CN109045289A - 疫苗接种和抑制pd-1途径的组合 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及疫苗/抑制剂组合,其包含RNA疫苗和一种组合物,所述RNA疫苗包含至少一种RNA,所述RNA包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框(ORF),所述组合物含有至少一种PD‑1途径抑制剂(优选针对PD‑1受体或其配体PD‑L1和PD‑L2)。本发明还涉及包含所述疫苗/抑制剂组合的组分的药物组合物和多个组分的试剂盒。另外,本发明涉及所述疫苗/抑制剂组合、包含所述疫苗/抑制剂组合的所述药物组合物和所述多个组分的试剂盒的医学应用,特别用于预防或治疗肿瘤或癌症疾病或传染病。此外,本发明涉及RNA疫苗与PD‑1途径抑制剂联合在治疗中的应用以及PD‑1途径抑制剂与RNA疫苗联合在治疗中的应用。
Description
本申请是2014年2月21日提交的发明专利申请201480009949.6的分案申请。
本发明涉及疫苗/抑制剂组合,其包含RNA疫苗和一种组合物,所述RNA疫苗包含至少一种RNA,所述RNA包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框(ORF),所述组合物含有至少一种PD-1途径抑制剂(优选针对PD-1受体或其配体PD-L1和PD-L2)。本发明还涉及包含所述疫苗/抑制剂组合的药物组合物和多个组分的试剂盒。另外,本发明涉及所述疫苗/抑制剂组合、包含所述疫苗/抑制剂组合的所述药物组合物和所述多个组分的试剂盒的医学应用,特别是用于预防或治疗肿瘤或癌症疾病或传染病。此外,本发明涉及RNA疫苗与PD-1途径抑制剂联合在治疗中的应用以及PD-1途径抑制剂与RNA疫苗联合在治疗中的应用。
传统上,癌症免疫疗法集中在通过接种或过继细胞免疫疗法刺激免疫系统,从而引发抗肿瘤应答。这种方法是基于这样的假设:肿瘤细胞表达抗原性靶标,而抗肿瘤T细胞没有被充分激活。因此,为了避开这一问题,主要是尝试通过刺激关键的正的共免疫性和先天性免疫途径(诸如CD28,CD154和TLR受体)而增加这些抗原性靶标的识别。
最近以来,已经清楚免疫系统确实识别肿瘤抗原,但是尽管存在肿瘤抗原,却保持静止。这一观察产生这样的假说:存在限制或者甚至关闭抗肿瘤应答的特异性的抑制性机制。当发现负调节性T细胞表面分子在活化的T细胞中被上调,从而减弱其活性,导致较不有效的肿瘤细胞杀伤时,这一假说得以证实。这些抑制性分子由于其与T细胞共刺激性分子CD28的同源性而被称为负的共刺激性分子。这些蛋白,也称为免疫关卡蛋白(immunecheckpoint proteins),在多个途径中起作用,包括早期激活信号的减弱,正的共刺激的竞争和抗原呈递细胞的直接抑制(Bour-Jordan等,2011.Immunol Rev.(免疫学综述)241(1):180-205;PMID:21488898)。该蛋白家族的一个成员是程序性死亡-1(PD-1)及其配体B7-H1/PD-L1(CD274)和B7-DC/PD-L2(CD273)。
PD-1在活化的T和B细胞上表达以及在参与调节免疫激活与耐受性之间的平衡的单核细胞上表达。PD-1的主要作用是在针对感染的炎性应答过程中限制周围的T细胞活性和限制自身免疫性。该调节的基础是PD-1配体B7-H1/PD-L1和B7-DC/PD-L2响应多种促炎性细胞因子被上调,并且可以结合发炎组织中活化的T细胞上的PD-1,由此限制免疫应答。PD-1基因的缺失导致自身免疫性并发症,例如,狼疮样症状(Nishimura等,1999.Immunity(免疫性)11(2):141-51;PMID:10485649)。
另外,发现在多种不同的肿瘤类型中,B7-H1/PD-L1通常被上调,其中其通过与肿瘤浸润淋巴细胞上的PD-1结合而抑制局部的抗肿瘤T细胞应答。例如,证明PD-L1在头颈鳞状细胞癌的肿瘤免疫侵入过程中起作用(Dong等,2002.Nat Med.(自然医学)8(8):793-800)。作者表明B7-H1/PD-L1在通常为B7-H1/PD-L1阴性的肿瘤中的受迫表达抑制其免疫消除,并且抗体阻断恢复抗肿瘤应答。此外,表明多种人类肿瘤,如肺癌、卵巢癌和结肠癌,相对于其正常的组织对应部分上调B7-H1/PD-L1。总之,这些观察提示利用PD-1途径的阻断进行癌症免疫治疗(Zitvogel和Kroemer,2012.Oncoimmunology(肿瘤免疫学)1,1223-1125)。
在这一情形中,US2010/0055102记述了PD-1拮抗剂用于增加哺乳动物中的T细胞免疫应答的应用。
最近,已经报道了使用针对PD-1受体及其配体PD-L1的免疫关卡抑制剂(ICIs)的第一临床试验。在具有难治性转移性实体瘤的患者中进行了使用抗-PD-1单克隆抗体BMS-936558的第一I期试验。在患有黑素瘤(melanoma)、肾癌(renal carcinoma)、结肠直肠癌(colorectal cancer)和非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)的患者中观察到临床活性。可以显示PD-L1在多种癌症中过表达,并且通常与差的预后相关。此外,PD-L1在治疗前活组织检查中的肿瘤细胞表面的表达形成潜在的应答生物标记,这与途径生物学一致(Brahmer等,2010.J Clin Oncol.(临床肿瘤学杂志)28(19):3167-75;PMID:20516446)。
另一项使用BMS-936558的临床研究在大约四分之一至五分之一的患有非小细胞肺癌、黑素瘤或肾细胞癌的患者中产生目标应答;不利事件模式似乎不排除其应用。初步的数据表明PD-L1在肿瘤细胞上的表达与目标应答之间的关系(Topalian等,2012.N Engl JMed.(新英格兰医学杂志)366(26):2443-54;PMID:22658127)。
此外,使用抗-PD-L1抗体BMS-936559的I期研究在具有晚期癌症(包括非小细胞肺癌、黑素瘤和肾细胞癌)的患者中诱导了持久的肿瘤消退(目标应答率为6-17%)和延长的疾病稳定性(24周的稳定率为12-41%)。具体地,在52名患有黑素瘤的患者中的9名中,17名患有肾细胞癌的患者中的2名中,49名患有非小细胞肺癌的患者中的5名中和17名患有卵巢癌的患者中的1名中观察到目标应答(完全的或部分的应答)(Brahmer等2012.N Engl JMed.(新英格兰医学杂志)366(26):2455-65;PMID:22658128)。
然而,在这些研究中(例如,肺癌和前列腺癌),仅可能证明一些癌症的相对低的针对PD-1途径关卡抑制剂的应答。在更近的研究中,已经在临床前模型中评价了与PD-1途径关卡抑制剂的组合。
例如,研究报道了使用PD-1配体siRNA与靶抗原mRNA的组合产生树突细胞(DC)疫苗。这些负载有抗原mRNA的PD-L1-沉默的DC’s增加来自移植癌症患者的离体抗原特异性CD8+T细胞应答(Hobo等2013.Cancer Immunol Immunother.(癌症免疫学和免疫治疗)62(2):285-97;PMID:22903385)。
类似地,Dai等表明,针对树突细胞的慢病毒载体(DCLV)系统(其编码人免疫缺陷病毒(HIV)-1 Gag蛋白)与通过抗-PD-L1抗体阻断PD-1/PD-1配体(PD-L)抑制性信号组合,在DCLV免疫后,产生增强的HIV-1 Gag-特异性CD8+免疫应答(Dai等2012.Mol Ther.(分子治疗)20(9):1800-9;PMID:22588271)。
另一项研究检验了重组慢载体(rLV)接种与PD-1和PD-L1阻断抗体的组合。组合阻断抗体与rLV接种延迟肿瘤生长,但是不足以诱导已建立的肿瘤的完全排斥(Sierro等2011.Eur J Immunol.(欧洲免疫学杂志);41(8):2217-28;PMID:21538347)。
另外,WO2008/11344公开了通过组合基于DNA的编码抗原或治疗性蛋白的重组腺病毒构建体(rAAV)与编码PD-1信号传导的调节剂的核酸,特别是对PD-L1基因特异性的siRNA、反义RNA或核酶来调节免疫应答。
在这一情形中,还研究了可溶性PD-1蛋白与抗原性蛋白片段的融合(WO2012/062218)。
另一项临床前研究报道组合阻断CTLA-4-和PD-1-负的共刺激性受体在适当的疫苗的情形中导致协同水平的肿瘤排斥(Curran等,2010.Proc Natl Acad Sci USA(美国国家科学院学报)107(9):4275-80;PMID:20160101)。将预先移植B16黑素瘤细胞的小鼠用辐照的表达GM-CSF(Gvax)或Flt3-配体(Fvax)的B16黑素瘤细胞接种,与负的T细胞共刺激受体细胞毒性T-淋巴细胞抗原-4(CTLA-4)、程序性死亡-1(PD-1)及其配体PD-L1的抗体阻断组合。在Gvax的情形中,任意单个共抑制性受体的阻断和任意组合的阻断都没有导致大于20%的存活。使用Fvax,阻断PD-L1(8%的存活)、CTLA-4(10%的存活)或PD-1(25%的存活)表现出适度的治疗益处。然而,仅有CTLA-4和PD-1的组合阻断在50%的小鼠中导致肿瘤排斥,并且进一步加入抗-PD-L1抗体使该比率增加至65%。总之,与B16黑素瘤细胞疫苗联合,只有与PD-1阻断组合的CTLA-4-阻断在促使B16黑素瘤的排斥中具有显著的作用。阻断单个的抑制性受体(PD-1或CTLA-4)导致未被阻断的途径的上调。因此,该研究表明同时阻断多个负的共刺激性受体可能是使得肿瘤-浸润T细胞有效所必需的。此外,基于他们在B16黑素瘤模型中的临床前数据,作者提议组合这些试剂可能在驱动肿瘤排斥中具有协同作用,但是他们评论说,在临床中组合多种共抑制性阻断抗体应该非常谨慎地进行。
Mkrtichya等另外报道通过使用与肿瘤疫苗(HPV16-E7肽疫苗)组合的抗-PD-1抗体(CT-011)(伴有低剂量的环磷酰胺(CPM)的Treg-细胞消耗)的协同性抗原特异性免疫应答。但是,只有这3种治疗的组合导致完全的肿瘤消退(Mkrtichya等2011.Eur J Immunol.(欧洲免疫学杂志)41(10):2977-86;PMID:21710477)。
另一份检验PD-L1抑制对肿瘤生长的影响的报道表明,系统施用抗-PD-L1抗体加黑素瘤肽-脉冲的树突细胞(DCs)产生更高数量的黑素瘤肽-特异性的CD8+T细胞,但是该组合不足以延缓已建立的B16黑素瘤的生长。尽管另外的机体辐照延缓肿瘤生长,但是抗原-特异性的CD8+T细胞的进一步的过继转移是实现所治疗的小鼠的肿瘤消退和长期存活所需要的(Pilon-Thomas等2010.J Immunol.(免疫学杂志)1;184(7):3442-9;PMID:20194714)。
在临床前研究中,Fotin-Mleczek等表明基于mRNA的肿瘤疫苗与针对CTLA4受体的抗体的有益组合减弱T细胞的信号传导(Fotin-Mleczek等,2012.J Gene Med.(基因医学杂志)14(6):428-39;PMID:22262664)。
总之,免疫关卡抑制剂的使用似乎代表了一种用于改善的癌症免疫治疗的有希望的方法。然而,疫苗与单个ICI的组合通常不导致所希望的免疫治疗的改善,并且靶向多种负的共刺激性受体的ICIs的组合临床应用或ICIs与其他治疗的组合可能诱导临床并发症,例如,诱导自身免疫疾病。
因此,本发明的目的是提供用于基于ICIs、特别是基于PD-1途径抑制剂的治疗,尤其是用于肿瘤、癌症和/或传染病的治疗的安全且有效的方式。
通过所要求的主题解决作为本发明基础的目的。具体地,本发明的目的通过提供疫苗/抑制剂组合而得以解决,所述疫苗/抑制剂组合包含作为疫苗的含有至少一种RNA(包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框)的RNA疫苗和作为抑制剂的PD-1途径抑制剂,优选针对PD-1受体或其配体PD-L1和/或PD-L2。此外,所述目的通过包含所述疫苗/抑制剂组合或其各种组分的药物组合物或多个组分的试剂盒得以解决。另外,所述目的通过RNA疫苗与ICIs、特别是PD-1途径抑制剂的组合得以解决,所述组合用于治疗肿瘤或癌症疾病或传染病的方法。
为了清楚和易读的目的,提供下述定义。关于这些定义提及的任何技术特征都可以在本发明的每一个实施方案中得到。另外的定义和解释可以在这些实施方案的情形中具体提供。
免疫应答:免疫应答可以典型地是对特定抗原的适应性免疫系统的特异反应(所谓的特异或适应性免疫应答)或先天免疫系统的非特异反应(所谓的非特异或先天免疫应答)。本质上,本发明与适应性免疫系统的特异性反应(适应性免疫应答)相关。然而,这种特异性应答可以得到另外的非特异性反应(先天性免疫应答)的支持。因此,本发明还涉及用于同时刺激先天性和适应性免疫系统以激发有效的适应性免疫应答的化合物、组合物或组合。
免疫系统:免疫系统可以保护生物体免受感染。如果病原体成功通过生物体的物理屏障并进入该生物体,先天免疫系统提供立即、但非特异的应答。如果病原体避开了该先天性应答,则脊椎动物拥有第二层保护,即适应性免疫系统。这里,免疫系统在感染过程中适应其应答以改善其对病原体的识别。病原体被消除之后,此种改善的应答随后以免疫记忆的形式保留,并且允许适应性免疫系统每次遭遇病原体时发起更快速和更强烈的攻击。据此,免疫系统包含先天和适应性免疫系统。这两部分的每个典型地含有所谓的体液和细胞组分。
适应性免疫应答:适应性免疫应答典型地理解为免疫系统的抗原特异性应答。抗原特异性允许产生针对特定的病原体或病原体感染的细胞定制的应答。在体内通常由“记忆细胞”保留建立(mount)这些定制的应答的能力。如果病原体感染机体超过一次,则这些特异性的记忆细胞通常迅速将其消除。在该情形中,适应性免疫应答的第一步是通过抗原呈递细胞激活首次免疫的抗原-特异性T细胞或能够诱导抗原特异性免疫应答的不同的免疫细胞。这发生在首次免疫的T细胞经常从中通过的淋巴样组织和器官中。可以作为抗原呈递细胞的三种细胞类型为树突细胞、巨噬细胞和B细胞。这些细胞中的每一种具有不同的引发免疫应答的功能。树突细胞可以通过吞噬作用和大胞饮吸收抗原,并且可以通过例如与外源抗原接触而被刺激,从而迁移到局部淋巴样组织,它们在此处分化为成熟的树突细胞。巨噬细胞摄取微粒抗原,诸如细菌,并且由传染性试剂或其他适当的刺激诱导而表达MHC分子。B细胞特有的通过其受体结合可溶性蛋白抗原并使其内在化的能力对于诱导T细胞也可能是重要的。MHC-分子典型地负责将抗原呈递到T细胞。在其中,呈递MHC分子上的抗原导致T细胞的激活,其诱导其增殖并分化为武装效应T细胞。效应T细胞最重要的作用是通过CD8+细胞毒性T细胞杀伤感染的细胞和通过Th1细胞激活巨噬细胞,这共同组成细胞-介导的免疫性,以及通过Th2和Th1细胞二者激活B细胞,从而产生不同种类的抗体,由此驱动体液免疫应答。T细胞通过其T细胞受体识别抗原,所述T细胞受体不直接识别并结合抗原,相反,而是识别与在其他细胞表面上的MHC分子结合的短肽片段,例如,病原体来源的蛋白抗原的短肽片段,例如,所谓的表位。
适应性免疫系统:适应性免疫系统基本上致力于消除或防止病原性生长。其典型地通过为脊椎动物免疫系统提供识别并记忆特定病原体(以产生免疫性)并且在每次遇到所述病原体时建立更强的攻击的能力而调节适应性免疫应答。由于体细胞高度突变(加速的体细胞突变过程)和V(D)J重组(抗原受体基因片段的不可逆的遗传重组),该系统是高度适应性的。这种机制允许少量的基因产生巨大数量的不同的抗原受体,然后其在每个个体淋巴细胞上独特地表达。由于基因重排导致每种细胞的DNA中的不可逆的改变,则该细胞的所有后代(子代)都将遗传编码相同受体特异性的基因,包括记忆B细胞和记忆T细胞,它们是长久的特异性免疫性的关键。
细胞免疫性/细胞免疫应答:细胞免疫性典型地涉及巨噬细胞、天然杀伤细胞(NK)、抗原特异性细胞毒性T淋巴细胞的激活以及响应抗原的各种细胞因子的释放。在更一般的方式中,细胞免疫性不基于抗体而是基于免疫系统细胞的激活。典型地,细胞免疫应答可能特征在于,例如,激活抗原特异性细胞毒性T淋巴细胞,其能够在其表面上展示外源抗原表位的细胞(例如特定的免疫细胞如树突细胞或其他细胞)中诱导凋亡。所述细胞可以是病毒感染的或细胞内细菌感染的,或是展示肿瘤抗原的癌细胞。进一步的特征可以是激活巨噬细胞和天然杀伤细胞,使它们能够破坏病原体,并且能够刺激细胞分泌影响适应性免疫应答和先天性免疫应答所涉及的其他细胞的功能的多种细胞因子。
体液免疫性/体液免疫应答:体液免疫性典型地是指抗体产生和任选地伴随抗体产生的辅助过程。例如,体液免疫应答可以典型地特征在于,Th2激活和细胞因子产生,生发中心形成和同种异型转换,亲和力成熟和记忆细胞产生。体液免疫性还典型地可以指抗体的效应子功能,其包括病原体和毒素中和作用,经典补体激活和吞噬作用及病原体消除的调理促进。
先天性免疫系统:先天性免疫系统(也称为非特异性(non-specific或unspecific)免疫系统)典型地包括以非特异性方式保护宿主防御其他生物体的感染的细胞和机制。这意指先天性系统的细胞以一般方式识别病原体并且针对其应答,但是与适应性免疫系统不同,其不赋予宿主长久的或保护性的免疫性。例如,先天性免疫系统可以被Toll-样受体(TLRs)的配体或其他辅助性物质激活,所述其他辅助性物质如脂多糖,TNF-α,CD40配体,或细胞因子,单核因子,淋巴因子,白介素或趋化因子,IL-1,IL-2,IL-3,IL-4,IL-5,IL-6,IL-7,IL-8,IL-9,IL-10,IL-11,IL-12,IL-13,IL-14,IL-15,IL-16,IL-17,IL-18,IL-19,IL-20,IL-21,IL-22,IL-23,IL-24,IL-25,IL-26,IL-27,IL-28,IL-29,IL-30,IL-31,IL-32,IL-33,IFN-α,IFN-β,IFN-γ,GM-CSF,G-CSF,M-CSF,LT-β,TNF-α,生长因子和hGH,人Toll-样受体TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10的配体,鼠Toll-样受体TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10、TLR11、TLR12或TLR13的配体,NOD-样受体的配体,RIG-I样受体的配体,免疫刺激性核酸,免疫刺激性RNA(isRNA),CpG-DNA,抗菌剂或抗病毒剂。本发明所述的疫苗/抑制剂组合、药物组合物或多个组分的试剂盒可以包含一种或多种所述物质。典型地,先天性免疫系统的应答包括通过产生化学因子招募免疫细胞至感染部位,所述化学因子包括称为细胞因子的专门的化学调节剂;激活补体级联;通过专门的白血细胞识别并且去除器官、组织、血液和淋巴中存在的外源物质;激活适应性免疫系统;和/或作用为针对传染剂的物理和化学屏障。
佐剂/佐剂组分:佐剂或佐剂组分广义上典型地是可以改良(例如增强)其它试剂(如药物或疫苗)的效果的药剂和/或免疫剂。将在广义上解释它并且指广谱的物质。典型地,这些物质能够增加抗原的免疫原性。例如,佐剂可以被先天免疫系统识别,并且,例如可以引起先天免疫应答。“佐剂”典型地不引起适应性免疫应答。在这个程度上,“佐剂”不算抗原。其作用模式不同于由导致适应性免疫应答的抗原引发的效果。
抗原:在本发明的情形中,“抗原”典型地指可以被免疫系统,优选被适应性免疫系统识别,并能够例如通过形成作为适应性免疫应答的部分的抗体和/或抗原-特异T细胞而引发抗原-特异免疫应答的物质。典型地,抗原可以是或可以包含含有至少一个表位并且可以被MHC呈递到T细胞的肽或蛋白。在本发明的意义中,抗原可以是所提供的RNA、优选本文定义的mRNA翻译的产物。在这一情形中,肽和蛋白的包含至少一个表位的片段、变体和衍生物也理解为抗原。在本发明的情形中,特别优选本文定义的肿瘤抗原和病原体抗原。
表位:表位(也称为'抗原决定簇')可以区分为T细胞表位和B细胞表位。本发明情形内的蛋白的T细胞表位或部分可以包含片段,所述片段优选具有约6至约20或甚至更多个氨基酸的长度,例如如由I类MHC分子加工和呈递的片段,优选具有约8至约10个氨基酸,例如8、9或10个(或甚至11或12个氨基酸)的长度,或由II类MHC分子加工和呈递的片段,优选具有约13或更多个氨基酸,例如13、14、15、16、17、18、19、20或甚至更多个氨基酸的长度,其中这些片段可以选自氨基酸序列的任何部分。这些片段典型地以由肽片段和MHC分子组成的复合物形式被T细胞识别,即所述片段典型地不以其天然形式被识别。B细胞表位典型地是位于如本文限定的(天然)蛋白或肽抗原的外表面的片段,优选具有5至15个氨基酸,更优选具有5至12个氨基酸,甚至更优选具有6至9个氨基酸,其可以被抗体识别,即以其天然形式被抗体识别。
此外,蛋白或肽的此种表位可以选自任何本文提到的此种蛋白或肽的变体。在此种情况下,抗原决定簇可以是由如本文限定的蛋白或肽氨基酸序列不连续的,但在三维结构中汇集在一起的本文定义的蛋白或肽的片段构成的构象或不连续表位或是由单一多肽链构成的连续或线性表位。
疫苗:疫苗典型地理解为提供至少一种抗原,优选免疫原的预防或治疗性物质。“提供至少一种抗原”意指,例如,疫苗包含所述抗原,或者疫苗包含例如编码所述抗原的分子或含有所述抗原的分子。例如,疫苗可以包含核酸,如RNA(例如RNA疫苗),其编码包含所述抗原的肽或蛋白。所述抗原或免疫原可以源自任何适于接种的物质。例如,所述抗原或免疫原可以源自病原体,如源自细菌或病毒颗粒等,或源自肿瘤或癌症组织。所述抗原或免疫原刺激机体的适应性免疫系统以提供适应性免疫应答。在本发明的情形中,疫苗优选地不包含细胞,如树突细胞或癌症细胞,例如,B16黑素瘤细胞。此外,在本发明的情形中,疫苗优选地不由肽抗原如肽肿瘤抗原组成。在本发明的情形中,疫苗优选地是RNA疫苗。
RNA疫苗:RNA疫苗在本文中定义为包含至少一种含有至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框(ORF)的RNA分子的疫苗。在本发明的情形中,疫苗所包含的所述至少一种RNA分子优选是分离的RNA分子。该至少一种RNA优选是病毒RNA、自我复制的RNA(复制子)或更优选是mRNA。本文还包括RNA/DNA杂合体,其意指RNA疫苗的至少一种RNA分子部分由核糖核苷酸组成部分由脱氧核糖核苷酸组成。在该情形中,RNA疫苗的至少一种RNA由至少50%的核糖核苷酸组成,更优选至至少60%,70%,80%,90%,更优选至100%的核糖核苷酸组成。在该情形中,RNA疫苗的至少一种RNA还可以作为复合的RNA或mRNA、作为病毒颗粒和作为本文定义的复制子颗粒提供。在本发明的情形中,RNA疫苗所包含的至少一种RNA优选不存在在细胞中,如不存在在树突细胞或癌症细胞中,例如,不存在在B16黑素瘤细胞中。此外,特别优选的是,本发明的RNA疫苗不包含或不由慢病毒载体组成,特别不是树突细胞-引导的慢病毒载体,或(重组)腺病毒/腺伴随病毒载体((r)AAV载体)。优选地,本发明的RNA疫苗不是HIV疫苗。特别地,优选本发明的RNA疫苗不包含编码一种或多种抗原的AAV或慢病毒载体。此外,本发明的RNA疫苗可以优选地不编码HIV-特异性抗原,例如,Gag蛋白,特别不是编码HIV特异性抗原(如Gag)的慢病毒载体。优选地,本发明的RNA疫苗不包含PD1蛋白和抗原性蛋白的融合蛋白或PD1蛋白与免疫球蛋白或其部分的融合蛋白,并且不编码所述PD1融合蛋白。
基因接种:基因接种可以典型地理解为通过施用编码抗原或免疫原或其片段的核酸分子进行的接种。核酸分子可以施用于受试者的身体或施用于受试者的分离的细胞。当转染身体的某些细胞或当转染分离的细胞时,抗原或免疫原可以由那些细胞表达并随后呈递到免疫系统,引起适应性,即抗原特异性免疫应答。因此,基因接种典型地包含至少一个以下步骤:a)将核酸,优选如本文限定的(分离的)RNA施用给受试者,优选患者,或施用于受试者,优选患者的分离的细胞,其通常在体内或体外导致受试者细胞的转染;b)转录和/或翻译引入的核酸分子;并且任选地c)如果所述核酸未直接施用于患者,将分离、转染的细胞再施用于受试者,优选患者。
核酸:术语核酸意指任意的DNA-或RNA-分子,并且与多核苷酸同义使用。此外,本文定义的核酸的修饰或衍生物明确包含在通用术语“核酸”中。例如,PNA也包含在术语“核酸”中。
单顺反子RNA:单顺反子RNA可以典型地是RNA,优选为mRNA,其只包含一个开放阅读框。在这种情形中,一个开放阅读框是可以翻译成肽或蛋白的数个核苷酸三联体(密码子)的序列。
双/多顺反子RNA:RNA,优选mRNA,典型地可以具有两个(双顺反子)或更多个(多顺反子)开放阅读框(ORF)。在这种情形中,一个开放阅读框是可以翻译成肽或蛋白的数个核苷酸三联体(密码子)的序列。
5'-帽结构:5'帽典型地是添加在RNA分子的5'末端的修饰的核苷酸,特别是鸟嘌呤核苷酸。优选地,5'-帽使用5'-5'-三磷酸酯键添加。
多聚(C)序列:多聚(C)序列典型地是一段长的胞嘧啶核苷酸的序列,典型地约10至约200个胞苷核苷酸,优选约10至约100个胞苷核苷酸,更优选地约10至约70个胞苷核苷酸或甚至更优选地约20至约50个或甚至约20至约30个胞苷核苷酸。多聚(C)序列可以优选地位于核酸所包含的编码区的3'。
多聚(A)尾:多聚(A)尾也称为“3'-多聚(A)尾”,典型地是添加在核酸序列、优选mRNA的3'端的一段多至约400个腺苷核苷酸的长的腺嘌呤核苷酸序列,例如,约25至约400个,优选约50至约400个,更优选约50至约300个,甚至更优选约50至约250个,最优选约60至约250个腺苷核苷酸。多聚(A)尾可以优选地位于核酸、例如mRNA所包含的编码区的3'。
稳定的核酸:稳定的核酸典型地可以基本上抵抗体内降解(例如,被外切或内切核酸酶降解)和/或离体降解(例如,通过疫苗施用之前的制备过程,例如,在制备要施用的RNA疫苗溶液的过程中)。例如,RNA特别是mRNA的稳定可以通过提供5'-帽结构、多聚(A)尾、多聚(C)尾和/或任意其他的UTR修饰而实现。其还可以通过核酸的主链修饰、糖修饰、碱基修饰和/或G/C含量改变而实现。在本发明的情形中可以考虑多种其他方法。
核酸的修饰(修饰的核酸):核酸分子特别是RNA或mRNA的修饰典型地可以包含主链修饰、糖修饰或碱基修饰。与本发明相联系的主链修饰是这样的修饰,即,核酸分子中所包含的核苷酸的主链的磷酸进行化学修饰。与本发明相联系的糖修饰是所述核酸的核苷酸的糖的化学修饰。此外,与本发明相联系的碱基修饰是所述核酸分子的核苷酸的碱基结构部分的化学修饰。因此,修饰的核酸在本文中也定义为可以包含核苷酸类似物的核酸分子。此外,核酸分子的修饰可以包含脂质修饰。所述脂质-修饰的核酸典型地包含本文定义的核酸。所述脂质-修饰的核酸分子典型地进一步包含与所述核酸分子共价连接的至少一个接头,和与各个接头共价连接的至少一个脂质。备选地,所述脂质-修饰的核酸分子包含如本文定义的至少一种核酸分子和与所述核酸分子共价连接(不用接头)的至少一个(双功能)脂质。根据第三备选方案,所述脂质-修饰的核酸分子包含如本文定义的核酸分子,与所述核酸分子共价连接的至少一个接头和与各个接头共价连接的至少一个脂质,以及还有与所述核酸分子共价连接(不用接头)的至少一个(双功能)脂质。
核酸的修饰还可以包含核酸分子(尤其是本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗的编码至少一种抗原的至少一种RNA)编码区的G/C含量的改变。在该情形中,特别优选的是,与其特定的野生型编码序列(即,未修饰的RNA)编码区的G/C含量相比,核酸分子编码区的G/C含量增加。与特定野生型mRNA的编码氨基酸序列相比,所述核酸序列的编码氨基酸序列优选不被改变。核酸分子的G/C-含量的改变,尤其是当所述核酸分子以mRNA形式存在或编码mRNA时,是基于这样的事实,即,要被翻译的任意mRNA区的序列对于该mRNA的有效翻译是重要的。因此,各种核苷酸的组成和序列是重要的。特别地,与具有增加的A(腺苷)/U(尿嘧啶)含量的序列相比,具有增加的G(鸟苷)/C(胞嘧啶)含量的序列更稳定。因此,与其野生型编码序列或mRNA相比,所述编码序列或mRNA的密码子由此是改变的,但是保留翻译的氨基酸序列,以使其包含增加量的G/C核苷酸。关于几种密码子编码同一种氨基酸(所谓的遗传密码的简并性)的事实,可以确定对稳定性最有利的密码子(所谓的替代密码子使用(alternative codon usage))。优选地,与野生型mRNA编码区的G/C含量相比,所述核酸分子(尤其是本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗的编码至少一种抗原的至少一种RNA)编码区的G/C含量增加至少7%,更优选增加至少15%,特别优选地增加至少20%。根据具体的实施方案,在编码本文定义的蛋白或肽或其片段、其变体和/或衍生物的区域中或野生型mRNA序列的全部序列或编码序列中至少5%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,更优选至少70%,甚至更优选至少80%且最优选至少90%,95%或甚至100%的可取代的密码子被取代,由此增加所述序列的G/C含量。在这一情形中,与野生型序列相比,特别优选的是使所述核酸分子(尤其是本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗的编码至少一种抗原的至少一种RNA)的G/C含量增加至最大(即,100%可取代的密码子),特别是在编码蛋白的区域中。此外,核酸(尤其是本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗的编码至少一种抗原的至少一种RNA)的修饰是基于这样的发现,即,翻译效率还取决于tRNAs在细胞中存在的不同频率。tRNAs在细胞中存在的频率,以及由此在所述细胞中的密码子应用,取决于所述细胞所来源的物种。因此,酵母细胞通常表现出与哺乳动物细胞(如人细胞)不同的密码子应用。由此,如果在核酸分子中存在增加程度的所谓的“稀少密码子”(关于各自的表达系统而言),特别是当所述核酸以mRNA形式存在或编码mRNA时,与其中存在编码相对“常见的”tRNAs的密码子的情形相比,相应的修饰的核酸分子以显著更少的程度翻译。因此,与野生型mRNA或编码序列的对应区域相比,所述修饰的核酸(特别是本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗的编码至少一种抗原的至少一种RNA)的编码区优选被修饰,以使野生型序列的至少一个编码在细胞中相对稀少的tRNA的密码子交换为编码在细胞中相对常见且与所述相对稀少的tRNA携带相同的氨基酸的tRNA的密码子。通过这种修饰,修饰核酸分子(特别是本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗的编码至少一种抗原的至少一种RNA)的序列,以插入关于常见的tRNAs是可用的密码子。换言之,通过这种修饰,在每种情形中,野生型序列所有编码在细胞中相对稀少的tRNA的密码子可以交换为编码在细胞中相对常见且在每种情形中与所述相对稀少的tRNA携带相同的氨基酸的tRNA的密码子。这样的修饰的核酸在本文中优选地称为“密码子优化的核酸或RNA”。哪些tRNAs在细胞中相对常见,相比之下,哪些相对稀少,对于本领域技术人员是已知的;例如,参考Akashi,Curr.Opin.Genet.Dev.(现代遗传发育观点)2001,11(6):660-666。特别优选的是,编码用于本发明的蛋白的核酸序列,特别是RNA疫苗所包含的编码至少一种抗原的至少一种RNA,针对人密码子应用进行密码子优化。特别优选为特定氨基酸使用最常见的tRNA的密码子,例如,Gly密码子,其利用在(人)细胞中最常见的tRNA。在这种情形中,特别优选的是,在不改变由核酸分子的编码区所编码的蛋白序列的前提下,将修饰的核酸分子(特别是本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗的编码至少一种抗原的至少一种RNA)中增加的(特别是最大化的)序列G/C含量与“常见”密码子联系起来。这种优选的实施方案允许提供特别有效翻译的和稳定的(修饰的)核酸,特别是提供本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗的编码至少一种抗原的至少一种RNA。
核酸分子的衍生物:核酸分子的衍生物在本文中以与上文定义的修饰的核酸相同的方式定义。
核苷酸类似物:核苷酸类似物是结构上与天然存在的核苷酸相似(类似)的核苷酸,其包含磷酸主链修饰、糖修饰或核碱基(nucleobase)修饰。
UTR修饰:核酸分子,尤其是如果所述核酸以编码核酸分子的形式存在,特别是本发明所述的RNA疫苗的包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框的至少一种RNA,优选具有至少一个修饰的5'和/或3'UTR序列(UTR修饰)。这些在包含5'和/或3'不翻译区(UTR)的序列中可以具有增加所述核酸在细胞溶胶中的半衰期的作用,或可以增加所编码的蛋白或肽的翻译。这些UTR序列可以与在病毒、细菌和真核生物中天然存在的序列具有100%的序列同一性,但是也可以是部分或完全合成的。可以提及(α-)珠蛋白基因(例如,来自智人(Homo sapiens)或光滑爪蟾(Xenopus laevis))的不翻译序列(UTR)作为可以用于稳定的核酸的稳定序列的实例。稳定序列的另一个实例具有通式:(C/U)CCANxCCC(U/A)PyxUC(C/U)CC,其包含在编码(α-)珠蛋白、(I)型-胶原蛋白、15-脂氧合酶或编码酪氨酸羟化酶的非常稳定的RNA的3’UTR中(参见Holcik等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(美国国家科学院学报)1997,94:2410-2414)。在本发明的情形中,特别优选的是(α-)珠蛋白的包含下述序列的突变的UTR:GCCCGaTGGG CCTCCCAACG GGCCCTCCTC CCCTCCTTGC ACCG(SEQ ID NO.1)(下划线的核苷酸显示较野生型序列的突变),其在本文中也称为muag。所述引入的UTR序列当然可以单独使用或者与另外一种组合以及与本领域技术人员已知的其他序列修饰组合使用。
组蛋白茎环:在本发明的情形中,组蛋白茎环序列优选地选自下式(I)或(II)中的至少一个:
式(I)(不具有茎边界元件的茎环序列):
式(II)(具有茎边界元件的茎环序列):
其中,
茎1或茎2边界元件N1-6是1-6个、优选2-6个、更优选2-5个、甚至更优选3-5个、最优选4-5个或5个N的连续序列,其中每个N彼此独立地选自下述核苷酸:所述核苷酸选自A,U,T,G和C,或其核苷酸类似物;
茎1[N0-2GN3-5]与元件茎2反向互补或部分反向互补,并且是5-7个核苷酸的连续序列;
其中N0-2是0-2个、优选0-1个、更优选1个N的连续序列,其中每个N彼此独立地选自下述核苷酸:所述核苷酸选自A,U,T,G和C,或其核苷酸类似物;
其中N3-5是3-5个、优选4-5个、更优选4个N的连续序列,其中每个N彼此独立地选自下述核苷酸:所述核苷酸选自A,U,T,G和C,或其核苷酸类似物,并且
其中G是鸟苷或其类似物,并且可以任选地被胞苷或其类似物替代,条件是其在茎2中的互补核苷酸胞苷被鸟苷替代;
环序列[N0-4(U/T)N0-4]位于元件茎1和茎2之间,并且是3-5个核苷酸、更优选4个核苷酸的连续序列;
其中每个N0-4彼此独立地是0-4个、优选1-3个、更优选1-2个N的连续序列,其中每个N彼此独立地选自下述核苷酸:所述核苷酸选自A,U,T,G和C,或其核苷酸类似物;并且
其中U/T表示尿苷或任选地胸苷;
茎2[N3-5CN0-2]与元件茎1反向互补或部分反向互补,并且是5-7个核苷酸的连续序列;
其中N3-5是3-5个、优选4-5个、更优选4个N的连续序列,其中每个N彼此独立地选自下述核苷酸:所述核苷酸选自A,U,T,G和C,或其核苷酸类似物;
其中N0-2是0-2个、优选0-1个、更优选1个N的连续序列,其中每个N彼此独立地选自下述核苷酸:所述核苷酸选自A,U,T,G和C,或其核苷酸类似物;并且
其中C是胞苷或其类似物,并且可以任选地被鸟苷或其类似物替代,条件是其在茎1中的互补核苷酸鸟苷被胞苷替代;
其中
茎1和茎2能够彼此碱基配对形成反向互补序列,其中碱基配对可以发生在茎1与茎2之间,例如,通过核苷酸A与U/T或G与C的沃森-克里克碱基配对或通过非沃森-克里克碱基配对,例如摆动碱基配对,反向沃森-克里克碱基配对,Hoogsteen碱基配对,反向Hoogsteen碱基配对而发生,或者能够彼此碱基配对形成部分反向互补的序列,其中,基于一个茎中的一个或多个碱基在另一个茎的反向互补序列中不具有互补碱基,在茎1和茎2之间可以发生不完全的碱基配对。
核酸合成:如本文定义的按照本发明使用的核酸分子可以使用本领域已知的任意方法制备,包括合成方法,诸如例如固相合成、体内增殖(例如,体内病毒增殖)以及体外方法,诸如体外转录反应。
为了制备核酸分子,尤其是如果所述核酸以RNA或mRNA形式存在时,例如,可以在体外转录相应的DNA分子。该DNA基质优选地包含合适的启动子,例如T7或SP6启动子,以用于体外转录,其后是编码待制备的核酸分子(例如mRNA)的需要的核苷酸序列和体外转录的终止信号。形成至少一种目的RNA基质的DNA分子可以通过发酵增殖和随后分离为可以在细菌内复制的质粒的一部分来制备。可以作为适用于本发明提及的质粒是例如质粒pT7Ts(GenBank编号U26404;Lai等,Development(发育)1995,121:2349-2360),系列,例如-1(GenBank编号X65300;来自Promega)和pSP64(GenBank编号X65327);还参考:Mezei和Storts,Purification of PCR Products(PCR产物的纯化),在:Griffin和Griffin(编),PCR Technology:Current Innovation(PCR技术:当前改革)中,CRC Press(CRC出版社),Boca Raton,FL,2001。
RNA:RNA是核糖核酸的常见缩写。其是核酸分子,即由核苷酸组成聚合物。这些核苷酸通常是沿所谓骨架彼此连接的腺苷-单磷酸酯、尿苷-单磷酸酯、鸟苷-单磷酸酯和胞苷-单磷酸酯单体。所述骨架由第一相邻单体的糖,即核糖和第二相邻单体的磷酸酯结构部分之间的磷酸二酯键形成。单体的特定连续被称为RNA-序列。
信使RNA(mRNA):真核细胞中,转录典型地在细胞核或线粒体中进行。在体内,DNA的转录通常产生所谓的未成熟RNA,其必须被加工为所谓的信使RNA,通常简写为mRNA。例如在真核生物体中,未成熟RNA的加工包含多种不同转录后修饰,如剪接、5'-加帽、聚腺苷酸化、从细胞核或线粒体输出等。这些过程的总和也称为RNA的成熟。成熟的信使RNA通常提供可以被翻译为特定肽或蛋白的氨基酸序列的核苷酸序列。典型地,成熟mRNA包含5'-帽、5'UTR、开放阅读框、3'UTR和多聚(A)序列。在本发明的情形中,mRNA也可以是人工分子,即,在自然中不存在的分子。这意味着本发明情形中的mRNA可以例如包含5'UTR、开放阅读框、3'UTR和多聚(A)序列的组合,其在自然中不是以这样的组合存在。
反转录病毒:反转录病毒是一种RNA病毒,其在宿主细胞中利用反转录酶复制从其RNA基因组产生DNA。然后,该DNA通过整合酶结合到宿主基因组中。然后,该病毒作为宿主细胞DNA的一部分进行复制,然后进行正常的转录和翻译过程,从而表达该病毒携带的基因。通常慢病毒用于基因治疗目的。出于安全原因,慢病毒载体通常不携带其复制所需要的基因。为了产生慢病毒,将一些质粒转染到所谓的包装细胞系中,通常为HEK 293。一种或多种通常称为包装质粒的质粒编码病毒体蛋白,诸如衣壳和反转录酶。另一种质粒包含要被载体递送的遗传物质。其转录产生单链RNA病毒基因组,该病毒基因组包装成病毒体,所述病毒体用于转染细胞进行基因治疗目的或遗传接种。
病毒体:病毒颗粒(称为病毒体)由两个或三个部分组成:i)由DNA或RNA组成的遗传物质(包括病毒基因和任选的取代的异源基因);ii)保护这些基因的蛋白外壳;并且,在一些情形中,iii)当它们在细胞外时包绕蛋白外壳的脂质包膜。
自复制RNA(复制子):自复制RNA是基于α病毒的递送载体,该病毒已经由Semliki病毒(Semliki Forest virus,SFV)、新培斯(SIN)病毒(Sindbis(SIN)virus)和委内瑞拉马脑炎(VEE)病毒(Venezuelan equine encephalitis(VEE)virus)开发而来。α病毒是单链RNA病毒,其中目的异源基因可以取代α病毒的结构基因。通过提供反式结构基因,复制子RNA包装成可以用于基因治疗目的或遗传接种的复制子颗粒(RP)(例如,参见Vander Veen等,2012.Alphavirus replicon vaccines(α病毒复制子疫苗).Animal Health ResearchReviews 13(1):1-9)。进入宿主细胞之后,基因组病毒RNA最初作为用于翻译起始病毒RNA扩增所需要的病毒非结构蛋白(nsPs)的mRNA。RNA复制通过合成全长负链中间体发生,该中间体用作模板以由内部启动子合成另外的基因组-长度RNAs和用于转录正链亚基因组RNA。那么,由于负责复制(和异源基因转录)的非结构蛋白仍然存在在所述复制子中,因此,所述RNA可以被认为是自复制RNA。所述α病毒载体称为“复制子”。
复制子颗粒:复制子颗粒由两个或三个部分组成:i)由DNA或RNA组成的遗传物质(=复制子)(包含病毒基因和任选的取代的异源基因);
ii)保护这些基因的蛋白外壳;并且,在一些情形中,iii)当它们在细胞外时包绕蛋白外壳的脂质包膜。
分离的RNA:分离的RNA在本文定义为不是细胞、辐照的细胞或细胞裂解物的一部分的RNA。分离的RNA可以通过从细胞或细胞裂解物或从体外转录系统分离和/或纯化而产生。
在本发明的情形中,术语分离的RNA在本文中定义为不是细胞、辐照的细胞或细胞裂解物的一部分的RNA,包括RNA疫苗的RNA,或者不是转染了RNA疫苗的RNA的细胞的一部分的RNA。换言之,术语“分离的RNA”排除用作RNA疫苗的(离体)转染的或调控的细胞,特别排除离体转染的或调节的免疫细胞,如树突细胞(DC),例如用用作RNA疫苗的RNA转染/转导的DC。此外,术语分离的RNA排除天然包含至少一种编码用作RNA疫苗的抗原的RNA的细胞、辐照的细胞或细胞裂解物中所包含的RNA。因此,本发明组合的RNA疫苗优选地不包含调节的或转染的细胞,特别是不包含转染的或调节的免疫细胞(例如,抗原呈递细胞),更特别地不包含天然含有所述RNA疫苗的至少一种RNA的转染的或调节的DC、辐照的细胞或细胞裂解物。通过该实施方案,清楚用于本发明的RNA疫苗优选地不对应于基于细胞的疫苗或基于DC的疫苗,或者,更一般地,优选地不对应于基于细胞的疫苗,或者,更一般地,用于本发明的RNA疫苗优选不含细胞,并且要施用的本发明的组合提供RNA疫苗作为RNA,更优选地作为mRNA,任选地与载体和/或佐剂组分相缔合。术语分离的RNA还包括与其他组分(例如,肽、蛋白、载体等)复合的RNA,包装在颗粒(例如,复制子颗粒或病毒颗粒(病毒体))中的RNA和包含在溶液中的RNA,所述溶液除了RNA之外还包含其他组分,例如,缓冲剂,稳定剂,RNA酶抑制剂等。
核酸分子序列:核酸分子序列典型地理解为特定和独特的顺序,即其核苷酸的连续。
蛋白或肽序列:蛋白或肽序列典型地理解为这样的顺序,即其氨基酸的连续。
序列同一性:如果它们呈现相同长度和顺序的核苷酸或氨基酸,则两条以上序列相同。同一性百分数典型地描述两条序列相同的程度,即其典型地描述在其序列位置上与参考序列的相同核苷酸对应的核苷酸的百分数。为了确定同一性程度,要比较的序列被认为是呈现相同长度,即要比较的序列中最长序列的长度。这意为由8个核苷酸组成的第一序列与包含第一序列的由10个核苷酸组成的第二序列80%相同。换句话说,在本发明情形中,序列同一性优选涉及具有相同长度的两条以上序列中具有相同位置的序列核苷酸的百分数。通常将缺口认为是不相同的位置,而不考虑其在比对中的真正位置。
序列的片段:序列的片段典型地是例如核酸序列或氨基酸序列的全长序列的较短的部分。因此,序列的片段典型地由与全长序列内相对应的一条片段或相对应的多条片段相同的序列组成。在本发明的情形中,优选的序列片段由连续的实体(诸如核苷酸或氨基酸)的片段组成,其对应于所述片段所来源的分子中的连续的实体片段,其代表所述片段所来源的完整(即,全长)分子的至少5%、优选至少20%、优选至少30%、更优选至少40%、更优选至少50%、甚至更优选至少60%、甚至更优选至少70%并且最优选至少80%。因此,例如,蛋白或肽抗原的片段优选地对应于所述片段所来源的蛋白或肽抗原中的连续的实体片段,其代表所述片段所来源的完整(即,全长)蛋白或肽抗原的至少5%、优选至少20%、优选至少30%、更优选至少40%、更优选至少50%、甚至更优选至少60%、甚至更优选至少70%并且最优选至少80%。特别优选的是序列的片段是功能片段,即,所述片段完成由所述片段所来源的序列所完成的一种或多种功能。例如,蛋白或肽抗原的片段优选地展现出所述片段所来源的蛋白或肽抗原的至少一种抗原功能(例如,能够激发针对所述蛋白或肽抗原中的至少一种抗原决定簇的特异性的免疫反应)。
蛋白的片段:在本发明的情形中,蛋白或肽的“片段”,即,氨基酸序列片段,可以典型地包括本文所定义的蛋白或肽的序列,关于其氨基酸序列(或其编码核酸分子),与原始(天然)蛋白(或其编码核酸分子)相比,其在N端、C端和/或序列内部被截短。因此,所述截短可以发生在氨基酸水平上或者相应地发生在核酸水平上。故而,关于本文定义的所述片段的序列同一性可以优选地指本文定义的完整的蛋白或肽或指所述蛋白或肽的完整的(编码)核酸分子。
同样地,在本发明的情形中,核酸序列的“片段”可以包括本文定义的核酸的序列,关于其核酸分子,与原始(天然的)核酸分子相比,其是5’-、3’-和/或序列内截短的。因此,关于本文定义的所述片段的序列同一性可以优选地指本文定义的完整的核酸。
转染:术语'转染'指将核酸分子,如DNA或RNA(例如mRNA)分子引入细胞,优选引入真核细胞。在本发明的情形中,术语'转染'包括本领域技术人员已知的用于将核酸分子(优选RNA分子)引入细胞,优选引入真核细胞,如引入哺乳动物细胞的任何方法。此种方法包括例如,电穿孔、例如基于阳离子脂质和/或脂质体的脂转染、磷酸钙沉淀、基于纳米粒子的转染、基于病毒的转染、或基于阳离子聚合物(如DEAE-葡聚糖或聚乙烯亚胺)的转染等。
载体:在本发明的情形中的载体典型地可以是促进另一种化合物(货物)的转运和/或复合的化合物。载体可以与其货物通过共价或非共价相互作用缔合。载体可以将核酸(例如,RNA或DNA)转运到靶细胞中。对于一些实施方案,载体可以是本文定义的阳离子或聚阳离子化合物或聚合载体。在本发明的情形中,载体优选适合用作核酸分子的载体,例如,用于调节在生理可接受的液体中的溶出度,核酸分子或载体的转运和细胞摄入。因此,在本发明的情形中,载体可以是可以适合用于核酸分子或载体的储库和递送的组分。例如,所述载体可以是阳离子或聚阳离子载体或是可以作为转染剂或复合剂的化合物。在这一情形中特别优选的载体或聚合载体是阳离子或聚阳离子化合物
阳离子或聚阳离子化合物/组分:
术语“阳离子或聚阳离子化合物/组分”典型地是指带电荷的分子,在典型地1-9的pH值,优选等于或低于9(例如5-9),等于或低于8(例如5-8)、等于或低于7(例如5-7)的pH值,最优选在生理pH值,例如,7.3-7.4,所述分子带正电荷(阳离子)。因此,阳离子或聚阳离子化合物/组分可以是任意带正电荷的化合物或聚合物,优选在生理条件下、特别是在体内生理条件下带正电荷的阳离子或聚阳离子肽或蛋白。‘阳离子肽或蛋白’可以包含至少一个带正电荷的氨基酸,例如,选自Arg,His,Lys或Orn。因此,‘聚阳离子’化合物也在给定条件下表现出多于一个正电荷的范围内。在这一情形中,阳离子肽或蛋白包含比带负电荷的氨基酸更多量的阳离子氨基酸,例如,更多量的Arg,His,Lys或Orn。在优选的实施方案中,本发明的情形中的阳离子肽或蛋白包含比其他残基更多数量的阳离子氨基酸,例如,更多数量的Arg,His,Lys或Orn。
在本发明的情形中,术语“阳离子或聚阳离子化合物”优选是指可以用作转染剂或复合剂的化合物,特别是可以用作按照本发明使用的核酸的转染剂或复合剂的化合物。
本发明所述的阳离子或聚阳离子化合物,在该情形中是特别优选的,包括鱼精蛋白,核仁蛋白,精胺或亚精胺,或其它阳离子肽或蛋白,诸如聚-L-赖氨酸(PLL),聚-精氨酸,碱性多肽,细胞渗透肽(CPPs),包括HIV结合肽,HIV-1 Tat(HIV),Tat-衍生的肽,穿膜肽,VP22衍生的或类似的肽,HSV VP22(单纯疱疹(Herpes simplex)),MAP,KALA或蛋白转导结构域(PTDs),PpT620,富含脯氨酸的肽,富含精氨酸的肽,富含赖氨酸的肽,一种或多种MPG-肽,Pep-1,L-寡聚体,降钙素肽,触角足衍生肽(特别地来自果蝇触角足(Drosophilaantennapedia)),pAntp,pIsl,FGF,乳铁蛋白,Transportan,Buforin-2,Bac715-24,SynB,SynB(1),pVEC,hCT-衍生的肽,SAP或组蛋白。鱼精蛋白是特别优选的。
另外,用作转染剂或复合剂的优选的阳离子或聚阳离子蛋白或肽可以选自下述具有下述总式(III)的蛋白或肽:
(Arg);(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x, (式(III))
其中l+m+n+o+x=8-15,并且l,m,n或o彼此独立地可以是选自0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14或15的任意数字,条件是Arg,Lys,His和Orn的总含量占该寡肽全部氨基酸的至少50%;并且Xaa可以是选自除Arg、Lys、His或Om之外的天然(=天然存在的)或非天然氨基酸中的任一种氨基酸;x是选自0,1,2,3或4的任意数字,条件是,Xaa的总含量不超过该寡肽全部氨基酸的50%。在这一情形中,特别优选的阳离子肽是,例如,Arg7,Arg8,Arg9,H3R9,R9H3,H3R9H3,YSSR9SSY,(RKH)4,Y(RKH)2R等。
可以用作转染剂或复合剂的其他优选的阳离子或聚阳离子化合物可以包括阳离子多糖,例如,壳聚糖,polybrene,阳离子聚合物,例如,聚乙烯亚胺(PEI),阳离子脂质,例如,DOTMA:[1-(2,3-二油酰氧基)丙基)]-N,N,N-三甲基氯化铵,DMRIE,二-C14-脒,DOTIM,SAINT,DC-Chol,BGTC,CTAP,DOPC,DODAP,DOPE:二油基磷脂酰乙醇胺,DOSPA,DODAB,DOIC,DMEPC,DOGS:二-十八基氨基甘氨酰精胺(Dioctadecylamidoglicylspermin),DIMRI:二肉豆蔻酰-氧丙基二甲基羟乙基溴化铵,DOTAP:二油基氧基-3-(三甲基铵基)丙烷,DC-6-14:O,O-双十四酰基-N-(α-三甲基铵基乙酰基)二乙醇胺氯化物,CLIP1:外消旋-[(2,3-双十八基氧基丙基)(2-羟乙基)]-二甲基氯化铵,CLIP6:外消旋-[2(2,3-双十六基氧基丙基-氧基甲氧基)乙基]三甲基铵,CLIP9:外消旋-[2(2,3-双十六基氧基丙基-氧基琥珀酰基氧基)乙基]-三甲基铵,oligofectamine,或阳离子或聚阳离子聚合物,例如,修饰的聚氨基酸,诸如β-氨基酸-聚合物或反向聚酰胺(reversed polyamides)等,改性的聚乙烯,诸如PVP(聚(N-乙基-4-乙烯基吡啶溴化物))等,改性的丙烯酸酯,诸如pDMAEMA(聚(二甲基氨基乙基丙烯酸甲酯))等,改性的氨基胺(amidoamines),诸如pAMAM(聚(氨基胺))等,改性的聚β氨基酯(PBAE),诸如二胺末端修饰的1,4丁二醇双丙烯酸酯-共-5-氨基-1-戊醇聚合物等,树枝状聚合物(dendrimers),诸如聚丙胺树枝状聚合物或基于pAMAM的树枝状聚合物等,聚亚胺,诸如PEI:聚(乙烯亚胺),聚(丙烯亚胺)等,聚烯丙基胺,基于糖骨架的聚合物,诸如基于环糊精的聚合物,基于葡聚糖的聚合物,壳聚糖等,基于甲硅烷骨架的聚合物,诸如PMOXA-PDMS共聚物等,由一个或多个阳离子嵌段(例如选自上文提及的阳离子聚合物)的组合和一个或多个亲水或疏水嵌段(例如,聚乙二醇)的组合组成的嵌段聚合物等。
聚合载体:聚合载体典型地是由聚合物形成的载体。在本发明的情形中用作转染剂或复合剂的聚合载体可以是由二硫化物交联的阳离子组分形成的聚合载体。所述二硫化物交联的阳离子组分可以彼此相同或不同。所述聚合载体也可以包含其他的组分。还特别优选的是聚合载体包含阳离子肽、蛋白或聚合物和任选地本文定义的其他组分的混合物,它们通过本文所述的二硫键交联。
在这一情形中,通过二硫化物交联形成所述聚合载体的基础的阳离子组分典型地选自任意适于该目的的适当的阳离子或聚阳离子肽、蛋白或聚合物,特别是能够复合如本发明定义的核酸并且由此优选地缩合所述核酸的任意阳离子或聚阳离子肽、蛋白或聚合物。所述阳离子或聚阳离子肽、蛋白或聚合物优选是线性分子,然而,也可以使用支链阳离子或聚阳离子肽、蛋白或聚合物。
聚合载体可以用于复合例如本发明的疫苗/抑制剂组合中RNA疫苗的编码至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸的每一个二硫化物交联的阳离子或聚阳离子蛋白、肽或聚合物包含至少一个–SH结构部分,最优选至少一个半胱氨酸残基或任意展现出–SH结构部分的其他化学基团,其能够在与作为本文提及的聚合载体的阳离子组分的至少一种其他阳离子或聚阳离子蛋白、肽或聚合物缩合时形成二硫键。
如上文定义,可以用于复合例如本发明的疫苗/抑制剂组合中RNA疫苗的编码至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸的聚合载体可以由二硫化物交联的阳离子(或聚阳离子)组分形成。
按照一个第一备选方案,可以用于这一情形的所述聚合载体的至少一种阳离子或(聚阳离子)组分可以选自阳离子或聚阳离子肽或蛋白。所述阳离子或聚阳离子肽或蛋白优选地展现出约3至100个氨基酸的长度,优选约3至50个氨基酸的长度,更优选约3至25个氨基酸的长度,例如,约3至10,5至15,10至20或15至25个氨基酸的长度。备选地或另外地,所述阳离子或聚阳离子肽或蛋白可以展现出约0.01kDa至约100kDa的分子量,包括约0.5kDa至约100kDa的分子量,优选约10kDa至约50kDa,甚至更优选约10kDa至约30kDa的分子量。
在所述聚合载体可以用于复合例如本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗的编码至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸的阳离子组分包含阳离子或聚阳离子肽或蛋白的具体的情形中,所述阳离子或聚阳离子肽或蛋白的阳离子特性或整个聚合载体(如果所述聚合载体完全由阳离子或聚阳离子肽或蛋白组成)的阳离子特性可以基于其阳离子氨基酸的含量确定。优选地,所述阳离子或聚阳离子肽或蛋白和/或所述聚合载体中阳离子氨基酸的含量为至少10%,20%,或30%,优选至少40%,更优选至少50%,60%或70%,而且优选80%,90%,或者甚至95%,96%,97%,98%,99%或100%,最优选至少30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,95%,96%,97%,98%,99%或100%,或者可以在约10%至90%的范围内,更优选在约15%至75%的范围内,甚至更优选在约20%至50%的范围内,例如20,30,40或50%,或者在由前述数值中任意两个数值形成的范围内,条件是,在所述阳离子或聚阳离子肽或蛋白中或在整个聚合载体(如果所述聚合载体完全由阳离子或聚阳离子肽或蛋白组成)中,所有氨基酸(例如阳离子、亲脂性、亲水性、芳香族和其他氨基酸)的含量为100%。
优选地,所述聚合载体的此类阳离子或聚阳离子肽或蛋白(其包含或另外被修饰而包含至少一个–SH结构部分)选自,但不限于此,阳离子肽或蛋白,诸如鱼精蛋白,核仁蛋白,精胺或亚精胺,寡聚-或聚-L-赖氨酸(PLL),碱性多肽,寡聚或聚-精氨酸,细胞渗透肽(CPPs),嵌合CPPs,诸如Transportan,或MPG肽,HIV-结合肽,Tat,HIV-1Tat(HIV),Tat-衍生的肽,穿膜肽(penetratin)家族成员,例如穿膜肽,触角足-衍生的肽(特别是来自果蝇触角足(Drosophila antennapedia)),pAntp,pIsl等,抗微生物衍生的CPPs,例如Buforin-2,Bac715-24,SynB,SynB(1),pVEC,hCT-衍生的肽,SAP,MAP,PpTG20,Loligomere,FGF,乳铁蛋白,组蛋白,VP22衍生的或类似的肽,瘟病毒属(Pestivirus)Erns,HSV,VP22(单纯疱疹),MAP,KALA或蛋白转导结构域(PTDs,PpT620,富含脯氨酸的肽,富含精氨酸的肽,富含赖氨酸的肽,Pep-1,L-寡聚物,降钙素肽等。
备选地或另外地,所述聚合载体的此类阳离子或聚阳离子肽或蛋白(其包含或另外被修饰而包含至少一个–SH结构部分)选自,但不限于此,下述具有下述总式(IV)的阳离子肽:
{(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x}; 式(IV)
其中l+m+n+o+x=3-100,并且l,m,n或o彼此独立地是选自0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21-30,31-40,41-50,51-60,61-70,71-80,81-90和91-100中的任意数字,条件是Arg(精氨酸)、Lys(赖氨酸)、His(组氨酸)和Orn(鸟氨酸)的总含量占所述寡肽全部氨基酸的至少10%;并且Xaa是选自除Arg、Lys、His或Orn之外的天然(=天然存在的)或非天然氨基酸中的任一种氨基酸;x是选自0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21-30,31-40,41-50,51-60,61-70,71-80,81-90中的任意数字,条件是Xaa的总含量不超过所述寡肽的全部氨基酸的90%。氨基酸Arg、Lys、His、Orn和Xaa中的任一种可以位于所述肽的任意位置。在这一情形中,特别优选7-30个氨基酸范围内的阳离子肽或蛋白。该式甚至更优选的肽是寡聚精氨酸,诸如例如Arg7,Arg8,Arg9,Arg12,His3Arg9,Arg9His3,His3Arg9His3,His6Arg9His6,His3Arg4His3,His6Arg4His6,TyrSer2Arg9Ser2Tyr,(ArgLysHis)4,Tyr(ArgLysHis)2Arg等。
按照另一个特别优选的实施方案,所述聚合载体的阳离子或聚阳离子肽或蛋白,当按照上文所示的式{(Arg)1;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x} (式(IV))定义并且包含或另外修饰从而包含至少一个-SH结构部分时,可以是选自分式(IVa),但不限于此:
{(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa′)x(Cys)y} 式(IVa)
其中(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Om)o;并且x如本文定义,Xaa’是选自除Arg、Lys、His、Orn或Cys之外的天然(=天然存在的)或非天然氨基酸中的任一种氨基酸,y是选自0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21-30,31-40,41-50,51-60,61-70,71-80和81-90中的任意数字,条件是,Arg(精氨酸),Lys(赖氨酸),His(组氨酸)和Orn(鸟氨酸)的总含量占该寡肽全部氨基酸的至少10%。
这一实施方案可以适用于这样的情形,其中所述聚合载体的阳离子或聚阳离子肽或蛋白,例如,当按照上文所示的经验式(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x (式(IV))定义时,包含或已经被至少一个半胱氨酸修饰以包含上述意思的-SH结构部分,使得作为阳离子组分的所述阳离子或聚阳离子肽携带至少一个半胱氨酸,其能够与所述聚合载体的其他组分形成二硫键。
按照另一个特别优选的实施方案,所述聚合载体的阳离子或聚阳离子肽或蛋白,当按照上文所示的式{(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x} (式(IV))定义时,可以选自分式(IVb),但不限于此:
Cys1{(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x}Cys2 式(IVb)
其中经验式{(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x}(式(IV))如本文定义,并且形成(半经验)式(IV)所述的氨基酸序列的核心,并且其中Cys1和Cys2是接近或在(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x末端的半胱氨酸。这一实施方案可以适用于这样的情形,其中所述聚合载体可以用于复合本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗的编码至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸的阳离子或聚阳离子肽或蛋白,例如,当按照上文所示的经验式(Arg)l;(Lys)m;(His)n;(Orn)o;(Xaa)x(式(IV))定义时,已经被至少两个半胱氨酸修饰以包含上述意思的–SH结构部分,使得本发明的聚合载体的阳离子或聚阳离子肽携带至少两个(末端)半胱氨酸,其能够与所述聚合载体的其他组分形成二硫键。
按照第二备选方案,所述聚合载体的至少一个阳离子(或聚阳离子)组分可以选自,例如,适于这一情形的任意(非肽)阳离子或聚阳离子聚合物,条件是该(非肽)阳离子或聚阳离子聚合物展现出或被修饰从而展现出至少一个–SH-结构部分,其提供连接所述阳离子或聚阳离子聚合物与本文定义的所述聚合载体的另一种组分的二硫键。因此,同样如本文定义,所述聚合载体可以包含相同的或不同的阳离子或聚阳离子聚合物。
在所述聚合载体的阳离子组分包含(非肽)阳离子或聚阳离子聚合物的具体的情形中,所述(非肽)阳离子或聚阳离子聚合物的阳离子特性可以基于其与所述阳离子聚合物各组分的总电荷相比较的阳离子电荷含量而确定。优选地,在本文定义的(生理)pH下,所述阳离子聚合物中阳离子电荷的含量为至少10%,20%,或30%,优选至少40%,更优选至少50%,60%或70%,还优选至少80%,90%,或甚至95%,96%,97%,98%,99%或100%,最优选至少30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,95%,96%,97%,98%,99%或100%,或者可以在约10%-90%的范围内,更优选在约30%-100%的范围内,甚至优选在约50%-100%的范围内,例如,50,60,70,80%,90%或100%,或者在由前述数值中任意两个数值形成的范围内,条件是,在整个阳离子聚合物中的总电荷含量,例如在本文定义的(生理)pH的正电荷和负电荷含量为100%。
优选地,所述聚合载体的(非肽)阳离子组分表现为阳离子或聚阳离子聚合物,典型地展现出约0.1或0.5kDa至约100kDa的分子量,优选约1kDa至约75kDa,更优选约5kDa至约50kDa,甚至更优选约5kDa至约30kDa的分子量,或者约10kDa至约50kDa,甚至更优选约10kDa至约30kDa的分子量。另外地,所述(非肽)阳离子或聚阳离子聚合物典型地展现出至少一个-SH-结构部分,其能够在与本文定义的所述聚合载体的其他阳离子组分或其他组分缩合时形成二硫键。
在上述情形中,所述聚合载体可以用于复合本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗编码至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸的(非肽)阳离子组分可以选自丙烯酸酯,改性的丙烯酸酯,如pDMAEMA(聚(丙烯酸二甲基氨基乙基甲酯)),壳聚糖,氮丙啶或2-乙基-2-唑啉(形成低聚乙烯亚胺或改性的低聚乙烯亚胺),通过二丙烯酸酯与胺类反应形成低聚β氨基酯或聚酰胺基胺(poly amido amines)而得到的聚合物,或其他聚合物,如聚酯、聚碳酸酯等。这些(非肽)阳离子或聚阳离子聚合物中的每种分子典型地展现出至少一个–SH-结构部分,其中这些至少一个–SH-结构部分可以通过化学修饰,例如使用imonothiolan、3-硫代丙酸或引入含有–SH-结构部分的氨基酸(如半胱氨酸或任意其他(修饰的)氨基酸)而引入到所述(非肽)阳离子或聚阳离子聚合物中。所述–SH-结构部分优选地如上文所定义的。
按照一个特别优选的实施方案,可以包含在聚合载体中可以用来修饰形成本文定义的聚合载体或所述聚合载体的生物物理/生物化学特性的基础的不同的(短的)阳离子或聚阳离子肽或(非肽)聚合物的其他组分是氨基酸组分(AA)。按照本发明,所述氨基酸组分(AA)包含一定数量的氨基酸,优选在约1-100的范围内,优选在约1-50的范围内,更优选选自包括1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14或15-20的数量,或可以选自由前述数值中任意两个数值形成的范围。在该情形中,氨基酸组分(AA)的氨基酸可以彼此独立地进行选择。例如,如果在聚合载体中,则存在两种以上(AA)组分,它们可以是相同的或可以彼此不同。
所述氨基酸组分(AA)可以包含或者可以侧连(例如,末端侧连)含有–SH的结构部分,其允许通过二硫键将该组分(AA)引入到本文定义的聚合载体中。在所述含有–SH的结构部分表现为半胱氨酸的具体的情形中,所述氨基酸组分(AA)还可以读作-Cys-(AA)-Cys-,其中Cys表示半胱氨酸,并且提供二硫键必需的–SH-结构部分。也可以使用上文所示的用于阳离子组分或其任意组分的任一种修饰或反应而将所述含有–SH的结构部分引入到氨基酸组分(AA)中。
此外,所述氨基酸组分(AA)可以提供有两个–SH-结构部分(或者甚至更多个),例如,以式HS-(AA)-SH所示的形式,以允许通过二硫键与两个官能性结合,例如,当所述氨基酸组分(AA)用作两个其他组分之间的接头时(例如,作为两个阳离子聚合物之间的接头)。
备选地,所述氨基酸组分(AA)可以提供有如上文已经关于所述聚合载体的其他组分所述的其他官能性,其允许所述氨基酸组分(AA)与所述聚合载体的任一种组分结合。
因此,按照本发明,聚合载体的氨基酸组分(AA)可以利用或不利用二硫键结合到所述聚合载体的其他组分上,例如,其可以用于复合本发明的疫苗/抑制剂中的RNA疫苗编码至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸。
按照另一个特别优选的备选方案,所述氨基酸组分(AA)可以用于修饰聚合载体,特别是上文定义的聚合载体中的阳离子组分的含量。
在本发明的情形中,氨基酸组分(AA)可以选自下述备选方案:芳香族氨基酸组分,亲水性(优选不带电荷的极性)氨基酸组分,亲脂性氨基酸组分,或弱碱性氨基酸组分。
按照另一个备选方案,氨基酸组分(AA)可以是信号肽或信号序列、定位信号或序列、核定位信号或序列(NLS)、抗体、细胞渗透肽(例如TAT)等。另外,按照另一备选方案,所述氨基酸组分(AA)可以是功能肽或蛋白,其可以相应地调节所述聚合载体的官能性。作为氨基酸组分(AA)的所述功能肽或蛋白优选地包括本文定义的任何肽或蛋白,例如,如本文关于抗原所定义的任意肽或蛋白。按照一个备选方案,所述其他功能肽或蛋白可以包括所谓的用于转运的细胞渗透肽(CPPs)或阳离子肽。
按照最后的备选方案,氨基酸组分(AA)可以由能够在细胞中发挥任意有利作用的任意肽或蛋白组成或者包含能够在细胞中发挥任意有利作用的任意肽或蛋白。特别优选的是选自下列的肽或蛋白:治疗活性蛋白或肽,抗原,例如肿瘤抗原,病原性抗原(例如,动物抗原,病毒抗原,原生动物抗原,细菌抗原),抗体,免疫刺激性蛋白或肽,抗原特异性T细胞受体,或适于特定(治疗性)应用的任意其他的蛋白或肽。特别优选的是来自由RNA疫苗编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA所编码的那些抗原的肽表位。
可以用于复合例如本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗编码至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸的聚合载体可以包含至少一种上述提及的阳离子或聚阳离子肽、蛋白或聚合物或其他组分,例如(AA),其中上述备选方案中的任一个可以彼此组合,并且可以通过在经由其-SH-结构部分的聚合缩合反应中聚合其而形成。
此外,聚合载体可以选自下述通式(V)的聚合载体分子:
L-P1-S-[S-P2-S]n-S-P3-L 式(V)
其中
P1和P3彼此不同或相同,并且表示线性或支链的亲水性聚合物链,每个P1和P3展现出至少一个-SH-结构部分,当与组分P2缩合时,或备选地与(AA),(AA)x或[(AA)x]z缩合时(如果所述组分用作P1和P2或P3和P2之间的接头),和/或与其他组分(例如(AA),(AA)x,[(AA)x]z或L)缩合时,能够形成二硫键,所述线性或支链亲水性聚合物链彼此独立地选自聚乙二醇(PEG),聚-N-(2-羟基丙基)甲基丙烯酰胺,聚-2-(甲基丙烯酰氧基)乙基磷酰胆碱,聚(羟基烷基L-天冬酰胺),聚(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基磷酰胆碱),羟乙基淀粉或聚(羟基烷基L-谷氨酰胺),其中所述亲水性聚合物链表现出约1kDa至约100kDa、优选约2kDa至约25kDa的分子量;或者更优选约2kDa至约10kDa的分子量,例如,约5kDa至约25kDa或5kDa至约10kDa的分子量;
P2是阳离子或聚阳离子肽或蛋白,例如,如上文关于由二硫化物-交联的阳离子组分形成的聚合载体所定义,并且优选具有约3至约100个氨基酸的长度,更优选具有约3至约50个氨基酸的长度,甚至更优选具有约3至约25个氨基酸的长度,例如,约3-10,5-15,10-20或15-25个氨基酸的长度,更优选约5-约20个的长度,并且甚至更优选约10-约20个的长度;或者
是阳离子或聚阳离子聚合物,例如,如上文关于由二硫化物-交联的阳离子组分形成的聚合载体所定义,典型地具有约0.5kDa至约30kDa的分子量,包括约1kDa至约20kDa、甚至更优选约1.5kDa至约10kDa的分子量,或者具有约0.5kDa至约100kDa的分子量,包括约10kDa至约50kDa、甚至更优选约10kDa至约30kDa的分子量;
每个P2展现出至少两个–SH-结构部分,当与其他组分P2或组分P1和/或P3缩合时或者备选地与其他组分(例如(AA),(AA)x或[(AA)x]z)缩合时,能够形成二硫键;
-S-S-是(可逆的)二硫键(为更好的可读性,省略括号),其中S优选地表示硫或携带–SH的结构部分,其已经形成(可逆的)二硫键。该(可逆的)二硫键优选地通过组分P1与P2,P2与P2或P2与P3的缩合或任选地本文定义的其他组分(例如L,(AA),(AA)x,[(AA)x]z,等)的缩合而形成;所述–SH-结构部分可以是这些组分结构的一部分或者通过下文定义的修饰添加的;
L是可选的配体,其可以存在或不存在,并且可以彼此独立地选自RGD,转铁蛋白,Folate,信号肽或信号序列,定位信号或序列,核定位信号或序列(NLS),抗体,细胞渗透肽,(例如TAT或KALA),受体的配体(例如,细胞因子,激素,生长因子等),小分子(例如,碳水化合物样甘露糖或半乳糖或合成的配体),小分子激动剂,受体的抑制剂或拮抗剂(例如,RGD拟肽类似物),或本文定义的任意其他蛋白,等等;
n是整数,典型地选自约1-50的范围,优选选自约1,2或3-30的范围,更优选地选自约1,2,3,4或5-25的范围,或约1,2,3,4或5-20的范围,或约1,2,3,4或5-15的范围,或约1,2,3,4或5-10的范围,包括,例如,约4-9,4-10,3-20,4-20,5-20,或10-20的范围,或约3-15,4-15,5-15,或10-15的范围,或约6-11或7-10的范围。更优选地,n是在约1,2,3,4或5-10的范围内,更优选地在约1,2,3,或4-9的范围内,在约1,2,3或4-8的范围内,或在约1,2或3-7的范围内。
亲水性聚合物P1和P3中的每一个典型地展现出至少一个-SH-结构部分,其中所述至少一个-SH-结构部分在与组分P2或与组分(AA)或(AA)x(如果如下文定义用作P1与P2或P3与P2之间的接头)以及任选地与其他组分例如L和/或(AA)或(AA)x(例如,如果包含两个以上的–SH-结构部分)反应时能够形成二硫键。上述通式(V)中的下述分式“P1-S-S-P2”和“P2-S-S-P3”(为更好的可读性,省略括号),其中S,P1和P3中的任一个如本文定义,典型地表示这样的情形,即,其中亲水性聚合物P1和P3的一个-SH-结构部分与上述通式(V)的组分P2的一个-SH-结构部分缩合,其中这些-SH-结构部分的两个硫形成式(V)中定义的二硫键-S-S-。这些-SH-结构部分典型地由每个亲水性聚合物P1和P3提供,例如,通过内部半胱氨酸或携带-SH结构部分的任意其他(修饰的)氨基酸或化合物提供。因此,如果-SH-结构部分是由半胱氨酸提供的,则分式“P1-S-S-P2”和“P2-S-S-P3”还可以写作“P1-Cys-Cys-P2”和“P2-Cys-Cys-P3”,其中术语Cys-Cys表示通过二硫键不是通过肽键偶联的两个半胱氨酸。在这一情形中,这些式中的术语“-S-S-”也可以写作“-S-Cys”、“-Cys-S”或“-Cys-Cys-”。在该情形中,术语“-Cys-Cys-”不表示肽键,而是两个半胱氨酸通过其–SH-结构部分的连接形成二硫键。因此,术语“-Cys-Cys-”还可以通常理解为“-(Cys-S)-(S-Cys)-”,其中在该特定的情形中,S表示半胱氨酸–SH-结构部分的硫。同样地,术语“-S-Cys”和“-Cys-S”表示含有-SH的结构部分与半胱氨酸之间的二硫键,其也可以写作“-S-(S-Cys)”和“-(Cys-S)-S”。备选地,亲水性组分P1和P3可以用-SH结构部分修饰,优选地通过与携带-SH结构部分的化合物的化学反应进行修饰,以使每个亲水性组分P1和P3携带至少一个所述-SH结构部分。所述携带-SH结构部分的化合物可以是,例如,(另外的)半胱氨酸或任意其他(修饰的)携带-SH结构部分的氨基酸。所述化合物还可以是任意非氨基化合物或结构部分,其包含或允许向本文定义的亲水性聚合物P1和P3中引入-SH结构部分。所述非氨基化合物可以通过化学反应或化合物的结合,例如,通过3-硫代丙酸或thioimolane的结合,通过酰胺形成(例如,羧酸,硫酸,胺等),通过迈克尔加成(例如,顺丁烯二酰亚胺结构部分,α,β不饱和的羰基等),通过点化学(例如,叠氮化物或炔烃),通过烯/炔转移(例如,烯或炔),亚胺或腙形成(醛或酮,肼,羟胺,胺),复合反应(抗生物素蛋白,生物素,蛋白G)或允许Sn-型取代反应的组分(例如,卤代烷,硫醇,醇,胺,肼,酰肼,硫酸酯,oxyphosphonium盐)或可以用于连接其他组分的其他化学结合部分而连接到本发明所述的聚合载体的式(VI)的亲水性聚合物P1和P3上。在该情形中,特别优选的PEG衍生物是α-甲氧基-ω-巯基聚(乙二醇)。在每种情形中,所述SH-结构部分,例如半胱氨酸或任意其他(修饰的)氨基酸或化合物的SH-结构部分,可以存在于亲水性聚合物的P1和P3末端或在内部的任意位置。如本文定义,亲水性聚合物的P1和P3的每一种典型地展现出至少一个优选在一个末端的-SH-结构部分,但是也可以包含两个或者甚至更多个-SH-结构部分,其可以用来另外连接本文定义的其他组分,优选其他功能肽或蛋白,例如配体,氨基酸组分(AA)或(AA)x,抗体,细胞渗透肽或增强子肽(例如TAT,KALA)等。
在完整式(V)的情形中,本发明的聚合载体可以优选地定义如下:
L-P1-S-[Cys-P2-Cys]n-S-P3-L 式(VI)
其中L,P1,P2,P3和n如本文定义,S是硫,每个Cys提供一个-SH-结构部分用于二硫键。
在式(V或VI)的聚合载体中的氨基酸组分(AA)或(AA)x,例如,如上文关于由二硫化物-交联的阳离子组分形成的聚合载体所定义,也可以作为混合的重复氨基酸组分[(AA)x]z存在,其中氨基酸组分(AA)或(AA)x的数目由整数z进一步定义。在这一情形中,z可以选自约1-30的范围,优选约1-15的范围,更优选1-10或1-5,甚至更优选选自下述数目:选自1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14或15的数目,或者可以选自由前述数值中任意两个数值形成的范围。
按照一个具体的特别优选的备选方案,氨基酸组分(AA)或(AA)x,优选地写作S-(AA)x-S或[S-(AA)x-S],可以用来修饰组分P2,特别是在上述式(V)的聚合载体的重复组分[S-P2-S]n中的组分S-P2-S的含量。在式(VI)所述的完整的聚合载体的情形中,例如,这可以由下式(VIa)表示:
L-P1-S-{[S-P2-S]a[S-(AA)x-S]b}-S-P3-L, 式(VIa)
其中x,S,L,AA,P1,P2和P3优选地如本文定义。在上述式(VIa)中,单一组分[S-P2-S]和[S-(AA)x-S]中的任一个可以以任意顺序存在于分式{[S-P2-S]a[S-(AA)x-S]b}中。分式{[S-P2-S]a[S-(AA)x-S]b}中单一组分[S-P2-S]和[S-(AA)x-S]的数目由整数a和b定义,其中a+b=n。n是整数,并且如上文关于式(V)定义。
按照另一个实施方案,可以用于复合例如本发明疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗编码至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸或其单一组分,例如,上文提及的阳离子或聚阳离子肽、蛋白或聚合物或其他组分,例如(AA)的聚合载体,可以进一步用配体,优选碳水化合物,更优选糖,甚至更优选甘露糖进行修饰。
按照一个具体的实施方案,完整的聚合载体可以通过(至少一个)在第一步中上文提及的阳离子或聚阳离子肽、蛋白或聚合物或其他组分,例如(AA),经由其-SH-结构部分的聚合缩合,和在第二步中使例如本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗编码至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸与所述聚合载体复合而形成。由此,聚合载体包含一定数量的至少一个或甚至更多个相同的或不同的上文定义的阳离子或聚阳离子肽、蛋白或聚合物或其他组分,例如(AA),该数量优选地由上述范围定义。
按照一个备选的具体的实施方案,可以用来复合例如本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗编码至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸的聚合载体通过进行至少一种上文提及的阳离子或聚阳离子肽、蛋白或聚合物或其他组分例如(AA)经由其-SH-结构部分的聚合缩合同时使例如本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗编码至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸与(原位制备的)聚合载体复合而形成。同样地,聚合载体因此在本文中还包含一定数量的至少一个或甚至更多个相同的或不同的上文定义的阳离子或聚阳离子肽、蛋白或聚合物或其他组分,例如(AA),所述数量优选地由上述范围定义。
N/P比率:N/P比率是用于本文定义的载体或复合剂的阳离子或聚阳离子化合物或聚合载体的阳离子(侧链)组分的离子电荷的量度。具体地,如果阳离子组分的阳离子特性是由氮(例如,氨基酸侧链的氮)产生的,则N/P比率表示核苷酸主链中碱性氮原子与磷酸残基的比率,认为在阳离子或聚阳离子化合物或聚合载体的阳离子组分中的(侧链)氮原子贡献正电荷,并且核酸货物(例如,编码RNA疫苗中所包含的至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸)的磷酸主链中的磷酸盐贡献负电荷。通常,一个磷酸盐提供一个负电荷,例如,货物核酸分子中的一个核苷酸提供一个负电荷。例如,其可以基于1μg RNA典型地包含约3nmol磷酸盐残基进行计算,条件是RNA表现出碱基的统计学分布。另外,1nmol肽线型地包含约xnmol氮残基,这取决于其(阳离子)氨基酸的分子量和数量。
ζ电位:“ζ电位”是广泛用于颗粒电表面电荷的参数。其典型地通过经由电场使带电颗粒移动而确定。在本发明的情形中,ζ电位是用于表征颗粒(例如,包含作为载体或复合剂的阳离子或聚阳离子化合物和/或聚合载体和作为核酸货物的至少一种编码RNA疫苗的至少一种抗原的RNA或辅助核酸的复合物)的电荷的优选参数。因此,在本发明的情形中,优选通过由使用Zetasizer纳米仪器(Zetasizer Nano instrument,Malvern Instruments,Malvern,UK)在25℃和173°的散射角进行的激光多普勒电泳法确定ζ电位来确定颗粒的电荷。给定颗粒的表面电荷还取决于所用的基质(例如,含有盐的缓冲液)的离子强度和溶液的pH。因此,给定复合物在电荷比率(N/P)的实际ζ电位可以在用于注射的不同缓冲液之间略微不同。为了测量,将颗粒,诸如包含作为载体或复合剂的阳离子或聚阳离子化合物和/或聚合载体和作为核酸货物的至少一种编码RNA疫苗的至少一种抗原的RNA或本发明所述的辅助核酸的复合物,优选地悬浮在Ringer乳酸盐溶液中。在具体的实施方案中,本发明是指在给定注射缓冲液的条件下,优选在Ringer乳酸盐溶液的条件下,通过其ζ电位评估的带负电荷复合物的应用。本发明所述的Ringer乳酸盐溶液优选地含有130mmol/L钠离子,109mmol/L氯离子,28mmol/L乳酸盐,4mmol/L钾离子和1.5mmol/L钙离子。所述钠、氯、钾和乳酸盐典型地来自NaCl(氯化钠),NaC3H5O3(乳酸钠),CaCl2(氯化钙)和KCl(氯化钾)。Ringer乳酸盐溶液的重量克分子渗透浓度(osmolarity)为273mOsm/L,并且pH调整至6.5。
免疫刺激性组合物:在本发明的情形中,免疫刺激性组合物可以典型地理解为包含至少一种能够诱导免疫应答的组分或可由能够诱导免疫应答的组分衍生的组分的组合物。所述免疫应答可以优选地是先天性免疫应答或适应性和先天性免疫应答的组合。优选地,在本发明的情形中,免疫刺激性组合物包含至少一种免疫刺激性/辅助核酸分子,更优选地RNA,例如,mRNA分子。所述免疫刺激性组分,诸如mRNA,可以与适当的载体复合。因此,所述免疫刺激性组合物可以包含mRNA/载体-复合物。此外,所述免疫刺激性组合物可以包含用于免疫刺激性组分如mRNA的佐剂和/或适当的赋形剂。
辅助核酸:辅助核酸,用在本文中,优选选自已知结合TLR受体的核酸。所述辅助核酸可以是(免疫刺激性)CpG核酸的形式,特别是CpG-RNA或CpG-DNA的形式,其优选地诱导先天性免疫应答。按照本发明使用的CpG-RNA或CpG-DNA可以是单链的CpG-DNA(ss CpG-DNA),双链的CpG-DNA(dsDNA),单链的CpG-RNA(ss CpG-RNA)或双链的CpG-RNA(ds CpG-RNA)。按照本发明使用的CpG核酸优选地采用CpG-RNA的形式,更优选地采用单链CpG-RNA(ss CpG-RNA)的形式。还优选地,所述CpG核酸具有上文所述的长度。优选地,CpG基序是未甲基化的。此外,本文使用的辅助核酸可以是刺激性RNA(isRNA),其优选地引发先天性免疫应答。
优选地,用在本文中的辅助核酸,优选免疫刺激性RNA(isRNA),可以包含已知为免疫刺激性的任意核酸序列,包括,例如,表示和/或编码TLRs的配体的核酸序列,所述TLRs优选选自人家族成员TLR1-TLR10或鼠家族成员TLR1-TLR13,更优选地选自(人)家族成员TLR1-TLR10,甚至更优选地选自TLR7和TLR8,表示和/或编码RNA的细胞内受体的配体(诸如RIG-I或MDA-5等)的核酸序列(参见,例如Meylan,E.,Tschopp,J.(2006).Toll-likereceptors and RNA helicases:two parallel ways to trigger antiviral responses(Toll-样受体和RNA解旋酶:引发抗病毒应答的两种平行途径).Mol.Cell(分子细胞)22,561-569),或任意其他免疫刺激性RNA序列。所述辅助核算可以包含1000-5000、500-5000、5-5000、5-1000、5-500、5-250、5-100、5-50或5-30个核苷酸的长度。
按照一个特别优选的实施方案,用于本文的辅助核酸序列,特别是isRNA,可以由式(VII)或(VIII)的核酸组成或包含式(VII)或(VIII)的核酸:
GlXmGn ,(式(VII))
其中:
G是鸟苷、尿嘧啶或是鸟苷或尿嘧啶的类似物;
X是鸟苷、尿嘧啶、腺苷、胸苷、胞嘧啶或上述提及的核苷酸的类似物;
l是1-40的整数,
其中
当l=1时,G是鸟苷或其类似物,
当l>1时,至少50%的核苷酸是鸟苷或其类似物;
m是整数,并且至少是3;
其中
当m=3是,X是尿嘧啶或其类似物,
当m>3是,存在至少3个连续的尿嘧啶或尿嘧啶的类似物;
n是1-40的整数,
其中
当n=1时,G是鸟苷或其类似物,
当n>1时,至少50%的核苷酸是鸟苷或其类似物。
ClXmCn ,(式(VIII))
其中:
C是胞嘧啶、尿嘧啶或是胞嘧啶或尿嘧啶的类似物;
X是鸟苷、尿嘧啶、腺苷、胸苷、胞嘧啶或上述提及的核苷酸的类似物;
l是1-40的整数,
其中
当l=1时,C是胞嘧啶或其类似物,
当l>1时,至少50%的核苷酸是胞嘧啶或其类似物;
m是整数,并且至少是3;
其中
当m=3是,X是尿嘧啶或其类似物,
当m>3是,存在至少3个连续的尿嘧啶或尿嘧啶的类似物;
n是1-40的整数,
其中
当n=1时,C是胞嘧啶或其类似物,
当n>1时,至少50%的核苷酸是胞嘧啶或其类似物。
可以用作辅助核酸序列、特别是isRNA的式(VII)或(VIII)的核酸可以是相对短的核酸分子,典型的长度约为5-100(但是,对于特定的实施方案,也可以长于100个核苷酸,例如,至多200个核苷酸)、5-90或5-80个核苷酸,优选长度约为5-70,更优选长度约为8-60,更优选长度约为15-60个核苷酸,更优选20-60,最优选30-60个核苷酸。如果式(VII)或(VIII)的核酸具有例如100个核苷酸的最大长度,则m典型地<=98。式(I)的核酸中核苷酸G的数目由l或n确定。l和n,彼此独立,分别是1-40的整数,其中当l或n=1时,G是鸟苷或其类似物,当l或n>1时,至少50%的核苷酸是鸟苷或其类似物。例如,不暗示任何限制,当l或n=4时,Gl或Gn可以是,例如,GUGU,GGUU,UGUG,UUGG,GUUG,GGGU,GGUG,GUGG,UGGG或GGGG等;当l或n=5时,Gl或Gn可以是,例如,GGGUU,GGUGU,GUGGU,UGGGU,UGGUG,UGUGG,UUGGG,GUGUG,GGGGU,GGGUG,GGUGG,GUGGG,UGGGG或GGGGG等;等等。在本发明式(VII)的核酸中与Xm相邻的核苷酸优选不是尿嘧啶。类似地,在本发明式(VIII)的核酸中核苷酸C的数目由l或n确定。l和n,彼此独立,分别是1-40的整数,其中当l或n=1时,C是胞嘧啶或其类似物,当l或n>1时,至少50%的核苷酸是胞嘧啶或其类似物。例如,不暗示任何限制,当l或n=4时,Cl或Cn可以是,例如,CUCU,CCUU,UCUC,UUCC,CUUC,CCCU,CCUC,CUCC,UCCC或CCCC等;当l或n=5时,Cl或Cn可以是,例如,CCCUU,CCUCU,CUCCU,UCCCU,UCCUC,UCUCC,UUCCC,CUCUC,CCCCU,CCCUC,CCUCC,CUCCC,UCCCC或CCCCC等;等等。在本发明式(VIII)的核酸中与Xm相邻的核苷酸优选不是尿嘧啶。优选地,对于式(VII),当l或n>1时,至少60%,70%,80%,90%或甚至100%的核苷酸是鸟苷或其类似物,如上文定义。在侧连序列G1和/或Gn中至100%的其余的核苷酸(当鸟苷组成少于100%的核苷酸时)是尿嘧啶或其类似物,如前文定义。还优选地,l和n,彼此独立,分别是2-30的整数,更优选是2-20的整数,更优选是2-15的整数。如果有必要,l或n的下限可以变化,并且至少为1,优选至少为2,更优选至少为3,4,5,6,7,8,9或10。这一定义相应地应用于式(VIII)。
按照另一个特别优选的实施方案,本文所用的辅助核酸序列,特别是isRNA,可以由式(IX)或(X)的核酸组成或包含式(IX)或(X)的核酸:
(NuGlXmGnNv)a, (式(IX))
其中:
G是鸟苷(鸟嘌呤)、尿苷(尿嘧啶)或是鸟苷(鸟嘌呤)或尿苷(尿嘧啶)的类似物,优选是鸟苷(鸟嘌呤)或其类似物;
X是鸟苷(鸟嘌呤)、尿苷(尿嘧啶)、腺苷(腺嘌呤)、胸苷(胸腺嘧啶)、胞苷(胞嘧啶),或这些核苷酸(核苷)的类似物,优选是尿苷(尿嘧啶)或其类似物;
N是具有约4-50、优选约4-40、更优选约4-30或4-20个核酸的长度的核酸序列,每个N独立地选自鸟苷(鸟嘌呤)、尿苷(尿嘧啶)、腺苷(腺嘌呤)、胸苷(胸腺嘧啶)、胞苷(胞嘧啶)或这些核苷酸(核苷)的类似物;
a是1-20的整数,优选1-15,最优选1-10的整数;
l是1-40的整数,
其中
当l=1时,G是鸟苷(鸟嘌呤)或其类似物,
当l>1时,至少50%的这些核苷酸(核苷)是鸟苷(鸟嘌呤)或其类似物;
m是整数且至少为3;
其中
当m=3时,X是尿苷(尿嘧啶)或其类似物,和
当m>3时,存在至少3个连续的尿苷(尿嘧啶)或尿苷(尿嘧啶)类似物;
n是1-40的整数,
其中
当n=1时,G是鸟苷(鸟嘌呤)或其类似物,
当n>1时,至少50%的这些核苷酸(核苷)是鸟苷(鸟嘌呤)或其类似物;
u,v可以彼此独立为0-50的整数,
优选地其中,当u=0时,v≥1,或
当v=0时,u≥1;
其中式(IX)的核酸分子的长度为至少50个核苷酸,优选至少100个核苷酸,更优选至少150个核苷酸,甚至更优选至少200个核苷酸,且最优选至少250个核苷酸。
(NuClXmCnNv)a(式(X))
其中:
C是胞苷(胞嘧啶)、尿苷(尿嘧啶)或是胞苷(胞嘧啶)或尿苷(尿嘧啶)的类似物,优选是胞苷(胞嘧啶)或其类似物;
X是鸟苷(鸟嘌呤)、尿苷(尿嘧啶)、腺苷(腺嘌呤)、胸苷(胸腺嘧啶)、胞苷(胞嘧啶),或前述核苷酸(核苷)的类似物,优选是尿苷(尿嘧啶)或其类似物;
N分别是彼此独立具有约4-50、优选约4-40、更优选约4-30或4-20个核酸的长度的核酸序列,每个N独立地选自鸟苷(鸟嘌呤)、尿苷(尿嘧啶)、腺苷(腺嘌呤)、胸苷(胸腺嘧啶)、胞苷(胞嘧啶)或这些核苷酸(核苷)的类似物;
a是1-20的整数,优选1-15,最优选1-10的整数;
l是1-40的整数,
其中
当l=1时,C是胞苷(胞嘧啶)或其类似物,
当l>1时,至少50%的这些核苷酸(核苷)是胞苷(胞嘧啶)或其类似物;
m是整数且至少为3;
其中
当m=3时,X是尿苷(尿嘧啶)或其类似物,
当m>3时,存在至少3个连续的尿苷(尿嘧啶)或尿苷(尿嘧啶)类似物;
n是1-40的整数,
其中
当n=1时,C是胞苷(胞嘧啶)或其类似物,
当n>1时,至少50%的这些核苷酸(核苷)是胞苷(胞嘧啶)或其类似物;
u,v可以彼此独立为0-50的整数,
优选地其中,当u=0时,v≥1,或
当v=0时,u≥1;
其中本发明式(X)的核酸分子的长度为至少50个核苷酸,优选至少100个核苷酸,更优选至少150个核苷酸,甚至更优选至少200个核苷酸,且最优选至少250个核苷酸。
上文在式(VII)和(VIII)中给出的任何定义,例如,关于元件N(即Nu和Nv)和X(Xm)的任何定义,特别是上文定义的核心结构,以及关于整数a,l,m,n,u和v的任何定义,类似地相对应地适用于式(IX)和(X)的元件。式(X)中边界元件Nu和Nv的定义与上文关于式(IX)中的Nu和Nv的定义相同。
免疫刺激性RNA:在本发明的情形中,免疫刺激性RNA(isRNA)可以典型地是能够诱导先天性免疫应答的RNA。其通常不具有开放阅读框,并且由此不提供肽-抗原或免疫原而是激发先天性免疫应答,例如,通过与特定种类的Toll-样受体(TLR)或其他适当的受体结合而激发。然而,具有开放阅读框并且编码肽/蛋白的mRNAs当然也可以诱导先天性免疫应答,并且由此可以是免疫刺激性RNAs。优选地,免疫刺激性RNA可以是单链的、双链的或部分双链的RNA,更优选地是单链的RNA,和/或环形或线性的RNA,更优选线性的RNA。更优选地,免疫刺激性RNA可以是(线性的)单链RNA。甚至更优选地,免疫刺激性RNA可以是(长)(线性的)(单链)非编码RNA。在该情形中,特别优选的是isRNA在其5’-端携带三磷酸酯,在该情形中,其是用于体外转录的RNA。免疫刺激性RNA还可以作为本文定义的短的RNA寡核苷酸存在。此外,用于本文的免疫刺激性RNA可以选自任何种类的RNA分子,天然存在的或合成制备的,并且其可以诱导先天性免疫应答,并且可以支持由抗原诱导的适应性免疫应答。此外,用作本发明的疫苗/抑制剂组合的其他化合物的(多种种类的)免疫刺激性RNA分子可以包括任意其他能够引发先天性免疫应答的RNA。例如,此类免疫刺激性RNA可以包括核糖体RNA(rRNA),转运RNA(tRNA),信使RNA(mRNA)和病毒RNA(vRNA)。此类免疫刺激性RNA可以包含1000-5000、500-5000、5-5000、5-1000、5-500、5-250、5-100、5-50或5-30个核苷酸的长度。
siRNA:小干扰RNA(siRNA)在联系RNA干扰现象时是特别感兴趣的。体外RNA干扰(RNAi)技术是基于双链RNA分子(dsRNA),其引发序列特异性的基因表达抑制(Zamore(2001)Nat.Struct.Biol.(自然结构生物学)9:746-750;Sharp(2001)Genes Dev.(基因发育)5:485-490:Hannon(2002)Nature(自然)41:244-251)。在用长dsRNA转染哺乳动物细胞时,蛋白激酶R和RNA酶L的激活导致非特异性作用,诸如例如,干扰素应答(Stark等(1998)Annu.Rev.Biochem.(生物化学年度综述)67:227-264;He和Katze(2002)Viral Immunol.(病毒免疫学)15:95-119)。当使用较短的,例如,21-至23-mer的所谓的siRNA(小干扰RNA)时,这些非特异性的作用得以避免,原因在于短于30bp的siRNA不引发非特异性应答(Elbashir等(2001)Nature(自然)411:494-498)。
在本发明的情形中,针对PD-1,PD-L1或PD-L2的siRNAs因此可以是长度为17-29、优选19-25个的双链RNAs(dsRNAs),并且优选(dsRNA的核苷酸)与天然存在的编码PD-1,PD-L1或PD-L2的mRNA序列的片段到编码或非编码片段、优选编码片段至少90%、更优选至少95%、特别是100%的互补性。所述天然存在的mRNA序列的片段在本文中可以称为“靶序列”,并且可以是天然存在的编码PD-1,PD-L1或PD-L2的mRNA的任意片段。90%的互补性意指,使用本文所述的dsRNA长度,例如,20个核苷酸,所述dsRNA包含不超过2个不表现出与靶序列相对应的片段的互补性的核苷酸。然而,按照本发明使用的双链siRNA的序列优选在其通用结构上与靶序列的片段完全互补。在该情形中,复合物的核酸分子可以是具有通用结构的5'-(N17-29)-3',优选具有通用结构5'-(N19-25)-3',更优选具有通用结构5'-(N19-24)-3',或者更优选具有通用结构5'-(N21-23)-3'的dsRNA,其中对于每个通用结构,每个N是靶序列片段的(优选不同的)核苷酸,优选地选自靶序列片段17-29个核苷酸的连续数目,并且以其天然顺序存在于通用结构5'-(N17-29)-3'中。原则上,具有靶序列中存在的17-29个、优选19-25个碱基对的长度的所有片段都可以用于制备本文定义的dsRNA。同等地,用作siRNAs的dsRNAs也可以针对不是位于编码区、特别是位于靶序列的5'非编码区的mRNA序列,因此,其针对靶序列的具有调节功能的非编码区。因此,用作siRNA的dsRNA靶序列位于靶序列的翻译区和不翻译区和/或位于mRNA序列的控制元件区域。关于用作针对PD-1,PD-L1或PD-L2的siRNA的dsRNA的靶序列还可以位于不翻译和翻译序列的重叠区;特别地,靶序列可以包含至少一个在mRNA序列编码区起始三联体上游的核苷酸。
开放阅读框:在本发明的情形中,开放阅读框(ORF)可以典型地是一些可以翻译为肽或蛋白是核苷酸三联体的序列。开放阅读框优选在其5'末端含有起始密码子,即通常编码氨基酸甲硫氨酸的三个连续的核苷酸的组合(ATG或AUG),和通常呈现多个3核苷酸长度的紧接的区域。ORF优选由终止密码子(例如,TAA,TAG,TGA)终止。典型地,这是开放阅读框仅有的终止密码子。因此,本发明范围内开放阅读框优选为核苷酸序列,由可以以三个核苷酸划分的很多核苷酸组成,其以起始密码子(例如ATG或AUG)起始并且其优选以终止密码子(例如,分别为TAA,TGA,或TAG或UAA,UAG或UGA)终止。开放阅读框可以是分离的或其可以被整合入更长的核酸序列,例如载体或mRNA中。开放阅读框还可以被称为“蛋白编码区”或“编码区”。
IRES(内部核糖体进入位点)序列:IRES可以作用为唯一的核糖体结合位点,但是其还可以起作用提供本文定义的二顺反子或甚至多顺反子RNA,其编码一些蛋白或肽,其通过彼此独立的核糖体翻译。可以按照本发明使用的IRES序列的实例是来自小RNA病毒(例如FMDV)、瘟病毒属(CFFV)、脊髓灰质炎病毒(PV)、脑心肌炎病毒(ECMV)、口蹄疫病毒(FMDV)、丙型肝炎病毒(HCV)、经典猪瘟病毒(CSFV)、小鼠白血病病毒(MLV)、猿猴免疫缺陷病毒(SIV)或蟋蟀麻痹病毒(CrPV)的那些。
(蛋白/肽)抗原的片段或部分:在本发明的情形中,(蛋白/肽)抗原的片段或部分典型地理解为对应于(蛋白/肽)抗原氨基酸序列连续部分的肽,优选具有约6至约20个或甚至更多个氨基酸的长度,例如,被I类MHC分子加工和呈递的部分,优选具有约8至约10个氨基酸的长度,例如8,9或10个(或甚至11或12个氨基酸)的长度,或由II类MHC分子加工和呈递的片段,优选具有约13个以上氨基酸的长度,例如,13,14,15,16,17,18,19,20个或甚至更多个氨基酸,其中这些片段可以选自氨基酸序列的任意部分。这些优选的片段典型地以由所述肽片段和MHC分子组成的复合物的形式被T细胞识别,即,所述片段典型地不以其天然形式被识别。本文定义的(蛋白/肽)抗原的片段或部分还可以包括那些(蛋白/肽)抗原的表位或功能位点。优选地,在本发明的情形中,(蛋白/肽)抗原的片段或部分是或包含表位,或确实具有抗原特征,引发适应性免疫应答。因此,(蛋白/肽)抗原的片段可以包含至少一个那些(蛋白/肽)抗原的表位。此外,(蛋白/肽)抗原的结构域,如细胞外结构域,细胞内结构域或跨膜结构域和(蛋白/肽)抗原的缩短或剪截的版本也可以理解为包含(蛋白/肽)抗原的片段。
蛋白的变体:可以产生本发明的情形中定义的蛋白或肽的“变体”,其具有与原始序列在一个或多个突变(诸如一个或多个取代的、插入的和/或缺失的氨基酸)处不同的氨基酸序列。优选地,与全长天然蛋白相比,这些变体具有相同的生物功能或特异性的活性,例如,其特异性的抗原特性。与其天然的,即未突变的生理序列相比,本发明的情形中定义的蛋白或肽的“变体”可以包含保守氨基酸取代。这些氨基酸序列及其编码核苷酸序列特别落入本文定义的术语变体的范围内。来源于同一种类的氨基酸彼此交换的取代称为保守取代。具体地,这些是具有脂肪族侧链、带正电荷或带负电荷侧链、侧链为芳香族基团的氨基酸或其侧链可以进入氢键的氨基酸(例如,其侧链具有羟基功能)。这意指,例如,具有极性侧链的氨基酸被另一种具有类似的极性侧链的氨基酸替代,或者例如,以疏水性侧链为特征的氨基酸被另一种具有类似的疏水性侧链的氨基酸取代(例如,丝氨酸(苏氨酸)被苏氨酸(丝氨酸)取代,或亮氨酸(异亮氨酸)被异亮氨酸(亮氨酸)取代)。特别地,插入和取代可能在不引起三维结构改变或不影响结合区的那些序列位置。例如,使用CD光谱(圆二色谱)可以容易地确定插入或缺失对三维结构的改变(Urry,1985,Absorption,CircularDichroism and ORD of Polypeptides(多肽的吸光度、圆二色性和ORD),在:ModernPhysical Methods in Biochemistry(生物化学中的现代物理方法),Neuberger等,(编),Elsevier,Amsterdam)。
另外,本文定义的可以由核酸分子编码的蛋白或肽的变体还可以包含那些序列,其中所述核酸的核苷酸按照遗传密码的简并性交换而不导致蛋白或肽相应的氨基酸序列改变,即,所述氨基酸序列或其至少部分在上述意义内的一个或多个突变处与原始序列没有区别。
为了确定两个序列相同的百分数,所述序列例如,本文定义的核酸序列或氨基酸序列,优选由本文定义的聚合载体的核酸序列编码的氨基酸序列或氨基酸序列本身,可以比对所述序列,以随后彼此比较。因此,例如,第一序列的位置可以与第二序列的相应位置进行比较。如果第一序列中的位置被与第二序列中某位置相同的成分(残基)占据,则这两个序列在该位置是相同的。如果这不是这样的情形,则所述序列在该位置是不同的。如果与第一序列相比,在第二序列中存在插入,则可以在第一序列中插入缺口以允许进一步的比对。如果与第一序列相比,在第二序列中存在缺失,则可以在第二序列中插入缺口以允许进一步的比对。然后,两个序列相同的百分数是相同位置的数目除以位置总数(包括仅在一个序列中占据的那些位置)的函数。两个序列相同的百分数可以使用数学算法确定。可以使用的一种优选的但非限制性的数学算法的实例是Karlin等,(1993),PNAS USA,90:5873-5877或Altschul等,(1997),Nucleic Acids Res.(核酸研究),25:3389-3402的算法。这样的算法集成在BLAST程序中。通过该程序能够鉴定与本发明的序列在某种程度上相同的序列。蛋白或肽的“变体”可以与所述蛋白或肽的10,20,30,50,75或100个氨基酸的片段、优选与所述变体所来源的全长序列具有例如至少70%,75%,80%,85%,90%,95%,98%或99%的氨基酸同一性。类似地,核酸序列的“变体”可以与所述核酸序列的10,20,30,50,75或100个核苷酸的片段、优选与所述变体所来源的全长序列具有例如至少70%,75%,80%,85%,90%,95%,98%或99%的核苷酸同一性。
蛋白或肽的衍生物:肽或蛋白的衍生物典型地理解为来源于另一种分子(如所述肽或蛋白)的分子。肽或蛋白的“衍生物”还包括包含用在本发明中的肽或蛋白的融合体。例如,融合体包含标记,诸如例如,表位,例如,FLAG表位或V5表位。例如,所述表位是FLAG表位。例如,所述标签有效用于例如纯化融合蛋白。
药物有效量:在本发明的情形中,药物有效量典型地理解为足以诱导药学作用,诸如免疫应答,改变所表达的肽或蛋白的病理学水平,或取代缺少的基因产物(例如,在病理学情形中)的量。
赋形剂(Vehicle):赋形剂典型地理解为适于存储、转运和/或施用化合物,如药物活性化合物的物质。例如,其可以是生理学可接受的适于存储、转运和/或施用药物活性化合物的液体。
PD-1途径:PD-1途径的成员是与PD-1信号传导相关的所有蛋白。一方面,这些可以是包括诱导PD-1上游的PD-1信号传导的蛋白,诸如例如,PD-1的配体,即PD-L1和PD-L2,和信号转导受体PD-1。另一方面,这些可以是PD-1受体下游的信号转导蛋白。在本发明的情形中特别优选作为PD-1途径成员的是PD-1,PD-L1和PD-L2。
PD-1途径抑制剂:在本发明的情形中,PD-1途径抑制剂优选在本文中定义为能够削弱PD-1途径信号传导、优选由PD-1受体介导的信号传导的化合物。因此,所述PD-1途径抑制剂可以是能够拮抗PD-1途径信号传导的针对PD-1途径的任何成员的任何抑制剂。在该情形中,所述抑制剂可以是本文定义的拮抗抗体,其靶向PD-1途径的任意成员,优选地针对PD-1受体,PD-L1或PD-L2。该拮抗抗体也可以由核酸编码。所述编码的抗体还称为本文定义的“细胞内抗体”。此外,PD-1途径抑制剂可以是PD-1受体的片段或阻断PD1配体活性的PD1-受体。B7-1或其片段也可以作为PD1-抑制性配体。此外,PD-1途径抑制剂可以是siRNA(小干扰RNA)或针对PD-1途径成员(优选PD-1,PD-L1或PD-L2)的反义RNA。另外,PD-1途径抑制剂可以是包含能够结合PD-1但是防止PD-1信号传导(例如,通过抑制PD-1与B7-H1或B7-DL的相互作用)的氨基酸序列的蛋白(或编码所述蛋白的核酸)。另外,PD-1途径抑制剂可以是能够抑制PD-1途径信号传导的小分子抑制剂,例如,PD-1结合肽或小的有机分子。
抗体:抗体可以选自本领域已知的任何抗体,例如,任何重组产生或天然存在的抗体,特别是适用于治疗、诊断或科学目的的抗体,特别是针对PD-1、PD-L1或PD-L2的抗体。本文中,术语“抗体”以其最广泛意义使用,并且特别涵盖单克隆和多克隆抗体(包括拮抗剂和阻断或中和抗体)和具有多表位特异性的抗体种类。按照本发明,术语“抗体”典型地包括本领域已知的任何抗体(例如IgM,IgD,IgG,IgA和IgE抗体),诸如天然存在的抗体,通过免疫在宿主生物体中产生的抗体,由天然存在的抗体分离和鉴定的抗体或通过免疫在宿主生物体中产生的抗体和通过本领域已知的生物分子方法重组产生的抗体,以及嵌合抗体,人抗体,人源化抗体,双特异性抗体,细胞内抗体,即在细胞中表达并且任选地定位在特定细胞区室中的抗体,以及前述抗体的片段和变体。一般地,抗体由轻链和重链组成,所述轻链和重链均具有可变结构域和恒定结构域。轻链由N-端可变结构域VL和C-端恒定结构域CL组成。相比之下,IgG抗体的重链,例如,由N-端可变结构域VH和三个恒定结构域CH1、CH2和CH3组成。按照本发明也可以使用单链抗体。抗体可以优选地包括全长抗体,即由完全重链和完全轻链组成的抗体,如前文所述。然而,抗体的衍生物,诸如抗体片段、变体或加合物,也可以用作本发明所述的PD-1途径抑制剂。抗体片段优选地选自前述(全长)抗体的Fab,Fab’,F(ab’)2,Fc,Facb,pFc’,Fd和Fv片段。一般地,抗体片段在本领域中是已知的。例如,Fab(“片段、抗原结合”)片段由每条重链和轻链的一个恒定结构域和一个可变结构域组成。两个可变结构域结合特定抗原上的表位。两条链通过二硫键连接。scFv(“单链可变片段”)片段,例如,典型地由轻链和重链的可变结构域组成。所述结构域通过人工连接键连接,通常是多肽连接,诸如由15-25个甘氨酸、脯氨酸和/或丝氨酸残基组成的肽。
多克隆抗体:多克隆抗体典型地意指针对特定抗原或免疫原或蛋白的表位的抗体的混合物,其特长免疫宿主生物体产生,所述宿主生物体如哺乳动物,例如,包括,山羊,牛,猪,狗,猫,驴,猴,猿,啮齿动物,如小鼠,仓鼠和兔。多克隆抗体特长不相同,由此通常识别同一抗原的不同表位或区域。因此,在这样的情形中,典型地使用不同抗体的混合物(组合物),每种抗体针对特定的抗原或免疫原或蛋白的表位,特别针对PD-1、PD-L1或PD-L2。
单克隆抗体:术语“单克隆抗体”在本文中典型地是指从基本上同源的抗体群体获得的抗体,即,该群体所包含的单个抗体除了可能以较少量存在的可能的天然存在的变异之外是相同的。单克隆抗体是高度特异性的,针对单一抗原位点。此外,与典型地包含针对不同决定簇(表位)的不同抗体的常规(多克隆)抗体制剂相反,每种单克隆抗体针对抗原上的单一决定簇。例如,上文定义的单克隆抗体可以通过最初由Kohler和Milstein,Nature(自然),256:495(1975)所述的杂交瘤方法制备,或者可以通过重组DNA方法制备,例如,如在U.S.Pat.No.4,816,567中所述。例如,“单克隆抗体”还可以从利用McCafferty等,Nature(自然),348:552-554(1990)所述的技术产生的噬菌体文库中分离。按照Kohler和Milstein,将目的免疫原(抗原)注射到宿主(如小鼠)中,并在一段时间后收集响应所述免疫原产生的B细胞淋巴细胞。将所述B细胞与从小鼠获得的骨髓瘤细胞组合,并且引入到允许所述B细胞与所述骨髓瘤细胞融合的培养基中,产生杂交瘤。然后,将这些融合的细胞(杂交瘤)放置在微量滴定板的分开的孔中,并且生长以产生单克隆抗体。检测该单克隆抗体,以确定它们中的哪些适于检测目的抗原。选择后,可以在细胞培养物中或通过将杂交瘤注射到小鼠中生长单克隆抗体。在本发明的情形中,特别优选的是针对PD-1、PD-L1和PD-L2的单克隆抗体。
嵌合抗体:按照本发明可以用作PD-1途径抑制剂的嵌合抗体优选是其中上述抗体的恒定结构域替换为来自其他生物体的抗体序列、优选人序列的抗体。
人源化抗体:按照本发明可以用作PD-1途径抑制剂的人源化(非人)抗体是其中抗体的恒定结构域和可变结构域(除了超变结构域之外)替换为人序列的抗体。
人抗体:人抗体可以分离自人组织或免疫的非人宿主生物体,其对于人IgG基因座是转基因。另外,人抗体可以通过使用噬菌体展示而提供。
双特异性抗体:在本发明的情形中,双特异性抗体优选是通过两个不同的Fa/b-结构域作用为效应子和相应的靶标之间的衔接子的抗体,例如,用于招募效应子分子(如毒素、药物、细胞因子等)、靶向效应细胞(如CTL,NK细胞,巨噬细胞,粒细胞等)的目的(参见,综述:Kontermann R.E.,Acta Pharmacol.Sin,2005,26(1):1-9)。本文所述的双特异性抗体通常设置为通过两个不同的Fa/b-结构域识别,例如,两个不同的抗原、免疫原、表位、药物、细胞(或细胞上的受体)、或上述其他分子(或结构)。双特异性在本文中意指抗体的抗原结合区对两种不同的表位特异。由此,可以使不同的抗原、免疫原或表位等靠近在一起,任选地,这允许两种组分的直接相互作用。例如,不同的细胞,诸如效应细胞和靶细胞,可以通过双特异性抗体联系。本发明包括,但不限于,一方面结合可溶性抗原另一方面结合细胞(例如,肿瘤细胞)表面上的抗原或受体受体例如PD-1或其配体PD-L1和PD-L2的抗体或其片段。
细胞内抗体(Intrabodies):细胞内抗体可以是上文定义的抗体。这些抗体是细胞内表达的抗体,并且因此这些抗体可以由用于表达所编码的抗体的核酸编码。因此,编码抗体,优选上文定义的抗体,特别是针对PD-1途径的成员(例如PD-1,PD-L1或PD-L2)的抗体的核酸可以用作本发明所述的PD-1途径抑制剂。
按照第一方面,本发明的基础目标通过疫苗/抑制剂组合得以解决,所述疫苗/抑制剂组合包含:
(i)作为疫苗的RNA疫苗,所述RNA疫苗包含至少一种RNA,所述RNA包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框(ORF),和
(ii)作为抑制剂的包含至少一种PD-1途径抑制剂的组合物。
在本发明的情形中,术语“疫苗/抑制剂组合”优选意指包含至少一种含有至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框(ORF)的RNA的RNA疫苗与包含至少一种PD-1途径抑制剂的组合物的组合存在。因此,该疫苗/抑制剂组合可以作为在一份混合物中(例如,在药物组合物中)包含所有这些组分的一种组合物存在,或者可以作为多个组分的试剂盒存在,其中不同的组分形成所述组分的试剂盒的不同组分。通过使用RNA疫苗作为第一组分,所述RNA疫苗包含至少一种含有至少一个编码至少一种抗原(优选编码肿瘤抗原或病原性抗原)的开放阅读框的RNA,本发明的疫苗/抑制剂组合优选地允许在待治疗的患者(优选哺乳动物)中引发适应性免疫应答(和任选地先天性免疫应答)。本发明的疫苗/抑制剂组合的抑制剂,优选PD-1途径抑制剂可以通过优选抑制或阻抑PD-1受体介导的信号转导而拮抗PD-1途径信号传导。因此,所述疫苗和所述抑制剂的施用可以在相同的施用位点或在不同的施用位点同时发生或时间上错开发生,如下文进一步所述。所述疫苗/抑制剂组合可以诱导主动免疫应答,例如,由此防止肿瘤生长或诱导肿瘤消退。因此,本发明的疫苗/抑制剂组合适于有效地刺激针对癌症和病原体感染的细胞的抗原-特异性的免疫应答。更准确地,本发明的疫苗/抑制剂组合特别适于治疗可能与PD-1、PD-L1或PD-L2的过表达相关的肿瘤疾病和传染病,并且进一步改善针对所述肿瘤细胞和感染细胞的免疫应答。
因此,本发明是基于下述令人惊讶的发现:RNA疫苗与PD-1途径抑制剂的组合表现出极端有益的肿瘤生长抑制,导致现有技术预测不到的增强的存活。因此,使用RNA疫苗,例如编码特异性抗原(主动接种),如肿瘤抗原,与针对PD-1途径的成员(特别是PD-1受体或其配体PD-L1和PD-L2)的抑制剂的组合治疗可以强烈地减少待治疗的疾病的有害影响,例如,肿瘤的生长率。在该情形中,本发明人令人惊讶地发现,使用包含编码肿瘤抗原的RNA的RNA疫苗与PD-1途径抑制剂组合的治疗出乎意料地抑制肿瘤生长,以协同方式导致肿瘤攻击的小鼠的改善的存活,这得到发生50%的完全响应的证实。
作为第一组分,本发明的疫苗/抑制剂组合包含RNA疫苗作为疫苗,所述RNA疫苗包含至少一种含有至少一个编码至少一种抗原(优选肿瘤抗原或病原性抗原)的开发阅读框(ORF)的RNA。
按照本发明,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗优选地包含至少一种含有至少一个编码至少一种本文定义的抗原的开放阅读框的RNA。
所述RNA疫苗的至少一种RNA可以选自适于编码氨基酸序列的任意RNA,优选选自信使RNA(mRNA)。
然而,其他形式的RNA同样可以在进行本发明的教导中找到其应用。例如,所述RNA可以是病毒来源的RNA,诸如本文定义的反转录病毒的RNA或RNA复制子,例如,来源于α病毒的RNA复制子。
在具体的实施方案中,所述RNA疫苗的至少一种RNA不包含或不由慢病毒载体或腺病毒/腺伴随病毒载体组成。
在一个具体的实施方案中,所述RNA疫苗包含或由本文定义的分离的RNA组成。
此外,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗的至少一种RNA可以是单链或双链RNA(由于两个单链RNA(分子)的非共价缔合,其也可以称为RNA(分子))或部分双链或部分单链的RNA,其至少是部分自我互补的(这些部分双链或部分单链的RNA分子都典型地由较长的和较短的单链RNA分子形成或由两个长度大致相等的单链RNA分子形成,其中一个单链RNA分子与另一个单链RNA分子部分互补,并且二者由此在该区域形成双链RNA,即,部分双链或部分单链的RNA)。优选地,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗的至少一种RNA可以是单链RNA。此外,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗的至少一种RNA可以是环形或线性RNA,优选是线性RNA。更优选地,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗的至少一种RNA可以是(线性)单链RNA。
优选地,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗的至少一种RNA包含约5至约20000个,或100至约20000个核苷酸的长度,优选约250至约20000个核苷酸的长度,更优选约500至约10000个的长度,甚至更优选约500至约5000个的长度。
在本发明第一方面的特别优选的实施方案中,RNA疫苗包含至少一个开放阅读框的至少一种RNA编码至少一种肿瘤抗原。在该情形中,肿瘤抗原优选地位于所述(肿瘤)细胞的表面。肿瘤抗原还可以选自与正常细胞(例如,非肿瘤细胞)相比在肿瘤细胞中过量表达的蛋白。此外,肿瘤抗原还包括在这样的细胞中表达的抗原,所述细胞自身不(或初始自身不)退化而是与假定的肿瘤相关。此处也包括与供应肿瘤的血管或其(再)形成相关的抗原,特别是与新血管形成相关的那些抗原,例如,生长因子,诸如VEGF,bFGF等。与肿瘤相关的抗原还包括来自典型地嵌入肿瘤的细胞或组织的抗原。此外,一些物质(通常是蛋白或肽)在(已知或未知)患有癌症疾病的患者中表达,并且其在所述患者的体液中以增加的浓度存在。这些物质也称为“肿瘤抗原”,然而,在诱导免疫应答的物质的严格意义上,它们不是抗原。这类肿瘤抗原可以进一步分为肿瘤-特异性抗原(TSAs)和肿瘤-相关的-抗原(TAAs)。TSAs可以仅由肿瘤细胞呈递而从不由正常的“健康”细胞呈递。它们典型地由肿瘤特异性突变产生。更普遍的TAAs通常由肿瘤和健康细胞二者呈递。这些抗原被细胞毒性T细胞识别,并且抗原-呈递细胞可以被细胞毒性T细胞破坏。另外,肿瘤抗原还可以以例如突变的受体的形式存在于肿瘤表面上。在上述情形中,它们可以被抗体识别。
此外,肿瘤相关抗原可以分类成组织-特异性抗原,还称为黑素细胞-特异性抗原、睾丸癌抗原和肿瘤-特异性抗原。睾丸癌抗原典型地理解为可以在宽泛种类的肿瘤中被激活的种系相关的基因的肽或蛋白。人睾丸癌抗原可以进一步细分为在X染色体上编码的抗原,即所谓的CT-X抗原,和不在X染色体上编码的那些抗原,即所谓的(非X CT抗原)。例如,在X染色体上编码的睾丸癌抗原包含黑素瘤抗原基因家族,即所谓的MAGE-家族。所述MAGE-家族的基因可以由共有的MAGE同源性结构域(MHD)表征。这些抗原(即,黑素细胞-特异性抗原、睾丸癌抗原和肿瘤-特异性抗原)中的每一个可以引发自体细胞和体液免疫应答。因此,由用在本发明中的RNA疫苗中所包含的RNA编码的肿瘤抗原优选是黑素细胞-特异性抗原、睾丸癌抗原或肿瘤-特异性抗原,优选其可以是CT-X抗原,非-X CT-抗原,CT-X抗原的结合配偶体或非-X CT-抗原的结合配偶体或肿瘤-特异性抗原,更优选是CT-X抗原,非-X CT-抗原的结合配偶体或肿瘤-特异性抗原。
本发明所述的特别优选的肿瘤抗原选自由下述组成的列表:5T4,707-AP,9D7,AFP,AlbZIP HPG1,α-5-β-1-整联蛋白,α-5-β-6-整联蛋白,α-辅肌动蛋白-4/m,α-甲基酰基-辅酶A消旋酶,ART-4,ARTC1/m,B7H4,BAGE-1,BCL-2,bcr/abl,β-连环蛋白/m,BING-4,BRCA1/m,BRCA2/m,CA 15-3/CA 27-29,CA 19-9,CA72-4,CA125,钙网蛋白,CAMEL,CASP-8/m,组织蛋白酶B,组织蛋白酶L,CD19,CD20,CD22,CD25,CDE30,CD33,CD4,CD52,CD55,CD56,CD80,CDC27/m,CDK4/m,CDKN2A/m,CEA,CLCA2,CML28,CML66,COA-1/m,毛状蛋白(coactosin)-样蛋白,collage XXIII,COX-2,CT-9/BRD6,Cten,细胞周期蛋白B1,细胞周期蛋白D1,cyp-B,CYPB1,DAM-10,DAM-6,DEK-CAN,EFTUD2/m,EGFR,ELF2/m,EMMPRIN,EpCam,EphA2,EphA3,ErbB3,ETV6-AML1,EZH2,FGF-5,FN,Frau-1,G250,GAGE-1,GAGE-2,GAGE-3,GAGE-4,GAGE-5,GAGE-6,GAGE7b,GAGE-8,GDEP,GnT-V,gp100,GPC3,GPNMB/m,HAGE,HAST-2,hepsin,Her2/neu,HERV-K-MEL,HLA-A*0201-R17I,HLA-A11/m,HLA-A2/m,HNE,同源异型框NKX3.1,HOM-TES-14/SCP-1,HOM-TES-85,HPV-E6,HPV-E7,HSP70-2M,HST-2,hTERT,iCE,IGF-1R,IL-13Ra2,IL-2R,IL-5,不成熟的层粘连蛋白受体,激肽释放酶-2,激肽释放酶-4,Ki67,KIAA0205,KIAA0205/m,KK-LC-1,K-Ras/m,LAGE-A1,LDLR-FUT,MAGE-A1,MAGE-A2,MAGE-A3,MAGE-A4,MAGE-A6,MAGE-A9,MAGE-A10,MAGE-A12,MAGE-B1,MAGE-B2,MAGE-B3,MAGE-B4,MAGE-B5,MAGE-B6,MAGE-B10,MAGE-B16,MAGE-B17,MAGE-C1,MAGE-C2,MAGE-C3,MAGE-D1,MAGE-D2,MAGE-D4,MAGE-E1,MAGE-E2,MAGE-F1,MAGE-H1,MAGEL2,乳珠蛋白(mammaglobin)A,MART-1/melan-A,MART-2,MART-2/m,基质蛋白22,MC1R,M-CSF,ME1/m,间皮素,MG50/PXDN,MMP11,MN/CA IX-抗原,MRP-3,MUC-1,MUC-2,MUM-1/m,MUM-2/m,MUM-3/m,I类肌球蛋白/m,NA88-A,N-乙酰葡糖氨基转移酶-V,Neo-PAP,Neo-PAP/m,NFYC/m,NGEP,NMP22,NPM/ALK,N-Ras/m,NSE,NY-ESO-B,NY-ESO-1,OA1,OFA-iLRP,OGT,OGT/m,OS-9,OS-9/m,骨钙素,骨桥蛋白,p15,p190小bcr-abl,p53,p53/m,PAGE-4,PAI-1,PAI-2,PAP,PART-1,PATE,PDEF,Pim-1-激酶,Pin-1,Pml/PARα,POTE,PRAME,PRDX5/m,prostein,蛋白酶-3,PSA,PSCA,PSGR,PSM,PSMA,PTPRK/m,RAGE-1,RBAF600/m,RHAMM/CD168,RU1,RU2,S-100,SAGE,SART-1,SART-2,SART-3,SCC,SIRT2/m,Sp17,SSX-1,SSX-2/HOM-MEL-40,SSX-4,STAMP-1,STEAP-1,生存素,生存素-2B,SYT-SSX-1,SYT-SSX-2,TA-90,TAG-72,TARP,TEL-AML1,TGFβ,TGFβRII,TGM-4,TPI/m,TRAG-3,TRG,TRP-1,TRP-2/6b,TRP/INT2,TRP-p8,酪氨酸酶,UPA,VEGFR1,VEGFR-2/FLK-1,和WT1。所述肿瘤抗原优选地可以选自由下述组成的组:p53,CA125,EGFR,Her2/neu,hTERT,PAP,MAGE-A1,MAGE-A3,间皮素,MUC-1,GP100,MART-1,酪氨酸酶,PSA,PSCA,PSMA,STEAP-1,VEGF,VEGFR1,VEGFR2,Ras,CEA或WT1,并且更优选地选自PAP,MAGE-A3,WT1和MUC-1。所述肿瘤抗原优选地可以选自由下述组成的组:MAGE-A1(例如登记号M77481所述的MAGE-A1),MAGE-A2,MAGE-A3,MAGE-A6(例如登记号NM_005363所述的MAGE-A6),MAGE-C1,MAGE-C2,melan-A(例如登记号NM_005511所述的melan-A),GP100(例如登记号M77348所述的GP100),酪氨酸酶(例如登记号NM_000372所述的酪氨酸酶),存活蛋白(例如登记号AF077350所述的存活蛋白),CEA(例如登记号NM_004363所述的CEA),Her-2/neu(例如登记号M11730所述的Her-2/neu),WT1(例如登记号NM_000378所述的WT1),PRAME(例如登记号NM_006115所述的PRAME),EGFRI(表皮生长因子受体1)(例如登记号AF288738所述的EGFRI(表皮生长因子受体1)),MUC1,黏蛋白-1(例如登记号NM_002456所述的黏蛋白-1),SEC61G(例如登记号NM_014302所述的SEC61G),hTERT(例如登记号NM_198253所述的hTERT),5T4(例如登记号NM_006670所述的5T4),TRP-2(例如登记号NM_001922所述的TRP-2),STEAP1(前列腺六跨膜上皮抗原1(Six-transmembrane epithelial antigen ofprostate 1)),PSCA,PSA,PSMA等。
在这一情形中,特别优选的是,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗的至少一种RNA编码选自下述的肿瘤抗原:PCA,PSA,PSMA,STEAP和任选的MUC-1,或其片段、变体或衍生物。
在另一个特别优选的实施方案中,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗包含至少一种编码选自下述的肿瘤抗原的RNA:NY-ESO-1,MAGE-C1,MAGE-C2,存活蛋白,任选的5T4和任选的MUC-1,或其片段、变体或衍生物。
此外,肿瘤抗原还可以包括与癌症或肿瘤疾病、特别是淋巴瘤或淋巴瘤相关疾病有关的个体遗传型抗原,其中所述个体遗传型抗原是淋巴血细胞的免疫球蛋白独特型或淋巴血细胞的T细胞受体独特型。
在本发明第一方面另一个特别优选的实施方案中,RNA疫苗的至少一种RNA包含至少一个编码至少一种病原性抗原的开放阅读框。病原性抗原是来源于与传染病相关的病原体的肽或蛋白抗原,其优选地选自来源于下述病原体的抗原:鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii),无形体属(Anaplasma genus),嗜吞噬细胞无形体(Anaplasma phagocytophilum),猫钩虫(Ancylostoma braziliense),十二指肠钩虫(Ancylostoma duodenale),溶血隐秘杆菌(Arcanobacterium haemolyticum),人蛔虫(Ascaris lumbricoides),曲霉菌属(Aspergillus genus),星状病毒科(Astroviridae),巴贝虫属(Babesia genus),炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis),蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),汉氏巴尔通氏体(Bartonella henselae),BK病毒,人芽囊原虫(Blastocystis hominis),皮炎芽生菌(Blastomyces dermatitidis),百日咳博德特氏菌(Bordetella pertussis),伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi),疏螺旋体属(Borreliagenus),疏螺旋体属物种(Borrelia spp),布鲁杆菌属(Brucella genus),马来丝虫(Brugia malayi),布尼亚病毒科(Bunyaviridae family),洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)和其他伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)物种,鼻疽伯克霍尔德氏菌(Burkholderia mallei),类鼻疽伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pseudomallei),嵌杯病毒科(Caliciviridae family),弯曲杆菌属(Campylobacter genus),白色念珠菌(Candida albicans),念珠菌属物种(Candida spp),砂眼衣原体(Chlamydiatrachomatis),肺炎衣原体(Chlamydophila pneumoniae),鹦鹉热衣原体(Chlamydophilapsittaci),CJD朊病毒,华支睾吸虫(Clonorchis sinensis),肉毒梭菌(Clostridiumbotulinum),艰难梭菌(Clostridium difficile),产气荚膜梭菌(Clostridiumperfringens),产气荚膜梭菌,梭菌属物种(Clostridium spp),破伤风梭菌(Clostridiumtetani),球孢菌属物种(Coccidioides spp),冠状病毒(coronaviruses),白喉棒杆菌(Corynebacterium diphtheriae),伯内特考克斯体(Coxiella burnetii),克里米亚-刚果出血热病毒(Crimean-Congo hemorrhagic fever virus),新型隐球菌(Cryptococcusneoformans),隐孢子虫属(Cryptosporidium genus),巨细胞病毒(Cytomegalovirus,CMV),登革热病毒(Dengue viruses)(DEN-1,DEN-2,DEN-3和DEN-4),脆弱双核阿米巴(Dientamoeba fragilis),埃博拉病毒(Ebolavirus,EBOV),棘球属(Echinococcusgenus),恰菲埃里希氏体(Ehrlichia chaffeensis),尤氏埃里希氏体(Ehrlichiaewingii),埃里希氏体属(Ehrlichia genus),溶组织内阿米巴(Entamoeba histolytica),肠球菌属(Enterococcus genus),肠道病毒属(Enterovirus genus),肠道病毒(Enteroviruses),主要为柯萨奇病毒A病毒(Coxsackie A virus)和肠道病毒71(EV71),表皮癣菌属物种(Epidermophyton spp),埃巴病毒(Epstein-Barr Virus,EBV),大肠杆菌(Escherichia coli)O157:H7,O111和O104:H4,肝片形吸虫(Fasciola hepatica)和巨大片形吸虫(Fasciola gigantica),FFI朊病毒,丝虫目(Filarioidea)超家族,黄病毒(Flaviviruses),土拉热弗朗西丝菌(Francisella tularensis),梭杆菌属(Fusobacterium genus),白地霉(Geotrichum candidum),肠贾第虫(Giardiaintestinalis),颚口线虫属物种(Gnathostoma spp),GSS朊病毒,瓜纳里托病毒(Guanarito virus),杜克雷嗜血杆菌(Haemophilus ducreyi),流感嗜血菌(Haemophilusinfluenzae),幽门螺杆菌(Helicobacter pylori),亨尼病毒属(Henipavirus)(亨德拉病毒(Hendra virus)尼帕病毒(Nipah virus)),甲型肝炎病毒(Hepatitis A Virus),乙型肝炎病毒(Hepatitis B Virus,HBV),丙型肝炎病毒(Hepatitis C Virus,HCV),丁型肝炎病毒(Hepatitis D Virus),戊型肝炎病毒(Hepatitis E Virus),单纯疱疹病毒(Herpessimplex virus)1和2(HSV-1和HSV-2),荚膜组织胞浆菌(Histoplasma capsulatum),HIV(人免疫缺陷病毒),威尼克何德霉(Hortaea werneckii),人博卡病毒(Human bocavirus,HBoV),人疱疹病毒6(HHV-6)和人疱疹病毒7(HHV-7),人偏肺病毒(Humanmetapneumovirus,hMPV),人乳头瘤病毒(Human papillomavirus,HPV),人副流感病毒(Human parainfluenza viruses,HPIV),日本脑炎病毒(Japanese encephalitis virus),JC病毒,胡宁病毒(Junin virus),金氏金氏菌(Kingella kingae),肉芽肿杆菌(Klebsiella granulomatis),库鲁朊病毒(Kuru prion),拉沙病毒(Lassa virus),嗜肺军团病杆菌(Legionella pneumophila),利什曼原虫属(Leishmania genus),钩端螺旋体属(Leptospira genus),单核细胞增生利斯特菌(Listeria monocytogenes),淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒(Lymphocytic choriomeningitis virus,LCMV),Machupo病毒,马拉色霉菌属物种(Malassezia spp),马堡病毒(Marburg virus),麻疹病毒(Measles virus),横川后殖吸虫(Metagonimus yokagawai),微孢子虫门(Microsporidia phylum),传染性软疣病毒(Molluscum contagiosum virus,MCV),腮腺炎病毒(Mumps virus),麻风分枝杆菌(Mycobacterium leprae)和Mycobacterium lepromatosis,结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis),溃疡分枝杆菌(Mycobacterium ulcerans),肺炎支原体(Mycoplasmapneumoniae),福氏耐格里原虫(Naegleria fowleri),美洲板口线虫(Necatoramericanus),淋病奈瑟球菌(Neisseria gonorrhoeae),脑膜炎奈瑟球菌(Neisseriameningitidis),星状诺卡尔菌(Nocardia asteroides),诺卡尔菌属物种(Nocardia spp),旋盘尾丝虫(Onchocerca volvulus),恙虫热立克次体(Orientia tsutsugamushi),正粘病毒科(Orthomyxoviridae family)(流感),巴西副球孢子菌(Paracoccidioidesbrasiliensis),并殖吸虫属物种(Paragonimus spp),卫斯特曼并殖吸虫(Paragonimuswestermani),细小病毒(Parvovirus)B19,巴斯德菌属(Pasteurella genus),疟原虫属(Plasmodium genus),杰氏肺囊虫(Pneumocystis jirovecii),脊髓灰质炎病毒(Poliovirus),狂犬病病毒(Poliovirus),呼吸道合胞病毒(respiratory syncytialvirus,RSV),鼻病毒属(Rhinovirus),鼻病毒(rhinoviruses),痘立克次体(Rickettsiaakari),立克次体属(Rickettsia genus),普氏立克次体(Rickettsia prowazekii),立氏立克次体(Rickettsia rickettsii),斑疹伤寒立克次体(Rickettsia typhi),裂谷热病毒(Rift Valley fever virus),轮状病毒属(Rotavirus),风疹病毒(Rubella virus),萨比亚病毒(Sabia virus),沙门菌属(Salmonella genus),疥螨(Sarcoptes scabiei),SARS冠状病毒(SARS coronavirus),血吸虫属(Schistosoma genus),志贺菌属(Shigellagenus),辛诺柏病毒(Sin Nombre virus),汉坦病毒属(Hantavirus),申克孢子丝菌(Sporothrix schenckii),葡萄球菌属(Staphylococcus genus),葡萄球菌属,无乳链球菌(Streptococcus agalactiae),肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae),酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes),粪类圆线虫(Strongyloides stercoralis),绦虫属(Taeniagenus),猪肉绦虫(Taenia solium),蜱传脑炎病毒(Tick-borne encephalitis virus,TBEV),犬弓蛔线虫(Toxocara canis)或猫弓蛔虫(Toxocara cati),鼠弓形虫(Toxoplasmagondii),苍白密螺旋体(Treponema pallidum),旋毛线虫(Trichinella spiralis),阴道毛滴虫(Trichomonas vaginalis),发癣菌属物种(Trichophyton spp),鞭形鞭虫(Trichuris trichiura),布鲁斯锥虫(Trypanosoma brucei),克鲁斯锥虫(Trypanosomacruzi),尿素分解尿素支原体(Ureaplasma urealyticum),水痘-带状疱疹病毒(Varicellazoster virus,VZV),水痘-带状疱疹病毒(VZV),重型天花(Variola major)或类天花(Variola minor),vCJD朊病毒,委内瑞拉马脑炎病毒(Venezuelan equine encephalitisvirus),霍乱弧菌(Vibrio cholerae),西尼罗河病毒(West Nile virus),西部马脑炎病毒(Western equine encephalitis virus),班氏吴策线虫(Wuchereria bancrofti),黄热病病毒(Yellow fever virus),小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica),鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis)和假结核耶尔森氏菌(Yersinia pseudotuberculosis)。
在这一情形中,特别优选的是来自选自下述的病原体的抗原:流感病毒(Influenza virus),呼吸道合胞病毒(RSV),单纯疱疹病毒(HSV),人乳头瘤病毒(HPV),人免疫缺陷病毒(HIV),疟原虫属(Plasmodium),金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),登革热病毒,砂眼衣原体(Chlamydia trachomatis),巨细胞病毒(CMV),乙型肝炎病毒(HBV),结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis),狂犬病病毒和黄热病病毒。
按照本发明第一方面所述的RNA疫苗的包含至少至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框的至少一种RNA可以作为单顺反子、双顺反子或甚至多顺反子RNA存在,即为包含一种、两种或更多种蛋白或肽的开放阅读框的RNA。在双顺反子或甚至多顺反子RNAs中的所述开放阅读框可以被至少一个内部核糖体进入位点(IRES)序列(例如,如本文所述)或信号肽隔开,所述信号肽诱导所产生的包含几种蛋白或肽的多肽的切割。
为了防止不稳定性和多种途径为RNA的(快速)降解,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗的至少一种RNA可以被稳定。RNA的这种不稳定性典型地是由于RNA降解酶“RNA酶”(核糖核酸酶)导致,其中被所述核糖核酸酶污染有时可能完全降解溶液中的RNA。因此,RNA在细胞的细胞质中的天然降解受到非常精细地调节,并且RNA污染通常可以通过在使用所述组合物之前的专门处理而去除,具体地是使用焦碳酸二乙酯(DEPC)进行处理。在这种情形中,在现有技术中已经了解许多天然降解的机制,其可以使用。例如,末端结构典型地是至关重要的,特别是对于mRNA来说。例如,在天然存在的mRNAs的5'端,通常存在所谓的帽结构,其是修饰的鸟苷核苷酸,也称为5’帽结构,并且在3'端典型地是多到200腺苷核苷酸(所谓的聚A尾)的序列。在其他实施方案中,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗的至少一种RNA包含至少一种下述结构元件:5’和/或3’-UTR序列,优选5’和/或3’-UTR修饰,5’帽结构,聚(C)序列,聚-A尾和/或多聚腺苷酸化信号,优选如本文定义。
在另一个实施方案中,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗的至少一种RNA优选地包含至少两种下述结构元件:5’和/或3’-UTR序列,优选5’和/或3’-UTR修饰(例如,(α)珠蛋白基因的3’-UTR的突变的序列(muag));组蛋白茎环结构,优选在其3’不翻译区的组蛋白茎环;5’-帽结构;聚(C)序列;聚-A尾;或多聚腺苷酸化信号,例如给出5’-帽结构和组蛋白茎环,并且潜在地聚-A-尾。
在这一情形中,特别优选的是,RNA疫苗编码本发明的疫苗/抑制剂组合所包含的至少一种抗原的至少一种RNA在5’至3’-方向具有下述结构:
a)任选的包含UTR修饰的5’-UTR序列
b)编码上文定义的抗原的开放阅读框;
c)包含UTR修饰的3’-UTR序列
d)至少一个组蛋白茎环,任选地在组蛋白茎环的3’不具有组蛋白下游元件
e)聚(A)序列或任选的多聚腺苷酸化信号;和
f)聚(C)序列。
在另一个特别优选的实施方案中,RNA疫苗的编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA在5’至3’-方向具有下述结构:
a)任选的包含UTR修饰的5’-UTR序列
b)编码上文定义的抗原的开放阅读框;
c)包含UTR修饰的3’-UTR序列
d)聚(A)序列
e)聚(C)序列;和
f)至少一个组蛋白茎环。
为了进一步改善例如体内降解(例如,由外切和内切核酸酶降解)抗性,RNA疫苗的编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA可以被提供为稳定的核酸,例如,以本文定义的修饰的核酸的形式。按照本发明的另一个实施方案,因此优选RNA疫苗的编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA被稳定,优选过主链修饰、糖修饰和/或碱基修饰而被稳定,更优选地通过改变G/C-含量而被稳定,如本文定义。所有这些修饰都可以在不消弱RNA翻译成抗原、反转录或复制的功能的条件下引入到所述至少一种RNA中。
按照另一个实施方案,RNA疫苗的编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA可以被修饰,由此通过改变mRNA、优选其开放阅读框的G(鸟苷)/C(胞嘧啶)含量而被稳定。
此处,RNA疫苗的编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA的G/C含量与其具体的野生型开放阅读框(即,本文定义的未修饰的RNA)的G/C含量相比被特别增加。然而,与特定的野生型开放阅读框所编码的氨基酸序列相比,RNA疫苗的编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA的开放阅读框所编码的氨基酸序列优选没有被改变。
按照本发明的另一个优选的实施方案,RNA疫苗的编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA进行翻译优化(密码子优化),如本文定义,优选地通过用相应氨基酸的更常见的tRNAs的密码子替换给定氨基酸的较不常见的tRNAs的密码子而进行翻译优化。
在这一情形中,特别优选的是,在不改变由RNA疫苗的至少一种RNA中所包含的开放阅读框所编码的蛋白的氨基酸序列的前提下,将RNA疫苗的编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA中增加的(特别是最大化的)序列G/C含量与“常见的”密码子联系起来。
在本发明的情形中,RNA疫苗的编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA可以使用本领域已知的任意方法制备,包括合成方法,诸如例如固相合成,以及体内增殖,如例如在细胞中产生病毒样颗粒或复制子颗粒,或体外方法,诸如体外转录反应。复制子,如基于α病毒基因组的自我扩增的RNA,可以通过使用标准分子技术构建编码自我扩增的RNA的DNA质粒而产生。例如,线性化的DNA在体外由T7RNA聚合酶转录,并且将得到的RNA引入到细胞中,例如,通过电穿孔引入。可以在包装测定中评价复制子颗粒的产生,其中体外转录的复制子和缺失的辅助RNA共同转染到细胞中(Perri等,2003.J.Virol.(病毒学杂志)77(19):10394-403;12970424)。
在另一个实施方案中,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗包含多个或多于一种,优选2-10种,更优选2-5种,最优选2-4种本文定义的RNA分子。这些RNA疫苗包含多于一种RNA分子,优选地编码优选包含不同肿瘤抗原或病原体抗原的不同的肽或蛋白。
在这一情形中,特别优选的是,本发明的疫苗/抑制剂组合的包含多种(其典型地意指多于1,2,3,4,5,6或多于10种核酸,例如,2-10种,优选2-5种核酸)RNA分子的特别用于治疗前列腺癌(PCa)的RNA疫苗至少包含:
a)编码至少一种肽或蛋白的RNA分子,其中所编码的肽或蛋白包含肿瘤抗原PSA或其片段、变体或衍生物;和
b)编码至少一种肽或蛋白的RNA分子,其中所编码的肽或蛋白包含肿瘤抗原PSMA或其片段、变体或衍生物;和
c)编码至少一种肽或蛋白的RNA分子,其中所编码的肽或蛋白包含肿瘤抗原PSCA或其片段、变体或衍生物;
d)编码至少一种肽或蛋白的RNA分子,其中所编码的肽或蛋白包含肿瘤抗原STEAP-1或其片段、变体或衍生物;并且任选地
e)编码至少一种肽或蛋白的RNA分子,其中所编码的肽或蛋白包含肿瘤抗原MUC-1或其片段、变体或衍生物。
在另一个优选的实施方案中,本发明的疫苗/抑制剂组合的包含多种(其典型地意指多于1,2,3,4,5,6或多于10种核酸,例如,2-10种,优选2-5种核酸)RNA分子的特别用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的RNA疫苗至少包含:
a)编码至少一种肽或蛋白的RNA分子,其中所编码的肽或蛋白包含肿瘤抗原NY-ESO-1或其片段、变体或衍生物;和
d)编码至少一种肽或蛋白的RNA分子,其中所编码的肽或蛋白包含肿瘤抗原MAGE-C1或其片段、变体或衍生物;和
e)编码至少一种肽或蛋白的RNA分子,其中所编码的肽或蛋白包含肿瘤抗原MAGE-C2或其片段、变体或衍生物;
f)编码至少一种肽或蛋白的RNA分子,其中所编码的肽或蛋白包含肿瘤抗原存活蛋白(Survivin)或其片段、变体或衍生物;并且任选地
g)编码至少一种肽或蛋白的RNA分子,其中所编码的肽或蛋白包含肿瘤抗原5T4或其片段、变体或衍生物;并且任选地
h)编码至少一种肽或蛋白的RNA分子,其中所编码的肽或蛋白包含肿瘤抗原MUC-1或其片段、变体或衍生物。
按照本发明的一个实施方案,RNA疫苗编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA可以不与任何用于增加所述至少一种RNA的转染效率和/或免疫刺激性特性的其他的赋形剂、转染剂或复合剂缔合而裸露施用。
在优选的实施方案中,RNA疫苗编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA可以与阳离子或聚阳离子化合物和/或与本文定义的聚合载体一起配制。因此,在本发明的具体的实施方案中,优选的是,RNA疫苗编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA与阳离子或聚阳离子化合物和/或与本文定义的聚合载体缔合或复合,任选地以选自约6∶1(w/w)至约0.25∶1(w/w),更优选地约5∶1(w/w)至约0.5∶1(w/w),甚至更优选地约4∶1(w/w)至约1∶1(w/w)或约3∶1(w/w)至约1∶1(w/w)的范围的重量比率,并且最优选约3∶1(w/w)至约2∶1(w/w)的RNA比阳离子或聚阳离子化合物和/或聚合载体的比率缔合或复合;或者任选地以至少0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.75,1,1.5或2的N/P-比率缔合或复合。优选地,N/P-比率在约0.1,0.3,0.4,0.5,0.75,1.0,1.5或2-20的范围内,优选在约0.2(0.5或0.75或1.0)-12的范围内,更优选以约0.4(0.75或1.0)-10的N/P-比率,并且甚至更优选以约0.4(0.75或1.0)-5的N/P-比率。更优选地,N/P-比率为0.1-0.9的比率。
在该情形中,优选的是,用作载体或复合剂的阳离子或聚阳离子化合物或聚合载体和本文定义的RNA疫苗编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA以至少约1或优选地约1-20范围内的N/P-比率提供用于体外应用(例如,在该情形中,从患者提取的细胞将在体外用本发明的药物组合物处理,然后施用给所述患者)。
对于体内应用,优选至少0.1(0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)的N/P比率,优选约0.1(0.2,0.3,0.4.,0.5或0.6)至1.5的范围。甚至更优选的是0.1或0.2-0.9的N/P比率范围或0.5-0.9的N/P比率范围。
N/P比率显著地影响产生的由阳离子或聚阳离子化合物或聚合载体和核酸货物(例如,RNA疫苗中包含的编码至少一种抗原的至少一种RNA)或辅助核酸组成的复合物的表面电荷。因此,优选地,对于体外应用,产生的聚合载体货物复合物是带正电荷的,对于体内应用是带负电荷或中性的。产生的聚合载体货物复合物的表面电荷可以表示为ζ电位,其可以使用Zetasizer Nano(Malvern Instruments,Malvern,UK)通过多普勒电泳方法测量。
RNA疫苗编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA也可以与赋形剂、转染剂或复合剂缔合,用于增加所述至少一种RNA的转染效率和/或免疫刺激性特性。
在这一情形中,特别优选的是,RNA疫苗编码本发明的疫苗/抑制剂组合中的至少一种抗原的至少一种RNA至少部分与阳离子或聚阳离子化合物和/或聚合载体(优选阳离子蛋白或肽)复合。部分意指所述至少一种RNA仅有部分与阳离子化合物复合,并且所述RNA疫苗的至少一种RNA的其余部分以未复合形式(“游离的”或“裸露的”)包含在本发明的疫苗/抑制剂组合中。优选地,在本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗中的复合的RNA:未复合的RNA的比率选自约5∶1(w/w)至约1∶10(w/w)的范围,更优选选自约4∶1(w/w)至约1∶8(w/w)的范围,甚至更优选选自约3∶1(w/w)至约1∶5(w/w)或1∶3(w/w)的范围,并且在本发明的疫苗/抑制剂组合中的RNA疫苗中最优选的复合的RNA:游离RNA的比率选自约1∶1(w/w)的比率。
本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗中的至少一种复合的RNA优选地按照第一步通过将所述至少一种RNA与阳离子或聚阳离子化合物和/或与聚合载体(优选如本文定义)以特定比率复合以形成稳定的复合物而制备。在这一情形中,高度优选,在复合RNA后,没有阳离子或聚阳离子化合物或聚合载体或仅有可忽略地少量的阳离子或聚阳离子化合物或聚合载体残余在复合的RNA的组分中。因此,复合的RNA的组分中RNA与阳离子或聚阳离子化合物和/或聚合载体的比率典型地选自这样的范围:RNA完全复合,没有阳离子或聚阳离子化合物或聚合载体或仅有可忽略地少量的阳离子或聚阳离子化合物或聚合载体残余在组合物中。
优选地,包含至少一种编码至少一种抗原的开放阅读框的至少一种RNA(例如mRNA)与阳离子或聚阳离子化合物和/或聚合载体(优选如本文定义)的比率选自约6∶1(w/w)至约0,25∶1(w/w),更优选地约5∶1(w/w)至约0,5∶1(w/w)的范围,甚至更优选地约4∶1(w/w)至约1∶1(w/w)或约3∶1(w/w)至约1∶1(w/w)的范围,并且最优选约3∶1(w/w)至约2∶1(w/w)的比率。备选地,在复合的RNA的组分中,RNA与阳离子或聚阳离子化合物和/或聚合载体(优选如本文定义)的比率也可以基于整个复合物的氮/磷酸酯比率(N/P-比率)计算。在本发明的情形中,N/P-比率优选在约0.1-10的范围内,优选在约0.3-4的范围内,最优选在约0.5-2或0.7-2的范围内,关于复合物中阳离子或聚阳离子化合物和/或聚合载体:RNA的比率(优选如本文定义),并且更优选在约0.7-1,5,0.5-1或0.7-1的范围内,甚至最优选在约0.3-0.9或0.5-0.9的范围内,优选地条件是复合物中的阳离子或聚阳离子化合物是上文定义的阳离子或聚阳离子蛋白或肽和/或聚合载体。在该具体的实施方案中,复合的RNA也包括在术语“佐剂组分”中。
在另一个实施方案中,在上文定义的本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗中提供至少一种抗原的RNA可以与佐剂一起配制。所述佐剂可以优选是另外的核酸,其不编码另外的抗原,但是能够通过与先天性免疫系统的任意部分相互作用而刺激非特异性免疫应答,即先天性免疫应答。所述刺激非特异性免疫应答的核酸在本文中称为“辅助核酸(adjuvantnucleic acid)”。
在该情形中,辅助核酸优选地包含或由寡聚-或多聚核苷酸组成;更优选地,辅助核酸包含或由RNA或DNA组成;甚至更优选地,所述辅助核酸包含或由与阳离子或聚阳离子化合物和/或与本文定义的聚合载体复合的RNA或DNA组成;任选地以选自约6∶1(w/w)至约0.25∶1(w/w),更优选地约5∶1(w/w)至约0.5∶1(w/w),甚至更优选地约4∶1(w/w)至约1∶1(w∶w)或约3∶1(w/w)至约1∶1(w/w)的范围的重量比率,并且最优选约3∶1(w/w)至约2∶1(w/w)的辅助核酸:阳离子或聚阳离子化合物和/或聚合载体的比率;或者任选地以约0.1-10范围内,优选约0.3-4范围内,最优选约0.7-1或0.5-1范围内,甚至最优选约0.3-0.9或0.5-0.9的范围内的阳离子或聚阳离子化合物和/或聚合物载体:辅助核酸的氮/磷酸酯比率。所述复合的辅助核酸也包括在术语“佐剂组分”中。
在意欲包括IFN-α的具体的情形中,优选至少0.1(0.2,0.3,0.4,0.5或0.6)的N/P比率或0.1-1的N/P比率范围,或者更优选0.1或0.2-0.9的N/P比率,或0.5-0.9的N/P比率范围。另外,如果意欲包括TNFα,则特别优选1-20的N/P比率。
换言之,本发明所述的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗可以包含至少一种编码至少一种抗原的RNA,并且作为佐剂的另一种核酸(其称为辅助核酸)。当然,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗不限于仅包括一种辅助核酸,但是可以包括多种不同的此类核酸。两种核酸,即编码抗原的RNA和辅助核酸,可以彼此独立地与本文定义的载体复合。因此,用于复合RNA疫苗编码至少一种抗原的至少一种RNA或辅助核酸的阳离子或聚阳离子化合物和/或聚合载体可以选自本文定义的任意阳离子或聚阳离子化合物和/或聚合载体。
在本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗(或本发明的疫苗/抑制剂组合)包含提供抗原的RNA和另外的辅助核酸的情形中,通过施用所述疫苗激发的免疫应答包括激活免疫系统的两个部分,即适应性免疫系统和先天性免疫系统。
适当的适应性免疫应答的基本因素是刺激不同的T细胞亚群。T淋巴细胞典型地分成两个亚群,即T辅助1细胞(下文为Th1-细胞)和T辅助2细胞(下文为Th2-细胞),利用其免疫系统能够破坏细胞内和细胞外的病原体(例如抗原)。由此,Th1-细胞通过激活巨噬细胞和细胞毒性T细胞而辅助细胞免疫应答,从而负责细胞内病原体破坏。另一方面,Th2-细胞主要用于细胞外病原体消除,并且通过刺激B细胞转化为浆细胞和通过形成抗体(例如,针对抗原的抗体)促进体液免疫应答。两种T辅助细胞群体在由其产生的效应子蛋白(细胞因子)的模式方面不同。
Th1/Th2比率在诱导并维持适应性免疫应答中非常重要。与本发明相联系的,(适应性)免疫应答的Th1-细胞/Th2-细胞比率优选向细胞应答(Th1应答)方向转化,并且由此诱导细胞免疫应答。这种适应性免疫系统的应答的刺激主要由提供抗原的RNA的翻译和所产生的肽或蛋白抗原在生物体内的存在引发。
通过Toll-样受体的配体(TLRs)可以激活支持所述适应性免疫应答并且可以诱导或支持向Th1应答的转化的先天性免疫系统。TLRs是高度保守的模式识别受体(PRR)多肽家族,其识别病原体-相关的分子模式(PAMPs)并且在哺乳动物的先天免疫性中起关键作用。目前已经鉴定了至少十三个家族成员,称为TLR1–TLR13(Toll-样受体:TLR1,TLR2,TLR3,TLR4,TLR5,TLR6,TLR7,TLR8,TLR9,TLR10,TLR11,TLR12或TLR13)。此外,已经鉴定了多个特异性TLR配体。例如,发现未甲基化的细菌DNA及其合成的类似物(CpG DNA)是关于TLR9的配体(Hemmi H等,(2000)Nature(自然)408:740-5;Bauer S等,(2001)ProcNatl.Acad.Sci.USA(美国国家科学院学报)98,9237-42)。此外,已经报道,关于某些TLRs的配体包括某些核酸分子,并且某些类型的RNA以序列不依赖性或序列依赖性方式是免疫刺激性的,其中这些不同的免疫刺激性RNAs可以,例如,刺激TLR3,TLR7,或TLR8,或细胞内受体,诸如RIG-I,MDA-5等。
在本发明的情形中,先天性免疫系统的激活可以由辅助核酸提供,优选由包含在本发明的疫苗/抑制剂组合中(优选包含在RNA疫苗中)的本文定义的免疫刺激性RNA(isRNA)提供。
按照上述,在本发明另一个优选的实施方案中,配制本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗包含:
a)所述至少一种RNA包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框;优选地以单顺反子、双顺反子或多顺反子RNA的形式存在,任选地被稳定,任选地被翻译优化和/或任选地与阳离子或聚阳离子化合物或聚合载体复合;
b)任选地佐剂组分,其包含或由下述组成:所述至少一种含有至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框的RNA和/或至少一种辅助核酸,其与阳离子或聚阳离子化合物复合和/或与聚合载体复合,和
c)任选地如本文定义的药用载体。
在这一情形中,特别优选的是,所述任选包含的佐剂组分包含本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗中所包含的相同的RNA作为提供抗原的RNA,例如,编码至少一种抗原的mRNA。
此外,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗可以包含用于促进所述RNA疫苗的施用和吸收的其他组分。此类其他组分可以是适当的载体或赋形剂,或者例如是另外的用于支持任意免疫应答的佐剂,如本文定义。
按照另一个实施方案,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗的组分,例如所述编码至少一种抗原的至少一种RNA和佐剂组分,可以一起或单独配制在相同的或不同的组合物中。
作为第二组分,本发明的疫苗/抑制剂组合包括作为抑制剂的包含靶向PD-1信号传导途径任意成员(优选靶向PD-1,PD-L1或PD-L2)的PD-1途径抑制剂的组合物。
程序性死亡-1(PD-1,PDCD1)是I型跨膜蛋白,属于T细胞调节剂扩大的CD28家族。PD-1缺少CD28家族其他成员同型二聚体化所需要的近膜半胱氨酸残基。结构和生物化学分析显示PD-1在溶液中和在细胞表面上是单体的(Okazaki和Honjo,2007.Int Immunol.(国际免疫学)19(7):813-24)。PD-1在激活的T细胞、B细胞和单核细胞上表达。PD-1的较广泛的表达与其他CD28家族成员对T细胞的限制性表达相反,这表明,与其他CD28家族成员相比,PD-1调节更宽泛范围的免疫应答。
PD-1通过在与两个配体,即PD-L1或PD-L2相互作用时招募蛋白赖氨酸磷酸酶SHP-2而负调节抗体受体信号传导。
PD-L1(B7-H1,CD274)和PD-L2(B7-DC,CD273)是由IgC-和IgV-型细胞外结构域组成的I型跨膜糖蛋白。PD-L1和PD-L2共有40%的氨基酸同一性,而PD-L1和PD-L2的人和小鼠直向同系物共有70%的氨基酸同一性。PD-L1和PD-L2都具有短的细胞质尾,没有已知用于信号转导的基序,这表明这些配体在与PD-1相互作用时不转导任何信号。
PD-L1与PD-1的相互作用向T细胞提供至关紧要的负共刺激信号,并且作用为细胞死亡诱导剂。低浓度PD-1与PD-L1之间的相互作用导致抑制抗原特异性CD8+细胞增殖的抑制性信号的传递。在较高的浓度,这种相互作用不抑制T细胞增殖,而是减少多种细胞因子的产生。因此,当抗原刺激弱时,与PD-L1结合可以拮抗B7–CD28信号,并且在下调T细胞应答中起重要作用。
PD-1和PD-1配体在抑制T细胞激活和增殖中的作用表明,这些蛋白可以作用为治疗炎症、癌症或传染病的治疗性靶标。取决于所需要的治疗结果,需要PD-1途径的上调或下调。在治疗癌症和慢性传染时特别需要免疫系统的上调。例如,这可以通过PD-1阻断或抑制PD-1途径而实现。例如,PD-1途径的抑制可以通过针对PD-1或PD-1配体的抗体实现。在该情形中,PD-1途径抑制剂可以由PD-1信号传导导致的T细胞机能障碍,由此恢复或增强T细胞功能(例如,增殖,细胞因子产生,靶细胞杀伤)。另外,可以重新激活不响应抗原刺激的抗原T细胞。
在本发明的情形中,在具体的实施方案中,PD-1途径抑制剂可以是抗体,特别是拮抗性抗体或核酸表达的抗体(细胞内抗体),siRNA,反义RNA,包含能够结合PD-1但是防止PD-1信号传导的氨基酸序列(或编码其的核酸)的蛋白(例如,PD-L1或PD-L2的片段与免疫球蛋白的Fc部分的融合蛋白),与膜结合的PD-1竞争对其配体PD-L1和PD-L2的结合的可溶性蛋白(或编码可溶性蛋白的核酸);或能够抑制PD-1途径信号传导的小分子抑制剂。
因此,在本发明优选的实施方案中,PD-1途径抑制剂是针对PD-1的抗体(或编码抗体的核酸),优选特异性结合PD-1的细胞外结构域并由此抑制PD-1信号传导的抗体。优选地,所述拮抗性抗体紧密结合在PD-1上的PD-L1结合位点,由此抑制PD-L1与PD-1的结合。
特别优选的是抗-PD1抗体尼鲁单抗(Nivolumab)(MDX-1106/BMS-936558/ONO-4538),(Brahmer等,2010.J Clin Oncol.(临床肿瘤学)28(19):3167-75;PMID:20516446);Pidilizumab(CT-011),(Berger等,2008.Clin Cancer Res.(临床癌症研究)14(10):3044-51;PMID:18483370);和MK-3475(SCH 900475)。
在另一个优选的实施方案中,PD-1途径抑制剂是针对PD-1配体的抗体(或编码抗体的核酸),优选是特异性结合PD-1或PD-2配体的细胞外结构域的抗体。优选地,所述抗体结合在所述配体上的PD-1或PD-2结合位点附近并且破坏所述结合位点。
特别优选的是抗-PD-L1抗体MDX-1105/BMS-936559(Brahmer等2012.N Engl JMed.(新英格兰医学杂志)366(26):2455-65;PMID:22658128);MPDL3280A/RG7446或MEDI4736。
在另一个优选的实施方案中,PD-1途径抑制剂是包含能够结合PD-1但是防止PD-1途径信号传导的氨基酸序列(或编码所述氨基酸序列的核酸)的蛋白,在该情形中特别优选的是PD-L1或PD-L2配体的片段的融合蛋白。
在该情形中,特别优选的实施方案是包含PD-L1或PD-L2的细胞外结构域或其能够结合PD-1的片段与免疫球蛋白的Fc部分的融合蛋白。所述融合蛋白的实例以AMP-224(与鼠IgG2a蛋白未修饰的Fc部分融合的鼠PD-L2/B7-DC细胞外结构域;Mkrtichyan等,2012.JImmunol.(免疫学杂志)189(5):2338-47;PMID:22837483)为代表。
在本发明的情形中,疫苗和抑制剂的使用可以可以在相同的施用位点或在不同的施用位点同时发生或时间上错开发生,如下文进一步所述。
为了确保由RNA疫苗和PD-1途径抑制剂引发的单独的机制相互不不利地影响,PD-1途径抑制剂和RNA疫苗优选在时间上分开施用(以时间错开的方式),即,顺次的,和/或在不同的施用位点施用。这意指RNA疫苗可以例如在PD-1途径抑制剂之前、同时或之后施用,反之亦然。备选地或另外地,RNA疫苗和PD-1途径抑制剂可以在不同的施用位点施用,或者在相同的施用位点施用,优选地,此时以时间错开的方式施用。按照特别优选的实施方案,先施用RNA疫苗,在RNA疫苗之后施用PD-1途径抑制剂。该程序确保免疫细胞(如抗原呈递细胞和T细胞)在通过抑制PD-1途径刺激免疫系统之前已经遇到所述抗原,即使同时施用或其中PD-1途径抑制剂在RNA疫苗之前施用的施用可以导致相同的或至少相当的结果。
因此,在另一个实施方案中,本发明的疫苗/抑制剂组合还包含药用载体和/或赋形剂。
此类药用载体典型地包括本发明的疫苗/抑制剂组合的组分的组合物的液体或非液体接触。如果所述组合物以液体形式提供,则所述载体优选是不含致热原的水;等渗的盐水或缓冲的(水性)溶液,例如,磷酸、柠檬酸等缓冲的溶液。参考特定的参比介质,注射缓冲液可以是高渗的、等渗的或低渗的,即,参考特定的参比介质,缓冲液可以具有更高、相等的或更低的盐含量,其中,优选可以使用前述盐的所述浓度,其不引起由于渗透性或其他浓度作用导致的细胞损害。参比介质是,例如,在“体内”方法中存在的液体,诸如血液、淋巴、细胞质液体,或其他体液,或,例如提供可以在“体外”方法用作参比介质的液体,诸如常规的缓冲液或液体。所述常规的缓冲液或液体是技术人员已知的。Ringer-乳酸溶液特别优选地作为液体基础。
然而,一种或多种相容的固体或液体填充剂或稀释剂或包封化合物也可以用于本发明所述的疫苗/抑制剂组合,其适于施用给待治疗的患者。术语“相容的”用作本文中意指疫苗/抑制剂组合的这些组成成分能够与RNA疫苗和/或PD-1途径抑制剂以这样的方式混合,所述方式是指不发生将基本上减少所述疫苗/抑制剂组合在典型应用条件下的药物有效性的相互作用。
此外,本发明的疫苗/抑制剂组合可以包含一种或多种适于起始或增加先天性免疫系统的免疫应答(即非特异性免疫应答)的另外的佐剂,特别是通过结合病原体相关的分子模式(PAMPs)而起始或增加。换言之,当施用时,由于任选地包含在其中的佐剂,RNA疫苗优选引发先天性免疫应答。然而,所述佐剂也可以是本发明的疫苗/抑制剂组合除RNA疫苗之外的另一种组分的部分。优选地,所述佐剂可以选自技术人员已知并且适用于本情形的佐剂,即,支持在哺乳动物中诱导先天性免疫应答,例如,上文定义的辅助核算或佐剂组分或在下文定义的佐剂。
因此,所述佐剂也可以选自技术人员已知且适用于本情形的任何佐剂,即,支持在哺乳动物中诱导先天性免疫应答和/或适于本发明的疫苗/抑制剂组合的组分的储库和递送。适于储库和递送的优选的佐剂是上文定义的阳离子或聚阳离子化合物。同样地,佐剂可以选自由下述组成的组:例如,上文定义的阳离子或聚阳离子化合物,壳聚糖,TDM,MDP,胞壁酰二肽,普流罗尼克(pluronics),明矾溶液,氢氧化铝,ADJUMERTM(聚膦腈);磷酸铝凝胶;来自藻类的葡聚糖类;algammulin;氢氧化铝凝胶(明矾);高蛋白吸附的氢氧化铝凝胶;低粘度氢氧化铝凝胶;AF或SPT(角鲨烷乳液(5%),吐温80(0.2%),普流罗尼克(Pluronic)L121(1.25%),磷酸缓冲盐水,pH 7.4);AVRIDINETM(丙二胺);BAY R1005TM((N-(2-脱氧-2-L-亮氨酰氨基-D-吡喃葡糖基)-N-十八基-十二烷酰-酰胺氢乙酸盐);CALCITRIOLTM(1-α,25-二羟基-维生素D3);磷酸钙凝胶;CAPTM(磷酸钙纳米颗粒);霍乱全毒素,霍乱-毒素-A1-蛋白-A-D-片段融合蛋白,霍乱毒素的亚基B;CRL 1005(嵌段共聚物P1205);含有细胞一找你的脂质体;DDA(溴化二甲基二-十八基铵);DHEA(脱氢表雄酮);DMPC(二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱);DMPG(二肉豆蔻酰磷脂酰甘油);DOC/明矾复合物(脱氧胆酸钠盐);完全弗氏佐剂;不完全弗氏佐剂;γ菊糖;Gerbu佐剂(下述的混合物:i)N-乙酰葡糖胺基-(P1-4)-N-乙酰胞壁酰基-L-丙氨酰-D35谷氨酰胺(GMDP),ii)氯化二甲基二-十八基铵(DDA),iii)锌-L-脯氨酸盐复合物(ZnPro-8);GM-CSF);GMDP(N-乙酰葡糖胺基-(b1-4)-N-乙酰胞壁酰基-L47丙氨酰-D-异谷氨酰胺);咪喹莫特(imiquimod)(1-(2-甲基丙基)-1H-咪唑并[4,5-c]喹啉-4-胺);ImmTherTM(N-乙酰葡糖胺基-N-乙酰胞壁酰基-L-Ala-D-异Glu-L-Ala-甘油二棕榈酸酯);DRVs(由脱水-再水合囊泡制备的免疫脂质体);干扰素γ;白介素-1β;白介素-2;白介素-7;白介素-12;ISCOMSTM;ISCOPREP 7.0.3.TM;脂质体;LOXORIBINETM(7-烯丙基-8-氧代鸟苷);LT 5口服佐剂(大肠杆菌(E.coli)不稳定的肠毒素-原毒素);任意组成的微球体和微粒;MF59TM;(角鲨烯水乳液);MONTANIDE ISA 51TM(纯化的不完全弗氏佐剂);MONTANIDEISA 720TM(可代谢的油佐剂);MPLTM(3-Q-脱酰基-4'-单磷酰基脂质A);MTP-PE和MTP-PE脂质体((N-乙酰基-L-丙氨酰-D-异谷氨酰基-L-丙氨酸-2-(1,2-二棕榈酰-sn-甘油-3-(羟基磷酰基氧基))-乙基酰胺,一钠盐);MURAMETIDETM(Nac-Mur-L-Ala-D-Gln-OCH3);MURAPALMITINETM和DMURAPALMITINETM(Nac-Mur-L-Thr-D-异GIn-sn-甘油二棕榈酰基);NAGO(神经氨酸酶-半乳糖氧化酶);任意组成的纳米球体或纳米颗粒;NISVs(非离子表面活性剂囊泡);PLEURANTM(-葡聚糖);PLGA,PGA和PLA(乳酸和乙醇酸的均聚体和共聚体;微球体/纳米球体);普流罗尼克(PLURONIC)L121TM;PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯);PODDSTM(类的内部微球体);聚乙烯氨基甲酸酯衍生物;聚-rA:聚-rU(多聚腺苷酸-多聚尿苷酸复合物);聚山醇酯80(吐温80);蛋白螺旋物(Avanti Polar Lipids,Inc.,Alabaster,AL);STIMULONTM(QS-21);Quil-A(Quil-A皂苷);S-28463(4-氨基-otec-二甲基-2-乙氧基甲基-1H-咪唑并[4,5-c]喹啉-1-乙醇);SAF-1TM("Syntex佐剂制剂");Sendai蛋白脂质体和Sendai含脂质基质;Span-85(三油酸脱水山梨酯);Specol(Marcol 52,Span 85和吐温85的乳液);角鲨烯或(2,6,10,15,19,23-六甲基二十四烷和2,6,10,15,19,23-六甲-2,6,10,14,18,22-二十四碳六烯);硬脂酰酪氨酸(十八基酪氨酸盐酸盐);(N-乙酰葡糖胺基-N-乙酰胞壁酰基-L-Ala-D-异Glu-L-Ala二棕榈酰氧基丙酰胺);苏氨酰-MDP(TermurtideTM或[thr 1]-MDP;N-乙酰胞壁酰基-L苏氨酰-D-异谷氨酰胺);Ty颗粒(Ty-VLPs或病毒样颗粒);Walter-Reed脂质体(包含吸附在氢氧化铝上的脂质A的脂质体),和脂肽,包括Pam3Cys,特别是铝盐,如Adju-phos,Alhydrogel,Rehydragel;乳液,包括CFA,SAF,IFA,MF59,Provax,TiterMax,Montanide,Vaxfectin;共聚物,包括Optivax(CRL1005),L121,Poloaxmer4010),等;脂质体,包括Stealth,螺旋物,包括BIORAL;植物来源的佐剂,包括QS21,Quil A,Iscomatrix,ISCOM;适于共刺激的佐剂,包括蕃茄素(Tomatine),生物聚合物,包括PLG,PMM,菊糖,微生物来源的佐剂,包括罗莫肽(Romurtide),DETOX,MPL,CWS,甘露糖,CpG核酸序列,CpG7909,人TLR 1-10的配体,鼠TLR 1-13的配体,ISS-1018,35IC31,咪唑并喹啉,聚肌胞(Ampligen),Ribi529,IMOxine,IRIVs,VLPs,霍乱毒素,不耐热毒素,Pam3Cys,鞭毛蛋白(Flagellin),GPI锚定子,LNFPIII/Lewis X,抗微生物肽,UC-1V150,RSV融合蛋白,cdiGMP;和适于作为拮抗剂的佐剂,包括CGRP神经肽。
佐剂优选地选自支持诱导Th1-免疫应答或首次用于实验的T细胞的成熟的佐剂,诸如GM-CSF,IL-12,IFNg,上文定义的任何辅助核酸,优选免疫刺激性的RNA,CpG DNA等。
在另一个优选的实施方案中,也可能本发明的疫苗/抑制剂组合除提供抗原的RNA和PD-1途径抑制剂之外还包含选自包括下述的组的其他组分:其他抗原或提供其他抗原的核酸;其他免疫治疗剂;一种或多种辅助物质;或由于其针对人Toll-样受体的结合亲和性(作为配体)而已知是免疫刺激性的任意其他化合物;和/或辅助核酸,优选是免疫刺激性RNA(isRNA)。
因此,在另一个优选的实施方案中,本发明的疫苗/抑制剂组合还包含至少一种佐剂,其为选自下述的辅助物质:脂多糖,TNF-α,CD40配体,或细胞因子,单核因子,淋巴因子,白介素或趋化因子,IL-1,IL-2,IL-3,IL-4,IL-5,IL-6,IL-7,IL-8,IL-9,IL-10,IL-12,IL-13,IL-14,IL-15,IL-16,IL-17,IL-18,IL-19,IL-20,IL-21,IL-22,IL-23,IL-24,IL-25,IL-26,IL-27,IL-28,IL-29,IL-30,IL-31,IL-32,IL-33,IFN-α,IFN-β,IFN-γ,GM-CSF,G-CSF,M-CSF,LT-β,TNF-α,生长因子和hGH,人Toll-样受体TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10的配体,鼠Toll-样受体TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10、TLR11、TLR12或TLR13的配体,NOD-样受体的配体,RIG-I样受体的配体,辅助核酸,免疫刺激性RNA(isRNA),CpG-DNA,抗菌剂或抗病毒剂。
本发明定义的疫苗/抑制剂组合还可以包含其他的添加剂或另外的化合物。可以包含在本发明的疫苗/抑制剂组合(如在RNA疫苗和/或包含PD-1途径抑制剂的组合物)中的其他的添加剂是乳剂,诸如例如,湿润剂,如,例如,十二烷基硫酸钠;着色剂;赋味剂,药物载体;片剂形成剂;稳定剂;抗氧化剂;防腐剂,RNA酶抑制剂和/或抗菌剂或抗病毒剂。
本发明的疫苗/抑制剂组合典型地包含“安全且有效量”的本文定义的本发明的疫苗/抑制剂组合的组分。用于本文时,“安全且有效量”优选意指足以显著诱导本文定义的疾病或病症的正向改变或预防的组分的量,优选所述至少一种编码至少一种抗原的DNA和PD-1途径抑制剂的量。然而,同时,“安全且有效量”充分小,足以避免严重的副作用,并允许合理的优势与风险之间的关系。这些限制的确定典型地在合理的医学判断范围内。
本发明的疫苗/抑制剂组合可以口服、肠胃外、通过吸入喷雾、局部、直肠、鼻腔、口腔、阴道或经由植入型储库(implanted reservoir)施用。术语肠胃外用于本文中时包括皮下、静脉内、肌内、关节内、结节内、滑膜内、胸骨内、鞘内、肝内、病灶内、颅内、经皮、皮内、肺内、腹膜内、心内、动脉内和舌下注射或灌输技术。优选地,RNA疫苗通过皮内或肌内施用而施用,PD-1途径抑制剂优选地通过肌内或腹膜内注射而施用,更优选地,当其为抗体形式时,通过静脉内输注施用。
按照另一方面,本发明的基础目的通过包含疫苗和抑制剂的药物组合物得以解决,具体是包含至少一种RNA,所述RNA包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框的RNA疫苗作为疫苗和包含PD-1途径抑制剂的组合物作为抑制剂,二者优选地如上文定义。类似地,所述药物组合物优选地如上文关于本发明的疫苗/抑制剂组合的组分所定义那样配制和施用。此类药物组合物可以进一步包含上文关于本发明的疫苗/抑制剂组合定义的任意成分。
因此,本发明定义的RNA疫苗和PD-1途径抑制剂的组合可以作为一种组合物存在,例如,本发明所述的药物组合物,或者可以以多于一种组合物存在,例如,作为多个组分的试剂盒,其中不同的组分形成所述多个组分的试剂盒的不同组分。这些不同的组分,诸如疫苗和抑制剂,可以分别配制成药物组合物或作为上文定义的一种组合物。优选地,该试剂盒的不同部分分别包含不同的组分,例如,一个部分包含本文定义的的RNA疫苗,另一个部分包含本文定义的PD-1途径抑制剂等。
因此,按照另一方面,本发明还提供试剂盒,特别是多个组分的试剂盒。所述试剂盒,特别是多个组分的试剂盒,典型地包含单独的或与本文定义的其他组分组合的下述组分作为组分:RNA疫苗,其包含至少一种包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框的RNA,并且优选地在该试剂盒的不同部分中,包含本文定义的PD-1途径抑制剂。本文定义的本发明的疫苗/抑制剂组合,任选地与本文定义的其他组分(诸如另外的佐剂)组合,可以存在于试剂盒的一个或不同的部分中。作为一个实例,例如,试剂盒的至少一个部分可以包含本文定义的RNA疫苗,其包含至少一种编码至少一种抗原的RNA,该试剂盒的至少一个其他部分包含本文定义的PD-1途径抑制剂,并且任选地该试剂盒的至少一个其他部分可以包含本文所述的另外的佐剂。所述试剂盒或多个组分的试剂盒还可以包含技术说明书,带有关于本发明的疫苗/抑制剂组合、本发明药物组合物或其任意组分或部分的施用和剂量的信息。
包含RNA疫苗和PD-1途径抑制剂的本发明的疫苗/抑制剂组合、本发明的药物组合物或本发明的多个组分的试剂盒可以用于人以及兽医医学目的,优选用于人医学目的。
因此,按照另一方面,本发明涉及包含本文定义的RNA疫苗和PD-1途径抑制剂的本发明的疫苗/抑制剂组合、本发明的药物组合物和本发明的多个组分的试剂盒(kit ofparts)的第一医学用途。因此,包含本文定义的RNA疫苗和PD-1途径抑制剂的本发明的疫苗/抑制剂组合、本发明的药物组合物和本发明的多个组分的试剂盒可以用作药物。
按照另一方面,本发明涉及包含本文定义的RNA疫苗和PD-1途径抑制剂的本发明的疫苗/抑制剂组合、本发明的药物组合物和本发明的多个组分的试剂盒的第二医学用途。因此,包含本文定义的RNA疫苗和PD-1途径抑制剂的本发明的疫苗/抑制剂组合、本发明的药物组合物和本发明的多个组分的试剂盒可以用于治疗和/或减轻多种疾病,特别是本文定义的癌症和肿瘤疾病以及传染病。
在该情形中,癌症或肿瘤疾病优选地包括,例如,黑素瘤(melanomas),恶性黑素瘤(malignant melanomas),结肠癌(colon carcinomas),淋巴瘤(lymphomas),肉瘤(sarcomas),胚细胞瘤(blastomas),肾癌(renal carcinomas),胃肠瘤(gastrointestinaltumors),神经胶质瘤(gliomas),前列腺肿瘤(prostate tumors),膀胱癌(bladdercancer),直肠瘤(rectal tumors),胃癌(stomach cancer),食管癌(oesophagealcancer),胰腺癌(pancreatic cancer),肝癌(liver cancer),乳腺癌(mammarycarcinomas=breast cancer),子宫癌(uterine cancer),宫颈癌(cervical cancer),急性髓性白血病(acute myeloid leukaemia,AML),急性淋巴样白血病(acute lymphoidleukaemia,ALL),慢性髓性白血病(chronic myeloid leukaemia,CML),慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukaemia,CLL),肝细胞瘤(hepatomas),多种病毒诱导的肿瘤(various virus-induced tumors)诸如例如乳头瘤病毒诱导的癌(papilloma virus-induced carcinomas)(例如宫颈癌(cervical carcinoma=cervical cancer)),腺癌(adenocarcinomas),疱疹病毒诱导的肿瘤(herpes virus-induced tumors)(例如,伯基特淋巴瘤(Burkitt's lymphoma),EBV诱导的B细胞淋巴瘤(EBV-induced B-celllymphoma)),乙肝病毒诱导的B细胞淋巴瘤(heptatitis B-induced tumors)(肝细胞癌(hepatocell carcinomas)),HTLV-1-和HTLV-2-诱导的淋巴瘤,听觉神经瘤(acousticneuroma),肺癌(lung carcinomas=lung cancer=支气管癌(bronchial carcinoma)),小细胞肺癌(small-cell lung carcinomas),喉癌(pharyngeal cancer),肛门癌(analcarcinoma),成胶质细胞瘤(glioblastoma),直肠癌(rectal carcinoma),星形细胞瘤(astrocytoma),脑瘤(brain tumors),成视网膜细胞瘤(retinoblastoma),基底细胞癌(basalioma),脑转移(brain metastases),成神经管细胞瘤(medulloblastomas),阴道癌(vaginal cancer),胰腺癌(pancreatic cancer),睾丸癌(testicular cancer),霍奇金综合征(Hodgkin's syndrome),脑膜瘤(meningiomas),Schneeberger病,垂体瘤(hypophysistumor),蕈样霉菌病(Mycosis fungoides),类癌瘤(carcinoids),神经鞘瘤(neurinoma),spinalioma,伯基特淋巴瘤(Burkitt's lymphoma),喉癌(laryngeal cancer),肾癌(renalcancer),胸腺瘤(thymoma),体癌(corpus carcinoma),骨癌(bone cancer),非霍奇金细胞淋巴瘤(non-Hodgkin's lymphomas),尿道癌(urethral cancer),CUP综合征,头/颈肿瘤(head/neck tumors),少突神经胶质瘤(oligodendroglioma),外阴癌(vulval cancer),肠癌(intestinal cancer),结肠癌(colon carcinoma),食管癌(oesophageal carcinoma=oesophageal cancer),疣累及(wart involvement),小肠瘤(tumors of the smallintestine),颅咽管瘤(craniopharyngeomas),卵巢癌(ovarian carcinoma),生殖器瘤(genital tumors),卵巢癌(ovarian cancer=ovarian carcinoma),胰腺癌(pancreaticcarcinoma=pancreatic cancer),子宫内膜癌(endometrial carcinoma),肝转移(livermetastases),阴茎癌(penile cancer),舌癌(tongue cancer),胆囊癌(gall bladdercancer),白血病(leukaemia),浆细胞瘤(plasmocytoma),眼睑瘤(lid tumor),前列腺癌(prostate cancer)(=前列腺肿瘤(prostate tumors))等。
在具体的实施方案中,特别优选肺癌(例如,非小细胞肺癌或小细胞肺癌)或前列腺癌的治疗。
在该情形中,传染病优选地包括病毒、细菌或原生动物传染病。所述传染病,优选(病毒、细菌或原生动物)传染病典型地选自由下述组成的列表:不动杆菌属(Acinetobacter)感染,非洲昏睡病(African sleeping sickness)(非洲锥虫病(Africantrypanosomiasis)),AIDS(获得性免疫缺陷综合症(Acquired immunodeficiencysyndrome)),阿米巴疾病(Amoebiasis),微粒孢子虫病(Anaplasmosis),炭疽(Anthrax),阑尾炎(Appendicitis),溶血隐秘杆菌(Arcanobacterium haemolyticum)感染,阿根廷出血热(Argentine hemorrhagic fever),蛔虫病(Ascariasis),曲霉菌病(Aspergillosis),星状病毒属(Astrovirus)感染,足癣(Athlete's foot),巴贝虫病(Babesiosis),蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)感染,细菌性脑膜炎(Bacterial meningitis),细菌性肺炎(Bacterial pneumonia),细菌性阴道病(Bacterial vaginosis,BV),拟杆菌属(Bacteroides)感染,小袋虫病(Balantidiasis),贝利蛔线虫属(Baylisascaris)感染,血吸虫病(Bilharziosis),BK病毒感染,黑色毛结节菌病(Black piedra),人芽囊原虫(Blastocystis hominis)感染,芽生菌病(Blastomycosis),玻利维亚出血热(Bolivianhemorrhagic fever),疏螺旋体属(Borrelia)感染(疏螺旋体病(Borreliosis)),肉毒中毒(Botulism)(以及婴儿型肉毒中毒(Infant botulism)),牛绦虫(Bovine tapeworm),巴西出血热(Brazilian hemorrhagic fever),布鲁杆菌病(Brucellosis),伯克霍尔德氏菌(Burkholderia)感染,布路里溃疡(Buruli ulcer),杯状病毒(Calicivirus)感染(诺如病毒(Norovirus)和Sapovirus),弯曲菌病(Campylobacteriosis),念珠菌病(Candidiasis)(Candidosis),犬绦虫(Canine tapeworm)感染,猫抓病(Cat-scratch disease),Chagas病(美洲锥虫病(American trypanosomiasis)),软下疳(Chancroid),水痘(Chickenpox),衣原体(Chlamydia)感染,沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis)感染,肺炎衣原体(Chlamydophila pneumoniae)感染,霍乱(Cholera),着色真菌病(Chromoblastomycosis),腹股沟淋巴肉芽肿(Climatic bubo),华支睾吸虫病(Clonorchiasis),艰难梭菌(Clostridium difficile)感染,球孢菌病(Coccidioidomycosis),感冒(Cold),科罗拉多蜱传热(Colorado tick fever,CTF),普通感冒(Common cold)(急性病毒性鼻咽炎(Acuteviral rhinopharyngitis);急性鼻炎(Acute coryza)),尖锐湿疣(Condylomaacuminata),结膜炎(Conjunctivitis),克-雅病(Creutzfeldt-Jakob disease,CJD),克里米亚-刚果出血热(Crimean-Congo hemorrhagic fever,CCHF),隐球菌病(Cryptococcosis),隐孢子虫病(Cryptosporidiosis),皮肤幼虫移行症(Cutaneous larvamigrans,CLM),皮肤利什曼虫病(Cutaneous Leishmaniosis),环孢子虫感染(Cyclosporiasis),囊虫病(Cysticercosis),巨细胞病毒(Cytomegalovirus)感染,登革热(Dengue fever),脚气(Dermatophytosis),双核阿米巴病(Dientamoebiasis),白喉(Diphtheria),裂头绦虫病(Diphyllobothriasis),Donavanosis,龙线虫病(Dracunculiasis),早夏季脑膜脑炎(Early summer meningoencephalitis,FSME),埃博拉病毒出血热(Ebola hemorrhagic fever),棘球蚴病(Echinococcosis),埃里希体病(Ehrlichiosis),蛲虫病(Enterobiasis)(蛲虫(Pinworm)感染),肠球菌(Enterococcus)感染,肠道病毒(Enterovirus)感染,流行性斑疹伤寒(Epidemic typhus),会厌炎(Epiglottitis),埃巴病毒传染性单核细胞增多症(Epstein-Barr Virus InfectiousMononucleosis),传染性红斑(Erythema infectiosum)(第五大病),幼儿急疹(Exanthemsubitum),姜片虫病(Fasciolopsiasis),片形吸虫病(Fasciolosis),家族致命性失眠症(Fatal familial insomnia,FFI),第五大病,丝虫病(Filariasis),鱼肉中毒(Fishpoisoning)(鱼肉和蚌肉毒(Ciguatera)),鱼绦虫(Fish tapeworm),流感(Flu),产气荚膜梭菌引起的食物中毒(Food poisoning by Clostridium perfringens),狐狸绦虫(Foxtapeworm),自由生活阿米巴感染(Free-living amebic infection),梭杆菌(Fusobacterium)感染,气性坏疽(Gas gangrene),地丝菌病(Geotrichosis),格-施-沙综合征(Gerstmann--Scheinker syndrome,GSS),贾第虫病(Giardiasis),马鼻疽(Glanders),颚口线虫病(Gnathostomiasis),淋病(Gonorrhea),腹股沟肉芽肿(Granulomainguinale)(腹股沟肉芽肿(Donovanosis)),A组链球菌感染,B组链球菌感染,流感嗜血菌(Haemophilus influenzae)感染,手足口病(Hand foot and mouth disease,HFMD),汉坦病毒肺综合征(Hantavirus Pulmonary Syndrome,HPS),幽门螺杆菌(Helicobacterpylori)感染,溶血尿毒症综合征(Hemolytic-uremic syndrome,HUS),肾综合征出血热(Hemorrhagic fever with renal syndrome,HFRS),亨尼病毒(Henipavirus)感染,甲型肝炎(Hepatitis A),乙型肝炎(Hepatitis B),丙型肝炎(Hepatitis C),丁型肝炎(Hepatitis D),戊型肝炎(Hepatitis E),单纯疱疹(Herpes simplex),I型单纯疱疹,II型单纯疱疹,带状疱疹(Herpes zoster),组织胞浆菌病(Histoplasmosis),空心疣(Hollowwarts),钩虫(Hookworm)感染,人博卡病毒感染,人ewingii埃里希体病(Human ewingiiehrlichiosis),人粒细胞微粒孢子虫病(Human granulocytic anaplasmosis,HGA),人变性肺病毒(metapneumovirus)感染,人单核细胞埃里希体病(Human monocyticehrlichiosis),人乳头瘤病毒(HPV)感染,人副流感病毒感染,膜壳绦虫病(Hymenolepiasis),流感(Influenza),等孢子球虫病(Isosporiasis),日本脑炎(Japaneseencephalitis),川崎病(Kawasaki disease),角膜炎(Keratitis),金氏金氏杆菌(Kingella kingae)感染,库鲁病(Kuru),兰伯鞭毛虫病(Lambliasis)(贾第虫病(Giardiasis)),拉沙热(Lassa fever),军团杆菌病(Legionellosis)(军团病(Legionnaires' disease),庞蒂亚克热(Pontiac fever)),利什曼病(Leishmaniasis),麻风(Leprosy),钩端螺旋体病(Leptospirosis),虱(Lice),李斯特菌病(Listeriosis),莱姆包柔氏体螺旋病(Lyme borreliosis),莱姆病(Lyme disease),淋巴性丝虫病(Lymphaticfilariasis)(象皮肿(Elephantiasis)),淋巴细胞性脉络丛脑膜炎(Lymphocyticchoriomeningitis),疟疾(Malaria),马尔堡出血热(Marburg hemorrhagic fever,MHF),马尔堡病毒(Marburg virus),麻疹(Measles),类鼻疽(Melioidosis)(惠特莫尔病(Whitmore's disease)),脑膜炎(Meningitis),脑膜炎球菌病(Meningococcal disease),后殖吸虫病(Metagonimiasis),微孢子虫病(Microsporidiosis),微小绦虫(Miniaturetapeworm),流产(Miscarriage)(前列腺炎症(prostate inflammation)),触染性软疣(Molluscum contagiosum,MC),单核细胞增多症(Mononucleosis),流行性腮腺炎(Mumps),鼠型斑疹伤寒(Murine typhus)(地方性斑疹伤寒(Endemic typhus)),马杜拉分枝菌病(Mycetoma),支原体人型(Mycoplasma hominis),支原体肺炎(Mycoplasma pneumonia),蝇蛆病(Myiasis),尿布皮炎(Nappy/diaper dermatitis),新生儿结膜炎(Neonatalconjunctivitis)(新生儿眼炎(Ophthalmia neonatorum)),新生儿脓毒症(Neonatalsepsis)(绒毛膜羊膜炎(Chorioamnionitis)),诺卡菌病(Nocardiosis),坏疽性口炎(Noma),诺沃克病毒(Norwalk virus)感染,盘尾丝虫病(Onchocerciasis)(河盲(Riverblindness)),骨髓炎(Osteomyelitis),中耳炎(Otitis media),副球孢子菌病(Paracoccidioidomycosis)(南美芽生菌病(South American blastomycosis)),并殖吸虫病(Paragonimiasis),副伤寒(Paratyphus),巴斯德菌病(Pasteurellosis),头虱病(Pediculosis capitis)(头虱(Head lice)),体虱病(Pediculosis corporis)(体虱(Bodylice)),阴虱病(Pediculosis pubis)(阴虱(Pubic lice),螃蟹虱(Crab lice)),盆腔炎性疾病(Pelvic inflammatory disease,PID),百日咳(Pertussis)(Whooping cough),传染性单核细胞增多症(Pfeiffer's glandular fever),鼠疫(Plague),肺炎球菌(Pneumococcal)感染,肺囊虫肺炎(Pneumocystis pneumonia,PCP),肺炎(Pneumonia),小儿麻痹症(Polio)(儿童期残废(childhood lameness)),脊髓灰质炎(Poliomyelitis),猪绦虫(Porcine tapeworm),Prevotella感染,原发性阿米巴脑膜脑炎(Primary amoebicmeningoencephalitis,PAM),进行性多病灶脑白质病(Progressive multifocalleukoencephalopathy),假格鲁布(Pseudo-croup),鹦鹉热(Psittacosis),Q热(Q fever),兔热病(Rabbit fever),狂犬病(Rabies),鼠咬热(Rat-bite fever),莱特尔综合征(Reiter's syndrome),呼吸道合胞病毒感染(RSV),鼻孢子菌病(Rhinosporidiosis),鼻病毒(Rhinovirus)感染,立克次体(Rickettsial)感染,立克次体痘(Rickettsialpox),裂谷热(Rift Valley fever,RVF),洛矶山斑疹热(Rocky mountain spotted fever,RMSF),轮状病毒(Rotavirus)感染,风疹(Rubella),副伤寒沙门氏菌(Salmonella paratyphus),伤寒沙门氏菌(Salmonella typhus),沙门菌病(Salmonellosis),SARS(严重急性呼吸综合征(Severe Acute Respiratory Syndrome)),疥疮(Scabies),猩红热(Scarlet fever),血吸虫病(Schistosomiasis)(裂体吸虫病(Bilharziosis)),恙虫热斑疹伤寒(Scrub typhus),脓毒症(Sepsis),细菌性痢疾(Shigellosis)(杆菌性痢疾(Bacillary dysentery)),带状疱疹(Shingles),天花(Smallpox)(痘症(Variola)),软下疳(Soft chancre),孢子丝菌病(Sporotrichosis),葡萄球菌食物中毒(Staphylococcal food poisoning),葡萄球菌(Staphylococcal)感染,类圆线虫病(Strongyloidiasis),梅毒(Syphilis),绦虫病(Taeniasis),破伤风(Tetanus),三日热(Three-day fever),蜱传脑炎(Tick-borneencephalitis),须癣(Tinea barbae)(触染性须疮(Barber's itch)),头癣(Tineacapitis)(头皮癣(Ringworm of the Scalp)),体癣(Tinea corporis)(体癣(Ringworm ofthe Body)),股癣(Tinea cruris)(股部表皮癣菌病(Jock itch)),手癣(Tinea manuum)(手癣(Ringworm of the Hand)),掌黑癣(Tinea nigra),脚癣(Tinea pedis)(脚癣(Athlete’s foot)),甲癣(Tinea unguium)(甲癣(Onychomycosis)),花斑癣(Tineaversicolor)(花斑糠疹(Pityriasis versicolor)),弓蛔虫病(Toxocariasis)(眼幼虫移行症(Ocular Larva Migrans,OLM)和内脏幼虫移行症(Visceral Larva Migrans,VLM)),弓形虫病(Toxoplasmosis),旋毛虫病(Trichinellosis),滴虫病(Trichomoniasis),鞭虫病(Trichuriasis)(鞭虫(Whipworm)感染),Tripper,锥虫病(Trypanosomiasis)(非洲锥虫病(sleeping sickness)),恙虫病(Tsutsugamushi disease),肺结核(Tuberculosis),土拉菌病(Tularemia),斑疹伤寒(Typhus),斑疹伤寒热(Typhus fever),尿素分解尿素支原体(Ureaplasma urealyticum)感染,阴道炎(Vaginitis)(阴道炎(Colpitis)),变异克-雅病(Variant Creutzfeldt-Jakob disease,vCJD,nvCJD),委内瑞拉马脑炎(Venezuelanequine encephalitis),委内瑞拉出血热(Venezuelan hemorrhagic fever),病毒性肺炎(Viral pneumonia),内脏利什曼虫病(Visceral Leishmaniosis),疣(Warts),西尼罗热(West Nile Fever),西方马脑炎(Western equine encephalitis),白色毛结节菌病(White piedra)(白癣(Tinea blanca)),百日咳(Whooping cough),酵母真菌斑点(Yeastfungus spots),黄热(Yellow fever),假结核病耶尔森菌(Yersiniapseudotuberculosis)感染,耶尔森菌病(Yersiniosis)和接合菌病(Zygomycosis)。
特别优选的是与PD-1途径的至少一个成员(优选PD-1受体和/或其配体PD-L1和PD-L2)的过表达相关的疾病,特别是癌症或肿瘤疾病。
在该情形中,特别优选的是下述与PD-L1的过表达相关的疾病的治疗:黑素瘤,成胶质细胞瘤,和胰腺癌,肺癌,乳腺癌,结肠癌,卵巢癌,和肾细胞癌,泌尿道上皮癌(urothelial cancers),头颈鳞状细胞癌和肝细胞癌。最特别优选的是治疗与PD-1途径的任意成员(特别是PD-1或PD-L1)的过表达相关的非小细胞肺癌(NSCLC)或小细胞肺癌。
在另一个实施方案中,与没有PD-1途径的至少一个成员(优选PD-1受体和/或其配体PD-L1和PD-L2)的表达或其低表达相关的癌症或肿瘤疾病的治疗是特别优选的。在该情形中,本发明的疫苗/抑制剂组合的RNA疫苗能够在待治疗的患者中诱导PD-1途径的至少一个成员(例如PD-L1)的表达,由此能够允许PD-1抑制剂的治疗活性。
按照另一方面,本发明提供上文定义的PD-1途径抑制剂与上文定义的RNA疫苗组合用在治疗中,例如,用在治疗或预防本文定义的肿瘤和/或癌症疾病或传染病的方法中,所述RNA疫苗包含至少一种RNA,所述RNA包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框。
按照另一方面,本发明提供上文定义的包含至少一种RNA,所述RNA包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框的RNA疫苗与PD-1途径抑制剂组合用在治疗中,例如,用在治疗或预防本文定义的肿瘤和/或癌症疾病或传染病的方法中。
此外,本发明在另一方面中提供用于转染和/或处理细胞、组织或生物体的方法,由此应用或施用本发明的疫苗/抑制剂组合,特别用于治疗目的。在该情形中,典型地在制备本发明的疫苗/抑制剂组合后,将本发明的疫苗/抑制剂组合优选地施用至细胞、组织或生物体,优选地使用本文所述的任一种施用模式。用于转染和/或处理细胞的方法可以在体外、体内或离体进行。
因此,本发明还提供治疗方法,包括给有其需要的受试者使用治疗有效量的上文定义的RNA疫苗与上文定义的包含PD-1途径抑制剂的组合物的组合,所述RNA疫苗包含至少一种RNA,所述RNA包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框。
在优选的实施方案中,所述方法包括体外转染分离的细胞。因此,所用的细胞优选是人或动物细胞,特别是原代细胞培养物的细胞,然后将其转移至人或动物。在转染之前,典型地从待治疗的患者分离这些细胞并培育。
在另一个优选的实施方案中,治疗方法不包括体外转染分离的细胞。在该情形中,施用给有其需要的受试者的上文定义的RNA疫苗不包含用所述RNA疫苗中包含的至少一种含有至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框的RNA转染的分离的细胞。
在本发明中,如果没有另外指明,备选方案和实施方案的不同特征可以彼此组合。在本发明的情形中,当适用时,术语“包括”可以用术语“由……组成”替代。
附图简述
下文显示的附图仅是举例说明,应该以进一步的方式描述本发明。这些附图不应该解释为将本发明限制于此。
图1:RNA疫苗(OVA-RNActive R1710)与抗-PD-1抗体协同作用。在第0天,用3x105个同系E.G7-OVA肿瘤细胞皮下攻击C57BL/6小鼠,然后用单独的OVA RNActive疫苗(32μg)或与抗-PD-1抗体组合或对照IgG(100μg i.p.)按照所示的时间表进行治疗。
图2:用不同疗法治疗的携带E.G7-OVA肿瘤的小鼠的存活比例。按照实施例2,小鼠用单独的OVA-RNActive疫苗或抗-PD-1抗体或二者的组合进行治疗。
图3:OVA-RNActive疫苗中包含的编码原鸡(Gallus gallus)卵白蛋白的R1710的G/C优化mRNA序列。
实施例
下文所示的实施例仅是举例说明,并且应该以进一步的方式描述本发明。这些实施例不应该解释为将本发明限制于此。
实施例1:制备mRNA疫苗
1.制备DNA和mRNA构建体
为本实施例制备编码原鸡卵白蛋白mRNA(R1710)的DNA序列,并且用于后续的体外转录反应。
按照第一制备,制备编码上文提及的mRNA的DNA序列。通过引入GC-优化的序列用于稳定,然后是来源于α-珠蛋白-3’-UTR的稳定序列(muag(突变的α-珠蛋白-3’-UTR)),64个腺苷的片段(聚-A-序列),30个胞嘧啶的片段(聚-C-序列),和组蛋白茎环而修饰野生型编码序列来制备构建体。相应的mRNA的序列显示在SEQ ID NO:2(见图3)中。
2.体外转录
按照实施例1制备的相应的DNA质粒用T7聚合酶在体外转录。然后,用(CureVac,Tübingen,Germany)纯化mRNA。
3.试剂
复合剂:鱼精蛋白
4.制备疫苗
通过将鱼精蛋白以比率(1∶2)(w/w)(佐剂组分)加入到mRNA中而使mRNA R1710与鱼精蛋白复合。在温育10min后,加入相同量的游离的mRNA R1710作为提供抗原的RNA。
OVA-RNActive疫苗(R1710):包含由与鱼精蛋白以2∶1(w/w)的比率复合的SEQ IDNO.2所述的编码原鸡卵白蛋白(R1710)的mRNA和SEQ ID NO所述的编码原鸡卵白蛋白(R1710)的提供抗原的游离mRNA组成的佐剂组分(比例1∶1;复合的RNA:游离的RNA)。
实施例2:抗-PD1抗体和RNA疫苗的组合
在第零天,将C57BL/6小鼠每只小鼠皮下移植(右侧胁)3x105个E.G7-OVA细胞(在PBS中体积100μl)。E.G7-OVA是稳定表达原鸡卵白蛋白(OVA)的小鼠T细胞淋巴瘤细胞系。在第4天,开始按照表1的皮内接种:包含OVA mRNA R1720的RNA疫苗(32μg/只小鼠/接种日)(按照实施例1)或Ringer-乳酸盐(RiLa)作为缓冲液对照,并用抗-PD-1/CD279单克隆抗体(100μg i.p.)或同种型独照进行治疗,并在第7,11,14,18和21天重复。动物在上午接受抗体注射,并且在下午接种,治疗之间最少间隔四小时。
表1:动物组
抗-PD-1/CD279抗体(克隆RMP1-14,大鼠IgG2a)和同种型对照抗体(克隆2A3,大鼠IgG2a)购自BioXCell(West Lebanon,NH,USA)。
通过使用测径器在2维(长度和宽度)测量肿瘤尺寸(在第4天开始)监测肿瘤生长。按照下式计算肿瘤体积:
结果显示在图1和2中。
在图1中可以看出,与缓冲液治疗的对照组相比,单独的OVA mRNA疫苗(OVA-RNActive R1710)或与对照-IgG组合使肿瘤生长延迟大约5天。用单独的抗-PD-1抗体治疗与单独的疫苗进行比较,而同时施用RNA疫苗/抗-PD-1组合导致显著的肿瘤生长抑制,这表明协同作用。线表示平均肿瘤体积的发展,误差条表示SEM。统计学分析是基于具有Bonferroni后检验的2向Anova。
在图2中可以看出,施用单独的OVA mRNA疫苗(OVA-RNActive R1710)或抗-PD-1抗体对存活具有显著的作用,而同时施用RNA疫苗/抗-PD-1组合导致50%的存活(6只动物中有3只),这表明协同作用。
Claims (28)
1.疫苗/抑制剂组合,其包含:
(i)作为疫苗的RNA疫苗,所述RNA疫苗包含至少一种RNA,所述RNA包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框(ORF),和
(ii)作为抑制剂的组合物,所述组合物包含PD-1途径抑制剂。
2.根据权利要求1所述的组合,其中所述PD-1途径抑制剂选自由针对PD-1、PD-L1或PD-L2的抑制剂组成的组。
3.根据权利要求1或2所述的组合,其中所述PD-1途径抑制剂选自由下述组成的组:拮抗性抗体或编码拮抗性抗体的核酸,siRNA,反义RNA,包含能够结合PD-1但是防止PD-1途径信号传导的氨基酸序列的蛋白或编码所述氨基酸序列的核酸,与PD-1竞争对其配体PD-L1和PD-L2结合的可溶性蛋白或编码所述可溶性蛋白的核酸,和小分子抑制剂。
4.根据权利要求3所述的组合,其中所述PD-1途径抑制剂是抗体或编码抗体的核酸,所述抗体针对PD-1或PD-1配体。
5.根据权利要求4所述的组合,其中所述针对PD-1的抗体是尼鲁单抗(BMS-936558/MDX1106),CT-011或MK-3475(SCH 900475)。
6.根据权利要求4所述的组合,其中所述针对PD-L1的抗体是MDX-1105/BMS-936559,MPDL3280A/RG7446或MEDI4736。
7.根据权利要求3所述的组合,其中所述包含能够结合PD-1但是防止PD-1途径信号传导的氨基酸序列的蛋白或编码所述氨基酸序列的核酸是PD-L1或PD-L2配体的片段的融合蛋白。
8.根据权利要求7所述的组合,其中所述融合蛋白是PD-L1或PD-L2的细胞外结构域或其能够结合PD-1的片段的融合蛋白。
9.根据权利要求8所述的组合,其中所述融合蛋白是PD-L2的细胞外结构域与免疫球蛋白的Fc部分的融合蛋白。
10.根据权利要求3所述的组合,其中所述可溶性蛋白是与膜结合的PD-1竞争对PD-L1和/或PD-L2的结合的可溶性PD-1受体。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的组合,其中所述RNA疫苗的至少一种RNA是分离的RNA。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的组合,其中所述RNA疫苗的至少一种RNA是稳定RNA。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的组合,其中所述RNA疫苗的至少一种RNA是至少部分G/C修饰的,优选地,其中与野生型开放阅读框相比,所述RNA疫苗的至少一种RNA的至少一个开放阅读框的G/C含量增加。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的组合,其中所述RNA疫苗的至少一种RNA包含密码子优化区,优选地,其中所述RNA疫苗的至少一种RNA的至少一个开放阅读框是密码子优化的。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的组合,其中所述RNA疫苗的至少一种RNA是mRNA。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的组合,其中所述RNA疫苗的至少一种RNA与载体复合。
17.根据权利要求16所述的组合,其中所述载体是阳离子或聚阳离子化合物或聚合载体,优选鱼精蛋白。
18.药物组合物,其包含:
(i)如前述权利要求中任一项定义的RNA疫苗,其包含至少一种RNA,所述RNA包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框,和
(ii)如前述权利要求中任一项定义的PD-1途径抑制剂。
19.多个组分的试剂盒,其包含:
(i)如前述权利要求中任一项定义的RNA疫苗,其包含至少一种RNA,所述RNA包含至少一个编码至少一种抗原的开放阅读框,和
(ii)如前述权利要求中任一项定义的包含PD-1途径抑制剂的组合物。
20.根据权利要求1-17中任一项所述的组合,根据权利要求18所述的药物组合物,根据权利要求19所述的多个组分的试剂盒,其用于医学用途。
21.根据权利要求1-17和20中任一项所述的组合,根据权利要求18或20所述的药物组合物,根据权利要求19或20所述的多个组分的试剂盒,其用在预防或治疗肿瘤或癌症疾病或传染病的方法中。
22.根据权利要求20或21所述的组合或多个组分的试剂盒,其中所述PD-1途径抑制剂和所述RNA疫苗顺次施用给有其需要的患者。
23.根据权利要求20或21所述的组合或多个组分的试剂盒,其中所述PD-1途径抑制剂和所述RNA疫苗同时施用给有其需要的受试者。
24.根据权利要求20-23中任一项所述的组合或多个组分的试剂盒,其中所述抑制剂和所述RNA疫苗通过不同的施用途径施用给有其需要的受试者。
25.如前述权利要求中任一项定义的PD-1途径抑制剂,其与如前述权利要求中任一项定义的RNA疫苗组合用在治疗中。
26.如前述权利要求中任一项定义的RNA疫苗,其与如前述权利要求中任一项定义的PD-1途径抑制剂组合用在治疗中。
27.治疗方法,所述方法包括向有其需要的受试者施用治疗有效量的与如前述权利要求中任一项定义的PD-1途径抑制剂组合的如前述权利要求中任一项定义的RNA疫苗。
28.权利要求27所述的治疗方法,其中所述RNA疫苗和所述PD-1途径抑制剂顺次和/或通过不同的施用途径施用。
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