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Die
Erfindung betrifft monoclonale anti-β-hCG-Antikörper des Menschen zur in vivo-Immuntherapie von
Krebserkrankungen, die mit der Produktion von menschlichem Choriongonadotropin
(hCG) in Verbindung stehen. Die Erfindung betrifft darüber hinaus
Verfahren und Vorrichtungen zur Überwachung
und Anpassung der Behandlungsstrategie von Patienten, basierend
auf den Ergebnissen einer Auswertung der Immunantwort auf das 37-Mer-C-terminale
Fragment von β-hCG
(β-hCG-CTP37) und immunogene
Fragmente davon.
- Abbas, AK, et al., Hrsg.,
Cellular and Molecular Immunology, 3. Auflage, WB Saunders Co.,
394–405
(1997)
- Acevedo, et al., Cancer 69: 1829–1842 (1992)
- Acevedo, et al., Cancer Detect. Prev. 1 (Erg.): 447–287 (1987)
- Braunstein, GD, In: IMMUNODIAGNOSIS OF CANCER, Herberman, RB
und Mercer, DW, Hrsg., Marcel Dekker, Inc., New York, Seiten 673–701 (1990)
- Dirnhofer, et al., Hum Pathol Apr; 29(4): 377–82 (1998)
- Fiddes, J. C. und Goodman, H. M. Nature, 281: 351–356 (1979)
- Fiddes, J. C. und Goodman, H. M., Nature, 286: 684–687 (1980)
- Fife, K und Bower, M, Br. J. Cancer 73: 1317–1322 (1996)
- Hudson, D., J. Org. Chem. 53: 617–624, (1988)
- Lee, A. C. J., et al., Mol. Immunol., 17: 749 (1980)
- Lee, et al., Mol. Immunol. 17: 749–756, (1980)
- Triozzi PL und Stevens VC, Oncol Rep 6(1): 7–17, 1999.
- Triozzi PL, et al., Clin Cancer Res 3 (12 Pt 1): 2355–62, 1997.
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Impfung
ist ein Mittel zur Vorbereitung des Immunsystems auf die Reduzierung
von Krankheitssymptomen, verhindert horizontale Übertragung infektiöser Agenzien
und senkt die Sterblichkeitsrate der Krankheit. Es ist gut bekannt,
dass das Immunsystem eines Individuums eine Immunantwort auf fremde
Antigene erzeugen wird. Es ist ebenfalls bekannt, Immunität auf ein
Tier zu übertragen,
indem ein an anderer Stelle gebildeter Antikörper verabreicht wird (d.h.
passive Immunisierung).
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Standardimpfstoffe
umschließen
die Verabreichung von Kohlenhydraten, Peptiden, Polypeptiden und glycosylierten
Polypeptiden, gegen die eine Immunantwort erwünscht ist (aktive Immunisierung).
Alternativen zur Verabreichung eines Impfstoffes umschließen die
Verabreichung von zuvor gebildeten Antikörpern gegen ein oder mehrere
Peptide oder Polypeptide (passive Immunisierung). Obwohl polyclonale
und monoclonale Antikörper
bereits durch Routinetechniken produziert werden, war die Produktion
und Reinigung von sicheren Antikörper-Zusammenstellungen
bis vor Kurzem relativ teuer und zeitaufwendig.
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Geschichtlich
betrachtet haben starke Einschränkungen
bei der Verwendung von passiven Immunisierungsverfahren für die Therapie
beim Menschen bestanden. Diese Einschränkungen treten bei der Behandlung
von chronischen Krankheiten wie Krebserkrankung aufgrund der Kosten
der Antikörperproduktion
und der Notwendigkeit einer ausgedehnten Verabreichung dieser Antikörper am
deutlichsten in Erscheinung. Zusätzlichen
Schwierigkeiten steht man gegenüber,
wenn das Immunogen ein lösliches
Protein oder ein endogenes Protein ist, das normalerweise nicht
vom Immunsystem des Individuums erkannt wird.
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Bestimmte
Krebserkrankungen sind in hohem Maße gegen einen Angriff des
Immunsystems des Wirtes resistent, selbst wenn der Wirt theoretisch
eine Immunantwort gegen den Krebs auslösen sollte. Man nimmt an, dass
diese Resistenz auf der Fähigkeit
des Krebses beruht, die normale Immunantwort auf Krebszellen zu stören, wodurch
es ihnen ermöglicht
wird, zu wachsen und sich zu teilen.
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Normalerweise
wird Choriongonadotropin (CG), z.B. menschliches Choriongonadotropin
(hCG), von Zellen der menschlichen Plazenta und von Blastocysten
sekretiert. Viele menschliche Krebsarten jedoch produzieren und
halten zurück
und/oder sekretieren hCG in einer Phase während der Karzinogenese. hCG
ist in den Membranen einer Reihe von menschlichen Krebszelllinen
(Acevedo et al., 1992) und im Serum von Krebspatienten (Braunstein,
1990) nachgewiesen worden. Tatsächlich
wird das C-terminale Peptid (CTP) der beta-Untereinheit des hCG
bei einer Reihe von Krebsarten in hohe Maße exprimiert, und Immunisierung
mit dieser Konstruktion hat in vorklinischen Studien Antitumoraktivität gezeigt
(Acevedo et al., 1992; Acevedo et al., 1987).
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Zum
Beispiel ist gezeigt worden, dass hCG und/oder Untereinheiten von
menschlichen Lungenkrebszellen hergestellt werden und dass das hCG-Polypeptid
oder Abschnitte davon als autokrine Wachstumspromotoren für die Tumorzellen
wirken (vgl. z.B. Rivera et al., 1989). Zusätzliche Referenzen beschreiben
ebenso, dass die aktive Produktion von anti-hCG-Antikörpern in
Tieren, die einen Tumor haben, auf die Verabreichung eines hCG-Impfstoffes
zurückgehen
kann (vgl. z.B. US-Patent Nr. 5,762,931 und US-Patent Nr. 4,780,312).
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Zahlreiche
biologische Aktivitäten,
die mit der Fähigkeit
von Krebszellen zur Proliferation verbunden sind, sind hCG zugeschrieben
worden, einschließlich
(1) einer Verbindung zu Tumor-Anergie (dem Fehlen einer Immunantwort
auf Tumoren), (2) der Verstärkung
der Blutversorgung des Tumors und (3) der Beobachtung, dass hCG
als ein Wachstums-Stimulationsfaktor für viele Krebszellen wirkt.
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Epidemiologische
Untersuchungen weisen darauf hin, dass menschliche Lungenkrebsarten
oft mit der Synthese von Hormonen verbunden sind, in erster Linie
dem menschlichen Choriongonadotropin (hCG). Erhöhte Spiegel an im Blut zirkulierendem
hCG und seinen Untereinheiten werden oft als biochemische Kennzeichen
für die
Bösartigkeit,
und gesenkte Spiegel an hCG als Kennzeichen für erfolgreiche Operation bei menschlichen
Lungenkrebsarten verwendet. Freies und/oder mit Tumoren verbundenes β-hCG ist
bei Blasen-, Bauchspeicheldrüsen-,
Gebärmutterhals-,
Kolorektal-, Lungen-, Bauchspeicheldrüsen-, Speiseröhren-, Brust-, Magen-,
Prostata-, Eierstock-, Gebärmutter-,
Gebärmutterhals-
und Endometrialkrebsarten nachgewiesen worden, zusätzlich bei
einer Mehrheit von Patienten mit Keimzelltumoren (vgl. z.B. Dirnhofer
et al., 1998; Triozzi, PL. und Stevens, VC., 1999). hCG und andere
gonadotrope Hormone sind auch mit dem Kaposi-Sarkom (KS, Fife, K.
und Bower, M., 1996) in Verbindung gebracht worden.
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Kolorektalkrebs
ist eine Krankheit, die nahezu die Hälfte von jenen, die betroffen
sind, innerhalb von 5 Jahren nach der ersten Diagnose tötet, und
etwa einer von 17 Amerikanern entwickelt Kolorektalkrebs während seines
Lebens. Für
die meisten Patienten mit fortgeschrittenem, metastasierendem Kolorektalkrebs
bietet der chirurgische Eingriff keine Option. Anfängliche
Chemotherapie mit Fluoruracil (5-FU) und Leukovorin ist Standard
für Patienten
mit Kolonkrebs der Stufe III geworden (NIH Consensus Conference.
Adjuvant therapy for patients with colon and rectal cancer. JAMA
264<. 1444–1450, 1990;
Goldberg RM. und Erlichman C. Oncology 12: 59–63. 1998). Die Therapie für Patienten
mit fortgeschrittenem, 5-FU refraktionärem Kolorektal-Krebs ist zur
Zeit Irinotecan (Van Cutsem E. und Blijham GH. Semin. Oncol. 26:
13–20.
1999 und Cunningham D. et al., Lancet 352: 1413–1418, 1998). Zahlreiche neue
Ansätze
zur Behandlung von fortgeschrittenem Kolorektalkrebs umschließen: (a)
neue Arzneistoffe wie etwa Oxaplatin, Capecitabine, Uracil/Tegafur
(UFT), (Punt CJ., Cancer 1998; 15: 679–689, 1998); (b) passive Immuntherapie
unter Verwendung eines monoclonalen Antikörpers, 17-1A (Punt CJ., 1998);
und (c) mehrere Ansätze
der aktiven spezifischen Immuntherapie (ASI) mit einem oder mehreren
mit dem Krebs verbundenen Antigenen (Goydos, JS. et al., J. Sur.
Res. 1996; 63: 298–304
und Vermorken, JB. et al., Lancet 1999; 353: 345–350).
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Mehrere
Patente des Staates Ohio von Stevens, z.B. US-Patente Nr. 4,767,842,
4.855,285, 5,817,753 und 5,698,201, die hiermit ausdrücklich durch
Bezugnahme eingeschlossen sind, offenbaren die Verwendung eines
modifizierten beta-hCG/Tetanus-Toxoids
als eine anti-Krebsstrategie, die auf Antikörperproduktion gegen hCG durch
den Wirtsorganismus beruht.
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Obwohl
zahlreiche Forschungsanstrengungen auf verbesserte Verfahren zur
Behandlung von hCG exprimierenden Krebsarten gerichtet sind, bleibt
der Bedarf für
ein wirksames und sicheres Verfahren zum Senken oder zum Entfernen
des Spiegels an im Blut zirkulierendem CG und des an Zellen gebundenen
CG bei Krebspatienten mit CG exprimierenden Tumoren.
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Es
ist daher eine allgemeine Aufgabe der Erfindung, Agenzien zur Immuntherapie
von Krebsarten bereitzustellen, die menschliches Choriongonadotropin
(hCG) oder ein immunogenes Epitop hiervon exprimieren.
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Die
Erfindung betrifft eine monoclonale Antikörper-Zusammensetzung vom Menschen,
die spezifisch mit einem 21-Mer-N-terminalen Fragment von hCG-CTP37
immunreaktiv ist, welches als β-hCG-CTP21
bezeichnet und in SEQ ID NO: 4 dargestellt ist, entweder allein
oder in Kombination mit einem menschlichen monoclonalen Antikörper, der
spezifisch mit einem 16-Mer-C-terminalen Fragment von hCG-CTP37
immunreaktiv ist, welches als β-hCG-CTP16
bezeichnet und in SEQ ID NO: 6 dargestellt ist.
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Solche
monoclonalen Antikörper-Zusammensetzungen
vom Menschen können
in einer Lösung
hergestellt werden, die zur Injektion bei einem menschlichen Patienten
und zur Anwendung in der passiven Immuntherapie geeignet ist, besonders
in der Immuntherapie gegen Krebs.
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In
einer anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung ein Verfahren zur Klassifizierung der Immunantwort
auf β-hCG
in einem Patienten, indem in vitro die Spiegel des Patienten an
anti-hCG-Antikörpern
bestimmt werden, die für β-hCG-CTP16, dargestellt
in SEQ ID NO: 6, β-hCG-CTP21,
dargestellt in SEQ ID NO: 4 beziehungsweise β-hCG-CTP37, dargestellt in SEQ
ID NO: 2, spezifisch sind, und der Patient wie folgt, abhängig von
den relativen Antikörperspiegeln,
einer der nachstehenden vier Gruppen zugeordnet wird: (1) Patienten,
bei denen weder anti-CTP16-
noch anti-CTP21-Antikörper
noch Gesamt-anti-β-hCG-CTP37-Antikörper nachweisbar
sind, diese Patienten werden als Nicht-Antikörper-Ansprechende bezeichnet;
(2) Patienten, bei denen Gesamt-anti-β-hCG-CTP37-Antikörper nachweisbar
sind, während
weder die ersten noch die zweiten Antikörper nachweisbar sind, diese
Patienten werden als schwache Antikörper-Ansprechende bezeichnet; (3)
Patienten mit einem nachweisbaren Spiegel an ersten Antikörpern, aber
nicht nachweisbaren Spiegeln an zweiten Antikörpern, diese Patienten werden
als Nur-CTP16-Antikörper-Ansprechende
bezeichnet; und (4) Patienten mit nachweisbaren Spiegeln sowohl
für den
ersten als auch für
den zweiten Antikörper,
diese Patienten werden als CTP16- und CTP21-Antikörper-Ansprechende
bezeichnet.
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Darüber hinaus
liefert die Erfindung eine Vorrichtung zur Diagnose und ein Verfahren
zur Überwachung
der Immunantwort auf β-hCG,
welches ein β-hCG-CTP16-Peptid, ein β-hCG-CTP21-Peptid
und ein β-hCG-CTP37-Peptid
zusammen mit einem Reagenz zur Markierung menschlicher Antikörper, welche
immunreaktiv mit den Peptiden sind, sowie einen nachweisbaren Reporter
einschließt.
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Diese
und andere Aufgaben und Eigenschaften der Erfindung werden deutlicher
erkannt werden, wenn die nachstehende genaue Beschreibung der Erfindung
zusammen mit den begleitenden Abbildungen gelesen wird.
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1 stellt
die Aminosäuresequenz
der beta-Untereinheit von menschlichem Choriongonadotropin (hCG)
dar, wie unter GenBank-Zugangsnummer 180437 bereitgestellt, bezeichnet
als SEQ ID NO: 1.
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2A stellt
die Reste 129–165
der beta-Untereinheit von hCG dar (C-terminales Peptid, CTP, SEQ ID
NO: 2).
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2B stellt
das C-terminale Peptid (CTP, SEQ ID NO: 3) von β-hCG mit einem addierten N-terminalen
Methionin dar.
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2C stellt
die Reste 130–150
der Aminosäuresequenz
der beta-Untereinheit von hCG dar (C-terminales Epitop, CTP21, SEQ
ID NO: 4).
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2D stellt
die Reste 131–138
der Aminosäuresequenz
der beta-Untereinheit von hCG dar (Epitop innerhalb von CTP21, SEQ
ID NO: 5).
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2E stellt
die Reste 150–165
der Aminosäuresequenz
der beta-Untereinheit von hCG dar (N-terminales Epitop, CTP16, SEQ
ID NO: 6).
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2F stellt
die Reste 150–165
der Aminosäuresequenz
der beta-Untereinheit von hCG dar (N-terminales Epitop mit angefügtem N-terminalen
C, CTP17, SEQ ID NO: 7).
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2G stellt
die Reste 153–165
der Aminosäuresequenz
der beta-Untereinheit von hCG dar (Epitop innerhalb von CTP16, SEQ
ID NO: 8).
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2H stellt
die Aminosäuren
58–77
der beta-Untereinheit von hCG, das „Schleifen"-Peptid, dar (SEQ ID NO: 9).
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3 zeigt
den durchschnittlichen Spiegel an anti-β-hCG-Antikörpern, die im Serum von Patienten
mit Kolorektalkrebs in einem klinischen Versuch der Phase II über 0 bis
24 Wochen nach Beginn der Impfung mit dem C-terminalen Peptid von β-hCG nachgewiesen
wurden. Die Patienten erhielten entweder ein „hohe" oder eine „niedrige" Dosis an hCG. Die Gruppe mit hoher
Dosis (offene Kreise) erhielt eine anfängliche Injektion von 2,0 mg
CTP37-DT mit einer Auffrischungsinjektion von 1,0 mg CTP37-DT nach
entweder 3 oder 4 Wochen, gefolgt von einer Auffrischung von 1,0
mg CTP37-DT alle 3 Monate danach, und die Gruppe mit geringer Dosis (gefüllte Kreise)
erhielt eine anfängliche
Injektion von 0,5 mg CTP37-DT mit einer Auffrischungsinjektion von 0,5
mg CTP-DT nach entweder 3 oder 4 Wochen, gefolgt von einer Auffrischung
von CTP-DT alle 3 Monate danach.
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4 zeigt
die größte Tumorregion
(cm2) über
0 bis 24 Wochen nach Beginn der Impfung mit CTP37 bei Patienten
mit Kolorektalkrebs aus der Gruppe mit geringer Dosierung (gefüllte Kreise)
und der Gruppe mit hoher Dosierung (offene Kreise) in einem klinischen
Versuch der Phase II, wie vorstehend für 3 beschrieben.
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5 zeigt
die Beziehung zwischen dem Spiegel für anti-CTP37-Antikörper im
Serum und der Tumorregion (cm2) bei Patienten
mit Kolorektalkrebs in einem klinischen Versuch der Phase II über 0 bis
24 Wochen nach Beginn der Impfung mit CTP37, wie vorstehend für 3 beschrieben.
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6 zeigt
die zellvermittelte Immunantwort bei zwei Patienten mit Kolorektalkrebs,
die mit CTP37 immunisiert worden waren (in einem erweiterten Protokoll
des klinischen Versuchs der Phase II, wie vorstehend für 3 beschrieben),
im Verhältnis
zu der einer normalen, nicht immunisierten Person. Die PBMC-Proliferationsantwort
auf verschiedene Antigene (PHA, CTP-37-KI, DT und β-hCG) wird
dargestellt.
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7 zeigt
das Verhältnis
von überlebenden
Patienten zu Überlebenszeit
für Patienten
mit Kolorektalkrebs, die mit CTP37 immunisiert wurden (in einem
erweiterten Protokoll des klinischen Versuchs der Phase II, vorstehend
für 3 beschrieben)
und ist wie nachstehend gekennzeichnet: (1) Patienten mit keinem
nachweisbaren anti-CTP37-Antikörper
in ihrem Plasma (gefüllte
Rauten); (2) Patienten mit einem niedrigen Spiegel an nachweisbarem
anti-CTP37-Antikörper
in ihrem Plasma, in der Weise, dass der relative Spiegel an Antikörpern gegen
CTP16 zu CTP21 nicht bestimmt werden konnte (offene Dreiecke); (3)
Patienten mit nachweisbaren anti-CTP37-Antikörpern und anti-CTP16-Antikörpern, aber
keinen nachweisbaren anti-CTP21-Antikörpern in ihrem Plasma (gefüllte Quadrate);
und (4) Patienten mit nachweisbaren anti-CTP37, anti-CTP16- und
anti-CTP21-Antikörpern
in ihrem Plasma (offene Kreise).
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I. Definitionen
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Der
Ausdruck „hCG-Peptid", „immunogenes
hCG-Peptid" oder „hCG-Epitop" betrifft ein hCG-Peptid, welches
eine Aminosäuresequenz
aufweist, die mit einem Teil, aber nicht mit der gesamten Aminosäuresequenz
des vollständigen
hCG-Proteins übereinstimmt
und die mindestens eine biologische Funktion oder Aktivität des vollständigen hCG-Proteins
behalten hat, zum Beispiel ein Fragment, welches eine immunologische Aktivität des vollständigen hCG-Proteins
behalten hat.
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Die
hierin verwendeten Ausdrücke „immunogenes
hCG-Peptid" oder „immunogenes
hCG-beta-Untereinheit-Peptid" oder
Fragmente hiervon betreffen Aminosäuresequenzen, die von hCG beziehungsweise
der beta-Untereinheit von hCG abstammen und in der Lage sind, eine
zelluläre
und/oder humorale Immunantwort auszulösen, wenn sie einer Person
verabreicht werden.
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Die
hierin in Bezug auf immunogene hCG-Peptide verwendeten Ausdrücke „antigener
Vorläufer" oder „Vorläufer", betreffen hCG-Peptide,
die in der Lage sind, von dem Individuum in immunogene hCG-Peptide prozessiert
zu werden.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „hCG-C-terminales
Peptid" oder „hCG-CTP37" betrifft die 37
C-terminalen Aminosäuren
der beta-Untereinheit von hCG („CTP-37-Mer", 2A,
SEQ ID NO: 2), die als die ursprüngliche
Sequenz dargestellt wird, oder eine Variante oder ein Analog davon,
welche(s) äquivalente
biologische Aktivität
aufweist.
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In
einigen Fällen
besitzt das hCG-CTP ein angefügtes
Methionin am N-Terminus (als das „CTP-38-Mer" bezeichnet, 2B,
SEQ ID NO: 3).
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Der
hierin in Bezug auf hCG verwendete Ausdruck „Schleifen"-Peptid betrifft die Aminosäuren 58–77 der
beta-Untereinheit von hCG (2H, SEQ
ID NO: 9), worin die Aminosäuren
58 und 77 in der Form der ursprünglichen
Sequenz oder einer Variante oder eines Analogs hiervon, welche(s) äquivalente
biologische Aktivität
aufweist, durch eine Disulfidbrücke
verbunden sind.
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Der
hierin in Bezug auf hCG verwendete Ausdruck „16-Mer" oder „C-terminales Epitop" betrifft die Aminosäuren 150
bis 165 der beta-Untereinheit von hCG (2E, SEQ
ID NO: 6), dargestellt als die ursprüngliche Sequenz oder eine Variante
oder ein Analog hiervon, welche(s) äquivalente biologische Aktivität aufweist.
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Der
hierin in Bezug auf hCG verwendete Ausdruck „17-Mer" betrifft die Aminosäuren 150–165 der beta-Untereinheit
von hCG (2F, SEQ ID NO: 7) mit einem angefügten Cystein
am C-Terminus mit dem Zweck der Derivatisierung an ein Trägerprotein.
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Der
hierin in Bezug auf hCG verwendete Ausdruck „21-Mer" oder „N-terminales Epitop" betrifft die Aminosäuren 130
bis 150 der beta-Untereinheit von hCG (2C, SEQ
ID NO: 4), dargestellt als die ursprüngliche Sequenz oder eine Variante
oder ein Analog hiervon, welche(s) äquivalente biologische Aktivität aufweist.
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Der
hierin in Bezug auf ein immunogenes hCG-Peptid oder Epitop verwendete
Ausdruck „nicht
ursprünglich" besagt, dass sich
die Aminosäuresequenz
des Epitops in einer oder mehreren Aminosäuren von der Aminosäuresequenz
des gleichen immunogenen hCG-Epitops, das in der Natur gefunden
wird, unterscheidet.
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Die „nicht
ursprüngliche" Aminosäuresequenz
kann ein immunogenes hCG-Epitop umfassen, welches eine abweichende
Aminosäuresequenz
besitzt, die eine oder mehrere „konservative" oder „nicht
konservative" Aminosäure-Substitutionen,
Aminosäure-Insertionen
oder -Deletionen enthält
oder in einigen Fällen
zusätzliche
Aminosäuren
am N- oder C-terminalen Ende des Peptides besitzen kann. Ein solches „nicht
ursprüngliches" immunogenes hCG-Peptid
behält
die biologische Aktivität
(Immunogenität)
des ursprünglichen
Peptides bei, von dem es abstammt.
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Der
Ausdruck „Peptid-Trägerprotein-Konjugat" wird austauschbar
mit dem Ausdruck „Peptid
derivatisiert an ein Trägerprotein" verwendet und betrifft
ein immunogenes hCG-Peptid, das an ein Trägerprotein gebunden wurde,
um seine Immunogenität
zu verstärken.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „immunogener
hCG-Peptid-Impfstoff" oder „hCG-Peptid-Impfstoff" betrifft ein immunogenes
hCG-Peptid, das an ein geeignetes Trägermolekül derivatisiert ist, wie hierin
beispielhaft durch β-hCG-CTP16
(SEQ ID NO: 6) und β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4) dargestellt wird.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „hCG-Impfstoff" oder „Impfstoff" betrifft ein immunogenes
hCG-Peptid, das an ein geeignetes Trägermolekül derivatisiert ist, hCG-CTP37
(SEQ ID NO: 2) und/oder ein oder mehrere passiv verabreichte monoclonale
anti-β-hCG-Antikörper vom
Menschen.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „Immunantwort" betrifft eine humorale
Immunantwort wie etwa die Produktion von Antikörpern gegen das immunogene
hCG-Epitop oder eine zelluläre
Immunantwort wie eine cytotoxische T-Zell-Antwort.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „immunkompetentes
Individuum" betrifft
ein Individuum, das Zellen der Immunantwort besitzt, welche bei
Exposition gegen ein immunogenes Epitop in der Lage sind, eine zelluläre und/oder
humorale Immunantwort gegen das immunogene Epitop aufzubauen.
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Der
hierin in Bezug auf ein hCG-Peptid verwendete Ausdruck immunogenes „Epitop" oder „antigene Determinante" betrifft einen Abschnitt
der hCG-Aminosäuresequenz,
der eine B- und/oder T-Zell-vermittelte Immunantwort gegen hCG erzeugen
wird. Es wird bevorzugt, dass das Epitop einzigartig ist; das heißt, eine Immunantwort,
die gegen ein spezifisches hCG-Epitop erzeugt worden ist, zeigt
geringe oder keine Kreuzreaktivität mit anderen Antigenen.
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Ein „funktionales Äquivalent" betrifft eine Aminosäuresequenz
für ein
immunogenes hCG-Peptid, die äquivalente
biologische Aktivität
zu der ursprünglichen
Sequenz immunogener hCG-Peptide, die hierin beschrieben und als
SEQ ID NO: 2, 4, 6 und 9 dargestellt werden, aufweist. Die relevante
biologische Aktivität ist
eine immunologische Aktivität,
d.h. die Fähigkeit,
eine Immunantwort in einem Individuum zu erzeugen, dem der immunogene
hCG-Peptid-Impfstoff verabreicht wird.
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Aminosäurereste
werden hierin mit ihrer standardisierten Einzelbuchstaben-Bezeichnung verwendet: A,
Alanin; C, Cystein; D, Asparaginsäure; E, Glutaminsäure; F,
Phenylalanin; G, Glycin; H, Histidin; I, Isoleucin; K, Lysin; L,
Leucin; M, Mehtionin; N, Asparagin; P, Prolin; Q, Glutamin; R, Arginin;
S, Serin; T, Threonin; V, Valin; W, Tryptophan; Y, Tyrosin.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „aktive
Immunisierung" betrifft
die Verwendung von hCG-Peptid-Impfstoffen, um eine Immunantwort
durch die Zellen der Immunantwort des Individuums auszulösen.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „Verabreichen" betrifft das Inkontaktbringen
der Immunantwortzellen des Individuums mit einem immunogenen hCG-Peptid-Impfstoff.
In den meisten Fällen
findet solches „Verabreichen" entweder durch subkutane
oder intramuskuläre
Injektion der immunogenen hCG-Peptid-Impfstoff-Zusammensetzung an
das betreffende Individuum statt.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „passive
Immunisierung" betrifft
die direkte Verabreichung von Antikörpern an ein Individuum als
ein Immunisierungsansatz.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „Adjuvans" betrifft eine Substanz,
die die Gesamt-Immunantwort
des Individuums, dem ein Impfstoff verabreicht worden ist, erhöhen kann,
d.h. durch Wirken als ein nicht spezifischer Immunstimulator. Ein
Adjuvans kann auch verwendet werden, um eine Immunantwort schneller
auszulösen.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „in
Abständen
aufeinanderfolgende Verabreichungen" betrifft Behandlungsstrategien mit
den immunogenen hCG-Peptid-Impfstoffen,
welche eine anfängliche
Verabreichung, gefolgt von einer oder mehreren „Auffrischungs"-Verabreichungen
in verschiedenen Zeitabständen
nach der anfänglichen
Verabreichung umfassen. Die „Auffrischungs"-Verabreichungen
können,
müssen
aber nicht in regelmäßigen Zeitabständen erfolgen.
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Die
hierin verwendeten Ausdrücke „Lösung, die
für die
Injektion bei einem menschlichen Individuum geeignet ist", „in einer
Form, die für
die Injektion bei einem menschlichen Individuum geeignet ist" und „pharmazeutisch
verträglich" können untereinander
austauschbar verwendet werden und betreffen die Zusammensetzung,
die Trägerstoffe,
Verdünnungsmittel
und Reagenzien umfasst, die zur Verabreichung an einen Menschen
ohne die Erzeugung von negativen physiologischen Wirkungen geeignet
ist.
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Die
hierin verwendeten Ausdrücke „behandeln", „Behandlung" und „Therapie" betreffen heilende
Therapie, prophylaktische Therapie und präventive Therapie.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „Dosis" betrifft die Menge
an menschlichem monoclonalen anti-hCG-Antikörper oder an immunogenem hCG-Peptid-Impfstoff,
welche dem Individuum verabreicht wird. Die Menge variiert in Abhängigkeit
von Individuum, dem Immunogen und der Anwesenheit eines Adjuvans,
wie nachstehend beschrieben.
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Der
hierin in Bezug auf die Behandlung einer Krebserkrankung verwendete
Ausdruck „Wirksamkeitspotential
der Behandlung" betrifft
die potentielle Wirksamkeit einer gegebenen Behandlungsstrategie,
die durch Auswertung verschiedener klinischer Eckpunkte, einschließlich der
Immunantwort auf immunogene hCG-Peptide, Tumorgröße und Überlebenszeit des Patienten
bestimmt wird.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „antwortet
nicht auf den Impfstoff" bedeutet
allgemein, dass der Patient keine nachgewiesene Immunantwort auf β-hCG-CTP37
oder immunogene Epitope davon aufweist.
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Der
hierin verwendete Ausdruck „Körperflüssigkeit" betrifft eine Reihe
von Probentypen, die von einem Individuum gewonnen wurden, einschließlich Urin,
Speichel, Plasma, Blut, Rückenmarksflüssigkeit
und anderer Proben biologischen Ursprungs.
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Der
hierin in Bezug auf den Immuntest der Immunantwort auf immunogene
hCG-Peptide verwendete Ausdruck „Analyse" kann eine Auswertung
sein, die entweder qualitativ (positiv/negativ) oder quantitativ
ist.
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II. Krebserkrankung und
hCG
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Obgleich
bösartige
Tumoren Protein-Antigene, die von einem Individuum als fremd erkannt
werden, exprimieren können,
und die Immunüberwachung
das Wachstum und die Ausbreitung von einigen Tumorarten begrenzen
kann, schützt
das Immunsystem das Individuum nicht wirksam gegen tödliche menschliche
Krebsarten.
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Solche
Tumoren können
das Immunsystem durch schnelles Wachstum und schnelle Ausbreitung überwältigen,
und/oder die Tumorzellen können
die Zerstörung
durch das Immunsystem unterlaufen. Vermutete Mechanismen für ein solches
Unterlaufen umschließen,
sind aber nicht darauf begrenzt, (1) Herabregelung von MHC-Antigenen der Klasse
I auf der Oberfläche
von Tumorzellen, was geringe oder keine Komplexbildung der prozessierten
Tumorpeptid-Antigene mit MHC der Klasse I zur Folge hat, wie es
für die
Erkennung durch cytotoxische T-Lymphocyten (CTL) erforderlich ist,
(2) einen Mangel an Aktivierung von CTL durch geringe oder keine
Expression von MHC-Molekülen
der Klasse II durch die Tumorzellen, so dass sie die für den Tumor
spezifischen CD4+-T-Helferzellen (die Signale produzieren, die gleichfalls
für CTL-Aktivität notwendig sind)
nicht direkt aktivieren können,
(3) einen Mangel an Markierungen zur Co-Stimulierung an der Zelloberfläche, welche
sekundäre
Signale zur Aktivierung von CD4+-T-Helferzellen liefern, und (4)
von Tumorzellen produzierte Faktoren, die anti-Tumor-Antworten unterdrücken, wie
etwa der fas-Ligand (Abbas, AK. et al., 1997).
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Forscher
haben ebenso festgestellt, dass bestimmte Polypeptide sowohl beim
Menschen als auch bei anderen Säugern
unterstützende
Faktoren für
neoplastische Zellen sind und/oder von ihnen sekretiert werden. Solche
unterstützenden
Faktoren weisen biochemische, biologische und immunologische Ähnlichkeit
mit Hormonen auf, besonders mit Choriongonadotropin (CG). Bestimmte
Karzinome scheiden CG oder einen immunologisch ähnlichen Stoff auf ihren Oberflächen aus,
wodurch sie dem Immunsystem des Individuums eine Oberfläche darbieten,
die, oberflächlich,
aus endogenem Material des Individuums gebildet zu sein scheint
und die auf diese Weise relativ nicht immunogen ist.
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Freies β-hCG (mehr
als 100 μg/ml)
ist bei Patienten mit Blasen- (47%), Bauchspeicheldrüsen- (32%) und
Gebärmutterhalskrebs
(30%) nachgewiesen worden, zusätzlich
bei einer Mehrheit der Patienten mit Tumoren der Keimzellen. Mit
einem Tumor verbundenes β-hCG
ist bei Kolorektal- (52%), Lungen- (34%), Bauchspeicheldrüsen- (31%),
Speiseröhren-
(28%), Brust- (24%) und Blasenkrebs (21%) (Braunstein, 1990) nachgewiesen
worden. Zusätzlich
ist immunohistochemischer Nachweis bei etwa 8 bis 19% bei Magen-,
Prostata-, Eierstock-, Gebärmutter-,
Gebärmutterhals-
und Gebärmutterschleimhaut-Krebserkrankungen
berichtet worden (Braunstein, 1990).
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Eine
wirksame Behandlung von bösartigen
Krebserkrankungen muss weitere Ausbreitung von neoplastischen Zellen
verhindern und die Sterblichkeit senken, d.h. die Überlebenszeit
von Patienten, die diese Erkrankung haben, verlängern. Gegenwärtige Behandlungsverfahren
umschließen
nicht spezifische Stimulation des Immunsystems, passive Immuntherapie
und Impfung mit abgetöteten
Tumorzellen oder Tumorzell-Antigenen, Polypeptiden oder Fragmenten
davon, allein oder in Kombination mit Chemotherapie und/oder Bestrahlungstherapie.
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Studien
zur aktiven Immunisierung haben darauf hingewiesen, dass ein modifiziertes
beta-hCG/Tetanustoxoid-Polypeptid bei Ratten Schutz gegen eine Injektion
von Tumorzellen des virulenten Brust-Adenokarzinoms R 3230 AC der
Ratte verleiht, welches mit CG-ähnlichem
Material verbunden ist. Passive Immunisierung hat ebenfalls zu Schutz
gegen Lewis-Lungenkarzinom-Tumoren, Virus-induzierte Leukämie und
Sarkom-Tumoren bei Mäusen
geführt
(vgl. z.B. US-Patent Nr. 5,698,201).
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Das
C-terminale Peptid von hCG ist, allein oder in Kombination mit dem
hCG-„Schleifen"-Peptid, intramuskulär zusammen
mit CRL 1005 (Optivax; Vaxcel Inc., Norcross, GA) als einem Adjuvans
injiziert, in klinischen Frühphasen-Untersuchungen bei
Patienten mit metastatischer Krebserkrankung bewertet worden. Messbare
Produktion von anti-hCG-Antikörpern
führten
zu den Studien, die Messung von anti-Krebs-Aktivität war jedoch
keine Komponente der Studie [vgl. Triozzi PL. und Stevens VC., Oncol
Rep. 6(I): 7–17,
1999; Triozzi PL. et al., Clin. Cancer Res. 3(12 Ptl): 2355–62, 1997].
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III. Monoclonale Antikörper des
Menschen zur passiven Immuntherapie
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A. Herstellung von monoclonalen
Antikörpern
des Menschen
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Der
Wert und das Potential von Antikörpern
für die
Therapie in vivo ist seit langem auf dem Fachgebiet bekannt. Ein
Ansatz ist gewesen, menschliche oder „humanisierte" monoclonale Antikörper zu
entwickeln, die vom Patienten nicht sofort als fremd „erkannt" werden, um eine
anti-Antikörper-Immunantwort
zu vermeiden. In einigen Fällen
hat die Verwendung von durch menschliche B-Zell-Hybridome produzierten
monoclonalen Antikörpern
Potential für
die Behandlung von verschiedenen Krankheitszuständen. Jedoch sind viele ursprüngliche
Tumor-Antigene des
Menschen für
Menschen nicht immunogen, und es kann daher schwierig sein, menschliche
B-Zellen zu isolieren, die Antikörper
gegen menschliche Antigene produzieren.
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Chimäre oder „humanisierte" Antikörper werden
allgemein gentechnisch aus Abschnitten von mausstämmigen und
menschlichen Antikörper-Genfragmenten
erzeugt und zusammengesetzt. Solche chimäre und humanisierte Antikörper enthalten
immer noch einen variierenden Anteil an mausstämmiger Antikörper-Profeinsequenz und
können
dementsprechend eine menschliche anti-Maus-Immunantwort hervorrufen, wenn sie einem
Patienten verabreicht werden.
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Ein
Ansatz mit rekombinanter DNA hat sich auf die Herstellung von chimären Antikörpern konzentriert, die
eine menschliche C[H]-Region und nicht menschliche (z.B. mausstämmiges),
Antigen kombinierende (variable) Regionen aufweisen. Diese chimären Antikörper werden
allgemein hergestellt, indem die gewünschte variable Antikörperregion
und/oder die konstante Region cloniert werden, die clonierten Sequenzen
in einer einzigen Konstruktion kombiniert werden, die den gesamten
oder einen Teil eines funktionalen chimären Antikörpers, welcher die gewünschten
variablen und konstanten Regionen aufweist, codiert, die Konstruktion
in eine Zelle, die zur Expression von Antikörpern in der Lage ist, eingeführt wird,
und die Zellen, die den chimären Antikörper stabil
exprimieren, selektiert werden.
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Humanisierte
Formen von nicht menschlichen (z.B. murinen) Antikörpern sind
chimäre
Immunglobuline, Immunglobulin-Ketten oder Fragmente davon (wie etwa
Fv, Fab, Fab', F(ab')2 oder
andere Regionen mit Antigen bindenden Sequenzen). Humanisierte Antikörper umschließen menschliche
Antikörper,
in denen Reste einer Komplementaritäts-bestimmenden Region (CDR)
des menschlichen Antikörpers
durch Reste einer CDR einer nicht menschlichen Art wie etwa Maus,
Ratte oder Kaninchen ersetzt werden. In den meisten Fällen umfasst
der humanisierte Antikörper
Domänen
variabler Regionen, in denen alle oder im Wesentlichen alle der CDR-Regionen
nicht menschlichen Ursprunges sind. In einigen Fällen werden die Reste der Fv-Gerüstregion (FR)
des menschlichen Immunglobulins durch entsprechende nicht menschliche
Reste ersetzt. Verfahren zur Humanisierung von nicht menschlichen
Antikörpern
sind auf dem Fachgebiet gut bekannt (vgl. z.B. Jones, et al., 1986;
Riechmann et al., 1988; Verhoyen et al., 1988). Um in den Verfahren
der Erfindung von Nutzen zu sein, müssen humanisierte Antikörper hohe
Affinität
für das
Peptid-Antigen und andere vorteilhafte biologische Eigenschaften
behalten.
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Antikörper des
Menschen können
auch hergestellt werden, indem Phagen-Display-Bibliotheken verwendet werden (Hoogenboom
und Winter, 1991; Marks et al., 1991).
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Es
ist wiederholt gezeigt worden, dass Display-Vektoren filamentöser Phagen
oder „Phagemids" die wirksame Herstellung
von umfangreichen Bibliotheken von monoclonalen Antikörpern gestatten,
welche verschiedene und neuartige immunologische Spezifitäten aufweisen.
Die Membranankerdomäne
des Hüllproteins
von filamentösen
Phagen dient dazu, ein Genprodukt und das Gen während der Zusammensetzungsphase der
Phagenreplikation zu verbinden und ist zur Clonierung und Expression
von Antikörpern
aus Kombinationsbibliotheken verwendet worden (vgl. z.B. Kang et
al., 1991). Diese Technik liefert vollständig menschliche Antikörper, welche
keine von Nagetieren stammendes Gerüst oder CDR-Reste aufweisen,
wie sie etwa in „humanisierten" Antikörpern angetroffen
werden.
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Das
Verfahren zur Herstellung eines menschlichen monoclonalen Antikörpers umfasst
allgemein (1) das Clonieren von Genen der V-Domäne des Antikörpers im
Rahmen in entweder ein Haupt- oder Neben-Hüllprotein-Gen eines filamentösen Bakteriophagen,
(2) das Exprimieren des zusammengesetzten heterodimeren Antikörpermoleküls in der
Weise, dass funktionale Antikörperfragmente
an der Oberfläche
des Phagenpartikels gezeigt werden, (3) das Isolieren des an der
Oberfläche
exprimierten Phagenpartikels unter Verwendung von Immunaffinitätstechniken,
was zur Selektion des Gens führt,
welches den Antikörper,
der diese Eigenschaften zeigt, codiert (vgl. z.B. Hoogenboom, HR.
et al., 1998; US-Patent
Nr. 5,804,440).
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Ein
Repertoire von V-Genen aus nicht immunisierten menschlichen Spendern
kann aufgebaut werden, und Antikörper
gegen ein breites Spektrum an Antigenen (einschließlich Eigen-Antigenen)
können
unter Verwendung von Phagen-Display-Technik isoliert werden (Marks et al.,
1991; Griffiths et al., 1993).
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Die
Affinität
von menschlichen Antikörpern,
die durch Phagen-Display-Technik erhalten worden sind, kann verbessert
werden, indem sequentiell die Gene für die V-Region der schweren und der leichten
Ketten durch ein Repertoire aus natürlich vorkommenden Varianten
der Gene für
die V-Domäne
ersetzt werden, die von nicht immunisierten Spendern mit dem Ziel
erhalten wurden, Antikörper
mit höherer
Affinität
zu selektieren (vgl. z.B. Griffiths und Duncan, 1998; Aujame et
al., 1997). Die Vielfältigkeit
der durch Phagen-Display-Technik erhaltenen menschlichen Antikörper kann
auch vergrößert werden,
indem die Gene für
die schwere und die leichte Kette durcheinander gemischt werden
(Kang et al., 1991), indem die CDR3-Regionen der clonierten Gene für die schwere
Kette verändert
werden (Barbas et al., 1992) und indem Zufallsmutationen durch Polymerase-Kettenreaktion
(PCR) in die Bibliothek eingeführt
werden (Gram et al., 1992).
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Alternativ
ist es nun möglich,
transgene Tiere (z.B. Xenomäuse)
zu erzeugen, die in der Lage sind, nach Immunisierung ein vollständiges Repertoire
an menschlichen Antikörpern
bei Fehlen der Produktion von endogenem Immunglobulin zu produzieren.
In diesem Ansatz sind große
Fragmente der menschlichen Ig-Gene, sowohl der leichten als auch
der schweren Kette in die Keimlinie der Maus inseriert worden, um
einen Mausstamm zu erzeugen, der in der Lage ist, ein breites Repertoire
an Antigen-spezifischen, vollständig menschlichen
Antikörpern
zu produzieren.
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Die
Xenomaus produziert B-Zellen, die die menschliche schwere Kette
(h mu) und die menschliche leichte Kette K (h K) oder h mu und die
leichte Kette lambda der Maus (m lambda) exprimieren. Diese Mäuse produzieren
signifikante Spiegel an vollständig
menschlichen Antikörpern
mit einem breiten Repertoire wie bei Erwachsenen und erzeugen bei
Immunisierung mit Antigenen für
das Antigen spezifische, vollständig
menschliche monoclonale Antikörper
(vgl. z.B. Jakobovits et al., 1995; Jakobovits, 1995).
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Solchen
von xenogenen Mäusen
stammenden menschlichen monoclonalen Antikörpern kann die korrekte schwere
Ig-Kette zur Komplementfixierung im Menschen fehlen, z.B. IgG1.
In solchen Fällen
kann die Antikörper
codierende mRNA des Hybridoms der xenogenen Maus verwendet werden,
um cDNA zu erhalten, in welche die cDNA für die schwere IgG1-Kette inseriert
wird. Diese Kassette kann dann unter Verwendung von Vorgehensweisen,
die allgemein von Fachleuten auf diesem Gebiet verwendet werden,
in einen Expressionsvektor inseriert werden und anschließend zur
Produktion von transgenen Ziegen verwendet werden. Es sind transgene
Ziegen entwickelt worden, bei denen induzierbare Promotoren die
Expression des Proteins, welches hierin codiert ist, auslösen können, sodass
es in die Milch der Ziegen sekretiert wird. Diese Vorgehensweise
erlaubt die Produktion von großen
Mengen an menschlichen monoclonalen Antikörpern bei relativ geringen
Kosten.
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In
einem bevorzugten Ansatz umfassen die Antikörper gegen immunogenes hCG-Peptid der Erfindung
menschliche Antikörper,
die unter Verwendung der Technik mit xenogenen Mäusen, gefolgt vom Ersatz der
schweren IgG-Kette, hergestellt, cloniert und in transgenen Ziegen,
wie vorstehend beschrieben, exprimiert worden sind.
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B. Therapeutische Zusammensetzungen,
die menschliche monoclonale Antikörper enthalten
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Die
vorliegende Erfindung zieht daher therapeutische Zusammensetzungen
in Betracht, die für
die Durchführung
der Immuntherapie gegen Krebserkrankungen von Nutzen sind.
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Therapeutische
Zusammensetzungen, die einen oder mehrere unterschiedliche menschliche
monoclonale Antikörper
enthalten, die spezifisch mit einem Epitop von β-hCG-CTP37 immunreaktiv sind,
und ihre Verwendung zur Immuntherapie werden hierin beschrieben.
Bevorzugte menschliche monoclonale Antikörper umschließen anti-β-hCG-CTP16
(SEQ ID NO: 6) und anti-β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4).
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Eine
therapeutisch wirksame Menge an menschlichen monoclonalen Antikörpern ist
eine Menge, die in der Weise bemessen ist, dass sie die gewünschte Wirkung
erzielt, d.h. das β-hCG
neutralisiert, welches im Serum oder auf den Tumorzellen des Patienten
anwesend ist, und dadurch die Menge an nachweisbarem hCG oder freiem
hCG im Serum oder auf den Tumorzellen des Patienten senkt. Eine
solche Senkung ist mit der Erhöhung
der Überlebenszeit
für den
Patienten verbunden.
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Die
therapeutischen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung enthalten
einen/ein physiologisch verträglichen/s
Trägerstoff,
Excipienten oder Verdünnungsmittel
zusammen mit mindestens einer Art eines menschlichen monoclonalen
Antikörpers,
der spezifisch mit einem Epitop von β-hCG-CTP37 immunreaktiv ist,
welcher, formuliert entsprechend der herkömmlichen Praxis, darin als
ein aktiver Bestandteil gelöst
oder dispergiert ist.
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Therapeutische
Zusammensetzungen zur Injektion oder Infusion können solche Formen wie Suspensionen,
Lösungen
oder Emulsionen des Antikörpers
in öligen
oder wässrigen
Trägerstoffen
einnehmen und können
Bestandteile wie suspendierende, stabilisierende und/oder dispergierende
Stoffe enthalten. Alternativ kann die Zusammensetzung in einer trockenen
Form vorliegen, um vor der Verwendung mit einer geeigneten sterilen
Flüssigkeit
rekonstruiert zu werden.
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Die
menschlichen monoclonalen Antikörper
der Erfindung können
parenteral durch Injektion oder durch graduelle Infusion über einen
Zeitraum verabreicht werden. In den meisten Fällen werden therapeutische
Zusammensetzungen, die die menschlichen monoclonalen Antikörper der
Erfindung umfassen, intravenös
verabreicht, andere Verabreichungsarten sind jedoch eingeschlossen.
Zum Beispiel können
menschliche monoclonale Antikörper
der Erfindung intravenös,
intraperitoneal, intramuskulär,
subkutan, intratumoral injiziert werden; oder sie werden transdermal
oder über
peristaltische Mittel verabreicht.
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Geeignete
Strategien zur Verabreichung von Antikörpern sind variabel, aber durch
eine anfängliche Verabreichung,
gefolgt von wiederholten Dosen in einem oder mehreren Intervallen
durch nachfolgende Verabreichung gekennzeichnet. Die anti-β-hCG-Antikörper können zusammen
mit oder im Anschluss an immunogene hCG-Peptid-Impfstoffe verabreicht werden.
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Eine
therapeutisch wirksame Menge an Antikörpern für die Verwendung in dieser
Erfindung ist typischerweise eine Menge an Antikörpern in einer pharmazeutisch
verträglichen
Zusammensetzung, die ausreicht, um die Menge an nachweisbarem β-hCG im Patienten
zu verringern.
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Die
Dosierung kann zwischen etwa 25 mg und etwa 500 mg pro Patient pro
Verabreichung variieren, wobei ein durchschnittlicher Patient 70
kg wiegt. Allgemein werden die anti-hCG-Antikörper 1 bis 2 Mal pro Woche über einen
Zeitraum von 4 bis 6 Wochen verabreicht. In einigen Fällen kann
eine solche Verabreichung von Antikörpern jedoch über einen
unbestimmten Zeitraum fortgesetzt werden. Die Dauer der Antikörper-Behandlung
wird in Zusammenhang mit der Verabreichung des immunogenen hCG-Peptid-Impfstoffes,
basierend auf der Immunantwort des Patienten auf hCG-CTP16, hCG-CTP21
und hCG-CTP37, abgeschätzt,
wie nachstehend genauer beschrieben wird.
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Es
wird deutlich sein, dass, wenn die Immuntherapie die Verabreichung
eines menschlichen monoclonalen Antikörpers, der spezifisch mit hCG
immunreaktiv ist, zusammen mit einem immunogenen hCG-Peptidimpfstoff
umfasst, die Dosis an menschlichem monoclonalen Antikörper, basierend
auf den Ergebnissen eines Immuntests auf immunogene hCG-Peptide,
der etwa 9 bis 15 Wochen nach der anfänglichen Verabreichung des
hCG-Impfstoffes durchgeführt
wird, angepasst werden kann.
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Genauer
werden die Antikörperspiegel
eines Patienten gegen ein 16-Mer-C-terminales Fragment von β-hCG-CTP37
(β-hCG-CTP16,
SEQ ID NO: 6), ein 21-Mer-N-terminales
Fragment von β-hCG-CTP37 (β-hCG-CTP21,
SEQ ID NO: 4) und das vollständige β-hCG-CTP37-Peptid
(SEQ ID NO: 2) zu verschiedenen Zeitpunkten überwacht. Die Dosierungsstrategie
für die
passive Verabreichung des menschlichen monoclonalen β-hCG-CTP37-Antikörpers wird
in Kombination mit der Dosierungsstrategie für den hCG-Peptid-Impfstoff nach
Bedarf angepasst, um nachweisbare Antikörper sowohl gegen β-hCG-CTP16
(SEQ ID NO: 6) als auch gegen β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4) in einer Körperflüssigkeit
des Patienten zum Ergebnis zu haben.
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Bevorzugt
führt die
Verabreichung eines hCG-Impfstoffes zu einem Spiegel an nachgewiesenen
Antikörpern
gegen β-hCG-CTP37
(SEQ ID NO: 2), β-hCG-CTP16
(SEQ ID NO: 6) und β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4). Sogar noch mehr bevorzugt führt die Verabreichung eines
hCG-Peptid-Impfstoffes zu einem Spiegel an nachgewiesenen Antikörpern sowohl
gegen β-hCG-CTP16
(SEQ ID NO: 6) als auch gegen β-hCG-CTP21 (SEQ
ID NO: 4), wobei die Immunantwort auf beide Peptide in ihrer Stärke ähnlich ist.
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IV. Immunogene hCG-Peptide
als Impfstoffe
-
A. Immunogene hCG-Epitope
-
Ein „immunogenes
hCG-Epitop" oder „antigenes
hCG-Epitop" ist
eine Aminosäuresequenz
oder eine Kombination von Aminosäuresequenzen,
die eine Immunantwort gegen hCG hervorruft.
-
Ein
hCG-Impfstoff umfasst das C-terminale Peptid CTP37 (SEQ ID NO: 2)
der β-Untereinheit von
hCG, welcher einem Individuum allein oder in Kombination mit einem
oder mehreren zusätzlichen
immunogenen hCG-Peptiden und/oder zusammen mit der passiven Verabreichung
eines oder mehrerer anti-hCG-Antikörper verabreicht wird.
-
Bevorzugte
immunogene Epitope sind die 37 C-terminalen Aminosäuren der
beta-Untereinheit
von hCG (CTP37) und Peptide, die davon abstammen, allein oder in
Kombination mit den Aminosäuren
38 bis 57 der beta-Untereinheit von hCG (das „Schleifen"-Peptid).
-
Das „Schleifen"-Peptid der beta-Untereinheit
von hCG ähnelt
im Wesentlichen der entsprechenden Region des menschlichen Hormons
Lutropin (LH), des Follikel stimulierenden Hormons (FSH) und des
thyreotropen Hormons (TSH). Demzufolge wird das „Schleifen"-Peptid oder ein Analog davon in Verbindung
mit dem CTP37-Peptid,
einem Analog davon oder Peptiden, die davon abstammen, verabreicht.
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Die
kombinierte Verabreichung von „Schleifen-" und CTP37-Peptiden
kann wie folgt durchgeführt
werden: (1) die beiden Peptide können
vor der Derivatisierung an ein geeignetes Trägerprotein chemisch verbunden
oder in Tandemanordnung synthetisiert werden; (2) beide Peptide
können
chemisch an den selben Träger derivatisiert
werden, ohne dass sie zuerst chemisch aneinander gebunden werden;
(3) die beiden Peptide können
an getrennte Träger
derivatisiert werden, und ein Gemisch der beiden entstandenen Konjugate
wird dem zu behandelnden Individuum verabreicht; oder (4) die beiden
Peptide können
an getrennte Träger
derivatisiert werden, und die beiden entstandenen Konjugate werden
dem zu behandelnden Individuum getrennt verabreicht.
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Die
hierin beschriebenen hCG-Impfstoffe sind repräsentativ für die hCG-Impfstofftypen, die verwendet werden
können,
um eine Immunantwort gegen zwei oder mehr Epitope von β-hCG-CTP37
zu erzeugen. Allgemein muss die Größe des Antigen-Peptides mindestens
groß genug
sein, um ein oder mehrere immunogene Epitope von hCG zu umfassen.
Das kleinste nützliche
immunogene Epitop oder Fragment, das von der vorliegenden Offenbarung
vorweggenommen wird, würde
allgemein im Bereich einer Länge
von 8 aufeinanderfolgenden Aminosäureresten liegen, wobei Sequenzen
im Bereich von etwa 8 bis etwa 40 oder mehr Aminosäuren bevorzugt
sind.
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Es
gibt zwei Haupt-Epitope innerhalb der terminalen 37 Aminosäuren des
Carboxylendes von hCG, ein N-terminales Epitop aus 21 Aminosäuren (CTP21)
und ein C-terminales Epitop aus 16 Aminosäuren (CTP16; Berger, P. et
al., Mol. and Cell. Endocrinol. 125: 33–43, 1996). 2A, 2C und 2E stellen die
Aminosäuresequenzen
von CTP37, CTP21 beziehungsweise CTP16 dar. Eine hCG-Impfstrategie kann
die Verabreichung eines oder mehrerer der Peptide CTP37, CTP21 und
CTP16 umfassen. Studien haben jedoch gezeigt, dass die Immunantwort
auf das CTP16-Epitop immundominant ist, und dass demzufolge die
Verabreichung von CTP37 allein oder in Kombination mit CTP21 bevorzugt
ist.
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Allgemein
besteht die anfängliche
Verabreichung eines immunogenen hCG-Peptid-Impfstoffes aus mindestens 1 mg β-hCG-CTP37.
Nachfolgende oder „Auffrischungs"-Verabreichungen
von immunogenen hCG-Peptid-Impfstoffen oder passiv verabreichten
anti-β-hCG-Antikörpern werden
einem Krebspatienten gewöhnlich
in aufeinanderfolgenden Verabreichungen mit zeitlichen Abständen in
einer oder mehreren der nachstehenden Arten gegeben: (i) eine Dosis
des CTP37-Impfstoffes
(SEQ ID NO: 2), die größer als
jene ist, die bei der anfänglichen
Verabreichung gegeben wurde; (ii) eine Dosis des Impfstoffes, die
weniger als 1,0 mg CTP37-Peptid pro Patient pro Verabreichung entspricht;
(iii) ein Promotor-Impfstoff,
bestehend aus dem hCG-Schleifenpeptid (SEQ ID NO: 9), derivatisiert
an einen geeigneten Trägerstoff,
in Kombination mit dem β-hCG-CTP37-Impfstoff;
(iv) ein Promotor-Impfstoff, bestehend aus dem hCG-Schleifenpeptid
(SEQ ID NO: 9), derivatisiert an einen geeigneten Trägerstoff,
gefolgt von aufeinanderfolgenden Verabreichungen des β-hCG-CTP37-Impfstoffes
mit zeitlichen Abständen,
wobei die Dosis von letzterem Impfstoff weniger als 1,0 mg CTP37-Peptid
pro Patient pro Verabreichung beträgt; (v) ein Peptid-Impfstoff,
bestehend aus β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4), derivatisiert an ein geeignetes Trägerprotein;
(vi) passive Verabreichung von mindestens einer Dosis eines menschlichen
monoclonalen Antikörpers,
der spezifisch mit einem 21-Mer-N-terminalen Fragment von β-hCG-CTP37
(hCG-CTP21, SEQ
ID NO: 4) immunreaktiv ist, alle 1 bis 2 Wochen; (vii) passive Verabreichung
von mindestens einer Dosis eines menschlichen monoclonalen Antikörpers, der
spezifisch mit β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4) immunreaktiv ist, in Kombination mit einem menschlichen
monoclonalen Antikörper,
der spezifisch mit β-hCG-CTP16 (SEQ ID
NO: 6) immunreaktiv ist, alle 1 bis 2 Wochen; und (viii) aufeinanderfolgende
Verabreichungen eines β-hCG-CTP37-Impfstoffes
(SEQ ID NO: 2) mit zeitlichen Abständen in Kombination mit einem
menschlichen monoclonalen Antikörper,
der spezifisch mit β-hCG-CTP21 (SEQ
ID NO: 4) immunreaktiv ist.
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In
einem Ansatz beträgt
die Menge des CTP37-Bestandteiles des hCG-Impfstoffes weniger als
1,0 mg, bevorzugt 0,5 mg. In einer verwandten Ausführungsform,
in der der CTP37-Impfstoff einem Patienten zusammen mit dem „Schleifen"-Impfstoff verabreicht
wird, beträgt
die Menge des CTP-37-Bestandteiles des hCG-Impfstoffes weniger als
1,0 mg, bevorzugt 0,5 mg, und die Menge des „Schleifen"-Impfstoffes ist gleich oder größer als
die des CTP37-Peptides.
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In
allen Fällen
ist das immunogene hCG-Peptid an ein Trägermolekül, z.B. ein Protein, gebunden.
Allgemein ist jedes immunogene hCG-Peptid getrennt an ein Trägerprotein
gebunden. Wenn mehr als ein gebundenes immunogenes hCG-Peptid in
die Behandlungsstrategie für
einen gegebenen Patienten eingeschlossen ist, können die hCG-Peptid-Impfstoffe
dem Patienten gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten
verabreicht werden. In den meisten Fällen werden die gebundenen
immunogenen hCG-Peptide zusammen in aufeinanderfolgenden Verabreichungen
mit zeitlichen Abständen
verabreicht.
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B. Herstellung eines hCG-Peptid-Impfstoffes
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Zahlreiche
hCG-Polypeptidketten sind mit Hilfe der rekombinanten DNA-Technik
in Wirtszellen wie etwa Bakterien, Hefe und kultivierten Säugerzellen
exprimiert worden (vgl. z.B. Fiddes, J. C. und Goodman, H. M., 1979)
und (Fiddes, J. C. und Goodman, H. M., 1980), welche die Clonierung
der alpha- beziehungsweise beta-Untereinheiten des menschlichen
Choriongonadotropin (hCG) beschreiben.
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Die
Aminosäuresequenz
der beta-Untereinheit von hCG, verfügbar unter der GenBank-Zugangsnummer
180437 und hierin als SEQ ID NO: 1 dargestellt, wurde verwendet,
um Peptide zur Verwendung in den Verfahren der Erfindung zu selektieren.
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Immunogene
hCG-Peptide wurden chemisch synthetisiert, indem entweder Fmoc-(9-Fluorenylmethyloxycarbonyl)-Chemie,
im Wesentlichen wie von D. Hudson, 1988, beschrieben, oder Boc-(tert-Butyloxycarbonoyl)-Chemie
verwendet wurde. Techniken zur Aminosäuresynthese werden von Fachleuten
regelmäßig unter Verwendung
der gerade zur Verfügung
stehenden Laborausrüstung
(z.B. Applied Biosystems, Inc., Foster City, CA) angewendet. Nach
der Synthese werden Peptide im Allgemeinen mittels HPLC gereinigt,
und die Vollständigkeit
und Authentizität
der Peptide werden durch Edman-Degradation, gefolgt von herkömmlicher
Sequenz- oder massenspektroskopischer
Analyse, z.B. NMR-Analyse des intakten Peptides, bestimmt. Die Immunogenität jedes
dieser synthetischen Peptide wird individuell ermittelt, indem durch
verschiedene in vitro-Immuntests die Immunreaktivität mit Antikörpern in
den Körperflüssigkeiten,
z.B. Serum oder Plasma, bestimmt wird, die von einer Person gewonnen
wurden, von der bekannt ist, dass sie anti-hCG-CTP37-Antikörper besitzt.
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C. hCG-Peptidvarianten
oder modifizierte immunogene hCG-Peptide
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In
den meisten Fällen
haben immunogene hCG-Peptide die gleiche Sequenz wie ursprüngliche
immunogene hCG-Peptide. In einigen Fällen jedoch sind immunogene
hCG-Peptide hCG-Peptidvarianten.
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Einige
Substitutionen von Aminosäuren
sind möglich,
ohne den immunogenen Charakter des Fragmentes zu verändern.
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Standard-Substitutionsklassen
sind die sechs Klassen, die auf allgemeinen Eigenschaften der Seitenketten
und der höchsten
Substitutionsfrequenz in homologen Proteinen in der Natur beruhen,
wie zum Beispiel durch eine Standard-Frequenz-Austauschmatrix von Dayhoff
(Dayhoff) bestimmt wird. Diese Klassen sind Klasse I: Cys; Klasse
II: Ser, Thr, Pro, Hyp, Ala und Gly, die die kleinen aliphatischen
Seitenketten und OH-Gruppen-Seitenketten repräsentieren; Klasse III: Asn,
Asp, Glu und Gln, die die neutralen und negativ geladenen Seitenketten,
die zur Bildung von Wasserstoffbrücken-Bindungen in der Lage
sind, repräsentieren; Klasse
IV: His, Arg und Lys, basische polare Seitenketten repräsentierend;
Klasse V: Ile, Val und Leu, verzweigte aliphatische Seitenketten
repräsentierend,
und Met; und Klasse VI: Phe, Tyr und Trp, aromatische Seitenketten
repräsentierend.
Zusätzlich
kann jede Gruppe verwandte Aminosäure-Analoga einschließen, wie etwa
Ornithin, Homoarginin, N-Methyllysin,
Dimethyllysin oder Timethyllysin in Klasse IV und ein halogeniertes Tyrosin
in Gruppe VI. Darüber
hinaus können
die Klassen sowohl L- als auch D-Stereoisomere
einschließen, obwohl
L-Aminosäuren
für Substitutionen
bevorzugt werden.
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Sobald
eine Aminosäure-Substitution
oder -Modifikation vorgenommen worden ist, wird die imunogene hCG-Peptidvariante
in einem in vitro-Immuntest auf Immunogenität untersucht.
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Die
hierin beschriebenen Aminosäuresequenzen
von immunogenen hCG-Peptiden können
zusätzliche
Reste einschließen,
wie etwa zusätzliche
N- oder C-terminale Aminosäuren,
und sind doch immer noch im Wesentlichen die selben wie eine jener
Sequenzen, die hierin offenbart werden, so lange das Peptid oder Polypeptid
die entsprechende biologische Aktivität, z.B. Immunogenität, behält.
-
Die
Aminosäuren
eines imunogenen hCG-Peptides können
in der Weise verändert
werden, dass ein äquivalentes
oder sogar verbessertes Molekül
erzeugt wird. Es ist die Immunogenität des hCG-Peptides, die seine
biologische Aktivität
definiert. Bestimmte Aminosäuresequenz-Substitutionen
können
in der Aminosäuresequenz
und der Nucleinsäure,
die sie codiert, vorgenommen werden, was zur Expression eines hCG-Peptides
mit größerem biologischen
Nutzen oder größerer Aktivität (Immunogenität) führt. In
einigen Fällen
können solche
Veränderungen
andere Vorteile bringen, z.B. Stabilität oder wünschenswertere pharmakologische
Eigenschaften bei Beibehaltung eines äquivalenten biologischen Nutzens
und einer äquivalenten
Aktivität.
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Mit
dem Vornehmen solcher Veränderungen
kann der hydropathische Index der Aminosäuren berücksichtigt werden. Bestimmte
Aminosäuren
können
durch andere Aminosäuren
ersetzt werden, welche einen ähnlichen
hydropathischen Index oder Kern haben und noch ein biologisch funktionelles äquivalentes
Protein ergeben (Kyte und Doolittle, 1982). Bei dem Vornehmen solcher
Veränderungen
ist die Substitution von Aminosäuren,
deren hydropathische Indizes innerhalb von +/–2 liegen, bevorzugt, jene,
die innerhalb von +/–1
liegen, sind besonders bevorzugt, und jene, die innerhalb von +/–0,5 liegen,
sind sogar noch mehr bevorzugt. Es ist in dem Fachgebiet auch selbstverständlich,
dass die Substitution von ähnlichen
Aminosäuren
auf der Basis von Hydrophilie wirksam durchgeführt werden kann, US-Patent Nr. 4,554,101.
Bei solchen Veränderungen
ist die Substitution von Aminosäuren,
deren Hydrophilie-Werte innerhalb von +/–2 liegen, bevorzugt, von jenen, die
innerhalb von +/–1
liegen, besonders bevorzugt, und von jenen, die innerhalb von +/–0,5 liegen,
sogar noch mehr bevorzugt.
-
Immunogene
hCG-Peptidvarianten können
verbesserte Eigenschaften für
die Verabreichung an Patienten aufweisen, solche Peptide behalten
jedoch die Immunogenität
der ursprünglichen
Sequenz der hierin beschriebenen immunogenen hCG-Peptide bei.
-
V. Behandlungsstrategien
zur Erzeugung einer anti-hCG-Immunantwort
-
A. Verabreichung in vivo
-
Verabreichung
der hCG-Impfstoffe in vivo kann durch Impfung in Anwesenheit von
Adjuvantien oder anderen Substanzen erreicht werden, welche die
Fähigkeit
haben, Zellen des Immunsystems an die Impfstelle zu rekrutierten.
Ein immunogener hCG- Peptid-Impfstoff
kann allein oder in Kombination mit passiv verabreichten menschlichen
monoclonalen Antikörpern,
die spezifisch mit einem 16-Mer-C-terminalen Fragment von β-hCG-CTP37
immunreaktiv sind, verabreicht werden, z.B. β-hCG-CTP16, SEQ ID NO: 6; und/oder β-hCG-CTP21,
SEQ ID NO: 4.
-
Die
Zellen der Immunantwort eines Individuums, bei der schützende Immunisierung
gewünscht
wird, werden einem immunogenen hCG-Peptid-Impfstoff allein oder
in Kombination mit einem oder mehreren monoclonalen menschlichen
Antikörpern,
die spezifisch mit einem Epitop von β-hCG-CTP37 immunreaktiv sind, ausgesetzt.
Schützende
Immunisierung kann nach einer solchen Exposition durch Erreichen
einer Reduzierung der Menge an im Blut zirkulierendem hCG oder Tumor-verbundenem hCG in
dem Individuum bewirkt werden. Sowohl durch Antikörper als
auch durch Zellen vermittelte Immunantworten können zur anti-Krebs-Aktivität von hCG-Impfstoffen
beitragen.
-
Ein
immunogener hCG-Peptid-Impfstoff und/oder ein menschlicher monoclonaler
Antikörper
der Erfindung wird in einer Weise, die mit der Dosierungsformulierung
verträglich
ist, und in einer Menge verabreicht, die immunogene und therapeutische
Wirksamkeit besitzt. Die zu verabreichende Menge ist von dem zu
behandelnden Individuum abhängig,
einschließlich,
z.B. der Fähigkeit
des Immunsystems des Individuums, auf einen Peptid-Impfstoff zu
antworten.
-
Allgemein
sind die immuntherapeutischen Verfahren, die in der vorliegenden
Erfindung offenbart werden, bei einem Individuum anwendbar, die
schon eine Krebserkrankung aufweist. Dies bedeutet, dass bei dem Individuum
auf Grund eines oder mehrerer Kriterien, die von Fachleuten auf
diesem Gebiet zur Bestimmung der entsprechende Krebsart angewendet
wurden, eine Krebserkrankung diagnostiziert worden ist. Eines dieser
Kriterien ist, dass der Krebs durch Expression von hCG auf der Oberfläche der
Krebszellen gekennzeichnet ist und in einigen Fällen darüber hinaus durch die Anwesenheit
von im Plasma und/oder in anderen Körperflüssigkeiten des Patienten zirkulierendem
hCG gekennzeichnet ist. Beispielhafte Krebsarten umschließen Kolorektalkrebs,
Bauchspeicheldrüsenkrebs, Brustkrebs,
Lungenkrebs und Hodenkrebs, der auf Behandlung mit Cisplatin refraktil
ist.
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In
einigen Fällen
sind die immuntherapeutischen Verfahren, die in der vorliegenden
Erfindung offenbart werden, bei einem Individuum anwendbar, bei
dem das Risiko besteht, eine Krebserkrankung zu entwickeln, oder
für das
ein oder mehrere diagnostische Kriterien darauf hinweisen, dass
sich eine Krebserkrankung entwickeln kann.
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Operation,
Bestrahlungstherapie und Chemotherapie sind zur Zeit die vorrangigen
Verfahren zur Behandlung von Krebserkrankungen. Es wird erwogen,
dass passive Immunisierung mit menschlichen monoclonalen anti-β-hCG-CTP37-Antikörpern und/oder
auf hCG-Peptid-Impfstoff beruhende Behandlung mit solchen anderen
Krebstherapien kombiniert werden können. Man wird schätzen, dass
die hierin beschriebenen Verfahren auf synergistische oder additive
Weise mit Operation, Bestrahlungstherapie oder Chemotherapie in Wechselwirkung
treten können,
was zu einer größeren therapeutischen
Wirkung führt.
In einigen Fällen
werden verbesserte Verfahren zur Behandlung von Krebserkrankungen
herkömmliche
Krebsbehandlungen, z.B. Chemotherapie oder Bestrahlungstherapie,
zusammen mit passiver Immunisierung durch Verabreichung von menschlichen
monoclonalen anti-β-hCG-CTP37-Antikörpern und/oder
Verabreichung von hCG-Peptid-Impfstoffen kombinieren.
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B. hCG-Peptid-Impfstoff-Zusammensetzungen
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Die
Erfindung offenbart ein Verfahren zum Hervorrufen einer Immunantwort
gegen das C-terminale Peptid der beta-Untereinheit von hCG, ein
Peptid, welches selbst im Wesentlichen nicht immunogen ist. Dies wird
erreicht, indem das Peptid vor der Verabreichung an ein Individuum
mit einem Trägermolekül verbunden wird.
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In
den Verfahren, die in der Erfindung offenbart werden, wird eine
immunologisch wirksame Menge eines oder mehrerer immunogener Peptide,
die an ein geeignetes Trägermolekül derivatisiert
sind, verabreicht, z.B. wird ein Protein an einen Krebspatienten
durch aufeinanderfolgende Verabreichungen eines Impfstoffes, der
aus einem immunogenen hCG-Peptid oder Peptiden, die mit einem Trägermolekül verbunden
sind, zusammengesetzt ist, mit zeitlichen Abständen in einer Weise verabreicht,
die eine Verbesserung des Zustandes des Patienten bewirkt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind immunogene hCG-Peptide an einen aus einer Reihe von Trägermolekülen, die
Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, gekoppelt. Ein Trägerprotein
muss von ausreichender Größe für das Immunsystem
der Person sein, der es verabreicht wird, damit dieses seine Fremdartigkeit
erkennen und Antikörper
dagegen entwickeln kann.
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In
einigen Fällen
wird das Trägermolekül direkt
an das immunogene hCG-Peptid gekoppelt. In anderen Fällen wird
ein Linkermolekül
zwischen das Trägermolekül und das
immunogene hCG-Peptid eingefügt.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform
erfordert die Kopplungsreaktion eine freie Sulfhydryl-Gruppe am
Peptid. In solchen Fällen
wird ein N-terminaler Cystein-Rest an das Peptid angefügt, wenn
das Peptid synthetisiert wird. Zum Beispiel hat CTP17 (SEQ ID NO:
7) die gleiche Sequenz wie die beta-Untereinheit des hCG-Peptides,
CTP16 (SEQ ID NO: 6), plus einen angefügten N-terminalen Cystein-Rest,
der das Koppeln von CTP16 an ein Trägermolekül erleichtert.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform
wird die herkömmliche
Succinimid-Chemie verwendet, um das Peptid an ein Trägermolekül zu binden.
Verfahren zur Herstellung solcher Peptid:Trägerprotein-Konjugate sind Fachleuten
auf dem Gebiet allgemein bekannt und Reagenzien für solche
Verfahren sind käuflich
zu erwerben (z.B. von Sigma Chemical Co.). Allgemein werden etwa
5–30 Peptidmoleküle pro Trägermolekül konjugiert.
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Beispielhafte
Trägermoleküle umschließen Proteine
wie etwa KLH („Keyhole
limpet hemocyanin",
Rinderserumalbumin (BSA), Flagellin, Influenza-Untereinheit-Proteine,
Tetanus-Toxoid (TT), Diphterie-Toxoid (DT), Cholera-Toxoid (CT),
eine Reihe von bakteriellen Hitzeschock-Proteinen, Glutathion-Reduktase
(GST) oder natürliche
Proteine wie Thyroglobulin und dergleichen. Fachleute auf dem Gebiet
können
leicht ein geeignetes Trägermolekül auswählen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird ein immunogenes hCG-Peptid an ein Diphtherie-Toxin (DT) konjugiert.
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In
einigen Fällen
ist das Trägermolekül ein Nicht-Protein,
wie etwa Ficoll 70 oder Ficoll 400 (ein synthetisches Copolymer
von Saccharose und Epichlorhydrin), eine Polyglucose wie etwa Dextran
T 70.
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Der
Grad der Konjugation muss angemessen sein, um durch einen Krebspatienten
eine Immunantwort auf einer Ebene hervorzurufen, die ausreicht,
dass einige oder alle der Auswirkungen von hCG, die mit dem Zustand
des Patienten in Verbindung stehen, neutralisiert werden. Es wird
deutlich sein, dass dies in Abhängigkeit
von dem Peptid, dem Trägermolekül und dem
Patienten variieren wird.
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Die
Erfindung offenbart hCG-Impfstoff-Zusammensetzungen, wie vorstehend
beschrieben, in denen jedes immunogene hCG-Peptid an den selben
oder an unterschiedliche Trägerproteine
gekoppelt ist.
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Eine
hCG-Impfstoff-Zusammensetzung kann eine einzige oder vielfache Kopien
des selben oder von unterschiedlichen immunogenen hCG-Peptiden,
gekoppelt an ein ausgewähltes
Trägermolekül, umfassen.
In einem Aspekt dieser Ausführungsform
kann die hCG-Impfstoff-Zusammensetzung unterschiedliche immunogene
hCG-Peptide mit
oder ohne flankierende Sequenzen, aufeinanderfolgend in einem Polypeptid
kombiniert und an den selben Träger
gekoppelt, enthalten. Alternativ können die immunogenen hCG-Peptide
individuell als Peptide an den selben oder an verschiedene Träger gekoppelt
werden, und die entstandenen immunogenen hCG-Peptid-Träger-Konjugate
werden zusammengemischt, um eine einzige Zusammensetzung zu bilden,
oder sie werden einzeln gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeiten
verabreicht.
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Zum
Beispiel können
immunogene hCG-Peptide kovalent an das Diphtherie-Toxoid (DT)-Trägerprotein über die
Cysteinyl-Seitenkette durch das Verfahren von Lee, A. C. J. et al.,
1980, gekoppelt werden, wobei etwa 15–20 Peptidmoleküle pro Molekül Diphtherie-Toxoid
(DT) verwendet werden.
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Allgemein
werden derivatisierte hCG-Peptid-Impfstoff-Zusammensetzungen zusammen
mit einem Trägerstoff
verabreicht. Der Zweck des Trägerstoffes
besteht darin, das Impfstoffpräparat
zu emulgieren. Fachleuten auf diesem Gebiet sind zahlreiche Trägerstoffe
bekannt, und jeder Trägerstoff,
der als ein wirksames emulgierendes Mittel wirkt, findet Anwendung
in den Verfahren der Erfindung. Ein bevorzugter Trägerstoff für die Verabreichung
umfasst ein Gemisch aus Mannid-Monooleat
mit Squalan und/oder Squalen. Für
die Verwendung in den Impfstoffen der Erfindung ist Squalen dem
Squalan vorzuziehen, und bevorzugt liegt das Verhältnis von
Squalen und/oder Squalan pro Teil zu Volumen Mannid-Monoolat zwischen
etwa 4:1 und etwa 20:1.
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Um
die Stärke
der Immunantwort, die auf die Verabreichung von hCG-Impfstoff zurückgeht,
darüberhinaus
zu steigern, wird ein immunologisches Adjuvans in die Impfstofftormulierung
eingeschlossen. Beispielhafte Adjuvantien, die Fachleuten auf dem
Gebiet bekannt sind, umschließen
Wasser/Öl-Emulsionen,
nicht ionische Kopolymer-Hilfsstoffe, z.B. CRL 1005 (Optivax; Vaxcel
Inc., Norcross, GA), Aluminiumphosphat, Aluminiumhydroxid, wässrige Suspensionen
aus Aluminium- und
Magnesiumhydroxiden, bakterielle Endotoxine, Polynukleotide, Polyelektrolyte,
lipophile Adjuvantien und synthetische Muramyl-Dipeptid (norMDP)-Analoga. Bevorzugte
Adjuvantien zum Einschluss in eine hCG-Impfstoff-Zusammensetzung
zur Verabreichung an einen Patienten sind norMDP-Analoga wie etwa
N-Acetyl-normuranyl-L-alanyl-D-isoglutamin, N-Acetyl-muranyl-(6-0-stearoyl)-L-alanyl-D-isoglutamin und N-Glycol-muranyl-L.alphaAbu-D-isoglutamin
(Ciba-Geigy Ltd.). In den meisten Fällen liegt das Massenverhältnis des
Adjuvans in Bezug auf das Peptidkonjugat etwa zwischen 1:2 und 1:20.
In einer bevorzugten Ausführungsform
beträgt
das Massenverhältnis
des Adjuvans in Bezug auf das Peptidkonjugat etwa 1:10. Man wird
sich bewusst sein, dass die Adjuvans-Komponente im hCG-Impfstoff variiert
werden kann, um die Immunantwort auf die immunogenen hCG-Epitope
darin zu optimieren.
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Direkt
vor der Verabreichung werden das Konjugat aus immunogenem hCG-Peptid
und Trägerprotein und
das Adjuvans in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst, und
ein emulgierendes Mittel oder ein Trägerstoff wird zugegeben. Zum
Beispiel kann eine Zusammensetzung mit dem Konjugat aus immunogenem
hCG-Peptid und Trägerprotein
das CTP37-Peptid, an DT konjugiert, in Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung (PBS)
gelöst,
zusammen mit norMDP umfassen und darüber hinaus ein emulgierendes
Squalen/Mannid-Monooleat-Agenz enthalten.
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Geeignete
pharmazeutisch verträgliche
Trägerstoffe
zur Verwendung in einer immunogenen Proteinzusammensetzung der Erfindung
sind Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt. Solche Trägerstoffe
umschließen
zum Beispiel Phosphat-gepufferte
Kochsalzlösung
oder jedes physiologisch verträgliche
Medium, das geeignet ist, den hCG-Impfstoff in ein Individuum einzuführen.
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Zahlreiche
Abgabemechanismen für
Arzneistoffe, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, können verwendet
werden, um die immunogenen hCG-Peptide, die in der Erfindung offenbart
werden, zu verabreichen. Präparate
mit kontrollierter Freisetzung können
durch die Verwendung von Polymeren erhalten werden, um mit den Peptiden
oder Antikörpern
in den Verfahren der vorliegenden Erfindung Komplexe zu bilden oder
sie zu absorbieren. Kontrollierte Abgabe kann erreicht werden, indem
Makromoleküle
wie Polyester, Polyaminosäuren,
Polyvinylpyrrolidon, Ethylenvinylacetat, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose
oder Protaminsulfat verwendet werden, deren Konzentration die Freisetzungsrate
des Peptid-Impfstoffes verändern kann.
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In
einigen Fällen
können
die hCG-Peptide in polymere Partikel eingelagert werden, die z.B.
aus Polyestern, Polyaminosäuren,
Hydrogelen, Polymilchsäure
oder Ethylenvinylacetat-Copolymeren zusammengesetzt sind. Alternativ
wird der hCG-Peptid-Impfstoff
in Mikrokapseln, Liposomen, Albumin-Mikrokugeln, Mikroemulsionen,
Nanopartikel, Nanokapseln oder Makroemulsionen eingeschlossen, wobei
Verfahren verwendet werden, die Fachleuten auf dem Gebiet allgemein
bekannt sind.
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C. Behandlungsstrategien
-
Die
in der Erfindung offenbarten hCG-Impfstoffe können auf Wegen verabreicht
werden, die intradermale (ID) Injektion, intramuskuläre (IM)
Injektion, subkutane (SC) Injektion, intravenöse (IV) Injektion, intraperitoneale
(IP) Injektion und peritumorale Injektion einschließen, aber
nicht hierauf beschränkt
sind. Der bevorzugte Verabreichungsweg ist die subkutane (SC) Injektion.
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In
den Behandlungsverfahren von Krebserkrankungen, die in der Erfindung
offenbart werden, wird einem Patienten eine anfängliche Verabreichung von weniger
als 2,0 mg hCG-CTP37 (SEQ ID NO: 2), und bevorzugt weniger als 1,0
mg hCG-CTP37, derivatisiert an ein geeignetes Trägermolekül, in einer pharmazeutisch
verträglichen
Zusammensetzung gegeben. In einigen Fällen umfasst der anfängliche
Impfstoff die Kombination von weniger als 2,0 mg hCG-CTP37 (SEQ
ID NO: 2) zusammen mit weniger als 2,0 mg hCG-„Schleifen"-Peptid (SEQ ID NO: 9), worin jedes
immunogene hCG-Peptid getrennt an ein geeignetes Trägermolekül derivatisiert
ist. In einer bevorzugten Ausführungsform
wird einem Patienten ein anfänglicher
Impfstoff gegeben, welcher aus der Kombination von 0,5 mg hCG-CTP37
(SEQ ID NO: 2) mit 0,5 mg hCG-„Schleifen"-Peptid (SEQ ID NO:
9) zusammengesetzt ist.
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Nach
einem Zeitraum von 9 bis 15 Wochen nach der anfänglichen Impfung werden die
Spiegel der Antikörper
des Patienten gegen ein 16-Mer-C-terminales Fragment von hCG-CTP37,
ein 21-Mer-N-terminales Fragment von hCG-CTP37 und hCG-CTP37 in einem Immuntest
ausgewertet. Der Immuntest kann in regelmäßigen Abständen vor, während und nach der Anti-Krebsbehandlung
wiederholt werden.
-
In
Abhängigkeit
von dem Ergebnis des Immuntests kann die Behandlungsstrategie mit
hCG-Impfstoff angepasst werden, um die Immunantwort auf hCG zu optimieren.
Eine bevorzugte Dosierungsstrategie wird zu einer Immunantwort im
Körper
des Patienten sowohl auf das 16-Mer-C-terminale Peptidfragment als
auch auf das 21-Mer-N-terminale Peptidfragment von hCG-CTP37 führen, wobei
die Immunantwort auf beide Peptide mit vergleichbarer Stärke erfolgt
und 9 bis 15 Wochen nach einer anfänglichen Verabreichung des
Impfstoffes beginnend nachweisbar ist.
-
Es
ist bevorzugt, dass die Immunantwort auf CTP21 (SEQ ID NO: 4) nachweisbar
ist, und mehr bevorzugt, dass die nachgewiesene Immunantwort auf
CTP21 von vergleichbarer Stärke
wie die Immunantwort auf CTP16 (SEQ ID NO: 6) ist. Mit „vergleichbarer
Stärke" ist gemeint, dass
die nachgewiesene Immunantwort auf CTP21 und CTP16 sich nicht mehr
als 50% unterscheidet, bevorzugt nicht mehr als 20%. In anderen
Worten, die Immunantwort auf CTP21 (SEQ ID NO: 4) ist nicht wesentlich
niedriger als die Immunantwort auf CTP16 (SEQ ID NO: 6).
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Die
Immunantwort eines Patienten auf hCG kann wie nachstehend gruppiert
werden: (1) Patienten mit keinem nachweisbaren anti-CTP37-Antikörper in
ihrem Plasma (Nicht-Antikörper-Ansprechende);
(2) Patienten, bei denen die gesamten anti-β-hCG-CTP37-Antikörper nachweisbar sind, während weder
anti-CTP16- noch anti-CTP21-Antikörper nachweisbar
sind (schwache Antikörper-Ansprechende);
(3) Patienten mit nachweisbarem anti-CTP37-Antikörper und anti-CTP16-Antikörper, aber
keinem nachweisbaren CTP-21-Antikörper in ihrem Plasma (Nur-CTP16-Antikörper-Ansprechende); und
(4) Patienten mit nachweisbaren anti-CTP37-, anti-CTP16- und anti-CTP21-Antikörpern in
ihrem Plasma (CTP16- und CTP21-Antikörper-Ansprechende).
-
Nach
dem Immuntest können
Patienten aus den Gruppen (1), (2), (3) und Patienten aus Gruppe
(4), bei denen der Spiegel an Antikörper, der spezifisch für das N-terminale
CTP21-Fragment ist, wesentlich niedriger ist als der Spiegel an
Antikörper,
der spezifisch für
das C-terminale CTP16-Fragment von hCG-CTP37 ist, mit einer Impfstrategie
behandelt werden, die unter einer oder mehreren der nachstehenden
Strategien wählbar
ist: (i) in zeitlichen Abständen
aufeinanderfolgende Verabreichungen des hCG-CTP37 (SEQ ID NO: 2)-Impfstoffes
in einer Dosis, die höher
als die in der anfänglichen
Verabreichung gegebene ist; (ii) in zeitlichen Abständen aufeinanderfolgende
Verabreichungen des hCG-CTP37 (SEQ ID NO: 2)-Impfstoffes in einer
Dosis, die weniger als 1 mg CTP37-Peptid/Patient/Verabreichung entspricht;
(iii) in zeitlichen Abständen
aufeinanderfolgende Verabreichungen eines Promotor-Impfstoffes,
bestehend aus dem hCG-Schleifenpeptid (SEQ ID NO: 9), an einen geeigneten
Träger
derivatisiert, in Kombination mit dem hCG-CTP37 (SEQ ID NO: 2)-Impfstoff; (iv)
in zeitlichen Abständen
aufeinanderfolgende Verabreichungen eines Promotor-Impfstoffes,
bestehend aus dem hCG-Schleifenpeptid (SEQ ID NO: 9), an einen geeigneten
Träger
derivatisiert, gefolgt von in zeitlichen Abständen aufeinanderfolgende Verabreichungen
des hCG-CTP37 (SEQ ID NO: 2)-Impfstoffes wobei die Dosis des letzteren
Impfstoffes weniger als 1 mg CTP37-Peptid/Patient/Verabreichung
beträgt;
(v) in zeitlichen Abständen
aufeinanderfolgende Verabreichung eines N-terminalen CTP37-Peptid-Impfstoffes,
bestehend aus β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4), an ein geeignetes Trägerprotein derivatisiert; (vi)
in zeitlichen Abständen
aufeinander folgende Verabreichungen eines menschlichen monoclonalen
Antikörpers,
der spezifisch mit β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4) immunreaktiv ist, mindestens einmal alle ein bis
zwei Wochen; (vii) in zeitlichen Abständen aufeinanderfolgende Verabreichungen
eines menschlichen monoclonalen Antikörpers, der spezifisch mit β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4) immunreaktiv ist, zusammen mit einem menschlichen
monoclonalen Antikörper,
der spezifisch mit β-hCG-CTP16
(SEQ ID NO: 6) immunreaktiv ist, mindestens einmal alle ein bis zwei
Wochen; und (viii) in zeitlichen Abständen aufeinanderfolgende Verabreichungen
eines β-hCG-CTP37-Impfstoffes
in Kombination mit einem menschlichen monoclonalen Antikörper, der
spezifisch mit β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4) immunreaktiv ist.
-
Nach
dem Immuntest können
Patienten aus Gruppe (4), bei denen der Spiegel an Antikörper, der
spezifisch für
das N-terminale CTP21-Fragment ist, von vergleichbarer Stärke wie
der Spiegel an Antikörper
ist, der spezifisch für
das C-terminale
CTP16-Fragment von β-hCG-CTP37
ist, ebenfalls mit einer Impfstrategie behandelt werden, die unter
einer oder mehreren der vorstehend angeführten Strategien (i) bis (viii)
wählbar ist.
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Bevorzugt
führt die
Verabreichung eines hCG-Impfstoffes zu einem Spiegel an nachgewiesenen
Antikörpern
gegen β-hCG-CTP37
(SEQ ID NO: 2), β-hCG-CTP16
(SEQ ID NO: 6) und β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4). Noch mehr bevorzugt führt die Verabreichung des hCG-Impfstoffes
zu einem Spiegel an nachgewiesenen Antikörpern sowohl gegen β-hCG-CTP16
(SEQ ID NO: 6) als auch gegen β-hCG-CTP21 (SEQ ID NO:
4), wobei die Immunantwort auf beide Peptide von vergleichbarer
Stärke
ist.
-
Es
wird deutlich sein, dass die vorstehend beschriebenen Behandlungsstrategien
als Beispiele dargestellt worden sind, und dass die Behandlungsstrategie
in Abhängigkeit
von der Immunantwort des Patienten auf hCG den Erfordernissen angepasst
werden kann, wie vorstehend beschrieben. Ein Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist auf die periodische Überwachung der Immunantwort
auf β-hCG-CTP37, β-hCG-CTP21
und β-hCG-CTP16
und eine entsprechende Anpassung der Behandlungsstrategie, beruhend
auf den Ergebnissen einer solchen Überwachung, gerichtet.
-
D. Dosierungsbereiche
-
In
der Zeit vor der vorliegenden Erfindung enthielten anfängliche
Verabreichungen von immunogenen hCG-Peptid-Konjugaten zur Behandlung
von Krebserkrankungen allgemein mindestens 1,0 mg immunogenes hCG-Peptid,
derivatisiert an ein geeignetes Trägerprotein. Die in Beispiel
1 dargestellten Untersuchungsergebnisse legen nahe, dass diese Dosen
bei der Mehrheit der Patienten während
der Behandlung weder zu einer Immunantwort auf das C-terminale Epitop
(CTP16, SEQ ID NO: 6) noch auf das N-terminale Epitop (CTP21, SEQ
ID NO: 4) von hCG-CTP37 führen
und daher keine wirksame Behandlungsstrategie für Kolorektalkrebs sein können.
-
Wie
darüber
hinaus in Beispiel 1 gezeigt wird, hatten Patienten in der klinischen
Untersuchung der Phase II, die eine Immunantwort sowohl auf das
C-terminale Epitop (CTP16, SEQ ID NO: 6) als auch auf das N-terminale
Epitop (CTP21, SEQ ID NO: 4) von hCG-CTP37 zeigten, signifikant
verlängerte Überlebenszeiten.
-
Die
vorliegende Erfindung offenbart Verfahren zur Behandlung von Krebserkrankungen,
die zu einer Immunantwort sowohl auf das C-terminale Epitop (CTP16,
SEQ ID NO: 6) als auch auf das N-terminale Epitop (CTP21, SEQ ID
NO: 4) von CTP37 führen.
Dies kann erreicht werden durch die Verabreichung von einem oder
mehreren: (1) weniger als 1,0 mg β-hCG-CTP37
(SEQ ID NO: 2)-Peptid/Patient/Verabreichung,
allein oder in Kombination mit einer Menge an „Schleifen"-Peptid (SEQ ID NO: 9), jedes an ein
geeignetes Trägermolekül derivatisiert;
(2) einem hCG-Schleifenpeptid (SEQ ID NO: 9), an einen geeigneten
Träger
derivatisiert, gefolgt von der Verabreichung von weniger als 1,0
mg β-hCG-CTP37 (SEQ ID NO:
2)-Peptid/Patient/Verabreichung; (3) einem β-hCG-CTP21 (SEQ ID NO: 4)-Peptid-Impfstoff,
an ein geeignetes Trägerprotein
derivatisiert; (4) einem menschlichen monoclonalen Antikörper, der
spezifisch mit β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4) immunreaktiv ist, mindestens einmal alle ein bis
zwei Wochen verabreicht; (5) einem menschlichen monoclonalen Antikörpers, der
spezifisch mit β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4) immunreaktiv ist, zusammen mit einem menschlichen
monoclonalen Antikörper,
der spezifisch mit β-hCG-CTP16
(SEQ ID NO: 6) immunreaktiv ist, mindestens einmal alle ein bis
zwei Wochen verabreicht; und (6) einem β-hCG-CTP37-Impfstoff (SEQ ID NO: 2) in Kombination
mit einem menschlichen monoclonalen Antikörper, der spezifisch mit β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4) immunreaktiv ist.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden 0,5 mg CTP37 (SEQ ID NO: 2), an ein geeignetes Trägermolekül derivatisiert,
allein oder in Kombination mit einer Menge des „Schleifen"-Peptides (SEQ ID NO: 9) verabreicht.
Typischerweise ist die Menge des „Schleifen"-Peptides (SEQ ID NO: 9), die einem
gegebenen Patienten verabreicht wird, gleich der oder größer als
die Menge an CTP37 (SEQ ID NO: 2). Wenn zum Beispiel der CTP37-Impfstoff
zusammen mit dem „Schleifen"-Impfstoff verabreicht
wird, beträgt
die Menge des CTP37-Bestandteiles des Impfstoffes im Allgemeinen
weniger als 1,0 mg, bevorzugt 0,5 mg, und die Menge an „Schleifen"- Impfstoff pro Patient ist gleich oder
größer als
die Menge an CTP37 (SEQ ID NO: 2). In einem weiteren Aspekt dieser
Ausführungsform
werden dem Patienten auch 25 bis 500 mg eines menschlichen monoclonalen
anti-β-hCG-CTP21-
und/oder anti-β-hCG-CTP16-Antikörpers verabreicht,
bevorzugt etwa 1 bis 2 Mal pro Woche.
-
Die
Mengen an CTP37 (SEQ ID NO: 2), mit oder ohne „Schleifen"-Peptid (SEQ ID NO: 9), in der Behandlungsstrategie
und/oder die Mengen an menschlichen monoclonalen anti-β-hCG-CTP21-
und/oder anti-β-hCG-CTP16-Antikörpern können vor
den nachfolgenden Verabreichungen modifiziert werden, beruhend auf
den Ergebnissen eines Immuntests auf anti-CTP37-, anti-CTP16- und
anti-CTP21-Antikörper in
einer Körperflüssigkeit
des Patienten unter Behandlung.
-
Bevorzugte
Behandlungsstrategien führen
zu einer nachweisbaren Immunantwort auf CTP37, CTP16 und CTP21,
welche für
Patienten mit Kolorektalkrebs mit verlängerter Überlebenszeit verbunden ist,
wie in Beispiel 1 genauer ausgeführt
wird.
-
VI. Bewertung der Immunantwort
auf hCG
-
Klinische
Eckpunkte, die für
die Bestimmung der Wirksamkeit der Verabreichung von hCG-Impfstoff von
Nutzen sind, umschließen
eine Bewertung der Immunantwort auf β-hCG-CTP37 (SEQ ID NO: 2), β-hCG-CTP16
(SEQ ID NO: 6), β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4), eine Bestimmung der Tumorgröße und der Überlebenszeit des Patienten
(z.B. in Wochen).
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In
einem Aspekt liefert die Erfindung ein Verfahren zur Klassifizierung
der Immunantwort auf hCG bei einem Krebspatienten, z.B. 9 bis 15
Wochen nach Verabreichung eines hCG-Impfstoffes durch Messen des Antikörperspiegels
gegen das C-terminale Fragment von CTP37, β-hCG-CTP16 (SEQ ID NO: 6), das
N-terminale Fragment
von CTP37, β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4), und CTP37, gefolgt von der Klassifizierung des Patienten
in eine der nachstehenden vier Gruppen, basierend auf ihrer Immunantwort
gegen β-hCG-CTP16, β-hCG-CTP21
und β-hCG-CTP37: (1) Patienten
ohne nachweisbaren anti-CTP37-Antikörper in ihrem Plasma (Nicht-Antikörper-Ansprechende);
(2) Patienten, bei denen die gesamten anti-β-hCG-CTP37-Antikörper nachweisbar sind, während weder
anti-CTP16- noch anti-CTP21-Antikörper nachweisbar
sind (schwache Antikörper-Ansprechende);
(3) Patienten mit nachweisbarem anti-CTP37-Antikörper und anti-CTP16-Antikörper, aber keinem
nachweisbaren CTP-21-Antikörper
in ihrem Plasma (Nur-CTP16-Antikörper-Ansprechende); und
(4) Patienten mit nachweisbaren anti-CTP37-, anti-CTP16- und anti-CTP21-Antikörpern in
ihrem Plasma (CTP16- und CTP21-Antikörper-Ansprechende).
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Die
vorliegende Erfindung schließt
ein diagnostische Vorrichtung zur Überwachung der Immunantwort auf β-hCG ein.
Die Vorrichtung umschließt
ein Peptid, das die Aminosäuresequenz
des C-terminalen Fragments von β-hCG-CTP37
(β-hCG-CTP16, SEQ ID NO:
6) aufweist, ein Peptid, das die Aminosäuresequenz des N-terminalen
Fragmentes von β-hCG-CTP37
(β-hCG-CTP21,
SEQ ID NO: 4) aufweist, und ein Reagenz, das geeignet ist, menschliche
Antikörper
zu markieren, wie etwa ein Reporter-markierter anti-menschlicher
Immunglobulin-Antikörper,
um menschliche Antikörper
nachzuweisen, die mit dem Peptid immunreaktiv sind.
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Solche
diagnostischen Vorrichtungen sind Fachleuten auf dem Gebiet der
Immunologie allgemein bekannt und werden routinemäßig verwendet,
um Antikörper
in den Flüssigkeiten
verschiedener Individuen zu analysieren.
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In
einigen Fällen
umschließt
die Vorrichtung ein Festphasensubstrat, an welches die β-hCG-Peptide gebunden
sind.
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Die
Erfindung umschließt
darüber
hinaus ein Verfahren zur Überwachung
der Immunantwort auf β-hCG
mit Hilfe der Durchführung
der Schritte der Umsetzung einer Körperflüssigkeitsprobe mit einem Peptid mit
der Aminosäuresequenz
(1) des C-terminalen Fragmentes von β-hCG-CTP37 (β-hCG-CTP16, SEQ ID NO: 6), (2)
des N-terminalen Fragmentes von β-hCG-CTP37
(β-hCG-CTP21,
SEQ ID NO: 4) und (3) β-hCG-CTP37 (SEQ
ID NO: 2); und des Nachweises der Antikörper in der Probe, die mit
dem jeweiligen Peptid immunreaktiv sind. Es ist bevorzugt, dass
der Test quantitativ ist und demzufolge verwendet wird, um die Spiegel
an jedem Antikörper
zu vergleichen, um die relative Stärke der Immunantwort auf jedes
Peptid zu bestimmen.
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Die
Verfahren der Erfindung sind allgemein in Immuntest, wie etwa dem
enzymverbundenen Immunadsorptionstest (ELISA), Radioimmuntest (RIA),
Immunniederschlag, Western-Blot, Dot-Blotting-Verfahren, FACS-Analysen
und anderen auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren anwendbar.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umschließt
der Immuntest ein hCG-Peptid-Antigen,
das auf einem festen Substrat immobilisiert wurde, z.B. einen ELISA-Test.
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Man
wird zu schätzen
wissen, dass der Immuntest leicht an ein Kit-Format angepasst werden
kann, beispielhaft durch einen Kit dargestellt, welcher umfasst:
(A) ein oder mehrere Peptide, die die Aminosäuresequenz (1) des C-terminalen
Fragmentes von β-hCG-CTP37
(β-hCG-CTP16,
SEQ ID NO: 6); (2) des N-terminalen Fragmentes von β-hCG-CTP37
(β-hCG-CTP21,
SEQ ID NO: 4) und (3) β-hCG-CTP37 (SEQ ID NO:
2) besitzen, an ein festes Substrat gebunden; (B) eine Vorrichtung
zum Sammeln von Proben von einem Individuum und (C) ein Reaktionsgefäß, in dem
der Test durchgeführt
wird. Der Kit kann auch Mittel zur Markierung, Enzyme und Substrate
für eine
Indikatorreaktion und alle Lösungen,
Pufferlösungen
oder anderen Inhaltstoffe umfassen, die für den Immuntest notwendig sind.
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Beispiel 1
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In
einer klinischen Untersuchung der Phase II wurden 77 Patienten nach
dem Zufallsverfahren entweder Strategien mit hohen oder mit niedrigen
Impfstoffdosen zugeordnet. Geeignete Patienten hatten sich einer operativen
Entfernung des Primärtumors
unterzogen, gehörten
keiner bestimmten Volksgruppe und keinem bestimmten Geschlecht an,
hatten ein Alter von über
18 Jahren und hatten eine histologische Diagnose eines Adenokarzinoms
von Kolon oder Rektum, welches metastatisch war. Der Versuchsentwurf
schloss gleichzeitige Chemotherapie aus. Das Protokoll erforderte
einen positiven Test auf Hypersensitivität des verzögerten Typs auf ein oder mehrere
gewöhnliche
Recall-Antigene (Tetanus-Toxoid, Diphtherie-Toxoid, Streptokinase, Tuberkulin,
Candida, Trichophyton), gemessen durch intradermale Hauttests. Alle
Patienten reagierten negativ auf Hypersensitivität des unmittelbaren Typs auf
das Recall-Antigen des Diphtherie-Toxoids in einem intradermalen
Hauttest vor der Impfung. Alle Patienten hatten einen SWOG (Southwest
Oncology Group)-Performance-Score von 0, 1 oder 2.
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Der
Impfstoff wurde als eine handgefertigte Emulsion aus Squalen:Mannidoleat-Träger in einem
Verhältnis
von 4:1 (Vol.:Vol.) hergestellt, formuliert mit einem CTP37-Diphtherie-Toxoid-Konjugat
(25 Moleküle synthetisches
CTP37-Peptid/105 Da DT) auf nor-Muramyl-Dipeptid-Adjuvans
im Verhältnis
von 20:1 (Gew.:Gew.), gelöst
in steriler Kochsalzlösung.
Das Volumen des Impfstoffes betrug 0,4 ml für die Dosis von 0,5 mg, 0,8
ml für
die Dosis von 1,0 mg und 1,6 ml für eine Dosis von 2,0 mg (basierend
auf dem Gewicht des Konjugates). 36 Patienten wurden der Strategie
mit niedriger Dosierung zugeordnet, welche aus 0,5 mg Impfstoff
an Tag 0, Tag 28, Tag 70 und Woche 16 bestand. 41 Patienten mit
der Strategie hoher Dosierung erhielten 2,0 mg Impfstoff an Tag
0, gefolgt von 1,0 mg an Tag 28, Tag 70 und Woche 16. Der Impfstoff
wurde intramuskulär
verabreicht.
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Es
ist bekannt, dass β-hCG-CTP37
(SEQ ID NO: 2, 2A) mindestens zwei Epitope
enthält,
eine N-terminale Region (CTP21, SEQ ID NO: 4, 2C),
die ein Epitop enthält
(SEQ ID NO: 5, 2D), und eine C-terminale Region
(CTP16, SEQ ID NO: 6, 2E), die ein Epitop enthält (SEQ
ID NO: 8, 2G).
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Klinische
Eckpunkte, die bewertet wurden, umschlossen die Immunantwort auf
das N-terminale Fragment von β-hCG-CTP37, β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4); das C-terminale
Fragment von β-hCG-CTP37, β-hCG-CTP16
(SEQ ID NO: 6); und das vollständige
CTP37-Peptid (SEQ ID NO: 2), eine Bestimmung der Tumorgröße und der Überlebenszeit
des Patienten.
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Der
Spiegel an anti-hCG-Antikörpern
wurde gemessen, indem die Bindung von mit 125I
markiertem hCG an unterschiedliche Verdünnungen von Seren, die in Abständen nach
der Immunisierung gewonnen wurden, wie vorstehend beschrieben (Jones
W. et al., Lancet 1: 1295–1298,
1998), bestimmt wurde. Ergebnisse werden als die Menge an β-hCG, gebunden
in nMol pro Liter unverdünntem
Serum, dargestellt.
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Eine
standardisierte Festphase, indirekter enzymverbundener Immunadsorptionstest
(ELISA), wurde zur Analyse von Patienten-Antiseren auf DT-Antikörper verwendet.
In Kürze,
Mikrotiterplatten mit 96 Vertiefungen wurden mit gereinigtem DT
(Pasteur Merieux Connaught, Toronto, Ontario, Kanada) in einer Konzentration von
1 μg/ml
in Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung (PBS) überzogen. Serielle Zweifachverdünnungen
der Patienten-Antiseren wurden in PBS/1 Rinderserumalbumin (BSA)
und 0,1% Tween-20 in die Vertiefungen gegeben und über 1 Stunde
bei Zimmertemperatur inkubiert. Die Vertiefungen wurden mit PBS/0,1%
Tween-20 gewaschen, anschließend
wurde ein Ziegen-anti-Mensch-IgA, IgG, IgM-Meerrettichperoxid-Konjugat (HRP-Konjugat,
Kierkegaard and Perry Laboratories, Gaithersburg, MD) für 45 Minuten
zugegeben. Nach der Waschung der Vertiefungen mit PBS/0,1% Tween-20
(zweimal) und destilliertem Wasser (zweimal) wurden die Platten
durch die Zugabe von Chromogen (ABTS, Kierkegaard and Perry Laboratories,
Gaithersburg, MD) über
15 Minuten entwickelt und nachfolgend auf Absorption bei 405 nm
analysiert. Die Ergebnisse werden für alle Patientenproben als
optische Dichte bei einer bestimmten Verdünnung (1/32.000), die sich
in einem linearen Titrationsbereich befand, dargestellt.
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β-hCG-CTP16
(SEQ ID NO: 6) und β-hCG-CTP21
(SEQ ID NO: 4) wurden synthetisiert und mit Hilfe von Hochleistungsflüssigkeitschromatographie
auf > 95% Reinheit
gereinigt (Peptide Express, Colorado State University, Fort Collins,
CO, USA). β-hCG-CTP37
wurde durch GMP-Herstellung gewonnen (Peninsula Laboratories, Inc.,
Belmont, CA, USA). Patienten-Antiseren mit ausreichendem Titer für anti-hCG-Antikörper wurden
auf die Bindung an CTP37, CTP21 und CTP16 unter Verwendung eines
Konkurrenz-ELISA-Tests untersucht. Vor dem Konkurrenz-ELISA-Test wurden
eine optimale Konzentration des Antigens für den Überzug und eine optimale Verdünnung des
Antiserums für
den Konkurrenz-ELISA-Test durch indirekten ELISA-Test für jedes
einzelne Antiserum bestimmt. Eine ELISA-Platte, die mit CTP37 mit
1,0, 0,50, 0,25 und 0,10 μg/ml überzogen
war, wurde mit 1% BSA in PBS blockiert. Mehrere Antiserum-Verdünnungen,
die von 1/1000 bis 1/60.000 reichten, wurden der Platte zugegeben.
Gebundene Antikörper
wurden mit einem anti-Mensch-HRP-Konjugat nachgewiesen. Die Antigen-Konzentrationen
des Überzugs,
die lineare Antworten in Form von optischen Dichten auf Antiserum-Konzentrationen erzeugten,
wurden in dem Konkurrenz-ELISA-Test verwendet. Der Konkurrenz-ELISA-Test
wurde mit Änderungen
nach dem Verfahren durchgeführt, welches
an anderer Stelle beschrieben worden ist (Chang S. P. et al., J.
Immunol. 128: 702–705,
1982). In Kürze,
die Platten wurden über
Nacht mit CTP37 in PBS in einer vorbestimmten Konzentration für jedes
Antiserum inkubiert und dann mit 1%BSA/PBS blockiert. Als nächstes wurde
das Antiserum mit der zuvor bestimmten Verdünnung mit verschiedenen Konzentrationen
von CTP37, CTP21 oder CTP16 vorinkubiert, und dann wurden 60 μl eines jeden
Antiserum-Peptid-Gemisches in jede Vertiefung der mit CTP37 überzogenen
Platte zugegeben. HRP-konjugiertes menschliches Immunglobulin wurde
verwendet, um die Menge an freien (nicht verdrängten) Antikörpern, die
an die Platte gebunden sind, zu bestimmen. Prozentsätze für die Bindungen
wurden durch Vergleichen der optischen Dichten der Proben bei 405
nm mit den Standardreihen der Antiseren (ohne verdrängende Peptide)
auf der selben Platte errechnet. Aus zwei Wiederholungs-Werten für jede Peptidkonzentration
wurde der Mittelwert gebildet und als % der Bindung gegen Log10 [Peptid-Konkurrent] aufgetragen, dann
mit der einseitigen Kompetitions-Gleichung
unter Verwendung von GraphPad PRISMTM-Software (GraphPad
Software, Inc., San Diego, CA) angeglichen. Die Software Excel von
Microsoft und die Software GraphPad PRISMTM wurden
für statistische
Analysen einschließlich
von Kaplan-Meier-Kurven verwendet, um Überlebenszeit und Log-Rank-Tests
darzustellen, um die Überlebenszeiten
zu vergleichen. P-Werte von 0,05 oder weniger wurden als signifikant
angesehen.
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Die
Immunantwort auf hCG wurde im Serum von Patienten zwischen 0 und
24 Wochen nach Beginn der Impfung gemessen. Signifikante Produktion
von hCG-Antikörpern wurde
in Woche 12 des Impfprotokolls beobachtet (3).
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Der
Titer für
anti-β-hCG-CTP37-Antikörper war
von der Dosis abhängig,
da die anfängliche
Dosis von 2,0 mg Impfstoff zu einem höheren Antikörpertiter als die Strategie
mit der Dosierung von 0,5 mg führte (3).
Obwohl sich die größte Tumorregion
bei Patienten, die die geringe Dosis erhielten, nicht wesentlich vergrößerte, wurde
Tumorwachstum bei der Strategie mit hoher Dosis beobachtet, und
die mittlere größte Tumorregion
war zwischen den beiden Dosierungsstrategien signifikant unterschiedlich
(p < 0,05, 4).
Daher korrelierte die Immunantwort auf CTP-37 nicht mit der mittleren
größten Tumorregion.
Zusätzlich
betrug die mittlere Überlebenszeit
der Patienten 39,9 Wochen in der Gruppe mit niedriger Dosierung
und 32,4 Wochen in der Gruppe mit der hohen Dosierung. Das Verhältnis Antikörper/größte Tumorregion
stieg exponentiell mit der Zeit an (5).
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Es
zeigte sich auch, dass der Impfstoff eine Zell-vermittelte Immunantwort
erzeugte, wie durch die PBMC-Proliferationsantwort auf verschiedene
Antigene (PHA, CTP-37, CTP-37-KI, DT und β-hCG) bestimmt wurde. Das Mitogen
wurde mit 1, 0,1 oder 0,01 μg/Vertiefung
zugegeben (Daten, die in 6 dargestellt werden, stammen
von der Konzentration 1 μg/ml).
Der PHA-Stimulationsindex war größer als
4, daher ist 6 für diese Datenpunkte nicht korrekt.
Die korrekten Werte für
PHA betragen normal 79; 147 für
Patient 1; und 2819 für
Patient 2. Das Verfahren wird von Triozzi et al., 1997 genauer beschrieben.
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Die
Antikörperantwort
auf CTP37 war mit der Überlebenszeit
der Patienten korreliert, der DT-Antikörpertiter war jedoch weder
in der Gruppe mit hoher noch in der Gruppe mit geringer Dosierung
mit der Überlebenszeit
der Patienten korreliert.
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Obgleich
der Mechanismus, der der Erfindung zugrunde liegt, nicht Teil der
beanspruchten Erfindung ist, legen die Ergebnisse nahe, dass die
Antikörperantwort
auf bestimmte Epitope der beta-Untereinheit von hCG über pharmakokinetische
(verstärkte
Clearance von hCG) und/oder pharmakodynamische (Wechselwirkung mit
hCG-Bindung an Rezeptoren) Mechanismen abläuft. Auswertungen von Serumproben,
die von Patienten gewonnen wurden, die mit CTP37 in einer Konkurrenzuntersuchung
mit entweder den CTP16- oder CTP21-Peptiden von CTP37 immunisiert
worden waren, wiesen relativ zu der Immunantwort auf CTP21 auf eine
stärkere
Immunantwort auf CTP16 hin, was nahe legt, dass CTP16 bei Menschen
immundominant ist.
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Die
Immunantwort von Patienten, die eine intramuskuläre Injektion von CTP37-DT erhielten,
teilte sich wie folgt in 4 Gruppen: (1) Patienten, bei denen weder
der erste noch der zweite Antikörper
noch vollständige anti-β-hCG-CTP37-Antikörper nachweisbar
sind (Nicht-Antikörper-Ansprechende);
(2) Patienten, bei denen vollständige
anti-β-hCG-CTP37-Antikörper nachweisbar
sind, während
weder erste noch zweite Antikörper nachweisbar
sind (schwache Antikörper-Ansprechende);
(3) Patienten mit einem nachweisbaren Spiegel von ersten Antikörpern, aber
nicht nachweisbaren Spiegeln von zweiten Antikörpern (Nur-CTP16-Antikörper-Ansprechende); und
(4) Patienten mit nachweisbaren Spiegeln sowohl von ersten als auch
von zweiten Antikörpern
(CTP16- und CTP21-Antikörper-Ansprechende)
(Tabelle 1).
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Tabelle
1 Patientenkennzeichen für
vier Subpopulationen von Antikörperantworten
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Die
Kurven der Überlebenszeiten
für Patienten
aus jeder der vier Gruppen von Antikörperantworten werden in 7 dargestellt.
Es stellte sich heraus, dass sich diese Überlebenskurven signifikant
voneinander unterschieden (p = 0,0019). Die mittleren Überlebenszeiten
betrugen 16,4 Wochen für
die 21 Patienten ohne anti-hCG-Antikörper, 29,6
Wochen für
die 20 Patienten, die die Antwortgruppe mit schwachem Antikörper-Titer ausmachten,
34,8 Wochen für
die 20 Patienten mit nur Erkennung des CTP16-Epitops und 64,6 Wochen
bei den 15 Patienten, die eine Antwort sowohl auf CTP16 als auch
auf CTP21 aufgebaut hatten, wie in Tabelle 2, nachstehend, zusammengefasst
ist.
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Tabelle
2. Immunantwort auf CTP37 in der klinischen Untersuchung der Phase
II
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Zusätzlich ließ sich anhand
der gestiegenen Überlebenszeit
für Patienten
mit einer nachgewiesenen Immunantwort gegen sowohl CTP16 als auch
CTP21 eine gestiegene Überlebenszeit
für die
Behandlungsgruppen mit hoher als auch mit niedriger Dosis voraussagen.
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Die
verbesserte Überlebenszeit
für Patienten
mit Antikörpererkennung
sowohl des CTP16- als auch des CTP21-Epitops in dem CTP37-Impfstoff
(„duale
Epitop-Antwort") war nicht an ein
allgemeines Maß des gesamten
Immunstatus des Patienten gekoppelt. Wie in Tabelle 1 dargestellt,
gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen den vier Gruppen
für die
mittleren Serum-IgG-Spiegel. Zusätzlich
gab es in einem Hauttest vor der Verabreichung des CTP37-Peptid-Impfstoffes keinen
Unterschied in der Anzahl der Recall-Antigene, auf die eine Antwort
erfolgte, oder in der Stärke
der Antwort auf die Recall-Antigene. Darüber hinaus wurde beim Vergleich
der Gruppen, die nur auf CTP16 beziehungsweise auf CTP16 und CTP21
antworteten, kein signifikanter Unterschied im mittleren anti-hCG-Antikörper-Titer
beobachtet.
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Die
hierin dargestellten Ergebnisse zeigen, dass die Überlebenszeit
anstieg, sobald die Patienten eine duale Epitop-Antwort entwickelten.
Die mittlere Überlebenszeit
in der Gruppe mit dualer Epitop-Antwort betrug 65 Wochen, was im
Vergleich mit Patienten, die mit Irinotecan behandelt worden waren,
eine längere Überlebensdauer
darstellt. Der gesamte mittlere anti-hCG-Titer war bei Patienten,
die in der Lage waren, Antikörper gegen
beide CTP37-Epitope zu entwickeln, nicht signifikant von denen jener
Patienten verschieden, welche nur in der Lage waren, eine Antwort
gegen das CTP16-Epitop zu entwickeln (Tabelle 1). Die mittlere Überlebenszeit
war jedoch im Vergleich zu der Gruppe mit Antwort auf ein einzelnes
Epitop in der Gruppe mit dualer Epitop-Antwort nahezu doppelt so
lang. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die qualitative Natur der
Immunantwort gegen β-hCG
eine Rolle bei der Bestimmung der Wirksamkeit des Impfstoffes eine
Rolle spielen kann, und zusätzlich
unterstützen
die Ergebnisse die Hypothese, dass die Antikörperantwort gegen β-hCG direkt mit der Überlebenszeit
des Patienten verbunden ist.
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Beispiel 2
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Kaninchen
wurden mit CTP37 immunisiert, und die Immunantwort auf CTP16 und
CTP21 wurde gemessen. In einem Konkurrenz-Immuntest wurde relativ
zu der Immunantwort auf CTP21 eine stärkere Immunantwort auf CTP16
nachgewiesen, was anzeigt, dass ähnlich
wie beim Menschen CTP16 bei Kaninchen immundominant ist (Tabelle
3).
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Wenn
Kaninchen mit dem hCG-„Schleifen"-Peptid allein immunisiert
wurden, wurde in einem Konkurrenz-Immuntest eine Immunantwort auf
CTP16 nachgewiesen, während
keine Antwort auf CTP21 nachgewiesen wurde, und wenn Kaninchen mit
CTP37 und dem Schleifen-Peptid immunisiert wurden, wurde eine Immunantwort
sowohl auf CTP16 als auch CTP21 in dem Konkurrenztest nachgewiesen.
Nach der kombinierten Verabreichung der CTP37- und hCG-„Schleifen"-Peptid-Impfstoffe
schien die Immunantwort auf CTP16 nicht immundominant zu sein. Tabelle
3. Epitopkartierung und Bioneutralisation
1 - 1 + = ED 50 > 1000 ng; ++ = ED 50 < 250 ng; +++ = ED
50 < 10 ng
- 2 Pro-Effekt = größere hCG-Antwort als die Kontrolle
ohne Antiserum
- 3 N. D. = nicht durchgeführt
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Die
Ergebnisse aus diesen Immunisierungsstudien über die kombinierte Verabreichung
des CTP37-Peptid-Impfstoffes und des hCG-„Schleifen"-Impfstoffes weisen darauf hin, dass
die gemeinsame Verabreichung der CTP37- und „Schleifen"-Peptide zu einer verstärkten Immunantwort
auf CTP21 und einer Immunantwort von vergleichbarer Stärke sowohl
auf CTP16 als auch CTP21 führt,
was nahe legt, dass das „Schleifen"-Peptid als ein Verstärkungsimpfstoff
wirken kann, der zu einer ausgeglicheneren Immunantwort auf β-hCG-CTP16
und β-hCG-CTP21 führt, als
die Verabreichung von CTP37 allein.
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Tabelle
4. Tabelle der Sequenzen
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