JP2003277294A - 造血幹細胞の末梢化 - Google Patents
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Abstract
胞を末梢化するための方法を提供する。第一の局面で
は、その方法は、CD34+細胞表面のVLA−4抗原
の阻止因子を投与する工程を包含する。第二の局面で
は、その方法は、CD34+細胞表面のVLA−4抗原
の阻止因子を投与すること、および、インビボにおいて
CD34+細胞増殖の刺激因子を投与することを包含す
る。本発明の方法は、癌治療あるいはAIDS治療、お
よび遺伝子療法に有用である。 【解決手段】 CD34+細胞を末梢化するための組成
物であって、VCAM−1またはフィブロネクチンに対
するCD34+細胞表面のVLA−4抗原の結合を阻止
する因子を含む、組成物。
Description
本発明は、末梢血中の造血幹細胞数を増加させるための
方法に関する。
よび赤血球系の系統を生じる原始的な方向づけられてい
ない前駆細胞(primitive, uncommitted progenitor cel
ls)である。幹細胞群は、骨髄中の全細胞のごくわずか
の割合を構成し、末梢血ではさらに少量の割合で存在す
る。
より特徴づけられる。Tsukamotoらの米国特許第5,061,6
20号(1991)には、幹細胞高濃縮細胞組成は、CD34+、CD1
0-、CD19-、およびCD33-であることが教示されている。
Leonら、Blood77:1218-1227(1991)には、CD34+細胞の約
1%、あるいは全骨髄細胞群の約0.01%は、CD33(骨髄系
統)、CD71(赤血球系統)、あるいはCD10およびCD5(B
およびTリンパ球系統)のような分化抗原を発現しない
こと、ならびに、成熟中のCD34発現の発現減少は、分化
抗原の発現増大に関連することが、教示されている。
細胞を特徴づけるために使用された。Sutherlandら、Pr
oc.Natl. Acad. Sci. USA 87:3584-3588 (1990)には、
原始幹細胞は、ダイズアグルチニンに結合せず、高レベ
ルのCD34を発現し、高平板効率で芽細胞コロニーを形成
し、長期培養初期細胞(LTC-IC)に富むことが、教示さ
れている。Craigら、BloodReviews 6:59-67 (1992)に
は、CFU-GMアッセイは、骨髄あるいは末梢血の幹細胞採
取物の造血前駆細胞生存性について最も広く使用される
測定法であり、CD34+パーセントによく相関することが
教示されている。Spangrude、ImmunologyToday 10:344-
350 (1989)には、幹細胞が、その他の骨髄細胞型に比較
して、ローダミン123を低レベルに蓄積することが教示
されている。Chaudhauryら、Cell66:85-94 (1991)に
は、幹細胞が、その他の骨髄細胞型に比較して、高レベ
ルのP-糖タンパク質を発現することが教示されている。
有効な化学療法アプローチおよび放射線療法アプローチ
にますます重要になってきた。化学療法および放射線療
法に対する最近のアプローチは、骨髄移植(BMT)を利
用する。BMTは、幹細胞、前駆細胞、およびより成熟し
た血液細胞を含有する生骨盤骨髄を1〜2リットル取り
出すこと、癌細胞を殺すために化学療法あるいは放射線
療法により患者を治療すること、および、骨髄細胞を静
脈に再導入することを包含する。しかし、BTMには多く
の不利益がある。BMTのためのBM採取には全身麻酔法が
必要であり、このため危険性および経費の両方が増大す
る。さらに、癌細胞が骨髄中に存在し、厳密に取り除か
れない場合には、疾患の再発は明瞭な危険性である。ま
た、癌細胞による骨髄の広範囲におよぶ侵入(骨髄腫、
ワルデンストレームマクログロブリン血症)が存在する
場合には、末梢血細胞が、自家移植(ABMT)での使用の
ために、唯一選択できるものである。結局、骨盤照射を
受けた患者は、ABMTの候補者ではない。
けている患者に幹細胞を自家供給するための、末梢血か
ら幹細胞を得る方法を提供するのに多大の興味が引き出
された。末梢血由来の幹細胞の自家供給は、化学療法あ
るいは放射線療法の多量投与使用をなすが、BMTより危
険性が少ない。さらに、末梢血由来の幹細胞の使用は、
幹細胞を得るための麻酔を必要としない。また、Lowr
y、Exp. Hematol.20:937-942 (1992)は、骨髄中の癌細
胞は末梢化しない傾向があることを教示している。しか
し、このような方法の重大な限界は、幹細胞は末梢血中
に通常はごく少量にしか存在しないことである。Lobo
ら、BoneMarrow Trasplantation 8:389-392(1991)は、
いかなる末梢化方法も行わずに集められた末梢血幹細胞
を加えても、骨髄除去(myeloablative)治療後の骨髄回
復を早めないことを教示している。これとは逆に、Haas
ら、Exp.Hematol. 18:94-98 (1990)では、組換えヒト顆
粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)で動員
された末梢血幹細胞の自家移植の成功が実証されてい
る。従って、末梢化法によって末梢血中の幹細胞数を増
加させることは、自家幹細胞移植源として末梢血を利用
する方法の成功にとって重要である。その他のサイトカ
インが、これに関して有用であり得る。RoweおよびRapo
port,J. Clin. Pharmacol. 32:486-501 (1992)には、GM
-CSFに加えて、マクロファージコロニー刺激因子(M-CS
F)、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、エリトロポエ
チン、インターロイキン-1、-2、-3、-4および-6、なら
びに、種々のインターフェロンおよび腫瘍壊死因子を含
む、その他のサイトカインは、多大の可能性を有するこ
とが示唆されている。
免疫アフィニティー法による末梢血からの幹細胞の精製
である。これらの方法は、化学療法を組み合わせた自家
幹細胞移植のみならず、遺伝子治療にもまた有望であ
り、ここでは、精製幹細胞は、欠陥遺伝子機能を修正す
るための遺伝子操作に必要であり、次に、失われた機能
を供給するために患者に再導入される。しかし、Edging
ton、Biotechnology 10:1099-1106 (1992)には、最近の
方法には、末梢化を行わずに、十分な細胞を処置するた
めに3回別々の4時間の期間が必要とされることが教示
されている。DePalma、GeneticEngineering News、Vol.
12、1992年5月1日には、これが、末梢化のためのG-CS
Fでの処置によって改良され得ることが教示されてい
る。
成するための新規な方法を開発することの重要性を明白
にする。1つの可能性は、骨髄環境から末梢に幹細胞を
放出する新規な方法を究明することである。残念なこと
に、インビボでの骨髄環境中の造血幹細胞を維持する分
子相互作用型については知られていない。最近、いくつ
かのインビトロ研究は、幹細胞と骨髄間質細胞との間の
結合におけるインテグリン、フィブロネクチン、および
その他の表面抗原の重要な役割に注目し始めた。
と細胞外マトリックスと間の相互作用、および、胚発育
およびT-細胞応答の制御に関連する相互作用を仲介す
る、16を超えるヘテロダイマーメンバーを有する膜内在
性糖タンパク質の大きなファミリーである。インテグリ
ン中、VLA-5(α5β1)複合体は広く分布し、フィブロ
ネクチンに対するレセプターとして機能する。VLA-4
(α4β1)複合体は、正常末梢血B細胞およびT細胞、胸
腺細胞、単球、および、ある種の黒色腫細胞、ならび
に、骨髄芽細胞および赤芽球上で相当なレベルで発現さ
れる。VLA-4のリガンドは、血管細胞付着分子-1(VCAM-
1)およびCS-1、フィブロネクチンのHepII領域内で代替
的にスプライシングされたドメインである。インテグリ
ンの別のグループ(CDIIa/CD18、CDIIb/CD18、およびCD
IIc/CD18)は、共通β2鎖を共有し、末梢T細胞、単球、
および成熟顆粒球上で可変的に発現される。β2-インテ
グリンのリガンドは、活性化内皮細胞に認められるIgス
ーパーファミリーのメンバー(ICAM-1およびICAM-2)を
含む。
(1992)では、インビトロモデルにおいて、VLA-4/VCAM-
1、VLA-5/フィブロネクチン、およびβ2-インテグリン/
ICAM-1間の相互作用が全て、骨髄間質細胞と、CD34を高
レベルで発現する細胞との付着に重要であることが教示
されている。Simmonsら、Blood80:388-395 (1992)に
は、インビトロモデルにおいて、間質細胞とCD34+細胞
との付着は、主にVLA-4/VCAM-1相互作用に依存し、VLA-
4あるいはVCAM-1のいずれかに対するモノクローナル抗
体でかなり制御されるが、フィブロネクチンは結合にあ
まり役割をなさないことが教示されている。Williams
ら、Nature352:438-441 (1991)には、インビボにおける
マウス研究によって、ネズミ造血幹細胞の間質細胞細胞
外マトリックス(ECM)への付着が、IIICSドメインの代
替スプライス領域を含むフィブロネクチンのタンパク質
分解フラグメントにより、ある程度は促進されることが
教示され、その相互作用がVLA-4によって仲介されるよ
うであることを示唆している。これらの全ての研究は、
幹細胞とそれらの微小環境との付着を阻むために抗体を
利用した。しかし、付着が起こった後に、このような相
互作用が可逆的か、あるいは混乱されるかは分析されて
いない。これらの結果は、骨髄環境と造血幹細胞との間
のどのような相互作用がインビボ環境内に幹細胞を維持
する原因となるのか、そして、このような相互作用が幹
細胞の末梢化の達成を混乱させるかどうかを決定するた
めにさらなる研究の必要性を示す。
セスを理解するための科学研究目的と、癌治療あるいは
遺伝子治療行程における自家幹細胞移植のための末梢化
のより良い方法の開発との両方のために、幹細胞末梢化
の新規な方法の必要性が存在する。おそらく、このよう
な方法は、現存する方法よりも、末梢血においてさらに
高レベルの幹細胞を産生する。
びCD34+細胞数を増加させる新規な方法を提供し、これ
はまた造血幹細胞およびCD34+の「末梢化(peripherali
zation)」あるいは「動員(mobilization)」として公
知である。この方法は、造血幹細胞およびCD34+細胞表
面上のVLA-4抗原の阻止因子を投与する工程を包含す
る。抗VLA-4あるいは抗VCAM-1抗体を含む種々の因子
が、このような阻止を仲介するために使用され得、それ
は、必要に応じて、1本鎖、ヒト化あるいはキメラ、そ
れらのFab、Fab'、F(ab')2あるいはF(v)フラグメント、
それらの重鎖あるいは軽鎖モノマーあるいはダイマー、
あるいはそれらの混合物、可溶性フィブロネクチン、CS
-1ペプチドあるいはアミノ酸配列EILDVあるいは同類置
換アミノ酸配列を含むフィブロネクチンペプチド、ある
いは可溶性VCAM-1、二官能性VCAM-1/Ig融合タンパク質
あるいはVCAM-1ペプチドであり得る。
療のみによるよりも、予測されるより多大の効果を有す
る、造血幹細胞およびCD34+細胞を末梢化するための新
規な方法を提供する。本発明のこの局面に従って、この
方法は、本発明の第一の局面のように、造血幹細胞およ
びCD34+細胞の表面のVLA-4抗原の阻止因子を、造形幹細
胞増殖刺激因子と組み合わせて投与することを包含す
る。造血幹細胞増殖刺激因子を投与する工程は、サイト
カイン、好ましくはG-CSF、幹細胞因子、全能性幹細胞
因子、幹細胞増殖因子、あるいはGM-CSF、しかし代替的
にM-CSF、エリトロポエチン、インターロイキン-1、-
2、-3、-4、-6、あるいは11を使用して、実施され得
る。
化学療法あるいは放射線療法を受けている患者に、末梢
血幹細胞を移植する改良方法を提供する。この方法で
は、骨髄除去化学療法あるいは放射線療法の実施前に、
造血幹細胞およびCD34+細胞の表面のVLA-4抗原の阻止を
仲介する因子の投与によって、患者の骨髄から幹細胞が
末梢化される。この因子はこれのみで投与され得るか、
あるいは、好ましくは幹細胞増殖を刺激する因子と組み
合わせて投与され得る。末梢化された幹細胞は、次に白
血球搬出(leukapheresis)により末梢血から回収され
る。次に、幹細胞は、抗CD34抗体による免疫吸着によっ
て回収された末梢化血液から濃縮される。必要に応じ
て、濃縮幹細胞は次に、幹細胞増殖を刺激する因子の存
在下での培養によって、エキソビボで増量される。骨髄
除去化学療法あるいは放射線療法の実施後に、濃縮およ
び必要に応じて増量された幹細胞が患者の循環血液に戻
され、骨髄中にそれ自身を植え付ける(engraft)。
髄除去化学療法あるいは放射線療法を受けている患者
に、末梢血幹細胞を移植する改良方法を提供する。この
方法は、癌のために化学療法あるいは放射線療法を受け
ている患者に、末梢化幹細胞を移植することに関して記
載されているのと同じ工程を包含する。さらに、この方
法はまた、必要に応じて、AZT、可溶性CD4、およびAIDS
ウイルスあるいはアンチセンスあるいは抗原オリゴヌク
レオチドのCD4特異的阻止因子のような、抗ウイルス剤
のような抗HIV剤を、濃縮および必要に応じて増量され
た幹細胞を患者の循環血液に戻す前後に、患者に投与す
ることを包含する。この工程は、新たに戻された幹細胞
の子孫に残余ウイルスが感染することを阻む「掃討(mop
pingup)」機能をなす。
患および後天性疾患を有する患者に、遺伝子治療を実施
するための改良方法を提供する。この方法では、幹細胞
は、造血幹細胞およびCD34+細胞の表面のVLA-4抗原の阻
止を仲介する因子を投与することにより、患者の骨髄か
ら末梢化される。本明細書に前述した方法におけるよう
に、この因子は単独で、あるいは幹細胞の増殖を刺激す
る因子と組み合わせて投与され得る。次に、末梢血は白
血球搬出で集められる。そして、幹細胞は、抗CD34抗原
を用いた免疫吸着によって、回収末梢血から濃縮され
る。必要に応じて次に、濃縮幹細胞は、幹細胞の増殖を
刺激する因子の存在下での培養によって、エキソビボで
増量される。濃縮および必要に応じて増量された幹細胞
は次に、両栄養性(amphotrophic)レトロウイルスベクタ
ーあるいはその他の適切なベクターで形質導入され、そ
れは遺伝子疾患あるいは後天性疾患を改善する遺伝子を
発現する。必要に応じて、ベクターはまた、発現される
選択性マーカーを有し得、その場合、うまく形質導入さ
れた細胞は、選択性マーカーの存在について選択され得
る。形質導入されそして必要に応じて選択された幹細胞
は次に、患者の循環血液に戻され、骨髄にそれ自身が植
え付けられる。
帰巣、および幹細胞のサイトカイン誘導末梢化を研究す
るための実験モデルとして、造血幹細胞およびCD34+細
胞を末梢化する方法を提供することである。本発明のさ
らなる目的は、化学療法あるいは放射線療法後の自家移
植用の幹細胞富化末梢血を提供するための、造血幹細胞
およびCD34+細胞の末梢化を最適化する方法を提供す
る。本発明のさらなる目的は、化学療法あるいは放射線
療法後の幹細胞の自家移植、あるいは遺伝子治療での使
用のため、末梢血からの精製造血幹細胞および前駆細胞
の収量を最大にするためのCD34+細胞の末梢化方法を提
供することである。本発明のさらなる目的は、正常幹細
胞のサイトカイン誘導細胞分化あるいは夾雑白血病細胞
の増殖を起こす危険をともなわない、幹細胞およびCD34
+細胞を末梢化する方法の提供である。本発明のさらな
る目的は、白血球搬出を計画するための、末梢血中の前
駆細胞含量ピークに対する予測タイミングを有する末梢
化方法の提供である。
阻止因子を投与することにより、幹細胞およびCD34+細
胞を末梢化する方法を提供することによって、これらの
各目的を満たす。この効果は、このような阻止因子の使
用により増大され得、幹細胞を増幅するアプローチと結
び付いて相乗効果がもたらされる。
な説明 本発明は、造血幹細胞の操作に関する。より詳細には、
本発明は、造血幹細胞およびその他のCD34+細胞の末梢
化に関する。
よびCD34+細胞を末梢化する方法を提供し、この方法
は、造血幹細胞およびCD34+細胞表面のVLA-4抗原の阻止
因子を投与する工程を包含する。本発明の目的のため
に、用語「VLA-4抗原の阻止因子」は、間質細胞表面上
または細胞外マトリックス(ECM)中でVLA-4抗原とVCAM
-1あるいはフィブロネクチンとの相互作用を妨害し得る
因子を意味することを意図する。本明細書に実証されて
いるように、このようなVLA-4抗原の阻止は、幹細胞お
よびCD34+細胞の末梢化を引き起こす。この実証では、
阻止因子としてVLA-4に対するモノクローナル抗体が利
用された。当業者は、この実証を得て、VLA-4抗原を阻
止し得る任意の因子が、本発明の方法にうまく使用され
得ることを認識する。従って、本発明の目的のために、
造血幹細胞表面上のVLA-4抗原を阻止し得る任意の因子
は、本明細書の実施例に使用されているモノクローナル
抗体の等価物であると考えられる。例えば、本発明は、
少なくともペプチド、ペプチド疑似体、炭水化物、およ
びCD34+細胞あるいは造血幹細胞の表面のVAL-4抗原を阻
止し得る小さな分子を、等価物として意図する。
CD34+細胞表面のVLA-4抗原を阻止するために、本発明の
方法に使用される阻止因子は、モノクローナル抗体ある
いは抗体誘導体である。好ましい抗体誘導体には、ヒト
化抗体、キメラ抗体、一本鎖抗体、Fab、Fab'、F(ab')2
およびF(v)抗体フラグメント、および抗体重鎖あるいは
軽鎖のモノマーあるいはダイマー、あるいはそれらの混
合物が、包含される。同種移植拒絶を制御するためのモ
ノクローナル抗体OKT3の成功した使用は、ヒト化抗体が
好ましいが、ネズミモノクローナル抗体が治療適用に有
効であり得る。VLA-4に対するモノクローナル抗体は、
本発明に従う方法での好ましい阻止因子である。VLA-4
に対するヒトモノクローナル抗体は、本発明に従う方法
での別の好ましい阻止因子である。これらは、Boerner
ら、J.Immunol. 147:86-95 (1991)に記載のように、イ
ンビトロ感作ヒト脾細胞を用いて調製され得る。あるい
は、それらは、Perssonら、Proc.Natl. Acad. Sci. USA
88:2432-2436 (1991)に記載のような、あるいは、Huan
gおよびStollar, J. of Immunol.Methods 141:227-236
(1991)に記載のような、レパートリークローニングによ
り調製され得る。本発明の方法における別の好ましい阻
止因子は、抗VLA-4特異性を有するキメラ抗体、および
ヒト抗体定常領域である。これらの好ましい阻止因子
は、米国特許第4,816,397号、およびMorrisonら、Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 81:6851-6855 (1984)に例証され
ているような、人工認識法によって調製され得る。本発
明の方法でのさらに別の好ましい阻止因子は、抗VLA-4
特異性を有するヒト化抗体である。ヒト化抗体は、Jone
sら、Nature321:522 (1986); Riechmann, Nature 332:3
23 (1988); Queenら、Proc. Natl. Acad. Sci.USA 86:1
0029 (1989);およびOrlandiら、Proc. Natl. Acad. Sc
i. USA 86:3833 (1989)に記載のような、人工認識法に
従って調製され得る。当業者は、図5に示されているよ
うな、HP1/2の重鎖および軽鎖可変領域(配列番号1およ
び2)をコードするヌクレオチド配列に基づき、単に、
クローニング、変異誘発、および発現(抗体の発現につ
いては、例えば、Bossらの米国特許第4,923,805号を参
照のこと)の周知の方法によって、これらの好ましい阻
止因子を産生し得る。その他2つの好ましい阻止因子
は、本明細書に参考として援用されている米国特許第4,
946,778号に記載されているように調製され得る一本鎖
抗体;および、その教示が本明細書に参考として援用さ
れている米国特許第5,091,513号に記載されているよう
に調製され得る生合成抗体結合部位である。当業者は、
任意の上記の抗体あるいは抗体誘導体阻止因子が、本発
明の目的のためのこの用語の意味の中で、VLA-4のレセ
プターに結合し、そして造血幹細胞表面のVLA-4抗原を
阻止するための因子として作用することにより、本発明
の方法において作用し得ることを認識する。従って、本
発明の抗体および抗体誘導体阻止因子は、上記のよう
に、VCAM-1あるいはフィブロネクチンに対して結合特異
性を有する実施態様を包含する。なぜなら、これらの分
子は、幹細胞と間質細胞あるいは細胞外マトリックスと
間の付着に重要であるか、あるいはその他の組織および
血液を介する幹細胞の輸送を妨害すると思われるからで
ある。
方法に使用される阻止因子は、抗体あるいは抗体誘導体
ではなく、VLA-4に対する可溶性型の天然結合タンパク
質である。これらの阻止因子には、可溶性VCAM-1、二官
能性VCAM-1/Ig融合タンパク質、あるいはVCAM-1ペプチ
ド、ならびにフィブロネクチン、代替スプライス非III
型接続セグメントを有するフィブロネクチン、およびア
ミノ酸配列EILDVあるいは同様の同類置換アミノ酸配列
を含むフィブロネクチンペプチドが包含される。これら
の阻止因子は、幹細胞表面上のVLA-4に対する、間質細
胞あるいはECM結合の結合タンパク質との競合により作
用する。
阻止因子は、好ましくは非経口的に投与される。阻止因
子は、好ましくは薬学的に受容可能なキャリアを含有す
る滅菌薬学的組成物として投与され、このキャリアは、
水、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水、デキストロー
ス、グリセロール、エタノールなど、あるいはそれらの
組合せのような、多くの周知のキャリアであり得る。好
ましくは、阻止因子は、抗体あるいは抗体誘導体のとき
には、約0.1 mg/kg体重/日と約10 mg/kg体重/日との
間の用量で投与される。抗体あるいは抗体誘導阻止因子
でないときには、用量範囲は、好ましくは、これらの抗
体量に対するモル当量の間であるべきである。投与量の
最適化は、阻止因子の投与後の末梢血のCFU-GMアッセイ
あるいは末梢血中のCD34+細胞アッセイによって決定さ
れ得る。好ましい投与量は、末梢血中のCFU-GM含有量を
少なくとも10倍増加させる。
のみでの治療よりかなり有効である、造血幹細胞の末梢
化方法を提供する。本発明のこの局面に従って、この方
法は、インビボにおける造血幹細胞の増殖刺激因子を投
与する工程と組み合わせて、造血幹細胞表面のVLA-4抗
原の阻止因子を投与する工程を包含する。造血幹細胞表
面のVLA-4抗原の阻止因子を投与する工程は、本発明の
第一局面について記載されている様式と厳密に同じ様式
で実施される。インビボにおける造血幹細胞増殖の刺激
因子の投与工程は、好ましくは、サイトカイン投与を介
して実施される。
いサイトカインには、顆粒球コロニー刺激因子(G-CS
F)、幹細胞因子、全能性幹細胞因子(TSCF)、幹細胞
増殖因子(SCPF)、顆粒球マクロファージコロニー刺激
因子(GM-CSF)、マクロファージコロニー刺激因子(M-
CSF)、エリトロポエチン、インターロイキン-1、-2、-
3、-4、-6、および-11が包含される。最も好ましいの
は、G-CSF、幹細胞因子、およびGM-CSFであり、なぜな
ら、これら3つは全て、幹細胞増殖を引き起こすことが
公知であるからである。G-CSFおよびGM-CSFが前駆細胞
の増殖を刺激する能力は、それらが造血幹細胞の末梢化
を引き起こす能力(例えば、Haasら、Exp.Hematol. 18:
94-98 (1990)およびBlood 72:2074 (1988)を参照のこ
と)としてよく立証されている(例えば、Metcalf,Natu
re 339:27-30 (1989)を参照のこと)。この能力はま
た、幹細胞因子についても立証されている(Andrews
ら、Blood80:920-927 (1992))。さらに、本明細書に示
されているこれらのその他のサイトカインの多大の可能
性が認識されている(RoweおよびRapoport,J. Clin. Ph
armacol. 32:486-501 (1992))。本発明の目的のため
に、造血幹細胞の増殖刺激は、インビボにおけるこのよ
うな増殖を仲介し得る任意のサイトカインによって実施
され得る。従って、本発明の目的のために、造血幹細胞
のインビボにおける増殖を刺激し得る任意のサイトカイ
ンは、G-CSF、幹細胞因子、およびGM-CSFと等価である
と考えられ、これらもまた互いに等価であると考えられ
る。さらに、化学療法剤のみの使用で、前駆細胞の増殖
が導かれ得る。このような薬剤もまた、本発明に従った
方法に、VLA-4阻止因子と組合せられ得る。
サイトカインは、好ましくは、非経口投与される。サイ
トカインは、好ましくは薬学的に受容可能なキャリアを
含有する滅菌薬学的組成物として投与され、このキャリ
アは、水、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水、デキス
トロース、グリセロール、エタノールなど、あるいはそ
れらの組合せのような、多くの周知のキャリアであり得
る。好ましくは、サイトカインは、G-CSFのときには、
約1μg/kg体重/日と約50μg/kg体重/日との間の用量
で投与され、最も好ましくは、約10-15μg/kg体重/日
で投与される。最も好ましくは、サイトカインは、約4
日から約10日にわたる行程で投与される。投与量の最適
化あるいはサイトカインの組合せ(例えば、G-CSFおよ
びキットリガンド)は、サイトカインの投与および阻止
因子の投与後の末梢血のCFU-GMアッセイによって決定さ
れ得る。好ましい投与量は、サイトカインのみと比較し
て、末梢血1ミリリットル当りのCFU-GM数を少なくとも
5倍増加させるべきである。
るいはCD34+細胞表面のVLA-4抗原の阻止因子を投与する
工程およびこれらの細胞の増殖に対する刺激因子を投与
する工程は、共存的あるいは連続的に実施され得る。好
ましい実施態様では、この工程は、連続的に、好ましく
は、第一工程で、CD34+あるいは造血幹細胞増殖の刺激
因子の投与が実施される。
学療法あるいは放射線療法を受けている患者に、末梢血
幹細胞を移植する改良方法を提供する。この方法では、
化学療法あるいは放射線療法の実施の前に、幹細胞は、
造血幹細胞およびCD34+細胞の表面のVLA-4抗原の阻止を
仲介する因子を投与することにより、患者の骨髄から末
梢化される。この方法に使用される阻止因子は、好まし
くは、本発明の第一の局面の考察に記載されたこれらの
阻止因子から選択される。この因子は、単独あるいは幹
細胞の増殖を刺激する因子と組み合わせて投与され得
る。必要に応じてこの方法に使用される増殖刺激因子
は、好ましくは、本発明の第二の局面の考察に記載され
たそれらの増殖刺激因子から選択される。次に、末梢化
された幹細胞は、白血球搬出により末梢血から集められ
る。次に、幹細胞は、抗CD34抗体を用いる免疫吸着のよ
うなCD34アフィニティークロマトグラフィーにより、集
められた末梢化血液から濃縮される。このような幹細胞
濃縮は、当該分野に周知であり、例えば、Berenson,Tra
nsplantation Proceedings 24:3032-3034 (1992)により
記載され、これは本明細書に参考として援用されてい
る。次に、必要に応じて、濃縮幹細胞は、幹細胞増殖を
刺激する因子の存在下でそれらを培養して、エキソビボ
において増量される。このエキソビボ増量は、本発明の
第二の局面の考察に記載されている任意の増殖刺激因子
を単独あるいは組合せで用いて、実施され得る。末梢血
由来のCD34+細胞のこのようなエキソビボ増量は、当該
分野で周知であり、例えば、Bruggarら、Blood81:2579-
2584 (1993)に記載されている。化学療法あるいは放射
線療法の実施後に、濃縮および必要に応じて増量された
幹細胞は、次に患者の循環血液に戻され、骨髄中にそれ
自身が植え付けられる。
の、移植用の末梢化幹細胞の使用の価値は、当該分野で
認められ、Bensingerら、Blood 81:3158-3163 (1993);
Chaoら、81:2031-2035 (1993); KessingerおよびArmita
ge,Blood 77:211-213 (1991); Galeら、Bone Marrow Tr
ansplantation 9:151-155 (1992);およびSienaら、Bloo
d74:1904-1914 (1989)を含む、多くの参考文献に記載さ
れている。本発明に従うこの方法は、末梢血中にこのよ
うな幹細胞の濃度を増加させることにより、移植の成功
の可能性を大いに改良し、末梢血由来の幹細胞の移植に
改良を提供する。
細胞を、AIDSのために骨髄除去化学療法あるいは放射線
療法を受けた患者に移植する改良方法を提供する。この
方法は、癌のために化学療法あるいは放射線療法を受け
た患者に末梢化幹細胞を移植することについての記載と
同じ工程を包含する。さらに、この方法はさらに、必要
に応じて、AZT、可溶性CD4、および、AIDSウイルスある
いはアンチセンスあるいは抗原オリゴヌクレオチドのCD
4特異的阻止因子のような、抗ウイルス剤のような抗HIV
剤を、濃縮および必要に応じて増量された幹細胞を患者
の循環血液に戻す前後に、患者に投与することを包含す
る。この工程は、新たに戻された幹細胞の子孫に残余ウ
イルスが感染することを阻む「掃討」機能をなす。
HIVにより感染された血液中の任意の細胞を破壊するこ
とが一般的に予測される。従って、「掃討」工程は、こ
のような治療後の患者に移植された幹細胞の子孫に他の
場合では感染し得る任意の残余ウイルスを除去する作用
をなす。数種の因子が、このような「掃討」工程での使
用に有用であり得る。例えば、CD4特異的抗HIV因子およ
びアナログが、非感染CD34+細胞のHIVによる感染を予防
的に阻むことが示された。同様に、抗HIVオリゴヌクレ
オチドが、非感染細胞のHIV感染を阻むことが、例え
ば、米国特許第4,806,463号(その教示は本明細書に参
考として援用されている)に示されている。このような
オリヌクレオチドは、テスト期間100日までウイルス逸
脱を阻むことが示された。Lisziewiczら、Proc.Natl. A
cad. Sci. USA 90:3860-3864 (1993)を参照のこと。従
って、本発明に従うこの方法は、AIDSに対する新たな治
療アプローチを提供する。
遺伝子疾患および後天性疾患を有する患者に、遺伝子治
療を実施するための改良方法を提供する。この方法で
は、幹細胞は、造血幹細胞およびCD34+細胞表面のVLA-4
抗原の阻止を仲介する因子の投与により、患者の骨髄か
ら末梢化される。この方法に使用される阻止因子は、好
ましくは、本発明の第一の局面の考察に記載されている
阻止因子から選択される。本明細書に前述した方法にお
けるように、この因子は、単独あるいは幹細胞増殖を刺
激する因子と組み合わせて投与され得る。必要に応じて
この方法に使用される増殖刺激因子は、好ましくは、本
発明の第二の局面の考察に記載されている増殖刺激因子
から選択される。次に、末梢血は、白血球搬出により集
められる。幹細胞は次に、抗CD34抗体を用いる免疫吸着
により、集められた末梢血から濃縮される。このような
幹細胞濃縮は、当該分野で周知であり、例えば、Berens
on,Transplantation Proceedings 24:3032-3034 (1992)
に記載されており、この参考文献は本明細書に掲載され
ている。必要に応じて、濃縮幹細胞は次に、幹細胞の増
殖を刺激する因子の存在下で、エキソビボにて増量され
る。このエキソビボ増量は、本発明の第二の局面の考察
に記載されている任意の増殖刺激因子を単独あるいは組
み合わせて用いて、実施され得る。末梢血からのCD34+
細胞のこのようなエキソビボ増量は当該分野で周知であ
り、例えば、Bruggarら、Blood81:2579-2584 (1993)に
記載されている。濃縮および必要に応じて増量された幹
細胞は、次に両栄養性レトロウイルスベクター、あるい
はその他の適切なベクターで感染させられ、遺伝子疾患
あるいは後天性疾患を改善する遺伝子を発現する。必要
に応じて、ベクターはまた、発現される選択性マーカー
を有し得、うまく形質導入された細胞は、選択性マーカ
ーの存在について選択され得る。形質導入および必要に
応じて選択された幹細胞は、次に患者の循環血液に戻さ
れ、骨髄中にそれ自身が植え付けられる。レトロウイル
ス仲介遺伝子転移および次の患者への移植のための末梢
血由来の幹細胞の使用に対するアプローチの有用性は、
当該分野で認識され、例えば、Bragniら、Blood80:1418
-1422 (1992)に記載されている。本発明に従うこの方法
は、このような末梢血中の幹細胞濃度を増加させること
による、末梢血由来の幹細胞の移植に改良を提供し、こ
れによりレトロウイルストランスフェクションおよび次
の移植の成功の可能性を大いに改良し、そして部分的に
除去レジメ(ablativeregimens)を受けている患者への遺
伝子工学的に処理した細胞の繰り返し投与および形質導
入細胞の増殖促進因子の受容を可能にする。このような
幹細胞濃縮は、当該分野で周知であり、例えば、Berens
on,Transplantation Proceedings 24:3032-3034 (1992)
に記載されており、この参考文献は本明細書に掲載され
ている。
幹細胞あるいはCD34+細胞の末梢化方法は、これらの細
胞の骨髄への帰巣、およびそれらのある種の感染症およ
び外傷での往来に関連する、分子相互作用および分子シ
グナルの理解のために向けられた科学研究において価値
がある。本発明はまた、CD34+および造血幹細胞に富む
末梢血源を提供し、従って、本発明の方法を、化学療法
または放射線療法後の、あるいは遺伝子治療の行程にお
ける、これらの細胞型の自家移植を含む治療適用に有用
にする。本発明は、もっぱら現在のサイトカインに基づ
く方法に多くの利点を提供する。例えば、末梢化は、正
常細胞のサイトカイン誘導細胞分化あるいは夾雑白血病
細胞の増殖の危険性を伴わずに得られ得、細胞障害性因
子と組み合わされ得る。さらに、本発明の方法では、末
梢血中の前駆細胞のピークのタイミングは、一貫して最
初の抗体注入から約24時間と約72時間との間にあり、従
って、白血球搬出のための最も有益なタイミングをさら
に予測し得るようにする。
様の有効性は、実施例において実証されている。本発明
の第一の局面に従って、VLA-4に対するモノクローナル
抗体は、赤毛ザルおよびヒヒに投与された。マウスモノ
クローナルHP1/2であるこれらの抗体は、以前にPulido
ら、J.Biol. Chem. 266:10241 (1991)に記載され、そし
て、種々の細胞表面のVLA-4抗原を阻止することが知ら
れている。この場合に、これらの抗体の投与は、末梢血
中に存在するCFU-GMの80倍もの(平均40倍)増加をもた
らした。公知のCFU-GMアッセイは、PBSC採取物の造血前
駆細胞の生存性についてもっとも広く使用されている測
定法であり、末梢血中に存在するCD34+細胞のパーセン
トとよく相関する(Craigら、BloodReviews 6:59-67 (1
992)を参照のこと)。従って、これらの結果は、造血幹
細胞およびCD34+細胞表面のVLA-4抗原の阻止因子の投与
により、造血幹細胞およびCD34+細胞の末梢化が生じる
ことを実証する。その上、この結果はヒトにも適用され
る。
するモノクローナル抗体が、G-CSFでの処置の5日後に
赤毛ザルに投与された。G-CSFがインビボにおいて造血
幹細胞およびCD34+細胞を刺激し得ることは、公知であ
る(Metcalf,Nature 339:27-30(1989)を参照のこと)。
G-CSF単独で、4および5日の処置によって、末梢血中に
存在するCFU-GMの増加をもたらした。G-CSF処置の停止
および抗VLA-4抗体での処置の開始後に、末梢血中のCFU
-GM数は、さらに劇的に増加した。G-CSF単独によるコン
トロール実験で確証されたように、G-CSF単独では、こ
の場合に認められた型のCFU-GMの処置後増加を引き起こ
さないことが、当業者により認識される。従って、これ
らの結果は、霊長類動物において、造血幹細胞およびCD
34+細胞表面のVLA-4抗原の阻止因子の投与は、これらの
細胞の増殖の刺激因子の投与と組み合わせて、相乗効果
を有する。これらの結果がヒトに対して等しく適用しな
いことを考える理由は存在しない。
人は、造血幹細胞およびCD34+細胞の表面のVLA-4抗原阻
止因子の投与が、間質細胞上あるいはECM中で、VLA-4
と、フィブロネクチンおよび/またはVCAM-1のようなそ
の微細環境リガンドとの間の相互作用の途絶を介して、
骨髄環境からの細胞放出を仲介することにより、これら
の細胞の末梢化を引き起こすと考える。造血幹細胞およ
びCD34+細胞の増殖刺激因子の投与は、少なくともある
程度の、これらの細胞数の絶対的な増加により末梢化を
引き起こすと考えられる。従って、幹細胞増殖刺激因子
との組合せで、VLA-4抗原の阻止因子投与は、相補的な
機構によって末梢化を達成すると考えられる。抗VLA-4
抗体とG-CSFと間の観察された相乗効果は、この解釈を
支持する。さらに、抗VLA-4抗体と5-フルオロウラシル
と間の観察された相乗効果は、さらにこの解釈を確証す
る。これらの機構は相補的であると思われるので、VLA-
4抗原の阻止因子の投与および増殖刺激が共存的あるい
は引き続いて実施されるにもかかわらず、観察された相
乗効果は注目されるべきである。
工程を包含する、CD34+細胞を末梢化する方法。 項2.前記阻止因子が、必要に応じて、ヒト、キメラ、
1本鎖、あるいはヒト化され得る抗VLA-4あるいは抗VCA
M-1抗体、あるいは、それらのFab、Fab'、F(ab')2、あ
るいはF(v)フラグメント、フィブロネクチン、代替スプ
ライス非III型接続セグメント、アミノ酸配列EILDVある
いはVLA-4仲介付着を阻止する同様の同数置換アミノ酸
配列を有するフィブロネクチンペプチド、可溶性VCAM-
1、二官能性VCAM-1/Ig融合タンパク質、およびVCAM-1ペ
プチドからなる群より選択される、項1に記載の方法。 項3.前記CD34+細胞の少なくとも一部が、造血幹細胞
である、項1に記載の方法。 項4.インビボにおいてCD34+細胞増殖の刺激因子を投
与する工程をさらに包含する、項1に記載の方法。 項5.インビボにおいてCD34+細胞増殖の刺激因子を投
与する工程をさらに包含する、項2に記載の方法。 項6.インビボにおいて造血幹細胞増殖の刺激因子を投
与する工程をさらに包含する、項3に記載の方法。 項7.前記刺激が、5-フルオロウラシル、あるいは、G-
CSF、幹細胞因子、GM-CSF、M-CSF、T-SCF、SCPF、IL-
1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、およびIL-11からなる群よ
り選択されるサイトカインに仲介される、項4に記載の
方法。 項8.前記刺激が、5-フルオロウラシル、あるいは、G-
CSF、幹細胞因子、GM-CSF、M-CSF、T-SCF、SCPF、IL-
1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、およびIL-11からなる群よ
り選択されるサイトカインに仲介される、項5に記載の
方法。 項9.前記刺激が、5-フルオロウラシル、あるいは、G-
CSF、幹細胞因子、GM-CSF、M-CSF、T-SCF、SCPF、IL-
1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、またはIL-11からなる群よ
り選択されるサイトカインに仲介される、項6に記載の
方法。 項10.前記サイトカインがG-CSFである、項7に記載
の方法。 項11.前記サイトカインがG-CSFである、項8に記載
の方法。 項12.前記サイトカインがG-CSFである、項9に記載
の方法。 項13.前記CD34+細胞表面のVLA-4抗原の阻止因子を投
与する前に、前記サイトカインが投与される、項10に
記載の方法。 項14.前記サイトカインが、阻止因子の前に投与され
る、項11に記載の方法。 項15.以下の(a)、(b)、(c)、(d)、および
(e)の工程を包含する、患者において癌を治療する方
法: (a)CD34+細胞を、このような細胞の表面のVLA-4抗原
の阻止因子を投与することにより末梢化する、工程; (b)白血球搬出により、該CD34+細胞を含有する末梢血
を集める、工程; (c)抗CD34抗体を用いる免疫吸着により該CD34+細胞を
濃縮する、工程; (d)該患者に化学療法および/または放射線療法を実
施する、工程;および、 (e)該濃縮CD34+細胞を、該患者の循環血液に戻す、工
程。 項16.白血球搬出の前に、インビボにおいてCD34+細
胞増殖の刺激因子を投与する工程をさらに包含する、項
15に記載の方法。 項17.前記患者の循環血液に戻す前に、エキソビボに
おいて濃縮CD34+細胞を増量する工程をさらに包含す
る、項15に記載の方法。 項18.前記患者の循環血液に戻す前に、エキソビボに
おいて濃縮CD34+細胞を増量する工程をさらに包含す
る、項16に記載の方法。 項19.以下の(a)、(b)、(c)、(d)、および
(e)の工程を包含する、患者においてAIDSを治療する
方法: (a)CD34+細胞を、このような細胞表面のVLA-4抗原の
阻止因子を投与することにより末梢化する、工程; (b)白血球搬出により、該CD34+細胞を含有する末梢血
を集める、工程; (c)抗CD34抗体を用いた免疫吸着により該CD34+細胞を
濃縮する、工程; (d)該患者に化学療法および/または放射線療法を実
施する、工程;および、 (e)濃縮CD34+細胞を、該患者の循環血液に戻す、工
程。 項20.前記患者の循環血液に濃縮CD34+細胞を戻す前
に、抗HIV因子を該患者に投与することをさらに包含す
る、項19に記載の方法。 項21.白血球搬出の前に、インビボにおいてCD34+細
胞増殖の刺激因子を投与する工程をさらに包含する、項
19に記載の方法。 項22.前記患者の循環血液に細胞を戻す前に、エキソ
ビボにおいて濃縮CD34+細胞を増量する工程をさらに包
含する、項19に記載の方法。 項23.白血球搬出の前に、インビボにおいてCD34+細
胞増殖の刺激因子を投与する工程をさらに包含する、項
20に記載の方法。 項24.前記患者の循環血液に細胞を戻す前に、エキソ
ビボにおいて濃縮CD34+細胞を増量する工程をさらに包
含する、項20に記載の方法。 項25.遺伝子疾患あるいは後天性疾患を有する患者に
遺伝子療法を実施するための方法であって、該方法が、 (a)CD34+細胞を、このような細胞表面のVLA-4抗原の
阻止因子を投与することにより末梢化する、工程; (b)白血球搬出により、該CD34+細胞を含有する末梢血
を集める、工程; (c)抗CD34抗体を用いる免疫吸着により該CD34+細胞を
濃縮する、工程; (d)該濃縮CD34+細胞を、レトロウイルスベクター、あ
るいは該遺伝子疾患または該後天性疾患を改善する遺伝
子を発現させるその他の適切なベクターでトランスフェ
クトする、工程;および (e)該感染細胞を該患者の循環血液に戻す、工程;を包
含する、方法。 項26.白血球搬出の前に、インビボにおいてCD34+細
胞増殖の刺激因子を投与する工程をさらに包含する、項
25に記載の方法。 項27.細胞感染の前に、エキソビボにおいてCD34+細
胞増殖の刺激因子を投与する工程をさらに包含する、項
25に記載の方法。 項28.細胞感染の前に、エキソビボにおいてCD34+細
胞増殖の刺激因子を投与する工程をさらに包含する、項
26に記載の方法。
好ましい実施態様をさらに例証し、全くどこにも限定す
ることを意図していない。
ノクローナル抗体HP1/2(1mg/kg体重/日)を、4日間
連続して静脈内に注射した。処置の間の種々の時点およ
び終了後に、末梢血を集めて、従来のフィコール-ハイ
パック(Ficoll-Hypaque)分離法によって、単球を集め
た。全白血球を、血液1ミリリットルあたり回収された
単球数から算出した。CFU-GMおよびBFUeを、従来のアッ
セイにより決定した(例えば、Papayannopoulouら、Sci
ence224:617 (1984)を参照のこと)。これらの研究の結
果を、2匹の赤毛ザル(パネルAおよびC)および1匹
のヒヒ(パネルB)について図1に示す。これらの結果
は、抗VLA-4モノクローナル抗体によるこれらの霊長類
動物の処置により、処置開始後の約2〜4日をピーク
に、全白血球数に少量の増加(2倍まで)が生じたこと
を実証する。さらに重要なことに、血液1ミリリットル
あたりの全CFU-GMは、処置開始後の約2〜4日をピーク
に、さらに劇的に増加した(約40倍)。もう1匹の赤毛
ザルでは、1回の抗体注射後、約8倍のCFU-GM増加が認
められた(データは示していない)。造血前駆細胞の潜
在的な再滞在、およびCFU-GMとCD34+の割合との間の相
関性を測定するための十分に確立されたCFU-GMアッセイ
を使用すると、これらの結果は、抗VLA-4抗体が幹細胞
の末梢化を引き起こすことを確証する。
用に重要であると広く考えられている。CD18に対する阻
止因子が幹細胞の末梢化を引き起こし得るかどうかを試
験するために、もう1匹の赤毛ザルを、CD18に対するモ
ノクローナル抗体で処置した。抗体を、2mg/kg体重/日
の投与量で3日間、静脈内注射して投与した。このコン
トロール実験の結果を図2に示す。全白血球数は、この
処置で増加し、これはウサギを用いた以前の実験と一致
する。しかし、全GFU-GMは、抗CD18モノクローナル抗体
での処置後に増加を示さなかった。従って、CD18が、幹
細胞に関連する相互作用に重要であると広く考えられて
いるが、CD18阻止因子は、幹細胞あるいは前駆細胞の末
梢化を導かない。これらの結果は、抗VLA-4モノクロー
ナル抗体での処置で観察される幹細胞の末梢化が、実際
にVLA-4の特異的阻止によるものであることを確証す
る。
た幹細胞の相乗的末梢化 ヒヒを、組換えヒトG-CSFで、1日に2回、5日間連続
で処置した。各G-CSF処置は、体重1キログラムあたり1
5μgのG-CSFの静脈内注射からなった。G-CSF投与の5日
後に、ヒヒに、隔日に2回、抗VLA-4モノクローナル抗
体(HP1/2)を注射した。各注射は、体重1キログラム
あたり1ミリグラムの抗体を含有した。全白血球および
CFU-GMを、実施例1に記載されているように決定した。
結果を図3に示す。図のパネルAに示すように、G-CSF
は、4および5日処置により、全白血球の著しい増加と
ともに、CFU-GMの予測された増加をもたらした。驚くべ
きことに、5日間のG-CSF処置の最終日の後の、抗VLA-4
抗体投与開始後に、さらにCFU-GMの著しい増加が認めら
れ、この場合は、全白血球は全く増加しなかった。この
第二の増加により、G-CSF単独に比較して、CFU-GM数で
約6倍の向上が得られた。同じプロトコールに従ってG-
CSFのみで処置されたコントロール動物は、処置の停止
後に、末梢血CFUの連続的な減少を示した(図3、パネ
ルBを参照のこと)。これらの結果は、抗VLA-4抗体で
の処置がCFU-GMのこの第二の増加に起因したことを示
す。従って、抗VLA-4抗体とG-CSFとの組み合せ処置は相
乗効果をもたらし、G-CSFあるいは抗VLA-4抗体のみのい
ずれかでの処置よりも、はるかにCFU-GMの増加をもたら
した。
増殖可能細胞の分析 実施例3に記載の実験では、高増殖可能(HPP)細胞も
また計数した。HPP細胞は、分析格子上に濃い密集増殖
の、直径0.5mmを超える、肉眼で見えるコロニーを生じ
る細胞である。これらの細胞の存在は、より多い再滞在
容量に関連し、このような細胞は初期前駆細胞と考えら
れる。結果を図4に示す。G-CSF処置のみと、抗VLA-4抗
体との組合せたG-CSF処置との間の末梢血HPP細胞で観察
された不均衡は、CFU-GMについて観察された不均衡より
もさらに大きい。これらの結果は、組合せ処置が、さら
に前駆細胞を産生するばかりか、潜在的により大きな再
滞在容量を有する初期前駆細胞もまた産生することを、
示唆している。
の処置から得られる幹細胞の相乗的末梢化 ヒヒを、体重1キログラムあたり100 mgの投与量の、化
学療法剤5-フルオロウラシルで処置した。開始の5日後
に、ヒヒに、抗VLA-4モノクローナル抗体(HP1/2)を隔
日に4回注射した。各注射は、体重1キログラムあたり
1ミリグラムの抗体を含有した。全白血球およびCFU-GM
を、実施例1に記載のように決定した。結果を図6に示
す。図のパネルBに示すように、5-フルオロウラシルの
みで、11日および12日に、CFU-GMのおだやかな増加が生
じた。しかし、5-フルオロウラシル後の抗VLA-4抗体の
投与は、CFU-GMのさらに劇的な増加を生じ、この増加は
5-フルオロウラシルのみで産生される10倍よりも大きか
った。これらの結果は、抗VLA-4抗体と5-フルオロウラ
シルとの組合せ処置が相乗効果を生じ、どちらかの因子
のみでの処置によるよりも、CFU-GMの多大の増加を引き
起こした。さらに、G-CSF/抗VLA-4抗体でともになされ
たときには、結果は、観察された相乗性が、1つの因子
による前駆細胞増殖の刺激、およびその他の因子による
骨髄からの前駆細胞の放出に起因するという理論を、強
く支持する。従って、これらの結果は、このような相乗
効果が、骨髄からの放出をもたらし得る任意の因子と共
に、増殖を刺激し得る任意の因子によって産生され得る
ことを、強く支持する。
補性決定領域(CDR)を、Kabatら、1991,第5版、第4
巻、Sequences of Proteins of Immunological Interes
t, U.S. Department ofHealth and Human Services, NI
H, USAの配列研究に従って、決定した。ネズミHP1/2 VH
のCDRは、アミノ酸31-35(CDR1)、50-66(CDR2)およ
び99-110(CDR3)(それぞれ、Kabat配列のアミノ酸31-
35、50-65および95-102に対応する)として本明細書で
開示されているヒト化VH配列中に示されている残基に対
応する。ネズミHP1/2VKのCDRは、アミノ酸24-34(CDR
1)、50-56(CDR2)および89-97(CDR3)として本明細
書で開示されているヒト化VK配列中に示されている残
基、およびKabat配列中の同じ残基に対応する。KabatNE
WMフレームワークを、重鎖CDRを受け入れるように選択
し、Kabat REIフレームワークを、κ鎖CDRを受け入れる
ように選択した。CDRのヒトフレームワーク中への移植
を、M13変異誘発ベクター、およびフレームワーク由来
の短い配列に隣接したHP1/2CDRコーディング配列を有す
る合成オリゴヌクレオチドを用いて、完了した。VH変異
誘発ベクター M13VHPCR1は、NEWMフレームワークを有
し、そしてOrlandiら、Proc.Natl. Acad. Sci USA 86:
3833-3837 (1989)に記載されている。VK変異誘発ベクタ
ーM13VKPCR2は、本質的にREIフレームワークを含有し、
フレームワーク4で、ValからGluへの1つのアミノ酸の
変化がある以外は、Orlandiらに記載されたM13VKPCR1と
同じである。移植された産物を、PCRで回収し、配列決
定のためにM13mp19にクローニングした。移植されたVH
配列[配列番号3]を図7のパネルAに示す。CDR移植に加
えて、この産物は、ネズミアミノ酸の27-30位、および9
4位のArgからAspへの変化をコードする。移植したVK配
列[配列番号4]を、図7のパネルBに示す。
989)の2工程PCR特異変異誘発法により導入した。VH配
列については、24位(Kabat番号)をValからAlaに、75
位(Kabat番号)をLysからSerに変化し、次に、アミノ
酸27-30位および94位を、NEWM配列に変異により戻し
た。最終のヒト化VH配列[配列番号5]を図8のパネルA
に示す。VK配列については、同じ2工程のPCR特異変異
誘発法を使用してさらなる改変を導入した。最終のヒト
化VK配列[配列番号6]を図8のパネルBに示す。
適切な発現ベクターにクローニングした。次に、適切な
ヒトIgG1、IgG4あるいはκ定常領域を、ネズミ可変領域
に関して適切なリーディングフレーム中でベクターに加
えた。次に、ベクターをYB2/0ray骨髄腫細胞(ATCCから
入手可能)に共形質導入し、次に両ベクターの存在につ
いて選択した。細胞上清のELISA分析は、これらの細胞
で産生されたヒト化抗体が、少なくともネズミHP1/2と
等しい効力であることを証明した。このヒト化抗体を発
現する細胞株を、1992年11月3日にATCCに寄託し、受託
番号CRL11175が与えられた。
梢化 実施例6に従って調製したヒト化抗VLA-4抗体を、幹細
胞の末梢化について試験した。ヒヒモデルを、3日毎日
の抗体注射に、再度使用した。この結果を図9に示す。
ネズミ抗体について以前に示したように、ヒト化抗VLA-
4抗体は、末梢化CFUの多大の増加を生じた。従って、ヒ
ト化VLA-4抗体は、ネズミモノクローナル抗体HP1/2と同
じ様式で、幹細胞および前駆細胞の末梢化を起こし得
る。この結果は、ヒト化抗体もまた、モノクローナル抗
体のように、幹細胞の末梢化に対して、G-CSFとの組合
せによって相乗的に作用し得ることを示唆する。
胞の末梢化 ネズミ抗体HP1/2由来のFabフラグメントを、幹細胞およ
び前駆細胞を末梢化する能力について試験した。実験
を、1mg/kgのFabフラグメントを、3日間、1日2回投
与して実施した。この場合には、程度の低い効果(ヒト
化抗体あるいはモノクローナル抗体に比較して)が認め
られ、これはFabフラグメントの迅速なクリアランスに
起因する。程度は低いが、観察された特徴的なBFU-eの
増加により、この結果を確認する。この結果は、抗VLA-
4抗体フラグメントが、幹細胞および前駆細胞の末梢化
を引き起こし得ることを実証する。このことは、抗VLA-
4Fabフラグメントが、幹細胞の末梢化に対してG-CSFと
の組合せによって相乗的に作用し得ることを示唆する。
さらに、Fabフラグメントが、抗原結合以外になんらか
のエフェクター機能を有することは知られていないの
で、この結果は、VLA-4に結合し、そのことによりVCAM-
1との相互作用を阻止し得る任意の阻止因子が、幹細胞
を末梢化し、そして、そうすることにおいて幹細胞増殖
を促進する因子と相乗的に作用し得ることを示唆する。
を末梢化するための方法を提供する。第一の局面では、
その方法は、CD34+細胞表面のVLA-4抗原の阻止因子を投
与する工程を包含する。第二の局面では、その方法は、
CD34+細胞表面のVLA-4抗原の阻止因子を投与すること、
および、インビボにおいてCD34+細胞増殖の刺激因子を
投与することを包含する。本発明の方法は、癌治療ある
いはAIDS治療、および遺伝子療法に有用である。
CD34+細胞数を増加させる新規な方法を提供する。
C)あるいはヒヒ(パネルB)の抗VLA-4抗体(ネズミ
モノクローナル抗体HP1/2)による処置前後の、末梢血
中の全白血球およびCFUのプロフィールを示す。破線
は、右側の縦軸に表示されているように、全白血球数を
示す。斜線の四角は、左側の縦軸に記録されているよう
に、CFU-GMを示す。黒白角は、左側の縦軸に表示されて
いるように、BFUeを示す。下向きの矢印は、抗体の投与
点を示す。横軸は、抗VLA-4抗体の最初の投与前後の日
数を示す。
C)あるいはヒヒ(パネルB)の抗VLA-4抗体(ネズミ
モノクローナル抗体HP1/2)による処置前後の、末梢血
中の全白血球およびCFUのプロフィールを示す。破線
は、右側の縦軸に表示されているように、全白血球数を
示す。斜線の四角は、左側の縦軸に記録されているよう
に、CFU-GMを示す。黒白角は、左側の縦軸に表示されて
いるように、BFUeを示す。下向きの矢印は、抗体の投与
点を示す。横軸は、抗VLA-4抗体の最初の投与前後の日
数を示す。
C)あるいはヒヒ(パネルB)の抗VLA-4抗体(ネズミ
モノクローナル抗体HP1/2)による処置前後の、末梢血
中の全白血球およびCFUのプロフィールを示す。破線
は、右側の縦軸に表示されているように、全白血球数を
示す。斜線の四角は、左側の縦軸に記録されているよう
に、CFU-GMを示す。黒白角は、左側の縦軸に表示されて
いるように、BFUeを示す。下向きの矢印は、抗体の投与
点を示す。横軸は、抗VLA-4抗体の最初の投与前後の日
数を示す。
物処置前後の、末梢血中の全白血球およびCFUのプロフ
ィールを示す。全ての記号は、図1の通りである。
体HP1/2による組合せ処置の結果を示す。パネルAで
は、細い下向きの矢印がG-CSF投与点を示し、太い下向
きの矢印が抗体投与点を示し、(三角を伴った)点線が
全リンパ球数を示す以外は、全ての記号は、図1の通り
である。パネルBでは、同じ記号が、GCSFのみで処置さ
れたコントロール動物の結果を示す。
(パネルA)、あるいはGCSFのみでの処置(パネルB)
の結果である、高増殖可能(HPP)前駆細胞(密集増殖
の直径が0.5mmを超えるコロニー)を示す。記号は図3
の通りである。
クローナル抗体HP1/2の重鎖および軽鎖の可変領域をコ
ードするヌクレオチド配列を示す。パネルAは、最初の
コドンの開始を示す最初のヌクレオチドを伴った、重鎖
可変領域をコードするヌクレオチド配列である。パネル
Bは、最初のコドンの開始を示す最初のヌクレオチドを
伴った、軽鎖可変領域をコードするヌクレオチド配列で
ある。
クローナル抗体HP1/2の重鎖および軽鎖の可変領域をコ
ードするヌクレオチド配列を示す。パネルAは、最初の
コドンの開始を示す最初のヌクレオチドを伴った、重鎖
可変領域をコードするヌクレオチド配列である。パネル
Bは、最初のコドンの開始を示す最初のヌクレオチドを
伴った、軽鎖可変領域をコードするヌクレオチド配列で
ある。
ズミモノクローナル抗体HP1/2による組合せ処置の結果
を示す。記号は、図3に記載の通りである。パネルA
は、組合せの結果を示し、対してパネルBは、5-フルオ
ロウラシル処置のみの結果を示す。
ズミHP1/2からのCDR-コーディング配列を有する、VH-コ
ーディング領域およびVK-コーディング領域のヌクレオ
チド配列を示す。パネルAは、移植VH配列を示す。パネ
ルBは、移植VK配列を示す。
ズミHP1/2からのCDR-コーディング配列を有する、VH-コ
ーディング領域およびVK-コーディング領域のヌクレオ
チド配列を示す。パネルAは、移植VH配列を示す。パネ
ルBは、移植VK配列を示す。
HP1/2の重鎖および軽鎖の可変領域をコードするヌクレ
オチド配列を示す。パネルAは、VH領域をコードするヌ
クレオチド配列である。パネルBは、VK領域をコードす
るヌクレオチド配列である。
HP1/2の重鎖および軽鎖の可変領域をコードするヌクレ
オチド配列を示す。パネルAは、VH領域をコードするヌ
クレオチド配列である。パネルBは、VK領域をコードす
るヌクレオチド配列である。
結果を示す。記号は、図3に記載の通りである。
ラグメントによる処置結果を示す。記号は、図3に記載
の通りである。
Claims (31)
- 【請求項1】 CD34+細胞を末梢化するための組成
物であって、VCAM−1またはフィブロネクチンに対
するCD34+細胞表面のVLA−4抗原の結合を阻止
する因子を含む、組成物。 - 【請求項2】 前記因子が、必要に応じて、ヒト、キメ
ラ、単鎖、あるいはヒト化され得る抗VLA−4あるい
は抗VCAM−1抗体、あるいは、それらのFab、F
ab’、F(ab’)2、あるいはF(v)フラグメン
ト、フィブロネクチン、代替スプライス非III型接続
セグメントを有するフィブロネクチン、アミノ酸配列E
ILDVあるいはVLA−4仲介付着を阻止する同様の
同類置換アミノ酸配列を含むフィブロネクチンペプチ
ド、可溶性VCAM−1、二官能性VCAM−1/Ig
融合タンパク質、およびVCAM−1ペプチドからなる
群より選択される、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項3】 前記CD34+細胞の少なくとも一部
が、造血幹細胞である、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項4】 前記組成物が、CD34+細胞増殖の刺
激因子とともに投与される、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項5】 前記組成物が、CD34+細胞増殖の刺
激因子とともに投与される、請求項2に記載の組成物。 - 【請求項6】 前記組成物が、造血幹細胞増殖の刺激因
子とともに投与される、請求項3に記載の組成物。 - 【請求項7】 前記刺激が、5−フルオロウラシル、あ
るいは、G−CSF、幹細胞因子、GM−CSF、M−
CSF、T−SCF、SCPF、IL−1、IL−2、
IL−3、IL−4、IL−6、およびIL−11から
なる群より選択されるサイトカインに仲介される、請求
項4に記載の組成物。 - 【請求項8】 前記刺激が、5−フルオロウラシル、あ
るいは、G−CSF、幹細胞因子、GM−CSF、M−
CSF、T−SCF、SCPF、IL−1、IL−2、
IL−3、IL−4、IL−6、およびIL−11から
なる群より選択されるサイトカインに仲介される、請求
項5に記載の組成物。 - 【請求項9】 前記刺激が、5−フルオロウラシル、あ
るいは、G−CSF、幹細胞因子、GM−CSF、M−
CSF、T−SCF、SCPF、IL−1、IL−2、
IL−3、IL−4、IL−6、またはIL−11から
なる群より選択されるサイトカインに仲介される、請求
項6に記載の組成物。 - 【請求項10】 前記サイトカインがG−CSFであ
る、請求項7に記載の組成物。 - 【請求項11】 前記サイトカインがG−CSFであ
る、請求項8に記載の組成物。 - 【請求項12】 前記サイトカインがG−CSFであ
る、請求項9に記載の組成物。 - 【請求項13】 前記組成物が、前記サイトカインの投
与後に投与される、請求項10に記載の組成物。 - 【請求項14】 前記組成物が、前記サイトカインの投
与後に投与される、請求項11に記載の組成物。 - 【請求項15】 癌を治療するための化学療法および/
または放射線療法を受ける前の患者から、CD34+細
胞を含有する末梢血を得るための組成物であって、該組
成物は、VCAM−1またはフィブロネクチンに対する
CD34+細胞表面のVLA−4抗原の結合を阻止する
因子を含み、CD34+細胞を含有する該得られた末梢
血は、該療法を受けた患者に戻すための濃縮CD34+
細胞を得るために使用される、組成物。 - 【請求項16】 癌を治療するための化学療法および/
または放射線療法を受ける前の患者から、白血球搬出に
よってCD34+細胞を含有する末梢血を得るための組
成物であって、該組成物は、VCAM−1またはフィブ
ロネクチンに対するCD34+細胞表面のVLA−4抗
原の結合を阻止する因子を含み、CD34+細胞を含有
する該得られた末梢血は、該療法を受けた患者に戻すた
めの濃縮CD34+細胞を得るために使用される、組成
物。 - 【請求項17】 癌を治療するための化学療法および/
または放射線療法を受ける前の患者から、エキソビボに
おいて増量されるためのCD34+細胞を含有する末梢
血を得るための組成物であって、該組成物は、VCAM
−1またはフィブロネクチンに対するCD34+細胞表
面のVLA−4抗原の結合を阻止する因子を含み、CD
34+細胞を含有する該得られた末梢血は、該療法を受
けた患者に戻すための濃縮CD34+細胞を得るために
使用される、組成物。 - 【請求項18】 CD34+細胞増殖の刺激因子をさら
に含有する、請求項15〜17のいずれか1項に記載の
組成物。 - 【請求項19】 癌を治療するための化学療法および/
または放射線療法を受ける前の患者から、CD34+細
胞を含有する末梢血を得るためのキットであって、該キ
ットは、請求項15〜17のいずれか1項に記載の組成
物およびCD34+細胞増殖の刺激因子を備える、キッ
ト。 - 【請求項20】 AIDSを治療するための化学療法お
よび/または放射線療法を受ける前の患者から、CD3
4+細胞を含有する末梢血を得るための組成物であっ
て、該組成物は、VCAM−1またはフィブロネクチン
に対するCD34+細胞表面のVLA−4抗原の結合を
阻止する因子を含み、CD34+細胞を含有する該得ら
れた末梢血は、該療法を受けた患者に戻すための濃縮C
D34+細胞を得るために使用される、組成物。 - 【請求項21】 AIDSを治療するための化学療法お
よび/または放射線療法を受ける前の患者から、白血球
搬出によってCD34+細胞を含有する末梢血を得るた
めの組成物であって、該組成物は、VCAM−1または
フィブロネクチンに対するCD34+細胞表面のVLA
−4抗原の結合を阻止する因子を含み、CD34+細胞
を含有する該得られた末梢血は、該療法を受けた患者に
戻すための濃縮CD34+細胞を得るために使用され
る、組成物。 - 【請求項22】 AIDSを治療するための化学療法お
よび/または放射線療法を受ける前の患者から、エキソ
ビボにおいて増量されるためのCD34+細胞を含有す
る末梢血を得るための組成物であって、該組成物は、V
CAM−1またはフィブロネクチンに対するCD34+
細胞表面のVLA−4抗原の結合を阻止する因子を含
み、CD34+細胞を含有する該得られた末梢血は、該
療法を受けた患者に戻すための濃縮CD34+細胞を得
るために使用される、組成物。 - 【請求項23】 抗HIV因子をさらに含有する、請求
項20〜22のいずれか1項に記載の組成物。 - 【請求項24】 CD34+細胞増殖の刺激因子をさら
に含有する、請求項20〜22のいずれか1項に記載の
組成物。 - 【請求項25】 AIDSを治療するための化学療法お
よび/または放射線療法を受ける前の患者から、CD3
4+細胞を含有する末梢血を得るためのキットであっ
て、該キットは、請求項20〜22のいずれか1項に記
載の組成物、ならびに抗HIV因子およびCD34+細
胞増殖の刺激因子から選択される少なくとも1つの因子
を備える、キット。 - 【請求項26】 遺伝子疾患または後天性疾患を治療す
るための遺伝子療法を受ける前の患者から、CD34+
細胞を含有する末梢血を得るための組成物であって、該
組成物は、VCAM−1またはフィブロネクチンに対す
るCD34+細胞表面のVLA−4抗原の結合を阻止す
る因子を含み、CD34+細胞を含有する該得られた末
梢血は、濃縮CD34+細胞を得るために使用され、該
濃縮CD34+細胞は、該遺伝子疾患または後天性疾患
を改善する遺伝子でトランスフェクトされ、そして該療
法を受けた該患者に戻される、組成物。 - 【請求項27】 遺伝子疾患または後天性疾患を治療す
るための遺伝子療法を受ける前の患者から、白血球搬出
によってCD34+細胞を含有する末梢血を得るための
組成物であって、該組成物は、VCAM−1またはフィ
ブロネクチンに対するCD34+細胞表面のVLA−4
抗原の結合を阻止する因子を含み、CD34+細胞を含
有する該得られた末梢血は、濃縮CD34+細胞を得る
ために使用され、該濃縮CD34+細胞は、該遺伝子疾
患または後天性疾患を改善する遺伝子でトランスフェク
トされ、そして該療法を受けた該患者に戻される、組成
物。 - 【請求項28】 遺伝子疾患または後天性疾患を治療す
るための遺伝子療法を受ける前の患者から、エキソビボ
において増量されるためのCD34+細胞を含有する末
梢血を得るための組成物であって、該組成物は、VCA
M−1またはフィブロネクチンに対するCD34+細胞
表面のVLA−4抗原の結合を阻止する因子を含み、C
D34+細胞を含有する該得られた末梢血は、濃縮CD
34+細胞を得るために使用され、該濃縮CD34+細
胞は、該遺伝子疾患または後天性疾患を改善する遺伝子
でトランスフェクトされ、そして該療法を受けた該患者
に戻される、組成物。 - 【請求項29】 CD34+細胞増殖の刺激因子をさら
に含有する、請求項26〜28のいずれか1項に記載の
組成物。 - 【請求項30】 遺伝子疾患または後天性疾患を治療す
るための遺伝子療法を受ける前の患者から、CD34+
細胞を含有する末梢血を得るためのキットであって、該
キットは、請求項26〜28のいずれか1項に記載の組
成物およびCD34+細胞増殖の刺激因子を備える、キ
ット。 - 【請求項31】 請求項1に記載の組成物およびCD3
4+細胞増殖の刺激因子を備える、キット。
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