문맥 (context)
면역계는 신체의 많은 복잡한 시스템들 중에서도 가장 복합한 것들 중 하나이다. 많은 상이한 유형의 세포들로 구성되고 많은 상이한 종류의 분자들을 포함하는 광범위하고 복잡한 배열인 인간 면역계는, 신체가 외래 침입자, 예컨대 세균, 바이러스 및 기타 감염성 물질, 및 외래 물질, 예컨대 꽃가루에 반응하도록 한다. 일반적으로, 인간 면역계는 두 가지 부문, 즉 항체-매개 면역(소위 "체액" 또는 "순환" 면역으로도 칭해짐) 및 세포-매개 면역으로 나뉘고, 양자 모두는 임파구에 의해 작동된다. 임파구는 혈액 내에 순환하는 5가지 종류의 백혈세포(백혈구) 중 하나이다. 각기 상이한 기능을 수행하는 수개 종류의 임파구들이 있다. 가장 일반적인 유형의 임파구는 B 임파구(B 세포)이고, 이는 항체 및 T 임파구(T 세포) 생성의 원인이 될 수 있다. 면역계의 세포는 T 세포 및 B 세포뿐만 아니라, 자연살해(NK) 세포, 과립구(또는 다형핵(PMN) 백혈구), 대식세포 및 수지상 세포를 포함한다. 체액계는 T 세포로부터의 도움을 받는 B 세포에 의해 작동되고, 신체의 혈액 및 조직의 감염성 물질을 취급한다. 세포-매개 시스템은 T 세포에 의해 관리되고, 감염된 신체의 세포를 취급한다.
항원은 면역 반응을 자극하거나 유도하는, 주로 거대분자인 물질이다. 단일 미생물은 그것의 복잡한 거대분자의 구조로 인해, 다중 항원(예를 들어, 세포 벽 성분, 난관채, 편모 등의 표면 구조체, 또는 미생물에 의해 생성되는 독소 또는 효소 등의 세포외 단백질)으로 구성된다. 동물 바이러스의 엔벨로프 단백질 중 일부, 및 외피 단백질도 또한 주로 항원성이다. 숙주는 일반적으로 그것의 면역계의 성분과 접촉되는 항원에 특이적으로 반응할 수 있다. 항체-매개 면역 및 세포-매개 면역계 모두는 거의 모든 항원들에 대한 면역 반응에 도달되도록 하는 복잡한 상호작용과 관련된다. 즉, 면역계는 항체-매개 면역, 세포-매개 면역, 또는 양자 모두를 생산하도록 시스템을 자극하는 외래 물질(항원)을 인식할 수 있다.
면역계 복합체는 신체 전반에 걸쳐 산재된 다양한 상이한 세포 유형 및 기관에 의해 구성된다. 이는 1차 및 2차 림프계 기관을 포함한다. 1차 림프계 기관은 골수 및 흉선이다. 면역계의 모든 세포들은 혈액생성으로 칭해지는 공정에서 골수로부터 초기에 유래된다. 혈액생성 중에, 골수-유래 줄기 세포는 면역계의 성숙 세포("B" 세포) 또는 골수로부터 나와, 흉선("T" 세포)에서 성숙하는 세포의 전구체로 분화한다. 골수는 또한 적혈 세포, 혈소판 및 B 세포에 부가하여, 자연살해 세포, 과립구, 및 비성숙 흉선세포를 생산한다. 흉선의 기능은, 성숙 T 세포를 생산하는 것이다. 전(pro)-흉선세포로도 칭해지는 비성숙 흉선세포는 골수를 떠나, 흉선으로 이동하여, 거기에서 성숙한 후, 혈류로 방출된다. 면역계 복합체는 또한 2차 림프계 기관, 예컨대 비장, 임파절 등, 및 혈관과 분리된 순환계 시스템을 포함한다.
B 세포, T 세포, 대식세포, 수지상 세포, 자연살해 세포 및 적혈 세포로 이루어진 비장은 혈액의 면역학적 여과 기관이다. 이주성 대식세포 및 수지상 세포는 비장을 통과하는 혈액으로부터 항원을 포획한다. 이주성 대식세포 및 수지상 세포는 또한 혈류를 통해 항원이 비장에 도달하도록 한다. 대식세포 또는 수지상 세포가 항원을 적당한 B 또는 T 세포에 제시하여, B 세포가 활성화되어 다량의 항체를 생산할 때, 비장에서 면역 반응이 개시된다.
임파관 및 임파절은 임파를 운반하는 한 특별한 순환계의 부분이다. 임파는 백혈세포, 주로 임파구를 함유하는 투명 체액이다. 임파는 신체의 조직을 침액시킨 후, 임파관에서 수집된다. 임파절은 임파관의 네트워크를 점재하고(dot), 수입성 임파관이 임파-함유의 항원을 절에 도달하게 할 때, 임파를 위한 면역학적 여과 기관으로 기능한다. T 세포, B 세포, 수지상 세포 및 대식세포로 주로 구성된 임파절은 대부분의 조직에서 체액을 배출한다. 항원은 임파가 순환으로 돌아가기 전에 임파절에서 임파로부터 여과되어 나온다. 항원을 포획하는 대식세포 및 수지상 세포는 또한 이 외래 물질을 임파절에서 T 및 B 세포에 제시하여, 결과적으로 B 세포를 자극하여 거기에서 항체-분비 혈장 세포로 발달되도록 한다. 항체는 혈류로 들어가는 수출관에 의해 임파절을 떠난다. 임파구는 또한 수출관에 의해 절을 떠나, 림프계의 다른 부위로 이동하거나 혈액 순환에 들어갈 수 있다. 단일 임파구는 매 24시간 마다 1회씩 순환 혈액 및 림프계를 통해 한 순환을 완성한다.
편도, 아데노이드, 집합임파소절(Peyer''s patches), 및 충수도 또한 림프계 조직이다. 집합임파소절(임파구의 주요부)은 편도와 유사하고, 신체 전반, 특히 소화관 및 호흡관의 점막 라이닝에서 발견된다. 집합임파소절 및 다른 임파 응집 난포의 포식성 세포의 기능은, 예를 들어 위벽을 지나 혈액으로 들어가는 부적당하게 소화된 식품 입자로부터 신체를 방어하는 것과, 바람직하지 못한 외래 침입자가 장에 있는 동안 그것을 공격하는 것이다.
B 세포의 주요 기능은 세균, 바이러스 및 종양 세포의 외래 단백질에 대한 반응에서 항체를 생산하는 것이다. T 세포는 주로 2가지 주요 군, 즉 세포독성 T 임파구("Tc" 세포 또는 CTL) 및 헬퍼 T 세포("Th" 세포 또는 T 헬퍼 세포)로 나뉘어 진다. CD4+ T 세포로도 칭해지는 Th 세포는 감염과 싸우는 다른 백혈세포를 활성화하는 분화된 인자의 분비에 의해 면역 반응을 보강하거나 강화하는 기능을 한다. 그것은 B 세포에 의해 항체의 생산을 증진시킨다. CD8+ T 세포로도 칭해지는 Tc 세포는 특정 종양 세포, 바이러스-감염 세포, 및 경우에 따라서는 기생충을 직접 사멸시킬 수 있다. Tc 세포는 또한 면역 반응의 하향-제어에도 중요하다. T 세포의 양 유형 모두는 종종 활성화가 일어나는 부위로서의 2차 림프계 기관(임파절 및 비장)의 의존하나, 그것은 또한 간, 폐, 혈액, 및 장 및 생식관을 비롯한, 신체의 다른 조직들에서도 발견된다.
종종 NK 세포로 칭해지는 자연살해 세포는 다른 한 유형의 임파구를 나타내고, Tc 세포 서브세트와 유사하다. 그것은 흑색종 및 임파종과 같은 특정 종양, 및 바이러스-감염 세포를 직접 사멸하는 작용자 세포로 기능한다. 그것은 세포독성 T 세포와 달리, 그 기능을 수행하기 전에 특이적 항원을 인식할 필요가 없기 때문에, "자연" 킬러(killer)로 일컬어진다. NK 세포는 Tc 세포와 달리, 림프계 기관에서 사전 활성화될 필요없이 그 표적을 사멸하나, Th 세포 분비에 의해 활성화된 NK 세포는 종양 또는 바이러스-감염 표적을 더욱 효과적으로 사멸할 것이다. NK 세포는 종양 세포를 표적으로 하고, 매우 다양한 감염성 미생물들로부터 보호한다. AIDS를 비롯한 수개의 면역결핍 질병들에서, 자연살해 세포 기능은 비정상적이다. 자연살해 세포는 또한 높은 수준의 영향력 있는 림포카인을 분비함으로써 면역 조절에 기여할 수도 있다.
일부 NK 세포는 IgG 항체의 Fc 부분에 대한 표면 수용체(FcγRIII, CD16로도 칭해짐)를 가진다. 그것은 표적 세포 상의 항원과 반응한 항체의 Fc 부분에 대한 수용체를 통해 표적 세포에 결합한다. 이 유형의 세포-매개 면역은 항체-의존성 세포-매개 세포독성(ADCC)으로 칭해진다. NK 세포는 또한 다른 한 면역방어계의 보체의 C3 성분에 대한 수용체를 가져, 표적으로서 C3로 피막된 세포를 인식할 수 있다. ADCC는 예를 들어 원생동물 및 장내기생충에 의해 유발된 다양한 기생충 감염들에 대한 중요한 방어로 사료된다.
작은 임파구는 동일해 보일지라도, 그것들은 세포 표면 상에 담지된 분자에 의해 구별가능하다. 그러한 마커는 B 세포 및 T 세포를 구별할 뿐만 아니라, 상이하게 거동하는 각종 서브세트의 세포들을 구별한다. 예를 들어 모든 성숙 T 세포는 T3(또는 CD3)로 알려진 마커를 담지한다. 또한, 대부분의 헬퍼 T 세포들은, II류 주요 조직학적 상용성 복합체("MHC") 항원을 인식하는 분자인 T4(CD4) 마커를 담지한다. I류 MHC 항원을 인식하는 T8(CD8)로도 알려진 분자는 많은 억제자/세포독성 T 세포 상에 발견된다.
과립구 또는 다형핵 백혈구(PMN)로 집합적으로 칭해지는 백혈세포의 다른 한 군은 3가지 세포 유형들로 구성된다. 이 세포, 호중구, 호산구 및 호염기물은 신체로부터 세균 및 기생충을 제거하는데 중요하다. 호중구는 모세벽을 통과하여 감염된 조직으로 이동하여, 거기에서 침입자(예를 들어, 세균)를 사멸한 후, 나머지를 식세포작용에 의해 둘러싼다. 호산구는 세포독성이며, 침입자에 대해 그 과립의 내용물을 방출한다. 호염기물은 혈액을 떠나, 감염 또는 다른 염증의 부위에 축적하여, 그 과립의 내용물을 배출하며, 예를 들어 영역으로의 혈액 흐름을 증가시키는 다양한 매개자, 예컨대 히스타민, 세로토닌, 프로스타글란딘 및 류코트리엔을 방출한다. 호염기물에 의해 방출된 매개자는 또한 몇가지 알레르기 반응, 예컨대 건초열, 및 벌레물림에 대한 과민성 반응에 중요한 역할을 한다.
단핵세포는 골수에서 혈액 순환으로 방출되는 대형 포식성 백혈세포이다. 단핵세포가 조직에 들어갈 때, 그것은 대식세포로 발달된다. 대식세포는 또한 신체에 들어가는 외래 물질(항원)을 둘러싸는 큰 포식성 세포, 및 신체의 사멸 세포 또는 사멸 중인 세포이다. 대식세포는 면역 반응의 제어에 중요하고, 외래 물질을 취해 소화하여, 이 항원을 T 세포 및 B 세포와 같은 면역계의 다른 세포에 제시하기 때문에 종종 스캐빈저(scavenger), 또는 항원-제시 세포(APC)로 칭해진다. 이는 면역 반응 개시에 있어 중요한 1차 단계들 중 하나이다. 자극을 받은 대식세포는 증가된 수준의 식세포작용을 나타내고, 또한 B 세포 및 T 세포를 활성화하는 것을 돕는 생성물인 인터류킨-1(IL-1)을 분비한다.
수지상 세포는 또한 골수에서 발생하여, APC로서 기능한다. 그것은 주로 림프계 기관, 예컨대 흉선, 임파절 및 비장의 구조적 구획에서 발견되나, 혈류 및 기타 조직에서도 발견된다. 수지상 세포는 항원을 포획하거나, 그것을 림프계 기관에 도달하게 하여 거기에서 면역 반응이 개시되는 것으로 판단된다.
병원체성 미생물에 대한 숙주 방어 및/또는 면역과 관련된 면역학적 시스템의 중요 특성은 특이성, 기억 및 내성을 포함한다. 예를 들어, 항체 또는 반응성 T 세포는 그 형성을 유도하는 항원과 특이적으로 반응하고; 다른 항원과는 반응하지 않을 것으로 이해된다. 일반적으로, 이 특이성은 교차 반응성도 가능할지라도, 효소-기질 특이성 또는 수용체-리간드 특이성과 동일한 차원의 것이다. 면역 반응의 특이성은 클론 선택에 의해 설명된다. 일차 면역 반응 중에, 특이적 항원은 특이적 임파구의 선재 클론을 선택하여, 그 활성화, 증식 및 분화를 자극한다. 또한, 일단 면역계가 특이적 유형의 항체 또는 반응성 T 세포를 생산하도록 반응하면, 더욱 많은 항체 또는 활성화된 T 세포들을 보다 급속히, 또한 보다 많은 양을 생산할 수 있는 것으로 이해되며, 이는 2차(또는 기억) 반응으로 칭해진다. 동물은 일반적으로 자체의(잠재적으로 항원성인) 성분에 대해 면역학적 반응을 겪지 않는 것으로 인지된다. 동물은 자체 가능히 항원성인 성분과 반응할 수 없거나 그 반응에 대해 내성이 있다고 일컬어진다. 이는 정상적 조건 하에서, "자기" 항원에 대한 면역 반응(자가면역 반응으로 칭해짐)이 일어나지 않도록 확실히 한다. 내성은 수많은 방식들로 발생되나, 본질적으로 면역계는 "자기" 성분과 "비-자기"(외래) 항원을 구분할 수 있고; "비-자기"와는 반응하나 "자기"와는 반응하지 않는다. 경우에 따라 동물들에서, 내성이 "파괴되어", 자가면역 질병을 초래할 수 있다.
항체-매개 및 세포-매개 면역 반응의 생물학적 활성은 상이하며, 감염 유형에 따라 서로 다양해진다. 항체-매개 면역과 관련된 수개의 부류 또는 유형의 항체들(및 각종 유형의 하위부류)이 있다. 특이적 항원에 대한 반응에서 생성되는 모든 부류의 항체들은 항원과 입체화학적으로 반응하나, 다른(상이한) 항원과는 반응하지 않는다. 숙주는 수천개의 상이한 항원들에 대한특이적 항체를 생산할 수 있는 유전적 능력을 가지나, 적당한(특이적) 항원성 자극이 있을 때까지는 그러하지 않다. 클론 선택으로 인해, 숙주는 상술한 바와 같이, 혈액(혈장), 임파, 및 많은 혈관외 조직에서 발견되는 항원과 반응할 상동적 항체만을 생산한다. B 임파구와 항원의 상호작용, 및 그것의 항체-분비 혈장 세포로의 분화 후에 항체-매개 면역 반응이 일단 일어나면, 분비된 항체는 항원에 결합하고, 이는 다시 그것을 중화하거나 신체로부터 제거한다.
한편 세포-매개 면역은, "휴지 T 세포"(pT 세포)로서 전구체 형태로 존재하는 작용자 T 세포로 칭해지는 특이적 집단의 T-임파구의 의해 매개된다. 이 세포는 특이적 항원에 대한 수용체를 가지고 있고, 다른 세포의 표면 상에 이 항원을 인식한다. 그 항원에 의한 자극은 T 세포 활성화를 초래한다. 보다 큰 T 세포는 비유사분열성 사이클에 들어가, 이 유형의 면역의 원인이 될 수 있는 활성을 갖는 작용자 T 세포를 재생산하고 발달시킨다. 그것은 또한 기억 T 세포라 칭해지는 동일한 반응성 T 세포의 클론으로 발달된다. 상술한 바와 같이, 신체 내의 대부분의 T 세포들은 2개 서브세트들 중 하나에 속하고, CD4 및 CD8로 표시되는 2개 당단백질 중 하나 또는 다른 하나의 표면 상에서의 존재에 의해 구분된다. 이 분자들 중 어느 분자가 존재하는지가 T 세포가 결합할 수 있는 세포의 유형을 결정한다. CD8를 갖는 T 세포(CD8+ T 세포)는 항상 I류 MHC 단백질과 연합하여 항원을 인식하고, 통상적으로 세포독성 T 세포로 기능한다. 신체의 거의 모든 세포들이 I류 MHC 분자를 발현한다. CD4를 갖는 T 세포(CD4+ T 세포)는 항상 다른 세포의 표면 상의 II류 MHC 단백질과 연합하여 항원을 인식한다. 단지 분화된 항원-제시 세포는 수지상 세포, 포식성 세포, 예컨대 대식세포, 및 B 세포를 비롯한 II류 MHC 분자를 발현한다. CD4+ T 임파구는 일반적으로 T 헬퍼 세포로 기능한다.
Th1 세포 및 Th2 세포를 포함하는 T 헬퍼 세포는 항원과 반응하고, 림포카인을 생산한다. Th1 및 Th2 세포는 그 림포카인 프로파일에 따라 구별될 수 있다. 모든 T 세포들과 같이, Th 세포는 흉선에서 생긴다. 그것에 항원-제시 수지상 세포에 의해 항원이 제시될 때, 그것은 증식하기 시작하여 활성화된다. 2종류의 수지상 세포, 즉 DC1 세포(단핵세포에서 분화) 및 DC2 세포(임파구에서 유래된 것으로 보임)가 있다.
Th1 세포(소낭성 구획에 세포내 존재하는 병원체 제거와 관련된 염증성 Th1 세포)는 DCl형 수지상 세포가 항원을 항원에 대한 T 세포 수용체(TCR)에 제시하여 인터류킨 12(IL-12)을 분비할 때, 생산된다. 이 측분비 자극은 Th1 세포를 활성화하여, 그 자체의 림포카인, 특히 종양-괴사 인자-베타(TNF-β)(임파독소로도 알려짐) 및 인터페론-감마(IFN-γ)를 분비한다. 이 림포카인은 대식세포를 자극하여, 그것이 식세포작용에 의해 둘러싼 세포를 사멸한다. 그것은 부위 생성 염증에 다른 백혈구를 보충한다. Th1 세포는 세포-매개 면역, 및 세포내 병원체, 예컨대 예를 들어 리스테리아(Listeria) 및 마이코박테리움 투베르쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis)의 억제에 필수적이다.
Th2 세포(B 세포에 의한 항체 생산에 필요한 "진정한" 헬퍼 Th2 세포)는 DC2형 수지상 세포가 항원을 항원을 위한 T 세포 수용체, 추정컨대, 하나 이상의 측분비 자극제에 제시할 때 생성된다. Th2 세포에 의해 분비된 주요 림포카인은, B 세포에서 분류-스위칭을 자극하고, 그것의 IgE 항체 합성을 촉진하며, 더 많은 전(pre)-Th 세포들이 Th2 경로로 들어가도록 촉진하는 양성-피드백 장치로 작용하고, IL-12 수용체의 발현을 막음으로써 흉선 내의 전-Th 세포가 Th1 경로로 들어가는 것을 억제하는 인터류킨 4(IL-4)이다. IL-4는 또한 B 세포가 항체-분비 혈장 세포 및 기억 B 세포를 증식하거나 그것으로 분화하도록 한다. IL-4는 다른 세포는 제외한, 항원에 자체 결합한 부근에 있는 B 세포만을 활성화하여, 면역 반응의 특이성을 지탱한다. Th2 세포도 또한 인터류킨 5(IL-5, 호산구를 유인하고 활성화함), 인터류킨 10(IL-10, DC에 의해 IL-12 생산을 억제하고, 전(pre)-Th 세포의 Th1 세포로의 성숙을 방지함), 및 인터류킨 13(IL-13, 이 또한 IgE 항체의 합성을 촉진함)를 생산한다.
Th2 세포의 활성화도 또한 그것이 인터류킨 2(IL-2)의 생산을 시작하도록 하고, IL-2에 대한 막 수용체를 발현하도록 한다. 분비된 IL-2는 Th2 세포의 증식을 자동적으로 자극한다. 예를 들어, IL-2는(항원에 결합한) 다른 T 세포 상의 IL-2 수용체에 결합하여 그것의 증식을 자극한다. IL-2에 부가하여, 자극을 받은 Th2 세포는 또한 각종 측면의 면역 반응을 매개하는, IFN-γ 및 인터류킨 6(IL-6)을 생산한다. IFN-γ는 자연살해 세포를 그것의 완전 세포용해성 가능한 상태로 활성화하고, 대식세포의 활성제이며, 이에 따라 그것의 항종양 활성을 증가시킨다. 대식세포가 세포내 기생충에 의해 감염될 경우, 그것은 대식세포를 활성화하고, 이는 다시 기생충을 파괴한다. IFN-γ는 또한 세포독성 임파구의 항종양 활성을 강화하고, NK-세포의 비특이적 활성을 증가시키고, B 세포의 분화를 조절하고 면역글로불린의 분비를 증가시키는 인자들 중 하나이다. IL-6은 수개의 유형의 백혈구들을 자극하고, 거기에서 급성 상태의 단백질을 생산한다. 그것은 B 세포가 항체 형성(혈장) 세포로 분화하도록 유도하는데 있어 특히 중요하다. 이에 따라, Th2 세포는 B 세포에 대한 도움을 제공하고, 항체-매개 면역에 필수적이다.
세포독성 T 임파구는 그것의 표면에서 신규 또는 외래 항원을 나타내는 세포(예를 들어, 바이러스-감염된 세포, 또는 종양 세포, 이식 조직 세포를 사멸할 수 있다. CD8+ CTL는 또한 2개 서브세트, 즉 Th1 세포와 같이 IFN-γ를 분비하는 Tcl, 및 Th2 세포와 같이 IL-4를 분비하는 Tc2로 나뉜다.
세포-매개 면역 반응은 또한 종양 세포의 파괴, 및 동물의 조직 이식 거부에 역할을 한다. 조직 이식에 있어 주요 문제는 거부반응으로서, 이는 종종 "외래" 세포에 대한 세포-매개 면역 반응에 기초한다(그 이유는 그것이 완전한 항원성 매치가 아니기 때문이다). 종양 세포는 정상 세포에서는 보이지 않는 특이적 항원을 함유하기 때문에, 그것은 또한 외래 물질로 인식될 수 있고, 세포-매개 면역의 힘에 의해 파괴될 수 있다. 종양 세포가 동물에 있어 정규적인 기반 하에 발달할 경우, 그것은 체크 시에 그것을 제거하거나 보류하는 세포-매개 면역일 수 있다. 나이가 들어감에 따라 인간의 많은 유형의 암(종양)들의 발생율의 증가는 약 25년 일어나는 면역계의 피크 효율의 감소와 상관 관계가 있을 수 있다.
세포-매개 면역의 발현과 관련된 세포 유형들의 개요는 다음과 같다. Tc 임파구는 I류 MHC와 연합하여 표면 상에 외래 항원을 갖는 세포를 사멸하고, 감염된 세포가 그 표면 상에 미생물 항원을 나타내는 한, 세포내 기생충(세균 또는 바이러스)을 하버링하는 세포를 사멸할 수 있다. Tc 세포는 종양 세포를 사멸하고, 이식 세포의 거부반응에 원인이 될 수 있다. Tc 세포는 표적 세포 상의 항원-I류 MHC 복합체를 인식하고, 그것과 접촉하며, 세포를 융해하는 표적 세포로 과립의 내용물을 직접적으로 방출할 수 있다. Th 임파구는 항체-분비 혈장 세포에서 B 세포의 발달에 대한 "헬퍼" 인자인 림포카인을 생산한다. 그것은 또한 작용자 T 임파구의 분화 및 대식세포의 활성을 자극하는 특정 림포카인을 생산한다. Th1 세포는 II류 MHC와 연합하여 대식세포 상에 항원을 인식하여, (IL-1에 의해) 활성화되어, 대식세포 및 NK 세포를 활성화하는 IFN-γ를 유도하는 림포카인을 생산한다. 이 세포는 지연형 과민증 반응을 유도하는 세포-매개 면역 반응의 각종 측면들을 매개한다. Th2 세포는 APC 상에 II류 MHC와 연합하여 항원을 인식한 후, 인터류킨, 및 특이적 B 세포 및 T 세포의 증식 및 활성을 자극하는 기타 물질을 생산한다. 대식세포는 T 세포 상호작용, 발달, 및 증식을 개시하는 항원-제시 세포로서 중요하다. 대식세포는 또한 세포-매개 면역 반응에서 생산되는 활성화된 IFN-γ에 의해 활성화되기 때문에, 세포-매개 면역의 발현에 관여한다. 활성화된 대식세포는 증가된 포식 가능성을 가지고, 염증을 유발하여 많은 세균 및 기타 세포를 파괴하는 가용성 물질을 방출한다. 자연살해 세포는 그것의 MHC 유형과 무관하게 신규 항원을 갖는 세포를 융해하고, 심지어 MHC 단백질을 갖지 않는 일부 세포를 융해하는 세포독성 세포이다. NK 세포는 MHC 유형과 무관하게, 또한 항원에 대한 이전 감작(노출)과 무관하여, 외래 항원(예를 들어, 종양 세포)을 나타내는 세포를 사멸하는 능력에 의해 정의된다. NK 세포는 IL-2 및 IFN-γ에 의해 활성화되고, 세포독성 T 임파구와 동일한 방식으로 세포를 융해할 수 있다. 일부 NK 세포는 IgG 항체의 Fc 도메인에 대한 수용체를 가지고 있어, 표적 세포의 표면 상의 IgG의 Fc 부분에 결합하여, 항체-의존성 세포-매개 세포독성을 통해 표적 세포를 사멸하는 세포용해성 성분을 방출할 수 있다.
세포 증식 및 분화에 영향을 주는 세포외 인자는 사이토킨으로 정의되었다. 이는, 세포-매개 면역의 발현과 관련된 각종 세포들의 분화, 증식 및 활성에 영향을 주는 T-임파구에 의해 생산되는 단백질인 림포카인을 포함한다. 일반적으로, 림포카인은 (1) 순환 백혈구 및 임파구를 면역학적 합체의 부위에 집중시키고; (2) B 세포 및 T 세포의 발달 및 증식을 자극하며; (3) 포식성 작용을 위해 대식세포를 자극하고 제조하고; (4) 자연살해 세포를 자극하며; (5) 항바이러스 커버 및 활성을 제공함으로써 기능한다. 각종 중요한 림포카인의 개요는 다음과 같다. 초기에 임파구 활성화 인자로 칭해진, IL-1은 주로 대식세포의 생산물이고, 각종 유형의 세포들에 다양한 영향을 미친다. 그것은 T 세포 및 B 세포의 성장 조절자로 작용하고, 간세포와 같은 다른 세포가 숙주 방어와 관련된 단백질을 생산하도록 유도한다. IL-1은 호중구를 위한 화학주성 구배를 형성하고, 고열을 일으키는 내인성 발열원으로 작용한다. 이에 따라, IL-1은 면역 반응 및 염증성 반응 모두에서 중요한 역할을 한다. IL-2는 T 세포의 증식을 자극하고, NK 세포를 활성화한다. IL-3은 줄기 세포의 증식 및 비만 세포의 분화를 제어한다. IL-4는 B 세포 증식 및 증진된 항체 합성을 유발한다. IL-6(인터페론-베타2, 혼성체 성장 인자, B-세포 분화 인자, 및 간세포 자극 인자로도 칭해짐)은 B 세포 분화 및 항체 생산, 및 T 세포 활성화, 성장 및 분화에 영향을 미치고, 아마도 감염 또는 상해에 의해 개시되는 염증성 및 면역 반응의 매개에 주요 역할을 가진다. IL-8는 호중구를 위한 화학주성 유인제이다. IL-13은 IL-4의 많은 성질들을 공유하고, 염증성 및 면역 반응의 강한 조절자이다. IFN-γ는 T 세포에 의해 생산되고, 림포카인으로 간주될 수 있다. 그것은 경우에 따라 "면역 인터페론"으로 불리어진다(인터페론-알파는 "백혈구 인터페론"으로 칭해지고, 인터페론-베타는 "섬유아세포 인터페론"으로 칭해짐). IFN-γ는 감염된 세포에서의 바이러스성 단백질 합성의 억제를 비롯한 수개의 항바이러스 효과를 가진다. 그것은 또한 대식세포 및 NK 세포를 활성화하고, IL-1, IL-2, 및 항체 생산을 자극한다. 임파독소는 종양 괴사 인자를 포함한다. T 세포는 TNF-베타를 생산하고, 한편 TNF-알파는 T 세포 및 기타 유형의 세포에 의해 생산된다. TNF는(떨어져 있는) 종양 세포를 비롯한 세포를 사멸하는 기능을 한다. 모든 유형의 포식성 백색 세포들을 분화하고 분할하도록 유발하는 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자(GMCSF)를 비롯한 수개의 콜로니 자극 인자(CSF)가 있다.
B 세포 및 T 세포 상의 항원에 대한 막 수용체의 성질은 매우 잘 이해된다. 각 B 세포는 세포가 생산되도록 프로그래밍된 항체에 대해 특이적으로 상응하는 대략 105개 막-결합 항체 분자(IgD 또는 IgM)를 가진다(이 수용체는 BCR로 칭해짐). B 세포 상의 CD32(FcγRII)는 IgG의 Fc 영역에 대한 수용체이다. B 세포 상의 CD21 및 CD35는 보체 성분에 대한 수용체이다. 각 T 세포는 그 표면에 노출된 특이적 항원-결합 T 세포 수용체(TCR)의 약 105개 분자를 가진다. TCR은 항체와 유사하나 동일하지 않다. TCR이 상이한 2가지 유형의 T 세포, 즉 알파/베타(αβ) T 세포 및 감마/델타(γδ) T 세포가 있다. 알파/베타 T 세포의 TCR은 항원-제시 세포의 표면 상에 I류 MHC 분자로 표시되는 이분자 복합체에 결합한다. 상술한 바와 같이, 대부분의 Th 세포는 CD를 발현하고, 반면 대부분의 Tc 세포는 CD8을 발현한다.
BCR 및 TCR은 모두 그것이 총체적 막 단백질이고, 세포 표면에 노출된 수천개의 동일한 복사체들 내에 존재하며, 세포가 항원을 만나기 전에 제조되며, DNA의 세그먼트의 재조합에 의해 어셈블리된 유전자에 의해 코딩되고, 수용체의 표면 및 에피토프의 표면의 상보성, 및 항원 수용체의 에피토프에 대한 성공적 결합의 의존하고 다만 부가적인 신호가 동반될 경우 세포를 자극하여 Go를 남기고 세포 사이클 및 반복 체세포분열에 들어가서 동일한 항원 수용체를 갖는 세포의 클론, 즉 동일한 특이성의 세포의 클론의 발달을 야기하는, 에피토프(또는 항원성 결정자)라고 불리는 항원의 부분에 비공유 결합하는 독특한 결합 부위를 가진다는 점에서 유사하다. BCR 및 TCR은 구조, 그것을 코딩하는 유전자, 및 그것이 결합하는 에피토프의 유형의 면에서 상이하다.
항원이 상피 표면을 통과할 때 일차 면역 반응의 유도가 시작된다. 그것은 궁극적으로 대식세포 또는 특정 다른 부류의 항원 제시 세포, 예컨대 B 세포, 단핵세포, 수지상 세포, 랑게르한스 세포, 및 내피 세포와 접촉하게 된다. 항원, 예컨대 세균성 세포는 세포이물흡수에 의해 내면화되고, APC에 의해 "가공된" 후, 면역적격 임파구에 "제시되어", 면역학적 반응의 초기 단계를 개시한다. (예를 들어) 대식세포에 의한 가공은, 항원성 물질이 세포 표면 상에서 II류 MHC 분자와 연합하여 막 표면에 부착하도록 초래한다. 항원-II류 MHC 복합체는 T-헬퍼(Th2) 세포에 제시되어, 대식세포의 막 상에 II류 MHC 분자와 연합된 가공된 항원을 인식할 수 있다. 이 상호작용은 대식세포에 의해 분비된 IL-1의 자극과 함께 Th2 세포를 활성화할 것이다.
상기 나타낸 바와 같이, B 세포는 그 자체가 APC로서 거동한다. B 세포의 표면 상의 항체 수용체에 결합된 가교결합된 항원은 II류 MHC 분자와 함께, B 세포 막 상의 일부 항원의 내면화 및 발현을 유발한다. Th2 세포는 II류 MHC 분자와 함께 항원을 인식하여, B 세포를 자극하여 항체-분비 혈장 세포 및 기억 B 세포가 되도록 하는 각종 림포카인을 분비한다. 항원이 수용체를 가교결합시킬 수 없을 경우에도, 그것은 B 세포 의해 세포내 이입되어, 가공되며 II류 MHC와 연합하여 표면을 되돌아갈 수 있으며, 거기에서 그것은 B 세포 분화 및 증식을 개시하도록 활성화될 특이적 Th2 세포에 의해 인식될 수 있다. 어느 경우에서도, 전반적 B 세포 반응은 항체-매개 면역을 초래한다.
B 세포 표면 상의 항원 수용체는 유전적으로 그 생산이 프로그래밍된 특이적 유형의 항체인 것으로 사료된다. 그러므로, 독특한 항체 분자의 생산 능력을 특징으로 하는 B 세포의 하위 그룹이 수천개 있다. B 세포는 또한 대식세포의 표면 상의 상동적 항원, 또는 가용성 항원과 반응할 수 있다. B 세포는 항원과 결합하고, 동시에 부근 Th2 세포에 의해 생산된 IL-4에 의해 자극을 받고, B 세포는 자극을 받아, 성장하여 각기 동일한 항체 분자를 생산할 수 있는 동일한 B 세포의 클론을 형성하도록 분할한다. 활성화된 B 세포는 다량의 항체를 합성하여 분비하는 혈장 세포로 더 분화하여 기억 B 세포가 된다. 혈장 세포에 의해 생산되고 분비된 항체는 그 형성을 유도한 상동적 항원과 특이적으로 반응할 것이다. 많은 이 반응들은 숙주 방어를 초래하고, 병원체에 의한 재감염을 예방하게 된다. 기억 세포는 2차면역 반응에 역할을 한다. 혈장 세포는 비교적 수명이 짧으나(약 1 주), 이 기간 중에 다량의 항체를 생산한다. 한편, 기억 세포는 비교적 수명이 길고, 후속하여 항원에 노출 시에 급속히 항체-생성 혈장 세포로 변환된다.
예를 들어. 세포독성 T 세포가 세포(주로 변경된 자기 세포, 단 가능히 이식된 조직 세포 또는 진핵 기생충)의 막 상에 I류 MHC와 연합된 가공된 항원을 인식할 때, 세포 매개 면역의 발생이 시작된다. Th2 세포에 의해 생산된 IL-2에 의한 자극 하에, Tc 세포는 활성화되어, 그 표면 상에 신규 외래 항원을 나타내는 세포를 융해할 수 있는 세포독성 T 임파구가 되며, 이는 세포-매개 면역의 일차적 표시이다. 항원-제시 대식세포 및 Th 세포 간의 상호작용은 대식세포를 자극하여, 세포 상에 국소적으로 작용하여, Th-세포를 자극하여 분화하여 그 자체의 사이토킨(이는 임파구로부터 생기기 때문에 림포카인으로 불릴 수 있음)을 생산하도록 하는 인터류킨-1를 생산하여 분비한다. 이 림포카인은 각종 기능들을 가진다. IL-4는 부근 B 세포에 대해 중간 효과를 가진다. IL-2는 상기한 바와 같이 T 세포에 대해 중간 효과를 가진다.
백혈구는 또한 세포-세포 및 세포-기질 상호작용을 매개하는 결합-촉진 수용체를 발현한다. 이 접착성 상호작용은 조혈 및 흉선세포 성숙의 제어, 백혈구의 조직 간 통과 및 이동의 주도 및 조절, 및 면역 및 비-면역 염증성 반응의 발달에 대해 중요하다. 수개 부류의 결합 수용체들이 규명되었다. 백혈구 인테그린 부류는 CD18로 표시되는 공통 베타 서브유닛을 공유하는 3개의 알파-베타 이종이량체성 막 당단백질을 포함한다. 각 3개의 원의 알파 서브유닛, 임파구 기능 연합된 항원-1(LFA-1), 대식세포 항원-1(Mac-1) 및 p150은 CD11a, b, 및 c로 각기 표시된다. 이 결합 분자는 백혈구의 면역 및 염증성 반응에 있어 중요한 역할을 한다. 백혈구 인테그린 부류는 이에 또한 인테그린 상위부류이며, 그것의 원은 진화적으로, 구조적으로 또한 기능적으로 관련이 있다. 백혈구에서 발견되는 다른 한 인테그린 하위부류는, "매우 늦은 활성화 항원 "VLA-1 및 VLA-2이 본래 T-세포 활성화가 늦는 것으로 나타나기 때문에, 소위 VLA 군이다. 이 부류의 원은 주로 세포외 기질 결합 수용체로 기능하고, 조혈 및 비-조혈 세포 모두에서 발견된다. 그것은 조직 기관, 임파구 재순환 및 T-세포 면역 반응을 비롯한 다양한 세포 기능들에서 역할을 한다. 다른 한 인테그린 하위부류인, 사이토어드헤신은 세포외 기질 단백질과 결합하는 내피 세포 및 혈소판 상의 수용체이다. 결합 수용체의 2차 부류는 면역글로불린 상위부류이며, 그것의 원은 T-세포 접착성 상호작용에 관여하는 CD2, LFA-3, 및 ICAM-1, 및 T 및 B 세포의 항원-특이적 수용체, CD4, CD8, 및 MHC I류 및 II 분자를 포함한다. 결합 수용체의 다른 한 인식 부류는 공통 렉틴 도메인을 특징으로 하는 셀렉틴이다. 쥐 회귀 수용체, MEL-14의 인간 동종체인 백혈구 결합 분자-1(LAM-1)는 백혈구에서 발현되고, 한편 내피 백혈구 결합 분자-1(ELAM-1) 및 과립 막 단백질(GMP-140)은 자극을 받은 내피 세포 및 활성화된 혈소판에서 발현된다.
면역 반응의 활성화는 사이토킨에 부가하여 물리적 세포-세포 접촉을 필요로 한다. 이에 따라, 예를 들어 B 및 T 세포 전구체의 발달은 간질 세포와의 친밀한 접촉을 필요로 한다. 3개 이상의 중요 세포-세포 접촉 이벤트가 면역 반응의 발생을 위해 필요하다. 첫 번째는 특이적 항원의 나이브 T 세포와의 초기 접촉이다. MHC 제시에 대한 요건으로 인해, 이는 절대 세포 접촉 이벤트이다. 정상적 상황 하에서는, 중요 항원 제시 세포는 수지상 세포이다. MHC/펩티드-TCR 상호작용에 부가하여, 수지상 세포-T 세포 상호작용에 중요한 다른 비-항원 특이적 막 결합 리간드-수용체 쌍이 있다. 중요한 것은, 수지상 세포 상의 2개 리간드인 B7.1(CD80) 및 B7.2(CD86) 중 하나와의, T 세포 상의 CD28 분자의 연합이다. 이 분자는 부수적 분자라고 하고, CD28 분자는 필수적인 2차 신호를 T 세포에 전달하는 것으로 이해되어지며, 그 신호가 없을 경우 T 세포는 활성화되지 않는다.
두 번째 필수적 세포-세포 접촉은 활성화된 T 세포와 항원-특이적 B 세포 간의 접촉이다. 대부분의 항원들은 T 세포-의존성이고, 즉 항원에 대한 항체 반응은 절대적으로 T 세포 도움을 필요로 한다. 이 도움은 사이토킨 및 세포-세포 접촉에 의해 전달된다. 세포는 표면 Ig을 통해 특이적 항원을 결합시킨 후, 내면화하며, 그것을 II류 MHC 분자에 제시한다. 이는 그것이 특이적 항원으로부터의 헬퍼 에피토프에 대해 특이적인 T 세포에 의해 인식될 수 있도록 한다. 이 세포-세포 상호작용은 또한 B 세포 상의 B7에 대한 CD28 결합을 필요로 한다. 또한, T 세포 활성화 시에 발현이 유도되는, CD40 리간드 또는 CD154라 불리는 분자는 B 세포 상에서 CD40에 결합한다. CD40 가교결합은 B 세포 증식을 촉진하고, 배중심 B 세포의 세포사멸을 방지하고, 면역글로불린 이소타입 스위칭을 촉진한다. CD28-B7 및 CD40-CD40L 수용체 리간드 상호작용은 상호간의 활성화를 유발하는 B 및 T 세포 간의 교통에 필수적이다.
면역 반응에 필수적인 세 번째 세포-세포 상호작용은(배중심이라 불리는 림프계 기관에서 분화된 구조로 이동한) 활성화된 B 세포의, 소포 수지상 세포(FDC)에 대한 결합이다. FDC는 긴 수명의 면역 복합체의 형태로 비변형된, 즉 가공되지 않은 항원을 고정하는 분화된 간질 세포이다. 다른 분자들 중, FDC는 CR2 수용체를 통해 배중심 B 세포에 결합하고 혈장 세포로의 분화를 자극하는 CD23이다.
일차 면역 반응이 숙주 방어로서 효과적으로 되기 전에 시간이 필요하다. 항원은 APC에 의해 인식되어 취해지며 소화되고 가공되어 제시되어야 한다. 몇 개의 선택 Th 세포는 항원과 반응하여 응답해야 하고; 기존 B 또는 T 임파구는 항원을 만나, 작용자 세포(혈장 세포 또는 Tc 세포)를 증식하여 분화해야 한다. 항체-매개 면역의 경우, 항체 수준은 그 숙주가 내성을 갖도록 효과적 생리학적 농도로 증강되어야 한다. 이 면역이 항체의 존재로 인해, 많은 개월수 또는 연수, 또는 심지어 평생 동안 지속될 수 있을지라도, 효과적 면역 수준에 도달하는데에는 수일 또는 수주가 소요될 수 있다. 자연적 감염에서, 접종물이 작고, 미생물 복제 동안 항원성 자극이 증가하더라도 처음 수일동안 단지 소량의 항체가 형성되고, 감염 후 약 1주 후까지 순환 항체가 검출될 수 없다.
2차 면역 반응의 유도와 관련하여, 미생물 항원에 대한 재노출(항원에 대한 2차 노출) 시에, 가속된 면역학적 반응, 즉 2차 또는 기억 반응이 있는 것으로 이해되어진다. 단지 1 내지 2일 후에, 보다 많은 양의 항체가 형성된다. 이는 일차 면역 반응 중에 형성된 특이적 기억 B 세포 또는 기억 T 세포의 활성에 기인한다. 이 기억 세포는 상동적 항원에 자극을 받을 때, 이미 항원을 보았던 것을 "기억"하고, 작용자 세포로 급속히 분할하고 분화할 수 있다. 기억 세포를 자극하여 매우 높은(효과적인) 수준의 지속 순환 항체를 생산하는 것은, 인간 및 애완동물에 "부스터"형 백신접종을 제공하는 것의 기초이다. 이에 따라, 항원에 대한 1차 노출 후에, 면역 반응(혈청 중 특이적 항체의 농도에 따라 입증됨)은 수일간에 걸쳐 점차적으로 전개되어, 2 내지 3 주 내에 낮은 정체기(plateau)에 도달하며, 주로 비교적 짧은 시간 내에 감쇠되기 시작한다. 항원을 2차 시기에 만날 때, 2차(기억) 반응은 항체의 농도를 급속히 증가시켜, 보다 더 높은 수준의 혈청에 도달하며, 이는 비교적 긴 시간 동안 지속될 수 있다. 항체의 보호 수준은 1차 노출만으로 도달될 수 있으나, 주로 높은 수준의 보호 항체가 장기간에 걸쳐 확실히 지속되도록 하기 위해, 면역계를 항원성 자극을 반복할 필요가 있다.
면역글로불린 분자(Ig로 약칭됨)는, 쇄간 이황화 결합, 즉 이웃 시스테인 잔기의 술프히드릴기 간의 공유결합을 통해 거대분자의 복합체로 결합된, 2개의 동일한 중쇄 폴리펩티드(H2L2) 및 2개의 동일한 경쇄 폴리펩티드로 구성된 다량체성 단백질이다. 혈장 세포의 특이적 클론에 의해 각기 생성된 각종 부류의 인간 항체 단백질들이 있다. 5개 인간 면역글로불린 부류가 그것의 중쇄 조성을 기초로 하여 정의되고, IgG, IgM, IgA, IgE, 및 IgD로 칭해진다. IgG-류 및 IgA-류 항체는 하위부류, 즉 IgGI, IgG2, IgG3, 및 IgG4, 및 IgA1 및 IgA2로 더 나뉜다. 쇄내 이황화 결합은 동일한 폴리펩티드 쇄의 상이한 영역을 결합시키고, 이는 인접 아미노산과 함께 면역글로불린 도메인을 구성하는 루프의 형성을 초래한다. 아미노-말단의 부분("NH2-말단" 또는 "N-말단"으로도 불림)에서, 각 경쇄 및 각 중쇄는 항체 간에 아미노산 조성에 있어 상당한 다양성을 나타내는 단일 가변 영역을 가진다. 경쇄 가변 영역, VL은 중쇄의 가변 영역, VH와 연합하여, Fv라 불리는 면역글로불린의 항원 결합 부위를 형성한다.
가변 영역에 부가하여, 각 항체 쇄는 하나 이상의 불변 영역을 가진다. 경쇄는 단일 불변 영역 도메인을 가진다. 이에 따라, 경쇄는 하나의 가변 영역 및 하나의 불변 영역을 가진다. 중쇄는 수개의 불변 영역 도메인을 가진다. IgG, IgA, 및 IgD 항체 내의 중쇄는 CH1, CH2, 및 CH3로 표시되는 3개의 불변 영역 도메인을 가진다. IgM 및 IgE 항체 내의 중쇄는 4개의 불변 영역 도메인, 즉 CH1, CH2, CH3 및 CH4을 가진다. 이에 따라, 중쇄는 가변 영역, 및 3 또는 4개의 불변 영역을 가진다. 면역글로불린 구조 및 기능이 예를 들어, [Harlow 등 편저, Antibodies: A Laboratory Manual, 제14장, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor (1988)]에서 고찰된다.
면역글로불린의 중쇄는 또한 3개의 기능성 영역들, 즉 Fd 영역(VH 및 CH1,즉 중쇄의 2개 N-말단의 도메인을 포함하는 단편), 힌지 영역, 및 Fc 영역(불변 영역에서 유래되고 펩신 소화 후에 형성된 "단편 결정화가능한 "영역)로 나뉠 수 있다. 경쇄와 조합하여 Fd 영역은 Fab("단편 항원-결합")을 형성한다. 각 Fab의 아미노 말단에서 항원이 입체화학적으로 항원-결합 영역과 반응할 것이므로, IgG 분자는 2가이며, 즉 그것은 2개의 항원 분자에 결합할 수 있다. Fc는 세포 상의 면역글로불린 수용체 및 보체 캐스캐이드의 초기 요소와 상호작용하는 도메인을 함유한다. 이에 따라, Fc 단편은 일반적으로 면역글로불린의 작용자 기능, 예컨대 보체 고정 및 Fc 수용체에 대한 결합의 원인이 되는 것으로 간주된다. 펩신은 경우에 따라 또한 중쇄의 3번째 불변 도메인(CH3) 전에 절단하여 큰 단편 F(abc) 및 작은 단편 pFcb를 제공한다. 이 용어는 또한 다른 면역글로불린의 유사 영역에 대해 사용된다. IgG, IgA, 및 IgD 부류 항체에서 발견되는 힌지 영역은 유연성 스페이서로 작용하여, Fab 부분이 공간에서 자유롭게 이동하도록 한다. 불변 영역과 대조적으로, 힌지 도메인은 구조적으로 다양하고, 면역글로불린 부류 및 하위부류 간에 서열 및 길이가 다양하다.
예를 들어, 힌지 영역의 길이 및 유연성은 IgG 하위부류들 간에 다양하다. IgG1의 힌지 영역은 보고에 따르면 아미노산 216-231을 포함하고, 그것은 자유로운 유연성을 가지므로, Fab 단편은 대칭축 주변을 회전하고, 두개의 중쇄간 이황화 연결기 중 첫 번째 것에 중심을 둔 구 내에서 이동한다. IgG2는 IgG1보다 짧은 힌지, 및 보고에 따르면 12개 아미노산 잔기 및 4개의 이황화 연결기를 가진다. IgG2의 힌지 영역은 글리신 잔기가 결핍되어 있고, 그것은 비교적 짧으며, 중쇄간 이황화 연결기에 의해 안정화된, 강건한 폴리-프롤린 이중 나선을 함유한다. 이 성질은 IgG2 분자의 유연성을 제한한다. IgG3은 그것의 독특한 확장된 힌지 영역(약 IgG1 힌지 길이의 4배)에 의해 다른 하위부류와 상이하고, 62개 아미노산(21개 프롤린 및 11개 시스테인)을 함유하며, 비유연성 폴리-프롤린 이중 나선을 형성하는 것으로 보고되어 있다. IgG3에서, Fab 단편은 Fc 단편에서 비교적 떨어져 있어, 분자에 보다 큰 유연성을 제공한다. IgG3 내의 신장된 힌지는 또한 다른 하위부류에 비해 보다 큰 분자량의 원인이 될 수 있다. IgG4의 힌지 영역은 IgG1의 힌지 영역보다 짧고, 그것의 유연성은 IgG1의 유연성 및 IgG2의 유연성의 중간이다. 힌지 영역의 유연성은 보고에 따르면 IgG3 003e# IgG1 003e# IgG4 003e# IgG2 순으로 감소한다. 4개 IgG 하위부류는 또한 그것의 작용자 기능에 대해 상호 상이하다. 이 차이는 가변 영역, Fab 단편, 및 불변 Fc 단편 사이의 상호작용에 대한 차이를 비롯하여 구조상의 차이와 관계가 있다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어 CH2 영역 내의 글리코실화와 별도로, 이 지식에도 불구하고, 이 하위부류의 분자의 서열의 상이한 기능들, 예를 들어 ADCC, CDC, 및 기타 기능의 변화, 조절, 부가 또는 제거를 비롯한, 특성을 변화시키기 위한 수단 또는 방법에 대한 규칙 또는 규약이 정해져 있지 않다.
결정학적 연구에 따라, 면역글로불린 힌지 영역은 3가지 영역들, 즉 상부 힌지 영역, 코어 영역, 및 저부 힌지 영역으로 기능적으로 하위분류될 수 있다. [Shin 등의, 1992 Immunological Reviews 130 : 87]을 참고한다. 상부 힌지 영역은 CH1의 카르복실 말단에서 비롯하여 이동을 제한하는 힌지 내의 1차 잔기, 일반적으로는 2개 중쇄 사이에 쇄간 이황화를 형성하는 1차 시스테인 잔기까지 포함한다. 상부 힌지 영역의 길이는 항체의 세그먼트 유연성과 상관 관계가 있다. 코어 힌지 영역은 중쇄간 이황화 연결기, 및 저부 힌지 영역은 CH2 도메인의 아미노 말단 끝을 결합하고, CH2 내에 잔기를 포함한다. Id. 인간 IgG1의 코어 힌지 영역은, 이황화 결합 형성에 의해 이량체화될 때 추축으로 작용하여 유연성을 부여하는 것으로 판단되는 환형 옥타펩티드를 초래하는 서열 Cys-Pro-Pro-Cys을 포함한다. 힌지 영역은 또한 수많은 구조적으로 구분되는 유형의 탄수화물 부착 부위를 포함하는, 하나 이상의 글리코실화 부위를 함유할 수 있다. 예를 들어, IgA1은 힌지 영역 내에 17개 아미노산 세그먼트 내에 5개 글리코실화 부위를 포함하고, 이는 분비성 면역글로불린에 대해 유리한 성질로 간주되는, 장 프로테아제에 대한 힌지 영역 폴리펩티드의 내성을 부여한다.
면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드 서열의 구조 및 유연성에 의해 허용되는 형상 변화는 또한 항체의 Fc 부분의 작용자 기능에 영향을 줄 수 있다. Fc 영역과 연합된 작용자 기능의 3가지 일반적 범주는 (1) 정통적 보체 캐스캐이드의 활성화, (2) 작용자 세포와의 상호작용, 및 (3) 면역글로불린의 구획화를 포함한다. 상이한 인간 IgG 하위부류는 보체를 고정하거나 보체 캐스캐이드의 단계들을 활성화하여 증폭시키는 상대 효능이 다양하다. 예컨대, [Kirschfink, 2001 Immunol. Rev. 180 : 177; Chakraborti 등, 2000 Cell Signal 12 : 607; Kohl 등, 1999 Mol. Immunol. 36 : 893; Marsh 등, 1999 Curr. Opin. Nephrol. Hypertens. 8 : 557; Speth 등, 1999 Wien Klin. Wochenschr. 111 : 378]을 참고한다.
보체-의존성 세포독성(CDC)은 특이적 표적 세포, 예컨대 종양 세포의 클리어런스를 위한 중요한 메커니즘인 것으로 판단된다. CDC는 캐스캐이드 방식으로 서로에 의해 활성화되는 일련의 효소들로 구성되는 이벤트들의 스트림이다. 보체는 하기 4가지 주요 기능들에 의해 달성되는, 항원의 클리어런스에 중요한 역할을 한다: (1) 국소적 혈관확장; (2) 면역 세포, 특히 식세포(chemotaxis)의 유인; (3) 식세포작용(옵소닌화)을 위한 외래 유기체의 태깅; 및 (4) 막 공격 복합체(MAC 공격)에 의한 침입 유기체의 파괴. 중심 분자는 C3 단백질이다. 정통적 경로 또는 대안적 경로의 성분에 의해 2개 단편으로 분할되는 것은 효소이다. 항체, 특히 IgG 및 IgM는 정통적 경로를 포함하고, 한편 대안적 경로는 지질다당류(LPS)와 같은 세균 생성물에 의해 비특이적으로 자극을 받는다. 요약컨대, C3 분할 생성물은 포식성 면역 세포에 대해 화학주성을 갖는 작은 펩티드 C3a를 포함하고, C5로부터의 C5a 단편의 방출을 초래함으로써 국소 혈관확장을 초래한다. C3의 다른 부분인 C3b는 외래 유기체의 표면 상의 항원을 피복하고, 파괴를 위해 유기체를 옵소닌화하는 작용을 한다. C3b는 또한 보체 시스템의 다른 성분과 반응하여, C5b, C6, C7, C8 및 C9로 구성된 MAC을 형성한다.
일반적으로, IgG1 및 IgG3는 가장 효과적으로 보체를 고정하고, IgG2는 덜 효과적이며, IgG4는 보체를 활성화하지 않는다. 보체 활성화는 캐스캐이드에서 1차 성분 C1의 서브유닛인 C1q이 항원-항체 복합체에 결합함으로써 개시된다. 칩에 대한 결합 부위가 항체의 CH2 도메인에 위치할지라도, 힌지 영역은 캐스캐이드를 활성화하는 항체의 능력에 영향을 준다. 예를 들어, 힌지 영역이 결핍되어 있는 재조합 면역글로불린은 보고에 따르면 보체를 활성화할 수 없다(Shin 등, 1992). 힌지 영역에 의해 부여되는 유연성이 없이, 항원에 결합된 항체의 Fab 부분은 C1q이 CH2에 결합하는데 필요한 형상을 채택할 수 없을 수 있다. 상기 문헌을 참고한다. 힌지 길이 및 세그먼트 유연성은 보체 활성화와 상관 관계가 있는 것으로 보고되었으나, 그 상관 관계는 절대적이지 않다. 예를 들어 IgG4와 같이 경질인 변경된 힌지 영역을 갖는 인간 IgG3 분자는 여전히 효과적으로 캐스캐이드를 활성화할 수 있다.
힌지 영역의 부재, 또는 기능성 힌지 영역의 결핍은, 면역 작용자 세포 상에서 Fc 수용체에 결합하는 특정 인간 IgG 면역글로불린의 능력에 영향을 줄 수 있다. 면역글로불린의 Fc 수용체에 대한 결합은 항체-의존성 세포-매개 세포독성을 용이하게 하고, 이는 상기한 바와 같이 종양 세포의 제거를 위해 중요한 메커니즘인 것으로 추정된다. 인간 IgG Fc 수용체(FcR) 부류는 3개 군, 즉 높은 친화성으로 IgG를 결합시킬 수 있는 FcγRI(CD64), 및 보다 낮은 친화성의 수용체인 FcγRII(CD32) 및 FcγRIII(CD16)으로 나뉜다. 각각의 3개 수용체와 면역글로불린 간의 분자적 상호작용은 자세하게 정의되지는 않았으나, 실험적 증명은 CH2 도메인의 힌지 인접 영역 내의 잔기는 항체 및 Fc 수용체 간의 상호작용의 특이성에 있어 중요할 수 있음을 가리킨다. 힌지 영역이 결핍된 재조합 IgG3 키메라 항체 및 IgG1 골수종 단백질은 보고에 따르면 FcγRI에 결합할 수 없고, 이는 아마도 CH2에 대한 접근성이 감소되기 때문이다. [Shin 등, 1993 Intern. Rev. Immunol. 10 : 177, 178-79]
통상적 항체의 H2L2 구조에 대한, 비통상적이고 명백히 진화적으로 관련이 없는 예외가 낙타류(낙타, 단봉낙타(dromedaries) 및 라마에서 발견되는 면역글로불린의 일부 이소타입에서 일어나고, [Hamers-Casterman 등, 1993 Nature 363 : 446; Nguyen 등, 1998 J. Mol. Biol 275 : 413), 너스 상어(Roux 등, 1998 Proc. Nat. Acad. Sci. USA 95 : 11804), 및 점박이 은상어(Nguyen 등, "Heavy-chain antibodies in Camelidae; a case of evolutionary innovation", 2002 Immunogenetics 54 (1): 39-47)]를 참고한다. 이 항체는 중쇄 가변 영역만을 이용하여 항원-결합 영역을 명백히 형성할 수 있고, 즉 이 기능성 항체는 단지 중쇄의 동종이량체("중쇄 항체" 또는 "HCAb"로 칭해짐)이다. 양 종류 모두에서, 이 가변 영역은 종종 경쇄 가변 영역의 결핍에 대한 보상을 도울 수 있는 확장된 3차 상보성 결정 영역(CDR3)을 함유하고, 추정컨대 결합 부위의 안정화를 돕는 CDR 영역들 사이에 빈번한 이황화 결합이 있다. [Muyldermans 등, 1994 Prot. Engineer. 7 : 1129; Roux 등, 1998]. 그러나, 중쇄-단독 "항체"의 정확한 기능은 알려지지 않았고, 그것이 형성되도록 하는 진화적 영향력이 규명되지 않았다. 예를 들어 [Nguyen 등, 2002, 이하 상술한 바와 동일함]를 참고한다. 낙타, 라마 및 알파카를 비롯한 낙타류도 또한 이 동물들에서 단지 대안적 항체 구조로 존재하는 것으로 나타나지 않는 통상적 H2L2 항체, 및 중쇄-단독 항체를 발현한다.
낙타류 중쇄-단독 면역글로불린의 가변 영역(VHH) 및 통상적(H2L2) 중쇄 가변 영역은 통상적 VH 및 VL 도메인 간의 계면에 관련될 수 있는 수개 위치들에서의 차이를 비롯한 아미노산 차이를 포함한다. [Nguyen 등, 1998 J. Mol. Biol 275 : 413; Muyldermans 등, 1994 Prot. Engineer. 7 : 1129]. 낙타류는 VHH 보고에 따르면 힌지, CH2, 및 CH3 도메인을 함유하고 CH1 도메인은 결핍되어 있는 IgG2 및 IgG3 불변 영역과 재조합된다. [Hamers-Casterman 등, 1993 Nature 363 : 446]. 유리하게, VHH는 VH 위치와 구별되는 염색체 위치에 의해 코딩되고(Nguyen 등, 1998, 이하 상술한 바와 동일함), 이는 낙타류 B 세포가 항원 인식 및 분화의 복합체 메커니즘을 진화시켰음을 가리킨다. 이에 따라, 예를 들어 라마 IgG1는, VH가 힌지, CH1, CH2 및 CH3 도메인을 함유하는 불변 영역과 재조합하는 통상적(H2L2) 항체 이소타입이고, 반면 라마 IgG2 및 IgG3는 CH1 도메인은 결핍되어 있고, 경쇄를 함유하지 않는 중쇄-단독 이소타입이다.
면역글로불린의 부류는 상이한 물리적 및 화학적 특성을 가지고, 독특한 생물학적 성질을 나타낸다. 그것의 합성은 면역 반응 및/또는 감염 과정 중에, 상이한 단계들에서 상이한 속도로 일어난다. 숙주 내성(면역)에 있어 그것의 중요성 및 기능은 상이하다.
약 150,000 달톤(150 kD)의 분자량을 갖는 단백질인 면역글로불린 G(IgG)는 혈청에서 보편적인 Ig이다. 그것은 임의의 주어진 시간에서 동물에서 발견되는 총 항체의 약 80%를 구성하고, 이는 총 혈청 항체의 75%이다. 그것은 혈류에서 나와 혈관외 공간으로 확산되어 나갈 수 있고, 그것은 거기에서 발견되는 가장 일반적인 Ig이다. 조직 체액 중 그것의 농도는 염증 중에 증가되고, 그것은 세균 세포외 독소 및 바이러스의 중화에 있어 특히 효과적이다. 그것은 또한 옵소닌화 능력 및 보체-고정 능력을 가진다. 모든 IgG1 항체 분자들의 Fc 영역의 폴리펩티드 조성물은 항체 특이성과 무관하게 비교적 불변이나; 상술한 바와 같이, Fab 영역은 항상 그것의 항원성 특이성에 따라 정확한 그것의 아미노산 서열이 상이하다. 분자의 Fc 부분의 특이적 아미노산 영역은 식세포 및 특정 다른 세포 상에서 수용체에 의해 인식되고, Fc 도메인은 항체-매개 면역의 발현을 위해 종종 필요한, 보체에 결합하여 그것을 활성화하는 펩티드 영역을 함유한다. IgG 분자가 2가이기 때문에, 그것은 항원 분자를 가교결합시킬 수 있고, 이는 항원의 석출 또는 교착을 초래할 수 있으며; IgG가 미생물 세포 또는 표면 상에서 항원에 결합할 경우, 그것의 Fc 영역은 식세포에서 특이적 수용체에 의해 인식될 외인성 리간드를 제공할 수 있다. IgG 분자에 의해 피막된 미생물 세포 또는 바이러스는 식세포작용을 위해 옵소닌화되고, 옵소닌화된 병원체는 취해져 그것의 비-옵소닌화된 상대측에 비해 식세포에 의해 더욱 용이하게 파괴된다. IgG, 및 IgM 및 IgA는 세균 외독소를 비롯한 독소의 활성을 중화시킨다. 또한, 세포의 표면 상의 가교결합된 IgG 분자는 혈청으로부터의 보체에 결합하여 그것을 활성화하여, 반응의 캐스캐이드를 셋-오프시켜 세포의 파괴를 초래할 수 있다.
IgM는 감염 과정 중에 혈류에서 나타나는 1차 면역글로불린이다. 그것은 주로 혈류에 억류되고, 혈액-보유 병원체로부터의 보호를 제공한다. IgM는 약 10% 혈청 면역글로불린을 구성하고, (약 900 kD의 분자량을 갖는) 5개 면역글로불린 분자 쇄의 오량체가 Fc 도메인이 유사하도록 배치한다. 단량체성 서브유닛들 간의 공유결합에 부가하여, 엔타머는 J 쇄로 일컬어지는 15 kd 폴리펩티드에 의해 안정화된다. 그러므로, IgM는 10의 이론 "가"를 가진다(즉, 그것은 Fab 도메인에 10번 노출된다). 아마, IgM의 가장 중요한 역할은, 주어진 입상 항원에서의 효율로, 혈액-보유 병원체에 대한 면역 반응에서 처음 기능하는 능력이다. IgM은 또한 보체에 강하게 결합하고, 미생물 표면에 결합된 IgM 항체는 옵소닌으로 작용하여, 미생물을 식세포작용에 더 잘 영향받도록 한다. 보체 및 IgM의 존재 하에, 총 미생물 세포은 사멸되어 융해될 수 있다. 상술한 바와 같이, IgM은 또한 막투과 단량체로서 성숙 B 세포의 표면에 나타나고, 거기에서 그것은 항원에 결합 시에 B 세포를 활성화할 수 있는 항원 수용체로 기능한다.
림프계 발달 중의 면역글로불린 위치에서의 유전자 재배열은 다양한 항원 수용체들을 발현하는 B 임파구의 레퍼토리를 발생시킨다. 재배열-활성화 유전자("RAG") 재조합효소에 의해 촉매되는 유전자 재배열은 면역글로불린 V, D 및 J 유전자 세그먼트에 합체되어, IgM 항체의 중쇄 및 경쇄를 코딩하는 재배열 면역 글로불린을 생산적으로 제공한다. 이 일차 레퍼토리에서의 IgM 항체의 다양성은 조합 메커니즘(특별한 항체에서 이용되는 V, D 및 J 유전자 세그먼트의 선택), 및 결합 다양성에 의해 달성된다. V, D 및 J 유전자 세그먼트의 결합은 다소 비정확하고, 뉴클레오티드는 비주형 방식으로 결합부에서 삽입될 수 있다. 그러므로 V-D-J 경계부에서 매우 높은 정도의 다양성이 수득된다. 이는 항체 인식에서 종종 중요한 역할을 하는 영역인, 항체의 3차 상보성 결정 영역의 구조적 다양성을 주요 방식으로 기여한다. IgM 항체의 이 일차 레퍼토리는 수백만가지 상이한 구조들을 포함한다. 이 레퍼토리의 크기는 임의의 유입 항원은 허용가능한 친화성으로 항원을 인식하는 항체를 만나기 쉬움을 의미한다. 고친화성 결합 부위는 대부분의 유입 항원들에 대해 이용가능하지 않을 수 있으나(레퍼토리가 충분히 크지 않음), 일차 레퍼토리에서의 이용가능한 IgM 항체의 친화성은 항원에 따라 다양할 것이다. 에피토프가 항원의 표면에서 고밀도로 되풀이되는 경우(예를 들어, 바이러스 또는 세균의 표면 상의 반복된 구조), IgM 항체는 그럼에도 불구하고, 항원성 에피토프와 면역글로불린 결합 부위 간의 개별적 상호작용의 낮은 친화성에도 불구하고, 유기체의 클리어런스를 매개해는데 효과적일 수 있다. 에피토프의 밀도는 IgM와의 다가 상호작용을 허용할 수 있고, 이에 따라 항원성 에피토프의 적당한 스페이싱이 일어날 수 있는 경우, 고친화성 상호작용을 초래한다. 그럼에도 불구하고, 효과적이고 특이적 반응을 확실히 하기 위해, 특히 항원 농도가 낮은 경우(신체가 매우 작은 수의 감염 바이러스 입자를 접할 때), 예를 들어 감염 유기체를 중화하는데 이용가능할 수 있는 것이 바람직할 것이다. 일차 레퍼토리의 크기는 그러한 고친화성 항체가 이 레퍼토리에 존재할 가능성으로부터 이동한다. 그러므로, 면역계는 2-단계 전략을 이용하여 작용한다. IgM 항체의 일차 레퍼토리는 유전자 재배열의 공정에 의해 발생되고, 초기 임파구 발달 중에 항원 인카운터 전에 일어난다. 그러나, 일단 외래 항원을 만날 경우, 적당한(알바이트 저친화성) 항체를 코딩하는 일차 레퍼토리 내의 그 B 세포는 선택적으로 확장되고, 지정 과다변이 및 항원-매개 선택이 반복하여 변경된다. 이는 생산된 항원-특이적 항체의 친화성이 상당히 성숙되도록 한다. 항원 촉발은 또한 이소타입 스위치 재조합을 주동한다. 이에 따라, 외부 항원 자극 및 임의의 모계 유래 면역글로불린의 부재 하에, 혈청은 유전자 재배열에 의해 발생된 다양한 변이화된 IgM 분자만을 함유할 것이다. 이 레퍼토리는 연속적 항원 노출의 결과로서 연령에 따라 이동하여, 보다 연령이 높은 동물의 혈청 면역글로불린의 대부분은 항원 선택의 결과로서 특이성이 발달한 변이화 IgG(및 IgA) 분자로 구성된다.
IgA는 혈청에서 약 160 kD의 H2L2 단량체로서 존재하고, 분비물에서는 약 400 kD의 H2L2 단량체의 이량체로서 존재한다. IgM의 경우, 중합(이량체화)은 J-쇄를 통해 이루어진다. IgA는 상이한 중쇄에 따라, 2개 하위부류, 즉 IgA1 및 IgA2를 가진다. IgA1는 골수에서 생성되어, 혈청 IgA의 대부분을 구성한다. IgA1 및 IgA2 모두는 GALT(위장 연결 림프계 조직)에서 합성되어, 점막 표면에 분비된다. IgA는 국소 합성되어 신체의 장액 분비물로 분비될 수 있기 때문에, 그것은 경우에 따라 분비성 항체 또는 sIgA로 칭해진다. 정량적으로, IgA는 IgG보다 큰 양으로 합성되나, 그것은 혈청에서 보다 짧은 반감기(6일)를 가지고, 분비성 생성물에서 소실된다. 혈청 내 IgA의 농도는 총 항체 중 약 15%이다. 이량체성 IgA의 분비는 분비성 성분으로 칭해지는 1OO kD 당단백질에 의해 매개된다. 그것은 외분비선을 통한 신체에서 점막 표면으로의 배출 능력의 원인이 되는, IgA 분자에 대한 분비성 조각의 부가이다. IgM은 유사하게 운송되어 분비성 항체의 작은 분율을 구성할 수 있다. 분비성 IgA는 신체의 위장 체액, 코 분비물 침, 눈물 및 다른 점액성 분비물에 존재하는 우세한 면역글로불린이다. IgA 항체는 신체의 점막 표면, 특히 호흡기, 장관 및 비뇨생식관의 감염에 대한 내성에 있어 중요하다. IgA는 미생물 부착 또는 초기 콜로니형성으로부터의 점막 표면의 보호 피막으로 작용한다. 그것은 또한 점막 표면 상의 독소 활성을 중화할 수 있다. 호흡기 점막에서 유래되는 단핵세포 및 호중구에서 발견되는 IgA-피복 미생물을 위한 Fc 수용체는, 폐, 적어도 병원체의 옵소닌화에서 역할을 할 수 있음을 제안한다. 분비성 IgA는 또한 우유, 즉 초유를 통해 수유모에서 신생아로 전달되고, 이는 많은 병원체, 특히 GI 관에 의해 들어가는 병원체에 수동 면역을 제공한다.
IgE는 약 190 kD의 면역글로불린으로, 총 혈청 면역글로불린의 약 0.002%에 해당한다. 그것은 호흡기 및 장 상피 아래에서 혈장 세포에 의해 생성된다. IgE의 대부분은 조직 세포, 특히 비만 세포에 결합된다. 감염 제제가 IgA 장벽을 투과하는데 성공할 경우, IgE에 의해 관리되는 MALT(점막에 연결된 림프계 조직) 시스템인 다음 방어선에 도달하게 된다. IgE는 비만 세포 상에 특이적 IgE Fc 수용체에 대해 매우 단단히 결합된다. 항원과의 접촉은 비만 세포로부터 염증의 매개자를 방출시키고, 이는 효과적으로 보체, 식세포, T 세포 등에 대한 화학주성 인자를 비롯한, 면역 반응의 각종 제제를 보강한다. 이 반응의 공지 발현이 아토피성 알레르기(예를 들어, 두드러기, 천식, 건초열 등)의 중간 과민증 반응의 한 유형일지라도, MALT 반응은 염증성 반응을 증대하고 병원체의 거부반응을 용이하게 할 수 있기 때문에, 방어 메커니즘으로 작용할 수 있다.
IgD는 단량체성 형태로 IgG와 유사한 약 175 kd의 분자이다. IgD 항체는 B 임파구의 표면 상에 대부분 발견된다. 동일한 세포는 또한 IgM 항체를 담지할 수 있다. 상술한 바와 같이, IgD 및 IgM는 B 세포 활성화 및 억제의 조절을 위한 상호 작용 항원 수용체로 기능하는 것으로 사료된다. 이와 같이, IgD는 면역조절 기능을 가질 수 있다.
옵소닌화, 보체 활성화의, 및 ADCC에 부가하여, 항체는 입체 장애, 독소 중화, 교착 및 석출을 비롯한, 숙주 방어의 다른 기능들을 가진다. 입체 장애와 관련하여, 항체는 미생물의 표면에 결합하여 영향받기 쉬운 세포 또는 점막 표면에 부착하는 것을 막거나 방지할 수 있는 것으로 이해된다. 바이러스성 성분에 대한 항체는 영향받기 쉬운 숙주 세포에 대한 바이러스의 부착을 박고, 이에 의해 감염성을 감소시킬 수 있다. 분비성 IgA는 점막 표면에 대한 병원체의 부착을 막을 수 있다. 독소-중화 항체(항독소)는 가용성 세균 독소와 상호작용하여 독소의 그것의 특이적 표적 세포 또는 기질과의 상호작용을 막을 수 있다. 항체는 또한 미생물 또는 가용성 항원의 표면과 결합하여 그것이 교착하거나 석출하도록 할 수 있다. 이는 입자의 덩어리가 크기면에서 더 크기 때문에 분리된 감염성 단위의 수를 감소시키고, 그것을 더욱 용이하게 포식되게 한다. 식세포는 중화된 독소의 덩어리 및 응집물을 제거할 수 있다.
항체는 치료에서의 용도를 위해 제안되었다. 인간 및 마우스를 비롯한 동물은, 항체가 실질적으로 모든 항원성 결정자를(그에 결합함으로써) 인식하여 유사한 에피토프들을 식별할 수 있도록 하는 능력을 가진다. 질병 유기체에 대한 보호의 기초를 제공할 뿐만 아니라, 항체가, 신체에서 발견되는 다른 유형의 분자들, 예컨대 정상 세포의 표면 상에 존재하는 수용체 또는 다른 단백질, 및 특유하게 암 세포의 표면 상에 존재하는 분자를 표적으로 하는 유인성 후보물질로 만든다. 이에 따라, 항체의 현저한 특이성은 그것을 유망한 인간 치료제로 만든다.
정맥내 감마글로불린과 같은 용도에 사용가능한 초기 항체 제제는, 세균(파상풍, 폐렴연쇄구균)를 파괴하고 감염된 개인의 혈액 내의 바이러스(A 및 B형 간염, 광견병, 사이토메갈로바이러스, 및 수두 바이러스(varicella zoster))를 중화하기 위해 생체내 사용된 동물 및 인간 항혈청을 포함한다. 가능히, 가장 중요한 초기 용도는 내독소의 사용이었다. 그러나, 임의의 항원에 대한 면역계의 반응이 심지어 가장 단순한 경우에도 "다클론성"이기 때문에, 즉 시스템이 결합 영역 및 작용자 영역 모두에서 광범위한 범위의 구조들의 항체를 제조하기 때문에, 인간 치료에 있어 항체 사용과 관련하여 문제들이 있다. 다클론 항체 치료는 또한 바람직하지 못한 부정적 영향과 관련된다. 이 항체 제조의 다클론 성질에 부가하여, 오염 바이러스가 감염될 우려가 있었다. 혈청병 및 과민증도 또한 제한 인자로 간주되었다. 또한, 단일 항체-분비 세포를 단리하여 그것을 배양액에 두고자 할 경우에도, 모든 정상 체세포의 제한된 성장 가능성으로 인해 수세대 후에 사멸할 것이다.
1970년대 후반까지, 면역화 동물의 혈액 혈청으로부터 수득된 다클론 항체는 질병의 연구 또는 치료를 위한 항체의 소스만을 제공하였다. 특이적 항체의 단리는, Kohler 및 Milstein이 혈장 세포의 단일 클론에 의한 제조로 인해 모두 동일하게 되는 단일 특이성을 갖게 되고, 또한 무한정 성장할 수 있는 "단일클론 항체"의 제조 방법을 발견할 때까지 본질적으로 불가능하였다. 이 기술은 1975 공보(Nature 256 : 495-97)에 기재되어 있고, Kohler 및 Milstein은 그 업적으로 인해 의학부문에서 1984년 노벨상을 수상하였다.
Kohler 및 Milstein의 단일클론 항체의 생산 기술의 첫 번째 단계는 관심 항원을 갖는 실험 동물을 면역화하는 것을 포함한다. 그 실험의 대부분에서, Kohler 및 Milstein는 마우스에게 양의 적혈 세포를 주입하였다. 마우스의 신체는 면역 반응을 개시하여 항원에 대한 특이적인 항체를 생산하기 시작한다. 이어서, 마우스의 비장을 제거하고, 관심 항체를 생산하는 B 세포를 단리한다. 이어서, 배양액 내에서 성장한 종양-생성 세포를 폴리에틸렌 글리콜을 이용하여 B 임파구와 융합시켜, "혼성체"를 생산한다. 융합으로 수득된 혼성체만이 살아남을 것이다. 비장 임파구는 제한된 수명을 가지므로, 골수종과 융합하지 않은 임의의 B 세포는 배양액에서 죽을 것이다. 부가적으로, B 세포의 항체-생성 측면이 결핍된 세포는 하이포자틴-아미노프테린티미딘(HAT) 배지에서의 성장에 필요한 효소 HGPRT를 분비하지 않을 것이다. 세포가 성장하는 HAT 배지는 뉴클레오티드 합성 경로를 억제한다. HGPRT를 생산하는 세포는 이 경로를 우회하여 성장을 계속할 수 있다. 융합된 세포를 HAT 배지에 둠으로써, 진정한 혼성체를 단리할 수 있다. 이어서, 단리된 혼성체 세포를 원하는 항원에 대한 특이성에 대해 선별한다. 각 혼성체가 하나의 B 세포에서 비롯된 것이기 때문에, 그것은 하나의 항체의 복사체를 만든다. 항체 관심은 배양액에서 성장하여, 다량의 단일클론 항체를 생산하여, 이는 이어서 단리되어 추가 사용된다. 이 기술은 체세포 혼성화라고 불리고, (관심의 특정 항체의 불멸성 및 생산 모두에 대해 선택된) 수득된 혼성체는 무한정 배양될 수 있고, 즉 그것은 가능히 불멸 세포주이다.
단일클론 항체는 이제 진단 및 의료용 시약으로 널리 사용되고 있다. 그러나 그것의 인간 치료에의 도입은 훨씬 더 느렸다. 한 주요 난점은, 마우스 항체가 외래 물질로서 인간 면역계에 의해 "보여진다"는 것이다. 인간 환자는 그것에 대해 면역 반응을 일으키고 HAMA("인간 항마우스 항체")를 생산한다. 이는 치료 항체가 숙주로부터 급속히 제거되도록 할 뿐만 아니라, 신장에 손상을 야기하는 면역 복합체를 형성한다.
HAMA의 문제를 감소시키기 위한 시도로 2가지 접근법이 사용되었다. 첫 번째는 유전공학을 이용하여 마우스 단일클론 항체의 항원-결합 부분(가변 영역)이 인간 항체의 작용자 부분(불변 영역)에 융합된 키메라 항체를 생산하는 것이다. 두 번째 접근법에서는, 설치동물 항체를 상보성 결정 영역(CDR) 그라프팅 또는 "인간화"로 알려진 기술을 통해 변경하였다. 이 방법에서, 중쇄의 3개 CDR 및 경쇄의 3개 CDR에 의해 형성된 항원 결합 부위가 설치동물 mAb를 분비하는 세포로부터 절단되어, 인간 항체의 골격을 코딩하는 DNA에 그라프팅된다. 설치동물 항체의 전체 가변 도메인이 아닌, 단지 항원-결합 부위 CDR만이 이식되기 때문에, 수득된 인간화 항체(제2 세대 "하이퍼키메라" 항체)가, 보고에 따르면, 제1 세대 키메라 항체에 비해 덜 면역원성이다. 이 방법은 "재형상화"로 알려진 변형을 포함하도록 더욱 향상되었다[Verhoeyen 등, "Reshaping human antibodies: grafting an anti-lysozyme activity", 1988 Science 239 :1534-1536; Riechmann 등, "Reshaping human antibodies for therapy", 1988 Nature 332 : 323-337; Tempest 등, "Reshaping human monoclonal antibody to inhibit respiratory syncitial virus infection in vivo", Bio/Technol 1991 9 : 266-271), "하이퍼키메라화"(Queen 등, "A humanized antibody that binds to the human interleukin 2 receptor", 1989 Proc Natl Acad Sci USA 86 : 10029-10033; Co 등, "Humanized antibodies for antiviral therapy", 1991 Proc Natl Acad Sci USA 88 : 2869-2873; Co 등, "Chimeric and humanized antibodies with specificity for the CD33 antigen" 1992 J. Immunol. 148 : 1149-1154), 및 "베니어링(veneering)"(Mark 등, "Derivation of therapeutically active humanized and veneered anti-CD18 antibodies", Metcalf BW, Dalton BJ 편저, Cellular adhesion: molecular definition to therapeutic potential. 뉴욕: Plenum Press, 1994: 291-312)].
상동성에 기초하는 재형상화 방법에서, 설치동물 가변 영역은 그것이 속하는 단백질 서열 하위군의 일치 서열과 비교된다. 유사하게, 골격을 수용하는 선택된 인간 불변 영역은 그것의 부류의 일치 서열과 비교된다. [Gussowal 등, "Humanization of monoclonal antibodies", 1991 Meth Enzymol 203 :99-121]. 서열 분석은 친화성 성숙 절차 동안 변이를 겪었을 수 있고, 이에 따라 특유할 수 있는 잔기를 동정한다. 더욱 통상적인 인간 잔기의 혼입은 인간 어셉터 특이한 잔기를 대체함으로써 면역원성 문제를 감소시킨다고 일컬어진다. 또한, 재형상화 공정은 인간 및 설치동물 일치 서열이 비교되도록 하여, 임의의 계통적 "종" 차이를 규명하도록 한다고 일컬어진다. RSV19 항체는 이 절차를 이용함으로써 인간화되었다. [Taylor 등, "Humanized monoclonal antibody to respiratory syncitial virus", 1991 Lancet 337 : 1411-1412; Tempest 등, "Reshaping a human monoclonal antibody to inhibit human respiratory syncitial virus infection in vivo", 1991 Bio/Technol 9 : 266-271].
하이퍼키메라화(hyperchimerization)는 결합 활성의 재구성과 관련되기 쉬운 CDR 영역 외부의 잔기를 규명하는 한 대안 방법이다. 이 방법에서는, 인간 서열을 쥐 가변 영역 서열과 비교하여, 가장 높은 상동성을 갖는 것을 어셉터 골격으로 선택한다. 재형상화 절차에서와 같이, "특이한" 잔기를 더욱 통상적으로 발생하는 인간 잔기로 대체한다. CDR 서열과 상호작용할 수 있는 비-CDR 잔기를 규명한다. 마지막으로, 이 잔기들 중 어느 잔기가 가변 영역 골격에 포함되는 것인지를 결정한다. CD33 항원에 대한 인간화 항체는, 보고에 따르면, 이 방법에 의해 발달된다. [Co 등, "Chimeric and humanized antibodies with specificity for the CD33 antigen", 1992 J. Immunol. 148 : 1149-154]. 또한 [Carter 등, "Humanization of an anti-pl85 HER2 antibody for human cancer therapy", 1992 Proc Natl Acad Sci USA 89 : 4285-4289]도 참고한다.
단백질의 표시된 표면은 그것의 면역원성의 일차 결정자이다. 이에 따라, 인간화 쥐 항체는 인간 항체에서 통상적으로 발견되는 것들과 상이한 노출된 잔기를 대체함으로써 덜 면역원성으로 될 수 있다. 이 인간화 방법은 "베니어링"으로 칭해진다. 외부 잔기의 적당한 대체는 내부 도메인 또는 도메인 골격에 대한 영향이 거의 없거나 전혀 없을 수 있다. 베니어링은 2-단계 공정이다. 첫 번째 단계에서, 가장 상동적인 인간 가변 영역이 선택되고, 각 단일 잔기에 의해 상응하는 마우스 가변 영역과 비교된다. 2 번째 단계에서, 인간 동종체 내에 존재하는 잔기는 그것의 인간 동종체와 상이한 마우스 골격 잔기를 대체한다. 이 대체는 표면 상에 있고 적어도 부분적으로 노출된 잔기만을 포함한다.
그럼에도 불구하고, 인간 질병의 치료를 위한 면역글로불린 분자의 발달을 가져오는데 1/4 세기 동안의 단일클론 항체 기술 및 유전공학 방법에 대한 연구가 소요되었다. 실제로, 지난 5년까지 그것은 단일클론 항체가 확대되고 있는 부류의 치료제가 되지 못했다. [Glennie MJ 및 van de Winkel JG, Drug Discov Today 2003년 6월 1일; 8 (11): 503-10; Souriau C 및 Hudson PJ, "Recombinant antibodies for cancer diagnosis and therapy", 2003 Expert Opin Biol Ther. 3 (2): 305-18]를 참고한다. 또한 [Pendley C 등, "Immunogenicity of therapeutic monoclonal antibodies", 2003 Curr Opin Mol Ther. 5 (2): 172-9]를 참고한다.
단일클론 항체의 배포된지 7년째인 1986년부터, 연간, 동일한 평균 1개 미만의 치료 항체가 시판되기 시작했다. 5개 쥐 단일클론 항체가 1986 내지 1995년의 10년간 인간 의약에 도입되었고, 이에는 기관 이식물의 급성 거부 반응을 방지하기 위해 1986년에 시판된, T 세포의 표면 상의 분자에 결합하는 "무로모납(muromonab)-CD3" (오르토클론(OrthoClone) OKT3 ); 결장 암의 치료를 위해 1995년에 시판된 "에드레콜로맙(edrecolomab)"(파노렉스(Panorex) ); 및 비-호지킨씨 임파종에 사용하기 위해 2002년에 시판된 "이브리투모맙(ibritumomab)"(제발린(Zevalin) 이우세탄(yiuxetan))이 포함된다. 부가적으로, 하나의 단일클론 Fab, "아브시시맙(abciximab)"(레오프로(ReoPro) )이 1995년에 시판되었다. 그것은, 정상적으로 피브리노겐에 의해 연결된 그 표면 상의 수용체에 결합함으로써 혈소판의 응집을 억제하고, 혈관형성술을 받은 환자에게 있어 관상 동맥이 다시 막히는 것을 방지하는데 도움이 될 수 있다. 3개 키메라 단일클론 항체가 또한 시판되었는데, 즉 " 대부분 B 세포들에서 발견되는 CD20 분자에 결합하여 B 세포 임파종을 치료하는데 사용되는 "리툭시맙"(리툭산(Rituxan) )이 1997에 시판되었고; 이식 거부반응에 대해 1998년에 "바실릭시맙(basiliximab)"(시멀렉트(Simulect) )이 시판되었으며; 류마티스성 관절염 및 크론씨병의 치료를 위해 1998년에, 종양 괴사 인자-알파(TNF-α)에 결합하는 "인플릭시맙(infliximab)"(레미케이드(Remicade) )가 시판되었다. 부가적으로, 인간 혈소판의 당단백질(GP) IIb/IIIa 수용체에 결합하는 키메라 인간-쥐 단일클론 항체 7E3의 47.6 kD Fab 단편인 "아브시시맙(abciximab)"(ReoPro )은, 경피적 관상동맥 중재술을 받는 환자에게 있어 심장 허혈성 합병증의 방지를 위한 경피적 관상동맥 중재술에 대한 보조제로서 1995년에 시판되었다. 마지막으로, 7개 "인간화" 단일클론이 1997 내지 2003년에 시판되었으며, 즉 활성화된 T 세포의 표면에서 생성된 IL-2 수용체의 부분에 결합하는 "다클리주맙"(제나팍스(Zenapax) )이 1997년에 시판되어, 이식된 신장의 급성 거부반응을 방지하는데 사용되며; "팔리비주맙(palivizumab)"(시나지스(Synagis) )이 RSV를 위해 1998년에 시판되었으며; 유방암 세포에 발견되는 성장 인자 수용체인 HER-2에 결합하는 "트라스투주맙"(헤르셉틴(Herceptin) )이 1998년에 시판되었고; 급성 골수성 백혈병(AML)에서 암 세포에 의해 발현되는나 골수의 재모집에 필요한 정상 줄기 세포에서는 발견되지 않는 세포-표면 분자인 CD33에 결합하는 단일클론 항체의 접합물인 "겜투주맙"(마일로타르그(Mylotarg) )이 2000년에 시판되었으며; 백혈세포에서 발견되고, 만성 임파 백혈병의 일시적 경감을 일으키는 분자인 CD52에 결합하는 "알렘투주맙(alemtuzumab)"(맙캄파쓰(MabCampath) )이 2001년에 시판되었고; 인간-유래 중쇄 및 경쇄 가변 영역, 및 인간 IgG:κ 불변 영역을 포함하는 인간 항TNF 단일클론인 "아달리무맙"(후미라(Humira) (D2E7))이 류마티스성 관절염의 치료를 위해 2002년에 시판되었으며; IgE에 결합하여 그것이 비만 세포에 결합하는 것을 방지하는 "오말리주맙"(졸래어(Xolair) )이 영구 대기중 항원에 대한 생체외 반응성 또는 양성 피부 테스트를 가지고, 그 증세가 흡입된 코르티코스테로이드로 부적당하게 억제되는 중간 내지 중증 지속성 천식을 앓는 12년 이상의 청소년 및 성년의 치료를 위해 2003년에 승인되었다.
이에 따라, 단백질 공학처리는, 투여된 재조합 면역글로불린 폴리펩티드의 면역원성과 관련된 문제를 경감시키고, 항체 작용자 기능을 변경하고자 하는 노력으로 적용되었다. 그러나, 여전히 문제가 남아있다. 예를 들어, 리툭시맙 처리 환자의 대부분이 일반적으로 약 6 내지 12개월 내에 재발하고, 리툭시맙 주입 24 시간 내에 치사적 주입 반응이 보고되었다. 이 치사적 반응은 산소결핍, 폐침윤, 급성 호흡기 곤란 증후군, 심근경색증, 심실세동 또는 심폐소생술을 포함한 주입 반응 복합체를 따른다. 치사적 결과의 경우들의 투석세포용해를 필요로 하는 급성 신부전도 또한 심각한 점막 반응에서와 같이, 리툭시맙으로 처리한 종양 세포용해 증후군의 세팅에서 보고되었고, 일부는 치사적 성과가 있었다. 부가적으로, 리툭시맙은 분자가 크고 대략 150 kDa이며, 확산이 많은 종양 세포가 있는 림프계 조직에 제한되기 때문에, 정맥내 주사에는 고용량의 리툭시맙이 필요하다.
트라스투주맙 투여는 심실 기능장애 및 울혈성 심부전의 발달을 초래할 수 있고, 심장 기능장애의 발생율 및 심각도가 안트라사이클린 및 시클로포스파미드와 조합하여 트라스투주맙을 주입한 환자에게 특히 높은 것으로 보고되었다. 트라스투주맙 투여는 또한 심각한 과민증 반응(과민증 포함), 주입 반응 및 폐 이벤트를 초래할 수 있다.
다클리주맙 면역억제적 치료를 받은 환자는 임파 증식장애 및 기회 감염을 발달시킬 증가된 위험이 있고, 다클리주맙 사용이 다클리주맙-유도 면역억제 중에 먼저 생기는 항원과 반응하는 면역계의 능력에 장기 효과를 가질 것인지의 여부는 알려져 있지 않다.
심각한 간정맥폐쇄질환(VOD)을 비롯한 간독성도 또한 조합 화학치료 처방의 일부로서, 또한 간 질병 또는 조혈 줄기-세포 이식(HSCT) 이력이 있는 환자에게 있어, 단일제로서의 겜투주맙의 용도와 함께 보고되었다. HSCT 전 또는 후에 겜투주맙을 주입한 환자, 잠재적 간질병 또는 비정상적 간 기능을 갖는 환자, 및 다른 화학치료법과 조합하여 겜투주맙을 주입한 환자는 심각한 VOD를 발달시킬 증가된 위험에 처할 수 있다. 간 장애 및 VOD로 질환으로 인한 사망이 겜투주맙 주입 환자에 있어 보고되었고, 심지어 주의깊은 모니터링이 위험에 처한 모든 환자들을 규명하거나 간독성의 합병증을 예방할 수 없다는 것도 언급되었다.
간독성은 또한 알렘투주맙 주입 환자에게서도 보고되었다. 심각하고, 일부 드문 경우들에서는 치사적 범혈구감소증/골수형성부전, 자가면역 특발성 혈소판감소증, 및 자가면역 용혈성 빈혈이 알렘투주맙 치료를 받은 환자에게서 일어났다. 알렘투주맙은 또한 심각한 주입 반응 및 기회 감염을 초래할 수 있다.
아달리무맙 처리 환자들에 있어, 사망을 포함한 심각한 감염 및 패혈증이 임상적 증상의 격화 및/또는 탈수초 질병의 방사성 증명에서와 같이, 보고되었고, 임상적 시험에서 아달리무맙으로 처리된 환자는 일반적 집단에서 예상된 발생율보다 높은 임파종 발생율을 가졌다.
오말리주맙을 이용한 임상적 연구에 있어 심각한 역반응은 악성질환 및 과민증을 포함하였고, 여기에서 오말리주맙-처리 환자들 중 악성 질환의 관찰된 발생율(0.5%)은 대조군 환자들(0.2%)보다 수치적으로 높다.
전면역글로불린 치료와 관련된 각종 문제들을 해결하기 위한 노력으로, 보다 작은 면역글로불린 분자가 구성되었다. 단일쇄 면역글로불린 가변 영역 단편 폴리펩티드(scFv)는 짧은 링커 펩티드를 통해 면역글로불린 경쇄 가변 도메인에 결합된 면역글로불린 중쇄 가변 도메인으로 이루어진다. [Huston 등, 1988 Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85 : 5879-83]. 전면역글로불린에 비해 보다 작은 크기의 scFv 분자가 혈장으로부터의 보다 빠른 클리어런스를 초래할 수 있고, 보다 효과적으로 조직에 투과됨이 제시되었다. 예를 들어, [Jain, 1990 Cancer Res. 50 : 814s-819s]를 참고한다. 항종양 scFv는 상응하는 키메라 항체에 비해, 보다 빠른 종양 투과 및 종양체 전반에 걸친 보다 많은 분포를 나타내는 것으로 보고되었다. [Yokota 등, Cancer Res. 52 :3402-08 (1992)].
scFv 분자가 혈장치료에 대해 가질 수 있는 이점들에도 불구하고, 이 치료법에 대한 결점도 또한 존재한다. 예를 들어, scFv의 급속한 클리어런스는 최소한의 효과량이 표적 조직에 전달되는 것을 방지할 수 있다. 부가적으로, 환자에게 투여하기 위한 적당량의 scFv의 제조는 수율에 부정적 영향을 주는 scFv를 발현시키고 단리함에 있어 난점으로 인해 도전적 문제이다. 발현 도중에, scFv 분자는 안정성이 결핍되고, 종종 상이한 분자로부터의 가변 영역의 쌍편성으로 인해 응집한다. 또한, 포유동물 발현 시스템에서의 scFv 분자의 생산 수준은, 보고에 따르면 낮고. 이는 치료를 위한 scFv 분자의 효율적 제조 가능성을 제한할 수 있다. [Davis 등, 1990 J. Biol. Chem. 265 : 10410-18; Traunecker 등, 1991 EMBO J. 10 : 3655-59]. 생산 증대를 위한 수단 전략이 탐색되었고, 보고에 따르면 가변 영역에 대한 글리코실화 부위의 첨가를 포함한다. 예를 들어, [미국 특허 No. 5,888,773; Jost 등, 1994 J. Biol. Chem. 269 : 26267-73]를 참고한다. 치료를 위한 scFv의 사용에 있어 다른 한 결점은 작용자 기능의 결핍이다. 세포용해성 기능, ADCC, 및 보체 의존성-세포독성이 결핍된 scFv는 질병 치료를 위해 덜 효과적이거나 비효과적일 수 있다. scFv 기술의 발달이 12년 전에 시작하였으나, 치료를 위해 승인된 scFv 산물은 현재 없다.
대안적으로, scFv의, 다른 한 분자, 예컨대 독소로의 융합이 특이적 항원-결합 활성 및 독소를 표적 조직에 전달하는 작은 크기의 scFv를 이용할 수 있다는 것이 제안되었다. [Chaudary 등, 1989 Nature 339 : 394; Batra 등, 1991 Mol. Cell. Biol. 11 : 2200]. 이에 따라, 독소의 scFv로의 접합 또는 융합은 종종 강한 항원-특이적 분자를 제공하기 위한 대안적 전략으로 제공되나, 그러한 접합물 또는 키메라물을 투여하는 것은 그러한 제제의 독소 부분으로 인해 과다 및/또는 비-특이적 독성에 의해 제한될 수 있다. 독성 영향은 간 효소의 초생리학적 증가 및 혈관 누출 증후군, 및 기타 바람직하지 못한 영향을 포함할 수 있다. 또한, 면역독소는 자체적으로, 숙주에 투여 시에 매우 면역원성이고, 면역독소에 대해 발생된 숙주 항체는 개인의 반복 치료적 처리에 대한 가능한 유용성을 제한한다.
면역글로불린 불변 영역 폴리펩티드 서열이 존재하고, 비면역글로불린 서열이 항체 가변 영역을 치환하는 융합 단백질을 또한 조사하였다. 예를 들어, HIV에 의해 인식되는 T 세포 표면 단백질인 CD4는 면역글로불린 Fc 작용자 도메인에 재조합 융합되고, IL-2-IgG1 융합 단백질은, 보고에 따르면, IL-2 수용체를 갖는 세포의 보체-매개 세포용해를 행한다. [Sensel 등, Chem. Immunol. 65 : 129-158 (1997)]을 참고한다. 재조합 항체 기술의 모든 측면들에 대한 상세 정보, 및 광대한 도입을 교본 "재조합 항체(Recombinant Antibodies)"(John Wiley 0026# Sons, NY, 1999)]에서 찾아볼 수 있다. 상세한 항체 공학처리 실험 프로토콜의 조합적 콜렉션을 [R. Kontermann 및 S. Dubel (편저), "The Antibody Engineering Lab Manual" (Springer Verlag, 하이델베르크/뉴욕, 2000)]에서 찾아볼 수 있다.
면역글로불린 치료의 일부 유형에 순응적인 것으로 사료되는 질병 및 장애는 암 및 면역계 장애를 포함한다. 암은 광범위한 질병들을 포함하고, 전 세계적으로 4명 개인 당 대략 한 명이 걸려 있다. 악성 세포의 급속하고도 제어되지 않는 증식은 혈액학적 악성질환을 비롯한 많은 유형의 암들의 한 특질이다. 혈액학적 악성 상태의 환자가 지난 이십여년간 암 치료의 진보로부터 이익을 받았고[Multani 등, 1998 J. Clin. Oncology 16 : 3691-3710, 재발 기간이 증가되었으나, 대부분의 환자들은 여전히 재발되고 있고, 그 질병에 굴복한다. 세포독성 약물을 이용한 치료에 있어 장벽은 예를 들어 종양 세포 내성 및 화학치료의 높은 독성을 포함하고, 이는 많은 환자들에 있어 최적 투약을 방해한다.
그럼에도 불구하고, 환자는 악성 세포를 표적으로 하는, 즉 종양 세포에 대해 발현된 항원에 대한 면역 치료제로 치료를 받아왔다. 면역치료 표적으로 사용하기에 적당한 종양 세포 표면 항원의 선택에 있어, 그러한 표적 항원이 정상 조직에 의해 발현되지 않는 것이, 특히 그러한 조직의 보존이 숙주 생존에 중요한 경우에, 바람직하다. 혈액학적 악성질환의 경우, 악성 세포는 줄기 세포 또는 다른 필수적인 세포의 표면에 발현되지 않은 많은 항원들을 발현한다. 혈액학적 기원의 정상 및 악성 세포 모두를 고갈시키는 치료 처방을 이용하는 혈액학적 악성 상태의 치료는, 선구물질로부터의 정상 세포의 재생이 치료가 끝난 후에 일어날 수 있을 경우에 허용가능하였다. 부가적으로, 표적 항원은 바람직하게 종양 세포의 모든 또는 실질적으로 모든 세포생존 집단에 대해 발현되고, 면역글로불린 치료로부터의 선택적 압력에도 불구하고 발현이 지속되는 것이 최적이다. 세포 표면 유전자형(예컨대, 한 특별한 항원결합부위)을 B 세포 악성질환의 치료 표적으로 선택하는 전략이, 항원이 높은 종양 선택도를 나타내는 경우에도, 변경된 표면 유전자형 발현과 함께, 종양 세포 변종의 과성장에 의해 제한되었다. [Meeker 등, 1985 N. Engl. J. Med. 312:1658-65]. 선택된 항원은 또한 면역글로불린이 그것에 결합한 후에 적절하게 교통하여야 한다. 면역글로불린이 항원에 결합한 후의 세포 표면 표적 항원의 배출 또는 내면화는 종양 세포가 파괴에서 벗어나도록 할 수 있고, 이에 따라 혈장치료의 효능이 제한된다. 마지막으로, 세포 활성화 신호를 전달하거나 유도하는 세포 표면 표적 항원으로의 면역글로불린의 결합은 종양 세포에서의 면역치료에서 향상된 기능성 반응을 초래할 수 있고, 성장 정지 및/또는 세포사멸을 초래할 수 있다. 이 성질들 모두가 중요하나, 면역글로불린이 표적 항원에 결합한 후의 세포사멸의 촉발이 또한 성공적 혈장치료를 달성함에 있어 한 중요한 인자일 수도 있다.
B 및 T 세포 악성질환의 혈장치료의 표적으로 시험된 항원은 Ig 유전자형(Brown 등, 1989 Blood 73: 651-61), CD19(Hekman 등, 1991 Cancer Immunol. Immunother. 32: 364-72), Vlasveld 등, 1995 Cancer Immunol. Immunother. 40: 37-47), CD20(Press 등, 1987 Blood 69: 584-91), Maloney 등, 1997 J. Clin. Oncol. 15: 3266-74), CD21(Scheinberg 등, 1990 J. Clin. Oncol. 8: 792-803), CD5(Dillman 등, 1986 J. Biol. Respn. Mod. 5:394-410), 및 CD52(CAMPATH)(Pawson 등, 1997 J. Clin. Oncol. 15:2667-72)을 포함한다. 이들 중, B 세포 임파종의 치료를 위한 보다 큰 이익이 CD20을 표적으로 하는 분자를 이용하여 얻어졌다. 항원의 생물학적 성질에 의해 다른 표적들이 제한되었다. 예를 들어, 표면 유전자형이 체세포 변이를 통해 변경될 수 있고, 종양 세포가 빠져나가도록 한다. CD5, CD21, 및 CD19는 단일클론 항체 결합 후에 급속히 내면화되고, 단일클론 항체가 독소 분자와 접합하지 않을 경우에 종양 세포가 파괴를 피하도록 한다. CD22는 B 세포 임파종의 서브셋에서만 발현됨으로써, 그 유용성이 제한되고, 한편 CD52는 T 세포 및 B 세포에서만 발현되므로, 결실에 의해 I 역생산적 면역억제를 발생시킬 수 있다.
보다 낮은 등급 또는 소낭 B 세포 임파종 환자를 키메라 CD20 단일클론 항체로 처리하면 환자에게 있어 부분적 또는 완전한 반응이 유도된다는 것이 보고되었다. [McLaughlin 등, 1996 Blood 88 :90a(요약, 보충물 1); Maloney 등, 1997 Blood 90 : 2188-95]. 그러나, 상기 언급된 바와 같이 종양 재발은 통상 6개월 내지 1년 내에 일어난다. 예를 들어 낮은 등급의 B 세포 임파종에 있어 더욱 지속적인 반응을 유도하고, 또한 높은 등급의 임파종 및 기타 B 세포 질병의 효과적 치료를 허용하기 위해, 혈장치료에 있어 더한 향상이 필요하다.
다른 한 접근법은, CD20에 대해 특이적인 단일클론 항체를 이용하여, B 세포 임파종에 대한 방사성 동위원소를 표적으로 하였다. 보고에 따르면, 치료 효능이 증가될지라도, 방사성활성의 항체의 생체내 긴 반감기와 관련된 독성이 또한 증가하고, 이는 경우에 따라 환자가 줄기 세포 구조를 받을 것을 필요로 한다. [Press 등, 1993 N. Eng J. Med. 329 :1219-1224; Kaminski 등, 1993 N. Eng. J.c Med. 329 :459-65]. CD20에 대한 단일클론 항체는 또한 프로테아제로부터 분리되어, 방사성 동위원소의 부착 전에 F(ab'')2 또는 Fab 단편을 생성시켰다. 이는 종양으로의 방사성 동위원소 접합물의 투과를 향상시키고, 로고 반감기를 단축시키며, 이에 따라 정상 조직에 대한 독성을 감소시키는 것으로 보고되었다. 그러나, 이 분자는 보체 고정 및/또는 ADCC를 비롯한, 작용자 기능이 결핍되어 있다.
CD20은 단일클론 항체에 의해 동정된 1차 인간 B 세포주-특이적 표면 분자였다. 그것은, 세포질에 위치한 아미노 및 카르복시 말단 모두를 갖는 비-글리코실화된 소수성 35 kDa B 세포 막투과 인단백질이다. [Einfeld 등, 1988 EMBO J. 7 : 711-17]. CD20은 모든 정상 성숙 B 세포에 의해 발현되나, 전구체 B 세포에 의해서는 발현되지 않는다. CD20에 대한 자연적 리간드는 동정되지 않았고, B 세포 생물학에 있어 CD20의 기능은 여전히 불완전하게 이해되고 있다.
항CD20 단일클론 항체는 B 세포의 생존력, 및 성장 및 성장에 영향을 미친다. [Clark 등, 1986 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83 : 4494-98]. CD20의 광대한 가교결합은 B 임파종 세포주에서 세포사멸을 유도할 수 있고[Shan 등, 1998 Blood 91 : 1644-52], 또한 예를 들어 세포 기질의 티로신 인산화를 측정함으로써 검출되는 바와 같이, 세포 표면 상의 CD20의 가교결합은 신호 유도의 역학 성질의 정도를 증가시키고 증진하는 것으로 보고되었다. [Deans 등, 1993 J. Immunol. 146 :846-53]. 그러므로, 보체 및 ADCC 메커니즘에 의한 세포 결실에 부가하여, 생체내 CD20 단일클론 항체에 의한 Fc-수용체 결합은 CD20 가교결합에 의한 악성 B 세포의 세포사멸을 촉진할 수 있고, 이는 SCID 마우스 모델에서의 인간 임파종의 CD20 치료 효능이 CD20 단일클론 항체에 의한 Fc-수용체 결합에 의존할 수 있다는 이론에 부합한다. [Funakoshi 등, 1996 J. Immunotherapy 19 : 93-101]. CD20 폴리펩티드에서의 다중 막 스패닝 도메인의 존재는(Einfeld 등, 1988 EMBO J. 7 : 711-17; Stamenkovic 등, 1988 J. Exp. Med. 167 : 1975-80; Tedder 등, 1988 J. Immunol. 141 : 4388-4394), 항체 결합 후의 CD20 내면화를 방지하고, 이는 쥐 CD20 단일클론 항체인 1F5를 B 세포 환자에게 주입할 때, 악성 세포 및 부분적 임상적 반응의 상당한 결실을 초래하여, 악성질환의 치료에 대한 한 중요한 특성으로 인식되었다. [Press 등, 1987 Blood 69 : 584-91].
정상 성숙 B 세포는 또한 CD20를 발현하기 때문에, 정상 B 세포는 항CD20 항체 치료에 의해 결실된다. [Reff, M. E. 등, 1994 Blood 83 : 435-445]. 그러나, 치료가 완료된 후, 정상 B 세포는 CD20 음성 B 세포 전구체로부터 재생될 수 있고; 이에 따라 항CD20 치료법으로 치료받은 환자는 상당한 면역억제를 겪지 않는다. 정상 B 세포의 결실은 또한 자가항체의 부적당한 생산과 관련된 질병, 또는 B 세포가 역할을 하는 다른 질병에서 유익할 수 있다. 인간 IgG1 중쇄 및 인간 카파 경쇄 불변 영역에 융합된 마우스 기원의 마우스 기원의 중쇄 및 경쇄 가변 영역으로 구성된, CD20에 대해 특이적인 키메라 단일클론 항체는, 보고에 따르면, CD20에 대한 결합, 및 ADCC를 매개하고 보체를 고정하는 능력을 보유하였다. [Liu 등, 1987 J. Immunol. 139 : 3521-26]. 상기 논의된 리툭시맙의 항종양 활성의 메커니즘은, 큰 크기의 리툭시맙이 분자가 악성 B 세포를 함유하는 림프계 조직으로 최적 확산하는 것을 막고, 이로써 이 항종양 활성을 제한하나, ADCC, 보체 고정, 및 악성 B 세포에서 세포사멸을 촉진하는 신호의 촉발을 비롯한, 수개 활성이 조합된 것으로 사료된다. 자가면역 질병은 그레이브스씨병 및 하시모토 갑상선염을 포함하는 자가면역 갑상선 질병을 포함한다. 단 미국에서만, 일부 형태의 자가면역 갑상선 질병을 앓는 사람들이 약 2천만명이 있다. 자가면역 갑상선 질병은, 갑상선을 자극하여 갑상선기능항진증(크레이브씨병)을 유발하거나, 갑상선을 파괴하여 갑상선기능저하증(하시모토 갑상선염)을 유발하는 자가항체의 생산으로부터 초래된다. 갑상선의 자극은 갑상선 자극 호르몬(TSH) 수용체에 결합하여 그것을 활성화하는 자가항체에 의해 유발된다. 갑상선의 파괴는 다른 갑상선 항원과 반응하는 자가항체에 의해 유발된다. 그레이브스씨병의 현 치료법은 수술, 방사선활성 요오드, 또는 항갑상선 약물 치료법을 포함한다. 항갑상선 약품이 상당한 부정적 영향을 가지고, 질병 재발율이 높기 때문에, 방사선활성 요오드가 널리 사용된다. 수술은 큰 갑상선종을 갖는 환자, 또는 갑상선 기능의 급속한 정상화가 필요한 경우에 준비된다. TSH 수용체를 자극하는데 원인이 될 수 있는 자가항체의 생산을 표적으로 하는 치료법이 없다. 하시모토 갑상선염의 현 치료법은 레보타이록신 나트륨이고, 그 치료법은 재발 가능성이 낮기 때문에 주로 평생 이루어진다. 억제적 치료법은 하시모토 갑상선염에 있어 갑상선종을 감축시키는 것으로 나타났으나, 질병 메커니즘을 표적으로 하는 자가항체 생산을 감소시키는 치료법은 알려져 있지 않다.
류마티스성 관절염(RA)은 관절의 염증을 특징으로 하고 부종, 통증, 및 기능 손실을 초래하는 만성 질병이다. RA는 미국에서 평가컨대 2백5십만명 사람들이 영향을 받고 있다. RA는 초기 감염 또는 상해, 비정상적 면역 반응, 및 유전적 인자를 비롯한 이벤트들의 조합에 의해 유발된다. 자가반응성 T 세포 및 B 세포가 RA에 존재하는 동안, 류마티스성 인자로 칭해지는, 관절에서 수집하는 높은 수준의 항체의 검출이 RA의 진단에 사용된다. RA의 현 치료법은 질병의 통증을 완화하고 진전을 늦추기 위한 많은 약품들을 포함한다. 그 질병을 치료할 수 있는 치료법은 발견하지 못했다. 약품은 비스테로이드성 항염증 약물(NSAIDS), 질병 개질 항류마티스성 약물(DMARDS)을 포함한다. NSAIDS는 양성 질병에 유용하나, 관절 파괴의 진전 및 심각한 RA의 쇠약을 방지하지 못한다. NSAIDS 및 DMARDS는 모두 상당한 부정적 영향과 관련된다. 단 하나의 신규 DMARD인 레플로노마이드만이 10년간 승인받아왔다. 레플로노마이드는 자가항체의 생산을 막고, 염증을 감소시키며, RA의 진전을 늦춘다. 그러나, 이 약물은 또한 구토, 설사, 탈모, 홍진 및 간 상해를 비롯한, 심각한 부정적 영향을 초래한다.
전신성 홍반성 낭창(SLE)은 신장, 피부 및 관절을 비롯한, 다수 기관들 내 혈관에 대한 재발 상해에 의해 유발되는 자가면역 질병이다. SLE는 미국에서 500,000명 이상에게 영향을 주는 것을 평가된다. SLE 환자에게 있어, T 세포 및 B 세포간의 부적절한 상호작용은 세포 핵을 공격하는 자가항체의 생산을 초래한다. 이는 항-이중나선 DNA 및 항-Sm 항체를 포함한다. 인지질에 결합하는 자가항체는 또한 SLE 환자들 중 약 절반에서 발견되고, 혈관 손상 및 낮은 혈액 계수의 원인이 될 수 있다. 면역 복합체는 SLE 환자의 신장, 혈관 및 관절에 축적되어, 거기에서 염증 및 조직 손상을 유발한다. 그 질병을 치료하는, SLE 치료가 발견되지 못했다. NSAIDS 및 DMARDS는 질병의 심각도에 따라 치료에 사용된다. 자가항체를 제거하기 위해 혈장 교환을 이용하는 혈장 반출술은 SLE 환자에게 있어 일시적 개선을 일으킬 수 있다. 자가항체가 SLE의 원인이 될 수 있다는 일반적 합치 의견이 있어, 면역계를 전구체로부터 신규 B 세포가 생성되도록 재설정하도록 하는, B 세포주를 결실시키는 신규 치료법은, SLE 환자에게 있어 장기 지속 이익에 대한 희망을 줄 것이다.
쇼그렌 증후군은 신체의 수분-생성 샘의 파괴를 특징으로 하는 자가면역 질병이다. 쇼그렌 증후군은 가장 널리 편재하는 자가면역 장애들 중 하나로서, 미국에서 평가컨대 4백만명이 앓고 있다. 쇼그렌 증후군 환자들 중 약 절반이 연결 조직 질병, 예컨대 RA를 가지고, 한편 다른 절반은 일차 쇼그렌 증후군을 가지고 다른 동시발생 자가면역 질병은 가지지 않는다. 항-핵 항체, 류마티스성 인자, 항-포드린, 및 항-무스카린 수용체를 비롯한 자가항체는 종종 쇼그렌 증후군 환자에게 존재한다. 통상적 치료법은 코르티코스테로이드를 포함하고, 부가적인 더욱 효과적인 치료법이 유익할 것이다.
면역 혈소판감소성 자반증(ITP)은 혈액 혈소판에 결합하는 자가항체에 의해 유발되고, 자신의 파괴를 유발한다. 약물은 ITP의 일부 경우들을 유발하고, 다른 것들은 감염, 임신, 또는 자가면역 질병, 예컨대 SLE와 관련된다. 모든 경우들의 약 절반이 "특발성"으로 분류되고, 이는 원인이 알려져 있지 않음을 의미한다. ITP의 치료는 증상의 심각도에 의해 결정된다. 몇 가지 경우들에서, 대부분의 경우들에서, T 세포 결실을 위해, 코르티코스테로이드, 또는 면역 글로불린의 정맥내 주입을 비롯한, 면역억제적 약물이 제공되나, 치료법은 없다. 주로 증가된 수의 혈소판을 초래하는 다른 한 치료는 항체-피복 혈소판을 파괴하는 기관인 비장의 제거이다. 시클로스포린, 시클로포스파미드, 또는 아자티오프린을 비롯한, 더욱 강한 면역억제적 약물이 심각한 경우의 환자를 위해 사용된다. 환자의 혈장을 단백질 A 칼럼에 통과시킴에 의한 자가항체의 제거는 심각한 질병의 환자에게 있어 2차 라인 치료로 사용된다. 부가적인 더욱 효과적인 치료법이 요망된다.
다발성 경화증(MS)은 또한 자가면역 질병이다. 그것은 중추신경계의 염증, 및 뇌, 척수 및 신체에 있어 신경 세포 섬유를 격리하는 수초의 파괴를 특징으로 한다. MS의 원인은 알려져 있지 않으나, 자가면역 T 세포가 질병의 병원발생의 일차 기여자인 것으로 널리 믿어지고 있다. 그러나, 높은 수준의 항체가 MS 환자의 뇌척수액에 존재하고, 일부 이론은 항체 생산을 초래하는 B 세포 반응이 질병 매개에 중요함을 예측한다. MS 환자에 있어서는 B 세포 결실 치료법이 연구되지 않았고, MS에 대한 치료가 없다. 현 치료법은 코르티코스테로이드이고, 이는 공격의 기간 및 심각성을 감소시킬 수 있으나, 시간에 걸쳐 MS의 과정에 영향을 주지 않는다. MS에 대한 신규 생물학 인터페론(IFN) 치료법이 최근 승인되었으나, 부가적인 더욱 효과적인 치료법이 요망된다.
중증 근무력증(MG)은 자발적 근육 군의 나약함을 특징으로 하는 만성 자가면역 신경근육 장애이다. MG는 미국에서 약 40,000명에게 영향을 준다. MG는 신경근육 결합부에서 발현되는 아세틸콜린 수용체에 결합하는 자가항체에 의해 유발된다. 자가항체는 아세틸콜린 수용체를 감소시키거나 차단하며, 신경에서 근육으로의 신호 전달을 방지한다. MG에 대한 치료가 알려져 있지 않다. 통상적 치료는 코르티코스테로이드, 시클로스포린, 시클로포스파미드, 또는 아자티오프린을 이용한 면역억제를 포함한다. 흉선의 수술적 제거는 종종 자가면역 반응을 더디게 하기 위해 사용된다. 혈액 중 자가항체 수준을 감소시키기 위해 사용되는 혈장 반출술은 MG에서 효과적이나, 자가항체의 생산이 계속되기 때문에 수명이 짧다. 혈장 반출술은 주로 수술 전에, 심각한 근육 나약성을 위해 준비된다. 신규의 효과적인 치료법이 유익할 것이다.
건선은 대략 5백만명에게 영향을 주고, 피부에서의 자가면역 염증을 특징으로 한다. 건선은 또한 30%로 관절염과 연합된다(건선성 관절염). 스테로이드, 자외선 레테노이드, 비타민 D 유도체, 시클로스포린, 메토트렉세이트를 비롯한 많은 치료들이 사용되었으나, 신규의 효과적인 치료법으로부터 건선이 이익을 얻을 수 있는 것이 일반적이다. 경피증은 계통적 경화증으로도 알려져 있는 연결 조직의 만성 자가면역 질병이다. 경피증은 콜라겐이 과다생산을 특징으로 하고, 피부의 비후화를 초래하고, 미국에서 대략 300,000명이 경피를 앓고 있으며, 이들은 또한 신규의 효과적인 치료법으로 이익을 받을 것이다.
B 세포 악성질환 및 장애를 비롯한 악성질환, 및 자가면역 질병, 장애, 및 상태, 및 기타 질병, 장애 및 상태를 치료하기 위한 향상된 조성물 및 방법에 대한 명백한 필요성이 있다. 본원에 기재되고 청구된 본 발명의 조성물 및 방법은, 그러한 향상된 조성물 및 방법, 및 다른 이점을 제공한다.
발명의 개요
본 발명의 한 측면은, CH1 이외의, 면역글로불린 중쇄로부터의 하나 이상의 천연 또는 공학처리된 불변 영역, 예를 들어 IgG 및 IgA의 CH2 및 CH3 영역, 또는 IgE의 CH3 및 CH4 영역을 포함하는 영역에 융합되거나 그와 달리 연결된, 면역글로불린 힌지 또는 힌지-작용 영역 폴리펩티드에 융합되거나 그와 달리 연결된 결합 도메인 폴리펩티드를 포함하는 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 제공하는 것이다. 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질은, 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 그와 달리 연결된 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 중쇄 CH2 불변 영역 폴리펩티드(또는 IgE로부터 전부 또는 부분 유도된 구축물의 경우에는 CH3), 및 CH2 불변 영역 폴리펩티드(또는 IgE로부터 전부 또는 부분 유도된 구축물의 경우에는 CH3)에 융합되거나 그와 달리 연결된 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드(또는 IgE로부터 전부 또는 부분 유도된 구축물의 경우에는 CH4)를 포함하거나, 그것들로 본질적으로 구성되거나 구성된 영역을 추가로 포함한다. 그러한 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질은 항체 의존성 세포-매개 세포독성 및 보체 고정으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 면역학적 활성을 가질 수 있다. 그러한 결합 도메인 폴리펩티드는 또한 표적, 예를 들어 표적 항원에 결합하거나 특이적으로 결합할 수 있다.
특정 구현예들에서, 예를 들어 결합 도메인 폴리펩티드는 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 경쇄 가변 영역 폴리펩티드 및/또는 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 중쇄 가변 영역 폴리펩티드로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 면역글로불린 가변 영역 폴리펩티드를 포함한다. 다른 특정 구현예들에서, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질은 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 중쇄 가변 영역 폴리펩티드를 포함하고, 여기에서 중쇄 가변 영역 폴리펩티드는, 아미노산 위치 9, 10, 11, 12, 108, 110, 및/또는 112 중 임의의 하나 이상에 상응하는 위치에 있는 아미노산(들)의 변이, 치환, 또는 결실을 포함하는 공학처리된 인간 면역글로불린 중쇄 가변 영역 폴리펩티드(또는 비-인간종으로부터의 공학처리된 면역글로불린 중쇄 가변 영역 폴리펩티드)이다. 중쇄 가변 영역에서 아미노산 위치 9, 10, 11, 12, 108, 110, 및/또는 112 중 하나 이상에 상응하는 위치에 있는 아미노산(들)의 변이, 치환, 또는 결실은 예를 들어 서열번호 _ 에 상응하는 구성체와 같은 구성체 내에 포함될 수 있다. 다른 특정 구현예들에서, 융합 단백질은 서열번호 _ 또는 서열번호 _ 로부터 선택된 서열을 갖는 폴리펩티드를 포함한다. 특정 구현예들에서, 면역글로불린 가변 영역 폴리펩티드는 예를 들어 인간 면역글로불린으로부터 유래되고, 다른 특정 구현예들에서, 면역글로불린 가변 영역 폴리펩티드는 인간화 면역글로불린 폴리펩티드 서열을 포함한다. 특정 구현예들에서, 면역글로불린 가변 영역 폴리펩티드는 인간화의 여부와 상관없이, 쥐 면역글로불린으로부터 유래되거나, 예를 들어 쥐, 돼지, 원숭이 또는 낙타를 비롯한 다른 종의 면역글로불린으로부터 유래된다.
본 발명의 특정 구현예들에 따라, 결합 도메인 폴리펩티드는 (a) 하나 이상의 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 경쇄 가변 영역 폴리펩티드; (b) 하나 이상의 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 중쇄 가변 영역 폴리펩티드; 및 (c) (a)의 폴리펩티드 및 (b)의 폴리펩티드에 융합되거나 그와 달리 연결된 하나 이상의 링커 폴리펩티드를 포함한다. 다른 특정 구현예들에서, 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 경쇄 가변 영역 및 중쇄 가변 영역 폴리펩티드는 인간 면역글로불린으로부터 유도되거나 구축되고, 다른 특정 구현예들에서, 링커 폴리펩티드는 아미노산 서열 Gly-Gly-Gly-Gly-Ser[서열번호 _ ]을 포함하거나 가지는 하나 이상의 폴리펩티드를 포함한다. 다른 구현예들에서, 링커 폴리펩티드는 아미노산 서열 Gly-Gly-Gly-Gly-Ser[서열번호 _ ]를 갖는 폴리펩티드의 2 또는 3개의 반복체를 포함한다. 다른 구현예들에서, 링커는 글리코실화 부위를 포함하고, 그 부위는 다른 특정 구현예들에서는 아스파라긴-연결 글리코실화 부위, 0-연결 글리코실화 부위, C-만노실화 부위, 글리피에이션(glypiation) 부위 또는 포스포글리케이션 부위이다. 다른 한 구현예들에서, 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 중쇄 CH2 불변 영역 폴리펩티드 및 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드 중 하나 이상은 IgG 또는 IgA 인간 면역글로불린 중쇄로부터 유래된다. 다른 한 구현예에서, 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드 및 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 중쇄 CH4 불변 영역 폴리펩티드 중 하나 이상은 IgE 인간 면역글로불린 중쇄로부터 유래된다.
면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 예를 들어 (1) 임의의 힌지 또는 힌지-작용 펩티드, 또는 자연 발생하는 폴리펩티드, 예를 들어 인간 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드, 예컨대 야생형 인간 IgG 힌지 또는 그것의 일부, 야생형 인간 IgA 힌지 또는 그것의 일부, 야생형 인간 IgD 힌지 또는 그것의 일부, 또는 야생형 인간 IgE 힌지-작용 영역, 즉, IgE CH2 또는 그것의 일부, 야생형 낙타류 힌지 영역 또는 그것의 일부(IgG1 라마 힌지 영역 또는 그것의 일부, IgG2 라마 힌지 영역 또는 그것의 일부, 및 IgG3 라마 힌지 영역 또는 그것의 일부 포함), 너스 상어 힌지 영역 또는 그것의 일부, 및/또는 점박이 은상어 힌지 영역 또는 그것의 일부; (2) 시스테인 잔기를 함유하지 않고 하나 이상의 시스테인 잔기를 갖는 야생형 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드로부터 유도되거나 구축된 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 힌지 영역 폴리펩티드; (3) 하나의 시스테인 잔기를 가지고 하나 이상의 시스테인 잔기를 갖는 야생형 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드로부터 유래된 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 힌지 영역 폴리펩티드; (4) 하나 이상의 글리코실화 부위, 예를 들어 아스파라긴-연결 글리코실화 부위, 0-연결 글리코실화 부위, C-만노실화 부위, 글리피에이션 부위 또는 포스포글리케이션 부위를 포함하거나 부가하는 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 힌지 영역 폴리펩티드; (5) 시스테인 잔기들의 수가 아미노산 치환 또는 결실에 의해 감소된 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 힌지 영역 폴리펩티드, 예를 들어 예컨대 0, 1 또는 2개의 시스테인 잔기를 갖는 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 IgG1 또는 IgG4 힌지 영역, 예컨대 0, 1, 2 또는 3개 시스테인 잔기를 갖는 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 IgG2 힌지 영역, 예컨대 0, 1, 2, 3 또는 4 내지 10개 시스테인 잔기를 갖는 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 IgG3 힌지 영역, 또는 0 또는 단 1 또는 2개 시스테인 잔기를 갖는 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 인간 IgA1 or IgA2 힌지 영역 폴리펩티드(예를 들어, "SCC" 힌지), 시스테인 잔기를 갖지 않는 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 IgD 힌지 영역, 또는 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 인간 IgE 힌지-작용 영역, 즉 0 또는 단지 1, 2, 3 또는 4개 시스테인 잔기를 갖는 IgE CH2 영역 폴리펩티드; 또는 (6) 연합 면역글로불린 도메인, 예컨대 예를 들어 CH1 도메인 및 CH2 도메인을 연결하는데 유용한 것으로 본원에 기재되거나 언급되거나, 혹은 그와 달리 공지되거나 후에 발견된 임의의 다른 연결 영역 분자 들 중 임의의 것을 포함하거나, 그것들로 본질적으로 구성되거나 구성될 수 있다. 예를 들어, 힌지 영역 폴리펩티드는 (i) 야생형 인간 IgG1 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드, 예를 들어 (ii) 3개 이상의 시스테인 잔기를 갖는 야생형 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드로부터 유도되거나 구축된 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 인간 IgG1 또는 다른 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드(여기에서, 상기 변이화된 인간 IgG1 또는 다른 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 2개 시스테인 잔기를 가지고, 야생형 힌지 영역의 첫 번째 시스테인은 변이화되지 않음), (iii) 3개 이상의 시스테인 잔기를 갖는 야생형 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드로부터 유도된 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 인간 IgG1 또는 다른 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드(여기에서, 상기 변이화된 인간 IgG1 또는 다른 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 1개 이하의 시스테인 잔기를 함유함), 및 (iv) 3개 이상의 시스테인 잔기를 갖는 야생형 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드로부터 유래된 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 인간 IgG1 또는 다른 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드(여기에서, 상기 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 인간 IgG1 또는 다른 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 시스테인 잔기를 가지지 않음)로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 다른 구현예들에서, 예를 들어 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 변이화되거나, 그와 달리 변경되거나 공학처리된 힌지 영역 폴리펩티드이고, 야생형 인간 면역글로불린 G 또는 다른 야생형 힌지 영역 또는 힌지-작용 폴리펩티드에 비해, 감소된 이량체화 능력을 나타낸다.
면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드는 예를 들어 인간 IgG 또는 인간 IgA인 이소타입의 천연 또는 공학처리된 CH2 및 CH3 도메인일 수 있다. 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드는 또한 예를 들어 인간 IgE인 이소타입의 천연 또는 공학처리된 면역글로불린 중쇄 불변 영역 CH3 및 CH4 폴리펩티드일 수 있다.
다른 특정 구현예들에서, 표적 또는 표적 항원은, 예를 들어 CD19(B-임파구 항원 CD19, B-임파구 표면 항원 B4, 또는 Leu-12로도 칭해짐), CD20(B-임파구 항원 20, B-임파구 표면 항원 B1, Leu-16, 또는 Bp35로도 칭해짐), CD22(B-세포 수용체 CD22, Leu-14, B-임파구 세포 결합 분자, 또는 BL-CAM로도 칭해짐), CD37(백혈구 항원 CD37), CD40(B-세포 표면 항원 CD40, 종양 괴사 인자 수용체 상위부류 원 5, CD40L 수용체, 또는 Bp50로도 칭해짐), CD80(T 임파구 활성화 항원 CD80, 활성화 B7-1 항원, B7,B7-1, 또는 BB1로도 칭해짐), CD86(T 임파구 활성화 항원 CD86, 활성화 B7-2 항원, B70,FUN-1, 또는 BU63로도 칭해짐), CD137(종양 괴사 인자 수용체 상위부류 원 9로도 칭해짐), CD152(세포독성 T-임파구 단백질 4 또는 CTLA-4로도 칭해짐), CD45(백혈구 일반 항원, 또한 L-CA, T200, 및 EC 3.1.3.48), CD45RA(CD45의 아형, 및 나이브 또는 비성숙 임파구 상에 발현된 항원), CD45RB(CD45의 아형), CD45RO(CD45의 아형, 및 기억 B 및 T 세포 상에 발현된 통상적 백혈구 항원), L6(종양-관련 항원 L6, 막투과 4 상위부류 원 1, 막 성분 표면 마커 1, 또는 M3S1로도 칭해짐), CD2(T-세포 표면 항원 CD2, T-세포 표면 항원 T11/Leu-5, LFA-2, LFA-3 수용체, 적혈구 수용체, 또는 로제트 수용체로도 칭해짐), CD28(T-세포-특이적 동종이량체 표면 단백질 CD28, 또한 Tp44로도 칭해짐), CD30(임파구 활성화 항원 CD30, 또한 종양 괴사 인자 수용체 상위부류 원 8, CD30L 수용체, 또는 Ki-l로도 칭해짐), CD50(세포내 부착 분자-3(ICAM3), 또는 ICAM-R로도 칭해짐), CD54(세포내 부착 분자-1(ICAM1), 또는 주요군 라이노바이러스 수용체로도 칭해짐), B7-H1(활성화된 T 세포, B 세포, 및 골수성 세포에 의해 발현된 면역억제 수용체를 위한 리간드, PD-L1로도 칭해짐, 예컨대 [Dong 등, "B7-H1, a third member of the B7 family, co-stimulates T-cell proliferation and interleukin-10 secretion" 1999 Nat. Med. 5 :1365-1369] 참고), CD134(종양 괴사 인자 수용체 상위부류 원 4,0X40, OX40L 수용체, ACT35 항원 또는 TAX-전사적 활성화 당단백질 1 수용체), 41BB(4-1BB 리간드 수용체, T-세포 항원 4-1BB, 또는 T-세포 항원 ILA), CD153(종양 괴사 인자 리간드 상위부류 8, CD30 리간드, 또는 CD30-L로도 칭해짐), CD154(종양 괴사 인자 리간드 상위부류 원 5, CD40 리간드, CD40-L, TNF-관련 활성화 단백질, TRAP, 또는 T 세포 항원 Gp39로도 칭해짐), ICOS(유도성 동시자극자), CD3(델타, 입실론, 감마, 에타 및/또는 제타 쇄 중 하나 이상, 단독 또는 조합), CD4(T-세포 표면 당단백질 CD4, T-세포 표면 항원 T4/Leu-3로도 칭해짐), CD25(인터류킨-2 수용체 알파 쇄, IL-2 수용체 알파 서브유닛, p55, 또는 Tac 항원으로도 칭해짐), CD8α(T-세포 표면 당단백질 CD8 알파 쇄, T 임파구 분화 항원, T8/Leu-2, 및 Lyt-2로도 칭해짐), CD11b(인테그린 알파-M, 세포 표면 당단백질 MAC-1 알파 서브유닛, CR-3 알파 쇄, 백혈구 부착 수용체 Mo1. 또는 호중구 부착 수용체로도 칭해짐), CD14(단핵세포 분화 항원 CD14, 골수성 세포-특이성 류이신-풍부 당단백질 또는 LPS 수용체로도 칭해짐), CD56(신경 세포 부착 분자 1로도 칭해짐), 또는 CD69(조기 T-세포 활성화 항원 p60, Gp32/28, Leu-23, MLR-3, 활성화 유도자 분자, 또는 AIM로도 칭해짐), 및 TNF 인자(예를 들어 TNF-α)일 수 있다. 상기 열거된 구성 표적물/표적 항원은 단지 예시적인 것으로, 모두를 나타내는 것은 아니다.
다른 한 측면에서, 본 발명은 CD154 세포외 도메인, 또는 그것의 원하는 기능 부위를 포함하는 결합 구성체(또는 그러한 구성체를 코딩하는 폴리뉴클레오티드)를 포함한다. 본 발명의 이 측면의 한 구현예에서, 예를 들어, 결합 구성체는 제2 결합 도메인에 융합되거나 그와 달리 연결된 CD154 세포외 도메인을 포함한다. 제2 결합 도메인은 예를 들어 하나 이상의 면역글로불린 가변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 그것으로 본질적으로 구성되거나 구성될 수 있다. 하나 이상의 면역글로불린 가변 영역 폴리펩티드는 천연 또는 공학처리된 scFv일 수 있다. 천연 또는 공학처리된 scFv는 본원에 개시되거나 기재된 천연 또는 공학처리된 scFv일 수 있다. 천연 또는 공학처리된 scFv를 비롯한 2차 결합 도메인은 예를 들어, 본원에 개시되거나 기재된 표적 항원들, 예를 들어 B7-H1, ICOS, L6, CD2, CD3,C D8, CD4, CD4, CD11b, CD14, CD19, CD20, CD22, CD25, CD28, CD30, CD37, CD40, CD45, CD50, CD54, CD56, CD69, CD80, CD86, CD134, CD137, CD152, CD153, 또는 CD154 중 임의의 것을 비제한적으로 포함하는, 임의의 표적에 결합하는 것일 수 있다.
다른 구체예에서, 결합 도메인 폴리펩티드는 CTLA-4 세포외 도메인, 또는 바람직한 그 기능성 부분을 포함하며, 추가 구체예에서는 CH2 불변 영역 폴리펩티드 및 CH3 불변 영역 폴리펩티드로부터 선택된 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드 중 적어도 하나가 천연 또는 조작된 사람 IgG1 불변 영역 폴리펩티드이다.
다른 추가 구체예에서 CH2 불변 영역 폴리펩티드 및 CH3 불변 영역 폴리펩티드로부터 선택된 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드 중 적어도 하나가 천연 또는 조작된 사람 IgA 불변 영역 폴리펩티드이다.
다른 추가 구체예에서 CH3 불변 영역 폴리펩티드 및 CH4 불변 영역 폴리펩티드로부터 선택된 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드 중 적어도 하나가 천연 또는 조작된 사람 IgE 불변 영역 폴리펩티드이다.
다른 구체예에서는, 본 발명은 (a) 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 결합 도메인 폴리펩티드; (b) 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 CH2(또는 IgE Ch3) 불변 영역 폴리펩티드; 및 (c) CH2(또는 IgE CH3) 불변 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 CH3(또는 IgE CH4) 불변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성되거나, 또는 이것으로 구성되는 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 제공하며, 상기에서 (1) 결합 도메인 폴리펩티드는 CD80 및 CD86으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 CTLA-4 리간드에 결합 또는 특이적 결합할 수 있는 CTLA-4 세포외 도메인, 또는 그 일부를 포함하며, (2) 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 상기 또는 여기서 개시된 대로 일 수 있으며, 예를 들어, 천연 또는 조작 사람 IgA 힌지 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 사람 IgG1 힌지 영역 폴리펩티드, 및 천연 또는 조작 사람 IgE CH2 영역 폴리펩티드로 구성된 군으로부터 선택되는 폴리펩티드를 포함하거나, 이것으로 본질적으로 구성 또는 이것으로 구성될 수 있으며, (3) 천연 또는 조작 사람 IgA 중쇄 CH2 불변 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 사람 IgG1 중쇄 CH2 불변 영역 폴리펩티드, 및 천연 또는 조작 사람 IgE 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드로 구성된 군으로부터 선택되는 폴리펩티드를 포함하거나, 이것으로 본질적으로 구성 또는 이것으로 구성되는 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드, (4) 천연 또는 조작 사람 IgA 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 사람 IgG1 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드, 및 천연 또는 조작 사람 IgE 중쇄 CH4 불변 영역 폴리펩티드로 구성된 군으로부터 선택되는 폴리펩티드를 포함하거나, 이것으로 본질적으로 구성 또는 이것으로 구성되는 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드, 및 (5) 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질은 항체 의존성 세포-매개 세포독성, CDC, 및 보체 고정으로 구성된 군으로부터 선택된 면역 활성 하나 이상을 유도할 수 있다. 추가 구체예에서, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질은 항체 의존성 세포-매개 세포독성, CDC, 및 보체 고정으로 구성된 군으로부터 선택된 두 가지의 면역 활성을 유도할 수 있다.
다른 구체예에서 본 발명은 (a) 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 결합 도메인 폴리펩티드(이때 상기 힌지 영역 폴리펩티드는 상기 또는 여기에서 개시된 대로일 수 있으며, 예를 들어, 천연 또는 조작 사람 IgE 힌지-작용성 영역, 즉 IgE CH2 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성되거나 이것으로 구성될 수 있음); (b) 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 첫번째 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드(이때 상기 천연 또는 조작 불변 영역 폴리펩티드는 천연 또는 조작 사람 IgE CH3 불변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 이것으로 본질적으로 구성 또는 이것으로 구성됨); 및 (c) 첫번째 천연 또는 조작 불변 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 두번째 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드(이때, 상기 천연 또는 조작 두번째 불변 영역 폴리펩티드는 천연 또는 조작 사람 IgE CH4 불변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 이것으로 본질적으로 구성, 또는 이것으로 구성됨)를 포함, 이로 본질적으로 구성, 또는 구성되는 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 제공하며, 이때 (1) 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질은 항체 의존성 세포-매개 세포독성 및 알러지 반응 기작의 유도로부터 선택된 적어도 하나의 면역학적 활성을 유도할 수 있으며, (2) 결합 도메인 폴리펩티드는 항원에 결합 또는 특이적 결합할 수 있다. 추가 구체예에서 항원은 종양 항원이다.
일부 다른 구체예에서, 본 발명은 (a) 결합 도메인 폴리펩티드가 면역 효과인자 세포상에 존재하는 적어도 하나의 항원에 결합 또는 특이적으로 결합할 수 있으며 힌지 영역 폴리펩티드가 전술한 대로 또는 여기서와 같이 개시될 수 있으며 예를 들어, 천연 또는 조작 사람 IgA 힌지 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 사람 IgG 힌지 영역 폴리펩티드 및 천연 또는 조작 사람 IgE 힌지-작용성 영역, 즉, IgE CH2 영역 폴리펩티드로 구성되는 군으로부터 선택된 폴리펩티드를 포함하거나, 이것으로 본질적으로 구성, 또는 이것으로 구성될 수 있는, 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드에 융합 또는 연결된 결합 도메인 폴리펩티드; (b) 첫번째 천연 또는 조작 불변 영역 폴리펩티드가 천연 또는 조작 사람 IgA CH2 불변 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 사람 IgG CH2 불변 영역 폴리펩티드, 및 천연 또는 조작 사람 IgE CH3 불변 영역 폴리펩티드로 구성되는 군으로부터 선택된 폴리펩티드를 포함하거나, 이것으로 본질적으로 구성, 또는 이것으로 구성되는, 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 첫번째 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드; (c) 두번째 불변 영역 폴리펩티드가 천연 또는 조작 사람 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 사람 IgG CH3 불변 영역 폴리펩티드, 및 천연 또는 조작 사람 IgE CH4 불변 영역 폴리펩티드로 구성되는 군으로부터 선택된 폴리펩티드를 포함하거나, 이것으로 본질적으로 구성, 또는 이것으로 구성되는, 첫번째 불변 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 두번째 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드; 및 (d) 천연 또는 조작 혈장 막 고정 도메인 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 제공한다. 이 구체예의 한 실시예에서, 혈장 막 고정 도메인 폴리펩티드는 천연 또는 조작 글리코실-포스파티딜이노시톨-연결을 통해 막에 연결된다. 추가 구체예에서, 혈장 막 고정 도메인 폴리펩티드는 천연 또는 조작 경막 도메인 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성된다. 다른 추가 구체예에서, 막 고정 도메인 폴리펩티드는 천연 또는 조작 경막 도메인 폴리펩티드 및 천연 또는 조작 세포질 꼬리 폴리펩티드를 포함하거나, 이것으로 본질적으로 구성 또는 이것으로 구성된다. 다른 추가 구체예에서, 세포질 꼬리 폴리펩티드는 천연 또는 조작 어팝토시스 시그널링 폴리펩티드 서열을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되며, 이것은 다른 추가 구체예에서는 천연 또는 조작 수용체 사멸 도메인 폴리펩티드, 사멸 도메인, 또는 어느 하나의 기능성 부분으로부터 유래되거나 이것으로 구성된다. 추가 구체예에서, 천연 또는 조작 사멸 도메인 폴리펩티드는 예를 들어, ITIM 도메인(면역수용체 Tyr-계 억제 모티프), ITAM 도메인(면역수용체 Tyr-계 활성화 모티프), TRAF, RIP, CRADD, FADD(Fas-연합 사멸 도메인), TRADD(종양 괴사 인자 수용체 타입 1 연합 DEATH 도메인 단백질), RAIDD(RAID로 불림), CD95(종양 괴사 인자 수용체 수퍼패밀리 구성원 6, FASL 수용체, 어팝토시스-매개 표면 항원 FAS, FAS 및 Apo-1 항원으로도 불림), TNFR1, 및/또는 DR5(사멸 수용체 5)로부터 선택된 천연 또는 조작 폴리펩티드를 포함하거나, 이것으로로 본질적으로 구성, 또는 이것으로 구성된다. 다른 구체예에서, 천연 또는 조작된 어팝토시스 시그널링 폴리펩티드 서열은 예를 들어, 카스파제 8/FLICE/MACH/Mch5 및 카스파제 10/Flice2/Mch4를 비롯한 카스파제-3 또는 카스파제-8 또는 카스파제-10인 천연 또는 조작된 카스파제 폴리펩티드로부터 유래된 폴리펩티드 서열을 포함하거나, 이것으로 본질적으로 구성, 또는 이것으로 구성된다. 다른 구체예에서, 혈장 막 고정 도메인 폴리펩티드는 예를 들어, 천연 또는 조작 글리코실-포스파티딜이노시톨-연결 폴리펩티드 서열을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성된다. 다른 구체예에서, 면역 효과인자 세포상에 존재하는 항원은 예를 들어, CD2, CD16, CD28, CD30, CD32, CD40, CD50, CD54, CD64, CD80, CD86, B7-H1, CD134, CD137, CD152, CD153, CD154, ICOS, CD19, CD20, CD22, CD37, L6, CD3, CD4, CD25, CD8, CD11b, CD14, CD56, 또는 CD69이다. 다른 구체예에서, 사람 IgG는 천연 또는 조작 사람 IgG1이다. 이들 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질은 예를 들어, 항체 의존성 세포-매개 세포독성 및/또는 보체 고정 및/또는 CDC로부터 선택된 적어도 하나의 면역 활성을 유도할 수 있으며, 예를 들어, 표적 항원을 비롯한 표적에 결합 또는 특이적 결합할 수 있다. 다른 구체예에서, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질은 예를 들어, 항체 의존성 세포-매개 세포독성 및/또는 보체 고정 및/또는 CDC로부터 선택된 두 가지의 면역 활성을 유도할 수 있으며, 표적에 결합 또는 특이적 결합할 수 있다. 면역 효과인자 세포는 예를 들어, 과립구, 비만 세포, 단핵구, 대식세포, 가지돌기세포, 호중구, 호산구, 호염기구, NK 세포, T 세포(Th1 세포, Th2 세포, Tc 세포, 기억 T 세포, 널(null) 세포, 및 큰 과립 림프구 등 포함), 및 B 세포를 포함한다. 본 발명의 이 구체예는 치료를 위한 그러한 단백질의 용도, 및 예를 들어, 생체내 및 엑스 비보 유전자 치료를 위한 그러한 벡터의 용도를 포함한다. 구조체 성분 및 표적의 상기 리스트는 제한적이 아니며 여기서 개시된 목적에 유용하거나 기능할 수 있는 임의의 바람직한 표적 또는 성분을 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 본 발명은 (2) 천연 또는 조작 CH2 불변 영역 폴리펩티드(또는 천연 또는 조작 IgE CH3 불변 영역 폴리펩티드)에 융합되거나 연결된 (1) 천연 또는 조작 면역글로불린 힌지 영역 또는 힌지-작용성 영역(예, IgE CH2) 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 첫번째 단백질 모티프를 갖는 단백질을 제공한다. 상기 첫번째 단백질 모티프는 하나 이상의 다른 그러한 첫번째 단백질 모티프에 융합되거나 연결되어 두번째 단백질 모티프를 형성하고, 두번째 단백질 모티프는 (3) 천연 또는 조작 CH3 불변 영역(또는 천연 또는 조작 IgE CH4 불변 영역)에 융합되거나 연결되어 세번째 단백질 모티프를 형성할 수 있다. 상기 첫번째, 두번째 또는 세번째 단백질 모티프는 예를 들어, 천연 또는 조작 경막 도메인 폴리펩티드, 및 천연 또는 조작 경막 도메인 폴리펩티드 및 천연 또는 조작 세포질 꼬리 폴리펩티드, 예, 천연 또는 조작 어팝토시스 시그널링 폴리펩티드 서열(천연 또는 조작 수용체 사멸 도메인 폴리펩티드, 사멸 도메인, 또는 그 기능성 부분에서 유래되거나 이로부터 구성됨)을 비롯한, 여기서 개시된 천연 또는 조작 혈장 막 고정 도메인 폴리펩티드 중 하나 이상에 융합되거나 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명의 이 태양내의 단백질 또는 폴리뉴클레오티드는 예를 들어, 힌지-CH2-CH3-경막도메인-사멸 도메인 구조체일 수 있다. 그것은 또한, 예를 들어, (힌지-CH2)X-CH3-경막도메인-사멸도메인 구조체일 수 있으며, 이때 X는 2 내지 약 5이거나, 또는 원하는 길이 또는 Fc 수용체 결합 및/또는 보체 고정 기능을 이루는 데 필요할 수 있는 그러한 다른 수이다. 본 발명의 이 구체예는 또한 그러한 단백질을 암호하는 폴리뉴클레오티드, 그러한 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터, 및 그러한 폴리뉴클레오티드 및 벡터를 함유하는 숙주 세포를 포함한다. 본 발명의 이 구체예는 추가로 치료를 위한 그러한 단백질의 용도, 및 예를 들어, 생체내 및 엑스 비보 유전자 치료를 위한 그러한 폴리뉴클레오티드 및/또는 벡터의 용도를 포함한다. 본 발명은 다른 구체예에서는, (a) 결합 도메인 폴리펩티드가 암세포 표면상에 존재하는 하나 이상의 항원에 결합 또는 특이적 결합할 수 있으며 힌지 영역 폴리펩티드가 상기 또는 여기서 개시한 대로일 수 있으며 예를 들어 천연 또는 조작 사람 IgA 힌지 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 사람 IgG 힌지 영역 폴리펩티드 및 천연 또는 조작 사람 IgE 힌지-작용성 영역, 즉, IgE CH2 영역 폴리펩티드로 구성되는 군으로부터 선택된 폴리펩티드를 포함하거나, 이것으로 본질적으로 구성, 또는 이것으로 구성될 수 있는, 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드에 융합 또는 연결된 결합 도메인 폴리펩티드; (b) 첫번째 불변 영역 폴리펩티드가 천연 또는 조작 사람 IgA CH2 불변 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 사람 IgG CH2 불변 영역 폴리펩티드, 또는 천연 또는 조작 사람 IgE CH3 불변 영역 폴리펩티드인 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성 또는 이것으로 구성되는, 힌지 영역 폴리펩티드에 융합 또는 연결되는 첫번째 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드; 및 (c) 두번째 불변 영역 폴리펩티드가 천연 또는 조작 사람 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 사람 IgG CH3 불변 영역 폴리펩티드, 또는 천연 또는 조작 사람 IgE CH4 불변 영역 폴리펩티드인 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는, 첫번째 불변 영역 폴리펩티드에 융합 또는 연결되는 두번째 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 제공한다. 추가 구체예에서, 사람 IgG 폴리펩티드는 천연 또는 조작 사람 IgG1 폴리펩티드이다.
다른 구체예에서 본 발명은 (a) 힌지 영역 폴리펩티드가 상기 또는 여기서 개시된 대로일 수 있으며 예를 들어, 야생형 또는 조작 사람 IgA 힌지 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는, 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 결합 도메인 폴리펩티드; (b) 천연 또는 조작 CH2 불변 영역 폴리펩티드가 천연 또는 조작 사람 IgA CH2 불변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는, 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 CH2 불변 영역 폴리펩티드; 및 (c) 천연 또는 조작 CH3 불변 영역 폴리펩티드가 (i) J 쇄와 연합할 수 있는 야생형 사람 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드 또는 다른 IgA 영역, 바람직하게는 사람 또는 인간화된 것, (ii) 예를 들어 J 쇄와 연합할 수 없는 돌연변이된, 변형된 또는 다르게 조작된 사람 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드인 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성 또는 이것으로 구성되는, 천연 또는 조작 CH2 불변 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 제공하며, 상기에서 (1) 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질은 항체 의존성 세포-매개 세포독성, CDC, 및 보체 고정으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 면역 활성을 가질 수 있으며, (2) 결합 도메인 폴리펩티드는 예를 들어 항원과 같은 표적에 결합 또는 특이적 결합할 수 있다. 일부 추가 구체예에서, J 쇄와 연합할 수 없는 돌연변이된 사람 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드는 (i) 서열 번호 _에 개시된 아미노산 서열을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성 또는 이것으로 구성되는 폴리펩티드 또는 (ii) 서열 번호 _에 개시된 아미노산 서열을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 폴리펩티드이다. 다른 구체예에서, IgA 힌지 영역 폴리펩티드는 천연 또는 조작 IgA1 힌지 영역 폴리펩티드 또는 천연 또는 조작된 IgA2 힌지 영역 폴리펩티드이다. 또 다른 구체예에서, IgA 힌지 영역 폴리펩티드는 예를 들어, 야생형 힌지 영역내의 시스테인 잔기 중 하나 이상의 변화, 치환, 또는 결실에 의해 야생형 IgA1 또는 IgA2 힌지 영역 폴리펩티드와 상이하다.
일부 다른 구체예에서 본 발명은 (a) 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 결합 도메인 폴리펩티드; (b) 천연 또는 조작 CH2 불변 영역 폴리펩티드가 천연 또는 조작 라마 IgG1 CH2 불변 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 라마 IgG2 CH2 불변 영역 폴리펩티드, 또는 천연 또는 조작 라마 IgG3 CH2 불변 영역 폴리펩티드인 천연 또는 조작 라마 CH2 불변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는, 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 CH2 불변 영역 폴리펩티드; 및 (c) 천연 또는 조작 CH3 불변 영역 폴리펩티드가 천연 또는 조작 라마 IgG1 CH3 불변 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 라마 IgG2 CH3 불변 영역 폴리펩티드 및 천연 또는 조작 라마 IgG3 CH3 불변 영역 폴리펩티드로 구성되는 군으로부터 선택되는 천연 또는 조작 라마 CH3 불변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성 또는 이것으로 구성되는, 천연 또는 조작 CH2 불변 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 제공하며, 상기에서 (1) 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질은 항체 의존성 세포-매개 세포독성, 보체 고정, 및 CDC로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 면역 활성을 가질 수 있으며, (2) 결합 도메인 폴리펩티드는 예를 들어 표적 항원과 같은 표적에 결합 또는 특이적 결합할 수 있다. 추가 구체예에서, 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 라마 CH2 불변 영역 폴리펩티드 및 천연 또는 조작 라마 CH3 불변 영역 폴리펩티드는 천연 또는 조작 라마 IgG1 폴리펩티드로부터 유래된 서열을 포함하며 융합 단백질은 천연 또는 조작 라마 IgG1 CH1 도메인을 포함하지 않는다. 일부 구체예에서 본 발명은 힌지 영역 폴리펩티드가 돌연변이되거나, 조작되거나, 또는 다르게 변형되어 일부 추가 구체예에서는 아스파라긴-연결된 당화 부위, O-연결된 당화 부위, C-만노실화 부위, 글리피화(glypiation) 부위 또는 포스포글리케이션(phosphoglycation) 부위인 당화 부위를 함유하는 전술한 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질 중 어느 것을 제공한다.
일부 구체예에서, 본 발명은 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 포함하는, 상기 또는 여기서 개시된 결합 구조체 중 어느 것을 제공하며, 상기에서 결합 영역 또는 결합 도메인 폴리펩티드는 둘 이상의 결합 도메인 폴리펩티드 서열을 포함하며 이때 결합 도메인 폴리펩티드 서열의 각각은 항원과 같은 표적에 결합 또는 특이적으로 결합할 수 있으며, 상기 표적 또는 항원은 동일하거나 상이할 수 있다. 천연, 더욱 바람직하게는 조작된, IgD 힌지는 본 발명의 이특이적 분자, 즉 둘 이상의 결합 도메인, 바람직하게는 둘을 가진 것의 결합 도메인 사이의 바람직한 연결 영역이다. 야생형 사람 IgD 힌지는 천연 IgD 구조에서 경쇄와 이황화 결합을 형성하는 하나의 시스테인을 갖는다. 예를 들어, 이특이적 분자의 결합 도메인 사이의 연결 영역으로 사용하기 위해 사람 IgD 힌지에서 이 시스테인을 돌연변이시키거나 결실시키는 것이 바람직하다. 원치않는 힌지 비가요성을 야기하지 않는, IgD에서의 다른 아미노산 변화 또는 결실 또는 변형은 본 발명의 범위내이다. 다른 종으로부터의 천연 또는 조작 IgD 힌지 영역은 또한 본 발명의 범위내이며, 비인간 종으로부터의 인간화된 천연 또는 조작 IgD 힌지도 그러하다. 본 발명은 또한 일부 구체예에서는, (a) 힌지 영역 폴리펩티드가 상기 또는 여기서 개시된 대로일 수 있으며 예를 들어 다른 힌지 영역 폴리펩티드 서열을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성 또는 이것으로 구성되는, 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 결합 도메인 폴리펩티드; (b) 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 IgG 또는 IgA CH2 불변 영역 폴리펩티드(또는 IgE CH3 불변 영역 폴리펩티드)와 같은 첫번째 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 불변 영역; 및 (c) 첫번째 불변 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 IgG 또는 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드(또는 IgE CH4 불변 영역 폴리펩티드)와 같은 두번째 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 불변 영역을 포함하거나, 본질적으로 이들로 구성 또는 이들로 구성될 수 있는, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 제공하며, 이때 (1) 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질은 항체 의존성 세포-매개 세포독성, CDC, 및 보체 고정으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 면역 활성을 가질 수 있으며, (2) 결합 도메인 폴리펩티드는 예를 들어 항원과 같은 표적에 결합 또는 특이적 결합할 수 있다.
다른 구체예에서는, (a) 결합 도메인 폴리펩티드가 암 세포 표면에 존재하는 항원과 같은 적어도 하나의 표적에 결합 또는 특이적으로 결합할 수 있으며 힌지 영역 폴리펩티드는 상기 또는 여기서 개시한 대로일 수 있으며, 예를 들어, 다른 힌지 영역을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성 또는 이것으로 구성될 수 있는, 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드에 융합 또는 연결되는 결합 도메인 폴리펩티드; (b) 천연 또는 조작 불변 영역 폴리펩티드가 천연 또는 조작 사람 IgA CH2 불변 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 사람 IgG CH2 불변 영역 폴리펩티드 및 천연 또는 조작 사람 IgE CH3 불변 영역 폴리펩티드로 구성되는 군으로부터 선택된 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성 또는 이것으로 구성되는, 힌지 영역 폴리펩티드에 융합 또는 연결되는 첫번째 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드; 및 (c) 두번째 불변 영역 폴리펩티드가 천연 또는 조작 사람 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드, 천연 또는 조작 사람 IgG CH3 불변 영역 폴리펩티드 또는 천연 또는 조작 사람 IgE CH4 불변 영역 폴리펩티드인 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성 또는 이것으로 구성되는, 첫번째 불변 영역 폴리펩티드에 융합 또는 연결된 두번째 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성 또는 이것으로 구성되는 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질이 제공된다. 일부 추가 구체예에서 다른 힌지 영역 폴리펩티드 서열은 서열번호 _ 로부터 선택된 서열에 존재하는 적어도 10개의 연속적인 아미노산의 폴리펩티드 서열을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성 또는 이것으로 구성된다.
일부 구체예에서 본 발명은 예를 들어, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 비롯한 본 발명의 상기 또는 여기서 개시된 폴리펩티드 또는 단백질 구조체 중 어느 하나를 암호하거나 함유하는, 분리되거나 정제되거나 순수한 폴리뉴클레오티드, 벡터, 및 분리된 형질전환되거나 형질감염된 세포를 비롯한, 폴리뉴클레오티드 또는 벡터(클로닝 벡터 및 발현 벡터 포함) 또는 형질전환되거나 형질감염된 세포를 제공한다. 따라서, 다양한 구체예에서 본 발명은 프로모터에 작동적으로 연결된 임의의 그러한 폴리뉴클레오티드를 포함하는 재조합 클로닝 또는 발현 구조체를 제공한다.
다른 구체예에서 임의의 그러한 재조합 클로닝 또는 발현 구조체로 형질전환되거나 형질감염되거나 또는 이를 함유하는 숙주 세포가 제공된다. 숙주 세포는 예를 들어, 엑스 비보 유전자 치료를 비롯한 엑스 비보 세포 치료를 진행중인 대상의 세포를 포함한다.
관련 구체예에서 (a) 구조체, 예를 들어, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질의 발현을 허용하는 조건하에서 여기서 개시되거나 제공된 숙주 세포를 배양하는 단계; 및 (b) 구조체, 예를 들어, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 숙주 세포 또는 숙주 세포 배양물로부터 분리하는 단계를 포함하는, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 비롯한, 본 발명의 폴리펩티드 또는 단백질 또는 다른 구조체를 생산하는 방법이 제공된다.
다른 구체예에서는, 상기 또는 여기서 개시된 본 발명의 폴리펩티드 또는 단백질 또는 다른 구조체 중 임의의 하나를(예, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질 포함) 생리학적 허용성 담체와 함께 포함하는 약학 조성물이 제공된다.
다른 구체예에서 본 발명은 예를 들어, 본 발명의 폴리펩티드 또는 단백질 구조체(예, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질 포함) 중 어느 하나를 암호하는 분리되거나, 정제되거나 또는 순수한 폴리뉴클레오티드를 생리학적 허용성 담체, 또는 예를 들어, 유전자 치료 전달 비히클 또는 벡터와 함께 포함하는 약학 조성물을 제공한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 여기서 개시되거나 청구된 약학 조성물의 치료적 유효량을 환자에게 투여하는 것을 포함하는, B 세포 질환 또는 악성 상태를 갖거나 갖는 것으로 의심되는 대상을 치료하는 방법을 제공한다.
일부 추가 구체예에서, 악성 상태 또는 B 세포 질환은 B 세포 림프종 또는 B 세포 백혈병 또는 자가항체 생산을 특징으로 하는 질병이며, 일부 다른 추가 구체예에서는 B 세포 질환은 예를 들어, 류마티스 관절염, 중증근육무력증, 그레이브 질병, 타입 I 당뇨병, 다발성 경화증 또는 자가면역 질병이다. 일부 다른 구체예에서 악성 상태는 예를 들어, 흑색종, 골수종, 신경아교종, 별아교세포종, 림프종, 백혈병, 암종, 또는 육종 등이다.
본 발명의 다른 태양에서는 (a) 힌지 영역 폴리펩티드가 여기서 개시된 대로이며, (i) 시스테인 잔기를 함유하지 않으며 하나 이상의 시스테인 잔기를 갖는 야생형 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드로부터 유래된, 돌연변이되거나, 조작되거나 다르게 변형된 힌지 영역 폴리펩티드, (ii) 하나의 시스테인 잔기를 함유하며 둘 이상의 시스테인 잔기를 갖는 야생형 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드로부터 유래된 돌연변이되거나, 조작되거나 다르게 변형된 힌지 영역 폴리펩티드, (iii) 야생형 사람 IgA 힌지 영역 폴리펩티드, (iv) 시스테인 잔기를 함유하지 않는 돌연변이되거나, 조작되거나 다르게 변형된 사람 IgA 힌지 영역 폴리펩티드, (v) 시스테인 잔기 하나를 함유하는 돌연변이되거나, 조작되거나 다르게 변형된 사람 IgA 힌지 영역 폴리펩티드, 및 (vi) 시스테인 잔기 둘을 함유하는 돌연변이되거나, 조작되거나 다르게 변형된 사람 IgA 힌지 영역 폴리펩티드로 구성된 군으로부터 선택될 수 있는, 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 결합 도메인 폴리펩티드; (b) 힌지 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 CH2 불변 영역 폴리펩티드; 및 (c) CH2 불변 영역 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이들로 구성, 또는 이들로 구성되는 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 제공하며, 상기에서 (1) 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질은 항체 의존성 세포-매개 세포독성 및 보체 고정으로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 면역 활성을 가질 수 있으며, (2) 결합 도메인 폴리펩티드는 항원에 결합 또는 특이적 결합할 수 있다. 한 구체예에서 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 예를 들어 돌연변이된 힌지 영역 폴리펩티드이며, 생성된 구조체는 야생형 사람 면역글로불린 G 힌지 영역 폴리펩티드를 함유하는 구조체에 비하여, 이량체화하는 능력이 감소된다. 다른 구체예에서 결합 도메인 폴리펩티드는 천연 또는 조작 면역글로불린 경쇄 가변 영역 폴리펩티드 및/또는 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 가변 영역 폴리펩티드인 적어도 하나의 천연 또는 조작 면역글로불린 가변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이들로 구성, 또는 이들로 구성된다. 추가 구체예에서, 천연 또는 조작 면역글로불린 가변 영역 폴리펩티드는 사람 면역글로불린에서 유래되며 예를 들어, 인간화될 수 있다.
다른 구체예에서, 본 발명은 (a) 적어도 하나의 천연 또는 조작 면역글로불린 경쇄 가변 영역 폴리펩티드; (b) 적어도 하나의 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 가변 영역 폴리펩티드; 및 (c) (a)의 폴리펩티드 및 (b)의 폴리펩티드에 융합되거나 연결된 적어도 하나의 링커 펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이들로 구성, 또는 이들로 구성되는 결합 도메인 폴리펩티드를 포함하는 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 제공한다. 추가 구체예에서, 천연 또는 조작 면역글로불린 경쇄 가변 영역 및 천연 또는 조작 중쇄 가변 영역 폴리펩티드는 사람 면역글로불린으로부터 유래되며 예를 들어 인간화될 수 있다.
다른 구체예에서, 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 CH2(또는 IgE CH3) 불변 영역 폴리펩티드 및 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 CH3(또는 IgE CH4) 불변 영역 폴리펩티드 중 적어도 하나는 사람 면역글로불린 중쇄로부터 유래되거나 구성된다. 다른 구체예에서 천연 또는 조작 면역글로불린 중쇄 불변 영역 CH2 및 CH3 폴리펩티드는 사람 IgG 및 사람 IgA로부터 선택된 아이소타입이거나, 이로부터 유래되거나 제조되거나 구성된다. 다른 구체예에서, 표적, 예를 들어, 표적 항원은 CD16, CD19, CD20, CD37, CD40, CD45RO, CD80, CD86, CD137, CD152, 및 L6으로 구성되는 군으로부터 선택된다. 상기한 융합 단백질 구조체의 일부 추가 구체예에서, 결합 도메인은 scFv를 포함, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되며 scFv는 아미노산 서열 Gly-Gly-Gly-Gly-Ser [서열 번호 _]를 갖거나 포함하는 적어도 하나의 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 링커 폴리펩티드를 함유하며, 일부 다른 구체예에서는, 링커 폴리펩티드는 아미노산 서열 Gly-Gly-Gly-Gly-Ser[서열 번호 _]을 갖는 폴리펩티드의 적어도 세개의 반복물을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성된다. 일부 구체예에서, 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 천연 또는 조작 사람 IgG, IgA, IgD 힌지 영역 폴리펩티드, 또는 천연 또는 조작 IgE CH2 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성된다. 일부 구체예에서, 결합 도메인 폴리펩티드는 천연 또는 조작 CD154 세포외 도메인을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성된다. 일부 구쳬예에서, 결합 도메인 폴리펩티드는 천연 또는 조작 CD154 세포외 도메인 및 적어도 하나의 천연 또는 조작 면역글로불린 가변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성 또는 이것으로 구성된다.
다른 구체예에서, 본 발명은 본 발명의 구조체, 예, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 포함하는 본 발명의 단백질 또는 폴리펩티드 구조체 중 어느 것을 암호하는 분리된 폴리뉴클레오티드를 제공하며, 관련 구체예에서 본 발명은 그러한 폴리뉴클레오티드를 포함하는 재조합 발현 구조체를 제공하며, 일부 추가 구체예에서는 본 발명은 그러한 재조합 발현 구조체로 형질전환되거나 형질감염되거나 또는 이를 함유하는 숙주 세포를 제공한다. 다른 구체예에서, 본 발명은 (a) 예를 들어, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 암호하는 구조체의 발현을 허용하는 조건하에서 본 발명의 폴리뉴클레오티드 구조체로 형질전환되거나 형질감염되거나, 또는 이를 함유하도록 만들어진 숙주 세포를 배양하는 단계; 및 (b) 숙주 세포 배양물로부터 상기 구조체, 예를 들어, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질을 분리하는 단계를 포함하는, 결합 도메인-면역글로불린 융합 단백질과 같은 본 발명의 단백질 또는 폴리펩티드 구조체와 같은 본 발명의 구조체를 생산하는 방법을 제공한다.
여기서 개시되고 청구된 본 발명은 치료 및 진단 및 연구 목적을 비롯한 다른 목적에 유용한 신규 분자를 포함한다. 그러한 분자는 예를 들어, 항원 결합 또는 다른 결합 기능 및 하나 이상의 효과인자 기능을 갖는다. 본 발명의 DNA 구조체는 예를 들어 생체내 및 엑스 비보 유전자 치료를 비롯한 유전자 치료에 유용하다.
한 태양에서, 본 발명의 분자의 다양한 구조체는 "결합 영역", "꼬리" 영역 및 결합 영역과 꼬리 영역을 연결하는 "연결" 영역을 포함하는 분자를 포함한다.
본 발명의 분자내의 결합 영역은 예를 들어, 항원-결합 표적을 비롯한 원하는 표적을 위한 결합 도메인을 포함할 수 있다. 항원-결합 표적을 위한 결합 도메인은 예를 들어, 단일 쇄 Fv 및 scFv 도메인을 포함할 수도 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 분자는 경쇄 또는 중쇄 가변 영역 폴리펩티드일 수 있는 면역글로불린 가변 영역 폴리펩티드 적어도 하나를 갖는 결합 영역을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 분자는 적어도 하나의 그러한 경쇄 V-영역 및 하나의 그러한 중쇄 V-영역 및 V-영역을 연결하는 적어도 하나의 링커 펩티드를 포함할 수 있다. 본 발명에 유용한 scFv는 또한 키메라 결합 또는 기타 도메인 또는 서열을 갖는 것을 포함한다. 본 발명에 유용한 다른 scFv는 또한 인간화된 결합 또는 기타 도메인 또는 서열을 갖는 것을 포함한다. 그러한 구체예에서, 비인간 공급원으로부터 유래된 면역글로불린 결합 또는 기타 서열의 모두 또는 일부는 인간화된 항체를 생성하기 위한 공지의 과정에 따라 "인간화"될 수 있으며, 즉, 사람 Ig 서열이 면역글로불린 서열내로 도입되어 사람 면역 시스템이 그러한 단백질을 외래로 받아들이는 정도를 감소시킨다.
전체로 또는 부분적으로, 쥐 또는 다른 scFv(사람 scFv 포함), 키메라 scFv, 또는 인간화 scFv로 포함되건 간에, 본 발명에 유용한 scFv의 예는 항-사람 CD20 scFv(예, "2H7" scFv), 항-사람 CD37 scFv(예, "G28-1" scFv), 항-사람 CD40 scFv(예, "G28-5" scFv 및 "40.2.220" scFv), 항-암종-연합 항원 scFv(예, "L6" scFv), 항-CTLA-4(CD152) scFv(예, "10A8" scFv), 항-사람 CD28 scFv(예, "2E12" scFv), 항-쥐 CD3 scFv(예, "500A2" scFv), 항-사람 CD3 scFv(예, G19-4 scFv), 항-쥐 4-1BB scFv(예, "1D8" scFv), 항-사람 4-1BB scFv(예, "5B9" scFv), 항-사람 CD45RO(예, "UCHL-1" scFv), 및 항-사람 CD16(예,"Fc2" scFv)를 포함한다.
본 발명에 유용한 scFv는 또한 하나 이상의 아미노산 치환을 갖는 키메라 및 인간화 scFv를 비롯한 scFv를 포함한다. 바람직한 아미노산 치환은 가변 중쇄(VH)에서 아미노산 위치 11에 있다. 그러한 치환은 여기서 "XXXVH11ZXX"로 불린다. 따라서, 예를 들어, 위치 VH11에서 정상적으로 발생하는 아미노산은 루이신이며, 세린 아미노산 잔기로 치환되는 경우, 상기 치환은 "L VH11S" 또는 "Leu VH11Ser"으로 확인된다. 본 발명의 다른 바람직한 구체예는 위치 VH11에서 정상적으로 발견되는 아미노산 잔기가 결실되는 scFv를 함유한 분자를 포함한다. 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예는 위치 VH10 및/또는 VH11 및/또는 VH12에서 정상적으로 발견되는 아미노산 잔기가 치환되거나 결실되는 scFv를 함유하는 분자를 포함한다.
본 발명의 분자내의 다른 결합 영역은 당화 부위, 예를 들어, 단당류 또는 올리고당류와 같은 탄수화물 부의 공유적 부착을 위한 부위를 포함하는 도메인을 포함할 수 있다.
본 발명의 분자내의 또 다른 결합 영역은 항원을 비롯한 다른 분자에 특이적으로 결합하는 능력을 보유한 단백질 또는 그 일부를 포함할 수 있는 폴리펩티드를 포함한다. 따라서, 결합 영역은 호르몬, 사이토카인, 케모카인 등; 그러한 폴리펩티드 리간드를 위한 세포 표면 또는 가용성 수용체; 렉틴; 특이적 백혈구 인테그린, 셀렉틴, 면역글로불린 유전자 수퍼패밀리 구성원, 세포간 부착 분자(ICAM-1, -2, -3) 등; 조직적합성 항원; 등을 포함하거나 이로부터 유래될 수 있다. 그러한 분자로부터 유래된 결합 영역은 대개 표적에의 결합에 필요하거나 이에 바람직한 분자의 부분을 포함할 것이다.
일부 구조체는 수용체 또는 수용체-결합 도메인을 포함하는 결합 영역을 포함한다. 표적에의 결합에 유용한 수용체 도메인은 예를 들어, CD154 세포외 도메인, CTLA-4 세포외 도메인을 포함한다. 다른 예에서, 결합 도메인은 CD154 세포외 도메인을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 첫번째 부분 및 적어도 하나의 면역글로불린 가변 영역 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 두번째 부분을 포함할 수 있으며, 상기 두번째 부분은 예를 들어, scFv 또는 VH를 포함한다. 결합 영역 또는 결합 도메인 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성될 수 있는 다른 세포 표면 수용체 또는 그 일부의 예는 예를 들어, HER1, HER2, HER3, HER4, 상피 성장 인자 수용체(EGFR), 혈관 내피 세포 성장 인자, 혈관 내피 성장 인자 수용체, 인슐린형 성장 인자-I, 인슐린형 성장 인자-II, 트랜스페린 수용체, 에스트로겐 수용체, 프로게스테론 수용체, 소낭 자극 호르몬 수용체(FSH-R), 레티노산 수용체, MUC-1, NY-ESO-1, Melan-A/MART-1, 티로시나제, Gp-100, MAGE, BAGE, GAGE, 구체적으로 SSX2 유전자에 의해 암호된 HOM-MEL-40 항원을 비롯한 수용체의 CTA 부류의 임의의 것, 암종배아 항원(CEA), 및 PyLT를 포함한다. 결합 영역 또는 결합 도메인 폴리펩티드의 공급원일 수 있는 추가의 세포 표면 수용체는 예를 들어, CD2, 4-1BB, 4-1BB 리간드, CD5, CD10, CD27, CD28, CD152/CTLA-4, CD40, 인터페론-γ(IFN-γ),인터루킨-4(IL-4), 인터루킨-17(IL-17) 및 인터루킨-17 수용체(IL-17R)를 포함한다. 결합 영역 및/또는 결합 도메인 폴리펩티드의 공급원일 수 있는 또 다른 세포 표면 수용체는 예를 들어, CD59, CD48, CD58/LFA-3, CD72, CD70, CD80/B7.1, CD86/B7.2, B7-H1/B7-DC, IL-17, CD43, ICOS, CD3(예, 감마 서브유닛, 입실론 서브유닛, 델타 서브유닛), CD4, CD25, CD8, CD11b, CD14, CD56, CD69 및 VLA-4(α4β7)을 포함한다. 하기 세포 표면 수용체는 일반적으로 B 세포와 연합된다: CD19, CD20, CD22, CD30, CD153(CD30 리간드), CD37, CD50(ICAM-3), CD106(VCAM-1), CD54(ICAM-1), 인터루킨-12, CD134(OX40), CD137(41BB), CD83, 및 DEC-205. 이들 리스트는 제한적이지 않다. 상기한 것과 같은 결합 영역은 예를 들어 천연 또는 조작 IgD 힌지 영역 폴리펩티드에 의해, 바람직하게는 사람 또는 인간화된 천연 또는 조작 IgD 힌지 영역 폴리펩티드에 의해 연결될 수 있다. 본 발명은 따라서 세번째 분자, 예를 들어, 여기서 개시된 IgD 힌지 영역 폴리펩티드에 의해 연결된, 두 결합 영역, 예, scFv 및 세포 표면 수용체(또는 그 일부)를 포함하거나, 본질적으로 이들로 구성, 또는 이들로 구성되는 구조체를 추가로 제공한다.
여기서 개시되고 청구된 다양한 분자는 분자의 한 끝을 다른 끝에 연결하는 연결 영역을 포함한다. 그러한 연결 영역은 예를 들어, 자연 발생하는 임의의 힌지 펩티드 또는 폴리펩티드를 비롯한 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드를 포함할 수 있다. 연결 영역은 또한 예를 들어, 꼬리 영역과 결합 영역을 연결하는 데 유용한 임의의 인공 펩티드 또는 다른 분자(예, 비펩티드 분자, 부분적인 펩티드 분자, 및 펩티드모방체 등)를 포함할 수 있다. 이들은 예를 들어, CH1 및 CH2 영역내에 쇄내 면역글로불린-도메인 이황화 결합을 형성하는 아미노산 잔기 사이의 면역글로불린 중쇄 폴리펩티드에 위치한 분자의 변형을 포함할 수 있다. 자연 발생하는 힌지 영역은 면역글로불린의 불변 영역 도메인, CH1과 CH2 사이에 위치한 것을 포함한다. 유용한 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 예를 들어, 사람 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드 및 라마 또는 기타 낙타 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드를 포함한다. 다른 유용한 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 예를 들어, 수염 상어 및 점박이 은상어 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드를 포함한다. 사람 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 예를 들어, 야생형 사람 IgG1 힌지, 사람 IgG-유래 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드, 사람 IgG 힌지 또는 IgG-유래 면역글로불린 힌지 영역의 일부, 야생형 사람 IgA 힌지 영역 폴리펩티드, 사람 IgA-유래 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드, 사람 IgA 힌지 영역 폴리펩티드 또는 IgA-유래 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드의 일부, 야생형 사람 IgD 힌지 영역 폴리펩티드, 사람 IgD 유래 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드, 사람 IgD 힌지 영역 폴리펩티드 또는 IgD-유래 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드의 일부, 야생형 사람 IgE 힌지-작용성 영역, 즉, IgE CH2 영역 폴리펩티드(일반적으로 5 시스테인 잔기를 가짐), 사람 IgE-유래 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드, 사람 IgE 힌지-작용성 영역의 일부, 즉, IgE CH2 영역 폴리펩티드 또는 IgE-유래 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드 등을 포함한다. 힌지 기능을 갖는 것으로 간주되는 면역글로불린 폴리펩티드 쇄 영역"으로부터 유래"되거나 "그 일부 또는 단편"인 폴리펩티드는 하나 이상의 아미노산을 펩티드 연결내에 가지며, 예를 들어, 15-115 아미노산, 바람직하게는 95-110, 80-94, 60-80 또는 5-65 아미노산, 바람직하게는 10-50, 더욱 바람직하게는 15-35, 더욱 더 바람직하게는 18-32, 더욱 더 바람직하게는 20-30, 더욱 더 바람직하게는 21,22,23,24,25,26,27,28 또는 29 아미노산을 갖는다. 라마 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 예를 들어, IgG1 라마 힌지를 포함한다. 연결 영역은 면역글로불린 힌지 영역으로부터의 연속적인 아미노산의 스트레치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결 영역은 사람 IgG 힌지, 사람 IgA 힌지, 사람 IgE 힌지, 낙타 힌지 영역, IgG1 라마 힌지 영역, 수염 상어 힌지 영역, 및 점박이 은상어 힌지 영역으로부터의 적어도 5 연속 힌지 영역 아미노산, 적어도 10 연속 힌지 영역 아미노산, 적어도 15 연속 힌지 영역 아미노산, 적어도 20 연속 힌지 영역 아미노산, 및 적어도 25 또는 그 이상의 연속 힌지 영역 아미노산을 포함할 수 있으며, 예를 들어, IgG1 힌지 영역, IgG2 힌지 영역, IgG3 힌지 영역, IgG3 힌지 영역 및 IgG4 힌지 영역을 포함한다.
그러한 연결 영역은 또한 예를 들어, 돌연변이되거나 또는 다르게는 변형되거나 조작된 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드를 포함한다. 돌연변이되거나 다르게 변형되거나 조작된 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 임의의 포함된 천연 또는 조작 CH2 및 CH3 도메인과 동일하거나 상이한 한 종, 면역글로불린 아이소타입 또는 클래스, 또는 면역글로불린 서브클래스의 면역글로불린에서 그 기원을 갖는 힌지 영역을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성되거나 또는 이것으로 구성될 수 있다. 돌연변이되거나 다르게 변형되거나 조작된 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 예를 들어, 하나 이상의 시스테인 잔기를 함유하는 야생형 면역글로불린 힌지 영역, 예를 들어, 자연적으로 3 시스테인을 포함하는 야생형 사람 IgG 또는 IgA 힌지 영역으로부터 유래되거나 이로부터 구성되는 것을 포함한다. 그러한 폴리펩티드에서, 시스테인 잔기의 수는 예를 들어, 아미노산 치환 또는 결실 또는 절단에 의해 감소될 수 있다. 이들 폴리펩티드는 예를 들어, 0, 1, 또는 2 시스테인 잔기를 함유하는 돌연변이된 사람 또는 기타 IgG1 또는 IgG4 힌지 영역 폴리펩티드, 및 0,1, 또는 2 시스테인 잔기를 함유하는 돌연변이된 사람 또는 기타 IgA1 또는 IgA2 힌지 영역 폴리펩티드를 포함한다. 돌연변이되거나 다르게 변형되거나 조작된 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 예를 들어, 셋 이상의 시스테인 잔기를 함유하는 야생형 면역글로불린 힌지 영역, 예를 들어, 야생형 사람 IgG2 힌지 영역(4 시스테인을 가짐) 또는 IgG4 힌지 영역(11 시스테인을 가짐)으로부터 유래되거나 구성되는 것을 포함한다. 돌연변이되거나 다르게 변형되거나 조작된 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 예를 들어, 일반적으로 5 시스테인 잔기를 함유하는 IgE CH2 야생형 면역글로불린 영역에서 유래되거나 구성되는 것을 포함한다. 그러한 폴리펩티드에서, 시스테인 잔기의 수는 예를 들어, 아미노산 치환 또는 결실 또는 절단에 의해 하나 이상의 시스테인 잔기만큼 감소될 수 있다. 힌지 영역내의 시스테인 잔기가 세린 또는 덜 극성, 덜 소수성, 보다 친수성 및/또는 중성인 하나 이상의 다른 아미노산으로 치환된 변형된 힌지 영역 폴리펩티드 또한 포함된다. 그러한 돌연변이된 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 예를 들어, 하나의 시스테인 잔기를 함유하며, 둘 이상의 시스테인 잔기를 갖는 야생형 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드로부터 유래되는 돌연변이된 힌지 영역 폴리펩티드를 포함하며, 예를 들어, 하나의 시스테인 잔기를 함유하고 야생형 사람 IgG 또는 IgA 영역 폴리펩티드로부터 유래되는 돌연변이된 사람 IgG 또는 IgA 힌지 영역 폴리펩티드를 포함한다. 연결 영역 폴리펩티드는 쇄간, 동종이량체 이황화 결합을 형성하는 그들의 능력이 손상되는 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드를 포함한다.
돌연변이된 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 또한 야생형 사람 면역글로불린 G 힌지 영역 폴리펩티드에 비하여 이량체화하는 능력이 감소된 돌연변이된 힌지 영역 폴리펩티드, 및 단량체 및 이량체 분자의 혼합물의 발현을 허용하는 돌연변이된 힌지 영역 폴리펩티드를 포함한다. 돌연변이된 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 또한 당화 부위를 함유하도록 조작된 힌지 영역 폴리펩티드를 포함한다. 당화 부위는 예를 들어, 아스파라긴-연결된 당화 부위, O-연결된 당화 부위, C-만노실화 부위, 글리피화 부위 및 포스포글리케이션 부위를 포함한다.
여기서 개시되고 청구된 본 발명의 분자에 유용한 특이적 연결 영역은 예를 들어, 하기 18 아미노산 서열, DQEPKSCDKTHTCPPCPA, DQEPKSSDKTHTSPPSPA, 및DLEPKSCDKTHTCPPCPA을 포함한다. 다른 특이적 연결 영역은 예를 들어, 여기서 "2H7 scFv(SSS-S) H WCH2 WCH3" 및 "2H7 scFv(CSS)H WCH2 WCH3"로 불리는 서열내의 돌연변이 힌지, 및 여기서 "2H7 scFv IgAH WCH2 WCH3"로 불리는 사람 IgA-유래 힌지를 포함한다.
본 발명의 분자내의 꼬리 영역은 중쇄 불변 영역 면역글로불린 서열을 포함할 수 있다. 꼬리 영역은 따라서, 예를 들어, 면역글로불린 중쇄 CH2 불변 영역 폴리펩티드 및 면역글로불린 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드 중 적어도 하나를 갖는 폴리펩티드를 포함할 수 있다. 면역글로불린 중쇄 CH2 불변 영역 폴리펩티드와 면역글로불린 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드 중 적어도 하나는 사람 면역글로불린 중쇄로부터 유래될 수 있다. 따라서, 예를 들어, CH2 및/또는 CH3 폴리펩티드는 사람 IgG, 사람 IgA, 또는 사람 IgD 분자로부터 유래할 수 있다. 꼬리 영역은 또한 예를 들어, 면역글로불린 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드 및 면역글로불린 중쇄 CH4 불변 영역 폴리펩티드 중 적어도 하나를 갖는 폴리펩티드를 포함할 수 있다. 면역글로불린 중쇄 CH3 불변 영역 폴리펩티드와 면역글로불린 중쇄 CH4 불변 영역 폴리펩티드 중 적어도 하나는 사람 면역글로불린 중쇄로부터 유래될 수 있다. 따라서, 예를 들어, CH3 및/또는 CH4 폴리펩티드는 사람 IgE로부터 유래될 수 있다. 본 발명의 분자내에 포함된 면역글로불린 중쇄 CH2 영역 폴리펩티드는 예를 들어, IgG1, IgG2, IgG3 및/또는 IgG4 서브클래스로부터 올 수도 있다. 본 발명의 분자내에 포함된 면역글로불린 중쇄 CH3 영역 폴리펩티드는 또한, 예를 들어, IgG1, IgG2, IgG3 및/또는 IgG4 서브클래스로부터 올 수도 있다. 추가로, 본 발명의 분자내에 포함된 면역글로불린 중쇄 CH2 영역 폴리펩티드 및 면역글로불린 중쇄 CH2 영역 폴리펩티드 둘다 예를 들어, IgG1, IgG2, IgG3 및/또는 IgG4 서브클래스로부터 올 수도 있다. 본 발명의 다른 분자에서, CH2 불변 영역 폴리펩티드 및 CH3 불변 영역 폴리펩티드로부터 선택된 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드 중 적어도 하나는 사람 IgA 불변 영역 폴리펩티드이다. 본 발명의 분자내에 포함된 면역글로불린 중쇄 CH2 영역 폴리펩티드는 예를 들어 IgA1 및/또는 IgA2 서브클래스에서 올 수 있다. 본 발명의 분자내에 포함된 면역글로불린 중쇄 CH3 영역 폴리펩티드는 또한 예를 들어, IgA1 및/또는 IgA2 서브클래스로부터 올 수 있다. 추가로, 본 발명의 분자내에 포함된 면역글로불린 중쇄 CH2 영역 폴리펩티드 및 면역글로불린 중쇄 CH2 영역 폴리펩티드 둘다 예를 들어, IgA1 및/또는 IgA2 서브클래스로부터 올 수 있다. 본 발명의 또 다른 분자에서, 꼬리 영역은 사람 IgA 및/또는 사람 IgE로부터의 폴리펩티드를 포함하는 CH2 및/또는 CH3 불변 영역 폴리펩티드를 포함하거나 본질적으로 이것으로 구성될 수 있다. 다른 구체예에서, 예를 들어, 본 발명의 분자내의 꼬리 영역은 돌연변이된 면역글로불린 중쇄 CH2 및/또는 CH3 불변 영역 폴리펩티드를 포함할 수 있다(예, IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드가 사람 기원인, J 쇄와 연합할 수 없는 돌연변이된 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드). 꼬리 영역은 또한 TNF 수퍼패밀리, 예를 들어 CD154로부터의 단백질의 세포외 부분을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성될 수 있다.
사람에서 사용하기 위한 본 발명의 분자의 경우, 이들 영역은 일반적으로 그 분자에 대한 잠재적인 사람 면역 반응을 최소화하고 적절한 효과인자 기능을 제공하기 위해 실질적으로 또는 완전히 사람일 것이다. 본 발명의 일부 구체예에서, 예를 들어, 꼬리 영역은 J 쇄와 연합할 수 있거나 할 수 없는, 사람 IgG1 CH3 영역 서열, 야생형 IgA 중쇄 불변 영역 폴리펩티드 서열을 포함한다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, CH1 도메인은 분자의 꼬리 영역에 포함되지 않으며, 결합 영역의 카르복시 말단은 직접 또는 간접적으로 꼬리 영역의 CH2 부분의 아미노 말단에 연결된다. 결합 영역은 예를 들어, 연결 영역 폴리펩티드 또는 다른 연결 분자를 통해 꼬리 영역에 간접적으로 연결될 수 있다.
본 발명은 또한 꼬리 영역내에 돌연변이된 CH2 및/또는 CH3 서열을 갖는 분자를 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 분자는 CH2, CH3 및/또는 CH4 도메인내에 도입된 돌연변이 하나 이상을 갖는 돌연변이된 Fc 도메인을 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 구체예에서, 분자는 사람 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드와 같은 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드를 포함할 수 있으며 여기서 C-말단으로부터의 둘 이상의 잔기는 결실되어 절단된 CH3 불변 영역 폴리펩티드를 생성한다. 본 발명의 다른 구체예에서, 분자는 4 또는 18 아미노산의 C-말단 결실을 포함하는, J 쇄와 연합할 수 없는 돌연변이된 사람 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드를 포함한다. 하지만, 본 발명은 그렇게 제한될 필요는 없으며, 돌연변이된 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드를 함유한 분자는 융합 단백질이 항원에 특이적으로 결합할 수 있으며 ADCC, CDC 또는 보체 고정과 같은 적어도 하나의 면역 활성을 가질 수 있다면, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21-25, 26-30 또는 그 이상의 아미노산의 결실을 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 쇄간 이황화 결합 형성을 막는 방식으로, 마지막에서 두번째 시스테인의 치환에 의해 또는 그 아미노산 잔기의 화학적 변형에 의해 J 쇄와 연합할 수 없는 돌연변이된 IgA CH3 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 꼬리 영역을 함유하는 분자를 포함한다.
본 발명의 다양한 분자는 예를 들어, (a) 적어도 하나의 면역글로불린 경쇄 가변 영역 폴리펩티드, (b) 적어도 하나의 면역글로불린 중쇄 가변 영역 폴리펩티드, 및 (a)의 폴리펩티드와 (b)의 폴리펩티드를 연결하는 적어도 하나의 링커 펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이들로 구성 또는 이들로 구성되는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 결합 도메인 scFv-융합 단백질을 포함한다. 그러한 폴리펩티드는 예를 들어, 사람 면역글로불린 또는 비사람 면역글로불린으로부터 유래할 수 있다.
따라서, 한 태양에서, 본 발명은 표적 분자에 결합할 수 있는 결합 도메인 폴리펩티드를 포함하는 첫번째 폴리펩티드, 상기 첫번째 폴리펩티드에 부착된 가요성 또는 다른 바람직한 링커를 포함하는 두번째 폴리펩티드, 두번째 폴리펩티드에 부착된, 꼬리 영역을 포함하는 세번째 폴리펩티드, 예를 들어, N-말단 절단된 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드(또는 그 일부)를 비롯한, 비천연 발생 단일 쇄 단백질 및/또는 VH 단백질 및/또는 VL 단백질 또는 전술한 어느 것의 바람직한 일부를 포함한다. 가요성 링커는 돌연변이되거나 다르게 변형되거나 조작된 면역글로불린 힌지 영역 또는 그 일부를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성 또는 이것으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 야생형 면역글로불린 힌지 영역 또는 일부에 존재하는 시스테인 잔기의 수(예, IgG1 또는 IgG4의 경우 0, 1, 또는 2 시스테인)보다 적은 수의 시스테인 잔기를 함유하는 것이 있으며, 상기에서 비천연 발생 단일쇄 단백질은 적어도 하나의 면역 활성을 가질 수 있으며, 예를 들어, ADCC, CDC, 및/또는 보체 고정을 가질 수 있다. 단일쇄 단백질은 예를 들어, ADCC, CDC, 및/또는 보체 고정을 비롯한 두 면역 활성이 가능할 수 있다. 이 단백질은 단일쇄 Fv인 결합 도메인 폴리펩티드를 포함할 수 있다. 추가로, 이 단백질은 단일쇄 Fv인 결합 도메인 폴리펩티드를 포함할 수 있으며 이때 단일쇄 Fv의 중쇄 가변 영역이 아미노산 위치 9, 10, 11, 12, 108, 110 및 112 중 하나 이상에서 아미노산 결실 또는 치환을 갖는다. 단백질은 또한 단일쇄 Fv인 결합 도메인 폴리펩티드를 포함할 수 있으며 이때 단일쇄 Fv의 경쇄 가변 영역은 아미노산 위치 12, 80, 81, 83, 105, 106, 및 107 중 하나 이상에서 아미노산 결실 또는 치환을 갖는다.
다른 태양에서, 본 발명은 단독으로 또는 임의의 다른 분자 또는 구조체와 함께, VH 영역의 아미노산 위치 9, 10, 11, 12, 108, 110 및 112 중 하나 이상에서 아미노산 결실 또는 치환을 갖는 VH 영역 또는 그 일부를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 비천연 발생 VH 단백질 또는 그 원하는 일부를 포함한다. 아미노산은 천연 발생 또는 비천연 발생 아미노산, 또는 임의의 다른 원하는 유용한 분자로 치환될 수 있다.
단독으로 또는 임의의 다른 분자 또는 구조체와 함께, VH 영역의 아미노산 위치 9, 10, 11, 12, 108, 110 및 112 중 하나 이상에서 아미노산 결실 또는 치환을 갖는 VH 영역 또는 그 일부를 포함, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 VH 단백질 또는 그 원하는 일부의 용도가 개시되고 청구된다. 그러한 용도는 파아지 디스플레이, 효모 디스플레이, 및 리보솜 디스플레이 시스템 및 방법에서의 용도를 포함한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 단독으로 또는 임의의 다른 분자 또는 구조체와 함께, VL 영역의 아미노산 위치 12, 80, 81, 83, 105, 106 및 107 중 하나 이상에서 아미노산 결실 또는 치환을 갖는 VL 영역 또는 그 일부를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 비천연 발생 VL 단백질 또는 그 원하는 일부를 포함한다. 아미노산은 천연 발생 또는 비천연 발생 아미노산, 또는 임의의 다른 원하는 유용한 분자로 치환될 수 있다.
단독으로 또는 임의의 다른 분자와 함께, VL 영역의 아미노산 위치 12, 80, 81, 83, 105, 106 및 107 중 하나 이상에서 아미노산 결실 또는 치환을 갖는 VL 영역 또는 그 일부를 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 VL 단백질 또는 그 원하는 일부의 용도가 개시되고 청구된다. 그러한 용도는 파아지 디스플레이, 효모 디스플레이, 및 리보솜 디스플레이 시스템 및 방법에서의 용도를 포함한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 (1) 아미노산 위치 9, 10, 11, 12, 108, 110 및 112 중 하나 이상에서 아미노산 결실 또는 치환을 갖는 VH 단백질 또는 그 일부, 및 (2) 단독의 또는 임의의 다른 분자와 조합된, 아미노산 위치 12, 80, 81, 83, 105, 106 및 107 중 하나 이상에서 아미노산 결실 또는 치환을 갖는 비천연 VL 단백질 또는 그 일부를 포함하거나, 본질적으로 이들로 구성, 또는 이들로 구성되는 분자를 포함한다. 아미노산은 천연 발생 또는 비천연 발생 아미노산, 또는 임의의 다른 원하는 유용한 분자로 치환될 수 있다.
(1) 아미노산 위치 9, 10, 11, 12, 108, 110 및 112 중 하나 이상에서 아미노산 결실 또는 치환을 갖는 VH 단백질 또는 그 일부, 및 (2) 단독의 또는 임의의 다른 분자와 조합된, 아미노산 위치 12, 80, 81, 83, 105, 106 및 107 중 하나 이상에서 아미노산 결실 또는 치환을 갖는 비천연 발생 VL 단백질 또는 그 일부를 포함하거나, 본질적으로 이들로 구성, 또는 이들로 구성되는 분자의 용도가 또한 개시되고 청구된다. 그러한 용도는 파아지 디스플레이, 효모 디스플레이, 및 리보솜 디스플레이 시스템 및 방법에서의 용도를 포함한다.
본 발명은 또한 결합 도메인이 단일쇄 Fv이고 상기 단일쇄 Fv의 중쇄 가변 영역이 아미노산 위치 11에서 아미노산 치환을 갖는 분자 구조체를 포함한다. 단일쇄 Fv 중쇄 가변 영역의 위치 11에서의 아미노산을 위해 치환되는 아미노산은 세린, 트레오닌, 티로신, 아스파라긴, 글루타민, 아스파트산, 글루탐산, 라이신, 아르기닌, 및 히스티딘으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명은 따라서, 예를 들어, 결합 도메인이 단일쇄 Fv이고 상기 단일쇄 Fv의 중쇄 가변 영역이 아미노산 위치 11에서 세린 아미노산 치환을 갖는 구조체를 포함한다. 다른 아미노산 위치 변화, 치환 및 결실은 여기서 주목된다.
본 발명은 또한 예를 들어, 결합 도메인이 단일쇄 Fv이고 단일쇄 Fv의 중쇄 가변 영역의 위치 10 및/또는 11에서 아미노산이 결실된 구조체를 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 결합 영역은 종양 또는 종양 연합 항원에 결합하는 구조체를 포함한다. 본 발명의 구조체의 결합 영역은 예를 들어, 암 세포 항원에 결합할 수 있다. 본 발명의 구조체가 결합하는 암세포 항원은 암세포 표면 항원 및 세포내 암세포 항원을 포함한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 결합 영역이 면역 효과인자 세포상의 항원에 결합하는 구조체를 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 결합 영역이 예를 들어, CD19, CD20, CD22, CD37, CD40, CD80, 및 CD86으로 구성된 군으로부터 선택된 B 세포 항원을 비롯한 B 세포 항원에 결합하는 구조체를 포함한다. 그러한 B 세포 항원에 결합하는 본 발명의 구조체는 예를 들어, 단일쇄 Fv를 포함하는 결합 영역을 포함한다. 그러한 단일쇄 Fv 결합 영역의 예는 HD37 단일쇄 Fv, 2H7 단일쇄 Fv, G28-1 단일쇄 Fv, 및 4.4.220 단일쇄 Fv로 구성된 군으로부터 선택된 단일쇄 Fv를 포함하거나 본질적으로 이로 구성되는 분자를 포함한다. 다른 예는 CTLA-4의 세포외 도메인을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 구성, 또는 이것으로 구성되는 결합 영역을 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 결합 영역이 B 세포 분화 항원에 결합하는 구조체를 포함한다. B 세포 분화 항원은 예를 들어, CD19, CD20, CD21,CD22, CD23, CD37, CD40, CD45RO, CD80, CD86, 및 HLA 클래스II를 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 결합 영역이 CD2, CD3, CD4, CD5, CD6,CD8,CD10, CD11b, CD14, CD19, CD20, CD21, CD22, CD23, CD24, CD25, CD28, CD30, CD37, CD40, CD43, CD50(ICAM3), CD54(ICAM1), CD56, CD69,CD80, CD86, CD134(OX40), CD137(41BB), CD152(CTLA-4), CD153(CD30 리간드), CD154(CD40 리간드), ICOS, L6,B7-H1, 및 HLA 클래스II로 구성된 군으로부터 선택된 표적에 결합하는 구조체를 포함한다.
본 발명은 또한 결합 영역, 꼬리 영역 및 연결 영역을 갖는 단백질 구조체를 포함하며, 이때 단백질 구조체는 용액에서 단량체 또는 실질적으로 단량체 형태로 존재할 수 있다.
본 발명은 또한 결합 영역, 꼬리 영역 및 연결 영역을 갖는 단백질 구조체를 포함하며, 이때 단백질 구조체는 상기 단백질 구조체 중 둘 이상을 포함하는 복합체를 형성할 수 있으며 예를 들어 상기 복합체는 이량체이다.
다른 태양에서, 본 발명의 구조체는 항체 의존성 세포-매개 세포독성, 보체-의존성 세포독성(또는 보체-매개 용해), 보체 고정, 어팝토시스의 유도, 하나 이상의 생물학적 활성 시그널의 유도, 하나 이상의 면역 효과인자 세포의 유도, 세포 분화의 활성화, 세포 활성화, 하나 이상의 생물학적 활성 분자의 방출, 및 감염성 물질 또는 독소의 중화로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 면역 활성을 직접 또는 간접적으로 참여하거나 유도 또는 유발하거나 이를 도울 수 있다.
다른 태양에서, 본 발명의 결합 구조체는 단백질 키나제, 단백질 포스파타제, G-단백질, 시클릭 뉴클레오티드 또는 다른 2차 메신저, 이온 채널 및 분비 경로 성분으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 분자의 활성화 또는 억제에 의해 생물학적 활성 시그널을 유도할 수 있다. 그러한 생물학적 활성 분자는 예를 들어, 프로테아제이다.
다른 생물학적 활성 분자로는 예로서 모노카인, 림포카인, 케모카인, 성장 인자, 콜로니 자극 인자, 인터페론 및 인터류킨을 포함하여 예를 들어 사이토카인이 있다.
다른 태양에 있어서 본 발명의 제작물은 NK 세포, 단핵구, 대식 세포(macrophage), B 세포, T 세포, 비만 세포(mast cell), 호중구, 호산구 및 호염기구로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 면역 이펙터(effector) 세포를 유도할 수 있거나 이 유도에 참여할 수 있다.
다른 태양에 있어서 본 발명의 제작물은 항체 의존성 세포 매개 세포 독성 또는 하나 이상의 생물학적 활성 분자의 방출로 이어지는 하나 이상의 면역 이펙터 세포를 유도할 수 있거나 이 유도에 참여할 수 있다.
다른 태양에 있어서 본 발명의 제작물은 예를 들어 하나 이상의 신호 기전 또는 신호 분자의 활성화에 의해 표적 세포 내에서의 아폽토시스(apoptosis)에 참여할 수 있거나 이 아폽토시스를 개시할 수 있다.
다른 태양에 있어서 본 발명의 제작물은 세포 활성화를 유도할 수 있거나 이 유도에 참여할 수 있는데, 여기서, 상기 활성화는 세포의 전사 활성을 변화시킨다. 일 실시 형태에 있어서 세포의 전사 활성이 증가된다. 다른 실시 형태에 있어서 세포의 전사 활성이 감소된다.
다른 태양에 있어서, IgA 또는 IgE 분자로부터 유래되는 불변 영역을 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성되는 꼬리(tail) 영역을 갖는 본 발명의 제작물은 호중구 및/또는 비만 세포의 탈과립화를 유도할 수 있거나 이 유도에 참여할 수 있다.
다른 태양에 있어서 본 발명의 제작물은 예를 들어 박테리아, 바이러스, 기생충 또는 진균류인 감염성 물질의 중화를 촉진할 수 있거나 이 촉진에 참여할 수 있다.
다른 태양에 있어서 본 발명의 제작물은 내독소 및 외독소로 구성된 군으로부터 선택되는 독소의 중화를 촉진할 수 있거나 이 촉진에 참여할 수 있다. 이러한 독소는 예를 들어 탄저병 독소(anthrax toxin), 콜레라 독소, 디프테리아 독소, 백일해 독소, 이. 콜라이(E. coli) 열 불안정성 독소 LT, 이. 콜라이 열 안정성 독소 ST, 이질균 독소(shiga toxin), 슈도모나스(Pseudomonas) 내독소 A, 보툴리눔 독소, 파상풍 독소, 보르데텔라 페르투씨스(Bordetella pertussis) AC 독소, 및 바실루스 안트라시스(Bacillus anthracis) EF 독소로 구성된 군으로부터 선택되는 외독소를 포함한다. 다른 독소는 예를 들어 색시톡신(saxitoxin), 테트로도톡신(tetrodotoxin), 버섯 독소(아마톡신(amatoxin), 가이로미트린(gyromitrin), 오렐라닌(orellanine) 등), 아플라톡신(aflatoxin), 피롤리지딘 알칼로이드, 피토헤마글루티닌 및 그라야노톡신을 포함한다.
다른 태양에 있어서 본 발명의 제작물은 세포내 표적에 결합하여 예를 들어 세포 기능을 행할 수 있다(또는 세포 기능을 행하는 것에 참여할 수 있음). 이러한 제작물은 예를 들어 천연이거나 조작된(engineered) IgA CH2 도메인 영역 및 천연이거나 조작된 IgA CH3 도메인 영역을 포함하거나, 이들로 본질적으로 구성되거나, 이들로 구성된 꼬리 영역을 포함하는 제작물을 포함하는데, 상기 꼬리 영역은 J 쇄에 결합할 수 있다. 이러한 꼬리 영역은 예를 들어 2H7 scFv IgAH WIgACH2 WCH3 + JChain 제작물에서 발견된다. 이와 같이 본 발명은 예를 들어 "항-세포내 표적" 결합 도메인(예를 들어, 그리고 "항-세포내 표적" scFv), 연결 영역, 및 J 쇄에 결합할 수 있는 천연이거나 조작된 IgA 불변 영역(예를 들어 WIgACH2 WCH3)을 갖는 제작물을 포함한다.
또다른 태양에 있어서 본 발명의 제작물은 N-말단 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드가 면역글로불린 중쇄 IgG CH3 불변 영역 폴리펩티드에 부착된 IgG CH2 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 분자를 포함한다.
또다른 태양에 있어서 본 발명은 예를 들어 HPLC 및 비환원 겔로 측정되는 바와 같이 약 120 kD 미만, 또는 약 150 kD 미만이며 (a) 표적 세포 집단 내에서 세포에 결합할 수 있는 제1 단백질 또는 펩티드 분자, 및 (b) (i) Fc 수용체에 결합하고/하거나 (ii) 표적 세포의 아폽토시스를 유도하고/하거나 (iii) 보체를 고정시킬 수 있는 제2 단백질 또는 펩티드 분자로 본질적으로 구성되는 치료적 유효량의 단백질 분자를 대상에게 투여하는 단계를 포함하는, 표적 세포 집단의 감소 방법을 포함하는데, 여기서, 상기 제1 단백질 또는 펩티드 분자는 상기 제2 단백질 또는 펩티드 분자에 직접 연결되거나, 선택적으로는 상기 제1 단백질 또는 펩티드 분자 및 상기 제2 단백질 또는 펩티드는 분자는 제3 단백질 또는 펩티드 분자(여기서, 상기 단백질 분자는 항체, TNF 패밀리 구성원 또는 TNF 수용체 패밀리의 구성원이 아니며, 박테리아 독소, 세포독성 약물, 또는 방사성 동위 원소와 콘쥬게이션되지 않음)에 의해 결합된다.
다른 태양에 있어서 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성되며, 하나 이상의 면역학적 활성을 가질 수 있는 단일쇄 단백질을 포함하되, 단, (a) 연결 영역 폴리펩티드가 시스테인 잔기를 전혀 갖지 않는 IgG 힌지 영역 폴리펩티드를 포함할 경우 결합 도메인 폴리펩티드 표적은 CD20 또는 L6이 아니거나, (b) 연결 영역 폴리펩티드가 시스테인 잔기를 전혀 갖지 않는 IgG 힌지 영역 폴리펩티드를 포함할 경우, 단일쇄 단백질은 CD20에 결합할 수 있는 1F5 scFv가 아니다. 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 단일쇄 단백질은 표적 세포 상의, 또는 표적 세포 중의 표적 분자에 결합하고 생체내에서 표적 세포의 갯수를 감소시키고/시키거나 생체내에서 표적 세포 집단을 고갈시킬 수 있다. 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 단일쇄 단백질은 항체 의존성 세포 매개 세포 독성 및 보체 고정을 유도할 수 있다. 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 단일쇄 단백질은 (1) 항체 의존성 세포 매개 세포 독성 및 보체 고정을 유도하며, (2) 표적 세포 상의, 또는 표적 세포 중의 표적 분자에 결합하고 생체내에서 표적 세포의 갯수를 감소시키고/시키거나 생체내에서 표적 세포 집단을 고갈시킬 수 있다. 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 연결 영역이 적어도 제1, 제2 및 제3 시스테인 잔기를 갖는 IgG 힌지 영역 폴리펩티드를 포함하며 상기 제1 시스테인은 상기 제2 시스테인에 대하여 N-말단이고 상기 제2 시스테인은 상기 제3 시스테인에 대하여 N-말단일 경우, 상기 제2 및 제3 시스테인 잔기 중 하나 또는 이들 둘 모두는 치환 또는 결실되고, 상기 단일쇄 단백질은 하나 이상의 면역학적 활성을 가질 수 있다. 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 연결 영역이 적어도 제1, 제2 및 제3 시스테인 잔기를 갖는 IgG 힌지 영역 폴리펩티드를 포함하며 상기 제1 시스테인은 상기 제2 시스테인에 대하여 N-말단이고 상기 제2 시스테인은 상기 제3 시스테인에 대하여 N-말단일 경우, 상기 제2 및 제3 시스테인 잔기 중 하나 또는 이들 둘 모두는 치환 또는 결실되고, 상기 단일쇄 단백질은 (a) 항체 의존성 세포 매개 세포 독성 및 (b) 보체 고정으로부터 선택되는 하나 이상의 면역학적 활성을 유도할 수 있다. 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 연결 영역이 적어도 제1, 제2 및 제3 시스테인 잔기를 갖는 IgG 힌지 영역 폴리펩티드를 포함하며 상기 제1 시스테인은 상기 제2 시스테인에 대하여 N-말단이고 상기 제2 시스테인은 상기 제3 시스테인에 대하여 N-말단일 경우, 상기 제2 및 제3 시스테인 잔기 중 하나 또는 이들 둘 모두는 치환 또는 결실되고, 상기 단일쇄 단백질은 항체 의존성 세포 매개 세포 독성을 가질 수 있고 보체를 고정시킬 수 있다. 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 연결 영역이 적어도 제1, 제2 및 제3 시스테인 잔기를 갖는 IgG 힌지 영역 폴리펩티드를 포함하며 상기 제1 시스테인은 상기 제2 시스테인에 대하여 N-말단이고 상기 제2 시스테인은 상기 제3 시스테인에 대하여 N-말단일 경우, 상기 제2 및 제3 시스테인 잔기 중 하나 또는 이들 둘 모두는 치환 또는 결실되고, 상기 단일쇄 단백질은 표적 세포 상의, 또는 표적 세포 중의 표적 분자에 결합하고 생체내에서 표적 세포의 갯수를 감소시키고/시키거나 생체내에서 표적 세포 집단을 고갈시킬 수 있다. 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 연결 영역이 제1, 제2 및 제3 시스테인 잔기를 갖는 IgG 힌지 영역 폴리펩티드를 포함하며 상기 제1 시스테인은 상기 제2 시스테인에 대하여 N-말단이고 상기 제2 시스테인은 상기 제3 시스테인에 대하여 N-말단일 경우 상기 제2 및 제3 시스테인 잔기 중 하나 또는 이들 둘 모두는 치환 또는 결실되고, 상기 단일쇄 단백질은 항체 의존성 세포 매개 세포 독성 및 보체 고정으로부터 선택되는 하나 이상의 면역학적 활성을 유도할 수 있으며, 상기 단일쇄 단백질은 표적 세포 상의, 또는 표적 세포 중의 표적 분자에 결합하고 생체내에서 표적 세포의 갯수를 감소시키고/시키거나 생체내에서 표적 세포 집단을 고갈시킬 수 있다. 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 연결 영역이 제1, 제2 및 제3 시스테인 잔기를 갖는 IgG 힌지 영역 폴리펩티드를 포함하며 상기 제1 시스테인은 상기 제2 시스테인에 대하여 N-말단이고 상기 제2 시스테인은 상기 제3 시스테인에 대하여 N-말단일 경우 상기 제2 및 제3 시스테인 잔기 중 하나 또는 이들 둘 모두는 치환 또는 결실되고, 상기 단일쇄 단백질은 항체 의존성 세포 매개 세포 독성 및 보체 고정을 유도할 수 있으며, 상기 단일쇄 단백질은 표적 세포 상의, 또는 표적 세포 중의 표적 분자에 결합하고 생체내에서 표적 세포의 갯수를 감소시키고/시키거나 생체내에서 표적 세포 집단을 고갈시킬 수 있다. 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있으며 중쇄 가변 영역(여기서, 중쇄 가변 영역의 제1 프레임워크(framework) 영역의 11 위치의 류신은 결실되거나 다른 아미노산으로 치환됨)을 포함하는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 단일쇄 단백질은 하나 이상의 면역학적 활성을 가질 수 있되, 단, 결합 도메인 폴리펩티드가 CD20에 결합할 수 있을 경우 상기 연결 영역은 3개의 시스테인 잔기(여기서, 상기 3개의 시스테인 잔기 중 하나 또는 2개는 다른 아미노산으로 치환 또는 대체됨)를 포함한다. 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있으며 중쇄 가변 영역(여기서, 중쇄 가변 영역의 제1 프레임워크 영역의 11 위치의 류신은 결실되거나 다른 아미노산으로 치환됨)을 포함하는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 단일쇄 단백질은 하나 이상의 면역학적 활성을 가질 수 있되, 단, 결합 도메인 폴리펩티드가 CD20에 결합할 수 있을 경우 상기 연결 영역은 3개의 시스테인 잔기를 포함한다(여기서, 상기 3개의 시스테인 잔기 중 하나 또는 2개는 다른 아미노산으로 치환 또는 대체됨). 본 발명은 또한 (i) 표적 분자에 결합할 수 있으며 중쇄 가변 영역(여기서, 중쇄 가변 영역의 제1 프레임워크 영역의 11 위치의 류신은 결실되거나 다른 아미노산으로 치환됨)을 포함하는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드의 C-말단에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 단일쇄 단백질은 하나 이상의 면역학적 활성을 유도할 수 있되, 단, 결합 도메인 폴리펩티드가 CD20에 결합할 수 있는 2H7 scFv이며 상기 연결 영역은 적어도 제1, 제2 및 제3 시스테인 잔기를 갖는 IgG 힌지 영역 폴리펩티드를 포함하고 상기 제1 시스테인은 상기 제2 시스테인에 대하여 N-말단이며 상기 제2 시스테인은 상기 제3 시스테인에 대하여 N-말단일 경우, 상기 시스테인 잔기 중 하나 또는 2개는 치환 또는 결실된다. 본 발명은 또한 (i) 표적 세포 상의, 또는 표적 세포 중의 표적 분자에 결합할 수 있으며 중쇄 가변 영역(여기서, 중쇄 가변 영역의 제1 프레임워크 영역의 11 위치의 류신은 결실되거나 다른 아미노산으로 치환됨)을 포함하는 결합 도메인 폴리펩티드를 갖는 제1 폴리펩티드; (ii) 상기 제1 폴리펩티드에 부착된 연결 영역을 포함하는 제2 폴리펩티드; 및 (iii) 상기 제2 폴리펩티드에 부착된 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 제3 폴리펩티드를 포함하거나, 본질적으로 이로 구성되거나, 이로 구성된 단일쇄 단백질을 포함하는데, 여기서, 상기 단일쇄 단백질은 하나 이상의 면역학적 활성을 가질 수 있되, 단, 상기 단일쇄 단백질은 CD20에 결합할 수 있는 결합 도메인 폴리펩티드 및 (a) 3개의 시스테인 잔기를 갖는 IgG 힌지부 또는 (b) 시스테인 잔기를 치환한 3개의 세린(또는 유사 아미노산) 잔기를 포함하는 IgG 힌지부를 포함하는 연결 영역을 포함하지 않거나 본질적으로 이로 구성되지 않는다. 이러한 단일쇄 단백질의 다수의 가능한 변이 및 변이체가 존재한다. 예를 들어 결합 도메인 폴리펩티드는 자연 발생 및/또는 비-자연 발생 VH 및 VL 폴리펩티드를 포함하는 단일쇄 항체 또는 scFv일 수 있으며, 결합 도메인 폴리펩티드는 다수의 표적 중 임의의 표적에 결합할 수 있다. 비-자연 발생 VH 폴리펩티드는 그 예로서, 그리고 제한됨이 없이, 아미노산 위치 9, 10, 11, 12, 108, 110, 및/또는 112 중 임의의 하나 이상의 위치에 상응하는 위치에서의 아미노산(들)의 돌연변이, 치환 또는 결실을 포함하는 인간 중쇄 가변 영역 폴리펩티드를 포함한다. 비-자연 발생 VL 폴리펩티드는 그 예로서, 그리고 제한됨이 없이 아미노산 위치 12, 80, 81,83, 105, 106 및 107 중 임의의 하나 이상의 위치에 상응하는 위치에서의 아미노산(들)의 돌연변이, 치환 또는 결실을 포함하는 인간 경쇄 가변 영역 폴리펩티드를 포함한다. 표적은 그 예로서, 그리고 제한됨이 없이 CD19, CD20, CD28, CD30, CD37, CD40, L6, HER2, 상피 세포 성장 인자 수용체(epidermal growth factor receptor, EGFR), 혈관 내피 세포 성장 인자(vascular endothelial cell growth factor, VEGF), 종양 괴사 인자(tumor necrosis factor)(예를 들어 TNF-알파)와, 현재 공지되어 있거나 후에 밝혀질 수 있는, 본원에 기술되어 있거나 본원에서 언급되거나 그렇지 않을 경우 유용한 기타 표적을 포함한다. 추가로, 연결 영역 폴리펩티드는 자연 발생 및 비-자연 발생 둘 모두일 수 있는 임의의 다수의 분자일 수 있다. 연결 영역 폴리펩티드는 그 예로서, 그리고 제한됨이 없이 자연 발생 및 비-자연 발생 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드를 포함한다. 자연 발생 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 그 예로서, 그리고 제한됨이 없이 인간 IgG1 힌지 영역 폴리펩티드, 인간 IgA 힌지 영역 폴리펩티드, 인간 IgD 힌지 영역 폴리펩티드, 인간 IgE 힌지-작용 영역(예를 들어 IgE CH2), 카메리드(camelid) 면역글로불린 힌지 영역, 또는 현재 공지되어 있거나 후에 밝혀질 수 있는, 본원에 기술되어 있거나 본원에서 언급되거나 그렇지 않을 경우 유용한 임의의 기타 자연 발생 힌지 영역 펩티드와 같은 야생형 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드를 포함한다. 비-자연 발생 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드는 그 예로서, 그리고 제한됨이 없이 야생형의 시스테인 갯수보다 적은 갯수의 시스테인을 포함하는 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드를 포함하는 돌연변이된 자연 발생 면역글로불린 힌지부, 예를 들어 0개, 하나, 또는 2개의 시스테인을 포함하는 돌연변이된 자연 발생 면역글로불린 힌지 영역 폴리펩티드, 및 본원에 기술되어 있거나 참고되거나 그렇지 않을 경우 유용하거나 연결 결합에 유용한 것으로 현재 공지되어 있거나 후에 밝혀질 임의의 기타 연결 영역 분자, 예를 들어 면역글로불린 도메인, 예를 들어 CH1 도메인 및 CH2 도메인을 포함한다. N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드는 단일쇄 단백질의 다른 부분을 포함하거나 포함하지 않는, 본원에 기술되어 있는 것과 같은 하나 이상의 이펙터 기능을 제공하는 자연 발생 및 비-자연 발생 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함한다. 자연 발생 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드는 그 예로서, 그리고 제한됨이 없이, 인간 IgG, 인간 IgA, 및 인간 IgE로부터 개별적으로 또는 함께 취해지는 CH2CH3 불변 영역 폴리펩티드를 포함하는 CH2CH3 불변 영역 폴리펩티드, 및 본원에 기술되어 있거나 참조되거나, 그렇지 않을 경우 유용한 것으로 현재 공지되어 있거나 후에 밝혀질 임의의 기타 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함한다. 비-자연 발생 N-말단 절단형 면역글로불린 중쇄 불변 영역 폴리펩티드는 그 예로서, 그리고 제한됨이 없이, 본원에 기술되어 있거나 언급되거나, 그렇지 않을 경우 유용한 것으로 현재 공지되어 있거나 후에 밝혀질 임의의 돌연변이된 자연 발생 중쇄 불변 영역 폴리펩티드를 포함한다.
본 발명의 다양하며 구체적인 제작물은 단지 그 예로서 하기를 포함한다:
1. 2H7 scFv VH L11S (CSC-S) H WCH2 WCH3
2. 2H7 scFv VH L11S IgE CH2 CH3 CH4
3. 2H7 scFv VH L11S mIgE CH2 CH3 CH4
4. 2H7 scFv VH L11S mIgAH WIgACH2 T4CH3
5. 2H7 scFv VH L11S (SSS-S) H K322S CH2 WCH3
6. 2H7 scFv VH L11S (CSS-S) H K322S CH2 WCH3
7. 2H7 scFv VH L11S (SSS-S) H P331S CH2 WCH3
8. 2HU scFv VH L11S (CSS-S) H P331S CH2 WCH3
9. 2H7 scFv VH L11S (SSS-S) H T256N CH2 WCH3
10. 2H7 scFv VH L11S (SSS-S) H RTPE/QNAK (255-258) CH2 WCH3
11. 2H7 scFv VH L11S (SSS-S) H K290Q CH2 WCH3
12. 2H7 scFv VH L11S (SSS-S) H A339P CH2 WCH3
13. G28-1 scFv (SSS-S) H WCH2 WCH3
14. G28-1 scFv IgAH WCH2 WCH3
15. G28-1 scFv VH L11S (SSS-S) H WCH2 WCH3
16. G28-1 scFv VH L11S (CSS-S) H WCH2 WCH3
17. G28-1 scFv VH L11S (CSC-S) H WCH2 WCH3
18. G28-1 scFv VH L11S (SSC-P) H WCH2 WCH3
19. CTLA4 (SSS-S) H P238SCH2 WCH32
20. CTLA4 (CCC-P) WH WCH2 WCH3
21. FC2-2 scFv (SSS-S) H WCH2 WCH3
22. FC2-2 scFv VH L11S (SSS-S) H WCH2 WCH3
23. UCHL-1 scFv (SSS-S) H WCH2 WCH3
24. UCHL-1 scFv VHL11S (SSS-S) H WCH2 WCH3
25. 5B9 scFv (SSS-S) H WCH2 WCH3
26. 5B9 scFv VH L11S (SSS-S) H WCH2 WCH3
27. 2H7 scFv (SSS-S) H WCH2 WCH3
28. 2H7 scFv (SSS-S) H P238SCH2 WCH3
29. 2H7 scFv IgAH WCH2 WCH3
30. 2H7 scFv IgAH WIgACH2 T4CH3
31. 2H7 scFv IgAH WIgACH2 WCH3 + JChain
32. 2H7 scFv (CCC-P) WH WCH2 WCH3
33. 2H7 scFv (SSS-S) H WCH2 F405YCH3
34. 2H7 scFv (SSS-S) H WCH2 F405ACH3
35. 2H7 scFv (SSS-S) H WCH2 Y407ACH3
36. 2H4 scFv (SSS-S) HWCH2 F405A, Y407ACH3
37. 2H7 scFv (CSS-S) H WCH2 WCH3
38. 2H7 scFv (SCS-S) H WCH2 WCH3
39. 2H7 scFv (SSC-P) H WCH2 WCH3
40. 2H7 scFv (CSC-S) H WCH2 WCH3
41. 2H7 scFv (CCS-P) H WCH2 WCH3
42. 2H7 scFv (SCC-P) H WCH2 WCH3
43. 2H7 scFv VH L11S (SSS-S) H WCH2 WCH3
44. 2H7 scFv VH L11S (CSS-S) H WCH2 WCH3
45. G28-1 scFv VH L11S (SCS-S) H WCH2 WCH3
46. G28-1 scFv VH L11S (CCS-P) H WCH2 WCH3
47. G28-1 scFv VH L11S (SCC-P) H WCH2 WCH3
48.G28-1 scFv VH L11S mIgE CH2 CH3 CH4
49. G28-1 scFv VH L11S mIgAH WIgACH2 T4CH3
50. G28-1 scFv VH L11S hIgE CH2 CH3 CH4
51. G28-1 scFv VH L11S hIgAH WIgACH2 T4CH3
52. HD37 scFv IgAH WCH2 WCH3
53. HD37 scFv (SSS-S) H WCH2 WCH3
54. HD37 scFv VH L11S (SSS-S) H WCH2 WCH3
55. L6 scFv IgAH WCH2 WCH3
56. L6 scFv VH L11S (SSS-S) H WCH2 WCH3
57. 2H7 scFv-라마(llama) IgG1
58. 2H7 scFv-라마 IgG2
59. 2H7 scFv-라마 IgG3
60. CD16-6 저 (ED) (SSS-S) H P238SCH2 WCH3
61. CD16-9 고 (ED) (SSS-S) H P238SCH2 WCH3
62. 2el2 scFv (SSS-s) H P238SCH2WCH3-hCD80TM/CT
63. 10A8 scFv (SSS-s) H P238SCH2WCH3-hCD80TM/CT
64. 40.2.36 scFv (SSS-s) H P238SCH2WCH3-hCD80TM/CT
65. 2H7 scFv (SSS-s) HP238SCH2WCH3-hCD80TM/CT
66. G19-4 scFv (SSS-s) HP238SCH2WCH3-hCD80TM/CT
67. 2el2 scFv (SSS-s) H WCH2WCH3-hCD80TM/CT
68. 2el2 scFv IgAH IgACH2T4CH3-hCD80TM/CT
69. 2el2 scFv IgECH2CH3CH4-hCD80TM/CT
70. 2el2 scFv (SSS-s) H P238SCH2WCH3-mFADD-TM/CT
71. 2el2 scFv (SSS-s) H WCH2WCH3-mFADD-TM/CT
72. 2el2 scFv (SSS-s) H WCH2WCH3-mcasp3-TM/CT
73. 2el2 scFv (SSS-s) H P238SCH2WCH3-mcasp3-TM/CT
74. 2el2 scFv (SSS-s) H WCH2WCH3-mcasp8--TM/CT
75. 2el2 scFv (SSS-s) HP238SCH2 WCH3-mcasp8-TM/CT
76. 2el2 scFv (SSS-s) H WCH2 WCH3-hcasp3-TM/CT
77. 2el2 scFv (SSS-s) H P238SCH2WCH3-hcasp3-TM/CT
78. 2e12 scFv (SSS-s) H WCH2WCH3-hcasp8-TM/CT
79. 2el2 scFv (SSS-s) H P238SCH2WCH3-hcasp8-TM/CT
80. 1D8 scFv--hIgG1 (SSS-s) HP238SCH2 WCH3-hCD80TM/CT
81. 1D8scFv--hIgG1 (SSS-s) H WCH2WCH3-hCD80TM/CT
82. 1D8 scFv--mIgAT4-hCD80TM/CT
83. 1D8 scFv--hIgE-hCD80TM/CT
84. 1D8 scFv--hIgG1 (SSS-s) H P238SCH2WCH3-mFADD-TM/CT
85. 1D8 scFv--hIgG1 (SSS-s) H WCH2WCH3-mFADD-TM/CT
86. 1D8 scFv--hIgG1 (SSS-s) H WCH2WCH3-mcasp3-TM/CT
87. 1D8 scFv--hIgG1 (SSS-s) H P238SCH2WCH3-mcasp3-TM/CT
88. 1D8 scFv--hIgG1 (SSS-s) H WCH2WCH3-mcasp8--TM/CT
89. 1D8 scFv--hIgG1 (SSS-s) H P238SCH2 WCH3-mcasp8-TM/CT
90. 1D8scFv--hIgG1 (SSS-s) H WCH2WCH3-hcasp3--TM/CT
91. 1D8scFv--hIgG1 (SSS-s) H P238SCH2WCH3-hcasp3-TM/CT
92. 1D8 scFv--hIgG1 (SSS-s) H WCH2 WCH3-hcasp8--TM/CT
93. 1D8 scFv--hIgG1 (SSS-s) H P238SCH2 WCH3-hcasp8-TM/CT L6 scFv (SSS-S) H WCH2 WCH3
94. 2H7 scFv CD154 (L2)
95. 2H7 scFv CD154 (S4)
96. CTLA4 IgAH IGACH2CH3
97. CTLA4 IgAH IgACH2 T4CH3
98. 2H7 scFv IgAH IgACH2CH3
99. 2H7 scFv IgAH IgAHCH2T18CH3
100. 2H0026#-40.2.220 scFv (SSS-S) H WCH2 WCH3 (이특이성 항- ccd20-항-cd40)
101. 2H7 scFv IgAH IgACH2 T4CH3-hCD89 TM/CT
102. G19-4 scFv (CCC-P) WH WCH2 WCH3-hCD89 TM/CT
103. 2el2 scFv (CCC-P) WH WCH2 WCH3-hCD89 TM/CT
본 발명의 상기 및 기타 태양은 하기의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참고로 하면 더욱 더 자명해질 것이다. 본원에 나타낸 바와 같이 모든 참고 특허, 논문, 문헌, 및 본원에 개시되거나 확인되어 있는 기타 자료는 각각이 개별적으로 포함되는 것과 같이 전체 내용이 참고로 본원에 포함된다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
Th1 세포가 활성화되어 생산하는 림포카인인 IFN-γ가 대식세포와 NK 세포에 미치는 영향은 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
-
1과제 해석
task_interpretationTh1 세포에서 유래된 IFN-γ가 대식세포와 NK 세포의 기능에 어떤 영향을 주는지 관계를 파악해야 한다.
-
2정보 추출
information_extractionTh1 세포가 생산하는 림포카인과 그 구성 성분인 IFN-γ를 확인한다.
- Th1 세포(소낭성 구획에 세포내 존재하는 병원체 제거와 관련된 염증성 Th1 세포)는 DCl형 수지상 세포가 항원을 항원에 대한 T 세포 수용체(TCR)에 제시하여 인터류킨 12(IL-12)을 분비할 때, 생산된다. 이 측분비 자극은 Th1 세포를 활성화하여, 그 자체의 림포카인, 특히 종양-괴사 인자-베타(TNF-β)(임파독소로도 알려짐) 및 인터페론-감마(IFN-γ)를 분비한다.
-
3근거 선택
evidence_selectionIFN-γ가 대식세포와 NK 세포에 작용하는 구체적인 메커니즘을 추출한다.
- 이 림포카인은 대식세포를 자극하여, 그것이 식세포작용에 의해 둘러싼 세포를 사멸한다.
- IFN-γ는 감염된 세포에서의 바이러스성 단백질 합성의 억제를 비롯한 수개의 항바이러스 효과를 가진다. 그것은 또한 대식세포 및 NK 세포를 활성화하고, IL-1, IL-2, 및 항체 생산을 자극한다.
-
4논리 통합
logical_integrationIFN-γ가 대식세포를 자극하여 식세포작용을 통한 세포 사멸을 유도하고, 대식세포와 NK 세포를 전반적으로 활성화한다는 관계를 통합한다.
- 이 림포카인은 대식세포를 자극하여, 그것이 식세포작용에 의해 둘러싼 세포를 사멸한다.
- IFN-γ는 감염된 세포에서의 바이러스성 단백질 합성의 억제를 비롯한 수개의 항바이러스 효과를 가진다. 그것은 또한 대식세포 및 NK 세포를 활성화하고, IL-1, IL-2, 및 항체 생산을 자극한다.
-
5결론 도출
conclusion_formulationIFN-γ는 대식세포를 자극하여 식세포작용을 통한 세포 사멸을 유도하며, 대식세포와 NK 세포를 활성화하는 역할을 한다.
- 이 림포카인은 대식세포를 자극하여, 그것이 식세포작용에 의해 둘러싼 세포를 사멸한다.
- IFN-γ는 감염된 세포에서의 바이러스성 단백질 합성의 억제를 비롯한 수개의 항바이러스 효과를 가진다. 그것은 또한 대식세포 및 NK 세포를 활성화하고, IL-1, IL-2, 및 항체 생산을 자극한다.
-
6답변 생성
answer_generation질문에 대해 대식세포와 NK 세포에 대한 구체적인 작용 방식을 기술하여 답변을 작성한다.
- 이 림포카인은 대식세포를 자극하여, 그것이 식세포작용에 의해 둘러싼 세포를 사멸한다.
- IFN-γ는 감염된 세포에서의 바이러스성 단백질 합성의 억제를 비롯한 수개의 항바이러스 효과를 가진다. 그것은 또한 대식세포 및 NK 세포를 활성화하고, IL-1, IL-2, 및 항체 생산을 자극한다.
최종 답변 (final_answer)
Th1 세포가 분비하는 IFN-γ는 대식세포를 자극하여 식세포작용을 통해 둘러싼 세포를 사멸하도록 하며, 대식세포와 NK 세포를 활성화하는 역할을 한다.
핵심 해석 (core_interpretation)
Th1 세포가 분비하는 IFN-γ는 대식세포를 자극하여 식세포작용을 통해 둘러싼 세포를 사멸하도록 하며, 대식세포와 NK 세포를 활성화하는 역할을 한다.