【発明の詳細な説明】
腫瘍壊死因子結合リガンド
本発明の分野
この発明は、ヒト腫瘍壊死因子アルフy (tumour necrosis
factor alpha: TNF)に結合するリガンドに関するのもので、
この結合によってTNFの生物学的活性が修飾される。ここでいう修飾は、すで
に明らかにされているような、TNFアルファに結合してTNFアルファの活性
すべてを阻害する抗体によるものとは異なるものである。新規の発見は、TNF
アルファの翼なる活性を阻害したり、促進したりするものである。また、本発明
は、TNFに結合する分子を含む組成物と、TNFに対して活性を示す分子およ
びTNFを用いた治療方法とに関するものである。
本発明の背景
膿瘍壊死因子アルファ(TNF)は、活性マクロファージによって産生されるズ
され、エントド牛シン(L P S)によってチャレンジされた実験動物の血清
中において最初に発見された。TNFの計画的な投与によって、ヘモルハジフク
(hae閣orrhagic)な壊死が、マウスの移植可能な腫瘍に見出される
。一方、インビトロ系ではTNFは腫瘍細胞系に対して細胞溶解性(cytol
ytlc)または細胞不活性(cytostatic)効果を示す@宿主保護効
果に加えて、TNFは敗血症(septiesmia) 、悪液質(chich
axla)、そして脳マラリア(cerebral mat訂1a)の原因とな
る因子とみなされてきた。
TNFに対する多クローン性ウサギ血清によるマウスの受動免疫は、感染に先立
つてされた場合、中毒ン1ツクのイニシェート剤であるLPSエンドトキンンの
致死効果からマウスを守ることが示されている。
TNFをコードする遺伝子はクローン化されており、評価されるべき強力なガン
治療剤としてこのモノカイン(sonoklne)の有用性が示されている。
一方、ステージl臨床トライアルにおける癌患者へのTNF点滴によって膿瘍が
退行するが、一方で血小板減少症、リンパ球減少症、肝毒性、腎臓障害、そして
高血圧症などのような副作用が報告されている。TNFの臨床での使用に伴うこ
れらの顕著な副作用は、数多くの知られているTNFの効果から予測されるもの
であり、そのいくつかは第1表に挙げられている。
(以下、余白)
TNFの生物学的活性
抗腫瘍活性
抗ウィルス活性
抗寄生物活性
機能
腫瘍細胞に対する細胞毒性昨月
発熱原活性
9ボタンバク質リパーゼ阻害
好中球活性化
破骨細胞活性
内皮細胞、単球、そして腫瘍細胞プロコアゲラント活性内皮細胞上の表面抗原誘
導
IL−5誘導
c−mycおよびc−fosの誘導
夏L−1の誘導
TNF合成の誘導
GM−C8F合成の誘導
プロスタグランジンおよびコラゲナーゼ合成増加急性相タンパク質c3の窮導
とくに重要な点は、内皮および抹消血単球の一連のTNF活性として起こる凝固
活性にある。播種住血管内凝固は中毒シ璽ツク(toxic 5hock)に関
連しており、また胃腸癌、肺臓癌、前立腺癌、肺癌、乳癌、子宮癌、メラ/−マ
、急性白血病、骨髄層、骨髄増殖性症候群、そして骨髄芽性白血症などの多くの
癌に関連している。腫瘍退行活性に影響のなく凝固のような好ましくない効果が
除去またはマスクされるようなTNF活性の修飾は、より一層癌治療に有益なも
のとなるが、一方でTNF活性の完全な廃止が中毒シ賢ブクの完全治癒にめられ
る。
部位特異性抗体(多クローンおよびモノクローン)の利用によるホルモン活性の
分離によってホルモン活性を強めることができる(Aston 1989. M
at、Lsmunol、 26.435)。今日、3次元構造が既知のTNF分
子の特定領域に対する機能または抗原性を同定する試みがわずかながらなされて
いる。そのような領域に対する機能の同定は、治療目的に合ったモノクローン抗
体および他のリガンドの開発を可能とする。アミノ酸1から15に対する多クロ
ーン性抗体によるヒーラR19細胞受容体結合を阻害することが報告されている
(Socher at 1.、198?、 PNAS84、 +1829)。一
方で、TNF上の未決定の構造的エピトープを認識するモノクローン抗体がイン
ビトロ系でTNFの細胞毒性活性を阻害することが報告されていが他のTNF活
性に対してどのような効果を示すかは明らかではない。
本発明の記載
本発明者は、ヒトTNFに対して活性を示すモノクローン抗体ライブラリーを作
った。そして、TNFの抗腫瘍効果(インビトロおよびインビボ系)と、TNF
受容体結合と、凝固の活性化(インビトロおよびインビボ系)と、そして限定さ
れたそれらのトポグラフィツクな特異性とに対するそれらの抗体の効果について
調べた。このようなアプローチによって、本発明者はTNFアルファの異なるト
ポグラフィ、りな領域が、異なる活性に関係していることを発見した。したがっ
て、本発明者は、TNFアルファ活性を選択的に高めるか阻害するりガツトまた
は抗体の同定を可能とし、それによってTNFアルファを含む改善された治療薬
や治療方法を提供する。
本発明の第一の発明は、ヒトTNFに結合可能なリガンドからなるもので、この
リガンドがTNFに結合すると、TNFの下記生物学的活性が阻害される。
1、W瘍退行(tumour reguression)2、内皮プロファギュ
ラント(endotbelial procoagulant)の誘導3、W瘍
フィブリン沈着(tumour fibrin depo8ition)の誘導
4、細胞毒性(cytotoxielty)5、受容体結合(receptor
blncllng)本発明の好ましい実施態様では、リガンドは抗体、F(a
t+)断片、再構成抗体(CDR移植ヒト化抗体(grartedhumanj
sed antibodies) )単一ドメイン抗体(dAbs) 、単一鎖
抗体、血清結合タンパク質、受容体、そして天然の阻害剤から選択される。また
、リガンドは合成されたタンパク質またはペプチドであって前記断片のひとつと
類似している。しかし、好ましくは、リガンドはモノクローン抗体またはそのF
(ab)断片である。
本発明の第二の発明は、ヒトTNFに結合可能なりガントからなるものであって
、TNFへのリガンドの結合によって、残基1−18.58−65.115−1
25、そして138−14’9からなるトポグラフィツク領域、または残基1−
18.108−128からなるトポグラフィツク領域、または残基58−79.
110−127、そして135−155からなるトポグラフィツク領域が実質的
に、自然発生的な生物学的活性リガンドに対する結合から遮るようにしてのリガ
ンドがTNFに結合することによって、TNFによる内皮ブロコアギュラント誘
導、腫瘍退行、腫瘍フィブリン沈着誘導、細胞毒性、そして受容体結合を阻害す
る。
本発明の第三の発明は、主として残基1−20からなるトポグラフィツク領域と
、残基56−77からなるトポグラフィツク領域と、残基108−127からな
るトポグラフィツク領域と、モして残基138−149からなるトポグラフィツ
ク領域からなる群から選択される少なくとも2つの領域によって、ヒトTNFに
結合可能なりガツトからなるものである。
本発明の第三の発明にもとづく好適な実施態様では、リガンドはトポグラフィツ
ク領域1−18.58−65.115−125、そして13g−149において
ヒトTNFと結合する。このような配列からなる領域をトポグラフィツクにして
第23図に示した。
本発明の第三の発明にもとづくより好適な実施態様では、リガンドはトポグラフ
ィツク領域1−18および108−128においてヒトTNFと結合する。この
ような配列からなる領域をトポグラフィツクにして第24図に示した。
本発明の第二の発明にもとづくより好適な実施態様では、リガンドはトポグラフ
ィツク領域56−79.110−127.モして136−155においてヒトT
NFと結合する。このような配列からなる領域をトポグラフィツクにして箪25
図に示した。
本発明の第一、第二および第三の発明にもとづく特に好適な実施蝮様では、リガ
ンドは、MAI)1、MAt+47、そしてMAb54と指定されたモノクロー
ン抗体からなる群から選択される一種類のモノクローン抗体である。MAbl、
MAb47、そしてMAb54を産生するハイブリドーマからなる細胞系統の試
料は、英国(Portan Down、 5allsbary、 Wlltbs
hlre SF30JG、 United Kingdom)■
あるヨーロピアンコレクシ菖ンオブアニマルセルカルチャーズ(Europea
n Co11cction of Anim@l Ce1l Cu1tures
; ECACC) 、ワクチン開発製造研究所(VaccineResearc
h and Production Laboratory) 、公衆衛生ラボ
ラトリ−サービス(Pubie Health LaboratOry 5er
vice) %応用微生物学研究センター(、Centre for Appl
[ed Mlcroblology and Re5earch) ヘ寄託され
た。MAI)1は、1989年8月3日に寄託され、その登録番号は89080
301である。MAb54は、1989年8月31日に寄託され、その登録番号
は89083103である。MAb本発明の第四の発明は、本発明の第一、第二
または第三の発明にもとづくリガンドと組み合わさってTNFを含む組成物から
なるものである。この組成物は、そのTNFに対してリガンドが結合することを
特徴とする。
本発明の第五の発明は、本発明の第一、第二または第三の発明にもとづくリガン
ドもしくは本発明の第四の発明にもとづく組成物のどちらか一方を投与すること
からなる中毒ノ曹1り治療方法からなるものである。
本発明の第六の発明は、ヒトTNFに結合可能なリガンドからなるものであって
、このリガンドはTNFに結合することによって、TNFの内皮プロコアギ1ラ
ント活性誘導を阻害し、内皮細胞上の受容体へのTNF結合を阻害し、そしてT
NFによる腫瘍フィブリン沈着誘導および腫瘍退行活性を促進させるが、一方で
細胞毒性は影響されず、またTNFの腫瘍受容体結合活性については影響を受け
ないかあるいは促進される。
本発明の第七の発明は、ヒトTNFに結合可能なリガンドに関するものであって
、このリガンドはTNFに結合することによって、TNFの内皮プロコアギ二ラ
ント活性誘導を阻害し、内皮細胞上の受容体へのTNF結合を阻害し、そしてT
NFによる腫瘍フィブリン沈着誘導および腫瘍退行活性を促進させる。TNFへ
のこのリガンドの結合は、残基1−30,117−128、モして141−15
3からなるトポグラフィツク領域によって限定されるTNFのエピトープが自然
発生的な生物学的活性リガンドへの結合を遮られることによって起こる。
本発明の第への発明は、残基1−30.117−128、モして141−153
からなるトポグラフィツク領域においてヒトTNFに結合するリガンドからなる
。
この第への発明の好適な実施態様では、リガンドは残基1−26、lt7−t2
g、%して141−151のトポグラフィツク領域においてヒトTNFへ結合す
る。そのような配列からなる領域は、トポグラフィツクに第26図に示した。
本発明の第六、第七および第への発明にもとづく好適な実施態様では、リガンド
は、MAb32と指定されたモノクローン抗体である。MAb32を産生するハ
イフリトーマからなる細胞系統の試料は、英国(Porton Down、 5
alisbury、 fllthshire SF30JG、 Unitedに
ingdow+)にあるヨーロピアンフレクシ冒ンオブアニマルセルカルチャー
ズ(European Co11ect4on of An++*il Ce1
l Cu1tures; ECACC)、ワクチン開発製造研究所(V@cej
ne Re5earch and Production Laborator
y)、公衆衛生ラボラトリ−サービス(Pubjc Health Labor
atory 5ervice) 、応用微生物学研究センター(Centre
for^pplied Mlcroblology and Re5earch
) ヘ1989年8月3日に寄託され、その登録番号は89080302である
。
本発明の第九の発明は、本発明の第六、第七または箪への発明にもとづくリガン
ドと組み合わさってTNFを含む組成物からなるものである。この組成物は、そ
のTNFに対してリガンドが結合することを特徴とする。投与されたサイトカイ
ンの活性を修飾するためにモノクローン抗体(−^b)とともにTNFを投与す
ることを開示した文献はいままでのところない。
本発明の箪十の発明は、本発明の第六、第七または第への発明にもとづくリガン
ドもしくは本発明の第九の発明にもとづく組成物のどちらか一方を投与すること
を含むもので、TNFによって腫瘍の増殖を阻害する腫瘍処置方法に関するもの
である。
本発明の第十−の発明は、ヒトTNFの残基1−18へ結合するりガント(ペプ
チド301)からなるものである。
本発明の第十三の発明は、ヒトTNFに結合可能なリガンドからなるものであっ
て、このリガンドはTNFへ結合することによって、TNFの内皮ブロコアギュ
ラント活性誘導を阻害し、腫瘍フィブリン沈着誘導および腫瘍ボ行を促進させる
が、TNFの細胞毒性は影響されず、またTNFの腫瘍受容体結合活性は影響さ
れないかあるいは促進される。リガンドのTNFへの結合は、残基1−18から
なるトポグラフィツク領域によって限定されるTNFのエピトープが実質的に自
然発生的な生物学的活性リガンドへの結合を遮られることによってなされる。
本発明の第十三の発明は、本発明の第11または第12の発明にもとづくリガン
ドと組み合わさってTNFを含む組成物からなるものである。この組成物は、そ
のTNFに対してリガンドが結合することを特徴とする。
本発明の第十四の発明は、・本発明の第十−または第十三の発明にもとづくリガ
ンドもしくは本発明の第十三の発明にもとづく組成物のどちらか一方を投与する
ことを含むもので、TNFによって腫瘍の増殖を阻害する膿瘍処置方法に関する
ものである。
本発明の第十三の発明は、ヒトTNFに結合可能なリガンドからなるものであっ
て、このリガンドはTNFへ結合することによって、TNFの内皮ブロコアギュ
ラント活性誘導を阻害し、腫瘍フィブリン沈着活性を促進させるが、TNFの細
胞毒性および腫瘍退行は影響されず、またTNFの腫瘍受容体結合活性も影響さ
れない。
本発明の第十六の発明は、ヒトTNFに結合可能なリガンドからなるものであっ
て、このリガンドがTNFへ結合することによっては、TNFの細胞毒性および
腫瘍退行は影響されないが、内皮プロコアギ1ラント活性銹導およびTNFの腫
瘍フィブリン沈着活性は阻害され、さらにTNFの腫瘍受容体結合活性は影響さ
れない。リガンドのTNFへの結合は、残基22−40.49−97,110−
127、そして136−153からなるトポグラフィツク領域によって限定され
るTNFのエピトープが実質的に自然発生的な生物学的活性リガンドによって遮
られるものである。
本発明の策士七の発明は、残基22−40.49−97.110−127、モし
て136−153からなるトポグラフィツク領域においてヒトTNFへ結合する
リガンドからなるものである。そのような配列からなる領域は、トポグラフィツ
クに第27図に示した。
本発明の第十七の発明の好適な実施態様では、残基22−4o、49−96.1
10−127、そして136−153からなるトポグラフィツク領域においてヒ
トTNFへ結合するリガンドからなるものである。この領域はTNFアルファの
3D構造におおよそある。
本発明の第十三、第十六および第十七の発明の好適な実施態様では、リガンドは
MAb42と指定されたモノクローン抗体である。このMAt)42を産生する
ハイリドーマからなる細胞系統の試料は、英国(Porton Down、 S
s目5bury、 IFiHhshire SF30JG、 United K
ingdom)にあるヨーロピアンフレクシ豐ンオブアニマルセルカルチャーズ
(European Co11ection or Animal Ce!l
Cu1tures: ECACC)、ワクチン開発製造研究所(Vaccine
ReSemreb and Production Laboratory)
%公衆衛生ラボラトリーサービス0ubie Health Laborat
ory 5erV1ce> %応用微生物学研究センター(Centre fo
r Applied Microbiology and Re5earch)
61989年8月3日に寄託され、その登録番号は89080304である。
本発明の策士への発明は、本発明の第十三、第十六または策士七の発明にもとづ
(リガンドと組み合わさってTNFを含む組成物からなるものである。この組成
物は、そのTNFに対してリガンドが結合することを特徴とする。
本発明の第十九の発明は、本発明の第十三、第十六または茶十七の発明にもとづ
くリガンドもしくは本発明の箪十への発明にもとづく組成物のどちらか一方を投
与することを含むもので、TNFによって腫瘍の増殖を阻害する腫瘍処置方法に
関するものである。
本発明の第二十の発明は、ヒトTNFに結合可能なリガンドに関するものであっ
て、このリガンドはTNFに結合することによって、TNFの腫瘍フィブリン沈
着活性を促進させ、一方で、TNFの内皮ブロファギエラント活性誘導には影響
を与えないが、細胞毒性、腫瘍退行、そしてTNFの受容体結合活性を阻害する
。
本発明の第二十−の発明は、ヒトTNFに結合可能なリガンドに関するものであ
って、このリガンドはTNFに結合することによって、TNFの腫瘍フィブリン
沈着活性を促進させ、一方で、TNFの内皮ブロコアギニラント活性誘導には影
響を与えないが、細胞毒性、腫瘍退行、そしてTNFの受容体結合活性を阻害す
る。そして、このリガンドのTNFへの結合は、残基残基12−22.38−4
5.96−105、そして132−157からなるトポグラフィツク領域によっ
て限定されるTNFのエピトープが実質的に自然発生的な生物学的リガンドによ
って遮ぎられものである。
本発明の第二十三の発明は、残基12−22.36−45.96−1.05.そ
して132−15’7からなるトポグラフィツク領域においてヒトTNFへ結合
するりガントからなるものである。この領域はTNFアルファの3D構造におお
よそある。そしてトポグラフィツクに第28図に示した。
本発明の第二十、第二十−および第二十三の発明の好適な実施態様では、リガン
ドはMAb25と指定しれたモノクローン抗体である。このMAb25を産生す
るハイリドーマからなる細胞系統の試料は、英国(Porton Down、
5aljsbury、 Wilthshire SF30JG、United
Kingdcym)にあるヨーロピアン)L/クン璽ンオブアニマルセルカルチ
ャーズ(II:uropean Co11ection of^nimal C
e1l Cu1turas: ECACC) 、ワクチン開発製造研究所(Va
ccine Re5earch and Production Labora
L。
ry) 、公衆衛生ラボラトリ−サービス(Pubie Health t、a
boratory 5erV1ce’) 一応用微生物学研究上/ター(Cen
cre for Applied Microbiology and Re5
earch)へ1989年12月14日に寄託され、その登録番号は89124
01である。
本発明の第二十三の発明は、ヒトTNFに結合するリガンドからなるものであっ
て、このリガンドはTNFに結合することによって、TNFの腫瘍フィブリン沈
着活性を促進させ、一方で、細胞毒性、腫瘍退行、TNFの内皮プロファギュラ
ント活性誘導、そしてTNFの受容体結合活性を阻害する。
本発明の第二十四の発明は、ヒ)TNFに結合可能なリガンドに関するものであ
って、このリガンドはTNFに結合することによって、TNFの腫瘍フィブリン
沈着活性を促進させ、一方で、細胞毒性、腫瘍退行、TNFの内皮プロコアギュ
ラント活性誘導、そしてTNFの受容体結合活性を阻害する。このTNFへのリ
ガンドの結合は、残基1−20および76−90からなるトポグラフィツク領域
によって限定されるTNFのエピトープが実質的に自然発生的な生物学的リガン
ドによって遮ぎられものである。
本発明の第二十三の発明は、残基1−20および76−90からなるトポグラフ
ィツク領域においてヒトTNFに結合するりガントからなるものである。これら
の領域は、TNFアルファの3D構造におおよそある。モしてトポグラフィツク
に第29図に示した。
本発明の第二十三の発明の好適な実施態様では、リガンドは残基1−28および
76−90からなるトポグラフィツク領域においてヒトTNFに結合する。
本発明の第二十三、第二十四および第二十三の発明の好適な実施態様では、リガ
ンドはMAb21と指定しれたモノクローン抗体である。このMAI)21を産
生ずるハイリドーマからなる細胞系統の試料は、英国(Porton Down
、 5alltbury、 filtbshire SF30JG、Unite
d Hngdom)にあるヨーロピアンコレクンHンオブアニマルセルカルチャ
ーズ(European Co11ection of Animal Ce1
−I Cu1tures: ECACC) 、ワクチン開発製造研究所(Vac
cine Re5earch and Production Labc+ra
t。
ry) 、公衆衛生ラボラトリ−サービス(Pubic Health Lab
oratory 5ervico)、応用微生物学研究センター(Centre
for Applied Microbjology and Re5ear
ch)へ1990年1月25日に寄託され、その登録番号は90012432で
ある。
本発明の第26の発明は、ヒトTNFに結合可能なりガントに関するものであっ
て、このリガンドはTNFに結合するものであるが、TNFの腫瘍フィブリン沈
着活性には影響が及ばず、しかし細胞毒性、腫瘍退行、TNFの内皮プロコアギ
ュラント活性誘導、モしてTNFの受容体結合活性が阻害される。
本発明の第27の発明は、ヒトTNFに結合可能なりガントに関するものであっ
て、このリガンドはTNFに結合するものであるが、TNFの膿瘍フィブリン法
曹活性には影響が及ばず、しかし細胞毒性、腫瘍退行、TNFの内皮ブロファギ
ニラント活性誘導、そしてTNFの受容体結合活性が阻害される。このTNFへ
のリガンドの結合は、残基22−40.69−97.105−128、そして1
3−155からなるトポグラフィツク領域によって限定されるTNFのエピトー
プが実質的に自然発生的な生物学的リガンドによって遮ぎられものである。
本発明の第二中への発明は、残基22−40.69−97.105−128、モ
して13−155からなるトポグラフィツク領域においてヒ)TNFに結合する
リガンドからなるものである。これらの領域は、TNFアルファの3D構造にお
およそある。モしてトポグラフィツクにJPr30図に示した。
本発明の第二十六、第二中上および第二中への発明の好適な実施態様では、リガ
ンドはMAt+53と指定しれたモノクローン抗体である。このMAb53を産
生するハイリドーマからなる細胞系統の試料は、英国(Porton Down
、 5allsbury、 Wllthsblre SF30JG、 l1nl
ted Kingdom)にあるヨーロビアノコレクションオブアニ7 /Ll
セルカルチャーズ(European Co11ec目on of Anima
l Ce1l Cu1tures: ECACC) 、ワクチン開発製造研究所
(Vaccine Re5earch and Productjon Lab
orat。
ry) 、公衆衛生ラボラトリ−サービス(Pubie 1lealth La
boratory 5ervice)、応用微生物学研究センター(Centr
e for Applied Mlcrobiology and Re5ea
rch)へ1990年1月25日に寄託され、その登録番号は90012433
である。
本発明の第二十九の発明は、ヒ)TNFに結合可能なリガンドに関するものであ
って、このリガンドはTNFに結合しても、TNFの腫瘍フィブリン沈着活性、
内皮プロコアギニラント活性誘導、細胞毒性、腫瘍退行、そしてTNFの受容体
結合活性は影響されない。
本発明の第三中の発明は、ヒ)TNFに結合可能なりガツトに関するものであっ
て、このリガンドはTNFに結合しても、TNFの腫瘍フィブリ/沈着活性、内
皮プロコアギ二うント活性誘導、細胞毒性、腫瘍退行、そしてTNFの受容体結
合活性は影響されない。このTNFへのりがノドの結合は、残基22−31およ
び146−157からなるトポグラフィツク領域によって限定されるTNFのエ
ピトープが実質的に自然発生的な生物学的リガンドによって遮ぎられものである
。
本発明の第三十−の発明は、残基22−31および146〜157からなるトポ
グラフィツク領域においてヒトTNFに結合するリガンドからなるものである。
これらの領域は、TNFアルファの3D構造におおよそある。モしてトポグラフ
ィツクに第31図に示した。
本発明の第二十九、第三中および第三十−の発明の好適な実施態様では、リガン
ドはMAb37と指定しれたモノクローン抗体である。このMAb53を産生ず
るハイリドーマからなる細胞系統の試料は、英国(Porton Down、
5ilisbury。
Wilthshire SF30JG、 United Kingdom)にあ
るヨーロピアンコレクシ菖ンオブアニマルセルカルチャーズ(European
Co11aetion of Anjm+al Ce1l Cu1tures
; BCACC)、ワクチン開発製造研究所(VaccIne Re5earc
h and Production Laboratory)、公衆衛生ラボラ
トリ−サービス(Publc Health Laboratory 5erv
ice) 、応用微生物学研究センター(Centre for Applie
d Ml’croblology and Re5aarch)へ1989年8
月3日に寄託され、その登録番号は89080303である。
本発明の第三十三の発明は、ヒトTNFに結合可能なりガントに関するものであ
って、このリガンドはTNFに結合しても、TNFの内皮ブロコアギュラント活
性誘導を影響されず、一方、TNFの細胞毒性、腸瘍退行、腫瘍フィブリン沈着
活性、そしてTNFの受容体結合活性は阻害される。
本発明の第三十三の発明は、ヒトTNFに結合可能なリガンドに関するものであ
って、このリガンドはTNFに結合しても、TNFの内皮ブロコアギニラント活
性誘導を影響されず、一方、TNFの細胞毒性、膿瘍退行、腫瘍フィブリン沈着
活性、モしてTNFの受容体結合活性は阻害される。このTNFへのリガンドの
結合は、残基22−40および49−98からなるトポグラフィツク領域によっ
て限定されるTNFのエピトープが実質的に自然発生的な生物学的リガンドによ
って遮ぎられものである。
本発明の第三中口の発明は、残基22−40からなるトポグラフィツク領域、残
基49−98からなるトポグラフィツク領域、モして残基69−97からなるト
ポグラフィツク領域からなる群から選択される少なくともひとつの領域において
ヒトTNFに結合する9ガントからなるものである。
本発明の第三中口の発明の好適な実施態様では、リガンドは残基49−98から
なるトポグラフィツク領域においてヒトTNFと結合する。この領域は、トポグ
ラフィツクに第32図に示した。
本発明の東三中口の発明のより好適な実施態様では、リガンドは残基22−40
および70−87からなるトポグラフィツク領域においてヒトTNFと結合する
。この領域は、TNFの3D構造におおよそあり、トポグラフィツクに第32図
に示されている。
本発明の第三十三、第三十三および第三中口の発明の好適な実施態様では、リガ
ンドはMAt)11またはMAt)12と指定しれたモノクローン抗体である。
本発明の第三十三の発明は、ヒトTNFに結合することが可能なリガンドからな
るものである。このリガンドは、TNFに結合することによってTNFの内皮ブ
ロコアギエラント活性誘導を阻害する。
本発明の第三十六の発明は、ヒ)TNFに結合することが可能なリガンドからな
るものである。このリガンドは、TNFに結合することによってTNFの内皮ブ
ロファギニラント活性誘導を阻害する。また、このTNFへのリガンドの結合は
、残基108−128からなるトポグラフィツク領域によって限定されるTNF
のエピトープが実質的に自然発生的な生物学的リガンドによって遮ぎられもので
ある。
本発明の第三中上の発明は、残基108−128からなるトポグラフィツク領域
においてヒ)TNFへ結合するリガンドからなる。
本発明の第三十三、第三十六および第三中上の発明の好適な実施態様では、リガ
ンドは、MAbl、MAb32、MAb47、MAb53そしてMAb54から
なる群から選択されるモノクローン抗体である。
ここで述べられているTNFの生物学的活性は、「膿瘍退行」、「腫瘍フィブリ
ン沈着誘導」、「細胞毒性」、そして「受容体結合」という用語の意味は下記の
方法によって決定される。
「単一ドメイン抗体」という用語は、ワールドらの文献(Nature 34±
、 544−5411989)に開示されたような抗体断片である。
本発明をより一層明らかにするために、好ましい態様を下記の実施例と添付され
た図面をもとにして記載する。
第1図は、TNFに対するMAり1の滴定検定の結果を示すものである。
第2図は、TNF MAblスカッチャードプロットと、親和性の決定とを示す
ものである。
第3図は、WHI−164細胞におけるTNF毒性に対する抗TNFモノクロー
ン抗体!および32の効果を示すものである。
第4図は、TNFに誘導されたMeth A ソリッド腸瘍の退行に対するMA
blの効果を示すものである。
第5図は、TNFに誘導されたMeth A 腹水腫瘍の退行に対するMAbl
および25の効果を示すものである。
第6図は、TNFによる内皮プロコアギ1ランド活性の誘導に対する抗TNFモ
ノクローン抗体の効果を示すものである。
第7図は、腫瘍を有するマウスの腫瘍部に標識されたフィブリノーゲンを取り込
ませて抗TNFモノクローン抗体の効果を示すものである。
第8図は、TNFのエピトープを説明するための図である。
第9図は、WEHI−164腫瘍のTNF誘導退行に対する抗TNFモノクロー
ン抗体の効果を示すものである。
第1θ図は、2つの実験におけるMAb32によるTNF退行活性の促進を示す
ものである。
第11図は、MAb32投与1日投与1グ目8目の投与量に対する応答によるT
NF誘導腫瘍退行の促進を示すものである。
第12図は、牛大動脈内皮細胞上の受容体に対する放射性標識TNFの結合を示
すものである。
第13図は、TNFの受容体結合アッセイを示すもので、このTNFは、下記の
ものとミエローマ細胞系統MM41 Ill E上で複合体を形成して用いられ
た。
MAb32 (−φ−) 対照となる抗体 く−江と−)MA b 47 (−
一一一)
第14図は、TNFの受容体結合アッセイを示すもので、このTNFは、下記の
ものとミエローマ細胞系統IGRa上で複合体を形成して用いられた。
MAb32 (−◆−→ 対照となる抗体 (−ロー )M A b47 (−
11−)
第15図は、TNFの受容体結合アッセイを示すもので、このTNFは、下記の
ものと膀胱カルシノーマ細胞(bladder carclnoma cell
)系統5637上で複合体を形成して用いられた。
MAb32 (−今一−) 対照となる抗体 (1? ’IMA b 47 (
−■←−)
第16図は、TNFの受容体結合アッセイを示すもので、このTNFは、下記の
ものと胸部カルシノーマ細胞(breast carcinoma cell)
系統MCFT上て複合体を形成して用いられた。
MAb32(−一φ−) 対照となる抗体 く−ロー)MA t+ 47 (−
中一)
第17図は、TNFの受容体結合アッセイを示すもので、このTNFは、下記の
ものと結腸力ルンノーマ細胞(colon carcino閣鳳ce11)系統
B10上で複合体を形成して用いられた。
MAb32 (−→糾−) 対照となる抗体 く−」ヨー)MAb47 ’ C
−IF−)
第18図は、下記の抗体によるインビボ系(in vivo)でのTNF媒介腫
瘍退行効果を示すものである。
MAb32 (■ ) 対照となる抗体 (口 )MAb47 (★ )
第19図は、対照モノクローン抗体、MAb32、そしてMAb32の一価(u
nivalent) F A b’断片によるインビボ系(in vivo)で
のTNF媒介膿瘍退行効果を示すものである。
第20図は、下記抗体によるTNF誘導腫瘍退行の効果を示すものである。
対照モノクローン抗体 (−) ペプチド301抗血清 (二 )MAb32
(回 )
第21図は、アミノ酸が10−([からなるペプチドによってオーバーラツプさ
れたMAb32の反応性を示すものである。
第22図は、TNF分子の三次元(3D)構造を模式的に示すものである。
第23図は、残基1−20.56−77.10g−127、そして13g−14
9からなる領域をトポグラフィツク(立体的)に示したものである。
第24図は、残基1−18および108−128からなる領域を立体的に示した
ものである。
藁25図は、残基56−79.110−127および136−155からなる領
域を立体的に示したものである。
第26図は、残基1−26.117−128および141−153からなる領域
を立体的に示したものである。
軍27図は、残基22−40.49−97.110−427、そして136−1
53からなる領域を立体的に示したものである。
第28図は、残基12−22.36−45.96−105、そして132−15
7からなる領域を立体的に示したものである。
第29図は、残基1−20および76−90からなる領域を立体的に示したもの
である。
第30図は、残基22−40.69−97,105−128、そして135−1
55からなる領域を立体的に示したものである。
第31図は、残基22−31および146−157からなる領域を立体的に示し
たものである。
第32図は、残基49−98からなる領域を立体的に示したものである。
第33図は、残基22−40および70−87からなる領域を立体的に示したも
のである。
動物および腫瘍細胞系統
すべての実験において用いられたマウスは、C3lRO動物施設から入手した生
後10−12週間の雌でBALB/C系統のマウスである。
MethAソリッド騰瘍およびMethAfi水腫瘍は、オルト博士(Dr、
Lloyd J、 Old、 5loan Ksttering Cancer
CenLra)に提供して頂いた。また、WEHf−164フイブロサルコー
マ系統は、チャウドリ博士(Dr、 (ieata Chauhdrl。
Job++ Curtln 5chool of Medlcal Re5ea
rch、AuLral!an Na目anal [In1v■窒唐奄狽凵j
に提供して頂いた。
ハイブリドーマの融合と産生
完全70インドアジユバントに懸濁された10Mgのヒト組換え体TNFをマウ
スの腹腔内に注入してマウスを免疫した。その−ケガ後に、完全フロインドアジ
ュバントに懸濁された10MgのTNFを投与した。六週間後および融合四日前
に、PBSに懸濁されたlOμgのTNFをマウスにブースした。免疫されたマ
ウスから得た肺臓細胞をラスジエンとアンダーウッドの方法(Ratbjen
& 1lndervood、 Mo1. Immunol、 23.441.1
986)にもとづいてミエローマs p 2 / Oと融合させた。ラジオイム
ノアアセイによってスクリーニングされた抗TNF抗体を産生ずる細胞系統をマ
ウス腹腔マクロファージからなる支持細胞層上で限界希釈によりサブクローン化
した。さらに、抗体のサブクラスは、E L ! S A (Misotast
、Co+n+onvealth Serum Laboratories)によ
って決定した0標準的な方法によってラクトペルオキシダーゼを用いてTNFを
ヨウ素化した。
ハイブリドーマの培地の上清(50μl)をIQ’ I −T N F (20
,000cp閤/5oul)とともに−晩、4℃でインキ−ベートとした。そし
て、100μlの9ac−Cel(ロバ抗マウス/ラブド免疫グロブリン被覆セ
ルロース、 Wellco■e Diagnositlcs)を添加し、さらに
室温(20℃)で20分間インキュベートした。このインキュベーン冒ンに続い
て、1mlのPBSを添加し、そして試験管を2.500rpmで5分間遠心し
た。この遠心後、上清を揄てて、沈澱物の放射活性を測定した。
モノクローン抗体間の比較を行なうために、固定化抗原(LACT)または抗体
(PACT)のどちらか一方を用いて拮抗アッセイを行なった(Aston &
Ivin1%牛血清アルブミン含有PBS (BSA/PBS)によって非特
異的結合部位をブロックするのに先立って、フレツキシブルなマイクロタイター
プレートに、モノクローン抗体(マウス腹水から得られた硫酸ナトリウム沈澱グ
ロブリン100μg/罵lを含む重炭酸塩ナトリウム緩衝液、0.05M、 p
H9,6)をコートして、−晩、4℃で静置した。固定された抗体への1′’I
−TNFの結合は、種々の濃度の二次抗TNFそツクローン抗体存在下で決定し
た。抗体およびTNFは同時に添加され、そしてPBS(4回)による洗浄に先
立って24時間インキュベートされた。そして、各ウェルの放射活性を測定した
。100%結合は、異質のモノクローン抗体の非存在下で決定され、一方100
%拮抗は、過剰な同質のモノクローン抗体存在下で決定された。すべての希釈は
BSA/PBSにって行なった。
精製プロティンA、放射能標職モノクローン抗体のTNF被覆マイクロタイター
ウェルへの結合は、種々の濃度の二次モノクローン抗体存在下で決定した。マイ
クロタイタープレートは前記のようにしてTNF (50Mg/ml)がコート
されている 11!+ 1−モノクローン抗体(30,OOOcpm)を添加す
る24時間前に拮抗する抗体(50ml)を事前にプレート上で4時間、4℃で
ブレインキュベートした。ウェルに結合した放射能の測定は、PBSでウェルを
4回洗った後に行なった。100%結合は、拮抗する抗体の非存在下で決定され
、一方100%拮抗は、過剰の未標識モノクローン抗体存在下で決定された。
WEHr−164細胞毒性試験
組換えTNF活性のバイオアッセイをスベヴイックとマイヤーの方法(Espe
vlk k NliseNllsen−、J、 lm5uno1. Metho
ds 95.99.1986)にもとづいて実施した。
TNF活性に対するモノクローン抗体の効果は、ABT90にある細胞培養へモ
ノクローン抗体を添加することによって決定した。
腫瘍退行実験
モノクローン抗体によるTNF誘導騰瘍退行の変化を3種類の腫瘍モデルを用い
て実施した。すなわち、afi類の腫瘍モデルは、皮下腫瘍WEHI−164、
M e t h Aサルコーマ、そして腹水MethA腫瘍である。皮下腫瘍は
、約5x105細胞注射することによって誘導された。これによって約15日後
に10−15mmの腫瘍が形成された。マウスの腹腔に、ヒト組換えTNF (
10μg)と、モノクローン抗体(2Q Om 1腹水グロブリン)とを4日間
つづけて注射した。対照群は、PBSのみ、あるいはTNFと中成長ホルモンに
対するモノクローン抗体とを注射した。それぞれの実験の開始時に、カリパスを
用いて腹水マウスの場合において体重を測定したソリッド腫瘍(solid t
umour)または腫瘍を有する動物の腫瘍のサイズを測定した。これらの測定
は実験中、日々実施された。
ラジオレセプターアッセイ
増殖したWEI−164細胞を培地から回収し、1%BSA含有ハ/り平衡塩溶
H(Rank’s balanced 5alt 5oluNon、 )IBs
s、 Gibco)で1回洗浄した。100μlの未標識T N F (1−1
0,000ng/試験管)またはモノクローン抗体(10倍希釈液ンリーズ、腹
水グロブリン10に対してlからioo、 oooに対して1)を50μ夏の”
I −TN F (50,000eps)へ添加した。その後、WEI−164
細胞を添加した(z x 1o6I[l胞を念む200μm)。この混合物を振
とうウォーターバスで37”C,3時間インキュベーンタンした。このインキュ
ベーションの終了時に、1mlのHBSSを添加し、そして細胞を16、O(l
orpm、30秒の遠心処理した。
上清を捨てて、細胞からなる沈澱物に結合した”J−TNFを測定した。すべて
の希釈は、1%BSAを含むHBSSで行なった。
内皮細胞でのTNFによるプロコアギュラント誘導牛腹水内皮細胞(継代10)
を、37℃、5%C0I2の条件下でlO%牛脂児血清(Fe2) 、ペニシリ
ン、ストレプトマイシン、そして2−メルカプトエタノールを含むPRPM+−
1640中で増殖させた。TNFによる内皮ブロコアギュラント活性誘導のため
に、細胞をトリプンン処理し、そして24穴(ウェル)コスタ−トレイに播種し
た(Bevilacqua at al、、 PNAS 83.4533.19
86) 、 HB S Sによるコンフルエントな細胞単層の洗浄後に7 N
F (0−500単位/培養)と、モノクローン抗体(希釈は、腹水グロブリン
250に対してl)とを添加した。4時間後、細胞を回収して凍結し、ソニケー
シジン処理した。全体の細胞性プロコアギコラント活性を、37℃で正常なドナ
ー血小板・血漿欠乏(norval donor platelet−pOoy
plasma)のりカルシフイケーシ1ン(recalctHcatlon)
時間によって決定した。100μ!のントレート化血小板・血漿欠乏を、100
μlの塩化カルシウム(30mM)と100μIの細胞ライセードに添加し、ク
ロット(血べい)形成時間を記録した。いくつかの実験では、腫瘍細胞培養の上
清をTNFおよび(または)モノクローン抗体(最終濃度2に対してl)によっ
て処理された内反細胞に添加した。
インビボ(in vivo)系でのフィブリン形成に対するモノクローン抗体と
TNFとの効果について試験するために、B^しB/cマウスの皮下にWEI−
164細胞(1G’細胞/動物)を注射した。7−14日後、腫瘍の直径が約1
calこ違した時点で、動物の腹腔内に、T N F (10ug/動物)お
よび11【−ヒトフィブリノーゲン(7,SUZ/動物、122JI Ci/m
g、 Asersham)を、それぞれ単独で、あるいはヒトTNFに対するモ
ノクローン抗体(200μm/動物腹水グロブリン)とともに注射した。
中成長ホルモンに対するモノクローン抗体は、対照用のモノクローン抗体として
用いられた。TNFの注入2時間後、マウスの組織への1851−フィブリノー
ゲンの取り込みを、組織を除去して試料とし、その重量を測定し、モしてガンマ
カウンターで試料の放射能を測定した。
ヒトTNFと反応した13種類のモノクローン抗体が単離された。これらのモノ
クローン抗体は、それぞれMAbl、MAt+11、MAbl2、MAb21、
MAb25、MAt)31、MAt)32、MAb37、MAb42、MAb4
7、MAb53.そしてMAt)54と定められた。ヒトTNF生物活性に対す
るこれらのモノクローン抗体の効果を第2表に示した。
第2表から明らかなように、いくつかのモノクローン抗体が抗腫瘍活性およびヒ
)TNFによる凝固活性を阻害したが(MA b 1.47および54)、すべ
ての抗腫瘍活性を阻害するすべての抗体が、インビボおよびインビトロで凝固活
性を阻害したわけではない(MAt+11,12.25および53)。実際、腫
瘍退行を阻害するMA b 21はインビボで凝固活性を促進させた。
(以下、余白)
第2表
生物活性に対するモノクローン抗体の効果モノクローン抗体
細胞毒性 ・ −−Q−−0000−−−腫瘍退行 −−−0−−0+ 0O−
−−(腫瘍)
受容体結合 −−−0−−0+10☆ oo−−−表中、
+ 促進
O効果なし
− 阻害
★ IFE旧−16411瘍細胞でのMAb濃度および腫瘍型Iこ依存(第3.
13−17参照)
TNF上のエピトープを分かち合うための拮抗的結合についてのテストで示され
たMAt+1,47および54は、TNFの完全中和に必要とされる高いTNF
レベルである中毒/11フクおよび他の側Lウィルスおよび寄生虫感染の状態を
治癒する上で要求される特徴を備えている。MAb32のような他のモノクロー
ン抗体は、癌治療の際にTNFと一緒に投与されることが好ましい。なぜなら、
腫瘍退行を阻害しないが、凝固を阻害するからである。このような治療方法は、
TNFによる凝集活性を促すような癌治療に用いられる細胞毒性剤(eytot
oxiedrugs)と組み合わせる場合に特に指摘される(例えば、ビンブラ
スチン、アシクロビル(xcyclovlr) 、r F Nアルファ、I 1
−−2、アクチノマイシンD、AZT、ラジオセラビイ、アドリブミシン、マイ
トマイシンC1シトシンアラビノシド、ドウ/ルビシン(dounorublc
ln) 、シス・プラテン、ビンクリスチン、5えば免疫不全症候群)および癌
、例えばカポジサルコーマ、ノンホジキンズリンホーマおよびスク7vウスセル
カルンノーマ(squa+1ous cell carcinoma)に関連し
た免疫不全症候群を有する患者)。
モノクローン抗体MAblは、以下の特徴を有することがわかった。
1、ヒト組換え体TNFアルファと結合する。しかし、ヒトリンパ毒(TNFベ
ータ)またはヒトインターフェロンではない。同様にMAblは、組換え体マウ
スTNF (第1図)と交差反応しない。
2、MAblは免疫グロブリン型がIgG!、Kである。親和性は約4.4X1
0−9モル/リットルである(第2図)。
3、MAbは、゛培地中においてWR旧−164マウスフイブロサルコーマ細胞
上の組換え体ヒ)TNFの細胞毒性効果を中和する。インビトロ系で18gのM
Ablは、約156.25単位のTNFを中和する(第3図)。
4、MAり1は、インビボ系で下記のマウス腫瘍モデル: IFEI(+−16
4皮下ソリツド腫瘍(subcutanaous 5olid tumour)
、Math A皮下ソリッド腫瘍、モしてMath A腹水腫瘍(ascit
es +umour)においてTNFの腫瘍退行活性を中和する(第4図、第5
図および第9図)。
5、MAblは、マラリア病原虫に感染したマウスにおいて、ヒトTNFによっ
て引き起こされる大脳損傷を抑える。
6、ラジオリセブターアッセイにおいて、MAblは、IIIE旧−10上にあ
る受容体(レセプター)へのTNFの結合を抑える(第3表)。
7、MAl)1は、牛腹水内皮培養細胞上のプロコアギ1ラント活性誘導(組織
因子)を阻害する(第6図)。
8、MAblは、TNF処理されたマウスの腫瘍への1″5■フィブリノーゲン
取り込みを減少させる(箪7図)。
9、MAl)1は、”5T−TNFの結合に対して拮抗する。したがって下記の
モノクローン抗体:21,25.32.47.54、そして37と、オーバラッ
ピングしたエピトープを分かち合う。
10、MAblは、下記のモノクローン抗体=11.12.42.53.31゜
そして20と、′2’I−TNFの結合に対して拮抗しない(第8図)。
(以下、余白)
東3表
ラジオレセプターアッセイ:MAblによるWEIII−164細胞へのTNF
結合の阻害処理 %特異的結合
MAb32は、InG2b、に抗体で、ヒトTNFアルファに対する親和性はス
カツチャードブロフト(Schatcbard analysim)よれば、8
.77XIO−”■olag/lである。しかし、このモノクローン抗体は、ヒ
トTNFベータ(リンパ毒(Iy■pbotoxin) )やマウスTNFアル
ファとは反応しない。
箪3図に示したように、MAb32は、インビトロ系でのWF、旧−184アツ
セイの結果によれば、TNF細胞毒性を阻害しない。
モノクローン抗体32は、TNF投与量が10gg/日であるBALB/cマウ
スに皮下経由で移植された腸瘍であるWR[I+−164フイブロサルコーマに
対スるTNF誘導膿瘍退行活性を抑制するが、その抑制程度は不安定である(第
10図および第11図を見よ)。このようなことは、TNFに対して生じたすべ
ての抗体に当てはまるわけではない(第9図)。しかし、受容体を介した腫瘍細
胞へのTNF取込み増大を許すMA b 32に特異的な結合部位に当てはまる
(第8図、箪4表)。
(以下、余白)
第4表
MAb32存在下でのfril+−164細胞上の受容体へのTNFの結合MA
+) %結合t″’I−TNF
L/Zoo 、 000 97 93
TNF投与量が低いときのMAb32によるTNF活性の増大とは、少なくとも
10倍以下のTNFがある程度の腸瘍退行を達成するのに必要とされることであ
る(第11図および第18図参照)。結果は、1日目(day l)では2.5
μgおよび1μgTNFと、28目(day 2)では2.5JJgであった。
2.5μgと1μgとの統計学的違いは、を検定でp<0.01であった。この
ようなTNF活性増大の程度は、またレシピエンドの生存率を上げることになる
。なぜなら、低濃度のTNFを使用するので毒性効果が生じることはない。第1
9図は、MAfi32の単一の価からなるFeb断片が、MAI)32全体と同
様にしてTNF誘導腫瘍退行を促進させることを示している(下記をみよ)。
MA b 32は、TNFと培養細胞とをインキニベーン璽ンすることによって
正常に誘導された内皮細胞の凝固因子(clotting factors)発
現を阻害する(第6図)。この応答は、事前に同定されていないTNF受容体に
って媒介されるもので、この同定されていないTNF受容体は、他の細胞で発見
された受容体と異なるものである。
逆に言えば、MAt)32は、放射性同位元素で標識されたフィブリノーゲンの
取り込みによって示されるような腫瘍床内での凝固のインビボ系での活性化を促
進させる(第7図)。このことは、単球/マクロファージ・プロコアギニラント
の活性にもとづくものであり、さらにTNFによって誘導される腸瘍退行の機構
を明らかにするこ゛とを可能とするものであろう。
MAb32を用いた実験で得られた結果を、第2表において他のものと比較した
。
内皮細胞に対するTNFの結合を阻害する能力について、MAb32とMAb4
7ともアッセイした。
中太動脈内皮細胞(bovjne aorLlc endothe+4al c
ells: BAE cellg) (継代11)を24穴の培養皿(コーニン
グ社製)に播種した。この培養皿の各ウェルには事前にゲラチン(0,2%)を
コートしておいた。また、20%牛脂児血清を含むマブコイ5A(修飾)メジウ
ム中でコンフルエンスさせるように増殖させた。このメジウムは、ラジオイムノ
アッセイにおける希釈溶液(未標識TNFおよびMAb)としても用いられた。
BAE細胞を未標wLr N F (0−+oong)またはMAb(1710
0−1/100. Goo)に希釈された腹水グロブリン)と、ヨウ素化T N
F (50,0Oflcps’)との存在下において1時間インキュベートし
た。この時間が経過した後、メジウムを捨てて、細胞を洗った。その後、細胞を
IMの水酸化ナトリウムで破壊した。破壊された細胞(細胞ライセード)に結合
している放射性TNFを測定し、細胞に特異的に結合した標識TNFを決定した
。
MAt)32、MAb47、そして対照のMAt)に関するのアッセイで得られ
た結果は、第12図に示した。
TNFおよび抗TNFモノクローン抗体存在下で培養されたBAE細胞を用いた
凝固(血ぺい形成;クロ1テイング)アッセイにおいて得られた結果は、BAE
ラジオレセプターアッセイで得られた結果と関係している。すなわち、内皮細胞
の表面上への凝固因子誘導を阻害するモノクローン抗体は、またその受容体への
TNFの結合も阻害する(TNF単独の場合と比較して凝固時間が増加する)。
これは、MAb32および47によって示される。
「E旧−164細胞へのTNF結合を阻害しないMAb32は、内皮細胞へのT
NF結合を阻害しない。このような結果は、TNF分子上に具なる機能部位が存
在していること、またこのような部位が異なる細胞型の異なる受容体サブ集団と
相互作用するというよいうな仮説を支持するものとなる。したがって、TNFの
限定された領域に結合するリガンドは、特定の受容体サブタイプへ結合すること
を限定することによってTNFの生物学的活性を修飾する。
第12図に示すように、MAb47は、内皮細胞に作用するTNFの特に強力な
阻害剤であって、l/10ないし1/10,000希釈での特異的結合の率は、
事実上ゼロである。
MAb32は、ヒトTNFの抗腫瘍活性を促進させることが示されている。この
促進効果に隠されているメカニズムには、特定の(!l瘍)受容体サブタイプに
対するTNFの結合を制限することが含まれるが、非腫瘍細胞に対するTNF毒
性が続いて減少させる他のもの(内皮)は含まれない。このメカニズムは、イン
ビトロ系において、腫瘍細胞によるTNFの取り込みを促進させることは必要で
はない。また、MAt)32は、ある種のヒトカル7ノーマ細胞系上のTNF受
容体に対するヒトTNFの直接的結合を可能とさせる。
下記のヒトカルシ/−マ細胞系統を用いて、MAb32存在下におけるTNFに
よる受容体媒介取り込み促進についてアッセイした。
ヒトカルシノーマ細胞系統:B10、CaCo、HT29.5KCOI(これら
は結腸カルシノーマ) 、5637 (膀胱カルシノーマ)、MM418E(メ
ラノーマ)、IGR3(メラノーマ)、モして MCF(胸部メラノーマ)。
細胞を、10%牛脂児血清、ベニジンリン/ストレプトマイシン、そしてL−グ
ルタミンを添加されたRPMI−1640(MM418E)、DMEM(CaC
oおよびIGR3)またはイスコブス修飾DMEM (B10、HT29.5K
01SS637.MCF7)のどれかによって増殖さ゛せた。受容体アッセイは
、既に知られている内皮細胞に対する方法にもとづいて行なったが、以下の点を
変えた。すなわち、ヨウ素化TNFとのインキュベーン冨ン時間を3時間まで延
長した。例外として、BIOの場合はインキ1ベーン璽ン時間を1時間とした。
結果
メラノーマ細胞系統MM41gEおよびrGR3(第13図および第14図)、
膀胱力ルンノーマ5637(第15図)、そして胸部カルシノーマMCF7 (
第16図)によって、MAb32存在下において、TNF取り込み促進が観察さ
れた。MAb32は、BIO(第17図)によりて示されるような他の細胞系統
においてTNF受容体相互作用に対してなんら杉響を与えなかった。MAb47
は、WEHr−16411胞および内皮細胞へのTNF結合を阻害し、またTN
F媒介騰瘍退行を阻害した。TNF媒介腫瘍退行は、試験したすべての細胞系統
において、顕著なTNF結合阻害が観察された(第13図−策17図)。
結論
受容体結合実験によれば、TNFの抗腫瘍活性を高めるような役割をMAb32
が有するというような第二の機構が存在することが示唆される。TNFの働きを
高めるこの第二の反応経路は、MAb32の存在下での腫瘍全受容体にょるTN
Fの取り込み増加にもとづくものである。
MAI)32またはMAt)32の一価FAB’断片によるインビボ系でのTN
F媒介腫瘍退行の促進WEHI−164皮下腫瘍を有するマウス(N−5動物/
群)を用いて、上記方法にもとづいて腫瘍退行を調べた。腫瘍の大きさは、実験
継続期間中、毎日測定した。MAり32を用いて得られた結果は、第22図に示
した。その結果によれば、処理完了時点(2日目; dayりで、腫瘍領域の平
均+/−3D%の変化が認められた(■:MAb32、ロ:対照MAb、★:M
Ab47)。
対照MAb−TNF処理群と、MAb32−TNF処理群との間に認められる違
いは、統計学的に顕著であった(を検定 p<0.0ルベル)。
MAb32の一価FAb’断片を用いた結果は、第19図に示されている。
腫瘍の大きさは、実験継続期間中、毎日測定した。処理完了時点(2日月;da
y2)で、腫瘍領域の平均+/−SD%の変化が認められた。対照MAb−10
F処理群と、MAb32−TNF処理群との間に認められる違いは、統計学的に
顕著であった(を検定 p<0.0ルベル)。
TNF誘導腫瘍退行:抗ペプチド301血清の効果第20図は、TNF十対照M
Ab(中成長ホルモンに対する抗体)、TNF+MAb32、あるいはTNF十
抗ペプチド301血清(グロブリン分画)にょって3日間処理された腸瘍を有す
るマウスにおける腫瘍領域の変化率を示すものである。対となっていないt−検
定において、対照群は、試験群(MAb32、抗血清301)の両方と顕著に異
なった。一方、MAt)32とペプチド抗血清301群とは、互いに顕著な違い
が認められた。(対照群対MAb32、p<0.002; 対照群対抗ペプチド
301.9<0.025)。したがって、MAt)32の特異性を有する部分を
含むペプチドを用いて調製した抗血清は、TNFによる腫瘍退行促進も引き起こ
させる。
第9図に示すように、拮抗(競合)結合実験によって30種類のモノクローン抗
体が2つのメイングループに分類された。すなわち、MAbl、21.47.5
4.37.32、そして25のグループと、MAbll、12.53、そして4
2のグループである。よって、つぎの実験は、これらのモノクローン抗体によっ
て認識されたヒトTNF上の領域を同定することである。
ヒトTNFにおけるモノクローン抗体認識領域の同定1.7ないし10個のアミ
ノ酸配列程度の長さからなる重なり合うたペプチドは、ゲイセンらの方法(Ge
ysen et al、、 1984. PNAS 81.3998−4002
)にもとづいてポリプロピレン・ビン上で合成された。重なり合いはそれぞれ6
残基および9残基のもので、ペプチドは正確に全TNFアミノ酸配列を覆ってい
る。このペプチドは、ELISAによってMAt)との反応性が調べられた。全
TNFと事前のインキニベーシ1ンによってモノクローン抗体から吸着されたT
NF反応性を有するMAbもペプチドとの反応性について調べられ、そして負の
対照群として作用した。
2.7NFの長めのペプチドは、下記の通りに合成された。このペプチドは、下
記のプロトコールにもとづいてヒツジから抗血清を調製するのに用いられた。オ
ボアルブミンにコンジュゲートされ、完全フロインドアジュバント中に乳濁化さ
れたTNFペプチドによって一次接種されたメリノヒトジ(Merino 5h
eep)に、4週間の間隔で、ラジオイムノアッセイによる抗TNF抗体の存在
をアッセイするために、ペプチド・オボアルブミンと血清とを注射した。その結
果、ペプチド275.301,305.306、そして307のみが全TNFと
反応する血清から得られた。よって、陽性血清をMAbとの拮抗結合アッセイ(
PACTアフセイ)に用いた。
下記のペプチドが合成された。これらのペプチドは、それぞれのアミノ酸を表わ
すために従来の3文字フードを用いた。TNF配列領域は括弧で示した。
(以下、余白)
ペプチド275
H−Ala−Lys−Pro−Trp−Tyr−Glu−Pro−11e−Ty
r−Leu−OH(111−120)ペプチド301
H−Val−Arg−Ser −Ser−5er−Atg−Thc−Pro−5
er −Asp−Lys−Pro−Val−Ala −Hls−Val・Val
−Ala−01! (1−181ペプチド302
H−Leu−Arg−Asp−Asn−Gin−Leu−val−Val −P
ro−5er−Glu−Gly−Leu−Tyr −Leu−11e−OH(4
3−58)
ペプチド 304
H−Leu−Phe−Lys−Gly−Gln−Gly−Cys−Pro −S
et −Thr−!(is−Val−Leu−Leu−H−Leu−5er −
Ala−Glu−11e−Asn−Arg−Pro−Asp−Tyr−Leu−
Asp−Phe−Ala −Glu−5er−Gly−Gln−Val−OH(
132−1501ペプチド 306
H−Val−Ala−His −Val−Val−Ala−Asn −Pro−
Gin−Ala−Glu−Gly−Gin−Leu −OH(0−261
プブチド307
H−Ala −Glu−Gly−Gin −Leu−Gln4rp −Leu−
Asn−Arq−xrq−Ata−xsn−Ala ・Leu−Leu−Ala
−Asn−Gly−Ot+ (22−401ペプチド308
H−Gly−Leu−’ryt −Leu −11e −Tyr−5er−Gi
n−Val −Leu−Phe −Lys−Gly−Gin@−
GIY−OH(54−68)
ペプチド 309
H−His −Val −[、eu・Leu−Thr−)1is−Thr −X
Le−5er−Arg−11e−Ala−Val−5er@−
Thr−Gln−Tt+r−Lys−Val−Asn−Leu−Leu−COO
H(73−941ペプチド323
H4hr−11e−5er・Arq−11e−Ala−Val−5er4hr−
Gin−Tht−OH(79−891これらのペプチドは、下記の一般的なプロ
トコールにしたがって合成された。
すべてのペプチドは、固相ペプチド合成からなるFmoc−ポリアミノ法(^t
herton at xi、 197g、 J、 Cham、 Soc、 Cb
c嘗、 Commun、、 H,537−539)によって合成された。用いら
れた固形樹脂は、ペプシン(PapSyn) K Aであって、4−ヒドロキシ
メチルフェノキン酢酸を機能化リンカ−として用いたキエセルグール支持体(K
iasalguhr 5upport)上のポリジメチルアクリルアミドゲルで
ある(^therton at al、 1975. J、^m、 Chew、
Soc、 97.6584−605)。
カルボキシル末端のアミノ酸は、DCC/DMAPメジェーテッド・シンメトリ
カル−77ヒドリド・エスエリフィケー7.ン(DCC/DMAP−media
ted symsetrlcal−anhydride sgter+flea
tion)によって固体支持体に結合する。
すべてのFmo c基は、ピペリジノ/DMF洗浄によって除去され、またペプ
チド結合はペンタフルオロフェニル活性エステルを経由して、あるいは直接的に
BOP/NMM/HOB t (カスドロ試薬) (Pournier at
at、、 1989. Int、 JPeptide Protein Res
、、 33.133−139)によって、第5表に示したあるアミノ酸を除き形
成された。
アミノ酸に対して遺ばれる側鎖保護は、合成後に残されたシスティン上のAcm
を除き、クリーピング(cleavaga)中に付随的に除去された。
(以下、余白)
東5表
アミノ酸 保護基 カップリング方法
Arg Mtr ’jr4 Pmc F”b’F)Asp 0But
クリーピングおよび精製
ペプチド301.302.305 は、95%TFAおよび5%チオアニソール
(1,5h)によって樹脂からクリーピングされ、モして逆相C4カラム(緩衝
液A −0,1% TFA溶液、緩衝QB −110% ACN 20% A)
ニよッテ精製された。
ペプチド303,304は、95%TFAおよび5%フェノール(5−6h)に
よって樹脂からクリーピングされ、そして逆相C4カラム(緩衝液A −0,H
TFA溶液、緩衝液B−80%^CN 20%A)によって精製された。
ペプチド306.308は、95%TFAおよび5%水(1,5h)によって樹
脂からクリーピングされ、そして逆相C4カラム(緩衝液A−0,1χTF^溶
液、緩衝液B−80%ACN 20%A)によって精製された。
ペプチド309は、95%TFAおよび5%チオアニソールによって樹脂からク
リーピングされ、そして逆相C4カラム(緩衝液A−0,1%TFA溶液、緩衝
液B−80%ACN 20%A)によって精製された。
ペプチド307は、93%TFA、3.1%アニソール、2.97%エチルメチ
ルスルフィド、そして0.95%エタンジチオールからなる混合物(3h)によ
って樹脂からクリーピングされ、そして逆相C4カラム(緩衝液A−0,1%丁
PA溶液、緩衝液B −80% ACN 20% A) t:ヨッテ精製された
。
7およびlO量体(iers)を用いたモノクローン抗体EL I SAの典型
的な結果を第21図に示す。ヒツジ抗ペプチド血清(第6表#照)を用いたPA
CTの結果とともに、TNFの下記領域は抗TNFモノクローン抗体の結合部位
を含む。
(以下、余白)
MAbl : 残基 1−111.58−65.115−125.1311−1
49MAbll : 残基 4G−98
MAb12 : 残基 22−40.70−117MAb21 : 残基 1−
18.76−87MAb25 : 残基 12−22.36−45.95−10
5.132−157MAI)32 : 残基 1−26.117−128.14
1−153MAb37 : 残基 22−31.146−157MAb42 :
残基 22−40.49−96.110−127.136−153MAb47
: 残基 1−18,108−128MA153 : 残基 22−40.5
9−97.105−128. US−155MAb54 : 残基 56−79
.110−127.136−155(以下、余白)
第6表
抗ペプチド血清存在下における抗TNFモノクローン抗体の拮抗的結合性1:
−拮抗なし
+ 高濃度の抗ペプチド血清(1/So)によるわずかの拮抗子+十十 同質的
なMAbの場合と等しい抗ペプチド血清による強い拮抗性2: TNF全体を認
識する血清を引き出すペプチドのみをこのア、セイに用いた。
結論
各モノクローン抗体によって認識される領域の71ピングによって、グループ夏
(MAbl、21,47,54,37,32.そして25)のモノクローン抗体
は、MAb37と54とを除き、残基1−18の領域においてTNFと結合する
。一方、グループII (MAbll、12,53.そして42)は、TNF3
次元構造のいわゆるパリンドローム・ループを取り囲む残基フo−96の領域に
おいてTNFと結合する。内皮ブロコアギエラント活性誘導を阻害するモノクロ
ーン抗体(MAbl、32,42,47,54.そして53)は、TNF3次元
構造のいわゆるパリンドローム・ループをふたたび取り囲む残基108−128
の領域においてTNFと結合し、またこの領域は内皮細胞にはあるが、腫瘍細胞
にはないTNF受容体に作用する。インビボ系で腫瘍退行とTNFの抗ウィルス
活性とを促進させるMAb32は、残基1−26,117−128.モして14
1−153に関連したすべてのループ領域に結合する唯一の抗体である。したが
って、これらの領域の結合は、正常細胞のために毒性の排除を完了させるような
TNF生物学的活性の促進にとって重要なものとなる。
第2表から明らかなように、MAbl、47、そして54はTNFの生物学的活
性に対して同一の効果を示す。上記に示した結果から、これら3種類のモノクロ
ーン抗体は、TNF分子の類似領域へ結合する。したがって、主に残基1−20
の領域、残基56−77の領域、残基108−128の領域、モして残基13g
−149の領域からなる群から選択される少な(とも2つの領域においてTNF
に結合するリガンドは、MAbl、47および54と同様にしてTNFの生物学
的活性に対する効果を示す。同様に、主に残基1−20および76−90からな
る領域においてTNFと結合するりガントは、モノクローン抗体21と同様に、
TNFの生物学的活性に対して効果を示す。主に残基22−40および69−9
7からなる領域においてTNFと結合するリガンドは、モノクローン抗体12と
同様に、TNFの生物学的活性に対して効果を示す。主に残基1−30.117
−128、そして141−153からなる領域においてTNFと結合するりガン
トは、モノクローン抗体32と同様に、TNFの生物学的活性に対して効果を示
す。主に残基22−40.49−97.11o−127、そして136−153
からなる領域においてTNFと結合するりガントは、モノクローン抗体42と同
様に、TNFの生物学的活性に対して効果を示す。主に22−31および146
−157からなる領域においてTNFと結合するリガンドは、モノクローン抗体
37と同様に、TNFの生物学的活性に対して効果を示す。主に22−40.6
9−97.105−128、そして135−155からなる領域においてTNF
と結合するりガントは、モノクローン抗体53と同様に、TNFの生物学的活性
に対して効果を示す。
本発明者は、以下のことをはっきりと示した。すなわち、TNFの生物学的活性
は、TNFへのリガンドの結合によって変更されてしまう。また、生物学的効果
はりガントの特異性を表わす関数である。例えば、MAb32のTNFへの結合
は、残基1−26,117−128.141−153からなる領域においてTN
FへのMAb32の結合は、TNFの内皮プロコアギ1ラント活性の誘導を引き
起こし、また内皮細胞上の受容体に対するTNFの結合は阻害された状態となり
、TNFによる腫瘍退行活性および腫瘍フィブリン沈着活性は促進された状態と
なる。細胞毒性については同等影響されず、またTNFの腫瘍受容体活性は影響
されないか、あるいは促進される。TNFの生物学的活性に対するこのような効
果は、MAb32によって認識されるTNFのエピトープが自然発生的な生物学
的活性リガンドへの結合を妨害されることによって起こる。したがって、MAb
32によって作られた同様の効果もまた、TNFの領域に結合するリガンドによ
って作られることから、MA132によって認識されたエピトープは、自然発生
的な生物学的に活性なりガントへの結合から阻害される。
この結合の妨害は、立体障害または他の機構によるものであろう。
したがって、本願に開示された種々のモノクローン抗体によって認識されるエピ
トープの、自然発生的生物学的活性リガンドへの結合阻害は、本発明の範囲内に
ある。
F/(3,4
ConL 1 11 1220212531323742475354抗体に浬
F/G−6
F工G−10
PE3S TNF T)、JFす32
蛤で1
F工G、 11
N(v/さ戎駿看/味稲り民丁、v7=FIG、 14
FIG、 15
FIG、 16
FIG、17
TNFa(μ9/詐財 )
FIG、18
FIG、19
FIG、 20
(2()Ogl 7’Qゲリン中10ugTNF 基1H/日/′(シス コF
IG、22
FIG、 23
FTG、26
FTG、28
国際調査報告
m’nつπ正り汀ロ廿込T工αa交λに1でPゴびON酎耐飴Wj地ApP1.
ICATIl!−丁END OF ANNEX