CN117677633A - 基于nkg2d的嵌合抗原受体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了包含NGK2D胞外结构域的嵌合抗原受体(CAR)。提供了包含它们的组合物、细胞和细胞疗法。还提供了治疗方法。

Description

基于NKG2D的嵌合抗原受体
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年5月24日提交并且标题为“嵌合抗原受体(Chimeric AntigenReceptor)”的美国临时专利申请63/192,296号的优先权权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及细胞疗法领域，并且更具体地涉及NKG2D嵌合抗原受体。
背景技术
人癌本质上由正常细胞构成，这些正常细胞发生了遗传转化或表观遗传转化而变成异常癌细胞。这样一来，癌细胞开始表达与正常细胞所表达的那些不同的蛋白质和其他抗原。身体的先天免疫系统可使用这些异常肿瘤抗原来特异性地靶向和杀死癌细胞。然而，癌细胞采用各种机制来防止免疫细胞(诸如T和B淋巴细胞)成功靶向癌细胞。
目前的T细胞疗法依赖于经富集或修饰的人T细胞来靶向和杀死患者体内的癌细胞。为了增加T细胞靶向和杀死特定癌细胞的能力，已开发了工程化T细胞以表达将T细胞引导至特定靶癌细胞的构建体的方法。包含能够与特定肿瘤抗原相互作用的结合结构域的嵌合抗原受体(CAR)和工程化T细胞受体(TCR)允许T细胞靶向并杀死表达特定肿瘤抗原的癌细胞。然而，一些肿瘤类型，并且具体地为实体肿瘤，对T细胞免疫疗法具有抗性，并且需要开发下一代增强策略，以靶向肿瘤对T细胞免疫疗法的内在抗性机制。NKG2D配体在大多数类型的肿瘤上表达，并且与健康细胞相比，其证明了肿瘤细胞上配体表达的相对选择性，并代表了增强传统T细胞疗法的靶标。
发明内容
公开了一种嵌合抗原受体(CAR)，该CAR包含NKG2D胞外结构域；跨膜结构域；4-1BB共刺激结构域；和信号传导结构域，该信号传导结构域包含CD3-ζ信号传导结构域。在实施方案中，该4-1BB共刺激结构域包含根据SEQ ID NO:33的氨基酸序列。在实施方案中，该CD3-ζ信号传导结构域包含根据SEQ ID NO:27的氨基酸序列。在实施方案中，该CAR还包含CD8-α铰链结构域。在实施方案中，该CD8-α铰链结构域包含根据SEQ ID NO:15的氨基酸序列。在实施方案中，该NKG2D胞外结构域包含根据SEQ ID NO:3的氨基酸序列。在实施方案中，该跨膜结构域包含CD28跨膜结构域。在实施方案中，该CD28跨膜结构域包含根据SEQ IDNO:21的氨基酸序列。在实施方案中，该信号传导结构域还包含CD3-ε信号传导结构域。在实施方案中，该CD3-ε信号传导结构域包含根据SEQ ID NO:31的氨基酸序列。
公开了一种编码所公开的CAR的核酸和包含该核酸的载体。在实施方案中，该重组载体或该核酸还包含编码对肿瘤抗原具有特异性的工程化T细胞受体(TCR)的核酸。在实施方案中，该重组载体或该核酸还包含编码对肿瘤抗原具有特异性的第二CAR的核酸。在实施方案中，肿瘤抗原包含HPV-16E6、HPV-16E7、α叶酸受体、5T4、αvβ6整合素、BCMA、B7-H3、B7-H6、CAIX、CD19、CD20、CD22、CD28、CD30、CD33、CD44、CD44v6、CD44v7/8、CD70、CD79a、CD79b、CD123、CD137(4-1BB)、CD138、CD171、CEA、CSPG4、CLL-1、CS1。EGFR、EGFR家族包括ErbB2(HERII)、EGFRvIII、EGP2、EGP40、EPCAM、EphA2、EpCAM、Flt3、FAP、胎儿AchR、FRa、GD2、GD3、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(GPC3)、HLA-Al+MAGEI、HLA-A2+MAGE1、HLAA3+MAGE1、HLA-Al+NY-ES0-1、HLA-A2+NY-ES0-1、HLA-A3+NY-ES0-1、IL-llRα、IL-13Rα2、λ、Lewis-Y、κ、间皮素、Mucl、Muc16、NCAM、NKG2D配体、NYE-S0-1、PRAME、PSCA、PSMA、RORI、SSX、存活素、TACI、TAG72、TEM、或VEGFRII。
公开了一种用所公开的核酸或重组载体转化的宿主细胞。在实施方案中，用所公开的核酸或重组载体以及编码对肿瘤抗原具有特异性的工程化T细胞受体(TCR)或对肿瘤抗原具有特异性的第二CAR的核酸或重组载体转化宿主细胞。在实施方案中，该肿瘤抗原包含：HPV-16E6、HPV-16E7、α叶酸受体、5T4、αvβ6整合素、BCMA、B7-H3、B7-H6、CAIX、CD19、CD20、CD22、CD28、CD30、CD33、CD44、CD44v6、CD44v7/8、CD70、CD79a、CD79b、CD123、CD137(4-1BB)、CD138、CD171、CEA、CSPG4、CLL-1、CS1、EGFR、EGFR家族(包括ErbB2(HERII)、EGFRvIII)、EGP2、EGP40、EPCAM、EphA2、EpCAM、FAP、胎儿AchR、FRa、Flt3、GD2、GD3、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(GPC3)、HLA-Al+MAGEI、HLA-A2+MAGE1、HLAA3+MAGE1、HLA-Al+NY-ES0-1、HLA-A2+NY-ES0-1、HLA-A3+NY-ES0-1、IL-llRα、IL-13Rα2、λ、Lewis-Y、κ、间皮素、Mucl、Muc16、NCAM、NKG2D配体、NYE-S0-1、PRAME、PSCA、PSMA、RORI、SSX、存活素、TACI、TAG72、TEM或VEGFRII。在实施方案中，宿主细胞包含诱导多能干细胞(iPSC)、T细胞或NK细胞。公开了一种药物组合物，该药物组合物包含所公开的T细胞和/或NK细胞。公开了一种治疗有需要的患者的疾病的方法，该方法包括向该患者施用所公开的T细胞和/或NK细胞或该药物组合物。在实施方案中，该宿主细胞对患者是同种异体的。
具体实施方式
术语
为了更容易理解本公开，下面首先定义某些术语。在整个说明书中阐述了以下术语和其他术语的附加定义。
如本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代物，除非上下文另有明确规定。
除非特别说明或从上下文中显而易见，否则如本文所用，术语“或”被理解为包含性的并且涵盖“或”和“和”两者。
本文所使用的术语“和/或”应被视为两个指定特征或部件中的每一者连同或不连同另一者的具体公开。因此，如在本文中诸如“A和/或B”之类的短语中使用的术语“和/或”旨在包括A和B；A或B；A(单独)；以及B(单独)。同样，如诸如“A、B和/或C”之类的短语中使用的术语“和/或”旨在涵盖以下每个方面：A、B和C；A、B或C；A或C；A或B；B或C；A和C；A和B；B和C；A(单独)；B(单独)；以及C(单独)。
如本文所用，术语“例如”仅以举例的方式使用，并非旨在进行限制，并且不应被解释为仅指代说明书中明确列举的那些项目。
术语“或更多”、“至少”、“超过”等例如“至少一个”被理解为包括但不限于至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149或150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000或超过所述值。还包括其间任何更大的数字或分数。
相反，术语“不超过”包括小于所述值的每个值。例如，“不超过100个核苷酸”包括100、99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、89、88、87、86、85、84、83、82、81、80、79、78、77、76、75、74、73、72、71、70、69、68、67、66、65、64、63、62、61、60、59、58、57、56、55、54、53、52、51、50、49、48、47、46、45、44、43、42、41、40、39、38、37、36、35、34、33、32、31、30、29、28、27、26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1和0个核苷酸。还包括其间任何更小的数字或分数。
术语“多个”、“至少两个”、“两个或更多个”、“至少第二”等被理解为包括但不限于至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149或150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000或更多。还包括其间任何更大的数字或分数。
在整个说明书中，词语“包括”或诸如“包含”或“具有”之类的变型形式将被理解为暗示包含所述元素、整数或步骤或者元素、整数或步骤的组，但不排除任何其他元素、整数或步骤或者元素、整数或步骤的组。应当理解，无论本文在何处用语言“包括”描述各方面，还提供了按照“由…组成”和/或“基本上由…组成”描述的其他类似方面。
除非特别说明或从上下文明显看出，术语“约”是指在如本领域普通技术人员所确定的特定值或组成的可接受误差范围内的值或组成，这将部分地取决于如何测量或确定该值或组成，即测量系统的局限性。例如，根据本领域的实践，“约”或“基本上由……组成”可意指在一个或超过一个标准偏差内。“约”或“基本上由……组成”可意指至多10％(即，±10％)的范围。因此，“约”可被理解为在比所述值大或小10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％、0.01％或0.001％内。例如，约5mg可包括4.5mg与5.5mg之间的任何量。此外，特别是对于生物系统或过程而言，这些术语可意指某个值的至多一个数量级或至多5倍。当在本公开中提供特定值或组成时，除非另有说明，否则“约”或“基本上由……组成”的含义应被假定在该特定值或组成的可接受误差范围内。
如本文所述，任何浓度范围、百分比范围、比率范围或整数范围应被理解为包括在所述范围内的任何整数的值，以及在适当时其分数(诸如整数的十分之一和百分之一)，除非另有说明。
本文使用的单位、前缀和符号使用它们的国际单位制(SI)接受的形式提供。数字范围包括定义该范围的数字。
除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开相关领域的普通技术人员通常理解的相同含义。例如，Juo，“生物医学与分子生物学简明词典(TheConcise Dictionary of Biomedicine and Molecular Biology)”，第2版，2001年，CRC出版社(CRC Press)；“细胞与分子生物学词典(The Dictionary of Cell&MolecularBiology)”，第5版，2013年，学术出版社(Academic Press)；以及“牛津生物化学与分子生物学词典(The Oxford Dictionary Of Biochemistry And Molecular Biology)”,Cammack等人编辑，第2版，2006年，Oxford University Press)为本领域技术人员提供了本公开中使用的许多术语的通用词典。
“施用”是指使用本领域技术人员已知的各种方法和递送系统中的任何一种将药剂物理引入受试者，诸如本文公开的经修饰的T细胞。用于本文所公开的制剂的示例性施用途径包括静脉内、肌内、皮下、腹膜内、脊髓或其他肠胃外施用途径(例如，通过注射或输注)。短语“肠胃外施用”意指除了肠内和局部施用之外的施用模式(通常通过注射)，并且包括但不限于静脉内、肌内、动脉内、鞘内、淋巴内、病灶内、囊内、眶内、心内、皮内、腹膜内、经气管、皮下、表皮下、关节内、囊下、蛛网膜下、脊柱内、硬膜外和胸骨内注射和输注，以及体内电穿孔。在一些实施方案中，经由非肠胃外途径(例如，口服)施用制剂。其他非肠胃外途径包括局部、表皮或粘膜施用途径，例如鼻内、阴道、直肠、舌下或局部。施用也可以例如进行一次、进行多次，以及/或者在一个或多个延长的时段内进行。
术语“活化的”和“活化”是指已经被充分刺激以诱导可检测的细胞增殖的T细胞的状态。在一个实施方案中，活化还可以与诱导的细胞因子产生和可检测的效应子功能相关联。术语“活化的T细胞”主要是指正在增殖的T细胞。单独通过TCR产生的信号可能不足以完全活化T细胞，并且可能还需要一种或多种次级或共刺激信号。因此，T细胞活化包括通过TCR/CD3复合物产生的初级刺激信号，以及一种或多种次级共刺激信号。共刺激可以通过已接受初级活化信号(诸如通过TCR/CD3复合物进行刺激)的T细胞引起的增殖和/或细胞因子产生来证明。
术语“抗体”(Ab)包括但不限于特异性结合抗原的糖蛋白免疫球蛋白。一般来讲，抗体可以包含通过二硫键相互连接的至少两条重(H)链和两条轻(L)链，或者其抗原结合分子。每条H链包含重链可变区(在本文中缩写为VH)和重链恒定区。重链恒定区包含三个恒定结构域CH1、CH2和CH3。每条轻链包含轻链可变区(在本文中缩写为VL)和轻链恒定区。轻链恒定区包含一个恒定结构域CL。VH区和VL区可以进一步细分为高变区(称为互补决定区(CDR))，其间散布更保守的区域(称为框架区(FR))。每个VH和VL包含三个CDR和四个FR，其从氨基末端到羧基末端的排列顺序如下：FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3和FR4。重链和轻链的可变区包含与抗原相互作用的结合结构域。Ab的恒定区可以介导免疫球蛋白与宿主组织或因子的结合，该宿主组织或因子包括免疫系统的各种细胞(例如，效应细胞)和经典补体系统的第一组分(C1q)。一般来讲，人抗体是大约150kD的四聚体作用剂，其由两个相同的重(H)链多肽(各约50kD)和两个相同的轻(L)链多肽(各约25kD)组成，这些多肽彼此缔合成通常称为“Y形”结构的结构。重链和轻链通过单个二硫键彼此连结或连接；另外两个二硫键将重链铰链区彼此连接，使得二聚体彼此连接并且形成四聚体。天然产生的抗体也是糖基化的，例如在CH2结构域上糖基化。
术语“人抗体”旨在包括具有由人免疫球蛋白序列产生、装配或衍生的可变结构域序列和恒定结构域序列、或者与其不可区分的序列的抗体。在一些实施方案中，抗体(或抗体组分)可以被认为是“人的”，即使它们的氨基酸序列包含不是由人种系免疫球蛋白序列编码的残基或元件(例如，通过体外随机或位点特异性诱变引入的变异或者通过体内体细胞突变引入的变异)。术语“人源化”旨在包括具有以下可变结构域的抗体：该可变结构域具有来源于非人物种(例如，小鼠)的可变结构域的序列，其被修饰为与人种系编码序列更相似。在一些实施方案中，“人源化”抗体包含一个或多个基本上具有人框架结构域的氨基酸序列的框架结构域，以及一个或多个基本上具有非人抗体的氨基酸序列的互补决定区。在一些实施方案中，人源化抗体包含免疫球蛋白恒定区(Fc)的至少一部分，通常为人免疫球蛋白恒定结构域的至少一部分。在一些实施方案中，人源化抗体可以包含人重链恒定结构域的CH1、铰链、CH2、CH3，以及任选地，CH4区。
抗体可以包括例如单克隆抗体、重组产生的抗体、单特异性抗体、多特异性抗体(包括双特异性抗体)、人抗体、工程化的抗体、人源化的抗体、嵌合抗体、免疫球蛋白、合成抗体、包含两个重链和两个轻链分子的四聚体抗体、抗体轻链单体、抗体重链单体、抗体轻链二聚体、抗体重链二聚体、抗体轻链-抗体重链对、内体、抗体融合体(有时在本文中称为“抗体缀合物”)、异源缀合物抗体、单结构域抗体、单价抗体、单链抗体或单链Fv(scFv)、骆驼化抗体、亲和体、Fab片段、F(ab')2片段、二硫键连接的Fv(sdFv)、抗独特型(抗Id)抗体(包括例如抗抗Id抗体)、微型抗体、结构域抗体、合成抗体(有时在本文中称为“抗体模拟物”)，以及上述任一种抗体的抗原结合片段。在某些实施方案中，本文所述的抗体是指多克隆抗体群体。抗体还可包括例如Fab'片段、Fd'片段、Fd片段、分离的CDR、单链Fv、多肽-Fc融合体、单结构域抗体(例如，鲨鱼单结构域抗体，诸如IgNAR或其片段)和人重链抗体(UniAb)、骆驼科动物抗体、单链双抗体或串联双抗体微型抗体、锚蛋白重复蛋白或DART、TCR样抗体、微量蛋白抗体、和
免疫球蛋白可以来源于任何通常已知的同种型，包括但不限于IgA、分泌型IgA、IgG、IgE和IgM。IgG亚类也是本领域技术人员众所周知的，包括但不限于人IgG1、IgG2、IgG3和IgG4。“同种型”是指由重链恒定区基因编码的Ab类或亚类(例如，IgM或IgG1)。举例来说，术语“抗体”包括天然存在的抗体和非天然存在的抗体；单克隆抗体和多克隆抗体；嵌合抗体和人源化抗体；人抗体或非人抗体；全合成抗体；和单链抗体。非人抗体可以通过重组方法人源化，以降低其在人体内的免疫原性。在未明确说明的情况下，并且除非上下文另外指示，否则术语“抗体”还包括前述免疫球蛋白中的任一种免疫球蛋白的抗原结合片段或抗原结合部分，并且包括单价和二价的片段或部分，以及单链抗体。
“抗原结合分子”、“抗原结合部分”、“抗原结合片段”、“抗体片段”或“抗原结合结构域”是指包含该分子的抗原结合部分的任何分子。在一个示例中，抗原结合分子是抗体或其部分，诸如scFv。在一个示例中，抗原结合分子是结合抗原的TCR的一部分，并且可以是TCRα链的抗原结合部分和/或TCRα链的抗原结合部分。在一个示例中，抗原结合分子可以是结合NKG2D配体的NKG2D的一部分。抗原结合分子可以包含抗原互补决定区(CDR)。抗体片段的示例包括但不限于Fab、Fab'、F(ab')2和Fv片段、dAb、线性抗体、scFv抗体以及由抗原结合分子形成的多特异性抗体。肽体(即，包含肽结合结构域的Fc融合分子)是合适的抗原结合分子的另一个示例。在一些实施方案中，抗原结合分子结合肿瘤细胞上的抗原。在一些实施方案中，抗原结合分子结合参与过度增殖性疾病的细胞上的抗原或者病毒或细菌抗原。在实施方案中，抗原结合分子为嵌合抗原受体(CAR)或工程化T细胞受体(TCR)。在某些实施方案中，抗原结合分子或结构域为特异性结合抗原的抗体片段，包括其互补决定区(CDR)中的一者或多者。在另外的实施方案中，抗原结合分子是单链可变区片段(scFv)。在一些实施方案中，抗原结合分子或结构域包含高亲合性多聚体(avimer)或由其组成。
在一些情况下，CDR与参考抗体(例如，本公开的抗体)中发现的CDR和/或本公开中提供的CDR的序列基本上相同。在一些实施方案中，CDR与参考CDR基本上相同，因为与参考CDR相比，其序列相同或者含有1、2、3、4或5个(例如，1至5个)氨基酸取代。在一些实施方案中，CDR与参考CDR基本上相同，因为其显示与参考CDR具有至少85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％(例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的序列同一性。在一些实施方案中，CDR与参考CDR基本上相同，因为其显示与参考CDR具有至少96％、96％、97％、98％、99％或100％的序列同一性。在一些实施方案中，CDR与参考CDR基本上相同，因为与参考CDR相比，该CDR内缺失、添加或取代了一个氨基酸，而该CDR的氨基酸序列在其他方面与参考CDR的氨基酸序列相同。在一些实施方案中，CDR与参考CDR基本上相同，因为与参考CDR相比，该CDR内缺失、添加或取代了2、3、4或5(例如2至5个)氨基酸，而该CDR的氨基酸序列在其他方面与参考CDR的氨基酸序列相同。在各种实施方案中，抗原结合片段与参考抗体结合相同的抗原。在各种实施方案中，抗原结合片段与参考抗体交叉竞争，例如，与参考抗体结合基本上相同或相同的表位
抗原结合片段可以通过任何方式产生。例如，在一些实施方案中，抗原结合片段可以通过完整抗体的片段化来以酶促方式或化学方式产生。在一些实施方案中，抗原结合片段可以重组产生(诸如通过表达工程化核酸序列)。在一些实施方案中，抗原结合片段可以是完全或部分合成产生的。在一些实施方案中，抗原结合片段可以具有至少约50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190个或更多个氨基酸的长度；在一些实施方案中，至少约200个氨基酸(例如，50-100个、50-150个、50-200个或100-200个氨基酸)的长度。
术语“可变区”或“可变结构域”可互换使用。可变区通常是指抗体的一部分，一般指轻链或重链的一部分，通常是成熟重链中的氨基末端的约110至120个氨基酸和成熟轻链中的约90至115个氨基酸，其在抗体之间在序列中存在广泛差异并且用于特定抗体对其特定抗原的结合和特异性。序列的变异性集中在称为互补决定区(CDR)的那些区域中，而可变结构域中的更高度保守的区域称为框架区(FR)。不希望受任何特定机制或理论的束缚，据信轻链和重链的CDR主要负责抗体与抗原的相互作用和特异性。在某些实施方案中，可变区是人可变区。在某些实施方案中，可变区包括啮齿动物或鼠CDR和人框架区(FR)。在实施方案中，可变区是灵长类动物(例如，非人灵长类动物)可变区。在某些实施方案中，可变区包括啮齿动物或鼠CDR和灵长类动物(例如，非人灵长类动物)框架区(FR)。
术语“VL”和“VL结构域”可互换使用，以指代抗体或其抗原结合分子的轻链可变区。
术语“VH”和“VH结构域”可互换使用，以指代抗体或其抗原结合分子的重链可变区。
通常使用CDR的许多定义：Kabat编号、Chothia编号、AbM编号或Contact编号。AbM定义是Oxford Molecular的AbM抗体建模软件所使用的两种定义之间的折衷。Contact定义基于对可获得的复杂晶体结构的分析。
表1.CDR编号
环 Kabat AbM Chothia Contact
L1 L24--L34 L24--L34 L24--L34 L30--L36
L2 L50--L56 L50--L56 L50--L56 L46--L55
L3 L89--L97 L89--L97 L89--L97 L89--L96
H1 H31--H35B(Kabat编号) H26--H35B H26--H32..34 H30--H35B
H1 H31--H35(Chothia编号) H26--H35 H26--H32 H30--H35
H2 H50--H65 H50--H58 H52--H56 H47--H58
H3 H95--H102 H95--H102 H95--H102 H93--H101
术语“Kabat编号”和类似术语是本领域公认的，是指对抗体或其抗原结合分子的重链可变区和轻链可变区中的氨基酸残基进行编号的系统。在某些方面，抗体的CDR可以根据Kabat编号系统来确定(参见例如，Kabat EA和Wu TT(1971)Ann NY Acad Sci 190:382-391，以及Kabat EA等人，(1991)Sequences of Proteins of Immunological Interest，第五版，美国卫生与公众服务部，NIH公开号91-3242)。使用Kabat编号系统，抗体重链分子内的CDR通常存在于以下氨基酸位置处：氨基酸位置31至35，其在35(在Kabat编号方案中称为35A和35B)之后任选地可以包括一个或两个附加的氨基酸(CDR1)；氨基酸位置50至65(CDR2)；以及氨基酸位置95至102(CDR3)。使用Kabat编号系统，抗体轻链分子内的CDR通常存在于以下氨基酸位置处：氨基酸位置24至34(CDR1)，氨基酸位置50至56(CDR2)，以及氨基酸位置89至97(CDR3)。在一个具体的实施方案中，已根据Kabat编号方案确定本文所述抗体的CDR。
在某些方面，抗体的CDR可根据Chothia编号方案确定，其是指免疫球蛋白结构环的位置(参见例如Chothia C&Lesk AM,(1987),J Mol Biol 196:901-917；Al-Lazikani B等人，(1997)J Mol Biol 273:927-948；Chothia C等人，(1992)J Mol Biol 227:799-817；Tramontano A等人，(1990)J Mol Biol215(1):175-82；以及美国专利7,709,226号)。通常，当使用Kabat编号惯例时，Chothia CDR-H1环存在于重链氨基酸26至32、33或34处，ChothiaCDR-H2环存在于重链氨基酸52至56，并且Chothia CDR-H3环存在于重链氨基酸95至102处，而Chothia CDR-L1环存在于轻链氨基酸24至34处，Chothia CDR-L2环存在于轻链氨基酸50至56处，并且Chothia CDR-L3环存在于轻链氨基酸89至97处。当使用Kabat编号惯例编号时，Chothia CDR-HI环的末端根据环的长度在H32与H34之间变化(这是因为Kabat编号方案将插入置于H35A和H35B处；如果35A和35B都不存在，则环在32处结束；如果仅存在35A，则环在33处结束；如果35A和35B都存在，则环在34处结束。在一个具体的实施方案中，已根据Chothia编号方案确定本文所述抗体的CDR。
术语“恒定区”和“恒定结构域”可互换使用并且具有本领域的普通含义。恒定区是抗体部分，例如，轻链和/或重链的羧基末端部分，其不直接参与抗体与抗原的结合，但是可以表现出各种效应子功能，诸如与Fc受体相互作用。免疫球蛋白分子的恒定区通常具有相对于免疫球蛋白可变结构域更保守的氨基酸序列。
术语“重链”在参考抗体使用时，可以指基于恒定结构域的氨基酸序列的任何不同类型，例如α、δ、ε、γ和μ，其分别产生IgA、IgD、IgE、IgG和IgM类抗体，包括IgG亚类，例如IgG1、IgG2、IgG3和IgG4。
术语“轻链”在参考抗体使用时，可以指基于恒定结构域的氨基酸序列的任何不同类型，例如κ或λ。轻链氨基酸序列在本领域中是众所周知的。在具体实施方案中，轻链是人轻链。
“抗原”是指可以刺激人或动物中的抗体产生或T细胞响应的化合物、组合物或物质，包括被注射或吸收到人或动物中的组合物(诸如包含肿瘤特异性蛋白质的组合物)。抗原与特异性体液免疫或细胞免疫的产物反应，该免疫包括由异源性抗原(诸如本发明所公开的抗原)诱导的那些。“靶标抗原”或“感兴趣的靶标抗原”是基本上未在其他正常(所需)细胞的表面上发现并且本文设想的TCR或CAR的结合结构域被设计成与之结合的抗原。本领域技术人员将容易理解，任何大分子(包括几乎所有蛋白质或肽)都可以充当抗原。抗原可以内源性表达，即由基因组DNA表达，或者可以重组表达。抗原可以对于某种组织(诸如癌细胞)具有特异性，或者可以广泛表达。此外，较大分子的片段可以充当抗原。“靶标”是由结合基序、CAR、TCR或抗原结合剂(例如，抗体)结合的任何分子。
“抗原特异性靶向区域”(ASTR)是指靶向特异性抗原的CAR或TCR区域。CAR或TCR上的靶向区域是细胞外的。在一些实施方案中，抗原特异性靶向区域包含抗体或其功能等同物或其片段或其衍生物，并且每个靶向区域靶向不同的抗原。靶向区域可包含全长重链、Fab片段、单链Fv(scFv)片段、二价单链抗体或双抗体，它们中的每一者对靶标抗原是特异性的。然而，存在许多替代物，诸如连结的细胞因子(其导致识别携带细胞因子受体的细胞)、亲和体、来自天然存在的受体的配体结合结构域，诸如NKG2D、受体(例如在肿瘤细胞上)的可溶性蛋白质/肽配体、肽以及促进免疫应答的疫苗，它们各自可用于本公开的各种实施方案中。事实上，如本领域技术人员所理解的，几乎任何以高亲和力结合给定抗原的分子都可用作抗原特异性靶向区域。
“抗原递呈细胞”或“APC”是指处理抗原并且将抗原递呈给T细胞的细胞。示例性APC包括树突状细胞、巨噬细胞、B细胞、某些活化的上皮细胞，以及能够进行TCR刺激和适当的T细胞共刺激的其他细胞类型。
“抗肿瘤作用”是指可以表现为肿瘤体积减小、肿瘤细胞数目减少、肿瘤细胞增殖减少、转移瘤数目减少、总生存期或无进展生存期延长、预期寿命延长，或者与肿瘤相关的各种生理症状改善的生物学作用。抗肿瘤作用还可以指预防肿瘤的发生。
如果一个事件或实体的存在、级别和/或形式与另一个事件或实体的存在、级别和/或形式相关，则两个事件或实体彼此“关联”。例如，如果实体(例如，多肽、遗传标记、代谢物、微生物等)的存在、水平和/或形式与疾病、障碍或病症的发病率和/或对疾病、障碍或病症的易感性关联(例如，跨越相关群体)，则认为该实体与疾病、障碍或病症相关联。例如，如果两个或更多个实体直接或间接地相互作用，则它们在物理上彼此“关联”，使得它们彼此在物理上接近和/或保持彼此接近(例如，结合)。在另外的示例中，彼此物理缔合的两个或更多个实体彼此共价连接或连接，或非共价缔合，例如通过氢键、范德华相互作用、疏水相互作用、磁性以及它们的组合。
术语“自体”是指来源于相同个体并且稍后再次引入该个体的任何材料。例如，本文所述的工程化自体细胞疗法(eACTTM)方法涉及从患者收集淋巴细胞，然后将其工程化以表达例如CAR构建体，随后施用回同一患者。
“结合亲和力”通常是指分子(例如，抗体)的单个结合位点与其结合配偶体(例如，抗原)之间的非共价相互作用的总和的强度。除非另外指明，否则“结合亲和力”是指反映结合对的成员(例如，抗体和抗原)之间的1:1相互作用的内在结合亲和力。分子X对其配偶体Y的亲和力通常可以由解离常数(KD)表示。可以以本领域已知的多种方式测量和/或表达亲和力，包括但不限于平衡解离常数(KD)和平衡缔合常数(KA)。KD由koff/kon的商计算，而KA由kon/koff的商计算。kon是指例如抗体与抗原的缔合速率常数，并且koff是指例如抗体与抗原的解离。kon和koff可以通过本领域普通技术人员已知的技术确定，诸如或KinExA。
术语“KD”(M)指特定抗体-抗原相互作用的解离平衡常数，或抗体或抗体结合片段与抗原结合的解离平衡常数。KD与结合亲和力之间存在反比关系，因此KD值越小，亲和力越高，即越强。因此，术语“较高亲和力”或“较强亲和力”涉及形成相互作用的较高能力并且因此涉及较小的KD值，并且相反地，术语“较低亲和力”或“较弱亲和力”涉及形成相互作用的较低能力并且因此涉及较大的KD值。在一些情况下，特定分子(例如抗体)对其相互作用配偶体分子(例如抗原X)的结合亲和力(或KD)相比于该分子(例如抗体)对另一相互作用配偶体分子(例如抗原Y)的结合亲和力较高，可表示为通过将较大的KD值(较低或较弱的亲和力)除以较小的KD值(较高或较强的亲和力)所确定的结合比率，例如表示为5倍或10倍大的结合亲和力，视情况而定。
术语“Kd”(sec-1或1/s)是指特定结合对，诸如抗体-抗原相互作用的解离速率常数，或结合对，诸如抗体或抗体结合片段的解离速率常数。所述值也被称为k0ir值。
术语“ka”(M-1×sec-1或1/M)是指特定结合对，诸如抗体-抗原相互作用的缔合速率常数，或特定结合对，诸如抗体或抗体结合片段的缔合速率常数。
术语“KA”(M-1或1/M)是指特定结合对，诸如抗体-抗原相互作用的缔合平衡常数，或结合对，诸如抗体或抗体结合片段的缔合平衡常数。通过将ka除以kd获得缔合平衡常数。
术语“结合”通常是指两个或更多个实体之间的非共价结合。直接结合涉及实体或部分之间的物理接触。“间接”结合涉及通过与一个或多个中间实体物理接触的方式的物理交互。两个或更多个实体之间的结合可以在多种背景中的任一种中评估，例如，其中相互作用的实体或部分在分离中或在更复杂系统的背景中研究(例如，当与载体实体共价地或以其他方式缔合时和/或在生物系统诸如细胞中)。
术语“免疫特异性结合”、“免疫特异性识别”、“特异性结合”和“特异性识别”在抗体的情境下是类似的术语，并且是指结合抗原(例如，表位或免疫复合物)的分子，因为这种结合是本领域技术人员所理解的。例如，与抗原特异性结合的分子可与其他肽或多肽结合，通常具有较低的亲和力，如通过例如免疫测定法、KinExA 3000仪器(Sapidyne Instruments,Boise,ID)或本领域已知的其他测定法所测定的。在一个具体的实施方案中，与抗原特异性结合的分子与具有一定KA的抗原结合，当分子与另一种抗原结合时，KA为至少2log、2.5log、3log、4log或更大。与结合结构域、抗体或抗原结合系统与不是靶标(即非靶标)的实体的缔合相比，结合可包括结合结构域、抗体或抗原结合系统与结合结构域、抗体或抗原结合系统的靶标的优先缔合。在一些实施方案中，如果与结合结构域、抗体或抗原结合系统与非靶标的结合相比，结合结构域、抗体或抗原结合系统与靶标之间的结合大于2倍、大于5倍、大于10倍、20倍、30倍、40倍、50倍、60倍、70倍、80倍、90倍或大于100倍，则结合结构域、抗体或抗原结合系统选择性地结合靶标。在一些实施方案中，如果结合亲和力小于约10-5M、小于约10-6M、小于约10-7M、小于约10-8M或小于约10-9M，则结合结构域、抗体或抗原结合系统选择性地结合靶标。
在另一个实施方案中，与抗原特异性结合的分子以约1×10-7M的离解常数(Kd)结合。在一些实施方案中，当Kd为1×10-9M至约5×10-9M时，抗原结合分子以“高亲和力”与抗原特异性结合。在一些实施方案中，当Kd为1×10-10M至约5×10-10M时，抗原结合分子以“非常高的亲和力”与抗原特异性结合。在一个实施方案中，抗原结合分子具有10-9M的Kd。在一个实施方案中，解离速率小于约1×10-5。
在某些实施方案中，本文提供了以比对另一种靶标抗原高5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或更高的亲和力与靶标人抗原结合的抗体或其抗原结合分子，如通过例如放射免疫测定、表面等离子体共振或动力学排阻测定所测量的。在一个具体的实施方案中，本文所述的结合人靶标抗原的抗体或其抗原结合分子将以小于10％、15％或20％的抗体或其抗原结合分子与人抗原的结合与另一种靶标抗原结合，如通过例如放射免疫测定、表面等离子体共振或动力学排阻测定所测量的。
“癌”是指一组广泛的特征在于体内异常细胞的不受控制生长的各种疾病。不受调节的细胞分裂和生长导致恶性肿瘤的形成，该恶性肿瘤侵袭邻近组织并且还可通过淋巴系统或血流转移到身体的远端部分。“癌”或“癌组织”可包括肿瘤。在一些实施方案中，本公开的方法可用于减小来源于例如以下癌症的肿瘤的肿瘤大小：前列腺癌、骨癌、胰腺癌、皮肤癌、头颈癌、皮肤或眼内恶性黑素瘤、子宫癌、卵巢癌、直肠癌、肛区癌、胃癌、睾丸癌、子宫癌、输卵管上皮癌、子宫内膜上皮癌、宫颈上皮癌、阴道上皮癌、外阴上皮癌、多发性骨髓瘤、霍奇金氏病、非霍奇金氏淋巴瘤(NHL)、原发性纵隔大B细胞淋巴瘤(PMBC)、弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)、滤泡性淋巴瘤(FL)、转化滤泡性淋巴瘤、脾边缘区淋巴瘤(SMZL)、食道癌、小肠癌、内分泌系统癌、甲状腺癌、甲状旁腺癌、肾上腺癌、软组织肉瘤、尿道癌、阴茎癌、慢性或急性白血病、急性髓性白血病、慢性髓性白血病、急性成淋巴细胞性白血病(ALL)(包括非T细胞ALL)、慢性淋巴细胞性白血病(CLL)、儿童实体肿瘤、淋巴细胞性淋巴瘤、膀胱癌、肾脏或输尿管癌、肾盂癌、中枢神经系统(CNS)肿瘤、原发性CNS淋巴瘤、肿瘤血管生成、脊髓轴肿瘤、脑干胶质瘤、垂体腺瘤、卡波西氏肉瘤、表皮样癌、鳞状细胞癌、T细胞淋巴瘤、环境引起的癌症(包括石棉引起的那些癌症)、其他B细胞恶性肿瘤、多发性骨髓瘤，以及所述癌症的组合。特定癌症可能对化疗或放疗有应答，或者癌症可能是难治性的。难治性癌症是指不适于外科手术干预的癌症，并且该癌症最初对化疗或放疗无应答，或者该癌症随时间推移而变得无应答。
“趋化因子”是一种介导细胞趋化性或定向运动的细胞因子。趋化因子的示例包括但不限于IL-8、IL-16、嗜酸性粒细胞活化趋化因子、嗜酸性粒细胞活化趋化因子-3、巨噬细胞源趋化因子(MDC或CCL22)、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1或CCL2)、MCP-4、巨噬细胞炎性蛋白1α(MIP-1α、MIP-1a)、MIP-1β(MIP-1b)、γ诱导蛋白10(IP-10)和胸腺活化调节趋化因子(TARC或CCL17)。
“嵌合抗原受体”或“CAR”是指被工程化为包含结合结构域以及在抗原结合后活化免疫细胞(例如T细胞，诸如幼稚T细胞、中枢记忆T细胞、效应记忆T细胞、NK细胞或它们的组合)的手段的分子。CAR也称为人工T细胞受体、嵌合T细胞受体或嵌合免疫受体。在一些实施方案中，CAR包含结合结构域、细胞外结构域、跨膜结构域、一个或多个共刺激结构域，以及细胞内信号传导结构域。已经被基因工程化以表达嵌合抗原受体的T细胞可以称为CAR T细胞。类似地，已经被基因工程化以表达嵌合抗原受体的NK细胞可以称为CAR NK细胞。
所谓“减少”或“降低”或“减小”，通常是指与由单独的媒介物(即，活性部分)或对照分子/组合物引起的生理响应相比，本文所设想的组合物产生、引发或引起较小的生理响应(即，下游效应)的能力。“减少的”或“降低的”量通常是“统计上显著的”量，并且可以包括为媒介物即对照组合物所产生的响应(参考响应)的1/1.1、1/1.2、1/1.5、1/2、1/2.5、1/3、1/3.5、1/4、1/4.5、1/5、1/5.5、1/6、1/6.5、1/7、1/7.5、1/8、1/8.5、1/9、1/9.5、1/10、1/15、1/20、1/30或更少(例如，1/500、1/1000)(就分母而言，包括在前述数字之间且大于1的所有整数和小数，例如1.5、1.6、1.7、1.8等)的减少。
“细胞外结构域”(或“ECD”)是指多肽的一部分，当多肽存在于细胞膜中时，该部分被理解为位于细胞膜的外部、在细胞外空间中。胞外结构域在本文中可与细胞外结构域互换使用。
如本文所用，术语“细胞外配体结合结构域”是指能够结合配体(例如，细胞表面分子)的寡肽或多肽。例如，可选择细胞外配体结合结构域来识别在与特定疾病状态(例如，癌症)相关的靶标细胞上充当细胞表面标志物的配体。可作为配体的细胞表面标志物的示例包括与病毒、细菌和寄生虫感染、自身免疫疾病和癌细胞相关的那些。
CAR的结合结构域之后可以是“间隔区”或“铰链”，其是指移动抗原结合结构域远离效应细胞表面以实现适当的细胞/细胞接触、抗原结合和活化的区域(Patel等人，GeneTherapy,1999；6:412-419)。CAR中的铰链区通常在跨膜结构域(TM)与结合结构域之间。在某些实施方案中，铰链区是免疫球蛋白铰链区并且可以是野生型免疫球蛋白铰链区或改变的野生型免疫球蛋白铰链区，诸如Igg4铰链。本文所述的CAR中使用的其他示例性铰链区包括来源于1型膜蛋白质(诸如CD8alpha、CD4、CD28和CD7)的细胞外区域的铰链区，其可以是来自这些分子的野生型铰链区，或者可以改变。
“跨膜”区或结构域是CAR的部分，其将细胞外结合部分锚定到免疫效应细胞的质膜上，并促进结合结构域与靶标抗原的结合。跨膜结构域可以是CD3ζ跨膜结构域，然而可使用的其他跨膜结构域包括从CD8α、CD4、CD28、CD45、CD9、CD16、CD22、CD33、CD64、CD80、CD86、CD134、CD137、NKG2D、2B4和CD154获得的那些。在某些实施方案中，跨膜结构域是合成的，在这种情况下，其将主要包含疏水性残基诸如亮氨酸和缬氨酸。
“细胞内信号传导结构域”或“信号传导结构域”是指嵌合抗原受体蛋白的以下部分：其参与将结合靶标抗原的有效CAR的消息转导进免疫效应细胞的内部中，以引发效应细胞功能，例如活化、细胞因子产生、增殖和细胞毒性活性，包括将细胞毒性因子释放到CAR结合的靶标细胞，或者用抗原结合至细胞外CAR结构域引发的其他细胞响应。术语“效应子功能”是指细胞的特化功能。例如，T细胞的效应子功能可以是细胞溶解活性或者有助于活性(包括细胞因子分泌)。因此，术语“细胞内信号传导结构域”或“信号传导结构域”在本文中可互换使用，是指转导效应子功能信号并且引导细胞执行特化功能的蛋白质部分。虽然通常可以采用整个细胞内信号传导结构域，但是在许多情况下，不必使用整个结构域。在使用细胞内信号传导结构域的截短部分的情况下，可以使用此类截短部分替代整个结构域，只要其转导效应子功能信号即可。术语“细胞内信号传导结构域”意在包括该细胞内信号传导结构域的足以转导效应子功能信号的任何截短部分。细胞内信号传导结构域也称为“信号转导结构域”，并且通常来源于人CD3或FcRy链的部分。
已知单独通过T细胞受体产生的信号不足以完全活化T细胞，并且还需要次级或共刺激信号。因此，T细胞活化可被称为由以下两个不同类别的细胞质信号传导序列介导：通过T细胞受体启动抗原依赖性初级活化的那些(初级细胞质信号传导序列)和以抗原非依赖性方式起作用以提供次级或共刺激信号的那些(次级细胞质信号传导序列)。以共刺激方式起作用的细胞质信号传导序列可含有被称为基于免疫受体酪氨酸的活化结构域或ITAM的信号传导结构域。
在本公开中特别有用的含有ITAM的初级细胞质信号传导序列的示例包括来源于DAP10、DAP12、TCRζ、FcRγ、FcRβ、CD3ζ、CD3γ、CD3δ、CD3ε、CD5、CD22、CD79a、CD79b和CD66d的那些。
如本文所用，术语“共刺激信号传导结构域”或“共刺激结构域”是指CAR的包含共刺激分子的细胞内结构域的部分。共刺激分子是不同于抗原受体或Fc受体的细胞表面分子，其在与抗原结合时提供T淋巴细胞有效活化和功能所需的第二信号。此类共刺激分子的示例包括CD27、CD28、4-1BB(CD137)、OX40(CD134)、CD30、CD40、PD-1、ICOS(CD278)、LFA-1、CD2、CD7、LIGHT、NKD2C、2B4、CD137、DAP12、B7-H2和特异性结合CD83的配体。因此，虽然本公开提供了来源于CD28、CD3-ε、4-1BB的示例性共刺激结构域，但也设想了其他共刺激结构域用于本文所述的CAR。包含一个或多个共刺激信号传导结构域可增强表达CAR受体的T细胞和NK细胞的功效和扩增。细胞内信号传导结构域和共刺激信号传导结构域可以任何串联顺序连接到跨膜结构域的羧基末端。
尽管工程化以含有来自CD3或FcRγ的信号传导结构域的CAR已显示递送用于T细胞活化和效应子功能的有效信号，但它们不足以在不存在伴随共刺激信号的情况下引发促进T细胞存活和扩增的信号。含有结合结构域、铰链、跨膜和来源于CD3ζ或FcRγ的信号传导结构域以及一个或多个共刺激信号传导结构域(例如，来源于4-1BB、CD28、CD134和CD278的细胞内共刺激结构域)的其他CAR可更有效地指导体外表达CAR的T细胞中以及动物模型和癌症患者中的抗肿瘤活性以及增加的细胞因子分泌、溶解活性、存活和增殖(Milone等人，Molecular Therapy,2009；17:1453-1464；Zhong等人，Molecular Therapy,2010；18:413-420；Carpenito等人，PNAS,2009；106:3360-3365)。
“共刺激信号”是指与诸如TCR/CD3连接之类的初级信号联合引起T细胞应答(诸如但不限于增殖和/或对关键分子的上调或下调)的信号。
“共刺激配体”包括抗原递呈细胞上的分子，其特异性结合T细胞上的同源共刺激分子。共刺激配体的结合提供了介导T细胞反应(包括但不限于增殖、活化、分化等)的信号。共刺激配体诱导除了刺激分子提供的初级信号之外的信号，例如，通过T细胞受体(TCR)/CD3复合物与装载有肽的主要组织相容性复合物(MHC)分子的结合。共刺激配体可包括但不限于3/TR6、4-1BB配体、结合Toll配体受体的激动剂或抗体、B7-1(CD80)、B7-2(CD86)、CD30配体、CD40、CD7、CD70、CD83、疱疹病毒侵入介体(HVEM)、人白细胞抗原G(HLA-G)、ILT4、免疫球蛋白样转录物(ILT)3、诱导型共刺激配体(ICOS-L)、细胞间粘附分子(ICAM)、与B7-H3特异性结合的配体、淋巴毒素β受体、MHC I类链相关蛋白A(MICA)、MHC I类链相关蛋白B(MICB)、OX40配体、PD-L2或程序性死亡(PD)L1。共刺激配体包括但不限于与T细胞上存在的共刺激分子特异性结合的抗体，诸如但不限于4-1BB、B7-H3、CD2、CD27、CD28、CD30、CD40、CD7、ICOS、与CD83特异性结合的配体、淋巴细胞功能相关联抗原1(LFA-1)、自然杀伤细胞受体C(NKG2C)、OX40、PD-1或肿瘤坏死因子超家族成员14(TNFSF14或LIGHT)。
“共刺激分子”是T细胞上的同源结合伴侣，其与共刺激配体特异性结合，从而介导T细胞的共刺激反应，诸如但不限于增殖。共刺激分子包括但不限于，“共刺激分子”是T细胞上的同源结合伴侣，其与共刺激配体特异性结合，从而介导T细胞的共刺激应答，诸如但不限于增殖。共刺激分子包括但不限于4-1BB/CD137、B7-H3、BAFFR、BLAME(SLAMF8)、BTLA、CD33、CD 45、CD100(SEMA4D)、CD103、CD134、CD137、CD154、CD16、CD160(BY55)、CD18、CD19、CD19a、CD2、CD22、CD247、CD27、CD276(B7-H3)、CD28、CD29、CD3(α；β；δ；ε；γ；ζ)、CD30、CD37、CD4、CD4、CD40、CD49a、CD49D、CD49f、CD5、CD64、CD69、CD7、CD80、CD83配体、CD84、CD86、CD8α、CD8β、CD9、CD96(Tactile)、CDl-la、CDl-lb、CDl-lc、CDl-ld、CDS、CEACAM1、CRT AM、DAP-10、DNAM1(CD226)、Fcγ受体、GADS、GITR、HVEM(LIGHTR)、IA4、ICAM-1、ICAM-1、ICOS、Igα(CD79a)、IL2Rβ、IL2Rγ、IL7Rα、整合素、ITGA4、ITGA4、ITGA6、ITGAD、ITGAE、ITGAL、ITGAM、ITGAX、ITGB2、ITGB7、ITGBl、KIRDS2、LAT、LFA-1、LFA-1、LIGHT、LIGHT(肿瘤坏死因子超家族成员14；TNFSF14)、LTBR、Ly9(CD229)、淋巴细胞功能相关联抗原-1(LFA-1(CDl la/CD18)、MHC I类分子、NKG2C、NKG2D、NKp30、NKp44、NKp46、NKp80(KLRF1)、OX40、PAG/Cbp、PD-1、PSGL1、SELPLG(CD162)、信号传导淋巴细胞活化分子、SLAM(SLAMF1；CD150；IPO-3)、SLAMF4(CD244；2B4)、SLAMF6(NTB-A；Lyl08)、SLAMF7、SLP-76、TNF、TNFr、TNFR2、Toll配体受体、TRANCE/RANKL、VLA1或VLA-6，或者它们的片段、截短形式或组合。
“保守氨基酸取代”是其中氨基酸残基被具有相似侧链的氨基酸残基替换的氨基酸取代。具有侧链的氨基酸残基的家族已在本领域中定义。这些家族包括具有碱性侧链的氨基酸(例如，赖氨酸、精氨酸、组氨酸)、具有酸性侧链的氨基酸(例如，天冬氨酸、谷氨酸)、具有不带电的极性侧链的氨基酸(例如，甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、色氨酸)、具有非极性侧链的氨基酸(例如，丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸)、具有β-支链侧链的氨基酸(例如，苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸)和具有芳族侧链的氨基酸(例如，酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、组氨酸)。在某些实施方案中，可以用具有相似侧链的氨基酸残基替换CDR内或者抗体或其抗原结合分子的框架区内的一个或多个氨基酸残基。一般来讲，如果两个序列在对应位置含有保守氨基酸取代，则通常被认为是“基本上类似的”。例如，某些氨基酸通常被分类为“疏水性”或“亲水性”氨基酸，并且/或者具有“极性”或“非极性”侧链。一个氨基酸被取代为相同类型的另一个氨基酸可以被认为是保守取代。示例性的氨基酸分类汇总在以下的表2和表3中：
表2
氨基酸 三字母 单字母 特性 特性 亲水性指数
丙氨酸 Ala A 无极性 中性 1.8
精氨酸 Arg R 极性 阳性 -4.5
天冬酰胺 Asn N 极性 中性 -3.5
天冬氨酸 Asp D 极性 阴性 -3.5
半胱氨酸 Cys C 无极性 中性 2.5
谷氨酸 Glu E 极性 阴性 -3.5
谷氨酰胺 Gln Q 极性 中性 -3.5
甘氨酸 Gly G 无极性 中性 -0.4
组氨酸 His H 极性 阳性 -3.2
异亮氨酸 Ile I 无极性 中性 4.5
亮氨酸 Leu L 无极性 中性 3.8
赖氨酸 Lys K 极性 阳性 -3.9
甲硫氨酸 Met M 无极性 中性 1.9
苯丙氨酸 Phe F 无极性 中性 2.8
脯氨酸 Pro P 无极性 中性 -1.6
丝氨酸 Ser S 极性 中性 -0.8
苏氨酸 Thr T 极性 中性 -0.7
色氨酸 Trp W 无极性 中性 -0.9
酪氨酸 Tyr Y 极性 中性 -1.3
缬氨酸 Val V 无极性 中性 4.2
表3
不明确的氨基酸 三字母 单字母
天冬酰胺或天冬氨酸 Asx B
谷氨酰胺或谷氨酸 Glx Z
亮氨酸或异亮氨酸 Xle J
未指定或未知的氨基酸 Xaa X
“组合疗法”是指个体同时暴露于两种或更多种治疗方案(例如，两个或更多个治疗部分)的那些情况。在一些实施方案中，两个或更多个方案可以同时施用；在一些实施方案中，此类方案可以相继施用(例如，第一方案的所有“剂量”在施用任何剂量的第二方案之前施用)；在一些实施方案中，此类作用剂以重叠给药方案施用。在一些实施方案中，“施用”组合疗法可以涉及将一种或多种作用剂或者模式施用于接受该组合中的其他作用剂或者模式的受试者。为清楚起见，组合疗法不需要将各作用剂在单个组合物中一起施用(或甚至不必同时施用)，然而在一些实施方案中，两种或更多种作用剂或者它们的活性部分可以在组合的组合物中、或者甚至在组合的化合物(例如，作为单一化学复合物或共价实体的一部分)中一起施用。
“对应于”可用于通过与适当的参考分子或组合物比较来指定分子或组合物中结构元素的位置/身份。例如，在一些实施方案中，聚合物中的单体残基(例如，多肽中的氨基酸残基或多核苷酸中的核酸残基)可被鉴定为“对应于”适当参考聚合物中的残基。例如，为了简单起见，多肽中的残基可以使用基于参考相关多肽的规范编号系统来指定，使得例如“对应于”位置100处残基的氨基酸实际上不必是氨基酸链中的第100个氨基酸，条件是它对应于参考多肽中位置100处发现的残基。可使用多种序列比对策略，包括软件程序，例如BLAST、CS-BLAST、CUDASW++、DIAMOND、FASTA、GGSEARCH/GLSEARCH、Genoogle、HMMER、HHpred/HHsearch、IDF、Infernal、KLAST、USEARCH、parasail、PSI-BLAST、PSI-Search、ScalaBLAST、Sequilab、SAM、SSEARCH、SWAPHI、SWAPHI-LS、SWIMM或SWIPE，其可用于例如鉴定根据本公开的多肽和/或核酸中的“相应”残基。
如果抗原与第一抗原结合分子之间的相互作用阻断、限制、抑制或以其他方式降低参考结合分子与抗原相互作用的能力，则该抗原结合分子(诸如抗体、其抗原结合片段、CAR或TCR)与参考结合分子(诸如抗体或其抗原结合片段)“交叉竞争”。交叉竞争可以是完全的，例如，抗原结合分子与抗原的结合完全阻断参考结合分子结合抗原的能力，或者其可以是部分的，例如，抗原结合分子与抗原的结合降低参考抗原结合分子结合抗原的能力。在某些实施方案中，与参考抗原结合分子交叉竞争的抗原结合分子结合与参考抗原结合分子相同或重叠的表位。在其他实施方案中，与参考抗原结合分子交叉竞争的抗原结合分子结合与参考抗原结合分子不同的表位。许多类型的竞争结合测定可用于确定一种抗原结合分子是否与另一种竞争，例如：固相直接或间接放射免疫测定(RIA)；固相直接或间接酶免疫测定(EIA)；夹心竞争测定(Stahli等人，1983,Methods in Enzymology 9:242-253)；固相直接生物素-亲和素EIA(Kirkland等人，1986,J.Immunol.137:3614-3619)；固相直接标记测定、固相直接标记夹心测定(Harlow和Lane，1988,Antibodies,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Press)；使用1-125标记的固相直接标记RIA(Morel等人，1988,Molec.Immunol.25:7-15)；固相直接生物素-亲和素EIA(Cheung等人，1990,Virology 176:546-552)；以及直接标记的RIA(Moldenhauer等人，1990,Scand.J.Immunol.32:77-82)。
“细胞因子”是指对与特异性抗原接触作出应答而由一个细胞释放的非抗体蛋白，其中细胞因子与第二细胞相互作用以介导第二细胞中的应答。细胞因子可以由细胞内源性表达或者被施用于受试者。细胞因子可由免疫细胞(包括巨噬细胞、B细胞、T细胞和肥大细胞)释放以传播免疫反应。细胞因子可以在受体细胞中诱导各种应答。细胞因子可以包括稳态细胞因子、趋化因子、促炎细胞因子、效应子和急性期蛋白。例如，包括白介素(IL)7和IL-15在内的稳态细胞因子促进免疫细胞存活和增殖，并且促炎细胞因子可以促进炎性应答。稳态细胞因子的示例包括但不限于IL-2、IL-4、IL-5、IL-7、IL-10、IL-12p40、IL-12p70、IL-15和干扰素(IFN)γ。促炎细胞因子的示例包括但不限于IL-1a、IL-1b、IL-6、IL-13、IL-17a、肿瘤坏死因子(TNF)-α、TNF-β、成纤维细胞生长因子(FGF)2、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、可溶性细胞间粘附分子1(sICAM-1)、可溶性血管细胞粘附分子1(sVCAM-1)、血管内皮生长因子(VEGF)、VEGF-C、VEGF-D和胎盘生长因子(PLGF)。效应子的示例包括但不限于颗粒酶A、颗粒酶B、可溶性Fas配体(sFasL)和穿孔素。急性期蛋白的示例包括但不限于C反应蛋白(CRP)和血清淀粉样蛋白A(SAA)。
术语“结构域”是指实体的一部分。在一些实施方案中，“结构域”与实体的结构和/或功能特征相关联，例如，使得当结构域与其亲本实体的其余部分在物理上分离时，它基本上或完全保留结构和/或功能特征。在一些实施方案中，结构域可以包括实体的一部分，当与该(亲本)实体分离并与不同的(接收者)实体链接或连接时，该部分基本上保留和/或在接收者实体上赋予一种或多种结构和/或功能特征，例如在亲本实体中表征的。在一些实施方案中，结构域是分子(例如，小分子、碳水化合物、脂质、核酸或多肽)的一部分。在一些实施方案中，结构域是多肽的区段；在一些这样的实施方案中，结构域的特征在于结构元素(例如，氨基酸序列或序列结构域、α-螺旋特征、β-折叠特征、卷曲螺旋特征、无规卷曲特征等)和/或功能特征(例如，结合活性、酶活性、折叠活性、信号传导活性等)。
术语“剂型”可以用于指施用于受试者的活性剂(例如，抗原结合系统或抗体)的物理离散单元。一般来讲，每个这种单元均含有预定数量的活性剂。在一些实施方案中，这种数量是适用于根据已经被确定为当施用于相关群体时与期望或有益结果相关的给药方案施用的单位剂量(或其整个部分)。施用于受试者的治疗组合物或治疗剂的总量由一个或多个执业医生确定，并且可以涉及施用多于一种剂型。
术语“给药方案”可以用于指单独地施用于受试者的一组一个或多个单位剂量。在一些实施方案中，给定治疗剂具有推荐的给药方案，其可以涉及一个或多个剂量。在一些实施方案中，给药方案包括多个剂量，其中每个剂量在时间上与其他剂量分开。在一些实施方案中，给药方案包括多个剂量，并且连续剂量彼此分开相等长度的时间段；在一些实施方案中，给药方案包括多个剂量，并且连续剂量彼此分开至少两种不同长度的时间段。在一些实施方案中，给药方案内的所有剂量具有相同的单位剂量。在一些实施方案中，给药方案内的不同剂量具有不同的量。在一些实施方案中，给药方案包括第一量的第一剂量，之后是与第一量不同的第二量的一个或多个附加剂量。在一些实施方案中，周期性地调整给药方案以实现期望或有益的结果。
“效应细胞”是指表达一种或多种Fc受体并且介导一种或多种效应子功能的免疫系统细胞。在一些实施方案中，效应细胞可以包括但不限于单核细胞、巨噬细胞、嗜中性粒细胞、树突状细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞、血小板、大颗粒淋巴细胞、朗格汉斯细胞、自然杀伤(NK)细胞、T淋巴细胞和B淋巴细胞中的一种或多种。效应细胞可以来自任何生物体，包括但不限于人、小鼠、大鼠、兔和猴。
“效应子功能”是指抗体Fc区与Fc受体或配体的相互作用的生物学结果。效应子功能包括但不限于抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)、抗体依赖性细胞介导的吞噬作用(ADCP)和补体介导的细胞毒性(CMC)。效应子功能可以是抗原结合依赖性的、抗原结合非依赖性的或两者兼有。ADCC是指通过免疫效应细胞裂解抗体结合的靶标细胞。不希望受任何理论的束缚，ADCC通常被理解为涉及携带Fc受体(FcR)的效应细胞识别并随后杀死抗体包被的靶标细胞(例如，在它们的表面上表达抗体与之结合的抗原的细胞)。介导ADCC的效应细胞可以包括免疫细胞，包括但不限于自然杀伤(NK)细胞、巨噬细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞中的一种或多种。
术语“工程化的自体细胞疗法”(可缩写为“eACTTM”，也称为过继细胞转移)是通过其收集患者自身的T细胞并随后对这些细胞进行基因改造以识别和靶向在一种或多种特异性肿瘤细胞或恶性肿瘤的细胞表面上表达的一种或多种抗原的过程。可以将T细胞或NK细胞工程化以表达例如嵌合抗原受体(CAR)和/或T细胞受体(TCR)。在一些示例中，对CAR阳性(+)T细胞或NK细胞进行工程化以表达对特定肿瘤抗原具有特异性的细胞外单链可变区片段(scFv)，其连结到包含至少一个共刺激结构域和至少一个活化结构域的细胞内信号传导部分。在一些示例中，对CAR阳性(+)T细胞或NK细胞进行工程化以表达对NKG2D抗原具有特异性的NKG2D的细胞外结构域，其连结到包含至少一个共刺激结构域和至少一个活化结构域的细胞内信号传导部分。共刺激结构域可以来源于天然存在的共刺激结构域或其变体，例如具有截短的铰链结构域的变体(“THD”)，并且活化结构域可以来源于例如，CD3-ζ和/或CD3-ε。在某些实施方案中，该CAR被设计成具有两个、三个、四个或更多个共刺激结构域。
在一些实施方案中，该CAR被工程化以使得共刺激结构域被表达为单独的多肽链。示例性CAR T细胞疗法和构建体描述于美国专利公布2013/0287748号、2014/0227237号、2014/0099309号和2014/0050708号中，这些专利公布全文以引用方式并入。“过继性细胞疗法”或“ACT”涉及将免疫细胞与抗肿瘤活性转移到受试者(例如，癌症患者)中。在一些实施方案中，ACT是涉及使用具有抗肿瘤活性的淋巴细胞(例如，工程化淋巴细胞)的治疗方法。
“表位”是指抗体可特异性结合的抗原的局部区域。表位可以是例如多肽的连续氨基酸(线性表位或连续表位)，或者表位可以例如一同来自一个或多个多肽的两个或更多个非连续区域(构象表位、非线性表位、不连续表位或非连续表位)。在某些实施方案中，抗体与之结合的表位可以通过以下方式来确定：例如，NMR光谱、X射线衍射结晶学研究、ELISA测定、与质谱联用的氢/氘交换(例如，液相色谱电喷雾质谱)、基于阵列的寡肽扫描测定，和/或诱变映射(例如，定点诱变映射)。对于X射线晶体学，结晶可以使用本领域已知的任何方法完成(例如，GiegéR等人，(1994)Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 50(Pt 4):339-350；McPherson A(1990)Eur J Biochem 189:1-23；Chayen NE(1997)Structure 5:1269-1274；McPherson A(1976)J Biol Chem 251:6300-6303)。抗体：抗原晶体可以使用众所周知的X射线衍射技术来研究，并且可以使用以下计算机软件进行精制：诸如X-PLOR(Yale University,1992，由Molecular Simulations,Inc.传播；参见例如Meth Enzymol(1985)第114卷和第115卷，Wyckoff HW等人编辑；U.S.2004/0014194和BUSTER(Bricogne G(1993)Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 49(Pt 1):37-60；Bricogne G(1997)MethEnzymol 276A:361-423,Carter CW编辑；Roversi P等人，(2000)Acta Crystallogr DBiol Crystallogr 56(Pt 10):1316-1323)。可以使用本领域技术人员已知的任何方法来完成诱变映射研究。参见例如Champe M等人，(1995)J Biol Chem 270:1388-1394以及Cunningham BC和Wells JA(1989)Science 244:1081-1085，获得诱变技术(包括丙氨酸扫描诱变技术)的描述。
关于基因、蛋白质和/或核酸的“内源”是指该基因、蛋白质和/或核酸天然存在于细胞诸如免疫细胞中。
“外源”是指将剂诸如核酸、基因或蛋白质例如从外部来源引入细胞中。引入细胞的核酸是外源的，即使它编码天然存在于细胞中的蛋白质。此类编码蛋白质的核酸的外源引入可用于增加蛋白质的表达，使其水平超过在类似条件下，例如不引入外源核酸的细胞中天然存在的水平。
术语“赋形剂”是指可以包含在组合物中例如以提供或有助于所需的稠度或稳定效应的作用剂。在一些实施方案中，合适的赋形剂可以包括例如淀粉、葡萄糖、乳糖、蔗糖、明胶、麦芽、稻米、面粉、白垩、硅胶、硬脂酸钠、单硬脂酸甘油酯、滑石、氯化钠、脱脂奶粉、甘油、丙烯、二醇、水、乙醇等。
如本文所述的材料或实体的“片段”或“部分”具有包括(例如，物理实体或抽象实体的)整体的离散部分的结构。在一些实施方案中，片段缺少存在于整体中的一个或多个部分。在一些实施方案中，片段由存在于整体中的特征结构元件、结构域或部分组成，或者包含存在于整体中的特征结构元件、结构域或部分。在一些实施方案中，聚合物片段包含存在于整体聚合物中的至少3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、25个、30个、35个、40个、45个、50个、55个、60个、65个、70个、75个、80个、85个、90个、95个、100个、110个、120个、130个、140个、150个、160个、170个、180个、190个、200个、210个、220个、230个、240个、250个、275个、300个、325个、350个、375个、400个、425个、450个、475个、500个或更多个单体单元(例如，残基)或者由其组成。在一些实施方案中，聚合物片段包含存在于整体聚合物中的单体单元(例如，残基)的至少约5％、10％、15％、20％、25％、30％、25％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或更多(例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)或者由其组成。在一些实施方案中，整体材料或实体可以被称为片段的“亲本”。
术语“融合多肽”或“融合蛋白”通常是指包含至少两个区段的多肽。一般来讲，含有至少两个此类区段的多肽在这两个区段为以下部分的情况下被认为是融合多肽：(1)在自然界中不包含在相同的肽中，以及/或者(2)之前没有在单个多肽中彼此连结或连接，以及/或者(3)已经通过人工的操作彼此连结或连接。在实施方案中，CAR是融合蛋白。在实施方案中，TCR是融合蛋白。
术语“基因产物”或“表达产物”通常是指从基因转录的RNA(加工前和/或加工后)或由从基因转录的RNA编码的多肽(修饰前和/或修饰后)。
术语“基因工程改造的”或“工程改造的”是指修饰细胞的基因组的方法，包括但不限于删除编码区或非编码区或者其一部分，或者插入编码区或其一部分。在一些实施方案中，经修饰的细胞是淋巴细胞，例如T细胞或NK细胞，其可以从患者或供体获得。在一些实施方案中，经修饰的细胞是可以分化成淋巴细胞(诸如T细胞或NK细胞)的诱导多能干细胞(iPSC)。可以对细胞进行修饰以表达掺入该细胞的基因组中的外源性构建体，诸如嵌合抗原受体(CAR)或T细胞受体(TCR)。还可以进行其他基因编辑，例如减少排斥和/或增强细胞适应性。工程化通常包括由人工来操纵。例如，当在自然界中未以该顺序连结或连接在一起的两个或更多个序列通过人工操纵以在工程化多核苷酸中直接彼此连结或连接时，多核苷酸被认为是“工程化的”。在通过分子生物学技术操纵细胞的情况下，如果细胞或生物体已经被操纵以使得其遗传信息被改变(例如，之前不存在的新遗传物质已经例如通过转化、体细胞杂交、转染、转导或其他机制被引入，或者之前存在的遗传物质例如通过取代或缺失突变、或通过其他方案被改变或去除)，则认为该细胞或生物体是“工程化的”。在一些实施方案中，结合剂是经修饰的淋巴细胞，例如T细胞或NK细胞，其可以从患者或供体获得。可以对工程化细胞进行修饰以表达掺入该细胞的基因组中的外源性构建体，诸如嵌合抗原受体(CAR)或T细胞受体(TCR)。工程化多核苷酸或结合剂的子代通常被称为“工程化的”，即使实际操纵是在先前的实体上进行的。在一些实施方案中，“工程化的”是指已经设计和生产的实体。术语“设计的”是指以下作用剂：(i)其结构是由人工选择的；(ii)其通过需要人工的方法产生；和/或(iii)其不同于天然物质和其他已知作用剂。
“T细胞受体”或“TCR”是指存在于T细胞表面上的抗原识别分子。在正常T细胞发育期间，四个TCR基因即α、β、γ和δ中的每一者可以重新排列，从而导致高度多样化的TCR蛋白质。基于TCR的T细胞疗法的实例在国际专利申请PCT/US2013/059608和PCT/US2015/033129中公开，该申请的全部内容通过引用在此并入本文。
术语“异源的”是指来自除天然存在的序列以外的任何来源。例如，作为共刺激蛋白的一部分包含的异源序列是不天然存在的氨基酸，即不与野生型人共刺激蛋白一致。例如，异源核苷酸序列是指不同于野生型人共刺激蛋白编码序列的核苷酸序列。
术语“同一性”是指聚合分子之间，例如核酸分子(例如，DNA分子和/或RNA分子)之间和/或多肽分子之间的总体相关性。用于计算两个所提供的多肽序列之间的百分比同一性的方法是已知的。例如，可以通过出于最佳比较目的比对两个核酸或多肽序列来进行这两个序列的百分比同一性的计算(例如，可以在第一序列和第二序列中的一者或两者中引入空位以用于最佳比对，并且可以出于比较目的而忽略不相同的序列)。然后比较对应位置处的核苷酸或氨基酸。当第一序列中的位置被与第二序列中的对应位置相同的残基(例如，核苷酸或氨基酸)占据时，则分子在该位置是相同的。两个序列之间的百分比同一性是这些序列共享的相同位置的数目的函数，任选地考虑空位的数目和每个空位的长度，可能需要引入空位来用于最佳比对这两个序列。序列的比较或比对以及两个序列之间的百分比同一性的确定可以使用数学算法诸如BLAST(基本局部比对搜索工具)来实现。在一些实施方案中，如果聚合物分子的序列至少25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％相同(例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％相同)，则认为它们是彼此“同源的”。
为了计算百分比同一性，进行比较的序列通常以给出这些序列之间的最大匹配的方式比对。可以用于确定百分比同一性的计算机程序的一个示例为GCG程序包，其包括GAP(Devereux等人，1984,Nucl.Acid Res.12:387；Genetics Computer Group,University ofWisconsin,Madison,Wis.)。计算机算法GAP用于比对要确定其百分比序列同一性的两个多肽或多核苷酸。将序列进行比对以最佳匹配它们各自的氨基酸或核苷酸(“匹配的跨度”，如通过该算法确定的)。在某些实施方案中，该算法还使用标准比较矩阵(参见Dayhoff等人，1978,Atlas of Protein Sequence and Structure5:345-352中的PAM 250比较矩阵；Henikoff等人，1992,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.89:10915-10919中的BLOSUM 62比较矩阵)。其他算法也可用于比较氨基酸序列或核酸序列，包括在商业计算机程序中可用的那些，诸如用于核苷酸序列的BLASTN，以及用于氨基酸序列的BLASTP、带空位BLAST和PSI-BLAST。示例性的此类程序描述于以下文献中：Altschul等人，Basic local alignmentsearch tool,J.Mol.Biol.,215(3):403-410,1990；Altschul等人，Methods inEnzymology；Altschul等人，“Gapped BLAST and PSI-BLAST:a new generation ofprotein database search programs,”Nucleic Acids Res.25:3389-3402,1997；Baxevanis等人，Bioinformatics:A Practical Guide to the Analysis of Genes andProteins,Wiley,1998；以及Misener等人(编辑)，Bioinformatics Methods andProtocols(Methods in Molecular Biology,Vol.132),Humana Press,1999。除了识别相似的序列之外，上文提到的程序还通常提供相似性程度的指示。在一些实施方案中，如果两个序列的对应残基中的至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或更多在相关残基延伸段(例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)上是相似和/或相同的，则认为这两个序列是基本上相似的。在一些实施方案中，相关延伸段是完整序列。在一些实施方案中，相关延伸段为至少10个、至少15个、至少20个、至少25个、至少30个、至少35个、至少40个、至少45个、至少50个、至少55个、至少60个、至少65个、至少70个、至少75个、至少80个、至少85个、至少90个、至少95个、至少100个、至少125个、至少150个、至少175个、至少200个、至少225个、至少250个、至少275个、至少300个、至少325个、至少350个、至少375个、至少400个、至少425个、至少450个、至少475个、至少500个或更多个残基。具有显著的序列相似性的序列可以是彼此的同源物。
当提及核酸或其片段时，术语“基本同一性”或“基本上相同”表示当用合适的核苷酸插入或缺失与另一核酸(或其互补链)最佳比对时，在至少约95％、更优选地至少约96％、97％、98％或99％的核苷酸碱基中存在核苷酸序列同一性，如通过任何公知的序列同一性算法诸如FASTA、BLAST或Gap所测量的，如下文所讨论。在某些情况下，与参考核酸分子具有基本同一性的核酸分子可编码与参考核酸分子编码的多肽具有相同或基本上相似氨基酸序列的多肽。
当应用于多肽时，术语“基本相似性”或“基本上相似”意指两个肽序列在最佳比对时，诸如通过程序GAP或BESTFIT使用默认空位权重，共享至少95％序列同一性、甚至更优选地至少98％或99％序列同一性。优选地，不相同的残基位置因保守氨基酸取代而不同。
术语“改善”、“增加”、“抑制”和“减少”表示相对于基线或其他参考测量的值。在一些实施方案中，适当的参比测量可以包括在某些系统中(例如，在单个个体中)在不存在(例如，之前和/或之后)药剂或治疗的在其他方面可比较的条件下，或在存在适当的可比较的参比药剂的情况下的测量。在一些实施方案中，适当的参比测量可以包括在已知或预期在相关药剂或治疗存在下以可比较的方式响应的可比较系统中的测量。
“免疫反应”是指免疫系统的细胞(例如，T淋巴细胞、B淋巴细胞、自然杀伤(NK)细胞、巨噬细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞、树突细胞和中性粒细胞)和这些细胞中的任何细胞或肝脏产生的可溶性大分子(包括Ab、细胞因子和补体)的作用，导致选择性地靶向、结合、损害、破坏和/或清除来自脊椎动物身体的侵入病原体、被病原体感染的细胞或组织、癌细胞或其他异常细胞、或在自身免疫或病理性炎症的情况下的正常人细胞或组织。
术语“免疫疗法”是指通过包括诱导、增强、抑制或以其他方式改变免疫反应的方法来治疗罹患疾病或者有患上疾病或复发的风险的受试者。免疫疗法的示例包括但不限于NK细胞和T细胞疗法。T细胞疗法可包括过继性T细胞疗法、肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)免疫疗法、自体细胞疗法、工程化的自体细胞疗法(eACTTM)和同种异体T细胞移植。然而，本领域技术人员将认识到本文所公开的调理方法将增强任何移植的T细胞疗法的功效。T细胞疗法的示例描述于美国专利公布2014/0154228号和2002/0006409号、美国专利号5,728,388号和国际公布WO 2008/081035号中。基于TCR的T细胞疗法的实例在国际专利申请PCT/US2013/059608和PCT/US2015/033129中公开，该申请的全部内容通过引用在此并入本文。
免疫疗法的T细胞或NK细胞可以来自本领域已知的任何来源。例如，T细胞和NK细胞可在体外从造血干细胞群(例如iPSC)中分化，或者可从受试者获得。T细胞和NK细胞可获自例如外周血单核细胞(PBMC)、骨髓、淋巴结组织、脐带血、胸腺组织、来自感染部位的组织、腹水、胸腔积液、脾组织和肿瘤。此外，T细胞可以来源于本领域中可用的一种或多种T细胞系。还可使用技术人员已知的多种技术(诸如FICOLLTM分离和/或血液单采术)从收集自受试者的血液单位中获得T细胞。分离T细胞疗法用T细胞的附加方法公开于美国专利公布2013/0287748号中，该专利公布全文以引用方式并入本文。
术语“体外”是指在人工环境中发生的事件，例如在试管、反应容器、细胞培养物等中，而不是在多细胞生物体内。术语“体外细胞”是指离体培养的任何细胞。具体地，体外细胞可包括T细胞或NK细胞。术语“体内”是指在多细胞生物体诸如人或非人动物体内发生的事件。
术语“分离的”是指以下物质：(1)已经与该物质在较早时间与其缔合或者该物质原本会与其缔合的至少一些组分分离，以及/或者(2)存在于包含有限或限定的量或浓度的一种或多种已知或未知污染物的组合物中。在一些实施方案中，分离的物质可以与该物质在较早时间与其缔合的其他非物质组分(例如，该物质之前与其缔合或者原本会与其缔合的其他组分或污染物)的约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％或超过约99％(例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)分离。在某些情况下，如果物质存在于含有量或浓度有限或减少的相同或相似类型的分子的组合物中，则该物质是分离的。例如，在某些情况下，如果核酸、DNA或RNA物质存在于含有量或浓度有限或减少的非物质核酸、DNA或RNA分子的组合物中，则该核酸、DNA或RNA物质是分离的。例如，在某些情况下，如果多肽物质存在于含有量或浓度有限或减少的非物质多肽分子的组合物中，则该多肽物质是分离的。在某些实施方案中，量可以是例如相对于存在于组合物中的期望物质的量测量的量。在某些实施方案中，有限的量可以是不超过组合物中的物质的量的100％(例如，不超过组合物中的物质的量的1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或95％(例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％))的量。在某些情况下，组合物就所选择的物质而言是纯的或基本上纯的。在一些实施方案中，分离的物质的纯度为约80％、约85％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％或大于约99％(例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)。如果物质基本上不含其他组分或污染物，则该物质是“纯的”。在一些实施方案中，在已经与某些其他组分诸如一种或多种载剂或赋形剂(例如，缓冲剂、溶剂、水等)混合后，物质仍可以被认为是“分离的”或甚至“纯的”；在此类实施方案中，在不包含此类载剂或赋形剂的情况下计算该物质的分离度或纯度百分比。
“接头”(L)或“接头结构域”或“接头区域”是指长度为约1至100个氨基酸的寡肽区或多肽区，其例如将CAR、TCR和/或scFv的任何结构域/区连结在一起，或甚至将这些多肽中的一者或多者连结在一起。接头可以由柔性残基如甘氨酸和丝氨酸组成，使得相邻的蛋白质结构域相对于彼此自由移动。当需要确保两个相邻结构域在空间上不相互干扰时，可以使用更长的接头。接头可以是可切割的或不可切割的。可切割接头的示例包括2A接头(例如T2A)、2A样接头或其功能等同物以及它们的组合。在一些实施方案中，接头包括小核糖核酸病毒2A样接头、猪捷申病毒(P2A)的CHYSEL(SEQ ID NO:1)序列、病毒(T2A)，或者它们的组合、变体和功能等同物。在其他实施方案中，接头序列可包含Asp-Val/Ile-Glu-X-Asn-Pro-Gly(2A)-Pro(2B)结构域(SEQ ID NO:2)，其导致2A甘氨酸与2B脯氨酸之间的切割。其他接头对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且可以与本公开结合使用。接头可以是将不同元件彼此连接的多元件剂的一部分。例如，包含两个或更多个功能或结构结构域的多肽可在此类结构域之间包含将它们彼此连接的一段氨基酸。在一些实施方案中，包含接头元件的多肽具有一般形式S1-L-S2的总体结构，其中S1和S2可相同或不同并且表示通过接头彼此关联的两个结构域。接头可将CAR或TCR的任何结构域/区连接或连接在一起。在一些实施方案中，多肽接头的长度为至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100或更多个氨基酸(例如，长度为1至10、1至20、1至30、1至40、1至50、1至60、1至70、1至80、1至90、1至100、10至20、10至30、10至40、10至50、10至60、10至70、10至80、10至90或10至100个氨基酸)。在一些实施方案中，接头的特征在于它倾向于不采用刚性三维结构，而是为多肽提供柔性。在另一个示例中，其可用于连接待表达的一种或多种多肽，诸如CAR和/或TCR。
其他接头包括不可切割接头。许多接头被用于实现本发明，包括“柔性接头”。后者富含甘氨酸。Klein等人，Protein Engineering,Design&Selection第27卷，第10期，第325-330页，2014；Priyanka等人，Protein Sci.，2013年2月；22(2):153-167。
在一些实施方案中，接头是合成接头。合成接头可具有约10个氨基酸至约200个氨基酸的长度，例如10至25个氨基酸、25至50个氨基酸、50至75个氨基酸、75至100个氨基酸、100至125个氨基酸、125至150个氨基酸、150至175个氨基酸或175至200个氨基酸。合成接头可具有10至30个氨基酸的长度，例如10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30个氨基酸。合成接头可具有30至50个氨基酸的长度，例如30至35个氨基酸、35至40个氨基酸、40至45个氨基酸或45至50个氨基酸。
在一些实施方案中，接头是柔性接头。在一些实施方案中，接头富含甘氨酸(Gly或G)残基。在一些实施方案中，接头富含丝氨酸(Ser或S)残基。在一些实施方案中，接头富含甘氨酸和丝氨酸残基。
术语“淋巴细胞”包括自然杀伤(NK)细胞、T细胞或B细胞。NK细胞是一种细胞毒性(对细胞有毒的)淋巴细胞，其代表固有免疫系统的组分。NK细胞排斥肿瘤和被病毒感染的细胞。它通过细胞凋亡或程序性细胞死亡的过程起作用。它们被称为“自然杀手”，因为它们不需要活化即可杀死细胞。T细胞在细胞介导的免疫(无抗体参与)中起作用。其T细胞受体(TCR)将它们自己与其他淋巴细胞类型区分开。胸腺是免疫系统的专门器官，主要负责T细胞的成熟。T细胞有六种类型，即：辅助T细胞(例如，CD4+细胞)、细胞毒性T细胞(也称为TC、细胞毒性T淋巴细胞、CTL、T杀伤细胞、溶细胞性T细胞、CD8+T细胞或杀伤性T细胞)、记忆T细胞((i)干记忆TSCM细胞(如幼稚细胞)是CD45RO-、CCR7+、CD45RA+、CD62L+(L-选择素)、CD27+、CD28+和IL-7Rα+，但它们还表达大量的CD95、IL-2Rβ、CXCR3和LFA-1，并显示出许多记忆细胞特有的功能属性)；(ii)中枢记忆TCM细胞表达L-选择素和CCR7，它们分泌IL-2，但不分泌IFNγ或IL-4，以及(iii)然而，效应记忆TEM细胞不表达L-选择素或CCR7，但产生效应细胞因子(如IFNγ和IL-4))、调节性T细胞(Treg、抑制性T细胞或CD4+CD25+调节性T细胞)、自然杀伤T细胞(NKT)和γδT细胞。另一方面，B细胞在体液免疫(有抗体参与)中起作用。其制造抗体和抗原并发挥抗原递呈细胞(APC)的作用，并在通过抗原相互作用活化后转变为记忆B细胞。在哺乳动物中，未成熟B细胞在其名称所来源的骨髓中形成。
术语“中和”是指结合配体并防止或降低该配体的生物学作用的抗原结合分子、scFv、抗体或其片段。在一些实施方案中，抗原结合分子、scFv、抗体或其片段直接阻断配体上的结合位点，或通过间接方式(例如，配体中的结构或能量改变)改变配体的结合能力。在一些实施方案中，抗原结合分子、scFv、抗体或其片段防止与其结合的蛋白质执行生物学功能。
“核酸”是指核苷酸的任何聚合链。核酸可以是DNA、RNA或它们的组合。在一些实施方案中，核酸包含一个或多个天然核酸残基。在一些实施方案中，核酸包含一种或多种核酸类似物。在一些实施方案中，核酸通过以下方式中的一种或多种来制备：从天然来源分离、通过基于互补模板进行聚合来酶促合成(体内或体外)、在重组细胞或系统中繁殖，以及化学合成。在一些实施方案中，核酸的长度为至少3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、20、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、600、700、800、900、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000或更多个残基(例如，20至100个、20至500个、20至1000个、20至2000个，或者20至5000个或更多个残基)。在一些实施方案中，核酸是部分或全部单链的；在一些实施方案中，核酸是部分或全部双链的。在一些实施方案中，核酸具有包含至少一个编码多肽的元件的核苷酸序列，或者是编码多肽的序列的补体序列。
“可操作地连接”是指所述组分处于允许它们以其预期方式起作用的关系中的并置关系。例如，“可操作地连接”至功能元件的控制元件以使得在与控制元件相容的条件下实现功能元件的表达和/或活性的方式缔合。在实施方案中，启动子可操作地连结到核酸。
“患者”包括罹患癌症(例如，多发性骨髓瘤)的任何人。术语“受试者”和“患者”在本文可互换使用。
术语“肽”、“多肽”和“蛋白质”可互换使用，并且是指由通过肽键共价连接的氨基酸残基构成的化合物。蛋白质或肽包含至少两个氨基酸，并且对可以构成蛋白质或肽的序列的最大氨基酸数目没有限制。多肽包括包含通过肽键彼此连接的两个或更多个氨基酸的任何肽或蛋白质。如本文所用，该术语是指短链(其在本领域中通常也称为例如肽、寡肽和寡聚物)和长链(其在本领域中通常称为蛋白质，蛋白质有很多类型)。“多肽”包括例如生物活性片段、基本上同源的多肽、寡肽、同二聚体、异二聚体、多肽的变体、修饰的多肽、衍生物、类似物、融合蛋白等等。多肽包括天然肽、重组肽、合成肽或它们的组合。
术语“药学上可接受的”是指当施用于接受者时对其接受者无害、或者任何有害作用被对其接受者的有益效果胜过的分子或组合物。就用于配制如本文所公开的组合物的载剂、稀释剂或赋形剂而言，药学上可接受的载剂、稀释剂或赋形剂必须与该组合物的其他成分相容，并且对其接受者无害，或者任何有害作用必须被对接受者的有益效果胜过。术语“药学上可接受的载剂”意指涉及将作用剂从身体的一部分携带或运输到另一部分(例如，从一个器官到另一个器官)的药学上可接受的材料、组合物或媒介物，诸如液体或固体填充剂、稀释剂、赋形剂或溶剂包封材料。存在于药物组合物中的每种载剂从以下意义上说必须是“可接受的”：与制剂的其他成分相容并且对患者无害，或者任何有害作用必须被对接受者的有益效果胜过。可以充当药学上可接受的载剂的材料的一些示例包括：糖，诸如乳糖、葡萄糖和蔗糖；淀粉，诸如玉米淀粉和马铃薯淀粉；纤维素及其衍生物，诸如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素和醋酸纤维素；粉末状黄蓍胶；麦芽；明胶；滑石；赋形剂，诸如可可油和栓剂蜡；油，诸如花生油、棉籽油、红花油、芝麻油、橄榄油、玉米油和大豆油；二醇，诸如丙二醇；多元醇，诸如甘油、山梨糖醇、甘露糖醇和聚乙二醇；酯，诸如油酸乙酯和月桂酸乙酯；琼脂；缓冲剂，诸如氢氧化镁和氢氧化铝；藻酸；无热原水；等渗盐水；林格氏溶液；乙醇；pH缓冲溶液；聚酯、聚碳酸酯和/或聚酸酐；以及药物制剂中所采用的其他无毒相容物质。
术语“药物组合物”是指其中活性剂与一种或多种药学上可接受的载剂一起配制的组合物。在一些实施方案中，活性剂以适用于在治疗方案中施用的单位剂量存在，当施用于相关受试者或群体时，该治疗方案示出实现预定治疗效果的统计上显著的概率。在一些实施方案中，药物组合物可以被配制用于以固体或液体形式施用，包括但不限于适合于以下各项的形式：口服施用，例如灌服剂(水性或非水性溶液剂或混悬剂)、片剂(例如，靶向颊面、舌下和全身吸收的那些)、大丸药、散剂、颗粒剂、施用于舌的糊剂；肠胃外施用，例如通过皮下、肌内、静脉内或硬膜外注射，作为例如无菌溶液剂或混悬剂，或者缓释制剂；局部施加，例如作为霜剂、软膏剂或控释贴剂，或者施加于皮肤、肺部或口腔的喷雾剂；阴道内或直肠内施用，例如，作为阴道栓剂、霜剂或泡沫；舌下施用；眼部施用；经皮施用；或经鼻、经肺施用和经其他粘膜表面施用。
术语“增殖”是指细胞分裂(对称或非对称的细胞分裂)的增加。在一些实施方案中，“增殖”是指T细胞的对称或非对称分裂。当经处理样品中的细胞数量与未经处理样品中的细胞相比增加时，发生“增殖增加”。
术语“参考”描述了相对于其进行比较的标准物或对照物。例如，在一些实施方案中，将感兴趣的作用剂、动物、个体、群体、样品、序列或值与作为作用剂、动物、个体、群体、样品、序列或值的参考物或对照物进行比较。在一些实施方案中，参考物或对照物与感兴趣的测试、测量或测定基本上同时进行测试、测量和/或测定。在一些实施方案中，参考物或对照物是历史参考物或对照物，其任选地体现在有形介质中。一般来讲，在与评估的条件或情况相当的条件或情况下测定或表征参考物或对照物。当存在足够的相似性以证明对所选择的参考物或对照物的依赖和/或比较是正确的时。
“调节性T细胞”(“Treg”、“Treg细胞”或“Tregs”)是指参与控制某些免疫活动例如自身免疫、过敏和对感染的应答的CD4+T淋巴细胞谱系。调节性T细胞可以调节T细胞群的活动，并且还可以影响某些先天免疫系统细胞类型。Treg可以通过生物标志物CD4、CD25和Foxp3的表达以及CD127的低表达来鉴定。天然存在的Treg细胞通常占外周CD4+T淋巴细胞的约5％-10％。然而，肿瘤微环境中的Treg细胞(即肿瘤浸润性Treg细胞)，Treg细胞可占总CD4+T淋巴细胞群的多达20％-30％。
术语“样品”通常是指从感兴趣的来源获得或衍生的材料的等分试样。在一些实施方案中，感兴趣的来源是生物或环境来源。在一些实施方案中，感兴趣的来源可以包括细胞或生物体，诸如细胞群、组织或动物(例如，人)。在一些实施方案中，感兴趣的来源包括生物组织或流体。在一些实施方案中，生物组织或流体可包括羊水、房水、腹水、胆汁、骨髓、血液、母乳、脑脊液、耳垢、乳糜、食糜、射精、内淋巴、渗出液、粪便、胃酸、胃液、淋巴液、粘液、心包液、外淋巴液、腹膜液、胸膜液、脓液、发炎性分泌物、唾液、皮脂、精液、血清、包皮垢、痰、滑液、汗液、泪液、尿液、阴道分泌物、玻璃体液、呕吐物和/或它们的组合或组分。在一些实施方案中，生物流体可以包括细胞内液、细胞外液、血管内液(血浆)、间质液、淋巴液和/或跨细胞液。在一些实施方案中，生物流体可包括植物渗出物。在一些实施方案中，生物组织或样品可以例如通过抽吸、活组织检查(例如，细针或组织活组织检查)、拭子(例如，口腔、鼻腔、皮肤或阴道拭子)、刮擦、手术、洗涤或灌洗(例如，支气管肺泡、导管、鼻腔、眼部、口腔、子宫、阴道或其他洗涤或灌洗)来获得。在一些实施方案中，生物样品包含从个体获得的细胞。在一些实施方案中，样品是通过任何合适的方式直接从感兴趣的来源获得的“原始样品”。在一些实施方案中，如从上下文将清楚的，术语“样品”是指通过处理原始样品(例如，通过除去一种或多种药剂的一种或多种组分和/或通过向其中添加一种或多种药剂)获得的制剂。这样的“经处理的样品”可以包括例如从样品中提取的核酸或蛋白质或通过使原始样品经受一种或多种技术诸如核酸的扩增或逆转录、某些组分的分离和/或纯化等而获得的核酸或蛋白质。
“单链可变片段”、“单链抗体可变片段”或“scFv”抗体是指包含通过接头肽连接的仅重链和轻链的可变区的抗体形式。
术语“癌症的分期”是指对癌症进展水平的定性或定量评估。在一些实施方案中，用于确定癌症分期的标准可包括但不限于以下中的一者或多者：癌症位于身体中何处、肿瘤大小、癌症是否已扩散到淋巴结、癌症是否已扩散到身体的一个或多个不同部分等。在一些实施方案中，可使用所谓的TNM系统对癌症进行分期，根据TNM系统，T是指通常称为原发性肿瘤的主要肿瘤的大小和程度；N是指患有癌症的附近淋巴结的数目；并且M是指癌症是否已经转移。在一些实施方案中，癌症可被称为0期(存在未扩散至附近组织的异常细胞，也称为原位癌，或CIS；CIS不是癌症，尽管可能变成癌症)，I-III期(存在癌症；数目越高，肿瘤越大并且其扩散到附近组织中越多)，或IV期(癌症已扩散到身体的远端部分)。在一些实施方案中，癌症可被指定为选自由以下项组成的组的分期：原位；局部化的(癌症限于其开始的地方，没有其已扩散的迹象)；区域性的(癌症已扩散到附近的淋巴结、组织或器官)：远端(癌症已扩散到身体的远端部分)；以及未知的(没有足够的信息来确定分期)。
“刺激”是指通过刺激分子与其同源配体的结合而诱导的初级应答，其中该结合介导信号转导事件。“刺激分子”是T细胞上的分子(例如，T细胞受体(TCR)/CD3复合物)，其与抗原递呈细胞上递呈的同源刺激配体特异性结合。“刺激配体”是当在抗原递呈细胞(例如，APC、树突细胞、B细胞等)上递呈时可与T细胞上的刺激分子特异性结合，从而介导T细胞的初级应答(包括但不限于活化、起始免疫应答、增殖等)的配体。刺激配体包括但不限于抗CD3抗体(诸如OKT3)、装载有肽的MHC I类分子、超激动剂抗CD2抗体和超激动剂抗CD28抗体。
短语“治疗剂”可指当施用于生物体时引起所需药理学作用的任何药剂。在一些实施方案中，如果药剂在适当群体中表现出统计上显著的作用，则该药剂被视为治疗剂。在一些实施方案中，合适的群体可以是模型生物或人类受试者的群体。在一些实施方案中，可根据生物标志物的存在或不存在等，通过各种标准，诸如特定年龄组、性别、遗传背景、预先存在的临床状况来定义适当的群体。在一些实施方案中，治疗剂是可用于减轻、改善、缓解、抑制、预防疾病、障碍和/或病症的一种或多种症状或特征、延迟其发作、降低其严重性和/或降低其发生率的物质。在一些实施方案中，治疗剂是在其可以上市销售以施用于人之前已经或需要被政府机构批准的药剂。在一些实施方案中，治疗剂是需要医学处方才能施用于人的药剂。
治疗剂(例如，工程化的CAR T细胞或NK细胞)的“治疗有效量”、“有效剂量”、“有效量”或“治疗有效剂量”是当单独使用或与另一种治疗剂联合使用时，保护受试者免受疾病发作或促进疾病消退(通过疾病症状的严重程度的减轻、无症状疾病期的频率和持续时间的增加或因患病导致的障碍或残疾的预防来证实)的任何量。可使用技术人员已知的多种方法来评估治疗剂促进疾病消退的能力，诸如在临床试验期间的人类受试者中，在预测对人的功效的动物模型系统中，或通过在体外测定法中测定药剂的活性。
术语“转导”和“转导的”是指经由病毒载体将外源DNA引入细胞中的过程(参见Jones等人，“Genetics:principles and analysis,”Boston:Jones&Bartlett Publ.(1998))。在一些实施方案中，载体是逆转录病毒载体、DNA载体、RNA载体、腺病毒载体、杆状病毒载体、Epstein-Barr病毒载体、乳头病毒载体、牛痘病毒载体、单纯疱疹病毒载体、腺病毒相关联载体、慢病毒载体或它们的任何组合。
“转化”是指将外源性DNA引入宿主细胞中的任何过程。转化可以使用各种方法在自然条件或人工条件下进行。转化可以使用用于将外来核酸序列插入原核或真核宿主细胞中的任何已知方法来实现。在一些实施方案中，基于正在被转化的宿主细胞和/或将要被插入的核酸来选择一些转化方法。转化方法可以包括但不限于病毒感染、电穿孔和脂质转染。在一些实施方案中，“转化的”细胞稳定地转化，原因是插入的DNA能够作为自主复制质粒或作为宿主染色体的一部分进行复制。在一些实施方案中，转化的细胞可以表达引入的核酸。
受试者的“治疗”或“处理”是指在受试者上执行的任何类型的干预或过程，或对受试者施用活性剂，目的是逆转、缓解、改善、抑制、减慢或预防与疾病相关联的症状、并发症或病症或者生化指标的发作、进展、发展、严重程度或复发。在一个实施方案中，“治疗”包括部分缓解。在另一个实施方案中，“治疗”或“处理”包括完全缓解。在一些实施方案中，治疗可以是对未表现出相关疾病、障碍和/或病症的体征的受试者和/或仅表现出疾病、障碍和/或病症的早期体征的受试者的治疗。在一些实施方案中，这样的治疗可以是对表现出相关疾病、障碍和/或病症的一种或多种已确定体征的受试者的治疗。在一些实施方案中，治疗可以是对已被诊断为患有相关疾病、障碍和/或病症的受试者的治疗。在一些实施方案中，治疗可以是已知具有一种或多种易感性因子的受试者，这些易感性因子在统计学上与相关疾病、障碍和/或病症发展的增加的风险相关。
术语“载体”是指经修饰以包含或掺入所提供的核酸序列的受体核酸分子。一种类型的载体是“质粒”，是指附加的DNA可以连接到其中的环状双链DNA分子。另一种类型的载体是病毒载体，其中可以将附加的DNA区段连接到病毒基因组中。某些载体能够在它们所引入的宿主细胞中自主复制(例如，具有细菌复制起点的细菌载体，以及附加型哺乳动物载体)。其他载体(例如，非附加型哺乳动物载体)可以在引入宿主细胞中时整合到宿主细胞的基因组中，并且由此与宿主基因组一起复制。此外，某些载体包含引导与它们可操作地连接的插入基因表达的序列。此类载体在本文中可以被称为“表达载体”。标准技术可以用于将载体工程化，例如，如存在于Sambrook等人，Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第2版，Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.(1989))中的标准技术，该文献以引用方式并入本文。
术语“序列”指任何长度的核苷酸序列，其可以是DNA或RNA；可以是直链、环状或支链的，并且可以是单链或双链的。术语“供体序列”是指插入基因组的核苷酸序列。供体序列可以是任何长度，例如长度在2与10,000个核苷酸之间(或其间或以上的任何整数值)，优选地长度在约100与1,000个核苷酸之间(或其间的任何整数)，更优选地长度在约200与500个核苷酸之间。
出于本公开的目的，“基因”包括编码基因产物的DNA区域(参见下文)，以及调节基因产物的产生的所有DNA区域，无论此类调控序列是否与编码和/或转录序列相邻。因此，基因包括但不必限于启动子序列、终止子、翻译调控序列诸如核糖体结合位点和内部核糖体进入位点、增强子、沉默子、绝缘子、边界元件、复制起点、基质附着位点和基因座控制区。
“跨膜结构域”是包含至少一个连续氨基酸序列的多肽的结构域，当存在于在哺乳动物细胞中表达的对应内源多肽中时，该连续氨基酸序列穿过脂质双层。例如，跨膜结构域可包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个连续的氨基酸序列，当存在于在哺乳动物细胞中表达的对应内源多肽中时，每个氨基酸序列穿过脂质双层。跨膜结构域可例如包括在脂质双层中具有α-螺旋二级结构的至少一个(例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个)连续的氨基酸序列(当存在于在哺乳动物细胞中表达的对应内源多肽中时，其穿过脂质双层)。在一些实施方案中，跨膜结构域可包括在脂质双层中形成β-桶二级结构的两个或更多个连续的氨基酸序列(当存在于在哺乳动物细胞中表达的对应内源多肽中时，每个氨基酸序列穿过脂质双层)。本文描述了跨膜结构域的非限制性示例。跨膜结构域的附加示例是本领域已知的。
当用于描述多肽的位置时，短语“质膜的细胞外侧”意指多肽包括至少一个穿过质膜的跨膜结构域和至少一个位于细胞外空间的结构域(例如，至少一个抗原结合结构域)。
除非特别地指出相反的情况，否则本公开可以采用在本领域的技术范围内的化学方法、生物化学方法、有机化学方法、分子生物学方法、微生物学方法、重组DNA技术、遗传学方法、免疫学方法和细胞生物学方法，其中许多方法在下文出于说明的目的进行描述。此类技术在文献中有完整的解释。参见例如，Sambrook等人，Molecular Cloning:A LaboratoryManual(第3版，2001)；Maniatis等人，Molecular Cloning:A Laboratory Manual(1982)；Ausubel等人，Current Protocols in Molecular Biology(John Wiley and Sons，2008年7月更新)；Short Protocols in Molecular Biology:A Compendium of Methods fromCurrent Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates and Wiley-Interscience；Glover,DNA Cloning:A Practical Approach，第I和第II卷(IRL Press,Oxford,1985)；Anand,Techniques for the Analysis of Complex Genomes,(AcademicPress,New York,1992)；Transcription and Translation(B.Hames和S.Higgins编辑，1984)；Perbal,A Practical Guide to Molecular Cloning(1984)；Harlow和Lane，Antibodies,(Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,1998)Current Protocols in Immunology Q.E.Coligan、A.M.Kruisbeek、D.H.Margulies、E.M.Shevach和W.Strober编辑，1991)；Annual Review of Immunology；以及期刊中的专题著作，诸如Advances in Immunology。
本公开提供了抗原受体(CARs)，其包含能够结合一个或多个NKG2D配体的NKG2D的细胞外结构域的一部分，在本文中被称为NKG2D CAR。其中，本公开提供了可用于治疗癌症和/或引发或调节免疫应答的方法和组合物。在一些实施方案中，NKG2D CAR与对一种或多种肿瘤抗原具有特异性的TCR和/或对一种或多种肿瘤抗原具有特异性的一个或多个附加CAR一起表达。
本公开的各种实施方案提供了编码本文提供的NKG2D CAR的载体，例如编码NKG2DCAR的载体。本公开的各种实施方案提供了编码TCR或一个或多个附加CAR(例如，与NKG2DCAR结合不同靶标的CAR)的载体，例如，编码NKG2D CAR和TCR或一个或多个附加CAR的载体。在一些实施方案中，NKG2D CAR在与编码TCR或一个或多个附加CAR的载体分开的载体中编码。在一些实施方案中，NKG2D CAR在与编码TCR或一个或多个附加CAR的相同载体中编码。
本公开的各种实施方案提供了编码或表达NKG2D CAR的细胞，例如，被工程化以编码或表达NKG2D CAR的诱导多能细胞(iPSC)、T细胞或NK细胞。本公开的各种实施方案提供了编码或表达NKG2D CAR和TCR或一个或多个附加CAR的细胞，例如，被工程化以编码或表达NKG2D CAR和TCR或一个或多个附加CAR的T细胞或NK细胞。本公开提供了用整合基因进行遗传修饰的免疫细胞，该整合基因例如感兴趣的核苷酸序列(例如，包含此类核苷酸序列的组成型表达构建体和/或诱导型表达构建体)。在实施方案中，免疫细胞被进一步工程化以表达TCR或一个或多个附加CAR。在一些实施方案中，本公开提供了治疗患有肿瘤的受试者的方法，该方法包括向受试者施用本文所述的NKG2D CAR疗法。在一些实施方案中，方法还包括施用一种或多种附加的疗法(例如，第二结合试剂(例如，CAR-T细胞、CAR-NK细胞、TCR-T细胞、TIL细胞、同种异体NK细胞和自体NK细胞)、抗体-药物缀合物、抗体、双特异性抗体、T细胞结合双特异性抗体、工程化抗体和/或本文所述的多肽)。
自然杀伤细胞优先表达几种钙依赖性(C型)凝集素，这些凝集素已经与NK细胞功能的调节有关。NKG2D(如2021年3月7日更新的NCBI基因ID：22914，其通过引用并入本文)是属于C型凝集素样受体的NKG2家族的跨膜蛋白。NKG2基因家族位于NK复合物内，该NK复合物是包含几个在NK细胞中优先表达的C型凝集素基因的区域。NKG2D是用于检测和消除转化的细胞和感染的细胞的识别受体，因为其配体在细胞应激期间被诱导，或是感染或基因组应激的结果，诸如在癌症中。NKG2D结合不同的配体家族，包括MHC I类链相关的A和B蛋白以及UL-16结合蛋白。这些配体的表面表达对于免疫系统识别应激细胞是重要的，并且因此该蛋白及其配体是治疗免疫性疾病和癌症的治疗靶点。
NKG2D配体是诱导自身蛋白，其在正常细胞表面不存在或仅以低水平存在，但在感染的细胞、转化的细胞、衰老细胞和应激细胞中过表达。它们的表达在不同阶段(转录、mRNA和蛋白质稳定、从细胞表面切割)受到各种应激通路的调节。NKG2D配体与MHC I类分子同源，并且被分成两个家族：MIC和RAET1/ULBP。人类MIC基因位于MHC基因座内，并且由七个成员(MICA-G)组成，其中仅MICA和MICB产生功能转录物。在十个已知的人类RAET1/ULBP基因中，有六个编码功能蛋白：RAET1E/ULBP4、RAET1G/ULBP5、RAET1H/ULBP2、RAET1/ULBP1、RAET1L/ULBP6、RAET1N/ULBP3。
嵌合抗原受体(CAR)是可将T细胞或NK细胞(例如，患者或供体T细胞或NK细胞)引导或重定向到选定靶标的工程化受体。CAR可被工程化以识别靶标(诸如抗原，在所公开的NKG2D CAR的情况下是NKG2D配体)，并且当与该靶标结合时，活化免疫细胞以攻击和破坏携带所述靶标的细胞。当这些靶标存在于肿瘤细胞上时，表达CAR的免疫细胞可靶向并杀死肿瘤细胞。CAR通常包含介导抗原结合的细胞外结合结构域(例如，NKG2D胞外结构域)、当CAR存在于细胞表面或细胞膜时跨越或被理解为跨越细胞膜的跨膜结构域，以及细胞内(或细胞质)信号传导结构域。
根据至少一种非限制性观点，已经存在至少三“代”CAR组合物。在第一代CAR中，结合结构域(例如，单链片段可变区、结合结构域)经由跨膜结构域连接或连接至信号传导结构域(例如，CD3ζ)，该跨膜结构域任选地包含铰链结构域和一个或多个间隔区。在第二代CAR中，共刺激结构域(CM1，诸如CD28、4-1BB或OX-40)与信号传导结构域(例如，CD3ζ)一起引入。在第三代CAR中，包含第二共刺激结构域(CM2)。
TCR是由α链和β链组成的异二聚体。TCR信号传导需要募集产生免疫突触的信号传导蛋白。另外，TCR在质膜上的定位取决于在T细胞中表达的CD3复合物。工程化单链TCR可以例如使用CAR构建体的跨膜和信号传导结构域、已知的方法和构建体(例如，sTCR和TCR-CAR分子，例如，TCRβ链与CD28 TM和CD28和CD3ζ信号传导模块的融合)产生。
本公开的NKG2D CAR可包含结合NKG2D配体的细胞外NKG2D结构域。在一些实施方案中，抗原结合系统还包含共刺激结构域、和/或细胞外结构域(例如，“铰链”或“间隔”区)、和/或跨膜结构域、和/或细胞内(信号传导)结构域、和/或CD3-ζ或CD3-ε活化结构域。
在某些实施方案中，NKG2D CAR包含NKG2D胞外结构域(细胞外结构域)多肽是指与SEQ ID 3具有至少75％序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的多肽。LFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQ NASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLL TIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTV(SEQ ID NO:3)。在实施方案中，NKG2D胞外结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：TTATTCAACCAAGAAGTCCAGATTCCCTTGACCGAAAGTTACTGCGGCCCATGTCCGAAAAACTGGATATGTTATAAAAATAACTGTTACCAGTTCTTCGATGAATCTAAAAACTGGTATGAGAGCCAGGCATCTTGTATGTCTCAAAATGCCAGCCTGCTCAAAGTATACAGCAAGGAGGACCAGGATTTACTTAAACTGGTGAAGTCATATCACTGGATGGGATTGGTACACATTCCCACAAATGGATCTTGGCAGTGGGAAGACGGCTCCATTCTCTCACCCAACCTACTAACAATAATTGAAATGCAGAAGGGAGACTGCGCACTCTATGCATCGAGCTTTAAAGGTTATATAGAAAACTGTTCAACTCCAAATACATACATCTGCATGCAAAGGACTGTA(SEQ ID NO:4)。在实施方案中，NKG2D胞外结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：TTATTCAACCAAGAAGTCCAAATTCCCTTGACCGAAAGTTACTGTGGCCCATGTCCTAAAAACTGGATATGTTACAAAAATAACTGTTACCAATTCTTCGATGAAAGTAAAAACTGGTATGAGAGCCAGGCTTCTTGTATGTCTCAAAATGCCAGCCTTCTGAAAGTATACAGCAAGGAGGACCAGGATTTACTTAAACTGGTGAAGTCATATCATTGGATGGGACTAGTACACATTCC AACAAATGGATCTTGGCAGTGGGAAGACGGCTCCATTCTCTCACCCAACCTACTAACAATAATTGAAATGCAGAAGGGAGACTGTGCACTCTATGCATCGAGCTTTAAAGGCTATATAGAAAACTGTTCAACTCCAAATACATACATCTGCATGCAAAGGACTGTG(SEQ ID NO:5)。在实施方案中，NKG2D胞外结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：TTATTCAACCAAGAAGTCCAAATTCCCTTGACCGAAAGTTACTGTGGCCCATGTCCTAAGAACTGGATATGTTACAAAAATAACTGTTACCAATTCTTCGATGAATCTAAGAATTGGTATGAGAGCCAGGCTTCTTGTATGTCTCAAAATGCCAGCCTTCTTAAAGTATACAGCAAAGAGGACCAGGATTTACTTAAACTGGTGAAGTCATATCATTGGATGGGACTAGTACACATTCCAACAAATGGATCTTGGCAGTGGGAAGACGGCTCCATTCTCTCACCCAACCTACTAACAATAATTGAAATGCAGAAGGGAGACTGTGCACTCTATGCATCGAGCTTTAAAGGCTATATAGAAAACTGTTCAACTCCAAATACATATATTTGCATGCAAAG GACTGTG(SEQ ID NO:55)。
在一些实施方案中，本公开的NKG2D CAR可包含抗原结合系统，该抗原结合系统包含前导肽(P)、NKG2D胞外结构域(B)、铰链(E)、跨膜结构域(T)、共刺激结构域(C)、第二共刺激结构域(C')和活化结构域(A)中的一者或多者或全部。在一些情况下，NKG2D CAR根据以下进行配置：B E T A。在某些情况下，活化域包含一个或多个活化结构域。在某些方面，活化结构域包含CD3ζ、CD3ε或CD3ζ和CD3ε两者。在一些情况下，NKG2D CAR根据以下进行配置：P B E T A。在一些情况下，NKG2D CAR根据以下进行配置：B E T C A。在一些情况下，NKG2DCAR根据以下进行配置：P B E T C A。在一些情况下，NKG2D CAR根据以下进行配置：B E TC C'A。在一些情况下，NKG2D CAR根据以下进行配置：P B E T C C'A。
在某些实施方案中，本文所设想的CAR可包含介于各种结构域之间的接头残基，其被添加用于获得分子的适当间隔构象。本文设想的CAR可以包含一个、两个、三个、四个或五个或者更多个接头。在一些实施方案中，接头的长度为约1个至约25个氨基酸、约5个至约20个氨基酸或者约10个至约20个氨基酸，或者任何中间长度的氨基酸。在一些实施方案中，接头的长度为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个或更多个氨基酸。
接头的说明性示例包括甘氨酸聚合物(G)n；甘氨酸-丝氨酸聚合物(G1-5S1-5)n，其中n是至少为1、2、3、4或5的整数；甘氨酸-丙氨酸聚合物；丙氨酸-丝氨酸聚合物；以及本领域已知的其他柔性接头。甘氨酸和甘氨酸-丝氨酸聚合物是相对非结构化的，因此可以能够充当融合蛋白的结构域之间的中性系链，诸如本文所述的CAR。甘氨酸甚至比丙氨酸进入更多的phi-psi空间，并且受到的限制比具有较长侧链的残基小得多(参见Scheraga,Rev.Computational Chem.11173-142(1992))。本文所设想的其他接头包括Whitlow接头(参见Whitlow,Protein Eng.6(8):989-95(1993))。普通技术人员将认识到，在一些实施方案中，CAR的设计可以包括全部或部分柔性的接头，使得该接头可以包括柔性接头以及一个或多个赋予较小柔性结构的部分，以提供所需的CAR结构。在一个实施方案中，本文所述的任何构建体可以包含“GS”接头。在另一个实施方案中，本文所述的任何构建体包含“GSG”接头。在一个示例中，甘氨酸-丝氨酸接头包含氨基酸序列GS(SEQ ID NO:6)或由其组成，其可由根据ggatcc(SEQ ID NO:7)或gggtcc(SEQ ID NO:8)的核苷酸序列编码。在一个示例中，甘氨酸-丝氨酸接头包含氨基酸序列GGGSGGGS(SEQ ID NO:9)或由其组成，其可由根据ggcggtggaagcggaggaggttcc(SEQ ID NO:10)的核苷酸序列编码。在另一个实施方案中，本文所述的CAR包含与SEQ ID NO:11(GSTSGSGKPGSGEGSTKG(SEQ ID NO:11))具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列。在实施方案中，接头由与具有根据以下的核酸序列具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的核酸序列编码：gggagcactagcggctctggcaaacctggatctggcgagggatctaccaagggc(SEQ ID NO:12)、gggagcacaagcggctctggcaaacctggatctggcgagggatctaccaagggc(SEQ ID NO:13)、或gggagcacaagcggctctggcaaacctggatccggcgagggatctaccaagggc(SEQ ID NO:14)。
CAR的结合结构域之后通常可以是一个或多个“铰链结构域”，该铰链结构域在将抗原结合结构域远离效应细胞表面定位中起作用，以实现适当的细胞/细胞接触、抗原结合和活化。CAR通常包含介于结合结构域与跨膜结构域之间的一个或多个铰链结构域。该铰链结构域可以来源于天然来源、合成来源、半合成来源或重组来源。该铰链结构域可以包含天然存在的免疫球蛋白铰链区或改变的免疫球蛋白铰链区的氨基酸序列。
在一些实施方案中，本文所设想的CAR可包含铰链，该铰链是、来自或来源于免疫球蛋白样铰链结构域(例如，包含其全部或片段)。在一些实施方案中，铰链结构域来自或衍生自免疫球蛋白。在一些实施方案中，铰链结构域选自IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgD、IgE或IgM的铰链或其片段。铰链可以来源于天然来源或合成来源。适用于本文所述的CAR中的铰链结构域包括来源于1型膜蛋白质(诸如CD8α、CD4、CD28和CD7)的细胞外区域的铰链区，其可以是来自这些分子的野生型铰链区，或者可以改变。铰链可以来源于天然来源或合成来源。在一些实施方案中，本公开的抗原结合系统可以包含铰链，该铰链是、来自或来源于下列各项(例如，包含下列各项的全部或片段)：CD2、CD3δ、CD3ε、CD3γ、CD4、CD7、CD8α、CD8β、CD11a(ITGAL)、CD11b(ITGAM)、CD11c(ITGAX)、CD11d(ITGAD)、CD18(ITGB2)、CD19(B4)、CD27(TNFRSF7)、CD28、CD28T、CD29(ITGB1)、CD30(TNFRSF8)、CD40(TNFRSF5)、CD48(SLAMF2)、CD49a(ITGA1)、CD49d(ITGA4)、CD49f(ITGA6)、CD66a(CEACAM1)、CD66b(CEACAM8)、CD66c(CEACAM6)、CD66d(CEACAM3)、CD66e(CEACAM5)、CD69(CLEC2)、CD79A(B细胞抗原受体复合物相关α链)、CD79B(B细胞抗原受体复合物相关β链)、CD84(SLAMF5)、CD96(Tactile)、CD100(SEMA4D)、CD103(ITGAE)、CD134(OX40)、CD137(4-1BB)、CD150(SLAMF1)、CD158A(KIR2DL1)、CD158B1(KIR2DL2)、CD158B2(KIR2DL3)、CD158C(KIR3DP1)、CD158D(KIRDL4)、CD158F1(KIR2DL5A)、CD158F2(KIR2DL5B)、CD158K(KIR3DL2)、CD160(BY55)、CD162(SELPLG)、CD226(DNAM1)、CD229(SLAMF3)、CD244(SLAMF4)、CD247(CD3-ζ)、CD258(LIGHT)、CD268(BAFFR)、CD270(TNFSF14)、CD272(BTLA)、CD276(B7-H3)、CD279(PD-1)、CD314(NKG2D)、CD319(SLAMF7)、CD335(NK-p46)、CD336(NK-p44)、CD337(NK-p30)、CD352(SLAMF6)、CD353(SLAMF8)、CD355(CRTAM)、CD357(TNFRSF18)、诱导型T细胞共刺激因子(ICOS)、LFA-1(CD11a/CD18)、NKG2C、DAP-10、ICAM-1、NKp80(KLRF1)、IL-2Rβ、IL-2Rγ、IL-7Rα、LFA1-1、SLAMF9、LAT、GADS(GrpL)、SLP-76(LCP2)、PAG1/CBP、CD83配体、Fcγ受体、MHC1类分子、MHC 2类分子、TNF受体蛋白、免疫球蛋白、细胞因子受体、整合素、活化NK细胞受体，或Toll配体受体，或者它们的片段或组合。
这些铰链结构域的多核苷酸和多肽序列是已知的。在一些实施方案中，编码铰链结构域的多核苷酸包含与已知核苷酸序列至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％、至少约96％、至少约97％、至少约98％、至少约99％或约100％(例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)相同的核苷酸序列。在一些实施方案中，铰链结构域的多肽序列包含与已知多肽序列至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％、至少约96％、至少约97％、至少约98％、至少约99％或约100％(例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)相同的多肽序列。
在实施方案中，该铰链结构域包含CD8α铰链区。在实施方案中，本文所述的CAR包含来自CD8α的铰链结构域，该铰链结构域具有与SEQ ID NO:15(TTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACD(SEQ ID NO:15))具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列。在实施方案中，来自CD8α的铰链结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的核酸编码：ACCACGACGCCAGCGCCGCGACCACCAACACCGGCGCCCACCATCGCGTCGCAACCCCTGTCCCTGCGCCCAGAGGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCCTGTGAT(SEQ IDNO:16)。在实施方案中，来自CD8α的铰链结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的核酸编码：ACAACGACGCCAGCGCCGCGACCACCAACACCGGCGCCCACCATCGCGTCGCAACCCCTGTCCCTGAGGCCTGAAGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCTTGTGAC(SEQ ID NO:17)。在实施方案中，来自CD8α的铰链结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的核酸编码：ACCACGACGCCAGCGCCGCGACCACCAACACCGGCGCCCACCATCGCGTCGCAACCCCTGTCCCTGCGCCCCGAGGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCCTGTGAT(SEQ ID NO:18)。在实施方案中，来自CD8α的铰链结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的核酸编码：ACCACGACGCCAGCGCCGCGACCACCAACACCGGCGCCCACCATCGCGTCGCAACCCCTGTCCCTGAGGCCTGAAGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGCGGCGCAGTGCACACGAGAGGGCTGGACTTCGCCTGTGAT(SEQ ID NO:56)。
在实施方案中，铰链结构域包含截短的CD28铰链区(CD28T)铰链区，诸如在2017年3月31日提交的国际专利申请号PCT/US2017/025351中所公开的，该申请全文以引用方式并入本文。在实施方案中，本文所述的CAR包含CD28T铰链结构域，该铰链结构域具有与SEQ IDNO:19(LDNEKSNGTIIHVKGKHLCPSPLFPGPSKP(SEQ ID NO:19))具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列。在实施方案中，CD28T铰链结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：CTAGACAATGAGAAGAGCAATGGAACCATTATCCATGTGAAAGGGAA ACACCTTTGTCCAAGTCCCCTATTTCCCGGACCTTCTAAGCCC(SEQ ID NO:20)。
通常，“跨膜结构域”(例如，抗原结合系统的跨膜结构域)是指当存在于细胞表面或细胞膜(例如，跨越细胞膜的一部分或全部)的分子中时，具有存在于膜中的属性的结构域。本公开的抗原结合系统的共刺激结构域还可以包含跨膜结构域和/或细胞内信号传导结构域。不需要跨膜结构域中的每个氨基酸都存在于膜中。例如，在一些实施方案中，跨膜结构域的特征在于蛋白质的指定片段或部分基本上位于膜中。可以使用多种算法分析氨基酸或核酸序列以预测蛋白质亚细胞定位(例如，跨膜定位)。程序psort(PSORT.org)和Prosite(prosite.expasy.org)是这种程序的示例。
本文所述的抗原结合系统中包含的跨膜结构域的类型不限于任何类型。在一些实施方案中，选择与结合结构域和/或细胞内结构域天然相关联的跨膜结构域。在一些情况下，跨膜结构域包含一个或多个氨基酸的修饰(例如，缺失、插入和/或取代)，例如，以避免此类结构域与相同或不同表面膜蛋白的跨膜结构域结合，以最小化与受体复合物的其他成员的相互作用。
跨膜结构域可以来源于天然来源或合成来源。在来源是天然来源的情况下，结构域可以来源于任何膜结合蛋白质或跨膜蛋白质。示例性跨膜结构域可以来源于(例如，可以至少包括以下各项的跨膜结构域)T细胞受体的α、β或ζ链，2B4、CD28、CD3ε、CD3δ、CD3γ、CD45、CD4、CD5、CD7、CD8、CD8α、CD8β、CD9、CD11a、CD11b、CD11c、CD11d、CD16、CD22、CD27、CD33、CD37、CD64、CD80、CD86、CD134、CD137、TNFSFR25、CD154、4-1BB/CD137、活化NK细胞受体、免疫球蛋白、B7-H3、BAFFR、BLAME(SLAMF8)、BTLA、CD100(SEMA4D)、CD103、CD160(BY55)、CD18、CD19、CD19a、CD2、CD247、CD276(B7-H3)、CD29、CD30、CD40、CD49a、CD49D、CD49f、CD69、CD84、CD96(Tactile)、CDS、CEACAM1、CRT AM、细胞因子受体、DAP-10、DAP-12、DNAM1(CD226)、Fcγ受体、GADS、GITR、HVEM(LIGHTR)、IA4、ICAM-1、ICAM-1、Igα(CD79a)、IL-2Rβ、IL-2Rγ、IL-7Rα、诱导型T细胞共刺激因子(ICOS)、整合素、ITGA4、ITGA4、ITGA6、ITGAD、ITGAE、ITGAL、ITGAM、ITGAX、ITGB2、ITGB7、ITGB1、KIRDS2、LAT、LFA-1、LFA-1，与CD83结合的配体、LIGHT、LIGHT、LTBR、Ly9(CD229)、淋巴细胞功能相关联抗原-1(LFA-1；CD1-1a/CD18)、MHC 1类分子、NKG2C、NKG2D、NKp30、NKp44、NKp46、NKp80(KLRF1)、OX-40、PAG/Cbp、程序性死亡-1(PD-1)、PSGL1、SELPLG(CD162)、信号传导淋巴细胞活化分子(SLAM蛋白)、SLAM(SLAMF1；CD150；IPO-3)、SLAMF4(CD244；2B4)、SLAMF6(NTB-A；Ly108)、SLAMF7、SLP-76、TNF受体蛋白、TNFR2、TNFSF14、Toll配体受体、TRANCE/RANKL、VLA1或VLA-6，或者它们的片段、截短形式或组合。在一些实施方案中，跨膜结构域可以是合成的(并且可以例如主要包括疏水性残基，诸如亮氨酸和缬氨酸)。在一些实施方案中，在合成跨膜结构域的每个端部处均包含苯丙氨酸、色氨酸和缬氨酸的三联体。在一些实施方案中，跨膜结构域直接连结或连接到细胞质结构域。在一些实施方案中，短的寡肽或多肽接头(例如，长度介于2个氨基酸与10个氨基酸之间)可以形成介于跨膜结构域与细胞内结构域之间的连接部。在一些实施方案中，接头是甘氨酸-丝氨酸双联体。
本文提供的跨膜结构域的多核苷酸和多肽序列是已知的。在一些实施方案中，编码跨膜结构域的多核苷酸包含与已知核苷酸序列至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％、至少约96％、至少约97％、至少约98％、至少约99％或约100％(例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)相同的核苷酸序列。在一些实施方案中，跨膜结构域的多肽序列包含与已知多肽序列至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％、至少约96％、至少约97％、至少约98％、至少约99％或约100％(例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)相同的多肽序列。任选地，短间隔区可以在CAR的任何或一些细胞外、跨膜和细胞内结构域之间形成连接。
在实施方案中，本文所述的NKG2D CAR包含来自CD28的TM结构域，该TM结构域具有与SEQ ID NO:21(FWVLVVVGGVLACYSLLVTVAFIIFWV(SEQ ID NO:21))具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的氨基酸序列。在实施方案中，来自CD28的TM结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：TTTTGGGTGCTGGTGGTGGTTGGTGGAGTCCTGGCTTGCTATAGCTTG CTAGTAACAGTGGCCTTTATTATTTTCTGGGTG(SEQ ID NO:22)。在实施方案中，来自CD28的TM结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：TTTTGGGTATTGGTAGTAGTGGGCGGAGTCCTGGCTTGCTATAGTCTG CTAGTAACAGTGGCTTTTATTATATTTTGGGTG(SEQ IDNO:23)。在实施方案中，来自CD28的TM结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：TTTTGGGTGCTGGTGGTGGTTGGTGGAGTCCTGGCTTGCTATAGCTTG CTAGTAACAGTGGCCTTTATTATTTTCTGGGTG(SEQ ID NO:24)。
在实施方案中，本文所述的CAR包含来自CD8α的TM结构域，该TM结构域具有与SEQID NO:25(IYIWAPLAGTCGVLLLSLVITLYC(SEQ ID NO:25))具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列。在实施方案中，来自CD8α的TM结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：ATCTACATCTGGGCGCCCTTGGCCGGGACTTGTGGGGTCCTTCTCCTG TCACTGGTTATCACCCTTTATTGC(SEQ ID NO:26)。在实施方案中，来自CD8α的TM结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：ATCTACATCTGGGCGCCCTTGGCCGGGACTTGTGGGGTCCTTCTCCTG TCACTGGTTATCACCCTTTACTGC(SEQ ID NO:57)。
可以在抗原与免疫细胞结合时转导信号的细胞内信号传导结构域是已知的，它们中的任一个可以包含在本公开的抗原结合系统中。例如，已知T细胞受体(TCR)的细胞质序列在TCR与抗原结合后引发信号转导(参见例如Brownlie等人，Nature Rev.Immunol.13:257-269(2013))。
在一些实施方案中，本文设想的CAR包含细胞内信号传导结构域。“细胞内信号传导结构域”是指CAR的以下部分：其参与将结合靶标抗原的有效CAR的消息转导进免疫效应细胞的内部中，以引发效应细胞功能，例如活化、细胞因子产生、增殖和细胞毒性活性，包括将细胞毒性因子释放到CAR结合的靶标细胞，或者用抗原结合至细胞外CAR结构域引发的其他细胞响应。在一些实施方案中，信号传导结构域和/或活化结构域包含基于免疫受体酪氨酸的活化结构域(ITAM)。含有细胞质信号传导序列的ITAM的示例包括来源于以下各项的那些：TCRζ、FcRγ、FcRβ、CD3ζ、CD3γ、CD3δ、CD3ε、CD5、CD22、CD79a、CD79b和CD66d(参见例如，Love等人，Cold Spring Harb.Perspect.Biol.2:a002485(2010)；Smith-Garvin等人，Annu.Rev.Immunol.27:591-619(2009))。在某些实施方案中，合适的信号传导结构域包括但不限于：4-1BB/CD137、活化NK细胞受体、免疫球蛋白、B7-H3、BAFFR、BLAME(SLAMF8)、BTLA、CD100(SEMA4D)、CD103、CD160(BY55)、CD18、CD19、CD19a、CD2、CD247、CD27、CD276(B7-H3)、CD28、CD29、CD3δ、CD3ε、CD3γ、CD30、CD4、CD40、CD49a、CD49D、CD49f、CD69、CD7、CD84、CD8α、CD8β、CD96(Tactile)、CD11a、CD11b、CD11c、CD11d、CDS、CEACAM1、CRT AM、细胞因子受体、DAP-10、DNAM1(CD226)、Fcγ受体、GADS、GITR、HVEM(LIGHTR)、IA4、ICAM-1、ICAM-1、Igα(CD79a)、IL-2Rβ、IL-2Rγ、IL-7Rα、诱导型T细胞共刺激因子(ICOS)、整合素、ITGA4、ITGA4、ITGA6、ITGAD、ITGAE、ITGAL、ITGAM、ITGAX、ITGB2、ITGB7、ITGB1、KIRDS2、LAT、LFA-1、LFA-1、与CD83结合的配体、LIGHT、LIGHT、LTBR、Ly9(CD229)、Ly108、淋巴细胞功能相关联抗原-1(LFA-1；CD1-1a/CD18)、MHC 1类分子、NKG2C、NKG2D、NKp30、NKp44、NKp46、NKp80(KLRF1)、OX-40、PAG/Cbp、程序性死亡-1(PD-1)、PSGL1、SELPLG(CD162)、信号传导淋巴细胞活化分子(SLAM蛋白)、SLAM(SLAMF1；CD150；IPO-3)、SLAMF4(CD244；2B4)、SLAMF6(NTB-A)、SLAMF7、SLP-76、TNF受体蛋白、TNFR2、TNFSF14、Toll配体受体、TRANCE/RANKL、VLA1或VLA-6，或它们的片段、截短形式或组合。
术语“效应子功能”是指细胞的特化功能。例如，T细胞的效应子功能可以是细胞溶解活性或者有助于活性(包括细胞因子分泌)。因此，术语“细胞内信号传导结构域”是指蛋白质的该部分：其转导效应子功能信号并且引导细胞执行特化功能。虽然通常可以采用整个细胞内信号传导结构域，但是在许多情况下，不必使用整个结构域。在使用细胞内信号传导结构域的截短部分的情况下，可以使用此类截短部分替代整个结构域，只要其转导效应子功能信号即可。术语“细胞内信号传导结构域”意在包括该细胞内信号传导结构域的足以转导效应子功能信号的任何截短部分。
已知单独通过TCR产生的信号不足以完全活化T细胞，并且可能还需要次级或共刺激信号。因此，T细胞活化可以被称为由以下两个不同类别的细胞内信号传导结构域介导：通过TCR(例如，TCR/CD3复合物)启动抗原依赖性初级活化的初级信号传导结构域，以及以抗原非依赖性方式起作用以提供次级或共刺激信号的共刺激信号传导结构域。在一些实施方案中，本文设想的CAR包含细胞内信号传导结构域，该细胞内信号传导结构域包括一个或多个“共刺激信号传导结构域”和“初级信号传导结构域”。
可用于本公开中的含有初级信号传导结构域的ITAM的说明性示例包括来源于TCRζ、FcRγ、FcRβ、DAP12、CD3γ、CD3δ、CD3ε、CD3ζ、CD22、CD79a、CD79b和CD66d的那些。在一些实施方案中，CAR包含CD3ζ初级信号传导结构域和一个或多个共刺激信号传导结构域。细胞内的初级信号传导结构域和共刺激信号传导结构域可以以任何串联顺序连接到跨膜结构域的羧基末端。在一个实施方案中，CAR具有CD3ζ结构域，该结构域具有与SEQ ID NO:60具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列的核酸。LRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGG KPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLST ATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:27)。在实施方案中，CD3ζ结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：CTGAGAGTGAAGTTCAGCAGGAGCGCAGACGCCCCCGCGTACCAGCAGGGGCAGAACCAACTCTATAACGAGCTCAATCTAGGAAGGAGAGAAGAGTACGATGTTCTAGACAAGAGACGTGGCCGGGACCCTGAGATGGGGGGAAAGCCACGAAGGAAGAACCCTCAGGAAGGCCTGTACAACGAACTACAAAAAGATAAAATGGCGGAGGCCTACAGTGAGATTGGCATGAAAGGCGAGCGCCGGAGGGGCAAGGGGCACGATGGCCTTTACCAGGGCCTCAGTACAGCCACCAAGGACACCTATGACGCCCTTCACATGCAAGCTCTGCCCCCTCGC(SEQ ID NO:28)。在实施方案中，CD3ζ结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：CTGAGAGTGAAGTTCAGCAGGAGCGCAGACGCCCCCGCGTACCAGCAGGGCCAGAACCAGCTCTATAACGAGCTCAATCTAGGACGAAGAGAGG AGTACGATGTTTTGGACAAGAGACGTGGCCGGGACCCTGAGATGGGGGGAAAGCCGAGAAGGAAGAACCCTCAGGAAGGCCTGTACAACGAACTGCAGAAAGATAAGATGGCGGAGGCCTACAGTGAGATTGGCATGAAAGGCGAGCGCCGGAGGGGCAAGGGGCACGACGGCCTTTACCAGGGTCTCAGTACAGCCACCAAGGACACCTACGACGCCCTTCACATGCAGGCCCTGCCCCCTCGC(SEQ ID NO:29)。
在实施方案中，CD3ζ结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：CTGAGAGTGAAGTTCAGCAGGAGCGCAGACGCCCCCGCGTACCAGCAGGGCCAGAACCAGCTCTATAACGAGCTCAATCTAGGACGAAGAGAGGAGTACGATGTTTTGGACAAGAGGCGTGGCCGGGACCCTGAGATGGGGGGAAAGCCGAGAAGGAAGAACCCTCAGGAAGGCCTGTACAATGAACTGCAGAAAGATAAGATGGCGGAGGCCTACAGTGAGATTGGGATGAAAGGCGAGCGCCGGAGGGGCAAGGGGCACGATGGCCTTTACCAGGGTCTCAGTACAGCCACCAAGGACACCTACGACGCCCTTCACATGCAGGCCCTGCCCCCTCGC(SEQ ID NO:30)。在实施方案中，CD3ζ结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：CTGAGAGTGAAGTTCAGCAGGAGCGCAGACGCCCCCGCGTACCAGCAAGGGCAGAACCAGCTCTATAACGAGCTCAATCTAGGACGAAGAGAGGAGTACGATGTTTTGGACAAGAGGCGTGGCCGGGACCCTGAGATGGGGGGAAAGCCGAGAAGGAAGAACCCTCAGGAAGGCCTGTACAATGAACTGCAGAAAGATAAGATGGCGGAGGCCTACAGTGAGATTGGGATGAAAGGCGAGCGCCGGAGGGGCAAGGGGCACGATGGCCTTTACCAGGGTCTCAGTACAGCCACCAAGGACACCTACGACGCCCTTCACATGCAAGCTCTGCCCCCTCGCTGA(SEQ ID NO:58)。在实施方案中，CD3ζ结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：CTGAGAGTTAAGTTCAGCAGGAGCGCCGACGCCCCTGCCTACCAGCAAGGACAGAATCAACTGTACAACGAGCTGAACCTGGGCAGACGGGAGGAATACGATGTGCTGGACAAGAGGAGAGGCAGAGACCCCGAGATGGGCGGCAAACCTAGAAGAAAGAACCCCCAGGAGGGCCTGTATAACGAGCTCCAGAAGGACAAGATGGCCGAGGCCTACAGCGAGATCGGCATGAAGGGCGAAAGAAGAAGAGGCAAGGGCCACGACGGCCTCTACCAGGGCTTAAGCACAGCTACAAAGGACACCTACGACGCCCTGCACATGCAGGCCCTGCCCCCTAGATGA(SEQ ID NO:59)。在实施方案中，CD3ζ结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：CTGAGAGTGAAGTTCAGCAGGAGCGCAGACGCCCCCGCGTACCAGCAAGGGCAGAACCAGCTCTATAACGAGCTCAATCTAGGACGAAGAGAGGAGTACGATGTTTTGGACAAGAGGCGTGGCCGGGACCCTGAGATGGGGGGAAAGCCGAGAAGGAAGAACCCTCAGGAAGGCCTGTACAATGAACTGCAGAAAGATAAGATGGCGGAGGCCTACAGTGAGATTGGGATGAAAGGCGAGCGCCGGAGGGGCAAGGGGCACGATGGCCTTTACCAGGGTCTCAGTACAGCCACCAAGGACACCTACGACGCCCTTCACATGCAAGCTCTGCCCCCTCGCTGA(SEQ ID NO:60)。
在一些实施方案中，CAR包含CD3ζ信号传导结构域、CD3ε信号传导结构域和一个或多个共刺激信号传导结构域。细胞内的初级信号传导结构域和共刺激信号传导结构域可以以任何串联顺序连接到跨膜结构域的羧基末端。在实施方案中，CAR具有CD3ε结构域，该CD3ε结构域具有与SEQ ID NO:31具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列。KNRKAKAKPVTRGAGAGGRQRGQNKERPPPVPNPDYEPIRKGQRDLYS GL(SEQ ID NO:31)。在实施方案中，CAR具有CD3ε结构域，该CD3ε结构域具有与SEQ ID NO:61具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列。KNRKAKAKPVTRGAGAGGRQRGQNKERPPPVPNPDYEPIRKGQRDLYSGLNQRRI(SEQ ID NO:61)。
在实施方案中，CD3ε结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：AAGAACCGAAAAGCAAAAGCCAAGCCTGTTACAAGAGGAGCAGGGGCAGGAGGCCGACAGAGAGGGCAAAACAAAGAAAGGCCCCCGCCCGTCCCAAACCCGGATTATGAGCCAATTAGGAAGGGTCAGAGAGACCTGTATTCTGGGCTC(SEQ ID NO:32)。在实施方案中，CD3ε结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：AAGAACCGCAAAGCAAAGGCAAAACCCGTCACACGAGGAGCGGGCGCAGGGGGACGACAACGCGGTCAGAATAAGGAACGCCCGCCTCCAGTACCAAATCCAGATTATGAACCAATTCGGAAGGGACAACGCGATCTCTACTCCGGTCTCAATCAGAGGCGAATT(SEQID NO:62)。
本文设想的CAR包含一个或多个共刺激信号传导结构域，以增强表达CAR受体的T细胞的功效和扩增。如本文所用，术语“共刺激信号传导结构域”或“共刺激结构域”是指共刺激分子的细胞内信号传导结构域。在一些实施方案中，共刺激分子可以包括DAP-10、DAP-12、CD27、CD28、CD137(4-IBB)、OX40(CD134)、CD30、CD40、PD-I、ICOS(CD278)、CTLA4、LFA-1、CD2、CD7、LIGHT、TRIM、LCK3、SLAM、DAPIO、LAG3、HVEM、B7-H3、NKD2C、GITR、CD5、ICAM-l、CDlla、Lck、TNFR-I、TNFR-II、FasR、NKG2C，和B7-H3和CD83。
在实施方案中，CAR包含4-1BB共刺激结构域，该共刺激结构域具有与SEQ ID NO:33具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列。KRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCE(SEQ ID NO:33)。在实施方案中，CAR包含4-1BB共刺激结构域，该共刺激结构域具有与SEQ ID NO:63具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列。KRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCEL(SEQ ID NO:63)。在实施方案中，4-IBB共刺激结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：AAACGAGGCAGAAAGAAACTCCTGTATATATTCAAACAACCATTTAT GAGACCAGTACAAACAACTCAGGAGGAGGATGGCTGTAGCTGCCGATTCCCGGAAGAAGAAGAAGGTGGCTGTGAA(SEQ ID NO:34)。在实施方案中，4-IBB共刺激结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：AAACGGGGCAGAAAGAAACTCCTGTATATATTCAAACAACCATTTAT GAGACCAGTACAAACTACTCAAGAGGAAGATGGCTGTAGCTGCCGATTTCCAGAAGAAGAAGAAGGAGGATGTGAA(SEQ ID NO:35)。在实施方案中，4-IBB共刺激结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：AAACGGGGCAGAAAGAAACTCCTGTATATATTCAAACAACCATTTAT GAGACCAGTACAAACTACTCAAGAGGAAGATGGCTGTAGCTGCCGATTTCCAGAAGAAGAAGAAGGAGGATGTGAA(SEQ ID NO:36)。在实施方案中，4-IBB共刺激结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：AAGAGAGGCCGGAAGAAGCTGCTGTACATCTTCAAGCAGCCCTTCAT GAGACCTGTGCAGACCACACAGGAGGAAGACGGCTGCAGCTGTAGAT TCCCCGAGGAAGAGGAGGGCGGCTGTGAGCTG(SEQ ID NO:64)。
在实施方案中，CAR包含CD28共刺激结构域，该CD28共刺激结构域具有与SEQ IDNO:37具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％至90％、85％至95％、85％至100％、90％至95％、90％至100％，或95％至100％)的氨基酸序列。RSKRSRLLHSDYMNMTPRRPGPTRKHYQPYAPPRDFAAYRS(SEQ ID NO:37)。在实施方案中，CD28共刺激结构域由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：AGGAGTAAGAGGAGCAGGCTCCTGCACAGTGACTACATGAACATGAC TCCCCGCCGCCCCGGGCCCACCCGCAAGCATTACCAGCCCTATGCCCC ACCACGCGACTTCGCAGCCTATCGCTCC(SEQ ID NO:38)。
本文所述的工程化NKG2D CAR还可以在NKG2D胞外结构域的N-末端处包含N-末端信号肽或标签。在一个实施方案中，可以使用异源性信号肽。该抗原结合结构域可以融合至前导肽或信号肽，该前导肽或信号肽引导新生蛋白质进入内质网并且随后易位至细胞表面。应当理解，一旦含有信号肽的多肽在细胞表面处表达，在内质网中加工该多肽和易位至细胞表面的过程中，该信号肽通常以蛋白水解方式去除。因此，多肽(诸如本文所述的CAR构建体)通常在细胞表面处表达为缺少信号肽的成熟蛋白质，而该多肽的前体形式包括信号肽。可以使用本领域已知的任何合适的信号序列。类似地，还可以使用本领域已知的任何已知标签序列。
在实施方案中，信号序列是CD8α信号序列。在实施方案中，本文所述的NKG2D CAR包含CD8α信号序列，该CD8α信号序列具有与SEQ ID NO:39：MALPVTALLLPLALLLHAARP(SEQID NO:39)具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列。在实施方案中，CD8α信号序列由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：ATGGCTCTTCCTGTGACTGCACTACTGCTGCCCCTGGCCTTACTTCTTC ATGCTGCGCGTCCT(SEQ IDNO:40)。在实施方案中，CD8α信号序列由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：ATGGCTCTTCCTGTGACAGCTCTTCTGCTGCCCCTGGCCCTGCTTCTGC ATGCTGCTAGACCT(SEQ ID NO:65)。
在一个实施方案中，信号序列是CSF2RA信号序列。在实施方案中，本文所述的NKG2D CAR包含CSF2RA信号序列，该CSF2RA信号序列具有与以下序列具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列：MLLLVTSLLLCELPHPAFLLIP(SEQ ID NO:41)、MEWTWVFLFLLSVTAGVHS(SEQ ID NO:42)、或MALPVTALLLPLALLLHAARP(SEQ ID NO:43)。在实施方案中，CSF2RA信号序列由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：ATGGCTCTTCCTGTGACAGCTCTTCTGCTGCCCCTGGCCCTGCTTCTGCATGCTGCTAGACCT(SEQ ID NO:44)。
CAR的组分可使用生物技术的常规技术交换或“交换”为等效组分。为了仅提供几个非限制性和部分示例，本公开的CAR可以包含如本文提供的结合结构域与本文提供的铰链和本文提供的共刺激结构域的组合。在某些示例中，本公开的CAR可以包含如本文提供的前导序列连同如本文提供的结合结构域与本文提供的铰链和本文提供的共刺激结构域的组合。
在本文所述的一个实施方案中，NKG2D CAR构建体具有与SEQ ID NO:45具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％至90％、85％至95％、85％至100％、90％至95％、90％至100％，或95％至100％)的氨基酸序列。MALPVTALLLPLALLLHAARPLFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQNASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLLTIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTVTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDFWVLVVVGGVLACYSLLVTVAFIIFWVKRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCELRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:45)。在实施方案中，NKG2D CAR结合CAR由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：ATGGCTCTTCCTGTGACTGCACTACTGCTGCCCCTGGCCTTACTTCTTCATGCTGCGCGTCCTTTATTCAACCAAGAAGTCCAGATTCCCTTGACCGAAAGTTACTGCGGCCCATGTCCGAAAAACTGGATATGTTATAAAAATAACTGTTACCAGTTCTTCGATGAATCTAAAAACTGGTATGAGAGCCAGGCATCTTGTATGTCTCAAAATGCCAGCCTGCTCAAAGTATACAGCAAGGAGGACCAGGATTTACTTAAACTGGTGAAGTCATATCACTGGATGGGATTGGTACACATTCCCACAAATGGATCTTGGCAGTGGGAAGACGGCTCCATTCTCTCACCCAACCTACTAACAATAATTGAAATGCAGAAGGGAGACTGCGCACTCTATGCATCGAGCTTTAAAGGTTATATAGAAAACTGTTCAACTCCAAATACATACATCTGCATGCAAAGGACTGTAACAACGACGCCAGCGCCGCGACCACCAACACCGGCGCCCACCATCGCGTCGCAACCCCTGTCCCTGAGGCCTGAAGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCTTGTGACTTTTGGGTATTGGTAGTAGTGGGCGGAGTCCTGGCTTGCTATAGTCTGCTAGTAACAGTGGCTTTTATTATATTTTGGGTGAAACGAGGCAGAAAGAAACTCCTGTATATATTCAAACAACCATTTATGAGACCAGTACAAACAACTCAGGAGGAGGATGGCTGTAGCTGCCGATTCCCGGAAGAAGAAGAAGGTGGCTGTGAACTGAGAGTGAAGTTCAGCAGGAGCGCAGACGCCCCCGCGTACCAGCAGGGGCAGAACCAACTCTATAACGAGCTCAATCTAGGAAGGAGAGAAGA GTACGATGTTCTAGACAAGAGACGTGGCCGGGACCCTGAGATGGGGGGAAAGCCACGAAGGAAGAACCCTCAGGAAGGCCTGTACAACGAACTACAAAAAGATAAAATGGCGGAGGCCTACAGTGAGATTGGCATGAAAGGCGAGCGCCGGAGGGGCAAGGGGCACGATGGCCTTTACCAGGGCCTCAGTACAGCCACCAAGGACACCTATGACGCCCTTCACATGCAAGCTCTGCCCCCTCGC(SEQ ID NO:46)。
在实施方案中，NKG2D CAR构建体具有与SEQ ID NO:47具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％至90％、85％至95％、85％至100％、90％至95％、90％至100％，或95％至100％)的氨基酸序列。LFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQNASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLLTIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTVTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDFWVLVVVGGVLACYSLLVTVAFIIFWVKRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCELRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:47)。在实施方案中，NKG2D CAR结合CAR由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75CAR的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：TTATTCAACCAAGAAGTCCAGATTCCCTTGACCGAAAGTTACTGCGGCCCATGTCCGAAAAACTGGATATGTTATAAAAATAACTGTTACCAGTTCTTCGATGAATCTAAAAACTGGTATGAGAGCCAGGCATCTTGTATGTCTCAAAATGCCAGCCTGCTCAAAGTATACAGCAAGGAGGACCAGGATTTACTTAAACTGGTGAAGTCATATCACTGGATGGGATTGGTACACATTCCCACAAATGGATCTTGGCAGTGGGAAGACGGCTCCATTCTCTCACCCAACCTACTAACAATAATTGAAATGCAGAAGGGAGACTGCGCACTCTATGCATCGAGCTTTAAAGGTTATATAGAAAACTGTTCAACTCCAAATACATACATCTGCATGCAAAGGACTGTAACAACGACGCCAGCGCCGCGACCA CCAACACCGGCGCCCACCATCGCGTCGCAACCCCTGTCCCTGAGGCCTGAAGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCTTGTGACTTTTGGGTATTGGTAGTAGTGGGCGGAGTCCTGGCTTGCTATAGTCTGCTAGTAACAGTGGCTTTTATTATATTTTGGGTGAAACGAGGCAGAAAGAAACTCCTGTATATATTCAAACAACCATTTATGAGACCAGTACAAACAACTCAGGAGGAGGATGGCTGTAGCTGCCGATTCCCGGAAGAAGAAGAAGGTGGCTGTGAACTGAGAGTGAAGTTCAGCAGGAGCGCAGACGCCCCCGCGTACCAGCAGGGGCAGAACCAACTCTATAACGAGCTCAATCTAGGAAGGAGAGAAGAGTACGATGTTCTAGACAAGAGACGTGGCCGGGACCCTGAGATGGGGGGAAAGCCACGAAGGAAGAACCCTCAGGAAGGCCTGTACAACGAACTACAAAAAGATAAAATGGCGGAGGCCTACAGTGAGATTGGCATGAAAGGCGAGCGCCGGAGGGGCAAGGGGCACGATGGCCTTTACCAGGGCCTCAGTACAGCCACCAAGGACACCTATGACGCCCTTCACATGCAAGCTCTGCCCCCTCGC(SEQ ID NO:48)。
在实施方案中，NKG2D CAR构建体具有与SEQ ID NO:49具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列。MALPVTALLLPLALLLHAARPLFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQNASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLLTIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTVTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDFWVLVVVGGVLACYSLLVTVAFIIFWVKRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCEKNRKAKAKPVTRGAGAGGRQRGQNKERPPPVPNPDYEPIRKGQRDLYSGLLRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:49)。在实施方案中，NKG2DCAR结合CAR由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75CAR的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：ATGGCTCTTCCTGTGACAGCTCTTCTGCTGCCCCTGGCCCTGCTTCTGCATGCTGCTAGACCTTTATTCAACCAAGAAGTCCAAATTCCCTTGACCGAAAGTTACTGTGGCCCATGTCCTAAAAACTGGATATGTTACAAAAATAACTGTTACCAATTCTTCGATGAAAGTAAAAACTGGTATGAGAGCCAGGCTTCTTGTATGTCTCAAAATGCCAGCCTTCTGAAAGTATACAGCAAGGAGGACCAGGATTTACTTAAACTGGTGAAGTCATATCATTGGATGGGACTAGTACACATTCCAACAAATGGATCTTGGCAGTGGGAAGACGGCTCCATTCTCTCACCCAACCTACTAACAATAATTGAAATGCAGAAGGGAGACTGTGCACTCTATGCATCGAGCTTTAAAGGCTATATAGAAAACTGTTCAACTCCAAATACATACATCTGCATGCAAAGGACTGTGACCACGACGCCAGCGCCGCGACCACCAACACCGGCGCCCACCATCGCGTCGCAACCCCTGTCCCTGCGCCCAGAGGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCCTGTGATTTTTGGGTGCTGGTGGTGGTTGGTGGAGTCCTGGCTTGCTATAGCTTGCTAGTAACAGTGGCCTTTATTATTTTCTGGGTGAAACGGGGCAGAAAGAAACTCCTGTATATATTCAAACAACCATTTATGAGACCAGTACAAACTACTCAAGAGGAAGATGGCTGTAGCTGCCGATTTCCAGAAGAAGAAGAAGGAGGATGTGAAAAGAACCGAAAAGCAAAAGCCAAGCCTGTTACAAGAGGAGCAGGGGCAGGAGGCCGACAGAGAGGGCAAAACAAAGAAAGGCCCCCGCCCGTCCCAAACCCGGATTATGAGCCAATTAGGAAGGGTCAGAGAGACCTGTATTCTGGGCTCCTGAGAGTGAAGTTCAGCAGGAGCGCAGACGCCCCCGCGTACCAGCAGGGCCAGAACCAGCTCTATAACGAGCTCAATCTAGGACGAAGAGAGGAGTACGATGTTTTGGACAAGAGACGTGGCCGGGACCCTGAGATGGGGGGAAAGCCGAGAAGGAAGAACCCTCAGGAAGGCCTGTACAACGAACTGCAGAAAGATAAGATGGCGGAGGCCTACAGTGAGATTGGCATGAAAGGCGAGCGCCGGAGGGGCAAGGGGCACGACGGCCTTTACCAGGGTCTCAGTACAGCCACCAAGGACACCTACGACGCCCTTCACATGCAGGCCCTGCCCCCTCGC(SEQ ID NO:50)。
在实施方案中，NKG2D CAR构建体具有与SEQ ID NO:51具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列。LFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQNASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLLTIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTVTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDFWVLVVVGGVLACYSLLVTVAFIIFWVKRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCEKNRKAKAKPVTRGAGAGGRQRGQNKERPPPVPNPDYEPIRKGQRDLYSGLLRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:51)。在实施方案中，NKG2D CAR结合CAR由与具有根据以下的序列的核酸具有至少75CAR的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码：TTATTCAACCAAGAAGTCCAAATTCCCTTGACCGAAAGTTACTGTGGCCCATGTCCTAAAAACTGGATATGTTACAAAAATAACTGTTACCAATTCTTCGATGAAAGTAAAAACTGGTATGAGAGCCAGGCTTCTTGTATGTCTCAAAATGCCAGCCTTCTGAAAGTATACAGCAAGGAGGACCAGGATTTACTTAAACTGGTGAAGTCATATCATTGGATGGGACTAGTACACATTCCAACAAATGGATCTTGGCAGTGGGAAGACGGCTCCATTCTCTCACCCAACCTACTAACAATAATTGAAATGCAGAAGGGAGACTGTGCACTCTATGCATCGAGCTTTAAAGGCTATATAGAAAACTGTTCAACTCCAAATACATACATCTGCATGCAAAGGACTGTGACCACGACGCCAGCGCCGCGACCACCAACACCGGCGCCCACCATCGCGTCGCAACCCCTGTCCCTGCGCCCAGAGGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCCTGTGATTTTTGGGTGCTGGTGGTGGTTGGTGGAGTCCTGGCTTGCTATAGCTTGCTAGTAACAGTGGCCTTTATTATTTTCTGGGTGAAACGGGGCAGAAAGAAACTCCTGTATATATTCAAACAACCATTTATGAGACCAGTACAAACTACTCAAGAGGAAGATGGCTGTAGCTGCCGATTTCCAGAAGAAGAAGAAGGAGGATGTGAAAAGAACCGAAAAGCA AAAGCCAAGCCTGTTACAAGAGGAGCAGGGGCAGGAGGCCGACAGAGAGGGCAAAACAAAGAAAGGCCCCCGCCCGTCCCAAACCCGGATTATGAGCCAATTAGGAAGGGTCAGAGAGACCTGTATTCTGGGCTCCTGAGAGTGAAGTTCAGCAGGAGCGCAGACGCCCCCGCGTACCAGCAGGGCCAGAACCAGCTCTATAACGAGCTCAATCTAGGACGAAGAGAGGAGTACGATGTTTTGGACAAGAGACGTGGCCGGGACCCTGAGATGGGGGGAAAGCCGAGAAGGAAGAACCCTCAGGAAGGCCTGTACAACGAACTGCAGAAAGATAAGATGGCGGAGGCCTACAGTGAGATTGGCATGAAAGGCGAGCGCCGGAGGGGCAAGGGGCACGACGGCCTTTACCAGGGTCTCAGTACAGCCACCAAGGACACCTACGACGCCCTTCACATGCAGGCCCTGCCCCCTCGC(SEQ ID NO:52)。
本公开设想了本文所述的NKG2D CAR与工程化T细胞受体(TCR)在T细胞免疫疗法中的用途。可以筛选TCR文库对靶标抗原的选择性。以这种方式，可以选择、克隆对靶标抗原具有高亲合力和反应性的天然TCR，随后将其引入用于过继性免疫疗法的T细胞群中。由于TCR特异性，具有也表达本文所述NKG2D CAR的工程化TCR的T细胞或NK细胞将不仅能够靶向特异性抗原，而且能够靶向表达NKG2D配体的细胞。因此，将TCR与本文所述的NKG2D CAR组合可以提供维持或增强过继性T细胞或NK细胞免疫疗法的治疗效果的方法。在实施方案中，本文所述的NKG2D CAR与TCR共表达。
在本文所述的一个实施方案中，通过引入编码TCR亚基的多核苷酸来修饰T细胞或NK细胞，该多核苷酸可以形成赋予T细胞或NK细胞对表达靶标抗原和/或NKG2D配体的肿瘤细胞的特异性的TCR。在一些实施方案中，与天然存在的亚基相比，这些亚基具有一个或多个氨基酸取代、缺失、插入或修饰，只要这些亚基保留形成TCR(其赋予转染的T细胞和NK细胞归巢至靶标细胞的能力)的能力并且参与免疫相关细胞因子的信号传导即可。工程化TCR还可以结合展示具有高亲合力的相关肿瘤相关肽的靶标细胞，并且任选地在体内介导对递呈相关肽的靶标细胞的高效杀伤。
编码工程化TCR的核酸可以从其在T细胞(天然存在的)染色体中的天然背景中分离，并且可以如本文别处所述结合到合适的载体中。核酸和包含核酸的载体都可以转移到细胞中，该细胞可以是T细胞。然后，经修饰的T细胞能够表达由转导的一种或多种核酸编码的TCR的一条或多条链(并且在一些方面，两条链)。在一些实施方案中，该工程化TCR是外源性TCR，因为其被引入通常不表达所引入的TCR的T细胞中。该工程化TCR的关键方面是它对主要组织相容性复合物(MHC)或类似免疫组分递呈的肿瘤抗原具有高亲合力。与工程化TCR相比，CAR被工程化为以MHC非依赖性方式结合靶标抗原。
由本文所述的核酸编码的蛋白质可以与附着于TCR的α链或β链的氨基末端部分或羧基末端部分的附加多肽一起表达，只要附着的附加多肽不妨碍α链或β链形成功能性T细胞受体的能力和MHC依赖性抗原识别即可。
由本文设想的工程化TCR识别的抗原包括但不限于癌症抗原，包括关于血液学癌症和实体肿瘤两者以及病毒诱导的癌症的抗原。用于治疗HPV诱导的宫颈上皮癌的TCR疗法是有前景的受关注领域。溶瘤蛋白HPV-16E6和HPV-16E7因此可以是用于TCR的潜在靶标抗原(参见例如国际专利申请PCT/US2015/033129号)。其他说明性抗原包括但不限于HPV癌蛋白(包括HPV-16E6和HPV-16E7)、α叶酸受体、5T4、αvβ6整合素、BCMA、B7-H3、B7-H6、CAIX、CD19、CD20、CD22、CD28、CD30、CD33、CD44、CD44v6、CD44v7/8、CD70、CD79a、CD79b、CD123、CD137(4-1BB)、CD138、CD171、CEA、CSPG4、CLL-1、EGFR、EGFR家族(包括ErbB2(HERII)、EGFRvIII)、EGP2、EGP40、EPCAM、EphA2、EpCAM、FAP、胎儿AchR、FRa、GD2、GD3、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(GPC3)、HLA-Al+MAGEI、HLA-A2+MAGE1、HLAA3+MAGE1、HLA-Al+NY-ES0-1、HLA-A2+NY-ES0-1、HLA-A3+NY-ES0-1、IL-11Rα、IL-13Rα2、λ、Lewis-Y、κ、间皮素、Mucl、Muc16、NCAM、NKG2D配体、NY-ES0-1、PRAME、PSCA、PSMA、RORI、SSX、存活素、TAG72、TEM和VEGFRII。
将如本文所述的任何TCR构建体与本公开的NKG2D CAR组合，可以恢复、维持或增强TCR疗法的治疗效果。因此，在本文所述的一个实施方案中，NKG2D CAR与针对HPV的TCR在T细胞或NK细胞中共表达。在另一个实施方案中，NKG2D CAR与针对HPV-16E6蛋白质的TCR在T细胞或NK细胞中共表达。在本文所述的另一个实施方案中，NKG2D CAR与针对HPV-16E7蛋白质的TCR在T单元或NK细胞中共表达。
T细胞或NK细胞也可以用被设计成表达第二CAR(除NKG2D CAR之外)的载体进行基因工程化，该第二CAR将细胞毒性重定向至肿瘤细胞。在一些实施方案中，CAR将基于抗体的对靶标抗原(例如，肿瘤抗原)的特异性与活化细胞内结构域组合以产生表现出特异性抗肿瘤细胞免疫活性的嵌合蛋白质。本公开设想了本文所述的NKG2D CAR与一个或多个附加CAR一起使用。就像使用TCR一样，NKG2D CAR与一个或多个附加CAR的共表达可以促进CAR疗法的扩展增强、保护，以及在一些情况下恢复。在实施方案中，NKG2D CAR与一个或多个附加CAR共表达。
本文所设想的一个或多个附加CAR包含与特定靶标抗原(也被称为结合结构域或抗原特异性结合结构域)结合的细胞外结构域；跨膜结构域；以及细胞内信号传导结构域。一个或多个附加CAR的主要特征是它们能够重定向免疫效应细胞特异性，从而触发增殖、细胞因子产生、吞噬作用或者产生可以以主要组织相容性(MHC)非依赖性方式介导表达靶标抗原的细胞死亡的分子，利用单克隆抗体、可溶性配体或者细胞特异性共受体的细胞特异性靶向能力。
在一些实施方案中，一个或多个附加CAR包含细胞外结合结构域，包括但不限于特异性地结合靶标抗原的抗体或其抗原结合片段、束缚配体，或者共受体的细胞外结构域。作为非限制性示例，靶标抗原可以包括：HPV癌蛋白(包括HPV-16E6和HPV-16E7)、α叶酸受体、5T4、αvβ6整合素、BCMA、B7-H3、B7-H6、CAIX、CD19、CD20、CD22、CD28、CD30、CD33、CD44、CD44v6、CD44v7/8、CD70、CD79a、CD79b、CD123、CD137(4-1BB)、CD138、CD171、CEA、CSPG4、CLL-1、EGFR、EGFR家族(包括ErbB2(HERII)、EGFRvIII)、EGP2、EGP40、EPCAM、EphA2、EpCAM、FAP、胎儿AchR、FRa、GD2、GD3、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(GPC3)、HLA-Al+MAGEI、HLA-A2+MAGE1、HLAA3+MAGE1、HLA-Al+NY-ES0-1、HLA-A2+NY-ES0-1、HLA-A3+NY-ES0-1、IL-llRα、IL-13Rα2、λ、Lewis-Y、κ、间皮素、Mucl、Muc16、NCAM、NKG2D配体、NYE-S0-1、PRAME、PSCA、PSMA、RORI、SSX、存活素、TAG72、TEM和VEGFRII；在本文所述的实施方案中，该CAR与包含BCMA、CLL-1、CD19、CD20、CD22、CD28、CD137(4-1BB)、Glypican-3(GPC3)、PSCA、PSMA或TACI的肿瘤抗原结合。
在一些实施方案中，本文所设想的一个或多个附加CAR包含与在肿瘤细胞上表达的靶标多肽(例如，靶标抗原)特异性结合的细胞外结合结构域。如本文所用，术语“结合结构域”、“细胞外结构域”、“细胞外结合结构域”、“抗原特异性结合结构域”、“抗原结合结构域”和“细胞外抗原特异性结合结构域”可互换使用，并且提供具有特异性地结合感兴趣的靶标抗原的能力的CAR。结合结构域可以包括具有特异性地识别并结合生物分子(例如，细胞表面受体或肿瘤蛋白、脂质、多糖或其他细胞表面靶标分子，或它们的组分)的能力的任何蛋白质、多肽、寡肽或肽。结合结构域包括用于感兴趣的生物分子的任何天然存在的、合成的、半合成的或重组产生的结合配偶体。
在一些实施方案中，一个或多个附加CAR的细胞外结合结构域包括抗体或其抗原结合片段。“抗体”是指这样的结合剂：它是至少包含轻链或重链免疫球蛋白可变区的多肽，所述免疫球蛋白可变区特异性地识别并结合靶标抗原的表位，所述靶标抗原诸如肽、脂质、多糖或者含有抗原决定簇(诸如被免疫细胞识别的那些)的核酸。抗体包括其抗原结合片段。该术语还包括基因工程化形式，诸如嵌合抗体(例如，人源化鼠抗体)、异源缀合物抗体(诸如双特异性抗体)，以及它们的抗原结合片段。还参见Pierce Catalog and Handbook，1994-1995(Pierce Chemical Co.，Rockford，IL)；Kuby,J.，Immunology，第3版，W.H.Freeman&Co.，New York，1997。
在一些实施方案中，靶标抗原是以下各项的表位：HPV癌蛋白(包括HPV-16E6和HPV-16E7)、α叶酸受体、5T4、αvβ6整合素、BCMA、B7-H3、B7-H6、CAIX、CD19、CD20、CD22、CD28、CD30、CD33、CD44、CD44v6、CD44v7/8、CD70、CD79a、CD79b、CD123、CD137(4-1BB)、CD138、CD171、CEA、CSPG4、CLL-1、EGFR、EGFR家族(包括ErbB2(HERII)、EGFRvIII)、EGP2、EGP40、EPCAM、EphA2、EpCAM、FAP、胎儿AchR、FRa、GD2、GD3、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(GPC3)、HLA-Al+MAGEI、HLA-A2+MAGE1、HLAA3+MAGE1、HLA-Al+NY-ES0-1、HLA-A2+NY-ES0-1、HLA-A3+NY-ES0-1、IL-llRα、IL-13Rα2、λ、Lewis-Y、κ、间皮素、Mucl、Muc16、NCAM、NKG2D配体、NYE-S0-1、PRAME、PSCA、PSMA、RORI、SSX、存活素、TAG72、TEM和VEGFRII多肽。在本文所述的一个实施方案中，该CAR与包含BCMA、CLL-1、CD19、CD20、CD22、CD28、CD137(4-1BB)、Glypican-3(GPC3)、PSCA、PSMA或TACI的肿瘤抗原表位结合。
在某些实施方案中，本文所设想的一个或多个附加CAR可以包含介于各种结构域之间(例如，介于VH结构域与VL结构域之间)的接头残基，其被添加用于获得分子的适当间隔构象。本文设想的CAR可以包含一个、两个、三个、四个或五个或者更多个接头。在一些实施方案中，接头的长度为约1个至约25个氨基酸、约5个至约20个氨基酸或者约10个至约20个氨基酸，或者任何中间长度的氨基酸。在一些实施方案中，接头的长度为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个或更多个氨基酸。
接头的说明性示例包括甘氨酸聚合物(G)n；甘氨酸-丝氨酸聚合物(G1-5S1-5)n，其中n是至少为1、2、3、4或5的整数；甘氨酸-丙氨酸聚合物；丙氨酸-丝氨酸聚合物；以及本领域已知的其他柔性接头。甘氨酸和甘氨酸-丝氨酸聚合物是相对非结构化的，因此可以能够充当融合蛋白的结构域之间的中性系链，诸如本文所述的CAR。甘氨酸甚至比丙氨酸进入更多的phi-psi空间，并且受到的限制比具有较长侧链的残基小得多(参见Scheraga,Rev.Computational Chem.11173-142(1992))。本文所设想的其他接头包括Whitlow接头(参见Whitlow，Protein Eng.6(8):989-95(1993))。普通技术人员将认识到，在一些实施方案中，CAR的设计可以包括全部或部分柔性的接头，使得该接头可以包括柔性接头以及一个或多个赋予较小柔性结构的部分，以提供所需的CAR结构。在一个实施方案中，本文所述的任何构建体可以包含“GS”接头。在另一个实施方案中，本文所述的任何构建体包含“GSG”接头。在另一个实施方案中，本文所述的CAR包含与SEQ ID NO:40具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％的同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的氨基酸序列。GSTSGSGKPGSGEGSTKG(SEQ ID NO:40)。
在其他实施方案中，CAR包含scFv，该scFv还包含可变区连接序列。“可变区连接序列”是以下氨基酸序列：其将重链可变区连接到轻链可变区并且提供与两个亚结合结构域的相互作用相容的间隔区功能，使得所得的多肽与包含相同的轻链可变区和重链可变区的抗体相比，保留了对相同靶标分子的特异性结合亲和力。在一个实施方案中，可变区连接序列的长度为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个或更多个氨基酸。
在其他实施方案中，CAR的结合结构域之后是一个或多个“间隔区结构域”，该一个或多个“间隔区结构域”是指移动抗原结合结构域远离效应细胞表面以实现适当的细胞/细胞接触、抗原结合和活化的区域(Patel等人，Gene Therapy,1999；6:412-419)。该间隔区结构域可以来源于天然来源、合成来源、半合成来源或重组来源。在某些实施方案中，间隔区结构域是免疫球蛋白的一部分，包括但不限于一个或多个重链恒定区，例如CH2和CH3。该间隔区结构域可以包含天然存在的免疫球蛋白铰链区或改变的免疫球蛋白铰链区的氨基酸序列。
CAR的结合结构域之后通常可以是一个或多个“铰链结构域”，该铰链结构域在将抗原结合结构域远离效应细胞表面定位中起作用，以实现适当的细胞/细胞接触、抗原结合和活化。CAR通常包含介于结合结构域与跨膜结构域之间的一个或多个铰链结构域。该铰链结构域可以来源于天然来源、合成来源、半合成来源或重组来源。该铰链结构域可以包含天然存在的免疫球蛋白铰链区或改变的免疫球蛋白铰链区的氨基酸序列。
在期望表达两种或更多种多肽的情况下，编码这些多肽的多核苷酸序列可以由IRES序列隔开。在另一个实施方案中，两种或更多种多肽可以表示为包含一种或多种自切割多肽序列(诸如T2A多肽)的融合蛋白。在其他实施方案中，它们由不同的启动子表达，并且可在两个或更多个载体中表达。在一些实施方案中，NKG2D CAR在与TCR和/或一个或多个非NKG2D CAR相同的载体中编码，并且可操作地连结到相同的启动子，其中序列被IRES序列分开。在一些实施方案中，NKG2D CAR在与TCR和/或一个或多个非NKG2D CAR相同的载体中编码，并且可操作地连结到相同的启动子，其中序列被可切割接头分开。在一些实施方案中，NKG2D CAR在与TCR和/或一个或多个非NKG2D CAR相同的载体中编码，并且NKG2D CAR可操作地连结到与TCR和/或一个或多个非NKG2D CAR不同的启动子。在一些实施方案中，NKG2D CAR被编码在与TCR和/或一个或多个非NKG2D CAR不同的载体中。
除非有相反的规定，否则“多肽”、“多肽片段”、“肽”和“蛋白质”根据的是常规含义，即作为氨基酸序列。多肽不限于特定长度，例如，其可以包括全长蛋白质序列或全长蛋白质的片段，并且可以包括多肽的翻译后修饰，例如，糖基化、乙酰化、磷酸化等，以及本领域已知的其他修饰(既有天然存在的，也有非天然存在的)。在各种实施方案中，本文设想的多肽包括蛋白质的N-末端处的信号(或前导)序列，其在翻译时或翻译后引导蛋白质的转移。
多肽包括“多肽变体”。多肽变体可以与天然存在的多肽在一个或多个取代、缺失、添加和/或插入方面有所不同。此类变体可以是天然存在的，或者可以例如通过修饰上述多肽序列中的一个或多个多肽序列来合成产生。例如，在一些实施方案中，可能期望通过引入一个或多个取代、缺失、添加和/或插入来改善工程化NKG2D CAR的结合亲和力和/或其他生物特性。优选地，本公开的多肽包括与其具有至少约50％、60％、65％、70％、75％、85％、90％、95％、98％或99％的氨基酸同一性的多肽。本公开的多肽包括与本文所述的任何参考序列(参见例如序列表)具有至少约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％的序列同一性的变体，通常其中该变体保持参考序列的至少一种生物活性。多肽包括“多肽片段”。多肽片段是指以下多肽：其可以是相比天然存在的或重组产生的多肽具有氨基末端缺失、羧基末端缺失和/或内部缺失或取代的单体多肽或多聚多肽。在某些实施方案中，多肽片段可以包含长度为至少5个至约500个氨基酸的氨基酸链。应当理解，在某些实施方案中，片段的长度至少为5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个、31个、32个、33个、34个、35个、36个、37个、38个、39个、40个、41个、42个、43个、44个、45个、46个、47个、48个、49个、50个、55个、60个、65个、70个、75个、80个、85个、90个、95个、100个、110个、150个、200个、250个、300个、350个、400个或450个氨基酸。
该多肽也可以框内融合至或缀合至接头或其他序列，以便于合成、纯化或鉴定该多肽(例如，聚组氨酸)，或者增强该多肽与固体支持物的结合。如上所述，本公开的多肽可以以各种方式改变，包括氨基酸取代、缺失、截短和插入。用于此类操纵的方法在本领域中是公知的。例如，参考多肽的氨基酸序列变体可以通过DNA中的突变来制备。用于诱变和核苷酸序列改变的方法在本领域中是众所周知的。参见例如，Kunkel(1985,Proc.Natl.Acad.Sci.USA.82:488-492)、Kunkel等人(1987,Methods in Enzymol,154:367-382)、美国专利4,873,192号、Watson,J.D.等人(Molecular Biology of the Gene，第四版，Benjamin/Cummings,Menlo Park,Calif.,1987)，以及其中引用的参考文献。关于不影响感兴趣蛋白质的生物活性的适当氨基酸取代的指导可以在Dayhoff等人，(1978)Atlasof Protein Sequence and Structure(Natl.Biomed.Res.Found.,Washington,D.C.)的模型中找到。
在某些实施方案中，变体将含有保守取代。“保守取代”是指下述取代：其中氨基酸用具有相似特性的另一个氨基酸替代，使得肽化学领域的技术人员将预期多肽的二级结构和亲水性质基本上不变。可以在本公开的多核苷酸和多肽的结构中进行修饰，并且仍获得编码具有期望特性的变体或衍生多肽的功能分子。
多肽变体还包括糖基化形式、与其他分子的聚集缀合物，以及与不相关的化学部分(例如，聚乙二醇化分子)的共价缀合物。共价变体可以通过将官能团连接到在氨基酸链中或者在N-末端残基或C-末端残基处发现的基团来制备，如本领域已知的。变体还包括等位基因变体、物种变体和突变蛋白质。不影响蛋白质功能活性的区域的截短或缺失也是变体。
本公开的多肽包括融合多肽。在一些实施方案中，提供了融合多肽和编码融合多肽的多核苷酸。融合多肽和融合蛋白是指具有至少两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个或者更多个多肽区段的多肽。融合多肽通常将C-末端连接到N-末端，然而它们也可以将C-末端连接到C-末端、将N-末端连接到N-末端，或者将N-末端连接到C-末端。该融合蛋白的多肽可以是任何顺序或指定顺序。融合多肽或融合蛋白还可以包括经保守修饰的变体、多态性变体、等位基因、突变体、亚序列和种间同源物，只要该融合多肽的所需转录活性保留即可。融合多肽可以通过化学合成方法或通过两个部分之间的化学键来产生，或者通常可以使用其他常见技术来制备。包含该融合多肽的连接的DNA序列可操作地连接至如本文别处所讨论的合适的转录或翻译控制元件。
在一个实施方案中，融合配偶体包含有助于以比天然重组蛋白更高的产率表达蛋白质的序列(表达增强子)。可以选择其他融合配偶体，以便增加蛋白质的溶解度，或者使蛋白质能够靶向期望的细胞内隔室，或者促进融合蛋白转运通过细胞膜。
融合多肽可以还包括介于本文所述的多肽结构域中的每一者之间的多肽切割信号。此外，多肽位点可以被置于任何接头肽序列中。示例性多肽裂解信号包括多肽裂解识别位点，诸如蛋白酶裂解位点、核酸酶裂解位点(例如，罕见限制性酶识别位点、自裂解核糖酶识别位点)，以及自裂解病毒寡肽(参见deFelipe和Ryan，2004.Traffic,5(8)；616-26)。合适的蛋白酶裂解位点和自裂解肽是技术人员已知的(参见例如，Ryan等人，1997.JGener.Viral.78,699-722；Scymczak等人，(2004)Nature Biotech.5,589-594)。示例性蛋白酶切割位点包括但不限于以下各项的切割位点：马铃薯Y病毒属Nia蛋白酶(例如，烟草蚀纹病毒蛋白酶)、马铃薯Y病毒属HC蛋白酶、马铃薯Y病毒属Pl(P35)蛋白酶、大麦花叶病毒(byovirus)Nia蛋白酶、由大麦花叶病毒RNA-2编码的蛋白酶、口蹄疫病毒L蛋白酶、肠道病毒2A蛋白酶、鼻病毒2A蛋白酶、picoma 3C蛋白酶、豇豆花叶病毒组24K蛋白酶、线虫传多面体病毒属24K蛋白酶、RTSV(水稻东格鲁球形病毒)3C样蛋白酶、PYVF(欧防风黄点病毒)3C样蛋白酶、肝素、凝血酶、因子Xa和肠激酶。由于其高切割严格性，可以使用TEV(烟草蚀纹病毒)蛋白酶切割位点。在其他实施方案中，自切割肽可以包括从以下各项获得的那些多肽序列：马铃薯Y病毒属和心病毒属2A肽、FMDV(口蹄疫病毒)、马鼻炎A病毒、东亚细亚病毒和猪捷申病毒。在其他实施方案中，该自裂解多肽位点包括2A或2A样位点、序列或结构域(Donnelly等人，2001.J Gen.Viral.82:1027-1041)。
一般来讲，应当理解，任何适当的一种或多种病毒载体均可以用于转导本文所述的工程化构建体。在本文所述的一个实施方案中，用逆转录病毒载体，例如慢病毒载体转导细胞(例如，T细胞、NK细胞或iPSC)。如本文所用，术语“逆转录病毒”是指将其基因组RNA逆转录为线性双链DNA拷贝并且随后将其基因组DNA共价整合到宿主基因组中的RNA病毒。适用于一些实施方案中的说明性逆转录病毒包括但不限于：莫洛尼鼠白血病病毒(M-MuLV)、莫洛尼鼠肉瘤病毒(MoMSV)、哈维鼠肉瘤病毒(HaMuSV)、鼠乳腺肿瘤病毒(MuMTV)、长臂猿白血病病毒(GaLV)、猫白血病病毒(FLV)、泡沫病毒、弗里德鼠白血病病毒、鼠干细胞病毒(MSCV)、劳斯肉瘤病毒(RSV)和慢病毒。
如本文所用，术语“慢病毒”是指复杂逆转录病毒的组(或属)。说明性慢病毒包括但不限于：HIV(人类免疫缺陷病毒；包括HIV 1型和HIV 2型)；羊进行性间质肺炎病毒(VMV)；羊关节炎脑炎病毒(CAEV)；马传染性贫血病毒(EIAV)；猫免疫缺陷病毒(FIV)；牛免疫缺陷病毒(BIV)；和猴免疫缺陷病毒(SIV)。
术语“载体”在本文中用于指能够转移或转运另一种核酸分子的核酸分子。转移的核酸通常与载体核酸分子连接，例如插入载体核酸分子中。载体可以包括在细胞中直接自主复制的序列，或者可以包括足以允许整合到宿主细胞DNA中的序列。可用的载体包括例如质粒(例如，DNA质粒或RNA质粒)、转座子、粘粒、细菌人工染色体和病毒载体。可用的病毒载体包括例如复制缺陷型逆转录病毒和慢病毒。
如对于本领域技术人员将显而易见的是，术语“病毒载体”广泛地用于指包括通常促进核酸分子转移或整合到细胞基因组中的病毒衍生的核酸元件的核酸分子(例如，转移质粒)，或者介导核酸转移的病毒颗粒。病毒颗粒通常将包括各种病毒组分，并且有时除核酸之外还包括宿主细胞组分。
术语“病毒载体”可以指能够将核酸转移到细胞中或转移到转移的核酸本身的病毒或病毒颗粒。病毒载体和转移质粒含有主要来源于病毒的结构性和/或功能性遗传元件。术语“逆转录病毒载体”是指含有主要来源于逆转录病毒的结构性和功能性遗传元件或其部分的病毒载体或质粒。术语“慢病毒载体”是指含有主要来源于慢病毒的结构性和功能性遗传元件或其部分(包括LTR)的病毒载体或质粒。术语“杂交载体”是指含有逆转录病毒(例如慢病毒)序列和非逆转录病毒序列两者的载体、LTR或其他核酸。在一个实施方案中，杂交载体是指包含用于逆转录、复制、整合和/或包装的逆转录病毒(例如慢病毒)序列的载体或转移质粒。
在一些实施方案中，术语“慢病毒载体”、“慢病毒表达载体”可以用于指慢病毒转移质粒和/或感染性慢病毒颗粒。在本文提到诸如克隆位点、启动子、调节元件、异源性核酸等元件的情况下，应当理解，这些元件的序列以RNA形式存在于本公开的慢病毒颗粒中并且以DNA形式存在于本公开的DNA质粒中。在本文所述的一个实施方案中，表达载体是慢病毒表达载体。
原病毒的每个端部处是称为“长末端重复序列”或“LTR”的结构术语“长末端重复序列(LTR)”是指位于逆转录病毒DNA的端部处的碱基对结构域，这些结构域在其天然序列的语境中是直接重复序列并且含有U3区、R区和U5区。LTR通常提供对于逆转录病毒基因的表达(例如，启动、起始和基因转录物的多聚腺苷酸化)和病毒复制十分重要的功能。LTR含有许多调节信号，包括转录控制元件、多聚腺苷酸化信号，以及病毒基因组的复制和整合所需的序列。病毒LTR被分成三个区域，称为U3、R和U5。U3区含有增强子元件和启动子元件。U5区是介于引物结合位点与R区之间的序列，并且含有多聚腺苷酸化序列。R(重复序列)区侧接U3区和U5区。LTR由U3区、R区和U5区构成，并且既出现在病毒基因组的5'端处，也出现在病毒基因组的3'端处。与5'LTR相邻的是该基因组的逆转录所必需的序列(tRNA引物结合位点)，以及用于将病毒RNA高效地包装到颗粒中所必需的序列(Psi位点)。
如本文所用，术语“包装信号”或“包装序列”是指位于逆转录病毒基因组内的用于将病毒RNA插入病毒衣壳或颗粒中所需的序列，参见例如，Clever等人，1995.J ofVirology，第69卷，第4期；第2101-2109页。几种逆转录病毒载体使用病毒基因组的衣壳化所需的最小包装信号(也称为psi['P]序列)。因此，如本文所用，术语“包装序列”、“包装信号”、“psi”和符号“'P”用于指代在病毒颗粒形成期间逆转录病毒RNA链的衣壳化所需的非编码序列。
在各种实施方案中，载体包括经修饰的5'LTR和/或3'LTR。所述LTR中的任一者或两者可以包括一个或多个修饰，包括但不限于一个或多个缺失、插入或取代。对3'LTR进行修饰通常是为了通过使慢病毒系统或逆转录病毒系统成为病毒复制缺陷型来提高所述系统的安全性。如本文所用，术语“复制缺陷型”是指不能完成有效复制，使得不产生感染性病毒体(例如，复制缺陷型慢病毒子代)的病毒。术语“复制型”是指能够复制，使得病毒的病毒复制能够产生感染性病毒体(例如，复制型慢病毒子代)的野生型病毒或突变型病毒。
“自身失活”(SIN)载体是指以下复制缺陷型载体(例如，逆转录病毒载体或慢病毒载体)：其中被称为U3区的右侧(3')LTR增强子-启动子区已经被修饰(例如，通过缺失或取代)，以阻止病毒转录超出第一轮病毒复制。这是因为右侧(3')LTR U3区在病毒复制期间用作左侧(5')LTR U3区的模板，因此，没有U3增强子-启动子就不能产生病毒转录物。在本公开的另一个实施方案中，对3'LTR进行修饰，使得U5区被替换，例如用理想的多聚腺苷酸序列替换。应当指出的是，本文还设想了对LTR的修饰，诸如对3'LTR、5'LTR或3'LTR和5'LTR两者的修饰。
通过用异源性启动子替换5'LTR的U3区以在病毒颗粒的产生期间驱动病毒基因组的转录，提供了附加的安全性增强。可以使用的异源性启动子的示例包括例如猿猴病毒40(SV40)(例如，早期或晚期)启动子、巨细胞病毒(CMV)(例如，立即早期)启动子、莫洛尼鼠白血病病毒(MoMLV)启动子、劳斯肉瘤病毒(RSV)启动子和单纯性疱疹病毒(HSV)(胸苷激酶)启动子。典型的启动子能够以Tat非依赖性方式驱动高水平的转录。这种替换降低了重组产生复制型病毒的可能性，因为该病毒生产系统中没有完整的U3序列。在某些实施方案中，异源性启动子在控制病毒基因组的转录方式中具有附加的优点。例如，异源性启动子可以是诱导型的，使得仅当存在诱导因子时才会发生所有或部分病毒基因组的转录。诱导因子包括但不限于一种或多种化学化合物或在其中培养宿主细胞的生理条件(诸如温度或pH)。
在一些实施方案中，病毒载体包含TAR元件。术语“TAR”是指位于慢病毒R区中的“反式激活响应”遗传元件(例如，HIV)LTR。该元件与慢病毒反式激活因子(tat)遗传元件相互作用，以增强病毒复制。
“R区”是指逆转录病毒LTR内的开始于封端基团的起点(即，转录起点)并且终止于紧接多聚腺苷酸片段起点之前的区域。R区也被定义为侧接U3区和U5区。R区在逆转录期间起到允许将新生DNA从基因组的一端转移到另一端的作用。
如本文所用，术语“FLAP元件”是指其序列包括逆转录病毒(例如，HIV-I或HIV-2)的中央多聚嘌呤片段和中央终止序列(cPPT和CTS)的核酸。合适的FLAP元件描述于美国专利6,682,907号和Zennou等人，2000,Cell,101:173中。在HIV-I逆转录期间，正链DNA在中央多聚嘌呤片段(cPPT)处的中央起始以及中央终止序列(CTS)处的中央终止导致形成三链DNA结构：HIV-I中央DNA瓣。虽然不希望受到任何理论的束缚，但是DNA瓣可以充当慢病毒基因组输入细胞核的顺式活性决定簇并且/或者可以增加病毒的滴度。
在一个实施方案中，逆转录病毒或慢病毒转移载体包含一个或多个输出元件。术语“输出元件”是指调节RNA转录物从细胞核到细胞质的转运的顺式作用转录后调节元件。RNA输出元件的示例包括但不限于人类免疫缺陷病毒(HIV)rev响应元件(RRE)(参见例如，Cullen等人，1991.J Virol.65:1053；和Cullen等人，1991.Cell 58:423)，以及乙型肝炎病毒转录后调节元件(HPRE)。一般来讲，RNA输出元件被放置在基因的3'UTR内，并且可以作为一个或多个拷贝插入。
在其他实施方案中，通过结合转录后调节元件、高效的多聚腺苷酸化位点以及任选地结合进入载体的转录终止信号来增加异源性序列在病毒载体中的表达。多种转录后调节元件可以增加异源性核酸在蛋白质处的表达，例如，土拨鼠肝炎病毒转录后调节元件(WPRE；Zufferey等人，1999,J Virol.,73:2886)；乙型肝炎病毒中存在的转录后调节元件(HPRE)(Huang等人，Mol.Cell.Biol.,5:3864)；及其他(Liu等人，1995,Genes Dev.,9:1766)。
在一些实施方案中，载体可以包含具有转录或翻译调节活性的调节性寡核苷酸。这种寡核苷酸可以用于多种基因表达构型中，用于调节对表达的控制。转录调节性寡核苷酸可以增加(增强)或降低(沉默)重组表达构建体的表达水平。调节性寡核苷酸可以以环境特定的方式选择性地调节表达，包括例如用于赋予多核苷酸组织特异性表达、发育阶段特异性表达或类似的表达，包括组成型或诱导型表达。本公开的调节性寡核苷酸还可以是表达载体或重组核酸分子的组分，包括可操作地连接至可表达的多核苷酸的调节性寡核苷酸。调节元件可以具有从几个核苷酸到几百个核苷酸的各种长度。
引导异源性核酸转录物的高效终止和多聚腺苷酸化的元件增加了异源性基因表达。转录终止信号通常在多聚腺苷酸化信号的下游发现。在一些实施方案中，载体包含位于编码待表达多肽的多核苷酸的3'端的多聚腺苷酸化序列。如本文所用，术语“多聚腺苷酸位点”或“多聚腺苷酸序列”代表通过RNA聚合酶II引导新生RNA转录物的终止和多聚腺苷酸化的DNA序列。多聚腺苷酸化序列可以通过将多聚腺苷酸尾添加到编码序列的3'端来促进mRNA稳定性，并且因此有助于增加翻译效率。重组转录物的高效多聚腺苷酸化是期望的，因为缺少多聚腺苷酸尾的转录物不稳定并且迅速降解。可以在本公开的载体中使用的多聚腺苷酸信号的说明性示例包括理想的多聚腺苷酸序列(例如AATAAA、ATTAAA、AGTAAA)、牛生长激素多聚腺苷酸序列(BGHpA)、兔β-珠蛋白多聚腺苷酸序列(rβgpA)，或者本领域已知的另一种合适的异源性或内源性多聚腺苷酸序列。
本文还描述了“密码子优化的”核酸。“密码子优化的”核酸是指已经被改变以使得密码子对于在特定系统(诸如特定的物种或物种组)中的表达最佳的核酸序列。例如，可以通过以下方式优化核酸序列以在哺乳动物细胞或特定哺乳动物物种(诸如人细胞)中表达：用在该物种的基因中更频繁或最频繁使用的密码子替换天然序列的至少一个、多于一个或大量的密码子。密码子优化没有改变编码蛋白质的氨基酸序列。
密码子优化的核苷酸序列可以呈现与表达功效相关的改进的特性。在一些实施方案中，可以优化待转录的DNA序列以促进更高效的转录和/或翻译。在一些实施方案中，该DNA序列可以在顺式调节元件(例如，TATA盒、终止信号和蛋白质结合位点)、人工重组位点、chi位点、CpG二核苷酸含量、阴性CpG岛、GC含量、聚合酶滑移位点和/或与转录相关的其他元件方面进行优化；该DNA序列可以在隐蔽剪接位点、mRNA二级结构、mRNA的稳定自由能、重复序列、RNA不稳定结构域和/或与mRNA加工和稳定性相关的其他元件方面进行优化；该DNA序列可以在密码子使用偏好性、密码子适应性、内部chi位点、核糖体结合位点(例如，IRES)、未成熟多聚腺苷酸位点、Shine-Dalgarno(SD)序列和/或与翻译相关的其他元件方面进行优化；并且/或者该DNA序列可以在密码子背景、密码子-反密码子相互作用、翻译暂停位点和/或与蛋白质折叠相关的其他元件方面进行优化。
载体可以具有一个或多个LTR，其中任何LTR包含一个或多个修饰，诸如一个或多个核苷酸取代、添加或缺失。载体可以还包含：一个或多个伴随元件，以增加转导效率(例如，cPPT/FLAP)；病毒包装(例如，Psi(Ψ)包装信号、RRE)；以及/或者增加治疗基因表达的其他元件(例如，多聚腺苷酸序列)，并且可以任选地包含WPRE或HPRE。技术人员将理解，许多其他不同的实施方案可以由本公开的现有实施方案制成。
“宿主细胞”包括用本公开的重组载体或多核苷酸进行体内、离体或体外转染、感染或转导的细胞。宿主细胞可以包括包装细胞、生产者细胞，以及用病毒载体感染的细胞。在一些实施方案中，将用本公开的病毒载体感染的宿主细胞施用于需要治疗的受试者。在某些实施方案中，术语“靶标细胞”可与宿主细胞互换使用，并且是指所需细胞类型的经转染、感染或转导的细胞。在一些实施方案中，靶标细胞是T细胞。
大规模病毒颗粒生产通常是获得合理的病毒滴度所必需的。病毒颗粒通过将转移载体转染到包含病毒结构和/或伴随基因(例如，gag、pol、env、tat、rev、vif、vpr、vpu、vpx或nef基因或其他逆转录病毒基因)的包装细胞系中而产生。
如本文所用，术语“包装载体”是指缺少包装信号并且包含编码一种、两种、三种、四种或更多种病毒结构和/或伴随基因的多核苷酸的表达载体或病毒载体。通常，包装载体包含在包装细胞中，并且经由转染、转导或感染而引入细胞中。用于转染、转导或感染的方法是本领域技术人员众所周知的。可以经由转染、转导或感染将本公开的逆转录病毒/慢病毒转移载体引入包装细胞系中，以产生生产者细胞或细胞系。本公开的包装载体可以通过常见方法(包括例如磷酸钙转染、脂质转染或电穿孔)引入人类细胞或细胞系中。在一些实施方案中，将包装载体连同主要选择性标记物(诸如新霉素、潮霉素、嘌呤霉素、杀稻瘟菌素、博来霉素、胸苷激酶、DHFR、Gln合成酶或ADA)引入细胞中，然后在存在适当药物的情况下进行选择，并且分离克隆。选择性标记物基因可以物理地连接到通过包装载体(例如，通过IRES或自切割病毒肽)编码的基因。
病毒包膜蛋白(env)确定可以最终被由细胞系产生的重组逆转录病毒感染和转化的宿主细胞的范围。就慢病毒(诸如HIV-1、HIV-2、SIV、FIV和EIV)而言，env蛋白质包括gp41和gp120。在一些实施方案中，通过本公开的包装细胞表达的病毒env蛋白在来自病毒gag和pol基因的单独载体上编码，如先前已经描述的。
可以在本文所述的实施方案中采用的逆转录病毒衍生的env基因的说明性示例包括但不限于：MLV包膜、IOAI包膜、BAEV、FeLV-B、RDI 14、SSAV、Ebola、Sendai、FPV(禽类瘟疫病毒)和流感病毒包膜。类似地，可以利用对来自RNA病毒(例如，以下RNA病毒科：微小核糖核酸病毒科(Picomaviridae)、杯状病毒科(Calciviridae)、星状病毒科(Astroviridae)、披膜病毒科(Togaviridae)、黄病毒科(Flaviviridae)、冠状病毒科(Coronaviridae)、副粘病毒科(Paramyxoviridae)、弹状病毒科(Rhabdoviridae)、丝状病毒科(Filoviridae)、正粘病毒科(Orthomyxoviridae)、布尼亚病毒科(Bunyaviridae)、沙粒病毒科(Arenaviridae)、呼肠孤病毒科(Reoviridae)、双RNA病毒科(Bimaviridae)、逆转录病毒科(Retroviridae))以及来自DNA病毒(以下病毒科：肝病毒科(Hepadnaviridae)、圆环病毒科(Circoviridae)、细小病毒科(Parvoviridae)、乳多空病毒科(Papovaviridae)、腺病毒科(Adenoviridae)、疱疹病毒科(Herpesviridae)、痘病毒科(Poxyiridae)和虹彩病毒科(Iridoviridae))的包膜进行编码的基因。代表性示例包括FeLV、VEE、HFVW、WDSV、SFV、Rabies、ALV、BIV、BL V、EBV、CAEV、SNV、ChTL V、STLV、MPMV SMRV、RAV、FuSV、MH2、AEV、AMV、CTIO和EIAV。
在其他实施方案中，用于假型化本公开的病毒的包膜蛋白包括但不限于以下病毒中的任一者：甲型流感(诸如H1N1、H1N2、H3N2和H5Nl(禽流感))、乙型流感和丙型流感病毒，甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、轮状病毒、诺瓦克病毒组中的任一种病毒、肠道腺病毒、细小病毒、登革热病毒、猴痘病毒、单股负链病毒目(Mononegavirales)、狂犬病病毒属(Lyssavirus)(诸如狂犬病病毒)、拉各斯蝙蝠病毒、莫科拉病毒、杜文黑基病毒、欧洲蝙蝠病毒1和2以及澳大利亚蝙蝠病毒、短时热病毒属(Ephemerovirus)、水泡病毒属(Vesiculovirus)、水泡性口炎病毒(VSV)、疱疹病毒(诸如单纯性疱疹病毒1型和2型)、带状疱疹病毒、巨细胞病毒、爱泼斯坦-巴尔二氏病毒(EBV)、人类疱疹病毒(HHV)、人类疱疹病毒6型和8型、人类免疫缺陷病毒(HIV)、乳头瘤病毒、鼠γ疱疹病毒、沙粒病毒属(Arenaviruses)(诸如阿根廷出血热病毒、玻利维亚出血热病毒、Sabia相关出血热病毒、委内瑞拉出血热病毒、拉沙热病毒、马丘波病毒、淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒(LCMV))、布尼亚病毒科(诸如克里米亚-刚果出血热病毒)、汉坦病毒、肾综合征出血热致病病毒、裂谷热病毒、丝状病毒科(丝状病毒)(包括埃博拉出血热和马尔堡出血热)、黄病毒科(包括凯沙奴森林病(Kaysanur Forest disease))病毒、鄂木斯克出血热病毒、蜱传脑炎致病病毒和副粘病毒科(诸如亨德拉病毒和尼帕病毒)、大天花和小天花(天花病毒)、甲病毒属(诸如委内瑞拉马脑炎病毒、东部马脑炎病毒、西部马脑炎病毒、SARS相关冠状病毒(SARS-Co V)、西尼罗河病毒，或者任何脑炎致病病毒。
如本文所用，术语“假型”或“假型化”是指其病毒包膜蛋白已经用具有其他特征的另一种病毒的病毒包膜蛋白替代的病毒。例如，HIV可以用水泡性口炎病毒G-蛋白(VSV-G)包膜蛋白来假型化，这允许HIV感染较宽范围的细胞，因为HIV包膜蛋白(由env基因编码)通常将该病毒靶向CD4+递呈细胞。
如本文所用，术语“包装细胞系”用于提及不含包装信号但却稳定或瞬时地表达对于病毒颗粒的正确包装必不可少的病毒结构蛋白质和复制酶(例如，gag、pol和env)的细胞系。可以采用任何合适的细胞系来制备本公开的包装细胞。一般来讲，细胞是哺乳动物细胞。在另一个实施方案中，用于产生包装细胞系的细胞是人细胞。可以用于产生包装细胞系的合适的细胞系包括例如CHO细胞、BHK细胞、MDCK细胞、C3H 10Tl/2细胞、FLY细胞、Psi-2细胞、BOSC 23细胞、P A317细胞、WEHI细胞、COS细胞、BSC 1细胞、BSC 40细胞、BMT 10细胞、VERO细胞、W138细胞、MRC5细胞、A549细胞、HTI080细胞、293细胞、293T细胞、B-50细胞、3T3细胞、NIH3T3细胞、HepG2细胞、Saos-2细胞、Huh7细胞、HeLa细胞、W163细胞、211细胞和211A细胞。
如本文所用，术语“生产者细胞系”是指能够产生重组逆转录病毒颗粒的细胞系，包括包装细胞系和包含包装信号的转移载体构建体。感染性病毒颗粒和病毒储备溶液的产生可以使用常规技术进行。制备病毒储备溶液的方法是本领域已知的，并且由例如Y.Soneoka等人，(1995)Nucl.Acids Res.23:628-633和N.R.Landau等人(1992)JVirol.66:5110-5113。可以使用常规技术从包装细胞中收集感染性病毒颗粒。例如，如本领域已知的，感染性颗粒可以通过细胞裂解或者收集细胞培养物的上清液来收集。任选地，如果需要，可以将收集的病毒颗粒纯化。合适的纯化技术是本领域技术人员众所周知的。
使用逆转录病毒或慢病毒载体借助于病毒感染而不是通过转染递送基因或其他多核苷酸序列被称为“转导”。在一个实施方案中，逆转录病毒载体通过感染和原病毒整合来转导到细胞中。在某些实施方案中，如果靶标细胞(例如，T细胞或NK细胞)包含通过使用病毒或逆转录病毒载体感染而递送到细胞的基因或其他多核苷酸序列，则是“转导的”。在一些实施方案中，转导的细胞在其细胞基因组中包含通过逆转录病毒或慢病毒载体递送的一个或多个基因或者其他多核苷酸序列。
公开了表达本公开的构建体中的一者或多者的宿主细胞。可以用一种或多种病毒载体来转导宿主细胞，该病毒载体包含编码表达工程化的TCR和/或CAR的一种或多种多肽的核酸序列。可以根据本公开的某些实施方案利用的与将病毒载体用于基因疗法中有关的其他方法可以在以下文献中找到：例如，Kay,M.A.(1997)Chest 111(第6期增刊):138S-142S；Ferry,N.和Heard,J.M.(1998)Hum.Gene Ther.9:1975-81；Shiratory,Y.等人，(1999)Liver 19:265-74；Oka,K.等人，(2000)Curr.Opin.Lipidol.11:179-86；Thule,P.M.和Liu,J.M.(2000)Gene Ther.7:1744-52；Yang,N.S.(1992)Crit.Rev.Biotechnol.12:335-56；Alt,M.(1995)J Hepatol.23:746-58；Brody,S.L.和Crystal,R.G.(1994)Ann.NYAcad.Sci.716:90-101；Strayer,D.S.(1999)Expert Opin.Investig.Drugs 8:2159-2172；Smith-Arica,J.R.和Bartlett,J.S.(2001)Curr.Cardiol.Rep.3:43-49；以及Lee,H.C.等人(2000)Nature 408:483-8。
本文所述的组合物可以包含一种或多种多核苷酸、多肽、包含它们的载体，以及T细胞组合物和NK组合物，如本文所设想的。本文所述的一个实施方案是包含经修饰的T细胞的组合物，该经修饰的T细胞表达NKG2D CAR。本文所述的另一个实施方案是包含经修饰的NK细胞的组合物，该经修饰的NK细胞表达NKG2D CAR。组合物包括但不限于药物组合物。“药物组合物”是指以药学上可接受或生理上可接受的溶液配制，用于单独地或与一种或多种其他治疗方式组合施用于细胞或动物的组合物。还应当理解，如果需要，本公开的组合物还可以与其他作用剂组合施用，所述其他作用剂诸如细胞因子、生长因子、激素、小分子、化学治疗剂、前药、药物、抗体或其他各种药物活性剂。对于组合物中还可以包含的其他组分几乎没有限制，只要附加的作用剂不会不利地影响组合物递送预期疗法的能力即可。
短语“药学上可接受的”在本文中用于指在合理的医学判断范围内，适用于与人类和动物的组织接触而没有过度的毒性、刺激、变应性应答或者其他问题或并发症，与合理的利益/风险比相称的那些化合物、材料、组合物和/或剂型。
如本文所用，“药学上可接受的载剂、稀释剂或赋形剂”包括但不限于任何助剂、载剂、赋形剂、助流剂、甜味剂、稀释剂、防腐剂、染料/着色剂、风味增强剂、表面活性剂、润湿剂、分散剂、悬浮剂、稳定剂、等渗剂、溶剂、表面活性剂或乳化剂，它们已由美国食品药品监督管理局批准为可被接受用于人或家养动物。示例性的药学上可接受的载剂包括但不限于糖，诸如乳糖、葡萄糖和蔗糖；淀粉，诸如玉米淀粉和马铃薯淀粉；纤维素及其衍生物，诸如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素和醋酸纤维素；黄蓍胶；麦芽；明胶；滑石；可可脂、蜡、动物和植物脂肪、石蜡、硅酮、膨润土、硅酸、氧化锌；油，诸如花生油、棉籽油、红花油、芝麻油、橄榄油、玉米油和大豆油；二醇，诸如丙二醇；多元醇，诸如甘油、山梨糖醇、甘露糖醇和聚乙二醇；酯，诸如油酸乙酯和月桂酸乙酯；琼脂；缓冲剂，诸如氢氧化镁和氢氧化铝；藻酸；无热原水；等渗盐水；林格氏溶液；乙醇；磷酸盐缓冲溶液；以及用于药物制剂中的任何其他相容物质。
在本文所述的一个实施方案中，本公开的组合物包含一定量的本文所设想的经修饰的T细胞或NK细胞。通常可以指出，包含本文所设想的T细胞或NK细胞的药物组合物可以按以下剂量施用：102个至1010个细胞/kg体重、105个至109个细胞/kg体重、105个至108个细胞/kg体重、105个至107个细胞/kg体重、107个至109个细胞/kg体重，或107个至108个细胞/kg体重，包括这些范围内的所有整数值。细胞的数目将取决于组合物旨在用于的最终用途，其中包含的细胞的类型也将取决于该最终用途。经修饰以表达工程化NKG2D CAR的T细胞或NK细胞可以按这些范围内的剂量多次施用。所述细胞可以是正在接受疗法的患者的同种异体细胞、同源细胞、异种细胞或自体细胞。如果需要，治疗还可以包括施用如本文所述的有丝分裂原(例如，PHA)或淋巴因子、细胞因子和/或趋化因子(例如，IFN-γ、IL-2、IL-7、IL-15、IL-12、TNF-α、IL-18和TNF-β、GM-CSF、IL-4、IL-13、Flt3-L、RANTES、MIP1α等)，以增强输注的T细胞的移植和功能。
一般来讲，如本文所述的包含经活化和扩增的细胞的组合物可以用于治疗和预防在免疫受损或免疫抑制的个体中出现的疾病。在一些情况下，本文所设想的包含经修饰的T细胞或NK细胞的组合物用于治疗癌症。本文所述的经修饰的T细胞或NK细胞可以单独施用，或者与载剂、稀释剂、赋形剂和/或与其他组分(诸如IL-2、IL-7和/或IL-15，或者其他细胞因子或细胞群)组合作为药物组合物施用。在一些实施方案中，本文所设想的药物组合物包含一定量的经基因修饰的T细胞或NK细胞，其与一种或多种药学上或生理上可接受的载剂、稀释剂或赋形剂组合。
本文所设想的包含经修饰的T细胞或NK细胞的药物组合物可以还包含缓冲剂，诸如中性缓冲盐水、磷酸盐缓冲盐水等；碳水化合物，诸如葡萄糖、甘露糖、蔗糖或葡聚糖、甘露糖醇；蛋白质；多肽或氨基酸，诸如甘氨酸；抗氧化剂；螯合剂，诸如EDTA或谷胱甘肽；助剂(例如，氢氧化铝)；和防腐剂。本公开的组合物可以被配制用于肠胃外施用，例如，血管内(静脉内或动脉内)、腹膜内或肌内施用。
液体药物组合物(无论是溶液剂、混悬剂，还是其他类似的形式)可以包含以下各项中的一者或多者：无菌稀释剂(诸如注射用水)、盐水溶液(诸如生理盐水)、林格氏溶液、等渗氯化钠、固定油(诸如合成的甘油单酯或甘油二酯，其可以用作溶剂或悬浮介质)、聚乙二醇、甘油、丙二醇或其他溶剂；抗菌剂，诸如苯甲醇或对羟基苯甲酸甲酯；抗氧化剂，诸如抗坏血酸或亚硫酸氢钠；螯合剂，诸如乙二胺四乙酸；缓冲剂，诸如乙酸盐、柠檬酸盐或磷酸盐，以及用于调节张性的作用剂，诸如氯化钠或右旋糖。该肠胃外制备物可以封闭在由玻璃或塑料制成的安瓿、一次性注射器或多剂量小瓶中。还包括无菌可注射药物组合物。
在一些实施方案中，本文所设想的组合物包括单独的或者与一种或多种治疗剂组合的有效量的扩增的经修饰的T细胞或NK细胞组合物。因此，所述T细胞或NK细胞组合物可以单独施用或与其他已知的癌症治疗(诸如放射疗法、化学疗法、移植、免疫疗法、激素疗法、光动力学疗法等)组合施用。所述组合物也可以与抗生素和抗病毒剂组合施用。此类治疗剂在本领域中可以被接受为用于如本文所述的疾病状态(诸如癌症)的治疗。在一个实施方案中，本文所设想的组合物还可以与TGF-β的抑制剂(例如小分子抑制剂LY55299)一起施用。所设想的示例性治疗剂包括细胞因子、生长因子、类固醇、NSAID、DMARD、抗炎剂、化学治疗剂、放射疗法、治疗性抗体，或者其他活性剂和辅助剂。
在某些实施方案中，本文设想的包含T细胞或NK细胞的组合物可以与任何数量的化学治疗剂联合施用。化学治疗剂的说明性示例包括但不限于：烷基化剂，诸如噻替哌和环磷酰胺(CYTOXANTM)；烷基磺酸盐，诸如白消安、英丙舒凡和哌泊舒凡；氮丙啶，诸如苯佐替哌、卡波醌、美妥替哌和乌瑞替哌；乙烯亚胺和甲基蜜胺，包括六甲蜜胺、三亚乙基蜜胺、三亚乙基磷酰胺、三亚乙基硫代磷酰胺和三羟甲基蜜胺(trimethylolomelamine resume)；氮芥，诸如苯丁酸氮芥、萘氮芥、胆磷酰胺、雌莫司汀、异环磷酰胺、二氯甲基二乙胺、盐酸甲氧氮芥、美法仑、新氮芥、苯芥胆甾醇、泼尼莫司汀、曲磷胺、尿嘧啶氮芥；亚硝基脲，诸如卡莫司汀、氯脲霉素、福莫司汀、洛莫司汀、尼莫司汀、雷莫司汀；抗生素，诸如阿克拉霉素、放线菌素、蒽霉素、重氮丝氨酸、博来霉素、放线菌素C、卡奇霉素、卡柔比星、洋红霉素、嗜癌霉素、色霉素、放线菌素D、柔红霉素、地托比星、6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸、多柔比星、表柔比星、依索比星、伊达比星、麻西罗霉素、丝裂霉素、霉酚酸、诺拉霉素、橄榄霉素、培洛霉素、泊非霉素、嘌呤霉素、三铁阿霉素、罗多比星、链黑霉素、链脲霉素、杀结核菌素、乌苯美司、净司他丁、佐柔比星；抗代谢物，诸如甲氨蝶呤和5-氟尿嘧啶(5-FU)；叶酸类似物，诸如二甲叶酸、甲氨蝶呤、蝶罗呤、三甲曲沙；嘌呤类似物，诸如氟达拉滨、6-巯嘌呤、硫咪嘌呤、硫鸟嘌呤；嘧啶类似物，诸如安西他滨、阿扎胞苷、6-氮尿苷、卡莫氟、阿糖胞苷、双脱氧尿苷、去氧氟尿苷、依诺他滨、氟尿苷、5-FU；雄性激素，诸如卡普睾酮、丙酸屈他雄酮、环硫雄醇、美雄烷、睾内酯；抗肾上腺素，诸如氨鲁米特、米托坦、曲洛司坦；叶酸补充剂，诸如亚叶酸；醋葡醛内酯；醛磷酰胺糖苷；氨基乙酰丙酸；安吖啶；布沙莫司汀；比生群；依达曲沙；地磷酰胺；秋水仙胺；地吖醌；依洛尼塞(elformithine)；依利醋铵；依托格鲁；硝酸镓；羟基脲；香菇多糖；氯尼达明；米托胍腙；米托蒽醌；莫哌达醇；二胺硝吖啶；喷司他丁；蛋氨氮芥；吡柔比星；鬼臼酸；2-乙基酰肼；丙卡巴肼；雷佐生；西佐喃；锗螺胺；细交链孢菌酮酸；三亚胺醌；2,2',2”-三氯三乙胺；乌拉坦；长春地辛；达卡巴嗪；甘露莫司汀；二溴甘露醇；二溴卫矛醇；哌泊溴烷；加西托星(gacytosine)；阿拉伯糖苷(“Ara-C”)；环磷酰胺；噻替哌；紫杉烷类，例如紫杉醇(Bristol-Myers Squibb Oncology,Princeton,N.J.)和多西他赛(Rhone-Poulenc Rorer,Antony,France)；苯丁酸氮芥；吉西他滨；6-硫鸟嘌呤；巯嘌呤；甲氨蝶呤；铂类似物，诸如顺铂和卡铂；长春碱；铂；依托泊苷(VP-16)；异环磷酰胺；丝裂霉素C；米托蒽醌；长春新碱；长春瑞滨；诺维本；诺消灵；替尼泊苷；道诺霉素；氨喋呤；希罗达；伊班膦酸盐；CPT-11；拓扑异构酶抑制剂RPS2000；二氟甲基鸟氨酸(DMFO)；视黄酸衍生物，诸如TargretinTM(蓓萨罗丁)、PanretinTM(阿利维A酸)；ONTAKTM(地尼白介素)；埃斯帕米霉素(esperamicin)；卡培他滨；以及上述任何物质的药学上可接受的盐、酸或衍生物。该定义中还包括抗激素剂，其用于调节或抑制激素对肿瘤的作用，诸如抗雌激素，包括例如他莫昔芬、雷洛昔芬、抑制芳香化酶的4(5)-咪唑、4-羟基他莫昔芬、曲沃昔芬、雷洛昔芬盐酸盐、LY117018、奥那司通和托瑞米芬(法乐通)；和抗雄激素，诸如氟他胺、尼鲁米特、比卡鲁胺、亮丙瑞林和戈舍瑞林；以及上述任何物质的药学上可接受的盐、酸或衍生物。
多种其他的治疗剂可以与本文所述的组合物联合使用。在一个实施方案中，包含T细胞的组合物与抗炎剂一起施用。抗炎剂或抗炎药包括但不限于类固醇和糖皮质激素(包括倍他米松、布地奈德、地塞米松、醋酸氢化可的松、氢化可的松、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙、泼尼松、曲安西龙)；非甾体抗炎药(NSAIDS)，包括阿司匹林、布洛芬、萘普生、甲氨蝶呤、柳氮磺吡啶、来氟米特、抗TNF药物、环磷酰胺和霉酚酸酯。
在一些实施方案中，NSAID选自由以下项组成的组：布洛芬、萘普生、萘普生钠、Cox-2抑制剂诸如(罗非考昔)和(塞来考昔)，以及水杨酸盐。示例性止痛剂选自由以下项组成的组：对乙酰氨基酚、羟考酮、曲马朵或盐酸丙氧芬。示例性糖皮质激素选自由以下项组成的组：可的松、地塞米松、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙或泼尼松。示例性生物应答调节剂包括针对细胞表面标记物(例如，CD4、CD5等)的分子、细胞因子抑制剂诸如TNF拮抗剂(例如，依那西普阿达木单抗和英夫利昔单抗趋化因子抑制剂和粘附分子抑制剂。生物反应调节剂包括单克隆抗体以及分子的重组形式。示例性的改善病情抗风湿药物(DMARD)包括硫唑嘌呤、环磷酰胺、环孢菌素、甲氨蝶呤、青霉胺、来氟米特、柳氮磺吡啶、羟氯喹、金制剂(口服(金诺芬)和肌内)和米诺环素。
在其他实施方案中，适用于与本文所设想的经CAR或TCR修饰的T细胞或NK细胞组合的治疗性抗体包括但不限于：阿巴伏单抗(abagovomab)、阿德木单抗(adecatumumab)、阿夫土珠(afutuzumab)、阿仑单抗(alemtuzumab)、阿妥莫单抗(altumomab)、阿麦妥单抗(amatuximab)、安那莫单抗(anatumomab)、阿西莫单抗(arcitumomab)、巴威单抗(bavituximab)、贝妥莫单抗(bectumomab)、贝伐珠单抗(bevacizumab)、比瓦妥珠单抗(bivatuzumab)、博纳吐单抗(blinatumomab)、本妥昔单抗(brentuximab)、坎妥珠单抗(cantuzumab)、卡妥索单抗(catumaxomab)、西妥昔单抗(cetuximab)、西他土珠单抗(citatuzumab)、西妥木单抗(cixutumumab)、克利妥珠单抗(clivatuzumab)、可那木单抗(conatumumab)、达雷妥尤单抗(daratumumab)、曲齐妥单抗(drozitumab)、度利戈妥单抗(duligotumab)、杜西格单抗(dusigitumab)、地莫单抗(detumomab)、达西珠单抗(dacetuzumab)、达洛珠单抗(dalotuzumab)、埃克莫昔单抗(ecromeximab)、埃罗妥珠单抗(elotuzumab)、恩司昔单抗(ensituximab)、厄妥索单抗(ertumaxomab)、埃达珠单抗(etaracizumab)、法妥珠单抗(farietuzumab)、非拉妥珠单抗(ficlatuzumab)、芬妥木单抗(figitumumab)、弗兰妥他单抗(flanvotumab)、氟妥昔单抗(futuximab)、加尼单抗(ganitumab)、吉妥单抗(gemtuzumab)、吉妥昔单抗(girentuximab)、格伦巴单抗(glembatumumab)、替伊莫单抗(ibritumomab)、伊戈单抗(igovomab)、伊马曲单抗(imgatuzumab)、英达妥昔单抗(indatuximab)、奥英妥珠单抗(inotuzumab)、英妥木单抗(intetumumab)、伊匹单抗(ipilimumab)、伊妥木单抗(iratumumab)、拉贝珠单抗(labetuzumab)、来沙木单抗(lexatumumab)、林妥珠单抗(lintuzumab)、洛尔妥珠单抗(lorvotuzumab)、卢卡木单抗(lucatumumab)、马帕木单抗(mapatumumab)、马妥珠单抗(matuzumab)、米拉妥珠单抗(milatuzumab)、明瑞莫单抗(minretumomab)、米妥莫单抗(mitumomab)、莫西妥单抗(moxetumomab)、纳那妥单抗(namatumab)、那普妥莫单抗(naptumomab)、耐昔妥珠单抗(necitumumab)、尼妥珠单抗(nimotuzumab)、诺非妥莫单抗(nofetumomab)、奥卡妥珠单抗(ocaratuzumab)、奥法木单抗(ofatumumab)、奥拉单抗(olaratumab)、奥纳妥珠单抗(onartuzumab)、莫妥组单抗(oportuzumab)、奥戈伏单抗(oregovomab)、帕尼单抗(panitumumab)、帕萨妥珠单抗(parsatuzumab)、帕曲妥单抗(patritumab)、培妥莫单抗(pemtumomab)、帕妥珠单抗(pertuzumab)、平妥莫单抗(pintumomab)、普林木单抗(pritumumab)、雷克图玛单抗(racotumomab)、雷曲妥单抗(radretumab)、利妥木单抗(rilotumumab)、利妥昔单抗(rituximab)、罗妥木单抗(robatumumab)、沙妥莫单抗(satumomab)、西罗珠单抗(sibrotuzumab)、司妥昔单抗(siltuximab)、辛妥珠单抗(simtuzumab)、索洛他单抗(solitomab)、替组单抗(tacatuzumab)、塔普妥单抗(taplitumomab)、特那妥单抗(tenatumomab)、替妥木单抗(teprotumumab)、替加妥珠单抗(tigatuzumab)、托西莫单抗(tositumomab)、曲妥珠单抗(trastuzumab)、土考妥珠单抗(tucotuzumab)、乌布妥昔单抗(ublituximab)、维妥珠单抗(veltuzumab)、沃瑟妥珠单抗(vorsetuzumab)、伏妥莫单抗(votumumab)、扎芦木单抗(zalutumumab)、CC49和3F8。
在一些实施方案中，本文所述的组合物与细胞因子联合施用。如本文所用，所谓“细胞因子”，意指由一个细胞群释放的作为细胞间介体作用于另一种细胞的蛋白质的通用术语。此类细胞因子的示例是淋巴因子、单核因子、趋化因子和传统的多肽激素。细胞因子包括生长激素，诸如人生长激素、N-甲硫氨酰人生长激素和牛生长激素；甲状旁腺激素；甲状腺素；胰岛素；胰岛素原；松弛素；松弛素原；糖蛋白激素，诸如促滤泡激素(FSH)、促甲状腺激素(TSH)和促黄体激素(LH)；肝细胞生长因子；成纤维细胞生长因子；催乳素；胎盘催乳素；肿瘤坏死因子-α和肿瘤坏死因子-β；苗勒氏管抑制物质；小鼠促性腺激素相关肽；抑制素；激活素；血管内皮生长因子；整合素；血小板生成素(TPO)；神经生长因子，诸如NGF-β；血小板生长因子；转化生长因子(TGF)，诸如TGF-α和TGF-β；胰岛素样生长因子-I和胰岛素样生长因子-II；红细胞生成素(EPO)；骨诱导因子；干扰素，诸如干扰素-α、干扰素-β和干扰素-γ；集落刺激因子(CSF)，诸如巨噬细胞-CSF(M-CSF)；粒细胞-巨噬细胞-CSF(GM-CSF)；和粒细胞-CSF(G-CSF)；白介素(IL)，诸如IL-1、IL-1α、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-15；肿瘤坏死因子，诸如TNF-α或TNF-β；和其他多肽因子，包括LIF和kit配体(KL)。如本文所用，术语细胞因子包括来自天然来源或来自重组细胞培养物的蛋白质，以及天然序列细胞因子的生物学活性等同物。
任何细胞均可以用作本公开的多核苷酸、载体或多肽的宿主细胞。在一些实施方案中，该细胞可以是原核细胞、真菌细胞、酵母细胞或高等真核细胞(诸如哺乳动物细胞)。合适的原核细胞包括但不限于：真细菌，诸如革兰氏阴性或革兰氏阳性生物体，例如肠杆菌科(Enterobactehaceae)，诸如埃希氏菌属(Escherichia)，例如大肠杆菌(E.coli)；肠杆菌属(Enterobacter)；欧文氏菌属(Erwinia)；克雷伯氏菌属(Klebsiella)；变形杆菌属(Proteus)；沙门氏菌属(Salmonella)，例如鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)；沙雷氏菌属(Serratia)，例如粘质沙雷氏菌(Serratia marcescans)，以及志贺氏菌属(Shigella)；杆菌(Bacilli)诸如枯草芽孢杆菌(B.subtilis)和地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)；假单胞菌属(Pseudomonas)，诸如铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)；以及链霉菌属(Streptomyces)。在一些实施方案中，该细胞是人细胞。在一些实施方案中，该细胞是免疫细胞。在一些实施方案中，该免疫细胞选自由以下项组成的组：T细胞、B细胞、肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)、TCR表达细胞、自然杀伤(NK)细胞、树突状细胞、粒细胞、先天淋巴样细胞、巨核细胞、单核细胞、巨噬细胞、血小板、胸腺细胞和骨髓细胞。在一个实施方案中，该免疫细胞是T细胞。在另一个实施方案中，该免疫细胞是NK细胞。在某些实施方案中，T细胞是肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)、自体T细胞、工程化自体T细胞(eACTTM)、同种异体T细胞、异源性T细胞，或它们的任何组合。与抗体疗法或独立的经NKG2D CAR修饰的T细胞不同，T细胞(或如上所述的任何细胞)。
本文所述的另一个实施方案是一种治疗对其有需要的受试者的癌症的方法，包括施用有效量(例如，治疗有效量)的组合物，该组合物包含如本文所述的表达TCR或CAR的T细胞或NK细胞。施用的数量和频率将由诸如患者的病症以及患者疾病的类型和严重程度等因素确定，尽管可以通过临床试验确定适当的剂量。
在其他实施方案中，提供了一些方法，包括将治疗有效量的本文所设想的经修饰的T细胞或者包含所述T细胞的组合物单独地或与一种或多种治疗剂组合施用于对其有需要的患者。在某些实施方案中，本公开的细胞用于治疗有患上癌症的风险的患者。因此，本公开提供了用于治疗或预防癌症的方法，包括向对其有需要的受试者施用治疗有效量的本公开的经修饰的T细胞。
本领域的普通技术人员将认识到，可能需要多次施用本公开的组合物来实现所需疗法。例如，可以在1周、2周、3周、1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、1年、2年、5年、10年或更长时间的跨度上施用组合物1次、2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次或10次或者更多次。
在某些实施方案中，可能期望将活化的T细胞施用于受试者，然后重新抽血(或进行血液单采术)，根据本公开从中活化T细胞，并且将这些活化和扩增的T细胞重新输注给患者。该过程可以每几周进行多次。在某些实施方案中，T细胞可以从10cc至400cc的抽血中活化。不受理论的束缚，使用这种多次抽血/多次重新输注方案可以用于选出某些T细胞群。
施用本文所设想的组合物可以按任何方便的方式进行，包括通过气溶胶吸入、注射、摄食、输液、植入或移植。在一些实施方案中，以肠胃外方式施用组合物。如本文所用，短语“肠胃外施用”和“以肠胃外方式施用”是指除了肠内和局部施用以外的施用模式(通常通过注射)，并且包括但不限于血管内、静脉内、肌内、动脉内、鞘内、囊内、眶内、肿瘤内、心脏内、皮内、腹膜内、经气管、皮下、表皮下、关节内、囊下、蛛网膜下、脊柱内和胸骨内注射和输注。在一个实施方案中，本文所设想的组合物通过直接注射到肿瘤、淋巴结或感染部位中来施用于受试者。
在一个实施方案中，向对其有需要的受试者施用有效量的组合物，以增加对该受试者的癌症的细胞免疫应答。免疫应答可以包括由能够杀死受感染细胞、调节性T细胞的细胞毒性T细胞介导的细胞免疫应答，以及辅助性T细胞应答。也可以诱导体液免疫应答，其主要由能够活化B细胞从而导致抗体产生的辅助性T细胞介导。多种技术可以用于分析由本公开的组合物诱导的免疫应答的类型，这些技术在本领域中被充分描述；例如，CurrentProtocols in Immunology，编辑：John E.Coligan、Ada M.Kruisbeek、DavidH.Margulies、Ethan M.Shevach、Warren Strober，(2001)John Wiley&Sons,NY,N.Y.。
就T细胞介导的杀伤而言，CAR-配体结合启动向T细胞的CAR信号传导，导致多种T细胞信号传导通路被活化，所述T细胞信号传导通路诱导T细胞产生或释放能够通过各种机制诱导靶标细胞凋亡的蛋白质。这些T细胞介导的机制包括(但不限于)细胞内细胞毒性颗粒从T细胞转移到靶标细胞中、T细胞分泌可以直接地(或经由募集其他杀伤效应细胞间接地)诱导靶标细胞杀伤的促炎性细胞因子，以及T细胞表面上的死亡受体配体(例如FasL)的上调，所述死亡受体配体在与靶标细胞上的其同源死亡受体(例如Fas)结合后诱导靶标细胞凋亡。
在实施方案中，本文所述的是一种治疗被诊断患有癌症的受试者的方法，包括从受试者中取出T细胞、用如本文所设想的包含编码NKG2D CAR的核酸的载体对所述T细胞进行基因修饰，从而产生经修饰的T细胞群，以及将该经修饰的T细胞群施用于同一个受试者。
在某些实施方案中，本公开还提供了用于刺激效应细胞介导的免疫调控剂对受试者中的靶标细胞群的响应的方法，包括以下步骤：向受试者施用表达编码NKG2D CAR分子的核酸构建体的免疫效应细胞群。
用于施用本文所述的细胞组合物的方法包括以下任何方法：其能够有效地导致在受试者中重新引入直接表达工程化NKG2D CAR的离体的经基因修饰的免疫效应细胞，或者重新引入在引入受试者中时分化为表达NKG2D CAR的成熟免疫效应细胞的免疫效应细胞的经基因修饰的祖细胞。一种方法包括用根据本公开的核酸构建体转导离体的外周血T细胞，并且将经转导的细胞返回受试者体内。
尽管为了清楚理解的目的，已经通过说明和示例相当详细地描述了前述公开内容，但是根据本公开的教导内容，对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在不背离所附权利要求的实质或范围的前提下，可以对其进行某些改变和修改。以下实施例仅以说明的方式提供，而并非以限制的方式提供。本领域技术人员将容易地认识到可以改变或修改以产生基本上类似的结果的多种非关键参数。
实施例
实施例1
NKG2D CAR构建体设计
如以下实施例中所使用中，在逆转录病毒载体中设计并合成了工程化的NKG2D嵌合抗原受体构建体。称为NKG2D CAR1的第一构建体从N到C末端包括信号肽、NKG2D细胞外结构域、CD8α铰链、CD28跨膜结构域、4-1BB细胞间结构域和包含CD3ζ信号传导结构域的信号传导结构域。该嵌合抗原受体的氨基酸序列如下所示：MALPVTALLLPLALLLHAARPLFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQNASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLLTIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTVTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDFWVLVVVGGVLACYSLLVTVAFIIFWVKRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCELRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:53)。
称为NKG2D CAR2的第二构建体从N到C末端包括信号肽、NKG2D细胞外结构域、CD8α铰链、CD28跨膜结构域、4-1BB细胞间结构域和包含CD3ε信号传导结构域和CD3ζ信号传导结构域的信号传导结构域。该嵌合抗原受体的氨基酸序列如下所示：
MALPVTALLLPLALLLHAARPLFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQNASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLLTIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTVTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDFWVLVVVGGVLACYSLLVTVAFIIFWVKRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCEKNRKAKAKPVTRGAGAGGRQRGQNKERPPPVPNPDYEPIRKGQRDLYSGLLRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:54)。
称为NKG2D CAR3的第三构建体从N到C末端包含NKG2D细胞外结构域、CD8铰链、CD8跨膜结构域、4-1BB细胞间结构域和包含CD3ζ信号传导结构域的信号传导结构域。该嵌合抗原受体的氨基酸序列包含下列氨基酸序列：LFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQNASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLLTIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTVTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDIYIWAPLAGTCGVLLLSLVITLYCKRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCELRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:66)。一方面，CAR3由以下核苷酸序列编码：
1 cgtgaggctc cggtgcccgt cagtgggcag agcgcacatc gcccacagtc cccgagaagt
61 tggggggagg ggtcggcaat tgaaccggtg cctagagaag gtggcgcggg gtaaactggg
121 aaagtgatgt cgtgtactgg ctccgccttt ttcccgaggg tgggggagaa ccgtatataa
181 gtgcagtagt cgccgtgaac gttctttttc gcaacgggtt tgccgccaga acacaggtaa
241 gtgccgtgtg tggttcccgc gggcctggcc tctttacggg ttatggccct tgcgtgcctt
301 gaattacttc cacgcccctg gctgcagtac gtgattcttg atcccgagct tcgggttgga
361 agtgggtggg agagttcgag gccttgcgct taaggagccc cttcgcctcg tgcttgagtt
421 gaggcctggc ttgggcgctg gggccgccgc gtgcgaatct ggtggcacct tcgcgcctgt
481 ctcgctgctt tcgataagtc tctagccatt taaaattttt gatgacctgc tgcgacgctt
541 tttttctggc aagatagtct tgtaaatgcg ggccaagatc tgcacactgg tatttcggtt
601 tttggggccg cgggcggcga cggggcccgt gcgtcccagc gcacatgttc ggcgaggcgg
661 ggcctgcgag cgcggccacc gagaatcgga cgggggtagt ctcaagctgg ccggcctgct
721 ctggtgcctg gcctcgcgcc gccgtgtatc gccccgccct gggcggcaag gctggcccgg
781 tcggcaccag ttgcgtgagc ggaaagatgg ccgcttcccg gccctgctgc agggagctca
841 aaatggagga cgcggcgctc gggagagcgg gcgggtgagt cacccacaca aaggaaaagg
901 gcctttccgt cctcagccgt cgcttcatgt gactccacgg agtaccgggc gccgtccagg
961 cacctcgatt agttctcgag cttttggagt acgtcgtctt taggttgggg ggaggggttt
1021 tatgcgatgg agtttcccca cactgagtgg gtggagactg aagttaggccagcttggcac
1081 ttgatgtaat tctccttgga atttgccctt tttgagtttg gatcttggttcattctcaag
1141 cctcagacag tggttcaaag tttttttctt ccatttcagg tgtcgtgaaaactaccccta
1201 aaagccaaag cgccgccacc atggctcttc ctgtgacagc tcttctgctgcccctggccc
1261 tgcttctgca tgctgctaga cctgagcaaa agttgatttc tgaggaagacctcgccggca
1321 gtttattcaa ccaagaagtc caaattccct tgaccgaaag ttactgtggcccatgtccta
1381 agaactggat atgttacaaa aataactgtt accaattctt cgatgaatctaagaattggt
1441 atgagagcca ggcttcttgt atgtctcaaa atgccagcct tcttaaagtatacagcaaag
1501 aggaccagga tttacttaaa ctggtgaagt catatcattg gatgggactagtacacattc
1561 caacaaatgg atcttggcag tgggaagacg gctccattct ctcacccaacctactaacaa
1621 taattgaaat gcagaaggga gactgtgcac tctatgcatc gagctttaaaggctatatag
1681 aaaactgttc aactccaaat acatatattt gcatgcaaag gactgtgaccacgacgccag
1741 cgccgcgacc accaacaccg gcgcccacca tcgcgtcgca acccctgtccctgaggcctg
1801 aagcgtgccg gccagcggcg ggcggcgcag tgcacacgag agggctggacttcgcctgtg
1861 atatctacat ctgggcgccc ttggccggga cttgtggggt ccttctcctgtcactggtta
1921 tcacccttta ctgcaaacgg ggcagaaaga aactcctgta tatattcaaacaaccattta
1981 tgagaccagt acaaactact caagaggaag atggctgtag ctgccgatttccagaagaag
2041 aagaaggagg atgtgaactg agagtgaagt tcagcaggag cgcagacgcccccgcgtacc
2101 agcaagggca gaaccagctc tataacgagc tcaatctagg acgaagagaggagtacgatg
2161 ttttggacaa gaggcgtggc cgggaccctg agatgggggg aaagccgagaaggaagaacc
2221 ctcaggaagg cctgtacaat gaactgcaga aagataagat ggcggaggcctacagtgaga
2281 ttgggatgaa aggcgagcgc cggaggggca aggggcacga tggcctttaccagggtctca
2341 gtacagccac caaggacacc tacgacgccc ttcacatgca agctctgccc cctcgctga(SEQ ID NO:67)。CAR3可由与(SEQ ID NO:67)具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％或95％-100％)的核酸编码。在某些方面，(SEQ ID NO:67)的核酸序列可以被修饰以去除编码Myc(人类c-Myc原癌基因)表位标签的序列以及Myc标签与NKG2D细胞外结构域之间的接头。(SEQ
ID NO:67)的核酸序列编码位置1221-1283处的CD8a信号肽，该信号肽可以被不同的信号肽取代。
称为NKG2D CAR4的第四构建体从N到C末端包含NKG2D细胞外结构域、CD8α铰链、CD28跨膜结构域、4-1BB细胞间结构域和包含CD3ζ信号传导结构域的信号传导结构域。该嵌合抗原受体的氨基酸序列包含以下氨基酸序列：LFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQNASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLLTIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTVTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDFWVLVVVGGVLACYSLLVTVAFIIFWVKRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCELRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:68)。一方面，CAR4由以下核苷酸序列编码：
1 cgtgaggctc cggtgcccgt cagtgggcag agcgcacatc gcccacagtc cccgagaagt
61 tggggggagg ggtcggcaat tgaaccggtg cctagagaag gtggcgcggg gtaaactggg
121 aaagtgatgt cgtgtactgg ctccgccttt ttcccgaggg tgggggagaa ccgtatataa
181 gtgcagtagt cgccgtgaac gttctttttc gcaacgggtt tgccgccaga acacaggtaa
241 gtgccgtgtg tggttcccgc gggcctggcc tctttacggg ttatggccct tgcgtgcctt
301 gaattacttc cacgcccctg gctgcagtac gtgattcttg atcccgagct tcgggttgga
361 agtgggtggg agagttcgag gccttgcgct taaggagccc cttcgcctcg tgcttgagtt
421 gaggcctggc ttgggcgctg gggccgccgc gtgcgaatct ggtggcacct tcgcgcctgt
481 ctcgctgctt tcgataagtc tctagccatt taaaattttt gatgacctgc tgcgacgctt
541 tttttctggc aagatagtct tgtaaatgcg ggccaagatc tgcacactgg tatttcggtt
601 tttggggccg cgggcggcga cggggcccgt gcgtcccagc gcacatgttc ggcgaggcgg
661 ggcctgcgag cgcggccacc gagaatcgga cgggggtagt ctcaagctgg ccggcctgct
721 ctggtgcctg gcctcgcgcc gccgtgtatc gccccgccct gggcggcaag gctggcccgg
781 tcggcaccag ttgcgtgagc ggaaagatgg ccgcttcccg gccctgctgc agggagctca
841 aaatggagga cgcggcgctc gggagagcgg gcgggtgagt cacccacaca aaggaaaagg
901 gcctttccgt cctcagccgt cgcttcatgt gactccacgg agtaccgggc gccgtccagg
961 cacctcgatt agttctcgag cttttggagt acgtcgtctt taggttgggg ggaggggttt
1021 tatgcgatgg agtttcccca cactgagtgg gtggagactg aagttaggccagcttggcac
1081 ttgatgtaat tctccttgga atttgccctt tttgagtttg gatcttggttcattctcaag
1141 cctcagacag tggttcaaag tttttttctt ccatttcagg tgtcgtgaaaactaccccta
1201 aaagccaaag cgccgccacc atggctcttc ctgtgacagc tcttctgctgcccctggccc
1261 tgcttctgca tgctgctaga cctgagcaaa agttgatttc tgaggaagacctcgccggca
1321 gtttattcaa ccaagaagtc caaattccct tgaccgaaag ttactgtggcccatgtccta
1381 agaactggat atgttacaaa aataactgtt accaattctt cgatgaatctaagaattggt
1441 atgagagcca ggcttcttgt atgtctcaaa atgccagcct tcttaaagtatacagcaaag
1501 aggaccagga tttacttaaa ctggtgaagt catatcattg gatgggactagtacacattc
1561 caacaaatgg atcttggcag tgggaagacg gctccattct ctcacccaacctactaacaa
1621 taattgaaat gcagaaggga gactgtgcac tctatgcatc gagctttaaaggctatatag
1681 aaaactgttc aactccaaat acatatattt gcatgcaaag gactgtgaccacgacgccag
1741 cgccgcgacc accaacaccg gcgcccacca tcgcgtcgca acccctgtccctgaggcctg
1801 aagcgtgccg gccagcggcg ggcggcgcag tgcacacgag agggctggacttcgcctgtg
1861 atttttgggt gctggtggtg gttggtggag tcctggcttg ctatagcttgctagtaacag
1921 tggcctttat tattttctgg gtcaaacggg gcagaaagaa actcctgtatatattcaaac
1981 aaccatttat gagaccagta caaactactc aagaggaaga tggctgtagctgccgatttc
2041 cagaagaaga agaaggagga tgtgaactga gagtgaagtt cagcaggagcgcagacgccc
2101 ccgcgtacca gcaagggcag aaccagctct ataacgagct caatctaggacgaagagagg
2161 agtacgatgt tttggacaag aggcgtggcc gggaccctga gatggggggaaagccgagaa
2221 ggaagaaccc tcaggaaggc ctgtacaatg aactgcagaa agataagatggcggaggcct
2281 acagtgagat tgggatgaaa ggcgagcgcc ggaggggcaa ggggcacgatggcctttacc
2341 agggtctcag tacagccacc aaggacacct acgacgccct tcacatgcaagctctgcccc
2401 ctcgctga(SEQ ID NO:69)CAR4可由与(SEQ ID NO:69)具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的核酸编码。在某些方面，(SEQ ID NO:69)的核酸序列可以被修饰以去除编码Myc(人类c-Myc原癌基因)表位标签的序列以及Myc标签与NKG2D细胞外结构域之间的接头。(SEQ ID NO:69)的核酸序列编码位置1221-1283处的CD8a信号肽，该信号肽可以被不同的信号肽取代。
称为NKG2D CAR5的第五构建体从N到C末端包含NKG2D细胞外结构域、CD8铰链、CD8跨膜结构域、4-1BB细胞间结构域和包含CD3ε信号传导结构域和CD3ζ信号传导结构域的信号传导结构域。该嵌合抗原受体的氨基酸序列包含以下氨基酸序列：LFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQNASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLLTIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTVTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFAIYIWAPLAGTCGVLLLSLVITLYCKRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCELKNRKAKAKPVTRGAGAGGRQRGQNKERPPPVPNPDYEPIRKGQRDLYSGLNQRRILRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:70)。一方面，CAR5由以下核苷酸序列编码：
1 cgcggaatga aagaccccac ctgtaggttt ggcaagctag cttaagtaac gccattttgc
61 aaggcatgga aaatacataa ctgagaatag agaagttcag atcaaggtta ggaacagaga
121 gacagcagaa tatgggccaa acaggatatc tgtggtaagc agttcctgcc ccggctcagg
181 gccaagaaca gatggtcccc agatgcggtc ccgccctcag cagtttctag agaaccatca
241 gatgtttcca gggtgcccca aggacctgaa atgaccctgt gccttatttg aactaaccaa
301 tcagttcgct tctcgcttct gttcgcgcgc ttctgctccc cgagctcaat aaaagagccc
361 acaacccctc actcggcgcg ccagtccttc gaagtagatc tttgtcgatc ctaccatcca
421 ctcgacacac ccgccagcgg ccgctgccaa gcttccgagc tctcgaatta attcacgccg
481 ccaccatggc tcttcctgtg acagctcttc tgctgcccct ggccctgctt ctgcatgctg
541 ctagacctga gcaaaagttg atttctgagg aagacctcgc cggcagttta ttcaaccaag
601 aagtccaaat tcccttgacc gaaagttact gtggcccatg tcctaagaac tggatatgtt
661 acaaaaataa ctgttaccaa ttcttcgatg aatctaagaa ttggtatgag agccaggctt
721 cttgtatgtc tcaaaatgcc agccttctta aagtatacag caaagaggac caggatttac
781 ttaaactggt gaagtcatat cattggatgg gactagtaca cattccaaca aatggatctt
841 ggcagtggga agacggctcc attctctcac ccaacctact aacaataatt gaaatgcaga
901 agggagactg tgcactctat gcatcgagct ttaaaggcta tatagaaaac tgttcaactc
961 caaatacata tatttgcatg caaaggactg tgaccaccac tcctgctcca agacctccta
1021 cccccgctcc tacaatcgcc agccaacctc tgagcctgag accggaggcatgcagacctg
1081 cggcaggggg agcagttcac acaagaggct tggacttcgc ttgcgacatctacatctggg
1141 cccctctggc cggcacatgc ggagttcttc ttcttagcct ggtgatcaccctgtactgca
1201 agagaggccg gaagaagctg ctgtacatct tcaagcagcc cttcatgagacctgtgcaga
1261 ccacacagga ggaagacggc tgcagctgta gattccccga ggaagaggagggcggctgtg
1321 agctgaagaa ccgcaaagca aaggcaaaac ccgtcacacg aggagcgggcgcagggggac
1381 gacaacgcgg tcagaataag gaacgcccgc ctccagtacc aaatccagattatgaaccaa
1441 ttcggaaggg acaacgcgat ctctactccg gtctcaatca gaggcgaattctgagagtta
1501 agttcagcag gagcgccgac gcccctgcct accagcaagg acagaatcaactgtacaacg
1561 agctgaacct gggcagacgg gaggaatacg atgtgctgga caagaggagaggcagagacc
1621 ccgagatggg cggcaaacct agaagaaaga acccccagga gggcctgtataacgagctcc
1681 agaaggacaa gatggccgag gcctacagcg agatcggcat gaagggcgaaagaagaagag
1741 gcaagggcca cgacggcctc taccagggct taagcacagc tacaaaggacacctacgacg
1801ccctgcacat gcaggccctg ccccctagat ga(SEQ ID NO:71)CAR5可由与(SEQID NO:71)具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的核酸编码。在某些方面，(SEQ ID NO:71)的核酸序列可以被修饰以去除编码Myc(人类c-Myc原癌基因)表位标签的序列以及Myc标签与NKG2D细胞外结构域之间的接头。(SEQ ID NO:71)的核酸序列编码位置486-548处的CD8a信号肽，该信号肽可以被不同的信号肽取代。
称为NKG2D CAR6的第六构建体从N到C末端包含NKG2D细胞外结构域、CD8铰链、CD8跨膜结构域、4-1BB细胞间结构域和包含CD3ε信号传导结构域和CD3ζ信号传导结构域的信号传导结构域。该嵌合抗原受体的氨基酸序列包含以下氨基酸序列：LFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQNASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLLTIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTVTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDIYIWAPLAGTCGVLLLSLVITLYCKRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCEKNRKAKAKPVTRGAGAGGRQRGQNKERPPPVPNPDYEPIRKGQRDLYSGLLRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:72)。一方面，CAR6由以下核苷酸序列编码：
1 cgcggaatga aagaccccac ctgtaggttt ggcaagctag cttaagtaac gccattttgc
61 aaggcatgga aaatacataa ctgagaatag agaagttcag atcaaggtta ggaacagaga
121 gacagcagaa tatgggccaa acaggatatc tgtggtaagc agttcctgcc ccggctcagg
181 gccaagaaca gatggtcccc agatgcggtc ccgccctcag cagtttctag agaaccatca
241 gatgtttcca gggtgcccca aggacctgaa atgaccctgt gccttatttg aactaaccaa
301 tcagttcgct tctcgcttct gttcgcgcgc ttctgctccc cgagctcaat aaaagagccc
361 acaacccctc actcggcgcg ccagtccttc gaagtagatc tttgtcgatc ctaccatcca
421 ctcgacacac ccgccagcgg ccgctgccaa gcttccgagc tctcgaatta attcacgccg
481 ccaccatggc tcttcctgtg acagctcttc tgctgcccct ggccctgctt ctgcatgctg
541 ctagacctga gcaaaagttg atttctgagg aagacctcgc cggcagttta ttcaaccaag
601 aagtccaaat tcccttgacc gaaagttact gtggcccatg tcctaagaac tggatatgtt
661 acaaaaataa ctgttaccaa ttcttcgatg aatctaagaa ttggtatgag agccaggctt
721 cttgtatgtc tcaaaatgcc agccttctta aagtatacag caaagaggac caggatttac
781 ttaaactggt gaagtcatat cattggatgg gactagtaca cattccaaca aatggatctt
841 ggcagtggga agacggctcc attctctcac ccaacctact aacaataatt gaaatgcaga
901 agggagactg tgcactctat gcatcgagct ttaaaggcta tatagaaaac tgttcaactc
961 caaatacata tatttgcatg caaaggactg tgaccacgac gccagcgccg cgaccaccaa
1021 caccggcgcc caccatcgcg tcgcaacccc tgtccctgag gcctgaagcgtgccggccag
1081 cggcgggcgg cgcagtgcac acgagagggc tggacttcgc ctgtgatatctacatctggg
1141 cgcccttggc cgggacttgt ggggtccttc tcctgtcact ggttatcaccctttactgca
1201 aacggggcag aaagaaactc ctgtatatat tcaaacaacc atttatgagaccagtacaaa
1261 ctactcaaga ggaagatggc tgtagctgcc gatttccaga agaagaagaaggaggatgtg
1321 aaaagaaccg aaaagcaaaa gccaagcctg ttacaagagg agcaggggcaggaggccgac
1381 agagagggca aaacaaagaa aggcccccgc ccgtcccaaa cccggattatgagccaatta
1441 ggaagggtca gagagacctg tattctgggc tcctgagagt gaagttcagcaggagcgcag
1501 acgcccccgc gtaccagcaa gggcagaacc agctctataa cgagctcaatctaggacgaa
1561 gagaggagta cgatgttttg gacaagaggc gtggccggga ccctgagatggggggaaagc
1621 cgagaaggaa gaaccctcag gaaggcctgt acaatgaact gcagaaagataagatggcgg
1681 aggcctacag tgagattggg atgaaaggcg agcgccggag gggcaaggggcacgatggcc
1741 tttaccaggg tctcagtaca gccaccaagg acacctacga cgcccttcacatgcaagctc
1801 tgccccctcg ctga(SEQ ID NO:73)CAR6可由与(SEQ ID NO:73)具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的核酸编码。在某些方面，(SEQ ID NO:73)的核酸序列可以被修饰以去除编码Myc(人类c-Myc原癌基因)表位标签的序列以及Myc标签与NKG2D细胞外结构域之间的接头。(SEQ ID NO:73)的核酸序列编码位置486-548处的CD8a信号肽，该信号肽可以被不同的信号肽取代。
称为NKG2D CAR7的第七构建体从N到C末端包含NKG2D细胞外结构域、CD8α铰链、CD28跨膜结构域、4-1BB细胞间结构域和包含CD3ε信号传导结构域和CD3ζ信号传导结构域的信号传导结构域。该嵌合抗原受体的氨基酸序列包含以下氨基酸序列：LFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQNASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLLTIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTVTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDFWVLVVVGGVLACYSLLVTVAFIIFWVKRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCEKNRKAKAKPVTRGAGAGGRQRGQNKERPPPVPNPDYEPIRKGQRDLYSGLLRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:74)。一方面，CAR7由以下核苷酸序列编码：
1 cgcggaatga aagaccccac ctgtaggttt ggcaagctag cttaagtaac gccattttgc
61 aaggcatgga aaatacataa ctgagaatag agaagttcag atcaaggtta ggaacagaga
121 gacagcagaa tatgggccaa acaggatatc tgtggtaagc agttcctgcc ccggctcagg
181 gccaagaaca gatggtcccc agatgcggtc ccgccctcag cagtttctag agaaccatca
241 gatgtttcca gggtgcccca aggacctgaa atgaccctgt gccttatttg aactaaccaa
301 tcagttcgct tctcgcttct gttcgcgcgc ttctgctccc cgagctcaat aaaagagccc
361 acaacccctc actcggcgcg ccagtccttc gaagtagatc tttgtcgatc ctaccatcca
421 ctcgacacac ccgccagcgg ccgctgccaa gcttccgagc tctcgaatta attcacgccg
481 ccaccatggc tcttcctgtg acagctcttc tgctgcccct ggccctgctt ctgcatgctg
541 ctagacctga gcaaaagttg atttctgagg aagacctcgc cggcagttta ttcaaccaag
601 aagtccaaat tcccttgacc gaaagttact gtggcccatg tcctaagaac tggatatgtt
661 acaaaaataa ctgttaccaa ttcttcgatg aatctaagaa ttggtatgag agccaggctt
721 cttgtatgtc tcaaaatgcc agccttctta aagtatacag caaagaggac caggatttac
781 ttaaactggt gaagtcatat cattggatgg gactagtaca cattccaaca aatggatctt
841 ggcagtggga agacggctcc attctctcac ccaacctact aacaataatt gaaatgcaga
901 agggagactg tgcactctat gcatcgagct ttaaaggcta tatagaaaac tgttcaactc
961 caaatacata tatttgcatg caaaggactg tgaccacgac gccagcgccg cgaccaccaa
1021 caccggcgcc caccatcgcg tcgcaacccc tgtccctgag gcctgaagcgtgccggccag
1081 cggcgggcgg cgcagtgcac acgagagggc tggacttcgc ctgtgatttttgggtgctgg
1141 tggtggttgg tggagtcctg gcttgctata gcttgctagt aacagtggcctttattattt
1201 tctgggtcaa acggggcaga aagaaactcc tgtatatatt caaacaaccatttatgagac
1261 cagtacaaac tactcaagag gaagatggct gtagctgccg atttccagaagaagaagaag
1321 gaggatgtga aaagaaccga aaagcaaaag ccaagcctgt tacaagaggagcaggggcag
1381 gaggccgaca gagagggcaa aacaaagaaa ggcccccgcc cgtcccaaacccggattatg
1441 agccaattag gaagggtcag agagacctgt attctgggct cctgagagtgaagttcagca
1501 ggagcgcaga cgcccccgcg taccagcaag ggcagaacca gctctataacgagctcaatc
1561 taggacgaag agaggagtac gatgttttgg acaagaggcg tggccgggaccctgagatgg
1621 ggggaaagcc gagaaggaag aaccctcagg aaggcctgta caatgaactgcagaaagata
1681 agatggcgga ggcctacagt gagattggga tgaaaggcga gcgccggaggggcaaggggc
1741 acgatggcct ttaccagggt ctcagtacag ccaccaagga cacctacgacgcccttcaca
1801 tgcaagctct gccccctcgc tga(SEQ ID NO:75)CAR7可由与(SEQ ID NO:75)具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的核酸编码。在某些方面，(SEQ ID NO:75)的核酸序列可以被修饰以去除编码Myc(人类c-Myc原癌基因)表位标签的序列以及Myc标签与NKG2D细胞外结构域之间的接头。(SEQ ID NO:75)的核酸序列编码位置486-548处的CD8a信号肽，该信号肽可以被不同的信号肽取代。
称为NKG2D CAR8的八个构建体从N到C末端包含NKG2D细胞外结构域、CD8α铰链、CD28跨膜结构域、4-1BB细胞间结构域和包含CD3ε信号传导结构域和CD3ζ信号传导结构域的信号传导结构域。该嵌合抗原受体的氨基酸序列包含以下氨基酸序列：LFNQEVQIPLTESYCGPCPKNWICYKNNCYQFFDESKNWYESQASCMSQNASLLKVYSKEDQDLLKLVKSYHWMGLVHIPTNGSWQWEDGSILSPNLLTIIEMQKGDCALYASSFKGYIENCSTPNTYICMQRTVTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDFWVLVVVGGVLACYSLLVTVAFIIFWVKRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCEKNRKAKAKPVTRGAGAGGRQRGQNKERPPPVPNPDYEPIRKGQRDLYSGLNQRRILRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR(SEQ ID NO:76)。一方面，CAR8由以下核苷酸序列编码：
1 cgcggaatga aagaccccac ctgtaggttt ggcaagctag cttaagtaac gccattttgc
61 aaggcatgga aaatacataa ctgagaatag agaagttcag atcaaggtta ggaacagaga
121 gacagcagaa tatgggccaa acaggatatc tgtggtaagc agttcctgcc ccggctcagg
181 gccaagaaca gatggtcccc agatgcggtc ccgccctcag cagtttctag agaaccatca
241 gatgtttcca gggtgcccca aggacctgaa atgaccctgt gccttatttg aactaaccaa
301 tcagttcgct tctcgcttct gttcgcgcgc ttctgctccc cgagctcaat aaaagagccc
361 acaacccctc actcggcgcg ccagtccttc gaagtagatc tttgtcgatc ctaccatcca
421 ctcgacacac ccgccagcgg ccgctgccaa gcttccgagc tctcgaatta attcacgccg
481 ccaccatggc tcttcctgtg acagctcttc tgctgcccct ggccctgctt ctgcatgctg
541 ctagacctga gcaaaagttg atttctgagg aagacctcgc cggcagttta ttcaaccaag
601 aagtccaaat tcccttgacc gaaagttact gtggcccatg tcctaagaac tggatatgtt
661 acaaaaataa ctgttaccaa ttcttcgatg aatctaagaa ttggtatgag agccaggctt
721 cttgtatgtc tcaaaatgcc agccttctta aagtatacag caaagaggac caggatttac
781 ttaaactggt gaagtcatat cattggatgg gactagtaca cattccaaca aatggatctt
841 ggcagtggga agacggctcc attctctcac ccaacctact aacaataatt gaaatgcaga
901 agggagactg tgcactctat gcatcgagct ttaaaggcta tatagaaaac tgttcaactc
961 caaatacata tatttgcatg caaaggactg tgaccacgac gccagcgccg cgaccaccaa
1021 caccggcgcc caccatcgcg tcgcaacccc tgtccctgag gcctgaagcgtgccggccag
1081 cggcgggcgg cgcagtgcac acgagagggc tggacttcgc ctgtgatttttgggtgctgg
1141 tggtggttgg tggagtcctg gcttgctata gcttgctagt aacagtggcctttattattt
1201 tctgggtcaa acggggcaga aagaaactcc tgtatatatt caaacaaccatttatgagac
1261 cagtacaaac tactcaagag gaagatggct gtagctgccg atttccagaagaagaagaag
1321 gaggatgtga aaagaaccgc aaagcaaagg caaaacccgt cacacgaggagcgggcgcag
1381 ggggacgaca acgcggtcag aataaggaac gcccgcctcc agtaccaaatccagattatg
1441 aaccaattcg gaagggacaa cgcgatctct actccggtct caatcagaggcgaattctga
1501 gagtgaagtt cagcaggagc gcagacgccc ccgcgtacca gcaagggcagaaccagctct
1561 ataacgagct caatctagga cgaagagagg agtacgatgt tttggacaagaggcgtggcc
1621 gggaccctga gatgggggga aagccgagaa ggaagaaccc tcaggaaggcctgtacaatg
1681 aactgcagaa agataagatg gcggaggcct acagtgagat tgggatgaaaggcgagcgcc
1741 ggaggggcaa ggggcacgat ggcctttacc agggtctcag tacagccaccaaggacacct
1801 acgacgccct tcacatgcaa gctctgcccc ctcgctga(SEQ ID NO:77)CAR8可由与(SEQ ID NO:77)具有至少75％的序列同一性(诸如，至少75％、至少80％、至少90％、至少95％或100％同一性；例如，85％-90％、85％-95％、85％-100％、90％-95％、90％-100％，或95％-100％)的核酸编码。在某些方面，(SEQ ID NO:77)的核酸序列可以被修饰以去除编码Myc(人类c-Myc原癌基因)表位标签的序列以及Myc标签与NKG2D细胞外结构域之间的接头。(SEQ ID NO:77)的核酸序列编码位置486-548处的CD8a信号肽，该信号肽可以被不同的信号肽取代。
实施例2
转导效率
逆转录病毒载体用于所有的T细胞转导。靶向HPV16+E711-19表位的工程化TCR，并用于与NKG2D CAR构建体的单一或共转导(Jin B.Y.等人，2018 JCI Insight)。在补充有300IU的IL-2的Optimizer T细胞培养基中，将从健康供体获得的先前冷冻保存的PBMC解冻并用抗CD3活化48小时。用逆转录病毒转导PBMC，该逆转录病毒含有靶向HPV16+E711-19表位的工程化TCR(在本实施例和以下实施例中被称为HPV-TCR)、NKG2DCAR或两种构建体。转导的T细胞在补充有IL-7(10ng/mL)、IL-15(10ng/mL)和Akt VIII抑制剂(AKTi，1μM)的Optimizer T细胞培养基中扩增10天。在T细胞活化后的第8天和第15天，通过流式细胞仪测量转导效率。检测TCR转导效率的抗体包括抗小鼠TCRβ克隆H57-597(BioLegend)，并且检测NKG2D转导效率的抗体包括抗人CD314克隆1D11(BioLegend)。在LSR-Fortessa(BD LSRFortessaTM)上用BDFACSDivaTM软件收集所有流式细胞术数据，并且使用FlowJo(所有软件均来自BD Sciences)分析数据。所有抗体染色均在含有1％ BSA的PBS中在4℃下进行。
表4通过流式细胞仪示出了培养第8天和第15天后转导的T细胞和非转导的T细胞的表达水平(测量为平均荧光强度(MFI)和阳性细胞百分比)。在所有构建体中观察到高转导效率。在HPV-TCR+NKG2D CAR1组和HPV-TCR+NKG2D CAR2组中存在少量仅NKG2D+的群。
表4：活CD3+T细胞门控的转导的PBMC和非转导的PBMC中转基因的表达水平和百分 比
表19通过流式细胞术示出了培养第7/8天后，基于Myc染色和表达测量，转导的T细胞和非转导的T细胞的表达水平(作为平均荧光强度(MFI)和阳性细胞百分比)。在所有构建体中观察到高转导效率。
表19：来自两个供体的转导的T细胞和非转导的T细胞中转基因的表达水平和百分 比
供体1 供体2
％Myc ％Myc
CAR3 98.6 96.9
CAR6 99.7 99.6
CAR5 80.1 62.1
CAR4 99.2 98.7
CAR7 98.8 98.4
CAR8 98.9 98.6
NTD 0.15 0.2
实施例3
扩增和活力
通过Vi-Cell XR细胞计数器(Beckman Coulter)测量细胞扩增，并通过在冰上用PBS中的活/死蓝(ThermoFisher)对细胞染色20分钟来测量细胞活力，并在T细胞活化后第8天和第15天通过流式细胞术进行分析(表5)。如实施例2所述活化转化的T细胞。表5示出了用补充有IL-7、IL-15和AKTi的Optimizer培养基培养的转导的T细胞和非转导的T细胞的扩增和细胞活力。仅NKG2D CAR1、仅NKG2D CAR2、HPV-TCR+NKG2D CAR1和HPV-TCR+NKG2D CAR2显示出比仅HPV-TCR或非转导的T细胞更高的增殖水平。
表5：在CD3+T细胞上门控的转导的PBMC和非转导的PBMC的倍数扩增和活力
实施例4
产物属性测定
在T细胞活化后第8天，通过流式细胞术测量记忆表型和CD4/CD8比率(表6)。用于评估记忆表型的抗体包括抗人CD45RA克隆HI100(BioLegend)、抗人CD45RO克隆UCHL1(BioLegend)、抗人CCR7克隆G043H7(BioLegend)、抗人CD62L克隆DREG-56(BioLegend)。用于评估CD4/CD8比率的抗体包括抗人CD3克隆SK7(BioLegend)、抗人CD4克隆RPA-T4(BioLegend)和抗人CD8克隆SK1(BioLegend)。如实施例2所述活化转化的T细胞。记忆表型评估如下：幼稚T细胞(CD45RA+CD45RO-CCR7+CD62L+)；中枢记忆T细胞(CD45RA-CD45RO+CCR7+CD62L+)；效应记忆T细胞(CD45RA-CD45RO+CCR7-CD62L-)；末端效应T细胞(CD45RA+CD45RO-CCR7-CD62L-)。在LSR-Fortessa(BD LSR FortessaTM)上用BD FACSDivaTM软件收集所有流式细胞术数据，并且使用FlowJo(所有软件均来自BD Sciences)分析数据。所有抗体染色均在含有1％ BSA的PBS中在4℃下进行。
表6示出了在第8天之后，用补充有IL-2的TC培养基培养的转导的CD3+T细胞和非转导的CD3+T细胞的CD4/CD8比率和记忆表型。转导的T细胞与非转导的T细胞之间的CD4/CD8比率不存在显著变化。与用仅NKG2D CAR1、仅NKG2D CAR2、HPV-TCR+NKG2D CAR1或HPV-TCR+NKG2D CAR2转导的T细胞相比，非转导的T细胞和仅HPV-TCR转导的T细胞表现出更大的幼稚T细胞隔室。另外，与用仅NKG2D CAR1、仅NKG2D CAR2、HPV-TCR+NKG2D CAR1或HPV-TCR+NKG2D CAR2转导的T细胞相比，非转导的T细胞和仅HPV-TCR转导的T细胞表现出较小的记忆T细胞隔室。
表6：在活CD3+T细胞上门控的转导的PBMC和非转导的PBMC的CD4/CD8比率和记忆 表型
实施例5
细胞毒性
HPV-TCR转导的T细胞先前已被示出能有效地消除HPV16+肿瘤细胞系并产生高水平的IFNγ。HPV-TCR(Nagarsheth N.B.等人，2021Nat Med)的I期临床试验的患者肿瘤测序表明，肿瘤是高度异质性的，并且可以在MHC-I抗原加工和呈递通路中表现出突变，从而使其对HPV-TCR工程化的过继性TCR-T疗法具有抗性。为了对患者肿瘤数据进行建模，通过使用CRISPR-Cas9系统(Vakulskas CA等人，2018Nature)敲除β2M(β2MKO)，将HPV16+肿瘤细胞系(CaSki)建模为缺乏A*02:01。另外，使用逆转录病毒载体将通常缺乏HLA-A*02:01的SiHaHPV16+肿瘤细胞系工程化为过表达A*02:01。选择CaSki肿瘤细胞系和SiHa肿瘤细胞系分别是因为高和低E7表达。使用xCELLigence RTCA MP(Agilent Technologies)平台，以表7和8中所示的各种效应子与靶标(E:T)比率，评估用非转导的PBMC和转导的PBMC杀死这些具有或不具有完整HLA-A*02:01的肿瘤细胞系。
表7示出了转导的T细胞(参见实施例2)的结果，这些转导的T细胞在第8天被分选，然后在第10天在96孔xCELLigence板中以各种E:T比率与WT或β2MKO CaSki细胞共培养。72小时后测量阻抗值(IV)。对照IV代表非转导的T细胞的阻抗值，并且实验IV代表仅HPV-TCR、仅NKG2D CAR1、仅NKG2D CAR2、HPV-TCR+NKG2D CAR1或HPV-TCR+NKG2D CAR2的阻抗值。细胞毒性百分比通过以下等式计算：
％细胞毒性＝1-(对照IV-实验IV)*100
表7：不同E:T比率下转导的PBMC和非转导的PBMC对WT CaSki细胞和β2MKO CaSki 细胞的杀伤
表8示出了转导的T细胞(参见实施例2)的结果，这些转导的T细胞在第8天被分选，然后在第10天在96孔xCELLigence E-板中以各种E:T比率与表达SiHa细胞的WT或a*02:01共培养。72小时后测量阻抗值(IV)，并如上所述计算细胞毒性百分比。
表8：转导的PBMC和非转导的PBMC对SiHa细胞的杀伤
HPV-TCR-TCR转导的T细胞成功地消除了WT CaSki细胞系和A*02SiHa细胞系，但无法消除β2M KO CaSki或WT SiHa细胞系。重要的是，NKG2D CAR转导的T细胞和与HPV-TCR-TCR T细胞共转导的NKG2D CAR能够成功杀死CaSki和SiHa细胞系，而不依赖于它们的HLA-A*02:01状态。
实施例6
细胞因子产生
通过在培养24小时后从实施例5中使用的xCELLigence96孔板中取出上清液来测量细胞因子产生。使用Meso Sector S 600平台(Institute for BiopharmaceuticalResearch,Inc.)测量细胞因子水平。当与WT或A*02SiHa细胞共培养时，HPV-TCR+NKG2D CART细胞产生的IFNγ与HPV-TCR转导的细胞类似。然而，当与β2MKO CaSki或WT SiHa细胞共培养时，与HPV-TCR转导的T细胞相比，HPV-TCR+NKG2D CAR细胞的IFNγ产量增加，这与细胞毒性数据相关(参见表9和表10)。这些数据示出，当HPV-TCR转导的T细胞消除靶标细胞时，NKG2D CAR T细胞分泌正常水平的IFNγ，但当HPV-TCR转导的T细胞不消除靶标细胞时，产生足够的IFNγ。有趣的是，NKG2D CAR1和HPV-TCR+NKG2D CAR1转导的T细胞产生的IFNγ水平高于NKG2D CAR2或HPV-TCR+NKG2D CAR2转导的T细胞。
表9示出了转导的T细胞的结果，这些转导的T细胞在第8天被分选，然后在第10天在96孔xCELLigence板中以各种E:T比率与WT或β2MKO CaSki细胞共培养。在24小时时，提取培养基上清液，并根据制造商的说明使用Meso Sector S 600平台处理以测定IFNγ浓度(pg/mL)。
表9：与CaSki细胞共培养的转导的PBMC和非转导的PBMC的IFNγ产量
表10示出了转导的T细胞的结果，这些转导的T细胞在第8天被分选，然后在第10天在96孔xCELLigence板中以各种E:T比率与WT或A*02SiHa细胞共培养。在24小时时，提取培养基上清液，并根据制造商的说明使用Meso Sector S 600平台处理以测定IFNγ浓度(pg/mL)。
表10：与SiHa细胞共培养的转导的PBMC和非转导的PBMC的IFNγ产量
实施例7
转导的T细胞的长期扩增和耗尽
长期杀伤测定中的重复抗原刺激在功能上耗尽了T细胞，并被认为与体内功效相关。为了完成一系列抗原刺激测定，每隔2天至3天将靶标细胞(WT CaSki、β2MKO CaSki、WTSiHa或A*02SiHa)添加到转导的T细胞(参见实施例2)。在第五次刺激时，使用xCELLigenceRTCA MP平台，在表11和表12所示的各种E:T比率下，评估WT CaSki、β2MKO CaSki、WT SiHa或A*02SiHa的细胞毒性。尽管添加了NKG2D CAR，但HPV-TCR+NKG2D CAR转导的T细胞在系列刺激后成功消除了其靶标，并且与仅HPV-TCR转导的T细胞相比表现出高水平的扩增(参见表11、表12)。
表11示出了转导的T细胞的结果，这些转导的T细胞在第8天分选，然后在第10天以3:1的E:T比率与WT CaSki细胞共培养。然后每隔2天至3天添加WT CaSki细胞。在第五次刺激时，T细胞以各种E:T比率与WT或β2MKO CaSki细胞在96孔xCELLigence板中共培养。72小时后测量阻抗值(IV)，并如上所述计算细胞毒性。
表11：在5轮抗原刺激后，转导的PBMC和非转导的PBMC对CaSki细胞的杀伤
表12示出了转导的T细胞的结果，这些转导的T细胞在第8天分选，然后在第10天以3:1的E:T比率与WT CaSki细胞共培养。然后每隔2天至3天添加WT CaSki细胞。在第五次刺激时，T细胞以各种E:T比率与WT或A*02SiHa细胞在96孔xCELLigence板中共培养。72小时后测量阻抗值(IV)，并如上所述计算细胞毒性。
表12：在5轮抗原刺激后，转导的PBMC和非转导的PBMC对SiHa细胞的杀伤
实施例8
与HPV-TCR共表达的NKG2DCAR和NKG2DCAR与HPV16+肿瘤细胞系共培养的细胞毒性 和细胞因子产生
为了解决基于NKG2D的CAR的安全性，将仅NKG2D CAR1、仅NKG2D CAR2、HPV-TCR+NKG2D CAR1和HPV-TCR+NKG2D CAR2转导的T细胞与C33A细胞系(其大部分是NKG2D配体阴性的)和原代正常宫颈上皮细胞以各种E:T比率共培养，如表13和表14所示。由于较高的NKG2D配体表达，选择原代正常宫颈上皮细胞。来自xCELLigence RTCA MP平台的细胞毒性数据和来自Meso Sector S 600平台的IFNγ产物表明对C33A和原代正常宫颈上皮细胞的低反应性。这些数据表明NKG2D CAR2具有强烈的安全性，并且不太可能表现出脱靶效应。
表13示出了转导的T细胞的结果，这些转导的T细胞在第8天被分选，然后在第10天在96孔xCELLigence E板中以各种E:T比率与C33A或原代正常宫颈上皮细胞共培养。在24小时时，提取培养基上清液，并使用Meso Sector S 600平台处理以测定IFNγ浓度(pg/mL)。
表13：转导的PBMC和非转导的PBMC对C33A和原代正常宫颈上皮细胞的杀伤
表14示出了转导的T细胞的结果，这些转导的T细胞在第8天被分选，然后在第10天在96孔xCELLigence E板中以各种E:T比率与C33A细胞系或原代正常宫颈上皮细胞共培养。在24小时时，提取培养基上清液，并使用Meso Sector S 600平台处理以测定IFNγ浓度(pg/mL)。
表14：与C33A细胞系或原代正常宫颈上皮细胞共培养的转导的PBMC和非转导的 PBMC的IFNγ产量
实施例9
NKG2D CAR在小鼠异种移植模型中针对HPV16+肿瘤的体内功效
为了测定仅HPV-TCR、仅NKG2D CAR和HPV-TCR+NKG2D CAR在消除WT和β2MKO HPV16+实体肿瘤两者中的体内功效，将5E6 WT CaSki细胞和5E6β2MKO CaSki细胞分别植入6至8周龄雌性NSG小鼠(NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ)。包括五个研究组：媒介物对照(PBS)、非转导的T细胞(NTD)、仅HPV-TCR、仅NKG2D CAR2和HPV-TCR+NKG2D CAR2。在第6天，当WT CaSki细胞的肿瘤体积达到大约70mm3，并且β2MKO CaSki细胞达到约30mm3时，每小鼠过继性转移20×106T细胞。没有添加IL-2补充剂。使用数字卡尺每3天至4天测量肿瘤，并记录小鼠重量。T细胞过继性转移后24小时收集外周血，之后每周收集一次。通过流式细胞术表征外周血中T细胞的持久性。评估外周血中T细胞持久性的抗体包括抗小鼠CD45克隆30-F11(BioLegend)、抗人CD45克隆HI30(BioLegend)、抗人CD4克隆RPA-T4(BioLegend)、抗人CD8克隆SK1(BioLegend)、抗人CD279克隆EH12.2H7(BioLegend)、抗人HLA-DR克隆L243(BioLegend)、抗小鼠TCRβ克隆H57-597(BioLegend)、抗人CD314克隆1D11(Biolegend)和L/D蓝(ThermoFisher)。在LSR-Fortessa(BD LSR FortessaTM)上用BD FACSDivaTM软件收集所有流式细胞术数据，并且使用FlowJo(所有软件均来自BD Sciences)分析数据。所有抗体染色均在含有1％ BSA的PBS中在4℃下进行。研究持续时间为62天。总体而言，HPV-TCR能够控制左翼的WT CaSki细胞的肿瘤生长，但是没有示出对植入右翼的β2MKO CaSki细胞的肿瘤控制的任何迹象。相比之下，仅NKG2D CAR2和HPV-TCR+NKG2D CAR2成功控制了WT CaSki细胞和β2MKO CaSki细胞的肿瘤生长(参见表15、表16)。此外，在过继性T细胞转移后的最初几周，荷瘤小鼠的体重没有显著波动，直到小鼠由于肿瘤大小而不得不退出研究。(参见表17)。尽管在仅接受NKG2D CAR2或HPV-TCR+NKG2D CAR2T细胞的所有小鼠中没有观察到肿瘤，但大多数小鼠表现出肿瘤生长的复发，这表明转导的T细胞缺乏持久性。这一点进一步通过过继性T细胞转移后三周，外周血中不存在转导的T细胞而得到支持(参见表18)。
表18：外周血中过继性转移的T细胞的百分比
一般来讲，在以下权利要求书中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限制于说明书和权利要求书中所公开的具体实施方案，而是应被解释为包括所有可能的实施方案，连同此类权利要求所授权的等同方案的完整范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims (24)

1.一种嵌合抗原受体(CAR)，所述CAR包含：
NKG2D胞外结构域；
跨膜结构域；
4-1BB共刺激结构域；和
信号传导结构域，所述信号传导结构域包含CD3-ζ信号传导结构域。
2.根据权利要求1所述的CAR，所述CAR还包含：
CD8-α铰链结构域。
3.根据权利要求2所述的CAR，其中所述CD8-α铰链结构域包含根据SEQ ID NO:15的氨基酸序列。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的CAR，其中所述NKG2D胞外结构域包含根据SEQ IDNO:3的氨基酸序列。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的CAR，其中所述跨膜结构域还包含CD28跨膜结构域。
6.根据权利要求5所述的CAR，其中所述CD28跨膜结构域包含根据SEQ ID NO:21的氨基酸序列。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的CAR，其中所述4-1BB共刺激结构域包含根据SEQID NO:33或SEQ ID NO:63的氨基酸序列。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的CAR，其中所述CD3-ζ信号传导结构域包含根据SEQ ID NO:27的氨基酸序列。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的CAR，其中所述信号传导结构域还包含CD3-ε信号传导结构域。
10.根据权利要求9所述的CAR，其中所述CD3-ε信号传导结构域包含根据SEQ ID NO:31或SEQ ID NO:61的氨基酸序列。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的CAR，所述CAR包含与选自由SEQ ID NO:53、SEQID NO:54、SEQ ID NO:66、SEQ ID NO:68、SEQ ID NO:70、SEQ ID NO:72、SEQ ID NO:74和SEQ ID No:76组成的组的氨基酸序列具有至少90％的序列同一性的氨基酸序列。
12.一种核酸，所述核酸编码根据权利要求1至11中任一项所述的CAR。
13.根据权利要求12所述的核酸，所述核酸包含与选自由SEQ ID NO:67、SEQ ID NO:69、SEQ ID NO:71、SEQ ID NO:73、SEQ ID NO:75和SEQ ID NO:77组成的组的核苷酸序列具有至少90％的序列同一性的核苷酸序列。
14.一种重组载体，所述重组载体包含根据权利要求12或13所述的核酸。
15.根据权利要求14所述的重组载体或根据权利要求12或13所述的核酸，其中所述重组载体或所述核酸还包含编码工程化T细胞受体(TCR)的核酸。
16.根据权利要求14所述的重组载体或根据权利要求12或13所述的核酸，其中所述重组载体或所述核酸还包含编码对肿瘤抗原具有特异性的第二CAR的核酸。
17.根据权利要求15或16所述的重组载体或核酸，其中所述肿瘤抗原包含：HPV-16E6和HPV-16E7、α叶酸受体、5T4、αvβ6整合素、BCMA、B7-H3、B7-H6、CAIX、CD19、CD20、CD22、CD28、CD30、CD33、CD44、CD44v6、CD44v7/8、CD70、CD79a、CD79b、CD123、CD137(4-1BB)、CD138、CD171、CEA、CSPG4、CLL-1、CS1、EGFR、EGFR家族(包括ErbB2(HERII)、EGFRvIII)、EGP2、EGP40、EPCAM、EphA2、EpCAM、FAP、胎儿AchR、FRa、Flt3、GD2、GD3、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(GPC3)、HLA-Al+MAGEI、HLA-A2+MAGE1、HLAA3+
MAGE1、HLA-Al+NY-ES0-1、HLA-A2+NY-ES0-1、HLA-A3+NY-ES0-1、IL-llRα、IL-13Rα2、λ、Lewis-Y、κ、间皮素、Mucl、Muc16、NCAM、NKG2D配体、NYE-S0-1、PRAME、PSCA、PSMA、RORI、SSX、存活素、TACI、TAG72、TEM或VEGFRII。
18.一种宿主细胞，所述宿主细胞用根据权利要求12至17中任一项所述的核酸或重组载体转化。
19.一种宿主细胞，所述宿主细胞用根据权利要求12或13所述的核酸或根据权利要求14所述的重组载体以及编码工程化T细胞受体(TCR)或对肿瘤抗原具有特异性的第二CAR的核酸或重组载体转化。
20.根据权利要求19所述的宿主细胞，其中所述肿瘤抗原包含：HPV-16E6和HPV-16E7、α叶酸受体、5T4、αvβ6整合素、BCMA、B7-H3、B7-H6、CAIX、CD19、CD20、CD22、CD28、CD30、CD33、CD44、CD44v6、CD44v7/8、CD70、CD79a、CD79b、CD123、CD137(4-1BB)、CD138、CD171、CEA、CSPG4、CLL-1、CS1、EGFR、EGFR家族(包括ErbB2(HERII)、EGFRvIII)、EGP2、EGP40、EPCAM、EphA2、EpCAM、FAP、胎儿AchR、FRa、Flt3、GD2、GD3、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(GPC3)、HLA-Al+MAGEI、HLA-A2+MAGE1、HLAA3+MAGE1、HLA-Al+NY-ES0-1、HLA-A2+NY-ES0-1、HLA-A3+NY-ES0-1、IL-llRα、IL-13Rα2、λ、Lewis-Y、κ、间皮素、Mucl、Muc16、NCAM、NKG2D配体、NYE-S0-1、PRAME、PSCA、PSMA、RORI、SSX、存活素、TACI、TAG72、TEM或VEGFRII。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的宿主细胞，其中所述宿主细胞包含iPSC、T细胞或NK细胞。
22.一种药物组合物，所述药物组合物包含根据权利要求21所述的宿主细胞。
23.一种治疗有需要的患者的疾病的方法，所述方法包括向所述患者施用根据权利要求21所述的宿主细胞或根据权利要求22所述的药物组合物。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述宿主细胞对所述患者是同种异体的。
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