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JP7778571B2 - 免疫細胞機能をモジュレートするための変異体インターロイキン-2ポリペプチドと抗原結合分子の融合体 - Google Patents

免疫細胞機能をモジュレートするための変異体インターロイキン-2ポリペプチドと抗原結合分子の融合体

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JP7778571B2
JP7778571B2 JP2021572298A JP2021572298A JP7778571B2 JP 7778571 B2 JP7778571 B2 JP 7778571B2 JP 2021572298 A JP2021572298 A JP 2021572298A JP 2021572298 A JP2021572298 A JP 2021572298A JP 7778571 B2 JP7778571 B2 JP 7778571B2
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イク アンディ イェウン,
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アッシャー バイオセラピューティクス, インコーポレイテッド
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Description

関連出願の相互参照
本願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2019年6月5日に出願した米国仮出願第62/857,726号の優先権を主張するものである。
ASCIIテキストファイルでの配列表の提出
ASCIIテキストファイルでの以下の提出内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる:コンピュータ読み取り可能な形式(CRF)の配列表(ファイル名:182842000140SEQLIST.TXT、記録日:2020年6月5日、サイズ:105KB)。
本開示は、変異体インターロイキン-2ポリペプチド、および変異体インターロイキン-2ポリペプチドと抗原結合分子とを含む融合ポリペプチドを開示する。本開示は、免疫細胞を本開示の融合ポリペプチドと接触させることにより免疫細胞機能をモジュレートする方法を提供する。加えて、本開示は、本開示の融合タンパク質をコードするポリヌクレオチド、ならびにそのようなポリヌクレオチドを含むベクターおよび宿主細胞も提供する。本開示は、融合タンパク質を産生するための方法、融合タンパク質を含む医薬組成物、およびそれらの使用をさらに提供する。
インターロイキン-2(IL-2)は、アルファベータCD4+およびCD8 T+細胞を含む多くのリンパ球サブセット、ならびに様々な生得および生得様リンパ球、例えば、NK細胞、NK T細胞、ガンマデルタT細胞(Tγδ)細胞、および生得リンパ系細胞(ILC1、ILC2およびILC3細胞)を調節するサイトカインである。IL-2のその受容体への結合は、リンパ球における多くの遺伝子の転写を調節するSTAT5転写因子(pSTAT5)のリン酸化を促進する受容体関連ヤヌスキナーゼ、JAK3およびJAK1、のリン酸化を誘導する。IL-2のその受容体への結合は、STAT5に加えて、ERK、PI3KおよびAktキナーゼなどの、他のシグナル伝達経路も活性化する。リンパ球におけるIL-2シグナル伝達は、細胞生存、増殖、ならびに炎症誘発性サイトカイン分泌および細胞傷害機能を含むエフェクター機能向上、ならびに一部の場合には、活性化誘導性細胞死を促進する(Ross & Cantrell, Annu Rev Immunol.2018 Apr 26;36:411-433において概説されている)。
IL-2は、IL-2RβおよびIL-2Rγサブユニットからなる受容体複合体(IL-2Rβγ、中親和性受容体)に中等度の親和性で結合することによりシグナルを伝達することができ、これらのサブユニットの両方が、免疫細胞における下流のシグナル伝達の誘発に必要とされ、その誘発に十分なものである。加えて、IL-2は、IL-2Rα、IL-2RβおよびIL-2Rγサブユニットからなる受容体複合体(IL-2Rαβγ、高親和性受容体)に高度な親和性で結合する(Stauber et al, Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Feb 21;103(8):2788-93)。IL-2Rα発現は、CD4+Treg細胞、活性化Tリンパ球、ならびにILC2およびILC3細胞に限られており、このことが、これらのサブセットをIL-2シグナル伝達に対する感受性が最も高いものにする。IL-2RβおよびIL-2Rγサブユニットは、別の関連サイトカインIL-15と共有され、そしてIL-2Rγサブユニットは、他の一般的なガンマ鎖サイトカイン(IL-4、IL-7、IL-9およびIL-21)間で共有される。NK細胞、NK T細胞、Tγδ細胞ならびにILC1、ILC2およびILC3細胞をはじめとする多くの生得および生得様リンパ球は、高レベルのIL-2Rβを発現し(ImmGen consortium;Heng TS et al, Immunological Genome Project Consortium. Nat Immunol.2008 Oct;9(10):1091-4)、このこともまた、そのようなリンパ球を、IL-2サイトカインとIL-15サイトカインの両方に対して感受性の高いものにする。
リンパ球に対するその強力な活性と一致して、高用量のIL-2の全身投与は、多くの前臨床がんモデルにおいて抗腫瘍免疫応答の活性化および有効性をもたらした。全身投与高用量IL-2は、患者においても試験されており、高用量のIL-2が転移性黒色腫および腎細胞癌(RCC)の処置に認可されている。投与レジメンは、高親和性IL-2受容体を刺激するために必要な濃度に血清レベルを維持するためにIL-2のin vivo半減期に基づいて確立された、8時間おきの600,000IU/kgの静脈内注射からなった。RCCでの全奏効率は20%であり、完全奏功率は9%であった一方で、黒色腫での全奏効率は16%であり、完全奏功率は6%であった(Rosenberg, J Immunol.2014 Jun 15;192(12):5451-8において概説されている)。がんにおける高用量IL-2の有効性は、T細胞およびNK細胞を、これらの機能を維持しつつ強力に拡大増殖させる(expand)、その能力によるものと考えられる。しかし、IL-2はまた、Treg細胞を拡大増殖し、それらの適切な抑制機能を促進する(Chinen et al, Nat Immunol.2016 Nov;17(11):1322-1333)。実際、IL-2に対するTregの感受性に起因して、病原性免疫応答を抑制するために、低用量IL-2治療レジメンが、自己免疫を有する患者において試験されている(Collison, Nat Rev Rheumatol.2019 Jan;15(1):2)。
免疫抑制性Treg細胞に対するその望ましくない効果に加えて、患者におけるIL-2の恩恵は、発熱、悪寒、倦怠感、関節痛、低血圧、異常肝機能、腎不全、ならびに毛細血管漏出症候群および体液貯留を含む、重大な毒性を伴った。IL-2により誘導される毒性は、患者が摂取できるだろう投薬回数に制限を課すため、IL-2処置は、厳格な患者適格性基準、および経験を積んだ医師による投与を必要とする(Schwartz et al, Oncology (Williston Park).2002 Nov;16(11 Suppl 13):11-20)。IL-2の毒性には免疫細胞と血管内皮との相互作用の複雑なセットが関与する:IL-2活性化細胞は、内皮細胞に強く結合し、その結果、それらの溶解をもたらし、IL-2は、内皮細胞上の機能性IL-2受容体とのその相互作用によって肺水腫を誘導する(Milling et al, Adv Drug Deliv Rev. 2017 May 15; 114: 79-101において概説されている)。IL-2RαとのIL-2の相互作用の遮断は、動物モデルにおいて肺水腫を消失させた(Krieg et al, Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Jun 29;107(26):11906-11)。加えて、同研究は、IL-2Rαの遮断がまた、IL-2Rβγ+エフェクター免疫細胞、CD8+T細胞およびNK細胞について、ならびに比較的程度は低いがTregについても、活発な活性化をもたらし、その結果、安全性と抗腫瘍有効性の両方を組換えIL-2と比較して大幅に向上させることを示した。
最近、NK細胞は、マウスにおいて、IL-2がIFN-αと一緒に投与された場合にNK細胞の過剰活性化および複数の炎症性サイトカインの分泌によってIL-2の毒性を生じさせることが示された(Rothschilds et al, Oncoimmunology.2019 Feb 19;8(5):e1558678)。加えて、NK細胞は、同じくIL-2Rβγによってシグナル伝達するサイトカインIL-15の毒性を生じさせることも示された(Guo et al, J Immunol.2015 Sep 1;195(5):2353-64)。IL-2Rβγシグナル伝達に応答してのこのNK細胞過剰活性化は、活性化に応答してNK細胞がIL-2Rβを高度に発現することおよび炎症性サイトカインを迅速に分泌することができることに起因する可能性が高い。加えて、高レベルのIL-2Rβも発現する他の生得リンパ球も、IL-2の毒性の誘導へのそれらの役割は研究されてはいないものの、IL-2の全身投与で観察される全身毒性の一因になる可能性がある。
その一方で、CD8+T細胞は、多くの前臨床がんモデルにおいて、IL-2含む免疫治療剤の有効性を媒介することが示されており(Caudana et al, Cancer Immunol Res.2019 Mar;7(3):443-457)、それらは、患者において免疫療法に対する応答との相関も認められた(Sade-Feldman et al, Cell.2018 Nov 1;175(4):998-1013)。CD8+T細胞は、CD8アルファ(CD8α、CD8a)ホモ二量体およびCD8アルファ-CD8ベータ(CD8β、CD8b)ヘテロ二量体として細胞表面に見出されるI型膜貫通糖タンパク質であるCD8を発現する。CD8二量体は、標的細胞上の主要組織適合性(MHC)クラスI分子と相互作用し、この相互作用によってTCRはCD8T細胞活性化中にMHCと密接に係合した状態に保たれる。CD8αの細胞質テールは、T細胞活性化中にTCRの下流でシグナル伝達を開始させるT細胞キナーゼ(Lck)のための結合部位を含有し、その一方で、CD8βの役割は、MHCクラスIへのCD8の結合の結合活性を増大させることおよびCD8/MHC/TCR相互作用の特異性に影響を与えることにあると考えられている(Bosselut et al, Immunity. 2000 Apr;12(4):409-18)。
腫瘍内T細胞は、複数のヒトがんにおいてPD1を発現することが最近示された(Gros et al, J Clin Invest. 2014 May;124(5):2246-59;Egelston etl al, Nat Commun. 2018 Oct 16;9(1):4297;Thommen et al, Nat Med. 2018 Jul;24(7):994-1004)。PD1は、細胞外ドメインと、膜貫通領域と、細胞質テールとを含有するI型膜貫通タンパク質である。細胞質テールは、SHP-1およびSHP-2などの細胞内ホスファターゼを動員することができる免疫受容体抑制性チロシンモチーフ(ITIM)の一部であるリン酸化部位を含有する。PD1は、そのリガンドであるPD-L1およびPD-L2に結合することにより、TCRシグナル伝達を負に調節する。PD1とそのリガンドとのこの相互作用は、がん処置としてのいくつかの承認されている抗PD1および抗PD-L1抗体により遮断される(Ribas & Wolchok, Science.2018 Mar 23;359(6382):1350-1355)。
腫瘍内T細胞上でのPD1の高度な発現は、腫瘍抗原に対する特異性に関連しており、腫瘍におけるこれらのPD1+T細胞の出現頻度が抗PD1抗体に対する応答と関連付けられた(Thommen et al, Nat Med.2018 Jul;24(7):994-1004)。PD1は、末梢血CD8+およびCD4+メモリーおよびエフェクターT細胞上にも発現され、腫瘍抗原特異的腫瘍内T細胞上より低レベルでだが、PD1は、健康な組織内に存在するT細胞上にも発現され得る。加えて、他の細胞型、例えば、Treg、Tγδ、NK TおよびILC2細胞も、PD1を発現し得る。
RibasおよびWolchok、Science(2018)359(6382):1350~1355 Thommenら、Nat Med.(2018)24(7):994~1004
目標は、前臨床がんモデルおよびがん患者における有効性と関連付けられている、CD8+T細胞またはPD1+T細胞に対するIL-2の活性を増強すること、ならびにIL-2の毒性および望ましくない効果と関連付けられている、Tregおよび生得リンパ系細胞をはじめとする他の細胞に対するIL-2の活性を低減させることにより、IL-2の毒性を低減させ、その有効性を向上させることである。
本開示は、とりわけ、例えば図1A(配列番号1)および図2に描示されているような、野生型成熟IL-2アミノ酸配列に対する1つ、2つもしくはそれより多くの、または3つもしくはそれより多くのアミノ酸置換(すなわち、変異)を有する変異体IL-2ポリペプチドを記載する。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、図1B(配列番号2)に描示されているアミノ酸配列を有するIL-2Rαポリペプチドに対する結合親和性の低減を示す。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、図1B(配列番号2)に描示されているアミノ酸配列を有するIL-2Rαポリペプチドに対する結合親和性の低減を示し、野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、図1C(配列番号3)に描示されているアミノ酸配列を有するIL-2Rβポリペプチドに対する結合親和性の低減を示す。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、図1B(配列番号2)に描示されているアミノ酸配列を有するIL-2Rαポリペプチドに対する結合親和性の低減を示し、野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、図1D(配列番号4)に描示されているアミノ酸配列を有するIL-2Rγポリペプチドに対する結合親和性の低減を示す。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、図1B(配列番号2)に描示されているアミノ酸配列を有するIL-2Rαポリペプチドに対する結合親和性の低減を示し、野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、図1C(配列番号3)に描示されているアミノ酸配列を有するIL-2Rβポリペプチドに対する結合親和性の低下を示し、野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、図1D(配列番号4)に描示されているアミノ酸配列を有するIL-2Rγポリペプチドに対する結合親和性の低減を示す。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2ポリペプチドと比較して生物物理学的特性の向上を示す。
本明細書で開示される変異体IL-2ポリペプチドは、IL-2R複合体に対するそれらの結合親和性の減少に起因して、野生型IL-2と比較して、Tregなどの、有効性に対するIL-2の望ましくない効果に関連する免疫細胞、もしくはNK細胞を含む、生得リンパ系細胞などの、IL-2の毒性に関連する免疫細胞と結合する能力および/またはそのような細胞を刺激する能力が低下している。しかし、本開示の変異体IL-2ポリペプチドはまた、野生型IL-2と比較して、前臨床がんモデルにおける有効性および患者における免疫療法に対する応答と関連付けられている、CD8+T細胞などの、望ましいIL-2R発現免疫細胞に結合する能力および/またはそのような免疫細胞を活性化する能力が低下している。本開示の変異体IL-2ポリペプチドを、がんおよび他の免疫関連疾患、例えばある特定の感染性疾患の処置に対する安全性と有効性の両方がより高いものであり得る治療薬にするために、本発明者らは、本開示の変異体IL-2ポリペプチドと、CD8およびPD1などの、CD8+T細胞上に存在する抗原に対する抗体などの抗原結合分子とを含む融合タンパク質を設計した。変異体IL-2ポリペプチドと特異的抗原に結合する抗体とを含むそのような融合タンパク質は、融合体の抗原結合分子により認識される抗原に結合するので、「標的化された」融合タンパク質とも呼ばれる。このような融合タンパク質は、変異体IL-2ポリペプチドといずれの特定の抗原にも結合しない対照抗体とを含む「標的化されていない」融合タンパク質(すなわち、IL-2ポリペプチドとのFc融合体または対照抗体融合体;Zhu et al, Cancer Cell.2015 Apr 13;27(4):489-501)と区別される。
理論に拘束されることを望まないが、図3は、CD8+T細胞上の抗原に結合する抗原結合分子が、変異体IL-2ポリペプチドによるCD8+T細胞への結合および/またはCD8+T細胞に対する刺激を増加させるために、どのように働くかの一般的な機序を、前記変異体IL-2ポリペプチドを含有する本開示の標的化された融合タンパク質の文脈で描示する。ある特定の抗原結合分子は、変異体IL-2ポリペプチドに融合された場合、融合体の抗原結合分子に対する抗原を発現する細胞に対してのみ変異体IL-2ポリペプチドの結合を大幅に増加させるおよび/または活性を大幅に増大させる能力があり、その結果、抗原発現細胞を抗原非発現細胞よりも優先的に活性化する(図3)。標的化された融合タンパク質とは異なり、同じ変異体IL-2ポリペプチドを含有する標的化されていない融合タンパク質は、抗原発現細胞に優先的に結合せず、および/または抗原発現細胞を優先的に活性化しない(図3)。
理論に拘束することを望まないが、標的化された融合タンパク質による抗原発現細胞の活性化と抗原非発現細胞の活性化の差異、および標的化された融合タンパク質による抗原発現細胞の活性化と標的化されていない融合タンパク質による抗原発現細胞の活性化の差異は、治療剤としての標的化された融合タンパク質の有効性にとって重要であり、これらの差異を実験に基づいて測定することができると考えられる。有効性に対する毒性または望ましくない効果と関連がある他の細胞よりもCD8+T細胞などの有効性と関連がある細胞に対する選択性が高い融合タンパク質ほど、融合タンパク質が治療剤として使用されたときにその治療指数が高い可能性がある。
本開示のある特定の態様は、2つの部分を含む融合タンパク質に関する。一部の実施形態では、第1の部分は、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体(ここで、VHは、可変重鎖であり、CH2-CH3は、Fcドメインである)、抗体軽鎖VL-CL(ここで、VLは、可変軽鎖であり、CLは、定常軽鎖である)、および変異体IL-2ポリペプチドを含み、変異体IL-2ポリペプチドのN末端は、FcドメインのC末端にリンカーを介して融合されており;第2の部分は、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体および抗体軽鎖VL-CLを含み;第1の部分と第2の部分の両方が、次の群:ヒトCD8α、ヒトCD8βおよびヒトPD1から選択される1つの抗原上のエピトープに結合する。一部の実施形態では、第1の部分が、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体(ここで、CH2-CH3は、Fcドメインである)と変異体IL-2ポリペプチドとを含むポリペプチドであって、変異体IL-2ポリペプチドのN末端は、FcドメインのC末端にリンカーを介して融合されているポリペプチドであり;第2の部分は、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体と抗体軽鎖VL-CLとを含むポリペプチドであり;第2の部分は、次の群:ヒトCD8α、ヒトCD8βおよびヒトPD1から選択される1つの抗原上のエピトープに結合する。一部の実施形態では、第1の部分は、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体(ここで、CH2-CH3は、Fcドメインである)と変異体IL-2ポリペプチドとを含むポリペプチドであって、変異体IL-2ポリペプチドのC末端は、FcドメインのN末端にリンカーを介して融合されているポリペプチドであり;第2の部分は、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体と抗体軽鎖VL-CLとを含むポリペプチドであり;第2の部分は、次の群:ヒトCD8α、ヒトCD8βおよびヒトPD1から選択される1つの抗原上のエピトープに結合する。一部の実施形態では、第1の部分は、ヒトCD8αまたはヒトCD8βに結合する、抗原結合ドメインを含み;第2の部分は、変異体IL-2ポリペプチドを含み;第2の部分は、第1の部分にリンカーを介して連結されている(例えば、第2の部分は、第1の部分に融合されている)。
一部の実施形態では、前記変異体IL-2ポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号2のアミノ酸配列を有するIL-2Rαポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減を示す。一部の実施形態では、前記変異体IL-2ポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号2のアミノ酸配列を有するIL-2Rαポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減、および配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号3のアミノ酸配列を有するIL-2Rβポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減を示す。一部の実施形態では、前記変異体IL-2ポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号2のアミノ酸配列を有するIL-2Rαポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減、および配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号4のアミノ酸配列を有するIL-2Rγポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減を示す。一部の実施形態では、前記変異体IL-2ポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号2のアミノ酸配列を有するIL-2Rαポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減、および配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号3のアミノ酸配列を有するIL-2Rβポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減、および配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号4のアミノ酸配列を有するIL-2Rγポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減を示す。
一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドのIL-2Rαに対する結合親和性は、野生型IL-2によるTreg細胞の活性化と比較して、本開示の融合タンパク質(例えば、本開示の抗CD8抗原結合ドメインと変異体IL-2ポリペプチドとを含む)によるTreg細胞の活性化を比較することにより、および野生型IL-2、またはIL-2Raへの結合を伴わずIL-2RbおよびIL2Rgへの野生型様の結合を伴うIL-2ポリペプチドによるNK細胞の活性化と比較して、本開示の融合タンパク質(例えば、本開示の抗CD8抗原結合ドメインと変異体IL-2ポリペプチドとを含む)によるNK細胞(IL-2Rbgを発現する)の活性化を比較することにより、測定される。
一部の実施形態では、IL-2Rαに対する結合親和性が低減したまたはそのような結合親和性がない変異体IL-2ポリペプチドのIL-2RβまたはIL-2Rγに対する結合親和性は、野生型IL-2、またはIL-2Raへの結合を伴わずIL-2RbおよびIL2Rgへの野生型様の結合を伴うIL-2ポリペプチドによる、IL-2RβまたはIL-2Rγを発現する細胞の活性化と比較して、本開示の融合タンパク質(例えば、本開示の抗CD8抗原結合ドメインと変異体IL-2ポリペプチドとを含む)による、IL-2RβおよびIL-2Rγを発現する細胞の活性化を比較することにより、測定される。例えば、IL-2Rαへの結合が低減されたまたはそのような結合がない変異体IL-2ポリペプチド(またはそれを含む融合タンパク質)を、必要に応じてさらに変異させ、IL-2Rα/β/γを発現する細胞、例えば、Treg細胞またはIL-2bg、すなわちNK細胞の活性化について試験することができる。変異体IL-2ポリペプチドは、IL-2Rαに結合していないので、IL-2Rα/β/γを発現する細胞を活性化する能力またはそのような細胞の活性化の効力を、IL-2Rβ/γへの変異体IL-2ポリペプチドまたは融合タンパク質の結合についてのアッセイとして使用することができる。
一部の実施形態では、融合タンパク質は、NK細胞の活性化と比較して、10倍もしくはそれより大きい効力、または50倍もしくはそれより大きい効力で、CD8+T細胞を活性化する。一部の実施形態では、前記変異体IL-2ポリペプチドは、配列番号1に対する1つもしくは複数または2つもしくはそれより多くのアミノ酸置換を有する、配列番号1の配列を含み、これらの置換は、Q11、H16、L18、L19、D20、Q22、R38、F42、K43、Y45、E62、P65、E68、V69、L72、D84、S87、N88、V91、I92、T123、Q126、S127、I129およびS130からなる群より選択される配列番号1の位置に存在する。一部の実施形態では、前記変異体IL-2ポリペプチドは、配列番号1に対するF42AまたはF42Kアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、前記変異体IL-2ポリペプチドは、配列番号1に対するR38A、R38D、R38E、E62Q、E68A、E68Q、E68KまたはE68Rアミノ酸置換をさらに含む。一部の実施形態では、前記変異体IL-2ポリペプチドは、配列番号1に対するH16E、H16D、D20N、M23A、M23R、M23K、S87K、S87A、D84L、D84N、D84V、D84H、D84Y、D84R、D84K、N88A、N88S、N88T、N88R、N88I、V91A、V91T、V91E、I92A、E95S、E95A、E95R、T123A、T123E、T123K、T123Q、Q126A、Q126S、Q126T、Q126E、S127A、S127E、S127KまたはS127Qアミノ酸置換をさらに含む。一部の実施形態では、前記変異体IL-2ポリペプチドは、配列番号18~88からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、前記変異体IL-2ポリペプチドは、以下のセットのアミノ酸置換(配列番号1の配列に対する):R38EおよびF42A;R38DおよびF42A;F42AおよびE62Q;R38AおよびF42K;R38E、F42AおよびN88S;R38E、F42AおよびN88A;R38E、F42AおよびV91E;R38E、F42AおよびD84H;H16D、R38EおよびF42A;H16E、R38EおよびF42A;R38E、F42AおよびQ126S;R38D、F42AおよびN88S;R38D、F42AおよびN88A;R38D、F42AおよびV91E;R38D、F42AおよびD84H;H16D、R38DおよびF42A;H16E、R38DおよびF42A;R38D、F42AおよびQ126S;R38A、F42KおよびN88S;R38A、F42KおよびN88A;R38A、F42KおよびV91E;R38A、F42KおよびD84H;H16D、R38AおよびF42K;H16E、R38AおよびF42K;R38A、F42KおよびQ126S;F42A、E62QおよびN88S;F42A、E62QおよびN88A;F42A、E62QおよびV91E;F42A、E62QおよびD84H;H16D、F42AおよびE62Q;H16E、F42AおよびE62Q;F42A、E62QおよびQ126S;R38E、F42AおよびC125A;R38D、F42AおよびC125A;F42A、E62QおよびC125A;R38A、F42KおよびC125A;R38E、F42A、N88SおよびC125A;R38E、F42A、N88AおよびC125A;R38E、F42A、V91EおよびC125A;R38E、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38E、F42AおよびC125A;H16E、R38E、F42AおよびC125A;R38E、F42A、C125AおよびQ126S;R38D、F42A、N88SおよびC125A;R38D、F42A、N88AおよびC125A;R38D、F42A、V91EおよびC125A;R38D、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38D、F42AおよびC125A;H16E、R38D、F42AおよびC125A;R38D、F42A、C125AおよびQ126S;R38A、F42K、N88SおよびC125A;R38A、F42K、N88AおよびC125A;R38A、F42K、V91EおよびC125A;R38A、F42K、D84HおよびC125A;H16D、R38A、F42KおよびC125A;H16E、R38A、F42KおよびC125A;R38A、F42K、C125AおよびQ126S;F42A、E62Q、N88SおよびC125A;F42A、E62Q、N88AおよびC125A;F42A、E62Q、V91EおよびC125A;F42A、E62QおよびD84H、およびC125A;H16D、F42AおよびE62Q、およびC125A;H16E、F42A、E62QおよびC125A;ならびにF42A、E62Q、C125AおよびQ126Sのうちの1つを有する、配列番号1のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、前記変異体IL-2ポリペプチドは、本明細書に記載の、IL-2m1、IL-2m2、IL-2m3、IL-2m4、IL-2m4.9、IL-2m4.10、IL-2m4.11、IL-2m4.12、IL-2m4.13、IL-2m4.14、IL-2m4.15、IL-2m4.16、IL-2m4.17、IL-2m4.2、IL-2m4.1、IL-2m4.6、IL-2m4.18、IL-2m4.4、IL-2m4.19、IL-2m4.5、IL-2m4.20、IL-2m4.3、IL-2m4.21、IL-2m4.22、IL-2m4.23、IL-2m4.24、IL-2m5、IL-2m6、IL-2m7、IL-2m8、IL-2m9、IL-2m10、IL-2m10.1、IL-2m10.2、IL-2m10.3、IL-2m10.4、IL-2m10.5、IL-2m10.6、IL-2m10.7、IL-2m10.8、IL-2m10.9、IL-2m10.10、IL-2m10.11のうちのいずれかのアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質は、ヒトCD8に結合し、この融合タンパク質のCD8への結合は、CD8とMHCクラスIの相互作用を遮断しない。一部の実施形態では、前記変異体IL-2ポリペプチドは、配列番号1と比較してアミノ酸変異C125Aをさらに含む。一部の実施形態では、前記第1および第2のFcドメインは、EU番号付けに従って、次のFc変異を含む:L234A、L235A、G237AおよびK322A。一部の実施形態では、前記第1のFcドメインは、次のアミノ酸置換:Y349CおよびT366Wを含み、前記第2のFcドメインは、EU番号付けに従って、次のアミノ酸置換:S354C、T366S、L368AおよびY407Vを含むか;または前記第2のFcドメインは、次のアミノ酸置換:Y349CおよびT366Wを含み、前記第1のFcドメインは、EU番号付けに従って、次のアミノ酸置換:S354C、T366S、L368AおよびY407Vを含む。一部の実施形態では、融合タンパク質が、ヒトCD8に結合し、この融合タンパク質のCD8への結合が、CD8とMHCクラスIの相互作用を遮断しないという特性;および融合タンパク質が、NK細胞の活性化と比較して10倍またはそれより大きい効力でCD8+T細胞を活性化するという特性のうちの1つまたは複数を有するかまたは示す。一部の実施形態では、CD8+T細胞およびNK細胞の活性化の効力は、細胞増殖(例えば、Ki67アッセイ)により評価される細胞活性化のEC50により測定される。一部の実施形態では、CD8+T細胞およびNK細胞の活性化の効力は、STAT5活性(例えば、pSTAT5アッセイ)により評価される細胞活性化のEC50により測定される。
本開示の他の態様は、上記実施形態のいずれか1つによる変異体IL-2ポリペプチドまたは融合タンパク質をコードする、単離されたポリヌクレオチド(例えば、1つまたは複数)に関する。本開示の他の態様は、上記実施形態のいずれか1つによる変異体IL-2ポリペプチド、融合タンパク質または単離されたポリヌクレオチドをコードする、ベクター(例えば、1つまたは複数)に関する。一部の実施形態では、ベクター(例えば、1つまたは複数)は、発現ベクターである。本開示の他の態様は、上記実施形態のいずれか1つによるポリヌクレオチドおよび/またはベクターを含む、宿主細胞(例えば、単離されたおよび/または組換え宿主細胞)に関する。本開示の他の態様は、上記実施形態のいずれか1つによる融合タンパク質と薬学的に許容される担体とを含む、医薬組成物に関する。本開示の他の態様は、上記実施形態のいずれか1つによる融合タンパク質または医薬組成物の医薬としての使用に関する。本開示の他の態様は、医薬の製造における上記実施形態のいずれか1つによる融合タンパク質または医薬組成物の使用に関する。本開示の他の態様は、がんまたは慢性感染症を処置する方法における上記実施形態のいずれか1つによる融合タンパク質または医薬組成物の使用であって、前記方法が、それを必要とする患者に有効量の融合タンパク質または医薬組成物を投与するステップを含む使用に関する。本開示の他の態様は、がんを処置する方法における上記実施形態のいずれか1つによる融合タンパク質または医薬組成物の使用であって、前記方法が、それを必要とする患者に、有効量の融合タンパク質または医薬組成物を、T細胞療法、がんワクチン、化学療法剤、または免疫チェックポイント阻害剤(ICI)と組み合わせて投与するステップを含む使用に関する。本開示の他の態様は、がんまたは慢性感染症を処置するための医薬の製造における上記実施形態のいずれか1つによる融合タンパク質または医薬組成物の使用に関する。本開示の他の態様は、がんまたは慢性感染症を処置する方法であって、それを必要とする患者に有効量の上記実施形態のいずれか1つによる融合タンパク質または医薬組成物を投与するステップを含む方法に関する。本開示の他の態様は、がんを処置する方法であって、それを必要とする患者に、有効量の上記実施形態のいずれか1つによる融合タンパク質または医薬組成物を、T細胞療法、がんワクチン、化学療法剤、または免疫チェックポイント阻害剤(ICI)と組み合わせて投与するステップを含む方法に関する。本明細書に記載される実施形態のいずれかによる一部の実施形態では、ICIは、PD-1、PD-L1またはCTLA-4の阻害剤である。
一部の実施形態では、抗原結合タンパク質を含有する本開示の標的化されたIL-2融合タンパク質は、抗原発現IL-2Rβ+細胞、例えばCD8+T細胞を、抗原非発現IL-2Rβ+細胞、例えばNK細胞の少なくとも10倍、50倍、100倍、または少なくとも200倍活性化する。一部の実施形態では、本開示の融合タンパク質は、抗原発現IL-2Rβ+細胞を、例えば、前記IL-2変異体ポリペプチドと前記細胞上に発現されたいずれの抗原にも結合しない対照抗体とを含む融合タンパク質と比較して、50倍を超えて、100倍、または少なくとも200倍、活性化する。IL-2融合タンパク質による前記細胞活性化は、in vitroアッセイで、前記IL-2融合タンパク質での処理後の前記細胞におけるpSTAT5または細胞増殖マーカーKi67の発現を測定することにより決定される。
まとめると、本開示は、IL-2の効果を、CD8+T細胞などの、目的のある特定の免疫細胞サブセットまで低減することにより、IL-2R複合体を発現するあらゆる免疫細胞に対するIL-2の多面的効果の、効果のサブセットへの低減を果たす。このような絞り込みは、治療薬として投与されたときに、腫瘍抗原特異的CD8+T細胞またはウイルス抗原特異的CD8+T細胞を含有するT細胞サブセットにIL-2ポリペプチドの作用を方向付け、したがって、1)有効性に寄与しない可能性があるT細胞;または2)IL-2の受容体を発現し、全身に分布し、毒性に寄与し得る生得リンパ球;3)IL-2のシンクとして作用するかまたは有効性に負に寄与し得る他の免疫細胞を温存すること(sparring)により、IL-2ポリペプチドの毒性を低減させることを目的とする。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
2つの部分を含む融合タンパク質であって、
i)第1の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体であって、ここで、VHは、可変重鎖であり、CH2-CH3は、Fcドメインである、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体、抗体軽鎖VL-CLであって、ここで、VLは、可変軽鎖であり、CLは、定常軽鎖である、抗体軽鎖VL-CL、および変異体IL-2ポリペプチドを含み、前記変異体IL-2ポリペプチドのN末端が、前記FcドメインのC末端にリンカーを介して融合されており;
ii)第2の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体および抗体軽鎖VL-CLを含み;
前記第1の部分と前記第2の部分の両方が、次の群:ヒトCD8α、ヒトCD8βおよびヒトPD1から選択される1つの抗原上のエピトープに結合する、
融合タンパク質。
(項目2)
2つの部分を含む融合タンパク質であって、
i)第1の部分が、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体であって、ここで、CH2-CH3は、Fcドメインである、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体と変異体IL-2ポリペプチドとを含むポリペプチドであって、前記変異体IL-2ポリペプチドのN末端が、前記FcドメインのC末端にリンカーを介して融合されているポリペプチドであり;
ii)第2の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体と抗体軽鎖VL-CLとを含むポリペプチドであり;
前記第2の部分が、次の群:ヒトCD8α、ヒトCD8βおよびヒトPD1から選択される1つの抗原上のエピトープに結合する、
融合タンパク質。
(項目3)
2つの部分を含む融合タンパク質であって、
i)第1の部分が、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体であって、ここで、CH2-CH3は、Fcドメインである、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体と変異体IL-2ポリペプチドとを含むポリペプチドであって、前記変異体IL-2ポリペプチドのC末端が、前記FcドメインのN末端にリンカーを介して融合されているポリペプチドであり;
ii)第2の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体と抗体軽鎖VL-CLとを含むポリペプチドであり;
前記第2の部分が、次の群:ヒトCD8α、ヒトCD8βおよびヒトPD1から選択される1つの抗原上のエピトープに結合する、
融合タンパク質。
(項目4)
2つの部分を含む融合タンパク質であって、
i)第1の部分が、ヒトCD8αまたはヒトCD8βに結合する抗原結合ドメインを含み;
ii)第2の部分が、変異体IL-2ポリペプチドを含み;
前記第2の部分が、前記第1の部分にリンカーを介して連結されている、
融合タンパク質。
(項目5)
前記第1の部分が、(a)1つもしくは2つの重鎖ポリペプチドと1つもしくは2つの軽鎖ポリペプチドとを含む抗体もしくはその抗原結合性断片;(b)単鎖抗体もしくは単鎖可変断片(scFv);または(c)VHH抗体を含む、項目4に記載の融合タンパク質。
(項目6)
NK細胞の活性化と比較して、10倍またはそれより大きい効力でCD8+T細胞を活性化する、項目1から5のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
(項目7)
NK細胞の活性化と比較して、50倍またはそれより大きい効力でCD8+T細胞を活性化する、項目6に記載の融合タンパク質。
(項目8)
前記変異体IL-2ポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号2のアミノ酸配列を有するIL-2Rαポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減を示す、項目1から7のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
(項目9)
前記変異体IL-2ポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号3のアミノ酸配列を有するIL-2Rβポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減を示す、項目8に記載の融合タンパク質。
(項目10)
前記変異体IL-2ポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号4のアミノ酸配列を有するIL-2Rγポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減を示す、項目8または項目9に記載の融合タンパク質。
(項目11)
前記変異体IL-2ポリペプチドが、配列番号1に対する1つもしくは複数または2つもしくはそれより多くのアミノ酸置換を有する、配列番号1の配列を含み、前記1つもしくは複数または2つもしくはそれより多くの置換が、Q11、H16、L18、L19、D20、Q22、R38、F42、K43、Y45、E62、P65、E68、V69、L72、D84、S87、N88、V91、I92、T123、Q126、S127、I129およびS130からなる群より選択される配列番号1の位置における置換を含む、項目1から10のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
(項目12)
前記1つもしくは複数または2つもしくはそれより多くの置換が、配列番号1に対するF42AまたはF42Kアミノ酸置換を含む、項目11に記載の融合タンパク質。
(項目13)
前記1つもしくは複数または2つもしくはそれより多くの置換が、配列番号1に対するR38A、R38D、R38E、E62Q、E68A、E68Q、E68KまたはE68Rアミノ酸置換をさらに含む、項目11または項目12に記載の融合タンパク質。
(項目14)
前記1つもしくは複数または2つもしくはそれより多くの置換が、配列番号1に対するH16E、H16D、D20N、M23A、M23R、M23K、S87K、S87A、D84L、D84N、D84V、D84H、D84Y、D84R、D84K、N88A、N88S、N88T、N88R、N88I、V91A、V91T、V91E、I92A、E95S、E95A、E95R、T123A、T123E、T123K、T123Q、Q126A、Q126S、Q126T、Q126E、S127A、S127E、S127KまたはS127Qアミノ酸置換をさらに含む、項目11から13のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
(項目15)
前記1つもしくは複数または2つもしくはそれより多くの置換が、配列番号1と比較してアミノ酸変異C125Aをさらに含む、項目11から14のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
(項目16)
前記変異体IL-2ポリペプチドが、配列番号18~88からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、項目1から10のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
(項目17)
前記変異体IL-2ポリペプチドが、以下のセットのアミノ酸置換(配列番号1の配列に対する):R38EおよびF42A;R38DおよびF42A;F42AおよびE62Q;R38AおよびF42K;R38E、F42AおよびN88S;R38E、F42AおよびN88A;R38E、F42AおよびV91E;R38E、F42AおよびD84H;H16D、R38EおよびF42A;H16E、R38EおよびF42A;R38E、F42AおよびQ126S;R38D、F42AおよびN88S;R38D、F42AおよびN88A;R38D、F42AおよびV91E;R38D、F42AおよびD84H;H16D、R38DおよびF42A;H16E、R38DおよびF42A;R38D、F42AおよびQ126S;R38A、F42KおよびN88S;R38A、F42KおよびN88A;R38A、F42KおよびV91E;R38A、F42KおよびD84H;H16D、R38AおよびF42K;H16E、R38AおよびF42K;R38A、F42KおよびQ126S;F42A、E62QおよびN88S;F42A、E62QおよびN88A;F42A、E62QおよびV91E;F42A、E62QおよびD84H;H16D、F42AおよびE62Q;H16E、F42AおよびE62Q;F42A、E62QおよびQ126S;R38E、F42AおよびC125A;R38D、F42A、およびC125A;F42A、E62QおよびC125A;R38A、F42KおよびC125A;R38E、F42A、N88SおよびC125A;R38E、F42A、N88AおよびC125A;R38E、F42A、V91EおよびC125A;R38E、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38E、F42AおよびC125A;H16E、R38E、F42AおよびC125A;R38E、F42A、C125AおよびQ126S;R38D、F42A、N88SおよびC125A;R38D、F42A、N88AおよびC125A;R38D、F42A、V91EおよびC125A;R38D、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38D、F42AおよびC125A;H16E、R38D、F42AおよびC125A;R38D、F42A、C125AおよびQ126S;R38A、F42K、N88SおよびC125A;R38A、F42K、N88AおよびC125A;R38A、F42K、V91EおよびC125A;R38A、F42K、D84HおよびC125A;H16D、R38A、F42KおよびC125A;H16E、R38A、F42KおよびC125A;R38A、F42K、C125AおよびQ126S;F42A、E62Q、N88SおよびC125A;F42A、E62Q、N88AおよびC125A;F42A、E62Q、V91EおよびC125A;F42A、E62QおよびD84HおよびC125A;H16D、F42AおよびE62QおよびC125A;H16E、F42A、E62QおよびC125A;F42A、E62Q、C125AおよびQ126S;F42A、N88SおよびC125A;F42A、N88AおよびC125A;F42A、V91EおよびC125A;F42A、D84HおよびC125A;H16D、F42AおよびC125A;H16E、F42AおよびC125A;ならびにF42A、C125AおよびQ126Sのうちの1つを有する、配列番号1のアミノ酸配列を含む、項目1から10のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
(項目18)
前記融合タンパク質が、ヒトCD8に結合し、前記融合タンパク質のCD8への結合が、CD8とMHCクラスIの相互作用を遮断しない、項目1から17のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
(項目19)
第1および第2のFcドメインが、EU番号付けに従って、次のFc変異:L234A、L235A、G237AおよびK322Aを含む、項目1から18のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
(項目20)
(a)EU番号付けに従って、前記第1のFcドメインが、次のアミノ酸置換:Y349CおよびT366Wを含み、前記第2のFcドメインが、次のアミノ酸置換:S354C、T366S、L368AおよびY407Vを含むか;または
(b)EU番号付けに従って、前記第2のFcドメインが、次のアミノ酸置換:Y349CおよびT366Wを含み、前記第1のFcドメインが、次のアミノ酸置換:S354C、T366S、L368AおよびY407Vを含む、
項目1から19のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
(項目21)
(a)前記融合タンパク質が、ヒトCD8に結合し、前記融合タンパク質のCD8への結合が、CD8とMHCクラスIの相互作用を遮断しない特性;および
(b)NK細胞の活性化と比較して、10倍またはそれより大きい効力でCD8+T細胞を活性化する特性、
のうちの1つまたは複数を有する、項目1から20のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
(項目22)
CD8+T細胞およびNK細胞の活性化の効力が、細胞増殖により評価される細胞活性化のEC50により測定される、項目6、7および21のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
(項目23)
項目1から22のいずれか一項に記載の変異体IL-2ポリペプチドまたは融合タンパク質をコードする1つまたは複数の単離されたポリヌクレオチド。
(項目24)
項目23に記載のポリヌクレオチドを含む1つまたは複数のベクター、特に発現ベクター。
(項目25)
項目23に記載のポリヌクレオチドを含む宿主細胞。
(項目26)
項目1から22のいずれか一項に記載の融合タンパク質と薬学的に許容される担体とを含む医薬組成物。
(項目27)
医薬としての使用のための、項目1から22のいずれか一項に記載の融合タンパク質または項目26に記載の組成物。
(項目28)
がんまたは慢性感染症を処置する方法であって、有効量の項目1から22のいずれか一項に記載の融合タンパク質または項目26に記載の組成物を患者に投与するステップを含む方法。
(項目29)
がんを処置する方法であって、有効量の項目1から22のいずれか一項に記載の融合タンパク質または項目26に記載の組成物をT細胞療法、がんワクチン、化学療法剤、または免疫チェックポイント阻害剤(ICI)と組み合わせて患者に投与するステップを含む方法。
(項目30)
前記ICIが、PD-1、PD-L1またはCTLA-4の阻害剤である、項目29に記載の方法。
図1A~1Dは、成熟IL-2(図1A;配列番号1)、IL-2Rα(図1B;配列番号2)、IL-2Rβ(図1C;配列番号3)およびIL-2Rγ(図1D;配列番号4)ポリペプチドのアミノ酸配列を示す。
図2は、野生型成熟IL-2ポリペプチド(配列番号1)のアミノ酸配列を示す。「X」は、本開示の成熟IL-2ポリペプチドを生成するために別のアミノ酸に置換される、野生型IL-2ポリペプチドの配列中のアミノ酸を示す。
図3は、変異体IL-2ポリペプチドとCD8またはPD1抗原結合分子の標的化された融合体、および変異体IL-2ポリペプチドとの標的化されていない融合体が、どのようにCD8またはPD1抗原を発現するまたは発現しない細胞を刺激するように働くかの一般的な機序を示す。
図4は、一部の実施形態による3つの異なる融合タンパク質フォーマット(フォーマットA、BおよびC)を描示する。
図5は、治療用ヒトIL-2(左側)で刺激された、ならびにIL-2Rαへの結合を有さず、IL-2RβおよびIL-2Rγへの野生型結合を有するIL-2バリアント(右側)で刺激された、異なるマウス脾臓細胞のサブセットにおけるSTAT5の活性化を示す。脾臓サブセットにおけるSTAT5活性化を、フローサイトメトリーにより測定した。IL-2で刺激された脾臓細胞サブセットにおけるSTAT5の活性化が、左側に示されている。IL-2Raに結合しない以前に公開されたIL-2バリアント(IL-2v; Klein et al, Oncoimmunol. 2017; 6(3); e1277306を参照されたい)と対照抗体(xHA)との融合体であるxHA-IL-2vで刺激された脾臓細胞サブセットにおけるSTAT5の活性化が、右側に示されている。NK細胞は、CD8 T細胞よりも、CD25/IL2Rαへの結合が低減されたIL-2およびIL-2バリアントに対する感受性が高いことが判明した。
図6Aおよび6Bは、マウスにおける、CD25への結合が低減されたIL-2バリアントのNK細胞誘導毒性を示す。8~10週齢のB6マウスに、示されている化合物の単一用量を皮下注射し、それらのマウスの体重を毎日記録した。図6Aは、2.5mg/kgの抗PD1(xPD1)と併用投与されるxHA-IL-2vで処置されたマウスについての体重の記録を示す。図6Bは、腫瘍において発現される抗原(腫瘍抗原/TAg)を標的とする抗体に融合された同じIL-2vであるTAg-IL-2vで処置されたマウスについての体重の記録を示す。TAg-IL-2vを単独で5mg/kgで投与した。NK細胞を、200mg/マウス i.p.の抗NK1.1抗体(PK136クローン)で枯渇させた。枯渇用抗体を、TAg-IL-2v投与の2日前および投与の1日後に注射して、枯渇を維持した。NK細胞は、毒性を誘導し、この毒性は、CD25/IL2Raへの結合が低減されたIL-2バリアントで処置されたマウスにおいて体重減少として現れた。
図7は、CD8+T細胞への抗マウスCD8抗体の結合の決定を示す。新鮮な脾細胞を、示されている抗体とともに2時間、4℃でインキュベートした。次いで、細胞をCD3、CD4、CD8に対する抗体および抗hFcで染色した。抗hFcを使用して、hFcを含有するCD8-IL2融合体の結合を測定した。細胞を洗浄し、フローサイトメトリーにより分析した。抗hFcでの染色の平均蛍光強度(MFI)が、結合を示すために使用されている。xmCD8ab2(公開されているクローンYTS156.7.7)は、xmCD8ab1(公開されているクローン2.43)より高い親和性を有した。xCD8ab2.1は、xCD8ab2内に2つの変異を誘導することにより生成された、xCD8ab2のより親和性の低いバリアントである。
図8は、抗マウスCD8抗体についてのMHC遮断ステータスを示す。CD8+T細胞をOT-Iマウス由来の脾細胞から精製し、24時間、EL-4-OVA発現系統(E.G7-OVA、CRL-2113;ATCC)とともに、各々100,000細胞で共培養した。細胞を、CD25およびCD69などの活性化マーカーの上方調節について、細胞表面染色およびフローサイトメトリーにより分析した。xCD8ab1とxCD8ab2との両方が、CD25を発現する細胞の%により測定されるようにT細胞活性化を遮断した。xCD8ab2は、CD8に対するそのより高い結合親和性と相関して、より強力にT細胞の活性化を遮断した。
図9は、CD8抗体に融合されたヒトIL-2変異タンパク質による、IL-2Rを発現する他の免疫細胞よりも選択的な、CD8 T細胞の標的化を示す。IL-2変異タンパク質を、フォーマットBで、以前に公開された抗マウスCD8抗体であるxmCD8ab1(2.43クローン)に融合した(左側に略図で示されている)。マウス脾細胞におけるSTAT5活性化を、フローサイトメトリーにより測定した。CD8抗体に融合されたIL-2変異タンパク質バリアントは、CD3-CD49b+(上方右側)として特定されるNK細胞、CD4+CD25-Tconv細胞(下方左側)およびCD4+CD25+Treg細胞(下方右側)などの、IL-2Rを発現する他の免疫細胞よりも、CD8+T細胞(上方左側のグラフ)を選択的に標的とした。
図10は、B16冷たい腫瘍モデル(cold tumor model)における抗PD1との組合せでのTAg-IL-2vの単一用量に対するCD8-IL-2の単一用量の有効性を示す。C57BL6マウスの後肢の後部上方に培養B16.F10細胞(ATCC、CRL-6475)の5×10個の細胞(100μL)を皮下移植した。腫瘍体積が、移植後おおよそ8日目に60~120mmに達するまで、腫瘍体積を測定した(TV=幅×幅×長さ×0.5)。各マウスを秤量し、示されている化合物(マウス10匹/群):PBS(上方左側)、1mg/kgでxmCD8ab1-IL2m10(上方中央)、1mg/kgでxmCD8ab2-IL2m10(上方右側)、5mg/kgでxPD1(下方左側)、1mg/kgでTAg-IL-2v(下方中央)、または3mg/kgでTAg-IL-2v(下方右側)を首筋の下に皮下投与した。腫瘍体積および体重を、研究の終了(初回投与の30~40日後)まで、または最大腫瘍体積(2000mm)に達するまで、3~4日ごとに測定した。腫瘍の完全退縮(CR)および投与後14日目までの<100mmにより定義される腫瘍の部分退縮またはより遅い成長(PR)が、当てはまる場合には示されている。PBSおよびxPD1群のマウスを除くすべてのマウスに、抗PD1を併用投与した。xmCD8-IL2m10は、B16冷たい腫瘍モデルにおいて抗PD1との組合せでのTAg-IL-2vよりも良好な性能を示した。
図11Aおよび11Bは、単一用量CD8-IL-2で処置したB16腫瘍を有するマウスの血液中および腫瘍内へのCD8 T細胞蓄積の誘導を示す。B6マウスにB16腫瘍細胞を注射し、腫瘍を200~250mmに成長させた後、1mg/kgで示されているIL-2融合体を5mg/kgのxPD1と一緒にマウスに投与した。腫瘍および血液から細胞を採取し、フローサイトメトリーによりプロファイリングして、示されているように、CD8+T細胞およびNK細胞(NK1.1+CD3-)を検出した。図11Aは、血液中の免疫細胞計数値を示し、図11Bは、腫瘍中の免疫細胞計数値を示す。xHA-IL-2vよりもxmCD8-IL2m10でのほうが、より多くのCD8+T細胞が腫瘍内で観察された。
図12A~12Cは、CT26腫瘍モデルにおけるCD8-IL-2の単一用量およびTAg-IL-2vの単一用量の性能を示す。BALB/c雌マウスの後肢の後部上方に培養CT26.wt細胞(ATCC、CRL-2638)の2×105個の細胞(100μL)を皮下移植した。腫瘍体積が、移植後おおよそ8日目に60~120mmに達するまで、腫瘍体積を測定した(TV=幅×幅×長さ×0.5)。次いで、各マウスを秤量し、示されている化合物:PBS(図12A)、2mg/kgでTAg-IL-2v(図12B)、または0.3mg/kgでxmCD8ab2-IL2m4(図12C)を、皮下投与した(1群当りマウス9匹)。腫瘍体積および体重を、研究の終了(初回投与の30日後)まで、または最大腫瘍体積(2000mm)に達するまで、3~4日ごとに測定した。当てはまる場合には、腫瘍の完全退縮(CR)が示されている。xmCD8-IL2m4は、CT26腫瘍モデルにおいてTAg-IL-2vよりも良好な性能を示した。
図13は、in vitroでの融合体の効力に対するCD8抗体親和性の影響を示す。フォーマットCでの、xmCD8ab2またはそのより親和性のより低いバリアントxmCD8ab2.1に融合されたIL-2変異タンパク質IL-2m4で、細胞を処置した。CD8+T細胞(左側)およびNK細胞(右側)におけるSTAT5活性化を、フローサイトメトリーにより測定した。xmCD8ab2.1-IL2m4は、xmCD8ab2-IL-2m4と比較して、NK細胞よりもCD8 T細胞に対するより低い効力およびより低い選択性を有した。
図14は、xmCD8ab2-IL2m4およびxmCD8ab2.1-IL2m4で処理したCD8+T細胞のin vivoでの拡大増殖を示す。ナイーブB6マウスを、1mg/kgで示されている化合物で処置し、投与後5日目に採血した。細胞を系統マーカーで染色して、CD8+T細胞およびNK細胞を同定し、フローサイトメトリーによりプロファイリングした。xmCD8ab2-IL2m4とxmCD8ab2.1-IL2m4との両方が、in vivoでCD8 T細胞を拡大増殖した。両方の融合体は、in vivoでCD8 T細胞のNK細胞よりも高度な拡大増殖を誘導した。
図15Aおよび15Bは、高親和性CD8抗体に融合された、IL-2Rαへの結合を有さないおよび1つの追加の変異を有する、xmCD8-IL-2変異タンパク質についての、STAT5アッセイでの特徴付けを示す。示されているタンパク質とインキュベートされ、次いで、細胞表面マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、CD49b)についておよび細胞内ホスホ-STAT5(pSTAT5)について染色された、B16腫瘍を担持しているB6マウスからの脾細胞。細胞をフローサイトメトリーにより分析した。データは、示されている細胞サブセットにおけるSTAT5についての平均蛍光強度(MFI)を示す。図15Aは、CD8+T細胞におけるSTAT5の活性化を示し、その一方で図15Bは、NK細胞におけるSTAT5の活性化(CD3-CD49b+として定義される)を示す。ある特定のIL-2変異は、CD8+T細胞に対する、CD8を発現しない他のIL2Rβ/γ発現細胞よりも高度な効力を維持しつつ、抗CD8抗体に融合されたIL-2変異タンパク質のIL2Rβ/γ発現細胞への結合を低下させた。
図16Aおよび16Bは、低親和性CD8抗体バリアントに融合された、IL-2Rαへの結合を有さないおよび1つの追加の変異を有する、xmCD8-IL-2変異タンパク質の、STAT5アッセイでの特徴付けを示す。示されているタンパク質とインキュベートされ、次いで、細胞表面マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、CD49b)についておよび細胞内STAT5について染色された、B16腫瘍を担持しているB6マウスからの脾細胞。細胞をフローサイトメトリーにより分析した。データは、示されている細胞サブセットにおけるSTAT5についての平均蛍光強度(MFI)を示す。図16Aは、CD8+T細胞におけるSTAT5の活性化を示し、その一方で図16Bは、NK細胞におけるSTAT5の活性化を示す。ある特定のIL-2変異は、CD8+T細胞に対する、CD8を発現しない他のIL2Rβ/γ発現細胞よりも高度な効力を維持しつつ、低親和性抗CD8抗体に融合されたIL-2変異タンパク質のIL2Rβ/γ発現細胞への結合を低下させた。
図17Aおよび17Bは、高親和性CD8抗体に融合された、IL-2Rαへの結合を有さないおよび1つの追加の変異を有する、xmCD8-IL-2変異タンパク質についての、細胞増殖マーカー(Ki67)の発現を検出するアッセイでの特徴付けを示す。示されているタンパク質とインキュベートされ、次いで、細胞表面マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、CD49b)についてならびに増殖の細胞内マーカー、Ki67、IL2Rβ/γおよびSTAT5からの下流シグナル伝達事象について染色された、B16腫瘍を担持しているB6マウスからの脾細胞。データは、増殖マーカーKi67について陽性の示されている細胞サブセット中の細胞の%を示す。図17Aは、Ki67陽性CD8+T細胞のパーセントを示し、その一方で図17Bは、Ki67陽性NK細胞のパーセントを示す。
図18Aおよび18Bは、低親和性CD8抗体に融合された、IL-2Rαへの結合を有さないおよび1つの追加の変異を有する、xmCD8-IL-2変異タンパク質についての、Ki67アッセイでの特徴付けを示す。示されているタンパク質とインキュベートされ、次いで、細胞表面マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、CD49b)についておよびKi67について染色された、B16腫瘍を担持しているB6マウスからの脾細胞。データは、増殖マーカーKi67について陽性の示されている細胞サブセット中の細胞の%を示す。図18Aは、Ki67陽性CD8+T細胞のパーセントを示し、その一方で図18Bは、Ki67陽性NK細胞のパーセントを示す。
図19は、代表的な分子についてのCD8 T細胞およびNK細胞に対する効力ならびにNK細胞より高いCD8 T細胞に対するそれらの選択性について概要を描示する。各々の分子についてのCD8およびNK細胞活性化が、同じグラフに示されている。CD8細胞対NK細胞の効力の差が両方向矢印で示されている。グラフは、NK細胞よりもCD8+T細胞に対する様々な選択性を有する、生成されたCD8-IL2融合体について特徴付けデータの概要を示す。xmCD8ab2-IL2m4(上部左側)およびxmCD8ab2-IL2m4.2(上部右側)は、最も高い選択性(>1000倍)を有し、これにxmCD8ab2.1-IL2m4(約50~100倍、下部左側)が続き、xmCD8ab2.1-IL2m4.1(約10倍;下部右側)が最も低い選択性を有した。
図20は、最も高い有効性を有するCD8-IL-2融合体の特性を描示する。NK細胞よりもCD8 T細胞に対する様々な程度の選択性を有する4つの代表的なCD8-IL2融合体(示されている通り)を、B16腫瘍モデルにおいて試験した。全マウスのうちの完全退縮(CR)を有したマウスの数が、各パネルに示されている。すべてのマウスに、1mg/kgの示した融合体を5mg/kgの抗PD1と一緒に投与した。1mg/kgを上回る投与は、NK細胞上のIL-2RβγへのIL-2変異タンパク質の結合に起因して、NK細胞活性化を誘導し得、それによって、体重減少および毒性が誘導される。CD8-IL-2は、より低い用量でTAg-IL-2vよりも良好な性能を示した。CD8 T細胞に対して最も低い選択性を有するCD8-IL2融合体は、マウス10匹のうちの1匹しか完全腫瘍退縮を示さない、図10でTAg-IL-2vについて観察されたものに迫る、最も小さい有効性をB16モデルにおいて有した。最も高い有効性、治療指数、および>40%無腫瘍マウスには、>10倍の選択性が必要であった。
図21は、CD8-IL-2での処置による、腫瘍抗原特異的CD8+T細胞および全CD8+T細胞およびNK細胞の拡大増殖を示す。B6マウスにB16腫瘍細胞を注射し、腫瘍を200~250mm3に成長させた後、1mg/kgで示されているIL-2融合体を5mg/kgのxPD1と一緒にマウスに投与した。腫瘍を投与後5日目に除去し、単一細胞に消化し、フローサイトメトリーによりプロファイリングしてCD8+T細胞およびNK細胞(NK1.1+CD3-)を検出した。細胞をまた、製造業者のプロトコールに従ってp15Eテトラマー(TB-M507-2、MBL)で染色して、p15E腫瘍抗原を認識するT細胞を検出した。データは、各腫瘍から単離された10細胞当りの細胞計数値として表されている。xmCD8ab2-IL2m4.2とxmCD8ab2.1-IL2m4との両方が、全腫瘍内CD8+T細胞の約15倍の拡大増殖、およびp15E腫瘍抗原特異的T細胞において5~17倍の拡大増殖を誘導した。
図22は、二価低親和性CD8抗体IL-2融合体および一価高親和性CD8抗体IL-2融合体の効力を示す。B16腫瘍を担持しているB6マウスからの脾細胞を、示されているタンパク質とともに30分間、RPMI培地中でインキュベートし、その後、細胞を、細胞表面マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、CD49b)についておよび細胞内ホスホ-STAT5について染色した。二価低親和性融合体は、pSTAT5について陽性の細胞のパーセンテージにより測定して、高親和性一価融合体のものと同様の効力を有した。高親和性xmCD8ab2抗体(フォーマットCでの)に、または二価xmCD8ab2.1抗体(フォーマットAでの)に融合されたIL-2m4.2融合体は、CD8+T細胞に対して同様の効力を有し、一価xmCD8ab2.1-IL-2m4(フォーマットC)融合体よりもはるか大きい効力を有した。
図23は、B16腫瘍モデルにおける二価C末端フォーマット(フォーマットA)融合体の効力を示す。マウスに、対照としてのPBSを投与したか、または1mg/kgの示されている融合体を5mg/kgの抗PD1と一緒に投与した(1群当りマウス9匹)。二価C末端フォーマット(フォーマットA)も非常に効果的であった。フォーマットCでの高親和性xmCD8ab2抗体に融合されたIL-2m4.2融合体(図20)またはフォーマットAでの二価xmCD8ab2.1抗体に融合されたIL-2m4.2融合体(図23)は、同様のin vivo有効性を有した。
図24は、CD8抗体によるCD8 T細胞活性化の遮断を示す。CD8+T細胞をOT-Iマウス由来の脾細胞から精製し、24時間、EL-4-OVA系統(ATCC)とともに、各々100,000細胞で共培養した。細胞を、CD25およびCD69などの活性化マーカーの上方調節について、細胞表面染色およびフローサイトメトリーにより分析した。ある特定のCD8抗体は、CD8 T細胞活性化を遮断しなかった。xmCD8ab3抗体(配列番号16の配列を含むVHドメインと、配列番号17の配列を含むVLドメインとを含む)は、濃度200nMであってもCD8 T細胞活性化を遮断しなかった。xmCD8ab3抗体は、二価フォーマットのものであった。
図25は、示されている通りのxmCD8ab2およびxmCD8ab3融合体のin vitroでの効力の比較を示す。B16腫瘍を担持しているB6マウスからの脾細胞を、示されているタンパク質とともに30分間、RPMI培地中でインキュベートし、その後、細胞を、細胞表面マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、CD49b)についておよび細胞内pSTAT5について染色した。xmCD8ab2-IL2m4.2とxmCD8ab3-IL2m4.2との両方が、in vitroでCD8+T細胞に対して同様の活性とTAg-IL-2vよりも大きい効力を示した。
図26Aおよび26Bは、B16腫瘍モデルにおけるIL-2変異タンパク質に融合されたMHC非遮断抗CD8抗体のin vivoでの効果を示す。マウスに、PBSまたは0.3mg/kg(図26A)もしくは1mg/kg(図26B)の示されている融合体を5mg/kgの抗PD1と一緒に投与した。フォーマットCでのMHC非遮断xmCD8ab3抗体に融合されたIL-2m4.2融合体(図26B)は、フォーマットCでのMHC遮断xmCD8ab2抗体に融合されたIL-2m4.2融合体(図26A)よりもはるかに効果的であった。
図27は、PD1-T細胞よりもPD1+T細胞を優先的に標的とする、IL-2変異タンパク質の融合体を示す。サイズ300~600mmのB16腫瘍をマウスから除去し、単一細胞に消化した。CD45+細胞を精製し(MiltenyiのLSカラム、製造業者のプロトコールに従って)、示されている融合タンパク質で30分間、刺激した。細胞を、細胞表面マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、CD49bおよびPD1)について、および細胞内ホスホ-STAT5について、染色した。IL-2変異タンパク質IL2m10と抗PD1抗体の融合体は、PD1-T細胞よりもPD1+T細胞を優先的に標的としたが、CD8+PD1+T細胞とCD4+CD25+PD1+Treg細胞との両方を標的とした。
定義
「免疫細胞」は、本明細書で使用される場合、宿主の免疫系にとって異質とみなされる生物または他の実体に対して反応する、免疫系の細胞である。それらは、外来病原体、生物および疾患から宿主を保護する。免疫細胞は、白血球とも呼ばれ、病原体と闘うための生得免疫応答と適応免疫応答の両方に関与する。生得免疫応答は、病原体への曝露時にさらなる抗原刺激または学習過程なしに直ちに起こる。適応免疫応答は、最初の抗原刺激を必要とし、その後、記憶形成を行ない、その結果として、同じ病原体とのその後の遭遇中の応答性の強化をもたらす。生得免疫細胞は、単球、マクロファージ、樹状細胞、生得リンパ系細胞(ILC)、例えばナチュラルキラー(NK)細胞など、好中球、巨核球、好酸球および好塩基球を含むが、これらに限定されない。適応免疫細胞は、BおよびTリンパ球/細胞を含む。T細胞サブセットは、アルファベータCD4+T(ナイーブCD4+、メモリーCD4+、エフェクターメモリーCD4+、エフェクターCD4+、調節性CD4+)、およびアルファベータCD8+T(ナイーブCD8+、メモリーCD8+、エフェクターメモリーCD8+、エフェクターCD8+)を含むが、これらに限定されない。B細胞サブセットは、ナイーブB、メモリーB、および形質細胞を含むが、これらに限定されない。NK TおよびTガンマデルタ(Tγδ)細胞は、生得リンパ球と適応リンパ球の両方の特性を示す。
「T細胞」または「Tリンパ球」は、健康および疾患の際の免疫応答の編成に重要な役割を果たす免疫細胞である。特有の機能および特性を有する2つの主要なT細胞サブセットが存在する:CD8抗原を発現するT細胞(CD8T細胞)は、グランザイムおよびパーフォリンなどの細胞傷害性タンパク質を使用して標的細胞を溶解することができる細胞傷害性またはキラーT細胞であり、CD4抗原を発現するT細胞(CD4T細胞)は、CD8T細胞、B細胞およびマクロファージなどの機能を含む、多くの他の免疫細胞型の機能を調節することができるヘルパーT細胞である。さらに、CD4T細胞は、免疫応答を抑制することができる調節性T(Treg)細胞、ならびにサイトカインなどの免疫調節性タンパク質を分泌することにより異なるタイプの免疫応答を調節するヘルパーT細胞1(Th1)、ヘルパーT細胞2(Th2)およびヘルパーT細胞17(Th17)などの、いくつかのサブセットにさらに細分される。T細胞は、特有の抗原特異的モチーフに結合するアルファベータT細胞受容体によってそれらの標的を認識し、この認識機序は、一般に、それらの細胞傷害機能およびサイトカイン分泌機能を誘発するために必要とされる。「生得リンパ球」は、細胞傷害活性またはTh1、Th2およびTh17サイトカインの分泌などの、CD8およびCD4T細胞の特性も示し得る。これらの生得リンパ球サブセットの一部は、NK細胞ならびにILC1、ILC2およびILC3細胞;および生得様T細胞、例えばTγδ細胞;およびNK T細胞を含む。典型的に、これらの細胞は、免疫調節性サイトカインなどの、感染または傷害組織からの炎症刺激に迅速に応答することができるが、アルファベータT細胞とは異なり、それらは、抗原特異的パターンを認識する必要なく応答することができる。
「サイトカイン」は、始原/初代細胞と標的/エフェクター細胞との間のクロストークを媒介する免疫調節性ポリペプチドの一形態である。サイトカインは、可溶性形態としてまたは細胞表面と会合して標的免疫細胞上の「サイトカイン受容体」に結合してシグナル伝達を活性化するように機能することができる。「サイトカイン受容体」は、本明細書で使用される場合、細胞の細胞外表面のサイトカインへの結合時に細胞内シグナル伝達を活性化する、細胞表面のポリペプチドである。サイトカインは、ケモカイン、インターフェロン、インターロイキン、リンホカインおよび腫瘍壊死因子を含むが、これらに限定されない。サイトカインは、免疫細胞、内皮細胞、線維芽細胞および間質細胞をはじめとする広範な細胞により産生される。所与のサイトカインが1つより多くの細胞型により産生されることもある。サイトカインは、多面的である;受容体が複数の免疫細胞サブセット上に発現されるため、1つのサイトカインが複数の細胞内のシグナル伝達経路を活性化することができる。しかし、細胞型に依存して、サイトカインのシグナル伝達事象は、異なる下流細胞事象、例えば、活性化、増殖、生存、アポトーシス、他の免疫調節性タンパク質のエフェクター機能および分泌をもたらすことができる。
「アミノ酸」は、本明細書で使用される場合、アラニン(3文字コード:ala、1文字コード:A)、アルギニン(arg、R)、アスパラギン(asn、N)、アスパラギン酸(asp、D)、システイン(cys、C)、グルタミン(gln、Q)、グルタミン酸(glu、E)、グリシン(gly、G)、ヒスチジン(his、H)、イソロイシン(ile、I)、ロイシン(leu、L)、リシン(lys、K)、メチオニン(met、M)、フェニルアラニン(phe、F)、プロリン(pro、P)、セリン(ser、S)、トレオニン(thr、T)、トリプトファン(trp、W)、チロシン(tyr、Y)およびバリン(val、V)を含む、天然に存在するカルボキシα-アミノ酸を指す。
「ポリペプチド」または「タンパク質」は、本明細書で使用される場合、単量体(アミノ酸)がペプチド結合(アミド結合としても公知)により互いに直鎖状に連結されている、分子を指す。用語「ポリペプチド」は、2アミノ酸またはそれより多いアミノ酸の任意の鎖を指し、産物の特定の長さを指さない。したがって、ペプチド、ジペプチド、トリペプチド、オリゴペプチド、「タンパク質」、「アミノ酸鎖」、または2アミノ酸もしくはそれより多いアミノ酸の鎖を指すために使用される任意の他の用語は、「ポリペプチド」の定義に含まれ、用語「ポリペプチド」は、これらの用語のいずれかの代わりに、またはいずれかと同義的に使用され得る。用語「ポリペプチド」はまた、天然生物源に由来し得るか、または組換え技術により産生され得る、ポリペプチドの産物を指すように意図されているが、必ずしも指定核酸配列から翻訳されるとは限らない。ポリペプチドは、化学合成による様式を含む任意の様式で生成され得る。ポリペプチドは、規定の三次元構造を通常は有し得るが、必ずしもそのような構造を有する必要はない。本開示のポリペプチドは、アミノ酸約3個もしくはそれを超える、5個もしくはそれを超える、10個もしくはそれを超える、20個もしくはそれを超える、25個もしくはそれを超える、50個もしくはそれを超える、75個もしくはそれを超える、100個もしくはそれを超える、200個もしくはそれを超える、500個もしくはそれを超える、1,000個もしくはそれを超える、または2,000個もしくはそれを超えるサイズのものであり得る。規定の三次元構造を有するポリペプチドは、フォールディングされていると言及され、規定の三次元構造を有さず、むしろ多数の異なるコンフォメーションをとるポリペプチドは、フォールディングされていないと言及される。ポリペプチドは、二量体、三量体およびより高級のオリゴマーなどの、すなわち、1つより多くのポリペプチド分子からなる、多量体をさらに形成することもある。そのような二量体、三量体などを形成するポリペプチド分子は、同一であることもあり、または同一でないこともある。それ故、そのような多量体の対応するより高次の構造は、ホモもしくはヘテロ二量体、ホモもしくはヘテロ三量体などと呼ばれる。用語「ポリペプチド」および「タンパク質」は、改変ポリペプチド/タンパク質も指し、グリコシル化、アセチル化、リン酸化、アミド化、公知の保護/ブロッキング基による誘導体化、タンパク質分解的切断、または天然に存在しないアミノ酸による改変を含むがこれらに限定されない、発現後の改変が、影響を受ける。
「残基」とは、本明細書で使用される場合、タンパク質内の位置およびその関連アミノ酸の正体を意味する。例えば、Leu 234(Leu234またはL234とも呼ばれる)は、ヒト抗体IgG1内の234位の残基である。
「野生型」は、対立遺伝子変異を含む、自然界に見られるアミノ酸配列またはヌクレオチド配列を本明細書では意味する。野生型タンパク質は、意図的に改変されていない、アミノ酸配列またはヌクレオチド配列を有する。
「置換」または「変異」は、ポリペプチドの野生型配列内に天然に存在するアミノ酸が、前記ポリペプチド内の同じ位置に天然に存在しない別のアミノ酸に置換される、ポリペプチド骨格に対する変化を指す。好ましくは、変異(単数または複数)は、ポリペプチドのその受容体に対する親和性を改変することによって、ポリペプチドが野生型同族ポリペプチドの親和性および活性とは異なる親和性および活性になるようにポリペプチドの活性を変更するために、導入される。変異は、ポリペプチドの生物物理学的特性を向上させることもできる。アミノ酸変異は、当技術分野において周知の遺伝学的または化学的方法を使用して生じさせることができる。遺伝学的方法は、部位特異的変異誘発、PCR、遺伝子合成およびこれらに類するものを含み得る。遺伝子操作以外の方法によりアミノ酸の側鎖基を変更する方法、例えば、化学的改変も、有用であり得ると考えられる。
「インターロイキン-2」または「IL-2」は、本明細書で使用される場合、別段の指示がない限り、任意の天然ヒトIL-2を指す。「IL-2」は、プロセシングされていないIL-2はもちろん、細胞内でのプロセシングの結果として生じるIL-2の一形態である「成熟IL-2」も包含する。「成熟IL-2」の配列は、図1Aに描示されている。プロセシングされていないヒトIL-2の1つの例示的形態は、成熟IL-2に結合された追加のN末端アミノ酸シグナルペプチドから構成される。「IL-2」は、IL-2の天然に存在するバリアント、例えば、対立遺伝子またはスプライスバリアント(単数または複数)を含むが、これらに限定されない。例示的なヒトIL-2のアミノ酸配列は、UniProt P60568(IL2_HUMAN)のもとに記載されている。
「親和性」または「結合親和性」は、分子(例えば、抗体)の単一の結合部位とその結合パートナー(例えば、抗原)との間の非共有結合性相互作用の総計の強度を指す。別段の指示がない限り、本明細書で使用される場合、「結合親和性」は、結合対のメンバー(例えば、抗体と抗原との)間の1:1相互作用を反映する、固有結合親和性を指す。親和性は、解離速度定数と会合速度定数(それぞれ、koffおよびkon)との比である解離定数(K)によって、一般に表すことができる。したがって、同等の親和性は、速度定数の比が同じままであるならば、異なる速度定数を含み得る。親和性は、当技術分野において公知の一般的な方法、例えば、酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)、表面プラズモン共鳴(SPR)技術(例えば、BIAcore)、バイオレイヤー干渉(BLI)法(例えば、Octet)および他の旧来の結合アッセイ(Heeley, Endocr Res 28, 217-229 (2002))によって、測定することができる。
「結合」または「特異的結合」は、本明細書で使用される場合、ポリペプチドまたは抗原結合分子がそのポリペプチドまたは標的抗原の受容体とそれぞれ選択的に相互作用する能力を指し、この特異的相互作用は、標的化されていないまたは望ましくないもしくは非特異的相互作用と区別され得る。特異的結合の例としては、IL-2サイトカインのその特異的受容体(例えば、IL-2Rα、IL-2RβおよびIL-2Rγ)への結合、および抗原結合分子の特異的抗原(例えば、CD8またはPD-1)への結合が挙げられるが、これらに限定されない。
「変異体IL-2ポリペプチド」は、その受容体への親和性が低減したIL-2ポリペプチドを指し、そのような親和性の減少は、変異体の生物活性の低減をもたらすことになる。親和性の低減およびそれによる活性の低減を、少数のアミノ酸変異または置換を導入することにより、達成することができる。変異体IL-2ポリペプチドは、IL-2Rβγへの親和性低減などの、所望の特性を有する最終構築物を生成するために、ペプチド骨格への他の改変を有することもあり、そのような改変としては、ポリペプチドのアミノ酸欠失、並べ替え、環化、ジスルフィド結合または翻訳後修飾(例えば、グリコシル化もしくは炭水化物変更)、ポリペプチドに対する化学的もしくは酵素的改変(例えば、ポリペプチド骨格へのPEGの結合)、ペプチドタグもしくは標識の付加、またはタンパク質もしくはタンパク質ドメインへの融合を含むが、これらに限定されない。所望の活性としては、野生型IL-2ポリペプチドと比較して生物物理学的特性の向上も挙げることができる。複数の改変を組み合わせて、親和性の低減、または生物物理学的特性の向上などの、所望の活性改変を達成してもよい。非限定的な例として、コンセンサスN連結型グリコシル化のためのアミノ酸配列をポリペプチドに組み込んでグリコシル化を可能にすることができる。別の非限定的な例は、リシンをポリペプチド上に組み込んでPEG化を可能にすることができることである。好ましくは、変異(単数または複数)が、ポリペプチドに、その活性を改変するために導入される。
「標的化部分」および「抗原結合分子」は、本明細書で使用される場合、その最も広い意味で、抗原決定基に特異的に結合する分子を指す。標的化部分または抗原結合分子は、タンパク質、炭水化物、脂質または他の化合物であり得る。標的化部分または抗原結合分子は、抗体、抗体断片(Chames et al, 2009;Chan & Carter, 2010;Leavy, 2010;Holliger & Hudson, 2005)、足場抗原結合タンパク質(Gebauer and Skerra, 2009;Stumpp et al, 2008)、単一ドメイン抗体(sdAb)、ミニボディ(minibody)(Tramontano et al, 1994)、重鎖抗体の可変ドメイン(ナノボディ(nanobody)、VHH)、新規抗原受容体の可変ドメイン(VNAR)、炭水化物結合ドメイン(CBD)(Blake et al, 2006)、コラーゲン結合ドメイン(Knight et al, 2000)、レクチン結合タンパク質(テトラネクチン)、コラーゲン結合タンパク質、アドネクチン/フィブロネクチン(Lipovsek, 2011)、血清トランスフェリン(トランスボディ(trans-body))、エビボディ(Evibody)、プロテインA由来分子、例えば、プロテインAのZドメイン(アフィボディ(Affibody))(Nygren et al, 2008)、Aドメイン(アビマー(Avimer)/マキシボディ(Maxibody))、アルファボディ(alphabody)(WO2010066740)、アビマー/マキシボディ、設計されたアンキリンリピートドメイン(DARPin)(Stumpp et al, 2008)、アンチカリン(Skerra et al, 2008)、ヒトガンマクリスタリンまたはユビキチン(アフィリン(Affilin)分子)、ヒトプロテアーゼ阻害剤のクニッツ型ドメイン、ノッチン(knottin)(Kolmar et al, 2008)、半減期を延長するための融合を伴うまたは伴わない直鎖状または拘束ペプチド、例えば、(Fc融合体-ペプチボディ(Peptibody))(Rentero Rebollo & Heinis, 2013;EP1144454B2;Shimamoto et al, 2012;US7205275B2)、拘束二環式ペプチド(US2018/0200378A1)、アプタマー、操作されたCH2ドメイン(ナノボディ;Dimitrov, 2009)および操作されたCH3ドメイン「Fcab」ドメイン(Wozniak-Knopp et al, 2010)を含むが、これらに限定されない。
用語「抗体」および「免疫グロブリン」は、同義的に使用され、本明細書では最も広い意味で使用され、様々な抗体構造を包含し、そのような抗体構造には、モノクローナル抗体(例えば、完全長または無傷モノクローナル抗体)、ポリクローナル抗体、多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)、抗体断片および単一ドメイン抗体(本明細書でより詳細に説明される通りの)が、これらが所望の抗原結合活性を示す限り含まれるが、これらに限定されない。
抗体(免疫グロブリン)は、天然抗体構造と実質的に同様の構造を有するタンパク質を指す。「天然抗体」は、様々な構造を有する天然に存在する免疫グロブリン分子を指す。例えば、IgGクラスの天然免疫グロブリンは、ジスルフィド結合されている2本の軽鎖と2本の重鎖から構成されている、約150,000ダルトンのヘテロ四量体糖タンパク質である。N末端からC末端へ、各重鎖は、可変重鎖ドメインまたは重鎖可変ドメインとも呼ばれる可変領域(VH)、続いて、重鎖定常領域とも呼ばれる3つの定常ドメイン(CH1、CH2およびCH3)を有する。同様に、N末端からC末端へ、各軽鎖は、可変軽鎖ドメインまたは軽鎖可変ドメインとも呼ばれる可変領域(VL)、続いて、軽鎖定常領域とも呼ばれる定常軽鎖(CL)ドメインを有する。異なるクラスの免疫グロブリンのサブユニット構造および三次元立体配置が周知であり、例えば、Abbas et al., 2000, Cellular and Mol、およびKindt et al., Kuby Immunology, 6th ed., W.H. Freeman and Co., page 91 (2007)に、一般に記載されている。抗体(免疫グロブリン)は、重鎖定常ドメインのアミノ酸配列に依存して、異なるクラスに割り当てられる。抗体の5つの主要なクラス:α(IgA)、δ(IgD)、ε(IgE)、γ(IgG)またはμ(IgM)があり、これらの一部は、サブタイプ、例えば、γ1(IgG1)、γ2(IgG2)、γ3(IgG3)、γ4(IgG4)、α1(IgA1)およびα2(IgA2)にさらに分けることができる。免疫グロブリンの軽鎖を、その定常ドメインのアミノ酸配列に基づいて、カッパ(κ)およびラムダ(λ)と呼ばれる2つのタイプの一方に割り当てることができる。免疫グロブリンは、免疫グロブリンヒンジ領域を介して連結されている、2つのFab分子およびFcドメインから本質的になる。
「Fc」または「Fc領域」または「Fcドメイン」は、本明細書で使用される場合、定常領域の少なくとも一部分を含有する抗体重鎖のC末端領域を指す。この用語は、天然配列Fc領域およびバリアントFc領域を含む。Fcは、IgA、IgDおよびIgGの最後の2つの定常領域免疫グロブリンドメイン(例えば、CH2およびCH3)、IgEおよびIgMの最後の3つの定常領域免疫グロブリンドメイン、ならびに必要に応じて、これらのドメインのN末端側の可撓性ヒンジのすべてまたは一部分とを指すことができる。IgAおよびIgMについては、FcはJ鎖を含み得る。IgG Fc領域は、IgG CH2およびIgG CH3ドメインを、一部の場合にはヒンジを含めて、含む。本明細書中で別段の定めがない限り、Fc領域または定常領域内のアミノ酸残基の番号付けは、Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, Md., 1991に記載されているような、EUインデックスとも呼ばれる、EU番号付けシステムによるものである。「ヒンジ」領域は、通常は、約216位のアミノ酸残基から約230位のアミノ酸残基に及ぶ。ヒンジ領域は、本明細書では、天然ヒンジドメインであることもあり、またはバリアントヒンジドメインであることもある。ヒトIgG Fc領域の「CH2ドメイン」は、通常は、約231位のアミノ酸残基から約340位のアミノ酸残基に及ぶ。CH2ドメインは、本明細書では、天然配列CH2ドメインであることもあり、またはバリアントCH2ドメインであることもある。「CH3ドメイン」は、IgGの約341位のアミノ酸残基から約447位のアミノ酸残基までの、Fc領域内のCH2ドメインのC末端側の残基のストレッチを含む。CH3領域は、本明細書では、天然配列CH3ドメインであることもあり、またはバリアントCH3ドメイン(例えば、その一方の鎖内に「突出部」(「ノブ」)が導入されており、その他方の鎖に対応する「空洞」(「ホール」)が導入されている、CH3ドメイン;本明細書に参照により明確に組み込まれる米国特許第5,821,333号を参照されたい)であることもある。したがって、「Fcドメイン」の定義は、両方のアミノ酸231~447(CH2-CH3)もしくは216~447(ヒンジ-CH2-CH3)、またはこれらの断片を含む。この文脈での「Fc断片」は、N末端およびC末端のどちらかまたは両方からのより少数のアミノ酸を含有することがあるが、一般にサイズに基づく、標準的な方法(例えば、非変性クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーなど)を使用して検出され得るように、別のFcドメインまたはFc断片と二量体を形成する能力をなお保持する。ヒトIgG Fcドメインは、本開示において特に有用なものであり、ヒトIgG1、IgG2またはIgG4からのFcドメインであり得る。
「バリアントFcドメイン」または「Fcバリアント」または「バリアントFc」は、親Fcドメインと比較してアミノ酸改変(例えば、置換、付加および欠失)を有する。この用語は、免疫グロブリンのFc領域の天然に存在する対立遺伝子バリアントも含む。一般に、バリアントFcドメインは、対応する親ヒトIgG Fcドメインに対して(下記で論じられる同一性アルゴリズムを使用して、当技術分野において公知であるようなBLASTアルゴリズムを利用する一実施形態を用いて、デフォルトパラメーターを使用して)少なくとも約80、85、90、95、97、98または99パーセントの同一性を有する。あるいは、バリアントFcドメインは、親Fcドメインと比較して1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20個のアミノ酸改変を有し得る。例えば、生物学的機能を大幅に失うことなく、1個または複数のアミノ酸を免疫グロブリンのFc領域のN末端またはC末端から欠失させることができる。加えて、本明細書中で論じられるように、本明細書でのバリアントFcドメインは、非変性ゲル電気泳動などの、本明細書に記載の公知の技法を使用して測定されるように、別のFcドメインと二量体を形成する能力をなお保持する。
「Fcガンマ受容体」、「FcγR」または「FcガンマR」とは、本明細書で使用される場合、IgG抗体Fc領域に結合し、FcγR遺伝子によりコードされる、タンパク質のファミリーの任意のメンバーを意味する。ヒトの場合、このファミリーは、アイソフォームFcγRIa、FcγRIbおよびFcγRIcを含む、FcγRI(CD64);アイソフォームFcγRIIa(アロタイプH131およびR131を含む)、FcγRIIb(FcγRIIb-1およびFcγRIIb-2を含む)、およびFcγRIIcを含む、FcγRII(CD32);ならびにアイソフォームFcγRIIIa(アロタイプV158およびF158を含む)およびFcγRIIIb(アロタイプFcγRIIb-NA1およびFcγRIIb-NA2を含む)を含む、FcγRIII(CD16)(全体が参照により組み込まれる、Jefferis et al., 2002, Immunol Lett 82:57-65);および任意の未発見のヒトFcγRまたはFcγRアイソフォームもしくはアロタイプを含むが、これらに限定されない。FcγRは、ヒト、マウス、ラット、ウサギおよびサルを含むがこれらに限定されない、任意の生物由来であり得る。マウスFcγRは、FcγRI(CD64)、FcγRII(CD32)、FcγRIII(CD16)およびFcγRIII-2(CD16-2)、ならびに任意の未発見のマウスFcγRまたはFcγRアイソフォームもしくはアロタイプを含むが、これらに限定されない。
「エフェクター機能」とは、本明細書で使用される場合、抗体アイソタイプによって変わり得る、抗体Fc領域とFc受容体またはリガンドとの相互作用の結果として生じる、生化学的事象を意味する。エフェクター機能は、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)、抗体依存性細胞媒介性ファゴサイトーシス(ADCP)、補体依存性細胞傷害(CDC)、サイトカイン分泌、抗原提示細胞による免疫複合体媒介性抗原取込み、細胞表面受容体(例えば、B細胞受容体)の下方調節、およびB細胞活性化を含むが、これらに限定されない。「抗体依存性細胞媒介性細胞傷害」または「ADCC」は、FcRを発現する非特異的細胞傷害性細胞(例えば、ナチュラルキラー(NK)細胞、好中球およびマクロファージ)が、標的細胞上の結合している抗体を認識し、その後、その標的細胞の溶解を引き起こす、細胞により媒介される反応を指す。ADCCは、FcγRIIIaへの結合と相関しており、FcγRIIIaへの結合の増加は、ADCC活性の増大につながる。目的の分子のADCC活性を評価するために、米国特許第5,500,362号または同第5,821,337号に記載されているものなどの、in vitro ADCCアッセイを行なうことができる。「ADCP」または抗体依存性細胞媒介性ファゴサイトーシスとは、本明細書で使用される場合、FcγRを発現する非特異的細胞傷害性細胞が、標的細胞上の結合している抗体を認識し、その後、その標的細胞のファゴサイトーシスを引き起こす、細胞により媒介される反応を意味する。
「Fcヌル」および「Fcヌルバリアント」は、同義的に使用され、本明細書では、エフェクター機能の低減または消失を有する改変Fcを記述するために使用される。そのようなFcヌルまたはFcヌルバリアントは、FcγRおよび/または補体受容体へと低減または消失されている。好ましくは、そのようなFcヌルまたはFcヌルバリアントは、エフェクター機能の消失を有する。この改変のための例示的な方法は、化学的変更、アミノ酸残基置換、挿入および欠失を含むが、これらに限定されない。結果として生じるバリアントのエフェクター機能を低減させるために1つまたは複数の改変が、位置:i)IgG1:C220、C226、C229、E233、L234、L235、G237、P238、S239 D265、S267、N297、L328、P331、K322、A327およびP329、ii)IgG2:V234、G237、D265、H268、N297、V309、A330、A331、K322、ならびにiii)IgG4:L235、G237、D265およびE318に導入された、Fc分子上の例示的なアミノ酸位置(EU番号付けスキームに基づく番号付け)。エフェクター機能の低下を有する例示的なFc分子としては、以下の置換のうちの1つまたは複数を有するものが挙げられる:i)IgG1:N297A、N297Q、D265A/N297A、D265A/N297Q、C220S/C226S/C229S/P238S、S267E/L328F、C226S/C229S/E233P/L234V/L235A、L234F/L235E/P331S、L234A/L235A、L234A/L235A/G237A、L234A/L235A/G237A/K322A、L234A/L235A/G237A/A330S/A331S、L234A/L235A/P329G、E233P/L234V/L235A/G236del/S239K、E233P/L234V/L235A/G236del/S267K、E233P/L234V/L235A/G236del/S239K/A327G、E233P/L234V/L235A/G236del/S267K/A327GおよびE233P/L234V/L235A/G236del、L234A/L235A/G237欠失;ii)IgG2:A330S/A331S、V234A/G237A、V234A/G237A/D265A、D265A/A330S/A331S、V234A/G237A/D265A/A330S/A331S、およびH268Q/V309L/A330S/A331S;iii)IgG4:L235A/G237A/E318A、D265A、L235A/G237A/D265AおよびL235A/G237A/D265A/E318A。
「エピトープ」は、本明細書で使用される場合、パラトープとして公知の抗体分子の可変領域に特異的に結合することができる決定基を指す。エピトープは、アミノ酸または糖側鎖などの分子の集団(grouping)であり、通常は、特異的構造特性はもちろん、特異的電荷特性も有する。単一の抗原が1つより多くのエピトープを有することもある。エピトープは、結合に直接関与するアミノ酸残基と、結合に直接関与しない他のアミノ酸残基、例えば、抗原結合ペプチドにより有効に遮断されているアミノ酸残基(言い換えると、アミノ酸残基は、抗原結合ペプチドのフットプリント内にある)とを含み得る。エピトープは、コンフォメーションエピトープまたは直鎖状エピトープのどちらかであり得る。エピトープは、典型的には、少なくとも3個、より通常は少なくとも5個または8個~10個のアミノ酸を含む。同じエピトープを認識する抗体は、ある抗体の、別の抗体の標的抗原への結合を遮断する能力を明らかにする、単純なイムノアッセイ、例えば「ビニング(binning)」、で検証することができる。
「リンカー」は、本明細書で使用される場合、2本のポリペプチド鎖を接続する分子を指す。リンカーは、ポリペプチドリンカーであることもあり、または合成の化学的リンカーであることもある(例えば、Protein Engineering, 9(3), 299-305, 1996において開示されているものを参照されたい)。ポリペプチドリンカーの長さおよび配列は、特に限定されず、当業者により目的に従って選択され得る。ポリペプチドリンカーは、1個または複数のアミノ酸を含む。好ましくは、ポリペプチドリンカーは、少なくとも5アミノ酸の長さを有する、好ましくは、5~100、さらに好ましくは10~50アミノ酸の長さを有する、ペプチドである。一実施形態では、前記ペプチドリンカーは、G、S、GS、SG、SGG、GGSおよびGSG(G=グリシンおよびS=セリン)である。別の実施形態では、前記ペプチドリンカーは、(GGGS)xGn(配列番号5)または(GGGGS)xGn(配列番号6)または(GGGGGS)xGn(配列番号7)(x=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12、およびn=0、1、2または3)である。好ましくは、前記リンカーは、(GGGGS)xGn(x=2、3または4、およびn=0)(配列番号8)であり、より好ましくは、前記リンカーは、(GGGGS)xGn(x=3、およびn=0)(配列番号9)である。合成の化学的リンカーは、ペプチドを架橋するために日常的に使用される架橋剤、例えば、N-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)、スベリン酸ジスクシンイミジル(DSS)、スベリン酸ビス(スクシンイミジル)(BS3)、ジチオビス(プロピオン酸スクシンイミジル)(DSP)、ジチオビス(プロピオン酸スクシンイミジル)(DTSSP)、エチレングリコールビス(コハク酸スクシンイミジル)(EGS)、エチレングリコールビス(コハク酸スルホスクシンイミジル)(スルホ-EGS)、酒石酸ジスクシンイミジル(DST)、酒石酸ジスルホスクシンイミジル(スルホ-DST)、ビス[2-(スクシンイミドオキシカルボニルオキシ)エチル]スルホン(BSOCOES)、およびビス[2-(スクシンイミドオキシカルボニルオキシ)エチル]スルホン(スルホ-BSOCOES)を含む。
用語「ポリヌクレオチド」は、本開示のポリペプチドをコードする、単離された核酸分子または構築物、例えば、メッセンジャーRNA(mRNA)、ウイルス由来RNA、またはプラスミドDNA(pDNA)を指す。ポリヌクレオチドは、従来的なホスホジエステル結合を含むこともあり、または非従来的な結合(例えば、ペプチド核酸(PNA)に見られるものなどの、アミド結合)を含むこともある。用語「核酸分子」は、ポリヌクレオチド中に存在する任意の1つまたは複数の核酸セグメント、例えば、DNAまたはRNA断片を指す。一部の態様では、そのような核酸を含む1つまたは複数のベクター(特に、発現ベクター)が、提供される。一態様では、本開示のポリペプチドを作製するための方法であって、ポリペプチドをコードする核酸を含む宿主細胞を、ポリペプチドの発現に好適な条件下で培養するステップ、およびポリペプチドを宿主細胞から回収するステップを含む方法が提供される。「組換え(の)」は、外来性宿主細胞において組換え核酸技法を使用して生成されるタンパク質を意味する。宿主細胞において発現された、組換えにより産生されたタンパク質は、本開示では単離されたと考えられ、任意の好適な技法によって分離された、分画された、または部分的にもしくは実質的に精製された天然または組換えタンパク質も、単離されたと考えられる。
「単離された」は、本明細書で開示される様々なポリペプチドを記述するために使用される場合、そのポリペプチドが発現された細胞または細胞培養物から同定および分離および/または回収された、ポリペプチドを意味する。典型的に、単離されたポリペプチドは、少なくとも1つの精製ステップにより精製されることになる。精製レベルの要求はなく、「精製」または「精製された」は、出発材料と比較して、組成物中の夾雑物の濃度に対する標的タンパク質濃度の上昇を指す。「単離されたタンパク質」は、本明細書で使用される場合、異なる結合特異性を有する他のタンパク質が実質的にない標的タンパク質を指す。
用語「がん」は、身体の他の部分に浸潤または拡散する可能性がある制御されないかつ異常な細胞成長を典型的に特徴とする、哺乳動物における生理的状態を指す。がんの例としては、癌腫、リンパ腫、芽細胞腫、肉腫および白血病が挙げられるが、これらに限定されない。そのようながんのより詳細な例としては、肺がん、小細胞肺がん、非小細胞肺(NSCL)がん、細気管支肺胞上皮細胞肺がん(bronchioloalviolar cell lung cancer)、扁平上皮がん、肺腺癌、肺扁平上皮癌、腹膜がん、頭頸部がん、骨がん、膵臓がん、皮膚がん、頭部または頸部のがん、皮膚および眼内黒色腫、甲状腺がん、子宮がん、消化管がん、卵巣がん、直腸がん、肛門部がん、胃がん(stomach cancer)、胃がん(gastric cancer)、結腸がん、乳がん、子宮内膜癌、子宮がん、卵管癌、頸部癌、膣癌、外陰がん、ホジキン病、食道がん、小腸がん、内分泌系がん、甲状腺がん、副甲状腺がん、副腎がん、軟部組織肉腫、尿道がん、陰茎がん、前立腺がん、膀胱がん、腎臓または尿管がん、腎細胞癌、腎盂癌、中皮腫、膀胱がん、肝臓がん、ヘパトーマ、肝細胞がん、子宮頸がん、唾液腺癌、胆管がん、中枢神経系(CNS)新生物、脊髄軸腫瘍(spinal axis tumor)、脳幹神経膠腫、多形神経膠芽腫、星状細胞種、神経鞘腫(schwanoma)、上衣腫(ependymona)、髄芽腫、髄膜腫、扁平上皮癌、下垂体腺腫およびユーイング肉腫が、上記のがんのいずれかの難治性バージョン、または上記のがんのうちの1つもしくは複数の組合せを含めて、挙げられるが、これらに限定されない。
変異体IL-2ポリペプチド
本開示は、とりわけ、IL-2Rα(例えば、配列番号2のまたは図1Bに示されているようなアミノ酸配列を含む)に対して50%未満の結合親和性を示す、変異体IL-2ポリペプチドを提供する。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドはまた、IL-2Rβ(例えば、配列番号3のまたは図1Cに示されているようなアミノ酸配列を含む)に対して50%未満の結合親和性を示す。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2ポリペプチド(例えば、配列番号1のまたは図1Aに示されているようなアミノ酸配列を含む)と比較して、IL-2Rαに対して50%未満の結合親和性、およびIL-2Rβ(例えば、配列番号3のまたは図1Cに示されているようなアミノ酸配列を含む)に対して50%未満の結合親和性を示す。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2ポリペプチド(例えば、配列番号1のまたは図1Aに示されているようなアミノ酸配列を含む)と比較して、IL-2Rαに対して50%未満の結合親和性、およびIL-2Rγ(例えば、配列番号4のまたは図1Dに示されているようなアミノ酸配列を含む)に対して50%未満の結合親和性を示す。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2ポリペプチドと比較して、IL-2Rαに対して50%未満の結合親和性、IL-2Rβに対して50%未満の結合親和性およびIL-2Rγに対して50%未満の結合親和性を示す。IL-2RαおよびIL-2Rβに対する野生型および本開示の変異体ポリペプチドの結合親和性の差異は、例えば、当業者によく知られているタンパク質間相互作用の親和性を測定する標準的な表面プラズモン共鳴(SPR)アッセイで、測定することができる。IL-2Rγに対する野生型および本開示の変異体ポリペプチドの結合親和性の差異は、IL-2Rγに対する野生型IL-2ポリペプチドの親和性が非常に低いので、SPRアッセイによって信頼性をもって測定することができない。その代わりに、IL-2Rγに対するそれらの低減した親和性を、pSTAT5を測定し、IL-2Rγに対する親和性を低減させる置換があるまたはないIL-2ポリペプチドのIL-2R発現細胞に対する活性を比較する、in vitroアッセイを行なうことにより、推定することができる。
本開示の変異体IL-2ポリペプチドは、図1A(配列番号1)に描示されているようなアミノ酸配列を有する野生型成熟IL-2ポリペプチドに対する1つもしくは複数、2つもしくはそれより多くの、または3つもしくはそれより多くの、親和性を低減させるアミノ酸置換を有し、1つもしくは複数、2つもしくはそれより多くの、または3つもしくはそれより多くの置換残基は、次の群から選択される:Q11、H16、L18、L19、D20、D84、S87、Q22、R38、F42、K43、Y45、E62、P65、E68、V69、L72、D84、S87、N88、V91、I92、T123、Q126、S127、I129およびS130。野生型成熟IL-2ポリペプチドの配列内の可能なアミノ酸置換の位置は、例えば図2に描示されている。IL-2Rαに対する親和性の減少は、野生型成熟IL-2ポリペプチドの配列内の次の残基のうちの1つまたは複数を置換することにより達成することができる:R38、F42、K43、Y45、E62、P65、E68、V69およびL72。IL-2Rβに対する親和性の減少は、次の残基のうちの1つまたは複数を置換することにより達成することができる:E15、H16、L19、D20、D84、S87、N88、V91およびI92。IL-2Rγに対する親和性の減少は、野生型成熟IL-2ポリペプチドの配列内の次の残基のうちの1つまたは複数を置換することにより達成することができる:Q11、L18、Q22、T123、Q126、S127、I129およびS130。
一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、例えば図1A(配列番号1)に描示されているような野生型成熟IL-2アミノ酸配列に対するF42AまたはF42Kアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、例えば図1A(配列番号1)に描示されているような野生型成熟IL-2アミノ酸配列に対する、F42AまたはF42Kアミノ酸置換およびR38A、R38D、R38E、E62Q、E68A、E68Q、E68KまたはE68Rアミノ酸置換を含む。例えば、一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、例えば図1A(配列番号1)に描示されているような野生型成熟IL-2アミノ酸配列に対する、F42A;R38AおよびF42A;R38DおよびF42A;R38EおよびF42A;F42AおよびE62Q;F42AおよびE68A;F42AおよびE68Q;F42AおよびE68K;F42AおよびE68R;またはR38AおよびF42Kアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するR38EおよびF42Aアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するR38DおよびF42Aアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するF42AおよびE62Qアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するR38AおよびF42Kアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するR38DおよびF42Aアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するR38AおよびF42Kアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するF42AおよびE62Qアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するH16E、H16D、D20N、M23A、M23R、M23K、D84L、D84N、D84V、D84H、D84Y、D84R、D84K、S87K、S87A、N88A、N88S、N88T、N88R、N88I、V91A、V91T、V91E、I92A、E95S、E95A、E95R、T123A、T123E、T123K、T123Q、Q126A、Q126S、Q126T、Q126E、S127A、S127E、S127KまたはS127Qアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、図1Aに描示されている野生型成熟IL-2アミノ酸配列に対してF42A;R38AおよびF42A;R38DおよびF42A;R38EおよびF42A;F42AおよびE62Q;F42AおよびE68A;F42AおよびE68Q;F42AおよびE68K;F42AおよびE68R;またはR38AおよびF42Kアミノ酸置換、ならびに図1A(配列番号1)に描示されている野生型成熟IL-2アミノ酸配列に対してH16E、H16D、D20N、M23A、M23R、M23K、D84L、D84N、D84V、D84H、D84Y、D84R、D84K、S87K、S87A、N88A、N88S、N88T、N88R、N88I、V91A、V91T、V91E、I92A、E95S、E95A、E95R、T123A、T123E、T123K、T123Q、Q126A、Q126S、Q126T、Q126E、S127A、S127E、S127KまたはS127Qアミノ酸置換を含む。例えば、一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するR38E、F42AおよびH16Eアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するR38E、F42AおよびH16Dアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するR38E、F42AおよびN88Sアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するR38E、F42AおよびN88Aアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するR38E、F42AおよびV91Eアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、野生型IL-2アミノ酸配列に対するR38E、F42AおよびQ126Sアミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、以下のセットのアミノ酸置換(配列番号1の配列に対する):R38EおよびF42A;R38DおよびF42A;F42AおよびE62Q;R38AおよびF42K;R38E、F42AおよびN88S;R38E、F42AおよびN88A;R38E、F42AおよびV91E;R38E、F42AおよびD84H;H16D、R38EおよびF42A;H16E、R38EおよびF42A;R38E、F42AおよびQ126S;R38D、F42AおよびN88S;R38D、F42AおよびN88A;R38D、F42AおよびV91E;R38D、F42AおよびD84H;H16D、R38DおよびF42A;H16E、R38DおよびF42A;R38D、F42AおよびQ126S;R38A、F42KおよびN88S;R38A、F42KおよびN88A;R38A、F42KおよびV91E;R38A、F42KおよびD84H;H16D、R38AおよびF42K;H16E、R38AおよびF42K;R38A、F42KおよびQ126S;F42A、E62QおよびN88S;F42A、E62QおよびN88A;F42A、E62QおよびV91E;F42A、E62QおよびD84H;H16D、F42AおよびE62Q;H16E、F42AおよびE62Q;F42A、E62QおよびQ126S;R38E、F42AおよびC125A;R38D、F42AおよびC125A;F42A、E62QおよびC125A;R38A、F42KおよびC125A;R38E、F42A、N88SおよびC125A;R38E、F42A、N88AおよびC125A;R38E、F42A、V91EおよびC125A;R38E、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38E、F42AおよびC125A;H16E、R38E、F42AおよびC125A;R38E、F42A、C125AおよびQ126S;R38D、F42A、N88SおよびC125A;R38D、F42A、N88AおよびC125A;R38D、F42A、V91EおよびC125A;R38D、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38D、F42AおよびC125A;H16E、R38D、F42AおよびC125A;R38D、F42A、C125AおよびQ126S;R38A、F42K、N88SおよびC125A;R38A、F42K、N88AおよびC125A;R38A、F42K、V91EおよびC125A;R38A、F42K、D84HおよびC125A;H16D、R38A、F42KおよびC125A;H16E、R38A、F42KおよびC125A;R38A、F42K、C125AおよびQ126S;F42A、E62Q、N88SおよびC125A;F42A、E62Q、N88AおよびC125A;F42A、E62Q、V91EおよびC125A;F42A、E62QおよびD84HおよびC125A;H16D、F42AおよびE62QおよびC125A;H16E、F42A、E62QおよびC125A;F42A、E62Q、C125AおよびQ126S;F42A、N88SおよびC125A;F42A、N88AおよびC125A;F42A、V91EおよびC125A;F42A、D84HおよびC125A;H16D、F42AおよびC125A;H16E、F42AおよびC125A;ならびにF42A、C125AおよびQ126Sのうちの1つを有する、配列番号1のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号18)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号19)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号20)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号21)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISSINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号22)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISAINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号23)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINEIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号24)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRHLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号25)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEDLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号26)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEELLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEEL




KPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号27)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCSSIISTLT(配列番号28)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISSINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号29)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISAINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号30)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINEIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号31)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRHLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号32)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEDLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号33)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEELLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号34)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCSSIISTLT(配列番号35)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISSINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号36)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISAINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号37)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINEIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号38)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRHLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号39)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEDLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号40)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEELLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号41)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCSSIISTLT(配列番号42)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISSINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号43)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISAINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号44)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINEIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号45)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRHLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号46)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEDLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号47)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEELLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCQSIISTLT(配列番号48)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFCSSIISTLT(配列番号49)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号50)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号51)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号52)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号53)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISSINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号54)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISAINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号55)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKAT




ELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINEIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号56)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRHLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号57)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEDLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号58)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEELLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号59)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTEMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFASSIISTLT(配列番号60)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISSINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号61)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISAINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号62)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINEIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号63)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRHLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号64)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEDLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号65)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEELLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号66)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTDMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFASSIISTLT(配列番号67)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISSINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号68)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISAINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号69)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINEIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号70)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRHLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号71)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEDLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号72)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEELLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号73)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTAMLTKKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFASSIISTLT(配列番号74)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISSINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号75)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISAINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号76)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINEIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号77)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRHLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号78)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEDLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号79)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEELLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号80)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEQLKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFASSIISTLT(配列番号81)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISSINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号82)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISAINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号83)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINEIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号84)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRM




LTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRHLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号85)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEDLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号86)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEELLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFAQSIISTLT(配列番号87)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、変異体IL-2ポリペプチドは、APTSSSTKKTQLQLEHLLLDLQMILNGINNYKNPKLTRMLTAKFYMPKKATELKHLQCLEEELKPLEEVLNLAQSKNFHLRPRDLISNINVIVLELKGSETTFMCEYADETATIVEFLNRWITFASSIISTLT(配列番号88)のアミノ酸配列を含む。
一部の実施形態では、本開示の変異体IL-2ポリペプチドは、生物物理学的特性の向上などの追加の利点を提供する、変異および欠失を含むがこれらに限定されない他の改変も含有する。生物物理学的特性の向上は、熱安定性、凝集特性、酸可逆性、粘度、および哺乳動物または細菌または酵母細胞における産生の向上を含むが、これらに限定されない。例えば、残基C125を、中性アミノ酸、例えば、セリン、アラニン、トレオニンまたはバリンで置き換えることができ、N末端A1残基を欠失させることができる可能性があり、これらの両方が、米国特許第4,518,584号に記載されている。変異体IL-2ポリペプチドは、米国特許第5,206,344号に記載されているような、残基M104の変異、例えば、M104Aを含むこともある。したがって、ある特定の実施形態では、本開示の変異体IL-2ポリペプチドは、アミノ酸置換C125Aを含む。他の実施形態では、1つ、2つまたは3つのN末端残基が欠失されている。
融合タンパク質
本開示は、本開示の変異体IL-2ポリペプチドと、次の抗原:CD8α、CD8βおよびPD1のうちの1つに結合する抗原結合分子とを含む融合タンパク質であって、融合体の抗原結合分子に対する抗原を発現する免疫細胞を、前記抗原を発現しない免疫細胞よりも優先的に活性化する、融合タンパク質を提供する。
抗原発現細胞に対する変異体IL-2ポリペプチドを含む標的化されたIL-2融合タンパク質の優先的活性は、IL-2RβγまたはIL-2Rαβγも発現する抗原発現および抗原非発現細胞を含むアッセイで実証される。1つのそのようなアッセイは、IL-2ポリペプチドへの曝露時のヒト末梢血および/または腫瘍浸潤免疫細胞などのヒト免疫細胞における増殖マーカーKi-67のSTAT5(pSTAT5)リン酸化および/または発現を測定する、in vitroアッセイである。アッセイの一形式では、標的化されたIL-2融合タンパク質の活性は、抗原発現細胞に対する選択性を実証するために、抗原発現細胞および抗原非発現細胞に対して測定される。アッセイの別の形式では、変異体IL-2ポリペプチドを含む標的化されたIL-2融合タンパク質の抗原発現細胞に対する活性は、抗原結合分子に融合されたときの変異体IL-2ポリペプチドのシグナル伝達におけるレスキューの大きさを実証するために、同じ変異体IL-2ポリペプチドを含む標的化されていないIL-2融合タンパク質、および抗原発現細胞上のいずれの抗原も認識しない対照抗体の活性と比較される。
一部の実施形態では、CD8α抗原結合分子を含有する本開示の融合タンパク質は、CD8α+IL-2Rβ+細胞を、CD8α-IL-2Rβ+細胞の少なくとも10倍、少なくとも50倍または少なくとも100倍活性化する。一部の実施形態では、前記融合タンパク質は、CD8α+IL-2Rβ+細胞を、前記IL-2変異体ポリペプチドと前記細胞上に発現されるいずれの抗原にも結合しない対照抗体とを含む融合分子と比較して、50倍、100倍または200倍を超えて活性化する。IL-2融合タンパク質による前記細胞活性化は、前記IL-2融合タンパク質での処置後に前記細胞におけるpSTAT5または細胞増殖マーカーKi67の発現を測定することにより決定される。
一部の実施形態では、CD8β抗原結合分子を含有する本開示の融合タンパク質は、CD8β+IL-2Rβ+細胞を、CD8β-IL-2Rβ+細胞の少なくとも10倍、少なくとも50倍または少なくとも100倍活性化する。一部の実施形態では、前記融合タンパク質は、CD8β+IL-2Rβ+細胞を、前記IL-2変異体ポリペプチドと前記細胞上に発現されるいずれの抗原にも結合しない対照抗体とを含む融合分子と比較して、50倍、100倍または200倍を超えて活性化する。IL-2融合タンパク質による前記細胞活性化は、前記IL-2融合タンパク質での処置後に前記細胞におけるpSTAT5または細胞増殖マーカーKi67の発現を測定することにより決定される。
一部の実施形態では、PD1抗原結合分子を含有する本開示の融合タンパク質は、PD1+IL-2Rβ+細胞を、PD1-IL-2Rβ+細胞の少なくとも10倍、少なくとも50倍または少なくとも100倍活性化する。一部の実施形態では、前記融合タンパク質は、PD1+IL-2Rβ+細胞を、前記IL-2変異体ポリペプチドと前記細胞上に発現されるいずれの抗原にも結合しない対照抗体とを含む融合タンパク質と比較して、50倍、100倍または200倍を超えて活性化する。IL-2融合タンパク質による前記細胞活性化は、前記IL-2融合タンパク質での処置後に前記細胞におけるpSTAT5または細胞増殖マーカーKi67の発現を測定することにより決定される。
一部の実施形態では、本開示の融合タンパク質は、次のうちの1つまたは複数を提示する:ヒトCD8と結合し、CD8とMHCクラスIの相互作用を遮断しない;およびCD8+T細胞を、例えばNK細胞の活性化と比較して、少なくとも10倍、25倍、50倍、100倍、250倍、500倍または1000倍大きい効力で活性化する。一部の実施形態では、本開示の抗CD8抗体または融合タンパク質が、CD8とMHCクラスIの相互作用を遮断するかどうかを、例えば、抗CD8抗体または融合タンパク質の存在または非存在下でCD8+T細胞の(例えば、抗原刺激による)活性化ステータスをアッセイすることにより、アッセイすることができる。例示的なアッセイおよび条件については、例えば、実施例3を参照されたい。一部の実施形態では、CD8+T細胞および/またはNK細胞の活性化を、例えば、増殖(例えば、Ki67)、IL-2Rβ/γ下流シグナル伝達、および/またはSTAT5下流シグナル伝達の1つまたは複数のマーカー(例えば、1つまたは複数のマーカーを発現する処置された細胞の比率)をアッセイすることにより、測定することができる。例示的なアッセイおよび条件については、例えば、実施例5を参照されたい。
これらの知見の拡張により、本開示の融合タンパク質は、野生型IL-2ポリペプチドの配列に少数の変異を導入すること以外の方法によりIL2Rαに対する結合親和性の低減が果たされたIL-2Rαβγに結合するポリペプチドを含有することができる。したがって、本発明の融合タンパク質は、Lopes et al, J Immunother Cancer. 2020; 8(1): e000673に記載されているようなIL-2Rαに融合されたIL-2ポリペプチド;またはIL-2Rβγに結合するがIL-2Rαに結合しないようにコンピュータによって設計された合成ポリペプチド模倣物、例えば、Silva et al, Nature. 2019 Jan;565(7738):186-191に記載されているもの;またはIL-2Rβγのアゴニストである抗原結合ドメインポリペプチドを使用することによるものを含むことができる。そのようなポリペプチドをCD8抗体に融合して、融合体を構築することができ、その結果、CD8+T細胞に対するそれらの融合体の選択的効力は、NK細胞と比較して10倍またはそれより大きくなる。
融合タンパク質フォーマット
前記融合タンパク質は、図4に描示されているような異なるフォーマットを有する。一部の実施形態では、融合タンパク質は、図4Aに描示されているような2つの部分を含む:i)第1の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体(ここで、VHは、可変重鎖であり、CH2-CH3は、Fcドメインである)と、抗体軽鎖VL-CL(ここで、VLは、可変軽鎖であり、CLは、定常軽鎖である)と、変異体IL-2ポリペプチドとを含むポリペプチドであって、変異体IL-2ポリペプチドのN末端が、FcドメインのC末端にリンカーを介して融合されているポリペプチドであり;ii)第2の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体と抗体軽鎖VL-CLとを含むポリペプチドであり;第1の部分と第2の部分との両方が、次の群:ヒトCD8α、ヒトCD8βおよびヒトPD1から選択される1つの抗原上のエピトープに結合する。
一部の実施形態では、融合タンパク質は、図4Bに描示されているような2つの部分を含む:i)第1の部分が、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体(ここで、CH2-CH3は、Fcドメインである)と変異体IL-2ポリペプチドとを含むポリペプチドであって、変異体IL-2ポリペプチドのN末端が、FcドメインのC末端にリンカーを介して融合されているポリペプチドであり;ii)第2の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体と抗体軽鎖VL-CLとを含むポリペプチドであり第2の部分が、次の群:ヒトCD8α、ヒトCD8βおよびヒトPD1から選択される1つの抗原上のエピトープに結合する。
一部の実施形態では、融合タンパク質は、図4Cに描示されているような2つの部分を含む:i)第1の部分が、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体(ここで、CH2-CH3は、Fcドメインである)と変異体IL-2ポリペプチドとを含むポリペプチドであって、変異体IL-2ポリペプチドのC末端が、FcドメインのN末端にリンカーを介して融合されているポリペプチドであり;ii)第2の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体と抗体軽鎖VL-CLとを含むポリペプチドであり;第2の部分が、次の群:ヒトCD8α、ヒトCD8βおよびヒトPD1から選択される1つの抗原上のエピトープに結合する。
一部の実施形態では、融合タンパク質の前記第1および第2のFcドメインは、エフェクター機能を低下させるために、EU番号付けに従って、次のFc変異を含有する:L234A、L235A、G237AおよびK322A。一部の実施形態では、融合タンパク質の前記第1および第2のFcドメインは、エフェクター機能を低下させるために、EU番号付けに従って、次のFc変異を含有する:L234A、L235A、G237AおよびK322A。一部の実施形態では、融合タンパク質の前記第1および第2のFcドメインは、ヘテロ二量体の形成を促進するために、次のアミノ酸置換:Y349C/T366W(ノブ)ならびにS354C、T366S、L368AおよびY407V(ホール)を含有する。
一部の実施形態では、本明細書で開示される組換え二重特異性抗体および/または融合タンパク質は、ごく大まかに、2つのカテゴリー、すなわち、i)可変領域のみの組合せの結果として得られるフォーマット、およびii)可変領域とFcドメインを併せ持つフォーマットに分類され得る。第1のカテゴリーの代表は、タンデムscFv(taFv)、ダイアボディ(Db)、DART、短鎖ダイアボディ(scDb)、Fab-Fc、タンデムFab、二重可変領域FabおよびタンデムdAb/VHHである。2つの可変領域は、共有結合によって一緒に連結されていることもあるか、または非共有結合性相互作用によって一緒に連結されていることもある。
一部の実施形態では、二重特異性抗体/融合タンパク質は、各対が明確に異なる結合特異性を有する2対の重鎖と軽鎖の組合せを含有する天然免疫グロブリン構造で生成される。IgG内の2本の重鎖のホモ二量体化は、CH3相互作用により媒介される。ヘテロ二量体の形成を促進するために、遺伝子改変が2つのそれぞれのCH3領域に導入される。そこでのヘテロ二量体化変異は、多くの場合、立体反発、電荷誘導相互作用、または鎖間ジスルフィド結合形成を伴う。ヘテロ二量体化を促進するための例示的なFc改変としては、これらに限定されないが、以下のものが挙げられる:
一部の実施形態では、二重特異性抗体を、半抗体からの産生後組み立てにより生成することができ、それによって重鎖と軽鎖の誤対合の問題が解決される。これらの抗体は、多くの場合、半抗体のヘテロ二量体化に有利に働く改変を含有する。例示的な系としては、表Aに収載されている、ノブ-イントゥ-ホール、IgG1(EEE-RRR)、IgG2(EEE-RRRR)(Strop et al. J Mol Biol (2012))およびDuoBody(F405L-K409R)が挙げられるが、これらに限定されない。そのような場合、半抗体は、別々の細胞系で個々に産生され、精製される。次いで、精製抗体を軽度の還元に付して半抗体を得、次いで、これらの半抗体を二重特異性抗体に組み立てた。次いで、従来の精製方法を使用して混合物からヘテロ二量体二重特異性抗体を精製した。
一部の実施形態では、鎖の選択的対合に頼らない二重特異性抗体生成を用いる戦略も用いることができる。これらの戦略は、典型的には、ヘテロ二量体がホモ二量体とは明確に異なる生化学的または生物物理学的特性を有することになるように、抗体に対して遺伝子改変を導入することを含み、したがって、組み立てまたは発現後のヘテロ二量体をホモ二量体から選択的に精製することができる。一例は、IgG1 CH3ドメイン内にH435R/Y436Fを導入して、プロテインA樹脂へのFcの結合を消失させ、次いで、H435R/Y436Fバリアントと野生型Fcを共発現させることである。2コピーのH435R/Y436Fを含有する、得られたホモ二量体抗体は、プロテインAカラムに結合することができず、その一方で、1コピーのH435R/Y436F変異を含むヘテロ二量体抗体は、ホモ二量体野生型抗体からの強い相互作用と比較して、プロテインAに対する親和性の低下を有することになる(Tustian et al Mabs 2016)。他の例は、カッパ/ラムダ抗体(Fischer et al., Nature Communication 2015)、およびそれぞれの鎖への異なる電荷(E357Q、S267KまたはN208D/Q295E/N384D/Q418E/N421D)の導入(US2018/0142040A1;Strop et al. J Mol Biol (2012))を含む。
一部の実施形態では、追加の結合部位を免疫グロブリンの重鎖または軽鎖のどちらかに融合することによって、二重特異性抗体を生成することができる。追加の結合部位の例としては、可変領域、scFv、Fab、VHHおよびペプチドが挙げられるが、これらに限定されない。
一部の実施形態では、ヘテロ二量体変異および/またはFcガンマ受容体結合を改変するための変異は、Fc安定性の低減をもたらした。したがって、追加の変異をFc領域に加えてその安定性を増大させた。例えば、1つまたは複数のジスルフィド結合対、例えば、A287CとL306C、V259CとL306C、R292CとV302C、およびV323CとI332Cとが、Fc領域に導入される。別の例は、ヒンジジスルフィドを安定させるための、IgG4に基づく二重特異性抗体へのS228Pの導入である。追加の例としては、Fc安定性および凝集耐性を増強するためのK338I、A339KおよびK340S変異の導入(Gao et al, 2019 Mol Pharm. 2019;16:3647)が挙げられる。
抗原結合分子
一部の実施形態では、融合タンパク質は、ヒトCD8に結合し、融合タンパク質のCD8への結合は、CD8とMHCクラスIの相互作用を遮断しない。一部の実施形態では、本開示の抗原結合分子は、CD8α上のエピトープに結合し、この抗原結合分子のCD8αへの結合は、CD8ααまたはCD8αβと標的細胞または抗原提示細胞上のMHCクラスI分子との相互作用を遮断しない。一部の実施形態では、本開示の抗原結合分子は、CD8β上のエピトープに結合し、この抗原結合分子のCD8βへの結合は、CD8αβと標的細胞または抗原提示細胞上のMHCクラスI分子との相互作用を遮断しない。一部の実施形態では、本開示の抗CD8抗体または融合タンパク質が、CD8とMHCクラスIの相互作用を遮断するかどうかを、例えば、抗CD8抗体または融合タンパク質の存在または非存在下でCD8+T細胞の(例えば、抗原刺激による)活性化ステータスをアッセイすることにより、アッセイすることができる。例示的なアッセイおよび条件については、例えば、実施例3を参照されたい。
一部の実施形態では、本開示の抗CD8抗体または融合タンパク質は、EVQLVESGGGLVQPGRSLKLSCAASGFTFSNYYMAWVRQAPTKGLEWVAYINTGGGTTYYRDSVKGRFTISRDDAKSTLYLQMDSLRSEDTATYYCTTAIGYYFDYWGQGVMVTVSS(配列番号10)の配列を含むVHドメインと、DIQLTQSPASLSASLGETVSIECLASEDIYSYLAWYQQKPGKSPQVLIYAANRLQDGVPSRFSGSGSGTQYSLKISGMQPEDEGDYFCLQGSKFPYTFGAGTKLELK(配列番号11)の配列を含むVLドメインとを含む。一部の実施形態では、本開示の抗CD8抗体または融合タンパク質は、EVKLQESGPSLVQPSQTLSLTCSVSGFSLISDSVHWVRQPPGKGLEWMGGIWADGSTDYNSALKSRLSISRDTSKSQGFLKMNSLQTDDTAIYFCTSNRESYYFDYWGQGTMVTVSS(配列番号12)の配列を含むVHドメインと、DIQMTQSPASLSASLGDKVTITCQASQNIDKYIAWYQQKPGKAPRQLIHYTSTLVSGTPSRFSGSGSGRDYSFSISSVESEDIASYYCLQYDTLYTFGAGTKLELK(配列番号13)の配列を含むVLドメインとを含む。一部の実施形態では、本開示の抗CD8抗体または融合タンパク質は、EVKLQESGPSLVQPSQTLSLTCSVSGFSLISDSVHWVRQPPGKGLEWMGGIWADGSTDYNSALKSRLSISRDTSKSQGFLKMNSLQTDDTAIYFCTSARESYYFDYWGQGTMVTVSS(配列番号14)の配列を含むVHドメインと、DIQMTQSPASLSASLGDKVTITCQASQNIDKYIAWYQQKPGKAPRQLIHYTSTLVSGTPSRFSGSGSGRDYSFSISSVESEDIASYYCLQYATLYTFGAGTKLELK(配列番号15)の配列を含むVLドメインとを含む。一部の実施形態では、本開示の抗CD8抗体または融合タンパク質は、EVQLVESGGALVQPGRSLKLSCAASGLTFSDCYMAWVRQTPTKGLEWVSYISSDGGSTYYGDSVKGRFTISRDNAKSTLYLQMNSLRSEDMATYYCACATDLSSYWSFDFWGPGTMVTVSS(配列番号16)の配列を含むVHドメインと、DIQMTQSPSSLPVSLGERVTISCRASQGISNNLNWYQQKPDGTIKPLIYHTSNLQSGVPSRFSGSGSGTDYSLTISSLEPEDFAMYYCQQDATFPLTFGSGTKLEIK(配列番号17)の配列を含むVLドメインとを含む。
一部の実施形態では、本開示の抗原結合分子は、PD1上のエピトープに結合し、この抗原結合分子のPD1への結合は、PD1と標的細胞または他の免疫細胞上に発現されるPD-L1との相互作用を遮断しない。そのような融合タンパク質は、ニボルマブ、ペムブロリズマブおよびセミプリマブを含むがこれらに限定されない、抗PD1治療用抗体と組み合わせて、そのような融合タンパク質を治療薬として投与することができるので、特に有用である。
一部の実施形態では、本開示の抗原結合分子は、PD1上のエピトープに結合し、この抗原結合分子のPD1への結合は、PD1と標的細胞または他の免疫細胞上のPD-L1との相互作用を遮断する。そのような融合タンパク質は、アテゾリズマブ、アベルマブおよびデュルバルマブを含むがこれらに限定されない、抗PDL1治療用抗体と組み合わせて、そのような融合タンパク質を治療薬として投与することができるので、特に有用である。
本開示のある特定の態様は、がんまたは慢性感染症を処置する方法に関する。一部の実施形態では、方法は、有効量の融合タンパク質または融合タンパク質と薬学的に許容される担体とを含む有効量の医薬組成物を患者に投与するステップを含む。一部の実施形態では、前記処置を必要とする患者は、がんと診断されている。
一部の実施形態では、融合タンパク質または組成物は、T細胞療法、がんワクチン、化学療法剤、または免疫チェックポイント阻害剤(ICI)と組み合わせて投与される。一部の実施形態では、化学療法剤は、キナーゼ阻害剤、代謝拮抗薬、細胞毒素もしくは細胞増殖抑制剤、抗ホルモン剤、白金系化学療法剤、メチルトランスフェラーゼ阻害剤、抗体、または抗がんペプチドである。一部の実施形態では、免疫チェックポイント阻害剤は、PD-L1、PD-1、CTLA-4、CEACAM、LAIR1、CD160、2B4、CD80、CD86、CD276、VTCN1、HVEM、KIR、A2AR、MHCクラスI、MHCクラスII、GALS、アデノシン、TGFR、OX40、CD137、CD40、IDO、CSF1R、TIM-3、BTLA、VISTA、LAG-3、TIGIT、IDO、MICA/B、LILRB4、SIGLEC-15、またはアルギナーゼを標的とし、PD-1の阻害剤(例えば、抗PD-1抗体)、PD-L1の阻害剤(例えば、抗PD-L1抗体)、またはCTLA-4の阻害剤(例えば、抗CTLA-4抗体)を含むが、これらに限定されない。T細胞療法の例としては、CD4+またはCD8+T細胞ベースの治療法、養子T細胞療法、キメラ抗原受容体(CAR)ベースのT細胞療法、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)ベースの治療法、自家T細胞療法、および同種異系T細胞療法が挙げられるが、これらに限定されない。例示的ながんワクチンとしては、樹状細胞ワクチン、1つまたは複数のがん抗原をコードする1つまたは複数のポリヌクレオチドを含むワクチン、および1つまたは複数のがん抗原ペプチドを含むワクチンが挙げられるが、これらに限定されない。
一部の実施形態では、本開示の融合タンパク質は、例えば、融合タンパク質と1つまたは複数の薬学的に許容される担体とを含む医薬組成物の一部である。本明細書に記載の医薬組成物および製剤を、所望の純度を有する活性成分(例えば、融合タンパク質)と、1つまたは複数の必要に応じた薬学的に許容される担体(Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition, Osol, A. Ed. (1980))とを混合することにより、凍結乾燥製剤または水溶液の形態で調製することができる。薬学的に許容される担体は、一般に、用いられる投薬量および濃度でレシピエントにとって非毒性であり、緩衝液、例えば、リン酸、クエン酸および他の有機酸;アスコルビン酸およびメチオニンを含む抗酸化剤;保存薬;低分子量(約10残基未満)のポリペプチド;タンパク質、例えば、血清アルブミン、ゼラチンまたは免疫グロブリン;親水性ポリマー、例えばポリビニルピロリドン;アミノ酸;単糖類、二糖類、および他の炭水化物、例えば、グルコース、マンノースもしくはデキストリンなど;キレート剤、例えばEDTA;糖、例えば、スクロース、マンニトール、トレハロース、またはソルビトール;塩形成性対イオン、例えばナトリウム;金属錯体(例えば、Zn-タンパク質錯体);および/または非イオン性界面活性剤、例えばポリエチレングリコール(PEG)を含むが、これらに限定されない。一部の実施形態では、本開示の融合タンパク質は、凍結乾燥される。
列挙された実施形態
以下の列挙された実施形態は、本発明の一部の態様の代表である。
1.2つの部分を含む融合タンパク質であって、
i)第1の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体(ここで、VHは、可変重鎖であり、CH2-CH3は、Fcドメインである)と、抗体軽鎖VL-CL(ここで、VLは、可変軽鎖であり、CLは、定常軽鎖である)と、変異体IL-2ポリペプチドとを含むポリペプチドであって、変異体IL-2ポリペプチドのN末端が、FcドメインのC末端にリンカーを介して融合されているポリペプチドであり;
ii)第2の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体と抗体軽鎖VL-CLとを含むポリペプチドであり;
第1の部分と第2の部分の両方が、次の群:ヒトCD8α、ヒトCD8βおよびヒトPD1から選択される1つの抗原上のエピトープに結合する融合タンパク質。
2.2つの部分を含む融合タンパク質であって、
i)第1の部分が、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体(ここで、CH2-CH3は、Fcドメインである)と変異体IL-2ポリペプチドとを含むポリペプチドであって、変異体IL-2ポリペプチドのN末端が、前記FcドメインのC末端にリンカーを介して融合されているポリペプチドであり;
ii)第2の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体と抗体軽鎖VL-CLとを含むポリペプチドであり;
第2の部分が、次の群:ヒトCD8α、ヒトCD8βおよびヒトPD1から選択される1つの抗原上のエピトープに結合する
融合タンパク質。
3.2つの部分を含む融合タンパク質であって、
i)第1の部分が、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体(ここで、CH2-CH3は、Fcドメインである)と変異体IL-2ポリペプチドとを含むポリペプチドであって、変異体IL-2ポリペプチドのC末端が、FcドメインのN末端にリンカーを介して融合されているポリペプチドであり;
ii)第2の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体と抗体軽鎖VL-CLとを含むポリペプチドであり;
第2の部分が、次の群:ヒトCD8α、ヒトCD8βおよびヒトPD1から選択される1つの抗原上のエピトープに結合する
融合タンパク質。
4.前記変異体IL-2ポリペプチドが、図1Aに描示されているアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、図1Bに描示されているアミノ酸配列を有するIL-2Rαポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減、および図1Aに描示されているアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、図1Cに描示されているアミノ酸配列を有するIL-2Rαポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減を示す、実施形態1~3のいずれか1つの融合タンパク質。
5.前記変異体IL-2ポリペプチドが、図1Aに描示されているアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、図1Dに描示されているアミノ酸配列を有するIL-2Rγポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減をさらに示す、実施形態4の融合タンパク質。
6.前記変異体IL-2ポリペプチドが、図2に描示されているような、かつQ11、E15、H16、L18、L19、D20、Q22、R38、F42、K43、Y45、E62、P65、E68、V69、L72、N88、V91、I92、T123、Q126、S127、I129、S130の群から選択される、野生型IL-2アミノ酸配列に対する2つまたはそれより多くのアミノ酸置換を有する、実施形態4または5の融合タンパク質。
7.前記変異体IL-2ポリペプチドが、野生型IL-2と比較してその生物物理学的特性を向上させるためのアミノ酸変異C125Aをさらに含む、実施形態6の融合タンパク質。
8.前記第1および第2のFcドメインが、エフェクター機能を低下させるために、EU番号付けに従って、次のFc変異:L234A、L235A、G237AおよびK322Aを含有する、実施形態6または7の融合タンパク質。
9.前記第1および第2のFcドメインが、ヘテロ二量体の形成を促進するために、次のアミノ酸置換:Y349C/T366W(ノブ)ならびにS354C、T366S、L368AおよびY407V(ホール)を含有する、実施形態6または7の融合タンパク質。
10.実施形態1~9のいずれか1つの変異体IL-2ポリペプチドまたは融合タンパク質をコードする1つまたは複数の単離されたポリヌクレオチド。
11.実施形態10のポリヌクレオチドを含む1つまたは複数のベクター、特に発現ベクター。
12.実施形態10のポリヌクレオチドを含む宿主細胞。
13.実施形態1~9のいずれか1つによる融合タンパク質と薬学的に許容される担体とを含む医薬組成物。
14.医薬としての使用のための実施形態1~9のいずれか1つの融合タンパク質。
15.がんまたは慢性感染症を処置する方法であって、実施形態1~9および13のいずれかによる組成物を患者に投与するステップを含む方法。
16.がんを処置する方法であって、実施形態1~9および13のいずれかによる組成物を、T細胞療法またはがんワクチンと組み合わせて患者に投与するステップを含む方法。
(実施例1)
組換えDNA技法
組換えDNA操作を伴う技法は、以前に、Sambrook et al., Molecular cloning: A laboratory manual; Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1989に記載された。すべての試薬は、製造業者の指示に従って使用した。DNA配列は、二本鎖シークエンシングにより決定した。
遺伝子合成
所望の遺伝子セグメントは、適切な鋳型を使用してPCRにより生成したか、または合成オリゴヌクレオチドからThermo Scientific(Pleasanton、CA)、ATUM(Newark、CA)、Genewiz(South Plainfield、NJ)、もしくはGeneScript(Piscataway、NJ)で合成されたものであった。設計した制限エンドヌクレアーゼ切断部位と隣接している遺伝子セグメントを消化し、その後、それらのそれぞれの発現ベクターにクローニングした。DNAを形質転換された細菌から精製し、濃度をUV可視分光法により決定した。DNAシークエンシングを使用して、サブクローニングされた遺伝子断片のDNA配列を確認した。
抗体遺伝子の単離
CD8またはPD1抗原に結合する抗体を、in vitroディスプレイ系またはin vivo免疫化のどちらかを使用して生成した。in vitroディスプレイ法のために、非免疫ヒト抗体ファージライブラリーを、5~6ラウンド、パニングして、標的抗原に対する抗体を単離した。パニング後、ELISAで標的抗原への、非特異的抗原より特異的な結合を示した個々のファージクローンを同定した。その後、特異的バインダーの重鎖および軽鎖VドメインのDNA断片をクローニングし、シークエンシングした。その一方で、組換え形態の抗原でのマウスおよびラマの免疫化から抗体も生成した。マウス免疫化からは、ハイブリドーマ法を使用して抗体を単離した。手短に述べると、免疫化後、脾臓および/またはリンパ節からのB細胞を骨髄腫細胞系と融合してハイブリドーマ細胞を生成した。次いで、ハイブリドーマクローンを、ELISAを使用して個々にスクリーニングして、抗原に特異的な抗体を発現するクローンを同定した。最後に、抗体の重鎖および軽鎖VドメインのDNA断片を特異的ハイブリドーマからクローニングし、その後、シークエンシングした。ラマ免疫化については、抗体遺伝子を末梢B細胞からクローニングし、ファージミドベクターにライゲーションしてファージディスプレイ抗体ライブラリーを生成した。次いで、ファージライブラリーを目的の抗原に対してパニングすることによって抗体を単離した。パニング後、標的抗原への非特異的抗原より特異的な結合を示した個々のファージクローンを、ELISAを使用して同定した。その後、特異的バインダーの重鎖および軽鎖VドメインのDNA断片をクローニングし、シークエンシングした。次いで、非ヒト(マウスおよびラマ)由来の抗体をヒト化して、非ヒトフレームワークおよび相補性決定領域変異を除去した。
融合構築物のクローニング
ヒト免疫グロブリン軽鎖および重鎖のヌクレオチド配列に関する一般情報は、Lefranc et al. IMGT(登録商標), the international ImMunoGeneTics information system(登録商標) 25 years on. Nucleic Acids Res. 2015 Jan;43からのIMGT(登録商標)(international ImMunoGeneTics information system(登録商標))で得られる。重鎖および軽鎖Vドメインの増幅DNA断片を、ヒトIgG1含有哺乳動物発現ベクターにインフレームで挿入した。構築物のIL-2部分を、IgG重鎖のC末端とIL-2のN末端との間に、(G4S)3 15-merリンカーを使用して重鎖とインフレームでクローニングした。IL-2部分を融合した後、IgG重鎖のC末端リシン残基を除去した。単一IL-2遺伝子が完全IgGに融合された構築物を生成するには、IgG CH3ドメインにおけるノブ-イントゥ-ホール改変により促進されるヘテロ二量体化のために2つの重鎖プラスミドを構築してトランスフェクトする必要があった。IL-2部分に接続された「ホール」重鎖は、CH3ドメインにY349C、T366S、L368AおよびY407V変異を保有した一方で、融合されていない「ノブ」重鎖は、CH3ドメインにS354CおよびT366W変異を保有した(EU番号付け)。FcγR結合/エフェクター機能を消失させ、FcR共活性化を防止するために、IgG重鎖の各々のCH2ドメインに次の変異を導入した:L234A/L235A/G237A(EU番号付け)。抗体-IL-2融合構築物の発現をCMVプロモーターにより駆動し、コード配列の下流に位置する合成ポリAシグナル配列により転写を終結させた。
IL-2ポリペプチドを有する融合タンパク質の調製
実施例で使用する場合のIL-2ポリペプチドを有する融合タンパク質をコードする構築物は、ポリエチレンイミン(PEI)を使用する指数増殖しているExpi293細胞と哺乳動物発現ベクターの共トランスフェクションにより産生した。手短に述べると、IL-2融合構築物を、先ず、プロテインAマトリックスを使用してアフィニティークロマトグラフィーにより精製した。プロテインAカラムをリン酸緩衝食塩水(PBS)中で平衡させ、洗浄した。融合構築物を、20mMクエン酸ナトリウム、50mM塩化ナトリウム、pH3.6で溶出した。溶出画分をプールし、10mM MES、25mM塩化ナトリウム pH6に透析した。ホモ二量体よりもヘテロ二量体を精製するためにイオン交換クロマトグラフィー(Mono-S、GE Healthcare)を使用してタンパク質をさらに精製した。タンパク質をロードした後、カラムを10mM MES、25mM塩化ナトリウム pH6で洗浄する。次いで、タンパク質を10mM MES pH6緩衝液中25mMから500mMまでの漸増勾配の塩化ナトリウムで溶出した。ヘテロ二量体に相当する主溶離液ピークを回収し、濃縮した。次いで、精製タンパク質をPBS中でのサイズ排除クロマトグラフィー(Superdex 200、GE Healthcare)により洗練した。
アミノ酸配列に基づいて算出したモル吸光係数を使用して、280nmで光学密度(OD)を測定することにより、精製IL-2融合構築物のタンパク質濃度を決定した。融合構築物の純度、完全性および単量体状態を、還元剤(5mM 1,4-ジチオトレイトール)の存在および非存在下でのSDS-PAGEにより分析し、クーマシーブルー(SimpleBlue(商標)SafeStain、Invitrogen)で染色した。NuPAGE(登録商標)Pre-Castゲルシステム(Invitrogen)を製造業者の指示に従って使用した(4~20% Tris-グリシンゲルまたは3~12% Bis-Tris)。Superdex 200 10/300 GL分析用サイズ排除カラム(GE Healthcare)を使用して、イムノコンジュゲート試料の凝集物の含有量を分析した。
抗原発現血液免疫細胞の選択的活性化を測定するためのpSTAT5およびKi-67アッセイ
IL-2融合タンパク質の活性を、STAT5のリン酸化を測定するヒト末梢血単核細胞(PBMC)でのアッセイで決定した。Ficoll-Paque Plus(GE Healthcare)を使用して健康なドナーの血液からPBMCを単離し、ACK溶解緩衝液(Gibco)を製造業者の指示に従って使用して赤血球を溶解した。典型的には、PBMCを無血清RPMI1640培地に2×10個の細胞/mlで再懸濁させ、96ウェルU底プレートに分取した(ウェル当り50μl)。IL-2融合タンパク質および対照タンパク質、例えば、組換えヒトIL-2および対照(HAに標的化される)融合タンパク質を希釈して所望の濃度にし、ウェルに添加した(2×刺激として50μlを添加した)。インキュベーションを典型的には30分、37℃で行ない、その後、100μlの予温しておいた4%PFA(最終2%)を用いて10分間、37℃でそれを停止させた。次いで、細胞を次の表面マーカーに対する抗体で染色した:CD45(クローンHI30)、CD3(UCHT1、BD Biosciences)、CD8α(SK1、Biolegend;RPA-T8、Biolegend)、CD4(RPA-T4、Biolegend)、およびCD25(M-A251、Biolegend)。細胞を洗浄緩衝液(PBS中の2%FBS)で2回洗浄し、4%PFAで10分間、室温で固定した。固定後、予冷しておいたPhosflow Perm buffer III(BD Biosciences)を製造業者のプロトコールに従って用いて、細胞を透過処理した。透過処理後、細胞を、細胞内マーカー(pSTAT5[pY694]、クローン47、BD Biosciences、および/またはパーフォリン、クローンδG9、BD Biosciences)に対する抗体で染色し、フローサイトメトリーで分析した。データを、pSTAT5陽性パーセントとして、一部の場合にはpSTAT5平均蛍光強度(MFI)として表し、GraphPad Prismにインポートして各構築物についてのEC50値を決定した。
増殖などの、pSTAT5からさらに下流のIL-2融合タンパク質により誘導される細胞の変化を測定するために、フローサイトメトリーアッセイを使用して、細胞内増殖マーカーKi-67の発現を検出した。手短に述べると、PBMCを上記で説明したように単離し、IL-2融合タンパク質および対照の存在下、血清を補充したRPMI1640(10% FBS)中で4~6日間、または無血清AIM V培地(Gibco)中でインキュベートした。Ki-67(クローンKi-67、Biolegend)についての染色は、Foxp3/Transcription Factor Staining Buffer Set(Thermo Fisher Scientific)を製造業者のプロトコールに従って用いて行なった。データをKi-67陽性パーセントとして表し、GraphPad Prismにインポートして、可能な場合には各構築物についてのEC50値を決定した。
マウス免疫細胞の活性化を測定するためのpSTAT5およびKi67アッセイ
脾臓を70mMストレーナー上に配置し、プランジャーを使用してストレーナーを通してPBSで細胞を洗浄することにより、B6マウスの脾臓から脾細胞を単離した。赤血球をACK溶解緩衝液で溶解し、細胞をRPMI培地1ml当り20×10個で再懸濁させた。細胞をU底プレートに1ウェル当り50mlで播種した。IL-2融合タンパク質および対照タンパク質を細胞に添加した(2×刺激として50μl)。CD49b抗体(5ml、DX5クローン)を各ウェルに添加した後、37℃で30分間、細胞をインキュベートした。細胞を8%PFA(最終4%)で固定した。細胞をPBS-2%FBSで2回洗浄し、75mlのPhosflow Perm buffer III緩衝液に再懸濁させ、1時間、4℃でインキュベートした。細胞をPBS-2%FBSで3回洗浄し、CD3(17A2)、CD4(GK1.5)、CD8a(53-6.7)、CD8b(YTS156.7.7)、CD25(7D4)、およびpSTAT5(クローン47)に対する抗体を含有する50μlのFACS緩衝液中で染色した。試料を2回洗浄し、フローサイトメトリーで分析した。Ki67アッセイのために、1×10個の脾細胞を、96ウェルU底プレート内10%FBSを補充したRPMI培地に播種し、37℃で5日間培養した後、Ki-67について染色した。手短に述べると、CD3(145-2C11)、CD4(GK1.4)、CD8(53-6.7)、CD25(PC61)およびNK1.1(PK136)に対する抗体で細胞の表面を染色し、次いで、固定し、Foxp3/Transcription Factor Staining Buffer Set(Thermo Fisher Scientific)を製造業者のプロトコールに従って使用して透過処理した。Ki67抗体(クローン16A8)を45分間、4℃で添加し、その後、細胞を洗浄し、フローサイトメトリーで分析した。
IL-2RαおよびIL-2Rβについての表面プラズモン共鳴(SPR)による結合親和性の決定
ヒトとカニクイザルCD8α、CD8βおよびPD1抗原に対する、ならびにヒトIL-2RαおよびIL-2Rβに対するIL-2融合タンパク質の動態速度定数(kinetic rate constant)(konおよびkoff)および親和性(K)を、BIAcore(GE Healthcare)(10mMホスフェート、150mM塩化ナトリウム pH7.4、0.005% Tween 20)を使用して37℃で表面プラズモン共鳴(SPR)により測定した。手短に述べると、親和性を決定するために、IL-2融合タンパク質をそれらのFcを介してCM4センサーチップ上に、共有結合で固定化された抗ヒトFc捕捉抗体によって0.75μg/mLでおよび10μL/分の流量で30秒間、捕捉した。参照表面として役立つようにフローセル1上には抗体を捕捉しなかった。様々な濃度の抗原(1mMから1.4nMまで3倍希釈)またはIL-2受容体(3mMから12nMまで3倍希釈)を、捕捉されたIL-2融合タンパク質上に被検物質として注入した。結合相を120秒間記録し、解離相を600秒間記録した。Biacore Evaluation Softwareを使用して、センサーグラムを二重参照し、物質移動モデルで1:1ラングミュアにグローバルフィッティングして会合速度(kon)、解離速度(koff)および平衡解離定数(KD=koff/kon)を決定した。
代替の形式のアッセイでは、抗原を先ずチップ上に捕捉し、次いで、IL-2融合タンパク質を被検物質として注入した。この場合、社内で生成したまたは商業的に購入したヒスチジンタグ付きIL-2受容体を泳動用緩衝液で0.125μg/mLに希釈し、抗HIS抗体とアミンカップリングしたCM4センサーチップ上に1分間、10μL/分で捕捉した。参照表面として役立つようにフローセル1上にはIL-2受容体を捕捉しなかった。1000nM~4.1nM(3倍希釈系列)のIL-2融合タンパク質をフローセル1および2に2分間注入し、1分間、解離させた。分析サイクル間に10mMグリシン pH1.7の2回の30秒注入によって表面を再生した。Biacore Evaluation Softwareを使用して、センサーグラムを二重参照し、1:1ラングミュアにグローバルフィッティングしてkon、koffおよびKDを決定した。
(実施例2:脾臓細胞サブセットを活性化するIL-2およびIL-2バリアントの能力)
本実施例は、IL-2融合体化合物のマウスNK細胞におけるSTAT5の活性化能およびマウスにおけるNK媒介毒性の誘導能を試験するための実験を説明する。
IL-2およびCD25/IL2Rαへの結合が低減されたIL-2バリアントの、脾臓細胞サブセットを活性化する能力を、STAT5アッセイで試験した。IL-2と、対照抗体(xHA)に融合した以前に公開されたIL-2バリアント(IL-2v)であるxHA-IL-2vとを使用して、CD8 T細胞、CD4 T細胞およびNK細胞を含有するマウス脾細胞を刺激した。異なる脾臓サブセットにおけるSTAT5活性化を、実施例1に記載したようにフローサイトメトリーにより測定した。CD8 T細胞をCD3+CD4-ゲート/サブセットで同定し、Treg細胞をCD3+CD4+CD25+として同定し、NK細胞をCD3-CD49b+として同定した。
図5は、この実験の結果を示す。NK細胞は、IL-2刺激に対する感受性がCD8+T細胞の約10倍であったが、Treg細胞が、最も感受性が高かった(図5の左側)。IL-2vの場合、CD25へのその結合の低下に起因して、NK細胞は、IL-2v刺激に対する感受性がCD8 T細胞とTreg細胞との両方の約10倍であった(図5の右側)。
NK細胞誘導毒性を試験するために、CD25/IL2Raへの結合が低減されたIL-2バリアントで処置したマウスにおける体重減少を測定した。IL-2バリアントでの処置によるNK細胞誘導毒性は、体重減少として現れ得る。この実験のために、8~10週齢のB6マウスに、示した化合物の単一用量を皮下注射し、それらのマウスの体重を毎日記録した。xHA-IL-2vは、2.5mg/kgで抗PD1(xPD1)と一緒に1mg/kgまたは5mg/kgで投与したが、TAg-IL-2vは、単独で5mg/kgで投与した。NK細胞を200mg/マウス i.p.で抗NK1.1抗体(PK136クローン)で枯渇させた。枯渇用抗体を、TAg-IL-2v投与の2日前および投与の1日後に注射して、枯渇を維持した。
図6Aおよび6Bは、これらの実験の結果を示す。IL-2バリアント(IL-2v)を対照xHA抗体に融合したもの(xHA-IL-2v)またはFAP抗体に融合したもの(TAg-IL-2v)は、マウスにおける体重減少を誘導した(図6A)。この体重減少は、NK細胞をNK1.1抗体で枯渇させたマウスにおいて明らかなように、NK細胞により媒介された(図6B)。NK細胞により媒介されるこのような毒性は、ヒトではIL-2ベースの治療薬の最大耐用量を制限し得る。マウスにおける対照抗体標的化IL2vまたは腫瘍抗原標的化IL2vについての最大耐用量は、5mg/kgをはるかに下回っていた。
(実施例3:抗マウスCD8抗体の特徴付け)
本実施例は、抗マウスCD8抗体の特徴付けを記載する。
結果
抗マウスCD8抗体の結合親和性をフローサイトメトリー分析によって決定した。新鮮な脾細胞を、xCD8ab1(クローン2.43)、xCD8ab2(クローンYTS156.7.7)またはxCD8ab2.1のいずれかとともに2時間、4℃でインキュベートした。xCD8ab1(クローン2.43)およびxCD8ab2(クローンYTS156.7.7)配列は、以前に公開されている。xCD8ab2.1クローンは、変異N95A(VH)およびD92A(VK)の導入によりxCD8ab2から誘導した。抗マウスCD8抗体とのインキュベーション後に、細胞をCD3、CD4、CD8に対する抗体および抗hFc(HP6017、Biolegend)で染色し、これらのうちの最後の抗hFcは、hFcを含有するCD8-IL2融合体の結合を測定するために使用した。染色された細胞を洗浄し、フローサイトメトリーにより分析し、抗hFcでの染色の平均蛍光強度(MFI)を使用して結合を表示した。図7に示されているように、xCD8ab2は、CD8+T細胞に対してxCD8ab1より高い親和性を有した。xCD8ab2.1は、xCD8ab2に2つの変異(N95A(VH)およびD92A(VK))を導入することにより生成した、xCD8ab2のより親和性の低いバリアントである。
抗マウスCD8抗体についてのMHC遮断ステータスも試験した。ある特定のCD8抗体の結合は、T細胞上のCD8分子と抗原提示細胞または腫瘍細胞上のMHC分子との相互作用に干渉することによって、T細胞活性化を阻害することができる。この実験のために、CD8+T細胞をOT-Iトランスジェニックマウス由来の脾細胞から精製し、24時間、EL-4-OVAがん系統(ATCC)とともに、各々100,000細胞で共培養した。細胞を、CD25およびCD69などの活性化マーカーの上方調節について、細胞表面染色およびフローサイトメトリーにより分析した。図8に示されているように、xCD8ab1とxCD8ab2との両方がT細胞活性化を遮断した。このことは、これらの抗体が、CD8とMHCの相互作用に干渉し、その相互作用を遮断したことを示唆している。xCD8ab2は、CD8に対するそのより高い結合親和性と相関して、より強力にT細胞の活性化を遮断した。
(実施例4:抗CD8抗体に融合したIL-2変異タンパク質の特徴付け)
本実施例は、CD8抗体に融合したIL-2変異タンパク質の特徴付けを記載する。
方法
B16マウス腫瘍モデル
8~10週齢のC57BL6雌マウス(Jackson Labs)を.動物飼養施設で飼育し、環境に順化させた。培養B16.F10細胞(ATCC、CRL-6475)を採取し、移植のために無血清培地(1×DMEM、Sigma D6429)に5×106個の細胞/mLで再懸濁させた。マウスを剪毛し、5×10個の細胞(100μL)を後肢の後部上方に皮下移植した。移植後おおよそ8日目に60~120mm3の腫瘍体積に達するまで腫瘍を測定した(TV=幅×幅×長さ×0.5)。次いで、腫瘍体積によりマウスを群に無作為に割り当てた。各マウスを秤量し、首筋の下に皮下投与した。腫瘍体積および体重を、研究の終了(初回投与の30~40日後)まで、または最大腫瘍体積(2000mm)に達するまで、3~4日ごとに測定した。研究の終了時にCO2と適切な二次安楽死薬によりマウスを安楽死させた。
CT26マウス腫瘍モデル
BALB/c雌マウスを剪毛し、培養CT26 wt細胞(ATCC、CRL-2638)の2×10個の細胞(100μL)を後肢の後部上方に皮下移植した。腫瘍体積が、移植後おおよそ8日目に60~120mmに達するまで、腫瘍体積を測定した(TV=幅×幅×長さ×0.5)。次いで、各マウスを秤量し、示した化合物を皮下投与した(1群当りマウス9匹)。
B16腫瘍を有するマウスの血液および腫瘍中のCD8+T細胞の分析
B6マウスにB16腫瘍細胞を注射し、腫瘍を200~250mmに成長させた後、1mg/kgで示したIL-2融合体をマウスに投与した。腫瘍を投与後5日目に除去し、単一細胞に消化し、フローサイトメトリーによりプロファイリングしてCD8+T細胞およびNK細胞(NK1.1+CD3-)を検出した。手短に述べると、Miltenyi Gentle MACS Cチューブの中でMouse Tumor Dissociation Kit(Miltenyi Biotec、130-096-730)を製造業者のプロトコールに従って使用して、腫瘍を消化した。単離された細胞を計数し、10×10個の細胞をCD45、CD3、CD4、CD8、CD25およびCD49bに対する抗体で染色した。血液もマウスから採取し(50μl)、ACK溶解緩衝液で溶解し、洗浄緩衝液(PBS/0.5% BSA/2mM EDTA)で洗浄し、系統マーカーで染色してCD8+T細胞およびNK細胞を同定した。細胞をフローサイトメーターで分析した。
結果
CD8抗体に融合したIL-2変異タンパク質バリアントを、IL-2Rを発現する他の免疫細胞と比較してCD8+T細胞の選択的標的化について試験した。IL-2変異タンパク質を、フォーマットBで、以前に公開された抗マウスCD8抗体であるxmCD8ab1(2.43クローン)に融合した。マウス脾細胞を、実施例1に記載したように、IL-2変異タンパク質融合体で処理してSTAT5アッセイを行なった。表1および図9は、この実験の結果をまとめる。
フォーマットBでのCD8抗体に融合したIL-2変異タンパク質は、NK細胞を含む、IL-2Rを発現する他の細胞より、CD8+T細胞を選択的に標的とした。TregはCD25を発現するが他の細胞はしないので、Tregに対する活性をIL-2Rα/CD25結合の代替物として使用した。他の配列もCD8 T細胞をNK細胞より優先的に標的としたが、より高度なCD25結合の結果としてTregに対する活性が増大した。このアッセイでのIL-2の活性が<0.001nMであったこと(図5のパネルA)から、表1に含めた配列のすべては、IL2Rα/CD25への結合の少なくとも50%低減を示した。さらに、Tregに対して最低の活性を有したいくつかの配列(表1に示されているようなm3、m4、m5、m10)を同定した。
抗PD1との組合せでのCD8-IL-2およびTAg-IL-2vの有効性を、B16腫瘍モデルにおいて試験した。フォーマットCでの、xmCD8ab1(2.43クローン)およびxmCD8ab2(YTS1567.7)という2つの異なるCD8抗体の一方に融合したIL-2m10変異タンパク質を、B16腫瘍を移植したマウスにおいて示した通りに投与した。図10に示されているように、抗PD1抗体は、このモデルで中程度の効果しか示さず、腫瘍成長を遅延させたが完全奏効マウスも治癒したマウスもいなかった。CD8-IL2変異タンパク質は、抗PD1と併用投与した場合、単一用量レジメンでのTAg-IL-2vより多くの完全腫瘍退縮を誘導した。CD8ab2融合体は、CD8ab1融合体より多くの完全腫瘍退縮を誘導した。
CD8-IL-2融合体での処置による血液中および腫瘍内へのCD8+T細胞蓄積に対する効果を、B16腫瘍モデルを使用して試験した。B16腫瘍細胞を移植したマウスに、1mg/kgでIL-2融合体を、5mg/kgのxPD1と一緒に投与した。CD8+T細胞のレベルを、腫瘍および血液試料の両方においてフローサイトメトリーにより測定した。図11Aおよび11Bに示されているように、血液中(図11A)ではCD8-IL2がTAg-IL-2vより多くのCD8 T細胞拡大増殖を誘導した一方で、TAg-IL-2vは、より多くのNK細胞拡大増殖を誘導した。同様に、CD8-IL2を投与したマウスにおける腫瘍内(図11B)ではCD8+T細胞の大幅な拡大増殖が観察された(約17倍)一方で、TAg-IL-2vの存在下では約3倍のCD8+T細胞拡大増殖しか観察されなかった。
CD8-IL-2およびTAg-IL-2vの性能を比較するために、CT26腫瘍細胞を移植し、単独でのCD8-IL-2または単独でのTAg-IL-2vのどちらかで処置したマウスにおいて、腫瘍退縮を評価した。図12A~12Cに示されているように、フォーマットCでのxmCD8ab2に融合したIL-2m4変異タンパク質は、両方の薬物を単剤で投与した場合CT26結腸腫瘍モデルにおいて、TAg-IL-2vよりも、多くの完全および部分腫瘍退縮を誘導した。
効力に対するCD8抗体親和性の影響を、IL-2m4との融合体について試験した。この実験のために、IL-2変異タンパク質IL-2m4をフォーマットCでxmCD8ab2またはxmCD8ab2.1のどちらかに融合した。xmCD8ab2.1は、xmCD8ab2のより親和性の低いバージョンである。マウス脾細胞でのSTAT5アッセイを、実施例1で説明したように行った。図13に示されているように、xmCD8ab2.1-IL-2m4融合体は、xmCD8ab2-IL-2m4と比較して、NK細胞よりもCD8+T細胞に対する低い効力および低い選択性を有した。
xmCD8ab2-IL2m4およびxmCD8ab2.1-IL2m4を、in vivoでCD8+T細胞を拡大増殖するそれらの能力についても試験した。1mg/kgで示した化合物で処置したナイーブB6マウスから血液を採取した。NK細胞およびCD8+T細胞のレベルをフローサイトメトリーにより決定した。図14に示されているように、両方の融合体は、in vivoでCD8 T細胞の、NK細胞より高度な拡大増殖を誘導した。
(実施例5:IL-2RβおよびIL-2Rγへ結合が減少した抗CD8:IL-2変異タンパク質融合タンパク質の特徴付け)
本実施例は、IL-2Rβ/γへの結合が減少したxmCD8-IL-2変異タンパク質の特徴付けを記載する。
方法
STAT5アッセイ
B16腫瘍を担持しているB6マウスからの脾細胞を、示したタンパク質とともに、抗CD49b染色抗体と一緒にRPMI培地中で30分間、インキュベートし、その後、細胞を、細胞表面マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25)についておよび細胞内STAT5について、実施例1におけるプロトコールに従って染色した。示した細胞サブセットにおけるSTAT5についてのデータを平均蛍光強度(MFI)として表す。
Ki67アッセイ
B16腫瘍を担持しているB6マウスからの脾細胞を、示したタンパク質とともに5日間、完全RPMI培地中でインキュベートし、その後、細胞を、細胞表面マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、NK1.1)について、ならびに増殖の細胞内マーカー、Ki67、IL-2Rβ/γおよびSTAT5からの下流シグナル伝達事象について、実施例1におけるプロトコールに従って染色した。
結果
xmCD8ab2-IL2m4の活性用量が、検出可能なNK細胞拡大増殖を誘導したことを考慮すると、NK細胞を含む、IL2R+細胞に対するその活性をさらに減少させるためにIL2m4に追加の変異を導入した。IL-2Rβ/γのIL-2との相互作用表面における(IL-2Rbgへの結合を低減させると予測された)変異を選択した。IL-2Rへの結合を妨げる、選択した変異を有するIL-2変異タンパク質を、フォーマットCでxmCD8ab2抗体に融合し、マウス脾細胞を用いてSTAT5アッセイで試験した。表2ならびに図15Aおよび15Bは、これらの実験の結果を示す。表2は、変異のリストを示す。
フォーマットCでの、選択した変異を有するIL-2変異タンパク質とxmCD8ab2.1抗体との間の融合体も作製し、マウス脾細胞を用いてSTAT5アッセイで試験した。表3ならびに図16Aおよび16Bは、この実験の結果を示す。
選択した変異を有するIL-2変異タンパク質を、フォーマットCでxmCD8ab2抗体に融合し、マウス脾細胞を用いてKi67アッセイで試験した。Ki67は、増殖の細胞内マーカーであり、IL-2Rβ/γおよびSTAT5の下流シグナル伝達事象を表す。表4ならびに図17Aおよび17Bは、これらの実験の結果をまとめる。フォーマットBでのTAg-2v融合体を参照として含めた。
下記の表に収載する選択した変異を有するIL-2変異タンパク質を、フォーマットCでxmCD8ab2.1抗体に融合し、マウス脾細胞を用いてKi67アッセイで試験した。表5ならびに図18Aおよび18Bは、これらの実験の結果を示す。
代表的な分子についてのCD8 T細胞およびNK細胞に対する効力を図19にまとめる。生成したCD8-IL2融合体には、NK細胞より高いCD8 T細胞に対する様々な選択性があり、xmCD8ab2-IL2m4およびxmCD8ab2-IL2m4.2が最も高く(>1000倍)、これにxmCD8ab2.1-IL2m4(約50~100倍)が続き、xmCD8ab2.1-IL2m4.2が最も低い(約10倍)。m4変異タンパク質融合体は、IL-2Rαへの低下した結合を有したが、m4.1およびm4.2変異タンパク質は、IL-2Rβγへの結合を低下させる追加の変異を含んでいた。
(実施例6:B16腫瘍モデルにおける抗PD-1との組合せでのCD8:IL2融合タンパク質の効果についての試験)
結果
NK細胞と比較して、CD8 T細胞に対する様々な程度の選択性を有する4つの代表的なCD8-IL2融合体を、B16腫瘍モデルにおいて実施例4に記載したように試験した。すべてのマウスに、1mg/kgの示した融合体を5mg/kgの抗PD1と一緒に投与した。図20に示されているように、CD8-IL-2は、TAg-IL-2vよりも良好な性能(図10を参照されたい)をより低い用量で示した。CD8 T細胞に対して最も低い選択性を有するCD8-IL2融合体は、B16モデルにおいて、TAg-IL-2vについて観察されたもの(図10)に迫る、最も小さい有効性を有した。最も高い有効性および>40%無腫瘍マウスには、>10倍の選択性が必要であった。
CD8-IL-2の性能を、処置時の腫瘍抗原特異的T細胞の拡大増殖を分析することにより、さらに試験した。B6マウスにB16腫瘍細胞を注射し、腫瘍を200~250mmに成長させた後、1mg/kgで示したIL-2融合体を5mg/kgのxPD1と一緒にそれらのマウスに投与した。腫瘍を投与後5日目に除去し、単一細胞に消化し、フローサイトメトリーによりプロファイリングしてCD8+T細胞およびNK細胞(NK1.1+CD3-)を検出した。細胞をまた、p15Eテトラマー(TB-M507-2、MBL)を製造業者のプロトコールに従って用いて染色して、p15E腫瘍抗原を認識するT細胞を検出した。図21に示されているように、xmCD8ab2-IL2m4.2とxmCD8ab2.1-IL2m4との両方が、全腫瘍内CD8+T細胞の>15倍の拡大増殖、およびp15E腫瘍抗原特異的T細胞において5~17倍の拡大増殖を誘導し、NK細胞は、拡大増殖が低い~拡大増殖がなかった。
STAT5アッセイを行なって、二価低親和性融合体および高親和性一価融合体の効力を比較した。B16腫瘍を担持しているB6マウスからの脾細胞を、融合タンパク質とともに30分間、RPMI培地中でインキュベートし、その後、細胞を、細胞表面マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25)についておよび細胞内STAT5について、実施例1におけるプロトコールに従って染色した。図22に示されているように、二価低親和性融合体は、高親和性一価誘導体と同様の効力を有した。高親和性xmCD8ab2抗体に融合した(フォーマットCでの)または二価xmCD8ab2.1抗体に融合した(フォーマットAでの)IL-2m4.2融合体は、CD8+T細胞に対して同様の効力を有し、一価xmCD8ab2.1-IL2m4(フォーマットC)融合体よりもはるか大きい効力を有した。
二価C末端フォーマット(フォーマットA)の親和性をさらに試験するために、二価xmCD8ab2.1抗体(フォーマットAでの)をB16腫瘍モデルにおいて実施例4で説明したように試験した。マウスに、対照としてのPBSを投与したか、または1mg/kgの示した融合体を5mg/kgの抗PD1と一緒に投与した(1群当りマウス9匹)。図23に示されているように、高親和性xmCD8ab2抗体に融合した(フォーマットCでの)または二価xmCD8ab2.1抗体に融合した(フォーマットAでの)IL-2m4.2融合体は、高親和性xmCD8ab2抗体に融合した(フォーマットCでの)IL-2m4.2融合体とin vivoで同様の有効性を有した(図20を参照されたい)。したがって、二価C末端フォーマット(フォーマットA)も非常に効果的である。
CD8抗体によるCD8 T細胞活性化の遮断も試験した。CD8+T細胞をOT-Iマウス由来の脾細胞から精製し、24時間、EL-4-OVA系統(ATCC)とともに、各々100,000細胞で共培養した。細胞を、CD25およびCD69などの活性化マーカーの上方調節について、実施例3に記載したように細胞表面染色およびフローサイトメトリーにより分析した。図24に示されているように、ある特定のCD8抗体は、CD8 T細胞活性化を遮断しなかった。xmCD8ab3抗体は、濃度200nMであってもCD8 T細胞活性化を遮断しなかった。xmCD8ab3抗体は、二価であった。
CD8抗体によるCD8 T細胞活性化の遮断も試験した。CD8+T細胞をOT-Iマウス由来の脾細胞から精製し、24時間、EL-4-OVA系統(ATCC)とともに、各々100,000細胞で共培養した。細胞を、CD25およびCD69などの活性化マーカーの上方調節について、実施例3に記載したように細胞表面染色およびフローサイトメトリーにより分析した。図24に示されているように、ある特定のCD8抗体は、CD8 T細胞活性化を遮断しなかった。xmCD8ab3抗体は、濃度200nMであってもCD8 T細胞活性化を遮断しなかった。xmCD8ab3抗体は、二価であった。
xmCD8ab2融合体とxmCD8ab3融合体とのin vivoでの効力を比較するために、B16腫瘍を担持しているB6マウスからの脾細胞を、示したタンパク質とともに30分間、RPMI培地中でインキュベートし、その後、細胞を、細胞表面マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、NK1.1)についておよび細胞内STAT5について、実施例1におけるプロトコールに従って染色した。図25に示されているように、xmCD8ab2-IL2m4.2およびxmCD8ab3-IL2m4.2は、in vitroでCD8+T細胞に対して同様の活性を示した。
MHC非遮断抗体に融合したIL-2m4.2も、B16腫瘍モデルにおいて実施例4に記載したように試験した。マウスに、PBS、0.3mg/kg(図26A)もしくは1mg/kg(図26B)の示した融合体を5mg/kgの抗PD1と一緒に投与した(1群当りマウス9匹)。図26Aおよび26Bに示されているように、MHC非遮断抗体は、in vivoで、より最適であった。MHC非遮断xmCD8ab3抗体に融合した(フォーマットCでの)IL-2m4.2融合体は、MHC遮断xmCD8ab2抗体に融合した(フォーマットCでの)IL-2m4.2融合体よりもはるかに効果的であった。
IL-2変異タンパク質の融合体によるPD1+T細胞、CD8+とTregとの両方に対する標的化について優先的標的化も試験した。サイズ300~600mmのB16腫瘍をマウスから除去し、単一細胞に消化した。CD45+細胞を精製し(MiltenyiのLSカラム、製造業者のプロトコールに従って)、示した融合タンパク質で30分間、刺激した。細胞を、細胞表面マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、CD49bおよびPD1)について、および細胞内ホスホ-STAT5について、染色した。図27に示されているように、IL-2変異タンパク質IL2m10と抗PD1抗体の融合体は、PD1-T細胞よりもPD1+T細胞を優先的に標的としたが、CD8+PD1+T細胞とCD4+CD25+PD1+Treg細胞との両方を標的とした。
(実施例7:hPBMCにおけるCD8-IL-2融合体の活性および選択性に対するIL-2変異の影響)
本実施例は、hPBMCにおけるCD8-IL-2融合体の活性および選択性に対するIL-2変異の影響を記載する。
結果
hPBMCにおけるCD8-IL-2融合体の活性に対するIL-2変異の影響を特徴付けるために、示したIL-2変異タンパク質をxmCD8ab1抗体に融合し、hPBMCを用いてSTAT5アッセイで試験した。xmCD8ab1抗体は、ヒトCD8を認識しなかった。得られたデータを使用して、各々の変異をSTAT5活性に対するその効果に従ってランク付けした。表6、7および8は、この実験の結果をまとめる。Tregを、IL-2Rβγを発現する細胞の代表例として示す。
表6は、すべてフォーマットBでの、xmCD8ab1に融合したIL-2変異タンパク質IL-2m1~IL-2m10の、対照xHA抗体に融合したIL-2vに匹敵するような、ヒトTregに対する活性を描示する。表6は、xmCD8ab1に融合したIL-2変異タンパク質IL-2m1~IL-2m10はすべて、野生型IL-2と比較してTregに対する活性が大幅に低減したことによって、IL-2Raへの結合が大幅に低減し、IL-2Raへの結合を有さないIL-2vと同等になったことを示す(Klein et al, Oncoimmunol. 2017; 6(3); e1277306)。
表7は、すべてフォーマットBでの、xmCD8ab1に融合したIL-2変異タンパク質IL-2m10.1~IL-2m10.11のヒトTregに対する活性を、xmCD8ab1に融合したIL-2m10と比較して、描示する。表7は、xmCD8ab1に融合したIL-2m10.1~IL-2m10.11はすべて、IL-2m10と比較してTregに対する活性が大幅に低減したことを示す。IL-2m10は、IL2Raに対する活性が低減している、乃至は活性がないため、IL-2m10.1~IL-2m10.11に存在する追加の変異がIL-2Rβγへの結合を減少させることにより分子の活性を低減させた。
表8は、すべてフォーマットBでの、xmCD8ab1に融合したIL-2変異タンパク質IL-2m4.1~IL-2m4.6およびIL-2m4.9~IL-2m4.24のヒトTregに対する活性を、xmCD8ab1に融合したIL-2m4と比較して、描示する。IL-2m4は、IL2Rαに対する活性が低減している、乃至は活性がないため、表8に示すIL-2変異タンパク質融合タンパク質に存在する追加の変異がIL-2Rβγへの結合を減少させることにより分子の活性を低減させた。Tregに対する活性の減少、したがって、IL-2Rbgへの結合の減少が、IL-2m4.9、IL-2m4.10、IL-2m4.12およびIL-2m4.16を除く、IL-2変異タンパク質融合体の全てについて観察された。
CD8-IL-2変異タンパク質融合体によるヒトCD8+T細胞の選択的刺激も試験した。示したIL-2変異タンパク質を、フォーマットCで、以前に公開された抗ヒトCD8抗体クローンOKT8(xhCD8ab)に融合し、hPBMCを用いてSTAT5アッセイで試験した。表9および10は、この実験の結果をまとめる。CD8-IL2変異タンパク質融合体は、ヒトCD8 T細胞を選択的かつ強力に刺激した。IL-2m4は、IL2Raに対する活性が低減している、乃至は活性がないため、表9に示すIL-2変異タンパク質融合タンパク質に存在する追加の変異がIL-2Rbgへの結合を減少させることにより分子の活性を低減させた。Tregに対する活性の減少、したがって、IL-2Rbgへの結合の減少が、IL-2m4.26、IL-2m4.27、IL-2m4.28およびIL-2m4.29を除く、IL-2変異タンパク質融合体の全てについて観察された。
ある特定の変異は、非常に弱いCD8 T細胞活性化を生じさせる結果となったので、有用でなかった(すなわち、N88E変異を含有するIL-2変異タンパク質は、xhCD8abとの融合体の文脈においてCD8 T細胞をごく弱くしか活性化しなかったが、N88A/S/Tは、CD8 T細胞に対して強力な活性を有するCD8-IL2分子を生じさせた)。
表11および表12は、対照抗体(xHA)またはxhCD8ab抗体のどちらかへの融合体の文脈においてQ126A変異を有するIL-2m10.12変異タンパク質の活性を描示する。CD8-IL2融合体の文脈におけるこの変異は、ヒトTregに対するCD8-IL2融合体の活性を、IL-2m10変異タンパク質を含有するもの(表6および7)と比較して減少させたが、CD8+T細胞の強力な選択的活性化を可能にした。

Claims (23)

  1. 2つの部分を含む融合タンパク質であって、
    i)第1の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体であって、ここで、VHは、可変重鎖であり、CH2-CH3は、Fcドメインである、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体、抗体軽鎖VL-CLであって、ここで、VLは、可変軽鎖であり、CLは、定常軽鎖である、抗体軽鎖VL-CL、および変異体IL-2ポリペプチドを含み、前記変異体IL-2ポリペプチドのN末端が、前記FcドメインのC末端にリンカーを介して融合されており;
    ii)第2の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体および抗体軽鎖VL-CLを含み;
    前記第1の部分と前記第2の部分の両方が、次の群:ヒトCD8α、およびヒトCD8βから選択される1つの抗原上のエピトープに結合し;
    前記変異体IL-2ポリペプチドが、以下のセットのアミノ酸置換(配列番号1の配列に対する):R38EおよびF42A;R38DおよびF42A;F42AおよびE62Q;R38AおよびF42K;R38E、F42AおよびN88S;R38E、F42AおよびN88A;R38E、F42AおよびV91E;R38E、F42AおよびD84H;H16D、R38EおよびF42A;H16E、R38EおよびF42A;R38E、F42AおよびQ126S;R38D、F42AおよびN88S;R38D、F42AおよびN88A;R38D、F42AおよびV91E;R38D、F42AおよびD84H;H16D、R38DおよびF42A;H16E、R38DおよびF42A;R38D、F42AおよびQ126S;R38A、F42KおよびN88S;R38A、F42KおよびN88A;R38A、F42KおよびV91E;R38A、F42KおよびD84H;H16D、R38AおよびF42K;H16E、R38AおよびF42K;R38A、F42KおよびQ126S;F42A、E62QおよびN88S;F42A、E62QおよびN88A;F42A、E62QおよびV91E;F42A、E62QおよびD84H;H16D、F42AおよびE62Q;H16E、F42AおよびE62Q;F42A、E62QおよびQ126S;R38E、F42AおよびC125A;R38D、F42AおよびC125A;F42A、E62QおよびC125A;R38A、F42KおよびC125A;R38E、F42A、N88SおよびC125A;R38E、F42A、N88AおよびC125A;R38E、F42A、V91EおよびC125A;R38E、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38E、F42AおよびC125A;H16E、R38E、F42AおよびC125A;R38E、F42A、C125AおよびQ126S;R38D、F42A、N88SおよびC125A;R38D、F42A、N88AおよびC125A;R38D、F42A、V91EおよびC125A;R38D、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38D、F42AおよびC125A;H16E、R38D、F42AおよびC125A;R38D、F42A、C125AおよびQ126S;R38A、F42K、N88SおよびC125A;R38A、F42K、N88AおよびC125A;R38A、F42K、V91EおよびC125A;R38A、F42K、D84HおよびC125A;H16D、R38A、F42KおよびC125A;H16E、R38A、F42KおよびC125A;R38A、F42K、C125AおよびQ126S;F42A、E62Q、N88SおよびC125A;F42A、E62Q、N88AおよびC125A;F42A、E62Q、V91EおよびC125A;F42A、E62QおよびD84HおよびC125A;H16D、F42AおよびE62QおよびC125A;H16E、F42A、E62QおよびC125A;F42A、E62Q、C125AおよびQ126S;F42A、N88SおよびC125A;F42A、N88AおよびC125A;F42A、V91EおよびC125A;F42A、D84HおよびC125A;H16D、F42AおよびC125A;H16E、F42AおよびC125A;ならびにF42A、C125AおよびQ126Sのうちの1つを有する、配列番号1のアミノ酸配列を含む、
    融合タンパク質。
  2. 2つの部分を含む融合タンパク質であって、
    i)第1の部分が、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体であって、ここで、CH2-CH3は、Fcドメインである、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体と変異体IL-2ポリペプチドとを含むポリペプチドであって、前記変異体IL-2ポリペプチドのN末端が、前記FcドメインのC末端にリンカーを介して融合されているポリペプチドであり;
    ii)第2の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体と抗体軽鎖VL-CLとを含むポリペプチドであり;
    前記第2の部分が、次の群:ヒトCD8α、およびヒトCD8βから選択される1つの抗原上のエピトープに結合し;
    前記変異体IL-2ポリペプチドが、以下のセットのアミノ酸置換(配列番号1の配列に対する):R38EおよびF42A;R38DおよびF42A;F42AおよびE62Q;R38AおよびF42K;R38E、F42AおよびN88S;R38E、F42AおよびN88A;R38E、F42AおよびV91E;R38E、F42AおよびD84H;H16D、R38EおよびF42A;H16E、R38EおよびF42A;R38E、F42AおよびQ126S;R38D、F42AおよびN88S;R38D、F42AおよびN88A;R38D、F42AおよびV91E;R38D、F42AおよびD84H;H16D、R38DおよびF42A;H16E、R38DおよびF42A;R38D、F42AおよびQ126S;R38A、F42KおよびN88S;R38A、F42KおよびN88A;R38A、F42KおよびV91E;R38A、F42KおよびD84H;H16D、R38AおよびF42K;H16E、R38AおよびF42K;R38A、F42KおよびQ126S;F42A、E62QおよびN88S;F42A、E62QおよびN88A;F42A、E62QおよびV91E;F42A、E62QおよびD84H;H16D、F42AおよびE62Q;H16E、F42AおよびE62Q;F42A、E62QおよびQ126S;R38E、F42AおよびC125A;R38D、F42AおよびC125A;F42A、E62QおよびC125A;R38A、F42KおよびC125A;R38E、F42A、N88SおよびC125A;R38E、F42A、N88AおよびC125A;R38E、F42A、V91EおよびC125A;R38E、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38E、F42AおよびC125A;H16E、R38E、F42AおよびC125A;R38E、F42A、C125AおよびQ126S;R38D、F42A、N88SおよびC125A;R38D、F42A、N88AおよびC125A;R38D、F42A、V91EおよびC125A;R38D、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38D、F42AおよびC125A;H16E、R38D、F42AおよびC125A;R38D、F42A、C125AおよびQ126S;R38A、F42K、N88SおよびC125A;R38A、F42K、N88AおよびC125A;R38A、F42K、V91EおよびC125A;R38A、F42K、D84HおよびC125A;H16D、R38A、F42KおよびC125A;H16E、R38A、F42KおよびC125A;R38A、F42K、C125AおよびQ126S;F42A、E62Q、N88SおよびC125A;F42A、E62Q、N88AおよびC125A;F42A、E62Q、V91EおよびC125A;F42A、E62QおよびD84HおよびC125A;H16D、F42AおよびE62QおよびC125A;H16E、F42A、E62QおよびC125A;F42A、E62Q、C125AおよびQ126S;F42A、N88SおよびC125A;F42A、N88AおよびC125A;F42A、V91EおよびC125A;F42A、D84HおよびC125A;H16D、F42AおよびC125A;H16E、F42AおよびC125A;ならびにF42A、C125AおよびQ126Sのうちの1つを有する、配列番号1のアミノ酸配列を含む、
    融合タンパク質。
  3. 2つの部分を含む融合タンパク質であって、
    i)第1の部分が、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体であって、ここで、CH2-CH3は、Fcドメインである、抗体ヒンジ-CH2-CH3単量体と変異体IL-2ポリペプチドとを含むポリペプチドであって、前記変異体IL-2ポリペプチドのC末端が、前記FcドメインのN末端にリンカーを介して融合されているポリペプチドであり;
    ii)第2の部分が、抗体重鎖VH-CH1-ヒンジ-CH2-CH3単量体と抗体軽鎖VL-CLとを含むポリペプチドであり;
    前記第2の部分が、次の群:ヒトCD8α、およびヒトCD8βから選択される1つの抗原上のエピトープに結合し;
    前記変異体IL-2ポリペプチドが、以下のセットのアミノ酸置換(配列番号1の配列に対する):R38EおよびF42A;R38DおよびF42A;F42AおよびE62Q;R38AおよびF42K;R38E、F42AおよびN88S;R38E、F42AおよびN88A;R38E、F42AおよびV91E;R38E、F42AおよびD84H;H16D、R38EおよびF42A;H16E、R38EおよびF42A;R38E、F42AおよびQ126S;R38D、F42AおよびN88S;R38D、F42AおよびN88A;R38D、F42AおよびV91E;R38D、F42AおよびD84H;H16D、R38DおよびF42A;H16E、R38DおよびF42A;R38D、F42AおよびQ126S;R38A、F42KおよびN88S;R38A、F42KおよびN88A;R38A、F42KおよびV91E;R38A、F42KおよびD84H;H16D、R38AおよびF42K;H16E、R38AおよびF42K;R38A、F42KおよびQ126S;F42A、E62QおよびN88S;F42A、E62QおよびN88A;F42A、E62QおよびV91E;F42A、E62QおよびD84H;H16D、F42AおよびE62Q;H16E、F42AおよびE62Q;F42A、E62QおよびQ126S;R38E、F42AおよびC125A;R38D、F42AおよびC125A;F42A、E62QおよびC125A;R38A、F42KおよびC125A;R38E、F42A、N88SおよびC125A;R38E、F42A、N88AおよびC125A;R38E、F42A、V91EおよびC125A;R38E、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38E、F42AおよびC125A;H16E、R38E、F42AおよびC125A;R38E、F42A、C125AおよびQ126S;R38D、F42A、N88SおよびC125A;R38D、F42A、N88AおよびC125A;R38D、F42A、V91EおよびC125A;R38D、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38D、F42AおよびC125A;H16E、R38D、F42AおよびC125A;R38D、F42A、C125AおよびQ126S;R38A、F42K、N88SおよびC125A;R38A、F42K、N88AおよびC125A;R38A、F42K、V91EおよびC125A;R38A、F42K、D84HおよびC125A;H16D、R38A、F42KおよびC125A;H16E、R38A、F42KおよびC125A;R38A、F42K、C125AおよびQ126S;F42A、E62Q、N88SおよびC125A;F42A、E62Q、N88AおよびC125A;F42A、E62Q、V91EおよびC125A;F42A、E62QおよびD84HおよびC125A;H16D、F42AおよびE62QおよびC125A;H16E、F42A、E62QおよびC125A;F42A、E62Q、C125AおよびQ126S;F42A、N88SおよびC125A;F42A、N88AおよびC125A;F42A、V91EおよびC125A;F42A、D84HおよびC125A;H16D、F42AおよびC125A;H16E、F42AおよびC125A;ならびにF42A、C125AおよびQ126Sのうちの1つを有する、配列番号1のアミノ酸配列を含む、
    融合タンパク質。
  4. 2つの部分を含む融合タンパク質であって、
    i)第1の部分が、ヒトCD8αまたはヒトCD8βに結合する抗原結合ドメインを含み;
    ii)第2の部分が、変異体IL-2ポリペプチドを含み;
    前記第2の部分が、前記第1の部分にリンカーを介して連結され、
    前記変異体IL-2ポリペプチドが、以下のセットのアミノ酸置換(配列番号1の配列に対する):R38EおよびF42A;R38DおよびF42A;F42AおよびE62Q;R38AおよびF42K;R38E、F42AおよびN88S;R38E、F42AおよびN88A;R38E、F42AおよびV91E;R38E、F42AおよびD84H;H16D、R38EおよびF42A;H16E、R38EおよびF42A;R38E、F42AおよびQ126S;R38D、F42AおよびN88S;R38D、F42AおよびN88A;R38D、F42AおよびV91E;R38D、F42AおよびD84H;H16D、R38DおよびF42A;H16E、R38DおよびF42A;R38D、F42AおよびQ126S;R38A、F42KおよびN88S;R38A、F42KおよびN88A;R38A、F42KおよびV91E;R38A、F42KおよびD84H;H16D、R38AおよびF42K;H16E、R38AおよびF42K;R38A、F42KおよびQ126S;F42A、E62QおよびN88S;F42A、E62QおよびN88A;F42A、E62QおよびV91E;F42A、E62QおよびD84H;H16D、F42AおよびE62Q;H16E、F42AおよびE62Q;F42A、E62QおよびQ126S;R38E、F42AおよびC125A;R38D、F42AおよびC125A;F42A、E62QおよびC125A;R38A、F42KおよびC125A;R38E、F42A、N88SおよびC125A;R38E、F42A、N88AおよびC125A;R38E、F42A、V91EおよびC125A;R38E、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38E、F42AおよびC125A;H16E、R38E、F42AおよびC125A;R38E、F42A、C125AおよびQ126S;R38D、F42A、N88SおよびC125A;R38D、F42A、N88AおよびC125A;R38D、F42A、V91EおよびC125A;R38D、F42A、D84HおよびC125A;H16D、R38D、F42AおよびC125A;H16E、R38D、F42AおよびC125A;R38D、F42A、C125AおよびQ126S;R38A、F42K、N88SおよびC125A;R38A、F42K、N88AおよびC125A;R38A、F42K、V91EおよびC125A;R38A、F42K、D84HおよびC125A;H16D、R38A、F42KおよびC125A;H16E、R38A、F42KおよびC125A;R38A、F42K、C125AおよびQ126S;F42A、E62Q、N88SおよびC125A;F42A、E62Q、N88AおよびC125A;F42A、E62Q、V91EおよびC125A;F42A、E62QおよびD84HおよびC125A;H16D、F42AおよびE62QおよびC125A;H16E、F42A、E62QおよびC125A;F42A、E62Q、C125AおよびQ126S;F42A、N88SおよびC125A;F42A、N88AおよびC125A;F42A、V91EおよびC125A;F42A、D84HおよびC125A;H16D、F42AおよびC125A;H16E、F42AおよびC125A;ならびにF42A、C125AおよびQ126Sのうちの1つを有する、配列番号1のアミノ酸配列を含む、
    融合タンパク質。
  5. 前記第1の部分が、(a)1つもしくは2つの重鎖ポリペプチドと1つもしくは2つの軽鎖ポリペプチドとを含む抗体もしくはその抗原結合性断片;(b)単鎖抗体もしくは単鎖可変断片(scFv);または(c)VHH抗体を含む、請求項4に記載の融合タンパク質。
  6. NK細胞の活性化と比較して、10倍またはそれより大きい効力でCD8+T細胞を活性化する、請求項1から5のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  7. NK細胞の活性化と比較して、50倍またはそれより大きい効力でCD8+T細胞を活性化する、請求項6に記載の融合タンパク質。
  8. 前記変異体IL-2ポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号2のアミノ酸配列を有するIL-2Rαポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減を示す、請求項1から7のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  9. 前記変異体IL-2ポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号3のアミノ酸配列を有するIL-2Rβポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減を示す、請求項8に記載の融合タンパク質。
  10. 前記変異体IL-2ポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸配列を有する野生型IL-2ポリペプチドの結合親和性と比較して、配列番号4のアミノ酸配列を有するIL-2Rγポリペプチドに対する結合親和性の50%またはそれを超える低減を示す、請求項8または請求項9に記載の融合タンパク質。
  11. 前記融合タンパク質が、ヒトCD8に結合し、前記融合タンパク質のCD8への結合が、CD8とMHCクラスIの相互作用を遮断しない、請求項1から10のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  12. 前記第1の部分のCH2-CH3のFcドメインおよび前記第2の部分のCH2-CH3のFcドメインが、EU番号付けに従って、次のFc変異:L234A、L235A、G237AおよびK322Aを含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  13. (a)EU番号付けに従って、前記第1の部分のCH2-CH3のFcドメインが、次のアミノ酸置換:Y349CおよびT366Wを含み、前記第2の部分のCH2-CH3のFcドメインが、次のアミノ酸置換:S354C、T366S、L368AおよびY407Vを含むか;または
    (b)EU番号付けに従って、前記第2の部分のCH2-CH3のFcドメインが、次のアミノ酸置換:Y349CおよびT366Wを含み、前記第1の部分のCH2-CH3のFcドメインが、次のアミノ酸置換:S354C、T366S、L368AおよびY407Vを含む、
    請求項1から12のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  14. (a)前記融合タンパク質が、ヒトCD8に結合し、前記融合タンパク質のCD8への結合が、CD8とMHCクラスIの相互作用を遮断しない特性;および
    (b)NK細胞の活性化と比較して、10倍またはそれより大きい効力でCD8+T細胞を活性化する特性、
    のうちの1つまたは複数を有する、請求項1から13のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  15. CD8+T細胞およびNK細胞の活性化の効力が、細胞増殖により評価される細胞活性化のEC50により測定される、請求項6、7および14のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  16. 請求項1から15のいずれか一項に記載の融合タンパク質をコードする1つまたは複数の単離されたポリヌクレオチド。
  17. 請求項16に記載のポリヌクレオチドを含む1つまたは複数のベクター、特に発現ベクター。
  18. 請求項16に記載のポリヌクレオチドを含む宿主細胞。
  19. 請求項1から15のいずれか一項に記載の融合タンパク質と薬学的に許容される担体とを含む医薬組成物。
  20. 医薬としての使用のための、請求項1から15のいずれか一項に記載の融合タンパク質を含む組成物または請求項19に記載の医薬組成物。
  21. がんまたは慢性感染症を処置するための、請求項1から15のいずれか一項に記載の融合タンパク質を含む組成物または請求項19に記載の医薬組成物。
  22. がんを処置するための、請求項1から15のいずれか一項に記載の融合タンパク質を含む組成物または請求項19に記載の医薬組成物であって、前記組成物が、T細胞療法、がんワクチン、化学療法剤、または免疫チェックポイント阻害剤(ICI)と組み合わせて患者に投与されることを特徴とする、組成物または医薬組成物。
  23. 前記ICIが、PD-1、PD-L1またはCTLA-4の阻害剤である、請求項22に記載の組成物または医薬組成物。
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