JP2002531581A - ポンペ病の処置 - Google Patents
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Abstract
Description
からの優先権に由来し、これは、すべての目的のために、その全体において参考
として援用されている。本出願は、1996年7月29日に出願された、USS
N08/700,760に関連し、これは、1995年8月2日に出願された、
USSN60/001,796からの優先権に由来し、これらの両方は、すべて
の目的のために、それらの全体において参考として援用されている。
患者の酵素置換治療に関する。
され、そしてゴルジ装置へ輸送される。しかし、たいていの他の分泌タンパク質
と異なり、リソソームタンパク質は、細胞外液へではなく、細胞内小器官へ分泌
することになっている。ゴルジ装置の内部において、リソソームタンパク質は特
別なプロセシングを受けて、それらの細胞内の行き先に到達するために必要なも
のを備える。ほとんどすべてのリソソームタンパク質が、末端のマンノース基の
6’位を介したグリコシル化およびリン酸化を含む、種々の翻訳後修飾を受ける
。リン酸化されたマンノース残基が、トランスゴルジ網の内部の表面上で、特異
的なレセプターによって認識される。リソソームタンパク質は、これらのレセプ
ターを介して結合し、そしてそれによって、他の分泌タンパク質から分離される
。その後、レセプターに結合したタンパク質を含む小さな輸送小胞が、トランス
ゴルジ網からつみ取られ、そしてそれらの細胞内の行き先へと標的化される。一
般に、Kornfeld、Biochem.Soc.Trans.18、367
−374(1990)を参照のこと。
々は、特定のリソソームタンパク質の欠損に起因する。例えば、Cotranら
、Robbins Pathologic Basis of Disease
(第4版 1989)を参照のこと(すべての目的のために、その全体において
参考として援用される)。リソソームタンパク質における欠損は、通常、代謝産
物の有害な蓄積を生じる。例えば、フルラー症候群、ハンター症候群、モルキオ
症候群およびサンフィリポ症候群において、ムコ多糖の蓄積が存在し;テイ−サ
ックス症候群、ゴシェ症候群、クラッベ症候群、ニーマン−ピック症候群および
ファブリー症候群において、スフィンゴ脂質の蓄積が存在し;ならびに、フコー
ス蓄積症およびマンノシドーシスにおいて、それぞれ、フコース含有スフィンゴ
脂質および糖タンパク質フラグメントの蓄積、ならびにマンノース含有オリゴ糖
類の蓄積が存在する。
e II)(GSD II;ポンペ病;酸性マルターゼ欠損症)は、リソソーム
酵素の酸性α−グルコシダーゼ(酸性マルターゼ)の欠損によって引き起こされ
る。2つの臨床的形態が識別される:早期発症(乳児性)および後期発症(若年
性および成人性)。乳児性GSD IIは、誕生直後にその発症を有し、そして
進行性の筋肉虚弱および心不全を示す。この臨床的改変(variantis)
は、通常、生涯の最初の2年以内に致命的である。成人性患者および若年性患者
の後期発症における症状は、生涯においてより遅く生じ、そして骨格筋のみが関
与する。この患者は、最終的に、呼吸不全が原因で死亡する。患者は、例外的に
、60年間を超えて生存し得る。疾患の重症度と、残留酸性α−グルコシダーゼ
活性との間には、十分な相関が存在し、この活性は、後期発症において、正常の
10〜20%であり、そしてこの疾患の初期発症形態において、2%未満である
(Hirschhorn、The Metabolic and Molecu
lar Bases of Inherited Disease(Scriv
erら(編)、第7版、McGraw−Hill、1995)、2443−24
64頁を参照のこと)。
例えば、Hers、Biochem.J.86、11−16(1963)を参照
のこと)、リソソーム貯蔵疾患を有する患者を、失われている酵素の(静脈内)
投与(すなわち、酵素治療)によって、処置する試みがなされた。ポンペ病のた
めの酵素置換治療を用いるこれらの実験は、成功していない。免疫学的反応を与
えるAspergillus niger由来の非ヒトα−グルコシダーゼ、ま
たは細胞によって効率的に取り込まれない酵素形態(ヒト胎盤由来の低取り込み
形態の成熟酵素;以下を参照のこと)のいずれかが用いられた。さらに、処置の
持続期間および/または投与された酵素の量の両方が、不十分であった(3〜5
)。天然の供給源(例えば、ヒトの尿およびウシの精巣)由来のリソソーム酵素
の産生は、理論上は可能であるが、低い収率を与え、そして精製された酵素は、
必ずしもレシピエント患者の組織によって取り込まれ得る形態というわけではな
い。
ーゼを用いて、ポンペ病の患者を処置する方法を提供する。
する。このような方法は、治療的に有効な量のヒト酸性αグルコシダーゼを、患
者に投与する工程を必然的に伴う。投薬量は、好ましくは、1週間当たり少なく
とも10mg/kg体重である。いくつかの方法において、投薬量は、1週間当
たり少なくとも60mg/kg体重であるか、または1週間当たり少なくとも1
20mg/kg体重である。いくつかの方法において、このような投薬量は、1
週間当たり1回投与され、そして他の方法においては、1週間当たり3回投与さ
れる。いくつかの方法において、処置は少なくとも24週間続けられる。投与は
、好ましくは静脈内投与である。ヒト酸性αグルコシダーゼは、好ましくは、非
ヒトトランスジェニック哺乳動物の乳汁において得られ、そして好ましくは、主
に110kDの形態である。
に用いられ得る。乳児性ポンペ病を処置するいくつかの方法において、有効性が
、少なくとも1歳まで生存する患者によって示される。
ト(recuouebt)患者においてモニターされる。必要に応じて、ヒト酸
性αグルコシダーゼの第二の投薬量が、α−グルコシダーゼのレベルが、患者に
おいて閾値未満に減少する場合に、投与され得る。
て投与の速度は、投与の時間の間に増加する。いくつかの方法において、投与の
速度は、投与の時間の間に、少なくとも10倍増加する。いくつかの方法におい
て、投与の速度は、5時間の間以内に、少なくとも10倍増加する。いくつかの
方法において、患者は、一連の少なくとも4つの投薬量を投与され、各々の投薬
量は、以前の投薬量よりも強度が高い。いくつかの方法において、投薬量は、第
一の投薬量が0.03〜3mg/kg/時間、第二の投薬量が0.3〜12mg
/kg/時間、第三の投薬量が1〜30mg/kg/時間、および第四の投薬量
が2〜60mg/kg/時間である。いくつかの方法において、投薬量は、第一
の投薬量が0.1〜1mg/kg/時間、第二の投薬量が1〜4mg/kg/時
間、第三の投薬量が3〜10mg/kg/時間、および第四の投薬量が6〜20
mg/kg/時間である。いくつかの方法において、投薬量は、第一の投薬量が
0.25〜4mg/kg/時間、第二の投薬量が0.9〜1.4mg/kg/時
間、第三の投薬量が3.6〜5.7mg/kg/時間、および第四の投薬量が7
.2〜11.3mg/kg/時間である。いくつかの方法において、投薬量は、
第一の投薬量が0.3mg/kg/時間、第二の投薬量が1mg/kg/時間、
第三の投薬量が4mg/kg/時間、および第四の投薬量が12mg/kg/時
間である。いくつかの方法において、第一、第二、第三および第四の投薬量が、
各々15分〜8時間の間投与される。
、1時間、1時間、0.5時間および3時間の間投与される。
ヒト血清アルブミン、および糖を生理学的に受容可能な緩衝液中に含む薬学的組
成物を提供する。いくつかのこのような組成物は、ヒト酸性αグルコシダーゼ、
ヒト血清アルブミン、およびグルコースをリン酸ナトリウム緩衝液中に含む。い
くつかの組成物は、αグルコシダーゼ、マンニトールおよびスクロースを水溶液
中に含む。いくつかの組成物において、糖は、マンニトールおよびスクロースを
含み、そしてマンニトールの濃度は、水溶液の1〜3%w/wであり、そしてス
クロースの濃度は、水溶液の0.1〜1%w/wである。いくつかの組成物にお
いて、マンニトールの濃度は、2%w/wであり、そしてスクロースの濃度は、
0.5%w/wである。
よびスクロースを水溶液中に含む)を凍結乾燥することによって産生される、凍
結乾燥された組成物を提供する。このような組成物は、第一の組成物(ヒト酸性
α−グルコシダーゼ、マンニトール、スクロースおよび水性溶液を含む)を凍結
乾燥して、第二の組成物を産生し;そして、生理食塩水中で凍結乾燥された組成
物を再構成して、第三の組成物を産生することによって調製され得る。いくつか
のこのような組成物において、ヒト酸性α−グルコシダーゼは、第一の組成物お
よび第三の組成物の両方において、5mg/mlであり、マンニトールは、第一
の組成物において、2mg/mlであり、スクロースは、第一の組成物において
、0.5mg/mlであり、そして再構成の工程において用いられる生理食塩水
は、0.9%w/wである。
プウエイトを用いて、例えばプログラムGAPまたはBESTFITによって、
最適に整列される場合に、2つのペプチド配列が、少なくとも65パーセントの
配列同一性、好ましくは少なくとも80または90パーセントの配列同一性、よ
り好ましくは少なくとも95パーセントの配列同一性またはそれより高い配列同
一性(例えば、99パーセントの配列同一性)を共有することを意味する。好ま
しくは、同一ではない残基の位置は、保存的アミノ酸置換によって異なる。
してその天然の環境の成分から分離および/または回収されたことを意味する。
通常、目的の種は、存在する主な種であり(すなわち、モル規準で、組成物中の
任意の他の個々の種よりも豊富である)、そして好ましくは、実質的に精製され
た画分が、組成物であり、ここでこの目的の種が、存在するすべての高分子種の
少なくとも約50パーセント(モル規準で)を構成する。一般的に、実質的に純
粋な組成物は、組成物中に存在するすべての高分子種を約80〜90重量パーセ
ントを超えて含む。最も好ましくは、目的の種は、本質的に均質(混入物種が、
従来の検出方法によって、組成物中で検出され得ない)になるまで精製され、こ
こで、この組成物は、単一の高分子種の誘導体から、本質的になる。
に、作動可能に連結されている。例えば、シグナル配列についてのDNAは、ポ
リペプチドの分泌に関係するプレタンパク質として発現される場合に、ポリペプ
チドをコードするDNAに作動可能に連結されている;プロモーターまたはエン
ハンサーは、コード配列の転写を刺激する場合に、その配列に作動可能に連結さ
れている。一般的に、作動可能に連結されたDNA配列は隣接しており、そして
、シグナル配列の場合においては、隣接しており、かつ読み取り相にある。しか
し、エンハンサーは、転写を制御するコード配列と隣接する必要はない。連結は
、簡便な制限部位での連結、あるいはその代わりに挿入されたアダプターまたは
リンカーでの連結によって達成される。
Aセグメントに対して相同であるが、宿主細胞ゲノム中で異常な位置にある、セ
グメントである。外因性のDNAセグメントは、外因性ポリペプチドを回収する
ために発現される。
殖系列細胞および体細胞は、初期胚期で、哺乳動物または哺乳動物の祖先に導入
された導入遺伝子を含む。
汁へ分泌する、トランスジェニック非ヒト哺乳動物を提供する。分泌は、リソソ
ームタンパク質をコードする導入遺伝子、および乳腺に対してこの遺伝子の発現
を標的化し得る調節配列の組み込みによって達成される。この導入遺伝子が発現
され、そして、発現産物が乳腺中で翻訳後修飾され、次いで乳汁へ分泌される。
翻訳後修飾は、グリコシル化およびリン酸化をして、マンノース−6リン酸を含
むリソソームタンパク質を産生する工程を含み得る。
コードする30を超える公知の遺伝子のいずれかを含むDNAセグメントを発現
する、トランスジェニック非ヒト哺乳動物を提供する:α−グルコシダーゼ、α
−L−イズロニダーゼ、イズロネート(iduronate)−硫酸スルファタ
ーゼ、ヘキソサミニダーゼ(hexosaminidase)Aおよびヘキソサ
ミニダーゼB、ガングリオシドアクチベータータンパク質、アリールスルファタ
ーゼAおよびアリールスルファターゼB、イズロネートスルファターゼ、ヘパラ
ンN−スルファターゼ、ガラクト−セラミダーゼ、α−ガラクトシルセラミダー
ゼA、スフィンゴミエリナーゼ、α−フコシダーゼ、α−マンノシダーゼ、アス
パルチルグリコサミンアミド加水分解酵素、酸性リパーゼ、N−アセチル−α−
D−グルコサミン−6−スルフェートスルファターゼ、α−ガラクトシダーゼお
よびβ−ガラクトシダーゼ、β−グルクロニダーゼ、β−マンノシダーゼ、セラ
ミダーゼ、ガラクトセレブロシダーゼ、α−N−アセチルガラクトサミニダーゼ
、および保護性タンパク質などを含む。公知のリソソームタンパク質の遺伝子配
列のいずれかの対立遺伝子改変体、同族改変体および誘導された改変体を発現す
るトランスジェニック哺乳動物もまた、含まれる。このような改変体は、通常、
アミノ酸レベルで、公知のリソソームタンパク質の遺伝子と、実質的な配列同一
性を示す。このような改変体は、通常、ストリンジェントな条件下で、公知の遺
伝子とハイブリダイズするか、または公知の遺伝子の1つによってコードされた
ポリペプチドに対する抗体と交差反応する。
配列またはcDNA配列を含むDNAクローンが、入手可能である(Scott
ら、Am.J.Hum.Genet.47、802−807(1990);Wi
lsonら、PNAS 87、8531−8535(1990);Steinら
、J.Biol.Chem.264、1252−1259(1989);Gin
nsら、Biochem.Biophys.Res.Comm.123、574
−580(1984);Hoefslootら、EMBO J.7、1697−
1704(1988);Hoefslootら、Biochem.J.272、
473−479(1990);MeyerowitzおよびProia、PNA
S 81、5394−5398(1984);Scriverら、前出、第12
部、2427−2882頁ならびにそこで引用された参考文献)。ゲノムDNA
配列およびcDNA配列の他の例は、GenBankから入手可能である。さら
なるクローン化されたリソソーム遺伝子の配列が必要とされる範囲まで、公知の
リソソームタンパク質のDNA配列または、公知のリソソームタンパク質に対す
る抗体をプローブとして使用して、ゲノムDNAライブラリーまたはcDNAラ
イブラリー(好ましくは、ヒト)から得られ得る。
パク質と同じかまたは類似の構造を有するようにプロセシングされる。リソソー
ムタンパク質とは、小胞体(RER)に結合した、リボソーム上で合成される糖
タンパク質である。リソソームタンパク質は、N末端シグナルペプチドにより導
かれて、この細胞小器官に翻訳と同時に入る(Ngら、Current Opi
nion in Cell Biology 6,510−516(1994)
)。N結合型グリコシル化プロセスは、RERにおいてドリコールキャリアから
の高マンノース型オリゴ糖の前駆体であるGlc3Man9GlcNAc2の一
塊としての移動と共に開始する。糖鎖の修飾は、RERにおいて開始し、そして
グリコシダーゼIおよびグリコシダーゼIIによる、一番外側から3つのグルコ
ース残基の除去を伴ってゴルジ装置において継続する。リン酸化とは、最初に、
N−アセチル−グルコ−サミン−1−リン酸がリソソームタンパク質特異的トラ
ンスフェラーゼにより、選択されたマンノース基へと結合する工程、そして2番
目に、N−アセチル−グルコ−サミンがジエステラーゼにより切断される工程(
Goldbergら、Lysosomes:Their Role in Pr
otein Breakdown(Academic Press Inc.,
London,1987)163−191頁)の2工程の手順である。切断は、
認識マーカーとして、そして大部分のリソソームタンパク質の、リソソームへの
マンノース6−リン酸レセプター触媒輸送におけるリガンドとして、マンノース
6−リン酸を露出させる。(Kornfeld,Biochem.Soc.Tr
ans.18,367−374(1992))。
セシングを受ける。このプロセシングの最初の事象は、シグナルペプチドの除去
である。大部分のリソソームタンパク質のシグナルペプチドは、シグナルペプチ
ダーゼによるトランスロケーション後に切断され、その後、そのタンパク質は可
溶性になる。酸性α−グルコシダーゼのシグナルペプチドは、その酵素がRER
を離れた後に切断されるが、その前に、リソソームまたは分泌経路に入るという
、示唆的な証拠がある(Wisselaarら、J.Biol.Chem.26
8,2223−2231(1993))。酸性α−グルコシダーゼのタンパク質
分解プロセシングは、複雑であり、そして細胞下の種々の位置で生じるシグナル
ペプチドの切断に加えて、一連の工程を含む。ポリペプチドは、N末端およびC
末端の両方で切断され、それによって、比触媒活性が増加する。認識される主な
種は、110/100kDの前駆体、95kDの中間体ならびに76kDの成熟
型および70kDの成熟型である(Hasilikら、J.Biol.Chem
.255,4937−4945(1980);Oude Elferinkら、
Eur.J.Biochem.139,489−495(1984);Reus
erら、J.Biol.Chem.260,8336−8341(1985);
Hoefslootら、EMBO J.7,1697−1704(1988))
。天然のヒト酸性α−グルコシダーゼの翻訳後プロセシングとCOS細胞、BH
K細胞およびCHO細胞のような、培養された哺乳動物細胞において発現された
ような組換え型ヒト酸性α−グルコシダーゼの翻訳後プロセシングとは、類似す
る(Hoefslootら(1990)前出;Wisselaarら(1993
)前出)。
のプロセシングは、マンノース6−リン酸に対するレセプターを保有する細胞に
よる、基質の取り込みを測定することによって試験され得る。正確に修飾された
基質は、修飾されない基質よりも早く取り込まれ、かつそれによって修飾された
基質の取り込みが、マンノース6−リン酸の添加により競合的に阻害され得るよ
うな様式で取り込まれる。
ック非ヒト哺乳動物の乳腺へと標的化するために、導入遺伝子が設計される。基
本的なアプローチには、タンパク質をコードする外因性のDNAセグメントを、
グナル配列、プロモーターおよびエンハンサーに作動可能に連結することが必要
である。そのDNAセグメントは、ゲノム、ミニ遺伝子(1つ以上のイントロン
が除外されたゲノム)、cDNA、YACフラグメント、2つの異なるリソソー
ムタンパク質遺伝子のキメラ、またはこれらの任意のハイブリッドであり得る。
ゲノム配列を含むことは、一般的に、より高レベルの発現を導く。非常に高レベ
ルの発現は、乳腺が、リソソームタンパク質の翻訳後修飾および分泌を行う能力
に負荷をかけ過ぎ得る。しかし、以下に示すデータは、mg/mlの範囲におけ
る高い発現レベルにもかかわらず、マンノース6−リン酸基の形成を含む、実質
的な翻訳後修飾が生じることを示す。実質的な修飾とは、少なくとも約10、2
5、50、75または90%の分泌分子が、少なくとも1つのマンノース6−リ
ン酸基を保有することを意味する。従って、ゲノム構築物またはハイブリッドc
DNA−ゲノム構築物は、一般的に好ましい。
つかの介在配列は、DNAの操作および引き続く微量注入を容易にする、より小
さい導入遺伝子を得るために除去され得る(Archibaldら、WO 90
/05188(全ての目的のために、その全体において参考として援用される)
を参照のこと)。いくつかのイントロンの除去はまた、いくつかの例において、
発現レベルを減らし、そしてそれによって翻訳後修飾が実質的に完了することを
確かめるために有用である。他の例において、イントロン(例えば、酸性α−グ
ルコシダーゼのゲノム配列に由来するイントロン1)の除外は、成熟酵素の、よ
り高い発現を導く。いくつかのまたは全ての非コードエキソンを欠失させること
もまた、可能である。いくつかの導入遺伝子において、リソソームタンパク質コ
ード配列中の選択されたヌクレオチドは、タンパク質分解性切断部位を除去する
ために変異される。
れる用途が、通常、ヒトへの投与であるので、リソソームタンパク質配列をコー
ドするDNAセグメントを得る種は、好ましくは、ヒトである。同様に、意図さ
れる用途が(例えば、ウマ、イヌまたはネコに対する)獣医治療である場合、D
NAセグメントが同じ種に由来することが好ましい。
は少なくとも優先的に発現する遺伝子(すなわち、乳腺特異的遺伝子)に由来す
る。プロモーターおよびエンハンサーの供給源として好ましい遺伝子としては、
β−カゼイン、κ−カゼイン、αS1−カゼイン、αS2−カゼイン、β−ラク
トグロブリン、乳清酸性タンパク質およびα−ラクトアルブミンが挙げられる。
プロモーターおよびエンハンサーは、常にではないが、たいてい同じ乳腺特異的
遺伝子から得られる。この遺伝子は、必ずではないが、ときどき、導入遺伝子が
発現されるべき哺乳動物と、同じ種の哺乳動物に由来する。他の種由来の発現調
節配列(例えば、ヒト遺伝子由来の発現調節配列)もまた、使用され得る。この
シグナル配列は、乳腺からのリソソームタンパク質の分泌を指向し得ねばならな
い。適切なシグナル配列は、分泌タンパク質をコードする哺乳動物遺伝子に由来
し得る。驚くことに、リソソームタンパク質は通常、分泌されず、細胞内の細胞
小器官に標的にされるにもかかわらず、これらのタンパク質の天然のシグナル配
列は、適している。そのようなシグナル配列に加えて、シグナル配列の好ましい
供給源は、プロモーターおよびエンハンサーを得る遺伝子と、同じ遺伝子由来の
シグナル配列である。必要に応じて、さらなる調節配列が、発現レベルを最適化
するために、導入遺伝子中に含まれる。そのような配列としては、5’隣接領域
、5’の転写されるが、翻訳されない領域、介在配列、3’の転写されるが、翻
訳されない領域、ポリアデニル化部位および3’隣接領域が挙げられる。そのよ
うな配列は、通常、プロモーターおよびエンハンサーを得る、乳腺特異的遺伝子
、または発現されるリソソームタンパク質遺伝子からのいずれかから得られる。
そのような配列を含むことは、真正の乳腺特異的遺伝子の遺伝環境および/また
は真正のリソソームタンパク質遺伝子の遺伝環境をシュミレーションする遺伝環
境を生じる。この遺伝環境は、いくつかの場合(例えば、ウシαS1−カゼイン
)、転写された遺伝子の、より高い発現を生じる。あるいは、3’隣接領域およ
び非翻訳領域は、他の異種遺伝子(例えば、β−グロビン遺伝子またはウイルス
の遺伝子)から得られる。リソソームタンパク質遺伝子または他の異種遺伝子由
来の3’非翻訳領域および5’非翻訳領域を含むことはまた、転写物の安定性を
増加させ得る。
5、1、5、10、15、20または30kbは、発現されるリソソームタンパ
ク質遺伝子由来の3’隣接配列の約1、5、10、15、20または30kbと
組み合せて含まれる。タンパク質がcDNA配列から発現される場合、プロモー
ターとコード配列との間に介在配列を含むことは有利である。介在配列は、好ま
しくはプロモーターを得た乳腺特異的領域の第1イントロン由来の介在配列の5
’部分と、IgG介在配列またはリソソームタンパク質遺伝子の介在配列由来の
3’部分とから形成されるハイブリッド配列である(DeBoerら、WO 9
1/08216(全ての目的のために、その全体において参考として援用される
)を参照のこと)。
モーターおよびカゼインエンハンサーの5’に結合したcDNA−ゲノムハイブ
リッドリソソームタンパク質遺伝子を含む。このハイブリッド遺伝子としては、
リソソームタンパク質遺伝子由来のシグナル配列、コード領域および3’隣接領
域が挙げられる。必要に応じて、cDNAセグメントは、5’カゼインとリソソ
ームタンパク質をコードする遺伝子の非翻訳領域との間に介在配列を含む。当然
、得られる融合体から連続したタンパク質が発現され得るのであれば、対応する
cDNAおよびゲノムセグメントはまた、遺伝子中の他の位置で融合され得る。
ームタンパク質セグメントを有する。このゲノムセグメントは通常、遺伝子の5
’非翻訳領域から3’隣接領域へと続く。従って、ゲノムセグメントにはリソソ
ームタンパク質の5’非翻訳配列の一部、シグナル配列、交互に続くイントロン
およびコードエキソン、3’非翻訳領域ならびに3’隣接領域が挙げられる。ゲ
ノムセグメントは、この5’非翻訳領域を介して、プロモーターおよびエンハン
サーならびに通常は、5’非翻訳領域を含むカゼインフラグメントに結合される
。
記に列挙した全ての乳腺特異的遺伝子について利用可能である(例えば、Ric
hardsら、J.Biol.Chem.256,526−532(1981)
(ラットα−ラクトアルブミン);Campbellら、Nucleic Ac
ids Res.12,8685−8697(1984)(ラットWAP);J
onesら、J.Biol.Chem.260,7042−7050(1985
)(ラットβ−カゼイン);Yu−LeeおよびRosen,J.Biol.C
hem.258,10794−10804(1983)(ラットγ−カゼイン)
;Hall,Biochem.J.242,735-742(1987)(ヒト
α−ラクトアルブミン);Stewart,Nucleic Acids Re
s.12,389(1984)(ウシαs1およびκカゼインのcDNAs);
Gorodetskyら、Gene 66,87−96(1988)(ウシβカ
ゼイン);Alexanderら、Eur.J.Biochem.178,39
5−401(1988)(ウシκカゼイン);Brignonら、FEBS L
ett.188,48−55(1977)(ウシαS2カゼイン);Jamie
sonら、Gene 61,85−90(1987),Ivanovら、Bio
l.Chem.Hoppe−Seyler 369,425−429(1988
),Alexanderら、Nucleic Acids Res.17,67
39(1989)(ウシβラクトグロブリン);Vilotteら、Bioch
imie 69,609−620(1987)(ウシα−ラクトアルブミン)を
参照のこと(全ての目的のために、その全体において参考として援用される)。
種々の乳タンパク質遺伝子の構造および機能は、MercierおよびVilo
tte,J.Dairy Sci.76,3079−3098(1993)(全
ての目的のために、その全体において参考として援用される)に概説される。さ
らなる配列データが必要とされ得る範囲まで、すでに得られた領域に隣接する配
列は、既存の配列をプローブとして使用して、容易にクローン化され得る。異な
る生物由来の乳腺特異的調節配列は、同様に、公知の同族のヌクレオチド配列、
または同族タンパク質に対する抗体をプローブとして使用して、そのような生物
由来のライブラリーをスクリーニングすることによって得られる。
列を使用する、一般的なストラテジー、および例示的な導入遺伝子は、DeBo
erら、WO 91/08216およびWO93/25567(全ての目的のた
めに、その全体において参考として援用される)においてより詳細に記載される
。他の乳腺特異的遺伝子由来の調節配列を使用する導入遺伝子の例としてもまた
、記載されている(例えば、Simonら、Bio/Technology 6
,179−183(1988)およびWO88/00239(1988)(ヒツ
ジにおける発現のためのβ−ラクトグロブリン調節配列);Rosen,EP
279,582およびLeeら、Nucleic Acids Res.16,
1027−1041(1988)(発現のためのマウスにおけるβ−カゼイン調
節配列);Gordon,Biotechnology 5,1183(198
7)(発現のためのマウスにおけるWAP調節配列);WO88/01648(
1988)およびEur.J.Biochem.186,43−48(1989
)(発現のためのマウスにおけるα−ラクトアルブミン調節配列)を参照のこと
(全ての目的のために、その全体において参考として援用される))。
よびリソソームタンパク質の標的化に関与する遺伝子の、同時発現または機能的
不活性化(すなわち、ノックアウト)により影響を受け得る。実施例におけるデ
ータは、驚くことに、乳腺は、高レベルでタンパク質を含むマンノース6−リン
酸の集合および分泌を得るのに十分な量で、すでに修飾酵素を発現することを示
す。しかし、高レベルでこれらのタンパク質を発現する、いくつかのトランスジ
ェニック哺乳動物において、導入遺伝子発現から生じるさらなる酵素を用いて、
プロセシング酵素の内因性のレベルを補うことが、ときどき好ましい。そのよう
な導入遺伝子は、プロセシング酵素コード配列について上記で議論された原理と
類似の原理を使用し、リソソームタンパク質コード配列を、導入遺伝子において
置換して用いて構築される。翻訳後プロセシング酵素が分泌されることは、一般
的には必要ではない。従って、リソソームタンパク質コード配列に連結された分
泌シグナル配列は、分泌を伴わずにプロセシング酵素を小胞体へと標的化するシ
グナル配列で置換される。例えば、これらの酵素に天然で結合しているシグナル
配列が適している。
動物(げっし類(例えば、マウスおよびラット)ウサギ、ヒツジ類(例えば、ヒ
ツジおよびヤギ)、ブタ類(例えば、ブタ)、ならびにウシ類(ウシおよびバッ
ファロー)を含む)は適している。ウシ類は、大きな収量の乳汁という利点を提
供し、一方、マウスは、トランスジェネシス(transgenesis)およ
び育種の容易さという利点を提供する。ウサギは、これらの利点の折衷物を提供
する。ウサギは、約14%のタンパク質含量を有する乳を、1日に100ml生
産し得(Buhlerら、Bio/Technology 8,140(199
0)(全ての目的のために、その全体において参考として援用される)を参照の
こと)、そしてなお、マウスの場合と同じ原理および類似の設備を使用して操作
され得、そして育種され得る。非胎生哺乳動物(例えば、ハリモグラまたはカモ
ノハシ)は、代表的には使用されない。
細胞の前核中に導入される。いくつかの動物(例えば、マウスおよびウサギ)に
ついては、受精はインビボで実施され、そして受精した卵は外科的に取り出され
る。他の動物(特にウシ類)においては、生きている動物または屠殺動物から卵
細胞を取り出し、そしてインビトロで卵を受精させることが好ましい(DeBo
erら、WO91/08216を参照のこと)。インビトロの受精は、導入遺伝
子は、組込むために最適な細胞周期の段階(S期より遅くない)で、実質的に同
調した細胞中に導入されることを可能にする。導入遺伝子は、通常、微量注入法
によって導入される(US 4,873,292を参照のこと)。次いで、受精
した卵母は、約16〜150細胞を含む着床前胚が得られるまで、インビトロで
培養される。16〜32細胞期の胚は、桑実胚として記載される。32を越える
細胞を含む着床前胚は、胚盤胞と呼ばれる。これらの胚は、代表的に、64細胞
期で割腔の発生を示す。受精した卵母細胞を着床前段階まで培養するための方法
は、Gordonら、Methods Enzymol.101,414(19
84);Hoganら、Manipulation of the Mouse
Embryo:A Laboratory Manual,C.S.H.L.
N.Y.(1986)(マウス胚);およびHammerら、Nature 3
15,680(1985)(ウサギ胚およびブタ胚);Gandolfiら、J
.Reprod.Fert.81,23−28(1987);Rexroadら
、J.Anim.Sci.66,947−953(1988)(ヒツジ胚)なら
びにEyestoneら、J.Reprod.Fert.85,715−720
(1989);Camousら、J.Reprod.Fert.72,779−
785(1984);ならびにHeymanら、Theriogenology
27,5968(1987)(ウシ胚)(全ての目的のために、その全体にお
いて参考として援用される)により記載される。ときどき、着床前胚は、着床ま
での間、凍結して保存される。着床前胚は、偽妊娠雌の卵管に移され、導入遺伝
子を組込んだ、発生段階に依存して、トランスジェニック動物またはキメラ動物
が誕生する。キメラ哺乳動物を交配して、真の生殖系列トランスジェニック動物
を形成し得る。
は、インビトロで培養された、着床前の胚から得られる(Bradleyら、N
ature 309,255−258(1984)(全ての目的のために、その
全体において参考として援用される))。導入遺伝子は、エレクトロポレーショ
ンまたは微量注入法によって、そのような細胞中に導入され得る。形質転換され
たES細胞は、非ヒト動物由来の胚盤胞と結合される。ES細胞は、その胚にコ
ロニーをつくり、そしていくつかの胚では、生じるキメラ動物の生殖系列を形成
する(Jaenisch,Science,240,1468−1474(19
88)(全ての目的のために、その全体において参考として援用される)を参照
のこと)。あるいは、ES細胞は、除核された受精卵母細胞中に移植し、トラン
スジェニック哺乳動物を発生させるための、核の供給源として使用され得る。
導入遺伝子は、単一の導入遺伝子の場合と同じ手順を使用して、同時に導入され
得る。あるいは、導入遺伝子は、最初に別々の動物中に導入され得、次いで、こ
れらの動物を交配することにより、同じゲノム中に組み合わされ得る。あるいは
、導入遺伝子の一方を含む第1のトランスジェニック動物が、産生される。次い
で、2番目の導入遺伝子は、その動物由来の受精卵中または胚幹細胞中に導入さ
れる。いくつかの実施形態において、長さが他の点では約50kbを超える導入
遺伝子は、重複フラグメントとして構築される。そのような重複フラグメントは
、受精卵母細胞中または胚幹細胞中に同時に導入され、そしてインビボにおいて
相同組換えを受ける(Kayら、WO 92/03917(全ての目的のために
、その全体において参考として援用される)を参照のこと)。
少なくとも1つの導入遺伝子を取り込む。導入遺伝子は、リソソームタンパク質
をコードするDNAセグメントの発現を少なくとも主に乳腺に対して標的化する
。驚くことに、その乳腺は、オリゴ糖の添加およびリン酸化の工程を含む、真正
翻訳後プロセシングに必要とされるタンパク質を発現し得る。乳腺における酵素
によるプロセシングは、マンノース基の6’位のリン酸化を生じる。
、2000、5000または10,000μg/mlという高レベルで分泌され
得る。驚くことに、本発明のトランスジェニック哺乳動物は、実質的に正常な健
康を現わす。乳腺以外の組織におけるリソソームタンパク質の二次発現は、有毒
な効果を引き起こすのに十分な程度までは生じない。さらに、乳腺において産生
される外因性のリソソームタンパク質は、分泌装置を詰まらせる堆着により存在
する、有意な問題が示されない、十分な効率性で分泌される。
に伴って異なる。トランスジェニックウシについては、その年齢は、通常、約2
歳半またはホルモンの刺激を用いて6ヶ月であり、一方、トランスジェニックマ
ウスについては、その年齢は、約5〜6週間である。当然、種の雌のメンバーの
みが、乳汁を産生するために有用である。しかし、トランスジェニック雄はまた
、雌の子孫を育種するために有用である。トランスジェニック雄由来の精子は、
続いてインビトロにおける受精および雌の子孫の産生のために冷凍保存され得る
。
を含む乳を産生する。所望であるなら、そのタンパク質は、識別する物理的特性
および化学的特性、ならびに標準的な精製手順(例えば、沈澱、イオン交換、分
子排除またはアフィニティークロマトグラフィー)によって乳汁から精製され得
る(一般的に、Scopes,Protein Purification(S
pringer−Verlag,N.Y.,1982)を参照のこと)。
によるトランスジェニック乳汁の脱脂、続いて高速遠心分離、続いてのデッドエ
ンド(dead-end)な濾過(すなわち、フィルターの大きさを連続して小
さくして使用することによるデッドエンドな濾過)または直交流濾過によるカゼ
インの除去、あるいは直交流濾過によるカゼインの直接的な除去によって実施さ
れ得る。ヒト酸性α−グルコシダーゼは、クロマトグラフィー(例えば、Q S
epharose FF(または他の陰イオン交換マトリックスを含む)、疎水
的相互作用クロマトグラフィー(HIC)、金属キレートセファロースあるいは
セファロースに結合したレクチン(または他のマトリックス))によって精製さ
れる。
ように、濾過した乳清または乳清画分中に存在するヒト酸性α−グルコシダーゼ
を精製するために使用され得る:Q Sepharose Fast Flow
(QFF;Pharmacia)クロマトグラフィー(Pharmacia X
K−50カラム、15cmベッド高;250cm/時間流速)のカラムを、20
mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH 7.0)(緩衝液A)中で平衡化し;S/
D−インキュベートした乳清画分(約500〜約600ml)を充填し、そして
このカラムを、4〜6カラム容量(cv)の緩衝液A(20mMリン酸ナトリウ
ム緩衝液(pH 7.0))で洗浄する。ヒト酸性α−グルコシダーゼ画分は、
100mMのNaClを含む2〜3cvの緩衝液Aを用いて、このQFFカラム
から溶出される。
Phenyl Sepharose High Peformanceクロマト
グラフィーを使用して、さらに精製され得る。例えば、1容量の1Mの硫酸アン
モニウムを、持続的に攪拌しながら、QFF Sepharoseのヒト酸性α
−グルコシダーゼ溶出物に添加する。次いで、Phenyl HP(Pharm
acia)カラムクロマトグラフィー(Pharmacia XK−50カラム
、15cmベッド高;150cm/時間流速)は、0.5Mの硫酸アンモニウム
、50mMのリン酸ナトリウム緩衝液(緩衝液C)(pH6.0)中でカラムを
平衡化し、(QFF Sepharoseから)0.5Mの硫酸アンモニウム−
インキュベートしたヒト酸性α−グルコシダーゼ溶出物を充填し、2〜4cvの
緩衝液Cでこのカラムを洗浄し、そしてヒト酸性α−グルコシダーゼ(これは、
3〜5cvの緩衝液D(50mMのリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)を用
いてPhenyl HPカラムから溶出された)を溶出することにより、室温に
て行われた。ヒト酸性α−グルコシダーゼをさらに精製するための代替的方法お
よびさらなる方法は、当業者には明らかである。例えば、英国特許出願998
07464.4(全ての目的のためにその全体が参考として援用される)を参照
のこと。
おいて用途を見出す。機能的リソソーム酵素の不全を生じる、遺伝的または他の
欠損を有する患者は、この患者に外来性の酵素を投与することにより処置され得
る。このような処置の必要な患者は、症状(例えば、小人症、角膜混濁、肝脾腫
大症、弁病変、冠状動脈病変、骨格変形、関節硬直および進行性精神遅滞を含む
フルラー症候群の症状)から同定され得る。あるいは、またはさらに、患者は、
特定のリソソーム酵素によりプロセスされる特徴的な代謝物の過剰な蓄積を明ら
かにするため、組織サンプルの生化学的分析から診断され得るか、あるいは特定
のなリソソーム酵素活性の欠損を明らかにするための、人工の基質または天然の
基質を使用する酵素アッセイによって診断され得る。ほとんどの疾患について、
診断は、症状の発症または代謝物の過剰な蓄積の前に、特定の酵素の欠損を測定
することにより、またはDNA分析によりなされ得る(Scriverら、前出
、lysosomal storage disordersの章)。リソソー
ム貯蓄症の全ては、遺伝性である。従って、リソソーム疾患に罹患したメンバー
を有することが既知である家系由来の子孫において、最終診断がなされ得る前で
も、予防的処置を開始することは、時として有利である。
アと共に、精製された形態で投与される。この好ましい形態は、投与および治療
的適用の意図される様式に依存する。この薬学的キャリアは、患者にポリペプチ
ドを送達するために適切な任意の適合性の非毒性物質であり得る。滅菌水、アル
コール、脂肪、ワックスおよび不活性固体が、キャリアとして使用され得る。薬
学的に受容可能なアジュバント、緩衝化剤、分散剤などもまた、この薬学的組成
物中へ組み込まれ得る。
%未満(通常は、少なくとも約1重量%)から、20重量%以上程度まで)。
形態、またはエリキシル、シロップおよび懸濁液のような液体投薬形態で投与さ
れ得る。活性成分は、グルコース、ラクトース、スクロース、マンニトール、デ
ンプン、セルロースまたはセルロース誘導体、ステアリン酸マグネシウム、ステ
アリン酸、サッカリンナトリウム、タルク、炭酸マグネシウムなどのような不活
性成分および粉末キャリアと共に、ゼラチンカプセル中にカプセル化され得る。
所望の色、味、安定性、緩衝能、分散または他の公知の所望の特徴を提供するた
めに添加され得る、さらなる不活性成分の例は、赤色酸化鉄、シリカゲル、ラウ
リル硫酸ナトリウム、二酸化チタニウム、食用白インク(edible whi
te ink)などである。同様の希釈剤が、圧縮剤を作製するために使用され
得る。錠剤およびカプセルの両方は、徐放生成物として製造されて、数時間にわ
たり薬物の持続的な放出を提供し得る。圧縮剤は、いかなる不快な味をも遮断す
るため、および大気からこの錠剤を保護するために、糖コーティングもしくはフ
ィルムコーティングされ得るか、または胃腸管中での選択的な分解のために腸溶
性コーティングされ得る。経口投与のための液体投薬形態は、患者の受け入れを
増加するために、着色剤および香味料を含み得る。
g〜500mgの酵素を必要に応じて補充した、100〜500mlの滅菌した
0.9%のNaClまたは5%のグルコースを含むように調合され得る。筋肉内
注射のための代表的な薬学的組成物は、例えば、1mlの滅菌緩衝水および1m
g〜10mgの本発明の精製されたαグルコシダーゼをむように調合される。非
経口的に投与可能な組成物を調製するための方法は、当該分野で周知であり、例
えば、Remington’s Pharmaceutical Scienc
e(第15版、Mack Publishing,Easton,PA,198
0)(全ての目的のためにその全体において参考として援用される)を含む種々
の供給源において、より詳細に記載される。
得る。少量の硫酸アンモニウムは、必要に応じて存在(<10mM)する。酵素
は、代表的には約−70℃にて凍結保存され、使用前に解凍される。あるいは、
この酵素は、溶液中で(例えば、約4℃〜8℃にて)冷却保存され得る。いくつ
かの実施形態においてAGLU溶液は、緩衝液(例えば、リン酸ナトリウム、リ
ン酸カリウムまたは他の生理学的に受容可能な緩衝液)、単純な炭水化物(例え
ば、スクロース、グルコース、マルトース、マンニトールなど)、タンパク質(
例えば、ヒト血清アルブミン)、および/または界面活性剤(例えば、ポリソル
ベート80(Tween−80)、クレモフォア(cremophore)−E
L,クレモフォア(cremophore)−R,ラブロフィル(labrof
il)など)を含む。
は、リン酸緩衝液中にマンニトールおよびスクロースを含む溶液中で処方され得
るべきである。スクロースの濃度は、再構成に際してAGLUの凝集を妨げるた
めに十分である。マンニトールの濃度は、さもなくば凍結乾燥のために必要とさ
れる時間を顕著に減少するために十分であるべきである。しかし、マンニトール
およびスクロースの濃度は、再構成に際して受容されない高浸透圧性を引き起こ
すに不十分であるべきである。それぞれ1mg/ml〜3mg/mlおよび0.
1mg/ml〜1.0mg/mlのマンニトールおよびスクロースの濃度が、適
切である。好ましい濃度は、2mg/mlのマンニトールおよび0.5mg/m
lのスクロースである。AGLUは、凍結乾燥前および再構成後に、好ましくは
、5mg/mlである。好ましく0.9%での生理食塩水は、再構成のために好
ましい溶液である。
%まで)は容認され得る。可能性のある不純物は、ウサギの乳清タンパク質の形
態で存在し得る。他の可能性のある不純物は、AGLUの構造的アナログ(例え
ば、オリゴマーおよび凝集体)および切断物である。現在のバッチは、トランス
ジェニックウサギにおいて産生されるAGLUが95%より高く純粋であること
を示す。最も大きな不純物はウサギの乳清タンパク質であるが、ゲル電気泳動に
際して、異なる分子量のAGLUバンドもまた見られる。
のAGLUは、フリーザーから取り出され、室温にて解凍されるべきである。注
入溶液は、ヒト血清アルブミン(HSA)およびグルコースを含む、適切な量の
溶液と適切な量のAGLU最終産物溶液を混合することにより、ガラス注入ボト
ル中で調製され得る。最終濃度は、25mg〜200mgの用量に対して1%の
HSAおよび4%のグルコース、そして400mg〜800mgの用量に対して
1%のHSAおよび4%のグルコースであり得る。HSAおよびAGLUは、5
%グルコースを含む注入ボトルに移す前に、0.2μmのシリンジフィルターを
用いて濾過され得る。あるいは、AGLUは、生理食塩水溶液(注入のために、
好ましくは0.9%)中で再構成され得る。注入のためのAGLUの溶液は、室
温にて7時間まで安定であることが示されている。従って、このAGLU溶液は
、好ましくは調製7時間以内に注入される。
的に活性である形態での、および処置されている患者の組織、特に肝臓、心臓お
よび筋肉(例えば、平滑筋、横紋筋および心筋)により取り込まれ得る形態での
大量のヒト酸性α−グルコシダーゼの利用可能性を、一部前提とする。このよう
なヒト酸性α−グルコシダーゼは、例えば、実施例に記載されるトランスジェニ
ック動物から提供される。α−グルコシダーゼは、好ましくは、主に(すなわち
、>50%)約100kD〜110kDの前駆体形態である。(100kD〜1
10kDの前駆体の見かけの分子量または相対的移動性は、使用される分析の方
法に依存して幾分変化し得るが、典型的には、95kDと120kDの範囲内で
ある。)実施例において議論されるトランスジェニック動物中のヒト酸性α−グ
ルコシダーゼでの首尾よい結果を考慮すると、細胞発現系から生じるようなヒト
α−グルコシダーゼの他の供給源もまた使用され得ることが可能である。例えば
、ヒト酸性α−グルコシダーゼを生成する代替的方法は、適切なプロモーターに
作動可能に連結された、cDNAまたはゲノム構築物として、安定な真核生物細
胞株(例えば、CHO)中に、酸性α−グルコシダーゼ遺伝子をトランスフェク
トすることである。しかし、このようなアプローチによる臨床的な治療のために
必要とされる、大量のヒト酸性α−グルコシダーゼを生成することは、より困難
である。
口投与はまた、いくつかの場合において可能である。この組成物は、リソソーム
酵素欠損疾患を患っている、またはその危険のある個体の予防的な処置のために
投与され得る。治療的適用について、薬学的組成物は、蓄積された代謝物の濃度
を減少させるため、および/または代謝物のさらなる蓄積を予防もしくは防止す
るために十分な量で、確立された疾患に罹患している患者に投与される。リソソ
ーム酵素欠損疾患の危険のある個体に対して、この薬学的組成物は、代謝物の蓄
積を予防または阻害するいずれかのために十分な量で、予防的に投与される。こ
のことを達成するために適切な量は、「治療的有効量」または「予防的有効量」
として定義される。このような有効量は、状態の重症度および患者の健康状態の
全身性状態に依存する。
間あたり患者体重に対して10mg/kg以上の用量で、投与される。しばしば
、用量は、一週間あたり10mg/kgを超える。投薬レジメンは、一週間あた
り10mg/kg〜一週間あたり少なくとも1000mg/kgの範囲であり得
る。代表的な投薬レジメンは、一週間あたり10mg/kg、一週間あたり15
mg/kg、一週間あたり20mg/kg、一週間あたり25mg/kg、一週
間あたり30mg/kg、一週間あたり35mg/kg、一週間あたり40mg
/kg、一週間あたり45mg/kg、一週間あたり60mg/kg、一週間あ
たり80mg/kgおよび一週間あたり120mg/kgである。好ましいレジ
メンにおいては、10mg/kg、15mg/kg、20mg/kg、30mg
/kgまたは40mg/kgが、毎週1回、2回または3回投与される。処置は
、少なくとも4週間、時として24週間、そして時として患者の生涯にわたり、
代表的に続けられる。処置は、好ましくは静脈内(i.v.)に投与される。必
要に応じて、ヒトα−グルコシダーゼのレベルは、処置後にモニターされ(例え
ば、血漿または筋肉において)、そして検出されるレベルが、実質的に正常なヒ
トにおける値未満(例えば、20%未満)に低下した場合、さらなる用量が投与
される。
(すなわち、「負荷用量(loading dose)」)で投与され、続いて
低用量(すなわち、「維持用量」)で投与される。負荷用量の例は、週(例えば
、1、2または3週間)あたり1〜3回、患者体重に対して少なくとも約40m
g/kgである。維持用量の例は、周あたり患者体重に対して少なくとも約5m
g/kg〜少なくとも約10mg/kgであり、またはそれ以上(例えば、一週
間あたり20mg/kg、一週間あたり30mg/kg、一週間あたり40mg
/kg)である。
ようなことは、静脈内注入の流速を増加することにより、または一定の速度で投
与される漸増する濃度のα−グルコシダーゼの勾配を使用することにより達成さ
れ得る。この様式での投与は、免疫原性反応の危険性を減少させる。いくつかの
用量において、単位時間あたりのα−グルコシダーゼの単位において測定される
投与速度は、少なくとも10の係数により増加する。代表的に、静脈内注入は、
数時間の期間(例えば、1〜10時間、および好ましくは2〜8時間、より好ま
しくは3〜6時間)にわたり行われ、そして注入速度は、投与の期間中に間隔を
おいて増加される。
下の表1に示される。この表の第1欄は、投薬スケジュールにおける時間を示す
。例えば、0〜1時間への参照は、投薬の最初の時間を言及する。表の第5欄は
、それぞれの時間で使用され得る用量の範囲を示す。第4欄は、好ましい投薬量
の制限された内包範囲を示す。第3欄は、例示的な臨床的試行において投与され
る投薬量のより高い値とより低い値を示す。第2欄は、特に好ましい投薬量を示
し、それらは、表1の第3欄に示される範囲の平均を示す。
ポンペ病の両方を有する患者に対して有効である。ポンペ病の幼児性形態を有す
る患者において、症状は、生涯の最初の4ヶ月において明らかになる。大半にお
いて、貧弱な運動発達および成長不全が、最初に認められる。臨床試験に際して
、筋肉消耗、胸骨退縮を伴う増加した呼吸速度、肝臓の中程度の膨大および舌の
突出を伴う全身性緊張低下が存在する。心臓の超音波試験は、進行性の肥大型心
筋症を示し、最終的に不十分な心拍出量を誘導する。ECGは、顕著な左軸偏位
、短いPR間隔、大きなQRS複合体、反転T波、およびST低下により特徴付
けられる。この疾患は、生涯の最初の年において心臓性呼吸不全を誘導する、急
速な進行経過を示す。剖検での組織学的な試験に際して、リソソームのグリコー
ゲン蓄積が、種々の組織において観察され、心臓および骨格筋において最も明白
である。本発明の方法におけるてヒト酸性α−グルコシダーゼを用いる処置は、
そのような患者の寿命の延長を生じる(例えば、1、2、5年を超えて、正常な
寿命まで)。処置はまた、上で議論したように、ポンペ病の臨床学的特徴および
生化学的特徴の除去または減少を生じ得る。処置は、生後直ぐに、またはこの患
者が、それらの子孫を危険におかせる変異したα−グルコシダーゼ対立遺伝子を
保有することが既知である場合は、出生前に投与される。
、症状を経験しないかもしれない。この臨床学的なサブタイプにおいて、主に骨
格筋が、肢帯、体幹および横隔膜のそれらの偏好に関連する。階段を登る際の困
難は、しばしば最初の病訴である。呼吸障害は、かなり変化する。これは、臨床
的容体を支配し得るか、またはこれは、患者によっては、晩年になるまで経験さ
れない。ほとんどのそのような患者は、呼吸不全のために死亡する。若年性サブ
タイプを有する患者において、症状は、通常、生涯の最初の10年で明らかとな
る。成人性ポンペ病の場合、骨格筋衰弱が、主な問題であり;心臓肥大、肝腫大
および巨舌症が見られ得るが、稀である。多くの場合、毎晩の人工呼吸器支持が
、最終的に必要とされる。呼吸筋の萎縮を併発する肺感染は、生命を脅かし、大
半において、30年の年数前には致死的になる。本発明の方法を用いた処置は、
遅延性の若年性ポンペ病患者または成人性ポンペ病患者の寿命を正常な寿命まで
延長する。処置はまた、疾患の臨床的症状および生化学的症状を除去または顕著
に減少する。
用途を有する。例えば、他のα−アミラーゼと共通してα−グルコシダーゼは、
デンプン、ビールおよび医薬品の生産において重要なツールである。Vihin
enおよびMantsala,Crit.Rev.Biochem.Mol.B
iol.24,329−401(1989)(全ての目的のためにその全体が参
考として援用される)を参照のこと。リソソームタンパク質はまた、実験化学薬
品または加工食品を生産するために有用である。例えば、酸性α−グルコシダー
ゼは、1,4α−糖質結合(glucidic bond)および1,6α−糖
質結合を分解し、そして、マルトース、イソマルトース、デンプンおよびグリコ
ーゲンのような、それらの結合を含む種々の炭水化物の分解に使用されて、グル
コースを産生し得る。酸性α−グルコシダーゼはまた、腸マルターゼ不全または
腸イソマルターゼ不全の患者に対する投与のために有用である。さもなくば消化
されないマルトースの存在から生じる症状は、回避される。そのような適用にお
いて、この酵素は、乳汁からの事前の画分化なしで、そのような乳汁から誘導さ
れる加工食品(例えば、アイスクリームまたはチーズ)として、または薬学的組
成物として投与され得る。精製された組換えリソソーム酵素はまた、組織サンプ
ル中のこのような酵素の未知量のアッセイのための診断キットにおけるコントロ
ールとして含まれるために有用である。
は、プラスミドp16,8hlf3(DeBoerら(1991)および(19
93)、前出を参照のこと)を用いて開始した。このプラスミドは、ウシαS1
−カゼイン調節配列を含む。この親プラスミドのラクトフェリンcDNA挿入物
を、図1において示されるような発現カセットのClaI部位およびSalI部
位において、ヒト酸性α−グルコシダーゼcDNA(Hoefslootら、E
MBO J.7,1697〜1704(1988))と交換した。α−グルコシ
ダーゼcDNAフラグメントの末端にこれらの適合可能な制限部位を得るために
、ヒトα−グルコシダーゼをコードする完全なcDNAを含むプラスミドpSH
AG2(同上)を、EcoRIおよびSphIを用いて消化して、そしてこの3
.3kb cDNAフラグメントを、ベクターのヌクレオチド配列内の破壊され
たClaI部位および新しく設計されたポリリンカー(HindIII Cla
I EcoRI SphI XhoI EcoRI SfiI SfiI/Sm
aI NotI EcoRI*(*=破壊された部位))を有する、pKUN7Δ
C(pKUNI誘導体)(Koningsら、Gene 46、269〜276
(1986))中でサブクローン化した。生じたプラスミドpαgluCESX
から、この3.3−kb cDNAフラグメントを、ClaIおよびXhoIに
より切り出し得た。このフラグメントを、ClaI部位およびXhoI−適合可
能なSalI部位で、図1において示される発現カセットに挿入した。結果とし
て、発現プラスミドp16,8αgluは、図1において示されるようなウシα
S1−カゼイン配列に隣接される、ヒト酸性α−グルコシダーゼをコードするc
DNA配列からなる。完全な発現カセットを含むこの27.3−kbフラグメン
トを、NotIを用いた切断により、切り出し得る(図1を参照のこと)。
slootら、Biochem,J.272,493〜497(1990))(
その転写開始部位のちょうど下流のエキソン1において始まる)を含む(図2、
パネルAを参照のこと)。従って、この構築物は、ヒト酸性αグルコシダーゼ遺
伝子のほとんど完全な5’UTRをコードする。このフラグメントを、ウシαS
1−カゼイン遺伝子のプロモーター配列に融合した。このαS1−カゼイン開始
部位は、αS1−カゼイン/酸性α−グルコシダーゼ接合部の22bp上流に存
在する。この構築物は、ヒト酸性α−グルコシダーゼポリアデニル化シグナル配
列および3’隣接配列を有する。構築物c8αgluex2は、ヒト酸性α−グ
ルコシダーゼ遺伝子のエキソン2における転写開始部位に即座に融合されるウシ
αS1カゼインプロモーターを含む(図2、パネルBを参照のこと)。従って、
αS1−カゼイン転写開始部位およびα−グルコシダーゼ転写開始部位は、この
構築物において22bp離れている。従って、α−グルコシダーゼ5’UTRを
保存しない。この構築物はまた、図2、パネルBにおいて示されるようなヒト酸
性α−グルコシダーゼポリアデニル化シグナル配列および3’隣接配列を含む。
αgluex2と異なる。エキソン20におけるSphI部位を、ウシαS1−
カゼイン3’配列をヒト酸性α−グルコシダーゼ構築物と融合するために用いた
。このポリアデニル化シグナルは、この3’αS1−カゼイン配列中に位置する
(図2、パネルC)。
αgluex2と異なる。エキソン20におけるSphI部位を、ウシαS1−
カゼイン3’配列をヒト酸性α−グルコシダーゼ構築物と融合するために用いた
。このポリアデニル化シグナルは、この3’αS1−カゼイン配列中に位置する
(図2、パネルC)。
ントを、Hoefslootら(前出)によって単離した。これらのフラグメン
トを、カスタマイズされたポリリンカー(HindIII ClaI StuI
SstI BglII PvnI NcoI EcoRI SphI Xho
I EcoRI* SmaI/SfiI NotI EcoRI*(*=破壊され
た部位))を有するpKUN8ΔC(pKUN7ΔC誘導体)のBglII部位
中に連結した。この連結は、プラスミドp7.3αgluBES、p7.3αg
luBSE、p8.5αgluBSE、p8.5αgluBES、p10αag
luBSEおよびp10αgluBESを生成する、これらの2つの方向のフラ
グメントを生じた。
使用されるフラグメントの単離のために後で使用されることから、ヒト酸性α−
グルコシダーゼのイントロン17における遺伝子内NotI部位を、破壊しなけ
ればならなかった。従って、p10αgluBESを、ClaIおよびXhoI
を用いて消化し;3’α−グルコシダーゼの末端を含むフラグメントを単離した
。このフラグメントを、pKUN10ΔCのClaI部位およびXhoI部位に
挿入し、p10αgluΔNVを生じた。前もって、pKUN10ΔC(すなわ
ち、pKUN8ΔCの誘導体)を、NotIを用いてpKUN8ΔCを消化し、
Klenowを用いて粘着末端を充填し、そして続いて、平滑末端連結によりこ
のプラスミドをアニーリングすることによって得た。最終的に、p10αglu
ΔNVを、NotIを用いて消化した。これらの粘着末端をまた、Klenow
で充填して、そしてこのフラグメントを連結し、プラスミドp10αgluΔN
otIを生じた。
1−カゼイン配列との融合のために選択したことから、p8.5αgluBSE
を、BglIIを用いて消化し、その後、SstIを用いて部分消化した。エキ
ソン1〜3を含むフラグメントを単離し、そしてpKUN8ΔCのBglII部
位およびSstI部位に連結した。この生じたプラスミドを、以下のように命名
した:p5’αgluex1(図3、パネルAを参照のこと)。
あった。第1に、p10αgluΔNをBglIIおよびBamHIを用いて消
化した。エキソン16〜20を含むこのフラグメントを、単離した。第2に、p
5’αgluex1を、BglIIを用いて消化し、そして自己連結を防ぐため
に、および粘着BglII末端を脱リン酸化するために、ホスホリラーゼ(BA
P)を用いて処理した。BamHI粘着末端は、BglII粘着末端と適合可能
であるから、これらの末端は互いに連結する。この生じたプラスミド(すなわち
、p5’3’αgluex1)を、選択した。このプラスミドは、最終の構築工
程のために利用可能な独特なBglII部位を有する(図3、パネルBおよびパ
ネルC)。
のために、p7.3αgluBSEをBglIIを用いて消化し、8.5−kb
フラグメントを単離し、そしてBglII−消化および脱リン酸化されたp5’
3’αgluex1プラスミドに連結した。この生じたプラスミドが、pαgl
uex1である(図3、パネルC)。
を介して次の工程において組み込んだ。pWE15コスミドベクターを、Not
Iを用いて消化し、そして脱リン酸化した。ウシαS1−カゼインプロモーター
を、8 Rb NotI−ClaIフラグメントとして単離した(de Boe
rら、1991、(前出)を参照のこと)。ヒト酸性α−グルコシダーゼフラグ
メントを、同じ酵素を用いてpαgluex1から単離した。これらの3つのフ
ラグメントを、連結して、そして1046 E.coli宿主細胞において、S
tratagene GigapackIIキットを用いてパッケージングした
。この生じたコスミドc8αgluex1を、E.coli株DH5α中で、増
殖させた。このベクターを、マイクロインジェクションの前にNotIを用いて
線状化した。
αgluex1の構築と類似のストラテジーに従った。このプラスミドp5’α
gluStuIを、p8,5αgluBSEから、StuIを用いたこのプラス
ミドの消化、それに続く、エキソン2〜3およびこのベクター配列を含む、単離
されたフラグメントの自己連結により誘導した。プラスミドp5’αgluSt
uIを、PglIIを用いて消化し、それに続いて、NcoIを用いてこの線状
フラグメントを部分消化して、いくつかのフラグメントを生じた。エキソン2お
よび3を含む2.4kbフラグメントを単離し、そしてベクターpKUN12Δ
CのNcoI部位およびBglIIに連結し、p5’αgluex2を生じた。
pKUN12ΔCが、ポリリンカー(ClaI NcoI BglII Hin
dIII EcoRI SphI XhoI SmaI/SfiI NotI)
を含むpKUN8ΔCの誘導体であることに留意すること。
用いて消化した。このエキソン16〜20を含むフラグメントを単離し、そして
BglIIおよびHindIIIを用いて消化されたp5’αgluex2中に
連結した。この生じたプラスミドが、p5’3’αgluex2であった。p5
’3’αgluex2における中間のフラグメントを、pαgluex1につい
てのように挿入した。このために、p7.3αgluを、BglIIを用いて消
化した。このフラグメントを単離し、そしてBglII−消化および脱リン酸化
されたp5’3’αgluex2に連結した。この生じたプラスミド、pαgl
uex2を、c8αgluex−20およびc8,8αgluex2−20の構
築において使用した(図2、パネルBおよびパネルC)。
、パネルC)、α−グルコシダーゼの3’隣接領域を欠失した。これを達成する
ために、pαgluex2を、SphIを用いて消化した。このエキソン2−2
0を含むフラグメントを単離し、そして自己連結して、pαgluex2−20
を生じた。その後に、ウシαs1−カゼイン遺伝子の3’隣接領域を含むフラグ
メントを、SphIおよびNotIを用いた消化により、p16,8αgluか
ら単離した。このフラグメントを、ポリリンカー配列におけるSphI部位およ
びNotI部位を用いて、pαgluex2−20に挿入し、pαgluex2
−20−3αS1を生じた。
を導く構築における最終工程のような、3つのフラグメントの連結であった。p
αgluex2−20−3’αS1およびpαgluex2におけるClaI部
位が、メチル化のために切断可能でないようであったことから、プラスミドを、
E.coli DAM(−)株ECO343において増殖しなければならなかっ
た。その株から単離されたpαgluex2−20−3’αS1を、ClaIお
よびNotIを用いて消化した。エキソン2〜20および3’αカゼイン隣接領
域を含むフラグメントを、ベクター配列から精製した。このフラグメント(ウシ
αs1プロモーター(DeBoer(1991)および(1993)、前出を参
照のこと)を含む8kb NotI−ClaIフラグメント)およびNotI−
消化、脱リン酸化されたpWE15を連結し、そしてパッケージングした。この
生じたコスミドが、c8,8αgluex2−20である。
て構築した。第1に、コスミドc8,8αgluex2−20を、SalIおよ
びNotIを用いて消化した。αS1−プロモーターおよび酸性α−グルコシダ
ーゼ遺伝子のエキソン2〜6の部分を含む10.5kbフラグメントを、単離し
た。第2に、プラスミドpαgluex2を、SalIおよびNotIを用いて
消化し、酸性αグルコシダーゼ遺伝子の3’部分を含むフラグメントを得た。最
後に、コスミドベクターpWE15を、NotIを用いて消化して、脱リン酸化
した。これらの3つのフラグメントを、連結して、そしてパッケージングした。
この生じたコスミドが、c8αgluex2である。
受精マウス卵母細胞の前核に注入し、次いで、この卵母細胞を、偽妊娠マウスの
養母の子宮の中に移植した。この子孫を、クリップテイル(clipped t
ail)から単離されたDNAのサザンブロットによって、ヒトα−グルコシダ
ーゼcDNA遺伝子構築物またはゲノムDNA遺伝子構築物の挿入について分析
した。トランスジェニックマウスを選択し、そして育種した。
核に注入し、これを偽妊娠ウサギの養母(foster mother)の子宮
に移植した。この子孫を、α−グルコシダーゼDNAの挿入について、サザンブ
ロットにより分析した。トランスジェニックウサギを、選択し、そして育成した
。
分析) トランスジェニックマウスおよび非トランスジェニックコントロールからの乳
汁をウェスタンブロットによって分析した。このプローブは、ヒト酸性α−グル
コシダーゼに対して特異的な(すなわち、マウス酵素には結合しない)マウス抗
体であった。導入遺伝子1672および1673は、乳汁中にヒト酸性αグルコ
シダーゼの発現を示した(図4)。100〜110kDおよび76kDにおける
大きいバンドおよび小さいバンドが、α−グルコシダーゼについて予測されるも
のとして観察された。非トランスジェニックマウス由来の乳汁中に、バンドは観
察されなかった。
中の人工基質4−メチルウンベリフェリル−α−D−グルコピラノシドを用いて
測定した(Galiaard、Genetic Metabolic Dise
ase,Early Diagnosis and Prenatal Ana
lysis、Elsevier/North Holland、Amsterd
am、809〜827頁(1980)を参照のこと)。このcDNA構築物(図
1)を含むマウスは、1時間あたり0.2μmol/ml〜2μmol/mlで
変化する。このゲノム構築物(図2、パネルA)を含むマウス系統は、1時間あ
たり10μmol/ml〜610μmol/mlまでのレベルで発現した。これ
らの図は、180μmol/mgの組換え酵素の推定される比活性(Van d
er Ploegら、J.Neurol.235:392〜396(1988)
)に基づいて、1.3mg/l〜11.3mg/lまでの産生(cDNA構築物
)および0.05g/l〜3.3g/lの産生(ゲノム構築物)と同等である。
びSephadexTMG200上での乳汁の連続クロマトグラフィーにより、ト
ランスジェニックマウスの乳汁から単離した。7mlの乳汁を、10mMリン酸
ナトリウム、pH6.6および100mM NaClからなる3mlのCon
A緩衝液を用いて、10mlに希釈した。次いで、Con A緩衝液中のCon
Aセファロースの1:1懸濁液を加え、そしてその乳汁を穏やかな振とうで、
一晩、4度に置いた。次いで、Con Aセファロースビーズを、遠心分離によ
って収集し、そしてCon A緩衝液を用いて5回、100mMの代わりに1M
NaClを含むCon A緩衝液を用いて3回、100mMの代わりに0.5
M NaClを含むCon A緩衝液を用いて1回洗浄し、そして次いで、0.
5M NaClおよび0.1Mメチル−α−D−マンノピラノシドを含むCon
A緩衝液を用いてバッチ形式で抽出した。抽出されたサンプル中の酸性α−グ
ルコシダーゼ活性を、人工の4−メチル−ウンベリフェリル−α−D−グルコピ
ラノシド基質を用いて測定した(上記を参照のこと)。酸性α−グルコシダーゼ
活性を含む画分をプールし、濃縮し、20mMの酢酸Na、pH4.5および2
5mM NaClからなるSephadex緩衝液に対して透析し、そしてSe
phadexTM200カラムにアプライした。このカラムに、同じ緩衝液を流し
(run)、そして画分を酸性α−グルコシダーゼ活性およびタンパク質含量に
ついてアッセイした。酸性α−グルコシダーゼ活性に富み、そして実質的に他の
タンパク質を含まない画分を、プールし、そして濃縮した。記載されるような方
法は、Reuserら、Exp.Cell Res.155:178〜179(
1984)によって公開された方法と基本的に同じである。この方法のいくつか
の改変は、緩衝液系の正確な組成およびpH、ならびに精製工程の数およびカラ
ム材料における選択に関して可能である。
性の酸性α−グルコシダーゼにおける欠陥)を有する患者由来の培養された線維
芽細胞に対してこの酵素を投与することにより、リン酸化について試験した。こ
の試験において、マンノース6−ホスフェート含有タンパク質が、線維芽細胞の
細胞表面上のマンノース6−ホスフェートレセプターに結合され、そしてその後
、内部移行される。この結合は、遊離マンノース6−ホスフェートにより阻害さ
れる(Reuserら、Exp.Cell Res.155:178−189(
1984))。トランスジェニックマウスの乳汁から単離された酸性α−グルコ
シダーゼのリン酸化についての代表的な試験において、この酸性α−グルコシダ
ーゼを、20時間の間で、1時間あたり1μmolの4−メチル−ウンベリフェ
リル−α−D−グルコピラノシドを代謝するのに十分な量で、500μl培養培
地(10%ウシ胎仔血清および3mM Pipesを供給されたHam F10
)中の104〜106の線維芽細胞に添加した。この実験を、本質的に、Reu
serら、(前出)(1984)により記載されるように、競合因子として5m
Mマンノース6−ホスフェートを用いて、または用いないで行った。これらの条
件下で、患者の線維芽細胞の酸性α−グルコシダーゼは、健康な個体由来の線維
芽細胞において測定されるレベルに回復した。マウス乳汁から単離された酸性α
−グルコシダーゼによる内因性の酸性α−グルコシダーゼ活性の回復は、ウシ精
巣、ヒト尿およびトランスフェクトされたCHO細胞の培地から精製された酸性
α−グルコシダーゼによる回復と同様に有効であった。乳汁由来のα−グルコシ
ダーゼによる回復は、他の供給源由来のα−グルコシダーゼについて観察される
ように、5mMマンノース6−ホスフェートにより阻害された(Reuserら
、前出;Van der Ploegら、(1988)、前出;Van der
Ploegら、Ped.Res.24:90−94(1988))。
て、マウスの乳汁において産生される組換えα−グルコシダーゼのN末端アミノ
酸配列が、Hoefslootら、EMBO J.7:1697−1704(1
988)によって公開されたように、AHPGRPで開始するヒト尿由来のα−
グルコシダーゼの前駆体のN末端アミノ酸と同様であると示された。
25)。このモデルは、マウスα−グルコシダーゼ遺伝子の標的化された破壊に
よって産生された。グリコゲン含有リソソームが、肝臓、心臓および骨格筋にお
いて、誕生後すぐに検出された。明白な臨床症状は、比較的遅い年齢(>9ヶ月
)でのみ明らかになるが、心臓は代表的に拡大し、そして心電図は異常である。
での効果を研究するため、ノックアウト(KO)マウスモデルを用いて実行した
。これらの実験における組換え酵素を、基本的にトランスジェニックマウスから
の精製について上記されるように、トランスジェニックウサギの乳汁から精製し
た。
た。最後の酵素の投与の2日後に、その動物を殺し、そして器官をリン酸緩衝化
生理食塩水(PBS)を用いて灌流した。組織ホモジェネートを、GLU酵素活
性アッセイおよび組織グリコゲン含量のために作製し、そして種々の器官の薄切
片を、リソソームグリコゲン含量の蓄積を(電子顕微鏡を介して)可視化するた
めに作製した。内部移行されたAGLUの局在をまた、ヒト胎盤成熟α−グルコ
シダーゼに対するウサギポリクローナル抗体を用いて決定した。
それぞれ実験CおよびA)が、静脈内に注入した場合、2つのノックアウトマウ
スの群の種々の器官において、インビボで効率的に取り込まれることを示した。
実験Aはまた、2つの独立したウサギ乳汁供給源から精製したAGLUの取り込
みおよび分布には違いがないことを示した。
において見られたが、脳においては見られなかった。2つのKO動物に対する1
.7mgのAGLUの単回注射の2日後に、2つのPBS注射した正常コントロ
ールマウスまたは2つの異種KOマウスの器官において観察される内因性のα−
グルコシダーゼ活性レベルに近いかまたはずっと高いレベルを、観察した(実験
A)。試験された器官のうち、肝臓および脾臓は、定量的に、取り込みに関わる
主要な器官であるが、心筋および胸筋ならびに大腿筋もまた、有意な量の酵素を
取り込む。脳組織における有意な増加の欠如は、AGLUが血液脳関門を通過し
ないことを示唆する。この結果を、表2において要約する。
顕著な減少を、心臓および肝臓の両方において観察した。骨格筋組織における全
グリコーゲンに関する効果は、観察されなかった。しかし、一般的に、これらの
組織におけるAGLUの取込みは、試験された他の組織よりもより低かった。
方におけるリソソームのグリコーゲンの顕著な減少を示した。心臓のいくつかの
領域では、リソソームのグリコーゲンの減少が、これらの短期間の投与の後に観
察されなかったので、心臓組織において観察された効果は、局在していた。
ウエスタンブロット分析は、試験された全ての器官の成熟酵素に対して注射され
たAGLU完全なプロセシングを示した。このことは標的組織への取込み、なら
びにリソソームへの局在およびプロセシングを強く示唆している。毒性効果は、
3回の実験のいずれおいて観察されなかった。
ーナルウサギ抗体を用いた肝実質細胞のリソソームにおいて明白であった。心臓
および骨格組織におけるAGLUの存在は、より低い取込みのために明らかに、
この技術を用いた可視化にはより困難である。
のKOマウスの群の尾静脈に注射した。最初の用量は、2mg/マウス(68m
g/kg)、続いて12週間に渡って0.5mg/マウス(17mg/kg)で
あった。マウスの2つの群においては、さらに4週またはさらに11週のいずれ
かで、マウス当たり2mgの処置が続いた。注射を、マウスが、6〜7月齢のと
きに開始した。この齢のとき、KOモデルにおいて明確な組織病理学を行った。
最後の酵素投与の2日後に、動物を殺し、そして器官をリン酸緩衝化生理食塩水
を用いて灌流した。組織ホモジネートを、AGLU酵素活性アッセイおよび組織
グリコーゲン含量のために作製し、そして種々の器官の切片を、リソソームのグ
リコーゲン蓄積を(光学顕微鏡を介して)可視化するために作製した。
が、肝臓および脾臓における活性の上昇ならびに肝臓およびおそらく心臓におい
てグリコーゲンレベルの減少を有することを示した。1匹の動物は、筋肉におけ
る顕著なグリコーゲンの減少がなかったが、筋肉において上昇した活性を示した
。
ス(群B、3動物/群)は、上昇した活性が心臓および骨格筋において測定され
、そしてグリコーゲンレベルの減少が脾臓でもまた見られたことを除いて、13
週間のみ処置されたマウスと同様の結果を示した。
ウス(群C、2動物/群)は、処置したマウスが、肝臓、脾臓、心臓および骨格
筋のグリコーゲンレベルにおいて明確な減少を示したことを除いて、他の2群と
同様の結果を示した。脳においては、最も高い用量であっても、活性化を検出し
得なかった。
表3に要約する。
0.5mg/マウスで最初の14週間、続いて2mg/マウスで11週間の処置
)で観察した。病理学の明らかな逆転が、種々の組織(例えば、心臓および胸筋
)において示された。
)の20%より大きい場合、ポンペ病は起こらないと報告されている。KOマウ
スのモデルを用いて得られたデータは、これらのレベルが、組換え前駆体酵素を
用いて非常に十分達成可能であることを示す。
の健康な男性ボランティアにおいて実施した。AGLUの用量は、25〜800
mgの範囲で、静脈内注入によって健康な男性成人ボランティアに投与した。ア
レルギーおよび過敏症の病歴を有する被験体は、本研究から除外した。被験体を
、5つの用量群に無作為化し、そしてAGLUを受ける各用量群(4被験体)ま
たは各用量レベルのプラセボ(1被験体)に無作為化した。全ての被験体は、2
用量の研究薬物を受け、これは、2週間をおいて投与した。用量のレジメンは以
下の通りである: A 25mg:群1、処置期間1 B 50mg:群1、処置期間2 C 100mg:群2、処置期間1 D 200mg:群3、処置期間1 E 400mg:群2、処置期間2 F 800mg:群3、処置期間2 P プラセボ(1群および処置期間当たり1被験体)。
した。注入は、30分間の時間にわたって投与し、そして被験体を、注入の中止
後少なくとも2時間の間、半横臥の位置に保持した。
12、24、36および48時間に、その後ならびに5および8日目(第1期間
)、ならびに5、8および15日目(第2期間)に記録した。生命徴候、ECG
および身体的な診察もまた、処置期間を通して定期的にモニターした。
めに採取した。被験体の尿を収集し、そして標準的な範囲の実験室分析を行った
(AGLUの決定を含む)。
びECG測定の臨床的に有意な変化はなかった。全ての用量の全ての被験体でモ
ニタリングした有害事象の結果を、表4に要約する。
酸性α−グルコシダーゼの安全性および効果に関する試験を実施した。4人の乳
児患者および3人の若年患者を募集した。乳児に、滴定された15〜20mg/
kgの開始用量〜40mg/kgを投与し、そして若年者には10mg/kgを
投与する。患者を、24週間処置する。
x) ・神経筋の発達 ・生存 ・筋内のクリゴーゲン含量 若年患者を、以下のさらなるパラメーターについて評価する。
le) 次に、同じ患者をαグルコシダーゼのさらなる投与に供し、乳児は15、20、
30または40mg/kgを受け、そして若年者には、24週間のさらなる期間
に対して10mg/kgを用いかつ上記に示したパラメーターによって評価した
。
2ヶ月以内の投薬量が40mg/kgで実施する。患者を24週間の間処置し、
次の診断基準によって評価する: 安全性パラメーター 実験室安全性データ 記録した有害事象 初期効果パラメーター:正常または穏和な遅延性の運動機能(motor f
unction)を組合せた診断後6ヶ月の、救命の介入(すなわち、24時間
より長い機械的人工呼吸器)無しでの生存(BSID II)。
量インデックスにおける変化;骨格筋酸性α−グルコシダーゼ活性およびグリコ
ーゲン含量における変化。
た背景(historical)コントロール群における10%の生存に比較し
た場合、α−グルコシダーゼ群中へ救命の介入無しに診断後6ヶ月において50
%の生存であることによって示され得る。
35歳未満であり、IIb型GSDの若年発症を有する。患者に、24週間の処
置期間の間、10mg/kgまたは20mg/kgで投与した。処置は、以下の
パラメーターによってモニターした。 安全性パラメーター 実験室安全性データ 記録した有害事象 初期効果 肺機能パラメーター(例えば、FVC、人工呼吸器上の時間) 筋強度 第2次効果 救命の介入パラメーター 生活の質 骨格筋酸性α−グルコシダーゼ活性 定量的目標 ベースラインを超えた初期効果パラメーターにおける20%の相対
的改善 効果に関する全ての定量的測定は、好ましくは、同時発生するコントロールまた
は背景のコントロールに対して統計学的に顕著であり、好ましくは、pが0.0
5未満である。
5mM リン酸ナトリウム、pH6.5、2%(w/w)マンニトール、および
0.5%(w/w)スクロース。上記の処方物を最終体積10.5mlに満たし
て20ccチュービングバイアルに入れ、そして凍結乾燥した。放出および臨床
使用の試験に関しては、注射のために各バイアルを10.3mlの滅菌生理食塩
水(0.9%)を用いて再構築し(USPまたは当量)、10.5mlの5mg
/ml □−Glu溶液を生じ、これを、直接投与し得るか、または患者特異的
な標的用量濃度に滅菌生理食塩水を用いて引き続いて希釈し得る。10.5ml
一服(バイアル中に総αグルコシダーゼが52.5mg)は、USPが推奨する
過剰量を含み、これは10ml(50mg)の抽出および送達(または、移動)
を可能にする。マンニトールは、適切なバルキング薬剤として機能を果たし、(
スクロース単独と比較して)凍結乾燥サイクルを短くする。スクロースは、クリ
オ/リオプロテクタント(cryo/lyoprotectant)として機能
を果たし、再構築後の凝集の有意な上昇を生じない。マンニトール(単独)処方
物の再構築は、繰り返して、凝集のわずかな上昇を生じた。凍結乾燥後、ケーキ
クオリティ(cake quality)は、受容可能であり、そして引き続く
再構築の回数は、有意に減少した。注入溶液のために、HSA/デキストロース
のよりも、生理食塩水が好ましい。生理食塩水が、2%マンニトール/0.5%
スクロース中での凍結乾燥と組合せて使用される場合、溶液は、静脈投与に関し
て受容可能な張度を有する。2%マンニトール/0.5%スクロース処方物を含
む凍結乾燥されたバイアルを、0.9%の滅菌生理食塩水(注射のための)を用
いて再構築し、5mg/ml □−Gluを生じる。
にモニターし、そして、有害事象または有害事象と疑われる事象において適切な
臨床的介入をとる。48時間のウインドウ(window)を、各注入に関して
可能にする。注入の比率を回数と共に増加させた注入スケジュールによって、有
害事象を減少または排除する。
たが、形式および詳細における種々の変化が、本発明の真の範囲から逸脱するこ
となくなされ得るということは、この開示を読むことより当業者には明らかであ
る。本出願に引用される全ての刊行物および特許文書は、あたかも各個々の刊行
物または特許文書がそのように個々に示される程度まで、全ての目的に関してそ
の全体が参考として援用される。
キソンが、白い四角によって表される;α−グルコシダーゼのcDNAが、陰を
付けた四角によって表される。αs1−カゼインのイントロンおよび隣接配列が
、太線によって表される。細線は、IgGのアクセプター部位を表す。転写開始
部位は、(1→)と記され、翻訳開始部位は、(ATG)と記され、終始コドン
は、(TAG)と記され、そしてポリアデニル化部位は、(pA)と記される。
遺伝子である。暗く陰を付けた領域は、αs1カゼイン配列であり、白い四角は
、酸性α−グルコシダーゼのエキソンを表し、そして白い四角の間の細線は、α
−グルコシダーゼのイントロンを表す。他の記号は、図1中の記号と同じである
。
は、白い四角によって表される;α−グルコシダーゼのイントロンおよび非翻訳
配列は、細線によって示される。pKUNベクター配列は、太線によって表され
る。
α−グルコシダーゼの検出。
Claims (34)
- 【請求項1】 ポンペ病を有する患者を処置する方法であって、該方法が、
治療的に有効な量のヒト酸性αグルコシダーゼを該患者に投与する工程を包含す
る、方法。 - 【請求項2】 前記患者に、1週間当たり少なくとも10mg/kg体重で
投与される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記患者に、1週間当たり少なくとも60mg/kg体重で
投与される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記患者に、1週間当たり少なくとも120mg/kg体重
で投与される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記患者に、1週間当たり単一投薬量のα−グルコシダーゼ
が投与される、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 前記患者に、1週間当たり3投薬量のα−グルコシダーゼが
投与される、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項7】 前記量が、少なくとも24週の期間にわたって1週間当たり
で投与される、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項8】 前記α−グルコシダーゼが、静脈内に投与される、請求項1
に記載の方法。 - 【請求項9】 前記α−グルコシダーゼが、トランスジェニック哺乳動物の
乳汁中に産生された、請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 前記患者が、乳児性ポンペ病を有する、請求項1に記載の
方法。 - 【請求項11】 前記患者が、少なくとも1歳になるまで生存する、請求項
10に記載の方法。 - 【請求項12】 前記患者が、若年性ポンペ病を有する、請求項1に記載の
方法。 - 【請求項13】 前記患者が、成人性ポンペ病を有する、請求項1に記載の
方法。 - 【請求項14】 前記α−グルコシダーゼが、主に110kD型である、請
求項1に記載の方法。 - 【請求項15】 前記患者におけるヒト酸性αグルコシダーゼのレベルをモ
ニタリングする工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項16】 前記患者においてα−グルコシダーゼの前記レベルが閾値
未満に低下した場合に、第2投薬量のヒト酸性αグルコシダーゼを投与する工程
をさらに包含する、請求項15に記載の方法。 - 【請求項17】 前記ヒトαグルコシダーゼが静脈内に投与され、そして投
与期間の間に投与速度が上昇する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項18】 前記投与速度が、前記投与期間の間に少なくとも10倍上
昇する、請求項17に記載の方法。 - 【請求項19】 前記投与速度が、5時間の間に少なくとも10倍上昇する
、請求項17に記載の方法。 - 【請求項20】 前記患者に、一連の少なくとも4投薬量が投与され、各投
薬量は前回の投薬量よりも高い強度である、請求項17に記載の方法。 - 【請求項21】 前記投薬量が、0.03〜3mg/kg/時間の第1投薬
量、0.3〜12mg/kg/時間の第2投薬量、1〜30mg/kg/時間の
第3投薬量および2〜60mg/kg/時間の第4投薬量である、請求項20に
記載の方法。 - 【請求項22】 前記投薬量が、0.1〜1mg/kg/時間の第1投薬量
、1〜4mg/kg/時間の第2投薬量、3〜10mg/kg/時間の第3投薬
量および6〜20mg/kg/時間の第4投薬量である、請求項21に記載の方
法。 - 【請求項23】 前記投薬量が、0.25〜4mg/kg/時間の第1投薬
量、0.9〜1.4mg/kg/時間の第2投薬量、3.6〜5.7mg/kg
/時間の第3投薬量および7.2〜11.3mg/kg/時間の第4投薬量であ
る、請求項22に記載の方法。 - 【請求項24】 前記投薬量が、0.3mg/kg/時間の第1投薬量、1
mg/kg/時間の第2投薬量、4mg/kg/時間の第3投薬量および12m
g/kg/時間の第4投薬量である、請求項23に記載の方法。 - 【請求項25】 前記第1投薬量、前記第2投薬量、前記第3投薬量および
前記第4投薬量が、15分間〜8時間の時間にわたって、各々投与される、請求
項20〜24のいずれかに記載の方法。 - 【請求項26】 前記第1投薬量、前記第2投薬量、前記第3投薬量および
前記第4投薬量が、それぞれ、1時間、1時間、0.5時間および3時間の時間
にわたって投与される、請求項20〜24のいずれかに記載の方法。 - 【請求項27】 滅菌形態の、生理学的に受容可能な緩衝液中にヒト酸性α
グルコシダーゼ、ヒト血清アルブミン、および糖を含む、薬学的組成物。 - 【請求項28】 リン酸ナトリウム緩衝液中にヒト酸性αグルコシダーゼ、
ヒト血清アルブミン、およびグルコースを含む、請求項27に記載の薬学的組成
物。 - 【請求項29】 水溶液中にαグルコシダーゼ、マンニトールおよびスクロ
ースを含む、薬学的組成物。 - 【請求項30】 前記糖が、マンニトールおよびスクロースを含み、そして
マンニトールの濃度が前記水溶液の1〜3% w/wであり、そしてスクロース
の濃度が前記水溶液の0.1〜1% w/wである、請求項27に記載の薬学的
組成物。 - 【請求項31】 マンニトールの濃度が2% w/wであり、そしてスクロ
ースの濃度が0.5% w/wである、請求項27に記載の薬学的組成物。 - 【請求項32】 水溶液中にヒト酸性グルコシダーゼ、マンニトールおよび
スクロースを含む薬学的組成物を凍結乾燥することによって産生される、凍結乾
燥された組成物。 - 【請求項33】 薬学的組成物であって、該組成物が、ヒト酸性α−グルコ
シダーゼ、マンニトール、スクロースおよび水溶液を含む第1組成物を凍結乾燥
して第2組成物を産生する工程;ならびに、生理食塩水中で該凍結乾燥された組
成物を再構成して第3組成物を産生する工程によって調製される、薬学的組成物
。 - 【請求項34】 前記ヒト酸性α−グルコシダーゼが、前記第1組成物およ
び前記第3組成物の両方において5mg/mlであり、前記マンニトールが、前
記第1組成物において2mg/mlであり、前記スクロースが、前記第1組成物
において0.5mg/mlであり、そして前記再構成工程において使用される前
記生理食塩水が、0.9% w/wである、請求項33に記載の薬学的組成物。
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