【発明の詳細な説明】
マウスモノクローナル抗イディオタイプ抗体3H1
関連出願の引用
本出願は、1994年12月28日に出願された、米国特許第08/484号の一部継続出願
であり、その全てが参考として本明細書中に援用される。
政府の援助による研究の下で行われた発明に対する権利に関する陳述
本発明は、研究の一部を米国Public Health Service(CA 47860)および国立
衛生研究所(CA 57165)の援助でなされた。政府は、本発明において所定の権利
を有する。
発明の分野
本発明は、抗イディオタイプ抗体に関する。より詳細には、本発明は、ガン胎
児性抗原(CEA)の特異的エピトープに対する免疫応答を誘発する、モノクロー
ナル抗イディオタイプ抗体3H1に関する。
発明の背景
広範な医学研究および多くの進歩にもかかわらず、依然としてガンは米国にお
ける死亡原因の第2位である。結腸直腸ガンは3番目に多いガンであり、そして
ガンの死亡原因の第2位である。従来の治療様式(例えば、外科手術、放射線療
法、および化学療法)が広く用いられ、そして多くの成功例がみられる一方、結
腸直腸ガンのようなガンによる死亡率は依然として高く、新たな治療様式が強く
求められている。
腫瘍細胞、または腫瘍由来のワクチンを使用するヒトガンの免疫治療は、いく
つかの理由のため期待されている程ではない。精製された腫瘍関連抗原を大量に
得るのは通常困難である。これらは、しばしば化学的に検出されにくく、そして
精製が困難である。さらに、腫瘍抗原に対する免疫生物学的応答能の問題が依然
として残っている。言い換えれば、ガン患者が自己の腫瘍に対する免疫応答を効
果的に成し得るかどうかという問題である。ガン関連抗体(TAA)は、しばしば
「自己(self)」の一部であり、そして通常、抗原に対する寛容性(例えば、T
細胞が媒介する抑制)のために、TAAが腫瘍保有宿主中において惹起する免疫応
答は非常に乏しい。免疫生物学者は、分子環境を変化させることにより、(免疫
応答の誘発の見地から)弱い抗原を強い抗原に変換させ得ることを習得している
。ハプテンキャリアを改変すると、T細胞ヘルパー細胞が活性化され、免疫応答
全体がより強力になる。従って、キャリアの改変はまた、寛容性抗原を有効な抗
原に変換し得る。McBridgeら(1986)Br .J.Cancer 53:707。多くの場合、ガン
患者の免疫学的状態は抑制されるが、この場合、患者は特定のT-依存性抗原に応
答することしかできず、他の抗原形態には応答し得ない。これらのことを考慮し
て、抗原をワクチンとして使用する前に腫瘍関連抗原への分子の改変を導入する
ことを考えるべきである。不運なことに、これはほとんどの腫瘍抗原について達
成不可能である。なぜなら、それらは十分に同定されておらず、そして、その精
製が非常に困難であるからである。
Lindemann((1973)Ann .Immunol. 124:171-184)およびJerne((1974)Ann .Immun ol.
125:373-389)のネットワーク仮説は、エピトープ構造を、抗体の表面で発現
されるイディオタイプの決定基に変換するための優れたアプローチを提示する。
このネットワークの概念によると、所定の腫瘍関連抗原による免疫化は、この腫
瘍関連抗原に対する抗体(Ab1という)の産生を生じ、次いでこのAb1は、Ab1に
対する一連の抗イディオタイプ抗体(Ab2という)を産生するのに使用される。
これらのAb2分子のいくつかは、Ab1で同定される腫瘍関連抗原の三次元構造を効
果的に模倣し得る。Ab2βと呼ばれるこれらの特定の抗イディオタイプは、Ab1の
パラトープに適合し、そして腫瘍関連抗原の内部イメージを発現する。Ab2βは
、オリジナルの腫瘍関連抗原によって誘導されるのと同様の特異的な免疫応答を
誘導し得るので、代理の腫瘍関連抗原として使用され得る。Ab2βによる免疫化
は、Ab1によって同定される対応するオリジナルの腫瘍関連抗原を認識する、抗-
抗-イディオタイプ抗体(Ab3)の産生をもたらし得る。このAb1様の反応性のた
めに、Ab3はまたAb1'とも呼ばれ、Ab3がAb1由来の他のイディオトープと異なる
ことを
示す。構造的に腫瘍関連抗原に類似する抗-Idモノクローナル抗体は、ガン患者
に抗腫瘍免疫を誘導させるための抗原置換物として使用されている。Herlynら、
(1987)PNAS 84:8055-8059;Mittlemanら、(1992)PNAS 89:466-470;Chatterjeeら
、(1993)Ann .N.Y.Acad.Sci. 690:376-278。
ガン治療に対する潜在的に有望なアプローチとしては、抗イディオタイプ抗体
を使用する免疫療法がある。この治療の形態では、腫瘍関連タンパク質を介して
腫瘍に対する患者の免疫系を刺激しようとする場合、腫瘍関連タンパク質のエピ
トープを模倣する抗体が投与される。WO 91/11465は、ヒトにおいて霊長類の抗
イディオタイプ抗体を使用する、悪性細胞または感染性因子に対して免疫応答を
刺激する方法について記載している。しかし、腫瘍に対する治療レジメにおいて
、全ての抗イディオタイプ抗体が使用され得るわけではない。さらに、異なるガ
ンは広範に変化する分子および臨床的特性を有するので、抗イディオタイプ治療
は、場合に応じて、腫瘍の起源および腫瘍が発現する抗原に基づいて評価される
べきである。
腫瘍関連抗原に構造的に類似している抗-Idモノクローナル抗体は、ガン患者
における抗原置換物として使用されている。Herlynら、(1987)PNAS 84:8055-805
9;Mittlemanら、(1992)PNAS 89:466-470;Chatterjeeら、(1993)Ann .N.Y.Acad .Sci.
690:376-278。抗-Idは、免疫原性に関して、腫瘍関連抗原の部分的アナ
ログを提供することが提唱されている。
ガン胎児性抗原(CEA)は、胃腸管の内胚葉由来の新生物(例えば、結腸直腸
ガンおよび膵臓ガン、ならびに乳ガンおよび肺ガンのような他の腺ガン)に存在
する、180,000キロダルトンの糖タンパク質の腫瘍関連抗原である。CEAはまた、
ヒト胎児の消化器官中にも見出される。循環CEAは、CEAポジティブの腫瘍を有す
る患者の大部分に検出され得る。特定のモノクローナル抗体がCEAに対し惹起さ
れ、そしてそのいくつかは診断および臨床的研究のために放射性標識される。Ha
nsenら、(1993)Cancer 71:3478-3485;Karokiら、(1992)Hybridoma 11:391-407;G
oldenberg(1993)Am .J.Med.94:297-312。免疫系により自己抗原として認めら
れるほとんどの腫瘍関連抗原の場合と同様に、ガン患者は免疫学的にCEAに「寛
容」である(おそらく、CEAが胎児性由来であるため)。CEAポジティブの腫瘍を
有する患者に関する現在までの研究では、CEAに対する免疫を産生する能力は明
らかにされていなかった。従って、CEAに基づく免疫療法は、これまで不可能で
あった。
しかし、CEAは、抗イディオタイプ抗体を用いる積極的な免疫治療において、
優れた腫瘍関連抗原である。CEAは、代表的には腫瘍細胞表面に高レベルで存在
する。CEAはまた、遺伝子配列が既知であり、そしてその三次元構造が同定され
ている最も良く特徴が調べられている抗原の1つである。CEAは、細胞-細胞相互
作用に関与すると考えられている第19染色体上に位置する、免疫グロブリン超遺
伝子ファミリーのメンバーである。
CEA上のエピトープの中には正常な組織に共有されるものもあるので、インタ
クト(intact)なCEA分子で免疫化すると、有害と思われる自己免疫反応を引き
起こし得る。他方、腫瘍関連エピトープに対する免疫反応が所望される。適切な
抗イディオタイプ抗体は、CEAポジティブのガン患者の抗腫瘍免疫を誘導するた
めの優れた候補である。多くの研究者が、ラット、マウス、ヒヒ、およびヒトに
おいて、CEAを模倣する抗イディオタイプ抗体を作製した。例えば、Hinodaら、(
1995)Tumor Biol. 16:48-55;Losmanら、(1994)Int .J.Cancer 56:580-584;Irvi
neら、(1993)Cancer Immunol .Immunother. 36:281-292を参照のこと。しかし、
CEA(およびおそらく多くのエピトープ)のサイズと、CEAがいくつかの正常な組
織上で発現するという事実とを考慮すれば、抗イディオタイプ抗体が、抗腫瘍免
疫を引き起こす抗CEA応答を誘発するのに有効であるかどうかは不明であった。
胃腸管のガン腫は、多くの場合、標準的な治療では治療不可能である。従って
、この疾患に対する新規の治療上のアプローチが必要とされる。本発明は、進行
性のCEA関連疾患(例えば、結腸直腸ガン)を有する胃腸管ガン患者において、
抗腫瘍免疫を誘導するための抗原(Ag)置換物として、モノクローナル抗イディ
オタイプ抗体(3H1)を提供することによって、先行技術の欠点を克服している
。
本明細書中に引用する全ての刊行物は、その全体が参考として援用される。
発明の要旨
本発明は、ガン胎児性抗原(CEA)に対する免疫応答を誘発し得る、マウスモ
ノクローナル抗イディオタイプ抗体(3H1)を提供する。本発明はまた、3H1の可
変領域のアミノ酸配列および3H1のこれらの可変領域をコードするポリヌクレオ
チド配列を提供する。
従って、1つの局面では、本発明は、ハイブリドーマ細胞株ATCC受託番号第HB
12003号およびそれらの子孫により産生される、モノクローナル抗イディオタイ
プ抗体3H1を包含する。
別の局面では、本発明は、ATCC受託番号第HB1200号で示されるハイブリドーマ
細胞株およびそれらの子孫を包含する。
別の局面では、本発明は、配列番号2と同一の軽鎖可変領域アミノ酸配列およ
び配列番号4と同一の重鎖可変領域アミノ酸配列を有するモノクローナル抗イデ
ィオタイプ抗体を産生する、ハイブリドーマ細胞株を包含する。
別の局面では、本発明は、配列番号2と同一の軽鎖可変領域アミノ酸配列およ
び配列番号4と同一の重鎖可変領域アミノ酸配列を有するモノクローナル抗イデ
ィオタイプ抗体を包含する。
本発明の別の局面は、配列番号2と同一のアミノ酸配列をコードするポリヌク
レオチドによってコードされる、軽鎖の可変領域、および、配列番号4と同一の
アミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドによってコードされる、重鎖の可変
領域を有する抗体である。
別の局面では、本発明は、有効量のモノクローナル抗イディオタイプ抗体3H1
を含有する薬学的組成物およびワクチンを包含する。
別の局面では、本発明はまた、進行性のCEA関連疾患を有する個体において、
免疫応答を誘発する方法を包含する。これらの方法は、個体に有効量の3H1を投
与する工程を包含する。
別の局面では、本発明は、腫瘍細胞に結合している抗CEA抗体の存在を検出す
る方法であって、腫瘍細胞と3H1を十分な時間接触させて、抗CEA抗体に結合させ
る工程、および抗CEA抗体に結合している任意の3H1の存在を検出する工程を包含
する方法を提供する。
別の局面では、本発明は、抗CEA抗体の検出または定量のための診断キットを
提供する。これらのキットは、適切なパッケージング中に3H1を含有する。
本発明の別の局面は、進行性のCEA関連疾患を有する個体における、CEA関連疾
患を緩和する方法である。これらの方法は、個体に有効量の3H1を投与する工程
を包含する。
図面の簡単な説明
図1は、3H1の軽鎖可変領域のDNA配列(配列番号1)およびアミノ酸配列(配
列番号2)を示す。
図2は、3H1の重鎖可変領域のDNA配列(配列番号3)およびアミノ酸配列(配
列番号4)を示す。
図3は、マウスおよびラットの免疫グロブリンκ鎖の遺伝子配列であって、異
なる株に対するκ鎖定常領域中の配列を比較し、そしてアロタイプの相異を強調
している。BALB/c(配列番号5)、PL(配列番号6)、SJL(配列番号7)、お
よびM.spretus(配列番号8)に対するκ鎖定常領域の配列を含む。4つの遺伝
子のアロタイプは、2つのタンパク質のアロタイプをコードする。天然に存在す
る他のアロタイプも可能である。この図はSolinら、(1993)Immunogenetics 37:4
01-407より引用され、それは本明細書中で参考として援用される。
図4は、マウス免疫グロブリン重鎖の2つのアロタイプを示す。コードされた
タンパク質(配列番号10)に加えて、新生マウスの生殖細胞のDNA配列(配列番
号9)を示す。列の上に、マウスミエローマMOPC 21から得られた別のタンパク
質配列(配列番号11)を示す。天然に存在する他のアロタイプも可能である。こ
の図はHonjoら、(1979)Cell 18:559-568から引用され、それは本明細書中で参考
として援用される。
図5は、3H1の反応性を種々の抗体と比較した棒グラフである。直接結合RIAに
より主要なIgサブクラスに属する、mAbの種々の特異性のパネルに対して、125I-
3HIが試験された。
図6は、3H1による、放射性標識8019(Ab1)の半精製CEAへの結合の阻害を示す
。丸印は3H1を示し、正方形は4EA2および非関連抗体を示す。3H1は25ngの濃度か
ら結合を100%阻害し始めた。
図7は、CEAによる、8019(Ab1)の3H1への結合の阻害を示したグラフである。
黒丸は半精製CEAを示し、白丸は8019に結合しないコントロールの糖タンパク質
を示す。半精製CEAは、2.5μgで抗Id 3H1のヨウ素化8019への結合を50%阻害し
たが、非関連糖タンパク質は、それより高濃度でも結合を阻害しなかった。
図8は、3H1で免疫化したマウス由来の血清の、CEAへの結合を示した棒グラフ
である。第1のバーはPBS-BSAであり、第2のバーは抗4EA2であり、第3のバー
は免疫化前の血清であり、そして第4のバーは3H1で免疫化したマウス由来の血
清である。これらは、不溶化CEAに結合する抗体を誘導し、3H1での免疫化を示す
。
図9-1〜9-4は、8019(Ab1)(図5-1);3H1で免疫化したマウス由来の血清(図5-2)
;免疫化前の血清(図5-3)と反応させたLS174-T細胞のFACS分析を示す。3H1で免
疫化したマウス由来の血清は、8019(Ab1)(5-1)で得られた結合パターンと類似の
明白な結合(5-2)を示した。CEAを発現しないヒトB細胞リンパ腫細胞では、顕著
な結合は観察されなかった(図5-4)。
図10は、3H1で免疫化したウサギ由来の血清によりLS174-T細胞に結合した8019
の阻害を示すグラフである。白丸は8019(Ab1)を示し、黒丸はウサギ#730由来の
血清を示す。白正方形はウサギ#729由来の血清を示し、白三角形は免疫化前の血
清を示す。
図11は、ウサギ血清中のAb3のCEAへの結合を示す、免疫ブロットの弱い発色の
(half-tone)複写物である。全ての反応は、CEAの半精製抽出物と共にSDS-PAGE
によって分離された。レーン1、分子量マーカー;レーン2、Buffaro blackで
染色されたCEA抽出物;レーン3、8019;レーン4、ウサギ血清(3H1で免疫化後
);レーン5、免疫化前のウサギ血清;レーン6、非関連抗Id 4EA2で免疫化さ
れた、ウサギ由来のコントロール血清。
図12は、マウス血清中Ab3のCEAへの結合を示す、免疫ブロットの弱い発色の複
写物である。レーン1、8019(Ab1);レーン2、モノクローナルマウスAb3;レー
ン3、コントロール。
図13は、Ab3によって免疫染色された(イムノペルオキシダーゼ)正常組織お
よびガン組織の切片を示す、弱い発色の複写物である。正常および悪性結腸の組
織の両方におけるAb3の反応性のパターンは、Ab1について得られたものとほぼ同
一であった。
図14は、Ab3によって免疫染色された(イムノペルオキシダーゼ)正常組織お
よびガン組織の切片を示す、弱い発色の複写物である。mAb Ab3との反応が、腫
瘍細胞の染色を示したが分泌されたムチンの染色は示さなかったのに対して、80
19(Ab1)との反応は、腫瘍細胞ならびに分泌されたムチン物質の染色をもたらし
た。
図15は、ヒト胃腸ガン腫に対するイディオタイプをスキームで示す。
図16は、ラジオイムノアッセイ(RIA)によって、サル(PRO667)Ab3血清による
3H1のAb1(8019)への結合の阻害を示すグラフである。白正方形は、免疫化前の血
清を示し、黒正方形は第2の注入後の血清を示し、白丸は第3の注入後の血清を
示し、そして白三角形は第4の注入後の血清を示す。
図17は、ELISAによる、サルAb3血清の精製CEAへの結合を示す棒グラフである
。白のバーは免疫化前の血清を示し、間隔の狭い斜線をつけたバーは免疫血清を
示し、そして水平に斜線をつけたバーはコントロール血清を示す。実線で結んだ
黒丸は、非関連抗原CEAを示す。
図18は、ELISAによる、サルAb3血清(PRO667)の精製CEAへの結合の動力学を示
すグラフである。中心に点を有する白丸は、免疫化前の血清を示し、白丸は第1
の注入後の血清を示し、十字は第2の注入後の血清を示し、白正方形は第4の注
入後の血清を示す。
図19-1および19-2は、サルAb3血清を有するLS174-T細胞の、免疫フローサイト
メトリー分析を示すグラフである。図19-1において、腫瘍細胞と、免疫化前の血
清および3H1で免疫化したサル由来のAb3血清(1:100希釈)とを反応させた。
図19-2において、CEAを発現しないMOLT-4細胞と、3H1に対する免疫化前のおよび
免疫サルAb3血清と反応させた。
図20-1〜20-4は、サルAb3による、結腸腺ガンおよび正常結腸のイムノオキシ
ダーゼ染色を示す弱い発色の複写物である。以下の腫瘍細胞の一連の切片を染色
した。20-1、サルAb3(50μg/ml);20-2、8019 IgG1(50μg/ml);20-3、非関連サ
ルAb3(50μg/ml)。図20-4は、サルAb3(50μg/ml)による、正常結腸細胞の染色を
示す。
図21は、Ab3サルPRO 667(レーン1)、8019(レーン2)、および非関連Ab2
で処
置されたAb3サル(レーン3)で免疫沈降させた後の、125I標識CEAを用いるSDS-
PAGEゲルのオートラジオグラムの弱い発色の複写物である。
図22は、精製サルAb3による、LS174-T細胞へのAb1の結合の阻害を示すグラフ
である。中心に点を有する正方形は、3H1で免疫化されたサル由来の精製Ab3を示
す。白丸は、コントロール11D10で免疫化されたサル由来の精製Ab3を示す。
図23は、ヒトAb3血清によるAb1(8019)の3H1への結合阻害を、RIAにより示した
グラフである。黒正方形は患者#1を示し、黒三角は患者#2を示し、白正方形は患
者#3を示し、白三角は患者#4を示し、黒丸は患者#5を示す。点線は免疫化前の血
清を表す。
図24は、精製された放射性標識CEAとのヒトAb3の反応性を示す棒グラフである
。各バーはサンプルを表し、サンプル1-12は患者1-12に由来し、サンプル13はPB
S-BSAコントロールであり、そしてサンプル14はAb1 8019(10μg)である。
図25-1〜25-3は、CEAポジティブ結腸ガン細胞株LS174-Tと患者のAb3血清との
反応のフローサイトメトリーを示すトレースの複写物である。腫瘍細胞を、3H1
(図25-1)およびマウスAb1(図25-2)で免疫化した患者由来のAb3血清と反応さ
せた。図25-3において、CEA(Raji)を発現しないヒトBリンパ腫細胞をAb3と反応
させた。実線はAb3血清を示し、点線は免疫化前の血清を示す。
図26は、患者のAb3による、Ab1のLS174-Tへの結合の阻害を示す棒グラフであ
る。黒塗りのバーはAb3を示し;斜線のバーはAb1を示す。
図27は、8019(レーン1)、患者番号1由来のAb3(レーン2)、患者番号2由来
のAb3(レーン3)、および非関連Ab2で処置した患者由来のAb3(レーン4)で免疫
沈降した後のSDS-PAGEゲル分離125I-標識CEAのオートラジオグラムの弱い発色の
複写物である。
図28-1〜28-6は、Ab1および患者のAb3による、オートロガスおよびアロジェニ
ックの結腸腺ガンおよび正常結腸の、イムノペルオキシダーゼ染色を示す弱い発
色の複写物である。一連の切片は以下により染色される:オートロガス腫瘍上の
患者のAb3(図29-1);アロジェニック腫瘍上の患者のAb3(図29-2);8019 IgG1(図
29-3);図1に示すような、腫瘍切片上の非関連の患者のAb3(図29-4);正常結腸
上の8019 IgG1(図29-5);正常結腸上の患者のAb3(図29-6)。
図29-1および29-2は、2名の患者におけるT細胞増殖アッセイ(29-1、番号1
;29-2、番号12)を示す棒グラフである。各図について、バーの各組は、以下の
存在下におけるT細胞増殖の程度を示す:3H1-Alugel(第1の組);イソ-アロ
タイプ一致のコントロール4DC6-Alugel(第2の組);精製CEA(第3の組);精
製ウシ血清アルブミン(BSA)(第4の組);およびフィトヘマグルチニン(第5
の組)。各組について、黒の(第1の)バーは免疫化前の血清を示し、斜線の(
第2の)バーは免疫化後の血清を示す。
発明の実施態様
本発明者らは、腫瘍関連抗原であるガン胎児性抗原(CEA)の明白かつ特異的
なエピトープに対する特異的な免疫応答を誘導する、モノクローナル抗イディオ
タイプ抗体を発見した。このエピトープはCEAに独特のものであり、そして正常
組織にまた見出されるこのファミリーの他のCEA関連低分子量メンバー上には存
在しない。モノクローナル抗体8019(Ab1)(この抗体に対して3H1が惹起された)
で定義される抗原決定基は、イムノペルオキシダーゼ染色および造血分析から明
らかなように、正常な成人組織には存在しない。3H1を産生するハイブリドーマ
は、特許手続き上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約に基づき
、1995年12月15日に、American Type Culture Collection(ATCC)、12301 Parkla
wn Drive、Rockville、MD、U.S.A 20852に寄託された。受託番号第HB12003号
を得た。
本発明者らはまた、3H1が進行性のCEA関連腫瘍を有する個体の免疫応答(液性
および/または細胞性)の誘発に有効であることを見出した。特定の理論に束縛
されることを望まないが、これが生じ得る1つの様式は、3H1結合部位をより免
疫原性にする他のエピトープの存在下、3H1結合部位がCEA中のエピトープに部分
的に類似する領域を提示し得ることである。従って、本発明の抗体は、これらの
個体におけるCEA関連腫瘍の処置に有用である。これはまた、Ab1またはAb3の検
出にも有用である。
本明細書中で使用される用語「3H1」「3H1抗体」および「3H1 モノクローナル
抗イディオタイプ抗体」は、ATCCで寄託された3H1ハイブリドーマ細胞株により
産生される免疫グロブリンを示すのに互換的に使用される。3H1の定義には、3H1
の重鎖および軽鎖の可変領域全体を含有し、そして標準イムノアッセイ(例えば
、Fab、F(ab')2、およびF(ab'))により8019(Ab1)に結合可能なインタクトな抗
体の酵素的切断および/または化学的処理により生産されるフラグメントが含ま
れる。
1つの実施態様では、本発明は、ハイブリドーマ細胞株ATCC HB 12003または
その子孫により産生されるモノクローナル抗イディオタイプ抗体(本明細書では
、「抗Id」と呼ぶ)を包含する。本発明はまた、ATCC番号 HB 12003によって示
されるハイブリドーマ細胞株を包含する。本明細書中で使用されるハイブリドー
マの「子孫(progeny)」とは、ハイブリドーマの系統派生物(descendant)で
あり、変異または他の順応のため、オリジナルの(親)細胞と完全に同一であっ
ても同一でなくてもよいが、免疫寛容を回避する(すなわち、CEAに対する免疫
反応を引き起こす)能力を維持するモノクローナル抗体を産生する。
モノクローナル抗イディオタイプハイブリドーマの産生および3H1の選択
3H1を、抗イディオタイプ応答に対し、8019抗体を免疫原として使用すること
によって得た。8019は、CEAファミリーの他のメンバーに存在しないCEAの独特の
エピトープに結合し、実質的に、正常成人組織または顆粒細胞を含む造血細胞と
の交差反応性を伴わない。Koprowskiら、(1979)Somatic Cell Genet. 5:957;Mi
tchell(1980)Cancer Immunol .Immunother. 10:1。
同系BALB/cマウスを4時間、8019(Ab1)で免疫化し、そして、それらの脾臓細
胞を非分泌性マウスミエローマP3-653細胞と融合した。スクリーニングの手順は
、以下の4つの工程を包含した:(1)8019に結合している抗体についてのポジ
ティブ選択、(2)アイソタイプまたはアロタイプの決定基を認識する抗体に対
するネガティブ選択、(3)8019のCEAへの結合を阻害する能力についてのポジ
ティブ選択、(4)マウスおよびウサギの両方におけるオリジナルの腫瘍関連抗
原(CEA)に対する液性免疫応答を誘導する能力のポジティブ選択。
8019の免疫化Idに特異的であり、そしていずれのアイソタイプまたはアロタイ
プ決定基にも反応しないいくらかのAb2ハイブリドーマを得た。抗8019が、8019
のパラトープに対するものであるかどうかを決定するため、種々の量のAb2ハイ
ブリドーマ培養上清の存在下で、プレートに結合したCEAまたはCEAポジティブ細
胞株LS174-Tへの放射性標識8019の結合について研究した。わずか5μlの培養上
清で、試験された抗Idのいくつかは、90%より多く結合を阻害した。8019のCEA
への結合を阻害し得るAb2産生株は、さらなる研究のために、増殖され、そして
腹水から精製された。
異なる精製Ab2を、ワクチンとして調製し、そして過去に実験を受けたことが
ないマウスおよびウサギに注射した。3回以上の注射の後、免疫化Ab2だけでな
くCEAにも結合するAb3の存在を調べるために、血清サンプルを力価測定(titere
d)した。所望の特異性を有するAb3の最高の力価を再現可能に誘導するAb2を、3
H1と命名した。3H1を得るために用いる方法の詳細を、実施例1に示す。
3H1で免疫化された動物において産生されるAb3を、さらに特徴付けした。マウ
スおよびウサギの両方由来の免疫血清は、CEA関連細胞株LS174-Tへの結合に対し
Ab1と競合し、そして放射性ヨウ素化Ab1のAb2への結合を阻害した。このことは
、マウスおよびウサギの抗-抗Id(Ab3)は、Ab1(8019)と同じイディオトープを有
し得、そしてそれらはおそらく、Ab1と同じエピトープに結合することを示唆し
た。
CEAポジティブ抗原に結合するモノクローナルAb3もまた、3H1で免疫化したマ
ウスから得られている。Ab3(ポリクローナルおよびモノクローナルの両方)を
、ドットブロット解析により半精製CEAと反応させ、そしてイムノペルオキシダ
ーゼ法によりLS174-T細胞を染色した。3H1の非ヒト霊長類(カニクイザル)への
投与によっても、免疫応答を生じた(実施例3)。3H1に応答して産生されるAb3
は、CEAに特異的であった。
重要なことに、CEA関連腫瘍を有するヒトは、CEA抗原に対し寛容となるが、本
発明者らは、進行性のCEA関連疾患を有する患者において3H1が免疫応答を誘発す
ることを発見した。標準的治療が奏効しなかった、CEAポジティブの進行性結腸
ガン腫を有する12名の患者に、3H1を投与した。12名の患者のうち9名に、抗CEA
である抗体が生じた(図23-27)。さらに、12名の患者のうち7名が、T細胞増
殖アッセイ(図29)で明らかなように、細胞性免疫応答を示した。これらの7名
の全ての患者はまた、Ab3応答を生じた。このことは、進行性の疾患を有する患
者においてCEAに対する免疫寛容を破壊した、最初の例示である。本研究のさら
に詳細な記載は、実施例3において見出される。
本発明者らはまた、3H1の軽鎖および重鎖可変領域をコードする核酸配列、な
らびに3H1の軽鎖および重鎖可変領域のアミノ酸配列を見出した。従って、本発
明は、図1に示す配列(配列番号2)と同一の軽鎖可変領域アミノ酸配列および
図2に示す配列(配列番号4)と同一の重鎖可変領域アミノ酸配列を有する、抗
イディオタイプ抗体を包含する。本発明はまた、図1に示す配列(配列番号1)
と同一のポリヌクレオチド配列によりコードされる軽鎖可変領域、および図2に
示す配列(配列番号3)と同一のポリヌクレオチド配列によりコードされる重鎖
可変領域を有する、抗体を包含する。
「同一の」ポリヌクレオチドまたはアミノ酸配列は、配列を整列した場合に、
塩基(ポリヌクレオチド)とアミノ酸との間に正確な一致があるものをいう。
実施例2は、3H1 cDNAのクローニングについて記載し、それからアミノ酸配列
が推定される。本発明者らのアミノ酸配列を確認するために、10〜15の分解サイ
クルで、3H1の軽鎖および重鎖の配列を決定した。得られたアミノ酸配列は、cDN
Aから推定された配列と同一であった。
本発明はまた、図1に示す配列(配列番号2)と同一のアミノ酸配列をコード
するポリヌクレオチドによってコードされる軽鎖可変領域と、図2に示す配列(
配列番号4)と同一のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドによってコー
ドされる重鎖可変領域とを包含する。所定のアミノ酸配列から、アミノ酸配列を
コードするポリヌクレオチドを推定することは、当業者に周知である。
本発明はまた、ハイブリドーマ細胞株(そのサンプルはAmerican Type Cultur
e Collection(ATCC)、12301、Parklawn Drive、Rockville、Maryland、U.S.A、2
0852に寄託され、受託番号第12003号を得た)およびその子孫を包含する。本発
明はまた、図1に示す配列(配列番号2)と同一の軽鎖可変領域アミノ酸配列お
よび図2に示す配列(配列番号4)と同一の重鎖可変領域アミノ酸配列とを有す
るモノクローナル抗イディオタイプ抗体を産生する、ハイブリドーマ細胞株を包
含する。軽鎖および重鎖可変領域アミノ酸配列をコードするプラスミドは、特許
手続き上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約に基づき(定常領
域の一部と共に)、 に、American Type Culture Collection(ATC
C)、12301、Parklawn Drive、Rockville、Maryland、U.S.A、20852に寄託された
。それらは、それぞれ受託番号第 号および第 号を得た。
本発明はまた、検出可能なシグナルを産生し得る標識に結合する3H1を包含す
る。これらの結合された抗体は、例えばAb1(および/またはAb3)の定量または
イメージングのような系の検出に有用である。このような標識は当業者に公知で
あり、そして放射性同位体、酵素、蛍光化合物、化学発光化合物、および生物発
光化合物を包含するが、これらに限定されない。標識は3H1に共有結合し得るか
、あるいは第2の試薬(例えば、第2抗体、プロテインA、またはビオチン-ア
ビジン複合体)を介して3H1に結合し得る。抗体を標識する方法は、当該分野で
公知であるので、本明細書中に詳細に記載する必要はない。
3H1の調製
本発明の抗体は、いくつかの方法で得ることができる。3H1は、本明細書中に
記載のハイブリドーマATCC番号HB12003から産生され得る。抗体を単離する方法
は、当該分野で周知である。例えば、HarlowおよびLane(1988)Antibodies: A La boratory Manual
、Cold Spring Harbor Laboratory、New York、およびSambrook
ら(1989)Molecular Cloning:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Labora
toryを参照のこと。抗体は、組織培養物を介して、またはマウスの腹水由来のハ
イブリドーマから得ることができる。これらの技術は当該分野において公知であ
る。例えば、細胞は適切な培地で培養され得、そして、消費された培地は、抗体
の供給源として使用され得る。必要に応じて、マトリックスでコートしたチャン
ネルまたはビーズおよび細胞同時培養(co-culture)が、抗体産生細胞の増殖を
促進するために含有され得る。大量の抗体を産生するためには、通常は腹水を得
るのがより便利である。このような方法は当該分野で公知であり、そして、一般
的には、ハイブリドーマ細胞を免疫学的に組織適合性でも免疫寛容でもない哺乳
類(特にマウス)に注射する工程を包含する。哺乳類は必要に応じて、腹水の産
生のために、適切な組成物(例えば、プリスタン)の先の(prior)投与により
処理される。好ましくは、3H1は、組換えプロテインG-アガロースクロマトグラ
フィーとそれに続くプロテイン-A-CL-セファロース4Bクロマトグラフィーによっ
て、BALB/cから精製される。
あるいは、3H1は、当該分野で公知の技術を使用して化学的に合成され得、例
えば、Applied Biosystems.Inc.(Foster City、CA)により製造されるような、
市販の自動ペプチド合成装置を使用して合成される。
3H1はまた、Sambrookら(1989)に記載のような、ルーチンの再結合法の使用に
よっても得ることができる。例えば、3H1の重鎖または軽鎖のいずれかをコード
するポリヌクレオチドは、適切な発現ベクター(それは転写のためのコントロー
ル配列(例えばプロモーター)を含有する)にクローン化され得る。発現ベクタ
ーは、順番に宿主細胞に導入される。宿主細胞を、ポリヌクレオチドがタンパク
質に転写および翻訳されるような適切な条件の下で増殖させる。3H1の重鎖およ
び軽鎖は別に産生され得、次いでジスルフィド結合の再配列により結合し得る。
あるいは、3H1の各鎖をコードする別のポリヌクレオチドを有するベクター、ま
たは別の転写物として両方の鎖をコードする単一のポリペプチドを有するベクタ
ーは、単一の宿主細胞にトランスフェクトされ得、それは次いで、分子全体を産
生し得、そして組み立て得る(assemble)。好ましくは、宿主細胞は、分子の正
常な炭水化物補足物を供給し得る高等な真核細胞である。このように宿主細胞中
で産生された3H1は、当該分野の標準的な技術を使用して精製され得る。これら
の方法のいずれかによる3H1の産生に使用するための、次に3H1をコードするポリ
ヌクレオチドは、3H1を産生するハイブリドーマから得ることができ、あるいは
、本明細書中に提供されたDNA配列から、合成的にまたは再結合的に産生され得
る。
3H1抗体は、IgG1マウスのサブクラスであり、そして、このアイソタイプの免
疫グロブリンに適切な任意の技術によって単離され得る。精製方法には、塩析(
例えば、硫酸アンモニウムを使用して)、イオン交換クロマトグラフィー(例え
ば、カチオン性またはアニオン性の交換カラム上で中性pHにおいて行われ、段階
的にイオン強度のグラジエントを増加させながら溶出される)、ゲル濾過クロマ
トグラフィー(ゲル濾過HPLCを含む)、およびアフィニティー樹脂(例えば、プ
ロテインA、プロテインG、ハイドロキシアパタイト、および抗免疫グロブリン
)上のクロマトグラフィーが挙げられ得る。3H1はまた、8019パラトープを含
有するアフィニティーカラム上で、例えば精製Ab1またはAb3の形態で精製され得
る。
3H1が個体に投与される場合、3H1は好ましくは少なくとも80%の純度であり、
より好ましくは、少なくとも90%の純度であり、さらにより好ましくは、発熱物
質および他の混入物がない、少なくとも95%の純度である。この場合は、純度パ
ーセントは、調製物の全タンパク質含量の重量パーセントで算出される。
用途および3H1の使用方法
3H1は、いくつかの用途を有する。3H1は、進行性のCEA関連疾患を有する個体
の免疫応答を誘発し、それゆえ、個体のCEA関連疾患を治療するのに使用され得
る。好ましくは、免疫応答は抗CEAである。さらに、3H1は、CEAまたは3H1に結合
する抗体を検出するのに使用され得る。3H1はまた、標識モノクローナル抗CEA抗
体で予め処理された患者の循環系に由来する、望ましくない過剰な標識Ab1を除
去するのにまた使用され得る。標識は、その意図する用途に適切な抗体に結合し
た任意の標識であり得、例えば、放射性同位体、トキシンのような毒性部位、お
よび薬物が挙げられる。3H1はまた、イメージングにおいて、腫瘍の検出を増強
させるのに有用である。
従って、本発明は、CEA関連腫瘍のような進行性のCEA関連疾患を有する個体の
免疫応答を誘発する方法を包含し、この方法は、すなわち有効量の3H1を、個体
へ投与することを包含する。好ましくは、応答は、抗CEA抗体の産物である。本
明細書中で使用される、「個体」は、脊椎動物であり、好ましくは哺乳類であり
、そしてより好ましくはヒトである。哺乳類には、飼育動物、競技動物(sport
animals)、およびペットが挙げられるが、これらに限定されない。「CEA関連腫
瘍」は、CEA抗原(特に腫瘍細胞の表面で発現する)を含むものである。本明細
書中で使用される「進行性の」CEA関連腫瘍は、検出可能な転移(すなわち、腫
瘍の原発性部位以外の部位にある検出可能な腫瘍塊)が存在することを意味する
。塊は、好ましくは当該分野で公知のイメージング技術(例えば、X線またはCT
スキャン)により検出される。「有効量」は、体液性および/または細胞性の、
免疫応答を誘発するのに十分な量である。有効量は、1回またはそれ以上の投与
に
より投与され得る。好ましくは、免疫応答は、抗CEAの産物である。
3H1抗体の投与に適切な被験体は、多数の異なる条件により同定され得る。例
えば、免疫応答に対する3H1の効果を研究するのに、あるいは抗CEA特異的抗体ま
たは細胞株のような有用な試薬を得るのに、実験動物に3H1が投与され得る。
好ましい実施態様では、3H1は、CEA関連腫瘍のような進行性のCEA関連疾患の
処置に使用され得る。処置のために、進行性のCEA関連腫瘍を有する個体に、有
効量の3H1が投与される。本明細書中で使用される、処置のための「有効量」と
は、病態を緩和するのに十分な量である。有効量は、1回またはそれ以上の投与
により与えられ得る。有効量の3H1による、進行性のCEA関連疾患を有する個体の
処置は、そのように処置されない他の個体と比較して、以下の効果のいずれかを
有する:疾患の進行速度の減少、病態の安定化、拡大の防止および/または軽減
。本明細書中で使用される「進行性の」CEA関連腫瘍は、検出可能な転移(すな
わち、腫瘍の原発性部位以外の部位にある検出可能な腫瘍塊)が存在することを
意味する。塊は、好ましくは当該分野で公知のイメージング技術(例えば、X線
またはCTスキャン)により検出される。
進行性のCEA関連腫瘍について免疫応答を誘発し、または個体を処置するため
に、3H1は個体に非経口的に投与され、好ましくは、皮内に(intracutaneously
)投与される。他の投与経路として、筋肉内および皮内(intradermal)が挙げ
られるが、これらに限定されない。3H1はまた、培養細胞の処理、それに続くこ
れら培養細胞の個体への導入によって、間接的に投与され得る。
投与される3H1の量は、個体の症状および投与の経路のようないくつかの要因
に依存する。代表的には、投与用量は、約0.1mg〜約20mgの範囲である。より好
ましくは、用量は約0.5mg〜約10mgの範囲であり、より好ましくは、約1mg〜約
8mgの範囲である。好ましくは、用量は約1mg〜約4mgである。3H1は代表的に
は、2週間毎に4回投与され、続いて必要ならば1ヶ月毎に投与される。次回以
降の注射の時期(すなわち、維持用量)は、特に、処置される個体の症状および
応答に依存する。維持(追加)投与がいつ与えられるべきか(代表的には、約3
ヶ月毎)を決定するために、好ましくは本明細書に記載の診断方法によってAb3
のレベルがモニターされ得る。
好ましくは、3H1は薬学的に受容可能な賦形剤と共に投与される。薬学的に受
容可能な賦形剤は、薬学的に有効な物質の投与を容易にする、比較的不活性な物
質である。例えば、賦形剤には、ワクチン組成物に形態または濃度(consistenc
y)を与えることができ、あるいは希釈剤として作用し得る。適切な賦形剤には
、安定化剤、湿潤剤および乳化剤、種々の浸透圧に対する塩、カプセル化剤、緩
衝剤、ならびに皮膚浸透促進剤が挙げられるが、これらに限定されない。薬学的
に受容可能な賦形剤の例は、Remington's Pharmaceutical Sciences(Alfonso R
.Gennaro編、第18版、1990)に記載される。
好ましくは、3H1は、3H1の存在を強化する、または3H1に対する免疫応答を強
化するアジュバントと共に使用される。適切なアジュバントとしては、水酸化ア
ルミニウム(ミョウバン)、(QS-21 米国特許第5,057,540号)、DHEA(米国特
許第5,407,684号および同第5,077,284号)およびその誘導体(塩を含む)、なら
びに先駆体(例えば、DHEA-S)、β-2ミクログロブリン(WO 91/16924)、ムラミ
ルジペプチド、ムラミルトリペプチド(米国特許第5,171,568号)、ならびにモ
ノホスホリル脂質A(米国特許第4,436,728;WO 92/16231)およびその誘導体(
例えば、DetoxTM)、ならびにBCG(米国特許第4,726,947号)が挙げられる。他
の適切なアジュバントとしては、アルミニウム塩、スクアレン混合物(SAF-1)
、ムラミルペプチド、サポニン誘導体、マイコバクテリウム細胞壁調製物、ミコ
ール酸誘導体、非イオン性ブロックコポリマー界面活性剤、Quil A、コレラトキ
シンBサブユニット、ポリホスファゼンおよび誘導体、ならびにTakahashiら(19
90)Nature 344:873-875に記載の免疫刺激性複合体(ISCOM)が挙げられるが、こ
れらに限定されない。脊椎動物への使用および動物中での抗体の産生のために、
フロイントアジュバントのマイトジェン組成物が使用され得る。アジュバントの
選択は、アジュバント存在下におけるワクチンの安定性、投与経路、およびアジ
ュバントの規定の受容可能性に部分的に依存し、特に、ヒトへの用途を意図した
場合依存する。例えば、ミョウバンは米国食品医薬品局(FDA)によって、アジュ
バントとしての人体への使用に承認されている。好ましくは、ミョウバン沈澱3H
1が使用される。水酸化アルミニウム沈澱3H1の調製は、実施例3に記載される。
あるいは、3H1は、リポソームにカプセル化され得る。細胞への送達のために
、ポリペプチドをパッケージングするのに適切なリポソームは、当該分野で公知
である。
3H1は、投与の前に加熱処理され得、そして加熱処理は、アジュバント(例え
ば、ミョウバン)の存在下で行われ得る。加熱処理は、好ましくは45℃で30分、
水浴中の無菌バイアル中で行われる。例えば、3H1は約40℃〜80℃で、好ましく
は45℃〜60℃で約5分〜2時間、好ましくは15分〜1時間の期間加熱され得る。
加熱処理は投与の前のいつでも行われ得る。好ましくは、加熱処理は投与の7日
以内に行われる。3H1の所望の活性が顕著に失われない限り、他の加熱処理法も
使用され得る。
免疫応答を生じさせる目的のために、3H1は非改変の形態で投与され得る。免
疫原性を改善するために3H1を改変させるのが好ましい場合もある。本明細書中
で使用される「免疫原性」は、特定の抗体または細胞性免疫応答、あるいはその
両方を誘発する能力を意味する。免疫原性を改善するための方法には、特に、グ
ルタルアルデヒドまたは二官能性結合剤のような試薬での架橋、あるいは多価プ
ラットホーム分子への結合が挙げられる。免疫原性はまた、タンパク質キャリア
(特に、T細胞エピトープを含むもの)への結合によっても改善され得る。
3H1の投与の効果を決定するために、被験体は抗体(体液性)またはCEAに対す
る細胞免疫応答、あるいはそれらの組合せのいずれかについてモニターされ得る
。
生物学的サンプル中のCEA抗体(Ab3)のレベルを決定するために、例えば、血
清または血漿を被験体から得る。サンプルは必要に応じて、アッセイが行われる
前に免疫グロブリンを富化される(これは、通常は必要とされない)。マウス免
疫グロブリン(例えば3H1)をアッセイ試薬として使用する場合、サンプルは好
ましくは、抗マウス免疫グロブリン活性を除去するために前処理される。例えば
、マウス免疫グロブリンカラム上での涸渇、または非特異的マウス免疫グロブリ
ンをサンプルに混合し、そして形成した任意の免疫沈降物を除去することにより
行われ得る。
このアッセイを行うために、サンプル中に存在し得る抗CEAを、非制限量のCEA
の抗原等価物と接触させる。これは、単離されたCEA、直接ブロッティングまた
はポリアクリルアミドゲルからの転写により付着したCEAを伴うニトロセルロー
ス、CEAを発現する細胞(例えば、LS174T細胞)、そのような細胞からの膜調製
物、あるいはCEAを含む固定化組織切片であり得る。あるいは、抗イディオタイ
プ、特に3H1が使用され得る。
一旦免疫複合体が形成されると、それは通常非複合化CEAアナログから分離さ
れ、そして存在する複合体の量が決定される。複合体は、例えば、回収した細胞
の遠心分離、または免疫沈降、または固相による捕獲(capture)により、分離
され得る。存在する複合体の量は、標識を有するCEAアナログを直接供給するこ
とによって、または第2の試薬と共にインキュベートすることによって測定する
ことができる。あるいは、競合アッセイが行われ得、ここでサンプルは最初にCE
Aアナログでインキュベートされ、次いで、サンプル中に存在し得る抗CEAと競合
する、標識抗CEA試薬の非制限量が添加される。適切な標識には、放射性標識、
酵素標識、蛍光標識、および化学発光標識が挙げられる。抗CEAを含まないこと
が明らかな溶液を使用して、標準曲線が構成され、そして種々の相対濃度の抗CE
Aを有する溶液を、サンプルの代わりに用いる。未知の量の抗CEAを含有するサン
プルは、通常並行してアッセイされ、含有される抗CEAの相対量は、標準曲線と
の比較により決定される。3H1抗体を用いて抗CEAのレベルを決定するのに好まし
いアッセイは、以下のセクションでさらに詳細に記載される。
抗CEA抗体のアイソタイプは、イムノアッセイの分離段階または標識段階のい
ずれかでアイソタイプ特異性試薬中に含むことによって決定され得る。例えば、
抗ヒトIgGは、ヒト起源の臨床サンプルに存在するIgGクラスの抗体を、分離また
は検出するのに使用され得る。IgGクラスの特異的抗CEAの存在は、通常、記憶応
答を示す。IgMクラスの抗CEAの存在は、通常、進行している免疫刺激(例えば、
CEA発現性腫瘍の存在に起因し得る)、または進行している3H1での処置を示す。
所望であれば、生物学的サンプル中で検出される抗CEA抗体は、さらに特徴付
けられ得る;例えば、抗8019(Ab1)と競合させることにより、それらがCEA上の関
連するエピトープに特異的であるかどうかが決定される。Ab1およびAb3の間の競
合アッセイは、実施例のセクションで詳細を記載される。
抗CEA抗体はまた、それが細胞傷害性であるかどうか決定するために試験され
得る。補体が媒介する細胞傷害性(CMC)が、例えば51Crで標識されたCEA発現性
標的細胞(例えば、LS174-T)を使用して決定される。標識は、約106個の細胞を
約200μCiNa2 5lCrO4を用いて60分の間、37℃でインキュベートし、続いて洗浄す
ることにより達成され得る。このアッセイは、抗体(または抗体を含む臨床的サ
ンプル)を標的細胞でインキュベートすることにより行う。次いで、オプソニン
化された細胞を洗浄し、そして補体供給源と共にインキュベートする;例えば、
モルモット血清を、固有の抗体活性を除去するためにプレ吸着(pre-adsorbed)
する。37℃における適切なインキュベーション期間の後、51Crの培地への放出が
決定され、そしてオプソニン化されない細胞由来のそれと比較される。51Crの放
出は、CMCの活性に関連する。
抗CEA抗体を特徴付ける他の方法は、ADCC応答に関連する能力を試験すること
である(Chereshら(1986)、Cancer Res. 46:5112)。放射性標識CEA発現性標
的細胞は、抗CEA(熱不活性化血清の形態で)で、およびエフェクター細胞でイ
ンキュベートされる。正常なヒト末梢血単核細胞(PBMC)は適切なエフェクター
細胞であり、そして好ましくは、エフェクター:標的比が約100において使用さ
れる。37℃で約4時間後、放出51Crの割合は、ADCC活性の測定で決定される。
3H1を投与される被験体中の細胞性免疫応答は、特定のT細胞活性について標
準機能アッセイを行うことで定量され得る。
アッセイの1つのタイプは、T細胞の増殖を測定する。このテストにおいて、
末梢血単核細胞(PBMC)は、処理された被験体から回収された、全血液サンプル
から得られる。実験動物に対し、脾臓細胞もまた使用され得る。T細胞は、例え
ば、FicollTMのようなグラジエント上で遠心分離することで豊富にされ得る。次
いで、細胞を種々の濃度のCEAまたは(より一般的には)照射されたCEA発現細胞
の存在下で培養する。好ましくは、刺激細胞は、特に組織適合性クラスII抗原に
関して応答細胞とオートロガスである。
アッセイの他のタイプは、T細胞の細胞傷害性を測定する。このテストにおい
て、富化されたT細胞の集団は、51Crで標識されたCEA発現性標的細胞(上記の
ように調節された)の分解に影響を与えるために使用される。好ましくは、エフ
ェクター細胞は、応答細胞とオートロガスであり、特に組織適合性クラスI抗原
という。T細胞の集団は、必要に応じて、CEAまたは適切な細胞株でプレ刺激(p
re-stimulated)され得る。次いで、T細胞は、約104個の標識標的細胞と種々の
比で結合される(例えば、マイクロタイタープレートのウェル中で)。プレート
は必要に応じて、細胞接触を開始するために遠心分離され、そして細胞を共に37
℃で4〜16時間の間培養する。51Crの培地への特異的放出パーセントは、単独で
培養した標識標的(ネガティブコントロール)および0.1%TritonTMX-100のよう
な洗浄剤で分解された標的(ポジティブコントロール)との比較により、測定さ
れる。
3H1投与の効果を測定する他の適切な測定には、疑わしいタイプのガンの進行
を決定するのに適切であり得るような臨床試験が含まれる。このような試験には
、炎症指示薬、マンモグラフィー、およびラジオシンチグラフィー(本開示の他
の部分に記載される)が挙げられ得る。
イムノアッセイを行うための3H1の使用
3H1が使用され得る別の様式は、3H1またはCEAに結合する抗体または他の免疫
組成分の存在をアッセイすることである。このような化合物は、下記の3H1の治
療的投与において存在し得、あるいは、免疫競合的宿主中のCEA発現性腫瘍の存
在に起因して生じ得る。アッセイは、生物学的サンプル、通常は臨床的サンプル
において行われ得る。本明細書中で使用される、用語「生物学的サンプル」には
、培地中の細胞、細胞分解物、細胞上清、血清、血漿、生物学的液体、および組
織サンプルが挙げられる。
本発明の実施態様において、3H1は、生物学的サンプル中に存在し得る抗CEA(
特に抗3H1イディオタイプ)の存在を検出するのに用いられる。サンプルは、ア
ッセイを行う前に、必要に応じて抗体活性を富化することによって、適切に調製
される。生物学的サンプルが、3H1の非イディオタイプ領域(特に、抗マウス免
疫グロブリン)に対して抗体活性を含有する疑いがある場合、それらを除去する
か、またはそれらの検出を回避するようにアッセイを行うことが好ましい。抗マ
ウス免疫グロブリン抗体は、例えば、正常マウスIgGで沈澱させるか、またはマ
ウスIg吸着による吸着によってサンプルから除去され得る。抗マウス免疫グロ
ブリン抗体(特に、Fc領域に特異的な抗体)の結合は、アッセイ試薬を慎重に選
択することによって、最小化し得る。3H1のF(ab')2またはFabフラグメントおよ
び他のマウス免疫グロブリン試薬は、特に適切である。
サンプルを適切に調製した後、3H1と任意の存在し得る抗CEAとの間で複合体を
形成させる条件において、サンプルと過剰な機能的当量の3H1とを混合した。次
いで複合体の量を決定し、そして予想される範囲内である、既知の量の抗CEAを
含有する標準サンプルと共に形成された複合体と比較した。複合体形成は、免疫
沈降またはネフロメトリーにより観察され得るが、標識(例えば、125Iのような
放射性同位体)、ペルオキシダーゼおよびβ-ガラクトシダーゼのような酵素、
あるいはフルオロセインのような蛍光色素によって標識される試薬を使用するた
めに、一般により敏感である。
抗体アッセイは、液相において行われ得る。例えば、抗CEAは、標識3H1と混合
され得る。あるいは、サンプル中の抗CEAは、3H1上の結合部位に対し、標識抗CE
Aと競合させるのに使用され得る。一般的には、結合および未結合標識は、結合
パーセントを定量するために分離される。適切な分離の方法には、ゲル濾過クロ
マトグラフィー、およびサンプルが得られた種に由来する免疫グロブリンに対す
る抗体を使用する沈澱(必要に応じて、ポリエチレングリコール存在下で)が挙
げられる。あるいは、結合および未結合標識の割合は、例えば、蛍光/クエンチ
標識のペア、または酵素/インヒビター標識のペアを使用して、インサイチュに
おいて決定され得る。例えば、米国特許第3,996,345号(Ullmanら)を参照のこと
。
固相(例えば、ポリエチレン試験管、マイクロタイタープレートウェル、また
はマグネティックビーズ)に結合した試薬を使用して捕獲アッセイを行うことは
、通常、より便利である。競合型捕獲アッセイにおいて、サンプル中の非標識抗
CEAは、3H1に結合するために、標識抗CEAと競合する。3H1は、固相支持体に直接
結合し得るか、または、例えば、抗3H1を使用して後に捕獲され得る。このアッ
セイにおいて、固相に関連する標識の量は、サンプル中において、抗CEAの量に
対し逆に相関する。
サンドイッチ型捕獲アッセイにおいて、抗CEAは、直接または第2の試薬を通
して固相に結合する3H1により捕獲される。洗浄の後、抗CEAは、適切な種の抗免
疫グロブリン、あるいは標識が直接的または間接的に結合する第2の3H1抗体を
使用して検出される。あるいは、抗免疫グロブリンを固相に結合し得、そして標
識3H1はサンドイッチ型アッセイを完結させるのに使用される。使用される抗免
疫グロブリンがアイソタイプ特異性である場合、抗体のクラスもまた決定され得
る。このアッセイのタイプにおいて、固相に結合する標識の量は、サンプル中の
抗CEAの量と正の相関を示した。
特異的抗体を測定する他の方法は、当該分野で公知であり、そして3H1を標的
抗原として使用することにより抗CEAを測定するのに適用され得る。このような
適用された方法の全ては、本発明において具体化される。特定の実施態様のさら
なる記載は、実施例のセクションにおいて供給される。
3H1はまた、細胞の抗CEA活性(特に抗3H1イディオタイプ)のレベルを測定す
るのに使用され得る。好ましい実施例において、3H1は抗CEAを同定するのに使用
される。T細胞は、3H1イディオタイプに結合するT細胞レセプターを発現する
リンパ腫のような目的のために定義される。3H1は標識され、そして、抗CEAT細
胞を含有する疑いのある細胞の集団と接触させられ得る。あるいは、非標識3H1
は細胞と混合され得、続いて標識抗マウス免疫グロブリンまたはプロテインAの
ような2次試薬と一緒にされる。この目的に適切な標識には、放射性標識および
蛍光標識が挙げられる。蛍光標識の使用はまた、蛍光活性化セルソーターにおい
て、抗CEA細胞を非特異性細胞から分離させる。
標識Ab1を除去するための3H1の使用
本発明はまた、標識抗CEA抗体(Ab1)を受容した個体から、トキシンおよび/ま
たは標識(例えば放射性物質)の除去のために3H1を使用する方法(例えば、ラ
ジオシンチグラフィーまたは放射線治療)を包含する。抗体標的放射性核種の使
用(すなわち、放射性免疫治療)における共通の問題の1つは、治療のための放
射性標識抗体の用量を制限する系における、過剰のAb1の存在である。さらに、
放射性標識抗体を使用する効果的なイメージングは、過剰の循環している放射性
標識抗体(それはしばしば、循環系および組織から除去するのに数日かかる)に
より妨げられる。本発明のこれらの方法において、標識抗CEAの投与の後の特定
の時間に、3H1が個体に投与される。その意図は、腫瘍以外の部位(例えば、循
環系および間隙)において、3H1を抗CEAと複合体化させ、それによりそのクリア
ランスを促進することである。結果として、冒されていない組織における標識部
位(例えば、放射性同位体)のレベルは減少し、そして、腫瘍のイメージ(隣接
する組織と比較して)は増強された。同様に、腫瘍部位における照射のために、
放射性核種を被験体に与えた場合、冒されていない組織の付帯的な曝露を低減す
るのが望ましい。従って、本発明は、放射性標識抗CEA抗体が治療用量で投与さ
れ、続いて過剰モル量の3H1が投与される処置方法を包含する。
これらの適用のいずれかにおいて、腫瘍部位に局在していない任意の抗CEAに
配置および結合させるために、3H1の量は、標識抗CEAの量を過剰に越えるのに十
分なモル量になるよう選択される。投与の時期および3H1の量は、放射性標識抗
体の性質、使用される放射性同位体の型、および個体の容態に依存する。好まし
くは、抗CEA抗体に対する3H1のモル比は少なくとも5:1であり、より好ましく
は25:1〜200:1である。好ましくは、3H1は、個体が抗CEA抗体を受容した後、5
〜24時間以内に投与される。
本発明はまた、腫瘍細胞に結合する抗CEA抗体の存在を検出する方法を包含し
、この方法は、腫瘍細胞を3H1で十分な時間処理し、抗CEA抗体に結合させる工程
、および形成される複合体の存在を検出する工程を含む。この意図は、3H1を、
腫瘍細胞に予め結合させた抗CEAの検出に使用すること、あるいは、多価抗CEA/3
H1免疫複合体を形成することにより、抗CEAの腫瘍細胞への結合を促進すること
である。前者の例では、3H1は、検出可能な標識と共に、または標識が結合し得
る手段により提供される。後者の例では、抗CEAまたは3H1のいずれかは、標識と
共に提供される。
このストラテジーは、例えば、単離細胞懸濁液におけるCEAを有する細胞を同
定するために使用され得る。細胞を抗CEAおよび3H1と共に連続的にまたは同時に
インキュベートし、洗浄し、そして標識細胞を検出する。本実施態様における好
ましい標識には、例えばフルオロセイン、ローダミン、およびテキサスレッドの
ような蛍光標識が挙げられる。必要に応じて、標識細胞は、非標識細胞から分離
され得る。例えば、蛍光活性セルソーターによる分離またはアフィニティー分離
において、任意の固相ポジティブまたはネガティブ免疫選択の技術の使用は、当
該分野で公知である。
このストラテジーはまた、例えば、罹患した被験体における腫瘍の検出または
イメージングのために使用され得る。抗CEAおよび3H1は被験体に投与(通常は連
続的に)され、腫瘍部位に蓄積させられる。適切な標識には、放射線標識(例え
ば、111In、131Iおよび99mTc)が挙げられる。次いで、腫瘍をラジオシンチグラ
フィーの標準的な方法を使用して、検出または視覚化する。
3H1を含有する薬学的組成物およびワクチン
本発明は、3H1を含有する薬学的組成物およびワクチンを包含する。このよう
な薬学的化合物およびワクチンは、免疫応答(好ましくは抗CEA応答)を誘発す
るのに、および/またはCEA関連疾患の治療に有用である。薬学的に受容可能な賦
形剤中の有効量の3H1からなる薬学的組成物は、単位用量の形態(無菌非経口的
溶液または懸濁液、無菌経口的溶液、あるいは経口的溶液または懸濁液、水中油
滴型エマルジョンまたは油中水滴型エマルジョンなど)での個体への体系的な投
与に適切である。製剤または非経口および経口薬物送達は、当該分野で公知であ
り、そしてそれらはRemington's Pharmaceutical Sciences、第18版、Mack Publ
ishing(1990)に記載される。
薬学的組成物の1つのタイプはワクチンである。従って、本発明はまた、有効
量の3H1を含有するワクチンを包含する。本明細書中で使用される、「ワクチン
」は、ヒトまたは動物に使用する薬学的組成物であり、それは特定の標的または
標的の群に対するある程度の特異的な免疫学的反応性をレシピエントに授与する
ことを意図して投与される。免疫学的反応性は、標的に対し免疫学的に反応性で
ある抗体または細胞(詳細には、B細胞、形質細胞、Tヘルパー細胞、または細
胞傷害性Tリンパ腫、およびそれらの前駆体、あるいはそれらの任意の組合せ)
である。本発明の目的において、標的は、3H1に結合した腫瘍関連抗原CEAまたは
任意の関連する腫瘍抗原である。免疫学的活性は、実験の目的のために、進行性
のCEA関連疾患の処置のために、または特定の物質の除去のために所望され得る
。ワクチンは特に、進行性のCEA関連疾患を有する個体における免疫応答を
誘発するのに使用され得る。好ましくは、免疫応答は、抗CEAの産物である。
好ましくは、本発明のワクチンは、アジュバントを含有する。アジュバントの
例は上記で議論された。
本発明のワクチンは、代表的には非経口的に投与され、他には、例えば皮下、
筋肉内、腹膜腔内、または皮内のいずれかへの注射により投与される。投与はま
た、鼻内、肺内(すなわち、エアロゾルによって)、経口、および静脈内に行わ
れ得る。他の投与の形態に適切である、さらなる製剤は、坐剤および、いくつか
の場合には、経口製剤を包含する。投与経路は、個体の症状および所望する臨床
上の効果に依存する。
投与は1週間毎または2週間毎のベースで開始され、所望する測定可能なパラ
メータ(例えば、免疫応答の誘発(体液性および/または細胞性))が検出され
るまで行われ得る。次いで、投与は少ない頻度のベース(例えば、2週間毎また
は1ヶ月毎)で行われ得る。好ましくは、投与はまず、最初の4回の投与につい
ては2週間毎に行われ、続いて1ヶ月毎の投与が行われる。
ワクチンは、用量処方と適合する方法で、そして、治療に有効な量で投与され
る。投与されるべき量は、処置されるべき個体、個体の免疫系が抗体を合成する
能力、投与経路、および所望する保護の程度に依存する。投与されるべき必要と
される活性成分の適切な量は、処置を担当する実施者の判断に依存し得、そして
、個体に特有であり得る。3H1についての一般的な用量範囲は、上記に示してい
る。
3H1を含有するキット
本発明はまた、3H1を含有するキット、好ましくは診断キットを包含する。3H1
を使用する診断手順は、診断研究所、実験室、実施者、または個人において行わ
れ得る。本発明により具体化されるキットは、抗CEAまたは抗3H1活性に対するア
ッセイ(例えば、本明細書中で開示されたもののいずれか)の実行を可能にし、
それにより検出またはこれらの活性の定量を可能にする。
本発明のキットは、適切なパッケージング中の3H1を包含する。このキットは
必要に応じて、この手順に有用であるさらなる成分(緩衝液、捕獲試薬、発現試
薬、標識、界面活性剤、検出の方法、コントロールサンプル、取り扱い説明書、
および解説書が挙げられるが、これらに限定されない)を提供し得る。
以下の実施例は、例示のために提供されるが、本発明を制限するものではない
。
実施例
実施例1. 3H1抗イディオタイプ抗体の生成および特徴づけ
モノクローナル抗イディオタイプ抗体産生ハイブリドーマ細胞株3H1を作製し
、以下の記載に従って同定を行った。所望の特異性と機能性を有する抗体を得る
ためには免疫化手順およびスクリーニング手順の両方の局面が重要であった。3H
1は初期に産生された多くのAb2のひとつであり、そしてもっとも望ましい特徴を
備えた候補として同定された。
この免疫化抗体(Ab1)はマウス抗CEAモノクローナル抗体8019であった。応答動
物もまたマウスであったため、生成したAb2は8019のイディオタイプの特徴に対
するものと予想された。しかし、その中の一画分のみが8019パラトープに対する
ものであり得、さらにより小さい集団が、免疫原性でAb3を誘発し得、そしてさ
らにより小さな集団が腫瘍関連抗原と交差反応するAb3を誘発し得る。
8019をオートロガスな種において十分に免疫原性とするために、キャリアKLH
に結合し、フロイントアジュバントで乳化した。これを投与量の間が2週間のみ
の通常でないスケジュールでレシピエント動物に反復投与した。このスケジュー
ルに従って5匹のマウスに免疫化を行った。約3匹のマウスで、4回目の免疫化
後にのみ実質的な応答が起きた。応答動物は、5回目の8019静注投与量によって
追加抗原刺激を行い、脾臓細胞を単離し、そして各動物から個別にハイブリドー
マを調製した。クローニングは標準的な手順に従って行った。
初期スクリーニングはイムノアッセイによって行い、8019と反応するが、同じ
アロタイプ決定基やアイソタイプ決定基を共有する他の標的モノクローナル抗体
とは反応しないクローンを同定した。重要なアッセイは、8019が固相に結合し、
培養上清で重層し、そして放射性ヨウ素標識8019で展開するサンドイッチRIAで
あった。このアッセイでは、ハイブリドーマ上清中の抗体が、機能的に二価であ
って、かつ捕獲8019と展開中の8019との範囲であり得ることが要求される。イデ
ィオタイプ特異的であり、かつこのアッセイで強いシグナルを発した数個のクロ
ーンをさらなる試験用に選択した。
8019のCEAへの結合をブロックするためにAb2が必要な競合アッセイにより次の
スクリーニングを行った。これによると、Ab2が8019のパラトープを認識したこ
とが立証された。CEAは、細胞表面でCEAを発現するヒト乳房細胞腫瘍株であるMC
F-7細胞の形態で提供された。このアッセイの性質上、Ab2が腫瘍細胞上でその特
異的な提示様式で8019と腫瘍抗原との間の相互作用をブロックすることが必要で
ある。最低限、それ以前のスクリーニング試験を通過した候補のAb2は、8019の
細胞への結合を少なくとも85%阻害することが必要である。この最低条件を実質
的に超えたAb2は約3個あり、3H1がほぼ最高レベルの阻害を提供した。
最終的なスクリーニング試験は、候補のAb2をレシピエント動物に注入したと
きに、所望の特異性のAb3を誘発し得るか否かを決定することであった。マウス
腹水から十分な量のAb2を調製し、そしてマウスとウサギで試験を行った。これ
らの試験動物から得られた血清について、最初、免疫化に使用した同じ標識Ab2
を用いるサンドイッチ・イムノアッセイでAb3の存在についてアッセイした。次
に、ポジティブの試験結果を示す血清を、腫瘍関連抗原、すなわちCEAに対して
反応するAb3の能力をアッセイした。CEAの半精製調製物を用いてマイクロタイタ
ープレートをコーティングし、系列希釈した試検血清を重層し、そして標識抗免
疫グロブリンを用いて結合したAb3を検出した。CEAに結合するAb3の力価により
、抗CEA誘発物質としてのその能力の反映としてAb2の「質」を規定した。
モノクローナル抗体3H1は最高の質を有する抗イディオタイプとして明らかに
され、そして本発明で具体化される種々の化合物、組成物、および手順の基礎と
なる。
材料
ガン胎児性抗原(CEA):Rougler Biotech,Montoreal,Canadaから精製CEAを購
入した(カタログ番号70015)。あるいは、過塩素酸抽出によって結腸腺ガンの
ヒト肝臓転移巣からCEAを単離し、そしてイオン交換クロマトグラフィーによっ
て2回精製した後、ゲル濾過と数段階のHPLCクロマトグラフィーを行った。この
方法によって得られたCEAは純度100%であり、HPLCおよびSDS-PAGEによって分子
量180,000に単一バンドを生じ、そしてウマ抗CEA抗体およびウサギ抗CEA抗体に
より単一バンドとして免疫沈降した。分子量180,000と200,000の二つの近接して
泳動するバンドが、8019抗体および他のマウスmAb抗CEAを用いるウェスタンブロ
ット分析法によって示された。この精製CEAを上記のマウスポリクローナルAb3血
清およびウサギポリクローナルAb3血清を用いるELISA実験に使用した。
その他の実験は、一般に、ヒト腺ガン細胞由来の半精製抽出物を用いて行った
。これは過塩素酸抽出後、大規模な透析によって調製した。抽出物中のCEAの存
在は、SDS-PAGEに続いてmAb8019を用いた免疫沈降を行うことによって確認した
。
抗体:モノクローナル抗体8019を産生するハイブリドーマ細胞株は、アメリカ
ンタイプカルチャーコレクション(ATCC Rockville,MD)より入手した。この抗体
は、当初、IgMκと記載されたが、再クローニングの間に自発スイッチ変異体が
出現し、そして本発明者らの8019はIgG1κである。8019の特異性は、CEAを発現
する細胞を用いるイムノペルオキシダーゼ染色および流動微小蛍光測定分析によ
って再確認した。本明細書中に記載した種々の実験においては、モノクローナル
抗体1E3 mAb(IgG1κ;ヒト卵巣粘液ガン腫に特異的)、その他のモノクローナル
抗体およびミエローママウス免疫グロブリンをコントロールとして使用した。
プリスタンで初回刺激した個々のマウスに、2〜10×106個の生存細胞を腹腔
内注入することによって、8019ハイブリドーマおよびその他の細胞株の腹水を調
製した。この腹水から45%飽和硫酸アンモニウム沈殿およびその後のProtein A
Sepharose(TM)CL-4B(Eyら(1978)Immunmochemistry 15:429)上のクロマトグ
ラフィーによってIgG画分を単離した。単離されたIgGの純度は免疫拡散法、免疫
電気泳動、および高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)分画によってチェックした
。
8019のF(ab')2フラグメントの調製:標準的なペプシン消化(Parham(1983)J . Immunol
131:2895)によりF(ab')2フラグメントを調製した。要約すれば、801
9腹水由来のIgGフラグメントを0.1Mクエン酸緩衝液(pH3.5)に対して透析し、
そしてペプシン(25μg/mg IgG)を用い、37℃で8時間消化した。切断後、3.0M
トリス緩衝液(pH8.6)でpHを7.0に調整し、そして低温で溶液をリン酸緩衝化生
理食塩水(PBS)に対して透析した。消化物をSepharose6カラムを用いるHPLCによ
って分離した。単離されたF(ab')2の純度は免疫拡拡散法により、および標準的
なE
LISAで抗アイソタイプ試薬との反応とによって決定した。
抗体のKLHとのカップリング:Maloneyら(1985;Hybridoma 4:191)によって記
載された方法に従って、8019をキーホールリンペットヘモシニアン(KLH)とカッ
プリングした。抗体ストック溶液(1mg/ml)を新たに希釈したグルタルアルデヒド
溶液の存在下(最終濃度0.05%)PBS中でKLH(1mg/ml)と混合した。混合物を室温
で1時間トンボ返りで回転し、次いで、PBSに対して4℃で完全に透析した。
同系BALB/cマウスの免疫化:BALB/cの雌を、2ヶ月の期間にわたって4回免疫
化した。最初の注入は、完全フロイントアジュバントで乳化した100μgの8019を
用いて腹腔内に与えた。次の2回の注入は、不完全フロイントアジュバント中、
KLHとカップリングした100μgの8019を皮下注入または腹腔内注入のいずれかで
与えた。マウスは時々採血を行い、そして8019のF(ab')2フラグメントおよびコ
ントロールとしてプールした正常BALB/cマウス血清IgGを用いることにより、結
合アッセイ中のELISAによって血清を抗Id活性についてチェックした。融合の3
日前に、PBS中の8019を静脈内に注入してマウスを追加免疫した。抗イディオタイプハイブリドーマの生成
ハイブリドーマ株の生成に用いた融合パートナーは、ATCCからNo.CRL-1580と
して入手でき、P3X63Ag8,653と祖先が関係するマウス非分泌性ミエローマ細胞株
P3-653であった。樹立ヒト細胞株を他の箇所で記載されたように(Seonら(1984)J . Immunol.
132:2089)5%ウシ胎仔血清を加えたRPMI1640中で培養した。
ハイブリドーマは、本質的に、OiおよびHerzenberg((1980)「Selected Met
hods of Cellular Immunology」、MishellおよびShiigi編、Freeman Publs.351
〜372)の方法に従って生成した。50%ポリエチレングリコール(PEG、分子量約
4500)の存在下、免疫化マウス由来の脾臓細胞を、P3-653細胞と1:1から1:10の
割合で混合した。次に、融合細胞を洗浄し、そして培養した。ヒポキサンチン-
アミノプテリン-チミジン培地を用いてハイブリッドを選択した。抗イディオタイプ抗体(Ab2)を分泌するハイブリドーマクローンの初期選択
RIAおよびELISAによってハイブリドーマクローンの初期スクリーニングを行っ
た。ELISAはマイクロタイタープレートのウェルを8019抗体(またはコントロー
ル)500ng/ウェルでコーティングすることによって行った。4℃で一夜インキュ
ーベートした後、プレートをPBS中の1%ウシ血清アルブミン(BSA)でブロックし
た。ハイブリドーマの培養上清または20×濃縮物の100μlをウェル中室温で4時
間インキュベートした。PBSで洗浄後、さらにプレートを室温で4時間または4
℃で一晩、アルカリ性ホスファターゼ標識抗イディオタイプ試薬とインキュベー
トし、そして基質で発色させた。ELISA検出試薬は、抗マウス免疫グロブリンで
あったので、プレートをコーティングするために使用した8019はF(ab')2フラグ
メントであった。ELISAアッセイは特異的抗体のクラスおよびサブクラスの同定
に有用である。一般に、特定のIgGサブクラスの抗体が、安定でプロテインAク
ロマトグラフィーによって簡単に精製でき、かつ有用なエフェクター機能を有し
得るので所望される。
ハイブリドーマの上清はまた、サンドイッチRIAにより試験された。精製8019
をクロラミンT法(Hunter(1970)Proc .Soc.Exp.Biol.Med. 133:989)によ
って放射性ヨウ素標識した。8019、またはコントロール抗体(種々のアイソタイ
プおよび関連しない特異性のモノクローナル抗体、ならびにBALB/c正常IgG)を
、500ng/ウェルでPVCプレート上にコーティングした。一般に、インタクトの抗
体を使用した。4℃で一晩インキュベートした後、プレートをPBS中の1%BSAで
ブロックした。コーティングしたプレートをハイブリドーマ上清の系列希釈液と
4時間インキュベートし、そして約50,000cpmの125I-8019を用いて展開した。こ
のRIAアッセイは抗体についてよりストリンジェントな特異性試験であり、そし
てまた抗体が2つの8019分子の間に及び得ることが必要である。
所望の特性を備えるこれらのスクリーニングアッセイから多くのモノクローナ
ルAb2分泌細胞株が明らかにされた。その中にモノクローナル抗体3H1が存在した
。Ab2 が8019イディオタイプに特異的であることの確認
Ab2のイディオタイプ特異性はAb1への直接結合により確認された。種々の精製
Ab2を125Iで標識し、そしてモノクローナル抗TAA Ab1のパネルでコーティングし
たプレートへの結合について試験した。125I-3H1を用いた実験の結果を図5に示
す。結果は平均cpmで示される(n=3、標準偏差<10%)。3H1は、8019とほぼ独
占的に結合した;試験された他のAb1のいずれとも交差反応性は一つの例外を除
いて実際まったく無かった:その例外とは、CEA上の関連(おそらく重複する)
エピトープを認識する抗CEA抗体RWP1.1(IgG2b、κ)との軽度の交差反応である。
8019イディオタイプに対する特異性は、競合実験でさらに確立された。約25,0
00cpmの種々の標識Ab2を、Ab2、Ab1、およびその他のマウス免疫グロブリンを含
む非標識競合物質のパネルの異なるメンバーと混合した。次いでこのAb2を、801
9コーティングプレートへの結合について試験した。結果を表1に示す(平均cpm
、n=3、標準偏差<10%)。競合物質として250ngの非標識3H1または8019を用い
て、90%より大きい阻害が得られた。潜在的な競合物質としてその他の免疫グロ
ブリンを用い、5μgの濃度までは、関連Ab1抗体RWP1.1を除いて、阻害は、実際
、得られなかった。
8019 パラトープに対して惹起された抗イディオタイプについてのスクリーニング
Ab2が8019のパラトープに対して惹起されたか否かを決定するため、Ab2を使用
して放射能標識8019のCEAへの結合について競合させた。これは二つの方法で行
った:(1)プレート結合アッセイは、半精製CEA抽出物を用いて行った;(2)細胞
結合アッセイは、CEAを膜成分として発現するヒト結腸ガン細胞株であるLS174T
細胞を用いて行った。
プレート結合アッセイは、プレートを、過塩素酸で可溶化した半精製CEA Ag抽
出物の100μl(0.1mgタンパク質/ml)と4℃で一晩インキュベートすることによ
ってコーティングした。LS174T細胞を96ウェルの組織培養プレート中で集密の単
層として増殖させた。試験Ab2の種々の希釈物(培養上清または精製抗体のいず
れか)を標識8019と混合し、次いで、コーティングされたプレートまたは培養細
胞に加えた。アッセイの阻害パーセントを次式に従って計算した。
ここでRTはインヒビターを有する実験ウェルの平均cpm;Rcは平均バックグラウ
ンドcpm;およびRMAXは任意のインヒビターを有さない平均最大結合である。
図6は、プレート結合アッセイにおけるモデル競合物質として3H1を用いて行
ったこのタイプの実験の結果を示す。3H1は25ngという少量で標識8019のCEAへの
結合を阻害した。精製抗体4EA2(非関連の特異性のIgG1,k)をネガティブコント
ロールとして使用したところ、まったく阻害を示さなかった。関連する実験で、
3H1は別の抗CEA抗体(D14)のCEAコーティングプレートへの結合を阻害し得なかっ
た。結合特異性の確認
もっとも有望なAb2について8019への結合の特異性を確認するため、競合アッ
セイにおける役割を逆転させた確認実験を行った。
約40,000cpmの125I-8019を、CEA Agの半精製調製物、または8019と反応しない
非関連糖タンパク質Agと同時にインキュベートした(Bhattacharyaら(1982)Ca ncer Res.
42:1560)。この抗体Ag混合物をAb2コーティングプレートに添加し(
500ng/ウェル)、そしてCEAの結合阻害能力を測定した。Ab2の量は、結合し得た
8019の量に関して限定されず、そしてそれ故少量の競合するCEAに対する鋭敏
な指標であった。
図7に代表的な実験の結果を示す。2.5μgの半精製CEAによって3H1のヨウ素化
8019への結合が50%阻害された。非関連糖タンパク質はより高い濃度でさえ結合
を阻害しなかった。このことは、3H1が結合部位特異的な抗Idであることを示唆
する。
これまでに記載されたスクリーニング試験でポジティブであると試験された抗
体産生クローンを用いて、マウス腹水をAb2の供給源として調製した。このAb2を
標準的な技術によりProteinAおよびProteinG親和性樹脂を用いるクロマトグラ
フィーによって精製した。腫瘍特異的な免疫応答を誘発し得る抗イディオタイプについてのスクリーニング
Ab2が網状抗原として挙動するとすれば、Agへの曝露のない状態で遺伝的に制
限されない様式で、かつ種の障壁を横切って、Ag特異的なAb3の産生を誘発すべ
きである。従って、先のスクリーニング試験を通過したAb2を、免疫化実験でさ
らにスクリーニングした。その目的は、Ab1とイディオタイプを共有するAb3を誘
発し得、かつ腫瘍関連抗原に対して類似の結合特異性を示す候補を同定すること
である。
試験されるべき各Ab2について、最低で、BALB/cマウス5匹とニュージーラン
ドホワイト種ウサギ2匹を免疫化した。マウスの免疫化には、Ab2をKLHと結合さ
せた。50μgを注入し、そして応答を試験するためにマウスから定期的に採血し
た。ウサギは1匹につき500μgを、0日目に完全フロイントアジュバントで乳化
して、14日目に不完全フロイントアジュバントで乳化し、その後2ヶ月の間は生
理食塩水(筋肉内)で注入した。このウサギから最終の注入の14日間後に採血し
た。
抗CEA活性をELISA(一般に、Engvallら(1972)J .Immunol. 109:129を参照の
こと)によって測定した。試験血清の種々の希釈物をCEAコーティングされたウ
ェル中でインキュベートし、そして結合した抗体をこの種に適した酵素連結抗免
疫グロブリンで検出した。このアッセイは当初の腫瘍関連抗原に結合する抗体を
必要とし、そして抗イディオタイプによる免疫化によって誘発されたAb3の少な
くとも一部分が腫瘍抗原特異的であることを立証する。CEA特異的Ab3のレベルを
系列希釈によって滴定し、そしてAb2を免疫化する「質」を規定した。関連しな
いモノクローナル抗体(4EA2)で免疫化したマウスおよびウサギ由来の血清をネガ
ティブの特異性コントロールとして使用した。
3H1モノクローナル抗体は、試験した候補の中で最高の質を有することが明ら
かにされた。
図8に示すように、3H1で免疫化したマウスの血清中に存在するAb3は、不溶化
CEAに特異的であった。免役感作したマウス(2グループ中6匹)の全ては、ELI
SAで測定したとき、抗CEA抗体を発生した。免疫前のマウスまたは非関連Ab2-KLH
(4EA2)で免疫化したマウス由来のコントロール血清は、純粋なCEAに対する結合
を示さなかった。平行実験では、同じ抗血清の結合を、非関連卵巣腫瘍糖タンパ
ク質でコーティングしたプレート上で比較した。各々の場合で得られた最大結合
は0.3〜0.4 ODの間であり、PBS-BSAコントロールで得られたのと同じであった。
関連する実験では、Ab3の培養ヒト結腸ガン腫LS174-T細胞への結合を間接免疫
蛍光アッセイおよびフローサイトメトリーで試験した。図9に示すように、3H1
免疫化マウスから得たAb3含有血清は、8019(Ab1)(A)で得た結合パターンと類似
であった明瞭な結合(B)を示した。CEAを発現しないヒトB細胞リンパ腫細胞とは
有意な結合は得られなかった(図9D)。3H1 によって誘発されたAb3が所望の特異性を有していたことの確認
3H1の治療上の目的は、腫瘍関連抗原に対して反応する応答を誘発するその能
力にあるため、得られたAb3の特異性を以下の数種類の実験で確認した。
4Bと結合したBALB/cマウス血清の免疫グロブリン画分を結合させて作製した吸
着剤上を通過させることによる特異性実験を用いて、ウサギおよびマウスAb3抗
血清から抗アイソタイプ活性と抗アロタイプ活性を除去した。免疫拡散法によっ
て抗アイソタイプ活性または抗アロタイプ活性を検出し得なくなるまで吸着を繰
り返した。吸着したAb3を含む血清を、1%BSA、0.05%Tween20含有PBSで希釈し
、それ以上精製しないで特異性の決定に使用した。
先に述べたのと同様のハイブリドーマ技術を使用し、3H1で免疫化したマウス
由来の脾臓細胞を用いてモノクローナルAb3産生細胞株を生成した。
阻害アッセイ:ヒト結腸ガン腫細胞への結合について、Ab3血清がAb1と競合す
るかどうかを決定するため、放射性ヨウ素化8019のLS174-T細胞の集密単層への
結合を、異なるAb3血清およびAb1の存在下で阻害について試験した。
Ab1と3H1との間の直接結合アッセイを行うため、精製3H1を用いてプレートを
コーティングし(155ng/ウェル)、放射能標識8019の3H1への結合を、Ab3および
Ab1の存在下で試験した。アッセイの阻害パーセントを前記の式によって計算し
た。
3H1で免疫化した同系マウスから得た血清は、1/10希釈で、ヨウ素化3H1(Ab2)
のAb1への結合を90%阻害した。免疫前血清、あるいは非関連Ab2、すなわち4EA2
-KLHで免疫化したマウスから得た血清による阻害は観察されなかった。これらの
アッセイでは、Ab3結合による立体的妨害を排除し得ないが、これらの結果によ
ると、Ab1(8019)とイディオトープを共有するAb3抗体の存在が示唆される。1/10
希釈の3H1免疫化したウサギ729および730の抗血清は、ヨウ素化8019のAb2への結
合を、それぞれ88%および57%阻害した。免疫前ウサギ血清を用いては有意な阻
害は得られなかった。
Ab3がAb1と類似の結合部位を有するとすれば、ヒトガン腫細胞株LA174-Tによ
って発現されたとき、CEAへの結合についてAb1と競合するはずである。一定量の
放射能標識8019を、ウサギAb3血清またはAb1調製物およびLS174-T細胞の種々の
希釈物と同時にインキュベートした(図10)。20ngの精製8019-IgG1(Ab1)は、結
合を50%阻害したが、その一方、1/10希釈のウサギ血清は、ウサギ729および730
についてそれぞれ47%および49%阻害を生じた。このことから、ポリクローナル
ウサギAb3血清は、Ab1と同じAgに結合し、そしてそれ故Ab1の性質を備えたいく
つかの抗体分子を含有することが示された。
ウェスタンブロット分析:半精製CEA抽出物を、β-メルカプトエタノールを使
用しない非還元条件下で7.5%ゲルを用いた標準的なSDS-PAGEによって分離した
。電気泳動後、Towbinらの手順((1979)Proc .Natl.Acad.Sci.USA 76:4350
)に準じてゲルをニトロセルロースフィルターにブロッティングした。フィルタ
ー細片をPBS-1%BSAでブロックした後、8019、ポリクローナルウサギAb3血清、
コ
ントロールである、非関連Ab2に対するウサギAb3血清ならびにモノクローナルAb
3培養上清と別々にインキュベートした。インキュベート後、フィルター細片をP
BSで洗浄し、そしてヤギ抗マウスIgまたはヤギ抗ウサギIg-アルカリ性ホスファ
ターゼ標識試薬とインキュベートした。このフィルター細片を再度洗浄し、免疫
ブロットキット(Bio-Rad Laboratories、Richmond,CA)で提供されるBCIP試薬
とNBT試薬で反応を発生させた。
SDS-PAGE分析によって、mAb8019が分子量180,000のCEAを特異的に免疫沈降さ
せることが示されている(Mitchell(1980)Cancer Immunol .Immunother. 10:1
)。3H1によって誘発されたAb3がCEA分子に対して特異的であったことを確認す
るため、CEAの半精製抽出物をSDS-PAGEで分離し、ニトロセルロースフィルター
にブロッティングした。1つのフィルター細片(図11、レーン2)をバッファロ
ーブラックで染色した。分子量180,000の領域に二つの重複するバンドがあり(CE
A)、分子量50,000の領域に1つの主要なバンド(正常な交差反応性のAg)および
2〜3の薄い低分子量バンドがあった。次いで、残りのフィルター細片を、mAb8
019、ウサギAb血清、および非関連アイソタイプ適合Ab2β4EA2(ネガティブコン
トロール)で免疫化したウサギ血清とインキュベートした。反応は上記のように
ELISAアッセイによって展開させた。抗体8019(図11、レーン3)およびウサギA
b3(レーン4)はこの複合体混合物から分子量180,000ダルトンの分子だけを免
疫沈降した。mAb8019またはウサギAb3血清によって沈降しなかった物質には広範
囲の低分子量CEA関連Agが含まれていた。免疫前血清(図11、レーン5)または
コントロール血清(レーン6)とは反応性がなかった。このウェスタンブロッテ
ィング分析法によって、分子量180,000のCEAに対するmAB8019の特異性とウサギA
b3の反応性が確認された。
図12はマウス血清を用いて行った同様の実験である。3H1で免疫化したマウス
で誘発されたAb3は、ウェスタンブロットにおけるCEAと同じ分子量180,000形態
を同定した。
Ab1およびAb3を用いた組織切片のイムノペルオキシダーゼ染色:モノクローナ
ルAb1、およびAb3(ポリクローナルおよびモノクローナルの両方)の反応性を、
Vialeら、((1989)J .Immunol. 143: 4338)に詳細に記載されるような非常に感受
性の高い染色方法(ビオチン−ストレプトアビジン試薬、Vector,Burlingame,
CA)により、正常な結腸と結腸腺ガンの外科的標本と比較した。全ての切片を、
マイヤー(Mayer)のヘマトキシリンを用いて対比染色した。内因性ペルオキシダ
ーゼのブロック、第1層の脱落、または特異的抗血清に対する非免疫性相同血清
の代用およびAb3培養上清に対するP3-653ミエローマ培養上清の代用を包含する
適切な特異性試験を行った。
8019の反応性を、正常な結腸および結腸腫瘍標本に対するAb3(ポリクローナ
ルおよびモノクローナルの両方)の反応性と比較した。正常組織および悪性の結
腸組織の両方に対するAb3の反応性のパターンは、Ab1で得られた反応性のパター
ンとほぼ同一であった(図13)。正常な結腸粘膜とは反応しなかったが、8019お
よび全てのAb3は、結腸腫瘍と強く反応した。染色は、より分化の少ない領域に
おける腺様構造および(細胞質の)顆粒で顕著であった。8019(IgG1,κ)とモ
ノクローナルAb3(IgM,κ)とを用いて得られた染色パターンの間に、微妙な違
いが存在した。モノクローナル抗体Ab3は、分泌ムチンは染色されずに腫瘍細胞
が染色され、8019との反応は腫瘍細胞および分泌ムチン様物質が染色された(図
14)。
細胞性免疫試験:3H1で免疫化した動物もまた、CEA指向細胞免疫応答を有する
ことを示すために、さらなる実験がまた行われ得る。3H1で免疫化したマウスの
脾臓細胞が、T細胞増殖アッセイに用いられ得る。脾臓細胞を半精製CEAの存在
下で5日間培養し、次いで[3H]チミジンでパルスした。3H1免疫化動物由来細胞
中の取り込みがコントロールよりも大きいことは、イディオタイプ特異的細胞免
疫応答の存在に一致する。免疫化したウサギもまた、CEAの半精製調製物または
精製したCEAに対するDTH皮膚反応について試験され得る。T細胞細胞毒性アッセ
イもまた、本開示において記載されるように行われ得る。
3H1に基づく抗イディオタイプネットワークを示す概略図を図15に示す。
実施例2 3H1 cDNAのクローニングおよび配列決定
他に特定されない限り、全てのクローニング技法は、本質的にSambrookら(198
9)に記載され、そして全ての試薬は、製造者の指示に従って使用された。
3H1 の種々の領域のcDNAクローニングおよび配列決定
VH領域の配列決定のために、1×107 3H1ハイブリドーマ細胞から全RNAを単離
した。全RNAの収量は約100μgであった。オリゴチミジレート−セルロースカラ
ムの2サイクルのクロマトグラフィーを通じる通過により、mRNAを調製した。mR
NAの収量は約10μgであった。第1鎖cDNAを、SuperScript Preamplificationキ
ット(GIBCO/BRL)を用いて合成した。次いで、3H1のVHをコードするDNAフラグメ
ントを、リーダー(シグナルペプチド)領域アミノ酸−20〜−13、およびガンマ
定常領域アミノ酸126〜119の配列に対応する5'プライマーGGGAATTCATGRAATGSASC
TGGGTYWTYCTCTTおよび3'プライマーCCCAAGCTTCCAGGGRCCARKGGATARACIGRTGG(I=イ
ノシン,R=AまたはG,Y=CまたはT,K=GまたはT,S=CまたはG,W=AまたはT)を用
いるPCRにより増幅した。さらに、5'-III部位が、他のクローニング戦略により
提供される(Novagen,Madison Wisconsin)。増幅されたcDNAフラグメントをpT
7プラスミドにサブクローンし、そして、NovaBlueコンピテント細胞を、供給者
(Novagen)により提供されたプロトコルを用いて形質転換した。組み換え体コ
ロニーを、色選択(color selection)により釣り上げ、そしてプラスミドDNAを
調製した。2本鎖プラスミドのDNA配列を、Sequenase Version 2.0キット(USB,
Cleveland,Ohio)により決定した。プラスミド内のDNA挿入片の配列を、T7プ
ロモータープライマー(TAATACGACTCACTATAGGG)およびU-19プライマー(CTTTTC
CCAGTCACGACGT)を用いて両方向から決定した。配列決定のために少なくとも8
つのクローンを釣り上げた。3H1軽鎖の配列を同様に決定した。軽鎖のための正
方向プライマーは、5'-ACTAGTCGACATGGTRTCCWCASCTCAGTTCCTTG、および逆方向プ
ライマーは、5'-CCCAAGCTTACTGGATGGTGGGAAGATGGAであり、リーダー配列の−20
〜−12アミノ酸およびマウスκ鎖の定常領域の122〜116アミノ酸に対応する。
PCR増幅におけるエラー率を最小にするために、pfu DNAポリメラーゼ(Strata
gene,San Diego)をその後のすべての実験における増幅のために使用した。こ
の熱安定性DNAポリメラーゼを用いた変異頻度は、Taq DNAポリメラーゼと比較し
て10分の1である。
アミノ酸配列によるcDNAクローンの確認
本発明者らが釣り上げた3つのクローンは全て同一の配列を有していたが、本
発明者らは、単離したcDNAが実際に3H1のcDNAであったことを確認することが必
要であると考えた。精製した3H1抗体の50μgを、サンプル充填緩衝液(50mM Tri
s-HCl,pH6.8,1% SDS,1%グリセロール,0.1% β-メルカプトエタノール)
で希釈し、そして100℃で3分間加熱した。変性させたタンパク質を、SDSを含む
7.5%ポリアクリルアミドゲル(BioRad Miniprotean II Dual Slab Cell)上に
載せ、そして200Vで1時間電気泳動を行った。ゲル内のタンパク質を、Twobinら
((1979) Proc .Natl.Acad.Sci.USA. 78: 4350-4354)に記載の手順により、
ポリビニリデンジフルオライド(PVDF)膜に150mAで一晩トランスファーした。
トランスファー緩衝液は、25mM Tris、192mM グリシン、20%(v/v)メタノールを
含んでいた。膜を、50%メタノール−50% 酢酸中の0.1% クマシーブリリアン
トブルー中に迅速に浸すことにより染色し、続いて10% 酢酸を加えた40% メタ
ノールを含む溶液で洗浄した。膜を室温で乾燥させた後、染色された重鎖および
軽鎖のバンドを清潔な剃刀の刃で切り出した。膜スライス上のタンパク質を、パ
ルス化−液体化学(pulsed-liquid chemistry)およびオンラインのフェニルエ
チオヒダンチオンアミノ酸同定を使用するApplied Biosystem Model 477Aタンパ
ク質シークエンサーを用いる自動化エドマン分解により、N-末端のマイクロシー
クエンシングを行った。各タンパク質を10〜15分解サイクルにかけ、そして各サ
イクルからの変換した切断産物を、逆相HPLCにより解析した。配列決定を、Macr
omolecular Structural Facility of the University of Kentuckyにより行った
。ペプチド配列は、(Glu)ValGlnLeuGlnGlnSerGlyProGluLeuValLysProGlyであっ
た。最初のGlu(その同一性は不確かである)を除いて、このペプチドの14アミ
ノ酸残基は、3H1重鎖のアミノ酸2〜15と正確に一致した。これは、釣り上げたcD
NAクローンが3H1重鎖のcDNAクローンであることを確証した。
3H1の軽鎖可変領域のcDNA(配列番号1)および由来するアミノ酸配列(配列
番号2)を図1に示す。3H1の重鎖可変領域のcDNA(配列番号3)およびcDNA由
来のアミノ酸配列(配列番号4)を図2に示す。
実施例3 非ヒト霊長類における3H1によって誘発される免疫応答の分析細胞株
高密度のCEAを発現するヒト結腸ガン細胞株LS174-Tを、10% ウシ胎児血清、1
% L-グルタミン、およびペニシリン、ならびにストレプトマイシンを補足したR
PMI 1640培地中で増殖させ、そして抗腫瘍応答の検出に用いた。ヒト黒色腫細胞
株M21/P6(Scripps Research Institute,La Jolla,CaliforniaのRalph Reisfe
ld博士により好意的に提供)およびT細胞株MOLT-4(両方ともCEAネガティブで
ある)を同じ培地で増殖させ、そしてネガティブコントロールとして用いた。抗体
3H1を、実施例1に記載のように獲得した。mAb2,11D10(IgG1,κ)は、ヒト乳
脂肪球(CEA)(Mukerjeeら、(1992)FASEB J.6: A2059)を模倣するマウス抗Id
mAbであり、そしてコントロールとして用いた。免疫化のための3H1の調製
本発明者らは、以下のように、ミョウバンを用いて沈澱させた3H1を用いてサ
ルを免疫化した。Herlynら、(1987)PNAS 84: 8055-8059。
精製したmAb抗Id(3H1)の5mgのアリコート、1mlの2% Alu-Gel S(Serva Fine
Biochem,Inc.,Garden City,Long Island,NY)を添加した。次いで、D-PBSを
用いて容量を10.0mlに調整し、そして混合物をボルテックス上で室温で1時間イ
ンキュベートした。次いで混合物を、24℃にて2000rpmで10分間遠心分離した。
ゲル層に結合したmAbの量は、上清中の未結合抗体の量の分光光度測定により決
定した。Alu-Gelで沈澱させた抗体を、使用するまで4℃で保存した。これらの
手順は、層流フード内で無菌的に行い、そして最終産生物は、無菌で、抗Id 3H1
Alu-Gelとして鮮明にラベルされ、そして発熱物質を含まない、無菌のガラスバ
イアルに等分した。サルの免疫化
カニクイザルを、ミョウバンで沈澱させた抗Id 3H1、およびミョウバンを用い
て沈澱させた抗Id 11D10(CEA特異的)コントロールを用いて免疫化した。サル
を、White Sands Research Institutes,Alamogordo,New Mexicoに収容した。
体重が3〜4kgの雄ザルおよび雌ザルの一対を、2mgの3H1または11D10のいずれ
かを用いて、4つの異なる部位で0日、14日、28日、および42日に、それぞれ皮
下に免疫化した。2匹のサルだけを、財政上の理由のために単一の投与量で各抗
Id(Ab2)について使用した。2mgの投与量を、異なる抗Idワクチンを用いた事前
の前臨床試験(Chattopadhyayaら、(1992)PNAS 89:2684-2688)および臨床試験
(Herlynら、(1987)PNAS 84: 8055-8059; Mittelmanら、(1992)PNAS 89: 466-47
0)に基づいて選択した。血液サンプルを、免疫前および各免疫の10日後に採取
した。毒性
サルにおけるAb3応答の誘導は、動物において明白な副作用を全く引き起こさ
なかった。複数の免疫の結果として、接種部位における穏やかな局部的膨張、お
よび炎症しか観察されなかった。サルを、物理的検察および体重測定により通常
にチェックした。高度免疫化サル血清由来の抗-抗Id抗体(Ab3)の精製
高度免疫化血清20mlを、セファロース4Bに結合した免疫化抗Id免疫グロブリン
(3H1-IgG1)からなる免疫吸着剤カラムに通過させた。抗-抗Id抗体(Ab3)を、0.
1M グリシン塩酸緩衝液(pH2.4)で溶出し、そして3M Trisを用いてpH7.0に中
和した。次いで溶出した抗体を、セファロース4Bに結合し、イソトープ−アロタ
イプで一致したマウス免疫グロブリンからなる免疫吸着剤カラムに通過させ、抗
イソトープおよび抗アロタイプ反応物質を除去した。通過した抗体を濃縮し、そ
して精製したAb3として使用した。Ab3のイソトープは、ヒト抗イソトープ特異的
試薬(Tago Inc.,Burlingame,CA)を用いたELISAにより決定した。ミョウバンで沈澱させた3H1を用いる免疫化によって誘導される体液性免疫の発 生
(a) 3H1 に対する特異的Ab3応答
第4回の免疫の10日後の免疫化したサルから得られた血清を、抗-抗Id抗体(A
b3)の存在について試験した。これらのアッセイのために、血清を抗アイソタイ
プおよび抗アロタイプ反応性をブロックするために正常なマウス免疫グロブリン
(500μg/ml)を用いて前処理し、次いでラジオイムノアッセイ(RIA)によりマ
イクロタイタープレート上にコートされた免疫化抗Id(3H1)との反応により、(Ab
3)の存在について調べた。1:40希釈したAb3を、マイクロタイタープレート上に
コートされた抗Id MAb 3H1または11D10と共にインキュベートし、次いでサンド
イッチアッセイにおいて125I標識3H1または11D10(50,000cpm)と反応させた。
結果を、サンドイッチアッセイにおいて結合したcpmとして示した(A)。結果を、
平均のcpm(n=3)として示した。データのSDは、<10%であった。Ab2とAb1と
の間の結合阻害アッセイのために、精製したAb1 8019をプレートをコートするた
めに使用し(250ng/ウェル)、そして放射能標識したAb2のAb1に対する結合を、
異なる希釈のAb3血清の存在下で試験した。血清を、アッセイの前に正常なマウ
スIgGと共にプレインキュベートした。結果を、1:40の希釈における阻害パー
セントとして示した。非関連のAb2 11D10を、コントロールとして使用した。洗
浄後、抗-抗体反応を、相同のサンドイッチRIA中で125I標識抗Id試薬を用いて
標識した。免疫前血清およびコントロールAb2、11D10を用いて免疫化したサル由
来の血清もまた、これらのアッセイに用いた。さらに、125I標識モノクローナ
ルAb2 11D10をコントロールとして用いた。結果を表1に示す。
3H1で免疫化したサル(PRO 541およびPRO 667)由来のAb3血清の連続希釈物は、
免疫化Ab2,3H1に特異的に結合し、非関連のAb2,11D10との反応性は最小であった
。サルAb3血清はまた放、射標識したAb2のAb1に対する結合を、1:40希釈でさえ8
0%以上阻害した(表1)。免疫前血清または非関連のAb2,11D10で免疫化したサ
ル(PRO 723およびPRO 872)から得た血清では阻害はなかった。
Ab3応答の速度を、放射性標識したAb2のAb1に対する結合の阻害を示すサルPRO
667由来の血清を用いて、図16に示す。類似の反応性が、サルPRO 541由来の血
清でも見られる。これらの結果は、サルAb3血清がAb1(8019)とイディオタイプを
共有することを示す。
(b) Ab3 のイディオトープ分析
上記(a)においてポジティブ反応が得られる場合、これらのサル由来のAb3血清
を、125I標識3H1の、マイクロタイタープレートに結合した8019(Ab1)に対する結
合を阻害する能力、またはその逆(プレート上の3H1に対する標識8019の結合の
阻害)について調べた。非関連のAb1-Ab2系(BrE1-11D10)をコントロールとして
用いた(Mukerjeeら、(1992)FASEB J.6:A2059)。この実験について、精製した801
9(Ab1)をプレート(250 ng/ウェル)をコートするために用い、放射性標識3H1(
約50,000cpm)の8019に対する結合を、Ab3血清の種々の希釈物の存在下で、阻害
について試験した。平行したコントロール実験において、非関連のAb1-Ab2系(mA
b BrE1-11D10)をコントロールとして用いた。
これは、サル血清におけるAb3が8019(Ab1)とイディオトープを共有することを
実証した。Ab3血清によるAb1-Ab2結合のこの阻害アッセイはまた、Ab3が真の抗-
抗Idであることを実証した。
(c) 抗-CEA抗体応答の誘導
マイクロタイタープレートを純粋CEA(Rougier Biotech,Montreal,Canada)でコ
ートし、そして種々の希釈物でのELISAによる4回目の免疫化の後に得られたAb3
血清と反応する。96ウェルマイクロタイタープレートを、1ウェルあたりCEAの
純粋調製物(1mlあたり2μgのタンパク質)100μlでコートし、そして4℃で
一晩インキュベートした。溶液をプレートから吸上げにより取り除き、そしてこ
のプレートを、1%BSAを含むPBSでブロックし、タンパク質結合部位を飽和した
。
室温での1時間のインキュベーション後、溶液を取り除き、ウェルをPBSで3回
洗浄した。0.05% Tween20/1% BSAを含むPBS 50μlと混合した希釈した血清サ
ンプル(50μl)を、2連で添加し、4℃で一晩インキュベートした。次いで、プ
レートを洗浄した後、0.05% Tween20/1% BSAを含むPBSで1/1000希釈した酵素
標識抗体0.1mlを添加し、室温で4時間インキュベートした。プレートを再び洗
浄し、そしてジエタノールアミン緩衝液に溶解した0.1mlのホスファターゼ基質
(50mlの緩衝液当たり50mgの基質)で発色させた。405nmの吸光度をELISA Reade
rで読み取った。このアッセイの感受性は、1ウェルあたり0.1ngの検出された抗
体より優れていた。免疫前血清および非関連のAb2 11D10で免疫化したサルから
得た血清をコントロールとして使用した。非関連の抗原HMFGもまたこのアッセイ
におけるコントロールとして用いた。
サルPRO 541由来のAb3血清は精製CEAに特異的に結合するが(図17)、免疫前サ
ルまたは無非関連係のAb2,11D10で免疫化したサル由来のコントロール血清はCEA
に対する評価し得る結合を示さなかった。平行実験において、サルPRO 541由来
の同じAb3は、コントロールCEA抗原でコートしたプレート上で比較し、ネガティ
ブであった。サルPRO 667由来の抗CEA応答の速度を図19に示す。
細胞表面CEAとの活性を決定するために、LSI74-T細胞を免疫フローサイトメト
リーにより試験した。CEAポジティブLSI74-T細胞(1ウェル当たり1×106)を1
00μlにてAb1(8019)およびAb3と、4℃で60分反応させた。洗浄後、細胞をヤギ
抗マウスまたはヤギ抗ヒトF(ab')2IgG-FITC標識抗体(Tago Inc.,Burlingame,CA)
のいずれかとともに4℃で30分間インキュベートした。次いで、これらを2回洗
浄し、2%パラホルムアルデヒドで固定し、そして免疫フローサイトメトリー(F
ACS STAR,Becton Dickinson,Sam Jose,CA)で分析した。抗原ネガティブなMOLT-4
細胞およびメラノーマ細胞M21/P6(不記載)をこのアッセイにおけるコントロー
ルとして使用した。
図28に示すように、3H1免疫化サル由来のAb3は、Ab1で得られた結合パターン
と同様の明確な結合を示した(図20-1)。CEAを発現しないMOLT-4細胞との有意な
結合は得られなかった(図20-2)。メラノーマ細胞との結合もなかった。
次いで、本発明者らは、Ab1(8019)の反応性をサル精製Ab3(50μg/ml)の反応性
と、ヒト結腸腫瘍および正常結腸標本での感受性イムノペルオキシダーゼアッセ
イにより比較した。このAb3抗体を上述のように血清から精製した。この方法(ビ
オチン-ストレプトアビジン試薬、Vector,Burlingame,CA)を同様に詳細に記載し
た(Battacharya-Chatterjee(1990)および(1991))。全ての切片をMeyer'sヘマト
キシリンで対比染色した。内因性ペルオキシダーゼのブロック、第1層の省略、
または特異的な抗血清の代わりの非免疫同種血清の代用を含む、適切な特異性試
験を行い、そしてP3-653メラノーマ培養物上清をコントロールとした。
結腸ガン標本上のAb3(図20-1)の反応性パターンは、Ab1 8019(図20-2)につい
て得られた反応性パターンと同一であったが、一方非関連のサルAb3(図20-3)に
ついては反応性はなかった。また、Ab3(図20-4)またはAb1のいずれかはコントロ
ール正常結腸切片でも反応性がなかった。Ab1または精製Ab3(図20-1、20-2)との
反応は、腫瘍細胞および分泌されたムチン物質の両方の染色を生じた。この染色
は、分化の少ない領域の腺様構造および顆粒(細胞質)で顕著であった。サルAb
3を正常胃、十二指腸、盲腸、平滑筋および横紋筋組織においてさらに試験し、
そしてネガティブであるとわかった。
Ab3抗体が精製CEA調製物における少々の混入物と反応するが、またはこれらの
抗体が腫瘍細胞上の非CEA膜タンパク質を染色する可能性をさらに除外するため
に、本発明者らはサル精製Ab3により沈澱された分子種を同定した。精製CEAを12 5
Iを用いてクロラミンT-法により標識し、先にプロテインG-Sepharoseビーズで
吸着した、精製Ab3(10μg)またはAb1(10μg)またはAb2 11D10(10μg)で免疫化し
たサル由来の非関連のコントロールAb3またはPBS-BSAコントロールと反応させた
。洗浄後、抗原-抗体でコートされたビーズをLaemmli((1970)Nature 277:680-68
5)の方法に従ってSDS-PAGEにより分析し、そしてオートラジオグラフ化した。図
21に見られるように、放射性標識物質をモノクローナル8019(Ab1)およびサルAb3
により沈降した。SDS-PAGEによる分子量は同一であった。
(d) LS174-T 細胞を用いたAb3のエピトープ分析
サルで生成されたAb3、およびAb1(8019)が同じ抗原決定基に結合することを実
証するために、精製Ab3による8019の抗原ポジティブ腫瘍細胞株LS174-T細胞また
はCEAへの結合阻害を記載のように(Bhattacharya-Chatterjeeら、(1990)およ
び(1991))RIAにより調べた。このアッセイは、使い捨てのマイクロフォールド9
6ウェルマイクロフィルターコートプレート内で行った。このプレートをまず10
%FCSおよび1%BSAを含むPBSで処理した。代表的アッセイにおいて、精製Ab1ま
たはAb3調製物の種々の希釈の3つの50μLのアリコートおよび50μlのPBS中の5
×105生細胞を、固定量の放射性標識Ab1(約50,000 cpm)と共に、個々のウェル中
で室温で連続振とうしながら2時間同時インキュベートした。
インキュベーション後、プレートを吸上げによりPBS/1%BSAで3回洗浄した
。洗浄したろ紙における放射能をK線分光計で決定した。
このアッセイの阻害パーセントを下式により計算した:
この式において、RTは阻害剤を用いた実験ウェルの平均cpmであった。Rcはバッ
クグラウンドcpmの平均であり、Rmaxは阻害剤まったくなしでの最大結合の平均
であった。
Ab3がAb1と同様の結合部位を有するならば、これは、LS174-T細胞上のCEAに対
する結合についてAb1と競合するはずである。固定量の放射性標識Ab1を異なる量
の精製Ab3またはコントロールのAb3調製物およびLS174-T細胞とともに同時イン
キュベートした(図23)。150ngの精製Ab3は結合を50%阻害し、そして1μgの
精製Ab3は80%の阻害をもたらした。一方、5μg濃度で使用したコントロールの
Ab3はいかなる阻害も産生しなかった。同様に、50%の結合阻害が93ngのAb1で得
られた。これらの結果は、Ab2-免疫サル抗体がAb1と同じ抗原に結合し、そして
それゆえAb3調製物がAb1特性をもつ抗体分子を含有することを示す。
実施例4
進行性CEA-関連疾患を有するヒトにおける
3H1 によって誘発された免疫応答の分析 患者の選択
本研究に12人の患者が参加した(表2)。全ての患者はCEAポジティブ進行性
結腸ガンを有し、そして標準的な治療に失敗した(表2)。
ベースラインの研究は、全ての身体検査、胸部ラジオグラフィー、腹部コンピ
ュータ軸断層撮影検査、血清CEAレベル、通常の血液計数および血液化学検査を
包含する。全ての患者は先の治療を少なくとも4週間前に中止し、そして治療の
終結時に病状が繰り返された。治療スケジュール
患者を1mg、2mgまたは4mgのいずれかの水酸化アルミニウムで沈澱した3H1
(実施例2)1週間ごとに4回皮内注射して処置した。4回の注射の終了時まで患
者が安定であれば、次いで注射を連続かまたは月1回のベースで行い、そして3
ヶ月ごとに評価した。患者の腫瘍の増殖が実証される場合、患者を研究から排除
した。Ab2 の調整
3H1を実施例1に記載のように得、そして実施例2に記載のようにミョウバン沈
澱させた。最終産物を使用前に無菌性、発熱原性および一般的な安全性について
モルモットにおいて試験した。臨床研究用新薬申請(Investigational New Drug
Application)は米国食品医薬品局により認可した(BB-IND 5055)。投与の前
に、3H1を水槽中でアドジュバントの存在下で45度で30分間、熱処理した。CEA の精製
精製CEAをRougier Bio-tech,Montreal,Canada(カタログ番号70015)から商業的
に入手した。CEAを大腸ガンのヒト肝臓転移から、過塩素酸抽出、およびイオン
交換クロマトグラフィーによる2回の精製、それに続くゲル濾過および数回のHP
LCクロマトグラフィーにより単離した。このCEAは100%純粋であり、高速液体ク
ロマトグラフィーおよびSDS-PAGEにより180,000m.w.に単一バンドを生じ、そし
てウマならびにウサギ抗CEA抗体により単一バンドとして免疫沈降された。このC
EA調製物を、マウスモノクローナル抗体抗CEAを用いるウェスタンブロット分析
により、180,000および200,000m.w.で2つの近似に移動するバンドに分解した。
本発明者らはモノクローナル抗体8019を用いてウェスタンブロット分析によりそ
の物質を再び調べた。毒性および臨床応答
毒性は、注射部位における穏やかな紅斑および硬化といった局所的な反応、な
らびにアセトアミノフェンにより軽減される穏やかな発熱および悪寒のみで、最
小であった。抗イディオタイプ処置は造血細胞、腎臓または肝臓機能への有害な
効果はまったくなかった。患者は疾患の活動について非常に厳密にモニターされ
た。11人の患者が進行性疾患を有していた(表2)。残りの患者は治療に入って
10ヶ月間安定であった。循環中のCEAの連続モニタリング
疾患(CEAレベル)の範囲の間接的な測定を免疫化前に記録し、そして各免疫化
の後、および次いで免疫化スケジュールの完了後に月1回測定した。このために
、患者の血清を熱不活性化し、マウスモノクローナルAb1を伴うCEAモニタリング
アッセイを妨げる免疫グロブリンを沈降させた。CEAは熱安定性であり、透明な
遠心分離上清において通常のアッセイにより測定した。このCEAの連続モニタリ
ングは、CEAを分泌しなかった5番目および10番目の患者を除いて、疾患の進行
、ならびに臨床的に進行した全ての患者およびそれらの血清CEAレベルの上昇と
相関した。
熱抽出血清中のCEAの定量のために、1mlの0.2M酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.0
)を0.5mlの血清に添加し、ボルテックス混合し、90℃で15分間インキュベート
し、そして遠心分離した(1200Xg、10分間)上清を同じ日にアッセイするか、ま
たはアッセイするまで-20℃で凍結保存した。次いで、100mlの上清をHansenら(
(1989),Clin .Chem. 35(1):146-151)が記載したようにCEAについて酵素免疫ア
ッセイによりアッセイした。体液性免疫に対するアッセイ
(a) 抗-3H1の全応答
ミョウバン沈澱した3H1を用いる免疫化により誘導された体液性免疫の発生を
、治療前、およびワクチンでの各処置の後に、患者から得られた血清を試験する
ことにより評価した。この血清を、最初に抗-イソ/アロ/および抗-抗イディオ
タイプ抗体を含むヒト抗マウス抗体の全応答について、Hansenら((1994)Clin . Chem.
35(1):146-151)により記載されるようにサンドイッチラジオイムノアッ
セイにより試験した。簡単に説明すると、マイクロタイタープレートを3H1でコ
ー
トし、そして患者の血清の異なる希釈液と共にインキュベートした。洗浄後、抗
原-抗体反応を、アロジェニックのサンドイッチラジオイムノアッセイにおいて
、125I-標識抗Id 3H1を用いて標識した。3H1がインタクトなIgG1として注射され
るため、患者はヒト抗マウス抗体応答を有すると予想される。
12人の患者の内9人からの過免疫の血清(4回の3H1の注射後)は、アロジェ
ニックのサンドイッチラジオイムノアッセイにより測定した免疫化Ab2、3H1に対
する抗-イソ/アロ/および抗-抗イディオタイプ抗体を含むヒト抗マウス抗体の
全応答の有意なレベルを示した。
(b) Ab2 への特異的Ab3応答
次に、これらの免疫化された患者からの血清を、プレート上でラジオイムノア
ッセイにより、125I標識Ab1(8019)のAb2 3H1への結合を阻害するその能力、ま
たはその逆(プレート上で、放射性標識Ab2のAb1への結合の阻害)について調べ
た。これらの反応を過剰の正常マウス免疫グロブリンの存在下で行ない、イソタ
イプおよびアロタイプの決定基に対するヒト抗体をブロックした。
4回目の処置の後に患者から得られた粗製血清を、正常のマウス免疫グロブリ
ンと共にプレインキュベートし、イソタイプおよびアロタイプの決定基に対する
ヒト抗体をブロックした。本発明者らは、通常4回目免疫化後を用いた。なぜな
ら、4回の免疫化が12人の全ての患者が受けた注射の数だからである。4回を超
える注射を受けた患者について、免疫応答はほぼ同等に残っているか、または力
価の増加が続いた。次いで、血清の一連の希釈液をAb1-Ab2結合アッセイにおけ
る阻害について試験した。全てのアッセイを3連で行った。Ab1とAb2との間の直
接的な結合阻害に対して、精製3H1(Ab2)を用いてプレートをコートし(500mg/
ウェル)、そして放射性標識8019(Ab1)のAb2への結合を、阻害について異なる患
者の過免疫Ab3血清およびAb1の存在下で試験した。これは、患者の血清中のAb3
が8019(AB1)を有するイディオトープを持つかどうかを示した。また、Ab3血清に
よるAb1-Ab2結合間のこの阻害アッセイは、Ab3が真の抗-抗イディオタイプであ
るかどうかを示した。非関連なAb2をコントロールとして用いた。洗浄後、抗原-
抗体反応を、上記のアロジェニックのサンドイッチラジオイムノアッセイにおい
て125I-標識抗イディオタイプ試薬を用いて標識した。予め処置した、非免疫血
清
および正常のドナーからの血清をコントロールとして用いた。
図23は、最初の5人の患者からの代表的なデータを示す。患者番号1、2、3
および5は、1/10希釈で、イディオ化された8019の3H1への結合を62〜100%阻
害し、そして結合の阻害は血清の希釈の増加に伴って低下した。患者番号4から
の血清は、用いた全ての希釈液で最小の非特異的阻害を示し、そして免疫前血清
は阻害を示さなかった。Ab3結合による立体障害はこれらのアッセイにおいて除
外され得ないが、この結果は、Ab1を有するイディオタイプを持つ真の抗-抗イデ
ィオタイプ抗体の存在を示す。また、12人の患者の内9人はこのアッセイでAb3
応答にポジティブであった。
(c) 3H1 による抗-CEA抗体の誘導
本アッセイは、患者において3H1 Ab2によって誘導されたいくつかのAb3がAb1
タイプであるかどうか、そしてCEAに結合するかどうかを決定するために行われ
た。Rougier Biotechから得られたCEAの純粋な調製物(先に記載ように)を用い
て、非特異的結合による擬陽性の結果を得る危険性を減少させた。精製されたCE
Aを125IでクロラミンT法により放射ヨウ素化した。放射性標識したCEA(1×106
cpm)をタンパク質G-セファロースビーズ上に予め吸着させた0.5mlの患者の血清
と反応させた。反応後、このビーズを洗浄し、そしてγ線分光光度計で計数した
。各サンプルについて2連で行ない、そして結合されたcpmの平均を示す。免疫
前血清、リン酸緩衝化生理食塩水-ウシ血清アルブミン、ならびにT細胞リンパ
腫に対して非関連なマウスモノクローナル抗体で処置した患者から得たAb3血清
を、これらのアッセイのコントロールとして用いた。
図25で示されるように、3H1を用いた免疫化は放射性標識CEAに結合した抗体を
誘導した。12人の患者の内9人は、このアッセイで測定可能な抗-CEA抗体が発生
した。4、8および10番の患者はヒト抗マウス抗体応答に対してアネルギーであ
り、そしてCEAに対して抗体を産生しなかった。一方、1、2、3、5および12
番の患者は高い結合を示し、そして6、7、9および11番の患者は、PBS-BSA(
サンプル番号13)または免疫前血清(データは不記載)を用いて得られたバック
グラウンド計数よりも多い結合を示した。14番のサンプルをポジティブの抗-CEA
(8019)コントロールとして用いた。予め処置した、非免疫血清および正常の
ドナーからの血清をこれらのアッセイのコントロールとして用いた。
(d) Ab1 および患者のAb3を用いるフローサイトメトリー(FACS)分析
細胞培養表面CEA、LS174-T細胞(1ウェル当たり1×106)由来のCEAポジティ
ブ結腸直腸ガン、およびCEAネガティブB細胞リンパ腫との反応性を決定するため
に、Raji細胞(1ウェル当たり1×106)を、1:100希釈でAb1(8019)および患
者の免疫血清(Ab3)と4℃にて60分間反応させた。洗浄後、細胞をヤギ抗ヒト
またはヤギ抗マウスF(ab')2IgG-FITC標識抗体(Tago)のいずれかと40℃にて30
分間インキュベートした。次いで、細胞を2回洗浄し、2%パラホルムアルデヒ
ドで固定し、そしてフローサイトメトリー(FACS Star、Becton Dickinson)に
より分析した。免疫前の患者血清をコントロールとして用いた。
図26に示されるように、代表的な3H1免疫化患者からの粗製血清は、8019(B)を
用いて得られた結合パターンに類似するようにLS174-T細胞(A)に結合し、そして
CEAを発現しないヒトB細胞リンパ腫細胞に結合しなかった(図3C)。類似の結
果を全てのポジティブの患者で見出した。
(e) LS 174-T 細胞への結合に対するAb1と患者のAb3の競合
Ab3がAb1と類似の結合部位を有するなら、Ab3はLS174-T細胞上のCEAとの結合
に対してAb1と競合するはずである。固定量の放射性標識8019(約90,000cpm)を
、患者の精製Ab3またはAb1調製物およびLS174-T細胞と共に異なる濃度でインキ
ュベートした。
Ab3を以下のように患者の血清から精製した。50ミリリットルの過免疫血清を
、Sepharose 4Bに結合した免疫化抗-イディオタイプ免疫グロブリン(3H1)から
なる免疫吸着カラム上に通過させた。カラムに結合した抗-抗イディオタイプ抗
体(Ab3)を0.1Mグリシン-塩酸緩衝液(pH2.4)で溶出した。溶出した抗体を3M
Trisで中和し、PBS(pH7.2)に対して透析し、次いで、Sepharose 4Bに結合した
正常マウス免疫グロブリンに一致したアロタイプからなる免疫吸着カラム上を通
して、抗-イソタイプおよび抗-アロタイプ反応物を取り除いた。通過した抗体を
濃縮し、そして精製Ab3として用いた。Ab3のイソトープを、ヒト抗-イソトープ
特異的試薬(Tago)を用いるELISAにより測定した。
図27に示されるように、精製8019-IgG1(Ab1)は、0.75μgで結合を80%阻害し
、
一方、患者の精製Ab3(1番の患者由来)は同じ濃度で60%の阻害を生じた。全体
的に、Ab1およびAb3を用いて得られた阻害曲線は、異なる希釈で非常に類似した
。これは、患者のAb3がAb1のような同じ抗原エピトープに結合し、従って、Ab1
特性を有する抗体分子を含有することを示した。
(f) Ab1 およびAb3によるCEAの免疫沈降
精製CEAを125Iでクロラミン-T法により標識し、そして精製Ab3(10μg)また
はAb1(10μg)、あるいはリンパ腫患者由来の非関連なコントロールAb3(10μg
)またはPBS-BSAコントロール(予めタンパク質G-Sepharoseビーズ上に吸着させ
た)と反応させた。洗浄後、抗原-抗体でコートしたビーズを、Lamella((1970)Nature
227:680-685)の方法に従ってSDS-PAGEにより分析し、そしてオートラジ
オグラフ化した。
Ab1 8019がSDS-PAGE分析により180,000m.w.のCEAを特異的に免疫沈降させるこ
とは以前に示されている(Bhattacharya-Chatterjee(1990))。3H1によって誘導
されたAb3がCEA分子に対して特異的であることを確認するために、ヨウ素化した
精製CEA調製物を、2人の患者から得られた精製Ab3調製物およびAb1により免疫
沈降させ、そしてSDS-PAGEにより分析した。図27における結果は、両方の患者の
Ab3(レーン2および3)が180,000m.w.CEAバンドをマウスAb1 8019(レーン1
)のそれと同じように沈降させることを示している。ヨウ素化したCEAを非関連A
b2(4DC6)で処置した患者から得られた精製Ab3と反応させる場合、交差反応性は
なかった(レーン4)。2人のポジティブの患者のAb3調製物のいずれかで予め
処置したヨウ素化CEA抗原を8019と反応させる場合、ヨウ素化調製物をCEA抗原が
使い果たしたことを示唆する有意な免疫沈降はなかった(データ不記載)。
(g) 腫瘍切片とのAb3の免疫反応性
モノクローナルAb1(8019)および精製Ab3の10μg/ml溶液での反応性を患者由来
の結腸腺ガンのオートロガスおよびアロジェニック外科標本と、感度が非常に高
い染色法(ビオチンストレプトアビジン試薬、Vector、Burlingame、CA)である
イムノペルオキシダーゼアッセイにより、Bhattacharya-Chatterjee(1990)に詳
細に記載されるように比較した。全ての切片をMeyerのヘマトキシリンにより対
比染色した。外因性ペルオキシダーゼのブロック、第1層の省略、または特異的
抗血清に対する非免疫性の同種血清の代用、およびコントロールとしてのP3-653
ミエローマ培養上清を含む、適切な特異性試験を行なった。
オートロガス悪性結腸組織上の患者Ab3の反応性のパターンは、アロジェニッ
ク腫瘍標本で得られたものと同一であった(それぞれ図28-1および図28-2)。Ab
1 8019は同一の染色パターンを示したが(図28-3)、非関連なAb2(4DC6) で処置
した患者から得られたコントロールAb3との反応性はなかった(図28-4)。Ab1また
は精製Ab3との反応(図28-1、28-2、28-3)は、腫瘍細胞および分泌されたムチ
ン物質の両方の染色をもたらした。染色は、分化の少ない領域の腺様構造および
顆粒(細胞質)で顕著であった。結腸(図28-5および28-6)、盲腸、十二指腸、
胃横紋筋または平滑筋由来の正常組織上でAb1および精製Ab3の反応性はなかった
。T細胞増殖性応答に対するアッセイ
細胞の免疫応答を、水酸化アルミニウムで沈澱した抗-イディオタイプ抗体3H1
および水酸化アルミニウムで沈殿したイソトープが一致した、コントロール抗-
イディオタイプ抗体4DC6と共にインキュベートした末梢血単核細胞の増殖により
測定した。
末梢血単核細胞を、標準Ficoll-Hypaque密度勾配遠心分離法により4回の免疫
化の後に得られた血液から単離し、そして1ウェル当たり5×106細胞を異なる濃
度のGH1-Alugelおよびコントロール4DC6-Alugel(10μg〜2μg)と共に、5%熱
不活性化ウシ胎児血清ならびにペニシリンおよびストレプトマイシンを有するRP
MI培地中でインキュベートした。非特異的マイトジェンフェトヘマグルチニン-P
を1ウェル当たり2μgおよび1μgでポジティブコントロールとして用いた。細胞
を5%の二酸化炭素を含有する雰囲気下、37℃にて5日間インキュベートした後
、これらを3H-チミジン(1ウェル当たり1μCi)で20時間パルスした。3H-チミ
ジンの取り込みを治療の前と後のサンプルにおいて測定した。データを1分当た
りの3Hチミジン取り込みの平均計数(3組のウェル)として表した。データの標
準偏差は各測定において<10%であった。
選択された数人の患者から単離した末梢血単核細胞をまた、上記プロトコルの
ように、異なる濃度の精製CEA(10ng〜250ng)とインキュベートした。
ポジティブ増殖性応答が12人中7人の患者に見られた。7人の患者の全てはAb
3抗体応答が発生した(表2)。2人の患者(番号1および12)からの代表的な
データを図30に示す。免疫前細胞は抗-イディオタイプ抗体に対して増殖応答を
有さなかったが、一方、過免疫細胞は有意な応答を有した。応答する7人の患者
の内4人(2人は2mgの用量で処置し、そして2人は4mgの用量で処置した)もま
た、抗原特異的T細胞応答を示唆する精製CEAの存在下でT細胞増殖を示した。4
DC6水酸化アルミニウム沈澱した抗-イディオタイプ抗体に一致したイソトープへ
の応答もまた存在し;この応答は3H1応答のそれよりもかなり小さく、免疫グロ
ブリン分子の非-イディオタイプ成分への応答を表すようであった。コントロー
ル4DC6-Alugelに比較して3H1-Alugelに対する応答の差(p<0.003)は、BSAと比
較したCEAに対する応答(p<0.005)のように有意であった。alugel自身に対し
て応答はなかった(データは不記載)。培養物のフローサイトメトリー分析は、
増殖細胞の90%以上がCD4ポジティブTリンパ球であることを示した。ヒト抗マ
ウス抗体応答に対してアネルギーである3人の患者もまた、いかなるT細胞増殖
応答も示さなかった。5人の非応答者の内、3人は1mg、1人は2mg、そして1人
は4mg用量の3H1-Alugelで処置した。
上記の本発明は明瞭に理解される目的のために例示および実施例の方法により
かなり詳細に記載されているが、特定の改変および変更が実施されることは当業
者にとって明らかである。従って、説明および実施例は添付の請求の範囲に記載
されている本発明の範囲を限定するように解釈されるべきでない。
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 FI
G01N 33/53 G01N 33/53 N
33/574 33/574 E
33/577 33/577 B
// C12P 21/08 C12P 21/08
(C12P 21/08
C12R 1:19)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U
G),AL,AM,AT,AU,AZ,BB,BG,B
R,BY,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,EE
,ES,FI,GB,GE,HU,IS,JP,KE,
KG,KP,KR,KZ,LK,LR,LS,LT,L
U,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO
,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,
SI,SK,TJ,TM,TT,UA,UG,US,U
Z,VN
(72)発明者 チャッタージー,スニル ケイ.
アメリカ合衆国 ケンタッキー 40502,
レキシントン,ザ ウッズ レーン 2400
(72)発明者 フーン,ケニース エイ.
アメリカ合衆国 ケンタッキー 40536−
0093,レキシントン,ローズ ストリート
800