CN116406289A - 病毒性呼吸道感染的治疗 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于治疗病毒性呼吸道感染的药物组合物和方法。更具体地,本发明涉及IL‑18拮抗剂及其在治疗受试者的病毒性呼吸道感染中的应用,所述受试者患有:(a)IL‑18结合蛋白缺陷;和/或(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷。

Description

病毒性呼吸道感染的治疗
本发明涉及用于治疗病毒性呼吸道感染的药物组合物和方法。更具体地,本发明涉及IL-18拮抗剂及其在治疗病毒性呼吸道感染中的应用。
许多病毒感染影响上呼吸道或下呼吸道。呼吸道感染可根据致病病毒(如冠状病毒、流感病毒)或根据引起的综合征(如普通感冒、细支气管炎、哮喘或肺炎)进行分类。尽管特定的病毒病原体通常导致特征性的临床表现(例如,鼻病毒通常导致普通感冒,呼吸道合胞病毒(RSV)通常导致细支气管炎),但每种病原体都可导致许多病毒性呼吸道综合征。
病毒性呼吸道疾病的严重程度可能会因病毒病原体和患者特征(如年龄、性别、健康状况等)而有很大差异。对于许多感染来说,重症更可能发生在老年患者和婴儿身上。发病率可能由病毒感染直接导致,也可能因潜在疾病(如心肺疾病)恶化或随后的肺部、副鼻窦或中耳细菌重复感染而间接导致。
COVID-19疫情在全球范围内引发了健康和经济问题。冠状病毒疾病2019(COVID-19)由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV2)引起。SARS-CoV2感染被描述为具有两个阶段,大多数个体仅经历第一阶段。第一阶段由类似流感的疾病组成,患者描述为间歇性发热,嗜睡和新出现的持续咳嗽。第二阶段开始于症状出现的大约5-7天,其特征为逐渐恶化的突然发作的呼吸急促。正是在这个阶段,患者通常出现在医院中,并且这些患者中的很大一部分需要有创通气和重症监护支持。
在缺乏可防止向疾病的第二阶段过渡和/或缓解那些处于第二阶段的患者的急性呼吸症状的有效治疗的情况下,相对较高比例的患者需要有创通气。这使得有必要实施严格的社交隔离措施来限制感染率,从而确保医疗服务不会因COVID-19重症型患者而不堪重负。然而,这些措施可能会产生长期的社会和经济影响,因此需要对COVID-19进行新的有效的治疗。
在本发明之前的工作中,发明人通过用SARS-CoV2阳性患者的尸检组织病理学发现、支气管肺泡灌洗液细胞分析和外周血流式细胞术分析,鉴定解释重症COVID-19发病机制的潜在原因、其临床表现、风险因素和人口统计学死亡模式。发明人意外地确定白细胞介素-18(IL-18)代表了COVID-19免疫病理学免疫学联系中的一个中心节点。尽管不希望被理论所束缚,发明人仍鉴定了受COVID-19严重影响的患者的免疫病理学与患有代谢综合征和相关障碍(例如冠状动脉疾病、高血压和糖尿病,尤其是高血压)的患者的免疫病理学之间的联系。具体地,假设COVID-19可能因代谢综合征和相关障碍或在正常衰老过程中出现的疾病而暴露出先天性免疫系统的固有弱点。例如,认为自然杀伤细胞功能障碍、超抗原呈递和炎症小体激活导致IL-18裂解为其活性形式,可能导致炎症正反馈循环。
因此,阻断IL-18活性有望防止COVID-19糟糕的免疫病理学特征的发展,特别是在患有与游离的IL-18水平增加和/或自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷相关的潜在病理学疾病如代谢综合征的受试者中。此外,实施例中描述的COVID-19的免疫学模型表明,IL-18代表了在这类受试者中病毒性呼吸道感染的治疗靶点。
因此,在最广泛的意义上,本发明提供了用于治疗受试者病毒性呼吸道感染的IL-18拮抗剂,所述受试者患有:
(a)IL-18结合蛋白缺陷;和/或
(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷。
可选地,本发明提供了一种在有需要的受试者中治疗病毒性呼吸道感染的方法,所述受试者患有:
(a)IL-18结合蛋白缺陷;和/或
(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷,
所述方法包括向所述受试者施用有效量的IL-18拮抗剂,从而治疗所述受试者。
在另一方面,本发明提供了IL-18拮抗剂在制备用于治疗受试者病毒性呼吸道感染的药物中的应用,所述受试者患有:
(a)IL-18结合蛋白缺陷;和/或
(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷。
本文所用术语“病毒性呼吸道感染”是指下呼吸道和任选的上呼吸道被病毒病原体感染,即病毒性呼吸道病原体感染。因此,病毒性呼吸道感染为病毒病原体对支气管和/或肺的感染。
本文所用术语“病毒性呼吸道综合征”是指一组医学体征(例如,患者体温、血压等)和症状(例如咳嗽、呼吸急促等),与特定的病毒性呼吸道感染和/或由病毒性呼吸道感染导致或引发的疾病或障碍有关,例如病毒性肺炎。
如实施例中更详细的描述,发明人已确定一些病毒性呼吸道感染,如SARS-CoV2感染,可引发受感染的受试者中游离的IL-18水平的全身性增加。尽管不希望被理论所束缚,仍假设游离的IL-18的增加,特别是由于IL-18结合蛋白(IL-18BP)不能刺激和/或释放,可能是呈现病毒性呼吸道感染重症表现的患者的临床特征的基础,例如多器官衰竭、淋巴细胞减少等。如实施例中更详细的解释,认为携带有功能障碍的自然杀伤细胞的受试者(例如,由于遗传疾病或获得性障碍,如代谢综合征或年龄增加)不能释放足够量的干扰素γ(IFN-γ)(IL-18BP表达的关键启动子),从而在重症型疾病中刺激足够量的IL-18BP释放。因此,在一些实施方案中,所述病毒性呼吸道感染是由病毒病原体引起的感染,其可引发受感染的受试者中游离的IL-18水平的全身性增加,即游离的IL-18在血液水平的增加。
已知许多病毒病原体会感染呼吸道,并且任何这种病毒病原体都可能导致如上定义的病毒性呼吸道感染。在一些实施方案中,所述病毒性呼吸道感染是由冠状病毒、流感病毒、人副流感病毒、呼吸道合胞病毒、鼻病毒、人偏肺病毒、人博卡病毒或腺病毒引起的感染。
在一些实施方案中,所述流感病毒为甲型流感病毒或乙型流感病毒。
在一些优选的实施方案中,所述病毒性呼吸道感染为冠状病毒感染。在一些实施方案中,所述冠状病毒为严重急性呼吸综合征(SARS)冠状病毒(例如,SARS-CoV或SARS-CoV2)或中东呼吸综合征(MERS)冠状病毒。在一个特别优选的实施方案中,所述冠状病毒为SARS冠状病毒2(SARS-CoV2)。
因此,可选地,在一些实施方案中,所述病毒性呼吸道感染为冠状病毒疾病2019(COVID-19)、SARS或MERS。
在一些实施方案中,所述病毒性呼吸道感染导致病毒性呼吸道综合征,例如病毒性肺炎、病毒性支气管炎或病毒性细支气管炎。
术语“受试者”和“患者”在本文中可互换使用,指哺乳动物,优选为人。具体地,术语受试者和患者是指患有(a)IL-18结合蛋白缺陷;和/或(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷,以及如本文所定义的需要治疗的病毒性呼吸道感染的人。换句话说,所述受试者可能存在干扰素γ释放缺陷。如下文进一步讨论的,受试者可能先天具有一种或多种如上所述的缺陷,即由于遗传疾病,或他们可能由于衰老和/或另一疾病或障碍如代谢综合征、冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化、糖尿病(例如二型糖尿病病)或其组合而患有获得性缺陷。在一个具体的实施方案中,受试者可能由于高血压而具有一种或多种如上所述的缺陷。
术语“IL-18结合蛋白缺陷”是指受试者血液中IL-18BP的量低于健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者血液中IL-18BP的量。如上所述,IL-18结合蛋白缺陷导致游离的IL-18水平的增加。因此,在一些实施方案中,患有IL-18结合蛋白缺陷的受试者可视为具有高水平游离的IL-18的受试者,即血液中游离的IL-18的量高于健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者的血液中游离的IL-18的量。因此,在一些实施方案中,所述受试者具有IL-18结合蛋白缺陷和/或高水平的游离的IL-18。
健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者血液中IL-18BP和/或游离的IL-18的量可作为参考值。在一些实施方案中,基于所述受试者的特征,例如年龄、性别和/或种族,调整所述参考值。因此,将从所述受试者获得的血样中的IL-18BP和/或游离的IL-18的量,与从具有相同或相似(即相当的)特征(例如年龄、性别和/或种族)的健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者获得的参考值进行比较。例如,可比较的对照受试者可与检测的受试者具有相同的性别、种族和相同的年龄段,例如40-49、50-59或60-69岁等。
在一些实施方案中,IL-18BP缺陷是指从所述受试者获得的血样中的IL-18BP的量比所述参考值低至少5%,例如比参考值低至少10、15、20、25、30%或更低,例如比参考值低至少50、75或100%。
在一些实施方案中,高水平的游离的IL-18是指从所述受试者获得的血样中的游离的IL-18的量比所述参考值高至少5%,例如比参考值高至少10、15、20、25、30%或更高,例如比参考值高至少50、75或100%。
测定受试者的样品中IL-18BP和/或游离的IL-18的量的方法是本领域众所周知的。任何合适的测定受试者的样品中IL-18BP和/或游离的IL-18的量的方法均可用于本发明。在一些实施方案中,测定受试者的样品中IL-18BP和/或游离的IL-18的量的方法为免疫测定法,例如实验室常规使用的酶联免疫吸附测定法(ELISA)和放射免疫测定法(RIA)。
IL-18BP和/或游离的IL-18的量通常在血样中测定。
自然杀伤(NK)细胞为先天免疫系统的淋巴细胞,其在连接种系编码的激活受体后介导细胞毒性并产生细胞因子。因此,它们一直被认为是先天免疫系统的一部分。NK细胞主要在针对病毒感染的先天防御和肿瘤细胞监视中发挥作用,但也参与免疫调节、免疫协调(coordination of immunity)和自身反应性调节。
NK细胞是淋巴细胞并且是先天淋巴细胞家族的主要成员,其由骨髓中的CD341造血细胞发育而来,并在次级淋巴组织中经历终末成熟。在人类中,NK细胞通常通过T细胞受体复合物的缺失和神经细胞粘附分子(根据簇命名系统表示为CD56)的存在来鉴定。大多数外周血NK细胞表达低水平的CD56以及IgGFc受体FcgRIIIA(CD16)。少数外周血NK细胞表达高水平CD56而不表达CD16,被认为包含发育不成熟但能够发挥功能的NK细胞亚群。
术语“自然杀伤(NK)细胞缺陷”是指受试者血液中的NK细胞的量低于健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者的血液中的NK细胞的量。
健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者的血液中NK细胞的量可为参考值。在一些实施方案中,基于所述受试者的特征,例如年龄、性别和/或种族,调整所述参考值。因此,将从受试者获得的血样中NK细胞的量与从具有相同或相似(即相当的)特征(例如年龄、性别和/或种族)的健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者获得的参考值进行比较。例如,可比较的对照受试者可与检测的受试者具有相同的性别、种族和相同的年龄段,例如40-49、50-59或60-69岁等。
在一些实施方案中,NK细胞缺陷是指从所述受试者获得的血样中的NK细胞的量比参考值低至少5%,例如比参考值低至少10、15、20、25、30%或更低,例如比参考值低至少50、75或100%。
测定受试者的样品中NK细胞的量的方法是本领域众所周知的。任何合适的测定受试者的样品中NK细胞的量的方法均可用于本发明。在一些实施方案中,测定受试者的样品中NK细胞的量的方法为实验室常规使用的流式细胞术。例如,上述细胞标记、TCR复合物、CD56和任选的CD16可用于标记和定量样品中NK细胞的量。
通常在血样中检测NK细胞的量。
在活化后,NK细胞具有三种主要的免疫防御功能。第一个也是描述得最好的为介导靶细胞的接触依赖性杀伤的能力。这涉及动员NK细胞中高度特化称之为裂解颗粒的细胞器,其包含成孔分子穿孔素和死亡诱导酶,如颗粒酶。一旦触发NK细胞中的杀伤程序,裂解性颗粒被转运到与靶细胞形成的交界面,并向其上分泌它们的内容物。这种细胞毒性功能可通过NK细胞激活受体作为先天免疫防御或通过CD16识别IgG调理细胞来实现抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)的测定。通过ADCC,NK细胞与适应性免疫具有密切联系,也使某些治疗性单克隆抗体发挥功能。
NK细胞的第二个功能为产生可溶性因子以促进直接抗病效应,以及进一步诱导或调节免疫。其包括多种细胞因子、趋化因子和其他调节因子。具体地,功能性NK细胞产生IFN-γ。
NK细胞的第三个功能为通过接触依赖的共刺激和调节机制促进和调节免疫。NK细胞表达或可诱导表达大量相关的共刺激和调节配体,并可定位于关键的免疫调节位点,包括次级淋巴组织,在其中这些产生免疫应答的接触依赖性作用可受到影响。
术语“功能性自然杀伤(NK)细胞缺陷”是指受试者血液中的NK细胞具有缺陷性NK细胞活性,例如一种或多种上述活性。或者,血液中NK细胞的活性低于健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者的血液中NK细胞的活性。
健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者的血液中的NK细胞活性可作为参考值。在一些实施方案中,基于所述受试者的特征,例如年龄、性别和/或种族,调整所述参考值。因此,将从所述受试者获得的血样中的NK细胞活性与从具有相同或相似(即相当的)特征(例如年龄、性别和/或种族)的健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现的受试者获得的参考值进行比较。例如,可比较的对照受试者可与检测的受试者具有相同的性别、种族和相同的年龄段,例如40-49、50-59或60-69岁等。
在一些实施方案中,功能性NK细胞缺陷是指从所述受试者获得的血样中的NK细胞活性比参考值低至少5%,例如比所述参考值低至少10、15、20、25、30%或更低,例如比所述参考值低至少50、75或100%。
测定受试者的样品中NK细胞活性的方法为本领域众所周知的,上述任何合适的活性都可用于评估样品中NK细胞的活性。在一些实施方案中,通过测量样品中的NK细胞介导靶细胞的接触依赖性杀伤的能力和/或NK细胞分泌IFN-γ的能力来确定NK活性。任何合适的测定受试者的样品中NK细胞的量的方法均可用于本发明。在一些实施方案中,测定受试者的样品中NK细胞活性的方法为测定细胞释放的IFN-γ的量的免疫测定法。通常使用从血样中获得的细胞来测定NK细胞的活性。
因此,在一些实施方案中,血样中IFN-γ的量可作为NK细胞活性的代表,即,其中从所述受试者获得的血样中IFN-γ的量比如上定义的参考值低至少5%,例如比所述参考值低至少10、15、20、25、30%或更低,例如比所述参考值低至少50、75或100%。
如上所述,IL-18BP、NK细胞和/或功能性NK细胞缺陷可能是由于遗传障碍引起的,例如X-连锁SCID、常染色体隐性SCID、生长激素缺乏的IPEX样综合征、范可尼贫血(Fanconianemia)或切迪亚克-东希综合征(Chediak-Higashi syndrome)等。因此,在一些实施方案中,所述受试者患有由例如上文所定义的遗传障碍导致的(a)IL-18结合蛋白缺陷;和/或(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷。
然而,IL-18BP、NK细胞和/或功能性NK细胞缺陷可能是由于衰老和/或其他障碍,例如代谢综合征、冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化、糖尿病(例如二型糖尿病)或其组合而获得的。因此,在优选的实施方案中,所述受试者患有由例如上文所定义的衰老和/或获得性障碍导致的(a)IL-18结合蛋白缺陷;和/或(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷。
因此,在一些实施方案中,本发明可视为提供了用于治疗患有代谢综合征、冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化、II型糖尿病或其组合的受试者(例如患有高血压的受试者)的病毒性呼吸道感染的IL-18拮抗剂。
在另一方面,本发明提供了一种在有需要的受试者中治疗病毒性呼吸道感染的方法,所述受试者患有代谢综合征、冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化、糖尿病或其组合(例如受试者患有高血压),所述方法包括向所述受试者施用有效量的IL-18拮抗剂,从而治疗所述受试者。
在另一方面,本发明提供了IL-18拮抗剂在制备治疗患有代谢综合征、冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化、II型糖尿病或其组合的受试者(例如患有高血压的受试者)的病毒性呼吸道感染的药物中的应用。
术语“代谢综合征”通常是指患有一种以上病症的受试者,例如至少三种选自腹部肥胖(abdominal obesity)、高血压(high blood pressure)(高血压(hypertension))、高血糖(例如糖尿病)、高血清甘油三酯和低血清高密度脂蛋白(HDL)的病症的受试者。因此,在一些实施方案中,待治疗的所述受试者患有一种以上选自腹部肥胖、高血压、高血糖(例如糖尿病)、高血清甘油三酯和低血清高密度脂蛋白(HDL)的病症。由于腹部肥胖是代谢综合征的关键标志,在一些优选的实施方案中,待治疗的所述受试者患有腹部肥胖和选自高血压、高血糖(例如糖尿病)、高血清甘油三酯和低血清高密度脂蛋白(HDL)的一种或多种病症(例如2、3或4种病症)。在一些实施方案中,待治疗的所述受试者患有高血压和选自腹部肥胖、高血糖(例如糖尿病)、高血清甘油三酯和低血清高密度脂蛋白(HDL)的一种或多种病症(例如2、3或4种病症)。
术语“腹部肥胖”是指胃和腹部周围过多的腹部脂肪堆积到可能对健康产生负面影响的程度的病症。这也被称为中心型肥胖(central obesity)和躯干型肥胖(truncalobesity)。
术语“高血压(high blood pressure)”和“高血压(hypertension)”在本文中可互换使用,是指动脉中血压持续升高的长期医学病症。对于成年人,如果静息血压持续处于或高于130/80或140/90mmHg,则存在高血压。
高血压可分为原发性(primary)(原发性(essential))高血压或继发性高血压。原发性高血压是指由非特定生活方式因素(如饮食中过量的盐、体重超重、吸烟和饮酒)和遗传因素导致的高血压。继发性高血压是指由可识别的原因导致的高血压,如慢性肾脏疾病、肾动脉狭窄、内分泌障碍或避孕药的使用。在一些实施方案中,待治疗的所述受试者患有原发性高血压。
患有代谢综合征的受试者患各种障碍的风险增加,特别是高血压、二型糖尿病和冠状动脉疾病。然而,患有高血压、二型糖尿病和/或冠状动脉疾病的受试者并不必然患有代谢综合征。
因此,在一些实施方案中,待治疗的所述受试者患有高血压、二型糖尿病、动脉粥样硬化和/或冠状动脉疾病,但未伴有代谢综合征。然而,在一些实施方案中,待治疗的所述受试者患有代谢综合征和任选的一种或多种选自高血压、二型糖尿病、冠状动脉疾病、动脉粥样硬化及其组合的其他病症。
“动脉粥样硬化”是一种由于血块(plaque)堆积而导致动脉内部变窄的疾病,并可导致冠状动脉疾病、中风、外周动脉疾病或肾脏问题,其取决于哪些动脉受到影响。
“冠状动脉疾病”(CAD)是指由于心脏动脉中血块堆积导致流向心肌的血液减少,即心脏动脉的动脉粥样硬化。因此,CAD也被称为动脉粥样硬化性心脏病、冠心病(CHD)或缺血性心脏病(IHD)。
“二型糖尿病(Diabetes mellitus type 2)”,也称为“二型糖尿病(type2diabetes)”(T2D)和成人发病型糖尿病,是一种糖尿病,其特征在于高血糖、胰岛素抵抗和胰岛素相对缺乏。
本文所用术语“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”泛指有益于控制临床病症或障碍的任何效果或步骤(或干预)。因此,治疗可指相对于治疗前的症状,减少、缓解、改善、减缓正在治疗的病毒性呼吸道感染或综合征的发展或消除其一种或多种症状,或以任何方式改善所述受试者的临床状态。治疗可以包括有助于,或作为其一部分的治疗程序或方案的任何临床步骤或干预。
治疗可包括例如相对于治疗前的症状延迟、限制、减少或预防病毒性呼吸道感染或综合征的一种或多种症状的发作。因此,治疗明确包括病毒性呼吸道感染或综合征的症状的发生或发展的绝对预防,以及病毒性呼吸道感染或综合征或其症状的发展的任何延迟,或病毒性呼吸道感染或综合征或其症状的发展或进程的减少或限制。
如实施例中进一步讨论的,认为游离的IL-18的阻断能用于重新平衡所述患者的炎症状态以及先天免疫系统,从而使机体能够清除病毒感染。因此,术语“治疗”不一定意味着治愈或完全清除或消除病毒性呼吸道感染或综合征或其症状。
因此,在一些实施方案中,治疗所述受试者可视为治疗患有病毒性呼吸道感染的受试者的免疫病理学。因此,在一些实施方案中,本发明可视为提供了一种治疗有需要的受试者的方法,所述受试者患有病毒性呼吸道感染;和
(a)IL-18结合蛋白缺陷;和/或
(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷,
所述方法包括向所述受试者施用有效量的IL-18拮抗剂,从而治疗所述受试者中IL-18结合蛋白缺陷和/或自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷,例如以辅助或增强所述受试者的先天免疫系统,从而治疗所述呼吸道病毒感染。
如上所述,一些感染冠状病毒如SARS CoV2的受试者可能仅表现出与感染的第一阶段相关的症状,例如间歇性发热、嗜睡和新发作的持续咳嗽,并且可能被表征为患有“轻度”感染,例如轻度COVID-19。这类患者无需治疗即可康复。然而,对于患有如上定义的潜在病症,例如IL-18BP、NK细胞和/或功能性NK细胞的获得性缺陷,如在代谢综合征中,或由于年龄增加而增加了发展成由病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型的风险的受试者,在感染的第一阶段治疗所述受试者可能有助于预防本发明的第二阶段,即疾病的重症型的发作。因此,在一些实施方案中,治疗所述受试者可视为预防对病毒性呼吸道感染的全身性病理反应。
因此,在一些实施方案中,本发明提供了用于治疗受试者的病毒性呼吸道感染的IL-18拮抗剂以防止由病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型发展,所述受试者患有:
(a)IL-18结合蛋白缺陷;和/或
(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷。
或者,本发明提供了一种在有需要的受试者中治疗病毒性呼吸道感染的方法,所述受试者患有:
(a)IL-18结合蛋白缺陷:和/或
(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷,
所述方法包括向所述受试者施用有效量的IL-18拮抗剂,从而预防由病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型发展。
本发明另一方面提供了IL-18拮抗剂在制备治疗受试者病毒性呼吸道感染的药物中的应用,以防止由病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型发展,所述受试者患有:
(a)IL-18结合蛋白缺陷;和/或
(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷。
在优选的实施方案中,所述缺陷是由于年龄增长、代谢综合征、冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化、糖尿病或其组合导致的获得性缺陷。
因此,在一些实施方案中,本发明提供了用于治疗患有代谢综合征、冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化、II型糖尿病或其组合的受试者的病毒性呼吸道感染的IL-18拮抗剂,以预防由病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型发展。
或者,本发明提供了一种在患有代谢综合征、冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化、II型糖尿病或其组合的有需要的受试者中治疗病毒性呼吸道感染的方法,所述方法包括向所述受试者施用有效量的IL-18拮抗剂,从而预防由病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型发展。
另一方面,本发明提供了IL-18拮抗剂在制备治疗患有代谢综合征、冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化、II型糖尿病或其组合的受试者的病毒性呼吸道感染的药物中的应用,以预防由病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型发展。
然而,在一些实施方案中,待治疗的所述受试者患有如上文定义的病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型。在一些特别优选的实施方案中,待治疗的所述受试者具有COVID-19的重症表现,即与疾病的第二阶段相关的症状,例如气短和/或需要有创通气。
因此,在一些实施方案中,所述病毒性呼吸道感染是严重冠状病毒疾病2019(COVID-19)。
在一些实施方案中,待治疗的所述受试者可能具有与发展由病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型风险增加相关的其他特征。
例如,所述受试者的年龄、种族和/或性别可表明发展成病毒性呼吸道综合征的重症型(例如COVID-19),特别是与如上所述潜在病症相结合的风险增加。
在一个代表性实施方案中,具有发展为病毒性呼吸道综合征的重症型(例如COVID-19)的高风险受试者包括具有一种或多种以下特征的受试者:(i)男性;(ii)年龄在50岁或以上,例如55、60、65岁或以上;和/或(iii)非洲或印度-巴基斯坦亚裔。这些特征,特别是年龄,与IL-18水平的增加有关,主要是由于先天免疫系统功能的恶化,而IL-18结合蛋白的刺激是需要先天免疫系统健康发挥功能的。
因此,在一些实施方案中,所述受试者血液中的游离的IL-18的量可能高于健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者血液中的游离的IL-18的量。
在一些实施方案中,待治疗的所述受试者为至少50岁,例如55、60、65岁或以上(即衰老的受试者)。在一些具体实施方案中,选中的进行预防性治疗,即预防由病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型的发展的受试者为至少50岁,例如55、60、65岁或以上。
在一些实施方案中,基于所述受试者的游离的IL-18、IL-18BP、NK细胞和/或功能性NK细胞的血液水平来选择所述受试者进行预防性治疗。因此,本发明另一方面提供了一种根据本发明选择或鉴定进行治疗的受试者的方法,所述方法包括:
(i)测定从所述受试者获得的血样中游离的IL-18、IL-BP、NK细胞和/或功能性NK细胞的量;和
(ii)将血样中游离的IL-18、IL-BP、NK细胞和/或功能性NK细胞的量与健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者的血液中游离的IL-18、IL-BP、NK细胞和/或功能性NK细胞的量进行比较,
其中当:
(a)所述受试者血样中游离的IL-18的量高于健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者血液中游离的IL-18的量时,选择所述受试者用本文定义的IL-18拮抗剂治疗;和/或
(b)所述受试者血样中IL-BP、NK细胞和/或功能性NK细胞的量低于健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者血液中的IL-BP、NK细胞和/或功能性NK细胞的量时,选择所述受试者用本文定义的IL-18拮抗剂治疗。
因此,在一些实施方案中,所述方法可视为根据本发明确定进行治疗的受试者的适格性(suitability)。
因此,在一些优选的实施方案中,所述方法用于选择受试者(确定受试者的适合性)进行预防性治疗,即预防由病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型发展。
健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者的血液中游离的IL-18的量可作为参考值。在一些实施方案中,基于所述受试者的特征,例如年龄、性别和/或种族,调整所述参考值。因此,将从所述受试者获得的血样中游离的IL-18的量与从具有相同或相似(即相当的)特征(例如年龄、性别和/或种族)的健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现的受试者获得的参考值进行比较。例如,可比较的对照受试者可以与受试者具有相同的性别、种族和相同的年龄段,例如40-49、50-59或60-69岁等。
在一些实施方案中,当从所述受试者获得的血样中游离的IL-18的量比所述参考值高至少5%,例如比所述参考值高至少10、15、20、25、30%或更高,例如比所述参考值高至少50、75或100%时,选择所述受试者用本文定义的IL-18拮抗剂治疗。
测定来自受试者的样品中游离的IL-18的量的方法是本领域众所周知的(例如WO2016/139297,其通过引用并入本文)。在本发明中可以使用任何合适的方法来测定来自受试者的样品中游离的IL-18的量,例如WO2016/139297中公开的那些方法。在一些实施方案中,测定来自受试者的样品中游离的IL-18的量的方法为免疫测定法,例如实验室常规使用的酶联免疫吸附测定法(ELISA)和放射免疫测定法(RIA)。游离的IL-18的量通常在血样中测定。
本文使用的术语“血样”可指全血或其成分或衍生物,例如外周全血或其成分或衍生物。因此,在一些实施方案中,所述血样可为全血、血清或血浆。在一些实施方案中,所述血样为稀释的全血,其为全血的衍生物。在一些实施方案中,血样可在存在抗凝血剂如肝素、柠檬酸钠或乙二胺四乙酸(EDTA)的情况下保存。
白介素-18(IL-18),也称为干扰素γ诱导因子,是由活化的巨噬细胞、库普弗细胞(Kupffer cells)和其他细胞产生的细胞因子。IL-18与IL-18受体(IL-18R)结合并诱导细胞介导的免疫。IL-18受体或IL-18的缺陷(例如敲除)导致自然杀伤(NK)细胞活性受损和Th1应答受损。本文使用的术语“IL-18”通常指人IL-18。
术语“IL-18拮抗剂”或“IL-18抑制剂”在本文中可互换使用,是指能够直接或间接抑制、降低或阻断IL-18的活性或功能,例如IL-18信号传导的试剂。例如,直接抑制剂包括直接与IL-18相互作用以抑制、降低或阻断IL-18的活性或功能的试剂。这些试剂可能通过竞争性抑制、非竞争性抑制(uncompetitive inhibition)、非竞争性抑制(on-competitiveinhibition)或混合抑制起作用。在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂破坏IL-18与其受体之间的相互作用。因此,在一些实施方案中,IL-18拮抗剂可以与IL-18受体相互作用。在这方面,间接抑制剂不直接与IL-18相互作用。因此,例如,间接抑制剂可以通过降低编码IL-18的基因的表达来抑制、降低或阻断IL-18的活性或功能。在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂可干扰IL-18前体加工成其活性形式,例如,所述IL-18拮抗剂可为凋亡蛋白酶-I(caspase-I)抑制剂,如口服前药VX-765。在一个优选的实施方案中,所述IL-18拮抗剂直接抑制、降低或阻断IL-18的活性或功能。
在一些实施方案中,IL-18拮抗剂的组合可用于实现IL-18活性或信号传导的抑制或阻断。
术语“试剂”、“化合物”和“活性物质(active)”在本文中可互换使用,是指诱导所需药理学和/或生理学效果的物质。该术语还包括其药学上可接受的和药理学上的活性形式,包括盐。所需的效果为抑制或阻断IL-18活性或信号传导或抑制编码IL-18的基因的表达。
蛋白质的(proteinaceous)、非蛋白质的(non-proteinaceous)(例如化学实体)和核酸的分子IL-18拮抗剂可用于本文所述的治疗。
蛋白质的分子包括肽、多肽和蛋白质。术语多肽和蛋白质在本文中可互换使用。
非蛋白质的分子包括小的、中间的或大的化学分子,以及从天然产物筛选或化学物库筛选中鉴定的分子。天然产物筛选包括从任何合适的天然产物来源(包括植物、微生物、土壤、河床、珊瑚和水生环境)的提取物或样品中筛选对IL-18活性或IL-18基因表达水平有影响的分子或分子组。这些分子也可影响IL-18与其受体之间的相互作用。
核酸的分子试剂(“核酸”或“多核苷酸”)包括RNA、cDNA、基因组DNA、合成形式和混合聚合物,有义链和反义链,并且可以是化学或生物化学修饰的,或者可以包含非天然或衍生的核苷酸碱基,这是本领域技术人员容易理解的。还包括模拟多核苷酸通过氢键结合和其他化学相互作用结合指定序列的能力的合成分子。这种分子在本领域是已知的,包括例如肽键取代分子骨架中的磷酸键。
在一个优选的实施方案中,所述IL-18拮抗剂为蛋白质的试剂,例如蛋白质。在一个特别优选的实施方案中,所述IL-18拮抗剂为选择性结合IL-18或IL-18受体的蛋白质,优选为选择性结合IL-18的蛋白质,优选游离的IL-18。
结合并抑制IL-18的蛋白质是本领域众所周知的。例如,IL-18结合蛋白(IL-18BP)是一种高亲和力的内源性受体,其以一比一的比例有效中和循环中的IL-18。此外,已经开发许多结合IL-18的抗体,并且任何这样的抗体都可在本文所述的治疗中找到用途。具体而言,IL-18抗体如WO 2012/085015和WO 2016/139297(二者均以引用方式并入本文,尤其是关于其中描述的IL-18抗体)中所描述的,并且可在本文所述的治疗中找到用途。此外,产生特异性结合靶蛋白的抗体的方法是本领域众所周知的,并将在下文中进一步描述。
虽然天然哺乳动物IL-18结合蛋白(例如人同种型a-d,SEQ ID NO:1-4)作为控制体内IL-18效果的内源性手段存在,但许多感染原,例如病毒,已经进化出IL-18结合蛋白。例如,IL-18结合蛋白已经在传染性软疣(Molluscum contagiosum)病毒亚型1(MC51L、MC53L和MC54L,例如GenBank登录号CAB89814.1,SEQ ID NO:5)、痘苗病毒(例如GenBank登录号CAB89842.1,SEQ ID NO:6)、鼠痘病毒(例如GenBank登录号CAB89805.1,SEQ ID NO:7)、块状皮肤病病毒(例如GenBank登录号AAK43555.1,SEQ ID NO:8)和牛痘病毒(例如GenBank登记号ARB50252.1,SEQ ID NO:9)中鉴定到。
因此,在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂为哺乳动物IL-18结合蛋白(IL-18BP),优选人IL-18结合蛋白,或IL-18结合片段或其变体(例如IL-18BP的同种型)。在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂为重组人IL-18BP。在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂为病毒IL-18结合蛋白或IL-18结合片段或其变体。
因此,在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂为IL-18结合蛋白,其包含:
(i)如SEQ ID NO:1-9中任一所示的氨基酸序列,优选如SEQ ID NO:1-4中任一所示;
(ii)与如SEQ ID NO:1-9,优选如SEQ ID NO:1-4中任一所示的氨基酸序列具有至少70%序列同一性的氨基酸序列;或者
(iii)(i)或(ii)的IL-18结合片段。
如本文所述,“片段”可包含其来源蛋白质的至少30、40、50、60、70、80、85、90、95、96、97、98或99%的氨基酸。所述片段可以从序列的中心、N末端或C末端部分获得。虽然所述片段的大小将取决于原始蛋白质的大小,但在一些实施方案中,所述片段可比其来源序列短1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20、30、40或更多个氨基酸残基,例如比其来源序列短1-40、2-35、3-30或4-25个氨基酸残基。
如本文所述,序列的“变体”或“衍生物”与所比较的序列至少有70、75、80、85、90、95、96、97、98或99%的同一性。
序列同一性的确定可以通过,例如,使用SWISS-PROT蛋白质序列数据库,使用具有可变pamfactor的FASTA pep-cmp,和空位开放罚分(gap creation penalty)设置为12.0,空位扩展罚分(gap extension penalty)设置为4.0,以及2个氨基酸的窗口。优选地,所述比较在所述序列的全长上进行,但也可在更小的比较窗口上进行,例如少于200、100、50、20或10个连续氨基酸。
优选地,这种序列同一性相关的蛋白质,即变体或衍生物,在功能上等同于如引用的SEQ ID NO所示的蛋白质。类似地,具有如SEQ ID NO所示的序列的蛋白质可以被修饰而不影响多肽的序列。
此外,本文所述的“片段”是功能等同物。优选地,这些片段满足本文提到的同一性(相对于可比区域)条件。
如本文所述,为了实现“功能等同”,蛋白质片段和/或变体相对于亲本分子(即,来源分子,例如通过氨基酸取代)在执行功能时可能表现出一些降低的功效,但优选地是同样有效或更有效。因此,功能等同物是指有效选择性结合,并拮抗IL-18,优选游离的IL-18的功能的蛋白质。这可以通过以定性或定量的方式比较片段或变体蛋白质相对于其来源蛋白质的效果来测试,例如通过本领域已知的并且在WO 2016/139297(通过引用并入本文)中描述的体外分析。在可能得到定量结果的情况下,片段或变体至少如亲本蛋白的30、50、70或90%有效。
与亲本蛋白质相关或衍生自亲本蛋白质的功能等同蛋白质可通过单个或多个氨基酸取代、添加和/或缺失(只要它们满足上述序列同一性要求)修饰亲本氨基酸序列来获得,但不破坏分子的功能。优选地,亲本序列少于60个取代、添加或缺失,例如少于50、40、30、20、10、5、4、3或2个这样的修饰。这种蛋白质可由“功能等同的核酸分子”编码,所述核酸分子可以通过一个或多个碱基的适当取代、添加和/或缺失而产生。
在一些实施方案中,相对于亲本蛋白质,变体蛋白质中存在的任何取代可以为保守氨基酸取代。保守氨基酸取代是指一个氨基酸被另一个保留了多肽的物理化学特征的氨基酸取代(例如,D可以被E取代,反之亦然,N被Q取代,或者L或I被V取代,反之亦然)。因此,通常取代的氨基酸对于被取代的氨基酸来说,具有相似的性质,例如疏水性、亲水性、电负性、庞大的侧链等。可以掺入天然L-氨基酸的异构体,例如D-氨基酸。
本文所述的结合IL-18的蛋白(例如,IL-18结合蛋白、抗体)选择性地结合IL-18,优选游离的IL-18。术语“选择性结合”是指蛋白质与IL-18非共价结合(例如通过范德华力和/或氢键)的能力,且亲和力和/或特异性大于其它组分,例如存在IL-18的样品(例如血液、组织)中的其它组分。因此,IL-18结合蛋白可视为在合适的条件下特异性和可逆地结合IL-18,优选游离的IL-18。
术语“游离的IL-18”是指尚未与其对应的IL-18结合蛋白或IL-18受体结合的IL-18。
结合IL-18可以区别于结合样品中存在的其他分子(例如肽或多肽)。与IL-18结合的蛋白(例如IL-18结合蛋白、抗体)既不与样品中存在的其他分子(例如肽或多肽)结合,也没有可忽略或不可检测的任何这种非特异性结合,如果发生,可容易地与IL-18的结合区分开。
具体地,如果与IL-18结合的蛋白(例如IL-18结合蛋白、抗体)结合IL-18以外的分子,这种结合必定是短暂的,并且结合亲和力必定小于IL-18结合蛋白对IL-18的结合亲和力。因此,结合IL-18的蛋白(例如,IL-18结合蛋白质、抗体)对IL-18的结合亲和力应该至少比样品中存在的其它分子(即非同源分子)高一个数量级。优选地,结合IL-18的蛋白(例如IL-18结合蛋白、抗体)对IL-18的结合亲和力应该比对其它分子(例如肽或多肽)的结合亲和力高至少2、3、4、5或6个数量级。
因此,选择性或特异性结合是指结合IL-18的蛋白(例如IL-18结合蛋白、抗体)对IL-18的亲和力,其中结合IL-18的蛋白(例如IL-18结合蛋白、抗体)对IL-18的解离常数小于约10-3M。在一个优选的实施方案中,结合IL-18的蛋白(例如,IL-18结合蛋白、抗体)对IL-18的解离常数小于约10-4M、10-5M、10-6M、10-7M、10-8M或10-9M。
在一些实施方案中,上述所述IL-18结合蛋白片段和变体与它们的来源亲本蛋白竞争结合IL-18,优选游离的IL-18。因此,所述IL-18结合蛋白片段和变体可视为“竞争性IL-18结合蛋白片段和变体”,该术语是指与亲本蛋白结合大约、基本上或本质上相同或甚至相同的表位的蛋白。“竞争性IL-18结合蛋白片段和变体”包括具有重叠表位特异性的蛋白。因此,竞争性IL-18结合蛋白片段和变体能够有效地与亲本蛋白竞争结合IL-18。
本文描述的多肽可为分离的、纯化的、重组的或合成的多肽。
术语“多肽”在本文中可与术语“蛋白质”互换使用。如上所述,术语多肽或蛋白质通常包括包含至少40个连续氨基酸残基的任何氨基酸序列,例如至少50、60、70、80、90、100或150个氨基酸,例如40-1000、50-900、60-800、70-700、80-600、90-500或100-400个氨基酸。
在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂为选择性结合(如上定义)IL-18,优选游离的IL-18,的抗体。在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂为有效地与IL-18结合蛋白(例如本文所述的任何一种IL-18结合蛋白,优选SEQ IDNO:1-4的一种或多种(例如全部))竞争结合IL-18,即游离的IL-18,的抗体。因此,在一些实施方案中,所述抗体与IL-18结合蛋白结合大约、基本上或本质上相同或甚至相同的表位,优选与SEQ ID NO:1-4中任一相同的表位。
如本领域技术人员所理解的,术语“抗体”所涵盖的免疫结合试剂延伸至所有抗体和其抗原结合片段,包括全抗体、二聚体、三聚体和多聚体抗体;双特异性抗体;嵌合抗体;重组和工程化抗体和其片段。
因此,术语“抗体”用于指具有抗原结合区的任何抗体样分子,并且该术语包括包含抗原结合结构域的抗体片段,例如Fab′、Fab、F(ab′)2、单域抗体(DABs)、TandAbs二聚体、Fv、scFv(单链Fv)、dsFv、ds-scFv、Fd、线性抗体、迷你抗体、双链抗体(diabody)、双特异性抗体片段、双融合蛋白(bibody)、三融合蛋白(tribody)(分别为scFv-Fab融合体、双特异性或三特异性抗体);sc-双链抗体;kappa(1ambda)抗体(scFv-CL融合体);双特异性T细胞接合子(BiTE)(scFv-scFv串联体吸引T细胞);双可变结构域(DVD)-Ig(双特异性形式);小免疫蛋白(SIP)(一种迷你抗体);SMIP(“小模块免疫药物(small modularimmunopharmaceutical)”scFv-Fc二聚体;DART(ds-稳定的双链抗体“双亲和力重靶向(Dual Affinity ReTargeting)”);包含一个或多个CDR的小抗体模拟物等。
制备和使用各种基于抗体的构建体和片段的技术是本领域众所周知的(参见Kabat等人,第5版。Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD,647-669,1991,特在此引入作为参考)。具体地,在WO 93/11161中进一步描述了双链抗体;而Zapata等人进一步描述了线性抗体(Protein Eng.,8(10):1057-1062,1995)。
可使用常规技术将抗体片段化。例如,F(ab′)2片段可以通过用胃蛋白酶处理抗体来产生。可将所得的F(ab′)2片段处理以还原二硫键,从而产生Fab′片段。木瓜蛋白酶消化可导致Fab片段的形成。Fab、Fab′和F(ab′)2、scFv、Fv、dsFv、Fd、dAbs、TandAbs、ds-scFv、二聚体、迷你抗体、双链抗体、双特异性抗体片段和其它片段也可以通过重组技术合成或化学合成。生产抗体片段的技术是众所周知的,并在本领域有所描述。
抗体或抗体片段可天然产生,或者可全部或部分合成产生。因此,抗体可来自任何合适的来源,例如重组来源和/或在转基因动物或转基因植物中产生,或使用IgY技术在卵中产生。因此,抗体分子可在体外或体内产生。
优选地,抗体或抗体片段包括含有三个CDR结构域的抗体轻链可变区(VL)和含有三个CDR结构域的抗体重链可变区(VH)。所述VL和VH通常形成抗原结合位点。
“Fv”片段为包含完整抗原识别和结合位位点的最小抗体片段。这个区域具有紧密的、非共价结合的一个重链和一个轻链可变结构域的二聚体。正是在这种构型中,每个可变结构域的三个高变区(CDR)相互作用,在VH-VL二聚体表面限定了一个抗原结合位点。六个高变区(CDR)共同赋予抗体的抗原结合特异性。
然而,本领域已有充分的文献证明,抗体轻链可变区的三个CDR和重链可变区的三个CDR的存在对于抗原结合不是必需的。因此,已知小于上述经典抗体片段的构建体是有效的。
例如,骆驼科抗体具有广泛的抗原结合库,但是缺乏轻链。此外,仅包含VH结构域或仅包含VL结构域的单域抗体的结果显示,这些结构域能以可接受的高亲和力结合抗原。因此,三个CDR可以有效地结合抗原。此外,还已知单个CDR或两个CDR可有效地结合抗原。
值得注意的是,已知两个CDR可有效地结合抗原,甚至赋予比亲本抗体具有的更好的特性。例如,已经表明来自亲本抗体的两个CDR(VH CDR1和VL CDR3区)可以保留亲本分子的抗原识别特性,但具有更强的进入(penetrate)肿瘤的能力。用合适的接头序列(例如,来自VH FR2)连接这些CDR结构域,以类似于天然亲本抗体的方式定向CDR,产生了更好的抗原识别。因此,本领域已知可以构建抗原结合抗体模拟物,其包含两个CDR结构域(优选一个来自VH结构域,一个来自VL结构域,更优选地,两个CDR结构域中的一个为CDR3结构域),这两个CDR结构域通过合适的框架区定向,并保持在亲本抗体中的构象。
因此,尽管本发明优选的抗体可能包含六个CDR区(三个来自轩链,三个来自重链),但本发明包括少于六个CDR区和少至一个或两个CDR区的抗体。此外,也考虑了具有仅来自重链或轻链的CDR的抗体。
在某些实施方案中,所述抗体或抗体片段包含全部或部分重链恒定区,例如IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、IgA2、IgE、IgM或IgD恒定区。优选地,所述重链恒定区为IgG1重链恒定区或其一部分。此外,所述抗体或抗体片段可包含kappa轻链恒定区的全部或部分,或lambda轻链恒定区或其部分。这些恒定区的全部或部分可以是天然产生的,或者可以是全部或部分合成的。这些恒定区的合适序列是众所周知的,并在本领域中有所记载。当本发明的抗体包含来自重链和轻链的恒定区完全补足时,这种抗体在本文中通常被称为“全长”抗体或“全(whole)”抗体。
含有Fc区的抗体优选用于体内治疗。
在优选的实施方案中,本发明所述抗体为单克隆抗体,其可为人源化或人单克隆抗体。在这点上,人类或人源化抗体通常具有至少三个用于人类治疗的潜在优势。首先,人类免疫系统不应将抗体视为外来物。第二,在人体循环中的半衰期将类似于天然产生的人抗体,从而能给予更小和更少频率的剂量。第三,因为效应子部分是人源的,它将与人类免疫系统的其他部分更好地相互作用。
非人源抗体可以已知的方式“人源化”,例如通过将所述非人源抗体的CDR区插入到人源抗体的框架区。人源化抗体可使用Verhoeyen等人(1988)Science,239,1534-1536和Kettleborough等人(1991)Protein Engineering,14(7),773-783中描述的技术和方法制备。在某些情况下,人免疫球蛋白的Fv框架残基被相应的非人源残基取代。一般而言,人源化抗体可包含可变结构域,其中所有或大部分CDR区对应于那些非人类免疫球蛋白,以及基本上或完全是人类免疫球蛋白共有序列的框架区。
使用重组技术可生产完全的人源抗体。通常使用包含数十亿不同抗体的大型文库。与使用例如鼠抗体的嵌合或人源化的先前技术相比,该技术不依赖于动物的免疫来产生特异性抗体。相反,重组文库包含大量预制抗体变体,其中文库可能具有至少一种对任何抗原特异的抗体。因此,在本发明的内容中,具有所需结合特征的竞争性抗体可使用这样的文库来鉴定。为了以有效的方式在文库中找到好的结合物,已经设计了表型(即抗体或抗体片段)与其基因型(即编码基因)联系的各种系统。最常用的这种系统是所谓的噬菌体展示系统,其中抗体片段以与丝状噬菌体颗粒表面上的噬菌体外壳蛋白融合的形式表达、展示,同时携带编码所展示分子的遗传信息(McCafferty等人,1990,Nature 348:552-554)。展示对特定抗原特异的抗体片段的噬菌体可以通过与考虑中的抗原结合来选择。然后可以扩增分离的噬菌体,并且可以任选地将编码所选抗体可变结构域的基因转移至其他抗体形式,例如全长免疫球蛋白,并使用本领域熟知的合适载体和宿主细胞进行高量(high amount)表达。或者,所述“人源”抗体可以通过免疫基本上含有人免疫球蛋白基因的转基因小鼠来制备(Vaughan等人(1998)Nature Biotechno1.16,535-539)。
本发明的“人源”和“人源化”抗体可包括不由人序列编码的氨基酸残基,例如由体外随机突变或定点突变引入的突变,例如由体外克隆或PCR引入的突变。这种突变的具体例子是在抗体的少量残基中涉及保守取代或其它突变(非保守取代、添加和/或缺失)的突变,例如,在抗体的至多5、4、3、2或1个残基中,优选地,例如,在构成抗体的一个或多个CDR的至多5、4、3、2或1个残基中。这种“人源”和“人源化”抗体的某些实例包括通过标准修饰技术以减少潜在免疫原性位点的数量的抗体和可变区。
因此,本发明的“人源”和“人源化”抗体包括来源于在人体中发现的序列并与之相关的序列,但其在体内可能不天然存在于人抗体种系库内。此外,本发明的人源和人源化抗体包括具有从人序列中鉴定的人共有序列或与人序列基本同源的序列的蛋白质。
此外,本发明的人源和人源化抗体不限于VH、VL、CDR或FR区域的组合,这些区域本身在人抗体分子的组合中发现。因此,本发明的所述人源和人源化抗体可以包括或对应于并不必然天然存在于人体中的这些区域的组合。
在一些实施方案中,所述人源抗体可以为完全的人抗体。如本文所用,“完全人源(fully human)”抗体为包含“人”可变区结构域和/或CDR的抗体,如上所定义,不含实质上的非人源抗体序列或不含任何非人源抗体序列。例如,包含“基本上没有非人源抗体序列”人源可变区结构域和/或CDR的抗体为其中至多只有5、4、3、2或1个氨基酸是不由人抗体序列编码的氨基酸的抗体、结构域和/或CDR。因此,“完全人源(fully human)”抗体不同于“人源化”抗体,人源化抗体基于基本上非人源的可变区结构域,例如小鼠可变区结构域,其中某些氨基酸已被改变为更好地对应于人抗体中通常存在的氨基酸。
本发明的“完全人源(fully human)”抗体可为人可变区结构域和/或CDR,而没有任何其他实质性的抗体序列,例如单链抗体。或者,本发明的“完全人源(fully human)”抗体可以是与一个或多个人抗体恒定区整合或可操作地连接的人可变区结构域和/或CDR。某些优选的完全人源抗体是具有完全补足IgG恒定区的IgG抗体。
在其他实施方案中,本发明的“人源”抗体可为部分-人(part-human)嵌合抗体。本文所用的“部分-人嵌合”抗体是包含“人源”可变区结构域和/或CDR的抗体,所述可变区结构域和/或CDR可操作地连接或移植到非人物种如大鼠或小鼠的恒定区。这种部分-人嵌合抗体可用于例如临床前研究,其中恒定区优选来自与临床前试验中使用的动物物种相同的恒定区。这些部分-人嵌合抗体也可用于例如离体诊断(例如,在上述选择治疗受试者的方法中),其中非人物种的恒定区可为抗体检测提供额外的选择。
虽然蛋白质的IL-18拮抗剂是优选的,但技术人员能理解,其它拮抗剂也可用于本发明的治疗。具体地,核酸分子可用于间接抑制IL-18活性和/或信号传导。例如,针对IL-18或IL-18受体(IL-18R)基因或mRNA的有义和/或反义核酸分子被认为是IL-18拮抗剂。这种有义或反义分子包括与IL-18或IL18R基因或mRNA的编码或非编码区的任何部分杂交的分子,包括前导序列和选择的内含子或外显子。特别考虑长度为20至30个核苷酸碱基的有义和反义分子,例如针对编码IL-18或IL18R核酸的siRNA分子。
小干扰RNA(siRNA)是一类双链RNA非编码RNA分子,长度为20-25个碱基对,类似于miRNA,且在RNA干扰(RNAi)途径中起作用。siRNA通过在转录后降解mRNA来干扰具有互补核苷酸序列的特定基因的表达,从而阻止翻译。
因此,在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂为核酸分子。在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂为核酸,例如siRNA,其干扰IL-18或IL-18R,优选IL-18的表达。
IL-18拮抗剂可以药物组合物的形式提供,其可根据本领域已知的和文献中广泛描述的任何常规方法配制。因此,IL-18拮抗剂可任选地与其它活性物质一起,含有与一种或多种常规载体、稀释剂和/或赋形剂。
本文所述的药物组合物可以任何合适的方式全身或局部给予受试者,且给药途径将取决于所述药物组合物的剂型。
在一些实施方案中,全身给药可能特别有用。“全身给药(systemicadministration)”包括任何形式的给药,其中将试剂(即IL-18拮抗剂)给予身体,使全身接受给予的试剂。全身给药可以方便地通过肠内递送(例如口服)或肠胃外递送(例如静脉内、肌肉内、皮下、气管内(intratracheal)、气管内(endotracheal)或吸入)。
“局部给药”是指在原发感染部位(例如呼吸道)或原发感染部位的局部附近给予试剂,例如通过吸入。然而,明显的是,某些形式的局部给药可能导致全身接受给予的试剂(例如吸入)。因此,在一些实施方案中,可给予所述药剂以提供初始的局部反应和随后的全身效应。
“全身给药(systemic administration)”包括关节内、静脉内、腹膜内和皮下注射、输注,以及通过口服、直肠和鼻腔途径或通过吸入给药。特别优选通过皮下注射或吸入给药。
因此,在一些实施方案中,可以提供和/或配制所述IL-18拮抗剂用于鼻内、口腔(buccal)、口腔(oral)、经粘膜(transmucosal)、气管内、静脉内、皮下、尿道内、直肠内、阴道内、舌下、支气管内、肺内、透皮或肌肉内给药。在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂(即药物组合物)通过支气管-肺给药来给药。
所述药物组合物可以液体、液态喷雾剂、微球、半固体、凝胶或粉末的形式提供,用于经粘膜给药,例如鼻内、口腔、经口腔粘膜、气管内、尿道内、阴道内、舌下、支气管内、肺内和/或经皮给药。此外,该组合物可为用于口腔、口腔粘膜和/或舌下给药的固体剂型。鼻内、口腔、口腔气管内、尿道内、阴道内、经粘膜和舌下给药使得本文所述的组合物在体温下于口腔中分解,且任选地可能粘附在口腔的身体组织上。此外,本文公开的组合物可进一步包括一种或多种赋形剂、稀释剂、粘合剂、润滑剂、助流剂、分解剂、脱敏剂、乳化剂、粘膜粘合剂、增溶剂、悬浮剂、粘度调节剂、离子张力剂、缓冲剂、载体、表面活性剂、调味剂或其混合物。
在一些实施方案中,所述组合物被配制成肠胃外、静脉内、片剂、丸剂、生物粘附贴剂、滴剂、海绵、薄膜、锭剂、硬糖、薄片(wafer)、球体、棒棒糖、盘形结构、栓剂或喷雾剂。经粘膜给药通常很快,因为粘膜有丰富的血管供应,而且表皮中没有角质层。这种药物转运通常使血药浓度迅速升高,并且类似地避免了肠肝循环和胃酸的直接破坏或肠壁和肝代谢的部分首过效应。药物通常需要长时间暴露于粘膜表面,以发生显著的药物吸收。
经粘膜途径也可能比口服途径更有效,因为这些途径可以提供相对更快的吸收和治疗作用的产生。此外,经粘膜途径可优选用于治疗吞咽片剂、胶囊或其他口服固体有困难的患者,或患有疾病损害肠吸收的患者。
在鼻内或口腔途径中,药物吸收会延迟或延长。然而,舌下途径可提供快速的起效,其中由于丰富的血液供应的高渗透性,摄取可以几乎与静脉推注给药一样快。
鼻内组合物可以根据其形式通过任何合适的方法给药。包括微球体或粉末的组合物可使用鼻吹入器装置给药。这些装置的例子对于本领域技术人员来说是众所周知的,包括商业粉末系统,例如Fisons Lomudal系统。吹入器产生干粉或微球的细碎云状物。吹入器优选具有确保施用基本固定量的组合物的机制。粉末或微球体可以直接与吹入器一起使用,该吹入器配备有用于粉末或微球体的瓶子或容器。或者,可以将粉末或微球体填充到胶囊中,例如明胶胶囊,或其它适于鼻腔给药的单剂量装置中。吹入器优选具有打开胶囊或其他装置的机制。此外,该组合物可提供活性成分的初始快速释放,随后例如通过提供一种以上类型的微球或粉末持续释放所述活性成分。此外,适用于将组合物给药至鼻腔的替代方法是本领域普通技术人员公知的。可以使用任何合适的方法。对于合适方法的更详细描述,可参考EP2112923、EP1635783、EP1648406、EP2112923(其全部内容通过引用并入本文)。在本发明的一个实施方案中,所述药物组合物可以鼻内给药,即通过吸入给药,因此可以配制成适于鼻内给药的形式,即气雾剂、干粉制剂或液体制剂。
合适的药物载体、赋形剂和/或稀释剂的例子是本领域公知的,包括但不限于树胶、淀粉(例如玉米淀粉、预糊化淀粉)、糖(例如乳糖、甘露醇、蔗糖或葡萄糖)、纤维素材料(例如微晶纤维素)、丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯)、碳酸钙、氧化镁或其混合物。
用于液体制剂的药学上可接受的载体是水溶液或非水溶液、悬浮液、乳液或油。非水溶剂的例子为丙二醇、聚乙二醇和可注射的有机酯,如油酸乙酯。油的例子为动物、植物或合成来源的油,例如花生油、大豆油、橄榄油、向日葵油、鱼肝油、其它海产油或来自奶或蛋的脂质。
本发明还涉及通过将干粉、气体或挥发性制剂形式的药物组合物吸入经呼吸道进入体循环的经肺给药。吸收实际上与制剂被递送到肺的肺泡中一样快,因为肺泡和血管上皮膜是相当可渗透的,血流充足且有非常大的吸附表面。例如,气雾剂可以从压力包装的计量吸入器(metered-dose inhaler,MDI)中递送。
所述药物组合物通常以与合适的药物赋形剂、稀释剂或载体的混合物的形式给药,赋形剂、稀释剂或载体根据选择的吸入方式和标准药物实践来选择。
在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂以干粉组合物的形式提供,任选地与至少一种颗粒状药学上可接受的载体一起,该载体可为一种或多种已知药学上可接受的载体的材料,优选选自在干粉吸入组合物中已知作为载体的材料,例如糖类,包括单糖、二糖、多糖和糖醇,如阿拉伯糖、葡萄糖、果糖、核糖、甘露糖、蔗糖、海藻糖、乳糖、麦芽糖、淀粉、葡聚糖、甘露醇或山梨醇。在一个代表性实施方案中,所述载体为乳糖,例如乳糖一水合物或无水乳糖。
在一些实施方案中,所述干粉可以作为单位剂量包含在例如明胶或塑料的胶囊中,或者包含在泡罩(blisters)(例如铝或塑料)中,用于干粉吸入装置,其可以是单剂量或多剂量装置,优选与载体一起以剂量单位存在,其量使得每个胶囊的粉末总重量为5mg至50mg。或者,干粉可包含在适于输送的多剂量干粉吸入(multi-dose dry powderinhalation,MDDPI)装置的储存器中。
水性载体包括水、醇/水溶液、乳液或悬浮液,包括盐水和缓冲介质如磷酸盐缓冲盐水溶液、水、乳液,如油/水乳液、各种类型的湿润剂或无菌溶液等。包含这种载体的组合物可通过众所周知的常规方法配制。合适的载体可以包括任何物质,当与IL-18拮抗剂结合时可保留生物活性。
经粘膜给药的制剂可以包括无菌水溶液或非水溶液、悬浮液、干粉制剂和乳剂。非水溶剂的例子为丙二醇、聚乙二醇、植物油如橄榄油和可注射的有机酯如油酸乙酯。水性载体包括水、醇/水溶液、乳液或悬浮液,包括盐水和缓冲介质。经粘膜载体可包括氯化钠溶液、林格氏葡萄糖(Ringer′s dextrose)、葡萄糖和氯化钠、乳酸林格氏液(actatedRinger′s)或不挥发油。也可以存在防腐剂和其他添加剂,包括例如抗菌剂、抗氧化剂、螯合剂和惰性气体等。此外,药物组合物包含蛋白质的载体,例如血清白蛋白或免疫球蛋白,优选人源的。
在一些实施方案中,所述药物组合物也可以作为控释组合物给药,即在给药后一段时间内释放活性成分的组合物。控释或缓释组合物包括亲脂性储库(例如脂肪酸、蜡或油)中的制剂。在另一个实施方案中,所述组合物为速释组合物,即其中所有活性成分在给药后立即释放的组合物。WO 2006/085983中提供了合适制剂的进一步实例,其全部内容通过引用并入本文。例如,药物组合物可以脂质体制剂的形式提供。形成脂质体混悬液的技术在本领域中是众所周知的。所用的脂质层可为任何常规的组成,且可含胆固醇或不含胆固醇。可以通过使用标准的超声处理和均质化技术来减小脂质体的尺寸。含有药物组合物的脂质体制剂可以被冻干以产生冻干物,该冻干物可用药学上可接受的载体例如水重构以再生脂质体悬浊液。
在一些实施方案中,所述药物组合物为“即用型”制剂,其包含溶解(dissolved)或增溶(solubilized)形式的IL-18拮抗剂,以原样使用或在药学上可接受的(例如静脉内)稀释剂中进一步稀释后使用。然而,在一些实施方案中,所述药物组合物可以固体形式提供,例如作为冻干物,溶解在合适的溶剂中以提供液体制剂。
在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂(例如蛋白质)可以是盐的形式,即药学上可接受的盐。例如,所述IL-18拮抗剂可以是酸性或碱性盐的形式。在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂是中性盐形式。
药学上可接受的盐包括药学上可接受的碱加成盐和酸加成盐,例如金属盐,如碱金属和碱土金属盐、铵盐、有机胺加成盐和氨基酸加成盐,以及磺酸盐。酸加成盐包括无机酸加成盐如盐酸盐、硫酸盐和磷酸盐,和有机酸加成盐如烷基磺酸盐、芳基磺酸盐、乙酸盐、马来酸盐(maleate)、富马酸盐(fumarate)、酒石酸盐、柠檬酸盐和乳酸盐。金属盐的例子是碱金属盐,如锂盐、钠盐和钾盐,碱土金属盐,如镁盐和钙盐,铝盐和锌盐。铵盐的例子是铵盐和四甲基铵盐。有机胺加成盐的例子是吗啉(morpholine)和哌啶(piperidine)的盐。氨基酸加成盐的例子是甘氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸和赖氨酸的盐。磺酸盐包括甲磺酸盐、甲苯磺酸盐和苯磺酸盐。
本文所述的“药学上可接受的”是指与本发明的方法或用途中使用的与其它成分相容的成分,以及接受者生理上可接受的成分。
本文使用的术语“有效量”和“治疗有效量”是指足够量的IL-18拮抗剂,其通过抑制IL-18的活性(如上所定义的直接或间接)提供所需的治疗或生理效果或结果。此外,该效果可为病毒性呼吸道感染(例如COVID-19)、相关病症和/或由其引起的并发症或其表现的症状的改善。不需要的效果,例如副作用,有时可能与需要的治疗效果一起出现;因此,医师在确定什么是适当的“有效量”时,要权衡潜在的利益和潜在的风险。
所需IL-18拮抗剂的确切量因受试者而异,这取决于许多参数,如受试者的年龄和一般状况、给药方式、体重、体表面积、性别或同时给药的其它药物等。因此,可能无法确定确切的“有效量”。然而,在任何个别情况下,合适的“有效量”可以由本领域普通技术人员通过用常规实验来确定。
有利地,受试者中游离的IL-18的量可以使用如上所述的本领域常规的测定法,例如免疫测定法来确定。游离的IL-18的量可用于确定给予受试者的IL-18拮抗剂的量。
因此,在一些实施方案中,治疗方法可包括以下步骤:
(i)测定从所述受试者获得的血样中的游离的IL-18的量;和
(ii)基于血样中游离的IL-18的量,确定给予所述受试者的IL-18拮抗剂的量。
上述步骤(ii)可作为根据本发明如上所述的选择或鉴定进行治疗的受试者或确定进行治疗的受试者的适格性的方法的一部分来进行。
因此,所述IL-18拮抗剂可以任何合适的剂量给予所述受试者。
就本发明的一个实施方案涉及蛋白质的拮抗剂(例如IL-18结合蛋白或IL-18或其受体的抗体)的用途而言,所述有效量包括从约10μg/kg体重至约20mg/kg体重的拮抗剂,例如10、20、30、40、50、60、70、80、90或100μg/kg体重,100、200、300、400、500、600、700、800、900或1000μg/kg体重,或2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20mg/kg体重。
在一些实施方案中,本文所述的治疗可以利用IL-18拮抗剂的组合,例如IL-18结合蛋白和IL-18或IL-18R的抗体。上述的量可用于这种联合疗法中的每种拮抗剂。
BSA(体表面积)可以例如使用Mosteller公式计算得到(√([身高(cm)×体重(kg)]/3600)。如有必要,可使用0.025mg/kg=1mg/m2 BSA的换算系数,将其换算成mg/kg。
因此,在一些实施方案中,所述蛋白质的拮抗剂(例如IL-18结合蛋白或IL-18或其受体的抗体)可以约0.4mg/m2 BSA至约80mg/m2 BSA的有效量给予,例如约0.4、O.8、1.2、1.6、2.0、2.4、2.8、3.2、3.6或4.0mg/m2 BSA,4、8、12、16、20、24、28、32、36或40mg/m2 BSA,或80、120、160、200、240、280、320、360、400、440、480、520、560、600、640、680、720、760或800mg/m2 BSA。
IL-18拮抗剂的剂量方案将由主治医生和临床因素决定。如医学领域众所周知的,任何一个受试者的剂量取决于许多因素,包括受试者的体型、体表面积、年龄、给予的特定化合物、性别、给药时间和途径、总体健康状况以及同时给予的其他药物。
举例来说,在本发明的一些实施方案中,每天或每2-3天给予所述IL-18拮抗剂。在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂可以给予至少三天,例如3、4、5、6、7、8、9、10或更多天(例如20、25、30或更多天)。这种给药可以在单个周期中进行,也可以在多个周期中进行。
如本文所指,“周期”是应用特定治疗方案的一段时间,并且通常重复以提供周期性治疗。每个周期中的治疗可相同或不同(例如,可以使用的不同的剂量、时间等)。在一些实施方案中,周期的长度可为3-6天或3-12天,例如3、4、6、9或12天的周期。在一些实施方案中,周期可为约1-6周,即每日给药约1-6,例如1-4或1-3周,如约1或2周。在一些实施方案中,所述周期至少重复一次。因此,可使用多个周期,例如至少2、3、4或5个周期,例如6、7、8、9或10(例如10、20、30或更多)个周期。
在一些实施方案中,治疗周期可以由治疗中断来界定,例如没有每天施用所述IL-18拮抗剂的期间。在一些实施方案中,周期之间的所述期间为至少一天,例如2、3、4或更多天。在一些实施方案中,周期之间的期间为至少一周,例如2、3、4或更多周。
然而,在一些实施方案中,第二个或随后的治疗周期可紧随着第一个或前一个周期。例如,如果第一个周期的第三日剂量在第3±1天给药,则第二个周期的第一日剂量可在第4±1天给药。
在本发明的一些实施方案中,所述患者可以在本发明的治疗之前、同时或之后接受其他治疗。例如,在一些实施方案中,所述患者可用用于治疗与病毒性呼吸道感染相关的症状的其他方法来治疗,例如根据本领域已知方法的辅助通气。
在一些实施方案中,所述IL-18拮抗剂可与用于治疗与病毒性呼吸道疾病或其他潜在病症(例如代谢综合征、CAD或高血压等)相关的症状的其它治疗剂联合给药。
因此,在一些实施方案中,含有所述IL-18拮抗剂的药物组合物可含有一种或多种其它治疗剂,或者可与一种或多种其它治疗剂一起给药。
在一些实施方案中,含有所述IL-18拮抗剂的所述药物组合物可含有用于治疗病毒发明的其它治疗剂,即抗病毒剂,或与其一起给药。例如,奥司他韦(oseltamivir)和扎那米韦(zanamivir)对治疗流感有效。利巴韦林(Ribavirin),一种抑制许多RNA和DNA病毒复制的鸟苷类似物,可用于治疗由RSV引起的下呼吸道感染的患者。抗RSV融合蛋白的单克隆抗体帕丽珠单抗(Palivizumab)可用于治疗RSV感染。可基于病毒感染选择合适的抗病毒剂。
在一些实施方案中,含有IL-18拮抗剂的所述药物组合物可含有用于治疗感染症状(如气短)的其它治疗剂或与其它治疗剂一起给药。例如,其它治疗剂可为吸入的支气管扩张剂和/或皮质类固醇。例如,含有IL-18拮抗剂的药物组合物可含有或与长效β-肾上腺素受体激动剂(LABA),如福莫特罗(formoterol),和/或类固醇,如倍氯米松(beclomethasone)一起给药。
其它治疗剂可为混合物形式的已包含IL-18拮抗剂的相同组合物的一部分,其中IL-18拮抗剂和其它治疗剂混合在相同的药学上可接受的溶剂和/或载体中或与相同的药学上可接受的溶剂和/或载体混合,或者可以作为单独组合物的一部分单独提供,该单独组合物可以试剂盒的形式单独提供或一起提供。
因此,IL-18拮抗剂可以与其它治疗剂分别、同时或依次给药。例如,IL-18拮抗剂可与第一种其它治疗剂同时给药,或者在给予所述第一种其它治疗剂之后或之前依次给药。如果治疗方案或时间表使用一种以上的其它治疗剂,各种药物可以部分同时给药,部分以各种组合依次给药。
因此,在一些实施方案中,本发明提供了IL-18拮抗剂与其它治疗剂(例如,抗病毒剂、支气管扩张剂或类固醇等)的组合产品以分别、同时或依次给药,用于治疗患有代谢综合征、冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化、糖尿病或其组合的受试者的病毒性呼吸道感染。
或者,本发明的方法还包括向所述受试者施用其它治疗剂(例如,抗病毒剂、支气管扩张剂或类固醇等),其中所述治疗剂与本文所定义的IL-18拮抗剂分别、同时或依次给药。
与IL-18拮抗剂联合使用的治疗剂可在如上定义的药物组合物中提供,并且可如上定义给药。因此,包含其它治疗剂的组合物可包含适用于此类制剂的药学上可接受的赋形剂、溶剂和稀释剂。
技术人员将知道任何给定的其它治疗剂的合适剂量范围。在优选的实施方案中,所述其它治疗剂以其常用的剂量范围存在于药物组合物中,或给予受试者。
现在将参考以下非限制性实施例和附图进一步描述本发明,其中:
图1显示了疾病严重程度的年龄分布(最差PF比率)。
图2显示了通过合并症评分(comorbidity score)(0=无糖尿病或高血压;1=高血压或糖尿病;2=糖尿病和高血压)区分的患有轻度(最差PFR>300)、中度(300<最差PFR<150)和重度(最差PFR<150)COVID-19病的患者比例。
图3显示了60天死亡率(Y=死亡;N=存活)和住院期间记录的最差PF比率。
图4显示了不同严重程度的COVID-19病中高血压和60天死亡率之间的关系,由记录的最差PFR确定。Fisher's Exact Test用于检验死亡和存活的合并高血压患者的比例差异的显著性。
图5显示了每个患者疾病严重程度的BMI(最差PFR)。最严重类别的BMI显著高于中度类别(p=0.023)和最轻度类别(p=2.161x10-06)。
图6显示了根据年龄范围(阈值:60岁)和疾病严重程度(最差PFR)划分的患者BMI。
图7显示了通过输氧方法的游离的IL18水平作为疾病严重程度的标志。与需要最低限度加氧或不需要加氧,但仍然住院接受COVID-19治疗的患者相比,插管并接受HFNO治疗的患者显示出具有统计学意义的更高水平的游离的IL18。
实施例
实施例1-COVID-19的免疫学模型
SARS-CoV2感染被描述为具有两个阶段1,大多数个体仅经历第一阶段。第一阶段包括一种类似流感的疾病,患者描述为间歇性发热,嗜睡和新出现的持续咳嗽。第二阶段开始于症状出现的大约5-7天,其特征是突然发作的逐渐恶化的呼吸急促。这个阶段患者通常在医院里。那些在重症监护中需要有创通气的患者惊人的相似,不仅体现在人口统计学特征上,而且体现在临床表现上。在我们位于英国东萨里的医院,需要重症监护支持的患者通常是中年至老年男性,患有一种或多种代谢综合征。种族也被认为是一个共同特征,黑人和少数民族的人数比例过高(BAME)2。生化表现包括淋巴细胞减少症、高铁血症和记录不到的高CRP水平,临床特征选自峰热、低体温和急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。一些患者可能会出现肝功能衰竭、肾功能衰竭或脑病,许多患者表现出无法控制的高血压。
上述观察结果已得到广泛认可,但其潜在原因尚未得到认可。下文描述的COVID-19免疫病理学模型基于COVID-19特异性数据、组织病理学尸检分析、支气管肺泡灌洗液的转录组和免疫分析以及外周血流式细胞术分析的主流。这种独特的COVID-19免疫病理学模型导致了令人惊讶的结果,即阻断IL-18活性可用于治疗患有病毒性呼吸道感染的受试者,例如COVID-19,特别是患有获得性先天免疫缺陷(即表现为IL-18BP、NK细胞和/或功能性NK细胞缺陷)的受试者,例如患有代谢综合征、冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化、糖尿病或其组合的受试者。
COVID-19特异性数据的主流简述
一系列研究3,4,5,6,7,8中的组织病理学分析揭示了相似和不相似的特征。相似的特征包括弥漫性肺泡疾病、肺泡水肿和蛋白质样渗出物的存在,以及透明膜的形成,所有这些都表明存在ARDS。在炎性细胞组织浸润的程度上发现了分歧,尽管在所有研究中可靠地报道了在肺泡空间中发现的单核炎性细胞有或没有多核合胞体细胞和脱落、增大的II型肺细胞,但一些论文1,5发现与低至中等量2,3,4相比炎性细胞组织浸润的程度没有分歧。特别有趣的是,在几项研究中提到,与相对缺乏分散的CD8+细胞4相比,CD4+T淋巴细胞4,6浸润占优势。此外,对10名COVID-19患者脾脏的尸检分析表明,淋巴细胞减少,并有坏死和退化的迹象,这表明病毒对淋巴细胞的潜在细胞毒作用效果是病毒逃避的一种机制9
对6名COVID-19阳性患者(3例重症;3例轻症)的支气管肺泡灌洗液(BALF)免疫分析10展示了两个主要发现。第一个涉及与轻症和健康对照相比,在重症中有巨噬细胞的大量克隆性扩增,伴随巨噬细胞群从单核细胞衍生型向促纤维化和肺泡巨噬细胞型的变化。第二个涉及与重症相比,在轻度COVID-19病中CD8+T细胞占优势,在重症中CD4+T细胞(T调节细胞、增殖细胞和CCR7+细胞)的活化程度更高。值得注意的是,由于重复的抗原呈递,轻度COVID-19病中超过50%的CD8+T细胞是扩增的克隆,可能代表SARS-CoV2特异性细胞毒性T细胞。与重症病例相比,在所有三个轻度COVID-19病例中,这些克隆性CD8+T细胞的扩增指数显著更高,由此作者推测早期和快速的特异性CD8+T细胞扩增是限制病毒复制和活性的关键。通过RNA-seq处理对BALF和外周血单核细胞(PBMC)进行转录组分析11,以识别COVID-19感染特异性上调基因,揭示了一种“细胞因子风暴”类型的图像,其中,与上述脾脏的尸检分析相反,病毒读段在BALF较高,但在PBMC中不存在。相反,PBMCs显示了p53凋亡信号通路基因显著上调的证据。综上所述,这些发现可能表明程序性细胞死亡也可能是临床观察到的淋巴细胞减少症的主要原因,可预示疾病的严重程度12
对SARS-CoV2阳性患者的外周血细胞进行的流式细胞术分析13发现,在入院时,与健康对照组相比,轻症的特征是CD8+T细胞数量减少,而自然杀伤(NK)细胞数量保持不变,而重度疾病的特征是两者均减少。此外,还观察到NK细胞的功能衰竭,与健康对照组相比,COVID-19病患者的IFN-γ和颗粒酶B释放显著降低。纵向流式细胞术分析将细胞分析与临床结果14相关联,发现与轻症病例相反,在疾病的第3天之前和第7-9天之间的时间点,在重症病例中CD8+T细胞减少,达到显著性阈值,而CD4+、CD3+和NK细胞数量在整个分析期间没有显著减少。更广泛的分析证实了这一点15,发现疾病的第10天是一个关键时间点,并根据淋巴细胞减少症的程度和临床严重程度将患者分为三组:轻度、中度和重度。死于重症的患者在13天后的整个疾病过程中持续显示低于5%的淋巴细胞减少症,而痊愈的重症病例从未显示淋巴细胞计数低于9%。对早期感染以外的特定淋巴细胞亚群的分析显示了Th1应答16,17。重症患者的CD4+Th1细胞表达GM-CSF、IL-6和IFN-γ的异常共表达,CD8+T细胞也表现出较高水平的GM-CSF表达。这些患者的外周血单核细胞共表达CD14和CD16,这是高度炎症状态的标志,表明它们被Th1活化诱导的细胞因子环境激活。特别值得注意的是,这些单核细胞也能够分泌GM-CSF和IL-6。因此,当CD4+Th1细胞分泌GM-CSF IL-6,吸引外周血单核细胞作为巨噬细胞侵入肺部,介导上皮损伤和ARDS时,单核细胞也分泌GM-CSF和IL-6,以刺激骨髓生成和吸引更多的单核细胞。
综合上述证据,出现了一个相对一致的画面:重症的特征是NK细胞和CD8+T细胞的减少和功能性衰竭,伴随后续的Th1应答,而轻症的特征是转向CD8+T细胞活化,同时保持NK细胞的数量和功能的核心。由于NK细胞和CD8+T细胞对病毒清除至关重要,上述研究是有意义的。然而,为了将这些事实放在正确的背景下,需要理解病毒诱导的炎症过程。
NK细胞功能异常是病毒控制不良的基础
NK细胞构成了第一道防线,甚至先于细胞毒性T细胞应答的高峰。NK细胞能够直接结合并裂解细胞,通过整合来自活化的自然杀伤细胞受体(aNKR)和抑制性自然杀伤细胞受体(iNKR)的输入而活化,iNKR的丢失通常足以刺激靶细胞的裂解18。iNKR由主要组织相容性1类(MHC-I)人类白细胞抗原(HLA)A、B或C的亚群组成,而aNKR由两个主要的组组成:NKG2D受体,如UL-16结合蛋白(ULBP)和MHC-I相关链(MIC)蛋白,以及天然细胞毒性受体(NCRs)NKp30、NKp44、NKp46。应答病毒的NK细胞活化是至关重要的,并为细胞毒性T细胞应答以及随后的适应性应答的扩大赢得时间。
NK细胞在病毒控制中的重要性在巨噬细胞活化综合征(MAS)中凸显出来。MAS是继发性噬血细胞性淋巴组织细胞增多症(HLH)的一种形式;原发性或“家族性”HLH是由穿孔素分布的遗传缺陷引起的19。穿孔素插入抗原呈递细胞(APC)是NK细胞和CD8+T细胞清除病毒感染细胞的关键手段。一些遗传缺陷与孔形成(PRF1)有关,而另一些与囊泡启动(UNC13D)、囊泡融合(RAB27A)、囊泡泊入(STX11)或与穿孔素递送和释放有关的其它功能有关。这一关键途径的失败意味着NK细胞和CD8+T细胞不能破坏APC,尽管APC不断受到抗原的攻击。超抗原呈递的结果是炎症小体的激活,对炎症小体的理解是理解本文所述IL-18介导的发病机理模型的关键。
一项回顾性研究20表明,与COVID-19重症病相关的死亡风险因素之一是年龄增长。这项研究还表明,方面,未能在COVID-19中存活的患者与死于代谢综合征的患者之间存在显著差异,特别是高血压(48%vs 23%)、糖尿病(31%vs 14%)和冠状动脉疾病(24%vs1%)的发病率。随着年龄的增长和代谢综合征病症,NK细胞受到损伤。随着年龄的增长,NK细胞的细胞毒性和分泌细胞因子的能力均受到损伤21。在以高水平循环游离脂肪酸为特征的代谢综合征病症中,由于过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)驱动的脂质积累,通过破坏mTOR介导的糖酵解,NK细胞经历“重新编程”22。这一点很重要,因为从氧化磷酸化成功转换到mTOR介导的糖酵解是NK细胞活化和相关功能(如将细胞毒性机制传输到NK细胞靶突触23,抑制脂质转运到NK细胞线粒体中,可恢复细胞毒性功能)所必需的。这可以解释来自非洲和印度-巴基斯坦亚洲背景的个体不成比例地患有COVID-19的重症表现的人口统计学观察结果,因为这些群体特别是在腹部沉积脂肪组织,导致他们在较低的肥胖水平下比欧洲群体更容易患糖尿病24。更多的致糖尿病脂肪可能导致血液中更高的游离脂肪酸水平,以及随后在NK细胞中更高的脂肪酸积累。其后果可能是上文已经证明和引用的在重症COVID-19病中:NK细胞增殖和功能的衰竭。
NK细胞衰竭可能导致CD8+耗竭和功能损耗的一种具体方式是通过NK细胞发挥的免疫调节作用。除了直接抗病毒作用外,NK细胞还通过维持CD8+ T细胞群体和功能、防止快速耗竭,在应答病毒感染时发挥免疫调节作用。这在2012年被深刻地证明为病毒性感染的一般原理,病毒感染来自淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒(LCMV)、沙粒病毒、Pichinde病毒和冠状病毒小鼠肝炎病毒。该团队表明,在病毒感染期间,NK细胞直接裂解活化的CD4+细胞。因为CD4+共刺激对于有效的CD8+应答是必要的,所以结果为较弱的CD8+应答。当病毒载量高时这一点是重要的,因为它有助于延长对急性病毒感染的应答,有助于最终清除病毒,而没有继发于CD4+和CD8+T细胞过度刺激的致命免疫病理学从而导致功能衰竭和/或细胞因子风暴。当病毒载量适中时,NK细胞的这种作用对宿主应答是有害的,但病毒载量不足以导致死亡。因此,NK细胞起到免疫调节宿主先天应答的作用,平衡抗病毒活性和免疫病理学。
尽管已知NK细胞也能直接裂解CD8+ T细胞,尤其是当后者受到病毒感染并下调iNKR干扰素I激活受体(IFNAR)时26,但这不太可能是重症COVID-19中CD8+ T细胞损耗的主要原因,尤其是因为重症COVID-19的特征正如所证明的,也是早期NK细胞损耗和衰竭。因此,更有可能的是,NK细胞-CD4+ T细胞调节的失败是重症COVID-19中CD8+ T细胞功能衰竭和损耗的核心。
因此,由于年龄增长或代谢综合征病症导致的NK细胞细胞毒性活性缺陷的结果是更差的病毒控制。病毒逃逸导致重复的抗原刺激和炎症小体的无对抗激活。
炎症小体-NK细胞相互作用调节游离的IL-18
炎症小体是一种胞质多蛋白复合物,在识别细菌或病毒“病原体相关分子模式”或由受损或死亡细胞释放的“危险相关分子模式”后,由树突细胞和巨噬细胞释放的干扰素(IFN)激活。有不同类型的炎症小体,分为含pyrin结构域的感受器(NLRP3、AIM2和Pyrin)和含凋亡蛋白酶激活和募集结构域(CARD)的感受器(NLRC4和NLRP1b)27。炎症小体受到各种输入的刺激,如ATP、细菌毒素、病毒DNA或RNA、钾外流或钙内流,甚至不同类型的晶体。此外,还发现高渗性形式的渗透应激可触发NLRP3和NLRC4炎症小体28。炎症小体因此代表不同细胞应激结果的广泛多样的输入激活。炎症小体以凋亡蛋白酶(caspase)1(p10和p20)的活性亚单位将IL-18和IL-1B从其前体切割为活性形式而结束,此外还有成孔gasdermin D(GSDMD)的插入,GSDMD通过引起细胞肿胀和破裂而诱导细胞焦性死亡。研究最充分的两种炎症小体为NLRP3和NLRC4,NLRC4中的突变已被证明通过游离的IL-18不受控制的产生、通过toll样受体9(TLR9)的无对抗激活从而产生广泛的炎症。
在IL-18的影响下从NK细胞释放的IFN-γ构成了一个负反馈环,因为IFN-γ可能是人IL-18BP转录的一个必需启动子,正如在小鼠模型中一样29。鉴于COVID-19的重度病例的IFN-γ水平低于或相当于中度或轻度病例30,且与健康对照组相比,COVID-19患者NK细胞中的细胞内IFN-γ水平显著降低31,且IL-6/IFN-γ比率正成为疾病严重程度的一个相关标志32,我们推测,当IL-18在重症疾病中大量释放时,IFN-γ的刺激不足以触发重症疾病中足够的IL-18BP释放。结果将为即使在IL-18没有过量释放的情况下,高的游离的IL-18水平,主要是因为其结合蛋白的生产崩溃。
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实施例2——患有COVID-19受试者体内游离的IL-18水平的评估
实施例1中讨论的COVID-19免疫学模型指出,游离的IL18在COVID-19的重症型发病机理中起着重要作用,并且形成了预防或治疗该疾病的重症型的新药靶点的基础。为了研究这一假设,在2020年10月9日至2021年1月9日期间,在英国萨里郡的东萨里医院,对患有COVID-19所有疾病严重程度患者的游离的IL18水平进行了研究。
如上所讨论,IL18受内源性配体:IL18结合蛋白(IL18BP)的调节。IL18BP由单核细胞组成性产生,通常在循环中以2.5ng/ml的浓度存在。IL18BP对IL18具有高亲和力,并有效地沉默其生物活性。因此,只有当游离的IL18不结合它的循环内源性配体,才构成该白细胞介素的生物活性形式。这对于试图测量IL18的研究来说是一个关键点;不测量结合蛋白以及总IL18的游离部分,就无法知道生物活性ILl8水平的真实情况。
方法
概述
从2020年10月9日至2021年1月9日,从东萨里医院患有COVID-19住院患者中的272例18岁以上个人的常规临床血液检测中纵向收集了过量的血液样本(总共947份)。
此处列出了所有272例患者的合并症数据(与糖尿病和高血压相关)和死亡率数据,由入院时检测的60天死亡率和最差PF比率(Pa02/Fi02)确定。BMI仅从272例患者中的146例中获得。游离的IL18结果来自总计947份血样中的211份的子集,这些血样是从272例患者中的116例中随机抽取的,这些患者处于各种水平的疾病严重程度。
数据收集
从EDTA和血清样品中等分取0.5ml-1ml过量血液。每当EDTA和血清样本可用于相同的采血项目时,均采样和储存。样品在静置至少30分钟后离心。离心后的样品等分后,立即标记并在-75摄氏度下储存样品。任何样品在等分和分析之间不存在解冻期。
除了样本分析,还记录了每位患者的年龄、性别、BMI以及与糖尿病和高血压相关的合并症概况,并制定了合并症评分(0=无糖尿病或高血压;1=糖尿病或高血压;2=糖尿病和高血压)。记录疾病的生化特征,包括每个个体采血项目的淋巴细胞计数、淋巴细胞百分比、中性粒细胞:淋巴细胞比率、CRP水平和铁蛋白水平。按照急性呼吸窘迫综合征(ARDS)严重程度的柏林标准,记录每次采血项目的以下氧合参数,以评估疾病的严重程度:PF比率(Pa02/Fi02)和输氧方法(自发;鼻插管;面罩;高流量鼻氧{HFNO};持续或双水平气道正压通气{CPAP/BIPAP};插管)。当Pa02不可用时,按照文献中给出的公式(Sa02/Fi02=29.6+1.09{Pa02/Fi02}),通过氧饱和度(Sa02)记录进行计算。对于接受重症监护的插管患者,还记录了:支持器官的数量(血管加压药的使用、呼吸支持或肾脏替代治疗)、肾脏替代治疗要求、通气参数(吸气气道峰压{Pinsp}和呼气末正压{PEEP})、通气天数和重症监护天数。
样本分析
样品在室温下解冻,然后进行酶联免疫吸附测定(ELISA)分析。从EDTA样品中分析总IL18(人总IL-18/IL-1F4 Quantikine ELISA试剂盒,R&D Systems,Minneapolis,MN,USA);来自EDTA样品的IL18BP(人IL-18BPa Quantikine ELISA试剂盒,R&D Systems,Minneapolis,MN,USA))和来自血清样品的IL18-BP-复合物(人IL-18/IL-18BPa复合物DuoSet ELISA,R&D Systems,Minneapolis,MN,USA;DuoSet ELISA辅助试剂盒2,R&DSystems,Minneapolis,MN,USA)。分析的EDTA和血清样本始终来自相同的采血项目。ELISA步骤按照每个试剂盒的产品数据表中列出的ELISA方案进行。
统计学分析
使用上述方法测量总IL18、IL18BP和IL18-BP复合物的水平,并按照质量作用定律计算游离的IL18水平,详述见Novick等人(Cytokine.2001 Jun 1;14(6):334-42),使用0.05的Kd。使用R进行统计学分析。
结果
人口统计学和合并症
对所有272例患者的人口统计学分析揭示了有趣的发现。
首先,年龄相对均匀地分布在疾病严重程度的所有类别之间(图1)。男性与女性的年龄没有显著差异,因此未显示出。
第二,如图2所示,虽然在合并症评分上得分为0和1的那些人的比例之间没有显著差异,但是在患有轻度(最差PFR>300)和中度(300<最差PFR<150)COVID-19病的那些人中,在患有最重症(最差PFR<150)的那些人中有非常显著的差异,患有糖尿病或高血压的重症的那些人的比例显著增加(合并症评分=1)。
疾病严重程度(最差PFR)和死亡率(图3)之间的关系揭示了一个可预测的趋势:随着我们从轻度疾病患者(最差PFR>300)追溯到重度疾病患者(最差PFR<150),60天死亡率(“Y”)以42.27%的差异增加。当我们观察60天死亡率与潜在合并症的关系(图4)时,我们发现重症患者(最差PFR<150)死亡率增加的主要驱动因素是高血压患者。图4揭示了在患有中度(最差PFR 300-150;47.54%;p=0.0065)和重症COVID-19病(最差PFR<150;45.71%;p=0.03)的患者中,在患有高血压合并症的患者的比例方面,在疾病的第60天死亡的患者和存活的患者之间存在巨大和显著的差异。
最后,BMI显示了最重症类别与轻度(p=2.161×10-06)和中度(p=0.023)疾病严重程度类别之间的重要和显著的差异(图5)。轻度疾病患者的平均BMI低于25,而最重症类别则高于30。图6显示了BMI按两个年龄类别的细分情况,其以60岁作为门槛。它揭示了较年轻的患有轻度疾病(尽管仍在住院)的高BMI患者的大范围传播,使该类别的平均BMI向上倾斜。
游离的IL18和疾病严重程度
根据氧输送方法评估的游离的IL18作为严重程度的标志,揭示了主要组之间显著的和高度统计显著的差异(图7)。因COVID-19而住院但在没有任何氧气支持(“S”-自我)的情况下呼吸的患者或那些需要通过鼻插管低于4L/min的最低氧气支持(“NC”)的患者,显示的平均游离的IL18水平分别为44.01pg/mL和44.15pg/mL,相比之下那些插管(“I”)的患者显示的平均游离的IL18水平为71.31pg/mL(p=0.00022S vs I;p=0.008)。类似地,通过使用高流量鼻氧(HFNO)显示,接受紧急氧气支持的患者显示游离的IL18水平为73.54pg/ml(p=0.0018S vs HFNO;p=0.023 NC vs HFNO;图中未示出)。
讨论
此处提供的数据显示,与需要最低限度支持的人(“S”或“NC”)相比,需要高水平氧支持的人(“HFNO”或“I”)的游离的IL18水平有非常显著的统计学增加。这提供了很好的证据支持游离的IL18阳断作为病毒性呼吸道肺炎的一种治疗方式。
合并症和死亡率
我们的数据显示,与现有研究1一致,与代谢综合征、高血压和糖尿病相关的合并症与COVID-19病的不良结果相关。具体地,图2显示根据最差PFR确定,在轻度疾病组和重度疾病组之间,无糖尿病或高血压(O分)患者的百分比显著下降,从45.31%降至18.52%。这反映在从轻度组到重度组的糖尿病或高血压(1分)发病率逐步增加,从轻度组的41.41%到重度组的62.96%。
如图4所示,在更严重疾病中观察到的死亡率增加的趋势也显示了与高血压疾病的显著关联。使用Fisher's Exact Test,我们可以看到在中度和重度疾病组中,在病程第60天死亡的患者和存活的患者中,高血压患者的比例显著不同。差异的幅度也是惊人的(中度:86.67%vs 39.13%;重度:85.41%vs 40%)。
BMI显示了一幅有趣的画面,BMI在轻度至中度至重度组之间、轻度至重度组之间和中度至重度组之间以显著的方式稳步增加(图5)。按年龄范围(使用60岁作为阈值)对BMI进行的更仔细的检查显示,轻度-重度组中的BMI由于具有高BMI的较年轻个体的大量分布而向上倾斜。这表明年龄和代谢综合征等各种风险因素之间存在紧密关系;这些高BMI患者有因此住院的风险,但他们足够年轻可以免受重症的影响。进一步分析可能会发现,在60岁以下但患有重症的患者中,与同样在60岁以下的轻度-重度组患者相比,他们的合并症情况存在差异。
游离的IL18分析。
我们的数据显示以输氧方法为代表的COVID-19病的严重程度与游离的IL18水平之间存在明显的关系。这种模式在多个不同的输氧方法组中是一致的,在NC或S以及I或HFNO之间有显著差异。
有人可能会问,为什么游离的IL18数据的疾病严重程度没有如死亡率和合并症数据中所做的那样用同时PFR而是用输氧方法进行评估(图2-6)。
一个主要原因是人口统计学和合并症数据涉及对照整个947例采血项目范围内的“最差PF比率”评估所有272例患者的合并症和死亡率,从而提供疾病严重程度的综合评估。
然而,游离的IL18的数据是从随机选择的血样中获得的;总共947例中选择211例,总共247例患者中选择116例,因此“最差”PFR不能反映疾病严重程度。事实上,如果记录的“最差PFR”发生在游离的IL18血液取样发生之前,则PFR将产生主动性的误导。
另一种选择是PFR与血液取样项目同时进行。然而,PFR与游离的IL18同时进行也不能提供对疾病严重程度的精确评估,因为以免选择偏倚,血样是从更大的样本库中随机选择的。因此,在不完整的纵向数据集中同时使用PFR会产生误导;在具有高PFR的患者中可观察到高游离的IL18,高游离的IL18的有害作用仅在随后的几天中导致低PFR。如果没有完整的纵向数据,较高的游离的IL18在驱动较低的PFR方面的作用效果将会被忽视。类似地,患者可能在重症COVID-19病的恢复期具有较高的PFR,同时由于重症监护的薄弱而仍然插管,继发于长期使用呼吸机。在这种情况下,高PFR还会混淆而不是揭示患者所经历的疾病的严重程度。由于这些原因,我们认为输氧方法将提供更全面的疾病严重程度,因为它代表了患者临床过程的整体轨迹,而不是概括值。
随机抽样的另一个重要作用是每个不同的游离的IL18结果代表患者在疾病中的不同时间点。这也许解释了为什么游离的IL18在插管患者中如此广泛地分布,从300+pg/ml的高值到40pg/ml的低值。不同患者在其病程的不同节点可能具有不同的游离的IL18水平,处于早期恶化阶段的患者显示较高的游离的IL18水平,而处于重症恢复期的患者显示较低的水平。这种对时间进程影响的观点也有助于解释为什么“S”组和“NC”组也显示了一个范围,尽管平均游离的IL18水平较低。如果不做进一步的分析,我们无法推断出“S”组中具有较高游离的IL18水平的个体是否会在采血项目后的几天内发展为严重的急性呼吸窘迫综合征(ARDS),使其转移到“HFNO”或“I”组。
尽管不同时间进程对游离的IL18水平有减弱作用,但最大氧支持水平和最小氧支持水平之间的差异仍然是显著的,并且具有高度的统计学意义。一旦通过完成所有947份纵向采集的血液样本,将患者的个体疾病时间进程联系起来,我们所假设的阻断游离的IL18作为一种新的药物靶点来改善病毒性呼吸道疾病的重症将比现在更为有力。
最后,如图2、4和5所示,患者合并症随着疾病更严重而增加、如图7所示,游离的IL18也以具有统计学意义的方式随着疾病更严重而增加,这为用IL18拮抗剂靶向游离的IL18的阻断提供了合理的理由,特别是在患有这些合并症的患者中。
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<213> 块状皮肤病病毒
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<213> 牛痘病毒
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115 120 125

Claims (24)

1.一种用于治疗受试者病毒性呼吸道感染的IL-18拮抗剂,所述受试者患有:
(a)IL-18结合蛋白缺陷;和/或
(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷。
2.如权利要求1所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述受试者患有IL-18结合蛋白、自然杀伤细胞和/或功能性自然杀伤细胞的获得性缺陷。
3.如权利要求1或2所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述受试者患有代谢综合征、冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化、II型糖尿病或其组合,优选地,其中所述受试者患有代谢综合征以及任选的冠状动脉疾病、高血压、动脉粥样硬化和II型糖尿病中的一种或多种。
4.如权利要求1~3中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中治疗所述病毒性呼吸道感染预防由所述病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型(severe form)发展。
5.如权利要求1~4中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述病毒性呼吸道感染为由冠状病毒、流感病毒、人副流感病毒、呼吸道合胞病毒、鼻病毒、人偏肺病毒、人博卡病毒或腺病毒引起的感染。
6.如权利要求5所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述冠状病毒为严重急性呼吸综合征(SARS)冠状病毒或中东呼吸综合征(MERS)冠状病毒,任选地,其中所述冠状病毒为SARS冠状病毒2(SARS-CoV2)。
7.如权利要求1~6中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述病毒性呼吸道感染为冠状病毒疾病2019(COVID-19)、SARS、MERS和/或其中所述病毒性呼吸道感染导致病毒性肺炎、病毒性支气管炎或病毒性细支气管炎。
8.如权利要求1~7中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述IL-18拮抗剂为结合IL-18的蛋白质,优选游离的IL-18。
9.如权利要求1~8中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述IL-18拮抗剂为哺乳动物的或病毒的IL-18结合蛋白,优选人IL-18结合蛋白。
10.如权利要求1~9中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述IL-18拮抗剂为IL-18结合蛋白,所述IL-18结合蛋白包含:
(i)如SEQ ID NO:1-9中任一所示的氨基酸序列,优选如SEQ ID NO:1-4中任一所示;
(ii)与如SEQ ID NO:1-9中任一所示的氨基酸序列具有至少70%序列同一性的氨基酸序列,优选与如SEQ ID NO:1-4中任一所示的氨基酸序列具有至少70%序列同一性的氨基酸序列;或者
(iii)(i)或(ii)的IL-18结合片段。
11.如权利要求1~10中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述IL-18拮抗剂为重组人IL-18结合蛋白。
12.如权利要求1~8中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述IL-18拮抗剂为特异性结合IL-18的抗体,优选游离的IL-18。
13.如权利要求12所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述抗体为人或人源化抗体和/或单克隆抗体。
14.如权利要求12或13所述的的IL-18拮抗剂的应用,其中所述抗体为IgG抗体。
15.如权利要求12~14中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述抗体为抗体的IL-18结合片段。
16.如权利要求12~15中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述抗体为Fab′、Fab、F(ab′)2、单域抗体、TandAbs二聚体、Fv、scFv、dsFv、ds-scFv、Fd、线性抗体、迷你抗体、双链抗体(diabody)、双特异性抗体片段、双融合蛋白(bibody)、三融合蛋白(tribody)、sc-双链抗体、kappa(lambda)抗体、BiTE、DVD-Ig、SIP、SMIP、DART或包含一个或多个CDR的小抗体模拟物。
17.如权利要求1~16中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述IL-18拮抗剂以包含药学上可接受的稀释剂或赋形剂的药物组合物提供,任选地进一步包含一种或多种其它治疗活性剂。
18.如权利要求1~17中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述IL-18拮抗剂为肠胃外给药。
19.如权利要求1~18中任一项所述的IL-18拮抗剂的应用,其中所述IL-18拮抗剂为静脉注射、皮下注射或通过吸入给药。
20.一种用于选择或鉴定进行治疗的受试者的方法,如权利要求1~19中任一项所述,所述方法包括:
(i)测定从所述受试者中获得的血样中游离的IL-18、IL-BP、NK细胞和/或功能性NK细胞的量;和
(ii)将血样中游离的IL-18、IL-BP、NK细胞和/或功能性NK细胞的量与健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者的血液中游离的IL-18、IL-BP、NK细胞和/或功能性NK细胞的量进行比较,
其中当:
(a)所述受试者血样中游离的IL-18的量高于健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者血液中游离的IL-18的量时,选择所述受试者用IL-18拮抗剂治疗,优选如权利要求8~19中任一项所定义的IL-18拮抗剂;和/或
(b)所述受试者血样中的IL-BP、NK细胞和/或功能性NK细胞的量低于健康对照受试者或患有相同病毒性呼吸道感染的其轻症表现受试者血液中的IL-BP、NK细胞和/或功能性NK细胞的量时,选择所述受试者用IL-18拮抗剂治疗,优选如权利要求8~19中任一项所定义的IL-18拮抗剂。
21.一种在有需要的受试者中治疗病毒性呼吸道感染的方法,所述受试者患有:
(a)IL-18结合蛋白缺陷;和/或
(b)自然杀伤细胞缺陷和/或功能性自然杀伤细胞缺陷,
所述方法包括向所述受试者施用有效量的IL-18拮抗剂,从而治疗所述受试者。
22.如权利要求21所述的方法,其中所述病毒性呼吸道感染如权利要求5~7中任一项所定义,和/或,所述IL-18拮抗剂如权利要求8~19中任一项所定义。
23.如权利要求21或22所述的方法,其中所述受试者如权利要求2或3所定义。
24.如权利要求21~23中任一项所述的方法,其中治疗所述病毒性呼吸道感染预防由所述病毒性呼吸道感染引起的病毒性呼吸道综合征的重症型发展。
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