(57)【要約】      （修正有）【課題】変化したエフェクター機能を有する、変異体Ｆｃ領域を含むポリペプチドの提供。【解決手段】Ｆｃ領域を含む親ポリペプチドの変異体であって、当該変異体が、ヒトエフェクター細胞の存在下において、より効果的には抗体依存性細胞傷害（ＡＤＣＣ）を媒介し、もしくはＦｃガンマ受容体（ＦｃγＲ）に対して親ポリペプチドより良好な親和性で結合し、かつＦｃ領域に少なくとも一のアミノ酸修飾を含む変異体。抗体を構成する、変異体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｃ領域を含む親ポリペプチドの変異体であって、当該変異体が、ヒトエフェクター細胞の存在下において、より効果的には抗体依存性細胞傷害（ＡＤＣＣ）を媒介し、もしくはＦｃガンマ受容体（ＦｃγＲ）に対して親ポリペプチドより良好な親和性で結合し、かつＦｃ領域に少なくとも一のアミノ酸修飾を含む変異体。
【請求項２】
抗体を構成する請求項１に記載の変異体。
【請求項３】
親ポリペプチドのＦｃ領域がヒトＩｇＧのＦｃ領域を含む請求項１に記載の変異体。
【請求項４】
ヒトＩｇＧのＦｃ領域が、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、およびＩｇＧ４のＦｃ領域を含む請求項３に記載の変異体。
【請求項５】
親ポリペプチドに比較して1.5倍から100倍効果的にＡＤＣＣを媒介する請求項１に記載の変異体。
【請求項６】
親ポリペプチドより良好な親和性でＦｃγＲＩＩＩと結合する請求項１に記載の変異体。
【請求項７】
親ポリペプチドより悪い親和性でＦｃＲＩＩにさらに結合する請求項６に記載の変異体。
【請求項８】
Ｆｃ領域中に少なくとも一のアミノ酸置換を含む請求項１に記載の変異体。
【請求項９】
Ｆｃ領域のＣＨ２ドメイン中に少なくとも一のアミノ酸修飾を含む請求項１に記載の変異体。
【請求項１０】
その低ヒンジ領域以外のＦｃ領域中に、少なくとも一のアミノ酸修飾を含む請求項１に記載の変異体。
【請求項１１】
Ｆｃ領域のアミノ酸位置２５６、２９０、２９８、３１２、３２６、３３０、３３３、３３４、３６０、３７８、もしくは４３０における一またはそれ以上のアミノ酸置換を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである請求項１に記載の変異体。
【請求項１２】
そこに挙げられた２又はそれ以上のアミノ酸置換を含む請求項１１に記載の変異体。
【請求項１３】
そこに挙げられた３又はそれ以上のアミノ酸置換を含む請求項１１に記載の変異体。
【請求項１４】
変化したＦｃガンマ受容体（ＦｃγＲ）結合親和性を有する変異体Ｆｃ領域を含むポリペプチドであって、そのＦｃ領域のアミノ酸位置２３８、２３９、２４８、２４９、２５２、２５４、２５５、２５６、２５８、２６５、２６７、２６８、２６９、２７０、２７２、２７６、２７８、２８０、２８３、２８５、２８６、２８９、２９０、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９８、３０１、３０３、３０５、３０７、３０９、３１２、３１５、３２０、３２２、３２４、３２６、３２７、３２９、３３０、３３１、３３３、３３４、３３５、３３７、３３８、３４０、３６０、３７３、３７６、３７８、３８２、３８８、３８９、３９８、４１４、４１６、４１９、４３０、４３４、４３５、４３７、４３８、もしくは４３９における一またはそれ以上のアミノ酸修飾を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものであるポリペプチド。
【請求項１５】
その変異体Ｆｃ領域がヒトＩｇＧのＦｃ領域の変異体を含む請求項１４に記載のポリペプチド。
【請求項１６】
ＦｃγＲに対する結合能の減少を示し、そのＦｃ領域のアミノ酸位置２３８、２３９、２４８、２４９、２５２、２５４、２６５、２６８、２６９、２７０、２７２、２７８、２８９、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９８、３０１、３０３、３２２、３２４、３２７、３２９、３３３、３３５、３３８、３４０、３７３、３７６、３８２、３８８、３８９、４１４、４１６、４１９、４３４、４３５、４３７、４３８、もしくは４３９における一またはそれ以上のアミノ酸修飾を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである請求項１４に記載のポリペプチド。
【請求項１７】
ＦｃγＲＩに対し減少した結合能を示す請求項１４に記載のポリペプチド。
【請求項１８】
ＦｃγＲＩに対し減少した結合能を示し、そのＦｃ領域のアミノ酸位置２３８、２６５、２６９、２７０、３２７、もしくは３２９における一またはそれ以上のアミノ酸修飾を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである請求項１７に記載のポリペプチド。
【請求項１９】
ＦｃγＲＩＩに対し減少した結合能を示す請求項１４に記載のポリペプチド。
【請求項２０】
ＦｃγＲＩＩに対し減少した結合能を示し、そのＦｃ領域のアミノ酸位置２３８、２６５、２６９、２７０、２９２、２９４、２９５、２９８、３０３、３２４、３２７、３２９、３３３、３３５、３３８、３７３、３７６、３８２、４１４、４１６、４１９、４３５、４３８、もしくは４３９における一またはそれ以上のアミノ酸修飾を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである請求項１９に記載のポリペプチド。
【請求項２１】
ＦｃγＲＩＩＩに対し減少した結合能を示す請求項１４に記載のポリペプチド。
【請求項２２】
ＦｃγＲＩＩＩに対し減少した結合能を示し、そのＦｃ領域のアミノ酸位置２３８、２３９、２４８、２４９、２５２、２５４、２６５、２６８、２６９、２７０、２７２、２７８、２８９、２９３、２９４、２９５、２９６、３０１、３０３、３２２、３２７、３２９、３３８、３４０、３７３、３７６、３８２、３８８、３８９、４１６、４３４、４３５、もしくは４３７における一またはそれ以上のアミノ酸修飾を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである、請求項２１に記載のポリペプチド。
【請求項２３】
ＦｃγＲに対し増強した結合能を示し、そのＦｃ領域のアミノ酸位置２５５、２５６、２５８、２６７、２６８、２７２、２７６、２８０、２８３、２８５、２８６、２９０、２９８、３０１、３０５、３０７、３０９、３１２、３１５、３２０、３２２、３２６、３３０、３３１、３３３、３３４、３３７、３４０、３６０、３７８、３９８、もしくは４３０における一またはそれ以上のアミノ酸修飾を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである請求項１４に記載のポリペプチド。
【請求項２４】
ＦｃγＲＩＩＩに対し増強した結合能を示す請求項２３に記載のポリペプチド。
【請求項２５】
さらに、ＦｃγＲＩＩに対し増強した結合能を示す請求項２４に記載のポリペプチド。
【請求項２６】
ＦｃγＲＩＩＩに対し増強した結合能を示し、さらにＦｃγＲＩＩに対し減少した結合能を示すポリペプチドで、そのＦｃ領域のアミノ酸位置２９８、および/または３３３、に修飾を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである請求項２５に記載のポリペプチド。
【請求項２７】
ＦｃγＲＩＩに対し増強した結合能を示す請求項２３に記載のポリペプチド。
【請求項２８】
ＦｃγＲＩＩに対し増強した結合能を示し、そのＦｃ領域のアミノ酸位置２５５、２５６、２５８、２６７、２６８、２７２、２７６、２８０、２８３、２８５、２８６、２９０、３０１、３０５、３０７、３０９、３１２、３１５、３２０、３２２、３２６、３３０、３３１、３３７、３４０、３７８、３９８、もしくは４３０における一またはそれ以上のアミノ酸修飾を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである請求項２７に記載のポリペプチド。
【請求項２９】
さらに、ＦｃγＲＩＩＩに対し減少した結合能を示す請求項２７に記載のポリペプチド。
【請求項３０】
ＦｃγＲＩＩに対し増強した結合能を示し、さらにＦｃγＲＩＩＩに対し減少した結合能を示すポリペプチドで、そのＦｃ領域のアミノ酸位置２６８、２７２、２９８、３０１、３２２、もしくは３４０における一またはそれ以上のアミノ酸修飾を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである請求項２９に記載のポリペプチド。。
【請求項３１】
変更された新生児性のＦｃ受容体（ＦｃγＲｎ）に対する結合親和性を変化させるようなＦｃ領域の変異体を含み、そのＦｃ領域のアミノ酸位置２３８、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２６５、２７２、２８６、２８８、３０３、３０５、３０７、３０９、３１１、３１２、３１７、３４０、３５６、３６０、３６２、３７６、３７８、３８０、３８２、３８６、３８８、４００、４１３、４１５、４２４、４３３、４３４、４３５、４３６、４３９、３８９、もしくは４４７における一またはそれ以上のアミノ酸修飾を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものであるポリペプチド。
【請求項３２】
ＦｃγＲｎに対し減少した結合能を示す請求項３１に記載のポリペプチド。
【請求項３３】
ＦｃγＲｎに対し減少した結合能を示し、そのＦｃ領域のアミノ酸位置２５２、２５３、２５４、２５５、２８８、３０９、３８６、３８８、４００、４１５、４３３、４３５、４３６、４３９、もしくは４４７における一またはそれ以上のアミノ酸修飾を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである請求３２に記載のポリペプチド。
【請求項３４】
ＦｃγＲｎに対し増強した結合能を示す請求項３１に記載のポリペプチド。
【請求項３５】
ＦｃγＲｎに対し増強した結合能を示し、そのＦｃ領域のアミノ酸位置２３８、２５６、２６５、２７２、２８６、３０３、３０５、３０７、３１１、３１２、３１７、３４０、３５６、３６０、３６２、３７６、３７８、３８０、３８２、４１３、４２４、もしくは４３４における一またはそれ以上のアミノ酸修飾を含み、Ｆｃ領域における番号付けがＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである請求項３４に記載のポリペプチド。
【請求項３６】
請求項１に記載の変異体及び生理学的に許容される担体を含んでなる組成物。
【請求項３７】
無菌である請求項３６に記載の組成物。
【請求項３８】
請求項１に記載の変異体をコードする単離された核酸。
【請求項３９】
請求項３８に記載の核酸を含むベクター。
【請求項４０】
請求項３９に記載のベクターを有する宿主細胞。
【請求項４１】
請求項４０に記載の宿主細胞を、核酸が発現されるように培養すること包んでなるポリペプチド変異体の製造方法。
【請求項４２】
宿主細胞培地からポリペプチド変異体を回収することを更に含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
請求項１に記載のポリペプチド変異体の治療的有効量を哺乳動物に投与することを包んでなる疾患に罹患した哺乳動物の治療方法。
【請求項４４】
改変されたＦｃ受容体（ＦｃＲ）結合性を有する、もしくは改変された抗体依存性細胞傷害（ＡＤＣＣ）活性を有する、Ｆｃ領域の変異体を作製する方法において、
（ａ）変異体Ｆｃ領域を製造するために親ポリペプチドのＦｃ領域に一もしくはそれ以上のアミノ酸修飾を導入し；
（ｂ）ＦｃＲに対するＦｃ領域の変異体の結合性を測定し、もしくはＦｃ領域の変異体のＡＤＣＣ活性を測定することを含んでなる方法。
【請求項４５】
（ｂ）の過程が、インビトロでＦｃＲに対するＦｃ領域の変異体の結合性を測定することを含む請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
（ｂ）の過程が、改善されたＦｃＲ結合親和性を有するＦｃ領域の変異体を同定することを含む請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
ＦｃＲがヒトＦｃガンマ受容体ＩＩＩ（ＦｃγＲＩＩＩ）である請求項４４に記載の方法。
【請求項４８】
（ｂ）の過程において、少なくとも２つの異なるＦｃＲｓに対するＦｃ領域の変異体の結合能を測定することを含む請求項４４に記載の方法。
【請求項４９】
Ｆｃ受容体が、ヒトＦｃガンマ受容体ＩＩ（ＦｃγＲＩＩ）およびヒトＦｃガンマ受容体ＩＩＩ（ＦｃγＲＩＩＩ）を含む請求項４８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、Ｆｃ領域を含むポリペプチド変異体に関する。より詳細には、本発明は、非変異ポリペプチドのＦｃ領域における一又は複数のアミノ酸置換により改変されたエフェクター機能を有するＦｃ領域含有ポリペプチドに関する。
【０００２】
（発明の背景）
抗体は、特定の抗原に特異的結合性を示すタンパク質である。天然抗体は、通常、２つの同一の軽（Ｌ）鎖及び２つの同一な重（Ｈ）鎖とからなり、約１５０，０００ダルトンの異種四量体糖タンパク質である。各軽鎖は１つの共有ジスルフィド結合によって重鎖に結合するが、ジスルフィド結合の数は異なる免疫グロブリンアイソタイプの重鎖間で変化する。また各重鎖及び軽鎖も規則的に離間した鎖内ジスルフィド架橋を有する。各重鎖は一端に可変ドメイン（ＶＨ）、それに続いて多数の定常ドメインを有する。各軽鎖は一端に可変ドメイン（ＶＬ）、他端に定常ドメインを有し、軽鎖の定常ドメインは重鎖の第１の定常ドメインと並び、軽鎖の可変ドメインは重鎖の可変ドメインと並んでいる。特定のアミノ酸残基が軽鎖と重鎖の可変ドメイン間の界面を形成すると考えられている。
用語「可変」とは、可変ドメインの或る部分が抗体間で配列が広範囲相違し、各特定の抗体のその特定抗原への結合特異性を決定しているという事実を指す。しかしながら、可変性は抗体の可変領域に均一に分布しているのではない。それは、軽鎖及び重鎖の可変ドメインの両方において相補性決定領域（ＣＤＲ）と呼ばれる３つのセグメントに集中している。可変ドメインのより高度に保存される部分はフレームワーク（枠）領域（ＦＲ）と呼ばれる。天然重鎖及び軽鎖の可変ドメイン各々は、大きなβ-シート配置をとり、３つのＣＤＲに接続された４つのＦＲ領域を含み、それはループ状の接続を形成し、β-シート構造の一部を形成することもある。各鎖のＣＤＲはＦＲ領域により他の鎖からのＣＤＲとともに極近傍に保持され、抗体の抗原結合部位の形成に寄与している（Kabat等, Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th ED. Public health Service, National Institutes of Health, bethesda, MD. (1991)）。
【０００３】
定常領域は、抗体の抗原への結合に直接含まれないが、種々のエフェクター機能を発揮する。それらの重鎖の定常領域のアミノ酸配列に応じて、抗体又は免疫グロブリンは異なるクラスに分類される。免疫グロブリンの５つの主要なクラス：ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧ及びＩｇＭがあり、これらの幾つかは更にサブクラス（アイソタイプ）、例えばＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３及びＩｇＧ４；ＩｇＡ１及びＩｇＡ２に分けられる。異なるクラスの免疫グロブリンに対応する重鎖定常領域は、各々α、δ、ε、γ及びμと呼ばれる。種々のヒト免疫グロブリンクラスの中で、ヒトＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３及びＩｇＭのみが補体を活性化することが知られている。
天然ＩｇＧ１構造の模式図を図１に提示し、天然抗体分子の種々の部分を示した。抗体のパパイン消化は、Ｆａｂと呼ばれる２つの同一の抗原結合断片を生成し、各々が単一の抗原結合部位を持ち、残りの「Ｆｃ」断片という名称は、それが容易に結晶化する可能性を反映している。ヒトＩｇＧＦｃ領域の結晶構造は同定されている（Deisenhofer, Biochemistry 20: 236102370 (1981)）。ヒトＩｇＧ分子において、Ｆｃ領域はＮ-末端からＣｙｓ２２６へのパパイン切断によって生成される。Ｆｃ領域は抗体のエフェクター機能の中心である。
抗体Ｆｃ領域に媒介されるエフェクター機能は２つの範疇：（１）抗体が抗原に結合した後に作用するエフェクター機能（これらの機能は、補体カスケード又はＦｃレセプター（ＦｃＲ）含有細胞の参加を含む）；及び（２）抗原結合に無関係に作用するエフェクター機能（これらの機能は、循環の持続性及びトランスサイトーシス(transcytosis)により細胞障壁を横切って輸送される能力を付与する）に分けられる。Ward及びGhetie, Therapeutic Immunology 2: 77-94 (1995)。
抗体の必要な抗原への結合は、外来抗原の内因性標的（例えばレセプター又はリガンド）に対する結合を防止することのできる中和効果を有するが、結合のみでは外来抗原を除去することはできない。外来抗原の除去及び／又は破壊を効果的にするため、抗体に、その抗原に対するより高い親和性、及び有効なエフェクター機能を与えるべきである。
【０００４】
Ｆｃレセプター（ＦｃＲ）結合
抗体又は抗体−抗原複合体と免疫系細胞との相互作用は、抗体依存性細胞障害活性(ＡＤＣＣ) 及び補体媒介障害活性(ＣＤＣ)などを含む、様々な反応に影響を与える（Daeron. Annu. Rev. Immuno. 15:203-234 (1997); Ward and Ghetie, Therapeutic Immunol. 2:77-94 (1995);Ravetch and kinet, Annu. Rev. Immunol. 9:457-492 (1991)を参照）。
いくつかの抗体のエフェクター機能は、抗体のＦｃ領域に結合するＦｃレセプター（ＦｃＲｓ）によって媒介される。ＦｃＲｓは、イムノグロブリン  アイソタイプに対する特異性により定義される；ＩｇＧ抗体に対するＦｃレセプターは、ＦｃγＲと、ＩｇＥに対してはＦｃεＲと、ＩｇＡに対してはＦｃαＲなどのように、呼ばれている。ＦｃγＲの３つのサプタイプは同定されており：ＦｃγＲＩ（ＣＤ６４），ＦｃγＲＩＩ（ＣＤ３２），ＦｃγＲＩＩＩ（ＣＤ１６）などである。それぞれのＦｃγＲサブクラスは、２または３つの遺伝子によってコードされており、さらに、選択的スプライシングにより、複数種の転写産物が生じるため、ＦｃγＲアイソフォームには広い多様性が存在する。３つの遺伝子がコードするＦｃγＲＩサブクラス（ＦｃγＲＩＡ，ＦｃγＲＩＢ，ＦｃγＲＩＣ）は、第１染色体の長腕の１ｑ２１．１領域にクラスターとして存在している。ＦｃγＲＩＩアイソフォームをコードする遺伝子（ＦｃγＲＩＩＡ，ＦｃγＲＩＩＢ，ＦｃγＲＩＩＣ）とＦｃγＲＩＩＩをコードする２つの遺伝子（ＦｃγＲＩＩＩＡ，ＦｃγＲＩＩＩＢ）はすべて１ｑ２２領域にクラスターとして存在している。これらの異なるＦｃＲサブタイプは異なる型の細胞上で発現されている（Ravetch and Kinet, Annu.Rev.immunol. 9:457-492 (1991)）。例えば、ＦｃγＲＩＩＩＢは好中球上にのみ見出され、ＦｃγＲＩＩＩＡはマクロファージ、単球、ナチュラルキラー細胞（ＮＫ細胞）、ある種のＴ細胞上に見出される。特に、ＦｃγＲＩＩＩＡは、ＡＤＣＣに関係する細胞型であるＮＫ細胞上に存在する唯一のＦｃγＲである。
【０００５】
ＦｃγＲＩ，ＦｃγＲＩＩとＦｃγＲＩＩＩは、免疫グロブリンスーパーファミリー（ＩｇＳＦ）レセプターを形成している。ＦｃγＲＩは、細胞外領域に３つのＩｇＳＦ領域を有し、一方、ＦｃγＲＩＩとＦｃγＲＩＩＩは、細胞外領域に２つのＩｇＳＦ領域のみを有している。
他のタイプのＦｃレセプターは、新生児性のＦｃレセプター（ＦｃＲｎ）である。ＦｃＲｎは、主要組織適合遺伝子複合体と構造上類似しており、β2-マクログロブリンと非共有結合的に結合するα-鎖により構成されている。
【０００６】
これまでに、ＦｃγＲに対するヒトおよびマウス抗体の結合部位は、233から239のアミノ酸を含む、いわゆる「低ヒンジ領域」に位置付けされている（Kabat等, Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th ED. Public health Service, National Institutes of Health, bethesda, MD. (1991) におけるのと同じＥＵインデックスのものである）。Woof et al. Molec. Immunol. 23:319-330(1986); Duncan et al. Nature 332:563 (1988); Canfield and Morrison, J. Exp. Med. 173:1483-1491 (1991); canppel et al., Proc.Natl.Acad.Sci USA 88:9036-9040 (1991)。233から239番目のアミノ酸のうち、238番目のプロリンと239番目のセリンが結合に関与している可能性が指摘されているが、これら２つの残基の可能性については、置換、欠失により完全には確認されていない。
ＦｃγＲとの結合に関与していることがすでに指摘されている他の領域は：ヒトＦｃγＲＩに対しては、３１６番目のグリシンから３３８番目のリジン（ヒトＩｇＧ）（アミノ酸配列からの類似性のみで、置換突然変異より確認されていない）、（Woof et al. Molec. Immunol. 23:319-330(1986) ）; ヒトＦｃγＲＩIIに対しては、274番目のリジンから301番目のアルギニン（ヒトＩｇＧ1）（ペプチドを基に）（Sarmay et al. Molec. Immunol. 21:43-51(1984) ） ; ヒトＦｃγＲＩIIに対しては、407番目のチロシンから416番目のアルギニン（ヒトＩｇＧ）（ペプチドを基に）（Gergely et al. Biochem. Soc. Trans. 12:739-743(1984) ）; 同様に、マウスＦｃγＲＩIに対しては、297番目のアスパラギンから318番目のグルタミン酸（マウスＩｇＧ2ｂ）（Lund et al. Molec. Immunol. 29:53-59(1992)）である。
ＩｇＧ3の３３１番目のプロリンがセリンに置換され、この変異体の標的細胞に対する親和性を解析された。その親和性は変異を導入していないＩｇＧ3に比べて1/6以下になったが、ＦｃγＲＩとの結合において331番目のプロリンが関与している可能性を示唆している（Morrison et al., Immunologist, 2:119-124 (1994); Canfield and Morrison, J. Exp. Med. 173:1483-91 (1991)）。
【０００７】
Ｃ１ｑ結合
Ｃ１ｑ及び２つのセリンプロテアーゼ、Ｃ１ｒ及びＣ１ｓは、補体依存性細胞毒性（ＣＤＣ）経路の第１の成分である複合体Ｃ１を形成する。Ｃ１ｑは約４６０，０００の分子量を持つ６価の分子であり、６つのコラーゲン様「茎」が６つの球状頭領域に結合したチューリップのブーケのような構造を持つ。Burton及びWoof、Advances in Immunol. 51: 1-84 (1992)。補体カスケードを活性化するためには、Ｃ１ｑがＩｇＧ１、ＩｇＧ２、又はＩｇＧ３の少なくとも２つに結合する必要があるが（共通するのはＩｇＧ４が補体を活性化しないこと）、ＩｇＭの１分子のみが抗原性標的に結合する。Ward及びGhetie、Therapeutic Immunology 2: 77-94 (1995)第80頁。
化学修飾及び結晶学的研究の結果に基づいて、Burton等 (Nature, 288: 338-344 (1989))は、ＩｇＧ上の補助成分Ｃ１ｑはＣＨ２ドメインの少なくとも２つの（Ｃー末端）β鎖を含むと提唱した。Burtonは後に（Molec. Immunol., 22(3): 161-206 (1985)）、アミノ酸残基３１８から３３７を含む領域が補体固定化に含まれることを示唆した。
Duncan及びWinter（Nature 332: 738-40 (1988)）は、部位指向性突然変異誘発を用いて、Ｇｌｕ３１８、Ｌｙｓ３２０及びＬｙｓ３２２がＣ１ｑの結合部位を形成すると報告した。Duncan及びWinterのデータは、マウスＩｇＧ２ｂアイソタイプのモルモットＣ１ｑへの結合試験から得られたものである。Ｇｌｕ３１８、Ｌｙｓ３２０及びＬｙｓ３２２残基のＣ１ｑの結合における役割は、これら３つの残基を含む短い合成ペプチドの補体媒介溶解を阻害する能力により確認された。類似の結果は、1997年7月15日に発行された米国特許第5,648,260号及び1997年4月29日に発行された米国特許第5,624,821号に記載されている。
【０００８】
残基Ｐｒｏ３３１は、ヒトＩｇＧサブクラスの補体媒介細胞溶解を行う能力の分析によりＣ１ｑ結合に含まれていた。ＩｇＧ４におけるＳｅｒ３３１からＰｒｏ３３１への変異は、補体を活性化する能力を付与する（Tao等, J. Exp. Med., 178: 661-667 (1993); Brekke等, Eur. J. Immunol., 24: 2542-47 (1994)）。
Winterグループのデータ、及びTao等及びBrekke等の論文の比較から、Ghetieは、彼らの概説記事において、Ｃ１ｑの結合には少なくとも２つの２つの異なる領域が含まれ：一方は、Ｇｌｕ３１８、Ｌｙｓ３２０及びＬｙｓ３２２残基を持つＣＨ２ドメインのβ鎖上にあり、他方は同じβ鎖の極近傍に位置する折り返し点（ターン）にあり、位置３３１に鍵となるアミノ酸残基を含んでいる。
他の報告は、低いヒンジ領域に位置するヒトＩｇＧ１残基Ｌｙｓ２３５、及びＧｌｙ２３７が補体固定化及び活性化において重要な役割を果たすことを示唆した。Xu等, J. Immunol. 150: 152A (要約)(1993)。1994年12月12日に発行されたWO94/29351は、ヒトＩｇＧ１のＣ１ｑとＦｃＲとの結合に必要なアミノ酸残基はＣＨ２ドメインのＮ-末端領域、即ち残基２３１から２３８に局在化することを報告している。
さらに、ＩｇＧのＣ１ｑに結合する及び補体を活性化する能力も、（通常はＡｓｎ２９７で固着されている）２つのＣＨ２ドメインの間に位置する炭水化物部分の存在、不存在又は修飾に依存することが報告された。Ward及びGhetie, Therapeutic Immunology 2: 77-94 (1995),第81頁。
【０００９】
（発明の概要）
本発明は、Ｆｃ領域を含む親ポリペプチド変異体に関し、その変異体は、ヒトエフェクター細胞存在下において、親ポリペプチドよりも効果的に抗体依存性細胞傷害を媒介し、もしくはＦｃガンマレセプター（ＦｃγＲ）に対しより良好な結合親和性を有し、Ｆｃ領域に少なくとも一つのアミノ酸置換を含む。例えば、ポリペプチド変異体は、抗体もしくはイムノアドヘシンから構成され得る。好ましくは親ポリペプチドのＦｃ領域は、ヒトのＦｃ領域から構成される。（例えば、親ポリペプチドはヒトＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３又はＩｇＧ４Ｆｃ領域を含んでいてよい）。ポリペプチド変異体は、好ましくはＩｇＧのＦｃ領域におけるアミノ酸位置２５６、２９０、２９８、３１２、３２６、３３０、３３３、３３４、３６０、３７８、もしくは４３０の一又は複数においてアミノ酸置換を含み、前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。
さらに本発明は、改変されたＦｃガンマレセプター（ＦｃγＲ）に対する結合親和性を持つＦｃ領域の変異体を提供するが、その変異体は、Ｆｃ領域のアミノ酸位置２３８、２３９、２４８、２４９、２５２、２５４、２５５、２５６、２５８、２６５、２６７、２６８、２６９、２７０、２７２、２７６、２７８、２８０、２８３、２８５、２８６、２８９、２９０、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９８、３０１、３０３、３０５、３０７、３０９、３１２、３１５、３２０、３２２、３２４、３２６、３２７、３２９、３３０、３３１、３３３、３３４、３３５、３３７、３３８、３４０、３６０、３７３、３７６、３７８、３８２、３８８、３８９、３９８、４１４、４１６、４１９、４３０、４３４、４３５、４３７、４３８もしくは４３９の一又は複数においてアミノ酸置換を含み、前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。好ましくは変異体のＦｃ領域は、ヒトのＦｃ領域から構成される。（例えば、変異体はヒトＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３又はＩｇＧ４Ｆｃ領域を含んでいてよい）。
この点に関連し、前述した技術のうち、親ポリペプチドがヒトではなくマウスＦｃ領域を有する実施において、ここで同定したものとは異なるアミノ酸残基がＦｃＲとの結合に影響を与えると考えられてきたことについて、言及しておく。例えば、マウスＩｇＧ２ｂ/マウスＦｃγＲＩＩ系において、ＩｇＧのグルタミン酸３１８番は、ＦｃＲとの結合に重要であるということが見出されたが（Lund et al.Molec. Immumol. 27(1):53-59 (1992)）、その一方でヒトＩｇＧ/ヒトＦｃγＲＩＩ系においては、３１８番目のグルタミン酸をアラニンに変更してもその結合力に対して、影響を与えなかった（以下の表６）。
【００１０】
ある実施態様において、変更されたＦｃγＲ結合活性を持つポリペプチド変異体は、ＦｃγＲに対する親和性の低下を示し、Ｆｃ領域のアミノ酸位置２３８、２３９、２４８、２４９、２５２、２５４、２６５、２６８、２６９、２７０、２７２、２７８、２８９、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９８、３０１、３０３、３２２、３２４、３２７、３２９、３３３、３３５、３３８、３７３、３７６、３８２、４１４、４１６、４１９、４３４、４３５、４３７、４３８もしくは４３９の一又は複数においてアミノ酸置換を含む。前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。
例えば、ポリペプチド変異体は、ＦｃγＲＩに対する親和性の低下を示す可能性があり、Ｆｃ領域のアミノ酸位置２３８、２６５、２６９、２７０、３２７、もしくは３２９の一又は複数においてアミノ酸置換を含むであろう。前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。
ポリペプチド変異体は、ＦｃγＲＩＩに対する親和性の低下を示す可能性があり、Ｆｃ領域のアミノ酸位置２３８、２６５、２６９、２７０、２９２、２９４、２９５、２９８、３０３、３２４、３２７、３２９、３３３、３３５、３３８、３７３、３７６、３８２、４１４、４１６、４１９、４３５、４３８もしくは４３９の一又は複数においてアミノ酸置換を含むであろう。前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。
興味のあるポリペプチド変異体は、ＦｃγＲＩＩＩに対する親和性の低下を示す可能性があり、Ｆｃ領域のアミノ酸位置２３８、２３９、２４８、２４９、２５２、２５４、２６５、２６８、２６９、２７０、２７２、２７８、２８９、２９３、２９４、２９５、２９６、３０１、３０３、３２２、３２７、３２９、３４０、３７３、３７６、３８２、３８８、３８９、４１６、４３６、４３５、もしくは４３７の一又は複数においてアミノ酸置換を含むであろう。前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。
【００１１】
他の実施態様において、変化したＦｃγＲとの結合親和性を有するポリペプチド変異体は、ＦｃγＲに対して向上した親和性を示し、Ｆｃ領域のアミノ酸位置２５５、２５６、２５８、２６７、２６８、２７２、２７６、２８０、２８３、２８５、２８６、２９０、２９８、３０１、３０５、３０７、３０９、３１２、３１５、３２０、３２２、３２６、３３０、３３１、３３３、３３４、３３７、３４０、３６０、３７８、３９８、もしくは４３０の一又は複数においてアミノ酸置換を含む。前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。
例えば、ポリペプチド変異体は、ＦｃγＲＩＩＩに対して増強した親和性を示す可能性があり、また、場合によっては、ＦｃγＲＩＩに対して減少した結合能を示す可能性がある。典型的には、そのような変異体はＦｃ領域のアミノ酸位置２９８および/もしくは３３３においてアミノ酸置換を含む。前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。
ポリペプチド変異体は、ＦｃγＲＩＩに対して向上した親和性を示す可能性があり、Ｆｃ領域のアミノ酸位置２５５、２５６、２５８、２６７、２６８、２７２、２７６、２８０、２８３、２８５、２８６、２９０、３０１、３０５、３０７、３０９、３１２、３１５、３２０、３２２、３２６、３３０、３３１、３３７、３４０、３７８、３９８、もしくは４３０の一又は複数においてアミノ酸置換を含む。前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。このようなＦｃγＲＩＩに対して向上した親和性を示す変異体は、さらに付随的に、ＦｃγＲＩＩＩに対して減少した結合能を示す。例えば、Ｆｃ領域のアミノ酸位置２６８、２７２、２９８、３０１、３２２、もしくは３４０の一又は複数においてアミノ酸置換を含む。前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。
【００１２】
さらに本発明は、新生児性の改変されたＦｃレセプター結合親和性を有するＦｃ領域の変異体から成るポリペプチドを提供する。ポリペプチド変異体は、Ｆｃ領域のアミノ酸位置２３８、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２６５、２７２、２８６、２８８、３０３、３０５、３０７、３０９、３１１、３１２、３１７、３４０、３５６、３６０、３６２、３７６、３７８、３８０、３８２、３８６、３８８、４００、４１３、４１５、４２４、４３３、４３４、４３５、４３６、４３９もしくは４４７の一又は複数においてアミノ酸置換を含む。前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。このようなＦｃレセプター（ＦｃＲｎ）に対して減少した親和性を示す変異体は、Ｆｃ領域のアミノ酸位置２５２、２５３、２５４、２５５、２８８、３０９、３８６、３８８、４００、４１５、４３３、４３５、４３６、４３９、もしくは４４７の一又は複数においてアミノ酸置換を含む。前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。あるいは、前述のポリペプチド変異体は、Ｆｃレセプター（ＦｃＲｎ）に対して向上した親和性を示す可能性があり、Ｆｃ領域のアミノ酸位置２３８、２５６、２６５、２７２、３０３、３０５、３０７、３１１、３１２、３１７、３４０、３５６、３６０、３６２、３７６、３７８、３８０、３８２、４１３、４２４、もしくは４３４の一又は複数においてアミノ酸置換を含むであろう。前記Ｆｃ領域における番号付けはＫａｂａｔにおけるのと同じＥＵインデックスのものである。
【００１３】
また本発明は、ポリペプチド変異体と生理学的もしくは薬学的に許容される担体又は希釈剤を含んでなる組成物も提供する。この潜在的に治療用の組成物は、無菌であり凍結乾燥されていてもよい。
【００１４】
ここで開示されたポリペプチド変異体の診断及び治療用途が考慮される。一つの診断的応用において、本発明は、対象とする抗原の存在を測定するための方法を提供し、それは、抗原を含有することが疑われる試料をポリペプチド変異体に曝し、ポリペプチド変異体の試料への結合性を測定することを含む。一つの治療的応用においては、疾病または疾患に罹患し、もしくは事前に曝された哺乳動物の治療方法を提供し、それは、本明細書において開示する有効量のポリペプチド変異体、もしくはポリペプチド変異体と薬学的に許容される担体を含んだ形で構成される組成物を、その哺乳動物に投与することを含む。
さらに本発明は、ポリペプチド変異体をコードする単離された核酸；場合によっては、形質転換された宿主細胞に認識されるコントロール配列に作用可能に結合した核酸を挿入したベクター；ベクターを含んでいる宿主細胞；核酸からタンパク質を発現させ、場合によっては宿主細胞培地から（例えば、宿主細胞培養媒質から）ポリペプチド変異体を回収するために、宿主細胞を培養することを包含するような、ポリペプチド変異体の製造方法を提供する。
また本発明は、改変されたＦｃレセプター（ＦｃＲ）結合親和性、もしくは改変された抗体依存性細胞傷害活性を有する変異体Ｆｃ領域を作製する方法を提供し、以下より構成される：
（ａ）変異体Ｆｃ領域を産生するために、親ポリペプチドのFc領域に一又は複数においてアミノ酸置換を導入すること；
（ｂ）変異体Ｆｃ領域のＦｃレセプター（ＦｃＲ）に対する結合力を測定する、もしくは変異体Ｆｃ領域の抗体依存性細胞傷害を測定すること；
この方法の過程（ｂ）には、インビトロにおいて、変異体Ｆｃ領域の一または複数のＦｃレセプター（ＦｃＲｓ）に対する結合能を測定することが含まれる。さらにその方法により、結果的に改善されたＦｃレセプター（ＦｃＲ）との結合親和性、もしくは改善された抗体依存性細胞傷害活性を有する変異体Fc領域を同定することができる。この方法の過程（ｂ）で、Ｆｃ領域のＦｃＲに対する結合能を測定する場合において、ＦｃＲｓは、例えば、ヒトＦｃガンマレセプターＩＩＩ（ＦｃγＲＩＩＩ）であってもよい。方法の過程（ｂ）で、変異体Ｆｃ領域の少なくとも２つの異なるＦｃＲに対する結合能を測定する場合において、調べられるＦｃＲｓは、好ましくは、ヒトＦｃガンマレセプターＩＩ（ＦｃγＲＩＩ）とヒトＦｃガンマレセプターＩＩＩ（ＦｃγＲＩＩＩ）を含むのが好ましい。
【００１５】
（好適な実施態様の詳細な説明）
Ｉ．定義
本明細書と特許請求の範囲を通して、ＩｇＧ重鎖中の残基の番号付けは、ここに出典を明示して取り込まれるKabat等, Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD (1991)のＥＵインデックスのものである。「KabatのＥＵインデックス」とはヒトＩｇＧ１ＥＵ抗体の残基番号付けを意味する。
「親ポリペプチド」は、ここに開示した一又は複数のＦｃ領域修飾を欠くき、及び、ここに開示したポリペプチド変異体と比較してエフェクター機能が異なるアミノ酸配列を含んでなるポリペプチドである。親ポリペプチドは天然のアミノ酸配列であるＦｃ領域又は(例えば付加、欠失及び／又は置換のような)アミノ酸配列の修飾を持つＦｃ領域を含みうる。
「Ｆｃ領域」という用語は、図１に示されているようなＩｇＧ重鎖のＣ末端領域を定義するために使用される。「Ｆｃ領域」は、天然アミノ酸配列であるＦｃ領域、又は修飾を持つアミノ酸配列であるＦｃ領域含みうる。イムノグロブリン重鎖のＦｃ領域の境界は変化するかも知れないが、ヒトＩｇＧ重鎖Ｆｃ領域はＣｙｓ２２６またはＰｒｏ２３０の位置のアミノ酸残基からカルボキシル末端まで伸展すると定義される。イムノグロブリンのＦｃ領域は、図１に示すように、二つの定常ドメイン、ＣＨ２及びＣＨ３を含む。
ヒトＩｇＧＦｃ領域の「ＣＨ２」ドメイン(「Ｃγ２」ドメインとも呼ばれる)は通常アミノ酸２３１からアミノ酸３４０まで伸展する。ＣＨ２ドメインは、他のドメインと密接には対をなさないという点で独特である。むしろ、二つのＮ-結合分岐炭水化物鎖が未変性の天然ＩｇＧ分子の二つのＣＨ２ドメインの間に介在されている。炭水化物はドメイン−ドメイン対形成に対する代替物を提供し、ＣＨ２ドメインを安定化させるのに役立つと推測されてきた。Burton, Molec. Immunol. 22:161-206 (1985)。
「ＣＨ３」ドメインは、Ｆｃ領域におけるカルボキシル末端からＣＨ２領域まで伸展する。(すなわち、ＩｇＧのアミノ酸３４１からおおよそアミノ酸４４７まで伸展する。
「機能的なＦｃ領域」は、天然配列のＦｃ領域が有するエフェクター機能を保持する。典型的なエフェクター機能は、Ｃ１ｑ結合；補体媒介障害活性、Ｆｃレセプター結合、抗体依存性細胞障害活性(ＡＤＣＣ)；貪食作用、細胞表面レセプター（すなわち、Ｂ細胞レセプター）の低減下などである。このようなエフェクターの機能は、一般に、Ｆｃ領域が結合領域（つまり、抗体の可変領域）に結合するのに必要とされており、ここで実施例として開示する様々はアッセイを用いることで評価することが可能である。
「天然配列を有するＦｃ領域」は、天然に見出されるＦｃ領域と同一のアミノ酸配列を包含する。天然のアミノ酸配列を有するヒトＦｃ領域は、図２３に示してあるが、この配列には、天然のヒトＩｇＧ１Ｆｃ領域（非Ａ-およびＡ-アロタイプ）が含まれる；天然のアミノ酸配列を有するヒトＩｇＧ２Ｆｃ領域；天然のアミノ酸配列を有するヒトＩｇＧ３Ｆｃ領域；天然のアミノ酸配列を有するヒトＩｇＧ４Ｆｃ領域、同様に、そこから自然に生じる変異体等も含まれる。天然のアミノ酸配列を有するマウスＦｃ領域は図２２Ａに示してある。
「変異体Ｆｃ領域」は、ここで定義するような少なくとも一つの「アミノ酸修飾」により、天然のアミノ酸配列を持つＦｃ領域とは異なるアミノ酸配列を包含するものである。特に、変異体Ｆｃ領域には、天然配列のＦｃ領域もしくは親ペプチドのＦｃ領域と比較した場合、少なくとも１つのアミノ酸置換が存在する。例えば、天然配列のＦｃ領域又は親鎖のＦｃ領域において、おおよそ1から10、多くの場合、おおよそ1から5ののアミノ酸の置換が存在する。ここで言う変異体Ｆｃ領域は、好ましくは少なくとも80％以上の相同性を天然配列のＦｃ領域および/又は親ペプチドのＦｃ領域との間に有するか、さらに好ましくは、90％以上の相同性を、さらに好ましくは少なくとも95％の相同性を有するものであろう
「相同性」とは、最大の相同率を実現するために、必要ならばギャップを導入して、対応の配列と比較整列させた場合、変異体のアミノ酸配列における同一のアミノ酸の割合として定義する。比較配列の方法およびコンピュータープログラムは本技術分野においてよく知られているものである。そのようなコンピュータープログラムの一つは、ジェネンテック、インコーポレイテッドにより著作された「整列２」で、１９９１年１２月10日にアメリカ合衆国、著作権局（Washington, DC 20559）に利用者資料伴に提出された。
【００１６】
「Fc領域を含んだポリペプチド」という言葉は、Fc領域を含むような抗体もしくはイムノアドヘンシン（下記記載の定義を参照）のようなポリペプチドのことを指す。
「Ｆｃレセプター」もしくは「ＦｃＲ」は、抗体のＦｃ領域に結合する受容体を指す。好適なヒトＦｃＲは、天然の配列の事である。さらに、好適なＦｃＲは、ＩｇＧ抗体（ガンマ受容体）と結合するもので、ＦｃγＲＩ、ＦｃγＲＩＩおよびＦｃγＲＩＩＩサブクラスを含み、それらの対立遺伝子変異体、選択的にスプライシングされたものも含まれる。ＦｃγＲＩＩ受容体には、ＦｃγＲＩＩＡ（「活性型受容体」）、ＦｃγＲＩＩＢ（「阻害型受容体」）が含まれ、主として細胞質領域は異なるが、類似のアミノ酸配列を有するものである。活性型受容体ＦｃγＲＩＩＡは、細胞質領域にチロシン依存性免疫受容体活性化モチーフ（immunoreceptor tyrosine-based activation motif ;ITAM）を含んでいる。阻害型受容体ＦｃγＲＩＩＢは、細胞質領域にチロシン依存性免疫受容体阻害性モチーフ（immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif ;ITIM）を含んでいる（M. in Daeron, Annu. Rev. immunol. 15:203-234 (1997)）。ＦｃＲsに関しては、 Ravetch and Kinet, Annu.Rev. Immunol. 9:457-92 (1991); Capel et al., Immunomethods 4:25-34 (1994); de Haas et al., J.Lab. Clin. Med. 126:330-41 (1995) に総説されている。他のＦｃＲs、ここでは、将来的に同定されるものも含めて、「ＦｃＲ」という言葉によって包含される。また、「ＦｃＲ」といる言葉は、母性ＩｇＧｓが胎児に受け継がれる要因となっている新生児性受容体「ＦｃＲｎ」（Guyer et al., J. Immunol. 117:587 (1976) Kim et al., J. Immunol.24:249 (1994)、も含まれる。
【００１７】
「抗体依存性細胞傷害」および「ＡＤＣＣ」は、細胞が媒介する反応のことを指し、この反応において、ＦｃＲｓを発現している非特異的傷害細胞（例えば、ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞、好中球、マクロファージ）が、標的細胞を認識してその結果、標的細胞の溶解を引き起こす。ＡＤＣＣを媒介する主要な細胞うち、NK細胞はＦｃγＲＩＩＩのみを発現するのに対し、単球は、ＦｃγＲＩ、ＦｃγＲＩＩおよびＦｃγＲＩＩＩを発現する。造血細胞におけるＦｃＲの発現は、Ravetch and Kinet, Annu. Rev. Immunol 9:457-92 (1991) の４６４ページの表３に要約されている。
「ヒトエフェクター細胞」とは、一又はそれ以上のＦｃＲｓを発現し、エフェクターとしての機能を発揮する白血球のことである。その細胞が少なくともＦｃγＲＩＩＩを発現し、ＡＤＣＣエフェクター機能を発揮することが望ましい。ＡＤＣＣを媒介する細胞の例として、抹消血単核細胞（ＰＢＭＣ）、ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞、単球、細胞傷害性T細胞、好中球、が含まれるが、ＰＢＭＣｓとＮＫ細胞が好適である。エフェクター細胞は天然の材料（例えば、ここで述べるように、血液やＰＭＢＣｓ）から単離してもよい。
【００１８】
「改変された」ＦｃＲ結合親和性およびＡＤＣＣ活性を有するポリペプチド変異体とは、親ポリペプチドもしくは天然の配列を有するＦｃ領域と比較して強化または減弱化されたＦｃＲ結合活性および/もしくはＡＤＣＣ活性を持つ変異体である。ＦｃＲに対して「増強した結合能を示す」ポリペプチド変異体とは、少なくとも親ポリペプチドよりはより強く結合する変異体のことである。ＦｃＲに対して「減弱した結合能を示す」ポリペプチド変異体は、少なくとも親ポリペプチドよりは弱く結合する。このようなＦｃＲに対して減弱化した結合能を示す変異体は、ほとんど感知できないくらいの弱い結合能（例えば、天然配列のＩｇＧ  Ｆｃ領域と比較して0-20％のFcR結合能、または、ここで示される例のように）しか有していない可能性がある
【００１９】
親ポリペプチドよりも「より良好な親和性」を持つＦｃＲと結合するポリペプチド変異体は、ポリペプチド変異体および親ポリペプチドの量を本質的に同じくしてアッセイを行った時、親ポリペプチドよりも本質的により強い結合親性により、前述したＦｃＲｓの一又はそれ以上のものと結合するものである。例えば、改善されたＦｃＲ結合能を有するポリペプチド変異体は、約1.15倍から１００倍の結合能を示す可能性がある（例えば、ここで開示される例としてFcR結合親和性が測定された際、親ペプチドと比較してFcR結合能が約１．２倍から５０倍改善されている）。
【００２０】
親ポリペプチドよりも効果的に「抗体依存性細胞傷害（ADCC）を媒介する」ポリペプチド変異体は、アッセイにおいて用いるポリペプチド変異体と親ポリペプチドの量を本質的に同一にする時、インビトロもしくはインビボにおいて実質的により効果的にADCCを媒介する変異体のことである。一般にそのような変異体は、ここで開示する試験管内でのADCCアッセイを用いる事で同定する事ができるであろう。しかし、ADCCを測定するその他のアッセイもしくは方法（例えば、動物モデルによるアッセイ）なども考慮すべき方法である。好適な変異体は、約１．５倍から１００倍（例えば、ここで開示しているアッセイにおいては、親ポリペプチドより約２倍から１５倍の活性を持つ）の活性を有する。
【００２１】
「アミノ酸修飾」とは、すでに決定されているアミノ酸の配列における変異のことを指す。典型的な修飾には、アミノ酸の置換、挿入および/もしくは欠失が含まれる。ここでの好適なアミノ酸修飾は、置換である。
特定位置、例えば、Fc領域「におけるアミノ酸修飾」とは、特定されたアミノ酸残基の置換もしくは欠失、または特定されたアミノ酸残基の隣接位置に少なくとも一つのアミノ酸を挿入することを指す。特定されたアミノ酸残基の「隣接位置」への挿入とは、１または２残基以内の挿入を意味する。その挿入は、特定された残基のN末端側、もしくはC末端側の場合があり得る。
【００２２】
「アミノ酸置換」とは、すでに決定されているアミノ酸配列に存在する少なくとも１アミノ酸残基を他の異なる「置換」アミノ酸残基で置き換えることを指す。置換残基もしくは、残基群は「天然に存在するアミノ酸」（即ち、遺伝コードでコードされるもの）で良く、アラニン（Ala）；アルギニン（Ａｒｇ）；アスパラギン（Ａｓｎ）；アスパラギン酸（Ａｓｐ）；システイン（Ｃｙｓ）；グルタミン（Ｇｌｎ）；グルタミン酸（Ｇｌｕ）；グリシン（Ｇｌｙ）；ヒスチジン（Ｈｉｓ）；イソロイシン（Ｉｌｅ）；ロイシン（Ｌｅｕ）；リジン（Ｌｙｓ）；メチオニン（Ｍｅｔ）；フェニルアラニン（Ｐｈｅ）；プロリン（Ｐｒｏ）；セリン（Ｓｅｒ）；トレオニン（Ｔｈｒ）；トリプトファン（Ｔｒｐ）；チロシン（Ｔｙｒ）；およびバリン（Ｖａｌ）。好適には、置換アミノ酸はシステインではない。ここでのアミノ酸置換の定義には、一又はそれ以上の非天然型アミノ酸残基の置換も含める。「非天然型アミノ酸残基」とは、上述した天然アミノ酸以外のアミノ酸で、ポリペプチド鎖においてアミノ酸残基（群）に隣接して共有結合し得るものを指す。非天然型アミノ酸の例には、ノルロイシン、オルニチン、ノルバリン、ホモセリン、およびその他Ellman et al. Meth,Enzym. 202:301-336 (1991)に記載されているようなアミノ酸類似体が含まれる。非天然型アミノ酸残基を産生するためには、Noren et al. Science 244:182 (1989)およびEllamn et al. supra,の方法を利用することができる。要するに、これらの方法はインビトロにおける転写、翻訳に先立って非天然型アミノ酸にでサプレッサーｔＲＮＡを化学的活性化に関する方法である。
【００２３】
「アミノ酸挿入」とは、すでに決定されているアミノ酸配列の中に少なくとも１つアミノ酸を取り込ませることである。挿入は通常１または２のアミノ酸残基の挿入により構成されるが、本出願においては、より長い「ペプチド挿入」（例えば、約３から５、さらには約１０アミノ酸残基の挿入）を考慮する。挿入された残基（群）は、上述した天然存在もしくは非天然存在アミノ酸である。
「アミノ酸欠失」とは既に決定されているアミノ酸配列から少なくとも１アミノ酸を除去することを意味する。
【００２４】
「ヒンジ領域」はヒトＩｇＧ１のＧｌｕ２１６〜Ｐｒｏ２３０の伸展として一般に定義されている(Burton, Molec. Immunol. 22:161-206 (1985))。他のＩｇＧアイソタイプのヒンジ領域は、重鎖間Ｓ-Ｓ結合を形成する最初と最後のシステイン残基を同じ位置に配することにより、ＩｇＧ１と整合させられうる。
Ｆｃ領域の「低ヒンジ領域」は、通常、カルボキシル末端からヒンジ領域（すなわち、233番目のアミノ酸残基から２３９番目のアミノ酸残基）までの伸展として定義されている。本発明に先立ち、ＦｃγＲとの結合には、一般に、ＩｇＧ  Ｆｃ領域の低ヒンジ領域が寄与しているとされていた。
「Ｃ１ｑ」は免疫グロブリンのＦｃ領域に対する結合部位を含むポリペプチドである。Ｃ１ｑは二つのセリンプロテアーゼＣ１ｒ及びＣ１ｓと共に、補体依存性細胞毒性(ＣＤＣ)経路の最初の成分である複合体Ｃ１を形成する。ヒトＣ１ｑは例えばQuidel, San Diego, CAから商業的に購入可能である。
「結合ドメイン」なる用語は、他の分子に結合するポリペプチドの領域を意味する。ＦｃＲの場合には、結合ドメインはＦｃ領域の結合の原因であるそのポリペプチド鎖の一部(例えばそのα鎖)を含みうる。一つの有用な結合ドメインはＦｃＲα鎖の細胞外ドメインである。
【００２５】
「抗体」という用語は最も広い意味において使用され、特にモノクローナル抗体(全長モノクローナル抗体を含む)、ポリクローナル抗体、多重特異的抗体(例えば、二重特異的抗体)、及びそれらが所望の生物活性を示す限りは抗体断片を包含している。
本発明の目的に対して定義されるところの「抗体断片」は、それらが、アミノ酸残基３２２、３２９及び３３１を含むＩｇＧ免疫グロブリ重鎖の定常ドメインのＣＨ２領域を少なくとも保持している限り、一般に無傷の抗体の抗原結合又は可変領域を含む、無傷の抗体の一部を含み、単独であるいは他の抗体断片と組み合わせて、選択された抗原を特異的に結合させる能力を有する。抗体断片の例には、線状抗体；一本鎖抗体分子；及び抗体断片から生成される多重特異的抗体が含まれる。抗体断片は好ましくは少なくともヒンジの部分及び場合によってはＩｇＧ重鎖のＣＨ１領域を保持する。より好ましくは、抗体断片はＩｇＧ重鎖の全定常領域を保持し、ＩｇＧ軽鎖を含む。
ここで使用される「モノクローナル抗体」という用語は、実質的に均一な抗体の集団から得られる抗体を称する、すなわち、集団を構成する個々の抗体が、少量存在しうる自然に生じる可能な突然変異を除いて同一である。モノクローナル抗体は高度に特異的であり、一つの抗原部位に対応する。更に、異なる決定基(エピトープ)に対応する異なる抗体を典型的に含む通常の(ポリクローナル)抗体調製物とは異なり、各モノクローナル抗体は抗原の単一の決定基に対応する。「モノクローナル」との形容は、実質的に均一な抗体集団から得られたという抗体の性質を示し、抗体を何か特定の方法で生産しなければならないことを意味するものではない。例えば、本発明に従って使用されるモノクローナル抗体は、最初にKohler等, Nature, 256:495 (1975)に記載されたハイブリドーマ法によって作ることができ、あるいは組換えＤＮＡ法によって作ることができる（例えば米国特許第4,816,567号参照）。また「モノクローナル抗体」は、例えば、Clackson等, Nature, 352：624-628 (1991)及びMarks等, J. Mol. biol. 222: 581-597 (1991) に記載された技術を用いてファージライブラリから作成することもできる。
【００２６】
ここに記載のモノクローナル抗体は、特に、重鎖及び／又は軽鎖の一部が、特定の種から由来するか、特定の抗体クラス又はサブクラスに属する抗体の対応する配列と同一か相同である一方、鎖の残りが、他の種から由来するか、他の抗体クラス又はサブクラスに属する抗体の対応する配列と同一か相同である「キメラ」抗体(免疫グロブリン)、並びにそれらが所望の生物活性を示す限りはその抗体の断片を含む(米国特許第,4816,567号；及びMorrison等, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:6851-6855 (1984))。
非ヒト(例えばマウス)抗体の「ヒト化」型は、非ヒト免疫グロブリンに由来する最小配列を含むキメラ抗体である。大部分においてヒト化抗体はレシピエントの高頻度可変領域からの残基が、マウス、ラット、ウサギ又は所望の特異性、親和性及び能力を有する霊長類などの非ヒト(ドナー抗体)の高頻度可変領域からの残基によって置換されたヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)である。ある場合には、ヒト免疫グロブリンのＦｖフレームワーク領域(ＦＲ)残基は、対応する非ヒト残基によって置換されている。更に、ヒト化抗体は、レシピエント抗体にも、もしくはドナー抗体にも見出されない残基を含んでもよい。これらの修飾は抗体の特性を更に洗練するために行われる。一般に、ヒト化抗体は、全てあるいはほとんど全ての高頻度可変ループが非ヒト免疫グロブリンのものに対応し、全てあるいはほとんど全てのＦＲ領域がヒト免疫グロブリン配列のものである、少なくとも１つ、典型的には２つの可変ドメインの実質的に全てを含む。ヒト化抗体は、場合によっては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ものの少なくとも一部を含んでなる。更なる詳細については、Jones等, Nature 321:522-525 (1986); Riechmann等, Nature 332:323-329 (1988);及びPresta, Curr. Op. Struct. Biol. 2:593-596 (1992)を参照されたい。
ここで使用される場合、「高頻度可変領域」なる用語は、抗原結合性を生じる抗体のアミノ酸残基を意味する。高頻度可変領域は「相補性決定領域」又は「ＣＤＲ」からのアミノ酸残基(すなわち、軽鎖可変ドメインの残基２４−３４(Ｌ１)、５０−５６(Ｌ２)及び８９-９７(Ｌ３)及び重鎖可変ドメインの３１−３５(Ｈ１)、５０−６５(Ｈ２)及び９５−１０２(Ｈ３)；Kabatら, Sequences of Proteins of Immunological Interest,５版, Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD.(1991))及び／又は「高頻度可変ループ」からの残基(すなわち、軽鎖可変ドメインの残基２６−３２(Ｌ１)、５０−５２(Ｌ２)及び９１−９６(Ｌ３)及び重鎖可変ドメインの残基２６−３２(Ｈ１)、５３−５５(Ｈ２)及び９６−１０１(Ｈ３);Chothia及びLesk J.Mol.Biol. 196:901-917 (1987))を含んでなる。「フレームワーク」又は「ＦＲ」残基はここに定義した高頻度可変領域残基以外の可変ドメイン残基である。
【００２７】
ここで使用される場合、「イムノアドヘシン」という用語は、異種性「接着」タンパク質(例えば、レセプター、リガンド又は酵素)の「結合ドメイン」を免疫グロブリン定常ドメインと組み合わせた抗体様分子を示す。構造的には、イムノアドヘシンは、抗体の抗原認識及び結合部位（抗原結合部位）以外の所望の結合特異性を持つ接着アミノ酸配列及び免疫グロブリン定常ドメイン配列の融合を含んでなる。
ここで使用される「リガンド結合ドメイン」という用語は、対応する未変性のレセプターの定性的リガンド結合能を少なくとも保持している任意の未変性の細胞表面レセプター又はその任意の領域又は誘導体を意味する。特定の実施態様では、レセプターは免疫グロブリンスーパーファミリーのメンバーに対して相同である細胞外ドメインを有する細胞表面ポリペプチドからのものである。他のレセプターは、免疫グロブリンスーパーファミリーのメンバーではないが、それにもかかわらずこの定義により特にカバーされるものであり、サイトカインに対するレセプター、特にチロシンキナーゼ活性を持つレセプター(レセプターチロシンキナーゼ)、造血素及び神経成長因子レセプタースーパーファミリーのメンバー、及び細胞接着分子、例えば(Ｅ-、Ｌ-及びＰ-)セレクチンである。
「レセプター結合ドメイン」という用語は、細胞接着分子を含む、レセプターに対する任意の未変性のリガンド、又は対応する未変性のリガンドの定性的なレセプター結合能を少なくとも保持するそのような未変性のリガンドの任意の領域又は誘導体を示すために使用される。この定義は、なかでも、上述のレセプターに対するリガンド由来の結合配列を特に含む。
「抗体-イムノアドヘシンキメラ」は、(ここに定義した)抗体の少なくとも一つの結合ドメインを少なくとも一つの(本出願において定義した)イムノアドヘシンと組み合わせた分子を含む。抗体-イムノアドヘシンキメラの例は、Berg等, PNAS (USA) 88:4723-4727 (1991)及びChamow等, J. Immunol. 153:4268 (1994)に記載された二重特異的ＣＤ４-ＩｇＧキメラである。
【００２８】
「単離された」ポリペプチドは、その自然環境の成分から同定され分離され及び／又は回収されたものを意味する。その自然環境の汚染成分は、ポリペプチドの診断又は治療への使用を妨害しうる物質であり、酵素、ホルモン、及び他のタンパク質様又は非タンパク質様溶質が含まれる。好ましい実施態様においては、ポリペプチドは、(１)ローリー(Lowry)法により定量して、９５重量％のポリペプチドより多くなるほど、最も好ましくは９９重量％より多くなるまで、(２)スピニングカップシークエネーターを使用することにより、少なくとも１５のＮ末端あるいは内部アミノ酸配列の残基を得るのに充分なまで、あるいは、(２)クーマシーブルーあるいは好ましくは銀染色を用いた非還元あるいは還元条件下でのＳＤＳ-ＰＡＧＥによる均一性が得られるように充分なまで精製される。ポリペプチドの自然環境の少なくとも一つの成分が存在しないため、単離されたポリペプチドには、組換え細胞内のインサイツのポリペプチドが含まれる。しかしながら、通常は、単離されたポリペプチドは少なくとも１つの精製工程により調製される。
【００２９】
「治療」とは、医療的治療および予防的もしくは防止的手段の事を意味する。治療を必要としている対象には、疾患を予防すべき対象のみならず、すでに疾患が発症している対象も含まれる。
「疾患」とは、ポリペプチド変異体による処置の恩恵を受け得る全ての状態を意味する。これには、哺乳動物にとって問題になっている疾患の素因となる病理学的な状態を含む、慢性的および急性的疾病もしくは疾患をも意味する。１実施例において、疾患とはガンである。
【００３０】
「ガン」および「ガン性の」という言葉は、無秩序な細胞増殖により、典型的に特徴付けられる哺乳動物の生理学的状態を意味もしくは著す。ガンの例には、癌腫、リンパ腺腫、芽細胞腫、肉腫、白血病などが含まれるが、これらに限定されるものではない。そのようなガンにおいてさらに特有の例には、扁平細胞腫、小細胞型肺ガン、非小細胞型肺ガン、肺腺癌、肺性扁平細胞腫、腹膜性癌、肝細胞癌、胃腸管癌、すい臓癌、グリア芽細胞腫、子宮頚癌、肝臓癌、膀胱癌、肝細胞腫、乳癌、大腸癌、結腸癌、子宮内膜もしくは子宮癌腫、唾液腺癌腫、腎臓癌、肝臓癌、前立腺癌、外陰癌、甲状腺癌、肝臓癌腫、および様々なタイプの頭部、頸部癌を含む。
【００３１】
「ＨＥＲ２発現性癌」とは、ＨＥＲ２  受容体タンパク質をその細胞表面に発現しているため、抗ＨＥＲ２抗体が結合することができるような細胞由来の癌である（Semba dt al., PNAS (USA) 82:6497-6501 (1985)およびYmamoto et al. Nature 319:230-234 (1986)（ジーンバンクアクセッション番号はX03363））。
【００３２】
ここで使用される「標識」なる語句は、ポリペプチドに直接的に又は間接的に抱合した検出可能な化合物又は組成物を意味する。標識はそれ自体が検出可能(例えば、放射性標識又は蛍光標識)であり得、あるいは酵素標識の場合には、検出可能な基質化合物又は組成物の化学変化を触媒しうる。
【００３３】
「単離された」核酸分子は、同定され、ポリペプチド核酸の天然供給源に通常付随している少なくとも１つの汚染核酸分子から分離された核酸分子である。単離された核酸分子は、天然に見出される形態あるいは設定以外のものである。故に、単離された核酸分子は、天然の細胞中に存在する核酸分子とは区別される。しかし、単離された核酸分子は、例えば、核酸分子が天然の細胞のものとは異なった染色体位置にある核酸を通常発現する細胞に含まれる核酸分子を含む。
「コントロール配列」という表現は、特定の宿主生物において作用可能に結合されたコード配列を発現するために必要なＤＮＡ配列を指す。例えば原核生物に好適な対照配列は、プロモーター、場合によってはオペレータ配列、及びリボソーム結合部位を含む。真核生物の細胞は、プロモーター、ポリアデニル化シグナル及びエンハンサーを利用することが知られている。
核酸は、他の核酸配列と機能的な関係にあるときに「作用可能に結合され」ている。例えば、プレ配列あるいは分泌リーダーのＤＮＡは、ポリペプチドの分泌に寄与するプレタンパク質として発現されているならそのポリペプチドのＤＮＡに作用可能に結合されている；プロモーター又はエンハンサーは、配列の転写に影響を及ぼすならばコード配列に作用可能に結合されている；又はリボソーム結合部位は、もしそれが翻訳を容易にするような位置にあるならコード配列と作用可能に結合されている。一般的に、「作用可能に結合される」とは、結合されたＤＮＡ配列が近接しており、分泌リーダーの場合には近接していて読みフェーズにある。しかし、エンハンサーは必ずしも近接しているわけではない。結合は簡便な制限部位でのライゲーションにより達成される。そのような部位が存在しない場合は、通常の手法にしたがって、合成されたオリゴヌクレオチドアダプターあるいはリンカーが使用される。
「細胞」、「株化細胞」及び「細胞培養」は相互に交換可能な意味で用いられ、その全ての用語は子孫を含むものと理解される。従って、「形質転換体」あるいは「形質転換細胞」は、最初の対象細胞及び何度培養が継代されたかに関わらず最初のものから誘導された培養を含む。また、全ての子孫が、意図的な変異あるいは意図しない変異の影響で、正確に同一のＤＮＡを有するわけではないことも理解すべきである。本来の形質転換細胞についてスクリーニングしたものと同じ機能又は生物活性を有する変異体子孫が含まれる。命名を区別することが意図されている場合は、文脈から明らかであろう。
【００３４】
ここで用いられる「分子複合体」という用語は二又はそれ以上の異種性分子(例えばポリペプチド)が互いに(好ましくは非共有結合的に)結合する場合に生じる比較的安定な構造を意味する。ここで好適な分子複合体は免疫複合体である。
「免疫複合体」は、少なくとも一つの標的分子と少なくとも一つの異種性Ｆｃ領域含有ポリペプチドが互いに結合してより大きな分子量の複合体を形成する場合に生じる比較的安定した構造を意味する。免疫複合体の例は抗原-抗体凝集体及び標的分子-イムノアドヘシン凝集体である。ここで使用される「免疫複合体」という用語は、特に断らない限り、エキソビボ複合体(すなわち、自然に見出されうるものの型又はセッティング以外のもの)を意味する。しかしながら、免疫複合体は、例えば哺乳動物における免疫複合体のクリアランスを評価するために哺乳動物に投与することができる。
「標的分子」という用語は、異種性分子により結合され得、異種性分子に対する一又は複数の結合部位を有する分子、通常はポリペプチドを意味する。「結合部位」という用語は他の分子が結合しうる分子の領域を意味する。ここに記載の「第１の標的分子」は、少なくとも二つの被分析物分子が第１の標的分子に結合可能であるような、被分析物(例えばＦｃ領域含有ポリペプチド)に対する少なくとも二つの異なった結合部位(例えば２から５の別個の結合部位)を含む。本発明の好適な実施態様では、二又はそれ以上の結合部位が同一である(例えば標的分子がポリペプチドである場合は同じアミノ酸配列を有する)。以下の実施例１では、第１の標的分子はＩｇＥであり、Ｆｃ領域含有ポリペプチド(抗ＩｇＥ抗体、Ｅ２７)が結合するそのＦｃ領域に二つの別個の結合部位をそのＦｃ領域に有していた。他の第１の標的分子は実質的に同一なモノマー(例えばニューロトロフィン、ＩＬ８及びＶＥＧＦ)の二量体を含むか二又はそれ以上の実質的に同一のポリペプチド鎖(例えば抗体又はイムノアドヘシン)を含むポリペプチドである。「第２の標的分子」は、少なくとも二つの第１の標的分子が第２の標的分子に結合しうるように第１の標的分子に対する少なくとも二つの別個の結合部位(例えば２〜５の別個の結合部位)を含む。好ましくは、二又はそれ以上の結合部位は同一である(例えば標的分子がポリペプチドである場合は同じアミノ酸配列を有する)。実施例２において、第２の標的分子はＶＥＧＦであり、ＩｇＥ抗体の可変ドメインが結合しうる一対の別個の結合部位を有する。他の第２の標的分子も考えられ、例えば実質的に同一なモノマーの他の二量体(例えばニューロトロフィン又はＩＬ８)あるいは二又はそれ以上の実質的に同一なドメインを含むポリペプチド(例えば、抗体又はイムノアドヘシン)が考えられる。
【００３５】
「被分析物」は分析される物質である。好適な分析物はＦｃレセプターに結合するその能力を分析するＦｃ領域含有ポリペプチドである。
「レセプター（受容体）」は少なくとも一つのリガンドを結合しうるポリペプチドである。好適なレセプターは細胞外リガンド結合ドメイン及び場合によっては他のドメイン(例えば、膜貫通ドメイン、細胞内ドメイン及び／又は膜アンカー)を有する細胞表面レセプターである。ここに記載されるアッセイ法で評価されるレセプターは無傷のレセプター又はその断片又は誘導体(例えば一又は複数の異種性ポリペプチドに融合したレセプターの結合ドメインを含む融合タンパク質)でありうる。更に、その結合特性が評価されるレセプターは細胞中に存在するか、単離され、場合によってはアッセイプレート又は他の固相にコーティングされうる。
「低親和性レセプター」という語句は対象のリガンドに対して弱い結合親和性を有するレセプター、例えば約５０ｎＭの結合定数又はそれより悪い親和性を有するものを示す。低親和性レセプターの例にはＦｃγＲＩＩ及びＦｃγＲＩＩＩが含まれる。
【００３６】
ＩＩ．  発明の実施の形態
ここに記載の発明は、ポリペプチド変異体を製造するための方法に関する、「親」、「出発」又は「非変異体」ポリペプチドが、Ｆｃ領域を含むポリペプチドを産生するために従来から利用できる方法を使用して調製される。本発明の好適な実施態様では、ポリペプチドは抗体であり、抗体を産生するための方法の例は次のセクションで更に詳細に説明する。しかし、ポリペプチドは、例えばイムノアドヘシンのようなＦｃ領域を含む任意の他のポリペプチドでありうる。イムノアドヘシンを製造する方法は以下に更に詳細に説明する。
これに換わる実施態様において、Ｆｃ領域の変異体はここで開示の方法に従って産生され、「Ｆｃ領域の変異体」は、選択した異種のポリペプチド、例えば抗体分子の可変領域もしくはレセプターやリガンドとの結合領域と融合させることも可能である。
親ポリペプチドはＦｃ領域を含んでいる。一般的に、親ポリペプチドのＦｃ領域は天然の配列により構成され、好ましくはヒトの天然配列のＦｃ領域である。しかしながら、親ポリペプチドのＦｃ領域には、天然のＦｃ領域配列から変更もしくは修飾された一又はそれ以上の既存のアミノ酸配列が存在するかもしれない。例えば、Ｆｃ領域のＣ１ｑ結合活性は既に変更されている可能性がある（他のタイプのＦｃ領域修飾については、以下により詳しく記述する）。更なる実施例において、親ポリペプチドのＦｃ領域は「概念的」ではあり、その領域は物理的に存在はしなくても、抗体技術者にとって望ましいＦｃ領域の変異体のアミノ酸配列を決定し、望ましいＦｃ領域の変異体のアミノ酸配列もしくはそれをコードするＤＮＡ配列を作製することが可能である。、
【００３７】
しかしながら、本発明の好適な実施態様において、親ポリペプチドのＦｃ領域をコードする核酸は入手可能であり、この核酸配列はＦｃ領域の変異体をコードする変異体核酸配列を作製するために変更可能である。
出発ポリペプチドのアミノ酸配列変異体をコードするＤＮＡは、従来から公知の様々な方法により調製される。これらの方法には、これに限定されるものではないが、部位指向性(又はオリゴヌクレオチド媒介)突然変異誘発、ＰＣＲ突然変異誘発、及びポリペプチドをコードする前もって調製されたＤＮＡのカセット突然変異による調製が含まれる。
部位特異的突然変異誘発は、置換変異体を調製するための好適な方法である。この方法は従来からよく知られている（例えば、Carter等, Nucl. Acids. Res., 13：4331-4443(1985) 及びKunkel等, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:488 (1987)を参照されたい）。簡潔に言えば、ＤＮＡの部位特異的突然変異誘発を実施するには、出発ＤＮＡがそのような出発ＤＮＡの一本鎖に所望の突然変異をコードするオリゴヌクレオチドを先ずハイブリダイズすることにより改変される。ハイブリダイゼーション後にＤＮＡポリメラーゼが、プライマーとしてハイブリダイズされたオリゴヌクレオチドを使用し、テンプレートとして出発ＤＮＡの一本鎖を使用して、完全な第２ストランドを合成するために使用される。しかして、所望の突然変異をコードするオリゴヌクレオチドが得られた二本鎖ＤＮＡに導入される。
ＰＣＲ突然変異誘発もまた出発ポリペプチドのアミノ酸配列変異体を製造するために好適である。Higuchi等, PCR Protocols, pp. 177-183 (Academic Press, 1990);及びVallette等, Nuc. Acids Res. 17:723-733 (1989)を参照されたい。簡潔に述べれば、少量のテンプレートＤＮＡがＰＣＲの出発材料として使用される場合、テンプレートＤＮＡにおける対応する領域とは配列が僅かに異なるプライマーを使用して、プライマーがテンプレートと異なる位置でのみテンプレート配列と異なる比較的多量の特異的ＮＡ断片を産生することができる。
【００３８】
変異体を調製する他の方法であるカセット突然変異誘発は、Wells等, Gene 34:315-323 (1985)により記載された方法に基づく。出発材料は変異される出発ポリペプチドＤＮＡを含んでなるプラスミド(又は他のベクター)である。変異される出発ＤＮＡのコドンが同定される。同定される変異部位の各側に独特な制限エンドヌクレアーゼ部位がなければならない。そのような制限部位が存在しない場合は、出発ポリペプチドＤＮＡの適切な位置にそれを導入するために上述したオリゴヌクレオチド媒介突然変異誘発法を使用してこれを産生しうる。プラスミドＤＮＡはこれらの部位で切断されてそれを線形化する。制限部位間のＤＮＡ配列をコードするが所望の変異を含んでいる二本鎖オリゴヌクレオチドは常套的な手順を使用して合成され、そこでは、オリゴヌクレオチドの二本のストランドが別個に合成され、ついで標準的な方法を使用して共にハイブリダイズされる。この二本鎖オリゴヌクレオチドはカセットと呼ばれる。このカセットは線形化されたプラスミドの末端と適合性である５'及び３'末端を有するように設計され、プラスミドに直接に結合できる。しかして、このプラスミドは変異ＤＮＡ配列を含んでいる。
あるいは、又は付加的に、ポリペプチド変異体をコードする所望のアミノ酸配列を決定することができ、そのようなアミノ酸配列変異体をコードする核酸配列を合成的に生成することができる。
【００３９】
親ポリペプチドのアミノ酸配列は、変更されたＦｃレセプターとの結合親和性もしくはインビトロおよび/もしくはインビボにおける活性、および/もしくは変更された抗体依存性細胞傷害（ADCC）活性を有するＦｃ領域の変異体を産生するために修飾される。
一般に、修飾には、一又はそれ以上のアミノ酸置換を伴う。一実施態様では、置換された残基は、図２２Aに示されているFc領域の天然アミノ酸配列において、相当（置換残基の位置に）する位置に存在するアミノ酸のいずれも一致しない。例えば、発明の本実施態様に従うと、ＩｇＧ３もしくはＩｇＧ１のＦｃ領域における３３１番目の プロリンはセリン（ヒトＩｇＧ４の天然配列において見出される対応する位置に整列された残基）以外の残基と置換される。ある実施態様においては、置換残基によって置き換えられた親ポリペプチド中の残基はアラニンではなく、および/もしくはＦｃ領域の３３９番目アラニンではない。アミノ酸置換において、好ましくは親ポリペプチドにおける残基はアラニンで置き換えられている。しかしながら、本発明においては、それ以外のアミノ酸による親ポリペプチド中の置換が考慮されている。例えば、置換は「保存的置換」でもよい。このような保存的置換は「好適な置換」と題して、表１に示してある。さらに本質的な変化は、表１に示す好適な置換ではない、一又はそれ以上の「模範的な置換」を行うことにより達成され得る。
2010227116.tif 000002
【００４０】
Ｆｃ領域の生物学的活性において本質的な修飾は、（ａ）置換領域のポリペプチド骨格の構造、例えばシート又はへリックス構造、（ｂ）標的部位もしくは（ｃ）側鎖全体における分子の電荷又は疎水性、を維持する効果において実質的に異なる置換基を選択することにより達成される。天然に存在する残基は共通の側鎖特性に基づいてグループに分けることができる：
（１）疎水性：norleucine, met, ala, val, leu, ile;
（２）中性の親水性：cys, ser, thr;
（３）酸性：asp, glu;
（４）塩基性：asn, gln, his, lys, arg;
（５）鎖配向に影響する残基：gly, pro; 及び
（６）芳香族：trp, tyr, phe。
非保存的置換は、これらの分類の一に属するアミノ酸を他の分類のアミノ酸に交換することが必要であろう。保存的および非保存的なアミノ酸置換は以下の表８において例示してある。また、そのように置換された残基は、保存的置換部位、好ましくは残された（非保存）部位に導入されうる。
【００４１】
実施例４に示す通り、一又は複数のＦｃＲｓに対して変更された結合親和性をもつＦｃ領域の変異体を作出することが可能である。例に示すように、種々のクラスのＦｃ領域変異体が作製され得る（例えば、以下に示す表に要約されているように）。Ｆｃ領域の変異体が一以上のアミノ酸置換を有する場合、一般に（必ずしもというわけではないが）、望ましい結果に到達するためには同クラスにおけるアミノ酸置換が併用される。
2010227116.tif 000003
【００４２】
アミノ酸置換以外にも、改変したエフェクター効果を有するＦｃ領域の変異体を産生するために、親Ｆｃ領域のアミノ酸配列において、本発明においては他の修飾も考慮する。
例えば、ＦｃＲとの結合性を低下させるためにＦｃ領域の一又は複数のアミノ酸残基を欠失する可能性もある。一般的に、そのようなＦｃ領域の変異体を作製するためには、ＦｃＲ結合能に影響を与えるものとして本発明において同定された残基（以下の例４を参照）の一又は複数の欠失を行う。一般に、Ｆｃ領域の残基のうち高々１から約１０残基が、本発明の実施態様に従って欠失されるにすぎない。ここに示す一又は複数のアミノ酸欠失を含むＦｃ領域は、親ポリペプチドＦｃ領域または天然に存在するヒトＦｃ領域の配列の、好ましくは少なくとも約８０％、好ましくは９０％、さらに好ましくは９５％が保持され得るだろう。
【００４３】
アミノ酸挿入型Ｆｃ領域変異体を作製することも可能であり、その変異体は改変されたエフェクター効果を有する。例えば、ＦｃＲとの結合に影響することが、本発明おいて同定された一又は複数のＦｃ領域の位置に隣接して少なくとも１のアミノ酸（例えば、１または２のアミノ酸残基、一般には多くても10残基）を導入する。「隣接」とは、ここで同定されたＦｃ領域残基と1ないし2アミノ酸残基以内を意味する。そのようなＦｃ領域の変異体は、向上もしくは減少したＦｃＲ結合能および/もしくはＡＤＣＣ活性を示す可能性がある。そのような挿入型変異体を作製するために、ＦｃＲの結合領域（例えば、注目しているＦｃＲの細胞外領域）を含んだポリペプチドとの共結晶化構造や、改善したＦｃＲ結合能を有するＦｃ領域の変異体を合理的に構築するため、アミノ酸残基（群）が挿入されたＦｃ領域（例えば、Deisenhofer, Biochemistry 21(9):2361-2370 (1981);およびBumeister et al., Nature 342:379-383 (1994)を参照のこと）を評価することもあり得る。そのような挿入は、一般に、Ｆｃ領域の二次構造上（例えば、βシートのような）にではなく、Ｆｃ領域のループ構造上に行われる。
【００４４】
親ポリペプチドのＦｃ領域に適当なアミノ酸修飾を導入することにより、（ａ）ヒトエフェクター細胞の存在下で抗体依存性細胞傷害（ＡＤＣＣ）をより効果的に媒介する、および/もしくは（ｂ）親ポリペプチドよりも、より強い親和性でＦｃガンマ受容体（ＦｃγＲ）と結合するような、Ｆｃ領域の変異体を作出することができる。そのようなＦｃ領域の変異体は、一般に、少なくとも一アミノ酸修飾をＦｃ領域に含むであろう。併用されたアミノ酸修飾は、特に好ましいと考えられる。例えば、ここでのＦｃ領域の変異体は、２，３，４，５個所等の様々な置換（例えば、ここで同定された特異的なＦｃ領域の位置）を含み得る。
好ましくは、親ポリペプチドＦｃ領域はヒトＦｃ領域である、例えば、ヒトＩｇＧ１（Ａおよび非Ａ  アロタイプ）、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、もしくはＩｇＧ４のＦｃ領域。そのような配列は、図２３に示してある。
【００４５】
向上したＡＤＣＣ活性を有するＦｃ領域を作製するために、親ポリペプチドは従来から存在するＡＤＣＣ活性を有するのが好ましく、例えば、ＩｇＧ１もしくはヒトＩｇＧ３のＦｃ領域を含む。一実施態様において、改善されたＡＤＣＣ活性を有する変異体は、本質的に、天然配列のＩｇＧ１もしくはＩｇＧ３のＦｃ領域と変異体の抗原結合領域を有する抗体よりも効果的なＡＤＣＣを引き起こす。好ましくは、変異体は、Ｆｃ領域のアミノ酸位置２９８、３３３、および３３４の位置において２もしくは３残基置換を含む、もしくはそのような置換残基により本来的に構成される。最も好ましくは、２９８、３３３、３３４の位置のアミノ酸残基が（例えば、アラニンに）置換される場合である。さらに、改善されたＡＤＣＣ活性を持つＦｃ領域の変異体を産生するためには、一般に、ＦｃγＲＩＩＩ（ＡＤＣＣを引き起こすのに重要なＦｃＲであると考えられている）に対する改善された結合親和性を持つＦｃ領域の変異体を設計し得るだろう。例えば、そのような変異体を作製するために、一又は複数のアミノ酸位置２５６、２９０、２９８、３１２、３２６、３３０、３３３、３３４、３６０、３７８、および４３０において、親Ｆｃ領域にアミノ酸の修飾（例えば、置換）を導入することが可能である。さらに、ＦｃγＲＩＩＩに対して改善された結合親和性を持つ変異体は、ＦｃγＲＩＩ、とりわけ、阻害性ＦｃγＲＩＩＢ受容体に対して、低下した結合親和性を有するかもしれない。
ここで示す実験は、ＣＨ２領域がＦｃＲ結合活性にとって重要であることを示唆しているため、アミノ酸修飾は、好適には、Ｆｃ領域のＣＨ２領域に導入される。さらに、上述技術中の教示と異なり、即時の適用においては、ヒンジ領域以外のＦｃ領域の一部に修飾を導入することも考慮する。
改変されたＦｃガンマ受容体（ＦｃγＲ）結合親和性もしくは結合活性を持つＩｇＧのＦｃ領域変異体を産生するための修飾に対して有用なＦｃ領域のアミノ酸位置は、２３８、２３９、２４８、２４９、２５２、２５４、２５５、２５６、２５８、２６５、２６７、２６８、２６９、２７０、２７２、２７６、２７８、２８０、２８３、２８５、２８６、２８９、２９０、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９８、３０１、３０３、３０５、３０７、３０９、３１２、３１５、３２０、３２２、３２４、３２６、３２７、３２９、３３０、３３１、３３３、３３４、３３５、３３７、３３８、３４０、３６０、３７３、３７６、３７８、３８２、３８８、３８９、３９８、４１４、４１６、４１９、４３０、４３４、４３５、４３７、４３８もしくは４３９の一又は複数においてアミノ酸置換を含む。好ましくは、そのような変異体を産生する鋳型として使用される親ポリペプチドのＦｃ領域は、ヒトＩｇＧＦｃ領域を含む。３３１番目のアミノ酸が置換される場合、親Ｆｃ領域は、好ましくは、ヒトＩｇＧの天然配列を含まないか、あるいは３３１番目のアミノ酸に変異を含むＦｃ領域の変異体が、好ましくは、ＦｃＲの例えばＦｃγＲＩＩに対する増強された結合能を示す。
【００４６】
ＦｃγＲに対して減少した結合能を持つＦｃ領域の変異体を産生するためには、Ｆｃ領域の２３８、２３９、２４８、２４９、２５２、２５４、２６５、２６８、２６９、２７０、２７２、２７８、２８０、２８９、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９８、３０１、３０３、３２２、３２４、３２７、３２９、３３３、３３５、３３８、３７３、３７６、３８２、３８８、３８９、４１４、４１６、４１９、４３４、４３５、４３７、４３８もしくは４３９の一又は複数においてアミノ酸修飾を導入するであろう。
ＦｃγＲＩに対して減少した結合能を示す変異体は、２３８、２６５、２６９、２７０、３２７、もしくは３２９の一又は複数においてＦｃ領域のアミノ酸修飾により構成されるものを含む。
ＦｃγＲＩＩに対して減少した結合能を示す変異体は、２３８、２６５、２６９、２７０、２９２、２９４、２９５、２９８、３０３、３２４、３２７、３２９、３３３、３３５、３３８、３７３、３７６、４１４、４１６、４１９、４３５、４３８、もしくは４３９の一又は複数においてＦｃ領域のアミノ酸修飾により構成されるものを含む。
ＦｃγＲＩＩＩに対して減少した結合能を示すＦｃ領域の変異体は、２３８、２３９、２４８、２４９、２５２、２５４、２６５、２６８、２６９、２７０、２７２、２７８、２８９、２９３、２９４、２９５、２９８、３０１、３０３、３２２、３２７、３２９、３３３、３３８、３４０、３７３、３７６、３８２、３８８、３８９、４１６、４３４、４３５、もしくは４３７の一又は複数においてＦｃ領域のアミノ酸修飾により構成されるものを含む。
一又は複数のＦｃγＲｓに対して改善した結合能を示す変異体も、作製することができる。そのようなＦｃ領域の変異体は、Ｆｃ領域の一又は複数の位置２５５、２５６、２５８、２６７、２６８、２７２、２７６、２８０、２８３、２８５、２８６、２９０、２９８、３０１、３０５、３０７、３０９、３１２、３１５、３２０、３２２、３２６、３３０、３３１、３３３、３３４、３３７、３４０、３６０、３７８、３９８、もしくは４３０におけるアミノ酸修飾により構成される。
例えば、ＦｃγＲに対して改善した結合能を示す変異体はＦｃγＲＩＩＩに対する増強した結合能を、場合によっては、ＦｃγＲＩＩに対して減少した結合能をさらに、示す可能性がある。その変異体は、例示すると、Ｆｃ領域の２９８もしくは/または３３３の位置にアミノ酸修飾を含む。
ＦｃγＲＩＩに対して増強した結合能を示すＦｃ領域の変異体は、２５５、２５６、２５８、２６７、２６８、２７２、２７６、２８０、２８３、２８５、２８６、２９０、３０１、３０５、３０７、３０９、３１２、３１５、３２０、３２２、３２６、３３０、３３１、３３７、３４０、３７８、３９８、もしくは４３０の一又は複数の位置におにおけるＦｃ領域アミノ酸修飾により構成されるものを含む。そのような変異体は、さらにＦｃγＲＩＩＩに対する減少した結合能を示す。例えば、それらは、２６８、２７２、２９８、３０１、３２２、もしくは３４０の一または複数の位置にＦｃ領域アミノ酸修飾を含む。
【００４７】
ＦｃγＲに対する結合能を改変させることが好ましい場合、ここでは、新生児性のレセプター（ＦｃＲｎ）に対する改変された親和結合性を持つＦｃ領域の変異体についても考慮する。ＦｃＲｎに対して改善された親和性を持つＦｃ領域の変異体は、血清中においてより長い半減期を持つことが予想される。そして、投与されたポリペプチドが長い半減期で存在することが望まれるような哺乳動物を治療する方法において（例えば、慢性的な疾病もしくは疾患）、そのような分子は、有用な適用性を持つであろう。これに反して、ＦｃＲｎに対する減少した結合親和性を持つＦｃ領域の変異体は、より短い半減期を持つことが期待される。そして、そのような分子は、例えば、より短い循環時間の方が効果的（生体内の画像診断法もしくは長時間血流中において循環していると毒性のある副作用を示すようなポリペプチドなど）であるような哺乳動物に対して投与され得る。減少したＦｃＲｎ結合親和性を持つＦｃ領域の変異体は、胎盤を通過することは稀であろうと予想される。従って、そのような変異体は、妊娠中の女性の疾患もしくは疾病の治療において有用であろう。
ＦｃＲｎに対して改変された親和性を持つＦｃ領域の変異体は、２３８、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２６５、２７２、２８６、２８８、３０３、３０５、３０７、３０９、３１１、３１２、３１７、３４０、３５６、３６０、３６２、３７６、３７８、３８０、３８２、３８６、３８８、４００、４１３、４１５、４２４、４３３、４３４、４３５、４３６、４３９、もしくは４４７の一又は複数におけるＦｃ領域アミノ酸修飾により構成されるものを含む。ＦｃＲｎに対して減少した結合能を示す変異体は、一般に、２５２、２５３、２５４、２５５、２８８、３０９、３８６、３８８、４００、４１５、４３３、４３５、４３６、４３９、もしくは４４７の一又は複数におけるＦｃ領域アミノ酸修飾により構成され；ＦｃＲｎに対する増強した結合能を示す変異体は、通常、２３８、２５６、２７２、２８６、３０３、３０５、３０７、３１１、３１２、３１７、３４０、３５６、３６０、３６２、３７６、３７８、３８０、３８２、４１３、４２４、もしくは４３４の一又は複数におけるＦｃ領域アミノ酸修飾により構成される。
【００４８】
前述のように調製されたポリペプチド変異体は、しばしばポリペプチドの目的とされる使用法に依存するが、さらなる修飾を施し得る。そのような修飾は、アミノ酸配列のさらなる改変（アミノ酸配列の置換、挿入および/もしくは欠失）、異種性のポリペプチドとの融合および/もしくは共有結合性の修飾が含まれる。このような「さらなる修飾」は、Ｆｃレセプター結合能および/もしくはＡＤＣＣ活性の改変に帰着するような上記開示のアミノ酸修飾に先立って、もしくは同時にもしくは引き続いて導入し得る。一実施態様においては、ここに示すＦｃ領域修飾と本出願中の「関連する技術」の項において挙げた参考文献中に開示されたＦｃ領域の置換とを併用する。
場合によっては、もしくは付加的に、上記の修飾とＦｃ領域のＣ１ｑ結合能および/または補体依存性細胞毒性を変化させるような、一又は複数のさらなるアミノ酸修飾を併用することは、有効であり得る。
【００４９】
ここで特に興味のある出発ポリペプチドは、通常はＣ１ｑに結合し、補体依存性細胞毒性(ＣＤＣ)を示すものである。ここに記載したさらなるアミノ酸置換は、一般に出発ポリペプチドがＣ１ｑに結合し、及び／又はその補体依存性細胞毒性機能を改変する能力を改変し、例えばこれらのエフェクター機能を低減し、好ましくは破壊することに役立つであろう。しかしながら、改善されたエフェクター機能を持つ一又は複数の記載された位置での置換を含むポリペプチドがここで考えられる。例えば、出発ポリペプチドはＣ１ｑに結合できず及び／又はＣＤＣを媒介できず、これれあのエフェクター機能を獲得するようにここに記載した教唆に従って修飾されうる。更に、予め存在するＣ１ｑ結合活性を持ち、場合によってはＣＤＣを媒介する能力を更に有するポリペプチドが、これらの活性の一方又は両方が向上させられるように修飾されうる。
改変されたＣ１ｑ結合能及び/もしくは、補体依存性細胞毒性(ＣＤＣ)を持つＦｃ領域を産生するためには、修飾されるアミノ酸の位置は、一般に重鎖の位置２７０、３２２、３２６、３２７、３２９、３３１、３３３及び３３４から選択され、ここでＩｇＧ重鎖における残基の番号付けはKabat等, Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD (1991)に記載されたようなＥＵインデックスのものである。一実施態様において、上記同定された８個の残基のうち１個のみが、改変されたＣ１ｑ結合能及び/もしくは補体依存性細胞毒性(ＣＤＣ)機能を持つポリペプチド変異体を製造するために変更されている。好ましくは、実際には２７０、３２９もしくは３２２の位置のアミノ酸残基のみが変更されている。場合によっては、上記同定されたアミノ酸のうち２もしくはそれ以上の位置が修飾されている。もし、置換が併用された場合、一般に、ヒトＣ１ｑ結合能を向上させるような修飾（例えば、３２６、３２７、３３３、および３３４）、もしくは、Ｃ１ｑ結合能を減少させるような修飾（例えば、２７０、３２２、３２９、および３３１）、が併用される。その後の実施例においては、４つ全ての位置（例えば、２７０、３２２、３２９、および３３１）が置換され得る。好ましくは、インビトロもしくはインビボにおいて、向上されたＣ１ｑ結合能および好ましく改善されたＣＤＣ活性を持つポリペプチドを産生するために、３２６、３２７、３３３、もしくは３３４の位置における２または３もしくは全てのさらなる置換が併用され、場合によっては、他のＦｃ領域の置換を伴う。
【００５０】
プロリンはヒトＩｇＧ'ｓの３２９位に保存される。この残基は好ましくはアラニンで置換されるが、例えばセリン、スレオニン、アスパラギン、グリシン又はバリンのような任意の他のアミノ酸での置換も考えられる。
プロリンはヒトＩｇＧ１、ＩｇＧ２およびＩｇＧ３の３３１位に保存されるがＩｇＧ４(３３１位にはセリン残基を有する)では保存されない。残基３３１は好ましくはアラニン又は他のアミノ酸、例えばセリン(ＩｇＧ４以外のＩｇＧ領域に対して)、グリシン又はバリンにより置換される。
リジン３２２はヒトＩｇＧｓにおいて保存され、この残基は好ましくはアラニン残基により置換されるが、任意の他のアミノ酸残基、例えばセリン、スレオニン、グリシン又はバリンによる置換も考えられる。
Ｄ２７０はヒトＩｇＧｓにおいて保存され、この残基は、例えばアラニン、セリン、スレオニン、グリシン、バリン、又はリジンのような他のアミノ酸残基により置換されうる。
Ｋ３２６もまたヒトＩｇＧｓにおいて保存される。この残基は、限定されるものではないが、バリン、グルタミン酸、アラニン、グリシン、アスパラギン酸、メチオニン、又はポリプトファンを含む他の残基により置換され得、トリプトファンが好ましい。
同様に、Ｅ３３３もまたヒトＩｇＧｓにおいて保存される。Ｅ３３３は、好ましくは、より小さい側鎖容積を持つアミノ酸残基、例えばバリン、グリシン、アラニン又はセリンにより置換され、セリンが好ましい。
Ｋ３３４はヒトＩｇＧｓにおいて保存され、アラニンのような他の残基又はその他の残基で置換されうる。
ヒトＩｇＧ１及びＩｇＧ３において残基３２７はアラニンである。改善されたＣ１ｑ結合を持つ変異体を生成するためには、このアラニンがグリシンのような他の残基と置換される。ＩｇＧ２及びｉｇＧ４において、残基３２７はグリシンであり、これはＣ１ｑ結合を破壊するためにアラニン(又は他の残基)により置換されうる。
上記に開示したように、改変されたエフェクター機能を持つＦｃ領域を構築することができる（例えば、Ｃ１ｑ結合能及び/もしくはＦｃＲ結合能を修飾したり、ＣＤＣ活性及び/もしくはＡＤＣＣ活性を変更することによる）。例えば、改善されたＣ１ｑ結合能およびＦｃγＲＩＩＩ結合能を有するＦｃ領域の変異体を；例えば、改善されたＡＤＣＣ活性およびＣＤＣ活性の両方を有する変異体、を産生することができる。場合により、エフェクター効果が軽減され、もしくは除去される事を望む場合には、減少したＣＤＣ活性および/もしくはＡＤＣＣ活性を持つＦｃ領域の変異体を設計することが可能である。他の実施態様においては、これらの活性のうち１のみを増強し、場合によっては、他の活性を減少させる（例えば、ＡＤＣＣ活性は向上されＣＤＣ活性は減少されるようなＦｃ領域の変異体を産生すること）事ができ得る。
【００５１】
更なるアミノ酸配列の修飾については、ポリペプチド変異体の正しい高次構造を維持することに関与しないシステイン残基を、一般にはセリンと置換して、分子の酸化安定性を改善し、異常な架橋を防止することも可能である。
他のタイプのアミノ酸置換はポリペプチドのグリコシル化パターンを改変するものである。これは、ポリペプチド中に見出される一又は複数の炭水化物部分を除去し、及び／又はポリペプチド中に見出されない一又は複数のグリコシル化部位を付加することによって、達成されうる。ポリペプチドのグリコシル化は典型的にはN-結合かＯ-結合である。Ｎ-結合はアスパラギン残基の側鎖への炭水化物部分の付着を意味する。Ｘがプロリン以外のアミノ酸であるアスパラギン-Ｘ-スレオニンのトリペプチド配列は、アスパラギン側鎖への炭水化物部分の酵素的付着に対する認識配列である。しかして、ポリペプチド中にこれらのトリペプチド配列の何れかが存在すると、潜在的なグリコシル化部位が創製される。Ｏ-結合グリコシル化は、５-ヒドロキシプロリン又は５-ヒドロキシリジンもまた使用しうるが、糖Ｎ-アセチルガラクトサミン、ガラクトース、又はキシロースの一つのヒドロキシアミノ酸、最も一般的にはセリン又はスレオニンへの付着を意味する。ポリペプチドへのグリコシル化部位の付加は、アミノ酸配列が一又は複数の上述のトリペプチド配列(Ｎ-結合グリコシル化部位に対するもの)を含むようにこれを改変することにより簡便に達成される。改変は、(Ｏ-結合グリコシル化に対する)原ポリペプチドの配列への一又は複数のセリン又はスレオニン残基の付加又は置換によりまたなされる。例示的なグリコシル化変異体は重鎖の残基Ａｓｎ２９７のアミノ酸置換を有している。
【００５２】
さらに、クラス、サブクラスあるいはＦｃ領域のアロタイプは、所望の異なるクラス、サブクラス、アロタイプにより相同性の高いアミノ酸配列を持つＦｃ領域を産生するために、一又は複数の更なるアミノ酸置換によって改変され得る。例えば、マウスのＦｃ領域は、よりヒトのＦｃ領域に相同性の高い配列を作製するために改変され得る；ヒト非ＡアロタイプＩｇＧ１Ｆｃ領域は、ＡアロタイプＩｇＧ１Ｆｃ領域などを得るために修飾され得る。一実施態様において、ＦｃＲ結合能および/もしくはＡＤＣＣ活性を改変するアミノ酸修飾は、Ｆｃ領域のＣＨ２ドメインに導入され、ＣＨ３ドメインは、欠失されているか、もしくは他の二量体化ドメインにより置換されている。しかしながら、好適には、ＣＨ３ドメインが保持されている（ここで開示されているようにエフェクター機能を変化させるようなアミノ酸修飾を除く）。
【００５３】
ポリペプチド変異体は出発ポリペプチドと比較した生物活性の任意の変化を評価するための一又は複数のアッセイにかけることができる。
好ましくは、ポリペプチド変異体は、非変異体ポリペプチドと比較して抗原結合能を本質的に保持し、すなわち、その結合能は非変異体ポリペプチドの約１/２０程は悪くない（例えば、約1/５倍までは悪くない）。ポリペプチド変異体の結合能は、例えば蛍光標示式細胞分取(ＦＡＣＳ)分析又は放射免疫沈降(ＲＩＡ)のような技術を使用して定量することができる。
ＦｃＲに結合するポリペプチド変異体の能力もまた評価しうる。ＦｃＲがＦｃレセプター、例えばＦｃγＲＩ又はＦｃＲｎもしくはＦｃγＲＩＩＩＡ−Ｖ１５８に対して高親和性である場合、モノマーポリペプチド変異体を滴定し、標準的なＥＬＩＳＡ型式でポリペプチド変異体に特異的に結合する抗体を使用して結合ポリペプチド変異体を測定することにより、結合を測定することができる(以下の実施例２を参照されたい)。低親和性ＦｃＲｓに対する他のＦｃＲ結合アッセイは、実施例１および実施例４において説明する
【００５４】
ポリペプチド変異体のＡＤＣＣ活性を評価するために、実施例４において記述されているようなインビトロにおけるＡＤＣＣアッセイは、様々はエフェクター：標的物質の比率を用いることにより実施することができる。そのようなアッセイにおいて有用な「エフェクター細胞」には、抹消血単核細胞（ＰＢＭＣ）およびナチュラルキラー細胞（ＮＫ細胞）が含まれる。代わりとして、もしくは場合によっては、ポリペプチド変異体のＡＤＣＣ活性はインビボにおいて評価することが可能である（例えば、Clynes et al. PNAS (USA) 95:652-656 (1998)において開示されているような動物モデル）。
Ｃ１ｑに結合し補体依存性細胞毒性(ＣＤＣ)を媒介する変異体の能力を評価することができる。
Ｃ１ｑ結合を定量するためには、Ｃ１ｑ結合ＥＬＩＳＡを実施することができる。簡潔に言えば、コーティングバッファーに入れたポリペプチド変異体又は出発ポリペプチド(対照)を４℃で一晩かけてアッセイプレートに塗布する。ついでプレートを洗浄し、ブロックする。洗浄に続いて、一定分量のヒトＣ１ｑを各ウェルに添加し室温で２時間インキュベートする。更なる洗浄に続いて、１００μｌのヒツジ抗-補体Ｃ１ｑペルオキシダーゼ抱合体抗体を各ウェルに添加し室温で１時間インキュベートする。プレートを再び洗浄バッファーで洗浄し、ＯＰＤ(Ｏ-フェニレンジアミンジヒドロクロリド(シグマ))を含む１００μｌの基質バッファーを各ウェルに添加してよい。黄色の出現により観察される酸化反応を３０分行わせ、１００μｌの４．５ＮのＨ２ＳＯ４の添加により停止させる。ついで(４９２−４０５)ｎｍで吸光度を読み取る。
ポリペプチド変異体の例はこのアッセイで「Ｃ１ｑ結合に有意な減少」を示すものである。これは、約１００μｇ／ｍｌのポリペプチド変異体が、非変異ＩｇＧ１のＦｃ領域を持つ１００μｇ／ｍｌの対照抗体と比較して約５０倍かそれ以上のＣ１ｑ結合の減少を示すことを意味する。最も好適な実施態様では、ポリペプチド変異体は「Ｃｉｑを結合しない」、すなわち１００μｇ／ｍｌのポリペプチド変異体は１００μｇ／ｍｌの対照抗体と比較して約１００倍かそれ以上のＣ１ｑ結合の減少を示す。
変異体の他の例は、「親ポリペプチドよりもヒトＣ１ｑに対してより良好な結合親和性を有する」ものである。そのような分子は、例えば、親ポリペプチドに比較して約２倍又はそれ以上、好ましくは約５倍又はそれ以上のヒトＣ１ｑ結合の改善を示しうる(例えばこれらの二分子に対してのＩＣ５０値で)。例えば、ヒトＣ１ｑは、親ポリペプチドと比較して約２倍から約５００倍、好ましくは約２倍又は約５倍から約１０００倍改善されうる。
【００５５】
補体の活性化を評価するために、補体依存性細胞毒性(ＣＤＣ)アッセイを、例えばGazzano-Santoro等, J. Immunol. Methods 202:163 (1996)に記載されているように実施することができる。簡潔に言えば、様々の濃度のポリペプチド変異体とヒト補体がバッファーで希釈される。ポリペプチド変異体が結合する抗原を発現する細胞を〜１ｘ１０６細胞／ｍｌの密度まで希釈する。ポリペプチド変異体、希釈ヒト補体及び抗原発現細胞の混合物を平底組織培養９６ウェルプレートに添加し、３７℃と５％のＣＯ２で２時間インキュベートさせ、補体媒介細胞溶解を促進する。ついで、５０μｌのアラマーブルー(Accumed International)を各ウェルに添加して３７℃で一晩インキュベートする。５３０ｎｍでの励起と５９０ｎｍでの発光を伴う９６ウェルのフルオロメータを使用して吸光度を測定する。結果は相対蛍光単位(ＲＦＵ)で表現される。試料濃度は標準曲線から算定することができ、非変異体ポリペプチドと比較した活性パーセントが興味あるポリペプチド変異体に対して報告される。
更に他の変異体の例は、「補体を活性化しない」ものである。例えば、ポリペプチド変異体の０．６μｇ／ｍｌは、非変異ＩｇＧ１のＦｃ領域を有する０．６μｇ／ｍｌの対照抗体と比較してこのアッセイで約０−１０％のＣＤＣ活性を示す。好ましくは変異体は上記のＣＤＣアッセイではＣＤＣ活性を有するとは思われない。
本発明はまた親ポリペプチドと比較してＣＤＣが増加したポリペプチド変異体、例えば、(比較される各分子のＩＣ５０値で)インビトロ又はインビボで約２倍から約１００倍のＣＤＣ活性の改善を示すものに関する。
【００５６】
Ａ．  レセプター結合アッセイ及び免疫複合体
例えばＦcγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢ、ＦｃγＲＩＩＩＡ及びＦｃγＲＩＩＩＢに対する場合のように、マイクロモルの範囲で、レセプターに対する被分析物の親和性が比較的弱い場合において、興味ある被分析物のレセプターへの結合を定量するのに特に有用であるレセプター結合アッセイ法がここに開発された。該方法は、非複合化被分析物と比較して興味のあるレセプターに対して改善された結合力を有する分子複合体の生成を含む。好適な分子複合体は、(ａ)Ｆｃ領域含有ポリペプチド(例えば、抗体又はイムノアドヘシン)；(ｂ)Ｆｃ領域含有ポリペプチドに対して少なくとも二つの結合部位を含む第１の標的分子；及び(ｃ)第１の標的分子に対して少なくとも二つの結合部位を含む第２の標的分子、を含んでなる免疫複合体である。
下記の実施例１では、Ｆｃ領域含有ポリペプチドは抗-ＩｇＥ抗体、例えば、Ｅ２７抗体(図４Ａ−４Ｂ)である。Ｅ２７は、１：１のモル比でヒトＩｇＥと混合されると、三つのＥ２７分子と三つのＩｇＥ分子とからなる安定な六量体を形成する。以下の実施例１において、「第１標的分子」は、抗ＶＥＧＦ抗体のＦａｂ部分がヒトＩｇＥのＦｃ部分に融合したＩｇＥのキメラ型であり、「第２標的分子」はＦａｂが結合する抗原(すなわち、ＶＥＧＦ)である。ＩｇＥの各分子は二つのＶＥＧＦ分子に結合する。ＶＥＧＦはまたＶＥＧＦ一分子当たりＩｇＥ二分子に結合する。２：１のモル比で組み換えヒトＶＥＧＦがＩｇＥ：Ｅ２７六量体に付加された場合、六量体はＩｇＥ：ＶＥＧＦ相互作用を介してより大きな分子量の複合体に連鎖される(図５)。得られる免疫複合体の抗ＩｇＥ抗体のＦｃ領域は、未複合化抗ＩｇＥ又は抗ＩｇＥ：ＩｇＥ六量体の何れよりも高い結合力をもってＦｃＲに結合する。
レセプター結合実験法に使用される分子複合体の他の型も考えられる。Ｆｃ領域含有ポリペプチド：第１標的分子の組み合わせのみを含む例には、イムノアドヘシン：リガンドの組み合わせ、例えばＶＥＧＦレセプター(ＫＤＲ)-イムノアドヘシン：ＶＥＧＦ及び全長二重特異性抗体(ｂｓＡｂ)：第１標的分子が含まれる。Ｆｃ領域含有ポリペプチド：第１標的分子：第２標的分子の組み合わせの更なる例には、非阻止抗体：可溶性レセプター：リガンドの組み合わせ、例えば抗Ｔｒｋ抗体：可溶性Ｔｒｋレセプター：ニューロトロフィンが含まれる(Urfer等, J. Biol. Chem. 273(10):5829-5840 (1998))。
レセプター結合アッセイにおける使用とは別に、上述の免疫複合体はＦｃ領域含有ポリペプチド機能の評価及び免疫複合体のインビボでのクリアランスを含む更なる用途を有している。従って、免疫複合体は哺乳動物に投与され(例えば臨床前動物実験)、その半減期等々が評価される。
【００５７】
レセプター結合を定量するには、興味のあるレセプターの結合ドメインを少なくとも含むポリペプチド(例えばＦｃＲのαサブユニットの細胞外ドメイン)を固相、例えばアッセイプレート上に塗布する。レセプターの結合ドメインだけあるいはレセプター融合タンパク質を標準的な手法を使用してプレートに塗布する。レセプター融合タンパク質の例には、レセプター-グルタチオンＳ-トランスフェラーゼ(ＧＳＴ)融合タンパク質、レセプター-キチン結合ドメイン融合タンパク質、レセプター-ヘキサＨｉｓタグ融合タンパク質(それぞれ、グルタチオン、キチン、及びニッケル被覆プレートに塗布)が含まれる。あるいは、捕獲分子をアッセイプレートに被覆し、融合タンパク質の非レセプター部分を介してレセプター-融合タンパク質を結合するために使用することができる。例には、レセプター-ヘキサＨｉｓ尾部融合を捕獲するために使用されるアッセイプレートに被覆された抗ヘキサＨｉｓＦ(ａｂ')２又はレセプター-ＧＳＴ融合を捕捉するために使用されるアッセイプレートに被覆された抗ＧＳＴ抗体が含まれる。他の実施態様では、レセプターの結合ドメインを少なくとも発現する細胞の結合性が評価される。細胞は、興味あるＦｃＲを発現する天然に生じる造血細胞でありえ、又はＦｃＲをコードする核酸又は試験細胞の表面に結合ドメインが発現されるようにその結合ドメインで形質転換されうる。
上述した免疫複合体はレセプター被覆プレートに添加され、分析物がレセプターに結合するように十分な時間インキュベートされる。ついで、プレートを洗浄して未結合複合体を除去し、既知の方法によって被分析物の結合性を検出することができる。例えば、結合性は、被分析物に特異的に結合し、場合によっては検出可能な標識とコンジュゲートする試薬(例えば抗体又はその断片)を使用して検出することができる(検出可能な標識とそれをポリペプチドにコンジュゲートさせる方法は、「ポリペプチド変異体の非治療的用途」と題された下記のセクションにおいて記載される)。
【００５８】
簡便さの点から、アッセイキット、すなわち、興味のあるレセプターに結合する分析物の能力を検査する際に分析物と組み合わされる試薬の包装した組み合わせとして、試薬を提供することができる。キットの成分は一般には予め決められた比で提供される。キットは第１標的分子及び／又は第２標的分子を提供し、場合によってはこれらは共に複合化されている。キットは更にレセプター又はその結合ドメイン(例えばＦｃＲのαサブユニットの細胞外ドメイン)で被覆されたアッセイプレートを含むことができる。通常は、酵素標識で直接又は間接に標識された、他の試薬、例えば検査される分析物に特異的に結合する抗体がまたキットに提供される。検出可能な標識が酵素である場合は、キットは基質及び酵素によって必要とされる補助因子(例えば、検出可能なクロモフォア又はフルオロフォアを提供する基質前駆体)を含むであろう。また、他の添加物、例えば安定剤、バッファー(例えばアッセイ及び／又は洗浄溶解バッファー)等々が含まれうる。様々な試薬の相対量は、アッセイの感度を実質的に最適化する試薬の溶液中の濃度をもたらすために広く変化させられうる。特に、試薬は、適切な濃度を有する試薬溶液を解凍時に提供する賦形剤を含む、通常は凍結乾燥された乾燥粉末として提供されうる。キットはまた好適にはアッセイを実施するための指示書を含む。
【００５９】
Ｂ．  抗体の調製
本発明の好適な実施態様において、ここでの教唆に従って改変されるＦｃ領域含有ポリペプチドは抗体である。抗体を生産する技術は以下の通りである。
(i)抗原の選択と調製
ポリペプチドが抗体である場合、それは興味のある抗原に対するものである。好ましくは、抗原は生物学的に重要なポリペプチドであり、病気又は疾患に罹っている哺乳動物への抗体の投与によりその哺乳動物に治療的恩恵が生じうる。しかし、非ポリペプチド抗原に対する抗体(例えば腫瘍関連糖脂質抗原；米国特許第５０９１１７８号参照)もまた考えられる。
抗原がポリペプチドである場合、それは膜貫通分子(例えば、レセプター)あるいはリガンド、例えば成長因子でありうる。抗原の例には、例えば、レニン；ヒト成長ホルモン、ウシ成長ホルモンを含む成長ホルモン；成長ホルモン放出因子；副甲状腺ホルモン；甲状腺刺激ホルモン；リポタンパク；α-１-アンチトリプシン；インシュリンＡ-鎖；インシュリンＢ-鎖；プロインシュリン；卵胞刺激ホルモン；カルシトニン；黄体形成ホルモン；グルカゴン；因子ＶＩＩＩＣ、因子ＩＸ、組織因子、及びvon Willebrands因子等の凝固因子；プロテインＣ等の抗凝固因子；心房性ナトリウム利尿因子；肺界面活性剤；ウロキナーゼ又はヒト尿又は組織型プラスミノーゲン活性化剤（ｔ−ＰＡ）等のプラスミノーゲン活性化剤；ボンベシン；トロンビン；造血性成長因子；腫瘍壊死因子-α及び-β；エンケファリナーゼ；ＲＡＮＴＥＳ(regulated on activation normally T-cell expressed and secreted)；ヒトマクロファージ炎症タンパク質(ＭＩＰ-１-α)；ヒト血清アルブミン等の血清アルブミン；ミューラー阻害物質；リラキシンＡ-鎖；リラキシンＢ-鎖；プロレラキシン；マウスゴナドトロピン関連ペプチド；ベータ−ラクタマーゼ等の微生物タンパク質；ＤＮアーゼ；ＩｇＥ；ＣＴＬＡ-４のような細胞毒性Ｔリンパ球関連抗原(ＣＴＬＡ)；
インヒビン；アクチビン；血管内皮成長因子（ＶＥＧＦ）；ホルモン又は成長因子のレセプター；プロテインＡ又はＤ；リウマチ因子；脳誘導神経向性因子（ＢＤＮＦ）、ニューロトロフィン-３、-４、-５又は-６（ＮＴ-３、ＮＴ-４、ＮＴ-５、又はＮＴ-６）、又はＮＧＦ-β等の神経成長因子等の神経成長因子；血小板誘導成長因子（ＰＤＧＦ）；ａＦＧＦ及びｂＦＧＦ等の繊維芽成長因子；表皮成長因子（ＥＧＦ）；ＴＧＦ-α及びＴＧＦ-β１、ＴＧＦ-β２、ＴＧＦ-β３、ＴＧＦ-β４、又はＴＧＦ-β５を含む、ＴＧＦ-βのようなトランスフォーミング成長因子(ＴＧＦ)；インシュリン様成長因子-Ｉ及び-ＩＩ（ＩＧＦ-Ｉ及びＩＧＦ-ＩＩ）；ｄｅｓ(１-３)-ＩＧＦ-Ｉ（脳ＩＧＦ-Ｉ）、インシュリン様成長因子結合タンパク質；ＣＤ３、ＣＤ４、ＣＤ８、ＣＤ１９及びＣＤ２０等のＣＤタンパク質；エリスロポエチン；骨誘導因子；免疫毒素；骨形成タンパク質(ＢＭＰ)；インターフェロン-α、-β、及び-γ等のインターフェロン；コロニー刺激因子（ＣＳＦｓ）、例えば、Ｍ−ＣＳＦ、ＧＭ−ＳＣＦ、及びＧ−ＣＳＦ；インターロイキン（ＩＬ）、例えば、ＩＬ-１からＩＬ-１０；スーパーオキシドジスムターゼ；Ｔ細胞レセプター；表面膜タンパク質；崩壊促進因子；ウイルス性抗原、例えばＡＩＤＳエンベロープの一部等；輸送タンパク質；ホーミングレセプター；アドレシン(addressin)；調節タンパク質；インテグリン、例えばＣＤ１１ａ、ＣＤ１１ｂ、ＣＤ１１ｃ、ＣＤ１８、ＩＣＡＭ、ＶＬＡ-４及びＶＣＡＭ；腫瘍関連抗原、例えばＨＥＲ２、ＨＥＲ３又はＨＥＲ４レセプター；及び上に列挙したポリペプチドの何れかの断片が含まれる。
【００６０】
本発明により包含される抗体に対する好適な分子標的には、ＣＤタンパク質、例えばＣＤ３、ＣＤ４、ＣＤ８、ＣＤ１９、ＣＤ２０及びＣＤ３４；ＥｒｂＢレセプターファミリーのメンバー、例えばＨＥＲ２、ＨＥＲ３又はＨＥＲ４レセプター；細胞接着分子、例えばＬＦＡ-１、Ｍａｃ１、ｐ１５０.９５、ＶＬＡ-４、ＩＣＡＭ-１、ＶＣＡＭ及びそのα又はβサブユニットを何れか含むαｖ／β３インテグリン(例えば、抗ＣＤ１１ａ、抗ＣＤ１８又は抗ＣＤ１１ｂ抗体)；成長因子、例えばＶＥＧＦ；ＩｇＥ；血液型抗原；ｆｌｋ２／ｆｌｔ３レセプター；肥満(ＯＢ)レセプター；ｍｐｌレセプター；ＣＴＬＡ-４；プロテインＣ等々が含まれる。
他の分子と場合によっては抱合していてもよい、可溶型抗原又はその断片を、抗体を産生するための免疫原として使用することができる。レセプターのような膜貫通分子に対しては、これらの断片(例えば、レセプターの細胞外ドメイン)を免疫原として使用することができる。あるいは、膜貫通分子を発現する細胞を免疫原として使用することもできる。そのような細胞は天然源(例えば、癌株化細胞)から取り出すことができ、又は膜貫通分子を発現するために組み換え法により形質転換された細胞でありうる。抗体の調製に対して有用な他の抗原とその型は当業者には明らかであろう。
【００６１】
(ii)ポリクローナル抗体
ポリクローナル抗体は、好ましくは、関連する抗原とアジュバントを複数回皮下(ｓｃ)又は腹腔内(ｉｐ)注射することにより、動物に産生される。免疫化されている種において免疫原性であるタンパク質、例えばキーホールリンペットヘモシアニン、血清アルブミン、ウシサイログロブリン、又は大豆トリプシンインヒビターに、二重官能性又は誘導体形成剤、例えばマレイミドベンゾイルスルホスクシンイミドエステル(システイン残基を介する抱合)、Ｎ-ヒドロキシスクシンイミド(リジン残基を介する抱合)、グルタルアルデヒド、無水コハク酸、ＳＯＣｌ２、又はＲ１Ｎ＝Ｃ＝ＮＲ(ここで、ＲとＲ１は異なったアルキル基である)を使用して、関連抗原を抱合させることが有用である。
動物を、例えばタンパク質又は抱合体１００μｇ又は５μｇ（それぞれウサギ又はマウスの場合）を完全フロイントアジュバント３容量と併せ、この溶液を複数部位に皮内注射することによって、抗原、免疫原性コンジュゲート、又は誘導体に対して免疫する。１ヶ月後、該動物を、完全フロイントアジュバントに入れた初回量の１／５ないし１／１０のペプチド又は抱合体を用いて複数部位に皮下注射することにより、追加免疫する。７ないし１４日後に動物を採血し、抗体価について血清を検定する。動物は、力価がプラトーに達するまで追加免疫する。好ましくは、動物は、同じ抗原の抱合体であるが、異なったタンパク質に抱合させた、及び／又は異なった架橋剤を介して抱合させた抱合体で追加免疫する。抱合体はまた、タンパク融合として組換え細胞培養中で調製することができる。また、ミョウバンのような凝集化剤が、免疫反応の増強のために好適に使用される。
【００６２】
(iii)モノクローナル抗体
モノクローナル抗体は、Kohler等, Nature, 256:495 (1975)により最初に記載されたハイブリドーマ法を用いて作製でき、又は組換えＤＮＡ法(米国特許第4,816,567号)によって作成することができる。
ハイブリドーマ法においては、マウス又はその他の適当な宿主動物、例えばハムスターもしくはマカクザルを上記のように免疫し、免疫化に用いられたタンパク質と特異的に結合する抗体を産生する、又は産生することのできるリンパ球を導き出す。別法として、リンパ球をインビトロで免疫することもできる。次に、リンパ球を、ポリエチレングリコールのような適当な融合剤を用いて骨髄腫細胞と融合させ、ハイブリドーマ細胞を形成させる(Goding, Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, 59-103頁(Academic Press, 1986))。
このようにして調製されたハイブリドーマ細胞を、融合していない親の骨髄腫細胞の増殖または生存を阻害する一又は複数の物質を好ましくは含む適当な培地に蒔き、増殖させる。例えば、親の骨髄腫細胞が酵素ヒポキサンチングアニジンホスホリボシルトランスフェラーゼ(ＨＧＰＲＴ又はＨＰＲＴ)を欠失するならば、ハイブリドーマのための培地は、典型的には、ＨＧＰＲＴ−欠失細胞の増殖を妨げる物質であるヒポキサンチン、アミノプテリン、及びチミジンを含有するであろう(ＨＡＴ培地)。
好ましい骨髄腫細胞は、効率的に融合し、選択された抗体産生細胞による抗体の安定な高レベルの発現を支援し、ＨＡＴ培地のような培地に対して感受性である細胞である。これらの中でも、好ましい骨髄腫株化細胞は、マウス骨髄腫ライン、例えば、ソーク・インスティテュート・セル・ディストリビューション・センター、サンディエゴ、カリフォルニア、ＵＳＡより入手し得るＭＯＰＣ-２１およびＭＰＣ-１１マウス腫瘍、及び、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション、ロックヴィル、メリーランド、ＵＳＡより入手し得るＳＰ-２又はＸ６３-Ａｇ８-６５３細胞から誘導されるものである。ヒト骨髄腫及びマウス−ヒトヘテロ骨髄腫株化細胞もまたヒトモノクローナル抗体の産生のために開示されている（Kozbor, J.Immunol., 133:3001 (1984)；Brodeur等, Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications,51-63頁、(Marcel Dekker, Inc., New York, 1987)）。
【００６３】
ハイブリドーマ細胞が生育している培地を、抗原に対するモノクローナル抗体の産生について検定する。好ましくは、ハイブリドーマ細胞により産生されるモノクローナル抗体の結合特異性は、免疫沈降又はインビトロ結合検定、例えばラジオイムノアッセイ(ＲＩＡ)又は酵素結合免疫吸着検定(ＥＬＩＳＡ)によって測定する。
所望の特異性、親和性、及び／又は活性の抗体を産生するハイブリドーマ細胞が確定された後、該クローンを限界希釈法によりサブクローニングし、標準的な方法により増殖させることができる(Goding, Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, 59-103頁(Academic Press, 1986))。この目的に対して好適な培地は、例えば、Ｄ-ＭＥＭ又はＲＰＭＩ-１６４０培地を包含する。また、該ハイブリドーマ細胞は、動物において腹水症腫瘍としてインビボで増殖させることができる。
サブクローンにより分泌されたモノクローナル抗体は、例えばプロテインＡ-セファロース、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、ゲル電気泳動、透析、又はアフィニティークロマトグラフィーのような常套的な免疫グロブリン精製法により、培地、腹水、又は血清から好適に分離される。
モノクローナル抗体をコードするＤＮＡは、常法を用いて(例えば、モノクローナル抗体の重鎖および軽鎖をコードしている遺伝子に特異的に結合できるオリゴヌクレオチドプローブを用いることにより)即座に分離され配列決定される。ハイブリドーマ細胞は、このようなＤＮＡの好ましい供給源となる。ひとたび分離されたならば、ＤＮＡを発現ベクター中に入れ、ついでこれを、この状況以外では免疫グロブリンタンパク質を産生しない大腸菌細胞、サルＣＯＳ細胞、チャイニーズハムスター卵巣(ＣＨＯ)細胞、又は骨髄腫細胞のような宿主細胞中に形質移入し、組換え宿主細胞におけるモノクローナル抗体の合成を獲得することができる。抗体の組換え生産は以下に更に詳細に説明する。
【００６４】
更なる実施態様において、抗体又は抗体断片は、McCafferty等, Nature, 348:552-554 (1990)に記載された技術を使用して産生される抗体ファージライブラリから分離することができる。Clackson等, Nature, 352:624-628 (1991)及び Marks等, J.Mol.Biol., 222:581-597 (1991)は、ファージライブラリを使用したマウス及びヒト抗体の分離を記述している。続く刊行物は鎖シャッフィングによる高親和性(ｎＭ範囲)のヒト抗体の生産(Marks等, Bio/Technology, 10:779-783(1992))、並びに非常に大きなファージライブラリを構築するための方策としてコンビナトリアル感染とインビボ組換え(Waterhouse等, Nuc.Acids.Res., 21:2265-2266 (1993))を記述している。従って、これらの技術はモノクローナル抗体の分離に対する伝統的なモノクローナル抗体ハイブリドーマ法に対する実行可能な別法である。
ＤＮＡはまた、例えば、ヒト重鎖及び軽鎖定常部のコード化配列を、相同的マウス配列の代わりに置換することにより(米国特許第4,816,567号；Morrison等, Proc.Nat.Acad.Sci. USA, 81:6851(1984))、又は免疫グロブリンコード化配列に非免疫グロブリンポリペプチドのコード化配列の全て又は一部を共有結合させることにより、修飾することができる。
典型的には、このような非免疫グロブリンポリペプチドは、抗体の定常部を置換し、又は抗体の１個の抗原結合部位の定常部を置換して、抗原に対する特異性を有する１個の抗原結合部位、及び異なる抗原に対する特異性を有するもう一つの抗原結合部位を含むキメラ二価抗体を作り出す。
【００６５】
(iv)ヒト化およびヒト抗体
ヒト化抗体は、非ヒトである供給源から導入された一又は複数のアミノ酸残基を有する。これらの非ヒトアミノ酸残基はしばしば「移入」残基と呼ばれ、これは典型的には「移入」可変ドメインから取られている。ヒト化は、本質的にはウィンターと共同研究者の方法(Jones等, Nature, 321:522-525 (1986); Riechmann等, Nature, 332:323-327 (1988); Verhoeyen等, Science, 239:1534-1536 (1988))に従って、齧歯類ＣＤＲ又はＣＤＲ配列でヒト抗体の対応配列を置換することにより、実施することができる。従って、このような「ヒト化」抗体は、無傷のヒト可変ドメインより実質上小さい部分が非ヒト種由来の対応配列によって置換されているキメラ抗体である(米国特許第4,816,567号)。実際、ヒト化抗体は、典型的には、幾つかのＣＤＲ残基及びことによると幾つかのＦＲ残基が、齧歯類抗体の類似部位からの残基によって置換されているヒト抗体である。
ヒト化抗体の作成に使用される軽鎖と重鎖両方のヒト可変ドメインの選択は、抗原性を低下させるために非常に重要である。いわゆる「ベストフィット」法によれば、齧歯類抗体の可変ドメインの配列を既知のヒト可変ドメイン配列の全ライブラリーに対してスクリーニングする。次いで、齧歯類の配列に最も近いヒト配列を、ヒト化抗体のためのヒトフレームワーク(ＦＲ)として受け入れる(Sims等, J.Immunol., 151:2296 (1993)；Chothiaら, J.Mol.Biol., 196:901 (1987))。もう一つの方法は、軽鎖又は重鎖の特定のサブグループの全てのヒト抗体のコンセンサス配列から誘導される特定のフレームワークを使用するものである。同じフレームワークを幾つかの異なるヒト化抗体に使用することができる(Carter等, Proc.Natl.Acad.Sci. USA, 89:4285 (1992)；Presta等, J.Immunol., 151:2623 (1993))。
【００６６】
更に、抗体は、抗原に対する高親和性及び他の望ましい生物学的性質を保持したままヒト化することが重要である。この目的を達成するため、好ましい方法によれば、親配列及び様々な概念的ヒト化生成物を、親およびヒト化配列の三次元モデルを用いて分析する工程によって、ヒト化抗体を調製する。三次元免疫グロブリンモデルは一般に利用でき、当業者には良く知られている。選ばれた候補免疫グロブリン配列の可能な三次元コンホメーション構造を例示し表示するコンピュータープログラムが利用できる。これらの表示を調べることにより、候補免疫グロブリン配列の機能における残基の可能な役割の分析、すなわち、候補免疫グロブリンがその抗原を結合させる能力に影響を及ぼす残基の分析が可能となる。このようにしてレシピエント及び移入配列からのＦＲ残基を選択し、結びつけることができ、所望の抗体の特性、例えば標的抗原に対する親和性の増加が達成される。一般に、ＣＤＲ残基は、直接的かつ最も実質的に抗原結合への影響に関与する。
別法として、免疫時に内因性免疫グロブリンの産生なしにヒト抗体の全レパートリーを産生することのできるトランスジェニック動物(例えば、マウス)を作ることが今は可能である。例えば、キメラ及び生殖系列突然変異体マウスにおける抗体重鎖結合領域(ＪH)遺伝子の同型接合除去が内因性抗体産生の完全な阻害をもたらすということが記載されている。このような生殖系列突然変異体マウスでのヒト生殖系列免疫グロブリン遺伝子列の転移は、抗原投与時にヒト抗体の産生をもたらすであろう。例えば、Jakobovits等, Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 90:2551 (1993)；Jakobovits等, Nature 362:255-258 (1993); Bruggerman等, Year in Immuno., 7:33 (1993)；及びDuchosal等, Nature 355:258 (1992)を参照されたい。ヒト抗体は、ファージディスプレーライブラリから取り出すこともできる(Hoogenboom等, J.Mol.Biol., 227:381 (1991)；Marks等, J.Mol.Biol., 222:581-597 (1991)；Vaughan等, Nature Biotech 14:309 (1996))。
【００６７】
(v)多重特異性抗体
多重特異性抗体は、少なくとも二つの異なる抗原に対する結合特異性を有する。このような分子は通常は二つの抗原を結合させるのみであるが(すなわち、二重特異性抗体、ＢｓＡｂｓ)、三重特異性抗体のような更なる特異性を持つ抗体もここで使用される場合この表現に包含される。ＢｓＡｂの例には、一方の腕が腫瘍細胞抗原に向けられ他方の腕が細胞毒性トリガー分子に向けられたもの、例えば抗-ＦｃγＲＩ／抗-ＣＤ１５、抗-ｐ１８５ＨＥＲ２／ＦｃγＲIII(ＣＤ１６)、抗-ＣＤ３／抗-悪性Ｂ細胞(１Ｄ１０)、抗-ＣＤ３／抗-ｐ１８５ＨＥＲ２、抗-ＣＤ３／抗-ｐ９７、抗-ＣＤ３／抗-腎臓細胞癌腫、抗-ＣＤ３／抗-ＯＶＣＡＲ-３、抗-ＣＤ３／Ｌ-Ｄ１(抗-大腸ガン腫)、抗-ＣＤ３／抗-メラニン細胞刺激ホルモン類似体、抗-ＥＧＦレセプター／抗-ＣＤ３、抗-ＣＤ３／抗-ＣＡＭＡ１、抗-ＣＤ３／抗-ＣＤ１９、抗-ＣＤ３／ＭｏＶ１８、抗-神経細胞接着分子(ＮＣＡＭ)／抗-ＣＤ３、抗-葉酸塩結合タンパク質(ＦＢＰ)／抗-ＣＤ３、抗-全癌腫随伴抗原(ＡＭＯＣ-３１)／抗-ＣＤ３；腫瘍抗原に特異的に結合する一つの腕と毒素に結合する一つの腕を持つＢｓＡｂ、例えば、抗-サポリン／抗-Ｉｄ-１、抗-ＣＤ２２／抗-サポリン、抗-ＣＤ７／抗-サポリン、抗-ＣＤ３８／抗-サポリン、抗-ＣＥＡ／抗-リシンＡ鎖、抗-インターフェロンα(ＩＦＮ-α)／抗-ハイブリドーマイディオタイプ、抗-ＣＥＡ／抗-ビンカアルカロイド；(マイトマイシンホスフェートのマイトマイシンアルコールへの転換を触媒する)抗-ＣＤ３０／抗-アルカリホスファターゼのような酵素活性化プロドラッグを転換するためのＢｓＡｂ；抗-フィブリン／抗-組織プラスミノーゲンアクチベーター(ｔＰＡ)、抗-フィブリン／抗-ウロキナーゼ型プラスミノーゲンアクチベーター(ｕＰＡ)のような線維素溶解剤として使用することができるＢｓＡｂ；抗-低密度リポタンパク質(ＬＤＬ)／抗-Ｆｃレセプター(例えばＦｃγＲＩ、ＦｃγＲII又はＦｃγＲIII)のような細胞表面レセプターへ免疫複合体をターゲティングするためのＢｓＡｂ；抗-ＣＤ３／抗-単純ヘルペスウィルス(ＨＳＶ)、抗-Ｔ細胞レセプター：ＣＤ３複合体／抗-インフルエンザ、抗-ＦｃγＲ／抗-ＨＩＶのような感染性疾患の治療に使用されるＢｓＡｂ；抗-ＣＥＡ／抗-ＥＯＴＵＢＥ、抗-ＣＥＡ／抗-ＤＰＴＡ、抗-ｐ１８５ＨＥＲ２／抗-ハプテンのようなインビトロ又はインビボでの腫瘍検出のためのＢｓＡｂ；ワクチンアジュバントとしてのＢｓＡｂ；及び抗-ウサギＩｇＧ／抗-フェリチン、抗-セイヨウワサビペルオキシダーゼ(ＨＲＰ)／抗-ホルモン、抗-ソマトスタチン／抗-サブスタンスＰ、抗-ＨＲＰ／抗-ＦＩＴＣ、抗-ＣＥＡ／抗-βガラクトシダーゼのような診断ツールとしてのＢｓＡｂが含まれる。三重特異性抗体の例には、抗-ＣＤ３／抗-ＣＤ４／抗-ＣＤ３７、抗-ＣＤ３／抗-ＣＤ５／抗-ＣＤ３７及び抗-ＣＤ３／抗-ＣＤ８／抗-ＣＤ３７が含まれる。二重特異性抗体は全長抗体又は抗体断片(例えばＦ(ａｂ')２二重特異性抗体)として調製することができる。
【００６８】
二重特異性抗体を作成する方法は当分野において既知である。全長二重特異性抗体の伝統的な組換え産生は二つの免疫グロブリン重鎖-軽鎖対の同時発現に基づき、ここで二つの該鎖は異なる特異性を持っている(Millstein等, Nature, 305:537-539 (1983))。免疫グロブリン重鎖及び軽鎖が無作為に取り揃えられているため、これらのハイブリドーマ(四部雑種)は１０個の異なる抗体分子の可能性ある混合物を産生し、そのうちただ一つが正しい二重特異性構造を有する。通常、アフィニティークロマトグラフィー工程により行われる正しい分子の精製は、かなり煩わしく、生成物収率は低い。同様の方法が国際公開第WO 93/08829号及びTraunecker等,EMBO J., 10:3655-3659 (1991)に開示されている。
異なったアプローチ法によると、所望の結合特異性を有する抗体可変ドメイン（抗原−抗体結合部位）を、免疫グロブリン不変ドメイン配列と融合させる。該融合は好ましくは、少なくともヒンジの一部、ＣＨ２及びＣＨ３領域を含む免疫グロブリン重鎖定常部との融合である。軽鎖の結合に必要な部位を含む第一の重鎖定常領域(ＣＨ１)を、融合の少なくとも一つに存在させることが望ましい。免疫グロブリン重鎖の融合、そして、望まれるならば免疫グロブリン軽鎖をコードしているＤＮＡを、別個の発現ベクター中に挿入し、適当な宿主生物に同時トランスフェクトする。これにより、作成に使用される三つのポリペプチド鎖の等しくない比率が最適な収率を提供する態様において、三つのポリペプチドフラグメントの相互の割合の調節に大きな融通性が与えられる。しかし、少なくとも二つのポリペプチド鎖の等しい比率での発現が高収率をもたらすとき、又は、その比率が特に重要性を持たないときは、２または３個全てのポリペプチド鎖のためのコード化配列を一つの発現ベクターに挿入することが可能である。
このアプローチ法の好適な実施態様において、二重特異性抗体は、第一の結合特異性を有する一方の腕のハイブリッド免疫グロブリン重鎖、及び他方の腕のハイブリッド免疫グロブリン重鎖-軽鎖対(第二の結合特異性を提供する)で構成される。二重特異性分子の半分しか免疫グロブリン軽鎖がないことで容易な分離法が提供されるため、この非対称的構造は、所望の二重特異性化合物を不要な免疫グロブリン鎖の組み合わせから分離することを容易にすることが分かった。このアプローチ法は、ＷＯ９４／０４６９０に開示されている。二重特異性抗体を作製する更なる詳細については、例えばSureshら, Methods in Enzymology, 121:210 (1986)を参照されたい。国際公開WO 96/27011号に記載された他のアプローチ法によれば、一対の抗体分子間の界面を操作して組換え細胞培養から回収されるヘテロ二量体のパーセントを最大にすることができる。好適な界面は抗体定常ドメインのＣＨ３ドメインの少なくとも一部を含む。この方法では、第１抗体分子の界面からの一又は複数の小さいアミノ酸側鎖がより大きな側鎖(例えばチロシン又はトリプトファン)と置換される。大きな側鎖と同じ又はより小さいサイズの相補的「キャビティ」を、大きなアミノ酸側鎖を小さいもの(アラニン又はスレオニン)と置き換えることにより第２の抗体分子の界面に作り出す。これにより、ホモ二量体のような不要の他の最終産物に対してヘテロ二量体の収量を増大させるメカニズムが提供される。
【００６９】
二重特異性抗体は、架橋した又は「ヘテロ抱合体抗体」もまた含む。例えば、ヘテロ抱合体の抗体の一方はアビジンに結合され、他方はビオチンに結合され得る。そのような抗体は、例えば、不要の細胞に対する免疫系細胞を標的とするため(米国特許第4,676,980号)、及びＨＩＶ感染の治療のために提案された(WO 91/00360, WO 92/00373, 及びEP 03089)。ヘテロコンジュゲート抗体は、任意の簡便な架橋法を用いて作製することができる。好適な架橋剤は当該分野において良く知られており、幾つかの架橋技術と共に米国特許第４６７６９８０号に開示されている。
二価より多い抗体も考えられる。例えば、三重特異性抗体を調製することができる。Tutt等 J.Immunol. 147:60(1991)。
ここで興味のあるポリペプチドは好ましくは抗体であるが、ここに記載した方法に従って修飾できる他のＦｃ領域含有ポリペプチドも考えられる。そのような分子の例はイムノアドヘシンである。
【００７０】
Ｃ．イムノアドヘシンの調製
最も簡単で最も直接的なイムノアドヘシンの設計は、アドヘシンの結合ドメイン(例えば、レセプターの細胞外ドメイン(ＥＣＤ))を免疫グロブリン重鎖のＦｃ領域と組み合わせるものである。通常は、本発明のイムノアドヘシンを調製する場合、アドヘシンの結合ドメインをコードする核酸を、免疫グロブリン定常ドメイン配列のＮ末端をコードする核酸にＣ末端的に融合されるが、Ｎ末端融合もまた可能である。
典型的には、そのような融合において、コード化されるキメラポリペプチドは免疫グロブリン重鎖の定常ドメインの機能的に活性なヒンジ、ＣＨ２及びＣＨ３ドメインを保持する。融合はまた定常ドメインのＦｃ領域のＣ末端、又は重鎖のＣＨ１又は軽鎖の対応する領域にＮ末端に直ぐになされる。融合がなされる正確な部位は重要なものではない；特定の部位がよく知られており、イムノアドヘシンの生物活性、分泌、又は結合特性を最適化するために選択されうる。
好適な実施態様では、アドヘシン配列が免疫グロブリンＧ１(ＩｇＧ１)のＦｃ領域のＮ末端に融合される。アドヘシン配列に重鎖定常領域全体を融合させることができる。しかし、より好ましくは、ＩｇＧのＦｃを化学的に定めるパパイン切断部位の直ぐ上流のヒンジ領域に始まる配列(すなわち、重鎖定常領域の最初の残基を１１４として残基２１６)、又は他の免疫グロブリンの類似部位が融合において使用される。特に好適な実施態様では、アドヘシンアミノ酸配列はＩｇＧ重鎖の(ａ)ヒンジ領域及びＣＨ２及びＣＨ３又は(ｂ)ＣＨ１、ヒンジ、ＣＨ２及びＣＨ３ドメインに融合される。
【００７１】
二重特異的イムノアドヘシンについては、イムノアドヘシンは多量体として、特にヘテロ二量体又はヘテロ四量体として組み立てられる。一般には、これらの組み立てられた免疫グロブリンは既知の単位構造を有している。基本的な四鎖構造単位はＩｇＧ、ＩｇＤ及びＩｇＥが存在する型である。四鎖単位はより高分子量の免疫グロブリンにおいて繰り返される；ＩｇＭは一般にジスルフィド結合によって一緒に保持される四つの基本単位の五量体として存在する。ＩｇＧグロブリン、そして時折ＩｇＧグロブリンが血清中に多量体型で存在しうる。多量体の場合、四つの単位の各々は同じでも異なっていてもよい。
ここに記載した範囲内の様々な組み立てられたイムノアドヘシンの例は以下に概略的に模式化される：
(ａ)ＡＣＬ-ＡＣＬ；
(ｂ)ＡＣＨ-(ＡＣＨ,ＡＣＬ-ＡＣＨ,ＡＣＬ-ＶＨＣＨ,又はＶＬＣＬ-ＡＣＨ)；
(ｃ)ＡＣＬ-ＡＣＨ-(ＡＣＬ-ＡＣＨ,ＡＣＬ-ＶＨＣＨ,ＶＬＣＬ-ＡＣＨ,又はＶＬＣＬ-ＶＨＣＨ)；
(ｄ)ＡＣＬ-ＶＨＣＨ-(ＡＣＨ,又はＡＣＬ-ＶＨＣＨ,又はＶＬＣＬ-ＡＣＨ)；
(ｅ)ＶＬＣＬ-ＡＣＨ-(ＡＣＬ-ＶＨＣＨ,又はＶＬＣＬ-ＡＣＨ)；及び
(ｆ)(Ａ-Ｙ)ｎ-(ＶＬＣＬ-ＶＨＣＨ)２；
ここで、各Ａは同一又は異なったアドヘシンアミノ酸配列を示し；
ＶＬは免疫グロブリン軽鎖可変ドメインであり；
ＶＨは免疫グロブリン重鎖可変ドメインであり；
ＣＬは免疫グロブリン軽鎖定常ドメインであり；
ＣＨは免疫グロブリン重鎖定常ドメインであり；
ｎは１より大きい整数であり；
Ｙは共有結合架橋剤の残基を示す。
簡潔のため、先の構造はキーとなる特徴を示しているのみである；これらは、免疫グロブリンの結合する(Ｊ)又は他のドメインを示していないしジスルフィド結合も示していない。しかし、そのようなドメインが結合活性に対して必要である場合は、それらを構築して、免疫グロブリン分子にそれらが占める通常の位置に存在させることができる。
あるいは、アドヘシン配列は、キメラ重鎖を含んでなる免疫グロブリンが得られるように、免疫グロブリン重鎖と軽鎖配列の間に挿入することができる。この実施態様では、アドヘシン配列は免疫グロブリンの各アームの免疫グロブリンの重鎖の３’末端に、ヒンジとＣＨ２ドメインの間、又はＣＨ２とＣＨ３ドメインの間の何れかで融合される。同様な作成物がHoogenboom等,Mol.Immunol.28:1027-1037(1991)によって報告されている。
免疫グロブリン軽鎖の存在は本発明のイムノアドヘシンにおいて必要ではないけれども、免疫グロブリン軽鎖はアドヘシン-免疫グロブリン重鎖融合ポリペプチドに共有結合的に結合するか、アドヘシンに直接的に融合されるかもしれない。前者の場合、免疫グロブリン軽鎖をコードするＤＮＡは典型的にはアドヘシン-免疫グロブリン重鎖融合タンパク質をコードするＤＮＡと同時発現される。分泌時に雑種重鎖及び軽鎖が共有結合的に結合されて、二つのジスルフィド結合免疫グロブリン重鎖-軽鎖対を含んでなる免疫グロブリン様構造を提供する。そのような構造の調製に好適な方法は、例えば1989年3月28日に発行された米国特許第4,816,567号に開示されている。
イムノアドヘシンは最も簡便には免疫グロブリンｃＤＮＡ配列にインフレームでアドヘシン部分をコードするｃＤＮＡ配列を融合させることにより構築される。しかし、ゲノム免疫グロブリン断片への融合もまた使用することができる(例えば、Aruffo等,Cell61:1303-1313(1990)；及びStamenkovic等,Cell66:1133-1144(1991)を参照されたい)。融合の後者のタイプは、発現に対してＩｇ調節配列の存在を必要とする。ＩｇＧ重鎖定常領域をコードするｃＤＮＡは、脾臓又は抹消血リンパ球から取り出されたｃＤＮＡライブラリーからの刊行された配列に基づいて、ハイブリダイゼーションにより、又はポリメラーゼ鎖反応(ＰＣＲ)法により単離することができる。「アドヘシン」をコードするｃＤＮＡとイムノアドヘシンの免疫グロブリンが、選ばれた宿主細胞において効率的な発現を指示するプラスミドベクター内にタンデムに挿入される。
【００７２】
Ｄ．  ベクター、宿主細胞及び組換え方法
本発明はまたここに開示したポリペプチド変異体をコードしている単離された核酸、該核酸を含むベクター及び宿主細胞、及びポリペプチド変異体の生産に対する組換え方法を提供する。
ポリペプチド変異体の組換え生産のために、それをコードする核酸が単離され、さらなるクローニング(ＤＮＡの増幅)又は発現のために、複製可能なベクター内に挿入される。ポリペプチド変異体をコードするＤＮＡは直ぐに単離され、通常の手法(例えば、ポリペプチド変異体をコードする遺伝子に特異的に結合可能なオリゴヌクレオチドを使用するもの)を用いて配列決定される。多くのベクターが公的に入手可能である。ベクター成分としては、一般に、これらに制限されるものではないが、次のものの一又は複数が含まれる：シグナル配列、複製開始点、一又は複数のマーカー遺伝子、エンハンサーエレメント、プロモーター、及び転写終結配列である。
【００７３】
(i)シグナル配列成分
本発明のポリペプチド変異体は直接的に組換え手法によって生産されるだけではなく、シグナル配列あるいは成熟タンパク質あるいはポリペプチドのＮ末端に特異的切断部位を有する他のポリペプチドである異種性ポリペプチドとの融合ペプチドとしても生産される。好ましく選択された異種シグナル配列は宿主細胞によって認識され加工される(すなわち、シグナルペプチダーゼによって切断される)ものである。天然ポリペプチド変異体シグナル配列を認識せずプロセシングしない原核生物宿主細胞に対しては、シグナル配列は、例えばアルカリホスファターゼ、ペニシリナーゼ、ｌｐｐあるいは熱安定なエンテロトキシンIIリーダーの群から選択される原核生物シグナル配列により置換される。酵母の分泌に関しては、天然シグナル配列は、酵母インベルターゼリーダー、アルファ因子リーダー(酵母菌属(Saccharomyces)及びクルイベロマイシス(Kluyveromyces)α因子リーダーを含む)、又は酸ホスフォターゼリーダー、白体(C.albicans)グルコアミラーゼリーダー、又は国際特許出願第WO 90/13646号に記載されているシグナルにより置換されうる。哺乳動物細胞の発現においては、哺乳動物のシグナル配列並びにウイルス分泌リーダー、例えば単純ヘルペスｇＤシグナルが利用できる。
このような前駆体領域のＤＮＡは、好ましくは、ポリペプチド変異体をコードするＤＮＡにリーディングフレームが結合される。
(ii)複製開始点成分
発現及びクローニングベクターは共に一又は複数の選択された宿主細胞においてベクターの複製を可能にする核酸配列を含む。一般に、この配列はクローニングベクターにおいて、宿主染色体ＤＮＡとは独立にベクターが複製することを可能にするものであり、複製開始点又は自律的複製配列を含む。そのような配列は多くの細菌、酵母及びウイルスに対してよく知られている。プラスミドｐＢＲ３２２に由来する複製開始点は大部分のグラム陰性細菌に好適であり、２μプラスミド開始点は酵母に適しており、様々なウイルス開始点(ＳＶ４０、ポリオーマ、アデノウイルス、ＶＳＶ又はＢＰＶ)は哺乳動物細胞におけるクローニングベクターに有用である。一般には、哺乳動物の発現ベクターには複製開始点成分は不要である(ＳＶ４０開始点が典型的には初期プロモーターを有しているため用いられる)。
【００７４】
(iii)選択遺伝子成分
発現及びクローニングベクターは、典型的には、選べるマーカーとも称される選択遺伝子を含む。典型的な選択遺伝子は、(a)アンピシリン、ネオマイシン、メトトレキセートあるいはテトラサイクリンのような抗生物質あるいは他の毒素に耐性を与え、(b)栄養要求性欠陥を補い、(c)例えばバシリに対する遺伝子コードＤ-アラニンラセマーゼのような、複合培地から得られない重要な栄養素を供給する、タンパク質をコードする。
選択技術の一例においては、宿主細胞の成長を抑止する薬物が用いられる。異種性遺伝子で首尾よく形質転換した細胞は、抗薬物性を付与し、選択工程を生存するタンパク質を生産する。このような優性選択の例としては、薬物ネオマイシン、ミコフェノール酸又はハイグロマイシンが使用される。
哺乳動物細胞に適切な選択可能なマーカーの他の例は、ポリペプチド変異体核酸を捕捉することのできる細胞成分を同定することのできるもの、例えばＤＨＦＲ、チミジンキナーゼ、メタロチオネインＩ及びＩＩ、好ましくは、霊長類メタロチオネイン遺伝子、アデノシンデアミナーゼ、オルニチンデカルボキシラーゼ等々である。
例えば、ＤＨＦＲ選択遺伝子によって形質転換された細胞は、先ず、ＤＨＦＲの競合的アンタゴニストであるメトトリキセート(Mtx)を含む培地において形質転換物の全てを培養することで同定される。野生型ＤＨＦＲを用いた場合の好適な宿主細胞は、ＤＨＦＲ活性に欠陥のあるチャイニーズハムスター卵巣(ＣＨＯ)株化細胞である。
【００７５】
あるいは、ポリペプチド変異体をコードするＤＮＡ配列、野生型ＤＨＦＲタンパク質、及びアミノグリコシド３'-ホスホトランスフェラーゼ(APH)のような他の選べるマーカーで形質転換あるいは同時形質転換した宿主細胞(特に、内在性ＤＨＦＲを含む野生型宿主)は、カナマイシン、ネオマイシンあるいはＧ４１８のようなアミノグリコシド抗生物質のような選択可能マーカーの選択剤を含む培地における細胞増殖により選択することができる。米国特許第4,965,199号を参照。
酵母中での使用に好適な選択遺伝子は酵母プラスミドＹＲｐ７に存在するｔｒｐ１遺伝子である(Stinchcomb等, Nature, 282：39(1979))。ｔｒｐ１遺伝子は、例えば、ＡＴＣＣ第４４０７６号あるいはＰＥＰ４-１のようなトリプトファン内で成長する能力に欠ける酵母の突然変異株に対する選択マーカーを提供する。Jones, Genetics, 85:12 (1977)。酵母宿主細胞ゲノムにｔｒｐ１破壊が存在することは、トリプトファンの不存在下における増殖による形質転換を検出するための有効な環境を提供する。同様に、Ｌｅｕ２欠陥酵母株(ATCC 20,622あるいは 38,626)は、Ｌｅｕ２遺伝子を有する既知のプラスミドによって補完される。
さらに、１．６μｍの円形プラスミドｐＫＤ１由来のベクターは、クルイヴェロマイシス(Kluyveromyces)酵母の形質転換に用いることができる。あるいは、組換え子ウシのキモシンの大量生産のための発現系がＫ.ラクティス(lactis)に対して報告されている。Van den Berg, Bio/Technology, 8:135 (1990)。クルイヴェロマイシスの工業的な菌株からの、組換えによる成熟したヒト血清アルブミンを分泌する安定した複数コピー発現ベクターも開示されている。Fleer 等, Bio/Technology,9:968-975 (1991)。
【００７６】
(ｉｖ)プロモーター成分
発現およびクローニング用ベクターは、宿主生物によって認識され、かつポリペプチド変異体をコードする核酸と動作可能な状態で結合されているプロモータを含んでいる。原核生物宿主での使用に好適なプロモーターはｐｈｏＡプロモーター、βラクタマーゼ及びラクトースプロモーター系、アルカリホスファターゼ、トリプトファン(trp)プロモーター系、及びハイブリッドプロモーター、例えばｔａｃプロモーターを含む。しかし、他の既知の細菌プロモーターも好適である。細菌系で使用するプロモータもまたポリペプチド変異体をコードするＤＮＡと作用可能に結合したシャイン・ダルガーノ(S.D.)配列を有する。
真核生物に対してもプロモーター配列が知られている。実質的に全ての真核生物の遺伝子は、転写開始部位からおよそ２５ないし３０塩基上流に見出されるＡＴリッチ領域を有する。多数の遺伝子の転写開始位置から７０ないし８０塩基上流に見出される他の配列は、Ｎが任意のヌクレオチドであるＣＮＣＡＡＴ領域である。大部分の真核生物遺伝子の３'末端には、コード配列の３'末端へのポリＡ尾部の付加に対するシグナルであるＡＡＴＡＡＡ配列がある。これらの配列は全て真核生物の発現ベクターに適切に挿入される。
酵母宿主と共に用いて好適なプロモーター配列の例としては、３-ホスホグリセラートキナーゼ又は他の糖分解酵素、例えばエノラーゼ、グリセルアルデヒド-３-リン酸デヒドロゲナーゼ、デヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グルコース-６-リン酸イソメラーゼ、３-ホスホグリセレートムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオセリン酸イソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼ、及びグルコキナーゼが含まれる。
【００７７】
他の酵母プロモーターとしては、成長条件によって転写が制御される付加的効果を有する誘発的プロモーターであり、アルコールデヒドロゲナーゼ２、イソチトクロムＣ、酸ホスファターゼ、窒素代謝と関連する分解性酵素、メタロチオネイン、グリセルアルデヒド-３-リン酸デヒドロゲナーゼ、及びマルトース及びガラクトースの利用を支配する酵素のプロモーター領域がある。酵母の発現に好適に用いられるベクターとプロモータはEP 73657に更に記載されている。また酵母エンハンサーも酵母プロモーターと共に好適に用いられる。
哺乳動物の宿主細胞におけるベクターからのポリペプチド変異体転写は、例えば、ポリオーマウィルス、伝染性上皮腫ウィルス、アデノウィルス(例えばアデノウィルス２)、ウシ乳頭腫ウィルス、トリ肉腫ウィルス、サイトメガロウィルス、レトロウィルス、Ｂ型肝炎ウィルス及び最も好ましくはサルウィルス４０(SV40)のようなウィルスのゲノムから得られるプロモーター、異種性哺乳動物プロモーター、例えばアクチンプロモーター又は免疫グロブリンプロモーター、熱ショックプロモーター、このようなプロモーターが宿主細胞系に適合し得る限り、調節される。
ＳＶ４０ウィルスの初期及び後期プロモーターは、ＳＶ４０ウイルスの複製起点をさらに含むＳＶ４０制限断片として簡便に得られる。ヒトサイトメガロウィルスの最初期プロモーターは、ＨｉｎｄＩＩＩＥ制限断片として簡便に得られる。ベクターとしてウシ乳頭腫ウィルスを用いて哺乳動物宿主でＤＮＡを発現する系が、米国特許第4,419,446号に開示されている。この系の変更例は米国特許第4,601,978号に開示されている。また、単純ヘルペスウイルス由来のチミジンキナーゼプロモーターの調節下でのマウス細胞におけるヒトβインターフェロンｃＤＮＡの発現について、Reyes等, Nature, 297：598-601(1982)を参照されたい。あるいは、ラウス肉腫ウィルス長末端反復をプロモーターとして使用することができる。
【００７８】
(v)エンハンサーエレメント成分
より高等の真核生物による本発明のＲＴＤをコードしているＤＮＡの転写は、ベクター中にエンハンサー配列を挿入することによって増強され得る。哺乳動物の遺伝子由来の多くのエンハンサー配列が現在知られている(グロビン、エラスターゼ、アルブミン、α-フェトプロテイン及びインスリン)。しかしながら、典型的には、真核細胞ウィルス由来のエンハンサーが用いられるであろう。例としては、複製起点の後期側のＳＶ４０エンハンサー(１００-２７０塩基対)、サイトメガロウィルス初期プロモーターエンハンサー、複製起点の後期側のポリオーマエンハンサー及びアデノウィルスエンハンサーが含まれる。真核生物のプロモーターの活性化のための増強要素については、Yaniv, Nature, 297:17-18 (1982)もまた参照のこと。エンハンサーは、ＲＴＤコード配列の５'又は３'位でベクター中にスプライシングされ得るが、好ましくはプロモーターから５'位に位置している。
【００７９】
(vi)転写終結成分
真核生物宿主細胞(酵母、真菌、昆虫、植物、動物、ヒト、又は他の多細胞生物由来の有核細胞)に用いられる発現ベクターは、また転写の終結及びｍＲＮＡの安定化に必要な配列を含む。このような配列は、真核生物又はウィルスのＤＮＡ又はｃＤＮＡの５'、時には３'の非翻訳領域から一般に取得できる。これらの領域は、ＲＴＤをコードしているｍＲＮＡの非翻訳部分にポリアデニル化断片として転写されるヌクレオチドセグメントを含む。一つの有用な転写終結成分はウシ成長ホルモンポリアデニル化領域である。国際公開WO 94/11026とここに開示した発現ベクターを参照されたい。
【００８０】
(vii)宿主細胞の選択及び形質転換
ここに記載のベクターにＤＮＡをクローニングあるいは発現するために適切な宿主細胞は、上述の原核生物、酵母、又は高等真核生物細胞である。この目的にとって適切な原核生物は、限定するものではないが、真正細菌、例えばグラム陰性又はグラム陽性生物体、例えばエシェリチアのような腸内菌科、例えば大腸菌、エンテロバクター、エルウィニア(Erwinia)、クレブシエラ、プロテウス、サルモネラ、例えばネズミチフス菌、セラチア属、例えばセラチア・マルセスキャンス及び赤痢菌属、並びに桿菌、例えば枯草菌及びバシリ・リチェフォルミス(licheniformis)(例えば、1989年4月12日に公開された DD 266,710に開示されたバシリ・リチェニフォルミス４１Ｐ)、シュードモナス属、例えば緑膿菌及びストレプトマイセス属を含む。一つの好適な大腸菌クローニング宿主は大腸菌２９４(ＡＴＣＣ３１４４６)であるが、他の大腸菌Ｂ、大腸菌Ｘ１７７６(ＡＴＣＣ３１５３７)及び大腸菌Ｗ３１１０(ＡＴＣＣ２７３２５)のような株も好適である。これらの例は限定するものではなく例示的なものである。
【００８１】
原核生物に加えて、糸状菌又は酵母菌のような真核微生物は、ポリペプチド変異体をコードするベクターのための適切なクローニング又は発現宿主である。サッカロミセス・セレヴィシア、又は一般的なパン酵母は下等真核生物宿主微生物のなかで最も一般的に用いられる。しかしながら、多数の他の属、種及び菌株も、一般的に入手可能でここで使用でき、例えば、シゾサッカロマイセスポンベ；クルイベロマイセス宿主、例えばＫ.ラクティス、Ｋ．フラギリス(ＡＴＣＣ１２４２４)、Ｋ.ブルガリカス(ＡＴＣＣ１６０４５)、Ｋ．ウィッケラミイ(ＡＴＣＣ２４１７８)、Ｋ.ワルチイ(ＡＴＣＣ５６５００)、Ｋ．ドロソフィラルム(ＡＴＣＣ３６９０６)、Ｋ．サーモトレランス、及びＫ．マルキシアナス；ヤローウィア(ＥＰ４０２２２６)；ピチアパストリス(ＥＰ１８３０７０)；カンジダ；トリコデルマ・リーシア(ＥＰ２４４２３４)；アカパンカビ；シュワニオマイセス、例えばシュワニオマイセスオクシデンタリス；及び糸状真菌、例えばパンカビ属、アオカビ属、トリポクラジウム、及びコウジカビ属宿主、例えば偽巣性コウジ菌及びクロカビが使用できる。
【００８２】
グリコシル化ポリペプチド変異体の発現に適切な宿主細胞は、多細胞生物から誘導される。このような宿主細胞は、複雑なプロセシング及びグリコシル化活動が可能である。原則的には、脊椎動物であろうと無脊椎動物培養であろうと、任意のより高等の真核生物細胞培養が使用できる。無脊椎動物細胞の例としては植物及び昆虫細胞が含まれる。多数のバキュロウィルス株及び変異体及び対応する許容可能な昆虫宿主細胞、例えばスポドプテラ・フルギペルダ(毛虫)、アエデス・アエジプティ(蚊)、アエデス・アルボピクトゥス(蚊)、ドゥロソフィラ・メラノガスター(ショウジョウバエ)、及びボンビクス・モリが同定されている。トランスフェクションのための種々のウィルス株、例えば、オートグラファ・カリフォルニカＮＰＶのＬ-１変異体とボンビクス・モリ ＮＰＶのＢｍ-５株が公に利用でき、そのようなウィルスは本発明においてここに記載したウィルスとして使用でき、特にスポドプテラ・フルギペルダ細胞の形質転換に使用できる。
綿花、コーン、ジャガイモ、大豆、ペチュニア、トマト、及びタバコのような植物細胞培養を宿主として利用することができる。
【００８３】
しかしながら、脊椎動物細胞におけるものが最も興味深く、培養(組織培養)中での脊椎動物細胞の増殖は常套的な手順になった。有用な哺乳動物宿主株化細胞の例は、ＳＶ４０によって形質転換されたサル腎臓ＣＶ１株 (COS-7, ATCC CRL 1651);ヒト胚腎臓株［293又は懸濁培養での増殖のためにサブクローン化された293細胞、Grahamほか, J. Gen Virol., 36:59 (1977)］;ハムスター乳児腎細胞(BHK, ATCC CCL 10)；チャイニーズハムスター卵巣細胞／-ＤＨＦＲ(CHO, Urlaub及びChasin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77:4216 (1980));マウスのセルトリ細胞［TM4, Mather, Biol. Reprod., 23:243-251 (1980)］;サルの腎細胞 (CVI ATCC CCL 70); アフリカミドリザルの腎細胞(VERO-76, ATCC CRL-1587); ヒト子宮頸癌細胞 (HELA, ATCC CCL 2); イヌ腎細胞 (MDCK, ATCC CCL 34); バッファローラット肝細胞 (BRL 3A, ATCC CRL 1442); ヒト肺細胞 (W138, ATCC CCL 75); ヒト肝細胞 (Hep G2, HB 8065); マウス乳房腫瘍細胞 (MMT 060562, ATTC CCL51);ＴＲＩ細胞［Motherほか, Annals N.Y. Acad. Sci., 383:44-68 (1982)］;ＭＲＣ５細胞;ＦＳ４細胞；及びヒト肝癌株(ＨｅｐＧ２)である。
宿主細胞は、ポリペプチド変異体生成のための発現又はクローニングベクターで形質転換し、プロモーターを誘導し、形質転換体を選択し、又は所望の配列をコードしている遺伝子を増幅するために適当に修飾された常套的栄養培地で培養する。
【００８４】
(viii)宿主細胞の培養
本発明のポリペプチド変異体を生成するために用いられる宿主細胞は種々の培地において培養することができる。市販培地の例としては、ハム(Ham)のＦ１０(シグマ)、最小必須培地(「ＭＥＭ」,シグマ)、ＲＰＭＩ-１６４０(シグマ)及びダルベッコの改良イーグル培地(「DMEM」,シグマ)が宿主細胞の培養に好適である。また、Ham等, Meth. Enz. 58:44 (1979), Barnes等, Anal. Biochem. 102:255 (1980), 米国特許第5,767,704号；同4,657,866号；同4,927,762号；4,560,655号；又は同5,122,469号；国際公開WO 90/03430；国際公開WO 87/00195；又は米国特許再発行第30,985号に記載された任意の培地も宿主細胞に対する培地として使用できる。これらの培地はいずれも、ホルモン及び／又は他の成長因子(例えばインスリン、トランスフェリン、又は表皮成長因子)、塩類(例えば、塩化ナトリウム、カルシウム、マグネシウム及びリン酸塩)、バッファー(例えばＨＥＰＥＳ)、ヌクレオシド(例えばアデノシン及びチミジン)、抗生物質(例えば、ゲンタマイシンTM薬)、微量元素(最終濃度がマイクロモル範囲で通常存在する無機化合物として定義される)及びグルコース又は同等のエネルギー源を必要に応じて補充することができる。任意の他の必要な補充物質もまた当業者に知られている適当な濃度で含むことができる。培養条件、例えば温度、ｐＨ等々は、発現のために選ばれた宿主細胞について以前から用いられているものであり、当業者には明らかであろう。
【００８５】
(ix)ポリペプチド変異体精製
組換え技術を用いる場合、ポリペプチド変異体は細胞内、細胞膜周辺腔に生成され、又は媒質内に直接分泌される。ポリペプチド変異体は細胞内に生成された場合、第１の工程として、粒子状の細片、宿主細胞又は溶解された断片のいずれかが、例えば遠心分離又は限外濾過によって除去される。Carter等, Bio/Technology 10: 163-167 (1992)は、大腸菌の細胞膜周辺腔に分泌された抗体の単離方法を記載している。簡単には、細胞ペーストを、酢酸ナトリウム（pH3.5）、ＥＤＴＡ、及びフェニルメチルスルホニルフルオリド（ＰＭＳＦ）の存在下で約30分間解凍する。細胞細片は遠心分離で除去できる。ポリペプチド変異体が媒質に分泌された場合、そのような発現系からの上清は、一般的には第１に市販のタンパク質濃縮フィルター、例えばAmicon又はPelliconの限外濾過ユニットを用いて濃縮する。ＰＭＳＦなどのプロテアーゼ阻害剤を上記の任意の工程に含めてタンパク質分解を阻害してもよく、抗生物質を含めて外来性の汚染物の成長を防止してもよい。
細胞から調製したポリペプチド変異体組成物は、例えば、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、ゲル電気泳動、透析、及びアフィニティクロマトグラフィを用いて精製でき、アフィニティクロマトグラフィが好ましい精製技術である。アフィニティリガンドとしてのプロテインＡの適合性は、ポリペプチド変異体に存在する免疫グロブリンＦｃ領域の種及びアイソタイプに依存する。プロテインＡは、ヒトγ１、γ２、又はγ４重鎖に基づくポリペプチド変異体の精製に用いることができる（Lindmark等, J. immunol. Meth. 62: 1-13 (1983)）。プロテインＧは、全てのマウスアイソタイプ及びヒトγ３に推奨されている（Guss等, EMBO J. 5: 16571575 (1986)）。アフィニティリガンドが結合されるマトリクスはアガロースであることが最も多いが、他の材料も使用可能である。孔制御ガラスやポリ(スチレンジビニル)ベンゼン等の機械的に安定なマトリクスは、アガロースで達成できるものより早い流速及び短い処理時間を可能にする。ポリペプチド変異体がＣＨ３ドメインを含む場合、Bakerbond ABX(商品名)樹脂（J.T. Baker, Phillipsburg, NJ）が精製に有用である。イオン交換膜での分画、エタノール沈殿、逆相ＨＰＬＣ、シリカ上のクロマトグラフィー、アニオン又はカチオン交換樹脂（ポリアスパラギン酸カラム）上でのヘパリンSEPHAROSE(商品名)クロマトグラフィー、クロマトフォーカシング、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ、及び硫酸アンモニウム沈殿も、回収されるポリペプチド変異体に応じて利用可能である。
任意の予備精製工程に続いて、対象とするポリペプチド変異体と汚染物とを含む混合物に、約2.5-4.5のｐＨでの溶離バッファーを用いて、低ｐＨ疎水性相互作用クロマトグラフィーを施してもよく、好ましくは低い塩濃度（例えば、約0-0.25M塩）で実施される。
【００８６】
Ｅ．  製薬製剤
ポリペプチド変異体の治療用製剤は、所定の純度を持つポリペプチド変異体と、場合によっては製薬的に許容される単体、賦形剤又は安定化剤を混合することにより（Remington's Pharmaceutical sciences 16th edition, Osol, A. 編, (1980)）、凍結乾燥製剤又は水溶液の形態で調製され彫像される。許容される単体、賦形剤又は安定化剤は、用いられる用量及び濃度で受容者に非毒性であり、リン酸塩、クエン酸塩、及び他の有機酸等のバッファー；アスコルビン酸及びメチオニンを含む酸化防止剤；防腐剤（オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、ヘキサメトニウムクロリド、ベンズアルコニウムクロリド、ベンズエトニウムクロリド、フェノール、ブチル又はベンジルアルコール、メチル又はプロピルパラベン等のアルキルパラベン、カテコール、レゾルシノール、シクロヘキサノール、３-ペンタノール、及びｍ-クレゾール等）；低分子量（約１０残基未満）ポリペプチド；血清アルブミン、ゼラチン、または免疫グロブリン等のタンパク質；ポリビニルピロリドン等の親水性ポリマー；グリシン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン、アルギニン又はリシン等のアミノ酸；グルコース、マンノース、又はデキストリンを含む単糖類、二糖類、及び他の炭水化物；ＥＤＴＡ等のキレート化剤；スクロース、マンニトール、トレハロース又はソルビトール等の糖；ナトリウム等の塩形成対イオン；金属錯体（例えば、Ｚｎ−-タンパク質複合体）；及び／又はTWEEN(商品名)、PLURONICS(商品名)又はポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含む。
ここでの製剤は、治療される特定の徴候のために必要ならば１以上の活性化合物も含んでよく、好ましくは互いに悪影響を与えない相補的活性を持つものである。そのような分子は、意図する目的のために有効な量で組み合わされて存在する。
また活性成分は、各々例えばコアセルベーション技術又は界面重合により調製されたマイクロカプセル、例えばヒドロキシメチルセルロース又はゼラチンマイクロカプセル及びポリペプチド-(メタクリル酸メチル)マイクロカプセル、コロイド状ドラッグデリバリー系（例えば、リポソーム、アルブミン微小球、マイクロエマルション、ナノ-粒子及びナノカプセル）又はマクロエマルションに捕捉させてもよい。このような技術は、（Remington's Pharmaceutical sciences 16th edition, Osol, A. 編, (1980)に開示されている。
インビボ投与に使用される製剤は無菌でなければならない。このことは、滅菌濾過膜を通して濾過することにより容易に達成される。
徐放性調合物を調製してもよい。徐放性調合物の好ましい例は、ポリペプチド変異体を含む疎水性固体ポリマーの半透性マトリクスを含み、そのマトリクスは成形物、例えばフィルム又はマイクロカプセルの形態である。徐放性マトリクスの例は、ポリエステル、ヒドロゲル（例えば、ポリペプチド(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)又はポリ(ビニルアルコール)、ポリラクチド(米国特許第3,773,919号)）、Ｌ-グルタミン酸及びエチル-Ｌ-グルタメートのコポリマー、非分解性エチレン-酢酸ビニル、分解性乳酸-グリコール酸コポリマー、例えばLUPRON DEPOT(商品名)（分解性乳酸注グリコール酸コポリマー及び酢酸ロイプロリドからなる射可能な微小球）、及びポリ-Ｄ-(−)-３-ヒドロキシブチル酸を含む。エチレン-酢酸ビニル及び乳酸-グリコール酸等のポリマーは、分子を１００日以上かけて放出することを可能にするが、ある種のヒドロゲルはタンパク質をより短い時間で放出する。カプセル化された抗体が体内に長時間止まると、37℃の水分に暴露された結果として変性又は凝集し、生物学的活性及び免疫原性における可能な変化を喪失させる。合理的な戦略は、含まれるメカニズムに応じて安定化のために考案できる。例えば、凝集メカニズムがチオ−ジスルフィド交換を通した分子間Ｓ-Ｓ結合であることが見いだされた場合、安定化はスルフヒドリル残基の修飾、酸性溶液からの凍結乾燥、水分含有量の制御、適当な添加剤の使用、及び特定のポリマーマトリクス組成物の開発によって達成される。
【００８７】
Ｆ．  ポリペプチド変異体の非治療的用途
本発明のポリペプチド変異体は、アフィニティ精製剤として使用することができる。このプロセスでは、ポリペプチド変異体は、この分野で良く知られた方法を用いてセファデックス樹脂又は濾紙などの固相上に固定化される。固定化されたポリペプチド変異体を精製すべき抗原を含有する試料と接触させ、その後支持体を適当な溶媒で洗浄し、その溶媒は、固定化ポリペプチド変異体に結合した精製すべき抗原を除く試料中の実質的に全ての物質を除去する。最後に、支持体をグリシンバッファー、pH5.0等の他の適当な溶媒で洗浄して、抗原をポリペプチド変異体から放出させる。
またポリペプチド変異体は、例えば、対象とする抗原の特定細胞、組織、又は血清における発現を検出するための診断アッセイにおいても有用である。
診断的応用においては、ポリペプチド変異体は典型的に検出可能な部分で標識される。多数の標識は利用可能であり、それらは一般的に以下の範疇にグループ分けされる：
（ａ）放射性同位体、例えば、３５Ｓ、１４Ｃ、１２５Ｉ、３Ｈ及び１３１Ｉ等。ポリペプチド変異体は、例えばCurrent Protocols in Immunology, Volumes 1 and 2, Coligen等, 編, Wiley-Interscience, New York, Pubs. (1991)に記載された技術を用いて放射性同位体で標識され、放射活性はシンチレーションカウンティングにより測定できる。
（ｂ）蛍光標識、例えば希土類キレート（ユーロピウムキレート）又はフルオレセイン及びその誘導体、ローダミン及びその誘導体、ダンシル、リサミン(Lissamine)、フィコエリトリン及びテキサスレッド等が使用できる。蛍光標識は、例えば上掲のCurrent Protocols in Immunologyに開示された技術を用いてポリペプチド変異体に抱合させることができる。
（ｃ）種々の酵素−基質標識が利用でき、米国特許第4,275,249号は、それらの幾つかの概説を提供している。酵素は一般に、種々の技術を用いて測定可能な色素原基質の化学変換を触媒する。例えば、酵素は基質における色変化を触媒視、それは分光学的に測定可能である。あるいは、酵素は基質の蛍光又は化学発光を変化させることもある。蛍光変化を定量化する技術は上述した。化学発光基質は化学反応によって電子的に励起され、次いで（例えば化学発光計を用いて）測定可能な光を放出する、または蛍光受容体にエネルギーを供与する。酵素標識の例は、ルシフェラーゼ（例えば、ホタルルシフェラーゼ及び細菌ルシフェラーゼ；米国特許第4,737,456号）、ルシフェリン、２，３-ジヒドロフタラジンジオン、リンゴ酸塩デヒドロゲナーゼ、ウレアーゼ、セイヨウワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰＯ）等のペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、β-ガラクトシダーゼ、グルコアミラーゼ、リソザイム、糖類オキシダーゼ（例えば、グルコースオキシダーゼ、ガラクトースオキシダーゼ、及びグルコース-６-ホスフェートデヒドロゲナーゼ）、ヘテロ環オキシダーゼ（ウリカーゼ及びキサンチンオキシダーゼ等）、ラクトペルオキシダーゼ、ミクロペルオキシダーゼ等を含む。酵素を抗体に抱合させる技術は、O'Sullivan等, Methods for Preparation of Enzyme-Antibody Conjugates for use in Enzyme Immunoassay, in Methods in Enzym. (編J. Langone & H. Van Vunakis)Academic press, New York, 73: 147-166 (1981)に記載されている。
【００８８】
酵素−基質の組み合わせは、例えば以下を含む：
(i)セイヨウワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰＯ）と基質としての過酸化水素、過酸化水素が染料前駆物質（例えば、オルトフェニレンジアミン（ＯＰＤ）又は３，３'，５，５'-テトラメチルベンジジンヒドロクロリド（ＴＭＢ））を酸化する；
(ii)アルカリホスファターゼ（ＡＰ）と色素原基質としてのパラ-ニトロフェニルホスフェート；
(iii)β-Ｄ-ガラクトシダーゼ（β-Ｄ-Ｇａｌ）と色素原基質（例えば、ｐ-ニトロフェニル-β-Ｄ-ガラクトシダーゼ）又は蛍光原基質４-メチルウンベリフェリル-β-Ｄ-ガラクトシダーゼ。
当業者には、多くの他の酵素−基質の組み合わせが利用可能である。これらの一般的な概説は、米国特許第4,275,149号及び第4,318,980号を参照。
標識はポリペプチド変異体に間接的に抱合されるときもある。当業者は、これを達成するための種々の技術を知っているであろう。例えば、ポリペプチド変異体にビオチンを抱合し、上記３つの範疇の標識の任意のものにアビジンを抱合する、又はその逆が可能である。ビオチンはアビジンに選択的に結合し、よってこの間接的な方式でポリペプチド変異体に標識を抱合させることができる。あるいは、ポリペプチド変異体での標識の間接的抱合を達成するために、ポリペプチド変異体に小さなハプテン（例えばジゴキシン）を抱合させ、上記した異なる型の標識を抗-ハプテンポリペプチド変異体（例えば抗-ジゴキシン抗体）に抱合させる。よってポリペプチド変異体での標識の間接的抱合が達成できる。
本発明の他の実施態様では、ポリペプチド変異体を標識する必要はなく、その存在がポリペプチド変異体に結合する標識抗体を用いて検出させる。
本発明のポリペプチド変異体は任意の公知のアッセイ方法、例えば競合結合アッセイ、直接及び間接サンドウィッチアッセイ、及び免疫沈降アッセイ等で用いられうる。Zola, Monoclonal Antibodies: A Manual of Techniques, pp. 147-158 (CRC Press, Inc. 1987)。
またポリペプチド変異体は、インビボ診断アッセイでも使用できる。一般的に、ポリペプチド変異体は放射性核種（１１１Ｉｎ、９９Ｔｃ、１４Ｃ、１３１Ｉ、１２５Ｉ、３Ｈ、３２Ｐ又は３５Ｓ等）で標識され、抗原又はそれを発現する細胞が免疫シンチオグラフィーによって局在化される。
【００８９】
Ｇ．  ポリペプチド変異体のインビボ用途
本発明のポリペプチド変異体は、哺乳動物、例えば疾患又は障害に罹患し、ポリペプチド変異体の投与の恩恵を受けることのできる患者の治療に使用できると考える。ポリペプチド変異体で処理できる状態は多く、癌（例えば、ポリペプチド変異体がＨＥＲ２レセプター又はＣＤ２０に結合する場合）；喘息等のアレルギー状態（抗-ＩｇＥ抗体で）；及びＬＦＡ媒介疾患（例えば、ポリペプチド変異体が抗-ＬＦＡ-１又は抗-ＩＣＡＭ-１である場合）等を含む。
抗体がＨＥＲ２受容体に結合する場合、好適には、疾患がＨＥＲ２発現型の癌の場合である。例えば、ＨＥＲ２受容体の過発現によって良性か悪性かの性質を決めることができる。そのよう癌には、乳癌、扁平細胞腫、小細胞型肺ガン、非小細胞型肺ガン、胃腸管癌、すい臓癌、グリア芽細胞腫、子宮頚癌、卵巣癌、膀胱癌、肝細胞腫、大腸癌、結腸癌、子宮内膜癌腫、唾液腺癌腫、腎臓癌、肝臓癌、前立腺癌、外陰癌、甲状腺癌、肝臓癌腫、および様々なタイプの頭部、頸部癌を含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００９０】
ここでの教示に従って、改善もしくは減弱化されたＡＤＣＣ活性を有するＦｃ領域の変異体を含むポリペプチドを調製する事ができる。そのような分子は、様々な疾患の治療に対して、適用することになる。
例えば、改善されたＡＤＣＣ活性を有するポリペプチド変異体は、組織又は外来性の微生物を破壊もしくは除去する事が望まれるような疾患又は疾病において用いられる可能性がある。例えば、そのポリペプチドは、癌；炎症性疾患；感染症（例えば、バクテリア、ウィルス、真菌もしくは酵母などの感染）；およびさお式の除去が望まれるようなその他の状態（甲状腺種のような）等、の治療に用いられるであろう。
ポリペプチド変異体が減弱化したＡＤＣＣ活性を有する場合、そのような変異体は、長い半減期を持つポリペプチドで構成されるＦｃ領域が適しているが、そのエフェクター機能は望ましいものではないような疾病もしくは疾患を治療するために用いられるであろう。例えば、そのようなポリペプチドで構成されるＦｃ領域は、抗組織因子抗体；抗ＩｇＥ抗体；および抗インテグリン（例えば、抗α４β７抗体）などが考えられる。そのようなポリペプチドで構成されるＦｃ領域の活性において望まれる機構は、リガンドー受容体結合対を阻害することである可能性がある。さらに、減弱化されるＡＤＣＣ活性を有するポリペプチドＦｃ領域は、アゴニスト抗体の可能性がある。
ポリペプチド変異体は、非経口、皮下、腹腔内、肺内、鼻腔内、および局所的な免疫的抑制治療が望まれる場合には、その病巣内への与薬などを含む、あらゆる適した方法により投与される。非経口注入には、筋肉内、静脈内、動脈内、腹膜内、又は皮下投与を含む。さらに、ポリペプチド変異体は、特に減少させたポリペプチド変異体用量で、パルス注入によって適切に投与される。好ましくは、投与は注射によって、最も好ましくは、部分的には投与が簡潔か慢性的かに応じて、静脈内又は皮下注射によってなされる。
疾患の予防又は治療のために、ポリペプチド変異体の適切な用量は、治療すべき疾患の型、疾患の重篤さ及び経路、ポリペプチド変異体投与が予防的か治療目的か、従前の治療、患者の臨床履歴及びポリペプチド変異体に対する反応、及び担当医師の判断に依存する。ポリペプチド変異体は、一時に又は一連の治療を通じて適切に患者に投与される。
疾患の重篤さに応じて、約1μg/kgから15mg/kg（例えば、0.1-20mg/kg）のポリペプチド変異体が、患者への候補となる初期投与であり、例えば一又は複数の別々の投与、あるいは連続注入のいずれかによる。典型的な１日の用量は、約1μg/kgから100mg/kgの範囲であるが、上記の要因に依存する。数日間以上に渡る繰り返し投与については、状態応じて、望まれる疾患状態の抑制が起こるまで治療を続ける。しかしながら、他の用量計画も有用である場合もある。この療法の進行は、従来の技術及びアッセイで容易に監視できる。
ポリペプチド変異体組成物が処方され、用量決定(dose)され、良好な医学的実務に適合する方式で投与される。ここで考慮すべき因子は、治療される特定の疾患、治療される特定の哺乳動物、個々の患者の臨床的状態、疾患の原因、薬剤の輸送部位、投与方法、投与計画、及び医学実務者に知られた他の因子を含む。投与すべきポリペプチド変異体の「治療的有効量」は、それらを考慮して決定され、疾患又は障害を予防、改善、又は治療するのに必要な最小量である。ポリペプチド変異体は、問題とする疾患の予防又は治療に現在使用されている一又は複数の他の薬剤とともに製剤する必要はないが、場合によってはそのようにされる。そのような他の薬剤の有効量は、製剤中に存在するポリペプチド変異体の量、疾患又は治療の型、及び上述した他の因子に依存する。これらは、一般的にはこれまでに使用されたのと同じ用量かつ投与経路で、あるいはこれまでに使用された用量の1から99%で用いられる。
【００９１】
本発明は以下の実施例によってより十分に理解されるであろう。しかしながら。これらは本発明の範囲を限定すると解してはならない。ここに述べた全ての文献及び特許引用例は参考として全体を取り入れるものとする。
実施例１
低親和性レセプター結合アッセイ
このアッセイは、Ｈｉｓ６-グルタチオンＳトランスフェラーゼ（ＧＳＴ）-タグ融合タンパク質として発現された組換えＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢ及びＦｃγＲＩＩＩＡαサブユニットへのＩｇＧＦｃ領域の結合性を決定する。ＩｇＧ１のＦｃ領域のＦｃγＲＩに対する親和性はナノモル範囲であるので、ＩｇＧ１Ｆｃ変異体の結合性は単量体ＩｇＧの滴定及び標準的なＥＬＩＳＡ方式（下記実施例２）でのポリクローナル抗-ＩｇＧと結合したＩｇＧの測定によって測定できる。しかしながら、ＦｃγＲファミリーの他のメンバー、例えば、ＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢ及びＦｃγＲＩＩＩＡのＩｇＧに対する親和性はマイクロモル範囲であり、単量体ＩｇＧのこれらレセプターへの結合性はＥＬＩＳＡ方式で信頼性良く測定することはできない。
以下のアッセイは、組換え抗-ＩｇＥ Ｅ２７（図４Ａ及び４Ｂ）のＦｃ変異体を用い、
それはヒトＩｇＥと１：１モル比で混合すると３つの抗-ＩｇＥ分子及び３つのＩｇＥ分子からなる安定な六量体を形成する。ＩｇＥの組換えキメラ形態（キメラＩｇＥ）を加工し、ヒトＩｇＥＦｃ領域及び抗-ＶＥＧＦ抗体のＦａｂからなり（Presta等, Cancer Research 57: 4593-4599 (1997)）、それは抗-ＶＥＧＦ分子当たり２つのＶＥＧＦ分子と結合する。組換えヒトＶＥＧＦをキメラＩｇＥ：Ｅ２７六量体と２：１のモル比で添加すると、六量体は、ＩｇＥＦａｂ：ＶＥＧＦ相互作用を介してより大きな分子量の複合体に結合する。この複合体のＥ２７成分は、より高い結合活性を持つＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢ及びＦｃγＲＩＩＩＡαサブユニットと結合し、ＥＬＩＳＡ方式での検出を可能にする。
【００９２】
材料及び方法
レセプターコート：Ｆｃγレセプターαサブユニットを、ＥＣＤ-６Ｈｉｓ-ＧＳＴ融合タンパク質をもたらす２９３細胞のＨｉｓ６タグ細胞外ドメイン（ＥＣＤ）ＧＳＴ融合物として発現させ（Graham等, J. Gen. Virol. 36: 59-72 (1977)及びGorman等, DNA Prot. Eng. Tech. 2: 3-10 (1990)）、Ｎｉ-ＮＴＡカラムクロマトグラフィー（Qiagen, Australia）により精製し、リン酸緩衝塩水（ＰＢＳ）にバッファー交換した。濃度は、アミノ酸組成分析から誘導した減衰係数を用いて280nmにおける吸収により決定した。レセプターをNunc F96 maxisorbプレート（カタログ番号439454）上に、ＰＢＳ中1μg/mlのレセプター-ＧＳＴ融合物の100μlを添加することによりウェル当たり100ngでコートし、4℃において48時間インキュベートした。アッセイの前に、プレートを3ｘ250μlの洗浄バッファー（0.5%のTWEEN20(登録商標)を含むＰＢＳpH7.4）で洗浄し、250μlのアッセイ用バッファー（50mMトリス緩衝塩水、0.05%TWEEN20(登録商標)、0.5%ＲＩＡ等級ウシ血清（Sigma A7888）及び2mMのＥＤＴＡpH7.4）でブロックした。
免疫複合体形成：等モル量（1:1）のＥ２７及びキメラＩｇＥ分子当たり２モルの組換えヒトＶＥＧＦに結合する組換えキメラＩｇＥを、12ｘ75mmポリプロピレン管にＰＢＳ中で添加し、25℃で30分間回転させて混合した。このインキュベーションの間にＥ２７（抗-ＩｇＥ）／キメラＩｇＥ（ＩｇＥ）六量体が形成される。組換えヒトＶＥＧＦ（165形態、MW 44,000）をＩｇＥ濃縮物に２：１のモル比で添加し、25℃でさらに30分間回転させて混合した。ＶＥＧＦ-キメラＩｇＥ結合は、Ｅ２７：キメラＩｇＥ六量体をより大きな分子量の複合体に結合させ、それはＥ２７抗体のＦｃ領域を介してＦｃγＲαサブユニットＥＣＤコートプレートに結合する。
Ｅ２７：キメラＩｇＥ：ＶＥＧＦ（1:1.2モル比）複合体を、5μgのＥ２７濃縮物及び4バイのアッセイ用バッファー中の1μgの全ＩｇＧにおいてＦｃγＲαサブユニットコートプレートに添加し、オービタル振盪機上で25℃において120分間インキュベートした。
複合体検出：プレートを5ｘ洗浄バッファーで洗浄して未結合の複合体を除去し、アッセイ用バッファー中1:10,000のセイヨウワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）抱合ヤギ抗-ヒトＩｇＧ(γ)重鎖特異物（Boehringer Mannheim 1814249）100μlを添加してオービタル振盪機上で25℃において90分間インキュベートすることによりＩｇＧ結合を検出する。プレートを5ｘ洗浄バッファーで洗浄して未結合のＨＲＰヤギ抗-ヒトＩｇＧを除去し、基質溶液（0.4mg/mlのo-フェニレンジアミンジジヒドロクロリド、sigma P6912、6mMのＨ２Ｏ２ＰＢＳ中）の100μlを添加して25℃において8分間インキュベートすることにより抗-ＩｇＧを検出する。酵素反応は、100μlの4.5NのＨ２ＳＯ４の添加により停止させ、96ウェルプレート濃度計（Molecular Devices）上で比色生成物を490nmにおいて測定する。 Ｅ２７変異複合体の結合性を、野生型Ｅ２７複合体の割合として表した。
【００９３】
実施例２
ヒトＩｇＧ抗体における独特なＣ１ｑ結合部位の同定
この実験では、抗体のＣ１ｑへの結合性を無くすが抗体の高次構造は変えず各ＦｃγＲへの結合性にも影響しないヒトＩｇＧ１抗体「Ｃ２Ｂ８」（Reff等, Blood 83: 435 (1994)）のＣＨ２ドメインにおける変異体を同定した。アラニンスキャンニング変異により、ヒトＩｇＧ１における５つの変異体、Ｄ２７０Ｋ、Ｄ２７０Ｖ、Ｋ３２２Ａ、Ｐ３２９Ａ及びＰ３３１が同定され、それらは非溶解性でＣ１ｑに対する減少した結合性を有していた。データは、ヒトＩｇＧ１の中心のＣ１ｑ結合部位は、マウスＩｇＧ２ｂと相違することを示唆した。さらに、Ｋ３２２Ａ、Ｐ３２９Ａ及びＰ３３１Ａが通常ＣＤ２０抗原、及び４つのＦｃレセプター、ＦｃγＲＩ、ＦｃγＲＩＩ、ＦｃγＲＩＩＩ及びＦｃＲｎに結合することが見出された。
【００９４】
材料及び方法
Ｃ２Ｂ８変異体の作成：抗-ＣＤ２０抗体Ｃ２Ｂ８（Reff等, Blood 83: 435 (1994)）のキメラ軽鎖及び重鎖を、既に記載したＰＲＫベクター（Gorman等, DNA Protein Eng. Tech.2: 3 (1990)）を用いて別々にサブクローニングした。重鎖におけるＦｃ領域の部位指向性突然変異誘発（Kunkel等, Proc. Natl. Acad. sci. USA 82: 488 (1985)）、アラニンスキャン変異体を作成した。重鎖及び軽鎖プラスミドを、既に記載したようにアデノウイルス形質移入ヒト胚腎臓細胞系に同時形質移入した（Werther等, J. Imminol. 157: 4986 (1996)）。形質移入の24時間後に媒質を無血清に換え、分泌された抗体を5日後に回収した。抗体をプロテインＡ-セファロースＣＬ-４Ｂ(登録商標)（Pharmacia）を用いて精製し、バッファー交換し、Centricon-30（Amicon）を用いてＰＢＳで0.5mlまで濃縮し、4℃で保存した。抗体濃度は全Ｉｇ結合ＥＬＩＳＡを用いて決定した。
Ｃ１ｑ結合ＥＬＩＳＡ：コーティングバッファー（0.05M炭酸ナトリウムバッファー）pH9中の表示した濃度のＣ２Ｂ８で、Costar９６ウェルプレートを4℃において終夜コートした。次いでプレートを3ｘＰＢＳ／0.05%のTWEEN20(登録商標)、pH7.4で洗浄し、200μlのチメロサール(thimerosal)を含まないＥＬＩＳＡ希釈剤（0.1MＮａＰＯ４／0.1MＮａＣｌ／0.1%ゼラチン／0.05%TWEEN20(登録商標)／0.05%ProClin300）で室温において1時間ブロックした。プレートを3ｘ洗浄バッファーで洗浄し、2μg/mlＣ１ｑ（Quidel, San Diego, CA）のアリコート100μlを各ウェルに添加して室温で2時間インキュベートした。次いでプレートを6ｘ洗浄バッファーで洗浄した。ヒツジ抗-補体Ｃ１ｑペルオキシダーゼ抱合抗体（Biodsign）の1:1000希釈物100μlを各ウェルに添加し、室温で1時間インキュベートした。プレートを6ｘ洗浄バッファーで再度洗浄し、ＯＰＤ（O-フェニレンジアミンジヒドロクロリド(Sigma)）を含む基質バッファー（ＰＢＳ／0.012%Ｈ２Ｏ２）100μlを各ウェルに添加した。黄色の出現により観察される酸化反応を30分間進行させ、4.5NのＨ２ＳＯ４の100μlの添加で停止させた。次いでマイクロプレートリーダー（SPECTRA MAX 250(登録商標)、Molecular Devices Corp. ）を用いて（492-405）nmでの吸収を読んだ。適当な対象を平行して走らせた（例えば、用いたＣ２Ｂ８の各濃度についてＣ１ｑ無しでＥＬＩＳＡを実行し、またＣ２Ｂ８無しでもＥＬＩＳＡを実行した）。各変異体について、4-変数カーブフィッティングプログラム（KALEIDAGRAPH(登録商標)）を用いてμg/mlでのＣ２Ｂ８濃度に対し吸収（492-405）nmをプロットし、ＥＣ５０を比較することによりＣ１ｑ結合性を測定した。
【００９５】
補体依存性細胞毒性（ＣＤＣ）アッセイ：このアッセイは、実質的に既に記載されているように実施した（Gazzano-Santoro等, J. Immunol. methods 202:163 (1997)）。種々の濃度のＣ２Ｂ８（0.8-20μg/ml）をＲＨＢバッファー（ＲＰＭＩ1640／20mMＨＥＰＥＳ(pH7.2)／2mMグルタミン／0.1%ＢＳＡ／100μg/mlゲンタマイシン）で希釈した。ヒト補体（Quidel）をＲＨＢバッファーで1:3に希釈し、ＣＤ２０抗原を表現するＷＩＬ２-Ｓ細胞（ATCC, Manassas, VAから入手可能）をＲＨＢバッファーで1x10６細胞/mlの密度まで希釈した。等容量のＣ２Ｂ８、希釈ヒト補体及びＷＩＬ２-Ｓ細胞を含む混合物150μlを平底組織培養96ウェルプレートに添加し、37℃及び５％ＣＯ２で2時間インキュベートして補体媒介細胞溶解を促進させた。次いで50μlのアラマーブルー（Accumed International）を各ウェルに添加して37℃で終夜インキュベートした。96-ウェル蛍光光度計を用いて530nmでの励起及び590nmでの放射で吸収を測定した。Gazzano-Santoro等によって記載されているように、結果を相対蛍光単位（ＲＦＵ）で表す。Ｃ２Ｂ８標準曲線から試料濃度を計算し、野生型Ｃ２Ｂ８と比較した活性パーセントを各変異体について報告する。
Ｃ２Ｂ８変異体のＣＤ２０結合能力：Ｃ２Ｂ８及び変異体のＣＤ２０抗原への結合性を既に記載されている方法によって評価した（Reff等(1994), 上掲; Gazzano-Santoro等(1996), 上掲に概説されている）。ＷＩＬ２-Ｓ細胞を1ｘ10６細胞/mlの細胞密度まで3-4日成長させた。細胞を洗浄し、ＦＡＣＳバッファー（ＰＢＳ／0.1%ＢＳＡ／0.02%ＮａＮ３）中で２回遠心し、5ｘ10６細胞/mlの細胞密度で再懸濁した。200μlの細胞（5ｘ10６細胞/ml）及び20μlの希釈したＣ２Ｂ８試料を5ml管に添加し、室温で30分間強く撹拌しながらインキュベートした。次いで混合物を2mlの冷ＦＡＣＳバッファーで洗浄し、遠心沈殿させ、200μlの冷ＦＡＣＳバッファー中に再懸濁させた。懸濁物に、10μlのヤギ抗-ヒト-ＩｇＧ-ＦＩＴＣ（American Qualex Labs.）を添加し、混合物を暗中室温で30分間強く撹拌しながらインキュベートした。インキュベーションの後、混合物を2mlのＦＡＣＳバッファーで洗浄し、遠心沈殿させて1mlの冷固定バッファー（ＰＢＳ中の1%ホルムアルデヒド）中に再懸濁させた。試料をフローサイトメトリーで分析し、相対蛍光単位（ＲＦＵ）で表した結果を、4-変数カーブフィッティングプログラム（KALEIDAGRAPH(登録商標)）を用いて抗体濃度に対してプロットした。ＥＣ５０は、Ｃ２Ｂ８対照材料のパーセントとして報告する。
【００９６】
ＦｃγＲ結合ＥＬＩＳＡ：ＦｃγＲＩαサブユニット-ＧＳＴ融合物を、ＰＢＳ中1μg/mlのレセプター-ＧＳＴ融合物100μlを添加し、4℃で48時間インキュベートすることによりNunc F96 maxisorbプレート（カタログ番号439454）にコートした。アッセイの前に、プレートを3ｘ250μlの洗浄バッファー（0.5%のTWEEN20(登録商標)を含むＰＢＳpH7.4）で洗浄し、250μlのアッセイ用バッファー（50mMトリス緩衝塩水、0.05%TWEEN20(登録商標)、0.5%ＲＩＡ等級ウシ血清（Sigma A7888）及び2mMのＥＤＴＡpH7.4）でブロックした。1mlのアッセイ用バッファー中に10mμg/mlまで希釈した試料をＦｃγＲＩサブユニットコートプレートに添加して、オービタル振盪機上で25℃において120分間インキュベートした。プレートを5ｘ洗浄バッファーで洗浄して未結合の複合体を除去し、アッセイ用バッファー中1:10,000のセイヨウワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）抱合ヤギ抗-ヒトＩｇＧ(γ)重鎖特異物（Boehringer Mannheim 1814249）100μlを添加してオービタル振盪機上で25℃において90分間インキュベートすることによりＩｇＧ結合を検出する。プレートを5ｘ洗浄バッファーで洗浄して未結合のＨＲＰヤギ抗-ヒトＩｇＧを除去し、基質溶液（0.4mg/mlのo-フェニレンジアミンジヒドロクロリド、sigma P6912、6mMのＨ２Ｏ２ＰＢＳ中）を添加して25℃において8分間インキュベートすることにより結合した抗-ＩｇＧを検出する。酵素反応は、100μlの4.5NのＨ２ＳＯ４の添加により停止させ、96ウェルプレート濃度計（Molecular Devices）上で比色生成物を490nmにおいて測定する。 変異体の結合性を、野生型の割合として表した。
ＦｃγＲＩＩ及びＩＩＩ結合ＥＬＩＳＡは上記実施例１に記載したように実施した。
ＩｇＧ変異体のＦｃＲｎ結合活性を測定するために、ＥＬＩＳＡプレートを、50mMの炭酸バッファー、pH9.6中の2μg/mlのストレプトアビジン（Zymed, South San Francisco）で4℃において終夜コートし、ＰＢＳ-0.5%ＢＳＡ、pH7.2で室温において1時間ブロックした。ＰＢＳ-0.5%ＢＳＡ、0.05%ポリソルベート２０、pH7.2中のビオチニル化ＦｃＲｎ（Research Organics, Cleveland, OHからのビオチン-Ｘ-ＮＨＳを用いて調製し、1-2μg/mlで使用）をプレートに添加し、1時間インキュベートした。ＰＢＳ-0.5%ＢＳＡ、0.05%ポリソルベート２０、pH6.0中のＩｇＧ標準品（1.6-100ng/ml）又は変異体の２倍連続希釈物をプレートに添加し、2時間インキュベートした。上記pH6.0バッファー（Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA）中のペルオキシダーゼ標識したヤギＦ(ａｂ')２抗-ヒトＩｇＧＦ(ａｂ')２、続いて基質として３，３'，５，５'-テトラメチルベンジジン（Kirgaard & Perry Laboratories）を用いて結合したＩｇＧを検出した。プレートは、pH7.2又は6.0のいずれかのＰＢＳ-0.05%ポリソルベート２０での工程の間に洗浄した。吸収は、Vmaxプレートリーダー（Molecular Devices, Menlo Park, CA）上で450nmにおいて読んだ。滴定曲線は、4-変数非線形回帰カーブフィッティングプログラム（KaleidaGraph, Synergy software, Reading, PA）でフィッティングさせた。標準品の滴定曲線の中点吸収に対応するＩｇＧ変異体の濃度を計算し、次いで標準品滴定曲線の中点吸収に対応する標準品の濃度で除した。
【００９７】
結果と議論
アラニンスキャンニング変異により、Ｅ３１８Ａ、Ｋ３２０Ａ及びＫ３２２Ａで始まるＣ２Ｂ８のＣＨ２ドメインにおける幾つかの単点変異体を作成した。作成した全ての変異体は通常はＣＤ２０抗原に結合した
2010227116.tif 000004
(+)は、結合を示し(-)は結合が無いことを示す。
*Ｃ１ｑ結合について、各＋印は約33%結合性と等価である。
【００９８】
ヒト補体のヒトＦｃを持つ抗体への結合性を分析した場合、Ｅ３１８Ａ及びＫ３２０Ａの補体を活性化する能力は、野生型Ｃ２Ｂ８と実質的に同等であった（表３）。野生型Ｃ２Ｂ８と比較した場合、Ｅ３１８Ａ及びＫ３２０ＡのＣ１ｑに対する結合性には殆ど相違が無いことがわかった。Ｋ３２０Ａで約10%の結合性の低下、Ｅ３１８Ａで約30%の結合性の低下があっただけである（図２）。これらの結果は、Ｅ３１８及びＫ３２０Ａ置換の補体活性化及びＣ１ｑ結合性への効果が最小であることを示している。また、Ｃ２Ｂ８のヒトＩｇＧ１がヒトＩｇＧ２に置換され、Ｃ１ｑ結合実験におけるネガティブ対照として用いられた。ＩｇＧ２変異体は、Ｃ１ｑに対してＥ３１８Ａ及びＫ３２０Ａ変異体より更に低い親和性を持つことがわかった（図２）。即ち、これら御結果は、Ｅ３１８Ａ及びＫ３２０Ａが、ヒトＩｇＧ１の中心Ｃ１ｑ結合部位を構成していないことを示している。逆に、Ｋ３２２Ａ置換は、補体活性及びＣ１ｑ結合性の両方に有意な影響を与えた。Ｋ３２２Ａ変異体は上記ＣＤＣアッセイで試験した場合にＣＤＣ活性を持たず、Ｃ１ｑ結合性において野生型Ｃ２Ｂ８より100倍以上低かった（図２）。ヒト系では、Ｋ３２２は中心Ｃ１ｑ結合部位として提唱された唯一の残基であり、補体活性化及びＣ１ｑ結合性に有意な影響を有している。
Duncan及びWinterの研究がマウスＩｇＧ２ｂを用いて実施され、上記の結果がヒトＩｇＧ１におけるＫ３２０及びＥ３１８がＣ１ｑ結合に含まれないことを明らかにしたので、如何なる理論と結びつけるものではないが、上記のデータはマウスＩｇＧにおけるＣ１ｑ結合領域がヒトとは異なることを示唆している。このことを更に実験し、Ｃ１ｑに結合せず、従って補体を活性化しない更なる変異体を同定するために、Ｃ２Ｂ８Ｆｃの三次元構造から評価したときのＫ３２２の近傍における更に幾つかの点変異体を作成した。Ｋ２７４Ａ、Ｎ２７６Ａ、Ｙ２７８Ａ、Ｓ３２４Ａ、Ｐ３２９Ａ、Ｐ３３１Ａ、Ｋ３３４Ａ及びＴ３３５Ａを、それらのＣ１ｑ結合能力、及び補体活性化についても評価した。これら置換体の多くはＣ１ｑ結合性又は補体活性化効果を殆ど又は全く持たなかった。上記のアッセイに置いて、Ｐ３２９Ａ及びＰ３３１Ａ変異体は補体を活性化せず、Ｃ１ｑに対して低下した結合性を有していた。Ｐ３３１Ａ変異体は、補体を活性化せず、野生型Ｃ２Ｂ８（図２）に比較して60倍低下したＣ１ｑ結合性であった（図３）。図３で使用した抗体変異体の濃度範囲は、Ｐ３３１Ａ変異体に対するＣ１ｑ結合性の飽和を観察するために100μg/mlまで拡張した。変異体Ｐ３２９Ａは、補体を活性化せず、野生型Ｃ２Ｂ８（図２）に比較して100倍以上低下したＣ１ｑ結合性の抗体となった（図３）。
【００９９】
Ｃ１ｑに結合しない、よって補体を活性化しない変異体を、それらのＦｃレセプター：ＦｃγＲＩ、ＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢ、ＦｃγＲＩＩＩＡ及びＦｃＲｎに結合する能力について試験した。この特別な実験は、ヒト化抗-ＩｇＥ抗体、これらの変異体を持つＩｇＧ１抗体（上記実施例１参照）を用いて実施した。結果は、変異体、Ｋ３２２Ａ及びＰ３２９Ａが、全てのＦｃレセプターに対して野生型タンパク質と同程度に結合することを明らかにした（表２）。しかしながら、Ｐ３３１ＡのＦｃγＲＩＩＢへの結合性に若干の低下があった。
結論として、ヒトＩｇＧ１のＣＨ２ドメインのＣＯＯＨ末端領域における２つのアミノ酸置換、Ｋ３２２Ａ及びＰ３２９Ａは、Ｃ１ｑ結合性において100倍以上の低下をもたらし、ＣＤＣ経路を活性化しないことが確認された。これら２つの変異体Ｋ３２２Ａ及びＰ３２９Ａは、全てのＦｃレセプターに、野生型抗体と同様の親和性で結合する。表２にまとめたこれらの結果に基づいて、何ら理論に結びつけないが、ヒトＩｇＧ１のＣ１ｑ結合中心点は、Ｋ３２２、Ｐ３２９及びＰ３３１の周辺に集中しており、Ｅ３１８，Ｋ３２０及びＫ３２２からなるマウスＩｇＧ２ｂ中心点とは相違すると提唱する。
【０１００】
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aＦｃγＲへの結合のために、変異体はＥ２７バックグラウンド（抗-ＩｇＥ）で作成した。
結果は野生型に対するパーセントで表示した。
ヒトＣ１ｑ結合に含まれる更なる残基は、この実施例に記載した方法を用いて同定した。残基Ｄ２７０をリシン及びバリンに置換して、各々変異体Ｄ２７０Ｋ及びＤ２７０Ｖを生成させた。これらの変異体は、ともにヒトＣ１ｑへの低下した結合性（図６）及び非溶解性（図７）を示した。２つの変異体はＣＤ２０抗原に結合してＡＤＣＣを補充した。
【０１０１】
実施例３
向上したＣ１ｑ結合性を持つ変異体
以下の実験は、位置Ｋ３２６、Ａ３２７、Ｅ３３３及びＫ３３４における残基の置換が、野生型抗体と比較した場合に少なくとも30%のＣ１ｑ結合性が向上した変異体をもたらすことを示す。表示したＫ３２６、Ａ３２７、Ｅ３３３及びＫ３３４は、ＣＤＣ経路による抗体の効果を向上させる潜在的な部位である。この実験の目的は、Ｃ１ｑに対する結合性を向上させることにより抗体のＣＤＣ活性を向上させることである。Ｋ３２６及びＥ３３３における部位指向性突然変異誘発により、Ｃ１ｑに対する向上した結合性を持つ幾つかの変異体を作成した。Ｋ３２６における向上した結合性のための残基はＫ＜Ｖ＜Ｅ＜Ａ＜Ｇ＜Ｄ＜Ｍ＜Ｗであり、Ｅ３３３における向上した結合性のための残基はＥ＜Ｑ＜Ｄ＜Ｖ＜Ｇ＜Ａ＜Ｓである。野生型と比較したときにＣ１ｑ結合性において少なくとも2倍の向上を示す４つの変異体、Ｋ３２６Ｍ、Ｋ３２６Ｄ、Ｋ３２６Ｅ及びＥ３３３Ｓを作成した。変異体Ｋ３２６Ｗは、Ｃ１ｑ結合性において約5倍の向上を示した。
野生型Ｃ２Ｂ８抗体の変異体は、上記実施例２に記載したように調製した。さらなる対照抗体、米国特許第5,736,137に実質的に記載されたチャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞で産生された野生型Ｃ２Ｂ８をＣ１ｑ結合ＥＬＩＳＡに含ませ、２９３腎臓細胞系で産生された野生型(wt)Ｃ２Ｂ８がＣＨＯ細胞産生抗体と同様のＣ１ｑ結合活性を持つことを確認した（図８の「ＣＨＯ-wt-Ｃ２Ｂ８」参照）。この実施例におけるＣ１ｑ結合ＥＬＩＳＡ、ＣＤＣアッセイ、及びＣＤ２０結合アッセイは、上記実施例２に記載したように実施した。
図８に示すように、Ｃ２Ｂ８のＫ３２６及びＥ３３３におけるアラニン置換は、Ｃ１ｑに対する結合性において約30%向上した変異体をもたらした。
幾つかの他のＫ３２６及びＥ３３３における単点変異体を作成し、それらのＣ１ｑ結合性及び補体活性化について評価した。作成した全ての変異体が通常ＣＤ２０抗原に結合した。
Ｋ３２６について、作成した他の単点変異体はＫ３２６Ａ、Ｋ３２６Ｄ、Ｋ３２６Ｅ、Ｋ３２６Ｇ、Ｋ３２６Ｖ、Ｋ３２６Ｍ及びＫ３２６Ｗであった。図９に示すように、これらの変異体は全て野生型抗体より良い親和性でＣ１ｑに結合した。Ｋ３２６Ｗ、Ｋ３２６Ｍ、Ｋ３２６Ｄ及びＫ３２６Ｅは、Ｃ１ｑへの結合性において少なくとも2倍の向上を示した（表５）。Ｋ３２６変異体の中で、Ｋ３２６ＷがＣ１ｑに対して最も良い親和性を有していた。
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【０１０２】
疎水性並びに荷電した残基での置換は、Ｃ１ｑ結合性が向上した変異体をもたらした。鎖にフレキシビリティを付与し天然で良く保存されるグリシンでの置換でさえも、野生型に比較して高いＣ１ｑに対する親和性を持つ変異体をもたらした。この部位での任意のアミノ酸置換がより高いＣ１ｑに対する親和性を持つ変異体をもたらすことは明らかである。三次元構造の評価によると、Ｋ３２６及びＥ３３３は中心Ｃ１ｑ結合部位の近傍にある（図１０）。
アラニンに加えて、Ｅ３３３は他のアミノ酸残基でも置換した。これらの変異体、Ｅ３３３Ｓ、Ｅ３３３Ｇ、Ｅ３３３Ｖ、Ｅ３３３Ｄ及びＥ３３３Ｑは、全てが野生型に比較して向上したＣ１ｑに対する結合性を有していた（図１１）。表３に示したように、Ｃ１ｑに対する結合性の順序は次の通りであった：Ｅ３３３Ｓ＞Ｅ３３３Ａ＞Ｅ３３３Ｇ＞Ｅ３３３Ｖ＞Ｅ３３３Ｄ＞Ｅ３３３Ｑ。小さな側鎖容積を持つアミノ酸残基、即ち、セリン、アラニン、グリシンでの置換は、大きな側鎖容積を持つ他の変異体、Ｅ３３３Ｖ、Ｅ３３３Ｄ及びＥ３３３Ｑに比較して高いＣ１ｑに対する親和性をもたらした。変異体Ｅ３３３Ｓが、Ｃ１ｑに対して最も高い親和性を有し、野生型と比較して２倍向上した結合性を示した。如何なる理論とも結びつけないが、このことは、３３３におけるＣ１ｑ結合性への効果が部分的に残基の極性によることを示している。
二重変異体も作成した。図１２及び１３に示すように、Ｋ３２６Ｍ−Ｅ３３３Ｓ及びＫ３２６Ａ−Ｅ３３３Ａは、ヒトＣ１ｑ結合性において野生型Ｃ２Ｂ８より少なくとも３倍良好であり（図１２）、ＣＤＣ媒介において野生型Ｃ２Ｂ８より少なくとも２倍良好であった（図１３）。付加性は、これらが独立して作用する残基であることを示している。
さらなる二重変異体Ｋ３２６Ｗ−Ｅ３３３Ｓを作成したところ、それは野生型Ｃ２Ｂ８に比較した場合、ヒトＣ１ｑ結合性において６倍良好であり、ＣＤＣ媒介において３倍良好であった。この二重変異体は細胞ベースのアッセイではＡＤＣＣ活性を欠いていた。
さらに、図１４に示すように、ヒトＩｇＧ１定常領域におけるＡ３２７をグリシンに変えることにより、Ｃ１ｑ結合性の向上した（50%向上）を作成した。逆に、ヒトＩｇＧ２定常領域においてＧ３２７をアラニンに変えると、ＩｇＧ２抗体のＣ１ｑ結合性を低下させた。
【０１０３】
実施例４
ヒトＩｇＡ抗体におけるＦｃＲ結合部位の同定
この実験では、、ＦｃγＲＩ、ＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢ、ＦｃγＲＩＩＩＡ及びＦｃＲｎとの結合に関係しているＩｇＧ１抗体の、Ｆｃ領域における様々なアミノ酸残基の変異の影響が、調べられている。ＦｃＲとの結合力が減弱化されているものだけでなく、改善されている抗体の変異体が同定されている。
【０１０４】
材料及び方法
ＩｇＧ１変異体の作成：図４Ａおよび４Ｂにそれぞれ示されるような重鎖および軽鎖アミノ酸配列を有する抗ＩｇＥ  Ｅ２７の組換体は、以下の実験において親抗体として使用された。この抗体は抗原であるＩｇＥに結合し、非ＡアロタイプのＩｇＧ１Ｆｃ領域を有する。部位特異的突然変異（Kunkel et al, Proc. Natl. Acad. sci. USA 82: 488 (1987)）により、上記親抗体の重鎖において、Ｆｃ領域の変異体が構築された。重鎖及び軽鎖プラスミドを、既に記載したようにアデノウイルス形質移入ヒト胚腎臓細胞系に同時形質移入した（Werther等, J. Imminol. 157: 4986 (1996)）。形質移入の24時間後に媒質を無血清に換え、分泌された抗体を5日後に回収した。抗体をプロテインＧ-セファロースＣＬ-４Ｂ(商標登録出願)（Pharmacia）を用いて精製し、バッファー交換し、Centricon-30（Amicon）を用いてＰＢＳで0.5mlまで濃縮し、4℃で保存した。抗体濃度は全Ｉｇ結合ＥＬＩＳＡを用いて決定した。
【０１０５】
高親和性ＦｃγＲＩＡ結合ＥＬＩＳＡ：ＦｃγＲＩＩＡは、細胞外領域にＨｉｓタグＧＳＴを結合されたＧＳＴ融合物として２９３細胞中に発現され、Ni-NTAカラムクロマトグラフィーにより精製された。
ＦｃγＲＩＡを精製するために、形質転換した２９３細胞の培養上清は３日後に除去された。 プロテアーゼ阻害剤（50μＬ  アプロチニン（Ｓｉｇｍａ）/50ｍＬ  培養上清、およびＰＭＳＦ（1ｍＭ） ）を添加した。培養上清はStirred cell(Amicon)により10ｍＬに濃縮し、１Ｌのカラム緩衝液（50ｍＭＴｒｉｓ (pH8.0), 20mM Imideazole, 300mM NaCl）に対し、一晩４℃にて透析した。さらに、翌朝、引き続き新しいカラム緩衝液に対して、４時間4℃にて透析を行った。透析後の培養上清を、あらかじめ10ｍＬのカラム緩衝液で平衡化したNi++カラム（NTA super flow resin, Qiagen）１ｍＬにかけた。カラムは10ｍＬのカラム緩衝液で洗浄し2.5ｍＬの溶出緩衝液(50mM Tris (pH8.0), 250mM Imidazole, 300mM NaCl)で溶出した。タンパク質を.05ｍＬに濃縮し、緩衝液をＰＢＳに変えた。濃度は、アミノ酸組成分析から誘導した減衰係数を用いて280nmにおける吸収により決定した。
収集したレセプターをNunc F96 maxisorbプレート（カタログ番号439454）上に、ＰＢＳ中1μg/mlのレセプターの100μlを添加することによりウェル当たり150ngでコートし、4℃において24時間インキュベートした。アッセイの前に、プレートを3ｘ250μlの洗浄バッファー（0.5%のTWEEN20(登録商標)を含むＰＢＳpH7.4）で洗浄し、250μlのアッセイ用バッファー（50mMトリス緩衝塩水、0.05%TWEEN20(登録商標)、0.5%ＲＩＡ等級ウシ血清（Sigma A7888）及び2mMのＥＤＴＡpH7.4）でブロックした。
10μｇ/ｍＬの濃度にてＦｃγＲＩＡサブユニットをコートした最初の4ウェルに、Ｅ２７の100μｌを添加した。80μＬのアッセイ緩衝液を次の4つのウェルに添加したのち、最終濃度2μｇ/ｍＬになるように10μｇ/ｍＬのＥ２７ＩｇＧの20μＬを添加した。プレートは25℃にて2時間オービタル振盪機上でインキュベートした。
検出するにあたって、プレートを5ｘ洗浄バッファーで洗浄して未結合の複合体を除去し、アッセイ用バッファー中1:５,000のセイヨウワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）結合プロテインＧ（BIORAD）100μlを添加しすることにより、ＧＳＴ−ＦｃγＲＩＡ結合を検出する。ＨＲＰ結合体は25℃にて1.5時間オービタル振盪機上でインキュベートした。プレートを5ｘ洗浄バッファーで洗浄して未結合のＨＲＰ結合体を除去した。基質溶液（0.4mg/mlのo-フェニレンジアミンジジヒドロクロリド、sigma P6912、6mMのＨ２Ｏ２ＰＢＳ中）の100μlを添加して25℃において10分間インキュベートすることにより結合を検出する。酵素反応は、100μlの4.5NのＨ２ＳＯ４の添加により停止させ、96ウェルプレート濃度計（Molecular Devices）上で比色生成物を490nmにおいて測定する。
Ｅ２７変異複合体の2μg/mLのＩｇＧ濃度での結合性を、野生型Ｅ２７複合体の割合として表した。
ＦｃγＲＩＡ  ＴＨＰ−１アッセイ：100μｌのＥ２７を、アッセイ緩衝液(1xPBS, 0.1% BSA, 0.01% NaN3)中、20μｇ/ｍＬ濃度になるように、seroclusterプレート(Coster)の 最初の3ウェルに添加した。92.5μＬのアッセイ緩衝液を次の3つのウェルに添加したのち、最終濃度1.5μｇ/ｍＬになるように20μｇ/ｍＬのＥ２７ＩｇＧの7.5μＬを添加した。それぞれのウェルに対して、100μＬのＴＨＰ−１細胞を、ＦＡＣＳアッセイ緩衝液中、5.0x106細胞/ｍｌになるように加える。プレートは氷上にて30分間インキュベートした。
検出するにあたって、細胞を2ｘ洗浄バッファーで洗浄して未結合の抗体を除去した。ＦｃγＲＩＡに対するＩｇＧの結合能は、1:200に希釈したＨＲＰを結合させたヤギ抗ヒトＩｇＧ重鎖特異的なF(ab’)2フラグメントを添加することにより検出した。ＨＲＰ結合体は氷上にて30分間インキュベートした。細胞を3ｘ洗浄バッファーで洗浄して未結合のＨＲＰ結合体を除去した。細胞は2.5μｇ/ｍＬのＰ．Ｉ (Sigma)で染色し、フローサイトメトリーで解析した。
1.5μｇ/mLのＩｇＧ濃度でのＥ２７変異複合体の結合性を、野生型Ｅ２７複合体の割合として表した
プレートアッセイ（ＦｃγＲＩＡ  ＥＬＡＳＡ）および細胞を基礎としたアッセイ（ＦｃγＲＩＡ THP-1アッセイ）によるデータは、ＦｃγＲＩＡ結合活性に帰着させるように平均化した。
低親和性ＦｃγＲ結合ＥＬＩＳＡｓ：ＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢ及びＦｃγＲＩＩＩＡ結合ＥＬＩＳＡｓは、上記実施例1において記述したように行い、安定した６量体（３つの抗ＩｇＥ分子と３つのＩｇＥ分子）として検出された。
ＦｃＲｎ結合ＥＬＩＳＡ：ＩｇＧ変異体のＦｃＲｎ結合活性を測定するために、ＥＬＩＳＡプレートを、50mMの炭酸バッファー、pH9.6中の2μg/mlのストレプトアビジン（Zymed, South San Francisco）で4℃において一晩コートし、ＰＢＳ-0.5%ＢＳＡ、pH7.2で室温において1時間ブロックした。ＰＢＳ-0.5%ＢＳＡ、0.05%ポリソルベート２０、pH7.2中、ビオチン化ＦｃＲｎ（Research Organics, Cleveland, OHのビオチン-Ｘ-ＮＨＳを用いて調製し、1-2μg/mlで使用）をプレートに添加し、1時間インキュベートした。ＰＢＳ-0.5%ＢＳＡ、0.05%ポリソルベート２０、pH6.0中のＩｇＧ標準品（1.6-100ng/ml）又は変異体の２倍連続希釈物をプレートに添加し、2時間インキュベートした。上記pH6.0バッファー（Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA）中のペルオキシダーゼ標識したヤギＦ(ａｂ')２抗-ヒトＩｇＧＦ(ａｂ')２、続いて基質として３，３'，５，５'-テトラメチルベンジジン（Kirgaard & Perry Laboratories）を用いて結合したＩｇＧを検出した。プレートは、pH7.2又は6.0のいずれかのＰＢＳ-0.05%TWEEN20(登録商標)の工程において洗浄した。吸収は、Vmaxプレートリーダー（Molecular Devices, Menlo Park, CA）上で450nmにおいて読んだ。滴定曲線は、4-変数非線形回帰カーブフィッティングプログラム（KaleidaGraph, Synergy software, Reading, PA）でフィッティングさせた。標準品の滴定曲線の中点吸収に対応するＩｇＧ変異体の濃度を計算し、次いで標準品滴定曲線の中点吸収に対応する標準品の濃度で除した。
【０１０６】
インヴィトロＡＤＣＣアッセイ：Ｃｒ51で標識した細胞を準備するために、ガン細胞系列を組織培養プレート上で生育させ、滅菌した10 mM EDTAをPBS中に回収した。SK-BR-3細胞（3+HER2を過発現させたヒト乳癌細胞系列）は、全てのアッセイにおける標的として使用した。プレートより剥がれた細胞は、細胞培養液で2度洗浄した。細胞（5x106）は、37℃において時々振盪しながら1時間、200μＣｉのＣｒ51（New England Nuclear /Dupont）で標識した。標識された細胞は細胞培養液で3回洗浄し、その後、5x105濃度になるように再懸濁した。細胞はオプソニル化されることなしに使用されるか、あるいはアッセイに先立ちrhuMAb HER2の野生型(HERCEPTION（登録商標）)又は7つのＦｃ変異体(G14、 G1８、 G17、 G36、 G30、 G31およびG34 )をＰＢＭＣを用いたアッセイにおいて100ｎｇ/ｍＬおよび1.25ｎｇ/ｍＬの濃度で、ＮＫを用いたアッセイでは20ｎｇ/ｍＬおよび1ｎｇ/ｍＬの濃度で使用し、オプソニル化した。
抹消血単核細胞は、ヘパリン上で通常の健康な提供者からの血液集め、等量のリン酸緩衝液（ＰＢＳ）で希釈することにより調製した。その後、血液はLYMPHOCYTE SEPARATION MEDIUM（登録商標）（LSM:OrganonTeknika）上に重層し、メーカーの指示に従って遠心した。単核細胞はＬＳＭと血漿との中間層に回収され、それらをＰＢＳで3回洗浄した。エフェクター細胞は細胞培養液に最終濃度1x107細胞/ｍｌになるように懸濁した。
ナチュラルキラー細胞（ＮＫ）は、ＬＳＭを通して精製したＰＢＭＣから、ＮＫ細胞単離キットおよび磁気カラム（Miltenyi Biotech）を用い、メーカの指示に従ってネガティブ選択により単離した。単離されたＮＫ細胞は回収し、洗浄後、細胞培養液に2x106細胞/ｍＬ濃度になるように再懸濁した。ＮＫ細胞との同一性はフローサイトメトリー解析で確認した。
様々なエフェクターと標的との比率は、マイクロタイタープレート（最終的には100μｌ）の列に沿って、細胞培養液で2倍に希釈して調製した。エファクター細胞の濃度は、ＰＢＭＣの場合は1x107/ｍｌから2.0x104/ｍｌの範囲に、Ｎｋの場合は2.0x106/ｍｌから3.9x103/ｍｌの範囲になるようにする。エフェクター細胞を希釈したのち、1x105細胞/ｍｌの100μｌのＣｒ51標識標的細胞（オプソニル化もしくは非オプソニル化）をプレートのそれぞれのウェルに加えた。その結果、最初のエフェクターと標的細胞との比率は、ＰＢＭＣでは、100：1に、ＮＫ細胞では20：1になった。全てのアッセイは、二組づつ行い、それぞれのプレートには自発的な溶解（エフェクター細胞が存在しない）および全溶解（標的細胞に100μＬの1％ソディウムドデシル硫酸塩および1Ｎ水酸化ナトリウムを添加する）に対するコントロールが含まれている。プレートは、37℃で18時間インキュベートし、その後、上清回収システム（Skatron Instrument, Inc.）を用いて細胞培養液を回収し、Ｍｉｎａｘｉ auto-gamma 5000 シリーズカンマカウンター（Packard）で1分間測定した。その後、結果は以下に示す方式を用いて細胞毒性の割合として表した：
％細胞毒性＝（サンプル（ｃｐｍ）−自発的溶解（ｃｐｍ））/（全溶解（ｃｐｍ）−自発溶解（ｃｐｍ））x100
その後、4変数適正曲線は、データを評価するのに用いた（KaleidaGraph3.0.5）
【０１０７】
結果
様々は抗体変異体が作製され、それらは親抗体と異なるＦｃＲ結合活性を有する。変異体のＦｃＲ結合力に関するデータは、以下の表6および7に示す。さらなる変異体、Ｔ３０７Ｑ、もＥ２７親抗体に比べて改善されたＦｃＲｎを示した。
【０１０８】
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【０１０９】
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【０１１０】
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【０１１１】
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【０１１２】
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【０１１３】
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【０１１４】
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【０１１５】
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【０１１６】
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【０１１７】
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【０１１８】
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【０１１９】
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【０１２０】
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【０１２１】
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【０１２２】
考察
本研究は、ヒトＦｃγＲＩ、ＦｃγＲＩＩ、ＦｃγＲＩＩＩ及びＦｃＲｎに対するヒトＩｇＧ１の完全なマッピングを含んでいる。ヒトのＦｃ（Deusebhofer, Biochemistry 20:2361-2370 (1981)）の結晶構造を基礎とし、溶媒に暴露されたヒトＩｇＧ１のＦｃ領域（ＣＨ2およびＣＨ3）中アミノ酸のアラニンスキャンが行われた。ＣＨ2およびＣＨ3における、それぞれ暴露されたアミノ酸は各々アラニンに変更され、変異体ＩｇＧは、5つ全てのヒト受容体に対してアッセイを行った；全ての変異体は、親ポリペプチドとしてヒト化抗ＩｇＥ Ｅ２７ ＩｇＧ１を用いて調べられた。ＦｃγＲＩ及びＦｃＲｎは高親和性の受容体である、単量体のＩｇＧは、これら二種の受容体に対するアッセイにおいて評価した。ＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢ及びＦｃγＲＩＩＩは低親和性受容体であって、免疫複合体を利用することが必要である。そのため、ＥＬＩＳＡ方式のアッセイが、ＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢ及びＦｃγＲＩＩＩに対して用いられ、そのアッセイにおいて、3つの抗ＩｇＥ Ｅ２７ＩｇＧと3つのＩｇＥであらかじめ形成さた６量体が、ＦｃγＲおよび検出試薬としての抗ヒトＩｇＧＦｃ-ＨＲＰもしくはプロテインＧ-ＨＲＰと結合し得た。結合能を上昇させるために、これらの６量体はヒトＶＥＧＦ（抗ＶＥＧＦ ＩｇＥを用いて）により、多量体として互いに結合させることができる。６量体は低親和性ＦｃγＲに対してＩｇＧ単量体に比べ非常によく結合し；多量体は６量体よりも受容体に対して強く結合した（図15Ａおよび15Ｂ）。６量体は十分な結合力を提供し、より少量のＩｇＧしか必要としないため、６量体をアッセイに用いた。抗原が、抗体に対して同一の結合サイトを、少なくとも2つ有する限り、他の抗体：抗原の組み合わせを用いて形成された複合体も利用可能な試薬となり得る。例えば、ＶＥＧＦは、抗ＶＥＧＦ抗体Ａ．4．6．1に対し、ＶＥＧＦ２量体あたり２つの結合サイトを含んでいる（Kim et al., Growth Factors 7:53 (1992)およびkim et al. Nature 362:841 (1993)）。ＶＥＧＦ：抗ＶＥＧＦ多量体も低親和性のＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢ及びＦｃγＲＩＩＩＡに対して結合した（図16Ａおよび16Ｂ）。
【０１２３】
一度完全なアラニンスキャンが行われると、いくつかのクラスのアラニン変異体が見出された。ある変異体は全てのＦｃγＲに対して減少した結合能を示し（Ｇ14、図17）、一方他の変異体はただ一つのＦｃγＲに対して減少した結合能を示しが（Ｇ36、図17）、その他の変異体はただ一つのＦｃγＲに対して改善した結合能を示す（Ｇ15、Ｇ54、Ｇ55、図17。、また、同時にある種のＦｃγＲには減少した結合能を示すが、他の種のＦｃγＲに対しては改善した結合能を示すものもある（Ｇ16、図17）。
個々のアラニン変異体は単一のＦｃ領域の変異体と組み合わせることも可能である。例えば、S298(317)AとK334(353)Aを組み合わせると、 S298(317)AもしくはK334(353)A単独の場合よりも、ＦｃγＲＩＩＩＡに対して結合力が向上した（図18Ａ、Ｂ；および表6と9における変異体、36、55、および109と比較されたい）（括弧の中の残基番号はKabatのＥＵインデックスによる）。
選択したＩｇＧ変異体については、哺乳類細胞に形質転換されたＦｃγＲに対する結合力も調べられた。ＧＰＩ-linkを用い、ヒトＦｃγＲＩＩＩＡのα鎖細胞外部分により、ＣＨＯ細胞を形質転換し、一方、ヒトＦｃγＲＩＩＢにおいては受容体の全長を用いて、ＣＨＯ細胞を形質転換した。調べた変異体に関して、細胞に対する結合様式は、タンパク質対タンパク質のアッセイ（ＥＬＩＳＡ）における結合の様式と同様であった（図１８Ａ-Ｂおよび１９Ａ-Ｂ）。
【０１２４】
これらの変異体の用途の一つは、抗体のＡＤＣＣエフェクター機能を改善することである。そのような事は、ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合を改善せしめるであろう、Ｆｃ領域における一又はそれ以上のアミノ酸残基を修飾することにより達成できる。ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合が改善されることにより、ＦｃγＲＩＩＩＡのみを保持しＡＤＣＣを媒介する事ができるＮＫ細胞との結合が向上するであろう。ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合が減少（変異体17,18,34；表6））、もしくはＦｃγＲＩＩＩＡとの結合に影響がないか（変異体31；表6）、もしくはＦｃγＲＩＩＩＡとの結合が向上した（範囲体30、36、表6）、選択されたアラニン変異体は、エフェクター細胞としてヒトＰＢＭＣを用いたインヴィトロにおけるＡＤＣＣアッセイにより調べられた。標的細胞は、ＨＥＲ２過発現ＳＫＢＲ３細胞であるので、このアッセイに用いたＩｇＧＦｃ領域の変異体は、抗ＩｇＥ Ｅ２７のＶH/ＶL領域を抗ＨＥＲ２抗体のＶH/ＶL領域と置き換えることで作製した；ＨＥＲＣＥＰＴＩＮ（登録商標）（Carter et al. PNAS(USA) 89:4285-4289における表１、humAb4D5-8）。変異体により示されたＡＤＣＣのパターンは、ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合パターンとよく相関している（図20および21）。特に、タンパク質対タンパク質のアッセイにおいて、ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合が最もよく向上した変異体、変異体36S298(317)Aは、野生型のＨＥＲＣＥＰＴＩＮ（登録商標）と1.25ｎｇ/ｍｌ濃度で比較した場合、ＡＤＣＣにおける活性の向上をも示した（図21）。
【０１２５】
実施例５
多形性Ｆｃレセプターに対するＦｃ領域変異体の結合
いくつかのヒトＦｃγＲの対立遺伝子変異体は、ヒトの集団において見出されたきた。これらの対立遺伝子変異体型は、ヒトおよびマウスＩｇＧとの結合において相違を示すことが明らかにされ、多くの関連研究により、特異的な対立遺伝子型と臨床結果との相関が示されたきた（Lehrnbecher dt al. Blood 94 (12):4220-4232 (1999)を参照されたし）。ＦｃγＲＩＩＡの２つの型、Ｒ131およびＨ131と臨床結果との相関について、多くの研究が行われたきた（Hatta dt al. Genes and Immunity 1:53-60 (1999); Yap et al. Lupus 8:305-310 (1999);および Lorenz et al. European J. Immunogenetics 22:397-401 (1995)）。二つのＦｃγＲＩＩＩＡの対立遺伝子型、Ｆ158およびＶ158が、唯一現在研究が行われている（Lehrnbecher et al., supra;および Wu et al. J. Clin. Invest. 100(5):1059-1070 (1997)）。本実施例において、選択されたＩｇＧ変異体は、ＦｃγＲＩＩＡもしくはＦｃγＲＩＩＩＡの対立遺伝子型に対して検討されている。基本的には、上記実施例に示したようなＦｃレセプター結合アッセイを行った。しかしながら、ＦｃγＲＩＩＩＡ-V158に対しては、（a）実施例1（ＩｇＧ複合体のＦｃγＲＩＩＩＡ-V158に対する結合能を解析している）における低親和性受容体結合アッセイ；および（b）実施例4（ＩｇＧ単体のＦｃγＲＩＩＩＡ-V158に対する結合能を解析している）に示す高親和性ＦｃγＲ結合アッセイが行われている。これらの研究の結果は、以下の表10に要約されている。
【０１２６】
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【０１２７】
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【０１２８】
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【０１２９】
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【０１３０】
ＦｃγＲＩＩＩＡにおいては、選択されたＩｇＧ１変異体と相対的に高い親和性を示すＦｃγＲＩＩＩＡ-V158の結合パターンは、相対的に低い親和性を示すＦｃγＲＩＩＩＡ-Ｆ158（Ｆ158型は全ての変異体アッセイで用いた）。それ程明白な改善ではないが、ＦｃγＲＩＩＩＡ-Ｆ158型に対する改善した結合能を示すＩｇＧ１変異体は、ＦｃγＲＩＩＩＡ-V158型に対しても改善した結合能を示した。ＦｃγＲＩＩＡ-R131（全ての変異体アッセイにおいて使用）およびＦｃγＲＩＩＡ-H131に対して、選択されたＩｇＧ１変異体の結合パターンは、なんらかの明白な相違を示さなかった。S267(280)A、 H268(281)A、および S267(280)A/H268(281)Aは、天然存在のＩｇＧ１に比して、ＦｃγＲＩＩＡ-R131には改善された結合能を示したが、ＦｃγＲＩＩＡ-H131に対しては示さなかった。これに対して、S267(280)Gは、ＦｃγＲＩＩＡ-R131に対しては、改善された結合能を示したが、ＦｃγＲＩＩＡ-H131に対しては結合能の低下を示した（表10）。その他の変異体は、両方のＦｃγＲＩＩＡ対立遺伝子型にと同程度に結合した；それらの変異体は、V305(324)A、T307(326)A、N315(324)A、K317(336)A、およびK320(339)Aである。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】天然ＩｇＧの模式図である。ジスルフィド結合はＣＨ１及びＣＬドメイン及び２つのＣＨ２ドメインの間の太線で示した。Ｖは可変ドメインであり；Ｃは定常ドメインであり；Ｌは軽鎖を表しＨは重鎖を表す。
【図２】野生型(wt)Ｃ２Ｂ８抗体；ヒトＩｇＧ２定常領域（ＩｇＧ２）を持つＣ２Ｂ８抗体；及び変異体Ｋ３２２Ａ、Ｋ３２０Ａ及びＥ３１８ＡのＣ１ｑ結合性を示す図である。
【図３】変異体のＰ３３１Ａ、Ｐ３２９Ａ及びＫ３２２ＡのＣ１ｑ結合性を示す図である。
【図４Ａ】Ｅ２７抗-ＩｇＥ抗体の軽鎖（Fig.4A；配列番号：１）及び重鎖（Fig.4B；配列番号２）のアミノ酸配列を示す図である。
【図４Ｂ】Ｅ２７抗-ＩｇＥ抗体の軽鎖（Fig.4A；配列番号：１）及び重鎖（Fig.4B；配列番号２）のアミノ酸配列を示す図である。
【図５】実施例１に記載したＦｃＲアッセイで用いるために調製した「免疫複合体」の模式図である。３つの抗-ＩｇＥ抗体分子（「Ｆｃ領域含有ポリペプチド」）及び３つのＩｇＥ分子（「第１の標的分子」）を含む六量体を示した。ＩｇＥは、そのＦｃ領域に抗-ＩｇＥ抗体（Ｅ２７）に対する２つの「結合部位」を有する。複合体中の各ＩｇＥ分子は、さらに２つのＶＥＧＦ分子（「第２の標的ポリペプチド」）に結合できる。ＶＥＧＦはＩｇＥに対する２つの「結合部位」を有する。
【図６】野生型Ｃ２Ｂ８と比較した変異体Ｄ２７０Ｋ及びＤ２７０Ｖについて得られたＣ１ｑ結合性結果を示す図である。
【図７】野生型Ｃ２Ｂ８と比較した際の変異体Ｄ２７０Ｋ及びＤ２７０Ｖの補体依存性細胞毒性（ＣＤＣ）を示す図である。
【図８】２９３細胞-産生野生型Ｃ２Ｂ８抗体（２９３-wt-Ｃ２Ｂ８）、ＣＨＯ-産生野生型Ｃ２Ｂ８抗体（ＣＨＯ-wt-Ｃ２Ｂ８）及び種々の変異抗体についてのＣ１ｑ結合ＥＬＩＳＡの結果を示す図である。
【図９】実施例３で測定したような野生型(wt)Ｃ２Ｂ８及び種々の変異抗体についてのＣ１ｑ結合ＥＬＩＳＡの結果を示す図である。
【図１０】ヒトＩｇＧＦｃ領域の三次元構造を示す図であり、強調した残基は、Ａｓｐ２７０、Ｌｙｓ３２６、Ｐｒｏ３２９、Ｐｒｏ３３１、Ｌｙｓ３２２及びＧｌｕ３３３である。
【図１１】実施例３で測定したような野生型Ｃ２Ｂ８及び種々の変異抗体についてのＣ１ｑ結合ＥＬＩＳＡの結果を示す図である。
【図１２】野生型Ｃ２Ｂ８及び二重変異抗体、Ｋ３２６Ｍ−Ｅ３３３Ｓ及びＫ３２６Ａ−Ｅ３３３ＡについてのＣ１ｑ結合ＥＬＩＳＡの結果を示す図である。
【図１３】野生型Ｃ２Ｂ８及び二重変異抗体、Ｋ３２６Ｍ−Ｅ３３３Ｓ及びＫ３２６Ａ−Ｅ３３３ＡについてのＣＤＣを示す図である。
【図１４】ヒトＩｇＧ４重鎖定常領域（ＩｇＧ４）を持つＣ２Ｂ８、野生型Ｃ２Ｂ８（Wt-Ｃ２Ｂ８）、ヒトＩｇＧ２重鎖定常領域（ＩｇＧ２）を持つＣ２Ｂ８、及び実施例３に記載したような種々の変異体について得られたＣ１ｑ結合ＥＬＩＳＡの結果を示す図である。
【図１５Ａ】親抗体（Ｅ27）とＦｃγＲＩＩＢおよびＦｃγＲＩＩＩＡとの結合パターンを示す図である。図15Ａは、単量体（白丸）、６量体（黒四角）、および多種６量体により構成される免疫複合体（黒三角）としての、ヒト化抗ＩｇＥ Ｅ２７ ＩｇＧ１の、組換体ヒトＦｃγＲＩＩＢ（ＣＤ32）受容体のαサブユニットのＧＳＴ融合タンパク質に対する結合パターンを示す。６量体（黒四角）は等モル濃度のＥ２７（ヒトＩｇＥのＦｃ領域と結合する）とヒトミエローマＩｇＥとの混合物により形成された。６量体は、安定な1.1ｋＤａの複合体で３つのＩｇＧ分子（各々150ｋＤａ）と３つのＩｇＥ分子（各々200ｋＤａ）によって構成される。免疫複合体は、初めに、６量体を形成するため等モル濃度のＥ２７と抗ＶＥＧＦＩｇＥ（ヒトＶＥＧＦに結合するＦａｂ領域を有するヒトＩｇＥ）を混合すことにより、連続的に形成される。６量体はその後、免疫複合体を形成するために、２倍のモル濃度のヒトＶＥＧＦ（ＶＥＧＦ分子あたり、抗ＶＥＧＦ ＩｇＥに対し、２つの結合部位を持つ44ｋＤａのホモ２量体）を加えることにより、互いに連結される。
【図１５Ｂ】図15Ｂは、ヒトＦｃγＲＩＩＩＡ（ＣＤ16）のαサブユニットとＧＳＴとの融合組換えタンパク質との結合パターンを示す。
【図１６Ａ】ＦｃγＲＩＩＡ受容体のαサブユニットのＧＳＴ融合組換えタンパク質と、異なる抗原抗体対を用いて形成させた免疫複合体との結合を示す図である。
【図１６Ｂ】ＦｃγＲＩＩＩＡ受容体のαサブユニットのＧＳＴ融合組換えタンパク質と、Ａと同じ抗原抗体対を用いて形成させた免疫複合体との結合を示す図である。黒丸は、ヒトＩｇＥと抗ＩｇＥ Ｅ２７ ＩｇＧ１から成る免疫複合体との結合を示す。白丸は、ヒトＶＥＧＦとヒト化抗ＶＥＧＦ ＩｇＧ１から成る免疫複合体との結合を示す。
【図１７】いくつかのアラニン変異体と異なるＦｃγＲｓとの結合選択性の相違をまとめた図である。抗ＩｇＥ Ｅ２７ ＩｇＧ１のＣＨ２領域のアミノ酸残基におけるアラニン変異体とＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢ及びＦｃγＲＩＩＩＡとの結合が示されている。タイプ１は、全３つのレセプターとの結合を抑制する；Ｄ273Ａ（ＥＵ番号付けでは265）。タイプ２は、ＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢとの結合は向上させるが、ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合には影響を与えない；S280A（ＥＵ番号付けでは267）。タイプ3は、ＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢとの結合は向上させるが、ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合は低下させる；H281A（ＥＵ番号付けでは268）。タイプ4は、ＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢとの結合は低下させるが、ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合は向上させる；S317A（ＥＵ番号付けでは298）。タイプ5は、ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合は向上させるが、ＦｃγＲＩＩＡ、ＦｃγＲＩＩＢとの結合には影響を与えない；E352A、K353A（ＥＵ番号付けでは333および334）。
【図１８Ａ】ＦｃγＲＩＩＩＡのタンパク質/タンパク質のアッセイ、ＧＰＩ-ＦｃγＲＩＩＩＡ  ＣＨＯ細胞におけるアッセイの結果を各々示す図である。図18Ａは、選択されたアラニン変異体のＦｃγＲＩＩＩＡ-ＧＳＴ融合タンパク質に対する結合性を示している。Ｓ317Ａ（ＥＵ番号付けでは298）およびＳ317Ａ/Ｋ353Ａ（ＥＵ番号付けでは298および334）は、Ｅ27野生型よりも強く結合し、一方、Ｓ278Ａ（ＥＵ番号付けでは265）では、ほぼ完全に結合力が消失している。
【図１８Ｂ】図18Ｂは、ＧＰＩ連結型組換体ＦｃγＲＩＩＩＡを発現しているＣＨＯ細胞いおいて、同様の結合様式が見られることを示している。
【図１９Ａ】ＦｃγＲＩＩＢのタンパク質/タンパク質のアッセイおよびＧＰＩ-ＦｃγＲＩＩＢ  ＣＨＯ細胞におけるアッセイの結果を各々比較したものである。図19Ａは、選択されたアラニン変異体のＦｃγＲＩＩＢ-ＧＳＴ融合タンパク質に対する結合性を示している。Ｈ281Ａ（ＥＵ番号付けでは268）は、Ｅ27野生型よりも強く結合し、一方、Ｓ317Ａ（ＥＵ番号付けでは298）では、結合性の低下が見られる。
【図１９Ｂ】図19Ｂは、組換体膜結合性ＦｃγＲＩＩＢを発現しているＣＨＯ細胞いおいて、同様の結合様式が見られることを示している。
【図２０】タンパク質/タンパク質および細胞を基礎としたアッセイにおいてＦｃγＲＩＩＩＡとの結合性に影響を与える抗ＨＥＲ２ＩｇＧ１のＣＨ２領域（ＨＥＲＣＥＰＴＩＮ（登録商標））中のアラニン一残基置換は、抹消血単核細胞（ＰＢＭＣ）エファクター細胞表面のＦｃγＲＩＩＩＡとの結合性を変化させることを示している。組換体ヒト化抗ＨＥＲ２（ＨＥＲＣＥＰＴＩＮ（登録商標））は、ＨＥＲ２を発現しているＳＫ-ＢＲ-３乳癌細胞に結合するが、この組換体抗体100ｎｇ/ｍｌ（黒丸）および1.25ｎｇ/ｍｌ（黒四角）と、Ｃｒ51で標識したＳＫ-ＢＲ-３細胞とを30分間プレインキュベートした（オプソニル化）。ＳＫ-ＢＲ-３癌標的細胞の濃度を一定に保ち、エフェクター細胞の比率を0から100まで増加させた。抗体非存在下における自発的細胞毒性（斜掛け四角）は、エフェクター細胞（Ｅ）と標的細胞（Ｔ）との比率が100：1の時に、20％であった。ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合に影響を与えないアラニンの一残基置換（Ｇ31＝Ｒ309Ａ（ＥＵ番号付けでは292））は、ＡＤＣＣに影響を与えない（黒三角）。ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合を僅かにのみ上昇させるアラニンの一残基置換（Ｇ30＝Ｋ307Ａ（ＥＵ番号付けでは290））（1.25ｎｇ/ｍｌ  黒菱形）は、野生型の抗体（1.25ｎｇ/ｍｌ  黒四角）と比較してＥ：Ｔ全ての比率において、ＡＤＣＣ活性をも僅かに上昇させた。ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合を減少させるアラニンの一残基置換（Ｇ34＝Ｑ312Ａ（ＥＵ番号付けでは295））は、ＡＤＣＣ活性をも減少させた（黒逆三角）。
【図２１】タンパク質/タンパク質および細胞を基礎としたアッセイにおいてＦｃγＲＩＩＩＡとの結合を最もよく向上させるアラニンの一残基置換（Ｇ36＝Ｓ317Ａ（ＥＵ番号付けでは298））は、野生型（1.25ｎｇ/ｍｌ）と比較した変異体中で最高のＡＤＣＣ活性上昇を示した（黒三角）。Ｇ36は、1.7倍のＡＤＣＣ活性の上昇を示した（曲線下の面積として計算した）。Ｇ17＝Ｅ282Ａ（ＥＵ番号付けでは269）変異体およびＧ18＝Ｄ283Ａ（ＥＵ番号付けでは270）変異体は、ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合性の低下を示す他、ＡＤＣＣに対する有効性も減少した。エフェクター細胞はＰＢＭＣｓを用いた。
【図２２Ａ】図２２Ａはネイティブ（天然）なＩｇＧＦｃ領域のアライメントを示す。ヒトＩｇＧＦｃ領域配列のネイティブアミノ酸配列、ヒトＩｇＧ１（非ＡおよびＡアロタイプ）（配列ＩＤ番号：各々3および4）、ヒトＩｇＧ２（配列ＩＤ番号：5）、ヒトＩｇＧ３（配列ＩＤ番号：6）およびヒトＩｇＧ４（配列ＩＤ番号：7）を示す。ヒトＩｇＧ１配列は非Ａアロタイプで、この配列とＡアロタイプ間の相違は（ＥＵ番号付けで356番と358番目）、ヒトＩｇＧ1配列の下に示してある。マウスＩｇＧ１Ｆｃ領域のネイティブアミノ酸配列、マウスＩｇＧ１（配列ＩＤ番号：8）、マウスＩｇＧ2Ａ（配列ＩＤ番号：9））、マウスＩｇＧ2Ｂ（配列ＩＤ番号：10）およびマウスＩｇＧ3（配列ＩＤ番号：11）、も示してある。
【図２２Ｂ】図22Ｂは、図22Ａ中のＦｃ領域配列同士における同一性の比率を示す。
【図２３】ヒトＩｇＧＦｃ領域のネイティブ配列のアライメント、ヒトＩｇＧ１（非ＡおよびＡアロタイプ）（配列ＩＤ番号：各々3および4）、ヒトＩｇＧ２（配列ＩＤ番号：5）、ヒトＩｇＧ３（配列ＩＤ番号：6）およびヒトＩｇＧ４（配列ＩＤ番号：7）を示し、配列相互間の相違はアステリスクで示す。
【図２４】4時間のＡＤＣＣアッセイににおいての抗ＨＥＲ２ ＩｇＧ１（ＨＥＲＣＥＰＴＩＮ（登録商標））に対する選択された変異体の曲線下面性（ＡＵＣ）を示す。エフェクター細胞はＰＢＭＣｓ（Ｎ＝５）である。ＦｃγＲＩＩＩＡと上昇した結合性を示す変異体Ｇ36（Ｓ317Ａ；ＥＵ番号付けでは298）は、向上したＡＤＣＣ活性を示した；ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合性において変化を示さなかった変異体Ｇ31（Ｒ309Ａ；ＥＵ番号付けでは292）はＡＤＣＣ活性も変化させなかった。；さらに、ＦｃγＲＩＩＩＡとの結合性を減少させた変異体Ｇ14（Ｄ265Ａ；ＥＵ番号付けでは278）は、ＡＤＣＣ活性をも減少させた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【配列表】
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【外国語明細書】
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