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JP2000503301A - 減少した正味の正電荷を有する抗体 - Google Patents

減少した正味の正電荷を有する抗体

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JP2000503301A
JP2000503301A JP9525384A JP52538497A JP2000503301A JP 2000503301 A JP2000503301 A JP 2000503301A JP 9525384 A JP9525384 A JP 9525384A JP 52538497 A JP52538497 A JP 52538497A JP 2000503301 A JP2000503301 A JP 2000503301A
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Japan
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antibody
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group
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antibodies
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JP9525384A
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レスリー エー. クワーリ
アラン エル. エプスタイン
Original Assignee
テクニクローン インコーポレーティッド
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Publication date
Application filed by テクニクローン インコーポレーティッド filed Critical テクニクローン インコーポレーティッド
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Abstract

(57)【要約】 抗体は、遊離アミノ基と反応性の物質で化学的複合体化されることにより修飾された。本発明に従い使用される化学的物質は、ヘテロ二官能性剤およびビオチンである。修飾抗体はまた、癌および他の哺乳動物の疾患の診断および治療に使用される。診断的使用は、免疫シントグラフィを含む。修飾抗体は、診断および治療に使用される標識または生理学的に活性な分子と更に複合体化され得る。修飾抗体は、これらの目的のための薬学的組成物に配合され得る。

Description

【発明の詳細な説明】 減少した正味の正電荷を有する抗体 発明の背景 発明の分野 本発明は、一般に、修飾された抗体の分野に関する。より詳細には、本発明は 、増大した結合特異性、改善した薬物動態および局在化能力を有する、化学的に 修飾された抗体に関する。これらの修飾された抗体は、癌および他の哺乳動物の 疾患の診断および治療に特に有効である。従来技術の説明 抗体、特にモノクローナル抗体("MAb's")の使用は、癌の診断および処置に極 めて有用なアプローチとなる可能性を有する。MAb'sの重要な特性は、単一抗原 に対するその特異性である。 腫瘍細胞抗原に特異的なMAb'sが産生されてきた。また、MAb'sが放射性核種の ような添加剤と効果的にカップリングし得ることも示されてきた。そのような放 射性標識されたMAb'sは、g-カメラ画像または放射性免疫画像としても知られる 免疫シントグラフィ(immunoscintography)からの腫瘍画像のような臨床データを 提供するのに有効で ある。免疫シントグラフィでは、MAb'sは、MAb'sに認識される抗原を有する特定 の組織または腫瘍タイプに結合させられる。放射性核種は、次に、ゲルマニウム カメラの使用のような適切な技術を用いて視覚化される。腫瘍および他のタイプ の組織の免疫シントグラフィでのそれらの適用を可能にするのは、MAb'sのユニ ークな特異性である。 しかしながら、免疫シントグラフィでのMAb'sの使用は、高いバックグラウン ドレベルおよびMAb'sのその抗原に対する低い結合能力のために、制限されてき た。実験的研究は、放射性標識されたMAb'sの生体分布が、抗体の特異性および クリアランス時間を含む多くの要因に依存していることを示唆する。免疫シント グラフィによる腫瘍の効果的な診断のために、腫瘍細胞表面で密であり均一であ る抗原に結合する抗体が選択されるべきである。免疫シントグラフィによる腫瘍 の効果的診断はまた、選ばれた抗体が腫瘍抗原に効果的に結合することを要求す る。しかしながら、適切な抗原に結合するMAb'sはしばしば、要求された高い結 合親和性を提供しない。さらに、他のMAb'sと比較して高い親和性を有して結合 するMAb'sを使用しても、高レベルの非特異的結合をそれでも生じ、免疫シント グラフィで使用されるとき高いバックグラウン ドを生じる。従って、診断的ツールとして免疫シントグラフィを改善するには、 MAb'sの結合の有効性を改善する方法が必要である。 さらに、MAb'sの細胞障害性効果は、放射性核種、薬剤または毒素にカップリ ングすることによって顕著に増大され得る。MAb'sのユニークな特異性は、免疫 療法の進歩に対して期待を膨らませた。免疫療法では、生物学的に活性な物質は 、腫瘍細胞のような特定の望ましくない細胞タイプにMAb'sを使用して運搬され 、被験体の他の細胞に影響を及ぼすことなく、望ましくない細胞タイプに影響を 与える。しかしながら、免疫療法は、健康な組織に影響するのを避けるために、 極めて高い特異性の抗体を要求する。従って、MAb'sの特異性を増大させる方法 は、安全で効果的な免疫療法の目的を達成するのに、非常に有利となるであろう 。 多くのMAb'sは、被験体に導入された後、数日間、循環中に維持される。これ は、少なくとも2つの理由から、望ましくない。第1の理由は、循環MAb'sが、 免疫シントグラフィで高いバックグラウンドレベルを生じることである。第2の 理由は、放射性核種または他の潜在的に細胞障害性物質にカップリングした循環 MAb'sが、時間長期暴露後の被験体で望ましくない副作用を生じるかもしれ ないことである。従って、MAb'sのクリアランス時間を減少させる方法が必要で ある。無論、減少が大きすぎると、MAb'sの任意の有効な使用が為される前に、M Ab'sが除去されることになるであろう。従って、腫瘍または他の標的組織へのMA b'sの取込みに実質的に影響することなしに、MAb'sのクリアランス時間を減少さ せる方法が特に必要である。 抗体の特異性およびクリアランス時間の両方を決定するのに決定的である1つ のファクターは、抗体の形態である。本明細書で使用されるとき、「完全な(int act)」抗体分子は、2本の重鎖および2本の軽鎖を含む修飾されない抗体分子を 指す。完全な全体の抗体分子は、図1の化学式の反応体側に見られる。図1に見 られるように、完全な分子は、FcおよびFabドメインに分割される。Fabフラグメ ントの二価の形態である、F(ab')2は、プロテアーゼによるFcドメインの消化に より産生される。 2本の重鎖(図1で"H"で示される)は、1以上のジスルフィド架橋でつなが れている。完全な分子では、これらのジスルフィド架橋は、通常は還元剤から保 護される。しかしながら、Fcドメインの除去は、ジスルフィド架橋の迅速な還元 を可能にすることが見い出された。従って、一価の形態である、F(ab')は、穏や かな還元剤の作用に よりF(ab')2から産生され得る。その開示が本明細書に参考として援用されてい るパーハム,ピー.(Parham,P.)0n the Fragmentation of Monoclonal IgG1, IgG2a and IgG2b from BALB/c Mice,J.Immunol.131: 2895(1983)は、F(ab') およびF(ab')2の産生方法を記載している。この方法で生起すると考えられる変 化の図式的説明は、図1の化学式に示される。 Fcは、抗体分子の非特異的結合の多くに関連があると見い出されてきた。該フ ラグメントの分子量は糸球体濾過に関する閾値より低いので、フラグメントの迅 速な除去が可能になることも考えられている。従って、放射性画像化で使用する ために抗体のクリアランス時間を増加する1つのアプローチは、完全な抗体を、 Fabおよびその二価形態であるF(ab')2のような様々なフラグメントに分解するこ とであった。予想されたように、これらのフラグメントは、身体から非常に迅速 に排除される(cleared)ので、それらの有用性は減少される。さらに、これらの フラグメントは、完全な抗体と比較して、腫瘍または他の標的組織による取込み の減少をもたらすかもしれない。従って、免疫シントグラフィでのこれらのフラ グメントの使用は、完全なMAb'sを使用するよりもバックグラウンド比率に対す るより優れたクリアランスとより高い標的 組織を提供するが、MAb'sが結合する抗原を含む標的組織中のMAb'sの絶対濃度は 、完全なMAb'sを使用する方がフラグメントのいずれかを使用するよりも3倍以 上であることが見い出された。さらに、フラグメントの両タイプとも、血流から 非常に速く除去される。従って、これらのフラグメントを用いる、診断的または 治療的技術での有効時間は非常に短い。 ヘテロ二官能性(heterobifunctional)試薬は、異なる反応に参加し得る2つの 基を有する試薬である。例えば、スクシニミジル3-(2-ピリジルジチオ)プロピオ ナート(SPDP)は、ヘテロ二官能性であり、即ち、そのN-ヒドロキシスクシンイミ ドエステル基はアミノ基と反応し、2-ピリジルジスルフィド構造は脂肪族チオー ルと反応する。 オーランジ(0rlandi)ら、Change in Binding Reactivity of an Anti-Tumor M onoclonal Antibody After the Introduction of 2-Pyridyl Disulphide Groups ,Hybridoma 5:1-8 (1986)は、ヒト卵巣癌に対するMAb'sのインビトロ結合の増 加が、ヘテロ二官能性試薬SPDPと化学的に複合した後に得られ得ることを報告し た。 オーランジらに使用された複合体化MAb'sは、分子当り平均して11のPDP基を有 した。オーランジらは、修飾されたMAb'sが、それらの結合活性をインビトロで 、非修飾M Ab'sにより検出されない分子が検出できる程度まで増加することを見い出した。 これらの研究者は、複合体化されたMAb'sのインビボでの使用についての研究は 報告しなかった。さらに、これらの研究者は、非常に少ない数の抗原性部位を有 する分子が複合体化MAb'sにより検出されると考えた。従って、PDP修飾されたMA b'sは、非修飾の同等物に比較して、標的細胞特異性を大きく減少させた。 従って、上記の進歩にもかかわらず、腫瘍抗原に対するより大きな特異的活性 を発揮し、抗体のより高い絶対濃度を腫瘍に蓄積させ、さらに、治療的または診 断的有効性を減少させるほどには迅速でないが比較的に迅速な血液プールからの クリアランス時間を有する、修飾された抗体フラグメントの必要性が維持されて いる。図面の簡単な説明 図1は、F(ab')およびF(ab')2フラグメントを産生する方法で起こると考えら れる変化の図式的説明を示す。 図2は、無胸腺ヌードマウスでの、放射性標識MAb'sLym-1の異なる調製物の全 身の保有を示す。 図3は、注射から7日後のヒトリンパ腫を担持するヌードマウスでの生体分布 を、MAb's Lym-1および修飾されたLym-1の注射用量/グラムの%として示す。 図4は、注射から7日後のヒトリンパ腫を担持するヌ ードマウスでの生体分布を、MAb'sLym-1および修飾されたLym-1の腫瘍/臓器比 として示す。 図5は、注射から5日後のヒトリンパ腫を担持するヌードマウスでの生体分布 を、MAb's Lym-1 F(ab')2および修飾されたLym-1の注射用量/グラムの%として 示す。 図6は、注射から5日後のヒトリンパ腫を担持するヌードマウスでの生体分布 を、MAb's Lym-1 F(ab')2および修飾されたLym-1腫瘍/臓器比として示す。 図7は、I-131標識した完全なLym-1注射から7日目に得られた画像を示す。 図8は、I-131標識した修飾したLym-1注射から7日目に得られた画像を示す。 図9は、I-131標識した修飾したLym-1注射から7日目に得られた画像を示す。 図10は、I-131標識した修飾したLym-1注射から5日目に得られた画像を示す 。 図11は、無胸腺ヌードマウスでの、放射性標識モノクローナル抗体B72.3の 異なる調製物の全身の保有を示す。 図12は、注射から4日後のLS174T結腸癌担持ヌードマウスでの生体分布を、 MAb'sB72.3および修飾B72.3の注射用量/グラムの%として示す。 図13は、注射から4日後のLS174T結腸癌担持ヌード マウスでの生体分布を、MAb'sB72.3および修飾B72.3の腫瘍/臓器比として示す 。 図14は、I-131標識した修飾したB72.3の注射から1日後に得られた画像を示 す。 図15は、I-131標識した修飾したB72.3の注射から4日後に得られた画像を示 す。 図16は、無胸腺ヌードマウスでの、放射性標識MAb's TNT-1の異なる調製物 の全身の保有を示す。 図17A−Dは、一連の棒グラフを示す。図17Aおよび17Cは、注射され た完全なTNT-1並びにビオチン化TNT-1の腫瘍および様々な組織に局在するパーセ ンテージを示す。図17Bおよび17Dは、腫瘍および様々な臓器に局在化する 標識抗体の比率を示す。 図18は、Ba1b/cマウスでの、完全なTNT-1、修飾TNT-1およびF(ab')2フラグ メントの全身クリアランスを表示する線グラフを示す。 図19は、Ba1b/cマウスでの、完全なLym-1、修飾Lym-1およびF(ab')2フラグ メントの全身クリアランスを表示する線グラフを示す。 発明の概要 本発明の1つの局面は、修飾された抗体を産生するために、抗体上に配置され る複数の遊離アミノ基の少なく とも1つで、化学的試薬と複合体化された抗体に関する。抗体は、完全な抗体と 比較すると減少した正味の(net)正電荷を有する。抗体はまた、F(ab')2フラグメ ントと、同じタイプとの完全な抗体のクリアランス速度との間の、インビボ・ク リアランス速度を有する。本発明のこの局面での抗体では、化学的試薬は、ヘテ ロ二官能性剤ではない。抗体は、それに結合した化学的部分(chemical moiety) も有する。抗体は、モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体であり得る。 化学的試薬は、ビオチンN2S2またはN2S4のようなメチルキレート、EDTA、DPTAま たはTETAのような他のキレート化剤、或いはFITCのような染料であり得る。化学 的部分は、しばしば放射性核種のような標識である。放射性核種は、テクニシウ ム(Technicium)または125Iまたは131Iのようなハロゲン放射性核種であり得る。 特定の実施態様では、標識は磁気共鳴画像で検出される。化学的部分は、毒素、 薬剤およびキレートのような生物学的に活性な分子であり得る。好適な薬剤は、 メトトレキセート、5-フルオロ-ウラシル、シスプラチン(cis-platinum)および アドリアマイシンを含む。好適な毒素は、リシンA鎖である。 本発明の他の局面は、免疫シントグラフィのための薬学的組成物である。該組 成物は、抗体が完全な抗体と比 較して減少した正味の正電荷を有するように、標識抗体上に配置された遊離アミ ノ基で化学的試薬と複合体化した標識抗体、免疫シントグラフィに許容される薬 学的な賦形剤、担体または基剤を含む。 本発明のさらに他の局面は、増大した抗原結合特異性、減少した非特異的結合 および減少したインビボでのクリアランス時間を有する、標識された修飾抗体を 調製する方法である。該方法は下記の工程を含む:検出されるべき抗原に対する 結合特異性を有する完全な抗体を得ること、天然の抗体はその上に配置された複 数の遊離アミノ基を有する、遊離アミノ基の少なくとも1つを化学的物質と反応 させて修飾抗体を作製し、修飾抗体が完全な抗体の等電点よりも低い等電点を有 するようにすること、および修飾抗体を検出可能な標識で標識すること。該方法 は、標識された修飾抗体を産生する。この方法の標識は、ガンマカメラのような 免疫シントグラフィによって検出され得る。 本発明の更に他の局面は、哺乳動物で抗原を局在化する方法である。この方法 は、局在化されるべき抗原に関する結合特異性を有する標識された修飾抗体を得 ることを含む。標識された修飾抗体は、同じタイプの非修飾抗体と比較して、よ り少ない遊離アミノ基および低い等電 点を有し、その中に組込まれた検出可能な標識を有する。標識された修飾抗体は 、哺乳動物に投与される。この方法は、抗原および標識された修飾抗体をインビ ボで結合可能にする。抗原に結合した標識された修飾抗体は検出され、よって抗 原を局在化する。抗体は、遊離アミノ基で化学的に修飾された完全な抗体であり 得る。そのような完全な抗体は、ヘテロ二官能性試薬で化学的に複合体化される か又はビオチンで化学的に複合体化され得る。 本発明のさらなる局面は、哺乳動物の疾患状態を処置する方法に関する。この 方法は、哺乳動物の疾患組織に特異的な完全な抗体を得ることを包含する。完全 な抗体は、その上に複数の遊離アミノ基を配置している。該方法はまた、修飾抗 体を産生するために、ヘテロ二官能性試薬以外の化学的試薬で複合体化すること により遊離アミノ基の少なくとも1つを修飾することを包含する。修飾抗体は、 完全な抗体と比較して減少した等電点を有する。生物学的に活性な分子は、化学 的試薬の部位以外の、修飾抗体上に配置された第一の付着部位に付着される。次 に、抗体は、哺乳動物に投与され、それにより疾患状態を処置する。 発明の詳細な説明 我々は、MAb's、ヒト抗体、遺伝子工学的に作製された 抗体、キメラ抗体、合成抗体およびポリクローナル抗体を含む抗体の、遊離アミ ノ基を修飾する試薬を用いた複合体による化学的修飾が、抗原結合特異性を増加 し、非特異的結合を減少し、インビボでのクリアランス時間を減少できることを 発見した。そのように修飾された抗体は、完全な抗体と比較すると、減少した正 味の正電荷を有する。本発明に従い、我々が遊離アミノ基を修飾するのに使用し た試薬の例は、SPDPのようなヘテロ二官能性試薬またはビオチン化試薬を含む。 しかしながら、当業者は、広範囲の化学的試薬が遊離アミノ基を修飾するのに使 用され、それにより抗体の全体的な等電点を減少させ得ることを認識する。従っ て、例えば、N2S2またはN2S4のようなメチルキレート、EDTA、DPTAまたはTETAの ような他のキレート化剤、およびFITCのような多くの染料が全て、本発明に従い 効果的な結果を達成するのに使用できる。Nuc1.Med.Biol.,18:179-185(1991) には、N2S4の抗体への結合の説明が、本発明に従い、本明細書中に記載される以 外の目的で記載されている。この文献は、本明細書中に参考として援用されてい る。 遊離アミノ基に対する化学的修飾は、驚くべきことに、抗体が結合する抗原を 含む標的細胞での、修飾抗体の増強された蓄積をもたらす。スルホスクシニミジ ル2(p-ア ジドサリチルアミド)エチル1-1,3'-ジチオプロピオナート(SASD)、スルホスクシ ニミジル2-(m-アジド-o-ニトロベンズアミド)-エチル-1,3'-ジチオプロピオナー ト(SAND)、スルホスクシニミジル(4-アジドフェニル-ジチオ)プロピオナート(ス ルホ-SADP)および2-アミノチオラン・HCl(Traut's試薬)を含む、SPDP以外のヘテ ロ二官能性試薬は、本発明に従い抗体と複合体化されるとき、同様の結果をもた らすと考えられる。 本発明の修飾抗体は、他の化学的部分に好都合に連結して、特定の診断的また は治療的利益をもたらすことができる。例えば、放射性核種または酵素のような 様々な周知の標識のいずれも付着され得る。抗腫瘍性化合物または毒素のような 治療的部分も付着され得る。 ヘテロ二官能性剤およびビオチンは以前、標識および他の部分を抗体に付着さ せるリンカーとして使用されていた。ビオチン自身は、特定の環境で標識として 機能できる。しかしながら、ビオチンもヘテロ二官能性剤も、増強された結合特 異性、減少した非特異的結合および減少したインビボ・クリアランス時間を達成 するために、抗体を修飾する目的では使用されなかった。従って、本発明とは違 い、以前の抗体は、ヘテロ二官能性剤またはビオチンのような修飾化剤をその第 一部位に付着させ、 および付着標識または他の化学的部分をその第二部位に付着させてはいなかった 。本発明では、第二付着部位は一般に、第一付着部位に付着した修飾化剤と同じ タイプの付着した修飾化剤を有しない。 修飾抗体の蓄積増強は、増強された特異的結合能力によると考えられる。我々 は、抗体分子当り平均して1個のみのPDP基を複合体化することにより、非修飾 抗体に比較して、その標的細胞に対する分子の特異性の劇的な増大が起こること を見い出した。同様の結果が、ビオチン化抗体を用いて得られた。 我々はまた、ヘテロ二官能性試薬またはビオチンによる複合体化によりIgG上 の遊離アミノ基の化学修飾が、有利なことに、正常の組織からのクリアランスを 増強することを発見した。この効果について、いかなる特別の説明と結合するこ とも望まないが、そのような修飾が、糸球体濾過に対する閾値以下の分子量を有 する形態に抗体を断片化させ、この結果、フラグメントの迅速な除去が可能にな ると考えられる。抗体の一価形態への、抗体の断片化が起こることさえも可能で ある。得られるフラグメントの正確な形態が何であろうと、これらのフラグメン トの除去は、有利なことに、修飾抗体の診断的または治療的有効性を縮小するほ どには迅速ではない。 前記で開示されたように、本発明の実施に有用な修飾抗体は、遊離アミノ基で 化学的に修飾され、さらに検出可能な標識で標識されている。重要なこととして 、抗体自身または遊離アミノ基を修飾するのに使用される化学的試薬のいずれか が標識されると、我々は、修飾抗体の遊離アミノ基以外の部位での標識が、本発 明の実施に有用な抗体を提供できることも示した。さらに、試薬がヘテロ二官能 性試薬であるときは、抗体の遊離アミノ基での化学的修飾の前または後であって も標識が抗体に化学的に複合体化されるとき、その標識は、遊離アミノ基以外の 部位で、およびアミノ基修飾試薬の部位以外の部位で、抗体に付着され得る。特 に本明細書に開示されるように、抗体タンパク質に存在するチロシン残基は、放 射性ヨウ素化により修飾できる。しかしながら、抗体のチロシン残基に付着でき る検出可能な標識は、ヨウ素に限定されない。抗体のチロシン残基に付着できる 他の標識は、F、C1、Br、Iおよびその他のようなハロゲン放射性核種を含む。そ のようなハロゲン放射性核種の抗体への付着は、ウィルバー(Wilbur)、Bioconj .Chem.,3:433-470(1992)に記載され、その開示は本明細書中に参考として援用 されている。テクニシウム放射性核種は、抗体分子上で他の残基に結合する。さ らに、抗体タンパク質を 標識する他の標識および方法は、当業者に容易に明らかであるように、本発明の 実施に有用である。当業者は、抗体タンパク質のアミノ酸側鎖上の官能基(funct ional groups)が、標識付着部位として役割を果たし得ることを認識する。標識 、結合部位並びに標識および抗体を複合体化する方法の選択は、当業者に認識さ れる。本発明の操作性に関する重要な規定は、修飾抗体が標識を付着することで ある。 一般に、我々は、非修飾抗体に比較して減少した等電点(pIs)を有するように 化学的に修飾された抗体が、改善された標的特異性を発揮することを発見した。 より詳細には、我々の結果は、抗体上の遊離アミノ基の化学的修飾が、この改善 された標的特異性を付与できることを実証した。これらの化学的修飾は、上述の ようなヘテロ二官能性剤およびビオチンのような物質による修飾を含み得るが、 それらに限定されない。実際、抗体のpIを効果的に減少させる抗体上に存在する 遊離アミノ基のあらゆる化学的修飾が、改善された標的特異性を提供する。 この改善の根源を説明するのに、いかなる特定の理論に限定されることも望ま ないが、我々は非特異的抗体結合が非特異的静電気的相互作用に、部分的に起因 すると仮定している。これは、MAb'sが生理学的pHで正に荷電し ているが、哺乳動物細胞は負に荷電しているという観察に照らして合理的である (アイヒマン(Eichmann)ら、J.Exp.Med.131:207(1970):シルバ ヒルホ(Silva Filho)ら、J.Leukocyte Biol.41:143(1987))。従って、完全な抗体の正電荷 特性の変化が、負に荷電した組織と正に荷電した抗体タンパク質との相互作用に より、非特異的結合を効果的に減少させる。これら非特異的相互作用を最少化す ることにより、抗体の抗原結合ドメインに起因する抗体特異性は、主として結合 特異性を決定するのに関連する。従って、抗体のpIが非修飾抗体と比較して減少 するように修飾された、複数のアミノシド部分(aminoside moiety)を有するあら ゆる抗体は、非同族抗原との非特異的相互作用を減少した故に、改善された標的 特異性を発揮する。しかしながら、我々はまた、本発明により修飾された抗体の 第二の特徴がそれらを、インビボでの抗原局在化に特に有用にさせることを発見 した。 シグナル対ノイズ比を改善でき、抗体に基づく抗原画像化手順における「腫瘍 /臓器比」として表され得る2つの要素は、(1)増大した腫瘍局在性、および( 2)減少したレベルの非特異的結合した標識抗体である。我々は、現在、非修飾 の完全なMAbと比較して減少した等電点を有するように化学的に修飾されたMAb's が、非修飾抗体と比 較して非特異的結合を減少させ全身クリアランス時間を減少させながら、結合特 異性を有利に増大し得ることを発見した。 我々はさらに、増大した抗体特異性および局在化能力が、その上に検出可能な 標識が配置されている化学的に修飾された抗体を用いて達成できることを発見し た。そのような標識は、例えば、放射性核種であり得る。より詳細には、我々は 現在、ビオチン部分を含むよう修飾された抗体が抗原結合に関する実質的に改善 された能力を発揮することを発見した。以下で開示されるように、標識されたビ オチン化抗体は、インビボで腫瘍細胞を局在化する方法で使用された。本発明の 実施では、化学的修飾抗体が直接的に標識されることが必須である。これは、そ の開示が本明細書中に参考として援用されているクワーリ(Khawli)ら、Antibody , Immunoconjugates, and Radiopharmaceuticals,6:13(1993)に記載される 、間接的に標識された抗体を用いる方法と対照的である。 従って、改善された腫瘍局在化のための手順に有用な試薬は、所望の標的抗原 に関する結合特異性を有する抗体を得、抗体上の遊離アミノ基をヘテロ二官能性 試薬またはビオチンのような試薬を用いて化学的に修飾し、および続いて、放射 性核種のような検出可能な標識で抗体 を標識することによって作製できる。実際には、化学的修飾工程と放射性標識工 程の順序は任意である。さらに、実質的に精製された抗体を放射性標識する工程 は、もしその手順で使用される抗体がMAb'sである場合、およびもしそれらのMAb 'sを産生するハイブリドーマが、ハイブリドーマのMAb産物に取込まれる標識化 前駆体を含む増殖培地で増殖される場合には、除外され得る。従って、例えば、 本発明に関連して有用な放射性標識化されビオチン化されたMAb'sは、放射性標 識したアミノ基を含む増殖培地でMAb産生細胞系を増殖させ、放射性標識MAb'sを 集め、放射性標識MAb'sをビオチン化することによって産生され得る。ビオチン 化工程の前または後であろうと、抗体を標識する他の方法は、当業者に明らかで ある。 本明細書に記載される方法は、上記のクワーリ(Khawli)ら、Antibody,Immun oconjugates,and Radiopharmaceuticalsに開示されるものと関連して、有利な ことに、インビボで腫瘍細胞抗原を画像化するのにより少ない工程を必要とし、 ビオチン基を欠く標識抗体を単に用いるよりも予想外に優れた結果をもたらす。 従って、我々は本明細書で、非ビオチン化抗体と比較したときビオチン化抗体が 、改善された標的化を発揮することを開示する。本発明に関連して有用な抗体が 抗体上に保持される(car ried)標識により検出され得るので、標識抗体上のビオチン基の存在は標識化お よび検出に関して明らかな利点を提供する。従って、本発明に関連して有用な抗 体の必須の特徴は、抗体が、(1)修飾抗体のpIが非修飾抗体と比較して減少され るように化学的に修飾されたアミノシド部分を有し、および(2)検出手段によっ て検出され得る標識を保持(harbor)していることである。 本発明の修飾抗体は、有利なことに、F(ab')またはF(ab')2のような抗体のフ ラグメントと比較して、驚くべきほど増強された診断的および治療的有用性を有 する。 下記の実施例は、平均して1個のPDP基をモノクローナル抗体に導入する明示 的な方法を示す。 実施例1 Lym−1のSPDPによる修飾 B細胞リンパ腫に対するモノクローナル抗体であるLym-1(IgG2a)を、その開示 が本明細書中に参考として援用されているエプシュタイン,エー.エル.(Epst ein,A.L.)ら、Two New Monoclonal antibodies,Lym-1 and Lym-2,Reative wi th Human B-Lymphocytes and Derived Tumors,with immunodiagnostic and Imm unoreactive Potential,Cancer Res.47: 830-840(1987)のようにして得た。Ly m-1 MAb'sは、その開示が本明細書中に参考として 援用されているカールソン,ジェイ.(Carlson,J.)ら、Protein Thiolation an d Reversible Protein-Protein Conjugation: N-succinimidyl 3-(2-pyridyldit hio)propionate,A New Heterobifunctional Reagent,Biochem.J.173: 723-73 7(1978)のように、抗体上の遊離アミノ基と反応するヘテロ二官能性試薬であるS PDPを用いて機能性化された。PBS、pH 7.2中に1 mLのLym-1(10 mg/mL)を含む5 m L試験管に、20μLの1 mLエタノール中3 mg SPDPおよび40μL N,N-ジメチルホル ムアミドを加えた。この混合物を、オービタルシェイカー装置を通常速度で用い て、連続的に混合しながら、室温で15分間インキュベートした。インキュベーシ ョン後、機能性化されたLym-1溶液を、PBSで平衡化したPD-10カラムを通過させ て精製した。 SPDPによるLym-1の機能性化の程度は、その開示が本明細書中に参考として援 用されているグラセッティ,ディー.アール.(Grassetti,D.R.)およびマレー ,ジェイ.エフ. (Murray,J.F.)Determination of Sulfhydryl Groups with 2,2'-or 4,4'-dithiodipyridine,Arch.Biochem.Biophys.119: 41-49(1967) のように、Lym-1溶液のアリコートをリン酸緩衝食塩水(PBS)、pH 7.2中過剰モル の7 mgジチオエリスリトールで還元した後、ピリジ ン-2-チオンの放出を343 nmで測定して、分子当り平均して1個のPDP基であるこ とを決定した。 実施例1からの修飾抗体は、タンパク質高速液体クロマトグラフィー(FPLC)に より分析して、抗体が実質的に完全である(intact)ことを示した。この分析を、 実施例2で示す。 実施例2 修飾Lym−1のタンパク質高速液体 クロマトグラフィー(FPLC)による分析 実施例1からの修飾抗体の分析は、280 nmにセットされた固定波長UV分光光度 計を備えたタンパク質高速液体クロマトグラフィー(FPLC)で行った。サイズ排除 クロマトグラフィーは、溶媒システムとしてPBS pH 7.2を用いてスペロース-12 カラム(ファルマシア(Pharmacia))上で、流速1 mL/分で溶出して行った。修飾 Lym-1は、690秒の保有時間で、非標識の完全なLym-1の保有時間と同一であると 見えた。 従って、実施例2は、SPDP-修飾された抗体が、FPLCにおいて非修飾抗体と実 質的に同一に挙動したことを示す。このデータは、修飾が、インビトロで完全な 分子の分解を同様には導かなかったことを示す。 修飾MAb'sをインビボ試験でさらに研究するために、修 飾MAb'sの放射性標識を行った。放射性標識を、実施例3で示す。 実施例3 修飾Lym−1の直接的放射性ヨウ素化 PDPで修飾されたLym-1および完全なLym-1の1バッチを125Iで、他のバッチを1 31 Iで、その開示が本明細書中に参考として援用されているミルズ,エス.エル .(Mills,S.L.)ら、125I Radiolabelling of Monoclonal antibodies for In V ivo Procedures,Hybridoma 5: 265-275(1986)の改変クロラミンT法を用いてヨ ウ素化した。簡単に述べると、100μL PBS中に100μgのモノクローナル抗体を含 む5 mL試験管に、バッチに依存して125Iまたは131Iの適切なヨウ素アイソトープ 、および10μLの43 mMクロラミンT水溶液を加えた。20μLの120 mMメタ重亜硫 酸ナトリウム溶液を用いて、3分後に反応をしずめた。放射性標識抗体を、セフ ァデックスG-25カラムを用いて精製した。このカラムは、端を綿で栓したプラス チック製血清ピペット(8mm×200mm)からなっていた(Vo=4.5mL)Vt=12mL)。それぞ れの反応混合物を、カラムにロードし、PBS、pH 7.2で溶出した。1 mLアリコー トを含むそれぞれの試験管をカウントし、放射性標識抗体を試験管6に85-90% 収率で回収した。これらの放射性標識抗体を、冷蔵 庫に貯蔵し、標識から4時間以内にマウスに投与した。 実施例3からの放射性標識したMAb'sを、即時薄層クロマトグラフィー(ITLC) に供して、標識MAb'sの純度を測定した。この分析は、実施例4で示す。 実施例4 放射性標識した修飾Lym−1の 即時薄層クロマトグラフィー(ITLC)による分析 実施例3のクロラミンT法により131Iで放射性標識した修飾Lym-1および125I で放射性標識した修飾Lym-1を、シリカゲルを含浸したグラスファイバーからな る分析用ITLCを用いて分析した。使用する前にストリップ(2×20cm)を、110-1/2 ゜Cで15分間加熱して活性化し;サンプル1μLでスポットし;風乾してMeOH/H2O( 80:20)で約12cm溶出し.;再び風乾し、半分に切断しカウントして、タンパク質 結合および非タンパク質結合放射能を測定した。放射性標識Lym-1抗体の両形態 とも、Rf値が0を有し、放射性化学的純度≧99%を示した。実施例3と同じよう に標識した完全なLym-1の分析をすると、同じ純度を明示した。 従って、実施例4は、高純度の放射性標識抗体を得ることができたことを示す 。これらの放射性標識MAb'sの免疫反応性は、Raji細胞に結合するそれらの能力 によりテストされた。この分析を、実施例5で示す。実施例5 放射性標識した修飾Lym−1の 免疫反応性評価による分析 放射性標識した修飾Lym-1および完全なLym-1のインビトロでの免疫反応性を、 上記エプシュタイン,エー.エル.らの方法により、106個のRaji細胞/試験管 の慣用されている生アッセイにより評価した。簡単に述べると、PBS中1%ウシ血 清アルブミンの100μLに再懸濁させたRaji細胞を、三重セットの試験管にピペッ トで加えた。100μLの標識Lym-1を、それぞれの試験管(100,100 cpm/試験管) に加え、オービタルシェイカーを用いて連続的に混合しながら、30分間室温でイ ンキュベートした。インキュベーション後、1000 rpmで5分間試験管をスピンし 、上清をデカントし、200μL PBSに細胞を再懸濁することによって、細胞をPBS 中1%ウシ血清で3回洗浄した。洗浄が完了した後、ガンマカウンターを用いて 、細胞に結合した放射能を測定することにより、結合したLym-1を検出した。結 果は、修飾Lym-1の結合活性が87%であるが、標準コントロールとしての役割を 果たす完全なLym-1が80%の結合活性を有することを示した。 従って、実施例5は、修飾Lym-1が非修飾Lym-1よりも、インビトロでより免疫 活性であったことを示す。修飾抗 体のインビボでの活性の安定性の予備的評価を得るために、実施例6に示される ように、修飾MAb'sを血清中でのそれらの安定性について分析した。実施例6 放射性標識した修飾lym−1の血清安定性の分析 修飾Lym-1およびI-125で直接的に標識された完全なLym-1のモノクローナル抗 体を、新鮮なマウス血清の3重セットの幾つかのそれぞれに、最終濃度100μg/m Lまで加えた。試験管を、空気中5%CO2に維持された湿潤インキュベーター中で 、37-1/2℃でインキュベートした。0日と8日の間の時点で、900μLの100%ト リクロロ酢酸(TCA)を100μLのアリコートに添加することによって、タンパク質 結合活性を測定した。室温で5分間インキュベーション後、タンパク質沈降物を 遠心分離により分離し、500μLの上清を各試験管から取り出し、ガンマカウンタ ーで放射能をカウントした。データは、コントロール試験管のものを差し引いた 、沈降した平均カウントパーセンテージとして表わされた。結果は、インキュベ ーション後の各時点で、修飾125I-Lym-1が、標準コントロールとしての役割を果 たす125Iで標識した完全なLym-1と同じほど安定であることを示した。結果はさ らに、8日間37-1/2℃でインキュベーションした後に、修飾Lym-1に存在す る活性の≧92%がTCA沈降されることを示した。 従って、実施例6は、修飾抗体の活性の安定性が血清中で少なくとも8日間維 持されることを示した。血清中でインキュベーション後に修飾Lym-1が完全に維 持されるかどうか評価するために、インキュベーション後の修飾Lym-1のHPLC分 析が、実施例7に示されるように行われた。 実施例7 修飾Lym−1のHPLCによる分析 HPLC分析を、サイズ排除カラム(SW 300)を備えたウォーターズ・システム(Wat ers system)上で、溶出溶媒として0.1M中性リン酸緩衝液および流速1 mL/分を用 いて行った。溶出液を、ラジオアイソトープ検出器を用いて検出した。実施例6 からの標識された修飾Lym-1産物の混合物は、750秒の溶出時間の低分子量種の1 つの主要なピーク、プラス690秒での少量を示した。完全なLym-1は、690秒の保 有時間を有する単一ピークを示した。 従って、実施例7は、血清でインキュベートされた修飾Lym-1サンプルが、HPL C分析で、完全なLym-1のものよりも低い見かけの分子量を有したことを示す。対 照的に、実施例2は、インキュベートされなかった修飾Lym-1が、完全なLym-1と 同一の保有時間を有すことを示した。従って、修飾Lym-1は、FPLC分析では、血 清中でインキュベー ションすると、分子量の明らかな損失を示した。 血清中でインキュベーションすることによる修飾Lym-1の分子量の明らかな損 失をさらに証明するために、サンプルのポリアクリルアミドゲル電気泳動を、実 施例8に示されるように行った。 実施例8 放射性標識した修飾Lym−1のSDS−ポリアクリル アミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)による分析 実施例6からのそれぞれのインキュベートされた血清混合物の同じアリコート を、非還元SDS-PAGEにより連続的にチェックした。この研究のために、サンプル を10%アクリルアミドゲル上にランし、注意深く乾燥し、その開示が本明細書中 に参考として援用されているラエムリ,ユー.ケー.(Laemmli,U.K.)、Cleavag e of Structura1 Proteins During the Assembly of the Head of Bacteriophag e T4,Nature 227: 680-685(1970)のように、写真フィルムに通常の方法で露出 した。この分析は、完全な125I-Lym-1が、Mr 200,000で明らかであるが、修飾12 5 I-Lym-1は、約Mr 116,000で、より小さい分子量に対応する異なるバンドで観察 されることを明示した。従って、本実施例は、血清中の修飾抗体のインキュベー ションが、アクリルアミドゲル上で修飾された見かけの分子 量を生じることを示し、HPLC分析の結果を立証する。 実施例9 血清中の標識Lym−1の脱ヨウ素化に関するテスト 実施例6からの同じサンプルを、放射性標識Lym-1からの放射能の幾らかの損 失があったかどうか見るために、8日間かけて再び検査した;そのような損失は 、血清中の脱ヨウ素の証拠として解釈できる。データは、この期間に亘る、放射 能の実質的ないかなる損失も示さなかったので、ヨウ素の非常に安定な付着が、 これらの免疫複合体で得られたことを確認する。 従って、実施例7−9は、修飾抗体が血清中のインキュベーション後に実質的 に十分な活性を維持しながら、見かけの分子量116,000の分子に分解させるよう に見えたことを示す。上述のように、分子量のこの損失は、抗体のその一価形態 への分解によることが可能である。いずれにしても、見かけの分子量の損失は、 修飾抗体のそのフラグメントへの分解によると考えられる。 血清中でインキュベートされたとき、修飾抗体の見かけの分子量の前記の予想 しない変化を発見した後、我々は、修飾MAb'sのインビボでの安定性をテストし た。我々は、これらをインビボテストで行い、全身のクリアランス時間を測定し た。これらのテストの例は、実施例10で 示される。 実施例10 全身のクリアランス 無胸腺ヌードマウス(n=5)の3群が、(a)完全な抗体、(b)F(ab')2フラグメン ト、または(c)クロラミンT法を用いてI-131で標識されたLym-1の修飾抗体を 腹腔内注射される実験を行った。注射時の及びその後の連続的な全身の活性を、 線量計で測定した。この研究は、放射能の全身のクリアランスが、抗体の作製と ともに変動することを実証した。結果を、図2に示す。 図2は、修飾Lym-1が20時間の生物学的半減期(t1/2)を有して、完全なLym-1 ( t1/2=5日)よりも速く全身から排除されたことを示す。しかしながら、F(ab')2フ ラグメントのクリアランスは、10時間の生物学的半減期を有し、修飾Lym-1より も2倍速かった。データは、修飾Lym-1が、迅速に排除されるF(ab')2フラグメン トとゆっくり排除される完全な抗体との間の中間的な速度で排除されることを示 した。 従って、実施例10のデータから、修飾抗体は身体から、比較的高く持続する完 全な抗体よりも迅速に排除されるが、F(ab')2フラグメントほどには迅速でない ことが見い出され得る。 免疫療法のための理想的な物質は、所望の毒性効果を生じるのに十分に長い時 間、血流の中に残存するであろうが、意図されない毒性の副作用を生じるほどに は長くないものである。実施例10からのデータは、免疫療法で使用されるとき、 修飾抗体が潜在的に理想的な持続時間を発揮することを示唆した。 先に考察したように、免疫療法用の物質はまた、その標的細胞に対して高度に 特異的でもあるであろう。従って、我々は、下記の実施例で、完全なMAb'sおよ びF(ab')2フラグメントの両方と比較される、修飾MAb'sの特異性をテストした。 実施例11は、以降の生体分布研究の全てで使用される方法を示す。 実施例11 生体分布研究 2群の6週齢のヌードマウスを、その大腿部にRaji細胞(107)を皮下注射した 。腫瘍は、それらの径が1 cmより大きくなるまで、3週間増殖させた。下記に記 載されるように、対標識(paired-label)研究を、各群のマウスを用いて行った。 第一群(n=6)では、各マウスは、I=131を12μCi/μg(120μCi/マウス)で標識した 10μgの修飾Lym-1、およびI-125を2.5μCi/μg(25μCi/マウス)で標識した10μg の完全なLym-1を含む、0.2mLの接種材料をi.p. で注射した。第二群(n=4)では、マウスは、I-131を12μCi/μg(120μCi/マウス) で標識した10μg修飾Lym-1、およびI-125を2.5μCi/μg(25μCi/マウス)で標識 した10μgのF(ab')2フラグメントを含む、0.2 mLの接種材料を受けた。全ての実 験で、マウスは、注射後の予め選択された時間に頸部脱臼により殺され、様々な 臓器、血液および腫瘍を摘出し分析用天秤で重量測定した。次に、サンプルをガ ンマカウンターでカウントし、131Iおよび125I活性を測定した。125Iカウントは 、1282コンピュガンマ(Compugamma)ガンマカウンター(LKB)を用いて、実験的に 決定された式である131Iチャンネルカウントの17%を引き算して、131Iチャンネ ルからのクロスオーバーのために調節された。データはまた、動物が殺された日 による、131Iアイソトープの放射性崩壊に関して較正された。各マウスについて 、データを、腫瘍グラム当りのcpm/臓器グラム当りのcpm、%用量/グラム、お よび%用量/臓器で表わした。これらのデータから、平均および標準偏差を、そ れぞれの群について計算した。 実施例12は、実施例11の方法を用いて、修飾MAb'sの生体分布を、完全なMAb' sと比較している。 実施例12 修飾Lym−1対完全なLym−1の生体分布研究 この研究のために、実施例11の方法の中で、完全なLym-1抗体を修飾Lym-1抗体 と比較した。表Iに報告されるように、完全なLym-1は、注射から7日後に、0.6 4% ID/gの血液活性を生じた。同じ時間間隔の終りでは、腫瘍は、3.92% ID/gの 活性を有した。 表Iに報告されるように、完全なLym-1と比較すると、修飾Lym-1は血中からよ り速く排除され、7日目に0.14% ID/gの血液活性を生じた。同じ時間間隔の終 りに、腫瘍は7.7%生じ、それは完全なLym-1の対応する活性よりも有意に高い傾 向があった。 幾つかの臓器における実施例12からの抗体反応性の結果は、表Iに報告され、 図3(%用量/グラム)および図4(腫瘍/臓器)にグラフで示される。表I 注射から7日後の Raii腫瘍担持ヌードマウス(N=6)における修飾 および完全なモノクローナル抗体LYM−1の生体分布 図3から、修飾抗体は、完全な抗体よりも、腫瘍中でより高いシグナルを生じ たことが見い出され得る。さらに、修飾抗体は完全なMAb'sよりも、腎臓を例外 としてあらゆるテストされた臓器で、反応が弱かった。腎臓でより高いシグナル が見い出されるのは、抗体がこの臓器から排除されるのが予想されるので、予想 されないことではない。実施例10で見られた完全なMAb'sと比較して、修飾MAb's のより迅速なクリアランス速度により、腎臓ではより高い量の修飾MAb'sが予想 されるであろう。 図3と同じデータを異なる形態で示す図4を参照すると、修飾MAb'sは、完全 なMAb'sよりも、腎臓を例外としてあらゆるテストされた臓器で有意に高い腫瘍 /臓器比を生じたことが見い出され得る。従って、免疫シントグラフィで使用さ れるとき、修飾抗体は有意に低いバックグラウンドを生じることが予想されるで あろう。さらに、免疫療法で使用されるとき、修飾抗体は、その腫瘍へのより高 い親和性および非標的組織へのより低い親和性の両方により、より効果的である ことも予想されるであろう。従って、免疫シントグラフィで使用されるとき、修 飾抗体は、腫瘍に対するより高い毒性および非標的組織に対するより低い毒性で あることが予想されるであろう。本発明の修飾抗体の免疫療法的使用は、これ以 降さらに 詳しく説明される。 我々は次に、修飾MAb'sの生体分布を、他の非修飾抗体のF(ab')2フラグメント と比較した。実施例13は、これらの実験を例示するものである。 実施例13 修飾Lym−1対Lym−1のF(ab’)2 フラグメントの生体分布研究 この研究のために、F(ab')2フラグメントを、修飾Lym-1 MAb'sと比較した。実 験を、実施例11でのように行った。結果を表IIに報告し、図4および5にグラフ で示す。 表II 注射から5日後の Raji腫瘍担持ヌードマウス(N=4)における 修飾および完全なモノクローナル抗体LYM−1 の生体分布 表IIは、修飾Lym-1が、F(ab')2フラグメントよりも、血液からゆっくりと排除 されたことを示す。修飾Lym-1は、注射後5日目に、フラグメント(0.05%)よりも 高い0.09%ID/gの血液活性を生じた。図5は、修飾Lym-1の腫瘍活性が、F(ab')2 フラグメントの対応する活性よりも、約2.5倍高かったことを示す。修飾Lym-1の 活性は、腎臓を含むテストされた様々な臓器の全てについて、F(ab')2フラグメ ントよりも高かった。これは、より迅速に排除される抗体が腎臓に蓄積するとい う理論と一致する。 さらに、図6は、修飾Lym-1に関する腫瘍対臓器比が、テストされた臓器の全 てにおいて、F(ab')2フラグメントのものよりも高いことを示す。従って、実施 例12および13の実験は、本発明の修飾抗体が完全なMAb'sまたはF(ab')2フラグメ ントのいずれかよりも、,それらの標的腫瘍に関して高い活性を有することを確 認する。さらに、これらの実験の腫瘍対臓器データは、修飾抗体が完全なMAb's またはF(ab')2フラグメントのいずれかよりも、腫瘍に関して高い特異性を有す ることを示す。 従って、我々は、改善された免疫シントグラフィ結果を生じる本発明の修飾MA b'sの能力をテストした。これらのテストの1例を、実施例14に示す。 実施例14 Lym−1の画像化研究 腫瘍担持ヌードマウスを、ピンホール・コリメーターおよびスペクトル91ガン マカメラ(レイゼオン(Raytheon))を用いて画像化した。これらの動物の画像分 析は、注射後の腫瘍/全身の抗体分布の評価を与えた。注射から7日後、マウス を2 mgケタミンHCIで麻酔し、0.4mgキシラジンを0.2mL s.c.接種として投与した 。次に、固定されたマウスは、10,000カウント記録するためにプリセットされた カメラで、背部位で画像化された。いかなるバックグラウンド引き算も行わなか った。写真画像は、ポラロイドのタイプ330パックフィルムを用いて得られた。 各画像に2つの領域が、定められた:(a)領域1、全身;(b)領域2、腫瘍。図6 −8は、これらの実験で作製された例示的なシントグラフ(シントグラムとして も公知)を示す。 完全なLym-1による免疫シントグラフィ画像化は、注射から7日後に試みられ 、図6に示されるように十分ではなかった。図6は、腫瘍が視覚化されたけれど も、動物の残りも視覚化されたことを示す。図7および8は、注射後の同じ時点 で、標識された修飾Lym-1を注射された2種の異なるRaji腫瘍担持動物の画像を 示す。図7および8は共に、図6に見られるように、完全なLym-1による、 産生された腫瘍でのものよりもより高いレベルで、腫瘍での標識された修飾Lym- 1の濃度を示すことが見い出され得る。より重要なこととして、修飾Lym-1により 産生されたマウス全体のバックグラウンドに対する、腫瘍での標識の比は、完全 なLym-1のそれの数倍も高かった。従って、図7および8は、バックグラウンド の放射能を殆ど又は全く有さない、腫瘍の明確な限定(definition)を示す。 さらに、修飾Lym-1を使用するとき、注射から5日後に、腫瘍の満足な視覚化 を得ることができた。図10は、7日目に図9で示されるのと同じ動物で撮られた 5日目の画像を示す。見て判るように、図10の5日目の画像は、7日目の完全な Lym-1で得られた画像よりも有意に優れていた(図7)。結果は、テストされた 全動物で、同様であった。 この研究は、修飾抗体フラグメントを使用すると、腫瘍抗原に対するより大き な特異的活性が発揮され、抗体のより多くの絶対的濃度が腫瘍に蓄積するのを可 能にすることを示唆する。これは、修飾Lym-1フラグメントの絶対的濃度が注射 から7日後の完全なLym-1濃度の約2倍であり、5日後のF(ab')2フラグメントの 約2.5倍である、という我々の結果によって確認される。 修飾Lym-1フラグメントのかなり速いクリアランスはま た、腫瘍対バックグラウンドの高い比に到達するのに要求される時間を有意に減 少させ、この結果、完全な抗体よりも少ない時間でより優れた画像化を生じる。 本発明の修飾の、抗体の特異性および活性の改善における一般的な有用性を実 証するために、我々はさらなるMAb'sを修飾した。これらの様々な修飾MAb'sのテ ストを、実施例15-18に示す。 実施例15 モノクローナル抗体B72.3のクリアランス速度 結腸癌に対するモノクローナル抗体であるB72.3(IgG1)を、その開示が本明細 書中に参考として援用されているコルチャー,ディー.(Colcher,D.)ら、A Spe ctrum of Monoclonal antibodies Reactive with Human Mammary Tumor Cells, Proc.Natl.Acad.Scl.78: 3199-3203(1981)のようにして得た。B72.3 MAb's を、実施例1の方法に従い分子当り平均して1個のPDP基で機能性化した。 修飾B72.3MAb'sを、実施例3の方法により放射性標識した。全身のクリアラン ス時間を、実施例10でのように測定した。実施例11は、これらの全身クリアラン ス実験の結果を示す。修飾抗体は、完全なMAb'sの約6日目から修飾抗体の約2.5 日目までの全身のハーフタイム・クリアランスの減少を示した。F(ab')2フラグ メントのハーフタ イム・クリアランスは、Lym-1フラグメントについて、修飾抗体よりも速く、約1 2時間のハーフタイムを有した。従って、結果は、修飾B72.3が、F(ab')2フラグ メントと完全な抗体の中間のハーフタイム・クリアランスを有することにおいて 、修飾Lym-1と類似した挙動をすることを示した。 実施例16 B72.3の生体分布 対標識(paired-label)生体分布研究を、ヒトLS174T結腸癌を担持する無胸腺ヌ ードマウスで、各5匹の2群のマウスについて行った。1群は、完全なI-125で 標識したB72.3を注射され、他の群は、修飾されたI-131で標識したB72.3を注射 された。実験はまた、腫瘍、血液および様々な臓器における生体分布を比較した 。使用された方法は、実施例11-13のものであった。データを表IIIに報告し、図 11および12にグラフで示す。表 III ヒトLS174T結腸癌担持ヌードマウス(N=5) における注射から4日後の修飾およひ完全な モノクローナル抗体B72.3の生体分布 表IIIに見て判るように、完全なB72.3抗体は、注射から4日目に、1.34% ID/g の血液活性を生じ、腫瘍では4.04%の活性が表IIIに示されている。完全なB72.3 と比較すると、修飾B72.3は4日目に、より低い血液活性(1.1% ID/g)およびよ り高い腫瘍活性(6.02% ID/g)を生じた。 図13に見て判るように、様々な臓器活性の全ては、より迅速に排除される抗体 について予想された腎臓を例外として、修飾B72.3ではより高かった。従って、 図14に示されるように、B72.3に関する腫瘍対臓器比は、完全な’72.3に関する 対応する比よりも有意に高かった。腫瘍対臓器比は、腎臓に関しては、腫瘍部位 での修飾抗体のより高い活性により、改善されさえした。実施例17 腫瘍担持マウスでのB72.3の両像化 修飾B72.3を注射されたLS174T腫瘍担持マウスの画像分析は、注射後の腫瘍/ 全抗体分布の推定をもたらした。図14は、注射から1日目の免疫シントグラフィ を示す。画像は、バックグラウンドの放射能を殆ど示さない腫瘍の明確な限定を 示す。図15は、注射から4日目の免疫シントグラフィを示す。4日までに、腫瘍 は鮮明に見られ、動物の血液プールには殆ど放射能が残っていなかった。結果は 、全動物で同様であった。 従って、修飾B72.3は、B72.3に反応性の腫瘍の注射から短時間で高画質の免疫 シントグラフィを得るのに非常に有用であることが見い出された。 TNT-1は、ヒト癌にそれらが選択的に結合する標的として壊死性腫瘍を利用す る、IgG2aモノクローナル抗体である。我々は、実施例1でのように、分子当り 平均して1個のPDP基でこの抗体を修飾し、実施例18に示されるように全身の保 有時間を分析した。 実施例18 モノクローナル抗体TNT−1の使用 我々は、TNT-1を、その開示が本明細書中に参考として援用されているエプシ ュタイン,エー.エル.ら、A Novel Method for the Detection of Necrotic L esions in Human Cancer,Cancer Res.48:5842-5848 (1988)のようにして得た 。 TNT-1 MAb'sを、実施例3の方法で放射性標識した。全身のクリアランス時間 を、実施例10でのように測定した。図16は、これらの全身クリアランス実験の結 果を示す。修飾TNT-1 MAb'sは、完全なTNT-1と比較した全身のハーフタイム・ク リアランス時間の減少、およびTNT-1のF(ab')2フラグメントと比較した増加を示 した。 従って、修飾TNT-1は、他の修飾抗体と同様な挙動をし た。我々は、従って、修飾TNT-1MAb'sの利用性が、テストされた他の修飾抗体に 等しいものであると予想する。 実施例19は、ビオチン化抗体を調製するのに有用な1つの方法を記載する。 実施例19 ビオチン化抗体の調製 TNT-1およびLym-1MAb'sを、そのスルホN-ヒドロキシスクシンイミドエステル( NHS-LC-ビオチン)と反応させることにより、6-(ビオチンアミド)ヘキサノエー トに別々に複合体化した。代表的には、1 mLの0.9%食塩水中2mgNHS-LC-ビオチン の標準的な溶液を調製した。炭酸水素ナトリウム緩衝液、pH 8.5中1mLの抗体(10 mg/mL)を含む5 mL試験管に、1 mLのNHS-LC-ビオチン標準溶液(モル比50:1 NHS- LC-ビオチン/MAb)を加えた。試薬混合物を、2.5時間室温で、低速で連続的に攪 拌しながら、インキュベートした。インキュベーション後、カップリングされた 抗体を、PBS、pH 7.2で平衡にしたPD-10カラム(ファルマシア)上でクロマトグ ラフィーした。カップリング抗体調製物の純度を、スペロース・12カラムを用い てFPLCで評価した。これらの手順の結果は、ビオチン化抗体が少なくとも99%の 純度で得られたことを示した。 それぞれの抗体分子にカップリングされたビオチン基 の平均数は、グリーン(Green)、Biochem J.94:23c-24c(1965)に記載される方法 により、分光光度計で測定された。簡単に述べると、ビオチン化抗体を、37℃で 4時間、1%プロテアーゼで酵素的に消化した。0.1 M PBS、pH 7.2中800μLの100 μ M HABAを含む5 mL溶液に、70μLの17μMストレプトアビジン溶液を加えた。 次に、ストレプトアビジン-HABA溶液を、消化されたビオチン化抗体溶液の容量 を増加させながら滴定し、吸光度の変化を500nmで測定した。この処理から、プ ロテアーゼ処理した抗体溶液中のビオチン濃度を、ビオチン溶液の標準曲線を用 いて計算した。結果は、平均して3〜4個のビオチン部分が、各抗体分子に組込 まれたことを示した。 ビオチン-抗体複合体を、本質的に実施例3に記載されるように、クロラミン T法を用いて125Iで放射性標識した。 実施例20は、抗体および抗体フラグメントの放射性ヨウ素化に使用される方法 を記載する。 実施例20 抗体の直接的放射性ヨウ素化 全ての抗体(完全な、修飾された、およびF(ab')2フラグメント)を、本質的 に実施例3に記載されるように、修飾されたクロラミンT法を用いて、125Iまた は131Iで ヨウ素化した。代表的には、0.5-1.0 mCiのヨウ素-125またはヨウ素-131および1 0μLの43mMクロラミンT水溶液を、100μL PBS中50-100μgのモノクローナル抗 体を含む試験管に加えた。3分後、20μLの120mMメタ重亜硫酸ナトリウム溶液で 、反応をしずめた。放射性標識した抗体を、セファデックスG-25カラムを用いて 精製した。このカラムは、プラスチック製血清ピペット(8×200mm)からなり、端 を綿で栓されていた(Vo=4.5mL、Vt=12mL)。それぞれの反応混合物を、カラムに ロードし、PBS、pH 7.2で溶出した。1 mLのアリコートを含む個々の試験管を、 シンチレーション・カウンターでカウントした。放射性標識された抗体は、代表 的には収率85-90%で回収された。クロラミンT法で放射性標識された全ての抗体 が、シリカゲルを含浸したグラスファイバー上で、分析用即時薄膜クロマトグラ フィー(ITLC)システムを用いて分析された。ストリップ(2×20cm)を、使用前に1 10℃で15分間加熱により活性化し、1μLのサンプルでスポットし、風乾し、メタ ノール/H2O(80:20)で約12cmを溶出し、再び風乾し、半分に切断し、カウントし て、結合タンパク質および非タンパク質結合の放射能を測定した。この手順の結 果は、抗体の99%以上が結合タンパク質であったことを示し、よって、機能性放 射性標識されたビオチン化抗体が高純度 で得られたことを確認した。 上記の手順により調製された放射性標識されたビオチン化抗体を、4℃で貯蔵 し、標識から4時間以内にマウスに投与した。 下記の2つの実施例は、放射性標識されたビオチン化抗体が、標的抗原に結合 する能力を保持し、血清成分の存在下では安定であったことを証明するために使 用された、分析的手順の結果を開示する。 実施例21は、ビオチン化および放射性標識により修飾された抗体が、抗原結合 能力および構造的完全性(integrity)を共に保持したことを実証するのに使用さ れた方法を記載する。 実施例21 免疫反応性評価 放射性標識Lym-1調製物のインビトロでの免疫反応性を、エプシュタインら、C ancer Res.47:830 (1987)に記載される方法により、Raji細胞を用いて生細胞ア ッセイで評価した。Raji細胞(106個/試験管)を、PBS中1%ウシ血清アルブミン( BSA)の100μLに再懸濁させた。標識Ly・-l(l00μl)を、それぞれの試験管(約10 μCi/μg;100,000cpm/試験管)に三重に加え、オービタルシェイカーを用い て連続的に混合しながら、1時間室温でインキュベー トした。インキュベーション後、1000 rpmで5分間試験管を遠心分離し、上清を デカントし、200μL PBSに細胞を再懸濁することによって、細胞をPBS中1% BSA で3回洗浄した。洗浄が完了した後、ガンマカウンターを用いて、細胞ペレット に結合した(associated)放射性標識を測定することにより、結合したLym-1を検 出した。この手順の結果は、実施例6に示されたものと実質的に同一であった。 より詳細には、放射性標識された完全なLym-1の75%、および放射性標識された ビオチン化Lym-1の75%が標的細胞に結合した。これは、放射性標識されたビオ チン化Lym-1の抗原結合活性が、標準コントロールとしての役割を果たす放射性 標識された完全なLym-1のそれに比肩することを示した。 修飾TNT-1 MAbの免疫反応性を、ガッファー(Gaffar)ら、J.Immunoassay,2:1 1 (1991)に記載される固定細胞ラジオイムノアッセイを用いて評価した。簡単に 述べると、放射性標識したTNT-1および放射性標識したビオチン化TNT-1を、PBS 中20%パラホルムアルデヒドで予め固定されていたRaji細胞とともに、30分間室 温でインキュベートし、その後アセトンで-20℃で処理した。次に、細胞をPBS 中1% BSAで洗浄し、ガンマカウンターでカウントした。この手順の結果は、両方 の抗体調製物の約60%が固定細胞 に結合することを示した。これは、放射性標識したビオチン化TNT-1の抗原結合 活性が、標準コントロールとしての役割を果たす放射性標識した完全なTNT-1の それに比肩することを示した。 実施例22は、放射性標識したビオチン化抗体が血清の存在下では通常には分解 に供されることを証明するために使用される方法を記載する。 実施例22 修飾抗体の血清安定性 125Iで直接標識されたMAb'sを、新鮮なマウス血清を含む試験管の三重セット に、最終濃度100μg/mLまで加えた。全サンプルを、空気中5%CO2に維持された 湿潤インキュベーター中で、37℃でインキュベートした。0日と8日の間の各時 点で、タンパク質結合放射性標識を、900μLの100%トリクロロ酢酸(TCA)を各 サンプルの100μLのアリコートに添加し、室温で5分間インキュベーション後、 タンパク質沈降物を遠心分離により回収することにより測定した。上清のアリコ ート(500μL)を各試験管から取り出し、ガンマカウンターを用いて放射能をカウ ントした。結果は、放射性標識したビオチン化抗体がインビトロで全ての時点で 安定であることを示した。より詳細には、8日間インキュベーションした後、少 なくとも放射 性標識の97%がタンパク質結合を維持した。これは、MAb's上に存在するビオチ ン部分が、タンパク質結合した放射性標識の安定性に対して、全く不利な効果を 及ぼさないことを確認した。 それぞれのインキュベートされた血清混合物の同じアリコートも、非還元SDS- PAGEおよびオートラジオグラフィによって、連続的にチェックされた。この研究 のために、サンプルを10%ポリアクリルアミドゲル上で電気泳動し、X線フィル ムに露出して視覚化した。サンプルの分子量を、分子量スタンダードと比較して 決定した。これらの手順の結果は、放射性標識された完全なMAbおよび放射性標 識されたビオチン化MAbが、実質的に同様の分子量を有することを示した。より 詳細には、放射性標識Lym-1および放射性標識されたビオチン化Lym-1に関する主 要なバンドが、約200,000のMrsを有することを示した。同様に、放射性標識TNT- 1および放射性標識されたビオチン化TNT-1に関する主要なバンドは、約150,000 のMrsを有した。 ポリアクリルアミドゲルでの等電点電気泳動を、バイオラッド(BioRad)モデル 111ミニIEF細胞で行った。サンプルを、1.2% 3/10両性電解質および0.8% 5/8両 性電解質の濃度でのバイオライト(BioLyte)両性電解質(バイオラ ッド)の混合物で構築されたpH勾配により、バイオラッドに作成されたプロトコ ールに従い、電気泳動した。IEFスタンダード(バイオラッド)を、plの較正の ために各ランに含めた。IEFゲルを、クーマシーブルーR-250で染色し、終夜乾燥 した。これらの手順の結果は、MAb'sのビオチン化は実質的に、マクロ分子の電 荷特性を変化させたことを確認した。放射性標識Lym-1は7-8のpI値を有したが、 放射性標識されたビオチン化Lym-1は5-6のpI値を有した。同様に、放射性標識TN T-1 MAbは5.5-6.5のpI値を有したが、放射性標識されたビオチン化TNT-1 MAbは4 .5-5.0のpI値を有した。従って、予想されたとおり、ビオチン化抗体のより少な い塩基性に実証されるように、MAbタンパク質上の遊離アミノ基の修飾が、タン パク質上の正電荷の幾らかを効果的に除去したか又は中和した。 実施例23は、天然の抗体と比較して減少したpIを有するマクロ分子を生じるよ うに化学的に修飾されたアミノシド部分を有するMAb'sが、有利なことに、(1)標 的特異性の増大、(2)非特異的結合の減少、および(3)クリアランス時間の減少を 発揮したことを実証するのに使用される方法を記載する。 実施例23 生体分布研究 2群の6週齢のヌードマウスを、クワーりら、Antibody,Immunoconjugates, and Radiopharmaceutica1s,6:13(1993)に記載される方法に従い、Rajiリンパ腫 細胞、LS-174T結腸癌細胞、または子宮頚部癌ME-180を注射した。腫瘍は、それ らの径が約1 cmになるまで、10-21日間増殖させた。 (a)対標識研究 第一群のマウス(n=6)では、各マウスは、120μCi/10μgの 修飾された131I標識MAbおよび25μCi/10μgの完全な131I標識MAbを含む、0.2 mL の接種材料を静脈内注射した。第二群(n=4)では、マウスは、120μCi/10μgの修 飾された131I標識MAbおよび25μCi/10μgの125I標識MAb F(ab')2を含む、0.2 mL の接種材料を受けた。全ての実験で、マウスは、注射後の予め選択された時間に 頸部脱臼により殺され、様々な臓器、血液および腫瘍を摘出し、重量測定された 。次に、サンプルをカウンターでカウントし、131Iおよび125I活性を一測定した 。125Iカウントは、1282コンピュガンマ(Compugamma)カウンターを用いて、実験 的に決定された式である131Iチャンネルカウントの17%を引き算して、131Iチャ ンネルからのクロスオーバーのために、調節された。データはまた、動物が殺さ れた時点による、131Iアイソトープの放射性崩壊に関して較正された。各マウス について、デー タを、腫瘍グラム当りのcpm/臓器グラム当りのcpmおよび%用量/グラムで表わ した。これらのデータから、平均および標準偏差を、それぞれの群について計算 した。同じ対標識生体分布研究を、Rajiリンパ腫モデルのLym-1、およびLS-174T ヒト結腸癌モデルのB72.3を用いて行なった。 これらの手順の結果を、図17に示す。パネル17Aに示されるように、完全なTNT -1およびTNT-1/ビオチン修飾されたMAb'sの両方とも、注射後1日目に腫瘍組織 に局在化し、ビオチン化抗体は、%注射用量/腫瘍グラムで測定されるように、 より大きい局在化を示した。2つの標識MAb’Sの非特異的結合も各組織において 明らかであった。重要なこととして、これらの組織と非特異的に結合するビオチ ン化TNT-1の量は、そのような非特異的結合を示した完全なTNT-1の量よりも画一 的に少なかった。従って、特異的結合のレベルは増大し、非特異的結合のレベル はビオチン化抗体では非修飾抗体に比較して減少した。修飾抗体の利点は、図17 Bに定量的に示され、そこでは、腫瘍に局在化した抗体対非特異的に局在化した 抗体の比が各組織について示されている。示されているように、画像化試薬とし てのビオチン化抗体の利点は、筋肉および膵臓で特に明らかである。 同様の傾向は、注射後3日目に為された測定について観察された。図17Cは、 ビオチン化TNT-1抗体が、ビオチン化されない同等の抗体よりも、より効果的に 腫瘍組織に局在化したことを示す。同時に、非特異的結合の量は、ビオチン化種 で有利に低かった。図17Dは、様々な組織でのシグナル対ノイズ比を反映する腫 瘍/臓器比が、筋肉および膵臓で最も高かったことを定量的に確認する。注目す べきこととして、図17Cおよび17Dは、迅速な全身クリアランス速度を有するTNT- 1 F(ab')2フラグメントを用いて得られた結果を含む。腫瘍/臓器比は、幾つか の組織タイプでのビオチン化TNT-1と比較すると、抗体フラグメントに関してよ り高いけれども、腫瘍に局在化した注射されたビオチン化TNT-1のフラクション は有利により高かった。これらの結果は、ビオチン化MAbが、非修飾の完全なMAb 、またはF(ab')2MAbフラグメントのいずれかよりも優れた様式で、腫瘍組織に局 在化することを示した。 (b) 全身クリアランス Ba1b/cマウス(n=45)の異なる群が、放射性標識抗体 の静脈内注射を受ける実験が行われた。注射時の及びその後の選択された時点で の全身の活性を、用量カリブレーターで測定した。 図18および19は、TNT-1およびLym-1抗体並びにそれらの誘導体に関する、全身 クリアランス速度研究の結果を 開示する。図18に示される結果は、SPDPまたはビオチンで修飾されたTNT-1 MAb が、完全な抗体と比較してクリアランス時間を減少させることを示した。テスト された全ての抗体のうち最速のクリアランス速度を有したF(ab')2TNT-1フラグメ ントが、この手順で陽性コントロールとして使用された。従って、ビオチン化TN T-1 MAbは、非ビオチン化抗体よりも、より迅速なクリアランス速度を有利に示 した。同様に、図19に示される結果は、SPDPまたはビオチンで修飾されたLym-1 MAbが、完全な抗体と比較してクリアランス時間を減少させることを示した。こ れは、抗体のpIを減少させるために遊離アミノ基部分を化学的修飾した物質が、 抗体結合特異性および全身クリアランス速度を有利に増加させることを示した。 我々は、本発明の方法を用いる、あらゆる抗体の修飾が、腫瘍画像化の改善に 有用な試薬を提供すると考えている。本発明の方法を用いて、あらゆる所望の組 織タイプの画像を作製するために、その組織タイプに対する抗体が最初に得られ なければならない。ポリクローナル抗体は、当業者に公知である慣用されている 方法で得られ得る。或いは、モノクローナル抗体は、当業者にも公知であるよう に、これらの抗体により提供される特異性の増大を得るために調製され得る。次 に、抗体は、ヘテロ 二官能性剤、ビオチン、または他の物質と複合体化することによって遊離アミノ 基で化学的に修飾され、該物質は、非修飾抗体の等電点よりも低い等電点を有す る修飾抗体生成物をもたらす。複合体化の後、好適な標識が、修飾抗体に適用さ れる。 前記の実施例は、ガンマ放射線を放出する放射性核種を含む標識の画像化を利 用するけれども、多くの他の標識タイプおよび画像化システムが、本発明の範囲 内に意図される。例えば、バリウム、セシウムまたはヨウ素のような放射線不透 剤が、慣用されているX線を用いて画像化され得る。常磁性または超磁性の粒子 が、標識としてMRI画像化技術で使用され得、抗体の局在化の画像を作製する。 さらに、テクニシウムが、標識として使用され得る。これらの代替的標識は、慣 用されている方法を用いて修飾抗体に複合体化されても良い。 標識抗体は、薬学的に許容される賦形剤、担体、または基剤を含む、被験体へ の標識の導入のための薬学的調製物に含まれ得る。好適な賦形剤、担体、または 基剤は、食塩水、リン酸緩衝生理食塩水、グリセロール、炭酸カルシウムなどを 含む。次に、これらの組成物は、局所注射、静脈内注射のような、或いは、シグ ナル強度の減少が要求される場合または口腔組織の画像化が望まれる場 合には経口投与のような様々な手段のいずれかで、導入される。しかしながら、 好ましくは、標的組織が抗体に最大に曝されるように、投与は全身的注射で行わ れる。 我々は、本発明に従い対応する非修飾完全抗体よりも低い等電点を有する修飾 抗体を生じる、ヘテロ二官能性剤、ビオチン、または他の物質の付加により、抗 体上に配置された遊離アミノ基の化学的修飾が、これらの修飾抗体が免疫治療剤 に組込まれるときに、有意に改善された結果を生じる、と考えている。そのよう な治療剤は、一般に、腫瘍または他の疾患組織に特異的な抗体を、1種以上の生 物学的に活性な分子と組合せて含む。そのような物質において機能する好適な生 物学的に活性な分子は、ジフテリア毒素(リシン)A鎖または当業者に公知の様 々な植物毒素のいずれかのような毒素;イットリウム、ヨウ素、リン、および他 の通常使用される放射性治療剤の放射性同位元素;メトトレキセート、5-フルオ ロ−ウラシル、またはアドリアマイシンのような薬剤;EDTAおよびEGTAを含むキ レート;シスプラチンおよび他の毒性有機金属剤、および任意の他の治療剤であ る。 これまで、効果的な免疫療法の見込みは、十分に実現されていなかった。我々 は、本発明の修飾抗体の増大した活性および特異性が、それらの標的組織に関す る十分 な活性および特異性を有する免疫療法剤を生じさせ、従来の免疫療法剤の欠点を 克服すると考えている。従って、被験体に適切な免疫療法剤が注射されるとき、 被験体の健康な組織に重要な影響を与えることなく、標的疾患組織は殺滅され得 る。 これらの免疫療法剤の使用では、特定の所望されない組織タイプに特異的な抗 体が、第一に得られなければならない。所望の抗体が入手されない場合、当業者 に公知のように、生物に抗原を注射し、哺乳動物から血清を得ることによって、 適切な生物の中で抗体を生じさせても良い。或いは、好ましくは、当業者に公知 の方法で、モノクローナル抗体を生じさせ得る。次に、抗体は、抗体分子上に存 在する遊離アミノ基を修飾できる、ヘテロ二官能性剤、ビオチン、または他の物 質のような物質を化学的に複合体化される。複合体化した後、得られた修飾抗体 はさらに、上述した治療剤または検出可能標識のような生物学的に活性な物質と 複合体化して修飾される。抗体は、薬学的に許容される担体、賦形剤、または基 剤を含む薬学的組成物に組込まれる。そのような薬学的に許容される担体、賦形 剤、または基剤は、全身的注射用の通常の生理食塩水、グリセロール、炭酸カル シウムを含む。続いて、組成物は、患者、例えば哺乳動物への導 入の準備が整う。 次に、抗体は、公知の投与経路で被験体に導入される。例えば、組成物は全身 的注射で導入され得、冒された組織への局所注射は外部的に冒された組織に局所 的に適用され得、シグナル強度の減少が要求される場合または口腔組織の治療が 望まれる場合には経口的に摂取され得る。 抗体を含む生物学的に活性な物質の投与量は、毒素に対する標的組織の感受性 、冒された組織の量、投与経路、抗体への親和性、クリアランス速度および他の ファクターに依存する。しかしながら、代表的な投与量は、一般に、1μg/全身 質量kg〜1 mg/kgの範囲である。殆どの適用において、用量は、好ましくは5〜20 0μg/kgである。 下記の実施例は、マウスにおけるRaji細胞に対して免疫治療学的な有効性を例 示する。PDP-修飾された抗体は、実施例で使用されるけれども、対応する完全な 抗体よりも低いpIを有する修飾抗体を産生する、ビオチンのような他の物質で修 飾された遊離アミノ基を有する抗体は、十分に等しく機能することが予想される 。 実施例24 マウスでのRaii腫瘍の処置 PDP-修飾されたLym-1を、実施例1でのように得た。次に、修飾抗体を処理し て、抗体分子当り平均して1個の リシンA鎖を導入する。完全なLym-1およびF(ab')2フラグメントを、同様にして 毒素と組合わせる。 25匹のマウスを、5群に分ける。I群は、8週間の間、週に一度、リン酸緩衝 食塩水(PBS)中リシン-PDP-修飾Lym-1を、腹腔内注射で10μg/全体重kgを受ける 。II群は、等しい量のリシン-完全なLym-1の注射を受ける。III群は、等しい量 のリシン-Lym-1のF(ab')2フラグメントを受ける。IV群は、等しい量の複合体化 されないリシンを受ける。V群は、PBSのみを受ける。 8週間後、実施例14の方法を用いて、生存マウスの全ての免疫シントグラフィ を行なった。I群のマウスは、他の群のいずれと比較しても、腫瘍の視覚化の減 少を示す。生存するII群およびIII群のマウスは、幾らかの改善を示すが、I群の マウスほど劇的ではない。IV群のマウスは、ひどく不調になるか死亡する。 従って、実施例24は、本発明の修飾抗体を用いる、腫瘍の1つの特定の処置を 示す。実施例19は、本発明のPDP-修飾抗体を用いるときに得られる、優れた結果 を示す。 マウスまたはヒトのような他の哺乳動物で、他の腫瘍または疾患組織に特異的な 他の抗体の使用に置き換えると、それらの特定の腫瘍または疾患組織を処置する のに、同様に効果的な結果を生じると考えられる。さらに、他の 公知の毒素と置き換えても、同様に効果的な結果を生じると考えられる。実施例 20は、ヒトの膵臓癌に対するのと同様に効果的な治療の使用を示す。PDP-修飾さ れた抗体は、実施例で使用されるけれども、対応する完全な抗体よりも低いpIを 有する修飾抗体を産生する、ビオチンのような他の物質で修飾された遊離アミノ 基を有する抗体は、十分に等しく機能することが予想される。 実施例25 ヒト膵臓癌の処置 ヒト膵臓腫瘍で見られる抗原に特異的であるモノクローナル抗体を得る。この 抗体は、実施例1でのように、抗体分子当り平均して1個のPDP基に複合体化し て修飾される。次に、メトトレキセートを、実施例19でリシンについで記載され たように、これらの修飾抗体に複合体化される。 10人の膵臓癌患者の2つの群が処置される。第一群は、週を基礎として、PBS 中薬剤-PDP-MAbの静脈内注射を20μg/全体重kgで、慣用されている療法と組合せ て受ける。第二群は、コントロールとして、PBSの注射を慣用されている療法と 組合せて受ける。10週間後、生存患者の免疫シントグラフィを行なう。 免疫シントグラフィによると、第一群の患者で画像化 された腫瘍の平均サイズが、コントロール群と比較すると減少する。 従って、上記の実施例は、ヒトでの免疫療法における修飾抗体の利用性を示す 。 上述のように、本発明の1つの好ましい形態では、修飾抗体が薬学的組成物に 配合される。従って、免疫療法のために薬剤と複合体化されるPDP-修飾抗体は、 本発明の修飾抗体-毒素複合体の細胞障害的有効量を有する注射可能な組成物に 組込まれても良い。下記は、ヒトのB細胞リンパ腫に対して効果的な細胞障害的 に有効な組成物の例である。 実施例26 ヒトのB細胞リンパ腫に対して 効果的な薬学的組成物 実施例18からの修飾された放射性標識Lym-1 10mg/mL バランス リン酸緩衝食塩水(0.9%) さらに、放射性標識された修飾MAb'sが、免疫シントグラフィにおいて、それ らの特異的抗原を視覚化するのに有効な組成物に配合されても良い。下記は、そ のような組成物の1例である。 実施例27 結腸癌の免疫シントグラフィ に効果的な薬学的組成物 実施例15からの修飾された放射性標識B72.310mg/mL バランス リン酸緩衝食塩水(0.9%) 実施例23は、放射性標識されたビオチン化抗体を局在化する1つの方法を例示 するけれども、当業者は、標識抗体を局在化する代替される方法も適用されるこ とを認識する。例えば、放射性標識されたビオチン化抗体の分布は、実施例14に 記載されるように、正確に免疫シントグラフィで画像化して局在化され得る。従 って、例えば、腫瘍抗原に関する結合特異性を有する放射ヨウ素化されたビオチ ン化MAbは、診断手順に有用であるであろう。下記の実施例は、そのような画像 化手順がどのように為され得るかを記載する。 実施例28は、放射性標識されたビオチン化MAb'sが、インビボで腫瘍細胞を画 像化する1つの方法を記載する。 実施例29 メラノーマ腫瘍細胞の画像化 転移性メラノーマと診断されたヒト患者を、まず同定する。免疫組織学的分析 は、患者のメラノーマが、抗メラノーマMAbで染色可能な細胞表而抗原を発現す ることを示す。抗メラノーマMAbは、実施例19の方法により遊離アミノ基のビオ チン化で最初に化学的修飾され、実施例20 の方法により131Iで放射ヨウ素化される。次に、実質的に純粋な放射性標識され たビオチン化抗メラノーマMAbが、薬学的に許容される賦形剤と組合され、患者 に投与される。3日後、注射された修飾MAb'sは、メラノーマ抗原を発現する細 胞に実質的に局在化される。続いて、局在化されたMAb'sは、ピンホール・コリ メーターおよびレイゼオンから得られるスペクトル91ガンマカメラを用いて、免 疫シントグラフィによる画像化により視覚化される。写真による記録は、患者の 皮膚上の放射能の小領域を示し、よって二次的腫瘍を同定する。 特定の機械的または化学的なバリエーションが、それら自身を、当業者に提案 し得ることが認識される。上記の実施例および詳細な説明は、例示によって与え られるものとして明確に理解され、本発明の精神および範囲は添付の請求の範囲 によってのみ限定される。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1998年2月19日(1998.2.19) 【補正内容】請求の範囲 : 1. 修飾された抗体を産生するために抗体上に配置された複数の遊離アミノ 基の少なくとも1個で染料、EDTA、DPTA、TETAまたはビオチンと複合体化された 抗体、該抗体は完全な抗体と比較して減少した正味の正電荷を有し、該抗体はF( ab')2フラグメントおよび同じタイプの完全な抗体のクリアランス速度の間のイ ンビボ・クリアランス速度を有する;および 修飾された抗体に付着した放射性核種、毒素、薬剤またはキレート、 を含む物質の組成物。 2. 前記抗体がモノクローナル抗体である、請求項1に記載の組成物。 3. 抗体がビオチンと複合体化されている、請求項1に記載の組成物。 4. 抗体がEDTA、DPTAまたはTETAと複合体化されている、請求項1に記載の 組成物。 5. ハロゲン放射性核種またはテクニチウム(technitium)が修飾抗体に付着 されている、請求項1に記載の組成物。 6. 125Iまたは131Iが修飾抗体に付着されている、請求項5に記載の組成物 。 7. 抗体がメトトレキセート、5-フルオロ−ウラシル、シスプラチン(cis-p latinum)またはアドリアマイシンと複合体化されている、請求項1に記載の組成 物。 8. 抗体がリシンA鎖と複合体化されている、請求項1に記載の組成物。 9. 請求項1〜6のいずれか1つに記載の抗体;および 免疫シントグラフィに許容される薬学的賦形剤、担体または基剤、 を含む免疫シントグラフィ用の薬学的組成物。 10. 哺乳動物中の抗原を局在化するのに使用するための、請求項9に記載の 組成物。 11. ガンマカメラ免疫シントグラフィに使用するための、請求項10に記 載の組成物。 12. 哺乳動物の疾患状態を処置するのに使用するための、請求項1〜8の いずれか1つに記載の組成物。 13. 抗体を得る工程、ここで該抗体は完全である; 修飾抗体が完全な抗体の等電点よりも低い等電点を有するように遊離アミ ノ基の少なくとも1つを染料、キレート剤またはビオチンと反応させて修飾抗体 を産生する工程;および 修飾抗体を放射性核種、毒素、薬剤またはキレー トで標識し、それにより標識された修飾抗体を産生する工程、 を包含し、該抗体が増大した抗原結合特異性、減少した非特異性結合および減 少したインビボ・クリアランス時間を有する、請求項1に記載の修飾抗体を調製 する方法。 14. 標識がハロゲン放射性核種およびテクニチウムからなる群から選択さ れる放射性核種である、請求項13に記載の方法。 15. 標識が125Iおよび131Iからなる群から選択される、請求項14に記載 の方法。 16. 哺乳動物において抗原を局在化する方法であって、 局在化されるべき抗原に関する結合特異性を有する標識された修飾抗体を 得る工程、該標識された修飾抗体は同じタイプの非修飾抗体と比較して少ない遊 離アミノ基および低い等電点を有し、該標識された修飾抗体はその中に組込まれ た検出可能な標識を有する; 標識された修飾抗体を哺乳動物に投与し、それにより抗原と標識された修 飾抗体とをインビボで結合させる工程;および 抗原に結合した標識された修飾抗体を検出し、そ れにより抗原を局在化する工程、 を包含する方法。 17. 標識された修飾抗体が放射性核種で標識されている、請求項16に記 載の方法。 18. 放射性核種がハロゲン放射性核種およびテクニシウムからなる群から 選択される、請求項17に記載の方法。 19. 検出工程が免疫シントグラフィを含む、請求項16に記載の方法。 20. 免疫シントグラフィがガンマカメラの使用を含む、請求項19に記載 の方法。 21. 標識された修飾抗体が遊離アミノ基で化学的に修飾された完全な抗体 を含む、請求項16に記載の方法。 22. 完全な抗体がヘテロ二官能性試薬で化学的に複合体化されている、請 求項21に記載の方法。 23. 完全な抗体がビオチンで化学的に複合体化されている、請求項21に 記載の方法。 24. 前記化学的試薬がメチルキレート、他のキレート剤および染料からな る群から選択される、請求項16に記載の方法。 25. 前記化学的試薬がN2S2、N2S4、EDTA、DPTA、TETAおよびFITCからなる 群から選択される、請求項24に 記載の方法。 26. 哺乳動物の疾患状態を処置する方法であって、 哺乳動物の疾患組織に特異的な完全な抗体を得ること、該完全な抗体はそ の上に複数の遊離アミノ基を配置している; 遊離アミノ基の少なくとも1つを化学的試薬と複合体化して修飾し修飾抗 体を産生すること、該修飾抗体は完全な抗体と比較して減少した等電点を有する 、但し該化学的試薬はヘテロ二官能性試薬ではない; 化学的試薬による修飾部位以外の修飾抗体上に配置された付着部位に生物 学的に活性な分子を付着すること;および 該抗体を哺乳動物に投与し、それにより疾患状態を処置すること、 を包含する方法。 27. 前記化学的試薬がビオチンである、請求項26に記載の方法。 28. 前記化学的試薬がメチルキレート、他のキレート剤および染料からな る群から選択される、請求項26に記載の方法。 29. 前記化学的試薬がN2S2、N2S4、EDTA、DPTA、TETAおよびFITCからなる 群から選択される、請求項28に 記載の方法。 30. 生物学的に活性な分子が植物毒素、薬剤およびキレートからなる群か ら選択される、請求項29に記載の方法。 31. 前記薬剤がメトトレキセート、5-フルオロ−ウラシル、シスプラチン (cis-platinum)およびアドリアマイシンからなる群から選択される、請求項30 に記載の方法。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 修飾された抗体を産生するために抗体上に配置された複数の遊離アミノ基 の少なくとも1個で化学的試薬と複合体化された抗体、該抗体は完全な抗体と比 較して減少した正味の正電荷を有し、該抗体はF(ab')2フラグメントおよび同じ タイプの完全な抗体のクリアランス速度の間のインビボ・クリアランス速度を有 する、但し、該化学的試薬はヘテロ二官能性剤ではない;および、 修飾された抗体に付着した化学的部分、 を含む物質の組成物。 2. 前記抗体がモノクローナル抗体およびポリクローナル抗体からなる群か ら選択される、請求項1に記載の組成物。 3. 前記化学的試薬がビオチンである、請求項1に記載の組成物。 4. 前記化学的試薬がメチルキレート、他のキレート剤および染料からなる 群から選択される、請求項1に記載の組成物。 5. 前記化学的試薬がN2S2、N2S4、EDTA、DPTA、TETAおよびFITCからなる群か ら選択される、請求項4に記載の組成物。 6. 化学的部分が標識である、請求項1に記載の組成 物。 7. 標識が放射性核種である、請求項6に記載の組成物。 8. 放射性核種がハロゲン放射性核種およびテクニシウムからなる群から選 択される、請求項7に記載の組成物。 9. 前記ハロゲン放射性核種が125Iおよび131Iからなる群から選択される、 請求項8に記載の組成物。 10. 前記標識が磁気共鳴画像化により検出できる、請求項6に記載の組成 物。 11. 化学的部分が生物学的に活性な分子である、請求項1に記載の組成物 。 12. 前記化学的に活性な分子が毒素、薬剤およびキレートから、なる群か ら選択される、請求項11に記載の組成物。 13. 前記薬剤がメトトレキセート、5-フルオロ-ウラシル、シス-プラチン およびアドリアマイシンからなる群から選択される、請求項12に記載の組成物 。 14. 前記毒素がリシンA鎖を含む、請求項12に記載の組成物。 15. 標識された抗体上に配置された遊離アミノ基で化学的試薬と複合体化 された標識抗体、その結果、該抗 体は完全な抗体と比較して減少した正味の正電荷を有する、但し、該化学的試薬 はヘテロ二官能性剤ではない;および、 免疫シントグラフィに許容される薬学的な賦形剤、担体または基剤、 を含む、免疫シントグラフィのための薬学的組成物。 16. 抗体が放射性核種で標識されている、請求項15に記載の組成物。 17. 化学的試薬がビオチンである、請求項15に記載の組成物。 18. 前記化学的試薬がメチルキレート、他のキレート剤および染料からな る群から選択される、請求項15に記載の組成物。 19. 前記化学的試薬がN2S2、N2S4、EDTA、DPTA、TETAおよびFITCからなる 群から選択される、請求項18に記載の組成物。 20. 増大した抗原結合特異性、減少した非特異性結合および減少したイン ビボ・クリアランス時間を有する標識された修飾抗体を調製する方法であって、 検出されるべき抗原に対する結合特異性を有する完全な抗体を得る工程、 該天然の抗体はその上に配置された複数の遊離アミノ基を有する; 遊離アミノ基の少なくとも1つを化学的物質と反応させて修飾抗体を作製 する工程、修飾抗体が完全な抗体の等電点よりも低い等電点を有するようにする ;および 修飾抗体を検出可能な標識で標識し、それにより標識された修飾抗体を産 生する工程、 を包含する方法。 21. 前記化学的物質がビオチンである、請求項20に記載の方法。 22. 前記化学的試薬がメチルキレート、他のキレート剤および染料からな る群から選択される、請求項20に記載の方法。 23. 前記化学的試薬がN2S2、N2S4、EDTA、DPTA、TFTAおよびFITCからなる 群から選択される、請求項22に記載の方法。 24. 該標識はハロゲン放射性核種およびテクニシウムからなる群から選択 される放射性核種である、請求項20に記載の方法。 25. 該標識が125Iおよび131Iからなる群から選択される、請求項20に記 載の方法。 26. 前記標識が免疫シントグラフィにより検出可能である、請求項20に 記載の方法。 27. 標識がガンマカメラにより検出可能である、請求項26に記載の方法 。 28. 哺乳動物において抗原を局在化するのに使用されるための、請求項1 −19のいずれかに記載の組成物。 29. 免疫シントグラフィで使用されるための、請求項28に記載の組成物 。 30. ガンマカメラ免疫シントグラフィで使用されるための、請求項28に 記載の組成物。 31. 哺乳動物において疾患状態を処置するのに使用されるための、請求項 1−19のいずれかに記載の組成物。 32. 哺乳動物で抗原を局在化する方法であって、 局在化されるべき抗原に関する結合特異性を有する標識された修飾抗体を 得る工程、該標識された修飾抗体は同じタイプの非修飾抗体と比較して、より少 ない遊離アミノ基および低い等電点を有し、該修飾された修飾抗体はその中に検 出可能な標識を組込んで有する; 標識された修飾抗体を哺乳動物に投与して抗原および標識された修飾抗体 をインビボで結合させる工程;および 抗原に結合した標識された修飾抗体を検出して抗原を局在化する工程、 を包含する方法。 33. 標識された修飾抗体が放射性核種で標識されている、請求項32に記 載の方法。 34. 放射性核種がハロゲン放射性核種およびテクニシウムからなる群から 選択される、請求項33に記載の方法。 35. 検出工程が免疫シントグラフィを含む、請求項32に記載の方法。 36. 免疫シントグラフィがガンマカメラの使用を含む、請求項35に記載 の方法。 37. 標識された修飾抗体が遊離のアミノ基で化学的に修飾された完全な抗 体を含む、請求項32に記載の方法。 38. 完全な抗体がヘテロ二官能性試薬と化学的に複合体化される、請求項 37に記載の方法。 39. 前記完全な抗体がビオチンと化学的に複合体化される、請求項37に 記載の方法。 40. 前記化学的試薬がメチルキレート、他のキレート化剤および染料から なる群から選択される、請求項32に記載の方法。 41. 前記化学的試薬がN2S2、N2S4、EDTA、DPTA、TETAおよびFITCからなる 群から選択される、請求項40に 記載の方法。 42. 哺乳動物の疾患状態を処置する方法であって、哺乳動物の疾患組織に 特異的な完全な抗体を得ること、該完全な抗体は、その上に複数の遊離アミノ基 を配置している; 遊離アミノ基の少なくとも1つを化学的試薬と複合体化して修飾して修飾 抗体を産生すること、該修飾抗体は、完全な抗体と比較して減少した等電点を有 する、但し該化学的試薬はヘテロ二官能性試薬ではない; 化学的試薬による修飾部位以外の修飾抗体上に配置された付着部位に生物 学的に活性な分子を付着する;および 該抗体を哺乳動物に投与し、それにより疾患状態を処置する、 ことを包含する方法。 43. 前記化学的試薬がビオチンである、請求項427に記載の方法。 44. 前記化学的試薬がメチルキレート、他のキレート剤および染料からな る群から選択される、請求項42に記載の方法。 45. 前記化学的試薬がN2S2、N2S4、EDTA、DPTA、TETAおよびFITCからなる 群から選択される、請求項44に 記載の方法。 46. 生物学的に活性な分子が植物毒素、薬剤およびキレートからなる群か ら選択される、請求項45に記載の方法。 47. 前記薬剤がメトトレキセート、5-フルオロ-ウラシル、シス-プラチン およびアドリアマイシンからなる群から選択される、請求項42に記載の組成物 。
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