ヒト癌を処置するのに有用なキメライムノレセプター
【課題】キメラ膜貫通イムノレセプターであって、細胞表面に細胞外ドメインを接着することができる支持体領域に連結した可溶性レセプターリガンドを含む細胞外ドメイン、膜貫通領域および細胞内シグナリングドメインを含んで成るキメラ膜貫通イムノレセプター、ゼータカインを提供する。
【解決手段】IgGのFc領域に連結したIL−13Rα2特異的IL−13突然変異体IL−13(E13Y)の細胞外標的指向ドメイン、ヒトCD4の膜貫通ドメイン、およびヒトCD3ゼータ鎖を含む神経膠腫特異的イムノレセプター。
【解決手段】IgGのFc領域に連結したIL−13Rα2特異的IL−13突然変異体IL−13(E13Y)の細胞外標的指向ドメイン、ヒトCD4の膜貫通ドメイン、およびヒトCD3ゼータ鎖を含む神経膠腫特異的イムノレセプター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
技術分野
[0001]本発明は、癌治療、およびヒト脳腫瘍および他の癌の処置における、キメライムノレセプターを発現する遺伝子修飾されたTリンパ球の使用に関する。
【背景技術】
【0002】
発明の背景
[0002]原発性脳腫瘍は、若年成人の癌関連死亡率の第三の主因であり、小児では第二の主因であり、しかも小児科学的および老年医学的双方の集団において発病率が増加していると考えられる1〜4。神経膠腫は、原発性脳腫瘍の最も一般的なタイプであり、米国では毎年、20,000例が診断され、14,000例の神経膠腫関連死がある5〜8。神経膠腫は、それらの悪性作用に関して不均一(heterogenous)であるが、それらの最も一般的且つ攻撃的な形において、未分化星細胞腫(AA−III度)およ
び多形性神経膠芽細胞腫(GBM−IV度)は、速やかに進行し且つほぼ一様に致死的である9〜10。現在利用可能な治療様式は、これら高度腫瘍に最小限の治癒的可能性しかなく、しばしば、中枢神経系中のそれらの場所に課される既に重症の病的状態を悪化させる。したがって、悪性神経膠腫の患者は、しばしば、生涯の最も生産的な時期に襲われ、頻繁に起こる知的諸能力の低下および高い疾患致命率が、これら腫瘍の特有の個人的および社会的影響の原因となっている。
【0003】
[0003]悪性神経膠腫の腫瘍学的処置の基礎は、切除術および放射線治療である11〜16。最新の外科的および放射線治療的技法で、平均生存期間は、多形性神経膠芽細胞腫について82週間および未分化星細胞腫について275週間まで増加したが、5年生存率は、多形性神経膠芽細胞腫について3〜6%および未分化星細胞腫について12.1%増加しているにすぎない6〜8。長期生存の主な予後指標は、より若い年齢(<40歳)および行動状態(KPSスコア >70)である17。大きい腫瘍の90%を超える切除術は、通常は、生活機能解剖学が許されるという条件付きで試みられる。術後放射線治療と共に用いられる場合、切除術の程度の生存期間への影響はあまり明らかではない18;19。切除術および放射線への化学療法の追加は、未分化星細胞腫または多形性神経膠芽細胞腫の患者に、最低限生存しうる利点を与えるにすぎない20〜23。ニトロソ尿素は、単独でまたはプロカルバジンおよびビンクリスチンとの組合せで、公共に用いられる慣用的な薬物であり、全体の半数生存に影響することなく、1年および2年生存率を15%改善すると考えられる。白金基剤薬物およびトポイソメラーゼ阻害剤を併用する更に攻撃的な治療方式は、研究中である26。幹細胞救出での高用量化学療法の役割は、これまでのところ立証されていない27〜29。
【0004】
[0004]約80%の再発性腫瘍は、元の不完全に切除された腫瘍の残部をX線撮影によって増強することに由来する10;30;31。再発が単一病巣であり、それらの場所で攻撃的再切除術を行いやすいという条件ならば、このアプローチは、特に、未分化星細胞腫の患者およびKPS>70の多形性神経膠芽細胞腫患者について生存期間を延長することができる10。再切除術で処置された再発性多形性神経膠芽細胞腫患者の半数生存は、36週間である10;30;31。近接照射療法かまたは定位放射線手術の形での放射線治療は、再切除術された再発性多形性神経膠芽細胞腫患者の生存期間を10〜12週間だけ延長することができる。再発性疾患の設定での化学療法の使用は、この患者集団でのその効力が立証されていないので、利用可能な臨床試験の状況にあるはずである。
【0005】
[0005]悪性神経膠腫の引き続き悲惨な予後は、遺伝子治療(TK自殺、腫瘍増殖
因子レセプターのアンチセンス阻害、条件致死ウイルスベクター)、免疫療法(抗体、腫瘍細胞ワクチン、イムノトキシン、活性リンパ球の養子移入)、および抗血管新生アプローチが含まれるがこれに制限されるわけではない新規な治療的実体の臨床的研究を促している33〜40。悪性神経膠腫に有効なアジュバント療法の開発に向けられた挑戦の多様性には、正常な脳実質中への腫瘍細胞の広範な浸潤性成長、免疫応答の発生を減衰させるこれら腫瘍から作られる可溶性因子の能力、および中枢神経系(CNS)中に治療薬を投与する場合の臨床的に意味のある治療的比率を決定する難しさが含まれる。新規な治療薬の早期臨床評価は、この患者集団において明らかに必要とされている。
【0006】
[0006]最近、トランスフェリンのレセプターおよび増殖因子は、デリバリーシステムとしての毒素またはラジオヌクレオチドに抱合されたこれらレセプターのリガンドを利用した実験的神経膠腫治療薬の論題となっている41。このアプローチの特異性は、正常な脳と比較される、神経膠腫細胞上の標的レセプターの独特の発現または過剰発現に頼っている。興味深いことに、免疫系によって利用されるインターロイキンの若干のレセプター複合体は、神経膠腫、特に、高親和性IL−13レセプターによって発現される42〜48。免疫系によって利用されるIL−13レセプター三分子複合体は、IL−13Rα1、IL−4Rβおよびγcから成るが、これとは異なり、神経膠腫細胞は、IL−4Rβまたはγcについての必要条件とは無関係にIL−13を結合することができる特有のIL−13Rα2鎖を過剰発現する44;49;50。そのホモログIL−4と同様に、IL−13は、CNSの外に多面的(pleotrophic)免疫調節活性を有する。どちらの
サイトカインも、Bリンパ球によるIgE生産を刺激し且つマクロファージによる前炎症性サイトカイン生産を抑制する。CNS内のIL−13の免疫生物学は、ほとんど知られていない。
【0007】
[0007]放射性標識IL−13でのオートラジオグラフィーを用いた Debinski et
al. による詳細な研究は、研究されたほとんど全ての悪性神経膠腫組織上に豊富なIL
−13結合を示している42;45;46;48。更に、その結合は、腫瘍切片内でおよび単細胞分析により、きわめて均一である46;48。ヒト神経膠腫細胞系へのIL−13結合のスキャッチャード分析は、平均して17,000〜28,000の結合部位/細胞を示している45。IL−13Rα2 mRNAに特異的なプローブを用いた分子分析では、全てのCNS解剖学的位置において正常な脳エレメントによる神経膠腫特異的レセプターの発現を示すことができない42;43。更に、放射性標識IL−13でのオートラジオグラフィーでは、CNSにおける検出可能な特異的IL−13結合を示すことができなかったことから、共有されるIL−13Rα1/IL−4β/γcレセプターは、CNSにおいて検出可能なレベルで発現されることもないということが示唆された46。これら知見は、別個に、非病理学的脳切片についてIL−13Rα1およびIL−4βに特異的な抗体での免疫組織化学的技法を用いて証明された54。したがって、IL−13Rα2は、これまでに記載された神経膠腫についての最も特異的で且つ遍在的に発現される細胞表面標的としてある。
【0008】
[0008]CNSにおけるIL−13Rα2の神経膠腫特異的発現を利用する戦略として、IL−13サイトカインの分子コンストラクトであって、種々の細胞毒素(シュードモナス属(Pseudomonas)外毒素およびジフテリア(Diptheria)毒素)がそのカルボキシル末端に融合しているものが記載されてきている55〜58。IL−13レセプターへの結合でのこれら毒素のインターナリゼーションは、これら融合タンパク質の選択的毒性の根拠である。これら毒素は、in vitro の神経膠腫細胞に対してピコモル濃度で強力な
細胞傷害性を示す55。免疫欠損マウスにおけるヒト頭蓋内神経膠腫異種移植片は、毒性が認められることなく、IL−13−毒素融合タンパク質の腫瘍内注射によって排除されうる55。これら研究は、IL−13に支配されたイムノトキシンを悪性神経膠腫に局所的に利用する臨床研究の開始を支持する。
【0009】
[0009]しかしながら、広く発現されるIL−13Rα1/IL−4β/γcレセプター複合体へのIL−13に基づく細胞毒素の結合は、CNS外の正常組織に不都合な毒性を媒介する可能性があり、したがって、これら薬剤の全身投与を制限する。IL−13は、分子レベルで充分に調べられていて、個々のレセプターサブユニットと連結するのに重要であるこのサイトカインの構造ドメインは、地図に示されている55;58。結果として、IL−13中の選択されたアミノ酸置換は、このサイトカインとそのレセプターサブユニットとの連結に予想可能な作用をする。IL−13のαヘリックスA、具体的にはアミノ酸13におけるアミノ酸置換は、IL−4βと連結するその能力を破壊し、それによって、IL−13Rα1/IL−4β/γcレセプターへのIL−13の親和性を選択的に5倍だけ減少させる55;57;58。驚くべきことに、IL−13Rα2への突然変異体IL−13(E13Y)の結合は、保存されただけでなく、野生型IL−13に相対して50倍増加した。したがって、最小限に変更されたIL−13類似体は、神経膠腫細胞へのIL−13の特異性および親和性をIL−13Rα2への選択的結合によって同時に、IL−13Rα1/IL−4β/γcレセプターを有する正常組織に相対して増加させることができる。
【0010】
[0010]悪性神経膠腫は、(1)大部分の患者が、切除術および放射線治療で最低限の疾患重症度状態に達する、および(2)CNSの境界内のこれら腫瘍の解剖学的位置が、エフェクター細胞の直接的局所投与を可能にさせることから、免疫療法介入にとってきわめて魅力のある臨床的実体である。少なくとも二つの病理学的研究は、悪性神経膠腫における血管周囲リンパ球性浸潤の程度が、改善された予後と相関するということを示している59〜61。動物モデルシステムが確立されており、そこで、リンホカイン活性化キラー(LAK)細胞ではないが神経膠腫特異的T細胞は、大脳内に植え込まれた神経膠腫の後退を媒介することができる62〜71。T細胞は、LAK細胞とは異なり、脳実質中に浸潤する能力を有するので、原発性腫瘍から遠く離れていることがありうる浸潤性腫瘍細胞を標的にすることができる。これら知見にもかかわらず、神経膠腫が、主に、免疫抑制性サイトカイン(TGF−β2)およびプロスタグランジンの精巧さによって、免疫破壊を積極的に覆すという実質的な証拠があり、これが、神経膠腫反応性T細胞応答の誘導/増幅を阻害する72〜74。これら知見は、in vivo 応答を生じることについての腫瘍に媒介される制限を克服する戦略としての養子療法のための ex vivo で増大した抗神
経膠腫エフェクター細胞の評価を促している。
【0011】
[0011]悪性神経膠腫切除術腔への ex vivo 活性化リンパ球の投与を伴う少なく
とも10種類の試験研究が、これまでに報告されている75〜85。エフェクター細胞タイプ(LAK、TIL、アロ反応性(alloreactive)CTL)の種類、それらの不均一組成/患者間の組成の変動、および神経膠腫標的に対するこれらエフェクター細胞のしばしば穏当な in vitro 反応性にもかかわらず、これら研究は、事例の長期生存者を含む再発性/難治性疾患の患者において、総計して約50%の応答率を報告している。これら研究は、神経膠腫への細胞性免疫療法の優れた臨床的作用が、均一できわめて強力なエフェクター細胞で予想されうるという前提を支持する。
【0012】
[0012]これら試験研究は、悪性神経膠腫の患者の切除術腔中への、T細胞増殖因子であるインターロイキン−2(IL−2)および ex vivo 活性化リンパ球の直接的投
与の安全性および許容性についても報告している75;76;78;82;86〜92。広範囲の個々の細胞用量(>109個細胞/用量)、更には、高い累積細胞用量(>27x109個細胞)でさえも、毒性は穏当であり、典型的には、II度またはそれ未満の一時的頭痛、悪心、嘔吐および発熱から成る。上記のように、これら研究は、rhIL−2の同時投与も用いて、転移したリンパ球の in vivo 生存を支持した。リンパ球と同時にか
またはリンパ球投与後に逐次的に与えられる多重用量は、48時間毎に供給されるIL−
2の12用量コースについて、1.2x106IU/用量と同程度に高い用量で許容された。
【0013】
[0013]上に概説された知見に基づいて、神経膠腫免疫療法で用いられるリンパ球エフェクター細胞の抗腫瘍力価を改善する戦略は開発中である。一つのアプローチは、表皮増殖因子レセプター(EGFR)結合性ドメインを利用する神経膠腫標的と一緒に、抗CD3ドメインによってTリンパ球を同時限局化し且つ活性化することができる二重特異性抗体を利用している93〜96。自己リンパ球と組み合わせたこの二重特異性抗体での予備臨床実験は、T細胞が、切除術腔中において現場で活性化されるということを示唆している。しかしながら、脳実質内の浸潤性腫瘍細胞に標的指向することは、このアプローチの潜在的に有意の限界である。T細胞は、神経膠腫によって発現される標的抗原に特異的である場合、有意に増加した抗神経膠腫活性を有すると考えられる。Tリンパ球が反応性である腫瘍抗原をコードしている、SART−1遺伝子を含めた増加する多数のヒト遺伝子がクローン化されているが、これは、ほぼ75%の高度神経膠腫によって発現されると考えられる97。樹状細胞に基づく in vitro 細胞培養技術、更には、テトラマーに基づくT細胞選択技術は両方とも、養子両方のための抗原特異的T細胞の単離を実行可能にしている。SART−1のような抗原は、制限性HLA対立遺伝子の場合にT細胞によって認識されるので、抗原特異的アプローチは、一般的な神経膠腫患者集団に広く応用可能であるようにこれら抗原を提示することができる抗原および制限性HLA対立遺伝子の数の実質的な増大を必要とするであろう。
【0014】
[0014]T細胞抗原レセプター複合体ゼータ鎖の細胞内シグナリングドメインに融合した細胞外一本鎖抗体(scFvFc)から成るように遺伝子操作されたキメラ抗原レセプター(scFvFc:ζ)は、T細胞中で発現された場合、モノクローナル抗体の特異性に基づく抗原認識を再支配する能力を有する98。腫瘍細胞表面エピトープについて標的特異性を有するscFvFc:ζレセプターの設計は、それが既存の抗腫瘍免疫に頼っていないので、養子療法のための抗腫瘍免疫エフェクター細胞を生じる概念上魅力のある戦略である。これらレセプターは、それらがMHC非依存様式で抗原を結合するという点で「普遍的」であり、したがって、一つのレセプターコンストラクトを用いて、抗原陽性腫瘍を有する患者集団を処置することができる。ヒト腫瘍に標的指向するためのいくつかのコンストラクトは、参考文献に記載されており、Her2/Neu、CEA、ERRB−2、CD44v6、および腎細胞癌上で選択的に発現されるエピトープに特異性を有するレセプターが含まれる98〜104。これらエピトープは全て、キメラT細胞レセプターによってscFv結合に接近可能な細胞表面部分であるという共通の特性を共有している。in vitro 研究は、CD4+およびCD8+双方のT細胞エフェクター機能が、こ
れらレセプターによって引き起こされうるということを示している。更に、動物モデルは、養子移入されたscFvFc:ζを発現するT細胞の、樹立された腫瘍を撲滅する能力を示している105。腫瘍特異的scFvFc:ζレセプターを発現する初代ヒトT細胞の機能は、in vitro で評価されており、これら細胞は、特異的に、腫瘍標的を溶解し、
そしてIL−2、TNF、IFN−γおよびGM−CSFを含めた一連の前炎症性サイトカインを分泌する104。I期試験養子療法研究は、HIV感染個体のHIVgp120に特異的な自己scFvFc:ζ発現性T細胞、および乳腺癌および結腸直腸腺癌を含めたいろいろな腺癌で発現されるTAG−72に特異性を有する自己scFvFc:ζ発現性T細胞を利用して進行中である。
【0015】
[0015]City of Hope の研究者らは、CD20+B細胞悪性腫瘍に標的指向する
目的のためのCD20特異的scFvFc:ζレセプターコンストラクト、および神経芽細胞腫に標的指向するためのL1−CAM特異的キメライムノレセプターを遺伝子操作している106。前臨床実験室研究は、再配列されていない染色体に組み込まれたベクターDNAの単コピーを含有し且つCD20特異的scFvFc:ζレセプターを発現するC
D8+CTLクローンを、健康個体およびリンパ腫患者から単離し且つ増大させる実行可能性を示している107。これを達成するために、CMV即時/初期プロモーターの転写制御下にあるキメラレセプター配列およびSV40初期プロモーターの転写制御下にあるNeoR遺伝子を含有する精製直鎖状プラスミドDNAを、エレクトロポレーションと称される手順である、短時間電流への細胞およびDNAの暴露によって、活性化されたヒト末梢血単核細胞中に導入した。Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle, Washington におけるFDA認可臨床試験で現在用いられている選択法、クローニング法および増大法を利用して、CD20特異的細胞溶解活性を有する遺伝子修飾されたCD8+CTLクローンを、6人の健康な志願者各々から、15回の別個のエレクトロポレーション手順で生じている。これらクローンは、ヒトCD20+リンパ腫細胞系の一団と一緒に共培養された場合、増殖し、特異的に標的細胞を溶解し、そして刺激されてサイトカインを生産する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
発明の要旨
[0016]本発明は、「ゼータカイン」と称されるキメラ膜貫通イムノレセプターであって、細胞表面に細胞外ドメインを接着すること(tethering)ができる支持体領域に
連結した可溶性レセプターリガンドを含む細胞外ドメイン、膜貫通領域および細胞内シグナリングドメインを含んで成るものに関する。ゼータカインは、Tリンパ球の表面上で発現された場合、可溶性レセプターリガンドが特異的であるレセプターを発現するそれら細胞へのT細胞活性を支配する。ゼータカインキメライムノレセプターは、T細胞の抗原特異性を再支配するための抗体に基づくイムノレセプターの新規伸長であり、いろいろな癌の処置に、具体的には、ヒト悪性腫瘍によって利用されるオートクリン/パラクリンサイトカインシステムによって応用される。
【0017】
[0017]悪性神経膠腫および腎細胞癌によるIL−13Rα2の腫瘍限定発現を細胞免疫療法の標的として利用した一つの好ましい態様において、IL−13Rα2に選択的高親和性結合を有するIL−13サイトカインの突然変異体IL−13(E13Y)は、IL−13Rα2発現性腫瘍細胞へのT細胞抗原特異性を再支配することができるI型膜貫通キメライムノレセプターに変換されている。ゼータカインのこの態様は、ヒトIgG4Fcに融合した細胞外IL−13(E13Y)、膜貫通CD4および細胞内T細胞抗原レセプターCD3複合体ゼータ鎖から成る。細胞表面上でレセプターを選択的に発現するいろいろなガン細胞タイプのいずれかに特異的であり、その選択的リガンドが知られているまたは遺伝子操作されうる類似のイムノレセプターを生じることができる。
【0018】
[0018]このようなイムノレセプターを発現するように安定して形質転換されたヒトT細胞のバルク系統(bulk lines)およびクローンは、それらが特異的であるガン細胞タイプの再支配された細胞溶解を示すが、非標的細胞に対しては無視しうる毒性を示す。このような遺伝子操作されたT細胞は、神経膠腫のような処置するのが難しい癌を含めた悪性腫瘍のための強力且つ選択的な療法である。
【課題を解決するための手段】
【0019】
詳細な説明
[0028]遺伝子操作され再支配されたT細胞での腫瘍標的指向に理想的な細胞表面エピトープは、単に腫瘍細胞上において均一様式でおよび同じ診断の患者集団内の全ての腫瘍上において発現されると考えられる。腫瘍細胞膜からの標的分子のモジュレーションおよび/または流出(shedding)は、再支配されたT細胞認識のための特定の標的エピトープの有用性に影響を与えることもありうる。これまでのところ、「理想的な」腫瘍特異的エピトープは僅かしか定義されていないが、二次エピトープは、臨界的正常組織での発
現不足かまたは腫瘍での相対的過剰発現に基づいて標的とされてきている。悪性神経膠腫の場合、この癌の処置のためのT細胞の腔内投与は、CMS外の他の組織による発現においてより小さいストリンジェンシーで、正常CNSではないが腫瘍細胞上で発現されるものへの標的エピトープの増大を可能にする。CMS外の組織の交差反応性による毒性に関する問題は、(a)腔内投与経路に基づくCNSにおける細胞の隔絶(sequestration)
、および(b)典型的に全身投与される細胞用量と比較して低い投与細胞数によって軽減される。
【0020】
[0029]IL−13Rα2レセプターは、悪性神経膠腫について最も遍在的且つ特異的な細胞表面標的として突出している47。感受性のオートラジオグラフィーおよび免疫組織化学的研究では、CNSにおいてIL−13レセプターを検出することができない46;48。更に、神経膠腫に限定されたIL−13Rα2レセプターを選択的に結合するIL−13サイトカインの突然変異は、CNS外のIL−13Rα1/IL−4β+正常組織に対するIL−13に向けられた治療薬の不都合な反応性に対する更にもう一つの防護手段である55;57。神経膠腫IL−13Rα2に標的指向することの潜在的有用性、順に、CD4TMおよびCD3ゼータの細胞質テイルに融合するヒトIgG4Fcによって原形質膜に接着した細胞外IL−13突然変異体サイトカイン(E13Y)から成る、T細胞の特異性を再支配するための新規な遺伝子操作されたキメライムノレセプターの設計および試験。このキメライムノレセプターは、「IL−13ゼータカイン」という呼称を与えられている。IL−13Rα2レセプター/IL−13(E13Y)レセプター−リガンド対は、概して、ゼータカインで用いるためのレセプター−リガンド対の適合性を理解し且つ評価するための優れた指針である。理想的なゼータカインは、IL−13(E13Y)の性状(独特の癌細胞表面レセプターへの特異性、それが天然に存在する可溶性細胞シグナル分子に由来することによる in vivo 安定性、同じ理由での低免疫原性
)を有する細胞外可溶性レセプターリガンドを含む。可溶性レセプターリガンドは、細胞外環境においてより安定であると考えられ、非抗原性であり、そしてより選択的であるという点で、抗体フラグメント(scFvFcイムノレセプターなど)または細胞接着分子の先行技術使用にまさる明確な利点としての可溶性レセプターリガンドの使用。
【0021】
[0030]本発明によるキメライムノレセプターは、順に、細胞内レセプターシグナリングドメインに連結した膜貫通ドメインによって、細胞表面に可溶性レセプターリガンドを接着している細胞外支持体領域に連結したこのリガンドを含んで成る細胞外ドメインを含む。適当な可溶性レセプターリガンドの例には、オートクリンおよびパラクリン増殖因子、ケモカイン、サイトカイン、ホルモン、および必要な特異性を示す遺伝子操作された人工低分子リガンドが含まれる。天然のリガンド配列は、特定の標的細胞へのそれらの特異性を増加させるように遺伝子操作することもできる。特定のゼータカインで用いるための可溶性レセプターリガンドの選択は、標的細胞の性質、および神経膠腫に対する使用に好ましいリガンドであるIL−13(E13Y)分子に関して上に論及された品質によって左右される。適当な支持体領域の例には、免疫グロブリンの定常(Fc)領域、ヒトCD8∝、および標的細胞上に結合しているレセプターへの向上した接近のために標的指向部分を細胞表面から離れて移動させるのに役立つ人工リンカーが含まれる。好ましい支持体領域は、IgG(IgG4など)のFc領域である。適当な膜貫通ドメインの例には、白血球CDマーカーの膜貫通ドメイン、好ましくは、CD8の膜貫通ドメインが含まれる。細胞内レセプターシグナリングドメインの例は、T細胞抗原レセプター複合体のもの、好ましくは、CD3のゼータ鎖、更には、FcγRIII共刺激シグナリングドメイン、
CD28、DAP10、CD2単独またはCD3ゼータを含む系列である。
【0022】
[0031]IL−13ゼータカイン態様において、E13Yアミノ酸置換を有するヒトIL−13cDNAは、PCRスプライスオーバーラップ伸長によって合成した。完全長さIL−13ゼータカインコンストラクトは、PCRスプライスオーバーラップ伸長に
よって組み立てたが、これは、ヒトGM−CSFレセプターα鎖リーダーペプチド、IL−13(E13Y)−Gly−Gly−Gly、ヒトIgG4 Fc、ヒトCD4TM、およびヒト細胞質ゼータ鎖から成る。このcDNAコンストラクトを、ヒト Elongation Factor−1αプロモーター(Invivogen, San Diego)の転写制御下において修飾pMGプラスミドの多重クローニング部位中に連結した。この発現ベクターは、CMV即時/初期プロモーターから、トランスフェクタントの in vitro 選択のためのハイグロマイシンホスホトランスフェラーゼ活性とガンシクロビルでの細胞の in vivo 除去(ablation)の
ためのHSVチミジンキナーゼ活性とを一つの分子内に一緒にしている融合タンパク質HyTKをエンコードしているHyTKcDNAを同時発現する。グリコシル化の阻害剤であるツニカマイシンと一緒にプレインキュベートされた全細胞 Jurkat 溶解産物の、抗ゼータ抗体プローブでのウェスタンブロットは、予想される無傷の56−kDaキメラレセプタータンパク質が発現されるということを示した。このレセプターは、本来のIL−13サイトカインの翻訳後修飾と一致して強くグリコシル化される108。抗ヒトIL−13および抗ヒトFc特異的抗体を含むIL−13ゼータカイン+ Jurkat 細胞のフローサイトメトリー分析は、I型膜貫通タンパク質としてのIL−13ゼータカインの細胞表面発現を確証した。
【0023】
[0032]City of Hope で開発され確立されたヒトT細胞遺伝子修飾法を用いて1
07、IL−13ゼータカインキメライムノレセプターを発現する初代ヒトT細胞クローンを、前臨床機能特性決定のために生じている。IL−13ゼータカイン+CD8+CTLクローンは、ex vivo 増大培養において強い増殖活性を示す。増大したクローンは、4時間クロム放出検定において、ヒトIL−13Rα2+神経膠芽細胞腫細胞系に対する再支配された細胞溶解活性を示す。この細胞溶解活性レベルは、T細胞上でのゼータカイン発現レベルおよび神経膠腫標的細胞上のIL−13Rα2レセプター密度レベルと相関する。死滅の他に、IL−13ゼータカイン+クローンは、サイトカイン分泌(IFN−γ、TNF−α、GM−CSF)について活性化される。活性化は、神経膠腫細胞上のIL−13Rα2レセプターとIL−13ゼータカインの相互作用によって特異的に媒介されたが、不適切なキメライムノレセプターを発現するCTLクローンは、神経膠腫細胞に応答しないからであるし、しかも活性化は、T細胞トランスフェクタント上のIL−13および神経膠腫標的細胞上のIL−13Rα2に対する遮断抗体または可溶性IL−13の培養物への添加によって、用量依存方式で阻害されうるからである。最後に、IL−13ゼータカイン発現性CD8+CTLクローンは、培養物中の神経膠腫細胞によって刺激された場合に増殖する。強力な抗神経膠腫エフェクター活性を有するIL−13ゼータカイン+CTLクローンは、正常CNSへの限られた側副損傷を含む悪性神経膠腫に対して有意の臨床的活性を有するであろう。
【0024】
[0033]本発明によるイムノレセプターは、当該技術分野において知られているいずれの手段によっても生じることができるが、好ましくは、それは、組換えDNA技術を用いて生じる。キメラレセプターのいくつかの領域をエンコードしている核酸配列は、分子クローニングの標準的な技法(ゲノムライブラリースクリーニング、PCR、プライマー補助連結、位置指定突然変異誘発等)によって製造し且つ完全なコーディング配列に組み立てることができる。得られたコーディング領域を、好ましくは、発現ベクター中に挿入し且つ用いて、適当な発現宿主細胞系、好ましくは、Tリンパ球細胞系、最も好ましくは、自己Tリンパ球細胞系を形質転換する。イムノレセプターの発現のための第三者は、T細胞系/クローン、形質転換された体液または外因性の(xerogenic)免疫学的エフェ
クター細胞系を得た。NK細胞、マクロファージ、好中球、LAK細胞、LIK細胞、およびこれら細胞に分化する幹細胞を用いることもできる。好ましい態様において、リンパ球は、白血球搬出法によって患者から得られ、そして自己T細胞を、ゼータカインを発現するように形質導入し且つ臨床的に許容しうる手段によって患者に投与し戻して、抗癌治療を達成する。
【0025】
[0034]治療的作用に適当な用量は、好ましくは、一連の投薬サイクルで約106〜約109個細胞/用量であると考えられる。好ましい投薬計画は、用量を段階的に増加させる、0日目に約107個細胞で始め、5日目までに約108個細胞の標的用量まで漸増増加させる4回の1週間投薬サイクルから成る。適当な投与方式には、静脈内、皮下、腔内(例えば、レザバー接近装置(reservoir-access device)による)、腹腔内、およ
び腫瘍塊中への直接注射が含まれる。
【0026】
[0035]次の実施例は、本発明の一つの態様を単に詳しく説明するためにある。
【実施例1】
【0027】
実施例1:イムノレセプターコーディング配列の構築
[0036]本発明によるイムノレセプターのコーディング配列を、IL13(E13Y)コーディング配列の de novo 合成により、次のプライマーを用いて構築した(イム
ノレセプターのコーディング配列および発現ベクターの構築を示すフローチャートについては、図8を参照されたい)。
【0028】
【化1】
[0037]最終配列(417bp)を、EcoRI−BamHIで末端消化し、そしてプラスミドpSK(stratagene, LaJolla, CA)中に連結してライゲーション(ligation)312#3とした。ライゲーション312#3を、突然変異誘発させて(stratagene キット、製造者の取扱説明書による)、欠失したヌクレオチドを、プライマー5’:IL13 312#3mut5−3
【0029】
【化2】
および3’:IL13 312#3mut3−5
【0030】
【化3】
、および鋳型としてのライゲーション312#3を用いて固定して、ライゲーション348#1(IL13ゼータカイン/pSK)を形成した。
【0031】
[0038]コーディング Human GM−CSFRα鎖 Signal Peptide(hsp)コーディング配列を、標準的なPCRスプライスオーバーラップ伸長によってIL13(E13Y)の5’末端に融合した。このhsp配列(101bp)は、鋳型ライゲーション301#10(hsp/pSK)(ヒトT細胞cDNAからのヒトGCSFレセプターα鎖リーダー配列)から、プライマー5’:19hsp5’
【0032】
【化4】
(XbaI部位を太字で強調)および3’:hsp−IL13FR
【0033】
【化5】
を用いて得た。IL−13配列(371bp)は、プライマー5’:hsp−IL13FF
【0034】
【化6】
および3’:IL13−IgG4FR
【0035】
【化7】
、および鋳型としてのライゲーション312#3を用いて得た。融合は、このようにして得られた101bp hsp配列および371bp IL13配列、およびプライマー5’:19hsp5’および3’:IL13−IgG4FRを用いて行って、438bp融合hsp−IL13配列を生じた。
【0036】
[0039]IgG4Fc領域IgG4m:ゼータをコードしている配列を、このhsp−IL13融合配列の3’末端に同じ方法を用いて融合した。IgG4m:ゼータ配列(1119bp)は、プライマー5’:IL13−IgG4FF
【0037】
【化8】
および3’:ZetaN3’
【0038】
【化9】
(NotI部位を太字で強調)を用い、鋳型として配列R9.10(IgG4mZeta/pSK)を用いて得た。この1119bp IgG4m:ゼータ配列を、hsp−IL13融合配列に、鋳型としてのそれぞれの配列、およびプライマー5’:19hsp5’および3’:ZetaN3’を用いて融合して、1522bp hsp−IL13−IgG4m:ゼータ融合配列を生じた。その両末端を、XbaI−NotIで消化し、ライゲーション351#7としてpSK中に連結して、プラスミドIL13ゼータカイン/pSK(4464bp)を生じた。
【実施例2】
【0039】
実施例2:発現ベクターの構築
[0040]IL13ゼータカインコーディング配列を含有する発現ベクターは、実施例1で得られたIL13ゼータカイン/pSKを、XbaI−NotIで消化し、クレノウ(Klenow)を含むブラント末端を生じ、そして得られたフラグメントをプラスミドpMG^Pac(Invirogen)(SgrAIで開き、クレノウでブラントにし、SAPでの脱
リン酸化によって最初に製造される)中に連結して、プラスミドIL13ゼータカイン/pMGを生じることによって生成した。図8を参照されたい。IL13ゼータカイン/pMGのハイグロマイシン耐性領域を、NotI−NheIでの消化によって除去し、そしてプラスミドCE7R/HyTK−pMG(Jensen, City of Hope)からNotI−NheIでの消化によって得られる選択/自殺融合HyTKによって置き換えて、発現ベクターIL13ゼータカイン/HyTK−pMG(6785bp)を生じた。このプラスミドは、Human Elongation Factor−1αプロモーター(hEF1p)を6〜549塩基に、
IL13ゼータカインコーディング配列を692〜2185塩基に、シミアンウイルス40後期(Simian Virus 40 Late)ポリアデニル化シグナル(LateSV40pAN)を2232〜2500塩基に、最小の大腸菌(E.coli)複製起点(Ori ColE1)を2501〜3247塩基に、合成ポリAおよび Pause 部位(SpAN)を3248〜
3434塩基に、極初期(Immeate-early)CMVエンハンサー/プロモーター(hCM
V−1Aprom)を3455〜4077塩基に、ハイグロマイシン耐性チミジンキナーゼコーディング領域融合(HyTK)を4259〜6334塩基に、そしてウシ成長ホルモンポリアデニル化シグナルおよび転写ポーズ(BGh pAn)を6335〜6633塩基に含む。このプラスミドは、PacI線状化部位を3235〜3242塩基に有する。hEF1pおよびIL13ゼータカインエレメントは、IL13ゼータカイン/pMGから得、残りのエレメントは、CE7R/HyTK−pMGから(HyTKエレメントを除いて、最終的には親プラスミドpMG^Pacから)得た。要するに、IL13ゼータカイン/HyTK−pMGは、hEF1プロモーターからIL13ゼータカイン遺伝子、およびCMV−1AプロモーターからHyTK融合を発現する修飾pMG主鎖である。プラスミドIL13ゼータカイン/HyTK−pMGの地図は、図9で明らかである。
【実施例3】
【0040】
実施例3:イムノレセプターの発現
[0041]発現されたコンストラクトの統合性の評価を、グリコシル化の阻害剤であるツニカマイシンの存在下または不存在下で培養された Jurkat T細胞安定トランスフェクタント107に由来する全細胞溶解産物の抗ゼータ抗体でプローブされたウェスタンブ
ロットによって最初に表した。図1。Jurkat T細胞安定トランスフェクタント(Jurkat
−IL13−pMGバルク系統(bulk line))は、IL13ゼータカイン/HyTK−
pMG発現ベクターを Jurkat T細胞にエレクトロポレーション後、陽性トランスフェクタントの選択および増大を行うことによって得た。Jurkat−IL13−pMGバルク系統から2x106個/ウェルの細胞を、24ウェルプレート中に5μg/ml、10μg/mlまたは20μg/mlのツニカマイシンと一緒にまたは不含でプレーティングした。そのプレートを37℃で22時間インキュベートした。細胞を各々のウェルから採取し、各試料をPBSで洗浄し、そして1錠/10ml Complete Protease Inhibitor Cocktail(Boehringer Mannheim, Indianapolis, IN)を含有する50μlのRIPA緩衝液(PBS,1%NP40,0.5%デオキシコール酸ナトリウム,0.1%SDS)中に再懸濁させた。試料を氷上で30分間インキュベート後、21ゲージ針のシリンジでの吸引によって破壊し、次に、氷上で更に30分間インキュベート後、4℃において14,000rpmで20分間遠心分離した。遠心分離された溶解産物上澄み試料を採取し、減圧条件下において等容量の試料用緩衝液中で沸騰させた後、12%アクリルアミドゲル上でSDS−PAGE電気泳動を行った。ニトロセルロースへの転移後、膜を4℃でO/N乾燥させた。翌朝、膜を、T−TBS(トリス緩衝化生理食塩水pH8.0中の0.02%トゥイーン20)中に0.04gm/mlの脱脂粉乳を含有する Blotto 溶液中で1時間ブロックした。次に、膜を、1μg/ml濃度の一次マウス抗ヒトCD3ζモノクローナル抗体(Pharmingen, San Diego, CA)と一緒に2時間インキュベートし、洗浄後、1:30
00希釈(Blotto 溶液中)のヤギ抗マウスIgGアルカリ性ホスファターゼ抱合二次抗
体(Bio-Rad ImmunoStar Kit, Hercules, CA)と一緒に1時間インキュベートした。展開前に、膜をT−TBS中で更に4回洗浄後、3mlのホスファターゼ基質溶液(Biorad ImmunoStar Kit, Hercules, CA)と一緒に室温で5分間インキュベートした。次に、膜を
プラスチックで覆い、x線フィルムに露出させた。野生型ヒトIL−13の既知のグリコシル化パターンと一致して、発現されたIL−13(E13Y)ゼータカインの電気泳動移動度は、ツニカマイシンの存在下で発現された場合に約54kDaのアミノ酸主鎖まで減少する、強くグリコシル化されたタンパク質を示している。
【0041】
[0042]IL−13(E13Y)ゼータカインは、フィコエリトリン(PE)抱合抗ヒトIL13モノクローナル抗体およびフルオレセインイソチオシアネート(FITC)抱合マウス抗ヒトFc(ガンマ)フラグメント特異的F(ab’)2抗体でのトランスフェクタントのフローサイトメトリー分析によって証明されるように、ホモダイマーI型膜貫通タンパク質として細胞表面に移行する。図2。Jurkat IL13ゼータカイン−p
MGトランスフェクタントを、細胞表面キメラレセプター発現の分析のために、抗ヒトFc(FITC)抗体(Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA)、リコンビナントヒトIL13Rα2/ヒトIgG1キメラ(R&D Systems, Minneapolis, MN)、次に、F
ITC抱合抗ヒトIgG1モノクローナル抗体(Sigma, St.Louis, MO)および抗IL1
3(PE)抗体(Becton Dickinson, San Jose, CA)で染色した。健康ドナーの初代細胞も、FITCに抱合された抗CD4、抗CD8、抗TCRおよびイソタイプ対照モノクローナル抗体(Becton Dickinson, San Jose, CA)で染色して、細胞表面表現型を評価した。各々の染色には、106個の細胞を洗浄し、2%FCS、0.2mg/ml NaN3および5μlの抗体原液を含有する100μlのPBS中に再懸濁させた。4℃で30分間インキュベーション後、細胞を2回洗浄し、そして二次抗体で染色するかまたは、1%パラホルムアルデヒドを含有するPBS中に再懸濁させ、FACSCaliber サイトメーターで分析した。
【実施例4】
【0042】
実施例4:IL13Rα2レセプターへのIL13(E13Y)ゼータカインの結合
[0043]ヒトIgG4Fcによって細胞膜に接着したIL−13(E13Y)(すなわち、IL13(E13Y)ゼータカイン)は、可溶性IL13Rα2−Fc融合タン
パク質を用いたフローサイトメトリー分析によって評価されるように、その標的IL13Rα2レセプターに結合することができる。図3。クローン化されたヒトPBMC IL13ゼータカイン−pMGトランスフェクタントは、IL13ゼータカイン/HyTK−pMG発現ベクターをPBMCにエレクトロポレーション後、陽性トランスフェクタント107の選択および増大を行うことによって得た。IL13ゼータカイン+CTLクローン細胞を、細胞表面キメラレセプター発現の分析のために、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)抱合マウス抗ヒトFc(ガンマ)フラグメント特異的F(ab’)2(Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA)、リコンビナントヒトIL13Rα2/ヒトIgG1キメラ(R&D Systems, Minneapolis, MN)、次に、FITC抱合抗ヒトI
gG1モノクローナル抗体(Sigma, St.Louis, MO)およびフィコエリトリン(PE)抱
合抗ヒトIL13モノクローナル抗体(Becton Dickinson, San Jose, CA)で染色した。健康ドナーの初代細胞も、FITCに抱合された抗CD4、抗CD8、抗TCRおよびイソタイプ対照モノクローナル抗体(Becton Dickinson, San Jose, CA)で染色して、細胞表面表現型を評価した。各々の染色には、106個の細胞を洗浄し、2%FCS、0.2mg/ml NaN3および5μlの抗体を含有する100μlのPBS中に再懸濁させた。4℃で30分間インキュベーション後、細胞を2回洗浄し、そして二次抗体で染色するかまたは、1%パラホルムアルデヒドを含有するPBS中に再懸濁させ、FACSCaliber サイトメーターで分析した。
【0043】
[0044]次に、初代ヒトT細胞の代理抗原レセプターとしてのIL−13(E13Y)ゼータカインの免疫生物学を評価した。初代ヒトT細胞に、プラスミド発現ベクターをエレクトロポレーションした。陽性形質転換細胞を、ハイグロマイシンで選択し、制限希釈でクローン化後、OKT3、IL−2および照射支持細胞での循環刺激サイクルによって増大させた。次に、ウェスタンブロットおよびFACSによってIL−13ゼータカイン発現を示したクローンを、4時間クロム放出検定において、種々のIL−13Rα2+/CD20−神経膠腫細胞系(U251,SN−B19,U138)およびIL13α−/CD20+B細胞リンパ球系(Daudi)に対する機能性評価を行った。これら試験は
、IL13ゼータカインが、神経膠腫細胞に特異的であった細胞溶解活性を与えたということ(図4a)、およびこの特異的細胞溶解活性が、神経膠腫細胞についてクラスとして存在しているということ(図4b)を示した。MJ−IL13−pMGクローンの細胞溶解活性は、51Crで標識されたSN−B19、U251およびU138神経膠腫細胞系(IL13α2+/CD20−)および Daudi(CD20+/IL13α2−)を標的として用いることによって検定した。MJ−IL13エフェクターを、刺激後8〜12日目に検定した。エフェクターを採取し、洗浄し、検定用培地中に再懸濁させた。2.5x105個、1.25x105個、2.5x104個および5x103個のエフェクターを、96ウェルV底微量滴定プレート中において5x103個の標的細胞と一緒に三重に、37℃で4時間培養した。インキュベーション後、細胞不含上澄みの100μlアリコートを採取し、その上澄み中の51Crをγカウンターで検定した。特異的細胞溶解%は、次のように計算した。
【0044】
【数1】
対照ウェルは、標的細胞単独の存在下でインキュベートされた標的細胞を含有した。最大51Cr放出は、2%SDSの存在下において標識された標的細胞によって放出された51Crを測定することによって決定した。約40%のIL−13(E13Y)ゼータカイン+TCRα/β+リンパ球から成る安定してトランスフェクションされたヒトT細胞のバルク系統は、4時間クロム放出検定において、13Rα2+神経膠腫標的に特異的な再
支配された細胞溶解を示したが(25:1のE:T比で>50%の特異的溶解)、IL−13Rα2−標的に対しては無視しうる活性を示した(25:1のE:T比で<8%の特異的溶解)。抗IL−13抗体への高レベル結合に基づいて選択されたIL−13(E13Y)ゼータカイン+CD8+TCRα/β+TCLクローンも、再支配されたIL13Rα2特異的神経膠腫細胞死滅を示す。図4b。
【0045】
[0045]IL13ゼータカイン発現性CD8+TCLクローンは、培養物中の神経膠腫細胞によって刺激された場合に活性化し、増殖する。図5〜7。IL13ゼータカインを発現するMJ−IL13−pMG C1.F2反応細胞を、in vitro のIFNγ、
GM−CSFおよびTNFα生産のレセプターに媒介される誘発(triggering)について評価した。2x106個の反応細胞を、24ウェル組織培養プレート中において2x105個の照射刺激細胞(Daudi, Fibroblasts, Neuroblastoma 10HTB、および神経膠芽細胞腫U251)と一緒に2mlの全量で共培養した。遮断用ラット抗ヒトIL13モノクローナル抗体(Pharmingen, San Diego, CA)、リコンビナントヒトIL13(R&D Systems, Minneapolis, MN)およびIL13Rα2特異的ヤギIgG(R&D Systems, Minneapolis, MN)を、U251刺激細胞のアリコート(2x105個/ml)に、1n
g/ml、10ng/ml、100ng/mlおよび1μg/mlの濃度で加え、30分後、反応細胞を加えた。プレートを37℃で72時間インキュベートし、その後、培養物上澄みを採取し、小分けし、−70℃で貯蔵した。IFNγ、GM−CSFおよびTNFαについてのELISA検定は、R&D Systems(Minneapolis, MN)キットを製造者の
取扱説明書によって用いて行った。試料は、未希釈の、または1:5または1:10に希釈された二重ウェルで調べた。展開されたELISAプレートを、マイクロプレートリーダーで評価し、サイトカイン濃度は、標準曲線からの外挿によって決定した。結果は、ピコグラム/mlとして報告され、神経膠腫刺激細胞によるサイトカイン生産について強い活性化を示している。図5、図6。
【0046】
[0046]最後に、IL13ゼータカイン+CD8+TCLのIL−2非依存増殖を、神経膠腫刺激細胞との共培養で認めたが(図7a)、IL13Rα2刺激細胞では認められなかった。増殖は、rhIL−13抗体の添加によって阻害され(図7b)、認められた増殖が、IL13Rα2神経膠腫細胞特異的レセプターへのゼータカインの結合に依存したということが示された。
【実施例5】
【0047】
実施例5:治療的使用に適したIL13ゼータカイン+T細胞の製造
[0047]単核細胞を、ヘパリン化全血から、臨床等級 Ficoll(Pharmacia, Uppsula, Sweden)上での遠心分離によって分離する。PBMCを滅菌リン酸緩衝化生理食塩水
(Irvine Scientific)中で2回洗浄し、そしてRPMI1640HEPES、10%熱
失活FCSおよび4mM L−グルタミンから成る培地中に懸濁させる。患者PBMC中に存在するT細胞を、Orthoclone OKT3の培養物(30ng/ml)への添加によっ
てポリクローナル活性化する。次に、細胞培養物を、研究対象指定インキュベーター中において脱気されたT75組織培養フラスコ中でインキュベートする。培養の開始後24時間に、rhIL−2を25U/mlで加える。
【0048】
[0048]培養の開始後3日目に、PBMCを採取し、遠心分離し、低張性エレクトロポレーション用緩衝液(Eppendorf)中に20x106個細胞/mlで再懸濁させる。
実施例3による25μgのプラスミドIL13ゼータカイン/HyTK−pMGを、400μlの細胞懸濁液と一緒に、滅菌0.2cmエレクトロポレーション用キュベットに加える。各々のキュベットに、250V/40μsの単一電気パルスを施し、再度RTで10分間インキュベートする。生存している細胞をキュベットから採取し、プールし、25U/mlのrhIL−2を含有する培地中に再懸濁させる。フラスコを患者指定組織培養
インキュベーター中に入れる。エレクトロポレーション後3日目に、ハイグロマイシンを0.2mg/mlの最終濃度で細胞に加える。エレクトロポレーションされたPBMCを、48時間毎に培地およびIL−2の補足を行いながら全14日間培養する。
【0049】
[0049]エレクトロポレーションされたOKT3活性化患者PBMCからのハイグロマイシン耐性CD8+CTLのクローニングは、培養14日目に開始する。簡単にいうと、生存しうる患者PBMCを、30ng/mlのOKT3および50U/mlのrhIL−2を含有する200ml容量の培地中の100x106個の低温保存された(cyropreserved)照射支持PBMCおよび20x106個の照射TM−LCLの混合物に加える
。このマスターミックスを、各ウェルに0.2mlが入る10個の96ウェルクローニング用プレート中にプレーティングする。プレートを、蒸発損失を減少させるようにアルミニウム箔で包み、患者指定組織培養インキュベーター中に入れる。培養19日目、各ウェルに、0.2mg/mlの最終濃度のためのハイグロマイシンを入れる。ウェルを、30日目に細胞成長について倒立顕微鏡での可視化によって調べ、陽性ウェルに再刺激のための印を付ける。
【0050】
[0050]細胞成長のある各々のクローニングウェルの内容物を、個別に、25mlの組織培養培地中に50x106個の照射PBMC、10x106個の照射LCLおよび30ng/mlのOKT3を含有するT25フラスコに移す。再刺激後1日目、3日目、5日目、7日目、9日目、11日目および13日目に、フラスコに50U/mlのrhIL−2および15mlの新鮮培地を入れる。刺激サイクルの5日目に、フラスコに0.2mg/mlのハイグロマイシンも補足する。播種後14日目に、細胞を採取し、計数し、そして50mlの組織培養培地中に150x106個の照射PBMC、30x106個の照射TM−LCLおよび30ng/mlのOKT3を含有するT75フラスコ中で再刺激する。フラスコに、上に概説されるrhIL−2およびハイグロマイシンの培養物への添加物を入れる。
【0051】
[0051]療法で可能性のある使用のための増大に選択されるCTLを、CRB−3006に収容されるFACSCalibur での免疫蛍光法によって、FITC抱合モノクロ
ーナル抗体WT/31(aβTCR)、Leu2a(CD8)およびOKT4(CD4)を用いて分析して、必要なクローン表現型(αβTCR+、CD4−、CD8+およびIL13+)を確認する。臨床的使用のためのクローンの選択の判定基準には、イソタイプ対照FITC/PE抱合抗体と比較される均一なTCRαβ+、CD4−、CD8+およびIL13+が含まれる。プラスミドベクター染色体組込みの単一部位は、サザンブロット分析によって確認する。遺伝子修飾されたT細胞クローンからのDNAは、プラスミドベクターに特異的なDNAプローブでスクリーニングされるであろう。プラスミドベクター中のHyTKに特異的なプローブDNAは、フルオレセイン抱合dUTPでのランダムプライミングにより、製造者の取扱説明書(Amersham, Arlington Hts, IL)によって合
成する。T細胞ゲノムDNAを、標準的な技法によって単離する。T細胞クローンからの10マイクログラムのゲノムDNAを、37℃で一晩消化後、0.85%アガロースゲル上で電気泳動によって分離する。次に、DNAを、アルカリ性キャピラリー転移法を用いてナイロンフィルター(BioRad, Hercules, CA)に移す。フィルターとプローブとを、10μg/mlのサケ精子DNA(Sigma)を含有する0.5M Na2PO4、pH7.
2、7%SDS中において65℃で一晩ハイブリッド形成させる。次に、フィルターを、40mM Na2PO4、pH7.2、1%SDS中において65℃で4回洗浄後、化学発光AP抱合抗フルオレセイン抗体(Amersham, Arlington Hts, IL)を用いて可視化す
る。クローン選択の判定基準は、ベクターバンドに特有の単一バンドである。
【0052】
[0052]IL−13ゼータカインの発現は、キメラレセプタータンパク質を抗ゼータ抗体で検出するウェスタンブロット法によって確認する。トランスフェクションされた
T細胞クローンの全細胞溶解産物は、1錠/10ml Complete Protease Inhibitor Cocktail(Boehringer Mannheim)を含有する1mlのRIPA緩衝液(PBS,1%NP40,0.5%デオキシコール酸ナトリウム,0.1%SDS)中での2x107個の洗浄された細胞の溶解によって生じる。氷上で80分間インキュベーション後、遠心分離された全細胞溶解産物上澄みのアリコートを採取し、減圧条件下において等容量のローディング緩衝液中で沸騰させた後、成形済み12%アクリルアミドゲル(BioRad)上でSDS−PAGE電気泳動を行う。ニトロセルロースへの転移後、膜を、0.07gm/mlの脱脂粉乳を含有するブロット(blotto)溶液中で2時間ブロックする。膜を、T−TBS(トリス緩衝化生理食塩水pH8.0中の0.05%トゥイーン20)中で洗浄後、1μg/ml濃度の一次マウス抗ヒトCD3ζモノクローナル抗体8D3(Pharmingen, San Diego, CA)と一緒に2時間インキュベートする。T−TBS中で更に4回洗浄後、膜を、
1:500希釈のヤギ抗マウスIgGアルカリ性ホスファターゼ抱合二次抗体と一緒に1時間インキュベートする。展開前に、膜をT−TBS中ですすぎ洗浄後、30mlの「AKP」溶液(Promega, Madison, WI)で製造者の取扱説明書によって展開させる。クローン選択の判定基準は、キメラゼータバンドの存在である。
【0053】
[0053]IL−13ゼータカインキメライムノレセプターを発現するCD8+細胞傷害性T細胞クローンは、HLAに制限されない様式でキメラレセプターと細胞表面標的エピトープとの相互作用後、ヒト神経膠芽細胞腫標的細胞を認識し且つ溶解する。標的IL−13Rα2エピトープ発現およびクラスI MHC非依存認識のための必要条件は、各々のaβTCR+、CD8+、CD4−、IL−13ゼータカイン+CTLクローンを、IL−13Rα2+ Daudi 細胞トランスフェクタントおよびIL−13Rα2− Daudi 細胞に対して検定することによって確認されるであろう。T細胞エフェクターを、OKT3で刺激後12〜14日目に検定する。エフェクターを採取し、洗浄し、検定用培地中に再懸濁させる。IL−13Rα2を発現する Daudi 細胞トランスフェクタント。2.
5x105個、1.25x105個、0.25x105個および0.05x105個のエフェクターを、V底微量滴定プレート(Costar, Cambridge, MA)中において5x103
個の標的細胞と一緒に三重に37℃で4時間プレーティングする。遠心分離およびインキュベーション後、細胞不含上澄みの100μLアリコートを採取し、計数する。特異的細胞溶解%は、次のように計算する。
【0054】
【数2】
対照ウェルは、検定用培地中でインキュベートされた標的細胞を含有する。最大51Cr放出は、2%SDSで溶解された標的細胞の51Cr含有量を測定することによって決定する。クローン選択の判定基準は、5:1のE:T比におけるIL−13Rα2+ Daudi
トランスフェクタントの>25%の特異的溶解、および同じE:T比における親 Daudi の<10%の溶解である。
【0055】
実施例6:IL−13ゼータカイン発現性T細胞を用いたヒト神経膠腫の処置。
[0054]IL−13RゼータカインキメライムノレセプターおよびHyTKを発現するように実施例5によって遺伝子修飾されたT細胞クローンを、次について選択する。
【0056】
a.フローサイトメトリーによって決定される細胞表面表現型TCRα/β+、CD4−、CD8+、IL−13+。
b.サザンブロットによって示される、染色体に組み込まれたプラスミドベクターDNAの単コピーの存在。
【0057】
c.ウェスタンブロットによって検出されるIL−13ゼータカインタンパク質の発現。
d.4時間クロム放出検定におけるヒトIL−13Rα2+標的の特異的溶解。
【0058】
e.in vitro 成長についての外因性IL−2への依存。
f.マイコプラズマ、真菌、細菌の無菌状態および<5EU/mlの内毒素レベル。
g.ガンシクロビルへのクローンの in vitro 感受性。
【0059】
[0055]末梢血単核細胞は、患者から白血球搬出法によって、好ましくは、最初の切除手術から回復後およびステロイドの漸減および/またはそれらの最も最近の全身化学療法から少なくとも3週間の時点に得る。標的白血球搬出単核細胞収量は、5x109個であり、ハイグロマイシン耐性細胞溶解性T細胞クローンの標的数は、ex vivo 増大のための全ての品質管理パラメーターを満たす少なくとも5個のクローンが識別されることを期待して25である。クローンを低温保存し、そしてX線連続撮影および臨床検査によって患者を監視する。疾患進行の再発が示される場合、患者に、腫瘍切除腔にT細胞を供給するためのレザバー接近装置(Omaya レザバー)の配置および/または再切除を行う。外科手術からの回復およびステロイドの漸減後、適用可能ならば、その患者でT細胞療法を開始する。
【0060】
[0056]その患者に、少なくとも4回の1週間サイクルの療法を与える。最初のサイクル中、細胞用量上昇は、0日目に107個の初期細胞用量から、次に3日目の5x107個、5日目の108個の標的用量まで続く。サイクル2は、サイクル1の開始から1週間程度の早期に開始する。MRIにおいて残存する疾患で腫瘍退行を示している患者には、サイクル3および4の後、1週間の残余/再実行の反復から成る7週目以降に開始する療法の追加のコースが与えられてよいが、但し、これら処置は、疾患進行またはCRが、X線撮影評価に基づいて得られるような時点まで充分に許容される(<3度の最大毒性)という条件付きである。
【0061】
[0057]細胞用量は、類似した患者集団75〜85に供給される腔内LAK細胞(109個までの個々の細胞用量および2.75x1010個程度に高い累積細胞数が安全に投与されている)、ex vivo 増大TIL(最小毒性について報告される109個細胞/用量まで)およびアロ反応性リンパ球(累積細胞用量について108個の細胞用量で始めて51.5x108個まで)を用いた研究で与えられる用量未満の少なくとも対数である。このプロトコールで考えられるようなより低い細胞用量の根本的理由は、以前に利用されたエフェクター細胞集団の穏当な反応性プロフィールと比較して増加したIL−13ゼータカイン+CTLクローンの in vitro 反応性/抗腫瘍力価に基づいている。低用量反復投薬は、単回多量細胞数点滴で生じるかもしれない潜在的に危険な炎症性応答を免れるのに好ましい。各々の注入は、単一T細胞クローンから成るであろう。同じクローンを、患者の処置コースの間中投与するであろう。T細胞投与の当日に、増大したクローンを、無菌的に、50ccのPBS中で2回洗浄することによって処理後、医薬用保存剤不含規定生理食塩水中に、患者供給用の細胞用量を2mlで生じる容量で再懸濁させる。T細胞を5〜10分間にわたって点滴する。2mlのPFNSフラッシュは、T細胞後5分間にわたって投与するであろう。療法への応答は、脳MRI+/−ガンドリニウムにより、分光法で評価する。
【0062】
[0058]神経膠腫切除腔中へのT細胞投与について予想される副作用は、典型的には、自己限定性悪心および嘔吐、発熱、および既存の神経学的欠損の一時的悪化から成る。これら毒性は、分泌されたサイトカインの作用との組合せでT細胞によって媒介される腫瘍床中の局所炎症/水腫双方によることがありうる。これら副作用は、典型的には、一
時的であり且つII度未満の重症度である。たとえ患者が一層重症の毒性を経験するとしても、デカドロンは単独でまたはガンシクロビルとの組合せで、炎症過程を減衰させ且つ注入された細胞を除去するであろうと考えられる。細菌または真菌で汚染されている細胞製品の不注意による注入は、重篤なまたは生命を危うくする毒性を媒介する可能性がある。細胞製品の充分な注入前培養は、汚染された組織培養フラスコを識別し且つこの可能性を最小限にするために行う。再注入当日に、培養液のグラム染色、更には、内毒素レベルを実施する。
【0063】
[0059]IL−13Rα2の発現についての充分な分子分析は、この分子が、CNSの場合44;46;48;54に腫瘍特異的であるということを示している。更に、実証可能なIL−13Rα2発現を含む唯一のヒト組織は、精巣であると考えられる42。この発現の腫瘍精巣制限パターンは、種々のヒト癌、特に、黒色腫および腎細胞癌109〜111によって発現される腫瘍抗原(すなわち、MAGE、BAGE、GAGE)の増加する数を連想させる。ワクチンおよび養子T細胞療法での臨床経験は、このクラスの抗原が、精巣の同時自己免疫攻撃を伴うことなく、全身腫瘍免疫療法に利用されうるということを示している112〜114。おそらくは、これは、無傷の血液精巣関門の作用および精巣内の免疫学的に特権的な環境を選択的に反映している。突然変異体IL−13標的指向部分の申し分のない特異性にもかかわらず、毒性は、理論的には、細胞が全身循環中に充分な数で出て行き且つIL−13Rα1/IL−4βレセプターを発現する組織を認識する場合に可能性がある。この間接的な危険、更には、点滴されたT細胞が、ある患者では腫瘍床中の過剰すぎる炎症応答を媒介することがありうるという可能性を考慮して、ガンシクロビルでの in vivo 除去に感受性のT細胞を与えるHyTK遺伝子をクローン
に装備する115〜118。ガンシクロビル自殺は、患者内T細胞用量上昇戦略との組合せで、可能性のある危険を最小限にして、関与するものを探求するのに役立つ。
【0064】
[0060]療法に関連した副作用(頭痛、発熱、悪寒、悪心等)には、その状態に適当な確立された処置を用いて対処する。処置している医師の意見で、患者をかなり医学的に危険にさせるいずれか新しい3度またはいずれか4度の処置関連毒性が認められる場合、その患者にガンシクロビルを与える。非経口投与されるガンシクロビルは、分割される10mg/kg/日で12時間毎に投与する。14日間コースが処方されるであろうが、その時間間隔で症状の消散が得られないならば、延長してよい。ガンシクロビルでの処置は、IL−13ゼータカイン+HyTK+CD8+CTLクローンの除去をもたらす。患者は、最初の72時間のガンシクロビル療法のために監視する目的で入院すべきである。症状が48時間以内にガンシクロビルに応答しない場合、コルチコステロイドおよびシクロスポリンが含まれるがこれに制限されるわけではない追加の免疫抑制薬を、処置している医師の判断で加えてよい。毒性が重症である場合、処置している医師の判断で、ガンシクロビルと一緒にデカドロンおよび/または他の免疫抑制薬を、より早期に用いる。
【0065】
参考文献
【0066】
【化10】
【0067】
【化11】
【0068】
【化12】
【0069】
【化13】
【0070】
【化14】
【0071】
【化15】
【0072】
【化16】
【0073】
【化17】
【0074】
【化18】
【0075】
【化19】
【0076】
【化20】
【図面の簡単な説明】
【0077】
【図1】[0019]図1:IL13ゼータカインキメライムノレセプターは、Jurkat T細胞中で無傷のグリコシル化タンパク質として発現されるということを示しているウェスタンブロットの結果。
【図2】[0020]図2:発現されたIL13ゼータカインキメライムノレセプターは、I型膜貫通タンパク質として細胞表面に移行するということを示しているフローサイトメトリー分析の結果。
【図3】[0021]図3:代表的な一次ヒトIL13ゼータカイン+CTLクローンの細胞表面表現型を示しているフローサイトメトリー分析の結果。
【図4A】[0022]図4:(a)IL13ゼータカイン+CTLクローンが、神経膠腫特異的な再支配された細胞溶解活性を獲得したことを示しているクロム放出検定の結果。
【図4B】図4:(b)一次ヒトIL13ゼータカイン+CD8+CTLクローンによる抗神経膠腫細胞溶解活性のプロフィールは、神経膠腫細胞で一般的に認められたことを示しているクロム放出検定の結果。
【図5】[0023]図5:IL13ゼータカイン+CTLクローンは、神経膠腫刺激性細胞によってサイトカイン生産について活性化されるということを示している、サイトカイン生産の in vitro 刺激の結果。
【図6】[0024]図6:抗IL13R MabおよびrhIL13によるサイトカイン生産についてのIL13ゼータカイン+CTL活性化の特異的阻害を示している、サイトカイン生産の in vitro 刺激の結果。
【図7A】[0025]図7:(a)IL13ゼータカイン+CD8+CTL細胞は、神経膠腫刺激物質との共培養で増殖するということを示している増殖研究の結果。
【図7B】図7:(b)神経膠腫に刺激されたIL13ゼータカイン+CD8+CTL細胞増殖のrhIL−13による阻害を示している増殖研究の結果。
【図8A】[0026]図8:IL13ゼータカイン/HyTK−pMGの構築のフローチャート。
【図8B】図8:IL13ゼータカイン/HyTK−pMGの構築のフローチャート。
【図8C】図8:IL13ゼータカイン/HyTK−pMGの構築のフローチャート。
【図9】[0027]図9:IL13ゼータカイン/HyTK−pMGのプラスミド地図。
【技術分野】
【0001】
技術分野
[0001]本発明は、癌治療、およびヒト脳腫瘍および他の癌の処置における、キメライムノレセプターを発現する遺伝子修飾されたTリンパ球の使用に関する。
【背景技術】
【0002】
発明の背景
[0002]原発性脳腫瘍は、若年成人の癌関連死亡率の第三の主因であり、小児では第二の主因であり、しかも小児科学的および老年医学的双方の集団において発病率が増加していると考えられる1〜4。神経膠腫は、原発性脳腫瘍の最も一般的なタイプであり、米国では毎年、20,000例が診断され、14,000例の神経膠腫関連死がある5〜8。神経膠腫は、それらの悪性作用に関して不均一(heterogenous)であるが、それらの最も一般的且つ攻撃的な形において、未分化星細胞腫(AA−III度)およ
び多形性神経膠芽細胞腫(GBM−IV度)は、速やかに進行し且つほぼ一様に致死的である9〜10。現在利用可能な治療様式は、これら高度腫瘍に最小限の治癒的可能性しかなく、しばしば、中枢神経系中のそれらの場所に課される既に重症の病的状態を悪化させる。したがって、悪性神経膠腫の患者は、しばしば、生涯の最も生産的な時期に襲われ、頻繁に起こる知的諸能力の低下および高い疾患致命率が、これら腫瘍の特有の個人的および社会的影響の原因となっている。
【0003】
[0003]悪性神経膠腫の腫瘍学的処置の基礎は、切除術および放射線治療である11〜16。最新の外科的および放射線治療的技法で、平均生存期間は、多形性神経膠芽細胞腫について82週間および未分化星細胞腫について275週間まで増加したが、5年生存率は、多形性神経膠芽細胞腫について3〜6%および未分化星細胞腫について12.1%増加しているにすぎない6〜8。長期生存の主な予後指標は、より若い年齢(<40歳)および行動状態(KPSスコア >70)である17。大きい腫瘍の90%を超える切除術は、通常は、生活機能解剖学が許されるという条件付きで試みられる。術後放射線治療と共に用いられる場合、切除術の程度の生存期間への影響はあまり明らかではない18;19。切除術および放射線への化学療法の追加は、未分化星細胞腫または多形性神経膠芽細胞腫の患者に、最低限生存しうる利点を与えるにすぎない20〜23。ニトロソ尿素は、単独でまたはプロカルバジンおよびビンクリスチンとの組合せで、公共に用いられる慣用的な薬物であり、全体の半数生存に影響することなく、1年および2年生存率を15%改善すると考えられる。白金基剤薬物およびトポイソメラーゼ阻害剤を併用する更に攻撃的な治療方式は、研究中である26。幹細胞救出での高用量化学療法の役割は、これまでのところ立証されていない27〜29。
【0004】
[0004]約80%の再発性腫瘍は、元の不完全に切除された腫瘍の残部をX線撮影によって増強することに由来する10;30;31。再発が単一病巣であり、それらの場所で攻撃的再切除術を行いやすいという条件ならば、このアプローチは、特に、未分化星細胞腫の患者およびKPS>70の多形性神経膠芽細胞腫患者について生存期間を延長することができる10。再切除術で処置された再発性多形性神経膠芽細胞腫患者の半数生存は、36週間である10;30;31。近接照射療法かまたは定位放射線手術の形での放射線治療は、再切除術された再発性多形性神経膠芽細胞腫患者の生存期間を10〜12週間だけ延長することができる。再発性疾患の設定での化学療法の使用は、この患者集団でのその効力が立証されていないので、利用可能な臨床試験の状況にあるはずである。
【0005】
[0005]悪性神経膠腫の引き続き悲惨な予後は、遺伝子治療(TK自殺、腫瘍増殖
因子レセプターのアンチセンス阻害、条件致死ウイルスベクター)、免疫療法(抗体、腫瘍細胞ワクチン、イムノトキシン、活性リンパ球の養子移入)、および抗血管新生アプローチが含まれるがこれに制限されるわけではない新規な治療的実体の臨床的研究を促している33〜40。悪性神経膠腫に有効なアジュバント療法の開発に向けられた挑戦の多様性には、正常な脳実質中への腫瘍細胞の広範な浸潤性成長、免疫応答の発生を減衰させるこれら腫瘍から作られる可溶性因子の能力、および中枢神経系(CNS)中に治療薬を投与する場合の臨床的に意味のある治療的比率を決定する難しさが含まれる。新規な治療薬の早期臨床評価は、この患者集団において明らかに必要とされている。
【0006】
[0006]最近、トランスフェリンのレセプターおよび増殖因子は、デリバリーシステムとしての毒素またはラジオヌクレオチドに抱合されたこれらレセプターのリガンドを利用した実験的神経膠腫治療薬の論題となっている41。このアプローチの特異性は、正常な脳と比較される、神経膠腫細胞上の標的レセプターの独特の発現または過剰発現に頼っている。興味深いことに、免疫系によって利用されるインターロイキンの若干のレセプター複合体は、神経膠腫、特に、高親和性IL−13レセプターによって発現される42〜48。免疫系によって利用されるIL−13レセプター三分子複合体は、IL−13Rα1、IL−4Rβおよびγcから成るが、これとは異なり、神経膠腫細胞は、IL−4Rβまたはγcについての必要条件とは無関係にIL−13を結合することができる特有のIL−13Rα2鎖を過剰発現する44;49;50。そのホモログIL−4と同様に、IL−13は、CNSの外に多面的(pleotrophic)免疫調節活性を有する。どちらの
サイトカインも、Bリンパ球によるIgE生産を刺激し且つマクロファージによる前炎症性サイトカイン生産を抑制する。CNS内のIL−13の免疫生物学は、ほとんど知られていない。
【0007】
[0007]放射性標識IL−13でのオートラジオグラフィーを用いた Debinski et
al. による詳細な研究は、研究されたほとんど全ての悪性神経膠腫組織上に豊富なIL
−13結合を示している42;45;46;48。更に、その結合は、腫瘍切片内でおよび単細胞分析により、きわめて均一である46;48。ヒト神経膠腫細胞系へのIL−13結合のスキャッチャード分析は、平均して17,000〜28,000の結合部位/細胞を示している45。IL−13Rα2 mRNAに特異的なプローブを用いた分子分析では、全てのCNS解剖学的位置において正常な脳エレメントによる神経膠腫特異的レセプターの発現を示すことができない42;43。更に、放射性標識IL−13でのオートラジオグラフィーでは、CNSにおける検出可能な特異的IL−13結合を示すことができなかったことから、共有されるIL−13Rα1/IL−4β/γcレセプターは、CNSにおいて検出可能なレベルで発現されることもないということが示唆された46。これら知見は、別個に、非病理学的脳切片についてIL−13Rα1およびIL−4βに特異的な抗体での免疫組織化学的技法を用いて証明された54。したがって、IL−13Rα2は、これまでに記載された神経膠腫についての最も特異的で且つ遍在的に発現される細胞表面標的としてある。
【0008】
[0008]CNSにおけるIL−13Rα2の神経膠腫特異的発現を利用する戦略として、IL−13サイトカインの分子コンストラクトであって、種々の細胞毒素(シュードモナス属(Pseudomonas)外毒素およびジフテリア(Diptheria)毒素)がそのカルボキシル末端に融合しているものが記載されてきている55〜58。IL−13レセプターへの結合でのこれら毒素のインターナリゼーションは、これら融合タンパク質の選択的毒性の根拠である。これら毒素は、in vitro の神経膠腫細胞に対してピコモル濃度で強力な
細胞傷害性を示す55。免疫欠損マウスにおけるヒト頭蓋内神経膠腫異種移植片は、毒性が認められることなく、IL−13−毒素融合タンパク質の腫瘍内注射によって排除されうる55。これら研究は、IL−13に支配されたイムノトキシンを悪性神経膠腫に局所的に利用する臨床研究の開始を支持する。
【0009】
[0009]しかしながら、広く発現されるIL−13Rα1/IL−4β/γcレセプター複合体へのIL−13に基づく細胞毒素の結合は、CNS外の正常組織に不都合な毒性を媒介する可能性があり、したがって、これら薬剤の全身投与を制限する。IL−13は、分子レベルで充分に調べられていて、個々のレセプターサブユニットと連結するのに重要であるこのサイトカインの構造ドメインは、地図に示されている55;58。結果として、IL−13中の選択されたアミノ酸置換は、このサイトカインとそのレセプターサブユニットとの連結に予想可能な作用をする。IL−13のαヘリックスA、具体的にはアミノ酸13におけるアミノ酸置換は、IL−4βと連結するその能力を破壊し、それによって、IL−13Rα1/IL−4β/γcレセプターへのIL−13の親和性を選択的に5倍だけ減少させる55;57;58。驚くべきことに、IL−13Rα2への突然変異体IL−13(E13Y)の結合は、保存されただけでなく、野生型IL−13に相対して50倍増加した。したがって、最小限に変更されたIL−13類似体は、神経膠腫細胞へのIL−13の特異性および親和性をIL−13Rα2への選択的結合によって同時に、IL−13Rα1/IL−4β/γcレセプターを有する正常組織に相対して増加させることができる。
【0010】
[0010]悪性神経膠腫は、(1)大部分の患者が、切除術および放射線治療で最低限の疾患重症度状態に達する、および(2)CNSの境界内のこれら腫瘍の解剖学的位置が、エフェクター細胞の直接的局所投与を可能にさせることから、免疫療法介入にとってきわめて魅力のある臨床的実体である。少なくとも二つの病理学的研究は、悪性神経膠腫における血管周囲リンパ球性浸潤の程度が、改善された予後と相関するということを示している59〜61。動物モデルシステムが確立されており、そこで、リンホカイン活性化キラー(LAK)細胞ではないが神経膠腫特異的T細胞は、大脳内に植え込まれた神経膠腫の後退を媒介することができる62〜71。T細胞は、LAK細胞とは異なり、脳実質中に浸潤する能力を有するので、原発性腫瘍から遠く離れていることがありうる浸潤性腫瘍細胞を標的にすることができる。これら知見にもかかわらず、神経膠腫が、主に、免疫抑制性サイトカイン(TGF−β2)およびプロスタグランジンの精巧さによって、免疫破壊を積極的に覆すという実質的な証拠があり、これが、神経膠腫反応性T細胞応答の誘導/増幅を阻害する72〜74。これら知見は、in vivo 応答を生じることについての腫瘍に媒介される制限を克服する戦略としての養子療法のための ex vivo で増大した抗神
経膠腫エフェクター細胞の評価を促している。
【0011】
[0011]悪性神経膠腫切除術腔への ex vivo 活性化リンパ球の投与を伴う少なく
とも10種類の試験研究が、これまでに報告されている75〜85。エフェクター細胞タイプ(LAK、TIL、アロ反応性(alloreactive)CTL)の種類、それらの不均一組成/患者間の組成の変動、および神経膠腫標的に対するこれらエフェクター細胞のしばしば穏当な in vitro 反応性にもかかわらず、これら研究は、事例の長期生存者を含む再発性/難治性疾患の患者において、総計して約50%の応答率を報告している。これら研究は、神経膠腫への細胞性免疫療法の優れた臨床的作用が、均一できわめて強力なエフェクター細胞で予想されうるという前提を支持する。
【0012】
[0012]これら試験研究は、悪性神経膠腫の患者の切除術腔中への、T細胞増殖因子であるインターロイキン−2(IL−2)および ex vivo 活性化リンパ球の直接的投
与の安全性および許容性についても報告している75;76;78;82;86〜92。広範囲の個々の細胞用量(>109個細胞/用量)、更には、高い累積細胞用量(>27x109個細胞)でさえも、毒性は穏当であり、典型的には、II度またはそれ未満の一時的頭痛、悪心、嘔吐および発熱から成る。上記のように、これら研究は、rhIL−2の同時投与も用いて、転移したリンパ球の in vivo 生存を支持した。リンパ球と同時にか
またはリンパ球投与後に逐次的に与えられる多重用量は、48時間毎に供給されるIL−
2の12用量コースについて、1.2x106IU/用量と同程度に高い用量で許容された。
【0013】
[0013]上に概説された知見に基づいて、神経膠腫免疫療法で用いられるリンパ球エフェクター細胞の抗腫瘍力価を改善する戦略は開発中である。一つのアプローチは、表皮増殖因子レセプター(EGFR)結合性ドメインを利用する神経膠腫標的と一緒に、抗CD3ドメインによってTリンパ球を同時限局化し且つ活性化することができる二重特異性抗体を利用している93〜96。自己リンパ球と組み合わせたこの二重特異性抗体での予備臨床実験は、T細胞が、切除術腔中において現場で活性化されるということを示唆している。しかしながら、脳実質内の浸潤性腫瘍細胞に標的指向することは、このアプローチの潜在的に有意の限界である。T細胞は、神経膠腫によって発現される標的抗原に特異的である場合、有意に増加した抗神経膠腫活性を有すると考えられる。Tリンパ球が反応性である腫瘍抗原をコードしている、SART−1遺伝子を含めた増加する多数のヒト遺伝子がクローン化されているが、これは、ほぼ75%の高度神経膠腫によって発現されると考えられる97。樹状細胞に基づく in vitro 細胞培養技術、更には、テトラマーに基づくT細胞選択技術は両方とも、養子両方のための抗原特異的T細胞の単離を実行可能にしている。SART−1のような抗原は、制限性HLA対立遺伝子の場合にT細胞によって認識されるので、抗原特異的アプローチは、一般的な神経膠腫患者集団に広く応用可能であるようにこれら抗原を提示することができる抗原および制限性HLA対立遺伝子の数の実質的な増大を必要とするであろう。
【0014】
[0014]T細胞抗原レセプター複合体ゼータ鎖の細胞内シグナリングドメインに融合した細胞外一本鎖抗体(scFvFc)から成るように遺伝子操作されたキメラ抗原レセプター(scFvFc:ζ)は、T細胞中で発現された場合、モノクローナル抗体の特異性に基づく抗原認識を再支配する能力を有する98。腫瘍細胞表面エピトープについて標的特異性を有するscFvFc:ζレセプターの設計は、それが既存の抗腫瘍免疫に頼っていないので、養子療法のための抗腫瘍免疫エフェクター細胞を生じる概念上魅力のある戦略である。これらレセプターは、それらがMHC非依存様式で抗原を結合するという点で「普遍的」であり、したがって、一つのレセプターコンストラクトを用いて、抗原陽性腫瘍を有する患者集団を処置することができる。ヒト腫瘍に標的指向するためのいくつかのコンストラクトは、参考文献に記載されており、Her2/Neu、CEA、ERRB−2、CD44v6、および腎細胞癌上で選択的に発現されるエピトープに特異性を有するレセプターが含まれる98〜104。これらエピトープは全て、キメラT細胞レセプターによってscFv結合に接近可能な細胞表面部分であるという共通の特性を共有している。in vitro 研究は、CD4+およびCD8+双方のT細胞エフェクター機能が、こ
れらレセプターによって引き起こされうるということを示している。更に、動物モデルは、養子移入されたscFvFc:ζを発現するT細胞の、樹立された腫瘍を撲滅する能力を示している105。腫瘍特異的scFvFc:ζレセプターを発現する初代ヒトT細胞の機能は、in vitro で評価されており、これら細胞は、特異的に、腫瘍標的を溶解し、
そしてIL−2、TNF、IFN−γおよびGM−CSFを含めた一連の前炎症性サイトカインを分泌する104。I期試験養子療法研究は、HIV感染個体のHIVgp120に特異的な自己scFvFc:ζ発現性T細胞、および乳腺癌および結腸直腸腺癌を含めたいろいろな腺癌で発現されるTAG−72に特異性を有する自己scFvFc:ζ発現性T細胞を利用して進行中である。
【0015】
[0015]City of Hope の研究者らは、CD20+B細胞悪性腫瘍に標的指向する
目的のためのCD20特異的scFvFc:ζレセプターコンストラクト、および神経芽細胞腫に標的指向するためのL1−CAM特異的キメライムノレセプターを遺伝子操作している106。前臨床実験室研究は、再配列されていない染色体に組み込まれたベクターDNAの単コピーを含有し且つCD20特異的scFvFc:ζレセプターを発現するC
D8+CTLクローンを、健康個体およびリンパ腫患者から単離し且つ増大させる実行可能性を示している107。これを達成するために、CMV即時/初期プロモーターの転写制御下にあるキメラレセプター配列およびSV40初期プロモーターの転写制御下にあるNeoR遺伝子を含有する精製直鎖状プラスミドDNAを、エレクトロポレーションと称される手順である、短時間電流への細胞およびDNAの暴露によって、活性化されたヒト末梢血単核細胞中に導入した。Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle, Washington におけるFDA認可臨床試験で現在用いられている選択法、クローニング法および増大法を利用して、CD20特異的細胞溶解活性を有する遺伝子修飾されたCD8+CTLクローンを、6人の健康な志願者各々から、15回の別個のエレクトロポレーション手順で生じている。これらクローンは、ヒトCD20+リンパ腫細胞系の一団と一緒に共培養された場合、増殖し、特異的に標的細胞を溶解し、そして刺激されてサイトカインを生産する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
発明の要旨
[0016]本発明は、「ゼータカイン」と称されるキメラ膜貫通イムノレセプターであって、細胞表面に細胞外ドメインを接着すること(tethering)ができる支持体領域に
連結した可溶性レセプターリガンドを含む細胞外ドメイン、膜貫通領域および細胞内シグナリングドメインを含んで成るものに関する。ゼータカインは、Tリンパ球の表面上で発現された場合、可溶性レセプターリガンドが特異的であるレセプターを発現するそれら細胞へのT細胞活性を支配する。ゼータカインキメライムノレセプターは、T細胞の抗原特異性を再支配するための抗体に基づくイムノレセプターの新規伸長であり、いろいろな癌の処置に、具体的には、ヒト悪性腫瘍によって利用されるオートクリン/パラクリンサイトカインシステムによって応用される。
【0017】
[0017]悪性神経膠腫および腎細胞癌によるIL−13Rα2の腫瘍限定発現を細胞免疫療法の標的として利用した一つの好ましい態様において、IL−13Rα2に選択的高親和性結合を有するIL−13サイトカインの突然変異体IL−13(E13Y)は、IL−13Rα2発現性腫瘍細胞へのT細胞抗原特異性を再支配することができるI型膜貫通キメライムノレセプターに変換されている。ゼータカインのこの態様は、ヒトIgG4Fcに融合した細胞外IL−13(E13Y)、膜貫通CD4および細胞内T細胞抗原レセプターCD3複合体ゼータ鎖から成る。細胞表面上でレセプターを選択的に発現するいろいろなガン細胞タイプのいずれかに特異的であり、その選択的リガンドが知られているまたは遺伝子操作されうる類似のイムノレセプターを生じることができる。
【0018】
[0018]このようなイムノレセプターを発現するように安定して形質転換されたヒトT細胞のバルク系統(bulk lines)およびクローンは、それらが特異的であるガン細胞タイプの再支配された細胞溶解を示すが、非標的細胞に対しては無視しうる毒性を示す。このような遺伝子操作されたT細胞は、神経膠腫のような処置するのが難しい癌を含めた悪性腫瘍のための強力且つ選択的な療法である。
【課題を解決するための手段】
【0019】
詳細な説明
[0028]遺伝子操作され再支配されたT細胞での腫瘍標的指向に理想的な細胞表面エピトープは、単に腫瘍細胞上において均一様式でおよび同じ診断の患者集団内の全ての腫瘍上において発現されると考えられる。腫瘍細胞膜からの標的分子のモジュレーションおよび/または流出(shedding)は、再支配されたT細胞認識のための特定の標的エピトープの有用性に影響を与えることもありうる。これまでのところ、「理想的な」腫瘍特異的エピトープは僅かしか定義されていないが、二次エピトープは、臨界的正常組織での発
現不足かまたは腫瘍での相対的過剰発現に基づいて標的とされてきている。悪性神経膠腫の場合、この癌の処置のためのT細胞の腔内投与は、CMS外の他の組織による発現においてより小さいストリンジェンシーで、正常CNSではないが腫瘍細胞上で発現されるものへの標的エピトープの増大を可能にする。CMS外の組織の交差反応性による毒性に関する問題は、(a)腔内投与経路に基づくCNSにおける細胞の隔絶(sequestration)
、および(b)典型的に全身投与される細胞用量と比較して低い投与細胞数によって軽減される。
【0020】
[0029]IL−13Rα2レセプターは、悪性神経膠腫について最も遍在的且つ特異的な細胞表面標的として突出している47。感受性のオートラジオグラフィーおよび免疫組織化学的研究では、CNSにおいてIL−13レセプターを検出することができない46;48。更に、神経膠腫に限定されたIL−13Rα2レセプターを選択的に結合するIL−13サイトカインの突然変異は、CNS外のIL−13Rα1/IL−4β+正常組織に対するIL−13に向けられた治療薬の不都合な反応性に対する更にもう一つの防護手段である55;57。神経膠腫IL−13Rα2に標的指向することの潜在的有用性、順に、CD4TMおよびCD3ゼータの細胞質テイルに融合するヒトIgG4Fcによって原形質膜に接着した細胞外IL−13突然変異体サイトカイン(E13Y)から成る、T細胞の特異性を再支配するための新規な遺伝子操作されたキメライムノレセプターの設計および試験。このキメライムノレセプターは、「IL−13ゼータカイン」という呼称を与えられている。IL−13Rα2レセプター/IL−13(E13Y)レセプター−リガンド対は、概して、ゼータカインで用いるためのレセプター−リガンド対の適合性を理解し且つ評価するための優れた指針である。理想的なゼータカインは、IL−13(E13Y)の性状(独特の癌細胞表面レセプターへの特異性、それが天然に存在する可溶性細胞シグナル分子に由来することによる in vivo 安定性、同じ理由での低免疫原性
)を有する細胞外可溶性レセプターリガンドを含む。可溶性レセプターリガンドは、細胞外環境においてより安定であると考えられ、非抗原性であり、そしてより選択的であるという点で、抗体フラグメント(scFvFcイムノレセプターなど)または細胞接着分子の先行技術使用にまさる明確な利点としての可溶性レセプターリガンドの使用。
【0021】
[0030]本発明によるキメライムノレセプターは、順に、細胞内レセプターシグナリングドメインに連結した膜貫通ドメインによって、細胞表面に可溶性レセプターリガンドを接着している細胞外支持体領域に連結したこのリガンドを含んで成る細胞外ドメインを含む。適当な可溶性レセプターリガンドの例には、オートクリンおよびパラクリン増殖因子、ケモカイン、サイトカイン、ホルモン、および必要な特異性を示す遺伝子操作された人工低分子リガンドが含まれる。天然のリガンド配列は、特定の標的細胞へのそれらの特異性を増加させるように遺伝子操作することもできる。特定のゼータカインで用いるための可溶性レセプターリガンドの選択は、標的細胞の性質、および神経膠腫に対する使用に好ましいリガンドであるIL−13(E13Y)分子に関して上に論及された品質によって左右される。適当な支持体領域の例には、免疫グロブリンの定常(Fc)領域、ヒトCD8∝、および標的細胞上に結合しているレセプターへの向上した接近のために標的指向部分を細胞表面から離れて移動させるのに役立つ人工リンカーが含まれる。好ましい支持体領域は、IgG(IgG4など)のFc領域である。適当な膜貫通ドメインの例には、白血球CDマーカーの膜貫通ドメイン、好ましくは、CD8の膜貫通ドメインが含まれる。細胞内レセプターシグナリングドメインの例は、T細胞抗原レセプター複合体のもの、好ましくは、CD3のゼータ鎖、更には、FcγRIII共刺激シグナリングドメイン、
CD28、DAP10、CD2単独またはCD3ゼータを含む系列である。
【0022】
[0031]IL−13ゼータカイン態様において、E13Yアミノ酸置換を有するヒトIL−13cDNAは、PCRスプライスオーバーラップ伸長によって合成した。完全長さIL−13ゼータカインコンストラクトは、PCRスプライスオーバーラップ伸長に
よって組み立てたが、これは、ヒトGM−CSFレセプターα鎖リーダーペプチド、IL−13(E13Y)−Gly−Gly−Gly、ヒトIgG4 Fc、ヒトCD4TM、およびヒト細胞質ゼータ鎖から成る。このcDNAコンストラクトを、ヒト Elongation Factor−1αプロモーター(Invivogen, San Diego)の転写制御下において修飾pMGプラスミドの多重クローニング部位中に連結した。この発現ベクターは、CMV即時/初期プロモーターから、トランスフェクタントの in vitro 選択のためのハイグロマイシンホスホトランスフェラーゼ活性とガンシクロビルでの細胞の in vivo 除去(ablation)の
ためのHSVチミジンキナーゼ活性とを一つの分子内に一緒にしている融合タンパク質HyTKをエンコードしているHyTKcDNAを同時発現する。グリコシル化の阻害剤であるツニカマイシンと一緒にプレインキュベートされた全細胞 Jurkat 溶解産物の、抗ゼータ抗体プローブでのウェスタンブロットは、予想される無傷の56−kDaキメラレセプタータンパク質が発現されるということを示した。このレセプターは、本来のIL−13サイトカインの翻訳後修飾と一致して強くグリコシル化される108。抗ヒトIL−13および抗ヒトFc特異的抗体を含むIL−13ゼータカイン+ Jurkat 細胞のフローサイトメトリー分析は、I型膜貫通タンパク質としてのIL−13ゼータカインの細胞表面発現を確証した。
【0023】
[0032]City of Hope で開発され確立されたヒトT細胞遺伝子修飾法を用いて1
07、IL−13ゼータカインキメライムノレセプターを発現する初代ヒトT細胞クローンを、前臨床機能特性決定のために生じている。IL−13ゼータカイン+CD8+CTLクローンは、ex vivo 増大培養において強い増殖活性を示す。増大したクローンは、4時間クロム放出検定において、ヒトIL−13Rα2+神経膠芽細胞腫細胞系に対する再支配された細胞溶解活性を示す。この細胞溶解活性レベルは、T細胞上でのゼータカイン発現レベルおよび神経膠腫標的細胞上のIL−13Rα2レセプター密度レベルと相関する。死滅の他に、IL−13ゼータカイン+クローンは、サイトカイン分泌(IFN−γ、TNF−α、GM−CSF)について活性化される。活性化は、神経膠腫細胞上のIL−13Rα2レセプターとIL−13ゼータカインの相互作用によって特異的に媒介されたが、不適切なキメライムノレセプターを発現するCTLクローンは、神経膠腫細胞に応答しないからであるし、しかも活性化は、T細胞トランスフェクタント上のIL−13および神経膠腫標的細胞上のIL−13Rα2に対する遮断抗体または可溶性IL−13の培養物への添加によって、用量依存方式で阻害されうるからである。最後に、IL−13ゼータカイン発現性CD8+CTLクローンは、培養物中の神経膠腫細胞によって刺激された場合に増殖する。強力な抗神経膠腫エフェクター活性を有するIL−13ゼータカイン+CTLクローンは、正常CNSへの限られた側副損傷を含む悪性神経膠腫に対して有意の臨床的活性を有するであろう。
【0024】
[0033]本発明によるイムノレセプターは、当該技術分野において知られているいずれの手段によっても生じることができるが、好ましくは、それは、組換えDNA技術を用いて生じる。キメラレセプターのいくつかの領域をエンコードしている核酸配列は、分子クローニングの標準的な技法(ゲノムライブラリースクリーニング、PCR、プライマー補助連結、位置指定突然変異誘発等)によって製造し且つ完全なコーディング配列に組み立てることができる。得られたコーディング領域を、好ましくは、発現ベクター中に挿入し且つ用いて、適当な発現宿主細胞系、好ましくは、Tリンパ球細胞系、最も好ましくは、自己Tリンパ球細胞系を形質転換する。イムノレセプターの発現のための第三者は、T細胞系/クローン、形質転換された体液または外因性の(xerogenic)免疫学的エフェ
クター細胞系を得た。NK細胞、マクロファージ、好中球、LAK細胞、LIK細胞、およびこれら細胞に分化する幹細胞を用いることもできる。好ましい態様において、リンパ球は、白血球搬出法によって患者から得られ、そして自己T細胞を、ゼータカインを発現するように形質導入し且つ臨床的に許容しうる手段によって患者に投与し戻して、抗癌治療を達成する。
【0025】
[0034]治療的作用に適当な用量は、好ましくは、一連の投薬サイクルで約106〜約109個細胞/用量であると考えられる。好ましい投薬計画は、用量を段階的に増加させる、0日目に約107個細胞で始め、5日目までに約108個細胞の標的用量まで漸増増加させる4回の1週間投薬サイクルから成る。適当な投与方式には、静脈内、皮下、腔内(例えば、レザバー接近装置(reservoir-access device)による)、腹腔内、およ
び腫瘍塊中への直接注射が含まれる。
【0026】
[0035]次の実施例は、本発明の一つの態様を単に詳しく説明するためにある。
【実施例1】
【0027】
実施例1:イムノレセプターコーディング配列の構築
[0036]本発明によるイムノレセプターのコーディング配列を、IL13(E13Y)コーディング配列の de novo 合成により、次のプライマーを用いて構築した(イム
ノレセプターのコーディング配列および発現ベクターの構築を示すフローチャートについては、図8を参照されたい)。
【0028】
【化1】
[0037]最終配列(417bp)を、EcoRI−BamHIで末端消化し、そしてプラスミドpSK(stratagene, LaJolla, CA)中に連結してライゲーション(ligation)312#3とした。ライゲーション312#3を、突然変異誘発させて(stratagene キット、製造者の取扱説明書による)、欠失したヌクレオチドを、プライマー5’:IL13 312#3mut5−3
【0029】
【化2】
および3’:IL13 312#3mut3−5
【0030】
【化3】
、および鋳型としてのライゲーション312#3を用いて固定して、ライゲーション348#1(IL13ゼータカイン/pSK)を形成した。
【0031】
[0038]コーディング Human GM−CSFRα鎖 Signal Peptide(hsp)コーディング配列を、標準的なPCRスプライスオーバーラップ伸長によってIL13(E13Y)の5’末端に融合した。このhsp配列(101bp)は、鋳型ライゲーション301#10(hsp/pSK)(ヒトT細胞cDNAからのヒトGCSFレセプターα鎖リーダー配列)から、プライマー5’:19hsp5’
【0032】
【化4】
(XbaI部位を太字で強調)および3’:hsp−IL13FR
【0033】
【化5】
を用いて得た。IL−13配列(371bp)は、プライマー5’:hsp−IL13FF
【0034】
【化6】
および3’:IL13−IgG4FR
【0035】
【化7】
、および鋳型としてのライゲーション312#3を用いて得た。融合は、このようにして得られた101bp hsp配列および371bp IL13配列、およびプライマー5’:19hsp5’および3’:IL13−IgG4FRを用いて行って、438bp融合hsp−IL13配列を生じた。
【0036】
[0039]IgG4Fc領域IgG4m:ゼータをコードしている配列を、このhsp−IL13融合配列の3’末端に同じ方法を用いて融合した。IgG4m:ゼータ配列(1119bp)は、プライマー5’:IL13−IgG4FF
【0037】
【化8】
および3’:ZetaN3’
【0038】
【化9】
(NotI部位を太字で強調)を用い、鋳型として配列R9.10(IgG4mZeta/pSK)を用いて得た。この1119bp IgG4m:ゼータ配列を、hsp−IL13融合配列に、鋳型としてのそれぞれの配列、およびプライマー5’:19hsp5’および3’:ZetaN3’を用いて融合して、1522bp hsp−IL13−IgG4m:ゼータ融合配列を生じた。その両末端を、XbaI−NotIで消化し、ライゲーション351#7としてpSK中に連結して、プラスミドIL13ゼータカイン/pSK(4464bp)を生じた。
【実施例2】
【0039】
実施例2:発現ベクターの構築
[0040]IL13ゼータカインコーディング配列を含有する発現ベクターは、実施例1で得られたIL13ゼータカイン/pSKを、XbaI−NotIで消化し、クレノウ(Klenow)を含むブラント末端を生じ、そして得られたフラグメントをプラスミドpMG^Pac(Invirogen)(SgrAIで開き、クレノウでブラントにし、SAPでの脱
リン酸化によって最初に製造される)中に連結して、プラスミドIL13ゼータカイン/pMGを生じることによって生成した。図8を参照されたい。IL13ゼータカイン/pMGのハイグロマイシン耐性領域を、NotI−NheIでの消化によって除去し、そしてプラスミドCE7R/HyTK−pMG(Jensen, City of Hope)からNotI−NheIでの消化によって得られる選択/自殺融合HyTKによって置き換えて、発現ベクターIL13ゼータカイン/HyTK−pMG(6785bp)を生じた。このプラスミドは、Human Elongation Factor−1αプロモーター(hEF1p)を6〜549塩基に、
IL13ゼータカインコーディング配列を692〜2185塩基に、シミアンウイルス40後期(Simian Virus 40 Late)ポリアデニル化シグナル(LateSV40pAN)を2232〜2500塩基に、最小の大腸菌(E.coli)複製起点(Ori ColE1)を2501〜3247塩基に、合成ポリAおよび Pause 部位(SpAN)を3248〜
3434塩基に、極初期(Immeate-early)CMVエンハンサー/プロモーター(hCM
V−1Aprom)を3455〜4077塩基に、ハイグロマイシン耐性チミジンキナーゼコーディング領域融合(HyTK)を4259〜6334塩基に、そしてウシ成長ホルモンポリアデニル化シグナルおよび転写ポーズ(BGh pAn)を6335〜6633塩基に含む。このプラスミドは、PacI線状化部位を3235〜3242塩基に有する。hEF1pおよびIL13ゼータカインエレメントは、IL13ゼータカイン/pMGから得、残りのエレメントは、CE7R/HyTK−pMGから(HyTKエレメントを除いて、最終的には親プラスミドpMG^Pacから)得た。要するに、IL13ゼータカイン/HyTK−pMGは、hEF1プロモーターからIL13ゼータカイン遺伝子、およびCMV−1AプロモーターからHyTK融合を発現する修飾pMG主鎖である。プラスミドIL13ゼータカイン/HyTK−pMGの地図は、図9で明らかである。
【実施例3】
【0040】
実施例3:イムノレセプターの発現
[0041]発現されたコンストラクトの統合性の評価を、グリコシル化の阻害剤であるツニカマイシンの存在下または不存在下で培養された Jurkat T細胞安定トランスフェクタント107に由来する全細胞溶解産物の抗ゼータ抗体でプローブされたウェスタンブ
ロットによって最初に表した。図1。Jurkat T細胞安定トランスフェクタント(Jurkat
−IL13−pMGバルク系統(bulk line))は、IL13ゼータカイン/HyTK−
pMG発現ベクターを Jurkat T細胞にエレクトロポレーション後、陽性トランスフェクタントの選択および増大を行うことによって得た。Jurkat−IL13−pMGバルク系統から2x106個/ウェルの細胞を、24ウェルプレート中に5μg/ml、10μg/mlまたは20μg/mlのツニカマイシンと一緒にまたは不含でプレーティングした。そのプレートを37℃で22時間インキュベートした。細胞を各々のウェルから採取し、各試料をPBSで洗浄し、そして1錠/10ml Complete Protease Inhibitor Cocktail(Boehringer Mannheim, Indianapolis, IN)を含有する50μlのRIPA緩衝液(PBS,1%NP40,0.5%デオキシコール酸ナトリウム,0.1%SDS)中に再懸濁させた。試料を氷上で30分間インキュベート後、21ゲージ針のシリンジでの吸引によって破壊し、次に、氷上で更に30分間インキュベート後、4℃において14,000rpmで20分間遠心分離した。遠心分離された溶解産物上澄み試料を採取し、減圧条件下において等容量の試料用緩衝液中で沸騰させた後、12%アクリルアミドゲル上でSDS−PAGE電気泳動を行った。ニトロセルロースへの転移後、膜を4℃でO/N乾燥させた。翌朝、膜を、T−TBS(トリス緩衝化生理食塩水pH8.0中の0.02%トゥイーン20)中に0.04gm/mlの脱脂粉乳を含有する Blotto 溶液中で1時間ブロックした。次に、膜を、1μg/ml濃度の一次マウス抗ヒトCD3ζモノクローナル抗体(Pharmingen, San Diego, CA)と一緒に2時間インキュベートし、洗浄後、1:30
00希釈(Blotto 溶液中)のヤギ抗マウスIgGアルカリ性ホスファターゼ抱合二次抗
体(Bio-Rad ImmunoStar Kit, Hercules, CA)と一緒に1時間インキュベートした。展開前に、膜をT−TBS中で更に4回洗浄後、3mlのホスファターゼ基質溶液(Biorad ImmunoStar Kit, Hercules, CA)と一緒に室温で5分間インキュベートした。次に、膜を
プラスチックで覆い、x線フィルムに露出させた。野生型ヒトIL−13の既知のグリコシル化パターンと一致して、発現されたIL−13(E13Y)ゼータカインの電気泳動移動度は、ツニカマイシンの存在下で発現された場合に約54kDaのアミノ酸主鎖まで減少する、強くグリコシル化されたタンパク質を示している。
【0041】
[0042]IL−13(E13Y)ゼータカインは、フィコエリトリン(PE)抱合抗ヒトIL13モノクローナル抗体およびフルオレセインイソチオシアネート(FITC)抱合マウス抗ヒトFc(ガンマ)フラグメント特異的F(ab’)2抗体でのトランスフェクタントのフローサイトメトリー分析によって証明されるように、ホモダイマーI型膜貫通タンパク質として細胞表面に移行する。図2。Jurkat IL13ゼータカイン−p
MGトランスフェクタントを、細胞表面キメラレセプター発現の分析のために、抗ヒトFc(FITC)抗体(Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA)、リコンビナントヒトIL13Rα2/ヒトIgG1キメラ(R&D Systems, Minneapolis, MN)、次に、F
ITC抱合抗ヒトIgG1モノクローナル抗体(Sigma, St.Louis, MO)および抗IL1
3(PE)抗体(Becton Dickinson, San Jose, CA)で染色した。健康ドナーの初代細胞も、FITCに抱合された抗CD4、抗CD8、抗TCRおよびイソタイプ対照モノクローナル抗体(Becton Dickinson, San Jose, CA)で染色して、細胞表面表現型を評価した。各々の染色には、106個の細胞を洗浄し、2%FCS、0.2mg/ml NaN3および5μlの抗体原液を含有する100μlのPBS中に再懸濁させた。4℃で30分間インキュベーション後、細胞を2回洗浄し、そして二次抗体で染色するかまたは、1%パラホルムアルデヒドを含有するPBS中に再懸濁させ、FACSCaliber サイトメーターで分析した。
【実施例4】
【0042】
実施例4:IL13Rα2レセプターへのIL13(E13Y)ゼータカインの結合
[0043]ヒトIgG4Fcによって細胞膜に接着したIL−13(E13Y)(すなわち、IL13(E13Y)ゼータカイン)は、可溶性IL13Rα2−Fc融合タン
パク質を用いたフローサイトメトリー分析によって評価されるように、その標的IL13Rα2レセプターに結合することができる。図3。クローン化されたヒトPBMC IL13ゼータカイン−pMGトランスフェクタントは、IL13ゼータカイン/HyTK−pMG発現ベクターをPBMCにエレクトロポレーション後、陽性トランスフェクタント107の選択および増大を行うことによって得た。IL13ゼータカイン+CTLクローン細胞を、細胞表面キメラレセプター発現の分析のために、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)抱合マウス抗ヒトFc(ガンマ)フラグメント特異的F(ab’)2(Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA)、リコンビナントヒトIL13Rα2/ヒトIgG1キメラ(R&D Systems, Minneapolis, MN)、次に、FITC抱合抗ヒトI
gG1モノクローナル抗体(Sigma, St.Louis, MO)およびフィコエリトリン(PE)抱
合抗ヒトIL13モノクローナル抗体(Becton Dickinson, San Jose, CA)で染色した。健康ドナーの初代細胞も、FITCに抱合された抗CD4、抗CD8、抗TCRおよびイソタイプ対照モノクローナル抗体(Becton Dickinson, San Jose, CA)で染色して、細胞表面表現型を評価した。各々の染色には、106個の細胞を洗浄し、2%FCS、0.2mg/ml NaN3および5μlの抗体を含有する100μlのPBS中に再懸濁させた。4℃で30分間インキュベーション後、細胞を2回洗浄し、そして二次抗体で染色するかまたは、1%パラホルムアルデヒドを含有するPBS中に再懸濁させ、FACSCaliber サイトメーターで分析した。
【0043】
[0044]次に、初代ヒトT細胞の代理抗原レセプターとしてのIL−13(E13Y)ゼータカインの免疫生物学を評価した。初代ヒトT細胞に、プラスミド発現ベクターをエレクトロポレーションした。陽性形質転換細胞を、ハイグロマイシンで選択し、制限希釈でクローン化後、OKT3、IL−2および照射支持細胞での循環刺激サイクルによって増大させた。次に、ウェスタンブロットおよびFACSによってIL−13ゼータカイン発現を示したクローンを、4時間クロム放出検定において、種々のIL−13Rα2+/CD20−神経膠腫細胞系(U251,SN−B19,U138)およびIL13α−/CD20+B細胞リンパ球系(Daudi)に対する機能性評価を行った。これら試験は
、IL13ゼータカインが、神経膠腫細胞に特異的であった細胞溶解活性を与えたということ(図4a)、およびこの特異的細胞溶解活性が、神経膠腫細胞についてクラスとして存在しているということ(図4b)を示した。MJ−IL13−pMGクローンの細胞溶解活性は、51Crで標識されたSN−B19、U251およびU138神経膠腫細胞系(IL13α2+/CD20−)および Daudi(CD20+/IL13α2−)を標的として用いることによって検定した。MJ−IL13エフェクターを、刺激後8〜12日目に検定した。エフェクターを採取し、洗浄し、検定用培地中に再懸濁させた。2.5x105個、1.25x105個、2.5x104個および5x103個のエフェクターを、96ウェルV底微量滴定プレート中において5x103個の標的細胞と一緒に三重に、37℃で4時間培養した。インキュベーション後、細胞不含上澄みの100μlアリコートを採取し、その上澄み中の51Crをγカウンターで検定した。特異的細胞溶解%は、次のように計算した。
【0044】
【数1】
対照ウェルは、標的細胞単独の存在下でインキュベートされた標的細胞を含有した。最大51Cr放出は、2%SDSの存在下において標識された標的細胞によって放出された51Crを測定することによって決定した。約40%のIL−13(E13Y)ゼータカイン+TCRα/β+リンパ球から成る安定してトランスフェクションされたヒトT細胞のバルク系統は、4時間クロム放出検定において、13Rα2+神経膠腫標的に特異的な再
支配された細胞溶解を示したが(25:1のE:T比で>50%の特異的溶解)、IL−13Rα2−標的に対しては無視しうる活性を示した(25:1のE:T比で<8%の特異的溶解)。抗IL−13抗体への高レベル結合に基づいて選択されたIL−13(E13Y)ゼータカイン+CD8+TCRα/β+TCLクローンも、再支配されたIL13Rα2特異的神経膠腫細胞死滅を示す。図4b。
【0045】
[0045]IL13ゼータカイン発現性CD8+TCLクローンは、培養物中の神経膠腫細胞によって刺激された場合に活性化し、増殖する。図5〜7。IL13ゼータカインを発現するMJ−IL13−pMG C1.F2反応細胞を、in vitro のIFNγ、
GM−CSFおよびTNFα生産のレセプターに媒介される誘発(triggering)について評価した。2x106個の反応細胞を、24ウェル組織培養プレート中において2x105個の照射刺激細胞(Daudi, Fibroblasts, Neuroblastoma 10HTB、および神経膠芽細胞腫U251)と一緒に2mlの全量で共培養した。遮断用ラット抗ヒトIL13モノクローナル抗体(Pharmingen, San Diego, CA)、リコンビナントヒトIL13(R&D Systems, Minneapolis, MN)およびIL13Rα2特異的ヤギIgG(R&D Systems, Minneapolis, MN)を、U251刺激細胞のアリコート(2x105個/ml)に、1n
g/ml、10ng/ml、100ng/mlおよび1μg/mlの濃度で加え、30分後、反応細胞を加えた。プレートを37℃で72時間インキュベートし、その後、培養物上澄みを採取し、小分けし、−70℃で貯蔵した。IFNγ、GM−CSFおよびTNFαについてのELISA検定は、R&D Systems(Minneapolis, MN)キットを製造者の
取扱説明書によって用いて行った。試料は、未希釈の、または1:5または1:10に希釈された二重ウェルで調べた。展開されたELISAプレートを、マイクロプレートリーダーで評価し、サイトカイン濃度は、標準曲線からの外挿によって決定した。結果は、ピコグラム/mlとして報告され、神経膠腫刺激細胞によるサイトカイン生産について強い活性化を示している。図5、図6。
【0046】
[0046]最後に、IL13ゼータカイン+CD8+TCLのIL−2非依存増殖を、神経膠腫刺激細胞との共培養で認めたが(図7a)、IL13Rα2刺激細胞では認められなかった。増殖は、rhIL−13抗体の添加によって阻害され(図7b)、認められた増殖が、IL13Rα2神経膠腫細胞特異的レセプターへのゼータカインの結合に依存したということが示された。
【実施例5】
【0047】
実施例5:治療的使用に適したIL13ゼータカイン+T細胞の製造
[0047]単核細胞を、ヘパリン化全血から、臨床等級 Ficoll(Pharmacia, Uppsula, Sweden)上での遠心分離によって分離する。PBMCを滅菌リン酸緩衝化生理食塩水
(Irvine Scientific)中で2回洗浄し、そしてRPMI1640HEPES、10%熱
失活FCSおよび4mM L−グルタミンから成る培地中に懸濁させる。患者PBMC中に存在するT細胞を、Orthoclone OKT3の培養物(30ng/ml)への添加によっ
てポリクローナル活性化する。次に、細胞培養物を、研究対象指定インキュベーター中において脱気されたT75組織培養フラスコ中でインキュベートする。培養の開始後24時間に、rhIL−2を25U/mlで加える。
【0048】
[0048]培養の開始後3日目に、PBMCを採取し、遠心分離し、低張性エレクトロポレーション用緩衝液(Eppendorf)中に20x106個細胞/mlで再懸濁させる。
実施例3による25μgのプラスミドIL13ゼータカイン/HyTK−pMGを、400μlの細胞懸濁液と一緒に、滅菌0.2cmエレクトロポレーション用キュベットに加える。各々のキュベットに、250V/40μsの単一電気パルスを施し、再度RTで10分間インキュベートする。生存している細胞をキュベットから採取し、プールし、25U/mlのrhIL−2を含有する培地中に再懸濁させる。フラスコを患者指定組織培養
インキュベーター中に入れる。エレクトロポレーション後3日目に、ハイグロマイシンを0.2mg/mlの最終濃度で細胞に加える。エレクトロポレーションされたPBMCを、48時間毎に培地およびIL−2の補足を行いながら全14日間培養する。
【0049】
[0049]エレクトロポレーションされたOKT3活性化患者PBMCからのハイグロマイシン耐性CD8+CTLのクローニングは、培養14日目に開始する。簡単にいうと、生存しうる患者PBMCを、30ng/mlのOKT3および50U/mlのrhIL−2を含有する200ml容量の培地中の100x106個の低温保存された(cyropreserved)照射支持PBMCおよび20x106個の照射TM−LCLの混合物に加える
。このマスターミックスを、各ウェルに0.2mlが入る10個の96ウェルクローニング用プレート中にプレーティングする。プレートを、蒸発損失を減少させるようにアルミニウム箔で包み、患者指定組織培養インキュベーター中に入れる。培養19日目、各ウェルに、0.2mg/mlの最終濃度のためのハイグロマイシンを入れる。ウェルを、30日目に細胞成長について倒立顕微鏡での可視化によって調べ、陽性ウェルに再刺激のための印を付ける。
【0050】
[0050]細胞成長のある各々のクローニングウェルの内容物を、個別に、25mlの組織培養培地中に50x106個の照射PBMC、10x106個の照射LCLおよび30ng/mlのOKT3を含有するT25フラスコに移す。再刺激後1日目、3日目、5日目、7日目、9日目、11日目および13日目に、フラスコに50U/mlのrhIL−2および15mlの新鮮培地を入れる。刺激サイクルの5日目に、フラスコに0.2mg/mlのハイグロマイシンも補足する。播種後14日目に、細胞を採取し、計数し、そして50mlの組織培養培地中に150x106個の照射PBMC、30x106個の照射TM−LCLおよび30ng/mlのOKT3を含有するT75フラスコ中で再刺激する。フラスコに、上に概説されるrhIL−2およびハイグロマイシンの培養物への添加物を入れる。
【0051】
[0051]療法で可能性のある使用のための増大に選択されるCTLを、CRB−3006に収容されるFACSCalibur での免疫蛍光法によって、FITC抱合モノクロ
ーナル抗体WT/31(aβTCR)、Leu2a(CD8)およびOKT4(CD4)を用いて分析して、必要なクローン表現型(αβTCR+、CD4−、CD8+およびIL13+)を確認する。臨床的使用のためのクローンの選択の判定基準には、イソタイプ対照FITC/PE抱合抗体と比較される均一なTCRαβ+、CD4−、CD8+およびIL13+が含まれる。プラスミドベクター染色体組込みの単一部位は、サザンブロット分析によって確認する。遺伝子修飾されたT細胞クローンからのDNAは、プラスミドベクターに特異的なDNAプローブでスクリーニングされるであろう。プラスミドベクター中のHyTKに特異的なプローブDNAは、フルオレセイン抱合dUTPでのランダムプライミングにより、製造者の取扱説明書(Amersham, Arlington Hts, IL)によって合
成する。T細胞ゲノムDNAを、標準的な技法によって単離する。T細胞クローンからの10マイクログラムのゲノムDNAを、37℃で一晩消化後、0.85%アガロースゲル上で電気泳動によって分離する。次に、DNAを、アルカリ性キャピラリー転移法を用いてナイロンフィルター(BioRad, Hercules, CA)に移す。フィルターとプローブとを、10μg/mlのサケ精子DNA(Sigma)を含有する0.5M Na2PO4、pH7.
2、7%SDS中において65℃で一晩ハイブリッド形成させる。次に、フィルターを、40mM Na2PO4、pH7.2、1%SDS中において65℃で4回洗浄後、化学発光AP抱合抗フルオレセイン抗体(Amersham, Arlington Hts, IL)を用いて可視化す
る。クローン選択の判定基準は、ベクターバンドに特有の単一バンドである。
【0052】
[0052]IL−13ゼータカインの発現は、キメラレセプタータンパク質を抗ゼータ抗体で検出するウェスタンブロット法によって確認する。トランスフェクションされた
T細胞クローンの全細胞溶解産物は、1錠/10ml Complete Protease Inhibitor Cocktail(Boehringer Mannheim)を含有する1mlのRIPA緩衝液(PBS,1%NP40,0.5%デオキシコール酸ナトリウム,0.1%SDS)中での2x107個の洗浄された細胞の溶解によって生じる。氷上で80分間インキュベーション後、遠心分離された全細胞溶解産物上澄みのアリコートを採取し、減圧条件下において等容量のローディング緩衝液中で沸騰させた後、成形済み12%アクリルアミドゲル(BioRad)上でSDS−PAGE電気泳動を行う。ニトロセルロースへの転移後、膜を、0.07gm/mlの脱脂粉乳を含有するブロット(blotto)溶液中で2時間ブロックする。膜を、T−TBS(トリス緩衝化生理食塩水pH8.0中の0.05%トゥイーン20)中で洗浄後、1μg/ml濃度の一次マウス抗ヒトCD3ζモノクローナル抗体8D3(Pharmingen, San Diego, CA)と一緒に2時間インキュベートする。T−TBS中で更に4回洗浄後、膜を、
1:500希釈のヤギ抗マウスIgGアルカリ性ホスファターゼ抱合二次抗体と一緒に1時間インキュベートする。展開前に、膜をT−TBS中ですすぎ洗浄後、30mlの「AKP」溶液(Promega, Madison, WI)で製造者の取扱説明書によって展開させる。クローン選択の判定基準は、キメラゼータバンドの存在である。
【0053】
[0053]IL−13ゼータカインキメライムノレセプターを発現するCD8+細胞傷害性T細胞クローンは、HLAに制限されない様式でキメラレセプターと細胞表面標的エピトープとの相互作用後、ヒト神経膠芽細胞腫標的細胞を認識し且つ溶解する。標的IL−13Rα2エピトープ発現およびクラスI MHC非依存認識のための必要条件は、各々のaβTCR+、CD8+、CD4−、IL−13ゼータカイン+CTLクローンを、IL−13Rα2+ Daudi 細胞トランスフェクタントおよびIL−13Rα2− Daudi 細胞に対して検定することによって確認されるであろう。T細胞エフェクターを、OKT3で刺激後12〜14日目に検定する。エフェクターを採取し、洗浄し、検定用培地中に再懸濁させる。IL−13Rα2を発現する Daudi 細胞トランスフェクタント。2.
5x105個、1.25x105個、0.25x105個および0.05x105個のエフェクターを、V底微量滴定プレート(Costar, Cambridge, MA)中において5x103
個の標的細胞と一緒に三重に37℃で4時間プレーティングする。遠心分離およびインキュベーション後、細胞不含上澄みの100μLアリコートを採取し、計数する。特異的細胞溶解%は、次のように計算する。
【0054】
【数2】
対照ウェルは、検定用培地中でインキュベートされた標的細胞を含有する。最大51Cr放出は、2%SDSで溶解された標的細胞の51Cr含有量を測定することによって決定する。クローン選択の判定基準は、5:1のE:T比におけるIL−13Rα2+ Daudi
トランスフェクタントの>25%の特異的溶解、および同じE:T比における親 Daudi の<10%の溶解である。
【0055】
実施例6:IL−13ゼータカイン発現性T細胞を用いたヒト神経膠腫の処置。
[0054]IL−13RゼータカインキメライムノレセプターおよびHyTKを発現するように実施例5によって遺伝子修飾されたT細胞クローンを、次について選択する。
【0056】
a.フローサイトメトリーによって決定される細胞表面表現型TCRα/β+、CD4−、CD8+、IL−13+。
b.サザンブロットによって示される、染色体に組み込まれたプラスミドベクターDNAの単コピーの存在。
【0057】
c.ウェスタンブロットによって検出されるIL−13ゼータカインタンパク質の発現。
d.4時間クロム放出検定におけるヒトIL−13Rα2+標的の特異的溶解。
【0058】
e.in vitro 成長についての外因性IL−2への依存。
f.マイコプラズマ、真菌、細菌の無菌状態および<5EU/mlの内毒素レベル。
g.ガンシクロビルへのクローンの in vitro 感受性。
【0059】
[0055]末梢血単核細胞は、患者から白血球搬出法によって、好ましくは、最初の切除手術から回復後およびステロイドの漸減および/またはそれらの最も最近の全身化学療法から少なくとも3週間の時点に得る。標的白血球搬出単核細胞収量は、5x109個であり、ハイグロマイシン耐性細胞溶解性T細胞クローンの標的数は、ex vivo 増大のための全ての品質管理パラメーターを満たす少なくとも5個のクローンが識別されることを期待して25である。クローンを低温保存し、そしてX線連続撮影および臨床検査によって患者を監視する。疾患進行の再発が示される場合、患者に、腫瘍切除腔にT細胞を供給するためのレザバー接近装置(Omaya レザバー)の配置および/または再切除を行う。外科手術からの回復およびステロイドの漸減後、適用可能ならば、その患者でT細胞療法を開始する。
【0060】
[0056]その患者に、少なくとも4回の1週間サイクルの療法を与える。最初のサイクル中、細胞用量上昇は、0日目に107個の初期細胞用量から、次に3日目の5x107個、5日目の108個の標的用量まで続く。サイクル2は、サイクル1の開始から1週間程度の早期に開始する。MRIにおいて残存する疾患で腫瘍退行を示している患者には、サイクル3および4の後、1週間の残余/再実行の反復から成る7週目以降に開始する療法の追加のコースが与えられてよいが、但し、これら処置は、疾患進行またはCRが、X線撮影評価に基づいて得られるような時点まで充分に許容される(<3度の最大毒性)という条件付きである。
【0061】
[0057]細胞用量は、類似した患者集団75〜85に供給される腔内LAK細胞(109個までの個々の細胞用量および2.75x1010個程度に高い累積細胞数が安全に投与されている)、ex vivo 増大TIL(最小毒性について報告される109個細胞/用量まで)およびアロ反応性リンパ球(累積細胞用量について108個の細胞用量で始めて51.5x108個まで)を用いた研究で与えられる用量未満の少なくとも対数である。このプロトコールで考えられるようなより低い細胞用量の根本的理由は、以前に利用されたエフェクター細胞集団の穏当な反応性プロフィールと比較して増加したIL−13ゼータカイン+CTLクローンの in vitro 反応性/抗腫瘍力価に基づいている。低用量反復投薬は、単回多量細胞数点滴で生じるかもしれない潜在的に危険な炎症性応答を免れるのに好ましい。各々の注入は、単一T細胞クローンから成るであろう。同じクローンを、患者の処置コースの間中投与するであろう。T細胞投与の当日に、増大したクローンを、無菌的に、50ccのPBS中で2回洗浄することによって処理後、医薬用保存剤不含規定生理食塩水中に、患者供給用の細胞用量を2mlで生じる容量で再懸濁させる。T細胞を5〜10分間にわたって点滴する。2mlのPFNSフラッシュは、T細胞後5分間にわたって投与するであろう。療法への応答は、脳MRI+/−ガンドリニウムにより、分光法で評価する。
【0062】
[0058]神経膠腫切除腔中へのT細胞投与について予想される副作用は、典型的には、自己限定性悪心および嘔吐、発熱、および既存の神経学的欠損の一時的悪化から成る。これら毒性は、分泌されたサイトカインの作用との組合せでT細胞によって媒介される腫瘍床中の局所炎症/水腫双方によることがありうる。これら副作用は、典型的には、一
時的であり且つII度未満の重症度である。たとえ患者が一層重症の毒性を経験するとしても、デカドロンは単独でまたはガンシクロビルとの組合せで、炎症過程を減衰させ且つ注入された細胞を除去するであろうと考えられる。細菌または真菌で汚染されている細胞製品の不注意による注入は、重篤なまたは生命を危うくする毒性を媒介する可能性がある。細胞製品の充分な注入前培養は、汚染された組織培養フラスコを識別し且つこの可能性を最小限にするために行う。再注入当日に、培養液のグラム染色、更には、内毒素レベルを実施する。
【0063】
[0059]IL−13Rα2の発現についての充分な分子分析は、この分子が、CNSの場合44;46;48;54に腫瘍特異的であるということを示している。更に、実証可能なIL−13Rα2発現を含む唯一のヒト組織は、精巣であると考えられる42。この発現の腫瘍精巣制限パターンは、種々のヒト癌、特に、黒色腫および腎細胞癌109〜111によって発現される腫瘍抗原(すなわち、MAGE、BAGE、GAGE)の増加する数を連想させる。ワクチンおよび養子T細胞療法での臨床経験は、このクラスの抗原が、精巣の同時自己免疫攻撃を伴うことなく、全身腫瘍免疫療法に利用されうるということを示している112〜114。おそらくは、これは、無傷の血液精巣関門の作用および精巣内の免疫学的に特権的な環境を選択的に反映している。突然変異体IL−13標的指向部分の申し分のない特異性にもかかわらず、毒性は、理論的には、細胞が全身循環中に充分な数で出て行き且つIL−13Rα1/IL−4βレセプターを発現する組織を認識する場合に可能性がある。この間接的な危険、更には、点滴されたT細胞が、ある患者では腫瘍床中の過剰すぎる炎症応答を媒介することがありうるという可能性を考慮して、ガンシクロビルでの in vivo 除去に感受性のT細胞を与えるHyTK遺伝子をクローン
に装備する115〜118。ガンシクロビル自殺は、患者内T細胞用量上昇戦略との組合せで、可能性のある危険を最小限にして、関与するものを探求するのに役立つ。
【0064】
[0060]療法に関連した副作用(頭痛、発熱、悪寒、悪心等)には、その状態に適当な確立された処置を用いて対処する。処置している医師の意見で、患者をかなり医学的に危険にさせるいずれか新しい3度またはいずれか4度の処置関連毒性が認められる場合、その患者にガンシクロビルを与える。非経口投与されるガンシクロビルは、分割される10mg/kg/日で12時間毎に投与する。14日間コースが処方されるであろうが、その時間間隔で症状の消散が得られないならば、延長してよい。ガンシクロビルでの処置は、IL−13ゼータカイン+HyTK+CD8+CTLクローンの除去をもたらす。患者は、最初の72時間のガンシクロビル療法のために監視する目的で入院すべきである。症状が48時間以内にガンシクロビルに応答しない場合、コルチコステロイドおよびシクロスポリンが含まれるがこれに制限されるわけではない追加の免疫抑制薬を、処置している医師の判断で加えてよい。毒性が重症である場合、処置している医師の判断で、ガンシクロビルと一緒にデカドロンおよび/または他の免疫抑制薬を、より早期に用いる。
【0065】
参考文献
【0066】
【化10】
【0067】
【化11】
【0068】
【化12】
【0069】
【化13】
【0070】
【化14】
【0071】
【化15】
【0072】
【化16】
【0073】
【化17】
【0074】
【化18】
【0075】
【化19】
【0076】
【化20】
【図面の簡単な説明】
【0077】
【図1】[0019]図1:IL13ゼータカインキメライムノレセプターは、Jurkat T細胞中で無傷のグリコシル化タンパク質として発現されるということを示しているウェスタンブロットの結果。
【図2】[0020]図2:発現されたIL13ゼータカインキメライムノレセプターは、I型膜貫通タンパク質として細胞表面に移行するということを示しているフローサイトメトリー分析の結果。
【図3】[0021]図3:代表的な一次ヒトIL13ゼータカイン+CTLクローンの細胞表面表現型を示しているフローサイトメトリー分析の結果。
【図4A】[0022]図4:(a)IL13ゼータカイン+CTLクローンが、神経膠腫特異的な再支配された細胞溶解活性を獲得したことを示しているクロム放出検定の結果。
【図4B】図4:(b)一次ヒトIL13ゼータカイン+CD8+CTLクローンによる抗神経膠腫細胞溶解活性のプロフィールは、神経膠腫細胞で一般的に認められたことを示しているクロム放出検定の結果。
【図5】[0023]図5:IL13ゼータカイン+CTLクローンは、神経膠腫刺激性細胞によってサイトカイン生産について活性化されるということを示している、サイトカイン生産の in vitro 刺激の結果。
【図6】[0024]図6:抗IL13R MabおよびrhIL13によるサイトカイン生産についてのIL13ゼータカイン+CTL活性化の特異的阻害を示している、サイトカイン生産の in vitro 刺激の結果。
【図7A】[0025]図7:(a)IL13ゼータカイン+CD8+CTL細胞は、神経膠腫刺激物質との共培養で増殖するということを示している増殖研究の結果。
【図7B】図7:(b)神経膠腫に刺激されたIL13ゼータカイン+CD8+CTL細胞増殖のrhIL−13による阻害を示している増殖研究の結果。
【図8A】[0026]図8:IL13ゼータカイン/HyTK−pMGの構築のフローチャート。
【図8B】図8:IL13ゼータカイン/HyTK−pMGの構築のフローチャート。
【図8C】図8:IL13ゼータカイン/HyTK−pMGの構築のフローチャート。
【図9】[0027]図9:IL13ゼータカイン/HyTK−pMGのプラスミド地図。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
キメライムノレセプターであって、規定の順に配置された次の連結エレメント、
(a)可溶性レセプターリガンドを含む細胞外ドメイン、
(b)該細胞外ドメインを細胞表面に接着することができる支持体領域、
(c)膜貫通領域、および
(d)細胞内シグナリングドメイン
を含むキメライムノレセプター。
【請求項2】
細胞外ドメインが、オートクリン増殖因子、パラクリン増殖因子、ケモカイン、サイトカイン、ホルモンおよび遺伝子操作された人工低分子リガンドから成る群より選択される可溶性リガンドを含む、請求項1に記載のキメライムノレセプター。
【請求項3】
支持体領域が、免疫グロブリンの定常領域、CD8および人工リンカーから成る群より選択される、請求項1に記載のキメライムノレセプター。
【請求項4】
膜貫通領域が、白血球CDマーカーの膜貫通ドメインである、請求項1に記載のキメライムノレセプター。
【請求項5】
細胞内シグナリングドメインが、T細胞抗原複合体の細胞内レセプターシグナリングドメイン、FcγRIII共刺激ドメイン、CD28、DAP10およびCD2から成る群よ
り選択される、請求項1に記載のキメライムノレセプター。
【請求項6】
次の連結エレメント、
(a)IL13(E13Y)、
(b)IgG4定常領域、
(c)CD4膜貫通ドメイン、および
(d)細胞内T細胞抗原レセプターCD3複合体ゼータ鎖
を規定の順に含む、請求項1に記載のキメライムノレセプター。
【請求項7】
イムノレセプターが、該イムノレセプターをコードしているDNA配列で形質転換されたTリンパ球細胞系によって発現されている、請求項1に記載のキメライムノレセプター。
【請求項8】
ヒト癌を処置する方法であって、癌に罹患しているヒトに、請求項1〜7のいずれかに記載のイムノレセプターを発現する複数の細胞を投与することを含み、ここにおいて、該イムノレセプターの可溶性レセプターリガンドが、癌特異的細胞表面レセプターに特異的である方法。
【請求項9】
癌特異的細胞表面レセプターがサイトカインレセプターである、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
可溶性レセプターリガンドがIL−13(E13Y)である、請求項9に記載の方法。
【請求項1】
キメライムノレセプターであって、規定の順に配置された次の連結エレメント、
(a)可溶性レセプターリガンドを含む細胞外ドメイン、
(b)該細胞外ドメインを細胞表面に接着することができる支持体領域、
(c)膜貫通領域、および
(d)細胞内シグナリングドメイン
を含むキメライムノレセプター。
【請求項2】
細胞外ドメインが、オートクリン増殖因子、パラクリン増殖因子、ケモカイン、サイトカイン、ホルモンおよび遺伝子操作された人工低分子リガンドから成る群より選択される可溶性リガンドを含む、請求項1に記載のキメライムノレセプター。
【請求項3】
支持体領域が、免疫グロブリンの定常領域、CD8および人工リンカーから成る群より選択される、請求項1に記載のキメライムノレセプター。
【請求項4】
膜貫通領域が、白血球CDマーカーの膜貫通ドメインである、請求項1に記載のキメライムノレセプター。
【請求項5】
細胞内シグナリングドメインが、T細胞抗原複合体の細胞内レセプターシグナリングドメイン、FcγRIII共刺激ドメイン、CD28、DAP10およびCD2から成る群よ
り選択される、請求項1に記載のキメライムノレセプター。
【請求項6】
次の連結エレメント、
(a)IL13(E13Y)、
(b)IgG4定常領域、
(c)CD4膜貫通ドメイン、および
(d)細胞内T細胞抗原レセプターCD3複合体ゼータ鎖
を規定の順に含む、請求項1に記載のキメライムノレセプター。
【請求項7】
イムノレセプターが、該イムノレセプターをコードしているDNA配列で形質転換されたTリンパ球細胞系によって発現されている、請求項1に記載のキメライムノレセプター。
【請求項8】
ヒト癌を処置する方法であって、癌に罹患しているヒトに、請求項1〜7のいずれかに記載のイムノレセプターを発現する複数の細胞を投与することを含み、ここにおいて、該イムノレセプターの可溶性レセプターリガンドが、癌特異的細胞表面レセプターに特異的である方法。
【請求項9】
癌特異的細胞表面レセプターがサイトカインレセプターである、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
可溶性レセプターリガンドがIL−13(E13Y)である、請求項9に記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【公開番号】特開2010−47591(P2010−47591A)
【公開日】平成22年3月4日(2010.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−238358(P2009−238358)
【出願日】平成21年10月15日(2009.10.15)
【分割の表示】特願2002−585615(P2002−585615)の分割
【原出願日】平成14年4月30日(2002.4.30)
【出願人】(598004424)シティ・オブ・ホープ (15)
【氏名又は名称原語表記】City of Hope
【住所又は居所原語表記】1500 East,Duarte Road,Duarte,California 91010−0269,United States of America
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年3月4日(2010.3.4)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年10月15日(2009.10.15)
【分割の表示】特願2002−585615(P2002−585615)の分割
【原出願日】平成14年4月30日(2002.4.30)
【出願人】(598004424)シティ・オブ・ホープ (15)
【氏名又は名称原語表記】City of Hope
【住所又は居所原語表記】1500 East,Duarte Road,Duarte,California 91010−0269,United States of America
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]