健康研究成果の実用化加速のための研究・開発シス...

健康研究成果の実用化加速のための研究・開発システム関連の隘路解消を支援するプログラム

プロジェクト名；免疫難病治療のための次世代型抗体医薬開発

研究代表：岸本忠三（大阪大学免疫学フロンティア研究センター）

研究分担：仲哲治（医薬基盤研究所）熊ノ郷淳（大阪大学医学系研究科）杉山治夫（大阪大学医学系研究科）協力機関：中外製薬・服部有宏

Project missions

1. 半減期の増加および薬効の増強を図った、より患者負担の

少ない次世代型抗IL-6R阻害抗体の開発

（中外製薬）

2. 抗体医薬品開発における隘路解消のための品質管理を迅

速・簡便に行える手法の樹立

（医薬基盤研究所）

免疫疾患に対する抗体医薬品の有効性と安全性を評価

するためのサロゲートマーカーの同定


3. 免疫難病創薬を目指した新たな標的タンパク質に対する抗

体医薬品の開発

（大阪大学・医薬基盤研究所）


分子標的医薬（抗体医薬）

更に多くの「免疫難病」に適応し、難病に苦しむ人々を健康に！

抗IL-6R抗体は多くの免疫難病に有効である

○サイトカインおよびサイトカインシグナル伝達経路の研究の進歩 →阻害剤・阻害抗体の開発

IL-6R抗体投与

サイトカイン研究の成果

さらに

関節リウマチ・クローン病

若年性特発性関節炎

潰瘍性大腸炎・ベーチェット病

・「免疫システムの破綻」を是正

・治癒困難な「免疫難病」を克服可能

生物学的製剤による

難病横断的治療法開発

Case Reports: 強皮症・アミロイドーシス・再発性多発性軟骨炎・ライター症候群・リウマチ性多発筋痛症・多発性筋炎

Animal Models: 多発性硬化症・ぶどう膜炎・心筋炎・筋萎縮性側索硬化症

抗体分子の特性改良

• 親和性増強（可変領域の改良）

• クリアランス低減（定常領域の改良）

次世代型抗体医薬の開発

寛解！

さらに

5

次世代抗体創製技術

・リサイクリング抗体技術・免疫原性低減技術

・物理化学的特性改良技術・高生産細胞の樹立・製造効率の改良

量が多い抗原に対しても効果を発揮

効果が長時間持続投与の量と頻度を下げて原価を低減

皮下投与が可能に（自己注射）

製造コストの低減

抗体医薬の解決すべき課題

免疫原性の低減

2015/1/27

•量が多い抗原に対しては十分な効果を発揮できない

•細胞内の分子には結合できない

薬効

•薬物が異物として認識され、免疫反応を惹起してしまう

• 抗薬物抗体による作用の減弱

• 投与時の急性反応

副作

用

•投与量が多い場合、静脈内持続注入

•抗原量が多い場合、作用時間が短く、頻回投与

利便

性

•莫大な製造設備への投資

•高い製造原価

•注射剤であることによる医療者の負担増

経済

性

2015/1/27 6

pH依存的に抗原と結合する特性を付与

Nature Biotechnology, 2010

アクテムラリサイクリング抗体（SA237）

リサイクリング抗体（SA237）の第１相臨床試験

抗原と繰り返し結合出来る抗体を創製する技術 • 細胞内（のエンドソーム）で抗原から離れる • 抗原は細胞内（ライソソーム）で分解される • 抗体は血液中に戻り、別の抗原に結合出来る

殆どの標的抗原に適用可能 • 効果が長期間持続する • 投与量・投与頻度が低減できる

アクテムラ 162mg皮下投与

SA237 120mg皮下投与

血漿中抗体濃度（μg

/m

L）

投与後の日数

革新的次世代抗体による薬物動態の制御（服部）

【Recycling antibody技術：pH依存性結合抗体】

対象疾患試験段階試験番号

リウマチ性多発筋痛症(TCZ) Phase II

Phase II

NCT01396317

NCT01713842

巨細胞性動脈炎(TCZ) Phase II

Phase II

Phase III

NCT01450137

NCT01910038

NCT01791153

高安病(TCZ) Phase III NCT02101333

全身性硬化症(TCZ) Phase II/III NCT01532869

多発性/皮膚筋炎(TCZ) Phase II NCT02043548

シェーグレン症候群(TCZ) Phase II/III NCT01782235

べーチェット病(TCZ) Phase II NCT01696929

ぶどう膜炎(TCZ) Phase I/II

Phase I/II

NCT01603355

NCT01717170

視神経脊髄炎（SA237) Phase III NCT02028884

NCT02028884

現在進捗中のトシリズマブ（TCZ）、改良IL-6R阻害抗体SA237の免疫疾患に対するclinical trials（岸本・中外）

安定性の向上

◆ 安定性の低下は、会合化・凝集体等の不

純物の増加、低活性体の増加の原因

・熱安定性、化学的安定性（脱アミド化、

異性化、メチオニン酸化など）

⇒ 原因アミノ酸を同定し、適切なアミノ

酸置換により改善

溶解性の改善

◆ 皮下投与製剤を可能にするには高い溶解

性が必要

（最大投与可能溶液量は1.5mL、用量が

2mg/kgなら100mg/mLの溶解性が必要）

⇒ 分子表面の疎水性アミノ酸の置換やN

型糖鎖の付加により改善

ヘテロジェニティーの低減

◆ 製品の均一性の維持において、ヘテロジェニ

ティーの低減、制御が重要な課題

・糖鎖付加、N末端ピログルタミル化、C末端ア

ミノ酸欠失などの翻訳後修飾が原因

⇒原因アミノ酸もしくは周辺の置換により改善

粘度の改善

◆ 高粘度の抗体溶液の皮下投与製剤の開発

は困難、オートインジェクターの必要性

・可変領域のアミノ酸配列が粘度に影響す

ることが報告されており、アミノ酸置換

によって改善は可能

高品質の抗体製造

抗体分子の物理化学的特性の改良

Project missions



（中外製薬）











次世代型抗体医薬品開発における迅速かつ簡便な品質管理試験

抗体医薬品薬理活性の低下

アレルギー反応

マクロファージ等構造変化

（変性・凝集等）

IL-6

TNFα

IL-1β

抗体産生

新規抗体医薬の有効性・安全性を確保し、開発スピードを加速するためには、立体構造変化を正確・簡便に解析可能な手法の開発が必要

従来の解析法

（HPLC 等）

問題点

1. 多様な不純物の検出が困難

2. 解析に長時間を要する

イオンモビリティ－質量分析装置

レーザー回折散乱測定装置

1. 物質の質量および構造の差異を解析可能である

2. サンプルに含まれる様々な不純物を同定可能である

1. 微小な会合体を検出可能

2. 短時間（1 秒/sample）で解析可能である

解決手段

バイオ医薬特有の不純物（変性体・会合体・細胞由来混入物 etc.）は副作用惹起につながる

【イオンモビリティ質量分析（IM-MS法）】

Synapt HDMS (Waters社)

Drift time

In

ten

sit

y

変性蛋白質

非変性の蛋白質

1.ドリフトタイムの延長 2.分離パターンの変化

分子量（質量）が全く同一の試料でも、見かけの大きさ及び形状の違いを識別できる

質量測定

構造差異による分離

80 90 100 110 120 130 0

100 Control

80˚C, 5 min

80˚C, 45 min

80˚C, 15 min

同一質量、同一イオン価のモビリティの変化

抗体医薬（抗Her2抗体）

80℃ 5～45分処理

IM-MSにて測定

抗体医薬の構造変化をIM-MSのモビリティシフトとして明確に検出できた

イオンモビリティ分析による抗体医薬の構造変化解析（仲）

（側方）

（前方）（後方）

散乱光

散乱角度レーザ光

粒子

（側方）

【レーザー回折散乱を用いた測定のメリット】 ① 小さな粒子から比較的大きな粒子

までシームレスな測定が可能 ② 安価なシステムで解析可能 ③ 迅速に測定可能（1秒/ サンプル）

【レーザー回折散乱法】蛋白質を粒子としてとらえ、そのサイズ変化を簡便・迅速に検出可能

変性（80˚C, 5 min）: 100 nm, 3 µmの凝集体を検出

バイオ医薬品の品質評価に有用な基盤技術・測定機器の開発に成功

当該技術背景をバイオ医薬品におけるSub-visible particle領域の凝集体の粒子系分布測定に活用 →「Aggregates Sizer」として販売

Aggregates Sizer （島津製作所）

既存の測定機器では判別しにくいSVPの検出を実現

相対粒子量

（%

of 総粒子量）

100

50

0

粒子径 (µm)1001010.1

100

50

0

変性前

変性後

変性に伴う凝集体の形成を検出可能

レーザ回折散乱による抗体医薬品の凝集体解析（仲）

各検出法による分子サイズの測定範囲の違い

本検討で開発中の測定系は従来判別出来なかった分子内構造変化検出出来る可能性がある上、従来法と比較して広い測定範囲をシームレスに測定可能な方法である

Current Pharmaceutical Biotechnology, 2009, 10, 373-381を改変

【Monomer & oligomer】【Subvisible particle】【visible particle】

nm mm mm cm (107 nm)

10 100 10 100

動的光散乱法（DLS）

クロマトグラム（SEC）

画像解析粒度分布（MFI）

従来法

レーザー回折法（SALD-7100H）

イオンモビリティ質量分析

(Synapt® HDMS) 新規測定法

SALD：広い範囲の会合体の形成を判定できる測定法である可能性

IM-MS：会合体の判別に加えて分子内構造変化を測定出来る可能性

本プロジェクトで開発しようとする測定系の特徴

抗体医薬品

Project missions



（中外製薬）











多くの生物学的製剤（特にIL-6R抗体）使用時はIL-6で誘導されるCRP・SAAなどの炎症マーカーは使えない!!

肝臓血清 CRP・

SAA

腸炎

関節炎

他の炎症性サイトカイン IL-6 ＋

TNFα, IL-22, IL-1b …

IL-6R阻害抗体、TNF-a中和抗体・・

IL-6抑制下でも炎症や感染症を検出できる新規の炎症マーカーの同定が必要！！

肺炎など感染症

IL-6機能抑制時の有効性・安全性評価の問題点（仲）

X

infliximab(抗TNF-a中和抗体)治療前と治療12週後のRA患者血清をiTRAQ法にて

定量的プロテオーム解析し、治療経過に伴うタンパク質の発現変動を探索した

CRP

LRG

タンパク質名治療前/ 治療12週後

Isoform 1 of C-reactive protein precursor 8.83

FLJ00385 protein (Fragment) 4.42

187 kDa protein 4.10

Leucine rich a2 glycoprotein (LRG) 3.89

Serum amyloid A protein precursor 3.54

IGL@ protein 3.33

Protein S100-A9 2.06

Rel

ativ

e lu

cife

rase

un

its

0

5

10

15

20

25

IL-6 KOマウスにおいて、LPS刺激により

LRGは誘導される

LRGはIL-6以外のサイトカイン、LPSにより

誘導される

Serada S, Naka T, et al, Ann Rheum Dis 2010. & IBD 2012

特許第5246709号 (自己免疫疾患検査用バイオマーカー及び検査方法)

IL-6非依存性に発現する急性期タンパク質LRGをRA患者血清より同定（仲）

0

1

2

3

4

5

6

CRP<0.2

CDAI<2.8

N=16

CRP<0.2

CDAI>2.8

N=38

抗IL-6R阻害抗体投与12週後の患者において、CRPが正常値を示しながらも疾患活動性が高い患者の一部において、血清LRG濃度は高値を示す

LR

G (

ug

/ml)

RAの活動性が低い

CRP低値

RAの活動性が高い

CRP低値

0

2

4

6

8

10

12

14

肺炎発症時治療後

p<0.0001

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

肺炎発症時治療後

n.s

LRGはIL-6R阻害抗体使用時の感染症マーカーとしても有用である

CRP (ug/dl) LRG (ug/ml)

特願2012-84996

LRGはIL-6R阻害抗体使用時の炎症・感染症マーカー

として有効である（仲）

腸炎

関節炎

血清 CRP・

SAA

他の炎症性サイトカイン

肝臓

IL-6

抗IL-6R抗体・・

肺炎・肺結核

＋

TNFα, IL-22, IL-1β…

血清 LRG IIIII IIIII IIIII

炎症局所の細胞

X

LRGの変動で

抗IL-6抑制下での炎症・感染を把握

LRGは、IL-6非依存性に発現するため、IL-6抑制時においても炎症や感染により誘導される

LRGは抗IL-6R抗体使用時などのIL-6抑制時の安全性・

有効性を示すサロゲートマーカーとなる（仲）

特許第5246709号 (自己免疫疾患検査用バイオマーカー及び検査方法 ) 阪大・慶大にて臨床性能試験中

Project missions



（中外製薬）











Kumanogoh A and Kikutani H Nature Rev Immunol 13:802, 2013

セマフォリン分子群セマフォリン受容体分子群

In vertebrates

セマフォリン分子群の機能解明 (熊ノ郷）

MS症例対他中枢系神経疾患症例との比較

特異度

感度

受診者動作特性(ROC)曲線

MS 他中枢系神経疾患

平均±SE

95%点

P<0.001

1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

カットオフ値 Sema4A

感度特異度

2000 36.2% 90.3%

0

50

00

1

00

00

1

50

00

2

00

00

Sem

a4A

(n

g/m

l)

多発性硬化症患者におけるSema4Aの高値血清中のSema4Aは多発性硬化症の診断マーカーとなる (熊ノ郷）

0

1

2

3

4

免疫後の日数

重症度

0

コントロール IgG

抗Sema4A抗体

10 20 30

Sema4A阻害抗体は多発性硬化症などの免疫疾患の

治療薬と成りうる（熊ノ郷）

中外製薬と共同研究で

セマフォリン阻害抗体作成

多発性硬化症モデル以外に

関節炎モデル

腸炎発症モデル

でも治療効果確認

多発性硬化症のモデルマウスEAEにおいて、抗Sema4A抗体は発症を抑制する

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

5

10

15

20

25

30

35

40

活動期

CAI≥6

N=26

寛解期

CAI<6

N=61

3.07

14.13

5.34

活動期

N=5

寛解期

N=5

健常人

N=50

p=0.0218

p<0.00001 p<0.00001

LR

G(u

g/m

l)

LR

G(u

g/m

l)

p<0.00001

LRGは新たな炎症性腸疾患のバイオマーカーとなる（仲）

0

50,000

100,000

150,000

200,000

-2

0

2

4

6

8

10

12 rs=0.353

p=0.0607

CR

P (

mg

/dl)

2 3 4 1

Matts's Score UC (n=29)

LR

G (

U/m

l)

2 3 4 1 Matts's Score UC (n=30)

rs=0.618

p=0.000272

特許5246709号、PMDA戦略相談中、エーディア社、阪大・慶大・医科歯科大消化器内科にて予備臨床性能試験中

LRG欠損マウスでは、腸管上皮の障害が少なく、大腸粘膜の炎症部位への好中球浸潤が抑制されている

WT KO

TNFα

(p

g/m

g P

rot)

0

2

4

6

8

10

12

14 WT KO

0

10

20

30

40

50

60

IL-6

(p

g/m

g P

rot)

LRG欠損マウスでは、腸炎局所での炎症性サイトカイン産生が低下する

大腸における炎症性サイトカインレベル(ELISA)

LRG阻害により、炎症細胞浸潤と炎症

性サイトカイン産生の抑制が可能？

DSS腸炎誘導後の大腸における好中球マーカーLy6G染色（IHC)

LRG KO WT

neutrophils

DSS腸炎誘導後の大腸炎局所では、LRGが主に腸上皮細胞および骨髄系細胞に発現する

DSS腸炎誘導後の大腸におけるLRG発現（IHC）

好中球腸上皮細胞 WT

+DSS day 14 Brown : LRG

LRG KOマウスにおいて炎症性腸疾患は軽減する（仲）

LRG KO

+DSS day 14

WT

+DSS day 14

No DSS

DSS

がん幹細胞を標的とした新規抗体療法の開発 (杉山・保仙）

免疫不全マウスへ移植すると

がんを再構築する

新規抗骨髄腫前駆細胞抗体KML217 新規白血病幹細胞細胞特異的抗体KGE74

:Isotype control

骨髄腫前駆細胞 CD38++CD138-

白血病幹細胞 CD34+CD38-

血液がん幹細胞特異的抗体の同定およびそれを用いた抗体療法の開発

KML217

骨髄腫前駆細胞正常血球細胞

CD45

CD

38

CD138

KGE74

白血病幹細胞正常造血幹細胞

CD

38

血液がん幹細胞

68

7.68

CD

38

CD34

骨髄腫患者骨髄白血病患者骨髄健常人骨髄

抗体医薬の開発における隘路の解消

シーズ探索 GLP GCP GMP 上市

阪大・基盤研

・新規標的

の探索

中外製薬

・次世代型

抗体開発

基盤研

・抗体構造解析

→抗体医薬開発期間の

短縮が可能な技術開発

抗体の分子内構造変化・会合体の解析は、抗体医薬開発のうちのGLP・GMPのステップ期間を短縮することで、より迅速な抗体医薬の上市に資する技術となる

標的分子決定抗体分子作製抗体最適化治験安全性評価

基盤研

・サロゲートマーカー

の開発

Arid5a

IL-6

stabilization

counteract

Reg-1

IL-6mRNAの安定性を制御する分子の発見（岸本）

ご清聴ありがとうございました

健康研究成果の実用化加速のための研究・開発シス...

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