CN101631560A - 聚乙二醇化的白细胞介素-10治疗癌的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚乙二醇化的白细胞介素－10治疗癌的用途，提供的是治疗肿瘤的方法。尤其是，提供了使用化学上改性的IL－10来治疗肿瘤的方法。

Description

聚乙二醇化的白细胞介素-10治疗癌的用途
发明领域
[0001]本发明涉及温血动物细胞因子分子和相关试剂的用途。更具体地说，本发明涉及可用于治疗增殖病症的化学上改性的温血动物细胞因子蛋白的鉴定。
发明背景
[0002]癌和肿瘤可以通过免疫系统来控制或消除。免疫系统包括几种类型的淋巴和骨髓细胞，例如单核白细胞、巨噬细胞、树状细胞(DCs)、嗜酸性粒细胞、T细胞、B细胞和嗜中性白细胞。这些淋巴和骨髓细胞生产被称为细胞因子的分泌信号蛋白。细胞因子包括例如白细胞间介素-10(IL-10)、干扰素-γ(IFNγ)、IL-12和IL-23。免疫应答包括发炎，即免疫细胞的系统性积聚或在身体的具体位置积聚。根据感染因素或外来物质，免疫细胞分泌细胞因子，细胞因子随后可调节免疫细胞增殖、发育、分化或迁移。过量的免疫应答可以产生病理性的后果，例如自身免疫病症，但是免疫应答削弱可以导致癌症。由免疫系统导致的抗肿瘤响应包括先天免疫，例如巨噬细胞、NK细胞和嗜中性白细胞所介导的，和获得性免疫，例如，抗原递呈细胞(APCs)、T细胞和B细胞所介导的(参见例如，Abbas等人编，(2000)Cellular and Molecular Immunology，W.B..Saunders Co.，Philadelphia，PA；Oppenheim and Feldmann编，(2001)Cytokine Reference，Academic Press，San Diego，CA；von Andrianand Mackay(2000)New Engl..J.Med.343：1020-1034；Davidson andDiamond(2001)New Engl.J.Med.345：340-350)。
[0003]调节免疫应答的方法已经用于治疗癌症，例如黑素瘤。这些方法包括用细胞因子治疗，细胞因子例如IL-2、IL-10、IL-12、肿瘤坏死因子-α(TNFα)、IFNγ、粒细胞巨噬细胞-克隆刺激因子(GM-CSF)和转化生长因子(TGF)，或用细胞因子拮抗剂(例如抗体)治疗。白细胞间介素-10首先表征为细胞因子合成抑制因子(CSIF；参见例如，Fiorentino等人，(1989)J.Exp.Med.170：2081-2095)。IL-10是由T细胞、B细胞、单核白细胞产生的多向性的细胞因子，其可以起免疫抑制剂和免疫刺激剂的作用(参见例如，Groux等人，(1998)J.Immunol.160：3188-3193；和Hagenbaugh等人，(1997)J.Exp.Med.185：2101-2110)。
[0004]动物模型提出，IL-10可以引起NK-细胞活化，并且以剂量依赖性方式有利于靶向细胞的破坏(参见例如，Zheng等人，(1996)J.Exp.Med.184：579-584；Kundu等人，(1996)J.Natl.Cancer Inst.88：536-541)。其它研究表明，在肿瘤小环境中，IL-10的存在与较好的患者存活率有关(参见例如，Lu等人，(2004)J.Clin.Oncol.22：4575-4583)。
[0005]令人遗憾的是，IL-10的血清半衰期相对较短，即2-6小时(参见例如，Smith等人(1996)Cellular Immunol.173：207-214)。通过提供使用IL-10的设计形式的方法来治疗癌症，例如PEG化的IL-10，本发明解决了该问题。当与非PEG化的IL-10相比时，除了较长的血清半衰期之外，IL-10的PEG化形式意外地显示出增强的肿瘤杀灭活性，例如，通过给肿瘤位点增加CD8+T细胞的补充。
本发明概述
[0006]本发明基于发现了PEG(聚乙二醇)化的IL-10是肿瘤生长的改进调节剂。
本发明提供了抑制或降低肿瘤或癌的生长的方法，该方法包括使肿瘤与有效量的PEG化的白细胞间介素-10(PEG-IL-10)接触。在一个实施方案中，PEG-IL-10是单PEG-IL-10。PEG-IL-10包括SC-PEG-12K连接基。在另一个实施方案中，PEG-IL-10包括甲氧基-PEG-醛(PALD-PEG)连接基。在某些实施方案中，PALD-PEG连接基包括具有选自下列分子量的PEG分子：5KDa、12KDa或20KDa。PEG-IL-10可以抑制肿瘤或癌的生长，或PEG-IL-10可以降低肿瘤或癌的大小。当与非PEG化的IL-10相比时，PEG-IL-10可以提高CD8+T细胞进入肿瘤的渗透性。在另一个实施方案中，PEG-IL-10可以提高至少一种炎性细胞因子的表达，其可以选自IFNγ、IL-4、IL-6、IL-10和RANK-配体(RANK-L)。在某些实施方案中，PEG-IL-10是与至少一种化学治疗剂共同给予的。化学治疗剂可以是表16的化学治疗剂中的至少一种。在某些实施方案中，肿瘤或癌选自结肠癌、卵巢癌、乳腺癌、黑素瘤、肺癌、恶性胶质瘤和白血病。
[0007]本发明包括治疗患有癌或肿瘤的患者的方法，该方法包括给予患者有效量的PEG-IL-10。在一个实施方案中，PEG-IL-10是单-PEG-IL-10。PEG-IL-10包括SC-PEG-12K连接基。在另一个实施方案中，PEG-IL-10包括甲氧基-PEG-醛(PALD-PEG)连接基，连接基可以具有选自下列的分子量：5KDa、12KDa或20KDa.PEG-IL-10可以抑制癌或肿瘤的生长，或可以降低肿瘤或癌的大小。当与非PEG化的IL-10相比时，PEG-IL-10可以提高CD8+T细胞进入肿瘤的渗透性。在另一个实施方案中，PEG-IL-10可以提高至少一种炎性细胞因子的表达。炎性细胞因子选自IFNγ、IL-4、IL-6、IL-10和RANK-L。在某些实施方案中，PEG-IL-10是与至少一种化学治疗剂共同给予的。化学治疗剂可以是表16的化学治疗剂中的至少一种。PEG-IL-10可以降低癌或肿瘤的转移病变。在其它实施方案中，肿瘤或癌选自结肠癌、卵巢癌、乳腺癌、肺癌、黑素瘤、恶性胶质瘤和白血病。在某些实施方案中，被治疗的患者是人。PEG-IL-10是人的PEG-IL-10(PEG-hIL-10)。
详细说明
[0008]本文中使用的(包括附加权利要求中使用的)单词的单数形式例如“一种”、“一个”和“此”包括它们的相应的复数形式，除非上下文另外清楚地规定。本文中引证的所有参考文献是以同样的程度被引入的，如同每个单一的出版物、专利申请、或专利是具体地和单独地注明被引入作为参考那样。
I.定义
[0009]当“活化”、“刺激”和“治疗”应用于细胞或受体时，其可以具有同样的含义，例如，用配体活化、刺激或治疗细胞或受体，除非上下文或明确地另外注明。“配体”包括天然和合成配体，例如细胞因子、细胞因子变体、类似物、突变蛋白和衍生自抗体的连接成份。“配体”也包括小分子，例如，细胞因子的肽类似物和抗体的肽类似物。“活化”可以指的是通过内部机理以及通过外部或环境因素调节的细胞活化。“响应”，例如细胞、组织、器官或有机体的“响应”，包括生物化学或生理行为的变化，例如在生物腔隙内的浓度、密度、粘附力或迁移的变化，基因表达的速度或分化状态的变化，其中变化与活化、刺激或治疗有关，或与内部机理例如遗传编程有关。
[0010]分子的“活性”可以描述或指的是分子与配体或与受体的结合、催化活性；促进基因表达或细胞信号传导、分化或成熟的能力；抗原活性、其它分子的活性调节，等等。分子的“活性”也可以指的是在调节或保持细胞与细胞相互作用过程中的活性，例如粘附性，或在保持细胞结构过程中的活性，例如细胞膜或细胞骨架。“活性”还可以是指比活性，例如[催化活性]/[mg蛋白]或[免疫活性]/[mg蛋白](在生物腔隙中的浓度)，等等。“增殖活性”包括：促进例如正常细胞分裂以及癌、肿瘤、发育异常、细胞转化、转移病变和血管生成，为其所必需的，或与其特别相关的活性。
[0011]当应用于动物、人、实验对象、细胞、组织、器官或生物流体时，“给药”和“治疗”是指动物、人、患者、细胞、组织、器官或生物流体与外原性的药学治疗剂、诊断试剂、化合物或组合物接触。“给药”和“治疗”可以指的是例如治疗、安慰、药物动力学、诊断、研究和实验方法。“细胞的治疗”包括：药剂与细胞接触，以及药剂与流体接触，其中流体与细胞接触。“给药”和“治疗”也是指例如利用药剂、诊断、与物化学成份结合或利用另一种细胞来进行的细胞的体外和体表外治疗。当应用于人、兽用、或研究对象时，“治疗”是指研究和诊断应用的治疗性治疗、预防或预防措施。当应用于人或研究对象、或细胞、组织或器官时，“治疗”包括PEG-IL-10与人或动物患者、细胞、组织、生理学腔隙或生理性液体接触。“细胞的治疗”也包括下列状况：其中例如在流体相或胶体相中，PEG-IL-10接触IL-10受体(IL-10R1和IL-10R2的杂二聚体)，以及包括下列状况：其中IL-10激动剂或拮抗剂接触流体，例如，流体与细胞或受体接触，但不能证明激动剂或拮抗剂直接接触细胞或受体。
[0012]“恶病体质”是与肌肉损失(肌肉消耗)和油脂损失有关的消耗综合症，起因于代谢病症。在各种癌(“癌恶病体质”)、慢性肺部梗阻性病症(COPD)、晚期器官衰竭和AIDS中，存在恶病体质。癌恶病体质的特点在于，例如明显的体重减轻、厌食、衰弱和贫血。厌食是起因于进食机能缺乏的病症，例如厌恶食品(参见，例如，MacDonald等人，(2003)J.Am.Coll.Surg.197：143-161；Rubin(2003)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100：5384-5389；Tisdale(2002)Nature Reviews Cancer 2：862-871；Argiles等人，(2003)Drug Discovery Today 8：838-844；Lelli等人，(2003)J.Chemother.15：220-225；Argiles等人，(2003)Curr.Opin.Clin.Nutr.Metab.Care 6：401-406)。
[0013]“PEG-IL-10的保守改性的变体”适用于氨基酸和核苷酸序列。对于特定的核苷酸序列，保守改性的变体是指编码相同或基本相同的氨基酸序列的那些核酸，或在核苷酸不编码氨基酸序列的情况下，是指基本上相同的核苷酸序列。由于遗传密码的退化，许多功能上相同的核酸可以编码任何给定的蛋白。
[0014]关于氨基酸序列，技术人员可以认识到，对于核苷酸、肽、多肽或蛋白序列的单一替换是一种“保守改性的变体”，其在保守氨基酸的编码序列中替换了一种氨基酸或一小比率的氨基酸。提供功能上类似氨基酸的保守替换表在本领域是众所周知的。保守替换的例子是在下列组中的氨基酸交换为同组的另一种氨基酸(U.S.Pat.No.5,767,063，Lee等人发表；Kyte and Doolittle(1982)J.Mol.Biol.157：105-132)：
(1)疏水性的：正亮氨酸，Ile，Val，Leu，Phe，Cys，或Met；
(2)中性亲水性的：Cys，Ser，Thr；
(3)酸性：Asp，Glu；
(4)碱性：Asn，Gln，His，Lys，Arg；
(5)影响链取向的残基：Gly，Pro；
(6)芳香的：Trp，Tyr，Phe；
(7)小的氨基酸：Gly，Ala，Ser.
[0015]“有效量”是指足以改善或预防医学病症的症状或征兆的数量。有效量也是指足以允许或便于诊断的数量。具体患者或兽用患者的有效量可以变化，这取决于例如所治疗病症、患者的总体健康、给药的方法途径和剂量和副作用的严重程度等因素(参见例如，U.S.Pat.No.5,888,530Netti等人发表)。有效量可以是避免显著副作用或有毒影响的最大剂量或给药方案。结果可导致诊断方法或参数至少5％的提高，通常至少10％，更通常至少20％，最通常至少30％，优选至少40％，更优选至少50％，最优选至少60％，理论上至少70％，理论上至少80％，和理论上至少90％，其中将100％定义为正常患者所显示的诊断参数(参见例如，Maynard等人，(1996)A Handbook of SOPs for Good ClinicalPractice，Interpharm Press，Boca Raton，FL；Dent(2001)Good Laboratoryand Good Clinical Practice，Urch Publ.，London，UK)。PEG-IL-10的有效量是足以降低肿瘤体积、抑制肿瘤生长、预防转移病变或增加CD8+T细胞渗透入肿瘤位点的数量。
[0016]“外原性的”是指根据上下文在有机体、细胞或人体外部产生的物质。“内原性的”是指根据上下文在有机体、细胞或人体内部产生的物质。
[0017]“免疫病症”或“免疫失调”包括例如病理性炎症、炎性病症和自身免疫病症或疾病。“免疫状况”也是指感染、持续感染和增殖状况，例如癌、肿瘤和血管生成，包括由免疫系统抵御辐射(irradication)的感染、肿瘤和癌。“癌性状况”包括例如癌、癌细胞、肿瘤、血管生成和癌症前期状况例如发育异常。
[0018]“抑制剂”和“拮抗剂”或“活化剂”和“激动剂”分别指的是抑制或活化分子，例如，配体、受体、辅因子、基因、细胞、组织或器官的活化。例如基因、受体、配体或细胞的调节剂是改变基因、受体、配体或细胞的活性的分子，其中可以用其调节性能来激活、抑制或改变活性。调节剂可以单独起作用，或其可以使用辅因子，例如蛋白、金属离子或小分子。抑制剂是可减少、阻滞、防止、延迟活化、失活、钝化或向下调节例如基因、蛋白、配体、受体或细胞的化合物。活化剂是可增加、激活、促进、增强活化或向上调节例如基因、蛋白、配体、受体或细胞的化合物。也可以将抑制剂定义为：可降低、阻滞组成性活性或使其失活的组合物。“激动剂”是与靶标相互作用、从而促使或促进靶标的活性增加的化合物。“拮抗剂”是抵抗激动剂作用的化合物。拮抗剂可防止、降低、抑制或中和激动剂的活性。拮抗剂还可以防止、抑制或降低靶标例如靶向受体的结构活性，即使其中没有确定的激动剂。
[0019]为了检验抑制程度，例如，将包含给定的例如蛋白、基因、细胞或有机体的样品或试验物用潜在的活化剂或抑制剂处理，并与不含抑制剂的对照样品比较。对照样品，即不用拮抗剂处理的样品，指定其具有100％的相对活性值。当相对于对照物的活性值大约为90％或更小时，可以实现抑制，典型地是85％或更小，更典型地是80％或更小，最典型地是75％或更小，通常是70％或更小，一般是65％或更小，最通常是60％或更小，典型地是55％或更小，通常是50％或更小，更通常是45％或更小，最通常是40％或更小，优选35％或更小，更优选30％或更小，更加优选25％或更小，最优选小于25％。当相对于对照物的活性值是大约110％时，可以实现活化，通常至少是120％，一般地是至少140％，一般地是至少160％，常常是至少180％，更通常是至少2倍，最通常是至少2.5倍，通常是至少5倍，更通常是至少10倍，优选至少20倍，更优选至少40倍，最优选超过40倍。
[0020]活化或抑制的终点可以监控如下。对例如细胞、生理性液体、组织、器官和动物或人类患者的治疗的活化、抑制和响应，可以利用终点来监控。该终点可以包括预定数量或百分数的例如炎症、致癌性或细胞脱粒或分泌物的标志，例如释放细胞因子、毒性氧或蛋白酶。该终点可以包括例如预定数量的离子流或迁移；细胞迁移；细胞粘附；细胞增殖；转移病变的潜在性；细胞分化；和表型变化，例如与炎症、细胞程序死亡、转化、细胞周期或转移病变有关的基因表达的变化(参见例如，Knight(2000)Ann.Clin.Lab.Sci.30：145-158；Hood andCheresh(2002)Nature Rev.Cancer 2：91-100；Timme等人，(2003)Curr.Drug Targets 4：251-261；Robbins and Itzkowitz(2002)Med.Clin.North Am.86：1467-1495；Grady and Markowitz(2002)Annu.Rev.Genomics Hum.Genet.3：101-128；Bauer等人，(2001)Glia 36：235-243；Stanimirovic andSatoh(2000)Brain Pathol.10：113-126)。
[0021]抑制的终点通常是对照的75％或更小，优选对照的50％或更小，更优选对照的25％或更小，最优选对照的10％或更小。通常，活化的终点至少为对照的150％，优选至少是对照的两倍，更优选是对照的至少四倍，最优选是对照的至少10倍。
[0022]“标记的”成份是可直接或间接地利用光谱、光化学、生物化学、免疫化学、同位素或化学方法检测的。例如，有用的标记包括32P、33P、35S、14C、3H、125I、稳定同位素、荧光染料、电子密度试剂、基质、附加表位或酶，例如在酶联免疫测定技术或fluorettes中所使用的那些(参见例如，Rozinov and Nolan(1998)Chem.Biol.5：713-728)。
[0023]“配体”指的是例如小分子、肽、多肽和膜相关的或膜结合的分子或其复合物，其可以充当受体的激动剂或拮抗剂。“配体”也包括非激动剂或拮抗剂的试剂，但其可以与受体结合，同时不会显著地影响其生物学特性，例如信号或粘附性。此外，“配体”包括已经改变(例如通过化学或重组体方法改变的)为膜结合配体的溶解型式的膜结合的配体。按照惯例，如果配体在第一个细胞上是膜结合的，受体通常出现在第二个细胞上。第二个细胞可以具有与第一个细胞相同或不同的特性。配体或受体可以是完全胞内的，即它可以存在于胞液、晶核或其它胞内腔隙中。配体或受体可以改变其位置，例如，从胞内腔隙至质膜的外面。配体和受体的复合物被称为“配体受体复合物”。如果配体和受体与信号路径有关，配体出现在信号路径的上游位置，受体出现在信号路径的下游位置。
[0024]为了生理机能和肿瘤和癌的病症的治疗，提供了“小分子”。将“小分子”定义为：具有小于10kD的分子量的分子，典型地小于2kD，优选小于1kD。小分子包括但不局限于无机分子、有机分子、包含无机组份的有机分子、包含放射性原子的分子、合成分子、肽类似物和抗体类似物.作为治疗剂，小分子比大分子可以更容易渗透入细胞中、对降解更不敏感、和更不易于引起免疫应答。描述了小分子，例如抗体和细胞因子的肽类似物以及小分子毒素(参见例如，Casset等人，(2003)Biochem.Biophys.Res.Commun.307：198-205；Muyldermans(2001)J.Biotechnol.74：277-302；Li(2000)Nat.Biotechnol.18：1251-1256；Apostolopoulos等人，(2002)Curr.Med.Chem.9：411-420；Monfardini等人，(2002)Curr.Pharm.Des.8：2185-2199；Domingues等人，(1999)Nat.Struct.Biol.6：652-656；Sato and Sone(2003)Biochem.J.371：603-608；U.S.专利No.6,326,482，Stewart等人发表)。
[0025]“化学治疗剂”是用于治疗癌的化合物。化学治疗剂的例子包括烷基化剂，例如硫替派和环磷酰胺(CYTOXAN)；烷基磺酸盐，例如白消安，英丙舒凡(Improsulfan)和保释芬；氮丙啶，例如benzodopa，卡波醌，meturedopa，和uredopa；氮丙啶和甲基蜜胺，包括六甲蜜胺，曲他胺，三亚乙基磷酰胺，三亚乙基硫代磷酰胺和三甲基三聚氰胺氮芥例如瘤可宁(chiorambucil)，萘氮芥，cholophosphamide，雌莫司汀，异环磷酰胺，二氯甲二乙胺，二氯甲二乙胺氧化物盐酸盐，苯丙氨酸氮芥，新氮芥，苯乙酸氮芥胆甾醇酯，松龙苯芥，氯乙环磷酰胺，尿嘧啶氮芥；亚硝基脲，例如卡莫司汀，吡葡亚硝脲，福莫司汀，环己亚硝脲，嘧啶亚硝脲，雷莫司汀(Ranimustine)；抗生素，例如阿克拉霉素，纳霉素，authramycin，偶氮丝氨酸，博来霉素，放线菌素C，刺孢霉素，去甲柔红霉素，洋红霉素，嗜癌霉素，色霉素，放线菌素，柔红霉素，地托比星，6-重氮基-5-氧代-L-正亮氨酸，多柔比星，表柔比星，依索比星，伊达比星，麻西罗霉素，丝裂霉素，霉酚酸，诺加霉素，橄榄霉素，硫酸培洛霉素，紫菜霉素(potfiromycin)，嘌呤霉素，三铁阿霉素，罗多比星，链黑菌素，链脲霉素，杀结核菌素，乌苯美司，新制癌菌素，佐柔比星；抗代谢物例如氨甲喋呤和5-氟尿嘧啶(5-FU)；叶酸类似物，例如二甲叶酸，氨甲喋呤，蝶罗呤，三甲曲沙；嘌呤类似物，例如氟达拉滨，6-巯基嘌呤，硫咪嘌呤，硫鸟嘌呤；嘧啶类似物，例如安西他滨，阿扎胞苷，6-氮尿苷，卡莫氟，阿糖胞苷，二脱氧尿苷，去氧氟尿苷，依诺他滨，氮尿苷，5-FU；雄激素，例如卡普睾酮，屈他雄酮丙酸盐，环硫雄醇，美雄烷，睾内酯；抗肾上腺药，例如氨鲁米特，米托坦，曲洛司坦；叶酸补充剂，例如亚叶酸；醋葡醛内酯；醛磷酰胺糖苷；氨基乙酰丙酸；安吖啶；bestrabucil；比生群(bisantrene)；依达曲沙；秋水仙胺；地吖醌；依氟鸟氨酸(elfornithine)；依利醋铵；依托格鲁；硝酸镓；羟基脲；蘑菇多糖；氯尼达明；丙脒腙；米托蒽醌；莫哌达醇；二胺硝吖啶(nitraerine)；喷司他丁；蛋氨氮芥；吡柔比星；鬼臼酸；2-乙基异烟酰肼；普鲁苄肼；丙亚胺；西佐喃；锗螺胺；细交链孢菌酮酸；三乙撑亚胺苯醌；2，2′，2″-三氯三乙胺；尿烷；去乙酰长春酰胺；达卡巴嗪；甘露醇氮芥；二溴甘露醇；二溴卫矛醇；双溴丙基哌嗪；gacytosine；阿拉伯糖苷(″Ara-C″)；环磷酰胺；硫替派；紫杉类药物，例如太平洋紫杉醇(
Figure A20078004099700122
Bristol-Myers Squibb Oncology，Princeton，N.J.)和多西他赛(doxetaxel)(Taxotere，Rhone-Poulenc Rorer，Antony，France)；苯丁酸氮芥；吉西他滨；6-硫代鸟嘌呤；巯基嘌呤；氨甲喋呤；铂类似物，例如顺铂和卡铂；长春花碱；铂；依托泊苷(VP-16)；异环磷酰胺；丝裂霉素C；米托蒽醌；长春花新碱；长春瑞宾；温诺平；诺安托；表鬼臼毒噻吩糖苷；柔毛霉素；氨基蝶呤；希罗达(xeloda)；依班膦酸盐；CPT11；局部异构酶抑制剂RFS2000；二氟甲基鸟氨酸(DMFO)；视黄酸；埃斯培拉霉素(esperamicins)；卡培他滨；和上述任一项的可药用盐、酸或衍生物。还包括在该定义中的是对肿瘤起到调节或抑制激素作用的抗激素药剂，例如抗雌激素，包括例如它莫西芬，雷诺昔酚，抑制4(5)-咪唑的芳香酶，4-羟基它莫西芬，曲沃昔芬，雷洛西芬(keoxifene)，LY117018，奥那司酮(onapristone)，和枸橼酸托瑞米芬(fareston)；和抗雄激素，例如氟他胺，尼鲁米特，比卡鲁胺，亮丙瑞林，和戈舍瑞林；和上述任一项的可药用盐、酸或衍生物。
[0026]当涉及配体/受体、抗体/抗原或其它结合对时，“特定”或“选择性”结合表示结合反应，该反应是在蛋白及其它生物制剂的异源群体中存在蛋白的决定因素。由此，在指明的病症条件下，具体说明的配体与具体受体结合，并且不会与显著数量的样品中存在的其它蛋白结合。预期方法的抗体、或衍生自抗体的抗原结合部位的结合成份与其抗原或其变体或突变蛋白结合，相比于与任何其它抗体或源于其的结合成份的亲合性，具有至少两倍的亲合性，优选至少十倍，更优选至少20倍，最优选至少100倍。在优选实施方案中，抗体具有大于大约109升/mol的亲合性，例如利用Scatchard分析所测定的(Munsen等人，(1980)Analyt.Biochem.107：220-239)。
[0027]不论是否与聚乙二醇共轭或非共轭形式，本文中使用的“白细胞间介素-10”或“IL-10”是包含两个非共价连接形成二体的亚单元的蛋白。除非另有陈述，本文中使用的“白细胞间介素-10”和“IL-10”可以指的是人或小鼠IL-10(Genbank Accession Nos.NP_000563；M37897；或US 6,217,857)，还称其为“hIL-10”或“mIL-10”。
[0028]“PEG化的IL-10”或“PEG-IL-10”是具有一个或多个聚乙二醇分子的IL-10分子，聚乙二醇通过连接基与一个或一个以上IL-10蛋白的氨基酸残基共价连接，因此该连接是稳定的。术语“单PEG化的IL-10”和“单-PEG-IL-10”是指一个聚乙二醇分子通过连接基与IL-10二聚体的亚单元上的单个氨基酸残基共价连接。PEG部分的平均分子量优选在大约5,000和大约50,000道尔顿之间。PEG与IL-10连接的方法或位点不是关键性的，但优选聚乙二醇化不会改变或仅仅最低限度地改变生物学活性分子的活性。优选，半衰期的增加大于任何生物活性的减少。对于PEG-IL-10，典型地通过评价用细菌抗原(脂多糖，LPS)攻击和用PEG-IL-10治疗的患者血清中的炎性细胞因子(例如TNFα，IFNγ)水平来测定，如US 7,052,686中描述的。
[0029]本文中使用的“血清半衰期”(缩写“t1/2”)是指消除半衰期，即药剂的血清浓度达到其初始或最大值的一半所需要的时间。对于合成药剂，本文中使用的术语“血清半衰期提高”是指合成药剂以比非合成的、内原性的药剂或其重组产生的型式更慢的速度清除。
II.概述
[0030]本发明提供了用PEG化的-IL-10来治疗增殖病症例如癌、肿瘤等等的方法。IL-10引起CD8T细胞的细胞毒素活性、B细胞的抗体产生，并抑制巨噬细胞活性和肿瘤促进的炎症(参见，Chen and Zlotnik，(1991)J.Immunol.147：528-534；Groux等人，(1999)J.Immunol.162：1723-1729；和Bergman等人，(1996)J.Immunol.157：231-238)。CD8细胞的调节是剂量依赖性的，其中高剂量引起更强的细胞毒素应答，然而，重组体hIL-10的应用性由于其短半衰期而受到限制。PEG-IL-10显示了意想不到的性能，其可以提高CD8+T细胞对肿瘤的渗透性，以及提高炎性细胞因子(在肿瘤免疫中起一定作用)的表达。因此，用PEG-IL-10治疗可对肿瘤治疗提供显著的改善。
III.聚乙二醇(“PEG”)
[0031]聚乙二醇(“PEG”)是用于制备治疗蛋白产品的化学部分。动词“PEG化”是指至少一个PEG分子与另一个分子例如治疗蛋白连接。例如，批准Adagen(腺苷脱氨酶的PEG化制剂)用于治疗严重联合免疫缺陷病；PEG化的过氧化物歧化酶在临床试验中已经用于治疗颅脑损伤；PEG化的α干扰素已经在一期临床试验中用于治疗肝炎的试验；据报道，PEG化的葡糖脑苷脂酶和PEG化的血色素已经进行临床前的试验。已经显示，聚乙二醇的连接可以防止解朊作用(参见，例如，Sada等人，(1991)J.Fermentation Bioengineering 71：137-139)。
[0032]在它的最普通型式中，PEG是与羟基端接的直链或支链聚醚，并且具有下列常规结构：
HO-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OH
[0033]为了使PEG与分子(多肽、多糖、多核苷酸和小的有机分子)偶合，必须通过制备在一个或两个末端具有官能团的PEG的衍生物来活化PEG。蛋白的PEG共轭的最普通途径是用官能团活化PEG，该官能团适合与赖氨酸和N-末端氨基酸基团的反应。尤其是，参与PEG与多肽偶合的最普通反应基团是赖氨酸的α或ε氨基。
[0034]聚乙二醇化连接基与蛋白的反应可导致PEG部分主要在下列位点处的连接：蛋白的N-末端的α氨基，赖氨酸残基侧链上的ε氨基，和组氨酸残基侧链上的咪唑基。由于大部分重组蛋白质具有单个α和许多ε氨基和咪唑基，可以根据连接基化学性质，产生许多位置异构体。
[0035]两种广泛使用的第一代活化单甲氧基PEGs(mPEGs)是琥珀酰亚胺基碳酸酯PEG(SC-PEG；参见例如，Zalipsky等人，(1992)Biotehnol.Appl.Biochem 15：100-114；和Miron和Wilcheck，(1993)Bioconjug.Chem.4：568-569)和苯并三唑碳酸酯PEG(BTC-PEG；参见例如，Dolence等人，US专利No.5,650,234)，其优先与赖氨酸残基反应，形成氨基甲酸酯连接基，但还已知其与组氨酸和酪氨酸残基反应。IFNα上的组氨酸残基的连接基已经被证明是一种水解不稳定的咪唑氨基甲酸酯连接基(参见，例如，Lee和McNemar，U.S.专利No.5,985,263)。
[0036]已经设计了第二代聚乙二醇化技术，以避免不稳定的连接基以及在残基反应中缺乏选择性。使用PEG-醛连接基可以通过还原胺化来靶向多肽的N-末端上的单个位点。可以使用不同类型的连接基和pH值将IL-10PEG化，以得出各种形式的PEG化的分子(参见例如，US5,252,714，US 5,643,575，US 5,919,455，US 5,932,462，US 5,985,263，US 7,052,686)。
IV.PEG-IL-10的生物活性
[0037]当给予免疫活性的小鼠时，人类IL-10可引起中和抗体的快速形成。为了避免这类中和，对缺乏B细胞的小鼠(即小鼠不能装配抗体应答)皮下给予PEG-hIL-10。在这些免疫缺陷小鼠中，非常确实的同系基因肿瘤或者被PEG-hIL-10显著地延迟了肿瘤的生长，或者被PEG-hIL-10完全抑制。肿瘤生长的限制或抑制取决于CD4和CD8T细胞两者。一旦CD8细胞耗尽，PEG-hIL-10的抑制效果完全结束。由此，PEG-hIL-10引起CD8介导的细胞毒素应答。
[0038]肿瘤组织的进一步分析表明，PEG-IL-10可增加CD8+T细胞渗透入肿瘤，其水平大于非PEG化的IL-10。与非PEG化的IL-10治疗相比，用PEG-IL-10治疗，由于渗透CD8细胞所造成的炎性细胞因子表达的水平也得到提高。用PEG-IL-10治疗肿瘤患者，可引起显著的抗癌响应，并且产生显著的治疗益处。
[0039]在本发明中使用的IL-10蛋白包含氨基酸序列，该氨基酸序列与成熟的IL-10蛋白的序列(即缺乏任何前导序列)享有至少75％的观测同源性，更优选至少85％，最优选至少90％或更多，例如至少95％。参见例如，U.S.Pat.No.6,217,857。通过使残基匹配最佳化，且如果需要的话，根据需要引入缺口染色体，可以测定氨基酸序列同源性或序列同一性。同源氨基酸序列在各自相应的序列中典型地包括天然等位基因、多形态和种间变化。典型的同源蛋白或肽与IL-10多肽的氨基酸序列具有25-100％同源性(如果可以引入缺口染色体)至50-100％同源性(如果包括保守替换)。参见Needleham等人，J.Mol.Biol.48：443-453(1970)；Sankoff等人，Time Warps，String Edits，and Macromolecules：The Theoryand Practice of Sequence Comparison，1983，Addison-Wesley，Reading，Mass.；and software packages from IntelliGenetics，Mountain View，Calif.，and the University of Wisconsin Genetics Computer Group，Madison，Wis。
[0040]在PEG-IL-10共轭物中，可以将IL-10部分进行糖基化，或可以用未糖基化的突变蛋白或其它类似物(包括BCRF1(Epstein BarrVirus病毒IL-10)蛋白)来修饰。可以使用各种技术来进行编码IL-10的序列的修饰，例如，定位诱变[Gillman等人，Gene 8：81-97(1979)；Roberts等人，Nature 328：731-734(1987)]，并且可以在合适试验中通过常规筛选来评价IL-10活性。修饰的IL-10蛋白，例如变体，可以由处于初级结构水平的天然存在的序列变化得来。这种修饰可以通过氨基酸嵌入、置换、消除和融合来产生。IL-10变体可以着眼于各种目标而制备，包括增加血清半衰期、降低针对IL-10的免疫应答、有利于纯化或制备、降低IL-10转化为它的单体亚单元、改善治疗效能和减少治疗使用期间的副作用的严重程度或出现率。氨基酸序列变体通常是没有在自然界发现的预先确定的变体，尽管其它的变体可以是翻译后的变体，例如糖基化的变体。在本发明中，可以使用IL-10的任何变体，只要它可以保持合适水平的IL-10活性即可。在肿瘤环境中，适当的IL-10活性可以例如使CD8+T细胞渗入肿瘤位点，表达这些渗透细胞的炎性细胞因子例如IFNγ、IL-4、IL-6、IL-10和RANK-L，增加TNFα或IFNγ在生物样品中的水平。
[0041]用于本发明的IL-10可以源自于哺乳动物，例如人或小鼠。人的IL-10(hIL-10)优选用于治疗需要IL-10治疗的人。优选，用于本发明的IL-10是重组体IL-10。描述人和小鼠IL-10的制备的方法，可以在U.S.专利No.5,231,012中得到。还包括的是人和小鼠IL-10的天然存在的或保守替代的变体。在本发明的另一个实施方案中，IL-10可以是病毒来源。源于Epstein Barr病毒(BCRF1蛋白)的病毒IL-10的克隆和表达公开在Moore等人Science 248：1230(1990)中。
[0042]可以使用本领域已知的标准技术，使用许多方法获得IL-10，例如从能够分泌蛋白(例如T细胞)的活化细胞的培养基中分离和纯化，化学上合成，或重组体技术，(参见例如，Merrifield，Science233：341-47(1986)；Atherton等人，Solid Phase Peptide Synthesis，APractical Approach，1989，I.R.L.Press，Oxford；U.S.Pat.No.5,231,012，其讲述了制备具有IL-10活性的蛋白的方法，包括重组体及其它合成技术)。优选，使用重组体技术，由编码IL-10多肽的核酸获得IL-10蛋白。重组体人的IL-10还可商购，例如，从PeproTech，Inc.，Rocky Hill，N.J购买。
[0043]可以使用本领域众所周知的技术来制备PEG-IL-10。可以合成聚乙二醇(PEG)，如下列所描述：Lundblad，R.L.等人(1988)ChemicalReagents for Protein Modification CRC Press，Inc.，vol.1，pp.105-125。通过使用如上所述连接基，PEG可以与IL-10共轭。在某些实施方案中，本发明使用的PEG-IL-10是单-PEG-IL-10，其中一个至九个PEG分子在IL-10二聚体的一个亚单元的N-末端处通过连接基与氨基酸残基的α氨基共价连接。
IV.治疗组合物、方法
[0044]PEG-IL-10可以配制在药物组合物中，药物组合物包含治疗有效量的IL-10和药学载体。“治疗有效量”是足以提供所需要治疗效果的数量。优选，这种数量具有最小的消极的副作用。所给予用来治疗能用IL-10治疗的病症的PEG-IL-10的量，基于结合蛋白的IL-10活性，其可以利用本领域已知的IL-10活性试验来测定。对于需要这种治疗的具体患者，治疗有效量可以考虑各种因素来确定，例如所治疗的病症、患者的总体健康状况、给药方法、副作用的严重程度，等等。在肿瘤环境中，适当的IL-10活性可以例如使CD8T细胞渗入肿瘤位点，表达这些渗透细胞的炎性细胞因子例如IFNγ、IL-4、IL-6、IL-10和RANK-L，增加TNFα或IFNγ在生物样品中的水平。
[0045]PEG化的IL-10的治疗有效量可以在每天每kg体重大约0.01至大约100μg蛋白的范围。优选，PEG化的IL-10的量在每天每kg体重大约0.1至20μg蛋白的范围，更优选每天每kg体重大约0.5至10μg蛋白，和最优选每天每kg体重大约1至4μg蛋白。由于共轭形式比IL-10的作用时间长，使用本发明的PEG-IL-10，可以采用更小频率的给药计划。以纯化形式和基本上不含团聚体及其它蛋白的形式配制PEG化的IL-10。优选，通过连续输液方式给予PEG-IL-10，因而数量在每天递送大约50至800μg蛋白的范围内(即，每天每kg体重大约1至16μg蛋白PEG-IL-10)。根据副作用和血细胞数的监控，可以改变每日输液速度。
[0046]为了制备包含单PEG-IL-10的药物组合物，将治疗有效量的PEG-IL-10与可药用载体或赋形剂混合。优选，载体或赋形剂是惰性的。药学载体可以是适合于给患者递送本发明的IL-10组合物的任何相容的、无毒的物质。合适载体的例子包括生理盐水、林格溶液、葡萄糖溶液和Hank′s溶液。还可以使用非水载体，例如不挥发油和油酸乙酯。优选的载体是5％葡萄糖/盐水。载体可以含有次要数量的添加剂，例如可增强等渗性和化学稳定性的物质，例如缓冲液和防腐剂，参见例如：Remington′s Pharmaceutical Sciences and U.S.Pharmacopeia：NationalFormulary，Mack Publishing Company，Easton，PA(1984)。通过与例如生理学可接受的载体、赋形剂或稳定剂混合，可以制备冻干粉末、浆液、水溶液或悬浮液形式的治疗和诊断剂的制剂(参见例如，Hardman等人，(2001)Goodman and Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics，McGraw-Hill，New York，NY；Gennaro，(2000)Remington：The Scienceand Practice of Pharmacy，Lippincott，Williams，and Wilkins，New York，NY；Avis等人编，(1993)Pharmaceutical Dosage Forms：ParenteralMedications，Marcel Dekker，NY；Lieberman等人编，(1990)Pharmaceutical Dosage Forms：Tablets，Marcel Dekker，NY；Lieberman等人编，(1990)Pharmaceutical Dosage Forms：Disperse Systems，MarcelDekker，NY；Weiner和Kotkoskie，(2000)Excipient Toxicity and Safety，Marcel Dekker，Inc.，New York，NY)。
[0047]本发明的组合物可以口服给药，或注入到身体中。口服使用的制剂还可以包含化合物，以进一步保护IL-10免受胃肠道中的蛋白酶的影响。注射通常是肌注、皮下注射、真皮内注射或静脉内注射。或者，在合适的情况下，可以使用关节内注射或其它途径。
[0048]当胃肠外给药时，优选以单位剂量注射形式(溶液、悬浮液、乳化液)与药学载体结合配制PEG化的IL-10。参见例如，Avis等人编，Pharmaceutical Dosage Forms：Parenteral Medications，Dekker，N.Y.(1993)；Lieberman等人编，Pharmaceutical Dosage Forms：Tablets，Dekker，N.Y.(1990)；和Lieberman等人编，Pharmaceutical Dosage Forms：Disperse Systems，Dekker，N.Y.(1990)。或者，可以通过可植入的或可注射的给药系统将本发明的组合物引入患者的身体，例如，Urquhart等人，Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol.24：199-236，(1984)；Lewis编，ControlledRelease of Pesticides and Pharmaceuticals，Plenum Press，NewYork(1981)；U.S.Pat.Nos.3,773,919；3,270,960；等等。PEG化的IL-10可以在含水赋形剂例如水、盐水或缓冲赋形剂中给予，赋形剂可以含有或不含有各种添加剂和/或稀释剂。
[0049]具体患者的有效量可以变化，这取决于例如所治疗病症、患者的总体健康、给药的方法途径和剂量和副作用的严重程度等因素(参见例如，Maynard等人，(1996)A Handbook of SOPs for Good ClinicalPractice，Interpharm Press，Boca Raton，FL；Dent，(2001)Good Laboratoryand Good Clinical Practice，Urch Publ.，London，UK)。
[0050]典型的兽用、实验性的或研究对象包括猴子、狗、猫、大鼠、小鼠、兔子、豚鼠、马和人。
[0051]临床医师可以判定合适的剂量，例如使用本领域已知的或推测的影响治疗或预计影响治疗的参数或因素。通常，剂量从稍微小于最佳剂量的数量开始，而后少量增加，直到相对于任何反面副作用可实现所需要的或最佳效果为止。重要的诊断方法包括例如炎症的症状或所产生炎性细胞因子的水平。优选，可能使用的生物为来源于与靶向治疗的动物相同的物种，由此使对于药剂的体液响应减到最小。
与第二种治疗剂例如细胞因子、甾体、化学治疗剂、抗生素或辐射共同给予或治疗的方法在本领域是众所周知的(参见例如，Hardman等人编，(2001)Goodman and Gilman’s The Pharmacological Basis ofTherapeutics，10th ed.，McGraw-Hill，New York，NY；Poole和Peterson编，(2001)Pharmacotherapeutics for Advanced Practice：A Practical Approach，Lippincott，Williams&Wilkins，Phila.，PA；Chabner和Longo编，(2001)Cancer Chemotherapy and Biotherapy，Lippincott，Williams&Wilkins，Phila.，PA)。治疗有效量可以降低症状，例如降低肿瘤大小或抑制肿瘤生长，典型地降低至少10％；通常至少20％；优选至少大约30％；更优选至少40％，最优选至少50％。
VI.用途
[0052]本发明提供了治疗增殖症状或病症的方法，例如子宫癌、宫颈癌、乳房癌、前列腺癌、睾丸癌、阴茎癌、胃肠道癌，例如食道癌、口咽癌、胃癌、小或大肠癌、结肠癌或直肠癌、肾癌、肾细胞癌、膀胱癌、骨骼癌、骨髓癌、皮肤癌、脑或颈癌、皮肤癌、肝癌、胆囊癌、心脏癌、肺癌、胰腺癌、唾液腺癌、肾上腺癌、甲状腺癌、脑癌(例如神经胶质瘤、神经节、中枢神经系统(CNS)和周围神经系统(PNS))和免疫系统(例如脾或胸腺)。本发明提供了治疗例如免疫原性肿瘤、非免疫原性肿瘤、休眠肿瘤、病毒引起的癌例如上皮细胞癌、内皮细胞癌、鳞状细胞癌、乳头状瘤病毒、腺癌、淋巴瘤、癌肿、黑素瘤、白血病、骨髓瘤、肉瘤、畸胎癌、化学引起的癌、转移病变和血管生成的方法。本发明还预计可以降低对肿瘤细胞或癌细胞抗原的耐受性，例如通过调节调控T细胞(Treg)和/或CD8T细胞的活性(参见例如，Ramirez-Montagut等人，(2003)Oncogene 22：3180-3187；Sawaya等人，(2003)New Engl.J.Med.349：1501-1509；Farrar等人，(1999)J.Immunol.162：2842-2849；Le等人，(2001)J.Immunol.167：6765-6772；Cannistra和Niloff，(1996)NewEngl.J.Med.334：1030-1038；Osborne，(1998)New Engl.J.Med.339：1609-1618；Lynch和Chapelle，(2003)New Engl.J.Med.348：919-932；Enzinger和Mayer，(2003)New Engl.J.Med.349：2241-2252；Forastiere等人，(2001)New Engl.J.Med.345：1890-1900；Izbicki等人，(1997)NewEngl.J.Med.337：1188-1194；Holland等人编，(1996)Cancer MedicineEncyclopedia of Cancer，4th ed.，Academic Press，San Diego，CA)。
[0053]在一些实施方案中，本发明提供了治疗增殖病症、癌、肿瘤或癌症前期症状例如发育异常的方法，该方法用PEG-IL-10和至少一种额外的治疗或诊断药剂。额外的治疗剂可以是例如细胞因子或细胞因子拮抗剂，例如IL-12，干扰素-α，或抗表皮生长因子受体，多柔比星，表柔比星，抗叶酸物，例如，氨甲喋呤或氟脲嘧啶，依立替康，环磷酰胺，放射治疗，激素或抗激素治疗，例如雄激素，雌激素，抗雌激素，氟他胺或己烯雌酚，手术，它莫西芬，异环磷酰胺，二溴卫矛醇，烷基化剂，例如苯丙氨酸氮芥或顺铂，依托泊苷，长春瑞宾，长春花碱，去乙酰长春酰胺，糖皮质激素，组胺受体拮抗剂，血管生成抑制剂，辐射，辐射敏化剂，蒽环类抗生素，长春花生物碱，紫杉烷(taxane)，例如太平洋紫杉醇和多西他赛，细胞周期抑制剂，例如依赖细胞周期蛋白的激酶抑制剂，针对另一种肿瘤抗原的单克隆抗体，单克隆抗体和毒素的复合物，T细胞助剂，骨髓移植，或抗原递呈细胞例如树状细胞治疗。可以提供疫苗，例如可溶解蛋白或编码蛋白的核苷酸(参见例如，Le等人，同上；Greco和Zellefsky编，(2000)Radiotherapy of Prostate Cancer，Harwood Academic，Amsterdam；Shapiro和Recht，(2001)New Engl.J.Med.344：1997-2008；Hortobagyi，(1998)New Engl.J.Med.339：974-984；Catalona，(1994)New Engl.J.Med.331：996-1004；Naylor和Hadden，(2003)Int.Immunopharmacol.3：1205-1215；The Int.Adjuvant Lung Cancer TrialCollaborative Group，(2004)New Engl.J.Med.350：351-360；Slamon等人，(2001)New Engl.J.Med.344：783-792；Kudelka等人，(1998)New Engl.J.Med.338：991-992；van Netten等人，(1996)New Engl.J.Med.334：920-921)。
[0054]还提供的是治疗癌的髓外造血(EMH)的方法。描述了EMH(参见例如，Rao等人，(2003)Leuk.Lymphoma 44：715-718；Lane等人，(2002)J.Cutan.Pathol.29：608-612)。
[0055]参考下列实施例，可以充分了解本发明的宽范围，这些实施例不是用来将本发明限制于具体实施方案。
[0056]本文中引入的所有引用是以同样的程度被引入的，如同每个单一的出版物或专利申请是具体地和单独地注明被引入作为参考那样。
[0057]在不背离本发明的精神和范围的条件下，可以进行许多修饰和变化，这对本领域技术人员是显而易见的。本文中描述的具体实施方案仅仅用于举例说明，本发明由附加权利要求的条款、以及这种权利要求所授权的等效内容的完整范围来加以限制；本发明不受本文中作为实例已经存在的具体实施方案的限制。
实施例
I.一般方法
[0058]描述了分子生物学中的标准方法(Maniatis等人，(1982)Molecular Cloning，A Laboratory Manual，Cold Spring Harbor LaboratoryPress，Cold Spring Harbor，NY；Sambrook和Russell，(2001)MolecularCloning，3rd ed.，Cold Spring Harbor Laboratory Press，Cold Spring Harbor，NY；Wu，(1993)Recombinant DNA，Vol.217，Academic Press，San Diego，CA)。标准方法还出现在下列中：Ausubel等人，(2001)Current Protocolsin Molecular Biology，Vols.1-4，John Wiley and Sons，Inc.New York，NY，其描述了在细菌细胞中的克隆和DNA致突变作用(Vol.1)、在哺乳动物细胞中的克隆和酵母菌(Vol.2)、缀合糖和蛋白表达(Vol.3)和生物信息学(Vol.4)。
[0059]描述了蛋白纯化方法，包括免疫沉淀反应、色谱、电泳、离心和结晶(Coligan等人，(2000)Current Protocols in Protein Science，Vol.1，John Wiley and Sons，Inc.，New York)。描述了化学分析、化学修饰、翻译后修饰、融合蛋白的制备、蛋白的糖基化(参见例如，Coligan等人，(2000)Current Protocols in Protein Science，Vol.2，John Wiley and Sons，Inc.，New York；Ausubel等人，(2001)Current Protocols in MolecularBiology，Vol.3，John Wiley and Sons，Inc.，NY，NY，pp.16.0.5-16.22.17；Sigma-Aldrich，Co.(2001)Products for Life Science Research，St.Louis，MO；pp.45-89；Amersham Pharmacia Biotech，(2001)BioDirectory，Piscataway，N.J.，pp.384-391)。描述了多克隆和单克隆抗体的制备、纯化和断裂(Coligan等人，(2001)Current Protcols in Immunology，Vol.1，JohnWiley and Sons，Inc.，New York；Harlow和Lane，(1999)Using Antibodies，Cold Spring Harbor Laboratory Press，Cold Spring Harbor，NY；Harlow和Lane，同上)。表征配体/受体相互作用的标准技术是可获得的(参见例如，Coligan等人，(2001)Current Protcols in Immunology，Vol.4，John Wiley，Inc.，New York)。描述了制备PEG-IL-10的方法，例如在U.S.Pat.No.7,052,686中所描述的。
[0060]可得到流式细胞术方法，包括荧光活化的细胞分选(FACS)(参见例如，Owens等人，(1994)Flow Cytometry Principles for ClinicalLaboratory Practice，John Wiley and Sons，Hoboken，NJ；Givan，(2001)Flow Cytometry，2nd ed.；Wiley-Liss，Hoboken，NJ；Shapiro，(2003)Practical Flow Cytometry，John Wiley and Sons，Hoboken，NJ)。可得到适合于修饰核酸的荧光试剂，包括核苷酸引物和探针、多肽和抗体，用作例如诊断剂(Molecular Probes，(2003)Catalogue，Molecular Probes，Inc.，Eugene，OR；Sigma-Aldrich，(2003)Catalogue，St.Louis，MO)。
[0061]描述了免疫系统的组织学的标准方法(参见例如，Muller-Harmelink编，(1986)Human Thymus：Histopathology andPathology，Springer Verlag，New York，NY；Hiatt等人，(2000)Color Atlasof Histology，Lippincott，Williams，and Wilkins，Phila，PA；Louis等人，(2002)Basic Histology：Text and Atlas，McGraw-Hill，New York，NY)。
[0062]描述了癌的治疗和诊断的方法(参见例如，Alison编，(2001)The Cancer Handbook，Grove’s Dictionaries，Inc.，St.Louis，MO；Oldham编，(1998)Principles of Cancer Biotherapy，3rd.ed.，Kluwer AcademicPubl.，Hingham，MA；Thompson等人编，(2001)Textbook of Melanoma，Martin Dunitz，Ltd.，London，UK；Devita等人编，(2001)Cancer：Principlesand Practice of Oncology，6th ed.，Lippincott，Phila，PA；Holland等人编，(2000)Holland-Frei Cancer Medicine，BC Decker，Phila.，PA；Garrett andSell编，(1995)Cellular Cancer Markers，Humana Ptess，Totowa，NJ；MacKie(1996)Skin Cancer，2nd ed.，Mosby，St.Louis；Moertel，(1994)NewEngl.J.Med.330：1136-1142；Engleman，(2003)Semin.Oncol.30(3 Suppl.8)：23-29；Mohr等人，(2003)Onkologie 26：227-233)。
[0063]可得到测定例如抗原片段、前导序列、蛋白质折叠、功能域、糖基化位点和序列对比的软件包和数据库(参见例如，GenBank，Vector
Figure A20078004099700231
Suite(Informax，Inc，Bethesda，MD)；GCG WisconsinPackage(Accelrys，Inc.，San Diego，CA)；
Figure A20078004099700232
(TimeLogic Corp.，Crystal Bay，Nevada)；Menne等人，(2000)Bioinformatics 16：741-742；Menne等人，(2000)Bioinformatics Applications Note 16：741-742；Wren等人，(2002)Comput.Methods Programs Biomed.68：177-181；von Heijne，(1983)Eur.J.Biochem.133：17-21；von Heijne，(1986)Nucleic Acids Res.14：4683-4690)。
II.PEG化的IL-10
[0064]将IL-10用10mM磷酸钠(pH值7.0)、100mM NaCl进行渗析。使用渗析缓冲液，将渗析的IL-10稀释3.2倍，得到4mg/mL的浓度。在加入连接基SC-PEG-12K(Delmar Scientific Laboratories，Maywood，IL)之前，将1体积的100mM四硼酸钠(pH值9.1)加入到9体积的稀释IL-10中，IL-10溶液的pH值上升至8.6。将SC-PEG-12K连接基溶于渗析缓冲液中，将合适体积的连接基溶液(每mole IL-10加入1.8至3.6mole连接基)加入到稀释的IL-10溶液中，启动聚乙二醇化反应。在5℃进行反应，以便控制反应速率。在聚乙二醇化反应期间适度地搅伴反应溶液。当单-PEG-IL-10产率接近40％(用排阻HPLC(SE-HPLC)测定)时，通过加入1M甘氨酸溶液(至30mM的最后浓度)来终止反应。使用HCl溶液将反应溶液的pH值慢慢地调节至7.0，将反应物进行0.2微米微孔过滤，在-80℃存储。
[0065]或者，使用甲氧基-PEG-醛(PALD-PEG)作为连接基来制备单-PEG IL-10(Inhale Therapeutic Systems Inc.，Huntsville，Alabama)。PALD-PEG可以具有5KDa、12KDa或20KDa的分子量。将IL-10进行如上所述的渗析和稀释，只是反应缓冲液的pH值在6.3和7.5之间。将活化的PALD-PEG连接基以1∶1摩尔比加入到反应缓冲液中。将氰基氢硼化物水溶液加入到反应混合物中，至0.5至0.75mM的最后浓度。在室温下(18-25℃)进行反应15-20小时，同时轻微搅动。然后用1M甘氨酸淬灭反应。用SE-HPLC分析产率。用凝胶过滤色谱法，从未反应的IL-10、PEG连接基和二-PEG-IL-10中分离单-PEG-IL-10，并用rp-HPLC和生物测定(例如，IL-10响应性细胞或细胞系的刺激)进行表征。
III.肿瘤模型：
[0066]对同系基因的小鼠肿瘤细胞以每个肿瘤接种104、105或106个细胞进行皮下或皮内注射。使用Ep2乳腺癌肿、CT26结肠癌肿、皮肤的PDV6鳞状细胞癌和4T1乳房癌瘤模型(参见例如，Langowski等人，(2006)Nature 442：461-465)。使用免疫活性的Balb/C或缺乏Balb/C的B细胞小鼠。给予免疫活性的小鼠PEG-mIL-10，而PEG-hIL-10治疗用于B细胞缺乏的小鼠。使肿瘤达到100-250mm3大小，而后开始治疗。在远离肿瘤埋入的位点皮下给予IL-10、PEG-mIL-10、PEG-hIL-10或缓冲液对照物。通常使用电子式卡钳，每周两次监控肿瘤生长。
IV.肿瘤分析：
[0067]在各个终点采集肿瘤组织和淋巴器官，测定许多炎性标志物的mRNA表达，并对于一些炎性细胞标志物进行免疫组织化学。将组织在液氮中急速冷冻，并在-80℃存储。使用电子式卡钳，每周两次典型地监控原发肿瘤生长。使用公式(宽度2×长度/2)计算肿瘤体积，其中长度是较长的尺寸。使肿瘤达到90-250mm3大小，而后开始治疗。
V.给予IL-10和/或PEG-IL-10
[0068]给予免疫活性的小鼠mIL-10或PEG-mIL-10，而PEG-hIL-10治疗用于B细胞缺乏的小鼠。在远离肿瘤埋入的位点皮下给予mIL-10、PEG-mIL-10、PEG-hIL-10或赋形剂对照物。用SC-PEG-12K连接基制备研究中使用的PEG-mIL-10。通过使用短期增殖生物测试(使用MC/9，一种小鼠柱状细胞系，其表达内原性的mIL-10受体(R1和R2))，评价mIL-10和PEG-mIL-10的生物学活性。在对mIL-4和mIL-10的共同刺激的响应过程中，MC/9细胞增殖(仅仅用mIL-4或mIL-10时，MC/9没有增殖)。使用Alamar蓝(基于代谢活性检测的生长指示剂)，通过比色方法，测定增殖。利用EC50值，或在剂量-反应曲线中所观察到的一半最大刺激时的蛋白浓度，评价重组体或PEG化的mIL-10的生物活性(表1)。
表1：MC/9增殖生物测试，用于评价在这些研究中使用的mIL-10和PEG-mIL10药剂的生物活性
  蛋白   在MC/9测试中的EC50(ng/mL)
  mIL-10   0.5711
  PEG-mIL-10   4.039
[0069]基于MC/9生物测试，在实验中使用的PEG化的mIL-10的比活性比所使用的mIL-10的活性低大约7倍(表1)。
[0070]每隔一天给予具有Ep2乳腺癌肿瘤的小鼠PEG-mIL-10。在降低肿瘤大小方面，治疗是有效的，并且可以引起肿瘤抑制。
表2：在Balb/C小鼠中的乳腺癌模型中，PEG mIL-10降低肿瘤大小(mm3)
  接种之后的天数   11   15   18   21   25   27   33
  对照物   300   450   500   750   1300   1500   2700
  PEG-IL-10   300   400   310   280   250   50   0
[0071]在PDV6、CT-26和4T1同系基因的免疫感受态小鼠肿瘤模型中，用PEG-mIL-10治疗也可有效降低肿瘤大小(参见表3、4和5)。
表3：研究04-M52338：在C57B/6小鼠中，植入之后从第36天开始，PEG mIL-10可以降低PDV6肿瘤大小(mm3)
  接种之后的天数   36   38   42   44   46   48   52
  对照物   200   255   290   380   395   420   485
  PEG-mIL-10   210   265   200   190   155   110   55
表4：在BALB/c小鼠中，植入之后从第7天开始，相对于赋形剂对照物，PEG mIL-10可降低CT26肿瘤的肿瘤大小(mm3)
  接种之后的天数   10   15   17   20   22   24
  赋形剂对照物   155   424   791   1274   1737   2170
  PEG-mIL-10   136   212   291   336   450   455
表5：IL-10和PEG mIL-10可降低4T1乳房癌瘤的肿瘤大小(mm3)
  治疗天数   20   24   29   33
  对照物   200   410   584   1000
  PEG-mIL-10   200   320   560   350
  IL-10   200   290   575   400
表6：研究05-M52-496。从植入之后第19天开始，用mIL-10和mPEG IL-10治疗2周，可以降低4T1乳房癌瘤的肿瘤大小(mm3)
  植入之后的天数   20   24   29   33
  PBS   200   410   584   1000
  PEG-mIL-10   200   320   560   350
  mIL-10   200   290   575   400
VI.剂量滴定研究
[0072]在剂量滴定研究中，在相当于预期的波峰和波谷剂量水平的时间点，从每组的代表性小鼠处收集尾部静脉血。使用Meso ScaleDiscovery平台(其基于多阵列技术，是电化学发光检测和图案阵列的联用)，测定所采集血清的mIL-10浓度。使用双尾未配对的student t-检验，将用血清mIL-10浓度分组的、用mIL-10或PEG-mIL-10治疗的小鼠的平均肿瘤体积与它们相应的赋形剂对照组的平均肿瘤体积进行比较。当两个组具有不等方差(p＜0.05，得自于F-试验)时，使用Welch′s修正。
[0073]在携带4T1乳房癌瘤的小鼠中，PEG-mIL-10和mIL-10的剂量滴定表明，原发肿瘤和肺转移病变的控制对于mIL-10和PEG-mIL-10都是剂量可滴定的。任何给定剂量的PEG-mIL-10都比mIL-10更有效(表7)。当平均肿瘤体积是84-90mm3时，从植入之后第17天开始，每日治疗两次。治疗组由每组14个小鼠组成，对照组在每组中具有8个小鼠。Tris和Hepes缓冲液分别是mIL-10和PEG mIL-10的对照物。
表7：研究06-M175-1103。在BALB/c小鼠中，mIL-10和PEG-mIL-10可以以剂量依存方式降低4T1乳房癌瘤的原发肿瘤大小(mm3).
  植入之后的天数   17   21   24   27   30   34   38   42
  Tris赋形剂对照物   90   184   288   448   560   861   1126   1248
  Hepes赋形剂对照物   90   215   344   476   658   940   1261   1520
  PEG-mIL-10(0.5mg/kg)   86   107   117   129   150   165   204   195
  PEG-mIL-10(0.1mg/kg)   84   112   142   152   224   256   286   356
  PEG-mIL-10(0.01mg/kg)   85   140   200   240   288   462   627   773
  PEG-mIL-10(0.001mg/kg)   88   168   239   262   373   532   729   942
  mIL-10(1.0mg/kg)   85   117   168   207   256   350   446   497
  mIL-10(0.1mg/kg)   84   136   180   251   337   424   641   704
  mIL-10(0.01mg/kg)   86   121   165   231   331   436   631   809
[0074]在携带PDV6鳞状细胞癌的小鼠中，PEG-mIL-10和mIL-10的剂量滴定表明，原发肿瘤的控制对于mIL-10和PEG-mIL-10两者都是剂量可滴定的，但是任何给定剂量的PEG-mIL-10比mIL-10都更有效(表8)。高剂量PEG-mIL-10治疗可导致接近100％的肿瘤衰退，并且随后对再攻击具有抗性(表9)。当平均肿瘤容积是107-109mm3时，从植入之后第23天开始，每日治疗两次，并且对于所有的mIL10治疗组和0.01mg/kg PEG mIL-10治疗组，继续治疗至第55天。当看到100％肿瘤衰退时，在第48天终止0.1mg/kg PEG-mIL-10治疗，同时治疗其余组，直到第51天为止。治疗组由每组10个小鼠组成，而每个赋形剂对照组含有6个小鼠。Tris和Hepes缓冲液分别是mIL-10和PEG mIL-10的赋形剂对照物。初始植入之后第85天和最后PEG-mIL10治疗之后4周进行再植入。每组有10个小鼠。
表8：研究06-M52-1106。在C57Bl6/J小鼠中，mIL-10和PEG-mIL-10可以以剂量依赖性方式降低PDV6鳞状细胞癌的肿瘤大小(mm3).
  植入之后的天数   23   27   30   33   36   40   43   47   51   55
  Tris赋形剂对照物   111   179   232   318   412   493   635   848   958
  Hepes赋形剂对照物   107   210   293   433   541   653   712   761   986
  PEG-mIL-10(0.1mg/kg)   108   99   55   31   17   11   3   1   1   1
  PEG-mIL-10(0.01mg/kg)   107   131   92   97   95   114   119   123   183   228
  PEG-mIL-10(0.001mg/kg)   109   191   191   241   327   455   535
  mIL-10(1.0mg/kg)   107   129   144   143   124   87   51   36   52   75
  mIL-10(0.1mg/kg)   107   85   85   88   117   121   130   143   182   217
  mIL-10(0.01mg/kg)   107   120   150   146   196   244   262   263   249   250
表9：研究06-M52-1106。PEG-mIL-10治疗3周之后，在没有额外治疗的情况下，已经清除PDV6鳞状细胞癌肿瘤的C57Bl/6J小鼠对再植入具有抗力.
植入之后的天数 0 16 21 28 36 49   肿瘤阳性的小鼠％
  赋形剂对照物  0   113   145   188   418   761   100
  PEG-mIL-10(0.1mg/kg)  0   0.3   0   7   16   47   10
VII.肺转移病变研究
[0075]在4T1乳房癌瘤模型中，肺切除之后，宏观地确定肺转移病变(表10)，或在培养之后，通过统计肺转移菌落来确定肺转移病变(表11)，如下列所描述：Current Protocols in Immunology(Section 20.2.4)JohnWiley and Sons，Inc.，New York；Harlow和Lane(1999)。简要地说，将从携带4T1肿瘤的小鼠中所采集的肺切碎，并且用胶原酶/弹性酶混合物消化，而后在有限稀释试验中、在含有6-硫代鸟嘌呤的介质中培养。仅仅4T1细胞是耐6-硫代鸟嘌呤的，并且可以通过统计培养10-14天之后的菌落数目来定量。当平均肿瘤容积是84-90mm3时，从植入之后第17天开始，每日治疗两次。Tris和Hepes缓冲液分别是mIL-10和PEGmIL-10的对照物。用每个肺所培养的转移性菌落的数目来测定肺转移病变。
表10：研究05-M52-496。从植入之后第19天开始，用mIL-10和PEG-mIL-10治疗2周，可以降低4T1乳房癌瘤的转移病变(以每个小鼠的肺转移病变的数目的形式测定)
  接种之后33天的肺转移病变   赋形剂对照物   mIL-10   PEG-mIL-10
  小鼠#1   7   0   0
  小鼠#2   7   0   0
  小鼠#3   7   0   0
  小鼠#4   8   0   0
  小鼠#5   20   4   0
表11：研究06-M175-1103。在BALB/c小鼠中，mIL-10和PEG-mIL-10可以以剂量依存方式降低4T1乳房癌瘤的肺转移病变.
Figure A20078004099700301
[0076]给予携带4T1乳房癌瘤的小鼠PEG-mIL-10或IL-10，可以降低转移病变的速度、提高CD8T细胞的渗透、和免疫刺激细胞因子的表达，如定量的RT-PCR所测定(表12和13)。由一些肿瘤的代表性截面来统计渗透CD8+T细胞的数目，对CD8表面标记物将该肿瘤进行免疫组织化学染色，并通过用抗CD3和抗TCRαβ抗体染色来证实。
表12：在4T1癌瘤中，IL-10和PEG mIL-10引起CD8+T细胞渗透
  对照物   IL-10   PEG-IL-10
  CD8+细胞/区域的平均数   6.4   25.8   39.2
[0077]在炎性细胞因子的诱导方面，PEG-mIL-10比IL-10更有效。将源于均化肿瘤样品的全部RNA进行提取，并且进行反转录，如先前所描述(参见例如，Homey等人，(2000)J.Immunol.164：3465-3470)。对于细胞因子的表达，通过荧光5′-核酸酶PCR试验来定量分析互补DNA(参见例如，Holland等人，(1991)Proc.Natl.Acad.Sci.88：7276-7280)。在40个循环期间，利用ABI PRISM 7700序列检测系统(Applied Biosystems)连续地测定具体PCR产物。将测定值相对于泛素进行归一化。对Log-转换数据进行Kruskal-Wallis统计分析(中值方法)。表达水平(log转换)相当于在肿瘤样品中表达的炎性细胞因子的量，因此，表达水平(log转换)越高，在肿瘤样品中被表达的炎性细胞因子的量就越大。
表13：给予剂量之后24小时，给予的PEG-mIL-10可在4T1癌瘤中引起持续水平的炎性细胞因子
  细胞因子   对照物   IL-10   PEG-mIL-10
  IFNγ   36.04   68.51   98.96
  IL-4   7.77   13.13   40.32
  IL-6   43.64   50.59   111.98
  IL-10   9.94   41.62   106.16
  RANK-配体   19.14   36.13   46.08
V.免疫细胞的消耗
[0078]通过抗体介导的消除作用，消耗CD4+和CD8+T细胞。为了该目的，每周注入250ug CD4或CD8特异抗体。使用FACS和IHC分析证实细胞消耗。
[0079]在B细胞缺乏的BALB/c小鼠(C.129-Igh-6tm1Cgn)中，用CD4抗体消耗CD4+T细胞，可在肿瘤中抑制PEG-hIL-10的功能(表14)。
表14：肿瘤植入8天之后开始用PEG-hIL-10治疗，在B细胞缺乏的BALB/c小鼠(C.129-Igh-6tm1Cgn)中消耗CD4之后，未能降低CT-26结肠癌瘤的肿瘤大小(mm3)。
  植入之后的天数   8   10   13   19   27
  PBS   173   322   391   841   1979
  PEG-hIL-10   184   276   251   602   1332
[0080]CD8T细胞的消耗完全抑制了PEG mIL-10对同系基因肿瘤的效果(表15)。
表15：肿瘤植入8天之后开始用PEG-hIL-10治疗，在B细胞缺乏的BALB/c小鼠中消耗CD8之后，未能降低CT-26结肠癌瘤的肿瘤大小(mm3)。
  植入之后的天数   8   10   13   19   27
  PBS   151   335   584   1434   2746
  PEG-hIL-10   226   575   1047   2449   4799
VI.组合治疗
[0081]可以与已知的化学治疗剂组合给予PEG-IL-10。化学疗法可以在给予PEG-IL-10之前、与其同时、或在其之后给予。化学治疗的例子和剂量范围提供于表16中。
表16：化学疗法的剂量范围
  化学治疗剂   剂量范围
  替莫唑胺   5mgs-250mgs
  吉西他滨   200mgs-1gm
  多柔比星   1mg/m2-50mg/m2
  干扰素-α   1μg/kg-300μg/kg
[0082]共同给予PEG-IL-10可以容许使用更低、更小毒害量剂的化学治疗，由此避免已知的副作用。
[0083]本文中引入的所有引用是以同样的程度被引入的，如同每个单一的出版物或专利申请是具体地和单独地注明被引入作为参考那样。
[0084]在不背离本发明的精神和范围的条件下，可以进行许多修饰和变化，这对本领域技术人员是显而易见的。本文中描述的具体实施方案仅仅用于举例说明，本发明由附加权利要求的条款、以及这种权利要求所授权的等效内容的完整范围来加以限制；本发明不受本文中作为实例已经存在的具体实施方案的限制。

Claims (23)

1.抑制或降低肿瘤或癌的生长的方法，该方法包括使肿瘤与有效量的PEG化的白细胞间介素-10(PEG-IL-10)接触。
2.权利要求1的方法，其中PEG-IL-10包括甲氧基-PEG-醛(PALD-PEG)连接基。
3.权利要求1的方法，其中PEG-IL-10抑制肿瘤或癌的生长。
4.权利要求1的方法，其中PEG-IL-10降低肿瘤或癌的大小。
5.权利要求1的方法，其中当与非PEG化的IL-10相比时，PEG-IL-10提高CD8+T细胞进入肿瘤的渗透性。
6.权利要求1的方法，其中PEG-IL-10提高至少一种炎性细胞因子的表达。
7.权利要求6的方法，其中炎性细胞因子选自IFNγ、IL-4、IL-6、IL-10和RANK-配体(RANK-L)。
8.权利要求1的方法，其中PEG-IL-10是与至少一种化学治疗剂共同给予的。
9.权利要求8的方法，其中化学治疗剂是表16中的化学治疗剂中的至少一种。
10.权利要求1的方法，其中肿瘤或癌选自结肠癌、卵巢癌、乳腺癌、黑素瘤、肺癌、恶性胶质瘤和白血病。
11.治疗患有癌或肿瘤的患者的方法，该方法包括给予患者有效量的PEG-IL-10。
12.权利要求11的方法，其中PEG-IL-10包括甲氧基-PEG-醛(PALD-PEG)连接基。
13.权利要求11的方法，其中PEG-IL-10抑制癌或肿瘤的生长。
14.权利要求11的方法，其中PEG-IL-10降低肿瘤或癌的大小。
15.权利要求11的方法，其中当与非PEG化的IL-10相比时，PEG-IL-10提高CD8+T细胞进入肿瘤的渗透性。
16.权利要求11的方法，其中PEG-IL-10提高至少一种炎性细胞因子的表达。
17.权利要求16的方法，其中炎性细胞因子选自IFNγ、IL-4、IL-6、IL-10和RANK-L。
18.权利要求11的方法，其中PEG-IL-10是与至少一种化学治疗剂共同给予的。
19.权利要求18的方法，其中化学治疗剂是表16中的化学治疗剂中的至少一种。
20.权利要求11的方法，其中PEG-IL-10降低癌或肿瘤的转移病变。
21.权利要求11的方法，其中肿瘤或癌选自结肠癌、卵巢癌、乳腺癌、肺癌、黑素瘤、恶性胶质瘤和白血病。
22.权利要求11的方法，其中患者是人。
23.权利要求22的方法，其中PEG-IL-10是人的PEG-IL-10(PEG-hIL-10)。
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