の抗HER2結合分子(例えば、1.39.1若しくは39S抗体と同じエピトープに結合するか、又はそれらに由来する抗体又はその抗原結合断片、これを含む二重抗体及びADC)は、当該技術分野で公知の方法により調製することができる。例えば、本明細書に開示する39S抗体と同じエピトープに結合する抗HER2結合分子は、ハイブリドーマ法、例えば、Kohler&Milstein(1975)Nature 256:495により記載されるものを用いて作製することができる。
ハイブリドーマ法を用いて、マウス、ハムスター、又は他の適切な宿主動物を前述のように免疫して、免疫抗原に特異的に結合する抗体のリンパ球による産生を誘発する。リンパ球は、in vitroで免疫することもできる。免疫後、リンパ球を単離し、例えば、ポリエチレングリコールを用いて、好適な骨髄腫細胞株と融合させることにより、ハイブリドーマ細胞を形成してから、これらを非融合リンパ球及び骨髄腫細胞から選択して取り出すことができる。選択抗原に対して特異的に指令されるモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを、免疫沈降、免疫ブロッティング、又はin vitro結合アッセイ(例えば、放射性免疫検定(RIA);酵素−結合イムノソルベントアッセイ(ELISA)により決定して、標準的方法(Goding,Monoclonal Antibodies:Principles and Practice,Academic Press,1986)を用いたin vitro培養か、又は動物の腹水腫瘍などのin vivoのいずれかで増殖させることができる。続いて、ポリクローナル抗体について前述したのと同様に、モノクローナル抗体を培地又は腹水から精製することができる。
本開示の抗HER2結合分子(例えば、1.39.1若しくは39S抗体と同じエピトープに結合するか、又はそれらに由来する抗体若しくはその抗原結合断片、これを含む二重抗体及びADC)は、米国特許第4,816,567号明細書に記載されている組換えDNA法を用いて調製することができる。モノクローナル抗体をコードするポリヌクレオチドは、例えば、抗体の重鎖及び軽鎖をコードする遺伝子を特異的に増幅するオリゴヌクレオチドプライマーを用いたRT−PCRにより、成熟B細胞又はハイブリドーマ細胞から単離した後、従来の手順を用いて、それらの配列を決定する。次に、重鎖及び軽鎖をコードする単離されたポリヌクレオチドを好適な発現ベクター中にクローン化し、これを、そうでなければ免疫グロブリンタンパク質を産生しない大腸菌(E.coli)細胞、サルCOS細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、又は骨髄腫細胞などの宿主細胞にトランスフェクトすると、モノクローナル抗体が宿主細胞により産生される。さらに、所望の種の組換え抗HER2モノクローナル抗体又はその抗原結合断片を含む分子は、記載されているように、所望の種のCDRを発現するファージディスプレイライブラリーから単離することもできる(McCafferty et al.,Nature 348:552−554(1990);Clarkson et al.,Nature 352:624−628(1991);及びMarks et al.,J.Mol.Biol.222:581−597(1991))。
本開示の抗HER2結合分子(例えば、39S抗体と同じエピトープに結合するか、又はそれに由来する抗体若しくはその抗原結合断片、これを含む二重抗体及びADC)をコードするポリヌクレオチドは、代わりの抗HER2結合分子を生成する組換えDNA技術を用いたいくつかの異なる方法でさらに修飾することもできる。一部の態様では、例えば、マウスモノクローナル抗体の軽鎖及び重鎖の定常領域で、(1)例えば、ヒト抗体の当該領域を置換して、キメラ抗体を産生させる、又は(2)非免疫グロブリンポリペプチドを置換して、融合抗体を産生させることができる。一部の態様では、定常領域を切断又は除去して、モノクローナル抗体の所望の抗体断片を作製する。可変領域の部位指定又は高密度突然変異誘発を用いて、モノクローナル抗体の特異性、親和性などを最適化することができる。
いくつかの態様では、本開示の抗HER2結合分子は、ヒト抗体又はその抗原結合断片である。ヒト抗体は、当該技術分野で公知の様々な技術を用いて、直接調製することができる。in vitroで免疫した不死化ヒトBリンパ球、又は標的抗原に対して指令される抗体を産生する免疫済み個体から単離された不死化ヒトBリンパ球を作製することができる(例えば、Cole et al.,Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R.Liss,p.77(1985);Boemer et al.,J.Immunol.147:86−95(1991);及び米国特許第5,750,373号明細書を参照のこと)。次に、不死化Bリンパ球中の抗体をコードする1つ又は複数のcDNAを作製し、抗体の非天然組換えバージョンの発現のために、発現ベクター及び/又は異種宿主細胞に挿入することができる。
また、抗HER2ヒト抗体又はその抗原結合断片は、ファージライブラリーから選択することができ、ここで、ファージライブラリーは、例えば、以下の文献に記載されているように、異種ファージタンパク質との融合タンパク質として、ヒト抗体又はその断片を発現する(Vaughan et al.,Nat.Biotech.14:309−314(1996);Sheets et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.95:6157−6162(1998);Hoogenboom and Winter,J.Mol.Biol.227:381(1991)、及びMarks et al.,J.Mol.Biol.222:581(1991))。抗体ファージライブラリーの作製及び使用のための技術は、以下:米国特許第5,969,108号明細書、同第6,172,197号明細書、同第5,885,793号明細書、同第6,521,404号明細書;同第6,544,731号明細書;同第6,555,313号明細書;同第6,582,915号明細書;同第6,593,081号明細書;同第6,300,064号明細書;同第6,653,068号明細書;同第6,706,484号明細書;同第7,264,963号明細書にも記載されており、これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
アフィニティ成熟戦略及び鎖シャッフリング戦略(Marks et al.,BioTechnology 10:779−783(1992)、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)は当該技術分野で公知であり、これらを使用して、高親和性ヒト抗体又はその抗原結合断片を作製することができる。
一部の態様では、本開示の抗HER2結合分子は、ヒト化抗体であってもよい。非ヒト又はヒト抗体を操作、ヒト化若しくは再表面化(resurfacing)する方法を用いることもでき、これらの方法は、当該技術分野で公知である。ヒト化、再表面化又は同様に操作された抗体は、非ヒト、例えば、限定はしないが、マウス、ラット、ウサギ、非ヒト霊長類又はその他の哺乳動物である供給源に由来する1つ又は複数のアミノ酸残基を有し得る。これらの非ヒトアミノ酸残基は、往々にして「移入(import)」残基と呼ばれる残基によって置換されるが、これらの残基は、典型的に、既知のヒト配列の「移入(import)」可変、定常若しくは他のドメインから取得される。このような移入配列は、当該技術分野で公知のように、免疫原性を低減するか、あるいは、結合、親和性、結合速度、解離速度、結合活性、特異性、半減期、又はその他の任意の適切な特徴を低減、増強若しくは改変するために用いることができる。概して、CDR残基は、HER2結合に影響を与える上で直接、且つ最も実質的に関与している。従って、非ヒト又はヒトCDR配列の一部又は全部は維持しながら、可変及び定常領域の非ヒト配列は、ヒト又は他のアミノ酸で置換することができる。特定の態様では、ヒトCDRを非ヒト抗体スカフォールドに挿入することにより、動物モデル系において免疫原性が低減した抗体、例えば、「マウス化」抗体を作製する。
抗HER2結合分子、例えば、抗体は、抗原HER2に対する高い親和性及びその他の好都合な生物学的特性を保持しながら、任意選択でヒト化、再表面化、又は操作することができる。この目標を達成するために、親、操作、及びヒト化配列の3次元モデルを用いた、親配列及び様々な概念的ヒト化及び操作産物の分析方法により、任意選択で、ヒト化(若しくはヒト)、又は操作抗HER2抗体及び再表面化抗体を調製することができる。3次元免疫グロブリンモデルは、一般に入手可能であり、当業者には周知である。
選択した候補免疫グロブリン配列の予想3次元立体配座構造を図示及びディスプレイするコンピュータプログラムが入手可能である。これらのディスプレイの精査により、候補免疫グロブリン配列の機能における残基の予測役割の分析、すなわち、候補免疫グロブリンがその抗原(HER2など)に結合する能力に影響を与える残基の分析が可能になる。このようにして、標的抗原に対する高い親和性などの所望の抗体特性が達成されるように、フレームワーク残基を共通配列及び移入配列から選択及び組み合わせることができる。
本明細書に開示する抗HER2結合分子のヒト化、再表面化又は操作は、公知の任意の方法を用いて実施することができ、こうした方法として、限定はしないが、以下:Jones et al.,Nature 321:522(1986);Riechmann et al.,Nature 332:323(1988);Verhoeyen et al.,Science 239:1534(1988)),Sims et al.,J.Immunol.151:2296(1993);Chothia and Lesk,J.Mol.Biol.196:901(1987),Carter et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.89:4285(1992);Presta et al.,J.Immunol.151:2623(1993)、米国特許第5,639,641号明細書、同第5,723,323号明細書;同第5,976,862号明細書;同第5,824,514号明細書;同第5,817,483号明細書;同第5,814,476号明細書;同第5,763,192号明細書;同第5,723,323号明細書;同第5,766,886号明細書;同第5,714,352号明細書;同第6,204,023号明細書;同第6,180,370号明細書;同第5,693,762号明細書;同第5,530,101号明細書;同第5,585,089号明細書;同第5,225,539号明細書;同第4,816,567号明細書、同第7,557,189号明細書;同第7,538,195号明細書;及び同第7,342,110号明細書;国際公開第90/14443号パンフレット;同第90/14424号パンフレット;同第90/14430号パンフレット;並びに欧州特許第229246号明細書に記載されているものがあり、これらの各々は、そこに引用されている参照文献を含め、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの態様では、抗HER2抗体断片が提供される。抗体断片の生産のための様々な技術が知られている。伝統的に、これらの断片は、インタクトな抗体のタンパク質分解消化により取得される(例えば、Morimoto et al.,J.Biochem.Biophy.Methods 24:107−117(1993);Brennan et al.,Science,229:81(1985))。いくつかの態様では、抗HER2抗体断片は、組換えにより作製する。Fab、Fv、及びscFv抗体断片は全て、大腸菌(E.coli)又はその他の宿主細胞に発現させて、そこから分泌させることができ、これにより、これらの断片の大量の生産が可能になる。また、このような抗HER2抗体断片は、前述した抗体ファージライブラリーから単離することもできる。抗HER2抗体断片はまた、米国特許第5,641,870号明細書に記載されているように、線状抗体であってもよい。抗体断片の生産のための他の技術は、当業者には明らかであろう。
39S抗体と同じHER2エピトープに特異的な一本鎖抗体の生産のための技術を改変することができる(例えば、米国特許第4,946,778号明細書を参照)。さらに、HER2に対する所望の特異性を有するモノクローナルFab断片、又はその誘導体、断片、類似体若しくは相同体の高速且つ有効な同定を可能にするように、Fab発現ライブラリーの構築方法を改変することもできる(例えば、Huse et al.,Science 246:1275−1281(1989)を参照)。抗体断片は、当該技術分野の技術により生産することができ、こうした断片として、限定はしないが、以下:(a)抗体分子のペプシン消化により生産されるF(ab’)2断片;(b)F(ab’)2断片のジスルフィド架橋を低減することにより産生されるFab断片、(c)パパイン及び還元剤による抗体分子の処理により産生されるFab断片、並びに(d)Fv断片が挙げられる。
一部の態様では、特に、抗体断片の場合、抗HER2抗体又はその抗原結合断片は、その血清半減期を延長するように修飾することができる。これは、例えば、抗体若しくは抗体断片における適切な領域の突然変異による、抗体若しくは抗体断片へのサルベージ受容体結合エピトープの組み込みにより、又はエピトープをペプチドタグに組み込み、これを抗体若しくは抗体断片にいずれかの末端若しくは中央で(例えば、DNA若しくはペプチド合成により)融合させることにより、あるいはYTE突然変異により、達成することができる。抗体又はその抗原結合断片の血清半減期を延長するその他の方法、例えば、PEGなどの異種分子への共役は、当該技術分野で公知である。
ヘテロコンジュゲート抗HER2結合分子、例えば、本明細書に開示する39S抗体と同じエピトープに結合するか、若しくはそれに由来する二重特異性抗体、又はADCは、組換え生物学技術を用いて、並びに合成タンパク質化学における公知の方法(架橋剤を用いるものなど)を用いてin vitroで調製することができる。例えば、二重特異性抗体又はADCは、ジスルフィド交換反応を用いて、又はチオエーテル結合を形成することにより、化学的に構築することができる。この目的のために好適な試薬は、当該技術分野において公知であり、イミノチオレート及びメチル−4−メルカプトブチルイミデートがある。
いくつかの態様では、抗HER2結合分子は、CH3ドメインをそれぞれの修飾抗体又はその断片のヒンジ領域に直接融合させるように操作することができることにも留意されたい。他の構築物では、ヒンジ領域と修飾CH2及び/又はCH3ドメインとの間にペプチドスペーサを挿入することができる。例えば、CH2ドメインが欠失し、残ったCH3ドメイン(修飾又は非修飾)が、5〜20アミノ酸スペーサでヒンジ領域に結合している適合性構築物を発現させることができる。このようなスペーサを付加することにより、例えば、定常ドメインの調節エレメントが遊離且つ接触可能なままであること、又はヒンジ領域がフレキシブルなままであることを確実にすることができる。しかし、アミノ酸スペーサは、一部の態様において、免疫原性であり、構築物に対して不要な免疫応答を誘発することを証明できることに留意すべきである。従って、いくつかの態様では、構築物に付加する任意のスペーサは、修飾抗体の所望の生化学的特性を維持するために、比較的非免疫原性であるか、あるいは、完全に除外する場合もある。
全定常領域ドメインの欠失以外に、抗HER2結合分子は、数個又は1個のアミノ酸の部分的欠失若しくは置換によって取得することもできることも理解されよう。例えば、CH2ドメインの選択区域での1アミノ酸の突然変異だけで、Fc結合を実質的に低減し、これによって腫瘍局在化を高めるのに十分となり得る。さらに、上に簡潔に述べたように、開示の抗HER2結合分子の定常領域は、得られる構築物のプロフィールを増強する1つ又は複数のアミノ酸の突然変異若しくは置換によって修飾することもできる。これに関して、修飾抗体又はその抗原結合断片の立体配置及び免疫原性プロフィールを実質的に維持しながら、保存結合部位(例えば、Fc結合)によりもたらされる活性を妨害することが可能である。いくつかの態様は、望ましい特徴(例えば、エフェクター機能の低減若しくは増大)を増強するか、又はより多くの細胞毒若しくは炭水化物結合をもたらす目的で、定常領域に1つ又は複数のアミノ酸を付加することを含み得る。このような態様では、選択した定常領域ドメインから得られる特定の配列を挿入又は複製することもできる。
VIII.HER2結合分子をコードするポリヌクレオチド
いくつかの態様では、本開示は、HER2に特異的に結合する本明細書に開示の抗HER2結合分子をコードする核酸配列を含むポリヌクレオチドを提供する。例えば、本開示は、抗体又はその断片(例えば、39S抗体と同じエピトープに結合するか、又はそれに由来する分子)などの抗HER2結合分子をコードする核酸配列を含むポリヌクレオチドを提供する。本開示のポリヌクレオチドは、RNAの形態又はDNAの形態のいずれであってもよい。DNAは、cDNA、ゲノムDNA、及び合成DNAを含み;二本鎖又は一本鎖のいずれであってもよく、一本鎖の場合には、コード鎖又は非コード鎖(アンチセンス)鎖であってもよい。いくつかの態様では、DNAは、非天然組換え抗体を産生するために用いられるcDNAである。
いくつかの態様では、ポリヌクレオチドは単離される。いくつかの態様では、ポリヌクレオチドは、実質的に純粋である。いくつかの態様では、ポリヌクレオチドは、例えば、宿主細胞からポリペプチドの発現及び分泌を補助するポリヌクレオチド(天然若しくは異種のいずれか)に同じリーディングフレーム内で融合した成熟ポリペプチドのコード配列(例えば、細胞からのポリペプチドの輸送を制御するための分泌配列として機能するリーダ配列)を含む。リーダ配列を有するポリペプチドは、プレタンパク質であり、これは、宿主細胞により切断されて、成熟型のポリペプチドを形成するリーダ配列を有し得る。ポリヌクレオチドは、抗HER2結合分子プロタンパク質をコードすることもでき、これは、成熟タンパク質と追加の5’アミノ酸残基である。いくつかの態様では、ポリヌクレオチドは、特定の宿主細胞のためのコドン使用頻度を最適化するように改変される。
いくつかの態様では、ポリヌクレオチドは、成熟抗HER2結合分子のコード配列、例えば、同じリーディングフレーム内で異種マーカ配列に融合した抗HER2抗体又はその抗原結合断片を含み、これは、例えば、コードされたポリペプチドの精製を可能にする。例えば、マーカ配列は、細菌宿主の場合にマーカに融合した成熟ポリペプチドの精製を可能にするpQE−9ベクターにより供給されるヘキサ−ヒスチジン(His6)タグであってよい。別の態様では、マーカ配列は、哺乳動物宿主(例えば、COS−7細胞)が用いられる場合、例えば、インフルエンザヘマグルチニンタンパク質に由来するヘマグルチニン(HA)タグであってよい。
本開示はさらに、例えば、本開示の抗HER2結合分子のHER2結合断片、類似体、及び誘導体をコードする記載のポリヌクレオチドの変異体に関する。
ポリヌクレオチド変異体は、コード領域、非コード領域、又は両方に改変を含有してもよい。一部の態様では、ポリヌクレオチド変異体は、サイレント置換、付加、又は欠失を生成するが、コードされたポリペプチドの特性又は活性は変えない改変を含有する。一部の態様では、ヌクレオチド変異体は、遺伝子コードの変性に起因するサイレント置換によって生産される。多様な理由で、例えば、特定の宿主のコドン発現を最適化する(ヒトmRNA中のコドンを、大腸菌(E.coli)のような細菌宿主により優先されるものに変更する)ために、ポリヌクレオチド変異体を生産することができる。本明細書に記載するポリヌクレオチドを含むベクター及び細胞も提供される。
一部の態様では、抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片をコードするDNA配列は、化学的合成により、例えば、オリゴヌクレオチド合成装置を用いて、構築することができる。このようなオリゴヌクレオチドは、所望のポリペプチドのアミノ酸配列に基づき、且つ、目的の組換えポリペプチドが産生される宿主細胞において好都合のコドンを選択することにより、設計することができる。標準的方法を適用して、目的の単離ポリペプチドをコードする単離ポリヌクレオチド配列を合成することができる。例えば、完全なアミノ酸配列を用いて、逆翻訳された遺伝子を構築することができる。さらに、特定の単離ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含有するDNAオリゴマーを合成することができる。例えば、所望のポリペプチドの部分をコードするいくつかの小オリゴヌクレオチドを合成した後、連結することができる。個別のオリゴヌクレオチドは、典型的に、相補的アセンブリのために、5’又は3’突出部を含有する。
いったんアセンブリングされたら(合成、部位指定突然変異誘発又は別の方法により)、目的とする特定の単離ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列を発現ベクターに挿入し、所望の宿主でのタンパク質の発現に適切な発現制御配列に作動可能に連結させる。適正なアセンブリは、例えば、ヌクレオチド配列決定、制限マッピング、及び好適な宿主における生物活性ポリペプチドの発現によって確認することができる。当該技術分野では公知のように、宿主におけるトランスフェクト遺伝子の高い発現レベルを達成するために、選択した発現宿主において機能性の転写及び翻訳発現制御配列に遺伝子を作動可能に連結しなければならない。
いくつかの態様では、組換え発現ベクターを用いて、抗HER2結合分子をコードするDNAを増幅及び発現することができる。組換え発現ベクターは、複製可能なDNA構築物であり、これは、哺乳動物、微生物、ウイルス若しくは昆虫遺伝子に由来する好適な転写又は翻訳調節エレメントに作動可能に連結した抗HER2抗体又はその抗原結合断片のポリペプチド鎖をコードする、合成又はcDNA由来のDNA断片を有する。転写ユニットは、概して、以下のものを含む:(1)遺伝子発現において調節の役割を有する1つ又は複数の遺伝子エレメント、例えば、転写促進因子又はエンハンサー、(2)mRNAに転写されて、タンパク質に翻訳される構造又はコード配列、並びに(3)以下に詳述する適切な転写及び翻訳開始並びに終結配列。こうした調節エレメントは、転写を制御するためのオペレータ配列を含んでよい。
通常、複製起点により付与される、宿主において複製する能力、及び形質転換体の認識を促進する選択遺伝子をさらに組み込むことができる。DNA領域は、それらが互いに機能的に関連しているとき、作動可能に連結される。例えば、シグナルペプチド(分泌リーダ)のDNAは、それが、ポリペプチドの分泌に参加する前駆体として発現されれば、ポリペプチドのDNAに作動可能に連結されており;プロモータは、それが、配列の転写を制御すれば、コード配列に作動可能に連結されており;又は、リボソーム結合部位は、それが、翻訳を可能にするように配置されていれば、コード配列に作動可能に連結されている。酵母発現系での使用が意図される構造エレメントは、宿主細胞による翻訳タンパク質の細胞外分泌を可能にするリーダ配列を含む。あるいは、組換えタンパク質が、リーダ又は輸送配列なしで発現される場合、これは、N末端メチオニン残基を含み得る。続いて、任意選択で、発現された組換えタンパク質から上記の残基を切断して、最終生成物を取得することができる。
発現制御配列及び発現ベクターの選択は、宿主の選択に左右される。多種多様な発現宿主/ベクターの組み合わせを使用することができる。真核生物宿主に有用な発現ベクターとして、例えば、SV40、ウシパピローマウイルス、アデノウイルス及びサイトメガロウイルスからの発現制御配列を含むベクターが挙げられる。細菌宿主に有用な発現ベクターとしては、公知の細菌プラスミドがあり、例えば、pCR1、pBR322、pMB9などの大腸菌(E.coli)由来のプラスミド及びそれらの誘導体、より広範な宿主プラスミド、例えば、M13及び繊維状一本鎖DNAファージが挙げられる。
抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片の発現に好適な宿主細胞としては、適切なプロモータの制御下での原核生物、酵母、昆虫又は高等真核生物が挙げられる。原核生物は、グラム陰性若しくはグラム陽性生物、例えば、大腸菌(E.coli)又はバチルス属(bacilli)が挙げられる。高等真核生物細胞としては、以下に記載する哺乳動物由来の樹立細胞株が挙げられる。また、無細胞翻訳系を使用することもできる。細菌、真菌、酵母、及び哺乳動物細胞宿主での使用に適したクローニング及び発現ベクターは、Pouwels et al.(Cloning Vectors:A Laboratory Manual,Elsevier,N.Y.,1985)により記載されており、その関連開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
抗体生産を含むタンパク質生産方法に関するさらなる情報は、例えば、以下:米国特許出願公開第2008/0187954号明細書、米国特許第6,413,746号明細書及び同第6,660,501号明細書、並びに国際公開第04009823号パンフレットにみいだすことができ、これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
様々な哺乳動物又は昆虫細胞培養系も、組換え抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片を発現するために、有利に用いることができる。哺乳動物細胞における組換えタンパク質の発現は、こうしたタンパク質が、概して、正しくフォールディングされ、適切に修飾され、かつ完全に機能性であるため、実施することができる。好適な哺乳動物宿主細胞株の例として、HEK−293及びHEK−293T、Gluzman(Cell 23:175,1981)により記載されているサル腎細胞のCOS−7株、並びに他の細胞株、例えば、L細胞、C127、3T3、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)、NSO、ヒーラ、及びBHK細胞株が挙げられる。哺乳動物発現ベクターは、非転写エレメント、例えば、複製起点、発現しようとする遺伝子に連結された好適なプロモータ及びエンハンサー、並びに他の5’若しくは3’フランキング非転写配列、並びに5’若しくは3’非翻訳配列、例えば、必要なリボソーム結合部位、ポリアデニル化部位、スプライスドナー及びアクセプター部位、並びに転写終結配列を含み得る。昆虫細胞における異種タンパク質の生産のためのバキュロウイルス(Baculovirus)系については、Luckow&Summers,BioTechnology 6:47(1988)に論じられている。
形質転換宿主により産生された抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片は、任意の好適な方法により精製することができる。このような標準的方法として、例えば、クロマトグラフィー(例:イオン交換、アフィニティ及びサイジングカラムクロマトグラフィー)、遠心分離、溶解度差、又はタンパク質精製のための他のあらゆる標準的方法が挙げられる。アフィニティタグ、例えば、ヘキサヒスチジン、マルトース結合ドメイン、インフルエンザコート配列、グルタチオン−S−トランスフェラーゼなどをタンパク質に結合することにより、適切なアフィニティカラムの通過による容易な精製を可能にすることができる。単離したタンパク質は、例えば、タンパク質分解、核磁気共鳴又はX線結晶学を用いて、物理的に特性決定することもできる。
例えば、組換えタンパク質を培地中に分泌する系からの上澄みを、最初に、市販のタンパク質濃縮フィルター、例えば、AMICON(登録商標)又はMillipore PELLICON(登録商標)限外濾過ユニットを用いて濃縮することができる。濃縮ステップ後に、濃縮物を好適な精製マトリックスに適用することができる。あるいは、アニオン交換樹脂、例えば、ペンダントジエチルアミノエチル(DEAE)基を有するマトリックス又は基質を使用することもできる。マトリックスは、タンパク質精製において一般に使用されるアクリルアミド、アガロース、デキストラン、セルロース又はその他のタイプであってよい。これに代わり、カチオン交換ステップを使用することもできる。
好適なカチオン交換体には、スルホプロリル又はカルボキシメチル基を含む様々な不溶性マトリックスがある。最後に、疎水性RP−HPLC媒体、例えば、ペンダントメチル又は他の脂肪族基を有するシリカゲルを用いた1つ又は複数の逆相高性能液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)ステップを使用して、HER2結合分子をさらに精製することができる。また、以上の精製ステップの一部又は全部を様々な組み合わせで使用して、均質な組換えタンパク質を取得することもできる。
細菌培養物中に産生された組換え抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片は、例えば、細胞ペレットからの最初の抽出後、1回又は複数回の濃縮、塩析、水性イオン交換又はサイズ排除クロマトグラフィーステップによって単離することができる。最終精製ステップのために、高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)を使用することができる。組換えタンパク質の発現に用いる微生物細胞は、任意の好都合な方法(凍結−解凍サイクル、超音波処理、機械的破砕、又は細胞溶解剤の使用など)により、破砕することができる。
また、抗体及び他のタンパク質を精製ための当該技術分野で公知の方法には、例えば、米国特許出願公開第20080312425号明細書、同第20080177048号明細書、及び同第20090187005号明細書に記載されているものも含まれ、これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
IX.治療用抗HER2結合分子を用いた治療方法
本開示は、HER2発現又はHER2発現細胞に関連する疾患を有する患者を治療するために、抗HER2結合分子、例えば、抗体、その抗原結合断片、変異体、及び誘導体などの使用を伴う方法も提供する。
「HER2発現細胞」とは、HER2タンパク質を発現する細胞を意味する。細胞中のHER2発現を検出及び/又は定量する方法は、当該技術分野では公知であり、限定はしないが、PCR技術、免疫組織化学(例えば、HERCEPTEST(商標))、フローサイトメトリー、ウェスタンブロット、ELISAなどが挙げられる。一部の態様では、本明細書に開示する方法は、癌細胞が低レベルでHER2を発現する場合の治療及び診断方法に適用される。
本明細書に開示する抗HER2結合分子を用いた、様々な疾患及び障害の診断及び治療方法は、抗HER2抗体(例えば、39S抗体、変異体、誘導体、及びHER2結合断片;本開示の二重特異性抗HER2分子;並びに本開示のADC分子)を指し、これは、本開示の抗HER2結合分子の所望の特性、例えば、HER2に特異的に結合して、HER2活性を中和することができる特性を保持している。
一部の態様では、抗HER2結合分子は、ヒトADCCを媒介するヒト若しくはヒト化抗HER2結合分子であるか;又はADCCを媒介する既知抗HER2抗体を含むか;又はADCCを媒介するように操作された抗HER2結合分子を含む。
一部の態様では、抗HER2結合分子は、ヒトADCCを媒介しないヒト若しくはヒト化抗HER2結合分子であるか;又はADCCを媒介しない既知抗HER2抗体を含むか;又はADCCを媒介しないように操作された抗HER2結合分子を含む。
一部の態様では、治療は、抗HER2結合分子、例えば、本開示の抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体の被験者又は患者への適用若しくは投与、あるいは、被験者又は患者由来の単離組織若しくは細胞に対する抗HER2結合分子の適用若しくは投与を含み、ここで、被験者又は患者は、疾患、疾患の症状、又は疾患に対する素因を有する。別の態様では、抗HER2結合分子、例えば、本開示の抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体を含む医薬組成物の被験者又は患者への適用若しくは投与、あるいは、被験者又は患者由来の単離組織若しくは細胞に対する、抗HER2結合分子を含む医薬組成物の適用若しくは投与を含み、被験者又は患者は、疾患、疾患の症状、又は疾患に対する素因を有する。
抗HER2結合分子、例えば、本開示の抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体は、様々な癌の治療に有用である。一態様では、本開示は、薬剤としての使用、特に、癌の治療又は予防での使用のための抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体に関する。癌の例として、限定はしないが、乳癌、結腸癌、肺癌、胃癌、頭部及び頚部扁平上皮癌、黒色腫、膵臓癌、又は前立腺癌が挙げられる。一部の特定の態様では、癌は、例えば、HERCEPTEST(商標)により決定される、低レベルのHER2を発現する。
本開示の方法に従い、少なくとも1つの抗HER2結合分子、例えば、本明細書の他所で定義する抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体を用いて、癌に対する正の治療応答を促進する。癌に関して「正の治療応答」とは、これらの抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体の活性に関連する疾患の改善、及び/又は疾患に関連する症状の改善を指す。
例えば、疾患の改善は、完全な応答として特徴付けることができる。用語「完全な応答」は、いずれかの以前の試験結果の正常化を伴う、臨床的に検出可能な疾患の非存在を指す。あるいは、疾患の改善は、部分的応答として分類することもできる。「正の治療応答」は、本開示の抗HER2結合分子を投与した結果としての、癌の進行及び/又は持続期間の低減若しくは阻害、癌の重症度の軽減若しくは緩和、及び/又は1つ又は複数の症状の緩和を包含する。
特定の態様では、上記の用語は、本開示の抗HER2結合分子の投与後の1つ、2つ又は3つ以上の結果:
(1)癌細胞集団の安定化、低減若しくは排除;
(2)癌増殖の安定化又は低減;
(3)癌形成の障害;
(4)原発性、局所及び/若しくは転移性癌の根絶、除去、又は制御;
(5)死亡率の低下;
(6)無疾患、無再発、及び/又は全生存、生存期間、若しくは生存率の増大;
(7)応答速度、応答の持続性、応答するか、又は寛解期にある患者の数の増加;
(8)入院率の減少;
(9)入院期間の減少;
(10)癌のサイズ(例えば、体積)が維持され、増加しないか、又は増加が、10%未満、好ましくは5%未満、好ましくは5%未満、好ましくは2%未満である;並びに
(11)寛解期にある患者の数の増加。
(12)他の場合に癌の治療に必要となるアジュバント療法薬(例えば、化学療法薬又はホルモン療法薬)の数の減少
を指す。
臨床的応答は、スクリーニング技術、例えば、PET、磁気共鳴イメージング(MRI)スキャン、X線撮影法、コンピュータ断層撮影(CT)スキャン、フローサイトメトリー又は蛍光活性化細胞選別(FACS)分析、組織学、肉眼所見、及び血液化学を用いて評価することができ、ELISA、RIA、クロマトグラフィーなどにより検出可能な変化を含むがこれらに限定されない。これらの正の治療応答以外にも、抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体による治療を受けている被験者は、疾患に関連する症状の改善の有益な効果を経験し得る。
抗HER2結合分子、例えば、本開示の抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体は、任意の公知の癌治療薬と組み合わせて使用することができ、このような治療薬は、癌、例えば、結腸癌、肺癌、胃癌、頭部及び頚部扁平上皮細胞癌、及び乳癌の治療に有用であることがわかっているか、又はそれに用いられてきた、若しくは現在使用されている薬剤又は薬剤の組み合わせを含む。医薬併用製剤又は投与レジメンの第2薬剤若しくは薬剤の組み合わせは、好ましくは、これらが互いに有害に作用しないように、本開示の抗HER2結合分子に対して相補的活性を有する。
抗癌剤は、癌増殖などの悪性疾患を治療するために用いられる薬物を含む。薬物療法は、単独で、又は手術若しくは放射線療法などの他の治療と組み合わせて用いることができる。癌治療では、関連する臓器の種類に応じて、いくつかのクラスの薬物を用いることができる。例えば、乳癌は、一般に、エストロゲンによって刺激されることから、性ホルモンを不活性化する薬物で治療することができる。同様に、前立腺癌も、男性ホルモンであるアンドロゲンを不活性化する薬物で治療することができる。
本開示の特定の方法で使用される抗癌剤として、中でも、抗体(例えば、IGF−1Rに結合する抗体、EGFRに結合する抗体、HER2又はHER3に結合する抗体)、IGF1Rをターゲティングする小分子、EGFRをターゲティングする小分子、抗代謝物質、アルキル化剤、トポイソメラーゼ阻害剤、微小管ターゲティング剤、キナーゼ阻害剤、タンパク質合成阻害剤、免疫治療薬、ホルモン治療薬、グルココルチコイド、アロマターゼ阻害剤、mTOR阻害剤、化学療法薬、タンパク質キナーゼB阻害剤、ホスファチジルイノシトール3−キナーゼ(PI3K)阻害剤、シクリン依存性キナーゼ(CDK)阻害剤、RLr9、CD289、酵素阻害剤、抗TRAIL、MEK阻害剤などが挙げられる。
特定の態様では、本明細書に開示する抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片は、表皮増殖因子受容体(EGFR)をターゲティングする他の抗体又は抗体断片、例えば、Erbitux(登録商標)(セツキシマブ)又はパニツムマブ(VECTIBIX(登録商標))と組み合わせて投与することができる。
別の態様では、本明細書に開示する抗HER2結合分子は、キナーゼ阻害剤、例えば、チロシンキナーゼ阻害剤と組み合わせて投与することができる。一部の他の態様では、本明細書に開示する抗HER2結合分子は、EGFR及び/又はHER2/neuに関連するチロシンキナーゼ活性の阻害剤、例えば、ラパチニブと組み合わせて投与することができる。一部の態様では、本開示の抗HER2結合分子は、抗有糸分裂剤と組み合わせて投与することができる。一部の特定の態様では、本開示の抗HER2結合分子は、紡錘体微小管集合体を安定化する薬剤、例えば、パクリタキセル又はドセタキセルと組み合わせて投与することができる。
併用療法が、別の治療薬の投与と組み合わせた抗HER2結合分子の投与を含む場合、本開示の方法は、個別の製剤又は単一の医薬製剤を用いた同時投与、並びにいずれかの順序での連続的投与を包含する。一部の態様では、本明細書に開示する抗HER2結合分子は、他の薬物と組み合わせて投与し、この場合、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体及び治療薬は、いずれの順序で連続的に、又は同時に(すなわち、一緒に、又は同じ時間枠内で)投与することができる。
併用療法は、「相乗効果」をもたらすことができ、「相乗的である」、すなわち、活性成分を一緒に用いて達成される効果は、化合物を個別に用いて得られる効果の総和より大きいことが証明されている。相乗効果は、活性成分を(1)同時製剤化して、単位用量併用製剤として同時に投与又は送達するとき;(2)個別の薬剤として交互に、又は同時に送達するとき;又は(3)特定の他のレジメンにより投与するとき、達成される。交互療法で送達する場合、例えば、個別の注射器での複数回の注射により、化合物を順次投与又は送達するとき、相乗効果を達成することができる。一般に、交互療法では、有効用量の各成分を順次、すなわち連続的に投与するが、併用療法の場合には、有効用量の2種以上の活性成分を一緒に投与する。
一部の態様では、抗HER2結合分子、例えば、本開示の抗HER2抗体又はその抗原結合断片は、増殖因子受容体(EGFR)阻害剤と組み合わせて、相乗的組み合わせで投与することができる。一部の態様では、EGFR阻害剤は、抗体である。特定の態様では、ERBITUX(登録商標)(セツキシマブ)又はVECTIBIX(登録商標)(パニツムマブ)である。特定の態様では、本開示の抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片は、EGFR及び/又はHER2/neuに関連するチロシンキナーゼ活性の阻害剤、例えば、ラパチニブとの相乗的組み合わせで投与することができる。一部の態様では、本開示の抗HER2結合分子は、抗有糸分裂剤との相乗的組み合わせで投与することができる。一部の特定の態様では、抗有糸分裂剤は、紡錘体微小管集合体を安定化する。一部の特定の態様では、抗有糸分裂剤は、パクリタキセル又はドセタキセルである。
別の態様は、臨床試験手順の一部としての組織中のタンパク質レベルの診断モニタリングを目的とする、例えば、所与の治療レジメンの効果を決定するための、本開示の抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体の使用である。例えば、検出は、検出可能な物質に抗体をカップリングさせることによって促進することができる。検出可能な物質の例として、様々な酵素、補欠分子族(prosthetic group)、蛍光材料、発光材料、生物発光材料、及び放射性材料が挙げられる。好適な酵素の例として、セイヨウワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、βガラクトシダーゼ、又はアセチルコリンエステラーゼが挙げられ;好適な補欠分子族複合体の例としては、ストレプトアビジン/ビオチン及びアビジン/ビオチンが挙げられ;好適な蛍光材料としては、ウンベリフェロン、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、ジクロロトリアジニルアミンフルオレセイン、ダンシルクロリド、又はフィコエリスリンが挙げられ;発光材料の例としては、ルミノールが挙げられ;生物発光材料の例としては、ルシフェラーゼ、ルシフェリン、及びイクオリンが挙げられ;並びに、好適な放射性材料の例として、125I、131I、35S、又は3Hが挙げられる。
別の態様は、HER2ターゲティング治療薬、例えば、トラスツズマブなどのHER2のドメインIV内のエピトープをターゲティングする抗体に対して耐性の癌患者を治療するための、本開示の抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体の使用である。一部の態様では、治療薬は、トラスツズマブと同じエピトープをターゲティングする部分と、細胞傷害性部分とを含む。一部の態様では、このような細胞傷害性部分は、メイタンシノイドである。一部の特定の態様では、メイタンシノイドは、DM−1である。
一部の態様では、本明細書に開示する治療方法は、抗HER2抗体である抗HER2結合分子の投与を含み、抗HER2抗体は、重鎖(HC)可変領域(VH)と、軽鎖(LC)可変領域(VL)を含み、これらは、以下:
(i)配列番号1と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号1と同一である可変重鎖CDR−1(VH−CDR1)配列;
(ii)配列番号2と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号2と同一である可変重鎖CDR−2(VH−CDR2)配列;
(iii)配列番号3と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号3と同一である可変重鎖CDR−3(VH−CDR3)配列;
(iv)配列番号4と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一である可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1)配列;
(v)配列番号5と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一である可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2)配列;及び
(vi)配列番号6と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一である可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)配列
を含む。
一部の態様では、本明細書に開示する治療方法は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含む二重抗HER2抗体である抗HER2結合分子の投与を含み、ここで、(i)第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2抗体結合部位に特異的に結合し、(ii)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2のドメインII内にエピトープを含む第1HER2抗体結合部位に結合し、(iii)第1HER2抗体結合部位は、ペルツズマブの抗体結合部位とは異なる。
一部の態様では、本明細書に開示する治療方法は、第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含む二重抗HER2抗体である抗HER2結合分子の投与を含み、ここで、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、重鎖(HC)可変領域(VH)と、軽鎖(LC)可変領域(VL)を含み、これらは、以下:
(i)配列番号1と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号1と同一である可変重鎖CDR−1(VH−CDR1)配列;
(ii)配列番号2と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号2と同一である可変重鎖CDR−2(VH−CDR2)配列;
(iii)配列番号3と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号3と同一である可変重鎖CDR−3(VH−CDR3)配列;
(iv)配列番号4と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一である可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1)配列;
(v)配列番号5と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一である可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2)配列;及び
(vi)配列番号6と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一である可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)配列
を含む。
一部の態様では、抗HER2結合分子の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、配列番号43のアミノ酸配列を含むVHと、配列番号44のアミノ酸配列とを含む免疫グロブリン抗原結合ドメインのFW領域とは異なる少なくとも1つの異種可変ドメインフレームワーク領域(FW)を含む。一部の態様では、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、以下:
(i)配列番号11のアミノ酸を含む可変軽鎖フレームワーク1(VL−FW1);
(ii)配列番号12のアミノ酸を含むVL−FW2;
(iii)配列番号13のアミノ酸を含むVL−FW3;
(iv)配列番号14のアミノ酸を含むVL−FW4;又は
(vi)これらの任意の組み合わせ
を含む。
一部の態様では、抗HER2結合分子の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、VH及びVLを含み、ここで、VHは、配列番号15又は43のアミノ酸を含み;第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。一部の態様では、抗HER2結合分子の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、VH及びVLを含み、ここで、VLは、配列番号16又は44のアミノ酸を含み;第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2エピトープに特異的に結合する。一部の態様では、抗HER2結合分子の第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、VH及びVLを含み、ここで、VHは、配列番号15のアミノ酸を含み;VLは、配列番号16のアミノ酸を含む。
一部の態様では、抗HER2結合分子の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、(a)トラスツズマブと同じHER2エピトープに特異的に結合し;及び/又は(b)トラスツズマブ抗体によるHER2との結合を競合的に阻害し;及び/又は(c)配列番号54〜59のいずれか1つのアミノ酸を含む、少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、又は少なくとも6つの相補性決定領域(CDR)を含む。一部の態様では、抗HER2結合分子の第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、以下:(i)配列番号54のアミノ酸を含むVH−CDR1;(ii)配列番号55のアミノ酸を含むVH−CDR2;(iii)配列番号56のアミノ酸を含むVH−CDR3;(iv)配列番号57のアミノ酸を含むVL−CDR1;(v)配列番号58のアミノ酸を含むVL−CDR2;並びに(vi)配列番号59のアミノ酸を含むVL−CDR3を含む。
別の態様では、本明細書に開示する治療方法は、二重特異性抗HER2抗体を含むADCである抗HER2結合分子の投与を含み、ここで、前記抗体は、以下を含む:
(i)配列番号32Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位のシステインアミノ酸に共有結合した治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(ii)配列番号33Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分(例えば、2つのツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iii)配列番号36Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位のシステインアミノ酸に共有結合した治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iv)配列番号37Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分(例えば、2つのツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(v)配列番号40Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位のシステインアミノ酸に共有結合した治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iv)配列番号41Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分(例えば、2つのツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。
他の態様では、本明細書に開示する治療方法は、二重抗HER2抗体を含むADCである抗HER2結合分子の投与を含み、ここで、前記抗体は、以下を含む:
(i)配列番号32Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸に共有結合した治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(ii)配列番号3C3のアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸及び442位に位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分(例えば、2つのツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iii)配列番号36Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸に共有結合した治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iv)配列番号37Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸及び442位に位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分(例えば、2つのツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(v)配列番号40Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸に共有結合した治療部分(例えば、ツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(vi)配列番号67のアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸及び442位に位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分(例えば、2つのツブリシン1508分子)を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。
X.医薬組成物及び投与方法
抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)を調製し、それが必要な被験者に投与する方法は、当業者には公知であるか、当業者によって容易に決定される。抗HER2結合分子、例えば、抗体、又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)の投与経路は、例えば、例えば、経口、非経口、吸入又は局所投与によるものであってよい。本明細書で用いる非経口という用語は、例えば、静脈内、動脈内、腹腔内、筋肉内、皮下、直腸、又は膣投与を含む。しかし、本明細書での教示内容と適合可能な他の方法において、本開示の抗HER2結合分子、例えば、抗体、又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)は、有害な細胞集団の部位に直接投与し、これにより、治療薬に対する疾患組織の曝露を高めることができる。
本明細書で論じる場合、本開示の抗HER2結合分子、例えば、抗体、又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)は、特定のタイプの癌などのHER2発現細胞媒介性疾患のin vivo治療のために薬学的に有効な量で投与することができる。医薬組成物は、例えば、水、イオン交換体、タンパク質、バッファー物質、及び塩など、薬学的に許容される担体を含み得る。また、防腐剤及び他の添加剤も存在し得る。担体は、溶媒又は分散媒であってよい。本明細書に開示する治療方法での使用に好適な製剤については、Remington’s Pharmaceutical Sciences(Mack Publishing Co.)16th ed.(1980)に記載されている。
いずれの場合でも、適切な溶媒中に必要量の活性化合物(例えば、単独又は他の活性薬剤と組み合わせた、抗HER2抗体、又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体、例えば、Bs2−4TなどのADC)を組み込んだ後、濾過滅菌により無菌注射液を調製することができる。さらに、調製物をパッケージングし、キットの形態で販売することもできる。こうした製品は、関連組成物が、疾患又は障害に罹患した、若しくは罹患しやすい被験者を治療する上で有用であることを示すラベル又はパッケージ挿入片を含んでもよい。
非経口製剤は、単回ボーラス用量、注入物、又は投与ボーラス用量とそれに続く維持用量であってよい。これらの組成物は、特定の定若しくは変動間隔で、例えば、1日1回、又は「必要に応じて」投与することができる。
組成物は、単回用量、複数回用量として、又は既定の注入期間にわたって投与することができる。投与レジメンはまた、最適な望ましい応答(例えば、治療若しくは予防応答)をもたらすように調節することができる。
HER2発現細胞媒介性疾患、例えば、結腸癌、肺癌、胃癌、頭部及び頚部扁平上皮癌、黒色腫、膵臓癌、前立腺癌、及び乳癌を含む特定のタイプの癌の治療のための本開示の組成物の治療有効量は、多くの様々な要因、例えば、投与手段、標的部位、患者の生理学的状態、患者がヒト又は動物のいずれであるか、投与される他の薬剤、並びに処置が予防又は治療のいずれであるかに応じて変動する。一部の特定の態様では、癌は、例えば、HERCEPTEST(商標)を用いて決定される、低レベルのHER2を発現する。通常、患者はヒトであるが、トランスジェニック哺乳動物を含む非ヒト哺乳動物も治療することができる。安定性及び効力を最適化するために、当業者には周知の常用的方法を用いて、治療用量を滴定することができる。
投与しようとする少なくとも1つの抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)の量は、過度の実験を行うことなく、当業者が容易に決定することができる。少なくとも1つの抗HER2結合分子、例えば、抗体、又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)の投与方法及びそれぞれの量に影響を与える要因として、限定はしないが、疾患の重症度、病歴、治療を受けている個体の年齢、身長、体重、健康状態、及び体調が挙げられる。同様に、投与しようとする抗HER2結合分子、例えば、抗体、又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)の量は、投与方法、及び被験者が、単回用量又は複数回用量のいずれで薬剤を受けるかに応じて変わり得る。
本開示はまた、1タイプの癌、例えば、乳癌、結腸癌、肺癌、胃癌、頭部及び頚部扁平上皮癌、黒色腫、膵臓癌、及び前立腺癌を治療するための薬剤の製造における抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)の使用も提供する。一部の特定の態様では、癌は、例えば、HERCEPTEST(商標)を用いて決定される、低レベルのHER2を発現する。
本開示はさらに、1タイプの癌を治療する目的で、被験者を治療するための薬剤の製造における抗HER2結合分子、例えば、本開示の抗体、又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体の使用も提供する。一部の特定の態様では、癌は、例えば、HERCEPTEST(商標)を用いて決定される、低レベルのHER2を発現する。いくつかの態様では、薬剤は、少なくとも1つの他の療法で前処置された被験者に用いられる。
「前処置された」又は「前処置」とは、抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)を含む薬剤を受ける前に、被験者が1つ又は複数の他の療法を受けた(例えば、少なくとも1つの他の抗癌療法で治療された)ことを意味する。被験者が、以前の療法(1つ又は複数)による前処置に対しての応答者である必要はない。そのため、抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)を含む薬剤を受ける被験者は、以前の療法による前処置、又は前処置が複数の療法を含む場合、以前の療法の1つ又は複数に対して応答した、あまり応答しなかったか、あるいは応答しなかった可能性がある。従って、本開示は、他の療法(例えば、T−DM1などの抗体又はADCによる治療)に対する低応答者又は不応答者である患者を治療する方法を提供し、この方法は、本明細書に開示する抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)を投与するステップを含む。また、癌治療法(例えば、T−DM1などの抗体又はADCによる治療)に対する耐性を予防する方法も提供され、この方法は、本明細書に開示する抗HER2結合分子、例えば、抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)を投与するステップを含む。
患者が以前HER2阻害剤で治療されたことがある場合でも、当業者は、HER2阻害剤による治療後に応答を全く示さないかどうかを決定することができる。例えば、阻害剤に対する不応答は、癌による障害の増大、例えば、癌/腫瘍の増殖増大及び/又は腫瘍のサイズ増大、転移の形成(の増大)又は転移の数若しくはサイズの増大に表され得る。不応答はまた、例えば、ネオアジュバント療法の場合、腫瘍又は転移の発生、例えば、腫瘍の切除後、疾患進行までの時間の短縮化、又は腫瘍及び/若しくは転移のサイズの増大でもあり得る。これらのパラメータ又は当該技術分野で公知の他のパラメータに基づき、ペルツズマブ、トラスツズマブ、又はT−DM1などのHER2阻害剤による治療に応答しない患者群を識別することができる。次に、こうした患者群を、本明細書に開示する抗HER2結合分子、例えば、本開示の抗体、又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)で治療することができる。
本開示はさらに、例えば、別の療法に対して低応答者又は不応答者である患者を治療する方法も提供する。本明細書で用いる用語「不応答者」は、HER2阻害剤(例えば、ペルツズマブ、トラスツズマブ、又はT−DM1など)を用いた治療に応答し難い個体/患者/被験者を指すことができる。本明細書で用いる「応答し難い」とは、HER2阻害剤による治療を受ける患者において病理学的完全奏効が起こる可能性が低いことを指す。一部の態様では、患者は、初め良好な応答者であり、HER2阻害剤(例えば、ペルツズマブ、トラスツズマブ、又はT−DM1など)を用いた治療の過程で、HER2阻害剤に対する耐性が発生して、治療に対する低応答又は不応答を招く場合もある。
本明細書で用いる用語「良好な応答者」は、HER2阻害剤(例えば、ペルツズマブ、トラスツズマブ、又はT−DM1など)を用いた治療中、又は治療後に、例えば、連続的イメージング試験に基づき、その腫瘍が増殖、転移、転移の数若しくはサイズの増大などを呈示しない個体、所定の期間(例えば、最初の診断から約1年)にわたって、腫瘍増殖、転移、転移の数若しくはサイズの増大などを経験しない個体、及び/又は特定の寿命(例えば、最初の診断から約2年以上)を経験する個体を指す。
本明細書で用いる用語「低応答者」は、例えば、HER2阻害剤(例えば、ペルツズマブ、トラスツズマブ、又はT−DM1など)を用いた標準的治療中、又は治療直後に、その腫瘍が増殖若しくは転移する個体、又は腫瘍に起因する有害な臨床作用を経験する個体を指す。
被験者が「不応答者」、「低応答者」である、又は「応答し難い」(例えば、癌細胞における特定のバイオマーカの存在に基づき)場合、被験者は、本明細書に開示する抗HER2結合分子、例えば、本開示の抗体、又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)で治療することができる。
本開示はまた、抗HER2結合分子、例えば、本開示の抗体、又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)と、少なくとも1つの他の療法の共投与も提供する。抗HER2結合分子と少なくとも1つの他の療法は、単一の組成物中に一緒に共投与するか、又は個別の組成物として、同時又は重複する時点で一緒に共投与することができる。一部の態様では、抗HER2結合分子、例えば、本開示の抗体、又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)は、アジュバント療法として用いることができる。
本開示はさらに、癌を治療する目的で、被験者を治療するための薬剤の製造における抗HER2結合分子、例えば、本開示の抗体、又はその抗原結合断片、変異体、若しくは誘導体(例えば、Bs2−4TなどのADC)の使用も提供し、この場合、被験者が少なくとも1つの他の療法で治療される前に、抗HER2結合分子を投与する。
XI.診断
本開示は、さらに、HER2発現細胞媒介性疾患、例えば、結腸癌、肺癌、胃癌、頭部及び頚部扁平上皮癌、黒色腫、膵臓癌、前立腺癌、及び乳癌を含む特定のタイプの癌の診断の際に有用な診断方法も提供し、この方法は、個体からの組織若しくは他の細胞又は体液中のHER2タンパク質又は転写物の発現レベルを測定し、測定した発現レベルを、正常な組織若しくは体液中の標準的HER2発現レベルと比較するステップを含み、ここで、標準と比較した発現レベルが障害を示す。
本開示の抗HER2結合分子並びにその抗原結合断片、変異体、及び誘導体は、当業者には周知の古典的免疫組織学的方法(例えば、Jalkanen,et al.,J.Cell.Biol.101:976−985(1985);Jalkanen et al.,J.Cell Biol.105:3087−3096(1987)を参照)を用いて、生体サンプル中のHER2タンパク質レベルをアッセイするために使用することができる。HER2タンパク質発現を検出するのに有用な他の抗体ベースの方法としては、酵素結合イムノソルベントアッセイ(ELISA)、免疫沈降、又はウェスタンブロッティングなどの免疫検定が挙げられる。好適なアッセイについては、本明細書の他所でさらに詳しく説明する。
「HER2ポリペプチドの発現レベルをアッセイする(こと)」とは、直接(例えば、絶対タンパク質レベルを測定又は評価する)、又は相対的(例えば、第2生体サンプル中の疾患関連ポリペプチドレベルと比較する)のいずれかにより、第1生体サンプル中のHER2ポリペプチドのレベルを定性若しくは定量的に測定する、又は評価することを意味する。第1生体サンプル中のHER2ポリペプチド発現のレベルを測定又は評価した後、標準HER2ポリペプチドレベルと比較することができ、ここで、標準は、障害のない個体から採取した第2生体サンプルから取得するか、又は障害のない個体の集団から得たレベルを平均することによって決定される。当該技術分野では理解されるように、いったん「標準」HER2ポリペプチドレベルがわかったら、これを比較のための標準として繰り返し使用することができる。
「生体サンプル」とは、個体、細胞株、組織培養物、又はHER2を発現する可能性のある細胞の他のソースから得られるいずれかの生体サンプルを意味する。哺乳動物から組織生検及び体液を採取する方法は、当該技術分野では公知である。
XII.抗HER2結合分子を含むキット
本開示はさらに、本明細書に記載する方法を実施するのに用いることができる本明細書に開示する抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片を含むキットも提供する。特定の態様では、キットは、1つ又は複数の容器中に少なくとも1つの精製済抗HER2結合分子又はその抗原結合断片を含む。一部の態様では、キットは、検出アッセイを実施するのに必要な、及び/又は十分な成分の全てを含み、これには、全ての対照、アッセイを実施するための指示、並びに分析及び結果の表示に必要な任意のソフトウェアが含まれる。当業者であれば、本明細書に開示する抗HER2結合分子、例えば、抗HER2抗体又はその抗原結合断片を、当該技術分野では公知の既定のキットフォーマットの1つに容易に組み込むことができることを容易に認識されよう。
XIII.免疫アッセイ
抗HER2結合分子、例えば、本開示の分子の抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくはその誘導体は、当該技術分野では公知の任意の方法により、免疫特異的結合についてアッセイすることができる。用いることができる免疫アッセイは、限定はしないが、いくつか挙げると、ウェスタンブロットなどの技術を用いた競合及び非競合的アッセイ系、放射性免疫検定、ELISA(酵素結合イムノソルベントアッセイ)、「サンドイッチ」免疫検定、免疫沈降アッセイ、沈降素反応、ゲル拡散沈降素反応、免疫拡散アッセイ、凝集アッセイ、補体固定アッセイ、免疫放射定量測定、蛍光免疫法、プロテインA免疫法がある。このようなアッセイは、常用的であり、当該技術分野では公知である(例えば、Ausubel et al.,eds,(1994)Current Protocols in Molecular Biology(John Wiley&Sons,Inc.,NY)Vol.1を参照のこと;これは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)。
本明細書に開示する抗HER2結合分子、例えば、本開示の分子の二重特異性HER2抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくはその誘導体は、HER2受容体又はその保存変異体若しくはペプチド断片のin situ検出のための免疫蛍光、免疫電子顕微鏡又は非免疫学的アッセイのように、組織学的に使用することができる。in situ検出は、患者から組織学的試料を採取し、そこに、標識したHER2結合分子、例えば、二重特異性抗HER2抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくはその誘導体を適用し、好ましくは、標識HER2結合分子(例えば、抗体又は断片)を生体サンプルに重ねることにより適用して、達成することができる。このような手順の使用によって、HER2、又は保存変異体若しくはペプチド断片の存在だけではなく、試験組織におけるその分布も決定することが可能である。本開示を用いて、当業者は、多種多様な組織学的方法(例えば、染色法など)のいずれかを、こうしたin situ検出を達成するために改変できることを容易に認識されよう。
抗HER2結合分子、例えば、二重特異性抗HER2抗体又はその抗原結合断片、変異体、若しくはその誘導体の所与のロットの結合活性は、公知の方法に従い決定することができる。当業者は、常用的実験を使用することにより、各々の決定のために効果的且つ最適なアッセイ条件を決定することができる。
本開示の抗HER2結合分子、例えば、二重特異性抗HER2抗体又はその抗原結合断片、変異体、又はその改変/突然変異型誘導体の結合特性の決定に好適な方法及び試薬は、当該技術分野では公知であり、及び/又は市販されている。このような動態学的分析のために設計された装置及びソフトウェアは、市販されている(例えば、BIAcore,BIAevaluation software,GE Healthcare;KinExa Software,Sapidyne Instruments)。
本開示の実施では、他に指示のない限り、細胞生物学、細胞培養物、分子生物学、トランスジェニック生物学、微生物学、組換えDNA、及び免疫学の従来の技術を使用するが、これらは、当業者が備えている技能の範囲内である。こうした技術は、文献において十分に説明されている。例えば、以下の文献を参照されたい:Sambrook et al.,ed.(1989)Molecular Cloning A Laboratory Manual(2nd ed.;Cold Spring Harbor Laboratory Press);Sambrook et al.,ed.(1992)Molecular Cloning:A Laboratory Manual,(Cold Springs Harbor Laboratory,NY);D.N.Glover ed.,(1985)DNA Cloning,Volumes I and II;Gait,ed.(1984)Oligonucleotide Synthesis;Mullis et al.米国特許第4,683,195号明細書;Hames及びHiggins,eds.(1984)Nucleic Acid Hybridization;Hames及びHiggins,eds.(1984)Transcription And Translation;Freshney(1987)Culture Of Animal Cells(Alan R.Liss,Inc.);Immobilized Cells And Enzymes(IRL Press)(1986);Perbal(1984)A Practical Guide To Molecular Cloning;the treatise,Methods in Enzymology(Academic Press,Inc.,N.Y.);Miller and Calos eds.(1987)Gene Transfer Vectors For Mammalian Cells,(Cold Spring Harbor Laboratory);Wu et al.,eds.,Methods in Enzymology,Vols.154及び155;Mayer及びWalker,eds.(1987)Immunochemical Methods in Cell And Molecular Biology(Academic Press,London);Weir及びBlackwell,eds.,(1986)Handbook Of Experimental Immunology,Volumes I−IV;Manipulating the Mouse Embryo,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,(1986);並びにAusubel et al.(1989)Current Protocols in Molecular Biology(John Wiley and Sons,Baltimore,Md.)。
抗体操作の一般原則は、Borrebaeck,ed.(1995)Antibody Engineering(2nd ed.;Oxford Univ.Press)に記載されている。タンパク質操作の一般原則は、Rickwood et al.,eds.(1995)Protein Engineering,A Practical Approach(IRL Press at Oxford Univ.Press,Oxford,Eng.)に記載されている。抗体及び抗体−ハプテン結合の一般原則は、以下:Nisonoff(1984)Molecular Immunology(2nd ed.;Sinauer Associates,Sunderland,Mass.);及びSteward(1984)Antibodies,Their Structure and Function(Chapman and Hall,New York,N.Y.)に記載されている。さらに、当該技術分野では公知であり、詳細には説明されていない免疫学の標準的方法は、概して、以下:Current Protocols in Immunology,John Wiley&Sons,New York;Stites et al.,eds.(1994)Basic and Clinical Immunology(8th ed;Appleton&Lange,Norwalk,Conn.)並びにMishell及びShiigi(eds)(1980)Selected Methods in Cellular Immunology(W.H.Freeman and Co.,NY)の記載に従う。
免疫学の一般原則を記載した標準的参照文献として、以下のものが挙げられる:Current Protocols in Immunology,John Wiley&Sons,New York;Klein(1982)J.,Immunology:The Science of Self−Nonself Discrimination(John Wiley&Sons,NY);Kennett et al.,eds.(1980)Monoclonal Antibodies,Hybridoma:A New Dimension in Biological Analyses(Plenum Press,NY);Campbell(1984)“Monoclonal Antibody Technology”in Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology,ed.Burden et al.,(Elsevere,Amsterdam);Goldsby et al.,eds.(2000)Kuby Immunnology(4th ed.;H.Freemand&Co.);Roitt et al.(2001)Immunology(6th ed.;London:Mosby);Abbas et al.(2005)Cellular and Molecular Immunology(5th ed.;Elsevier Health Sciences Division);Kontermann及びDubel(2001)Antibody Engineering(Springer Verlan);Sambrook及びRussell(2001)Molecular Cloning:A Laboratory Manual(Cold Spring Harbor Press);Lewin(2003)Genes VIII(Prentice Hall2003);Harlow及びLane(1988)Antibodies:A Laboratory Manual(Cold Spring Harbor Press);Dieffenbach及びDveksler(2003)PCR Primer(Cold Spring Harbor Press)。
XIV.実施形態
実施形態は、「EnXm」スキームに従って呼称するが、ここで、Eは、「実施形態」を意味し;nは、実施形態の序数;Xは、任意選択であり、A又はBの場合があり、Aは、特にADC構築物に関する実施形態を示し、Bは、増強されたADCCを有する構築物に特に関連する実施形態を示し;mは、1クラスに含まれる追加的実施形態を示す任意選択の序数枝番(例えば、A1、B1など)である。
E1.第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含む二重特異性抗HER2抗体であって、(i)第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2抗体結合部位に特異的に結合し、(ii)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2のドメインII内にエピトープを含む第1HER2抗体結合部位に結合し、(iii)第1HER2抗体結合部位は、ペルツズマブの抗体結合部位とは異なる、二重特異性抗HER2抗体。
E2.第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、HER2のドメインIV内にエピトープを含む第2HER2抗体結合部位に結合する、E1に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E3.第2HER2抗体結合部位が、トラスツズマブのHER2抗体結合部位と同一である、E2に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E4.第2HER2抗体結合部位が、トラスツズマブのHER2抗体結合部位と部分的に重複する、E2に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E5.第2HER2抗体結合部位が、トラスツズマブのHER2抗体結合部位とは異なる、E2に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E6.第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含む二重特異性抗HER2抗体であって、第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、異なるHER2エピトープに特異的に結合し;第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、配列番号52における1つ又は複数のアミノ酸残基にHER2を結合する、二重特異性抗HER2抗体。
E7.第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、ドメインIV内のエピトープでHER2に結合する、E6に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E8.第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、配列番号53における1つ又は複数のアミノ酸残基にHER2を結合する、E6に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E9.第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、重鎖(HC)可変領域(VH)と軽鎖(LC)可変領域(VL)を含み、これらは、以下:
(i)配列番号1と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号1と同一である可変重鎖CDR−1(VH−CDR1);
(ii)配列番号2と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号2と同一である可変重鎖CDR−2(VH−CDR2);
(iii)配列番号3と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号3と同一である可変重鎖CDR−3(VH−CDR3);
(iv)配列番号4と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一である可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1)配列;
(v)配列番号5と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一である可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2);及び
(vi)配列番号6と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一である可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)配列
を含む、E1〜E8に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E10.第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、配列番号43のアミノ酸を含むVHと、配列番号44のアミノ酸を含むVLとを含む免疫グロブリン抗原結合ドメインのFW領域に関して少なくとも1つの異種可変ドメインフレームワーク領域(FW)を含む、E9に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E11.第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、以下:
(i)配列番号11のアミノ酸を含む可変軽鎖フレームワーク1(VL−FW1);
(ii)配列番号12のアミノ酸を含むVL−FW2;
(iii)配列番号13のアミノ酸を含むVL−FW3;
(iv)配列番号14のアミノ酸を含むVL−FW4;又は
(vi)これらの任意の組み合わせ
を含む、E10に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E12.第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含む二重特異性抗HER2抗体であって、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、VH及びVLを含み、VHが、配列番号15又は43のアミノ酸を含み;且つ、第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、異なるHER2エピトープに特異的に結合する、二重特異性抗HER2抗体。
E13.第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインであって、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、VH及びVLを含み、VLが、配列番号16又は44のアミノ酸を含み;且つ、第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、異なるHER2エピトープに特異的に結合する、二重特異性抗HER2抗体。
E14.VHが、配列番号15のアミノ酸を含み;且つVLが、配列番号16のアミノ酸を含む、E12又はE13に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E15.第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、scFv抗体断片を含む、E1〜E14のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E16.第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、scFv抗体断片を含む、E1〜E15のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E17.第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、以下:
(a)重鎖定常領域若しくはその断片をさらに含むVHと、軽鎖定常領域(LC)若しくはその断片を含むVL;
(b)一本鎖Fv(「scFv」);
(c)ダイアボディ;
(d)ミニボディ;
(e)F(ab’)2;又は
(f)F(ab)
を含むか、又はこれらからなる、E1〜E16のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E18.重鎖定常領域又はその断片が、IgG定常領域である、E17に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E19.IgG定常領域又はその断片が、IgG1定常領域である、E18に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E20.LC定常領域が、κ定常領域である、E17〜E19のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E21.LC定常領域が、λ定常領域である、E17〜E19のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E22.第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、モノクローナル抗体である、E1〜E21のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E23.第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、ヒト化抗体である、E1〜E22のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E24.第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、ヒト抗体である、E1〜E22のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E25.第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、キメラ抗体である、E1〜E22のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E26.第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、アフィニティ最適化抗体である、E1〜E25のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E27.第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、エピトープ結合についてトラスツズマブ又はペルツズマブと競合しない、E1〜E26のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E28.第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、異なる非重複HER2エピトープに特異的に結合する、E1〜E27のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E29.(a)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、トラスツズマブ抗体と同じHER2エピトープに特異的に結合し;
(b)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、トラスツズマブ抗体によるHER2との結合を競合的に阻害し;又は
(c)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、配列番号54〜59のいずれか1つのアミノ酸を含む、少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、又は少なくとも6つの相補性決定領域(CDR)を含む、E1〜E28のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E30.第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、以下:
(i)配列番号54のアミノ酸を含むVH−CDR1;
(ii)配列番号55のアミノ酸を含むVH−CDR2;
(iii)配列番号56のアミノ酸を含むVH−CDR3;
(iv)配列番号57のアミノ酸を含むVL−CDR1;
(v)配列番号58のアミノ酸を含むVL−CDR2;
(vi)配列番号59のアミノ酸を含むVL−CDR3
を含むscFvである、E29に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E31.scFvが、ジスルフィド安定化scFvである、E30に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E32.scFvが、配列番号17のアミノ酸を含むVHと、配列番号18のアミノ酸を含むVLとを含む、E30又はE31に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E33.前記scFvのVH及びVLが、ペプチドリンカーを介して共有結合している、E32に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E34.ペプチドリンカーが、配列番号19のアミノ酸配列を含む、E33に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E35.第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのカルボキシ末端に共有結合している、E29〜E34のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E36.第2免疫グロブリン抗原結合ドメインと、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのカルボキシ末端との間に位置するリンカーを含む、E35に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E37.第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのアミノ末端に共有結合している、E29〜E34のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E38.第2免疫グロブリン抗原結合ドメインと、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのアミノ末端との間に位置するリンカーを含む、E37に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E39.第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのポリペプチド鎖内に共有結合によって挿入されている、E29〜E34に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E40.第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのCH1領域とCH2領域との間に、共有結合によって挿入されている、E39に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E41.(i)第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのCH1領域と、第2免疫グロブリン抗原結合ドメインとの間に挿入されたリンカー;及び
(ii)第2免疫グロブリン抗原結合ドメインと、第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのCH2領域との間に挿入された第2リンカーを含む、
E40に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E42.第1リンカーと第2リンカーが、同一である、E41に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E43.第1リンカーと第2リンカーが、異なる、E41に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E44.リンカーの1つ又は複数が、ペプチドリンカーを含む、E36、E38、及びE41〜E43のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E45.ペプチドリンカーが、少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20、又は少なくとも30のアミノ酸を含む、E44に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E46.ペプチドリンカーが、式Serx[(Gly)y−Ser4z(xは、0〜1であり、yは、1〜4であり、zは、1〜10である)を有するペプチドを含む、E44又はE45のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E47.ペプチドリンカーが、配列番号19〜22を含む、E46に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E48.重鎖が、Fcドメインを含む定常領域を含む、E1〜E47のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E49.Fcドメインが、CH2領域及びCH3領域を含む、E48に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E50.Fcドメインが、IgG1 Fcドメインである、E48に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E51.IgG1 Fcドメインが、ネイティブIgG1 Fcドメインである、E50に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E52.ネイティブIgG1 Fcドメインが、配列番号23のアミノ酸を含む、E51に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E53.IgG1 Fcドメインが、突然変異型IgG1 Fcドメインである、E48に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E54A.突然変異型IgG1 Fcドメインが、二重特異性抗体のADCC活性を低減することができる少なくとも1つの突然変異を含む、E53に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E54B.突然変異型IgG1 Fcドメインが、二重特異性抗体のADCC活性を増強することができる少なくとも1つの突然変異を含む、E53に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E55A.二重特異性抗体のADCC活性を低減することができる少なくとも1つの突然変異が、アミノ酸置換である、E54Aに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E55B.二重特異性抗体のADCC活性を増強することができる少なくとも1つの突然変異が、アミノ酸置換である、E54Bに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E56A.L234F、S239A、S239C、239位と240位の間のシステインアミノ酸の挿入、又はこれらの任意の組み合わせを含む少なくとも1つのアミノ酸置換を含み、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う、E55Aに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E56B.S239A、S239D、A330L、I332E、E333A、K334A、又はこれらの任意の組み合わせを含む少なくとも1つのアミノ酸置換を含み、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う、E55Bに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E57A.前記突然変異型IgG1 Fcドメインが、誘導体化可能な基を導入する少なくとも1つのアミノ酸置換を含む、E55A又は56Aに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E57B.Fcドメインが、ADCC活性を増強する改変型のグリコシル化を有する、E48〜E53、E54B、E55B又は56Bに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E58A.前記突然変異型IgG1 Fcドメインが、誘導体化可能な基を導入する1〜3つのアミノ酸置換を含む、E57Aに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E58B.Fcドメインが、減少した量のフコシル残基を有する低フコシル化抗体である、E57Bに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E59A.誘導体化可能な基が、スルフヒドリル基である、E57A又はE58Aに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E59B.Fcドメインが、増大したバイセクティング(bisecting)GlcNac構造を有する、E57B又はE58Bに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E60.少なくとも1つのアミノ酸置換が、以下:S239C、248C、254C、258C、273C、279C、282C、284C、286C、287C、289C、297C、298C、312C、324C、326C、330C、335C、337C、339C、350C、355C、356C、359C、360C、361C、375C、383C、384C、389C、398C、400C、413C、415C、418C、422C、435C、440C、441C、S442C、443C、239位と240位の間のシステインアミノ酸挿入、並びに446C、又はこれらの任意の組み合わせを含み、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う、E59Aに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E61A.突然変異型Fcドメインが、配列番号24A、配列番号24C、配列番号25A又は配列番号25Cのアミノ酸を含む、E54A、E55A、E56A、E57A、E58A、E59A、又はE60Aに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E61B.突然変異型Fcドメインが、配列番号24B又は配列番号25Bのアミノ酸を含む、E54B、E55B、E56B、E57B、E58B、E59B、又はE60Bに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E62.互いに結合した第1及び第2ポリペプチド鎖を含む二重特異性抗HER2抗体であって、第1ポリペプチド鎖が、以下:
(1)[TZS]−[L1]−[BVH]−[BCH]−[FcX
(2)[BVH]−[BCH]−[FcX]−[L2]−[TZS
(3)[BVH]−[BCH]−[L3]−[TZS]−[L4]−[FcX
から選択され、
ここで、
TZは、トラスツズマブ抗体と同じエピトープに結合するscFvであり;
1、L2、L3、及びL4は、ペプチドリンカーであり;
FcXは、Fcドメインであり;
BVH及びBCHは、それぞれ、トラスツズマブ抗体により認識されるエピトープとは異なるHER2エピトープに結合することができる抗体のVH及びCH1領域である、二重特異性抗HER2抗体。
E63.異なるエピトープが、配列番号52内の1個又は複数のアミノ酸を含む、E62に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E64.第2ポリペプチド鎖が、配列[BVL]−[CL]を含み、ここで、BVLは、トラスツズマブ抗体により認識されるエピトープとは異なるHER2エピトープに結合することができる抗体のVL領域であり、CLは、IgG軽鎖定常領域である、E62又はE63に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E65.CLが、ヒトκ定常領域及びヒトλ定常領域からなる群から選択される、E64に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E66.BVLが、以下:
(i)配列番号4と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一の可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1);
(ii)配列番号5と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一の可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2);及び
(iii)配列番号6と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一の可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)を含む、
E64又はE65に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E67.BVLが、配列番号16又は44のアミノ酸を含む、E64、E65又はE66に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E68.CLが、配列番号27A又は配列番号27Bのアミノ酸配列を含む、E65に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E69.[TZS]が、以下:
(i)配列番号54のアミノ酸を含むVH−CDR1;
(ii)配列番号55のアミノ酸を含むVH−CDR2;
(iii)配列番号56のアミノ酸を含むVH−CDR3;
(iv)配列番号57のアミノ酸を含むVL−CDR1;
(v)配列番号58のアミノ酸を含むVL−CDR2;及び
(vi)配列番号59のアミノ酸を含むVL−CDR3を含む、
E62〜E68のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E70.[TZS]が、ジスルフィド安定化scFvである、E62〜E69のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E71.[TZS]が、配列番号17のアミノ酸を含むVHと、配列番号18のアミノ酸配列を含むVLとを含み、これらは、ペプチドリンカーにより共有結合している、E62〜E70のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E72.ペプチドリンカーが、配列番号19のアミノ酸配列を含む、E71に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E73.[TZS]が、配列番号28のアミノ酸を含む、E69〜E72のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E74.ヒンジポリペプチドが、[BCH]と[Fcx]を連結する、E62〜E72のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E75.ヒンジポリペプチドが、配列番号26のアミノ酸を含むか、あるいは、アミノ酸から構成される、E74に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E76A.[Fcx]が、誘導体化可能な基を導入する少なくとも1つのアミノ酸置換を含む、E62〜E75のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E76B.[Fcx]が、ADCC活性を増強することができる少なくとも1つの突然変異を含む、E62〜E75のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E77A.[Fcx]が、誘導体化可能な基を導入する1〜3つのアミノ酸置換を含む、E76Aに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E77B.ADCC活性を増強することができる少なくとも1つの突然変異が、アミノ酸置換である、E76Bに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E78A.誘導体化可能な基が、スルフヒドリル基である、E76A又はE77Aに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E78B.S239A、S239D、A330L、I332E、E333A、K334A、又はこれらの任意の組み合わせを含む少なくとも1つのアミノ酸置換を含み、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う、E77Bに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E78B1.Fcドメインが、ADCC活性を増強する改変型のグリコシル化を有する、E62〜E75、E76B、E77B又はE78Bに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E78B2.Fcドメインが、減少した量のフコシル残基を有する低フコシル化抗体である、E78B1に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E78B3.Fcドメインが、増大したバイセクティング(bisecting)GlcNac構造を有する、E781B又はE78B2に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E79.少なくとも1つのアミノ酸置換が、以下:S239C、248C、254C、258C、273C、279C、282C、284C、286C、287C、289C、297C、298C、312C、324C、326C、330C、335C、337C、339C、350C、355C、356C、359C、360C、361C、375C、383C、384C、389C、398C、400C、413C、415C、418C、422C、435C、440C、441C、S442C、443C、446C、239及び240位間のシステインアミノ酸挿入、又はこれらの任意の組み合わせを含み、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う、E78Aに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E80A.[Fcx]が、配列番号23、24A、24C、25A及び25Cのいずれか1つのアミノ酸を含む、E62〜E75、E76A、E77A、E78A、又はE79のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E80B.[Fcx]が、配列番号23、24B、及び25Bのいずれか1つのアミノ酸を含む、E62〜E75、E76B、E77B、E78B、E78B1、E78B2、E78B3、又はE79のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E81.[L1]、[L2]、[L3]、及び[L4]が、配列番号19、20、21、及び22からなる群から選択されるアミノ酸を含む、E62〜E79のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E82.(i)[L1]が、配列番号19のアミノ酸を含み;
(ii)[L2]が、配列番号20のアミノ酸を含み;
(iii)[L3]が、配列番号21のアミノ酸を含み;
(iv)[L4]が、配列番号22のアミノ酸を含む、
E62〜E79のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E83.[BVH]が、以下:
(i)配列番号1と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号1と同一の可変重鎖CDR−1(VH−CDR1);
(ii)配列番号2と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号2と同一の可変重鎖CDR−2(VH−CDR2);及び
(iii)配列番号3と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号3と同一の可変重鎖CDR−3(VH−CDR3)を含む、
E62〜E82のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E84.[BVH]が、配列番号15又は43を含む、E62〜E82のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E85.[BCH]が、配列番号29を含む、E62〜E84のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E86.[BVL]が、以下:
(i)配列番号4と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一の可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1);
(ii)配列番号5と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一の可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2);及び
(iii)配列番号6と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一の可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)を含む、
E64〜E85のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E87.[BVL]が、配列番号16又は44のアミノ酸を含む、E64〜E85のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E88A.第1ポリペプチド鎖が、以下:配列番号30、31A、32A、32C、33A、33C、34、35A、36A、36C、37A、37C、38、38A、39A、40A、40C、41A、又は41Cのいずれか1つのアミノ酸を含み、且つ、第2ポリペプチド鎖が、配列番号42A又は42Bのアミノ酸を含み、ここで、二重特異性抗HER2抗体は、治療部分と共役している、E62〜E87のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E88B.第1ポリペプチド鎖が、以下:配列番号30、31B、32B、33B、34、35B、36B、37B、38、38B、39B、40B、又は41Bのいずれか1つのアミノ酸を含み、且つ、第2ポリペプチド鎖が、配列番号42A又は42Bのアミノ酸配列を含み、ここで、二重特異性抗HER2抗体は、増強したADCC活性を有する、E62〜E87のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E89.二重特異性抗HER2抗体が、HER2標的と結合すると、内在化を誘導する、E1〜E88Bのいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E90.二重特異性抗HER2抗体が、内在化後に、有効なリソソーム輸送を促進する、E89に記載の二重特異性抗HER2抗体。
E91.二重特異性抗HER2抗体が、HER2標的分解を誘導する、E1〜E88Bのいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E92.二重特異性抗HER2抗体が、低HER2発現癌細胞において、リガンド誘導によるAKTリン酸化を阻止する、E1〜E88Bのいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E93.二重特異性抗HER2抗体が、リガンド誘導のHER2:HER3二量体化を妨害する、E1〜E88Bのいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体。
E94.免疫グロブリン重鎖(VH)と免疫グロブリン軽鎖(VL)を含む抗HER2結合分子であって、結合分子が、以下:
(i)配列番号1のアミノ酸を含むVH−CDR1;
(ii)配列番号2のアミノ酸を含むVH−CDR2;
(iii)配列番号3のアミノ酸を含むVH−CDR3;
(iv)配列番号4のアミノ酸を含むVL−CDR1;
(v)配列番号5のアミノ酸を含むVL−CDR2;及び
(vi)配列番号6のアミノ酸を含むVL−CDR3
を含む、抗HER2結合分子。
E95.免疫グロブリン重鎖(VH)及び免疫グロブリン軽鎖(VL)を含む抗HER2結合分子であって、VHが、配列番号15のアミノ酸を含む、抗HER2結合分子。
E96.VH及びVLを含む抗HER2結合分子であって、VLが、配列番号16のアミノ酸を含む、抗HER2結合分子。
E97.VHが、配列番号15のアミノ酸を含み、且つ、VLが、配列番号16のアミノ酸を含む、E94又はE95又はE96に記載の結合分子。
E98.抗体、又はその抗原結合断片を含む、E94〜E97のいずれか1つに記載の結合分子。
E99A.E1〜E93のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体又はE94〜E98のいずれかに記載の抗HER2結合分子と、少なくとも1つの治療部分とを含む、抗体薬物複合体(ADC)。
E100A.少なくとも1つの任意選択のスペーサをさらに含む、E99Aに記載のADC。
E101A.少なくとも1つのスペーサが、ペプチドスペーサである、E100Aに記載のADC。
E102A.少なくとも1つのスペーサが、非ペプチドスペーサである、E100Aに記載のADC。
E103A.2つ、3つ、又は4つの治療部分を含む、E99A〜E102Aのいずれか1つに記載のADC。
E104A.全ての治療部分が同じである、E99A〜E103Aのいずれか1つに記載のADC。
E105A.各々の治療部分が、二重特異性抗体のFc領域内の特定の位置でアミノ酸の側鎖に化学的に結合している、E99A〜E104Aのいずれか1つに記載のADC。
E106A.特定の位置が、239、248、254、258、273、279、282、284、286、287、289、297、298、312、324、326、330、335、337、339、350、355、356、359、360、361、375、383、384、389、398、400、413、415、418、422、435、440、441、442、443、446、239位と240位の間の挿入、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される(アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)、E105Aに記載のADC。
E107A.特定の位置が、239、442、又はその両方である(アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)、E105A又は106Aに記載のADC。
E108A.特定の位置が、442、及び239位と240位の間のアミノ酸挿入である(アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)、E105A又は106Aに記載のADC。
E109A.アミノ酸側鎖が、スルフヒドリル側鎖である、E105A〜E108Aに記載のADC。
E110A.E1〜E98のいずれか1つに記載の二重特異性抗HER2抗体を含むADCであって、前記抗体が、以下:
(i)配列番号32Aのアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位のシステインアミノ酸に共有結合した治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(ii)配列番号33Aのアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iii)配列番号36Aのアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位のシステインアミノ酸に共有結合した治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iv)配列番号37Aのアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(v)配列番号40Aのアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位のシステインアミノ酸に共有結合した治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);又は
(vi)配列番号41Aのアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)
を含む、ADC。
E111A.請求項1〜113のいずれか1項に記載の二重特異性抗HER2抗体を含むADCであって、前記抗体が、以下:
(i)配列番号32Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸に共有結合した治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(ii)配列番号33Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸及び442位に位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iii)配列番号36Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸に共有結合した治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(iv)配列番号37Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸及び442位に位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
(v)配列番号40Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸に共有結合した治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);又は
(vi)配列番号41Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸及び442位に位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)
を含む、ADC。
E112A.治療部分が、細胞毒、放射性同位体、放射性同位体、免疫調節薬、サイトカイン、リンホカイン、ケモカイン、増殖因子、腫瘍壊死因子、ホルモン、ホルモンアンタゴニスト、酵素、オリゴヌクレオチド、DNA、RNA、siRNA、RNAi、ミクロRNA、光活性治療薬、抗血管新生薬、アポトーシス促進薬、ペプチド、脂質、炭化水素、キレート剤又はこれらの組み合わせを含む、E99A〜E111Aのいずれか1つに記載のADC。
E113A.細胞毒が、ツブリシン、オーリスタチン、メイタンシノイド又はピロロベンゾジアゼピン(PBD)である、E112Aに記載のADC。
E114.E1〜E93のいずれか1つに記載の二重特異性HER2抗体又はE94〜E98のいずれか1つに記載の抗HER2結合分子をコードする、単離核酸分子又は核酸分子のセット、若しくはその補体。
E115.E114に記載の核酸分子又は核酸分子のセットを含むベクター又はベクターのセット、若しくはその補体。
E116.E114に記載の単離核酸分子若しくは核酸分子のセット、又はE115に記載のベクター若しくはベクターのセットを含む宿主細胞。
E117.E1〜E93のいずれか1つに記載の二重特異性HER2抗体又はE94〜E98のいずれか1つに記載の抗HER2結合分子を発現する宿主細胞。
E118.E1〜E93のいずれか1つに記載の二重特異性HER2抗体又はE94〜E98のいずれか1つに記載の抗HER2結合分子を生産する方法であって、E116又はE117のいずれか1つに記載の宿主細胞を培養するステップ、及び培地から抗体を回収するステップを含む方法。
E119.E1〜E93のいずれか1つに記載の二重特異性HER2抗体、E94〜E98のいずれか1つに記載の抗HER2結合分子、又はE99A〜E113A1のいずれか1つに記載のADC、並びに薬学的に許容される担体を含む、医薬組成物。
E120.HER2発現癌を治療する方法であって、E1〜E93のいずれか1つに記載の二重特異性HER2抗体、E94〜E98のいずれか1つに記載の抗HER2結合分子、E99A〜E113A1のいずれか1つに記載のADC、又はE119に記載の組成物を、それが必要な被験者に投与するステップを含む方法。
E121.癌が、低HER2発現癌である、E120に記載の方法。
E122.少なくとも1つの別の治療薬を投与するステップを含む、E120又はE121のいずれか1つに記載の方法。
E123.少なくとも1つの別の治療薬が、放射性核種又は化学療法薬である、E122に記載の方法。
E124.HER2を発現する細胞に治療部分をターゲティングする方法であって、E1〜E93のいずれか1つに記載の二重特異性HER2抗体、E94〜E98のいずれか1つに記載の抗HER2結合分子、又はE99A〜E113A1のいずれか1つに記載のADCに融合又は共役させた治療部分を投与するステップを含む方法。
E125.治療部分の活性を増大させる方法であって、E1〜E93のいずれか1つに記載の二重特異性HER2抗体、E94〜E98のいずれか1つに記載の抗HER2結合分子、又はE99A〜E113A1のいずれか1つに記載のADCに、部分を共役させるステップを含む方法。
E126.治療部分の薬物動態学的特性を改善する方法であって、E1〜E93のいずれか1つに記載の二重特異性HER2抗体、E94〜E98のいずれか1つに記載の抗HER2結合分子、又はE99A〜E113A1のいずれか1つに記載のADCに、部分を共役させるステップを含む方法。
E127.治療部分が、細胞毒、放射性同位体、免疫調節薬、サイトカイン、リンホカイン、ケモカイン、増殖因子、腫瘍壊死因子、ホルモン、ホルモンアンタゴニスト、酵素、オリゴヌクレオチド、DNA、RNA、siRNA、RNAi、ミクロRNA、光活性治療薬、抗血管新生薬、アポトーシス促進薬、ペプチド、脂質、炭化水素、又はキレート剤である、E122〜E126のいずれか1つに記載の方法。
E128.細胞毒が、ツブリシン、オーリスタチン、メイタンシノイド又はピロロベンゾジアゼピン(PBD)である、E127に記載の方法。
E129.細胞毒が、下記の構造:
Figure 2017512765
を有するツブリシン1508である、E113Aに記載のADC又はE128に記載の方法。
E130.HER2ターゲティング治療薬に対する耐性を治療する方法であって、E1〜E93のいずれか1つに記載の二重特異性HER2抗体、E94〜E98のいずれか1つに記載の抗HER2結合分子、又はE99A〜E113A1のいずれか1つに記載のADCを、それが必要な被験者に投与するステップを含む方法。
XV.配列
以下の表3は、配列参照番号(配列番号)、アミノ酸配列及び配列に関するコメントを掲載する。
Figure 2017512765
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Figure 2017512765
以下の実施例は、例示として提供するものであり、限定として提供するものではない。
以下の非制限的例を参照することにより、本開示の態様をさらに明瞭にすることができよう。これらの実施例は、本開示の特定の抗体の調製及び本開示の抗体を用いる方法を詳細に説明する。当業者には、材料及び方法の両方に対して、本開示の範囲を逸脱することなく、多くの変更を実施できることは明らかであろう。
HER2を過剰発現する腫瘍を有する乳癌患者の治療に用いるためのいくつかのHER2抗体が承認されており、そのようなものとして、トラスツズマブ(HERCEPTIN(登録商標);米国特許第5,821,337号明細書を参照)、ペルツズマブ(PERJETA(商標);国際公開第2001/00245号パンフレット)及びT−DM1(アド−トラスツズマブエムタンシン、KADCYLA(商標)、細胞傷害性薬剤、メルタンシン(DM1)に連結したモノクローナル抗体トラスツズマブから構成される抗体薬物複合体、Niculescu−Duvaz et.al.,2010,Curr.Opin.Mol.Ther.12:350−60)が挙げられる。しかし、これらの治療薬は、低レベルのHER2を発現する患者の大部分について適用されない。さらに、これらの療法に応答しないか、又は耐性になる患者も存在する。従って、これらの患者に対処する優れた治療薬に対するアンメット・メディカル・ニーズが存在する。
以下に記載する具体的な実施例に詳述するように、HER2のドメインII内の新たに記載されるエピトープに結合する最適化された完全なヒト抗HER2抗体を、HER2のドメインIV内の既知エピトープに結合するscFvと組み合わせることにより、極めて強力な二重特異性抗体が作製された。いくつかの異なる二重特異性抗体立体配置を作製し、試験した。得られたユニークな二重特異性抗体は、単一特異性抗HER2抗体のいずれにも認められなかった生物活性を呈示する。多くのアッセイにおいて、二重特異性抗体は、単一特異性抗HER2抗体に対して、相乗的活性も示す。本明細書に記載する二重特異性抗体のいくつかのin vitro及びin vivo活性が、Fcガンマ受容体との結合活性の非存在、又は極めて低減した活性の下で、細胞傷害性薬剤(例えば、ツブリシン1508)の添加により、さらに増強される。さらに、本明細書に提供するユニークな抗体のin vitro活性も、ADCC活性を増強することにより、例えば、グリコシル化を改変することにより(例えば、POTELLEGENT(商標)技術(Biowa,Inc.Princeton,N.J.)を用いて、ADCC活性が増強した低フコシル化抗体を作製することにより)、増強することができる。これらのデータは、二重特異性抗体が、広範囲のHER2レベルを発現する癌(トラスツズマブ、ペルツズマブ若しくはT−DM1による治療に不適格な患者を含む)の治療のための治療用途を有し得ることを示唆している。これ以外にも、二重特異性抗体は、既存の抗HER2療法が成功しなかった癌患者の治療のための治療用途も有し得る。
実施例1
1.1.リード最適化
AZ1.39.1は、ヒトHER2に対する完全なヒトモノクローナル抗体であり、これは、トラスツズマブ又はペルツズマブのいずれかと結合について競合しない(国際公開第2008/019290号パンフレット)。39Sは、以下に詳述するように、AZ1.39.1から産生されるリード最適化抗体である(図1)。部位指定突然変異誘発を用いて、軽鎖のCDR1における不対Cys残基をIleで置換した後、重鎖のCDR3中で異性化の可能性がある部位(DG)を、DGをDAに変更することにより除去した。得られた変異体は、AZ1.39.1と同じ結合特異性及びin vitro抗増殖活性を示した(データは示していない)。より高い親和性の結合剤を作製するために、重鎖のCDR残基に突然変異誘発を適用した後、突然変異体を哺乳動物においてIgGとして発現させてから、組換えヒトHER2細胞外ドメインタンパク質に対するそれらの結合について、キャプチャーELISAによりスクリーニングした。野生型対照より有意に高い結合シグナルを有するクローンを配列決定することにより、突然変異情報を明らかにした。同定された突然変異からコンビナトリーライブラリーを構築してから、組換えヒトHER2細胞外ドメインタンパク質に対するそれらの結合について、キャプチャーELISAによりスクリーニングした。39Sは、最も高い結合活性を有することが判明し、別の配列分析から、39Sは、重鎖のCDR1中に単一のN5S突然変異を担持することが明らかにされた。ヒトHER2に対する39Sの親和性(KD)は、BIAcoreにより決定して、約1.0nMであり、対照的に、親1.39.1抗体の報告されている親和性は、約2.0nMである。従って、単一の突然変異によって、親抗体に対する結合親和性が2倍増加した。抗体発現レベルを改善するために、フレームワーク配列、特に、軽鎖のFR1、FR2及びFR3を、IGKV4−1+Jk3.01からIGVK2D生殖系配列にスワッピング(swapped)したが、その結果、培養7日後に測定したIgG発現レベルの約2倍増加が得られた(図2)。
1.2.リード最適化抗体39Sの結合特異性及び種交差反応性
39Sが、その親抗体AZ1.39.1の結合特異性及び種交差反応性を保持しているか否かを決定するために、ヒトErbBファミリー(EGFR、HER2、HER3、及びHER4)、マウスHer2、及びカニクイザル(cynomolgus monkey)Her2の受容体に対する39Sの結合をキャプチャーELISAにより調べた。手短には、96ウェルプレートを次の組換え細胞外ドメインタンパク質:ヒトEGFR、ヒトHER2、ヒトHER3、ヒトHER4、マウスHer2、及びカニクイザルHer2のうちの1つでコーティングした。試験しようとする抗体を、50nMから0.28pMまでの範囲の段階的1:3連続希釈にて希釈することにより調製した後、ウェルプレートに2回反復で添加した。1時間のインキュベーション後、プレートを洗浄してから、ヤギ抗ヒトIgG Fab HRP結合二次抗体を各ウェルに添加し、1時間インキュベートした。プレートを洗浄した後、TMB基質を添加し、5〜20分間インキュベートすることによって発色させた。反応の終了時に停止液をウェルに添加してから、プレートを450nmで読み取りした。プリズム(Prism)ソフトウェアを用いて、結合シグナル(450nmでの吸光度)を抗体濃度に対してプロットした。結果から、39Sは、AZ1.39.1と同様に、ヒトHER2及びカニクイザルHer2に結合することができるが、ヒトEGFR、HER3、HER4、又はマウスHer2には結合することができないことがわかる(データは示していない)。
1.3.39Sエピトープマッピング及び特性決定
ヒトHER2のドメインIIは、ヒト及びマウスHer2分子間でドメインをスワッピングすることにより、39Sのエピトープとして同定した。マウスHer2は、39Sによって認識されないが、ヒトHER2と85%の配列同一性を有するため、キメラパートナーとして選択した。表4に掲載するように、HER2の各ドメインをターゲティングするキメラ変異体を構築した(下記の方法を参照)が、これには、ヒトHER2のドメインI、II、III、又はIVをマウス対応物で置換した4つのノックアウト(KO、機能欠失型)変異体、並びにヒトHER2のドメインIIをマウスHer2分子に移植した1つのノックイン(KI、機能獲得型)変異体が含まれる。キメラ変異体の名称は、変異体のタイプ(KO/KI)及びスワッピングされたドメインの数を示す。これら変異体に対する39Sの結合プロフィールは、SPRベースの計器ProteOn(商標)を使用し、抗ヒト及びマウスHer2ポリクローナル抗体を用いてセンサー表面上に変異体を捕捉することにより特性決定した(下記の方法を参照)。変異体の発現は、ProteOn(商標)を用いて、抗Hisポリクローナル抗体によりモニターした。機能欠失型変異体に対する39Sの結合結果から、ドメインIIが、エピトープ含有ドメインであることが判明した。39Sは、マウスドメインIIをコードするKO_IIの変異体に結合しなかった(表4)が、マウスドメインIをコードするKO_Iの変異体への結合を保持した。ヒトドメインIII及びIVをノックアウトした変異体(KO_III及びKO_IV)は、発現しなかったが、これら2つのドメインは、機能獲得型変異体KI_IIに関する結合結果に基づき、39Sのエピトープとして排除した。マウスドメインI、III及びIV並びにヒトドメインIIをコードする機能獲得型変異体(KI_II)は、ヒトHER2(84pM)に対するものと同様の結合親和性(168pM)で、39Sにより認識された。従って、ヒトHER2のドメインII(アミノ酸146〜310)は、機能欠失型及び機能獲得型変異体の両方により、39Sのエピトープ含有ドメインとして同定された。
本発明者らは、39Sのエピトープをさらに精査し、ドメインII中のアミノ酸192〜208の領域を重要なエピトープ領域として確認した。表4に掲載するように、ヒト及びマウスHer2タンパク質の間に異なるアミノ酸配列を有するドメインIIの短い領域をターゲティングする1シリーズのキメラヒト/マウス変異体を構築した。次のヒトHER2領域(アミノ酸146〜208、159〜162、171〜187、192〜208、250〜261、276〜285、及び295〜296など)の各々をマウス対応物で置換することにより、7つのノックアウト変異体を作製した。さらに、ヒトHER2のアミノ酸192〜208の領域をマウス分子に移植することにより、1つのノックイン変異体を構築した。変異体の名称は、変異体のタイプ(KO/KI)及びアミノ酸番号付きのスワッピング領域を示す。全ての変異体は、抗Hisポリクローナル抗体による検出可能なレベルを有した(表4)。39Sは、ヒトHER2のアミノ酸192〜208の領域がマウス残基で置換されたキメラ変異体(KO_146〜208、KO_192〜208)のいずれにも結合しなかった。ヒトHER2の他のいずれの領域をマウスアミノ酸で置換しても(KO_159〜162、KO_171〜187、KO_250〜261、KO_276〜285、KO_295〜296)、39Sの結合は影響されなかった。さらに、39Sは、72pMのKDで、ヒト192〜208をコードするKI変異体(KI_192〜208)に結合し、これは、ヒトHER2のKD(84pM)と同等であった。以上を考え合わせて、ヒトHER2のドメインII中のアミノ酸192〜208の領域を39Sの機能性エピトープとして同定した。
変異体の名称は、変異体のタイプ(KO/KI)及びアミノ酸番号付きのスワッピング領域を示す。アミノ酸位置は、そのシグナルペプチドを除き、成熟ヒトHER2配列の番号付けスキームに基づいて示した。全ての変異体の発現レベルは、抗Hisポリクローナル抗体によりモニターした。これら変異体に対する39Sの結合プロフィールは、SPR測定機器ProteOn(商標)を使用し、抗ヒト及びマウスHer2ポリクローナル抗体を用いてセンサー表面上に変異体を捕捉することにより特性決定した。センサー表面上にHer2タンパク質を捕捉することにより、測定された39Sの見掛け結合親和性は、チップ表面上に39Sを固定化するフォーマットにおける一価結合親和性より高いと予想される。
Figure 2017512765
キメラヒト/マウスHer2変異体の構築及び発現は、以下のように構成した。手短には、Hisタグ付きキメラヒト/マウスHer2変異体をコードするDNAをアセンブリングし、鋳型としてヒト及びマウスHer2プラスミドを用いたオーバーラッピングPCR(MedImmune)により増幅した。アセンブリングしたDNAを哺乳動物発現ベクターpEBNA(MedImmune)にクローニングした。次に、HEK293F細胞を、293フェクチン及び製造者(Invitrogen)の指示に従う標準的プロトコルを用いて、様々な構築物に一時的にトランスフェクトした。
キメラヒト/マウス変異体への39Sの結合特性は、ProteOn(商標)XPR36測定機器(BioRad)を用いて調べた。標準的アミンカップリングを用いて、10mM酢酸ナトリウム(pH5.0)中の抗ヒト又はマウスHer2ポリクローナル抗体(R&D System)を、各チャンネルについて約5000共鳴単位(RU)で、GLCバイオセンサーチップの表面に固定化した。細胞培養上澄み中のキメラタンパク質を注射した後、約200RU応答で、GLC表面上に抗ヒト又はマウスポリクローナル抗体により捕捉した。0.005%Tween−20を含むリン酸緩衝食塩水(PBS)(pH7.4)に抗HER2 mAb 39Sを10nMから0.625nMに希釈し(1:2希釈)、600秒の解離時間で、180秒にわたり100μL/分で注射した。キメラ変異体の発現レベルは、39Sの注射と同じ条件下で、抗Hisポリクローナル抗体(MedImmune)を流すことによりモニターした。グリシンバッファー(10mM、pH1.5)を100μL/分で30秒間注射することにより、表面を2回再生した。全てのセンサーグラムデータをProteOn(商標)Manager3.0.1ソフトウェアで処理した。
FACSに基づく結合競合アッセイを用いて、抗体が、トラスツズマブ及び/又はペルツズマブと同じエピトープに対する結合について競合するか否かを決定した。BT−474細胞を採取し、FACSバッファー中に再懸濁させてから、2.5×105細胞/ウェルを96ウェルU字底プレートに添加した。試験しようとする抗体(R347 IgG1アイソタイプ対照、トラスツズマブ、ペルツズマブ、AZ1.39.1、及び39S)を、2μg/mLのAlexa−Fluor 647標識39S抗体を含有するFACSバッファーで、500μg/mLから1.9ng/mLまでの範囲の段階的1:4連続希釈にて希釈することにより調製した後、細胞に3回反復で添加した。氷上で1時間の染色後、細胞を氷冷FACSバッファーで3回洗浄してから、2%PFAで固定した。BD LSR II装置により、BD FACSDiva(商標)ソフトウェアを用いて、細胞を分析した。データは、FlowJoソフトウェアで分析した後、平均MFI±SEM(n=3)として表示した。
図4から、39Sが、その親抗体AZ1.39.1と同じエピトープに結合すること;39Sが、結合についてトラスツズマブ又はペルツズマブと競合しないことがわかる。39S、ペルツズマブ及びトラスツズマブの結合部位は、図3に呈示するHER2のリボン構造に矢印で示す。
1.4.39Sのin vitro活性
抗体又は抗体組み合わせの抗増殖活性を評価するために、様々なレベルのHER2を発現するヒト癌細胞株の一団を選択した。細胞におけるHER2発現レベルは、HercepTest(登録商標)及び定量的FACSにより決定した(表5)。
Figure 2017512765
増殖阻害アッセイ:容量100μLの96ウェルプレートのウェル当たり5,000〜20,000の密度(各細胞株の増殖速度により変動)で血清含有培地に細胞を平板培養した。試験物質を培地で希釈することにより、試験しようとする各用量の抗体又は抗体組み合わせの2倍濃縮物を調製した。最終用量曲線が、段階的1:4連続希釈シリーズで、10μg/mLから0.15ng/mLまで変動するように、100マイクロリットルの各試験物質を細胞に3回反復で添加した。リガンド依存性増殖阻害アッセイのために、細胞を無血清培地中に平板培養した後、試験物質を無血清培地で希釈することにより、試験しようとする各用量の抗体又は抗体組み合わせの4倍濃縮物を調製した。50マイクロリットルの各試験物質を細胞に3回反復で添加した後、無血清培地で希釈した濃度32ng/mLの50μLのヘレグリン−β1を細胞に添加することにより、8ng/mLの最終ヘレグリン−β1濃度を達成し、最終抗体用量曲線は、段階的1:4連続希釈シリーズで、100μg/mLから6.1ng/mLまで変動した。処理した細胞を37℃/5%CO2で4〜7日間(各細胞株の増殖速度に応じて)培養した。PromegaからのCell Titer Gloを用いて、製造者の指示に従って細胞生存率を測定した。GraphPad Prismソフトウェアを用いて、データを解析し、非処理対照に対する増殖率(%)として表示した。
図5から、39Sが、MCF−7細胞におけるリガンド駆動の増殖の阻害においてペルツズマブと類似の活性を有することがわかる。トラスツズマブ又はペルツズマブと組み合わせると、39Sは、トラスツズマブ及びペルツズマブ組み合わせと同等の効力で、リガンド依存性増殖の付加的又は相乗的阻害を示す。同様の結果は、MDA−MB−361及びRT−112などの他の細胞株でも認められた(データは示していない)。
図6から、39Sが、ペルツズマブと同様に、血清含有培地においてNCI−N87細胞増殖を阻害する活性が限定されていることがわかる。しかし、トラスツズマブ又はペルツズマブと組み合わせると、39Sは、細胞増殖の阻害において強力な相乗効果を示す。39Sとトラスツズマブ又はペルツズマブとの相乗効果は、トラスツズマブとペルツズマブの組み合わせで認められたものよりはるかに高い。BT−474細胞においても同様の結果が認められた(データは示していない)。
実施例2
2.1.二重特異性抗体の構築
Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH及びBs4Ab−39SHのクローニング。二重特異性発現構築物は、抗HER2ドメインIV抗体(XがCである、配列番号17及び18)抗HER2抗体39S(配列番号15及び16)の可変ドメインを、適切な定常領域を含む発現ベクターにクローニングすることによって作製した。抗HER2ドメインIV可変結合ドメインは、一本鎖Fv(scFv)として構築した。前述の配列番号17及び18(Xは、Cである)のアミノ酸配列を用いて、最大哺乳動物タンパク質発現のためのコドン最適化DNA配列を設計し、合成した。Bs2Ab及びBs3Ab構築物は、Dimasi et al.,(2009)J.Mol.Biol.393,672−692に記載のものと類似した方法を用いて作製した。Bs4Ab構築物は、国際公開第2013070565A1号パンフレットに記載のものと類似した方法を用いて作製した。最終合成遺伝子は、2つのシステイン突然変異を含み、1つは、軽鎖の100位に、もう1つは、重鎖の44位にそれぞれ位置する。これらのシステインは、scFvを安定化するために、VL及びVHドメイン間に鎖間ジスルフィド結合を形成する。scFvの2つのVL及びVHドメインは、20アミノ酸残基リンカー(G4S)4を用いて連結した。Bs2AbのscFvは、10アミノ酸残基リンカー(G4S)2を用いて、重鎖のN末端に連結した。Bs3AbフォーマットのscFvは、10アミノ酸残基リンカー(G4S)2を用いて、抗体CH3ドメインのC末端に連結した。Bs4Ab骨格中のscFvを連結するために、2つの配列リンカー(G4S)2を用いた。DNA配列を用いて、構築物同一性及び忠実度を決定した。
図7は、HER2抗原との結合のために作製したBs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH、Bs4Ab−39SH二重特異性抗体フォーマット(それぞれ、パネルA、B及びC)の各々の概略図を示す。二重特異性抗体は、2つの結合ユニットを有し、その各々が、同じ抗原上の異なるエピトープに結合する。これらの結合ユニットは、図において標識されている。分子は、結合ユニットに対して左右相称である。図に示すように、Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH、Bs4Ab−39SHフォーマットは、scFvが、リンカー(例えば、(G4S)2)を介して重鎖の可変領域のアミノ末端に融合した二重特異性抗体(Bs2Ab−39SH)、修飾ヒンジ領域に挿入された二重特異性抗体(Bs4Ab−39SH)、又はCH3のカルボキシ末端に融合された二重特異性抗体(Bs3Ab−39SH)である。図示する3つの二重特異性構築物は、グリシンセリンリンカー(例えば、(G4S)2)を介して抗HER2ドメインIIヒトIgG1に融合した抗HER2ドメインIV結合scFvから構成される。
Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH及びBs4Ab−39SH構築物のアミノ酸配列を図8に示す(また、配列番号30、34、及び38ネイティブFc領域も参照)。図8Aは、Bs2Ab−39SHの二重特異性抗体重鎖アミノ酸配列、並びに2及び4薬物負荷の場合のADCC増強及び/又は部位特異的抗体薬物共役のために考えられる置換部位を示す。抗HER2ドメインIV scFvは、VL−(G4S)4リンカー−VHフォーマットであり、(G4S)2リンカーを介して抗HER2ドメインII抗体重鎖のアミノ末端に遺伝子的に連結している。図に示すアミノ酸置換及び/又は挿入は、ADCC増強及び部位特異的共役のために、抗体のCH2及びCH3において実施することができる。図8Bは、Bs3Ab−39SHの二重特異性抗体重鎖アミノ酸配列、並びに2及び4薬物負荷の場合のADCC増強及び/又は部位特異的抗体薬物共役のために考えられる置換部位を示す。抗HER2ドメインIV scFvは、VL−(G4S)4リンカー−VHフォーマットであり、(G4S)2リンカーを介して抗HER2ドメインII抗体重鎖のカルボキシ末端に遺伝子的に連結している。図に示すアミノ酸置換及び/又は挿入は、ADCC増強及び部位特異的共役のために、抗体のCH2及びCH3において実施することができる。図8Cは、Bs4Ab−39SHの二重特異性抗体重鎖アミノ酸配列、並びに2及び4薬物負荷の場合のADCC増強及び/又は部位特異的抗体薬物共役のために考えられる置換部位を示す。抗HER2ドメインIV scFvは、VL−(G4S)4リンカー−VHフォーマットであり、2つの(G4S)2リンカーを介して抗HER2ドメインII抗体重鎖の修飾ヒンジ領域に挿入されている。図に示すアミノ酸置換及び/又は挿入は、ADCC増強及び部位特異的共役のために、抗体のCH2及びCH3において実施することができる。
2.2.二重特異性抗体の結合特異性及び種交差反応性
ヒトEGFR、ヒトHER2、ヒトHER3、ヒトHER4、マウスHer2、又はカニクイザルHer2の組換え細胞外ドメインタンパク質に対する二重特異性抗体の結合特異性及び種交差反応性を、実施例1に記載したキャプチャーELISAにより決定した。結果から、Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH及びBs4Ab−39SHを含む、試験した全ての二重特異性抗体が、ヒトHER2及びカニクイザルHer2に、同様の効力で結合することができ、これらのいずれも、ヒトEGFR、HER3、HER4、又はマウスHer2に対する結合を示さない(データは示していない)ことが判明し、このことは、二重特異性抗体が、親モノクローナル抗体の種交差反応性の結合特異性を保持することを示唆している。
ヒトHER2及びカニクイザルHer2に対する二重特異性抗体の結合速度をBIAcoreにより決定した(データは示していない)。ヒトHER2に対する親和性(KD)は、Bs2Ab−39SHについては113pMであり、Bs4Ab−39SHについては236pMである。
2.3.二重特異性抗体のin vitro活性
リガンド駆動の細胞増殖を阻害する二重特異性抗体の活性は、実施例1に記載した方法を用いて決定した。結果から、Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH及びBs4Ab−39SHが、MDA−MB−361細胞(図9A)及びMCF−7細胞(図9B)において同様の効力を有し、これは、親抗体組み合わせ(39Sとトラスツズマブ)の活性と同等であることがわかる。NCI−N87及びRT−112を含む別の細胞株でも、同様の結果が観測された(データは示していない)。
2.4.二重特異性抗体によるHER2:HER3ヘテロ二量体化の妨害
T47D細胞を採取し、洗浄した後、無血清培地に再懸濁させた。密度1×106細胞/ウェルで、細胞を6ウェルプレートに接種した後、37℃/5%CO2で一晩インキュベートした。翌日、濃度500nMの試験抗体(R347 IgG1アイソタイプ対照、トラスツズマブ、ペルツズマブ、39S、及びBs2Ab−39SH)で細胞を1時間前処置した。前処理後、ヘレグリン−β1を最終濃度8ng/mLで添加してから、細胞を37℃/5%CO2で5分間インキュベートした。続いて、細胞を氷冷1×PBSで2回洗浄して、マウス抗ヒトHER2(クローン44E7)抗体及びThermo ScientificからのPierce Classic IP Kitを用いて、製造者の指示に従い、溶解及び免疫沈降させた。免疫沈降したタンパク質サンプルを、2−メルカプトエタノールを含有するLaemmliバッファー中に溶出させ、標準的プロトコルを用いたウェスタンブロットにより分析した。ウェスタンブロット分析において、HER2を検出するために、ウサギ抗ヒトHER2(クローン29D8)抗体を用い、また、HER3を検出するためには、ウサギ抗ヒトHER3(C−17)ポリクローナル抗体を用いた。
図10から、Bs2Ab−39SH及び39Sが、ペルツズマブと同様に、リガンド刺激によって誘導されるHER2:HER3ヘテロ二量体化を妨害できることがわかる。
2.5.二重特異性抗体によるHER2のクラスター形成
二重特異性抗体が、HER2と架橋して、大きな複合体を形成することができるか否かを調べるために、組換えヒトHER2細胞外ドメインタンパク質を様々なモル比でBs2Ab−39SH又はトラスツズマブと混合した後、室温で30分間インキュベートした。形成された免疫複合体をHPLCサイズ排除クロマトグラフィーにより分離し;次に、そのサイズを多角度光散乱(MALS)アッセイにより分析した。
図11から、1:1の抗体:HER2モル比から得られた代表的データを示す(他のモル比でのデータは示していない)。結果から、Bs2Ab−39SHが、多くのHER2分子と架橋して、サイズが1716kDaという大きなタンパク質複合体を形成することができるのに対し、トラスツズマブは、2つのHERにしか結合することができず、最大で320kDaの複合体を形成することがわかる。Bs4Ab−39SHでも同様の結果が観測された(データは示していない)。
2.6.二重特異性抗体による内在化及びリソソーム輸送の増強
抗体内在化をFACSにより測定した。T150フラスコからBT−474細胞を採取し、氷冷培地中に再懸濁させた後、1×106細胞/ウェルで96ウェルU字底プレートに添加した。細胞を4℃での遠心分離によりペレット化した。培地をフリックオフにより除去し(flicked off)、10μg/mLの試験抗体又は抗体組み合わせ(R347 IgG1アイソタイプ対照、トラスツズマブ、ペルツズマブ、AZ1.39.1、39S、トラスツズマブ+39S、トラスツズマブ+ペルツズマブ、ペルツズマブ+39S、トラスツズマブ+ペルツズマブ+39S、Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH及びBs4Ab−39SH)を含有する150μLの氷冷培地中に、細胞ペレットを3回反復で再懸濁させた。細胞を氷上で1時間インキュベートした後、洗浄して、非結合抗体を除去した。細胞のアリコートを氷上に維持し;残りは、37℃/5%CO2で様々な時間(30分、1時間、2時間、又は4時間)インキュベートした後、直ちに氷上で冷却した。細胞を氷冷FACSバッファーで2回洗浄した後、4%PFAで20分固定した。固定の後、抗ヒトIgG Alexa−Fluor488で細胞を染色してから、BD LSR II装置及びBD FACSDiva(商標)ソフトウェアにより分析した。データは、FlowJoソフトウェアで分析した。受容体−抗体複合体内在化を、非処理対照から得られたMFIのバックグラウンド値により差し引いた後、氷冷上のものに対する37℃での平均蛍光強度(MFI)喪失率(%)として計算した。
図12から、二重特異性抗体(Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH及びBs4Ab−39SH)は、どの単独の単一特異性抗体又は抗体組み合わせよりも、はるかに高速且つ強度の内在化を誘導することができることがわかる。ペルツズマブ、AZ1.39.1、トラスツズマブ+ペルツズマブ、ペルツズマブ+39S、及びトラスツズマブ+ペルツズマブ+39Sは、39Sのそれと同等か、又はそれより低い内在化プロフィールを有したが、グラフには示していない。細胞株NCI−N87、MDA−MB−361及びRT−112でも、同様の結果が観測された(データは示していない)。
共焦点顕微鏡検査法を用いて、抗体内在化及びリソソーム輸送を視覚化した。T150フラスコからBT−474細胞を採取し、氷冷培地中に再懸濁させた後、2.5×105細胞/ウェルで96ウェルU字底プレートに添加した。4℃での遠心分離により細胞をペレット化した。培地をフリックオフにより除去し、10μg/mLの試験抗体(例えば、R347 IgG1アイソタイプ対照、トラスツズマブ、Bs2Ab−39SH、及びBs4Ab−39SH)の存在下で、150μLの氷冷培地に細胞ペレットを再懸濁させた。37℃/5%CO2で様々な時間(30分、2時間、4時間、又は6時間)にわたり細胞をインキュベートした後、直ちに氷上で冷却した。細胞を氷冷FACSバッファーで2回洗浄した後、BD Biosciences Cytofix/Cytoperm(商標)Fixation/Permeabilization Solutionを用いて、製造者の指示に従い、固定及び透過性化した。暗所にて抗ヒトIgG Alexa−Fluor 488、並びにマウス抗ヒトLAMP−1(クローンH4A3)、続いて抗マウスIgG Alexa−Fluor 647で細胞を染色した。染色後、細胞を陽電荷スライド上にサイトスピンし、DAPIを含有するProLong(登録商標)Gold Antifade Reagentと共にカバーガラスを載せた。次に、Leica SP5 Confocal Microscope及びLeica Application Suite Advanced Fluorescenceソフトウェアスイートにより細胞を視覚化した。
図13は、抗体内在化及びリソソームへの輸送を示す。Bs2Ab−39SH及びBs4Ab−39SHのいずれも、内在化をほとんど若しくは全く示さないトラスツズマブよりもはるかに高速の内在化及び強力なリソソーム輸送を促進する(Bs4Ab−39SHについては、データを示していない)。
ウェスタンブロット分析を用いて、HER2のリソソーム分解をモニターした。BT−474細胞を採取し、洗浄した後、培地に再懸濁させた。5×104細胞/ウェルの密度で96ウェルプレートに細胞を接種してから、37℃/5%CO2で、濃度500nMの試験抗体(R347 IgG1アイソタイプ対照、トラスツズマブ、ペルツズマブ、39S、トラスツズマブ+ペルツズマブ、トラスツズマブ+39S、ペルツズマブ+39S、トラスツズマブ+ペルツズマブ+39S、Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH、及びBs4Ab−39SH)により2時間、6時間、又は24時間にわたって処理した。処理終了時に、細胞を氷冷1×PBSで2回洗浄した後、Thermo ScientificからのM−PER Mammalian Protein Extractバッファー中で製造者の指示に従い溶解させた。各溶解物のタンパク質濃度をBCAアッセイにより測定した。各溶解物中の等量のタンパク質をウェスタンブロット中のゲルにロードした。HER2及びGAPDHを検出するために、それぞれウサギ抗ヒトHER2(クローン29D8)抗体及びウサギ抗ヒトGAPDH(クローンD16H11)抗体を用いた。
図14から、二重特異性抗体(Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH、又はBs4Ab−39SH)による治療が、BT−474細胞において有意なHER2分解をもたらし、単一特異性抗体又は抗体組み合わせは、HER2分解を全く、又は限定的にしか誘導しないことがわかる。
実施例3
3.1.部位特異的共役及びFcガンマ受容体結合活性のための部位特異的突然変異体のクローニング
標準的オーバーラッピングPCR法を用いて、突然変異L234F、S239C及びS442Cを独立に、又は組み合わせて(L234F−S239C(FC)及びL234F−S239C−S442C(FCC))、Bs2Ab−39SH及びBs4Ab−39SHのFc部分に導入した。定方向クローニングを促進するための制限部位を含むプライマーは、所望の突然変異及びフランキングプライマーを含有するように設計し、これらを用いて、特定の突然変異を含有するFc断片を増幅した。規定の制限部位を用いて、修飾Fc PCR産物を哺乳動物発現ベクターにクローニングした。Fc突然変異の同一性をDNA配列分析により確認した。
図15は、部位特異的共役のためのアミノ酸置換を有する3つの抗HER2二重特異性抗体(Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH、Bs4Ab−39SH)を示す図である。さらに、Fcガンマ受容体結合を最小限にするために、抗体重鎖(図には示していない)のCH2へのL234F置換を用いる。2DARが望ましい場合には、システイン置換を部位1(例えば、S239C)又は部位2(例えば、S442C)で実施し、4DARの場合には、両部位にシステイン置換を実施する。二重特異性薬物構築物は、本明細書において、Bs2−2T/Bs2−4T、Bs3−2T/Bs34T、及びBs4−2T/Bs4−4Tとも呼ばれる。
得られた二重特異性抗体は、以下に記載する(実施例5を参照)のと本質的に同様に、ツブリシン1508ペイロードに共役させた。
3.2.二重特異性ADCの結合特異性及び種交差反応性
ツブリシン1508の共役が、結合特異性及び種交差反応性を改変するか否かを決定するために、実施例1に記載したキャプチャーELISAにより、ヒトEGFR、ヒトHER2、ヒトHER3、ヒトHER4、マウスHer2、及びカニクイザルHer2の組換え細胞外ドメインタンパク質に対する二重特異性ADCの結合特異性を確認した。結果から、共役が、二重特異性ADCの抗原結合特異性及び種交差反応性を変化させなかったことがわかる。Bs2−4T及びBs4−4Tのいずれも、その非共役形態と同じ効力で、ヒトHER2及びカニクイザルHer2に結合することができ;これらのいずれも、ヒトEGFR、HER3、HER4、又はマウスHer2に対する結合を示さない(データは示していない)。ヒトHER2に対する二重特異性ADCの結合速度は、BIAcoreにより決定し、結果から、ヒトHER2に対する親和性(KD)が、Bs2−4Tについては、120pMであり、Bs4−4Tについては、271pMであることがわかる。
3.3.二重特異性ADCによる細胞内微小管ネットワークの破断
抗HER2ADCによる細胞内微小管ネットワークの破断を調べるために、3つの細胞株:SKOV−3、JIMT−1、及びRT112(それぞれ、T−DM1適格、T−DM1不応答体、T−DM1不適格を代表する)を選択した。1日目に、トリプシン処理により細胞を採取し、培地に再懸濁させた後、6×104細胞/ウェルの密度で8ウェルチャンバスライドに接種した。スライドを37℃/5%CO2で一晩インキュベートした。2日目に、培地を吸引して、非結合細胞を全て除去してから、5nM ADCを含有する試験しようとする新鮮な培地を細胞に添加した。スライドを37℃/5%CO2で一晩インキュベートした。3日目に、各チャンバを1×PBSで2回洗浄した。次に、細胞を4%PFAで20分間固定した。固定の終了時にチャンバを取り出し、標準的免疫蛍光手順に従ってスライドを染色した。手短には、Triton X−100を用いて、細胞を透過性化した後、Tween−20を含有する1×PBSで洗浄した。ウサギ抗ヒトαTublin Alexa−Fluor 488(クローン11H10)をDAKO抗体希釈剤中に1:100で希釈してから、スライドに添加した。室温で1時間のインキュベーション後、DAPI含有のProLong(登録商標)Gold Antifade Reagentと共にカバーガラスをスライドに載せた。染色した細胞は、Leica SP5 Confocal Microscope及びLeica Application Suite Advanced Fluorescenceソフトウェアスイートにより視覚化した。
図16Aから、T−DM1適格患者を代表する細胞株であるSKOV−3において、T−DM1及びBs2−4Tの両方が微小管ネットワークを破断することができることがわかる。同様の結果が、SKBR−3細胞において観察された(データは示していない)。
図16Bから、T−DM1不応答患者を代表する細胞株であるJIMT−1において、Bs2−4Tのみが細胞内微小管ネットワークを破断することができることがわかる。
図16Cから、T−DM1不適格患者を代表する細胞株であるRT−112において、Bs2−4Tが細胞内微小管ネットワークを破断することができるのに対し、T−DM1は不活性であることがわかる。
3.4.二重特異性ADCのin vitro活性
二重特異性ADCの細胞傷害活性を評価するために、様々なレベルのHER2を発現するヒト癌細胞株の一団を使用した(実施例1の表5)。手短には、細胞を採取し、再懸濁させた後、容量100μLの96ウェルプレートのウェル当たり5,000〜20,000の密度(各細胞株の増殖速度により変動)で血清含有培地に細胞を平板培養した。試験物質を培地で希釈することにより、試験しようとする各用量の抗体又はADCの2倍濃縮物を調製した。最終用量曲線が、段階的1:4連続希釈シリーズで、5nMから0.08pMまで変動するように、100マイクロリットルの各試験物質を細胞に3回反復で添加した。処理した細胞を37℃/5%CO2で、各細胞株の増殖速度に応じて3〜4日間培養した。Cell Titer Gloを用いて、製造者の指示に従い細胞生存率を測定した。GraphPad Prismソフトウェアにより、データを解析し、非処理対照に対する増殖率(%)として表示した。GraphPad Prismソフトウェアによるシグモイド(Sigmoidal)非線形回帰分析を用いて、EC50値を決定し、これらを表6にまとめた。
Figure 2017512765
図17Aは、T−DM1適格患者を代表するヒト乳癌細胞株であるSKBR−3において、T−DM1及び様々な対照と比較したBs2−2T及びBs2−4Tの細胞傷害活性を示す。データから、Bs2−2T及びBs2−4Tの両方が、SKBR−3細胞において、T−DM1よりも強力であることがわかる。
図17Bは、T−DM1適格患者を代表するヒト乳癌細胞株であるSKBR−3において、T−DM1及び様々な対照と比較したBs4−2T及びBs4−4Tの細胞傷害活性を示す。データから、Bs4−2T及びBs4−4Tの両方が、SKBR−3細胞において、T−DM1よりも強力であることがわかる。
図18Aは、T−DM1適格ではあるが、不応答の患者を代表するヒト乳癌細胞株であるJIMT−1において、T−DM1及び様々な対照と比較したBs2−2T及びBs2−4Tの細胞傷害活性を示す。データから、Bs2−2T及びBs2−4Tの両方が、JIMT−1細胞の殺傷において非常に効力があるのに対し、T−DM1は活性を全く示さないことがわかる。
図18Bは、T−DM1適格ではあるが、不応答の患者を代表するヒト乳癌細胞株であるJIMT−1において、T−DM1及び様々な対照と比較したBs4−2T及びBs4−4Tの細胞傷害活性を示す。データから、Bs4−2T及びBs4−4Tの両方が、JIMT−1細胞の殺傷において非常に効力があるのに対し、T−DM1は活性を全く示さないことがわかる。
図19Aは、T−DM1不適格患者を代表するヒト乳癌細胞株であるZR−75−1において、T−DM1及び様々な対照と比較したBs2−2T及びBs2−4Tの細胞傷害活性を示す。データから、Bs2−4Tが、ZR−75−1細胞の殺傷に最も活性であるのに対し、Bs2−2Tは、より低レベルの活性を有し、T−DM1は、殺傷活性を全く、又は限定的にしか示さないことがわかる。
図19Bは、T−DM1不適格患者を代表するヒト乳癌細胞株であるZR−75−1において、T−DM1及び様々な対照と比較したBs4−2T及びBs4−4Tの細胞傷害活性を示す。データから、Bs4−4Tが、ZR−75−1細胞の殺傷に最も活性であるのに対し、Bs4−2Tは、より低レベルの活性を有し、T−DM1は、殺傷活性を全く、又は限定的にしか示さないことがわかる。
図20は、HER2発現のないヒト乳癌細胞株であるMDA−MB−468において、T−DM1及び様々な対照と比較したBs2−2T及びBs2−4Tの細胞傷害活性を示す。データから、Bs2−2T及びBs2−4Tのいずれも、MDA−MB−468細胞において活性ではないことがわかり、これは、Bs2−2T及びBs2−4Tの細胞傷害活性が、標的(すなわち、HER2)依存的であることを示している。Bs4−2T及びBs4−4Tについても、同様の結果が観測された(データは示していない)。
3.5.二重特異性ADCのin vivo活性
細胞株ベースの異種移植片(CBX)腫瘍モデル及び患者由来異種移植片(PDX)腫瘍モデル:マウス実験は全て、国際実験動物ケア評価認証協会(Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care)(AAALAC)により公表された指針及びMedImmune Institutional Animal Care and Use Committeeにより承認されたプロトコルに従って実施した。4〜8週齢の無胸腺ヌードマウスを実験に使用した。皮下CBXモデルの場合、特定の継代ロットの培養物から採取した腫瘍細胞を動物の右わき腹の片側のみに注射した。同所性CBXモデルの場合、動物の右わき腹の脂肪体に1匹当たり5×106細胞(50%マトリゲル中に懸濁)を注射することにより、異種移植片を定着させた。PDXモデルの場合、各々特定の継代ロットから移植した宿主動物から採取した腫瘍断片を動物の片側のわき腹に移植した。その予定開始日の約1週間前に始まる各実験について、実験前腫瘍体積を記録した。腫瘍が、適切な腫瘍体積開始(TVI)範囲(典型的に、150〜250mm3)に達したら、動物をランダムに処置及び対照群に分けた後、投与を開始した。他に指定のない限り、動物には、静脈内又は腹腔内注射により試験物質を週1回投与した。動物は毎日観察し、週2回腫瘍寸法及び体重を測定し、記録した。腫瘍体積は、次の式:腫瘍体積=π÷6(長さ×幅2)を用いて算出する。腫瘍増殖曲線は、平均腫瘍体積(mm3)±SEMとして表示した。
図21Aから、低濃度(1mg/kg)であっても、Bs2−4Tは、T−DM1不適格患者を代表するヒト乳癌CBX腫瘍モデルであるMDA−MB−361において、T−DM1(3mg/kg)及び様々な対照(全て3mg/kg)と比較し、高いin vivo活性を有することがわかる。データは、Bs2−4Tが、用量依存的腫瘍阻害を誘導し、3mg/kg用量でBs2−4Tは、完全な腫瘍退縮を誘導したのに対し、T−DM1は限定的な活性を示したことを明らかにしている。3mg/kgではBs4−4Tも、T−DM1と比較して高いin vivo活性を発揮した(図21B)。
図22は、ST996モデルにおいて、Bs2−4T及びT−DM1と比較したBs2−2Tのin vivo活性を示す。ST996は、トリプルネガティブ乳癌患者(HER2 IHC:1+;ER−;PR−)に由来する初代PDXモデルである。データは、3mg/kg用量のBs2−2Tが、頑健な腫瘍増殖阻害を誘導したが、その抗腫瘍効力は、Bs2−4Tと比較してやや低かったことを明らかにしている。対照的に、T−DM1は、ST996モデルにおいて活性を全く示さなかった。別の低HER2発現PDXモデルST738、ST455B、及びST821においても同様の結果が観測された(データは示していない)。
図23は、T−DM1適格患者を代表するヒト乳癌PDX腫瘍モデルである、ST225モデルにおいて、T−DM1及び様々な対照と比較したBs2−4Tのin vivo活性を示す。データは、3mg/kg用量のBs2−4Tが、完全且つ持続的な腫瘍退縮を誘導したことを明らかにしている。対照的に、T−DM1は、処置段階中に腫瘍静止を誘導したにすぎず、処置を停止すると腫瘍は急速に再増殖した。
図24は、T−DM1適格であるが、不応答患者を代表するヒト乳癌CBX同所性腫瘍モデルである、JIMT−1モデルにおいて、T−DM1及び様々な対照と比較したBs2−4Tのin vivo活性を示す。データは、3mg/kg用量のBs2−4Tが、完全且つ持続的な腫瘍退縮を誘導したことを明らかにしている。対照的に、T−DM1又はT−DM1とペルツズマブの組み合わせは、活性を全く示さなかった。
図25は、ST455Bモデルにおいて、T−DM1及び様々な対照と比較したBs2−4Tのin vivo活性を示す。ST455Bは、トリプルネガティブ乳癌患者(HER2 IHC:1+、ER−、PR−)に由来する初代PDXモデルである。データは、3mg/kg用量のBs2−4Tが、完全な腫瘍退縮を誘導したのに対し、T−DM1は、活性を全く示さなかったことを明らかにしている。図25に示される知見をさらに展開するために、本発明者らは、比較的低レベルのHER2発現(HercepTestにより、+1〜+2)を有する乳癌患者由来の別の16のPDXモデルにおいてもBs2−4Tを調べた。これらのモデルの選択には、試験における腫瘍サブタイプの多様性を最大にするために、その他の基準、例えば、HER2発現の異種性の程度、ER/PR状態及び組織病理学的クラスなども考慮した。表7は、これらの17の異なるPDX乳癌モデルにおけるBs2−4Tのin vivo活性を示す。Bs2−4Tは、腫瘍の組織病理学的サブクラス及びER/PR状態とは関係なく、強力な抗腫瘍活性を示した。1mg/kgの用量では、腫瘍モデルの41%が、腫瘍退縮を示し、6%が腫瘍静止を示した。3mg/kg用量では、モデルの71%が、腫瘍退縮を示し、12%が腫瘍静止を示した。
これらの試験は、多種多様な乳癌モデルについて、単一特異性ADC療法(例えば、T−DM1)と比較した、本発明の二重特異性ADCの優れた活性を証明するものである。特に、本発明の二重特異性ADCは、低レベルのHER2発現を有する癌モデル及びT−DM1不応答患者のモデルにおいて、in vivo活性を有する。
表7:HER2低/T−DM1不適格患者を代表するPDX乳癌モデルの一団におけるBs2−4Tのin vivo効果のまとめ。Bs2−4T処置に対して最大応答を示す時点で、投与を開始した腫瘍体積(TVI)と比較して腫瘍体積が減少していれば、in vivo効果は、TVIに対する腫瘍変化率(%)として表す。それ以外の場合、in vivo効果は、ビヒクル対照に対する腫瘍変化率(%)として表す。処置に対する応答性は、腫瘍体積が>20%減少した場合には「退縮」、腫瘍体積が<20%減少した場合には「静止」、また、腫瘍体積が>20%増加した場合には「進行」と等級付けした。
Figure 2017512765
3.6.獲得T−DM1耐性を有する腫瘍モデルにおける二重特異性ADCの活性
5μg/mLまで徐々に増加するT−DM1濃度での連続的処理により、T−DM1に対する獲得耐性を有するNCI−N87細胞を作製した。T−DM1と比較したBs2−4Tのin vitro細胞傷害活性を実施例3に記載のように親及び耐性細胞株の両方で調べた。図26Aに示す結果から、Bs2−4T及びT−DM1のいずれも、親NCI−N87細胞において活性であるが、Bs2−4Tの方がT−DM1よりも強力であることがわかる(左側パネル)。耐性細胞株では、T−DM1は活性を失っているが、Bs2−4Tは耐性細胞の殺傷も依然として活性である(右側パネル)。他の耐性細胞株(BT−474、SKOV−3、及びMDA−MB−361など)も、T−DM1を用いた連続的処理によって作製し、これらの耐性細胞株でも、Bs2−4Tによる同様の細胞傷害活性を観測した(データは示していない)。
獲得T−DM1耐性を有するin vivo腫瘍モデルを定着させるために、免疫欠損マウスにT−DM1耐性NCI−N87細胞を皮下注射した。腫瘍担持マウスを3mg/kgのT−DM1で処置した。in vivoT−DM1耐性は、in vivo耐性に完全には翻訳されなかったと思われ、これは、動物間での腫瘍増殖の相当な差に表わされている。そのため、大型の難治性腫瘍(体積約1000mm3)を有するマウスを選択し、3mg/kgのT−DM1による毎週処置の存在下で、腫瘍が絶えず増殖するまで、腫瘍組織断片を新しいマウスに継代させた。3継代の後、安定した耐性腫瘍が発達し、これらの腫瘍を断片化し、マウスに移植して、Bs2−4Tのin vivo活性を評価した。図26Bに示されるように、反復T−DM1処理から再発した腫瘍は、T−DM1に対して耐性であるだけでなく、T−DM1とペルツズマブ組み合わせ処置に対しても不応答性であった。対照的に、Bs2−4Tは、処置後に頑健且つ持続的腫瘍退縮を誘導したが、これは、T−DM1再発/難治性患者のための有効な療法薬としてのその可能性を示唆するものである。
図26Bから、Bs2−4Tが、T−DM1耐性NCI−N87腫瘍モデルにおいて腫瘍退縮を誘導することがわかる。Bs2−4T(3mg/kg)、T−DM1(3mg/kg)又は他の対照抗体/ADC(ペルツズマブが10mg/kgである以外は、3mg/kg)の計4回用量の毎週の静脈内投与に応答する腫瘍増殖曲線は、平均腫瘍体積(mm3)±SEM(n=7)として示す。*P<0.001(非処置対照群と比較したスチューデント検定による)。
3.7.二重特異性ADCのin vivo抗腫瘍活性は、トラスツズマブの前処理により減弱されない
無胸腺ヌードマウスの片側わき腹にST225 PDX腫瘍断片を移植した。マウスをランダムに、処置及び対照群に分けて、腫瘍体積が200〜250mm3に達したら、投与を開始した。処置群においては、マウスにビヒクルバッファー又はトラスツズマブ(3mg/kg)のいずれかを投与した。3日後、マウスは、Bs2−4Tの毎週静脈内注射を計4回用量で受けた。図27から、トラスツズマブの前処置が、ST225 PDXモデルにおけるBs2−4Tの抗腫瘍活性を減弱しないことがわかり、これは、トラスツズマブ又はT−DM1に対して再発/難治性である患者を治療するためにBs2−4Tを使用する場合、休薬期間を必要としない可能性があることを示唆している。ST225は、HER2過剰発現を有する初代乳癌PDXモデルである。様々な処置に応答する腫瘍増殖曲線は、平均腫瘍体積(mm3)±SEM(n=7)として図27に示す。
3.8.二重特異性ADCのバイスタンダー効果(bystander effect)
NCI−N87細胞を緑色蛍光タンパク質(GFP)で安定にトランスフェクトし、MDA−MB−468細胞を赤色蛍光タンパク質(RFP)で安定にトランスフェクトした。両細胞株を採取し、洗浄してから、培地に再懸濁させた後、6ウェルプレートの同じウェルに共培養物として接種した。対照として、各細胞株を異なる6ウェルプレートに単一培養物として接種した(図28A)。まちまちの増殖速度を調節するために、NCI−N87細胞は、5×105細胞/ウェルで接種し、またMDA−MB−468細胞は、2×105細胞/ウェルで接種した。細胞を37℃/5%CO2で2日間インキュベートした。培地を吸引し、5nMの試験抗体又はADCを含有する新鮮な培地を細胞に添加した後、プレートを37℃/5%CO2で4日間インキュベートした。処置終了時に、各ウェル中の細胞を収集し、洗浄してから、100μLの氷冷FACSバッファー中に再懸濁させた後、2%PFAで固定した。細胞は、BD LSR II装置及びBD FACSDiva(商標)ソフトウェアにより分析した。FlowJoソフトウェアでデータを解析した。
図28Bから、Bs2−4Tが、共培養中のHER2過剰発現及びHER2ヌル細胞の両方を殺傷することができることがわかり、これは、Bs2−4Tが、バイスタンダー効果を有することを示唆している。対照的に、T−DM1は、共培養中のHER2−ヌル細胞を殺傷することができず、これは、T−DM1にはバイスタンダー効果がないことを示唆している。対照として、Bs2−4T及びT−DM1の両方が、単一培養中のNCI−N87細胞の強力な殺傷を示したが、Bs2−4T又はT−DM1のいずれも、単一培養中のMDA−MB−468細胞の殺傷は示さなかった(データは示していない)。
3.9.癌幹細胞に対する二重特異性ADCの活性
癌幹細胞スフィアアッセイ:20%FBSを補充したライボビッツL−15培地において、標準的組織培養条件下でMDA−MB−361細胞を培養した。細胞をトリプシン処理により採取し、PBSで2回洗浄してから、幹細胞培地(SCM:20ng/mLのEGF、10ng/mLのbFGF、5mg/mLのインスリン、0.4%BSA及び1%ノックアウト血清置換で補充したDMEM/F12)中にmL当たり30,000細胞まで再懸濁させた。初期スフィアを形成するために、1mLの細胞を24ウェル超低接着表面(Ultra−Low Attachment)プレートに平板培養し、10pMのR347−4T、T−DM1又はBs2−4Tのいずれかで処置した後、プレートを37℃/5%CO2で4日間インキュベートした。処置終了時に、初期スフィアを採取し、0.05%トリプシンを用いて解離させた後、初期スフィア培養物と同じ抗体処置を含むSCM中に30,000細胞/mLの密度で再懸濁させた。次に、細胞を96ウェル超低接着表面(Ultra−Low Attachment)プレートに3回反復で平板培養し、4日間インキュベートした。Cell Titer Gloを用いて、製造者の指示に従いスフィア細胞生存率を決定した。データは、非処置対照に対するCSCスフィア形成の倍数として表示する。図29(左側パネル)から、Bs2−4Tは、CSCスフィア形成を84%阻害し、T−DM1は、CSCスフィア形成の阻害に全く活性がなかったことがわかる。BT−474、JIMT−1及びT47Dを含む他の細胞株においても同様の結果が観測された(データは示していない)。
Bs2−4Tで処置した異種移植腫瘍における癌幹細胞の評価:Bs2−4Tのin vivo活性を評価するMDA−BM−361異種移植片試験からの腫瘍を切除して、4mmの切片に切断した後、Cryostorを用いて、凍結保存した。凍結腫瘍切片を37℃で解凍し、ハンクス平衡塩液(HBSS)で2回洗浄した後、滅菌スカルペルブレードを用いてさらに細かく刻んだ。単一細胞懸濁液を取得するために、DMEM/F12培地mL当たり200単位の超高純度コラゲナーゼIIIと腫瘍切片を混合した。腫瘍懸濁液を30分毎に機械破砕しながら、37℃で約1時間インキュベートした。インキュベーションの終了時に、70μmナイロンメッシュを通して細胞を濾過し、HBSSで2回洗浄した。最後の洗浄後、細胞を40μmセルストレーナに通過させた後、Vi−Cell XR Cell Viability Analyzerを用いて計数した。Stemcell Technologies Aldefluorキットを用いて、また、製造者の指示に従い、CSCの基準として、アルデヒドデヒドロゲナーゼ活性について細胞をアッセイした。細胞をLSRIIフローサイトメータに通過させ、FlowJoで解析した。図29(右側パネル)から、Bs2−4Tでの処置によって、MDA−MB−361乳癌異種移植片モデルにおけるCSCが54%低減していることがわかる。
実施例4
4.1.アフコシル化二重特異性抗体の生産及び特性決定
POTELLEGENT(商標)技術(Biowa,Inc.Princeton,N.J.)を用いて、二重特異性抗体を発現させることにより、ADCC活性が増強されたアフコシル化抗体を作製した。表8は、Fcガンマ受容体(FcγR)及びClqに結合する、フコシル化を伴う(_Fuc)、及びフコシル化なしの(_aFuc)Bs2Ab−39SH及びBs4Ab−39SH二重特異性抗体並びにトラスツズマブのBIAcoreにより測定したKD(nM)を示し、この表から、アフコシル化抗体は、FcγRI、並びにFcγRIIIaの両対立遺伝子に対する結合が増強していることがわかる。
Figure 2017512765
平衡結合定数の測定:ヒトFnガンマ受容体:ヒトFcγRに対する抗HER2二重特異性抗体の結合についての結合定数(KD)をProteOn XPR36計器で測定した。手短には、計器製造者により概説されるように、標準的アミノカップリング化学を用いて、GLCセンサーチップ上に二重特異性抗体を高密度で固定化した。IgGの最終表面積は、約3000RUと測定された。また、タンパク質を除いた同じ固定化プロトコルを用いて、センサーチップ上に参照フローセルを調製した。各FcγRのストック溶液は、計器バッファー(50mMリン酸塩、pH7.4、0.15M NaCl、3mM EDTA、及び0.005%Tween−20を含有するリン酸緩衝食塩水[PBS]/Tween/エチレンジアミン四酢酸[EDTA]バッファー)中に4000nM、16,000nM、又は32,000nMのいずれかで調製した後、同じバッファー中に連続的に希釈する(1:3)ことにより、各受容体について所望の濃度シリーズ:1.82nM〜4,000nM(FcγRI)、197.5nM〜16,000nM(FcγRIIA)、395.1nM〜16,000nM(FcγRIIb)、21.9nM〜16,000nM(hFcgRIIIA−158V)、及び395〜32,000nM(FcγRIIIA−158F)を得た。各濃度のFcγRを二重特異性抗体及び参照細胞表面の両方に対して25μL/分の流量で8分間注射し、その間、結合データを収集した。注射と注射の間に、60秒パルスの5mM HClで表面を再生した(すなわち、結合FcγRを除去した)。注射シリーズ全体を通して、数回のバッファー注射も挿入した。その後、参照細胞データと一緒にこれらのバッファー注射の1つを用いて、「二重参照(double−referencing)」(Myszka,1999)と一般に呼ばれる技術によって、注射のあらゆる人為的結果(例えば、非特異的結合)について結合データを補正した。全ての結合データを収集した後、個別のデータセットを各濃度(C)での結合(平衡応答[Req])について平均してから、1:1結合等温線(isotherm)(Req対C)プロットに当てはめた。これから、供給業者の評価ソフトウェア、バージョン3.1.0.6を用いて、平衡結合定数、KDを導き出した。
平衡結合定数の測定:ヒトFcRnタンパク質:ヒトFcRnタンパク質(huFcRn)に対する二重特異性抗体の結合の親和性(KD)をProteOn XPR36計器で測定した。手短には、前述したように、標準的アミノカップリング化学を用いて、GLCセンサーチップ上に二重特異性抗体を高密度で固定化した。huFcRnタンパク質のストック溶液は、計器バッファー(150mM NaClと、0.05%Tween−20を含有する50mMリン酸バッファー、pH6)中に3000nMで調製した後、同じバッファーで連続的に希釈する(3:1)ことにより1.37nMまで調製した。各濃度のhuFcRnを、連続して連結されている二重特異性抗体及び参照細胞表面上に、25μL/分の流量で16分間順次注射した。結合データを収集した後、各受容体又はバッファーブランクの注射と注射の間に、150mM NaClと、0.05%Tween 20を含有する50mMリン酸ナトリウムバッファー、pH7.4の60秒注射を実施して、IgG表面を再生した(すなわち、結合huFcRnタンパク質を除去した)。注射シリーズ全体を通して、数回のバッファー注射も挿入した。その後、参照細胞データと一緒にこれらのバッファー注射の1つを用いて、「二重参照(double−referencing)」(Myszka,1999)によって、注射の人為的結果(例えば、非特異的結合)について生データセットを補正した。全ての結合データを収集した後、個別のデータセットを各濃度(C)での結合(Req)について平均してから、1:1結合等温線(isotherm)(Req対C)プロットに当てはめた。これから、ベンダーのBIAevaluationソフトウェア、v4.1.を用いて、平衡結合定数、KDを導き出した。結果から、二重特異性抗体が、従来のIgG1と同等である類似したKD値を有することがわかる。
4.2.アフコシル化二重特異性抗体のin vitro活性
リガンド駆動の細胞増殖の阻害におけるアフコシル化二重特異性抗体の活性を、実施例1に記載の方法を用いて決定した。結果から、アフコシル化Bs2Ab−39SH、アフコシル化Bs3Ab−39SH、及びアフコシル化Bs4Ab−39SHは、MDA−MB−361細胞(図30A)及びMCF−7細胞(図30B)において類似した抗増殖効力を有し、これは、親抗体組み合わせ(39Sとトラスツズマブ)の活性とも同等である。NCI−N87及びRT−112を含む他の細胞株においても同様の結果が観測された(データは示していない)。
4.3.アフコシル化二重特異性抗体のADCC活性増強
FcγRIIIaを発現するヒト天然キラー(NK)細胞株であるKC1333をエフェクター細胞として使用し、MDA−MB−361細胞株をADCCアッセイにおける標的細胞として使用して、抗HER2抗体のADCC活性を評価する。両細胞株を採取し、洗浄してから、アッセイ培地に再懸濁させた。KC1333は、1×106細胞/mLの密度で、またMDA−MB−361は、4×105細胞/mLで再懸濁させた。50マイクロリットルの各細胞株を96ウェルU字底プレートに添加して、1:2.5の標的:エフェクター比を達成した。試験物質をアッセイ培地で希釈することにより、各用量の抗体の3倍濃縮物を調製した。最終用量曲線が、段階的1:4連続希釈シリーズで、10μg/mLから0.15ng/mLまで変動するように、50マイクロリットルの各試験物質を細胞に3回反復で添加した。プレートを遠心分離することにより、各ウェル中の細胞をペレット化した後、37℃/5%CO2で一晩インキュベートした。翌日、各ウェルの上澄み中のLDHを、PromegaのCytoTox 96(登録商標)Non−Radioactive Cytotoxicity Assayを用いて、製造者の指示に従い定量した。GraphPad Prismソフトウェアを用いて、データを解析し、非処理対照に対する細胞傷害率(%)として表示した。
図31A〜31Cは、MDA−MB−361細胞におけるトラスツズマブ及びアフコシル化トラスツズマブに対するアフコシル化二重特異性抗体のADCC活性を示す。データは、アフコシル化抗体のADCC活性が、そのフコシル化形態よりも高く、アフコシル化二重特異性抗体同士のADCC効力の等級が、Bs2Ab−39S_aFuc>Bs4Ab−39S_aFuc>Bs3Ab−39S_aFucであることを示している。BT−474、NCI−N87、MDA−MB−453、T47D、及びJIMT−1を含む他の細胞株においても同様の結果が観測された(データは示していない)。
実施例5
5.1.ツブリシン1508ペイロード合成
共役のための図32に示すツブリシン1508細胞毒ペイロードの合成を以下の例示的実施例に詳述するが、実施例において、別途記載のない限り、以下の通りとする:
(i)別途記載のない限り、操作を室温又は周囲温度、すなわち、18〜25℃で実施した場合;温度は、摂氏(℃)で表示する;
(ii)溶液は、無水硫酸ナトリウム又は硫酸マグネシウムで乾燥させ;有機溶媒の蒸発は、減圧(4.5〜30mmHg)下、最大30℃の浴温で、回転蒸発器を用いて実施した;
(iii)クロマトグラフィーは、シリカゲルでのフラッシュクロマトグラフィーを意味し;薄層クロマトグラフィー(TLC)は、シリカゲルプレート上で実施した;
(iv)概して、反応のコース後に、TLC又は液体クロマトグラフィー/質量分析(LC/MC)を実施したが、反応時間は、例示のために付与するにすぎない;
(v)最終生成物は、満足なプロトン核磁気共鳴(NMR)スペクトル及び/又は質量スペクトルデータを有する;
(vi)収率は、例示のために付与するにすぎず、必ずしも入念なプロセス展開により得ることができるものとは限らない;さらに多くの物質が必要な場合、調製を繰り返した;
(vii)記載されていれば、核磁気共鳴(NMR)データは、内標準としてテトラメチルシラン(TMS)に対し、百万分率(ppm)で表示される主要診断プロトンについてのデルタ(δ)値の形態を取り、別途記載のない限り、d6−DMSOにおいて300又は400MHzで決定される;
(viii)化学記号は、その通常の意味を有する;
(ix)溶媒比は、体積:体積(v/v)として表示する;
(x)化合物の精製は、以下の方法の1つ又は複数を用いて実施した:
a)常用のシリカゲルでのフラッシュクロマトグラフィー;
b)Isco Combiflash(登録商標)分離システム:RediSep順相フラッシュカラム、流量、30〜40ml/分(ISCO MPLC)を用いたシリカゲルでのフラッシュクロマトグラフィー;ISCO逆相カラムを追加のこと
c)GilsonセミプレップHPLC分離システム:YMCパックODS−AQカラム、100×20mm、S5μm 12nm、溶媒としての水(0.1%トリフルオロ酢酸)及びアセトニトリル(0.1%トリフルオロ酢酸)、20分ラン;
化合物T1
Figure 2017512765
MeOH(40mL)及び水(40.0mL)中の(2R,4R)−4−メチルピペリジン−2−カルボン酸(2g、13.97mmol)の溶液に、パラホルムアルデヒド(2.52g、27.94mmol)及びPd/C(10%)(0.8g、7.52mmol)を添加した。反応混合物を水素雰囲気下、室温で一晩攪拌した。TLCから、反応は完了していなかった。さらに1当量のパラホルムアルデヒド(2.52g、27.94mmol)を添加して、反応混合物をさらに24時間攪拌した。TLCは、反応が完了したことを示したため、反応混合物を濾過し、MeOH(2×30mL)を含む触媒で洗浄した。濾過物を真空下で濃縮させて、白色の固体として粗生成物を取得し、これをエーテル(3×30mL)で洗浄し、高真空下で一晩乾燥させることにより、白色の固体として(2R,4R)−1,4−ジメチルピペリジン−2−カルボン酸(T1)(1.870g、85%)を取得した。LC−MS:158(M+1);1H NMR(400MHz,酸化ジュウテリウム)δ ppm 0.97(d,J=5.52Hz,3H),1.54(br.s,1H),1.71−1.87(m,3H),1.91−2.07(m,1H),2.84(s,3H),3.13(td,J=8.41,3.76Hz,1H),3.35(m,1H),3.65(m,1H).
化合物T2
Figure 2017512765
室温で攪拌しながら、アセトン(1L)及び水(1L)中の(R)−3−アミノ−4−メチルペンタン酸(市販のもの)(133.0g、1.0モル)及びNa2CO3(212g、2.0mmol)の懸濁液に、二炭酸ジ−tert−ブチル(243.0g、1.1モル)を滴下しながら添加した。反応混合物を一晩攪拌した後、減圧下で有機溶媒を除去した。残留物を水(1L)で希釈してから、EtOAc(500mL×3)で洗浄した。水相を2N HCl溶液でpH=3まで酸性化し、得られた混合物をEtOAc(800mL×3)で抽出した。合わせた抽出物を塩水(800mL×1)で洗浄し、乾燥(無水Na2SO4)した後、濃縮することにより、油として化合物(T2)(244.0g、97%収率)が得られ、これをそれ以上精製せずに次のステップで用いた。
化合物T3
Figure 2017512765
0℃で攪拌しながら、CH2Cl2(1.4L)中の化合物(T2)(140.0g、0.61モル)及びN,O−ジメチルヒドロキシルアミン塩酸塩(74.1g、0.76モル)の懸濁液に、トリエチルアミン(67g、0.61モル)を添加した。懸濁液を0.5時間攪拌してから、EDCI(74g、0.61モル)を0℃で少量ずつ添加した。反応混合物を0℃で2時間攪拌した後、水(800mL)を添加した。有機相を分離し、5%KHSO4溶液(800mL×3)、飽和NaHCO3溶液(800mL×3)及び塩水(800mL×1)で洗浄してから、乾燥させた(無水Na2SO4)後、乾燥まで濃縮した。シリカゲルでのフラッシュカラムクロマトグラフィー(EtOAc/ヘキサン=1:5)により残留物を精製することによって、油として化合物(T3)(141.0g、84%収率)が得られた。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ 5.26(m,1H),3.75(m,1H),3.70(s,3H),3.15(s,3H),2.60〜2.80(m,2H),1.85(m,1H),1.41(s,9H),0.90(d,J=6.6Hz,3H),0.88(d,J=6.6Hz,3H).
化合物T4
Figure 2017512765
0℃で攪拌しながら、DMF(1.1L)中の化合物(T3)(55.0g、0.2モル)の溶液に、ヨードエタン(250.0g、1.6モル)を添加した。次に、NaH(60%懸濁液、24.0g、0.60モル)を0℃で少量ずつ添加し、反応混合物を室温まで昇温させてから、12時間攪拌した。反応物を水(2L)で注意深くクエンチングした後、EtOAc(2L)を添加した。有機相を分離し、5%KHSO4溶液(800mL×3)、飽和NaHCO3溶液(800mL×3)及び塩水(800mL×3)で洗浄してから、乾燥させた(無水Na2SO4)後、乾燥まで濃縮した。シリカゲルでのフラッシュカラムクロマトグラフィー(EtOAc/ヘキサン=1:10)により残留物を精製することによって、油として化合物(T4)(35.1g、58%収率)が得られた。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ 3.70(s,3H),3.65(m,1H),3.10−3.30(m,5H),2.50−2.95(m,2H),1.90−2.20(m,1H),1.40〜−.55(m,9H),1.10(t,J=7.2Hz,3H),0.90(d,J=6.6Hz,3H),0.88(d,J=6.6Hz,3H).
化合物T5
Figure 2017512765
1時間にわたり攪拌しながら、N2下、−78℃でドライTHF(500mL)中の2−ブロモ−4−((tert−ブチルジメチルシリルオキシ)メチル)チアゾール(74g、0.24モル)の(Wipf,P et al Org.Lett.2007,9(8),p.1605に記載のように調製された)溶液に、n−BuLi(106ml、ヘキサン中2.5N、0.17モル)を滴下しながら添加した。懸濁液をさらに30分間懸濁した後、ドライTHF(300mL)中の化合物(T4)(51.0g、0.17モル)の溶液を−78℃で30分間にわたり滴下しながら添加した。反応混合物を−78℃で1時間攪拌してから、室温まで昇温させて、12時間攪拌した。反応物を20%水性塩化アンモニウム溶液(1L)でクエンチングした後、減圧下で有機相溶媒を除去した。得られた混合物をEtOAc(800mL×3)で抽出した。合わせた有機相を、5%KHSO4溶液(800mL×3)、飽和NaHCO3溶液(800mL×3)及び塩水(800mL×1)で洗浄してから、乾燥させた(Na2SO4)後、乾燥まで濃縮した。シリカゲルでのフラッシュカラムクロマトグラフィー(EtOAc/ヘキサン=1:10)により粗生成物を精製することによって、油として化合物(T5)(58.1g、73%収率)が得られた。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ 7.53(m,1H),4.90(s,2H),4.04(m,1H),3.35(m,2H),3.15(m,2H),2.00(m,1H),1.40(s,9H),0.80−1.20(m,18H),0.14(s,6H).
化合物T6
Figure 2017512765
攪拌しながら、メタノール(500mL)中の化合物(T5)(47.1g、0.1モル)の溶液に、LiBH4(4.8g、0.22モル)を室温で0.5時間にわたり少量ずつ添加した。懸濁液を2時間攪拌してから、減圧下で溶媒を除去した。残留物をEtOAc(800mL)に溶解させ、得られた溶液を、飽和NaHCO3溶液(500mL×3)及び塩水(500mL×1)で洗浄してから、乾燥させた(Na2SO4)後、乾燥まで濃縮した。フラッシュカラムクロマトグラフィー(EtOAc/ヘキサン=1:6)により粗材料を精製することによって、化合物(T6)(13.5g、28%収率)及びその異性体(T6’)(21.0g、45%収率)が得られた。1H NMR(300MHz,クロロホルム−d)δ ppm−0.06−0.05(m,6H)0.76−0.89(m,15H)1.12(t,J=6.97Hz,3H)1.39(s,9H)1.55−2.05(m,3H)2.86−3.21(m,2H)3.76−3.96(m,1H)4.73(d,J=1.13Hz,4H)7.01(s,1H).
化合物T7
Figure 2017512765
10分かけて攪拌しながら、ピリジン(500mL)中の化合物(T6)(34.0g、72mmol)の溶液に、塩化アセチル(45.2g、0.58モル)を0℃で滴下しながら添加した。反応混合物を室温まで昇温させ、12時間攪拌した。反応物を水(200mL)でクエンチングした後、減圧下で溶媒を除去した。残留物をCH2Cl2(800mL)で処理した後、得られた混合物を、5%KHSO4溶液(800mL×3)、飽和NaHCO3溶液(800mL×3)及び塩水(800mL×1)で洗浄してから、乾燥させた(Na2SO4)後、乾燥まで濃縮した。シリカゲルでのフラッシュカラムクロマトグラフィー(EtOAc/ヘキサン=1:10)により粗材料を精製することによって、油として化合物(T7)(25.7g、69%収率)が得られた。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ 7.15(m,1H),5.95(m,1H),4.84(s,2H),4.04(m,1H),3.10(m,2H),2.35(m,1H),2.15(s,3H),2.00(m,1H),1.70(m,1H),1.45(s,9H),1.25(t,J=7.2Hz,3H),0.80〜1.10(m,15H),0.08(s,6H).
化合物T8
Figure 2017512765
攪拌しながら、0℃でTHF(300mL)中の化合物(T7)(25.7g、50mmol)の溶液に、THF(200mL)中のフッ化テトラブチルアンモニウム(65.3g、0.25モル)の溶液を滴下しながら添加した。反応混合物を室温まで昇温させ、4時間攪拌した。水(800mL)を添加してから、減圧下で有機溶媒を除去した。残留物をCH2Cl2(800mL)で処理した後、得られた混合物を、5%KHSO4溶液(800mL×3)、飽和NaHCO3溶液(800mL×3)及び塩水(800mL×1)で洗浄してから、乾燥させた(Na2SO4)後、乾燥まで濃縮した。シリカゲルでのフラッシュカラムクロマトグラフィー(EtOAc/ヘキサン=1:4)により粗材料を精製することによって、油として化合物(T8)(19.5g、98%収率)が得られた。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ 8.26(m,1H),5.95(m,1H),4.83(m,2H),4.10(m,1H),3.17(m,2H),2.40(m,1H),2.20(s,3H),2.18(m,1H),1.75(m,1H),1.56(s,9H),1.10−1.30(m,3H),0.80−1.05(m,6H).
化合物T9
Figure 2017512765
ジクロロメタン(300mL)中の化合物(T8)(20.0g、50mmol)の溶液に、デス・マーチン(Dess−Martin)試薬(32.7g、75mmol)を添加した後、反応混合物を室温で12時間攪拌した。混合物を、水酸化ナトリウム溶液(1N、300mL×3)、チオ硫酸ナトリウム(1N、300mL×3)、飽和NaHCO3溶液(300mL×3)及び塩水(300mL×1)でそれぞれ洗浄した。有機相を乾燥させた(Na2SO4)後、乾燥まで濃縮することにより、対応するアルデヒドを取得した。
この粗アルデヒドをtert−ブチルアルコール(500mL)に溶解させた後、水(300mL)中の塩化ナトリウム(80%、36.4g、320mmol)及びリン酸二水素ナトリウム一水和物(105g、0.77モル)の溶液を室温で1時間かけて滴下しながら添加した。反応混合物を3時間攪拌した後、塩酸溶液(0.1N、500mL)で希釈した。得られた混合物をEtOAc(500mL×1)で抽出した後、合わせた有機相を、5%KHSO4溶液(500mL×3)及び塩水(500mL×1)で洗浄してから、Na2SO4で乾燥させた後、乾燥まで濃縮した。シリカゲルでのフラッシュカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2/MeOH=100:5)により残留物を精製することによって、化合物(T9)(15.4g、58%収率)が得られた。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ 9.90(br s,1H),8.27(s,1H),5.96(m,1H),4.07(m,1H),3.15(m,1H),2.35(m,1H),2.20(s,3H),2.18(m,1H),1.75(m,1H),1.45(s,9H),1.20(t,J=7.2Hz,3H),0.98(d,J=6.6Hz,3H),0.88(d,J=6.6Hz,3H).
化合物T10
Figure 2017512765
0℃で、DCM(60mL)中の2−((1R,3R)−1−アセトキシ−3−((tert−ブトキシカルボニル)(エチル)アミノ)−4−メチルペンチル)チアゾール−4−カルボン酸(T9)(6.5g、15.68mmol)の溶液に、TFA(30mL)を滴下しながら添加した。混合物を0℃で1時間攪拌した。溶媒を真空下で蒸発させることにより、粗生成物(T10)を取得した。粗生成物は、それ以上精製することなく、次のステップ反応に用いた(7.2グラム)。LC−MS:315(M+1).
化合物T11
Figure 2017512765
アセトン(300mL)及び水(150mL)の混合物中の2−((1R,3R)−1−アセトキシ−3−(エチルアミノ)−4−メチルペンチル)チアゾール−4−カルボン酸4、トリフルオロ酢酸塩(T10)(5g、11.67mmol)及び重炭酸ナトリウム(9.80g、116.71mmol)の溶液に、(9H−フルオレン−9−イル)メチル(2,5−ジオキソピロリジン−1−イル)炭酸塩(3.94g、11.67mmol)を添加した。混合物を室温で一晩攪拌した。LCMSにより、反応が完了したことが示された。塩酸により混合物を(pH2)まで酸性化した後、アセトンを真空下で蒸発させた。生成物をDCM(3×300mL)で抽出した。合わせた有機抽出物を、0.1%HCl溶液(200mL)、塩水(200mL)で洗浄してから、Na2SO4で乾燥させた後、真空下で蒸発させた。フラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、MeOH/DCM、MeOHは0%から5%まで)により残留物を精製することによって、白色の固体として2−((1R,3R)−3−((((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニル)(エチル)アミノ)−1−アセトキシ−4−メチルペンチル)チアゾール−4−カルボン酸(T11)(3.53g、54.6%収率)が得られた。LC−MS:537.2(M+1);1H NMR(400MHz,クロロホルム−d)δ ppm 0.84(d,J=6.78Hz,3H),0.92−1.05(m,5H),1.14(d,J=3.01Hz,1H),1.73(dt,J=10.23,6.43Hz,1H),1.92−2.05(m,1H),2.12−2.27(m,4H),2.28−2.44(m,1H),2.90−3.33(m,2H),3.98(t,J=9.29Hz,1H),4.12−4.32(m,1H),4.47−4.82(m,2H),5.95(dd,J=10.92,2.89Hz,1H),7.29−7.45(m,4H),7.55−7.69(m,2H),7.72−7.81(m,2H),8.22−8.29(m,1H).
化合物T12
Figure 2017512765
ジクロロメタン(1.5L)中のBoc−L−4−ニトロ−フェニルアラニン(1800g、0.58モル)及びメルドラム酸(Meldrum’s acid)(92g、0.64モル)の溶液に、DMAP(106g、0.86モル)を添加した。得られた溶液をN2雰囲気下、−5℃で冷却させた後、1時間にわたりジクロロメタン(1L)中のDCC(240g、1.16モル)を添加した。混合物を0〜5℃で一晩攪拌した。次に、沈殿したN,N’−ジシクロヘキシル尿素を濾過により除去した後、濾過物を5%水性HCl(1L×3)、及び塩水(1L×1)で洗浄してから、MgSO4で乾燥させた。濾過によりMgSO4を除去した後、有機相を乾燥まで濃縮させた。残留物をEtOAc/ヘキサン(1:1、500mL)と一緒に粉砕した後、乾燥させることにより、黄色の固体として化合物(T12)(130.0g、51%収率)を得た。
化合物T13
Figure 2017512765
N2雰囲気下、−5℃で、ジクロロメタン(1.5L)中の化合物(T12)(130.0g、0.298モル)の溶液に、AcOH(400mL)を添加した。固体NaBH4(22.7g、0.597モル)を2時間かけて少量ずつ添加した(ガス放散及び発熱)。−5℃でさらに3時間攪拌した後、TLCにより、反応が完了したことが示された。混合物を塩水(1L)でクエンチングした。有機層を分離して、水(1L×2)、水性飽和NaHCO3(1L×3)及び塩水(1L×3)で順次洗浄してから、MgSO4で乾燥させた。濾過物を乾燥まで濃縮させることにより、黄色の固体として化合物(T13)(70.3g、55%収率)を得た。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ 8.18(d,J=8.7Hz,2H),7.41(d,J=8.7Hz,2H),4.58(m,1H),4.29(m,1H),3.85(m,1H),2.97(d,J=6.6Hz,2H),2.27(m,2H),1.80(s,3H),1.76(s,3H),1.35(s,9H).
化合物T14
Figure 2017512765
アセトン(400mL)及びDMF(400mL)中の化合物(T13)(70.3g、0.167モル)の溶液に、K2CO3(35g、0.25モル)及びMeI(36g、0.25モル)を添加した。混合物を室温で一晩攪拌した。TLCにより、出発材料が消費されたことが示された。水(2L)を添加して、混合物をさらに1時間攪拌した。沈殿した固体を濾過により収集し、水で洗浄してから、乾燥させることにより、薄黄色の固体として化合物(T14)(34.5g、55%収率)を得た。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ 8.17(d,J=8.7Hz,2H),7.34(d,J=8.7Hz,2H),4.22(m,1H),3.85(m,1H),2.85(m,2H),2.22(m,2H),1.73(s,3H),1.73(s,3H),1.52(s,3H),1.31(s,9H).
化合物T15
Figure 2017512765
化合物(T14)(34.5g、79.1mmol)をトルエン(500mL)に溶解させた。溶液を還流下で40時間加熱した。TLCにより、反応の完了が示された。溶媒を除去することにより、化合物(T15)(30g)を取得し、これをそれ以上精製せずに次のステップに用いた。
化合物T16
Figure 2017512765
MeOH(300mL)中の化合物(T15)(30g、79mmol)の溶液に、K2CO3(22g、0.16モル)を添加した。混合物を室温で3時間攪拌した。TLCにより、完全な転化が示された。溶媒を除去し、残留物をジクロロメタン(500mL)に溶解させ、塩水(500mL×3)で洗浄してから、MgSO4で乾燥させた。濾過によりMgSO4を除去後、有機相を乾燥まで濃縮させた。残留物をシリカゲルクロマトグラフィー(EtOAc/ヘキサン=1:10)によりさらに精製して、1:1ジアステレオマー混合物として化合物(T16)(23.5g、2ステップで81%収率)を得た。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ 8.13(d,J=8.7Hz,2H),7.34(d,J=8.7Hz,2H),4.43(m,1H),3.85(m,1H),3.65(s,3H),2.85(m,2H),2.65(m,1H),1.85(m,1H),1.50(m,1H),1.30(s,9H),1.15(t,J=6.6Hz,3H).
化合物T17
Figure 2017512765
50gの化合物(T16)を、流量60ml/分で移動相A90%二酸化炭素及び相Bイソプロパノール10%を用いた、Chiralpak ID 21×250mm、5μカラムでのSFC(超臨界流体クロマトグラフィー)を使用するキラルクロマトグラフィーに付した。40℃で分離を実施した後、270nMで検出した。ベースライン分離を実施した後、2つの画分を分離した。ピークBは所望の化合物(T17)であり、これは、固体27.4g(55%)として得られた。
Chiralpak IA カラム 4.6×250mm、5μ、0.1%ジエチルアミン調節剤を含むヘキサン中10%1:1メタノール:イソプロパノールで、>99:1ジアステレオマー過剰率。
LC/MC(2分、Acid_CV10.olp法367(M+1)、1.16分。
1H NMR(400MHz,メタノール−d4)δ ppm 8.16(d,J=8.53Hz,2H)7.46(d,J=8.53Hz,2H)3.79−3.93(m,1H)3.68(s,3H)2.90−2.99(m,1H) 2.71−2.81(m,1H)2.47−2.59(m,1H)1.81−1.95(m,1H)1.55−1.66(m,1H)1.32(s,9H)1.21−1.25(m,2H)1.16(d,J=7.03Hz,3H).
化合物T18
Figure 2017512765
6N HCl水溶液(8.0mL、263.30mmol)中の(2S,4R)−メチル4−((tert−ブトキシカルボニル)アミノ)−2−メチル−5−(4−ニトロフェニル)ペンタノエート(T17)(3.5g、9.55mmol)の溶液をマイクロ波により130℃で30分間加熱した。反応混合物を凍結乾燥させることにより、固体として(2S,4R)−4−アミノ−2−メチル−5−(4−ニトロフェニル)ペンタン酸(T18)を得た。この生成物をそれ以上精製せずに次のステップ反応で使用した。(3.2g)。LC−MS:253(M+1);1H NMR(400MHz,酸化ジュウテリウム)δ ppm 1.12(d,J=7.28Hz,3H),1.62−1.76(m,1H),1.90−2.02(m,1H),2.56−2.68(m,1H),3.02−3.11(m,2H),3.58−3.69(m,1H),7.47(d,J=8.53Hz,2H),8.18(d,J=8.78Hz,2H).
化合物T19
Figure 2017512765
アセトン(30mL)及び水(15mL)の混合物中の化合物(T18)(0.43g、1.49mmol)及び重炭酸ナトリウム(1.251g、14.89mmol)の溶液に、(9H−フルオレン−9−イル)メチル2,5−ジオキソピロリジン−1−イル炭酸塩(0.502g、1.49mmol)を添加した。混合物を室温で一晩攪拌した。LCMSにより、反応が完了したことが示された。塩酸により混合物をpH2まで酸性化した後、アセトンを真空下で蒸発させた。生成物をDCM(3×60mL)で抽出した。合わせた有機抽出物を、1N HCl溶液(40mL)、塩水(40mL)で洗浄してから、Na2SO4で乾燥させた後、真空下で蒸発させた。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィー、DCM中0%から100%のEtOAcにより残留物を精製することによって、白色の固体として(2S,4R)−4−((((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−2−メチル−5−(4−ニトロフェニル)ペンタン酸(0.630g、89%)(T19)が得られた。LC−MS:475.5(M+H);1H NMR(400MHz,クロロホルム−d)δ ppm 0.81−1.06(m,1H),1.08−1.28(m,2H),1.33−1.75(m,1H),1.77−2.11(m,1H),2.36−2.69(m,2H),2.76−3.18(m,1H),3.43−4.08(m,1H),4.09−4.19(m,1H),4.21−4.53(m,2H),4.54−4.80(m,1H),7.18−7.58(m,8H),7.66−7.82(m,2H),7.95−8.17(m,2H),8.67(br.s.,1H).
化合物T20
Figure 2017512765
DCM(4.5mL)中の(2S,4R)−4−((((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−2−メチル−5−(4−ニトロフェニル)ペンタン酸(0.380g、0.80mmol)(T19)の溶液に、DIEA(0.419mL、2.40mmol)を添加し、混合物を室温で5分攪拌した後、塩化2−クロロトリチル樹脂(0.5g、0.80mmol)を混合物に添加した。混合物を室温で一晩振盪し、得られた樹脂をDMF(3×6mL)、MeOH(3×6mL)、及びDCM(3×6mL)で洗浄してから、室温にてDIEA(0.419mL、2.40mmol)及びMeOH/DCM(1:1、5mL)で30分間処理した。得られた樹脂を濾過し、DMF(3×6mL)、MeOH(3×6mL)、及びDCM(3×6mL)で洗浄してから、高真空下で一晩乾燥させた。樹脂から少量の化合物を切り取り、LCMSにより分析した。得られた樹脂(T20)を次のステップ反応に使用した。LC−MS:475(M+1)
化合物T21
Figure 2017512765
樹脂(T20)(0.5g、0.80mmol)に、DMF(5mL)中の20%ピペリジンを添加した。混合物を室温で6分間振盪し、得られた樹脂を濾過し、DMF(3×6mL)、MeOH(3×6mL)、及びDCM(3×6mL)で洗浄してから、真空下で乾燥させた。樹脂から少量の化合物を切り取り、LCMSにより分析したところ、反応が完了したことが示された。得られた樹脂(T21)を次のステップ反応に使用した。LC−MS:253(M+H).
化合物T22
Figure 2017512765
樹脂(T21)(0.5g、1.88mmol)に、DMF(5mL)中の2−((1R,3R)−3−((((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニル)(エチル)アミノ)−1−アセトキシ−4−メチルペンチル)チアゾール−4−カルボン酸(3)(1.108g、2.07mmol)、HATU(1.428g、3.76mmol)、2,4,6−トリメチルピリジン(0.500mL、3.76mmol)、及びDIEA(0.656mL、3.76mmol)の溶液を室温で添加した。混合物を室温で2時間振盪し、得られた樹脂を濾過し、DMF(3×6mL)、MeOH(3×6mL)、及びDCM(3×6mL)で洗浄してから、真空下で乾燥させた。樹脂から少量の化合物を切り取り、LCMSにより分析したところ、反応が完了したことが示された。得られた樹脂(T22)を次のステップに使用した。LC−MS:771(M+H).
化合物T23
Figure 2017512765
樹脂(T22)(0.5g、0.80mmol)に、DMF(5mL)中の20%ピペリジンを添加した。混合物を室温で6分間振盪し、得られた樹脂を濾過し、DMF(3×6mL)、MeOH(3×6mL)、DCM(3×6mL)で洗浄してから、真空下で乾燥させた。樹脂から少量の化合物を切り取り、LCMSにより分析したところ、反応が完了したことが判明した。得られた樹脂(T23)を次の反応ステップに使用した。LC−MS:549(M+1).
化合物T24
Figure 2017512765
DCM(120mL)中の(2S,3S)−2−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−3−メチルペンタン酸(Fmoc−イソロイシン)(7g、19.81mmol)及びピリジン(1.602mL、19.81mmol)の溶液に、カニューラを介して、DCM(20mL)中のDAST(3.11mL、23.77mmol)の溶液を10分かけて添加した。反応混合物を室温で1時間攪拌し、DCM(80mL)で希釈し、氷冷水(2×200mL)で洗浄してから、有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過した後、真空下で蒸発させることにより、白色の固体として(9H−フルオレン−9−イル)メチル(2S,3S)−1−フルオロ−3−オキソペンタン−2−イルカルバメート(6.65g、94%)を取得した。Fmoc−Ile−F(5mg)を無水MeOH(0.3mL)及びDIEA(0.030mLに溶解させ、室温で15分間反応させることにより、エステル化試験を実施して、定量的酸フッ化物形成を確認した。混合物を真空下で蒸発させ、LCMSにより分析したところ、1%未満のFmoc−Ile−OHが存在することが判明した。
1H NMR(400MHz,クロロホルム−d)δ ppm 0.83−1.12(m,6H)1.18−1.37(m,1H)1.42−1.59(m,1H)2.01(br.s.,1H)4.26(t,J=6.78Hz,1H)4.44−4.63(m,3H)5.20(d,J=8.53Hz,1H)7.31−7.39(m,2H)7.40−7.47(m,2H)7.61(d,J=7.28Hz,2H)7.80(d,J=7.53Hz,2H).
化合物T25
Figure 2017512765
樹脂(T23)(0.5g、0.80mmol)に、DCM(5mL)中の(9H−フルオレン−9−イル)メチル(2S,3S)−1−フルオロ−3−メチル−1−オキソペンタン−2−イルカルバメート(T24)(0.569g、1.60mmol)、DMAP(4.89mg、0.04mmol)、及びDIEA(0.419mL、2.40mmol)の溶液を室温で添加した。混合物を室温で一晩振盪し、得られた樹脂を濾過し、DMF(3×6mL)、MeOH(3×6mL)、及びDCM(3×6mL)で洗浄してから、高真空下で乾燥させた。樹脂から少量の化合物を切り取り、LC/MSにより分析したところ、LCMSにより反応が完了したことが判明した。得られた樹脂(T25)を次の反応ステップに使用した。LC−MS:884(M+H).
化合物T26
Figure 2017512765
樹脂(T25)(0.5g、0.80mmol)に、DMF(5mL)中の20%ピペリジンを添加した。混合物を室温で6分間振盪し、得られた樹脂を濾過し、DMF(3×6mL)、MeOH(3×6mL)、DCM(3×6mL)で洗浄してから、真空下で乾燥させた。樹脂から少量の化合物を切り取り、LCMSにより分析したところ、反応が完了したことが判明した。得られた樹脂(T26)を次の反応ステップに使用した。LC−MS:662(M+1).
化合物T27
Figure 2017512765
樹脂(T26)(0.5g、0.80mmol)に、DMF(5mL)中の(2R,4R)−1,4−ジメチルピペリジン−2−カルボン酸(1)(0.252g、1.60mmol)、HATU(0.608g、1.60mmol)、2,4,6−トリメチルピリジン(0.320mL、2.40mmol)、及びDIEA(0.419mL、2.40mmol)の溶液を添加した。混合物を室温で2時間振盪し、得られた樹脂を濾過し、DMF(3×6mL)、MeOH(3×6mL)、及びDCM(3×6mL)で洗浄してから、真空下で乾燥させた。樹脂から少量の化合物を切り取り、LCMSにより分析したところ、反応が完了したことが示された。得られた樹脂(T27)を次の反応ステップに使用した。LC−MS:801(M+1).
化合物T28
Figure 2017512765
樹脂(T27)に、DMF(5mL)中の塩化スズ(II)二水和物(1.805g、8.00mmol)、及び酢酸ナトリウム(0.197g、2.40mmol)の溶液を添加した。混合物を室温で4時間振盪し、得られた樹脂を濾過し、DMF(3×6mL)、MeOH(3×6mL)、及びDCM(3×6mL)で洗浄してから、真空下で乾燥させた。樹脂から少量の化合物を切り取り、LCMSにより分析したところ、反応が完了したことが判明した。得られた樹脂(T28)を次のステップに使用した。LC−MS:771(M+H).
化合物T29
Figure 2017512765
樹脂(T28)(0.2g、0.32mmol)に、DMF(4mL)中の(S)−2−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−6−(tert−ブトキシカルボニルアミノ)ヘキサン酸(市販のもの)(0.300g、0.64mmol)、HATU(0.243g、0.64mmol)、2,4,6−トリメチルピリジン(0.128mL、0.96mmol)、及びDIEA(0.168mL、0.96mmol)の溶液を添加した。混合物を室温で2時間振盪し、得られた樹脂を濾過し、DMF(3×2mL)、MeOH(3×2mL)、及びDCM(3×2mL)で洗浄してから、真空下で乾燥させた。樹脂から少量の化合物を切り取り、LCMSにより分析したところ、反応が完了したことが判明した。得られた樹脂(T29)を次のステップ反応に使用した。LC−MS:1221(M+1).
化合物T30
Figure 2017512765
樹脂(T29)(0.2g、0.32mmol)に、DMF(2mL)中の20%ピペリジンを添加した。混合物を室温で6分間振盪し、得られた樹脂を濾過し、DMF(3×3mL)、MeOH(3×3mL)、DCM(3×3mL)で洗浄してから、真空下で乾燥させた。樹脂から少量の化合物を切り取り、LCMSにより分析したところ、反応が完了したことが判明した。得られた樹脂(T30)を次のステップ反応に使用した。LC/MS:999(M+H).
化合物T31
Figure 2017512765
樹脂(T30)(0.2g、0.32mmol)に、DMF(2mL)中の2,5−ジオキソリルピロリジン−1−イル 6−(2,5−ジオキソ−2,5−ジヒドロ−1H−ピロロ−1−イル)ヘキサノエート(0.148g、0.48mmolの溶液、続いてN−メチルモルホリン(0.106mL、0.96mmol)を室温で添加した。混合物を室温で2時間振盪し、得られた樹脂を濾過し、DMF(3×3mL)、DCM(3×3mL)で洗浄してから、真空下で乾燥させた。樹脂から少量の化合物を切り取り、LCMSにより分析したところ、反応が完了したことが判明した。得られた樹脂(T31)は、次のステップに使用した。LC−MS:1192(M+1).
化合物T32(ツブリシン1508)
Figure 2017512765
樹脂(T31)(0.2g、0.32mmol)に、DCM(1mL)、及びTFA(1mL)を室温で添加した。混合物を室温で20分間振盪した後、濾過した。樹脂をDCM/TFA(1:1、3×2mL)で洗浄してから、濾過物を真空下で乾燥させた。逆相HPLC(ACN/H2O(0.1%TFAを含有)、ACNは、14分で5%から75%)により残留物を精製した。純粋な画分を凍結乾燥することにより、白色の固体として(2S,4R)−4−(2−((1R,3R)−1−アセトキシ−3−((2S,3S)−2−((2R,4R)−1,4−ジメチルピペリジン−2−カルボキサミド)−N−エチル−3−メチルペンタンアミド)−4−メチルペンチル)チアゾール−4−カルボキサミド)−5−(4−((S)−6−アミノ−2−(6−(2,5−ジオキソ−2,5−ジヒドロ−1H−ピロール−1−イル)ヘキサンアミド)ヘキサンアミド)フェニル)−2−メチルペンタン酸(T32)(0.095g、22.48%)を取得した。LC−MS:1092[M+1];1H NMR(400MHz,メタノール−d4)δ ppm 7.99(s,1H),7.34(d,J=8.53Hz,2H),7.10(d,J=8.53Hz,2H),6.66(s,2H),5.64(d,J=10.79Hz,1H),4.50−4.61(m,1H),4.21−4.35(m,2H),3.92(d,J=9.29Hz,1H),3.69(br.s.,1H),3.37(t,J=7.15Hz,2H),3.15−3.35(m,4H),3.04(dt,J=3.58,1.85Hz,1H),2.84(t,J=7.65Hz,2H),2.76(d,J=7.03Hz,2H),2.62(br.s.,2H),2.38−2.52(m,2H),2.25(t,J=11.54Hz,1H),2.16(t,J=7.40Hz,2H),2.04−2.11(m,4H),1.70−2.00(m,7H)1.42−1.69(m,11H),1.34−1.40(m,1H),1.27(t,J=6.78Hz,3H),1.16−1.24(m,2H),1.01−1.14(m,7H),0.90(d,J=6.78Hz,3H),0.94(d,J=6.53Hz,3H),0.84(t,J=7.40Hz,3H),0.79(d,J=6.53Hz,3H).
5.2.ツブリシン1508の共役
化合物T32(ツブリシン1508)は、リンカー及びマレイミド基を含み、マレイミド基は、抗体のチオール残基に容易に共役して、チオール−マレイミド結合を形成する。マレイミド基を含む細胞毒(例えば、ツブリシン1508)は、本発明の抗HER2抗体(例えば、Bs2Ab−39SH、Bs3Ab−39SH、又はBs4Ab−39SH)に組み込んだ特定のシステイン残基に共役させることができる。これに代わり、又は任意選択で、古典的な共役方法を用いて、細胞傷害剤を記載の抗体に結合させてもよい。ネイティブリシン及びシステイン残基との共役方法は、当該技術分野では公知である。部位特異的共役(操作システイン残基での)及び古典的共役(ネイティブシステイン残基での)のための代表的方法は、以下に記載する。
代表的な部位特異的抗体薬物共役方法を図33に概説するが、これは、以下:(a)誘導体化可能なアミノ酸(例えば、システイン)のサイズ鎖のキャップを除去するステップ、(b)酸化させるステップ、(c)ペイロード(例えば、ツブリシン1508などの細胞傷害剤)を共役させるステップ、並びに(d)共役試薬及び非反応ペイロードを除去することにより、ポリッシュするステップを含む。例えば、操作システインとの共役は、1mMチレンジアミン四酢酸を含む1×PBS中で抗体を製剤化することにより、達成することができる。抗体当たり40当量のトリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩を添加して、37℃で3時間インキュベートすることにより、軽度の還元を用いて、遊離チオールを生成する。1mMエチレンジアミン四酢酸を含む1×PBS中での3回の連続的透析を用いて、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩を除去する(あるいは、脱塩カラムを用いてもよい)。約20当量のデヒドロアビエチン酸(dhAA)の添加、続いて室温で約4時間のインキュベーションにより、抗体鎖間ジスルフィド結合を再形成させる。複合体の調製の場合、ジメチルスルホキシドを10%v/vまで抗体に添加し、2T及び4T薬物負荷のそれぞれについて、ジメチルスルホキシド中の8又は12当量のツブリシン1508ペイロードを添加した後、室温で約1時間インキュベートする(あるいは、4℃で約16時間インキュベートする)。ペイロード当たり約4モル当量のN−アセチルシステイン(NAC)を添加することにより、反応物をクエンチングした。セラミックヒドロキシアパタイトにより、製造者の推奨事項に従い、共役抗体から遊離ペイロードを除去した。所望であれば、最終生成物をバッファー交換に付してもよい。共役抗体は、非還元及び還元SDS−PAGEにより分析して、純度及び重鎖との共役を確認することができる。
薬物をネイティブシステイン残基にランダムに共役させた抗体薬物複合体は、抗体の部分的還元、それに続く所望のリンカー−薬物の反応によって調製される。濃度5mg/mLの抗体は、約3モル当量のDTT(pH8.0)の添加、それに続く約37℃で約2時間のインキュベーションにより部分的に還元する。次に、還元反応物を氷中で冷却させ、例えば、透析濾過により余剰DTTを除去する。次に、リンカー−薬物をリンカー−薬物/チオール(モル比約1:10)に添加する。共役反応は、約10%v/vのDMSOの存在下で実施する。共役の後、余剰の遊離システイン(リンカー−薬物に対して約2倍モル比)を添加して、非反応リンカー−薬物をクエンチングすることにより、システイン−リンカー−薬物付加物を生成する。反応混合物を精製した(例えば、疎水性相互作用クロマトグラフィーにより)後、PBS中へのバッファー交換に付してもよい。疎水性相互作用クロマトグラフィー及び還元逆相クロマトグラフィーなどの標準的方法を用いて、薬物負荷分布を決定する。
5.3.化学略語
Ac アセチル
ACN アセトニトリル
Boc 二炭酸ジ−tert−ブチル
t−Bu tert−ブチル
Bzl ベンジル(Bzl−OMeは、メトキシベンジルであり、Bzl−Meは、メチルベンゼンである)
Cbz又はZ ベンジルオキシ−カルボニル(Z−Cl及びZ−Brは、それぞれ、クロロ−及びブロモベンジルオキシカルボニルである)
DAST ジエチルアミノイオウトリフルオリド
DCM ジクロロメタン
DIAD アゾジカルボン酸ジイソプロピル
DIC N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド
DIEA ジエチルイソプロピルアミン
DMF N,N’−ジメチルホルムアミド
DTT ジチオトレイトール
EtOAc 酢酸エチル
Et2O ジエチルエーテル
Fmoc 9H−フルオレン−9−イルメトキシカルボニル
HATU 1−[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]−1H−1,2,3−トリアゾロ[4,5−b]ピリジニウム 3−オキシドヘキサフルオロホスフェート
HCl 塩酸
LC−MS 液体クロマトグラフィー−質量分析
MeOH メタノール
Na2CO3 重炭酸ナトリウム
NaHCO3 炭酸水素ナトリウム
PAB パラ−アミノベンジルオキシカルボニル
RT 室温
TEA トリエチルアミン
TFA トリフルオロ酢酸
THF テトラヒドロフラン
TLC 薄層クロマトグラフィー
参照による組み込み
特許、特許出願、論文、教科書などを含む本明細書に引用する全ての参照文献、並びにそこに引用されている文献は、それらがまだ実施されていない範囲まで、あらゆる目的のために、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする。
同等物
上に記載される明細書は、当業者が実施形態を実施するのに十分であると考えられる。以上の説明及び実施例は、特定の実施形態を詳述し、本発明者らによって考慮される最善の態様を表現するものである。しかし、上述のものが本文でいかに詳細に呈示されようとも、これらの実施形態は、様々な様式で実施することができ、特許請求の範囲がこれら全ての同等物を包含することは、理解されよう。

Claims (25)

  1. 第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含む二重特異性抗HER2抗体であって、(i)前記第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインは、異なるHER2抗体結合部位に特異的に結合し、(ii)前記第1免疫グロブリン抗原結合ドメインは、HER2のドメインII内にエピトープを含む第1HER2抗体結合部位に結合し、(iii)前記第1HER2抗体結合部位は、ペルツズマブの抗体結合部位とは異なる、二重特異性抗HER2抗体。
  2. 前記第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、重鎖(HC)可変領域(VH)と軽鎖(LC)可変領域(VL)を含み、これらは、以下:
    (i)配列番号1と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号1と同一である可変重鎖CDR−1(VH−CDR1);
    (ii)配列番号2と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号2と同一である可変重鎖CDR−2(VH−CDR2);
    (iii)配列番号3と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号3と同一である可変重鎖CDR−3(VH−CDR3);
    (iv)配列番号4と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一である可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1)配列;
    (v)配列番号5と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一である可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2);及び
    (vi)配列番号6と同一か、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一である可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)配列
    を含む、請求項1に記載の二重特異性抗HER2抗体。
  3. 第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインを含む二重特異性抗HER2抗体であって、前記第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、VH及びVLを含み、
    (a)前記VHが、配列番号15又は43のアミノ酸を含み;
    (b)前記VLが、配列番号16又は44のアミノ酸を含み;
    且つ、前記第1及び第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、異なるHER2エピトープに特異的に結合する、二重特異性抗HER2抗体。
  4. 前記第1免疫グロブリン抗原結合ドメイン及び/又は前記第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、以下:(a)重鎖定常領域若しくはその断片をさらに含むVHと、軽鎖定常領域(LC)若しくはその断片を含むVL;(b)一本鎖Fv(「scFv」);(c)ダイアボディ;(d)ミニボディ;(e)F(ab’)2;又は(f)F(ab)を含むか、あるいはこれらからなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の二重特異性抗HER2抗体。
  5. (a)前記重鎖領域又はその断片が、IgG定常領域であり;及び/又は(b)前記LC定常領域が、κ定常領域若しくはλ定常領域である、請求項4に記載の二重特異性抗HER2抗体。
  6. 前記第1免疫グロブリン抗原結合ドメインが、モノクローナル抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、キメラ抗体、又は親和性最適化抗体である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の二重特異性抗HER2抗体。
  7. (a)前記第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、トラスツズマブ抗体と同じHER2エピトープに特異的に結合し;
    (b)前記第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、トラスツズマブ抗体によるHER2との結合を競合的に阻害し;又は
    (c)前記第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、配列番号54〜59のいずれか1つのアミノ酸を含む、少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、又は少なくとも6つの相補性決定領域(CDR)を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の二重特異性抗HER2抗体。
  8. 前記第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、以下:
    (i)配列番号54のアミノ酸を含むVH−CDR1;
    (ii)配列番号55のアミノ酸を含むVH−CDR2;
    (iii)配列番号56のアミノ酸を含むVH−CDR3;
    (iv)配列番号57のアミノ酸を含むVL−CDR1;
    (v)配列番号58のアミノ酸を含むVL−CDR2;
    (vi)配列番号59のアミノ酸を含むVL−CDR3
    を含むscFvである、請求項7に記載の二重特異性抗HER2抗体。
  9. (a)前記第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、前記第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのカルボキシ末端に共有結合しているか;
    (b)前記第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、前記第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのアミノ末端に共有結合しているか;又は
    (c)前記第2免疫グロブリン抗原結合ドメインが、前記第1免疫グロブリン抗原結合ドメインのHCのポリペプチド鎖内に共有結合によって挿入されている、請求項7又は8に記載の二重特異性抗HER2抗体。
  10. 前記重鎖が、Fcドメインを含む定常領域を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の二重特異性抗HER2抗体。
  11. 前記Fcドメインが、前記二重特異性抗体のADCC活性を低減又は増強することができる少なくとも1つの突然変異を含む、請求項10に記載の二重特異性抗HER2抗体。
  12. 互いに結合した第1及び第2ポリペプチド鎖を含む二重特異性抗HER2抗体であって、前記第1ポリペプチド鎖が、以下:
    (1)[TZS]−[L1]−[BVH]−[BCH]−[FcX
    (2)[BVH]−[BCH]−[FcX]−[L2]−[TZS
    (3)[BVH]−[BCH]−[L3]−[TZS]−[L4]−[FcX
    から選択され、
    ここで、
    TZは、トラスツズマブ抗体と同じエピトープに結合するscFvであり;
    1、L2、L3、及びL4は、ペプチドリンカーであり;
    FcXは、Fcドメインであり;
    BVH及びBCHは、それぞれ、トラスツズマブ抗体により認識されるエピトープとは異なるHER2エピトープに結合することができる抗体のVH及びCH1領域であり;且つ
    前記第2鎖が、配列[BVL]−[CL]を含み、ここで、BVLは、トラスツズマブ抗体により認識されるエピトープとは異なるHER2エピトープに結合することができる抗体のVL領域であり、CLは、ヒトκ定常領域及びヒトλ定常領域からなる群から選択されるIgG軽鎖定常領域である、二重特異性抗HER2抗体。
  13. BVLが、以下:
    (i)配列番号4と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号4と同一の可変軽鎖CDR−1(VL−CDR1);
    (ii)配列番号5と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号5と同一の可変軽鎖CDR−2(VL−CDR2);及び
    (iii)配列番号6と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号6と同一の可変軽鎖CDR−3(VL−CDR3)を含み;
    [TZS]が、以下:
    (i)配列番号54のアミノ酸を含むVH−CDR1;
    (ii)配列番号55のアミノ酸を含むVH−CDR2;
    (iii)配列番号56のアミノ酸を含むVH−CDR3;
    (iv)配列番号57のアミノ酸を含むVL−CDR1;
    (v)配列番号58のアミノ酸を含むVL−CDR2;及び
    (vi)配列番号59のアミノ酸を含むVL−CDR3を含み;
    前記[Fcx]が、以下:
    (i)誘導体化可能な基を導入する少なくとも1つのアミノ酸置換;及び/又は
    (ii)前記二重特異性抗体のADCC活性を増強することができる少なくとも1つの突然変異を含み;
    BVH]が、以下:
    (i)配列番号1と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号1と同一の可変重鎖CDR−1(VH−CDR1);
    (ii)配列番号2と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号2と同一の可変重鎖CDR−2(VH−CDR2);及び
    (iii)配列番号3と同一であるか、又は最大1、2、3、若しくは4つのアミノ酸置換以外は配列番号3と同一の可変重鎖CDR−3(VH−CDR3)を含む、
    請求項12に記載の二重特異性抗HER2抗体。
  14. 前記二重特異性抗HER2抗体が、以下:
    (a)HER2標的と結合すると、内在化を誘導する;
    (b)内在化後に、有効なリソソーム輸送を促進する;
    (c)HER2標的分解を誘導する;
    (d)低HER2発現癌細胞において、リガンド誘導によるAKTリン酸化を阻止する;
    (e)リガンド誘導のHER2:HER3二量体化を妨害する;又は、
    (f)これらの組み合わせを実施する、
    請求項1〜13のいずれか1項に記載の二重特異性抗HER2抗体。
  15. 請求項1〜14のいずれか1項に記載の二重特異性抗HER2抗体と、少なくとも1つ、2つ、3つ、又は4つの治療部分とを含み、任意選択で少なくとも1つのスペーサを含む、抗体薬物複合体(ADC)。
  16. 各々の治療部分が、前記二重特異性抗体のFc領域内の特定の位置でアミノ酸の側鎖に化学的に結合している、請求項15に記載のADC。
  17. 前記特定の位置が、239、248、254、258、273、279、282、284、286、287、289、297、298、312、324、326、330、335、337、339、350、355、356、359、360、361、375、383、384、389、398、400、413、415、418、422、435、440、441、442、443、446、239位と240位の間の挿入、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される(アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)、請求項16に記載のADC。
  18. 前記特定の位置が、239、442、又はその両方である(アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)、請求項17に記載のADC。
  19. 請求項1〜14のいずれか1項に記載の二重特異性抗HER2抗体を含むADCであって、前記抗体が、以下:
    (i)配列番号32Aのアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(前記第1ポリペプチド鎖は、239位のシステインアミノ酸に共有結合した治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
    (ii)配列番号33Aのアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(前記第1ポリペプチド鎖は、239位及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
    (iii)配列番号36Aのアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(前記第1ポリペプチド鎖は、239位のシステインアミノ酸に共有結合した治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
    (iv)配列番号37Aのアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(前記第1ポリペプチド鎖は、239位及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
    (v)配列番号40Aのアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(前記第1ポリペプチド鎖は、239位のシステインアミノ酸に共有結合した治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);又は
    (vi)配列番号41Aのアミノ酸を含む第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含む第2ポリペプチド鎖(前記第1ポリペプチド鎖は、239位及び442位にそれぞれ位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
    (vii)配列番号32Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(前記第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸に共有結合した治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
    (viii)配列番号33Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(前記第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸及び442位に位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
    (ix)配列番号36Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(前記第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸に共有結合した治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
    (x)配列番号37Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(前記第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸及び442位に位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);
    (xi)配列番号40Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(前記第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸に共有結合した治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う);又は
    (xii)配列番号41Cのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第1ポリペプチド鎖と、配列番号42Aのアミノ酸を含むか、又はそれから構成される第2ポリペプチド鎖(前記第1ポリペプチド鎖は、239位と240位の間に挿入されたシステインアミノ酸及び442位に位置するシステインアミノ酸に共有結合した2つの治療部分を含み、ここで、アミノ酸位置番号付けは、Kabatに記載のEUインデックスに従う)
    を含む、ADC。
  20. 前記治療部分が、細胞毒、放射性同位体、免疫調節薬、サイトカイン、リンホカイン、ケモカイン、増殖因子、腫瘍壊死因子、ホルモン、ホルモンアンタゴニスト、酵素、オリゴヌクレオチド、DNA、RNA、siRNA、RNAi、ミクロRNA、光活性治療薬、抗血管新生薬、アポトーシス促進薬、ペプチド、脂質、炭化水素、キレート剤、又はこれらの組み合わせを含む、請求項15〜19のいずれか1項に記載のADC。
  21. 前記細胞毒が、ツブリシン、オーリスタチン、メイタンシノイド又はピロロベンゾジアゼピン(PBD)である、請求項20に記載のADC。
  22. 請求項1〜14のいずれか1項に記載の二重特異性HER2抗体、又は請求項15〜21のいずれか1項に記載のADC、並びに薬学的に許容される担体を含む、医薬組成物。
  23. HER2発現癌を治療する方法であって、請求項1〜14のいずれか1項に記載の二重特異性HER2抗体、請求項15〜21のいずれか1項に記載のADC、又は請求項22に記載の医薬組成物を、それが必要な被験者に投与するステップを含む方法。
  24. 前記癌が、低HER2発現癌である、請求項23に記載の方法。
  25. HER2ターゲティング治療薬に対する耐性を治療する方法であって、請求項1〜14のいずれか1項に記載の二重特異性HER2抗体、請求項15〜21のいずれか1項に記載のADC、又は請求項22に記載の医薬組成物を、それが必要な被験者に投与するステップを含む方法。
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