特殊免疫グロブリンの遺伝子組換え血液製剤の製造等に関するレギュラトリーサイエンス研究
研究課題情報
- 課題管理番号
- 20mk0101115h0003
- 統合プロジェクト(二期)
医薬品プロジェクト<第二期>
- 9つの連携分野プロジェクト
オールジャパンでの医薬品創出プロジェクト
- 事業名
医薬品等規制調和・評価研究事業
- タグ(2020)
研究の性格: 医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
開発フェーズ: 応用
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: その他
開発目的: 治療
- タグ(2019)
研究の性格: 医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
開発フェーズ: 基礎的
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: 感染症および寄生虫症
- タグ(2018)
研究の性格: 医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
開発フェーズ: 基礎的
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: 感染症および寄生虫症
- 代表研究機関
- 日本赤十字社
- 研究代表者
(2020) 佐竹正博, 日本赤十字社, 血液事業本部中央血液研究所 所長
(2019) 佐竹正博, 日本赤十字社, 血液事業本部中央血液研究所 所長
(2018) 佐竹正博, 日本赤十字社, 血液事業本部中央血液研究所・所長
- 研究期間
- 2018年度 - 2020年度
- 課題への総配分額
- 30,050 千円
- 研究概要(2020)
- 研究的試験製造においてはCHO細胞株での安定発現系を用いてリコンビナント抗体を作成し、より高純度の精製法を検討するとともに、抗体分子の翻訳後修飾および抗体凝集体について解析する。作成した抗体安定発現細胞株については、全ゲノム配列および転写産物を解析する。 これまでに、高力価協力者血漿より精製し、F(ab’)2化したIgGをについてHBsAgに対するアフィニティ精製を行う。精製抗体断片上位1-3クローンを分離精製し、intact質量分析によって分子量を決定する。一方、同じIgGクローンについて複数のタンパク質分解酵素で断片化し、各ペプチドのアミノ酸配列を決定する。アミノ酸配列決定にあたっては、前年度までに解析済の同協力者抗体レパトア情報を参照配列とする。再構築された抗体アミノ酸配列に対する人工遺伝子を合成し、リコンビナント抗体として発現・精製し、抗原結合性をELISAで評価する。
- 研究概要(2019)
- 遺伝子組換え型特殊免疫グロブリン製剤(rHIG)の開発を最終目標に、当年度は昨年度に引き続き、抗HBs抗体保持者の末梢血B細胞から得られた抗体産生クローンについて、その遺伝子のクローニングを継続する。また抗体のウイルス中和能等の機能評価と物性評価を行う。並行して、HBs抗体リソースを二つの方法で拡充する。1)従来からのEBVハイブリドーマ法、2)ヒト末梢血中の精製抗HBs抗体をLC-MS/MSによってアミノ酸配列を決定し、同一人のB細胞の抗体塩基配列を参照して、最適な抗体を再構成する。また、rHIG製造のための品質管理システム構築を目的に収集した情報を元に、安全性と経済性の両立を目指した品質システム原案を考案する。このため、試験製造を見据えた協力企業を募集する。
- 研究概要(2018)
- 遺伝子組換え型特殊免疫グロブリン製剤(rHIG)の開発を最終目標に、当年度は候補抗体クローンの機能評価および品質管理システム構築のための情報収集を行う。並行して、抗体リソース拡充のために、抗体クローンスクリーニングを継続する。
研究成果情報
2020
2019
2018
成果の概要
keyboard_arrow_down
課題全体の研究成果
本研究は、抗HBs人免疫グロブリン(HBIG)および抗破傷風毒素(TeNT)人免疫グロブリン(TTIG)の遺伝子組換え型免疫グロブリンを開発し、その実製造へ向けての基礎データを獲得することを目標とする。これまでに両者とも複数のヒト由来抗体の遺伝子を得、その組換えIgG1を作製・精製した。
1) 抗体の機能評価
・HBVの各遺伝子型の中和能を調べるため、HBV陽性献血者血液よりgenotype A (Ae, A1)およびB (Ba, Bj) を高濃度で含む血漿を確保した。これらをin vitro感染中和実験の感染源として用いるために、ヒトキメラマウス初代培養肝細胞を用いて馴化し、高い感染効率のウイルス溶液を得た。
・TeNTのHc、Hn、およびLcドメインに対する4種類の抗体は、マウスにおける中和試験において全て中和活性を有していた。その中和活性は、抗体クローンの混合投与により相乗的効果を示した。
2)抗体の品質試験
・HBIGについては2クローンを表面プラズモン共鳴(SPR)試験に供した。一方はHBsAgに対して非常に高い親和性を有していた。他方は抗体高濃度条件でHBsAgへの結合が見られた。示差走査型蛍光測定法では両抗体とも良好な熱安定性を示したが、酸性条件における熱安定性に違いがみられた。またnanoparticle tracking解析と流路イメージ解析により、溶液中での抗体凝集傾向を評価した。両クローンとも最適化が必要ではあるが、医薬品シーズとしての十分なポテンシャルを有すると考えられた。
・TTIGについては、Hnドメインのリコンビナント変異抗原との結合性を見ると、Hnエピトープがアミノ酸の835~849番目の領域に存在することが明らかとなった。この領域は細胞結合侵入に伴うTeNT構造変化に影響を与える領域であることが予想された。一方、抗体フレームワークグラフティング試験により、より産生能の高い抗体クローンの選択が可能であることが分かった。
3)安定した発現細胞株の樹立と小規模な試験製造
・HBIGについては、CHOを用いた安定発現株の樹立を目指したが、H鎖が発現せず中断している。
・TTIGについては、マウスミエローマ細胞株ではなくCHO細胞株を用いてMaster cell bank (MCB)作成を完了した。それぞれ小規模生産に対応できるだけの産生量を維持する細胞株であることが明らかとなった。
4)リコンビナントヒトIG製造に必要な品質管理システムの構築と、5)抗体リソースの拡大については、新型コロナウイルス流行対応のため、遂行できなかった。
研究代表者の研究成果
上記の成果を総合的に評価し、TTIGの4クローンは十分に特許出願に値するものと判断して特許を出願した。PCT国際特許出願の用意も準備している。HBIGの2クローンについては、抗HBsのリガンドエピトープがまだ決定されていないが、抗体のCDR配列が極めて特徴的なことから、特許を出願した。また、AMEDの知財リエゾン、知財コンサルタントと協議を継続し、これら抗体シーズの製薬企業への導出の可能性を探った。現時点では、有力な企業は見いだせていない。
本研究は、抗HBs人免疫グロブリン(HBIG)および抗破傷風毒素(TeNT)人免疫グロブリン(TTIG)の遺伝子組換え型免疫グロブリンを開発し、その実製造へ向けての基礎データを獲得することを目標とする。これまでに両者とも複数のヒト由来抗体の遺伝子を得、その組換えIgG1を作製・精製した。
1) 抗体の機能評価
・HBVの各遺伝子型の中和能を調べるため、HBV陽性献血者血液よりgenotype A (Ae, A1)およびB (Ba, Bj) を高濃度で含む血漿を確保した。これらをin vitro感染中和実験の感染源として用いるために、ヒトキメラマウス初代培養肝細胞を用いて馴化し、高い感染効率のウイルス溶液を得た。
・TeNTのHc、Hn、およびLcドメインに対する4種類の抗体は、マウスにおける中和試験において全て中和活性を有していた。その中和活性は、抗体クローンの混合投与により相乗的効果を示した。
2)抗体の品質試験
・HBIGについては2クローンを表面プラズモン共鳴(SPR)試験に供した。一方はHBsAgに対して非常に高い親和性を有していた。他方は抗体高濃度条件でHBsAgへの結合が見られた。示差走査型蛍光測定法では両抗体とも良好な熱安定性を示したが、酸性条件における熱安定性に違いがみられた。またnanoparticle tracking解析と流路イメージ解析により、溶液中での抗体凝集傾向を評価した。両クローンとも最適化が必要ではあるが、医薬品シーズとしての十分なポテンシャルを有すると考えられた。
・TTIGについては、Hnドメインのリコンビナント変異抗原との結合性を見ると、Hnエピトープがアミノ酸の835~849番目の領域に存在することが明らかとなった。この領域は細胞結合侵入に伴うTeNT構造変化に影響を与える領域であることが予想された。一方、抗体フレームワークグラフティング試験により、より産生能の高い抗体クローンの選択が可能であることが分かった。
3)安定した発現細胞株の樹立と小規模な試験製造
・HBIGについては、CHOを用いた安定発現株の樹立を目指したが、H鎖が発現せず中断している。
・TTIGについては、マウスミエローマ細胞株ではなくCHO細胞株を用いてMaster cell bank (MCB)作成を完了した。それぞれ小規模生産に対応できるだけの産生量を維持する細胞株であることが明らかとなった。
4)リコンビナントヒトIG製造に必要な品質管理システムの構築と、5)抗体リソースの拡大については、新型コロナウイルス流行対応のため、遂行できなかった。
研究代表者の研究成果
上記の成果を総合的に評価し、TTIGの4クローンは十分に特許出願に値するものと判断して特許を出願した。PCT国際特許出願の用意も準備している。HBIGの2クローンについては、抗HBsのリガンドエピトープがまだ決定されていないが、抗体のCDR配列が極めて特徴的なことから、特許を出願した。また、AMEDの知財リエゾン、知財コンサルタントと協議を継続し、これら抗体シーズの製薬企業への導出の可能性を探った。現時点では、有力な企業は見いだせていない。
学会誌・雑誌等における論文一覧
keyboard_arrow_down
1. Satake M, Kozakai M, Matsumoto M, Matsubayashi K, Taira R, Goto N.Satake M, et al. Platelet safety strategies in Japan: impact of short shelf life on the incidence of septic reactions. Transfusion. 2020;60(4):731-738. doi: 10.1111/trf.15733
2. Shinohara N, Owada T, Tanaka A, Matsubayashi K, Nagai T, Satake M. Hepatitis A virus and hepatitis E virus prevalence relates to human immunodeficiency virus infection in Japanese male blood donors. Microbiol Immunol. 2020;64(5):392-395. doi: 10.1111/1348-0421.12780
3. Ito S, Kaito S, Miyazaki T, Kikuchi G, Isa K, Tsuneyama H, Kurita R, Ogasawara K, Uchikawa M, Satake M. A new antigen SUMI carried on glycophorin A encoded by the GYPA*M with c.91A>C (p.Thr31Pro) belongs to the MNS blood group system. Transfusion. 2020;60:1287-1293. doi: 10.1111/trf.15828
4. Kozakai M, Matsumoto C, Matsumoto M, Takakura A, Matsubayashi K, Satake M. Transfusion. Different growth kinetics in blood components and genetic analysis of Lactococcus garvieae isolated from platelet concentrates. 2020;60(7):1492-1499. doi: 10.1111/trf.15836
5. Okuma K, Kuramitsu M, Niwa T, Taniguchi T, Masaki Y, Ueda G, Matsumoto C, Sobata R, Sagara Y, Nakamura H, Satake M, Miura K, Fuchi N, Masuzaki H, Okayama A, Umeki K, Yamano Y, Sato T, Iwanaga M, Uchimaru K, Nakashima M, Utsunomiya A, Kubota R, Ishitsuka K, Hasegawa H, Sasaki D, Koh KR, Taki M, Nosaka K, Ogata M, Naruse I, Kaneko N, Okajima S, Tezuka K, Ikebe E, Matsuoka S, Itabashi K, Saito S, Watanabe T, Hamaguchi I. Establishment of a novel diagnostic test algorithm for human T-cell leukemia virus type 1 infection with line immunoassay replacement of western blotting: a collaborative study for performance evaluation of diagnostic assays in Japan. Retrovirology. 2020;17(1):26. doi: 10.1186/s12977-020-00534-0
6. Akita T, Tanaka J, Satake M, Lin Y, Wada T, Kato K, Inoue M. Meta-regression Analysis of Sex- and Birth Year-Specific Prevalence of HBsAg and Anti-HCV Among Un-diagnosed Japanese: Data From the First-time Blood Donors, Periodical Health Checkup, and the Comprehensive Health Checkup With Lifestyle Education (Ningen Dock). J Epidemiol. 2020;30(9):420-425. doi: 10.2188/jea.JE20190055
7. Tsuneyama H, Isa K, Watanabe-Okochi N, Ogasawara K, Uchikawa M, Satake M. An unusual variant glycophorin expressing protease-resistant M antigen encoded by the GYPB-E(2-4)-B hybrid gene. Vox Sang. 2020;115(7):579-585. doi: 10.1111/vox.12918
8. Prax M, Spindler-Raffel E, McDonald CP, Bearne J, Satake M, Kozakai M, Rojo J, Hanschmann KO, Lambrecht B, Grundmann U, O'Flaherty N, Klimek A, Bekeredjian-Ding I, Gathof BS, Stormer M, Suβner S, Renke C, Lee CK, Knabbe C, Vollmer T, Keil SD, Shipps ME, Wagner SJ, Jentsch U, Mpumlwana X, Cloutier M, Bringmann P, Lu T, Ramirez-Arcos S, Kou Y, Krut O; ISBT Transfusion-Transmitted Infectious Diseases Working Party, Subgroup on Bacteria. Establishment of Transfusion-Relevant Bacteria Reference Strains for Red Blood Cells. Vox Sang. 2020 Dec 20. doi: 10.1111/vox.13057
9. Abe H, Endo K, Nogawa M, Shiba M, Miyata S, Satake M. In vitro thrombus formation and in vivo hemostasis mediated by platelets irradiated with bactericidal ultraviolet C from xenon flash under flow conditions. Transfusion. 2021;61(1):191-201. doi: 10.1111/trf.16138
10. Sagara Y, Nakamura H, Yamamoto M, Ezaki T, Koga T, Shimamura M, Satake M, Irita K. Estimation of the window period of human T-cell leukemia virus type 1 and 2 tests by a lookback study of seroconverters among Japanese voluntary blood donors. Transfusion. 2021;61(2):484-493. doi: 10.1111/trf.16213