JP2005514054A - プロフェッショナルおよびサイトカイン産生制御t細胞の誘導のための方法 - Google Patents

プロフェッショナルおよびサイトカイン産生制御t細胞の誘導のための方法 Download PDF

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Abstract

本発明の分野は、一般的に、抑制活性を持つT細胞を誘導するために用いる方法に関する。より具体的に、該方法は、増強された抑制活性を持つプロフェッショナル制御T細胞およびサイトカイン産生T細胞を生成するために使用する。

Description

本出願は、2001年12月21日に提出された米国特許出願番号60/374102および2002年4月19日に提出された米国特許出願番号60/342655の出願日の利益を請求するものである。
(本発明の分野)
本発明の分野は、一般的に、抑制活性を有するT細胞の誘導に使用される方法に関する。より具体的には、該方法は、強い抑制活性を持つプロフェッショナル制御T細胞およびサイトカイン産生T細胞を生成するために使用される。
多くの免疫不全(免疫疾患)は、自己と非自己を区別する免疫系の機能不全を特徴とし得る。例えば、自己免疫疾患は自己と非自己を区別する免疫系の機能不全によって引き起こされる。これらの疾患において、該免疫系は、自己組織に攻撃的に反応し、この反応が炎症および組織損傷を最終的に引き起こす。自己免疫疾患は、2つの基本的なカテゴリーに分類され得る:抗体媒介疾患、例えば、全身性エリテマトーデス(SLE)、尋常性天疱瘡、重症筋無力症、溶血性貧血、血小板減少症、グレーブス病、シェーグレン症候群および皮膚筋炎症;および細胞媒介疾患、例えば、橋本病、多発性筋炎、炎症性腸疾患、多発性硬化症、糖尿病、リウマチおよび強皮症である。
一方、外来抗原を認識し、応答する免疫系の能力は、ある状況においては望ましくない。例えば、臓器移植の拒絶反応、すなわち移植拒絶反応は、レシピエントの免疫系が外来組織適合性抗原を認識する場合に起きる。同様に、血縁でない(または同種(異型))ドナー由来の造血幹細胞の移植手術は、ドナー軸細胞調製物がTリンパ球を一般的に含有するために、致死的応答、いわゆる移植片対宿主病(GVHD)を誘因し得る。GVHDは、ドナーTリンパ球がレシピエントの組織適合性抗原を外来物質として認識し、多臓器機能不全および破壊によって応答する場合におこる。
自己免疫不全の症候を緩和するための方法および移植拒絶反応を防止するための方法には、強い抗炎症性および免疫抑制作用を持つステロイド、例えばプレドニゾンの使用が包含されるのが普通である。使用され得る他の強い免疫抑制薬物には、アザチオプリン、シクロスポリンおよびシクロホスファミドが包含される。これら全ての薬物は、免疫系の全体的な低下による好ましくない副作用をもっている。
さらに望ましいストラテジーは、望ましくない副作用を示さない方法を同定することであろう。制御T細胞(サプレッサーT細胞としても呼ばれる)を生成することにより免疫系を「リセットする」ための方法は、米国特許番号6228359および6358506、6557765ならびに米国特許出願番号09/653924および09/833526で説明されており、その全てを出典明示により本明細書の一部とする。これら方法は、病気に冒された個体における正常な制御細胞機能の修復を目的とする。
従って、本発明の目的は、自己免疫不全(疾患)を処置し、移植拒絶反応および移植片対宿主病となる免疫応答を防止するのに使用し得る制御T細胞を生成させるために、末梢リンパ様組織を処理する方法を提供することである。
(発明の要約)
上記の目的に従って、本発明は、ex vivo 末梢血液単球細胞(PBMC)の試料において制御T細胞を生成させるのに使用され得る組成物および方法を提供する。そのように生成された制御T細胞は、プロフェッショナルCD4+CD25+制御細胞またはサイトカイン産生制御細胞であり得る。好ましくは、制御細胞の数および抑制活性の両方が増加される。
制御組成物は、サイトカイン、T細胞アクチベーター、T細胞刺激因子、非Tアクセサリー(accessory)細胞および中和抗サイトカイン抗体を含む多数の成分を含み得る。これらの成分は、同じクラスの化合物由来の1以上の化合物を包含する全ての組合せで添加し得る。すなわち、2種以上のサイトカインを一緒に混合することもあり得る。また、該組成物は、様々のクラスの化合物、例えば1種以上のサイトカイン、T細胞アクチベーターなどの化合物を含み得る。
さらなる態様において、本発明は、本細書中に記載の制御組成物を用いて生成された制御T細胞を投与することを含む、異常型または望ましくない免疫応答を阻害する方法を提供する。
別の態様において、本発明は、本発明の方法、すなわち、制御組成物と細胞のインキュベーションを実施するためのキットを提供する。
(図面の簡単な説明)
図1A−Cは、大部分の通常のT細胞(conventional T cell)(2)およびバージンプロフェッショナル(professional)制御T細胞(3)を含むT細胞集団(1)で開始する制御T細胞を生成するための好ましい実施態様を示す。制御組成物を用いる、バージンCD4+CD25+細胞の標的化は、増強された抑制活性を持つ >50%活性化されたプロフェッショナル調節CD4+CD25+T細胞(4)を含む処理されたT細胞集団(6)を生成する。これらの細胞は、強い接触依存性の抑制活性(図1A)を発達させるために誘導されたバージン制御細胞または他のT細胞の子孫であり得る。
図1Bは、活性化されたプロフェッショナル制御T細胞(4)と通常のT細胞(2)を混合し、そしてT細胞アクチベーターにより刺激することを含む別の好ましい実施態様を示す。この実施態様において、プロフェッショナル制御細胞は、その他のT細胞を、T細胞耐性とよばれる現象によりサイトカイン産生T細胞(5)となるように誘導する。
別の実施態様において、CD4+CD25+の枯渇した通常のT細胞(2)の制御組成物による処理は、増強された抑制活性(図1C)を持つ活性化されたサイトカイン産生制御T細胞(5)となるようにこれら細胞を誘導する。
図2AおよびBは、TGF-βの共刺激が、全CD4+CD25+およびCD4+CD25−細胞のパーセンテージと絶対数を顕著に増加させることを示す。TGF-βの用量依存効果が示されている。また、TGFによって共刺激されたT細胞によって生成されるサイトカインも、CD8+細胞を増加させる。
図3は、TGF-βの抑制効果が、モノクローナル抗体でIL−2を中和することによって克服されていることを示す。TGF-βの用量依存性の共刺激特性は、少量の抗IL−2で消失される。このような用量では、TGF-βを含まないT細胞活性化に影響はなかった。大量の抗IL−2は、IL−2活性を完全に阻害し、順にTGF-βに対する抑制効果を導いた。
図4A−Fは、IL−2およびTGF−βの組合せが、プロフェッショナルCD4+CD25+細胞を刺激し、それらの抑制活性を増加させることを示す。このことは、T細胞アクチベーターとして同種抗原を用いることにより、CD4+CD45RA+細胞(図4AおよびB)のナイーブフラクションから単離された小さな「バージン」CD25+サブセットについて証明した。抑制は、3つのエフェクターと標的細胞の比によって、十分に確立されたクロミニウム放出アッセイを用いる刺激因子のリンパ芽球に対する細胞毒性のTリンパ球(CTL)活性の生成を阻害することによって評価した。ほとんどのCD4+CD25+細胞は、先に活性化されたもの、もしくはメモリーCD45RO+サブセットに含まれている。これら制御細胞の抑制活性を示す研究は、図4Cおよび4Dに示す。IL−2(10U/ml)±TGF-β1(1ng/ml)によって、5日間、他のT細胞に対する同種(異型)活性化されたメモリーCD4+CD25+細胞の抑制効果を示す。リンパ球の混合を、同じドナーで繰返し、活性化されたCD4+CD25+細胞を、1:10比で自家移植した応答T細胞に加えた。応答細胞を、カルボキシフルオロセインで標識し、循環CD8+細胞のパーセンテージおよび絶対数を、活性化6日後に評価した。白色棒線は、活性化されたCD4+CD25+細胞を添加しない循環CD8+細胞を示す。灰色の棒線はIL−2によって活性化されたCD4+CD25+細胞の効果を示し、黒色棒線はIL−2およびTGF-βによって活性化された細胞の効果を示す。抑制活性は、抗TGF-βによって低下されない。抑制活性を評価するために同種(異型)CTL活性の生成阻害を用いると、IL−2およびTGF-βの組合せ物は、通常のナイーブCD4+CD45RA+CD25細胞、および前もって活性化されたまたはメモリーCD4+CD45RO+CD25−細胞のサイトカイン-依存性抑制活性が増加する(図4EおよびF)。抗TGF-βは、コントロールCD4+細胞で観察されるレベルにCTL活性を増加することによって細胞の抑制効果を消失した。TGF-βの存在下で、スーパー抗原、スタフィロコッカス・エンテロトキシンBによって誘導される抑制活性は、抗TGF-βによって消失される。この実施例において、通常のCD4+CD25−細胞は、制御細胞となるように誘導される。
図5A−Dは、TGF-βの共刺激因子効果を媒介するCD25+サブセットの重大な役割を確認するものである。ナイーブCD4+CD45RO−細胞を調製し、これらを細胞選別化によってCD25+とCD25−細胞にさらに分画した。これらの細胞を、IL−2(10U/ml)±TGF-β1(1ng/ml)による同種(異型)混合リンパ球反応において活性化した。図5Aは、TGF-βが媒介した細胞数における2倍の増加は、<1%CD25+細胞の除去により消失されたことを示す。CD25+細胞とCD25−細胞との1:10の比での添加により、この効果が回復した。図5BおよびCは、TGF-βで誘導された細胞数の増加は穏やかであるが、細胞の表現型が著しく変化した場合と類似した実験を示す。TGF-βは、CD25およびCTLA−4の両方を発現する細胞の数を著しく増加させた。この効果はCD25+サブセットが除去された場合に失われた。CD25+細胞とCD25−細胞との1:10の比での添加は、この効果を回復させた。図5Dは、該細胞をTGF-βなしで再度刺激した場合、CD25+細胞を含有するそれらの調製物が、CD25+サブセットが除去された場合のものと比較して著しく増加したことを示す。
図6は、TGF-βで調節され、活性化されたCD4+CD25+細胞が、抑制活性を発生させるように通常のCD4+CD25−細胞を誘導し得ることを示唆する実験を示す。実験設計は、図5に示したものと同様である。TGF-β有りとTGF-βなしで同種活性化された、ナイーブCD4+細胞、精製CD25+細胞、CD25枯渇細胞、およびCD25+細胞とCD25−細胞の混合物を、新しいT細胞に1:10の比で添加し、同じ同種(異型)刺激因子細胞で同種(異型)活性化した。培養6日後のCD8+CD25+細胞のパーセンテージを測定した。水平の線は、添加されたCD4+細胞を含まないCD8+とCD25+細胞のパーセンテージを示す。CD25−細胞によってではなく、CD25+細胞によって顕著な抑制が示された。CD25+細胞をCD25−細胞と1:10の比で混合し、TGF-βで同種(異型)活性化した場合、それらの抑制活性は、同じような数の精製されたCD4+CD25+細胞に相当する。また、この実験は、IL−2およびTGF-βの抑制誘導特性が、CD4+細胞のCD25+サブセットに全く限定されないことを示す。CD25+細胞が枯渇されたナイーブCD4+CD45RA+細胞のIL−2およびTGF-β処理もまた、抑制活性を誘導した。この抑制は抗TGF-βで消失されなかった。
図7AおよびBは、IL−2およびTGF-βが、抑制細胞となるようにCD4+CD45RA+CD25−細胞を誘導する場合の他の実験を示す。多様なCD4+CD45RA+サブセットを、±TGF-βで活性化し、CTL活性の生成阻害による抑制活性について試験した。この実験において、全てのCD4+CD45RA+細胞の抑制活性は、CD4+CD45RA+CD25-サブセットと同一であった(図7A)。抗TGF-βは、この抑制活性を逆転させなかった(図7B)。
図8A−Jは、IL−2およびTGF-βが、CD4+CD45RO+CD25+細胞の、前もって活性化されたもしくはメモリーフラクションの増殖および抑制活性を、内生的抑制効果が克服された後に増強させることを示す。抑制因子細胞誘導に対するCD4+CD45RO+CD25+細胞の内生的ネガティブ・フィードバック効果は、TGF-βで全CD4+細胞を同種(異型)活性化して制御細胞を生成することによって示された。CTL活性の生成阻害は、抑制を評価するために用いた。TGF-βは、全体のCD4+細胞によって生成される抑制活性が、CD45ROサブセット、またはCD25+フラクションが枯渇した場合よりも有意に低いことを示す(図8AおよびB)。図8Cは、CD25+抑制細胞の除去により、同種(異型)活性化後のCD4+細胞の数が相応じて増加したことを示す。水平の線は、CD4+CD45RO+細胞の開始数を示す。大部分のCD4+CD25+細胞はCD45ROフラクションに含まれるため、TGF-βは、混合リンパ球反応の後に復活したT細胞数を確実に低下させた。図8D−Fは、IL−2が、TGF-βの阻害効果を克服し得るということを示す。CD4+CD45RO細胞を調製し、いくつかでCD25+細胞を枯渇していた。2つの集団は、上記のようにIL−2およびTGF-βによって同種(異型)細胞で刺激した。6日後に全数および発現するCD25およびCTLA-4を測定した。IL−2単独との比較において、IL−2およびTGF-βの組合せは、穏やかであるが、その全ての数(図8D)、CD25+細胞(図8E)、CTLA−4+の細胞数(図8F)を有意に増加させた。対照的に、TGF-βは、CD4+CD45RO+CD25−細胞に対する阻害効果を示した。これらの研究は、IL−2およびTGFの共刺激因子的効果が、特異的にCD4+CD45RO+CD25サブセットを標的としたことを示唆するものであった。図8Gは、IL−2およびTGF-βの組合せが、CD4+CD45RO+CD25+細胞の増殖を増加させることを示す。水平の線は、出発の細胞集団を示す。IL−2およびTGF-βにより、これらCD25+T細胞の数は、培地中で50%低下したが、それらはIL−2およびTGF-βで培養した場合33%増加した。図8Hは、CD122に関するTGF-β-依存性の上方調節を示す。CD25+が標的とされ、CD25+の枯渇はこの効果を消失させた。図8IおよびJは、CD25+枯渇ナイーブCD4+であっても、TGF-βの独立した抑制活性を発生させるように誘導し得ることを示す。IL−2をTGF-βに添加することにより、CD4+CD45RA+CD25−細胞が抗TGF-βによって消失されない強い抑制活性を発生させることを可能にした。
図9A−Dは、プロフェッショナルCD4+CD25+制御T細胞によって提示される特性を表す表面マーカーの発現に対するTGF-βの共刺激因子的効果を示す。CD25に加えて、これらはCTLA-4およびCD62Lを包含する。CD25+細胞、CTLA−4+細胞およびCD62L細胞の全数が、TGF-βを含有する培養物中で増加した(図9A、B、C)。さらに、TGF-βは、CD122、IL−2受容体のベータ鎖の発現を増強した(図9D)。この受容体は、IL−2とIL−15を結合し、シグナル伝達に関与する。該CD4+CD25+サブセットは、このサブセットの枯渇化が受容体発現の著しい増強を消失させたのでTGF-βの特異的な標的であった。
図10は、IL−2受容体のβ鎖を抗122で遮断することが、CD25+細胞の抑制活性を消失し得ることを示す。T細胞を同種(異型)細胞で刺激し、CTL活性を評価した。免疫磁気ビーズベッドを用いるCD25+細胞の部分的な枯渇はCTL活性を増強させたが、これは全抑制細胞活性が減少したことを示唆するものである。抗CD122の様々な用量でIL−2Rβ鎖からのIL−2シグナル伝達を遮断することにより、さらに強いCTL活性を増強した。この効果は、少量の細胞表面のCD25を用いてT細胞の活性を遮断し、CD25の発現を損失させる抑制細胞を阻害することを理由とする。
図11AおよびBは、IL−2およびTGF-βの組合せに加えて、IL−15およびTGF−βが、CD4+細胞に対して共刺激因子的効果を持つことを示す。CD4+細胞を、同種(異型)の非T細胞±TGF-βで刺激し、CD122およびCD25CTLA-4のダブルポジティブ細胞の発現をフローサイトメトリーで定量した。IL−15のTGF-βへの添加は、IL−2およびTGF-βの組合せと同様に、これらのマーカーの発現を増強した。
本発明の詳細な説明
本発明は、ex vivoで制御T細胞を生成する方法を目的とする。該方法は、ナイーブT細胞を単離すること、それらを制御組成物で処理することを包含する。制御組成物による処理は、生成された制御T細胞の数および抑制活性を増加させる。この増強された抑制活性は、T細胞の増殖および分化に非常に重要な細胞表面の受容体の誘導により媒介されると考えられる。
さらに、本明細書に記載の方法によって生成される制御T細胞は、増強された抑制活性を有する制御細胞を発生するように他のT細胞集団を誘導する。抑制活性を誘導するこの能力は、感染耐性と呼ばれる現象により起こりうる(参照、Waldmann H., et al, (1993) Science, 259:974-7)。制御T細胞は、自己反応性T細胞が活性化され、および免疫病理の原因となることを防ぐ。また、制御T細胞は細菌の抗原が免疫媒介組織損傷を誘導することを防止する(参照、Zheng, et al., (2002) J. Immunol., 169: 4183-4189)。
いくつかの制御T細胞サブセットは同定されてきた(参照、Zheng, et al., (2002) J. Immunol., 169: 4183-4189)。例えば、胸腺において、CD4+T細胞(CD4+CD25+)のサブセットは、IL−2受容体複合体(CD25)のα鎖を構成的に発現する。これらCD4+細胞は、自己免疫性および移植拒絶反応の防止、ホメオスタシスリンパ球増殖のコントロール、リンパ球ヌードにおける胚中心形成の調節を包含する広い範囲の抑制活性を示す。これら細胞は、接触依存、TGF-β依存、メカニズムによって抑制され、「プロフェッショナル」制御T細胞として呼ばれる。
Th3またはTh3様細胞とよばれる他の制御細胞は、TGF-βの免疫抑制レベルを生み出すCD4+またはCD8+T細胞のいずれかでありうる。これらの細胞は、経口または鼻腔内免疫化の応答において、末梢リンパ様組織、例えば粘膜リンパ様組織で生成する。Th3細胞は、実験的アレルギー性脳炎および糖尿病を含むいくつかの実験的自己免疫疾患において、保護的役割を果たす。
初代の通常のT細胞(CD4+CD25-)およびいくつかのバージンCD4+CD25+プロフェッショナル制御T細胞を含むナイーブCD4+細胞集団を、制御性組成物で処理すると、いくつかのバージンプロフェッショナル制御T細胞が刺激されて、増殖し、増強された抑制活性を有する活性化されたプロフェッショナル制御細胞が生成する(参照、図1A)。図1Aに示したように、ナイーブ(CD45RA+RO−)CD4+細胞は、一般的に99%の通常のT細胞(CD4+CD25-)である。しかし、制御組成物で活性化された場合、CD4+CD25+細胞のパーセンテージは、これらの細胞が処理されたCD4+細胞集団の全ての50%以上を含むように、著しく増加した。CD4+CD25+の集団は、バージンCD4+CD25+細胞の子孫、およびバージンCD4+CD25+細胞によって制御細胞となるように活性化されたその他のT細胞を包含する。この現象は、このサブセットを除去することによって排除され得るので、バージンCD4+CD25+制御細胞のサブセットに依存する(Yamagiwa et al, (2001) J. Immuno. 166:7282-89)。
活性化されたプロフェッショナル制御T細胞が、通常のT細胞と混合される場合、それらは、T細胞の活性化によって処理されるときにサイトカイン産生制御T細胞集団を生成する(図1B)。重要なことに、サイトカインを含む制御組成物による反復処理は、サイトカイン産生制御T細胞のこの集団を生成するのに必要でない。
また、サイトカイン産生制御T細胞は、通常のT細胞を制御組成物で処理することによってプロフェッショナルCD25+T細胞が枯渇した通常のT細胞から生成され得る(参照、図1C)。
すなわち、制御組成物とともにT細胞調製物における少数のバージンCD4+CD25+細胞を標的とすることにより、(1)強い抑制活性を有するプロフェッショナル制御T細胞の顕著な発現;および(2)サイトカイン産生細胞となる通常のT細胞の誘導を生じる。生成されたプロフェッショナルおよびサイトカイン産生細胞の集団は、処理されたT細胞集団の組成物、制御組成物の組成物および非Tアクセサリー細胞が添加されるかどうかに依存する。
上記アプローチの1つによって生成される1以上の制御T細胞サブセットの投与は、個体において望ましくない免疫応答を阻害するのに使用される。例えば、抗体媒介自己免疫不全に罹った個体において、本発明は、末梢血液T細胞の抗体産生を下方調節する能力を回復し、細胞媒介性免疫応答を回復する。細胞媒介機能不全に罹った患者において、本発明は、別のT細胞において細胞毒性のT細胞活性を抑制する制御T細胞を生成する。臓器移植を受けた患者において、本発明は、レシピエントT細胞がドナー臓器の破壊することから守る。軸細胞の移植を受ける患者において、本発明はドナー軸細胞がレシピエント細胞および組織を破壊することを防止する。
すなわち、本発明は、末梢血液単球細胞(PBMC)からT細胞を単離すること、およびそれらの細胞を、抑制活性を有する制御T細胞の生成を誘導する少なくとも1つの化合物を含む制御組成物で処理することを含む、制御T細胞を生成する方法を導き出す。
末梢Tリンパ球
成人のヒト免疫系、末梢T細胞において、CD4+およびCD8+の両方は、(a)活性化要件;(b)エフェクター機能(例えば、サイトカイン合成);(c)回帰挙動(homing behavior);(d)接着機能;および(e)細胞表面表現型を含む、多くの相関する機能的および表現型の特徴によって、2つの主なサブセット、ナイーブ対メモリー - エフェクターに分離し得る。未成熟(すなわち、新生児)免疫系において優性であり、大部分の成熟胸腺細胞に類似する推定ナイーブサブセットは、下記態様を示す:(a)リコール抗原にほとんどもしくは全く応答しない;(b)エフェクターシリン(cylines)、例えばインターフェロン-γを産生する能力をほとんどもたないか、もしくは全くもたない;(c)TCR媒介活性化のための高い共刺激要件;(D)MHCに制限された細胞毒性のT細胞中の不十分な成熟;(e)3次部位でなく2次リンパ様組織におけるin vivo局在化に有効;(f)アポトーシスおよび対応するこれらの機能的特徴に対する相対的に低い感受性;(g)高分子量の優性、CD45タンパク質チロシンホスファターゼの低活性RAアイソフォーム;(h)多くの一般的な接着分子、例えば、CD11a/CD18(LFA−1)、CD54(ICAM−1)、CD2、CD58(LFA−3)およびCD44、アポトーシス-トリガー分子のCD95/Faxおよび第3次皮膚選択性回帰受容体CLAの均一な低い発現;(i)末梢リンパ球ヌード回帰受容体L−セレクチンおよび共刺激性分子CD27の均一な高い発現;および(j)パイエル板回帰受容体α4β7インテグリンの均一な穏やかな発現 (Picker and Siegelman, (1999) "Lymphoid Tissue and Organs"in W. E. Paul, ed., Fundamental Immunology, 4th ed., chapter 14, pp 479-531)。
対照的に、リコール(recall)抗原に応答し得る莫大な数の細胞を含み、適当な活性化の後に前記のナイーブサブセットからin vitroで生じ得る該メモリー-エフェクターサブセットは、低分子量、高活性のROCD45アイソフォームを優先的に発現し、有効なエフェクター機能(例えば、エフェクターサイトカインの産生、細胞毒性)を提示し、そしてCD95/FAS発現の増加、アポトーシスに対する感受性の増加、CD11a/CD18などの上記の一般的な接着分子の高レベル、ならびにL−セレクチン、α4β7インテグリンおよびCD27の不均一な発現を示す(Picker and Siegelman, (1999) "Lymphoid Tissues and Organs in W. E. Paul, ed., Fundamental Immunology, 4th ed., chapter 14, pp 479-531)。メモリーエフェクターT細胞分化の特異的なマーカーは、広くヒトに通用するが、同様のナイーブメモリーT細胞の2つの分類が動物にも存在する。
このように、本発明の方法はT細胞の単離で始まる。下記に示すように、該方法は、ナイーブとメモリー-エフェクターT細胞の単離を提供する。CD45RA/ROを発現するT細胞を意味する本明細書中の「ナイーブT細胞」は、それらが免疫化抗原に暴露されていないために分化されておらず、本明細書中に記載のような「ナイーブT細胞」の特徴的な形態を持つ。CD45RA−/RO+を発現するT細胞を意味する本明細書中の「メモリー-エフェクターT細胞」は、免疫化抗原に暴露されているために分化されており、「メモリー-エフェクター」T細胞の上記の特徴的な形態を持つ。
T細胞の単離
末梢血液単球細胞(PBMC)を、標準技術を用いて、個体の静脈血液をヘパリン化して採取した(参照、Zheng, et al., (2002) J. Immunol., 169: 4183-4189)。本明細書中の「末梢血液単核細胞」または「PBMC」は、リンパ球(T細胞、B細胞、NK細胞などを包含する)および単球を意味する。好ましくは、赤血球を残すか、または患者に戻してPBMCのみを取り出す。当業者には既知のように、例えば、白血球処理(leukophoresis)技術を用いて行う。一般的には、5〜7リットルの白血球処理過程をなし、主にPBMCを患者から除き、残っている血液成分を戻す。細胞試料の回収は、当業者には既知の抗凝集剤、例えばヘパリンの存在下でなすのが好ましい。
一般的に、PBMCを含む試料は、広範な方法で前処理し得る。一般的に、該細胞は、回収と同時に濃縮しない場合、または細胞をさらに精製および/または濃縮しない場合に、一旦回収してから細胞をさらに濃縮する。該細胞を洗浄し、計測し、緩衝液中で懸濁せしめる。
一般的に、PBMCは、当業者に標準的な技術を用いて処理のために濃縮する。好ましい実施態様において、leukopheresis回収過程は、より完全な下記概説のように、滅菌されたleukopakにおいて制御組成物の試薬または用量を含有し得るPBMCが濃縮された試料をもたらす。一般的に、例えば、当業者には既知のFicoll-Hypaque 密度勾配遠心分離のような、さらなる濃縮/精製過程を実施する。
分離または濃縮方法は、抗体被覆磁気ビーズを用いる磁性分離、アフィニティー・クロマトグラフィー、もしくはモノクローナル抗体と結合するか補体を使用する細胞毒性薬物、固体マトリックスに結合したモノクローナル抗体を用いる「パニング」を含むが、これに限定するものではない。例えば、磁気ビーズ、アガロース・ビーズ、ポリスチレンビーズ、ホロー(follow)ファイバー膜およびプラスチック表面などの固体マトリックスに結合した抗体を直接分離に供しうる。抗体に結合した細胞は、細胞懸濁液から固体支持体を物理的に分離することによって、除去もしくは濃縮し得る。この抽出条件および方法は、用いられるシステムに対する特定のファクターに依存する。適切な条件の選択は当業者には既知であろう。
抗体は、ビオチンと共役し、支持体上に結合したアビジンまたはストレプトアビジンで除去し得るか、または蛍光活性化細胞ソーター(FACS)とともに用い得る蛍光色素に接合(結合)して、細胞分離を可能にし得る。全ての技術は、所望の細胞の生存性に有害でない限り用いることができる。
好ましい実施態様において、PBMCはオートメーション化された閉鎖系において分離する。そのような1つの例は、Nexell Isolex 300i Magnetic Cell Selection Systemである。一般的に、閉鎖系は、滅菌性を維持し、細胞分離、抑制細胞機能の活性化および開発に使用される方法の標準化を保証するのに好ましい。
好ましい実施態様において、例えば、自己抗体、阻害剤など、当業者には既知の技術を用いてPBMCは洗浄し、血清タンパク質および可溶性血液成分を除去する。一般的に、これは、生理的培地または緩衝液の添加の後の遠心分離を包含する。これを必要に応じて繰返してよい。PBMCは、生理学的培地中で、好ましくは、AIM−V血清不含培地(Life Technologies)(血清には、TGF-βの阻害剤の顕著な量が含まれるので)に再懸濁されるのが好ましいが、緩衝液、例えば、Hanks balanced salt solution (HBBS) または 生理学的生理食塩水緩衝液(PBS)は使用され得る)も用い得る。
好ましい実施態様において、末梢血液リンパ球(PBL)は、PBMCを、連続Percoll密度勾配に加えることによって調製し、高密度フラクションを回収した。ある実施態様において、PBMCは、PBLの単離前に上記のように、濃縮し、洗浄する。T細胞は、2-アミノエチルイソチオウロニウム臭化物処理されたSRBCを用いて直ぐにロゼット化することによって調製する。T細胞は、さらに、CD16、CD74およびCD11Bに対する抗体(Abs)を用いる染色および免疫磁気ビーズを用いて反応性細胞を消失させることによって、ロゼット化細胞からさらに精製する。このフラクション中のCD3+細胞の%は、96%よりも高いのが普通である(参照、Zheng, et al., (2002) J. Immunol., 169: 4183-4189)。
好ましい実施態様において、CD8+細胞は、負の選択によって調製する(参照、Zheng, et al., (2002) J. Immunol., 169: 4183-4189)。
好ましい実施態様において、CD4+細胞は、免疫磁気ビーズを用いる負の選択によって、CD8に対するAbsで染色されるT細胞から調製する。CD4+細胞の精製度は、95%よりも高いのが普通である。CD25枯渇T細胞は、細胞選別によってCD4+T細胞から調製する。選別の前に、CD4+CD25+集団は、全CD4+T細胞の中でおおよそ3-5%であった。選別後、CD4+CD25+集団は、0.3%よりも少なかった(参照、Zheng, et al., (2002) J. Immunol., 169: 4183-4189)。
好ましい実施態様において、CD4+細胞は、未分化のナイーブなCD4+T細胞のみを含むようにさらに精製する。これは、モノクローナル抗体を用いてCD45RO+細胞からCD4+細胞を枯渇することによって行う。
NKT細胞は、当業者には既知の標準技術によって単離しうる(参照、例えば、Gray, et al. (1998) J. Immunol., 160: 2248、出典明示により本明細書の一部とする)。
所望により、B細胞は、単球およびNK細胞の枯渇について5mM L−ロイシンメチルエステル(LME)により処理されたロゼッタ化していないPBMCから得る。このようにして得た細胞をCD3、CD16およびCD11bに対するAbsで染色し、免疫磁気ビーズによって反応性細胞を枯渇させる。得られる集団は、90%以上のCD20+および0.5%のよりも少ないCD3+である(参照、Zheng, et al., (2002) J. Immunol., 169: 4183-4189)。
ある実施態様においてT細胞サブセット、例えば、CD8+またはCD4+T細胞は、制御組成物による処理後までPBMCから単離しない。これらの実施態様において、T細胞は、制御組成物によって処理された後に単離し、1以上の処理されたT細胞サブセットは、免疫不全に罹っている患者に戻す。
上記の好ましい態様に加えて、当業者には周知のように、T細胞を単離するためにその他の多くの方法がある。
一旦精製または単離された細胞は、小分けし、好ましくは液体窒素中で凍結し、または下記のように即時使用し得る。凍結された細胞は、必要に応じて溶解して使用する。用い得る凍結保護剤は、ジメチルスルホキシドスルホキシド(DMSO)(Lovelock, J. E. and Bishop, M. W. H., 1959, Nature 183:1394-1395; Ashwood-Smith, M. J., 1961, Nature 190:1204-1205)、ヘタスターチ(hetastarch)、グリセロール、ポリビニルピロリドン(Rinfret, A. P., 1960, Ann. N.Y. Acad. Sci. 85:576)、ポリエチレングリコール(Sloviter, H. A. and Ravdin, R. G., 1962, Nature 196:548)、アルブミン、デキストラン、スクロース、エチレングリコール、i−エリスリトール、D−リビトール、D−マンニトール(Rowe, A. W., et al., 1962, Fed. Proc. 21:157)、D−ソルビトール、i−イノシトール、D-ラクトース、塩化コリン(Bender, M. A., et al., 1960, J. Appl. Physiol. 15:520)、アミノ酸(Phan The Tran and Bender, M. A., 1960, Exp. Cell Res. 20:651)、メタノール、、アセトアミド、グリセロールモノアセテート(Lovelock, J. E., 1954, Biochem. J. 56:265)および無機塩(Phan The Tran and Bender, M. A., 1960, Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 104:388; Phan The Tran and Bender, M. A., 1961, in Radiobiology Proceedings of the Third Australian Conference on Radiobiology, Ilbery, P. L. T., ed., Butterworth, London, p. 59)を含むが、これらに限定するものではない。典型的には、細胞は、10%DMSO、50%血清および40%RPMI1640 培地に保存する。細胞分離および精製方法は、米国特許番号5888499に記載されており、出典明示により本明細書の一部とする。
制御T細胞の生成
一旦単離されたT細胞を、制御組成物で処理し、増強された抑制活性を持った活性化された制御T細胞を生成する。本明細書中の「制御T細胞」は、他のT細胞における細胞毒性のT細胞活性を防止し、抗体産生を阻害し、遅延型高感受性応答を抑制し、単球または樹状細胞または抗原提示細胞としてのB細胞機能を阻害する能力を発展させるCD8+またはCD4+T細胞サブセットを意味する。上記で検討したように、いくつかの制御T細胞サブセットが存在する。これらのT細胞サブセットは、2つのカテゴリーに広く分けられる:(1)プロフェッショナル制御T細胞;および(2)サイトカイン産生制御細胞。
本明細書中「プロフェッショナル制御T細胞」は、α鎖のIL−2受容体複合体、CD25を構成的に発現するCD4+T細胞サブセットを意味する。すなわち、プロフェッショナル制御T細胞は、CD4+CD25+である。これら細胞は、抗体産生を下方調節すること、細胞毒性のT細胞活性を阻害すること、他のT細胞の活性化を抑制することを含む、広い範囲の抑制活性を示す。これら抑制活性は、他の細胞に直接結合するためにプロフェッショナル制御T細胞を必要とし(すなわち、接触依存性)、1以上の阻害シグナルを伝達する。サイトカイン、例えば、インターロイキン10またはTGF-βは、これら抑制活性の誘導に必要ではない(すなわち、サイトカイン依存);すなわち、活性は中和化モノクローナル抗体をこれらサイトカインに添加することによって消失しない。
プロフェッショナル制御T細胞は、バージンまたは活性化されたプロフェッショナル制御細胞としてさらに選別しうる。本明細書中「バージンプロフェッショナル制御T細胞」は、本明細書に記載の制御組成物で処理されていないプロフェッショナル制御T細胞を意味する。本明細書中「活性化したプロフェッショナル制御T細胞」は、本明細書に記載の制御組成物で処理され、そしてこの処理の結果として増強された抑制活性を示す、プロフェッショナル制御T細胞を意味する。活性化されたプロフェッショナル制御細胞は、CD4+細胞から誘導する。
本明細書中「サイトカイン産生制御T細胞」は、TGF-βの免疫抑制レベルを生成するNKT細胞、CD4+またはCD8+Th3またはTh3様細胞を意味する。これらの細胞がIL−2受容体複合体のα鎖を構成的に発現しない場合、それらはCD4+CD25−細胞である。サイトカイン産生制御T細胞も自己免疫的に抑制し得るが、それらは、Th1およびTh2細胞の一般的なフィードバックレギュレーターとしての主な機能である。活性化されたサイトカイン産生制御T細胞は、制御組成物で処理されたCD4+細胞、CD8+細胞またはNKT細胞から生じうる。
好ましい実施態様において、PBMCの処理または単離したT細胞サブセットは、制御T細胞の数およびそれら抑制活性の両方を増加する。図1に記載のようにT細胞集団においてバージンプロフェッショナル制御因子の数は、全体の1%より低い。制御組成物による処理の後、この集団のプロフェッショナル制御T細胞のパーセンテージは、1%より少なかったものから、10%以上に増加した。好ましい態様において、該集団のプロフェッショナル制御T細胞の%は、25%以上に増加した。さらに好ましくは、該集団のプロフェッショナル制御T細胞の%は、50%以上に増加した。より好ましくは、該集団のプロフェッショナル制御T細胞の%は、70%以上に増加した。
本明細書中「抑制活性」は、T細胞およびB細胞を包含する他のリンパ球、単球および樹状細胞の活性化を阻害するための制御T細胞の能力を意味する。本明細書中「増強された抑制活性」とは、TGF-βを含む制御組成物の存在下で活性化された制御T細胞を意味する。これら制御T細胞は、調節されていない制御細胞よりも少ない数で他の免疫細胞の活性を阻害し得る。プロフェッショナル制御T細胞の該抑制活性は、当業者には既知の同種(異型)混合リンパ球反応によって測定され、いくつかの図に記載されている。例えば、リンパ様組織から単離されるプロフェッショナル調節CD4+CD25+T細胞は、1:1〜1:4の比で他の細胞に添加した場合の抑制活性を示す(Shevach, E.M. (2000) Regulatory T cells in autoimmunity. Annu. Rev. Immunol.,18, 423-449)。対照的に、1:10から1:100以下の、TGF-βを含む制御組成物の存在下において生じる活性化したCD4+CD25+細胞は、強い抑制効果を発揮する(Yamagiwa et al, (2001) J. Immuno. 166: 7282-89).
一旦単離されてから、該細胞は制御組成物で処理する。本明細書中「処理する」は、該細胞が、制御T細胞活性を発生させるのに十分な期間、制御組成物でインキュベートすることを意味する。このインキュベーションは、生理的温度であるのが一般的である。
本明細書中「制御組成物」は、望ましくない免疫応答を抑制するようにT細胞を誘導し得る組成物を意味する。本明細書中の「望ましくない免疫応答」は、自己と非自己を区別したり、外来抗原に応答する免疫系、すなわち移植組織への免疫応答の欠陥を特徴とする免疫系の機能不全を意味する。すなわち、望ましくない免疫応答には、T細胞活性化の阻害、自発的抗体および自己抗体産生、または細胞毒性、または両方の阻害を含むが、これらに限定するものではない。
制御組成物は、多数の成分を含み得る:(1)サイトカイン;(2)刺激因子細胞(すなわち、照射をされたT細胞枯渇単球細胞(参照、米国特許出願番号09/833526);(3)T細胞アクチベーター;(4)非Tアクセサリー細胞;および(5)抗サイトカイン中和モノクローナル抗体を包含する。
制御組成物の濃度は、組成物中に含まれる化合物の同一性によって変化するが、一般に、生理学的濃度であり、所望の効果、すなわち制御細胞の特異的型の増強を提供するのに必要な濃度である。
一般的には、制御組成物は、サイトカインを包含する。適当なサイトカインには、IL−2、IL−4、IL−5、IL−15、TGF−βおよびTNF−αが含まれるが、これらに限定するものではない。好ましいサイトカインには、IL−2、IL−15およびTGF-βが含まれる。
好ましい実施態様において、TFG−βは、制御組成物の成分である。本明細書中で「形質転換増殖因子−β」または「TGF-β」は、3つのアイソフォームのTGF-β1、TGF-β2およびTGF-β3を包含するTGF-βのいずれか1つのファミリーを意味する;参照、Massague, J. (1980), J. Ann. Rev. Cell Biol 6:597. Lymphocytes and monocytes produce the β1 isoform of this cytokine(Kehrl, J.H. et al. (1991), Int J Cell Cloning 9: 438-450)。TFG−βは、処理される哺乳動物細胞に対して活性化するTGFβのいずれの形態でもあり得る。ヒトにおいて、組換えTFG−βは現在のところ好ましい。一般的には、使用されるTGF-βの濃度は、約2picograms/mlの細胞懸濁液から約10ngの範囲で、約10pgから約4ngが好ましく、約100pgから約2ngが特に好ましく、1ng/mlが理想的である。
好ましい実施態様において、IL−2を制御組成物において使用する。IL−2は、処理される哺乳類細胞に対して活性である、どのような形態であってもよい。ヒトにおいて、組換え体IL−2が現在のところ好ましい。一般的に、使用されるIL−2濃度は、細胞懸濁液の約1Unit/mlから約100U/mlの範囲で、約5U/mlから約25U/mlが好ましく、特に16U/mlが好ましい。好ましい実施態様においては、IL−2を単独で使用しない。
好ましい実施態様において、IL−15を、制御組成物において使用する。IL−15は、処理される哺乳動物の細胞に活性であるIL−15のいずれかの形態であってもよい。ヒトにおいては、組換え体IL−15が現在のところ好ましい。一般的には、使用されるIL−15の濃度は、約1Unit/mlから約100U/mlで、約5U/mlから約25U/mlの範囲の細胞懸濁液が好ましく、10U/mlが特に好ましい。好ましい実施態様においては、IL−15を単独で使用しない。
好ましい実施態様において、制御組成物はT細胞アクチベーターを含む。適当なT細胞アクチベーターは、可溶性抗原、抗原のペプチドフラグメント、同種(異型)抗原、抗CD2抗CD3抗CD28、LFA3および有糸分裂促進物を包含する。当業者には既知のように抗CD3、可溶性抗原および抗原のペプチドフラグメントは、T細胞受容体(TCR)アクチベーターである。
CD2はTリンパ球によって発現された細胞表面糖タンパク質である。本明細書中で「CD2アクチベーター」は、CD2シグナル経路を開始する化合物を意味する。好ましいCD2アクチベーターは、抗CD2抗体(OKT11, American Type Culture Collection, Rockville MD and GT2, Huets, et al., (1986) J. Immunol. 137:1420)を含む。加えて、制御組成物においてCD2リガンドLFA−3を包含する抗CD2抗体の組合せ物を用いうる。一般的には、使用されるCD2アクチベーターの濃度は、TGF-β産生を誘導するのに十分なものである。使用される抗CD2抗体の濃度は、約1ng/mlから約10μg/ml、範囲であって、約10ng/mlから約100ng/mlが特に好ましい。
ある実施態様において、細胞を活性化するための有糸分裂促進物を使用するのが望ましい;すなわち、多くの休止細胞は大量のサイトカイン受容体を含有しない。有糸分裂促進物、例えば、コンカナバリンA(ConA)またはブドウ状球菌エンテロトキシンB(SEB)の使用により、細胞の刺激がサイトカイン受容体を生成させることを可能にし、順に、本発明の方法をより効果的になし得る。有糸分裂促進物で用いる場合、当業者には知られているように、一般的に、1μg/mlから約10μg/mlの範囲の濃度で使用する。さらに、有糸分裂促進物、例えば当業者には既知のα-メチルマンノシドを除去するための成分によって細胞を洗浄することが望まれる。
好ましい実施態様において、非Tアクセサリー細胞または等価な代用物は、制御組成物に使用する。制御組成物において包含され得る非Tアクセサリー細胞は、B細胞、マクロファージ、単球および樹状細胞である。
好ましい実施態様において、抗サイトカイン中和化モノクローナル抗体を、制御組成物において使用する。適当な抗サイトカイン中和化モノクローナル抗体には、抗TGF-βが含まれる。
ある実施態様において、例えば、移植拒絶反応またはGVHDにおいて使用するための制御T細胞の生成、刺激因子細胞(例えば、照射を受けたT細胞枯渇細胞)は、制御組成物(参照、米国特許出願番号09/653924および09/833526)に含まれる。
従って、少なくとも1つの上記成分を含む制御組成物を、活性化された制御T細胞を生成するために使用し得る。この制御組成物は、化合物の同クラスからの1以上の化合物を含有しうる、すなわち、2以上のサイトカインを共に混合し得る。また、該組成物は、様々なクラスの化合物、例えば、サイトカインおよびT細胞アクチベーターなどの化合物を含有し得る。従って、下記:(1)1つのサイトカイン;(2)2以上のサイトカイン;(3)少なくとも1つのサイトカイン、およびT細胞アクチベーター;(4)少なくとも1つのサイトカイン、T細胞アクチベーター、および刺激因子;(5)少なくとも1つのサイトカイン、T細胞アクチベーター、および非Tアクセサリー細胞;および(6)少なくとも1つのサイトカイン、T細胞アクチベーター、および抗サイトカイン抗体、(7)非Tアクセサリー細胞を持つ、もしくは持たない、少なくとも1つのサイトカインおよび少なくとも1つのT細胞アクチベーター;および(8)非Tアクセサリー細胞を持つ、もしくは持たない、少なくとも1つのサイトカイン、少なくとも1つのT細胞アクチベーター、少なくとも1つの抗サイトカイン抗体;および(9)非Tアクセサリー細胞を持たない、もしくは持つ、少なくとも1つのサイトカイン、少なくとも1つのT細胞アクチベーター、少なくとも1つの刺激因子、少なくとも1つの抗サイトカイン抗体;を含有する制御組成物を用いて、活性化された制御T細胞を生成し得る。当業者には周知のように、上記に挙げた組み合わせ物は、網羅的という意味ではなく、本発明の制御組成物において包含され得る成分の起こり得る組合せ物についての例として提供されている。
当業者には分かるであろうが、使用される組合せ物は、T細胞増殖、T細胞分化もしくは両方が所望の結果であるかどうかによる。さらに、与えられた処理によって生成するプロフェッショナル制御細胞に対するサイトカイン産生制御細胞の数は、開始集団におけるCD4+CD25+細胞のパーセンテージに依存して変化し、T細胞アクチベーターおよびシグナルの特性は、非Tアクセサリー細胞によって提供される。
好ましい実施態様において、IL−2およびTGF-βを一緒に使用して、増強された抑制活性をもつ活性化された制御T細胞を生成する。当業者は分かるであろうが、プロフェッショナル制御T細胞およびサイトカイン産生T細胞の両方は、この制御組成物を用いて生成し得る。さらに、プロフェッショナル制御T細胞およびサイトカイン産生T細胞は、CD4+、CD8+、ナイーブCD4+細胞などを包含する様々なT細胞サブセットから生成せしめうる。
好ましい実施態様において、IL−15およびTGF−βは一緒に用いて、増強された抑制活性により活性化された制御T細胞を生成する。当業者にはわかるであろうが、プロフェッショナル制御T細胞およびサイトカイン産生T細胞の両方が、この制御組成物を用いて生成し得る。さらに、プロフェッショナル制御T細胞およびサイトカイン産生T細胞は、CD4+、CD8+、ナイーブCD4+細胞などを包含する様々なT細胞サブセットから生成せしめ得る。
好ましい実施態様において、IL−2、TGF-βおよびCD2アクチベーターを用いて、増強された抑制活性を有する活性化された制御T細胞を生成する。当業者にはわかるであろうが、プロフェッショナル制御T細胞およびサイトカイン産生T細胞の両方は、この制御組成物を用いて生成し得る。さらに、プロフェッショナル制御T細胞およびサイトカイン産生T細胞は、CD4+、CD8+、ナイーブCD4+細胞などを包含する様々なT細胞サブセットから生成し得る。他の好ましい組合せ物は、IL−15、TGF−βおよびCD2アクチベーターを包含する。
好ましい実施態様において、IL−2、IL−15およびTGF-βを用いて、増強された抑制活性を有する活性化された制御T細胞を生成する。
好ましい実施態様において、IL−2、TGF−βおよび抗サイトカイン抗体を用いて、増強された抑制活性を有する活性化された制御T細胞を生成する。他の好ましい組み合わせ物は、IL−15、TGF−βおよび抗サイトカインを包含する。
好ましい実施態様において、IL−2、TGF-βおよびTCRアクチベーターを用いて、抑制活性を持つT細胞を生成する。他の好ましい組合せ物は、IL−2、TGF-β、TCRアクチベーターおよび非Tアクセサリー細胞を包含する;IL−15、TGF−βおよびTCRアクチベーター;IL−15、TGF−β、TCRアクチベーターおよび非Tアクセサリー細胞。
当業者にはわかるであろうが、2次培養においてT細胞を制御組成物でもって、または制御組成物なしで反復刺激することは、最高の抑制活性を発現するのに必要であり得る。
好ましい実施態様において、T細胞アクチベーターを用いて、サイトカイン産生制御T細胞を生成する。この実施態様において、T細胞アクチベーターは、通常のT細胞と活性化されたプロフェッショナル制御T細胞とを組み合わせて使用し、活性化されたサイトカイン産生制御T細胞を生成する。
該細胞が処理されると、それらは抑制活性および患者への移植手術についての適合性について評価し得る。例えば、試料は、下記:滅菌試験;グラム染色、微生物研究;LAL試験;マイコプラズマ試験;細胞型を同定するためのフローサイトメトリー;機能試験などのために取出し得る。これのような、また、その他のリンパ球研究は、処理前および後になし得る。好ましい分析は、処理されたT細胞における免疫応答を顕在化し得る試験もしくは標的細胞集団を標識することであり、処理されたT細胞を標識集団とインキュベートし、抑制活性の指標として細胞生存性を測定することである(参照、各図面)。アッセイ、例えば、実施例1および図面の簡単な説明に記載のアッセイが、抑制活性を測定するために使用し得る。
アッセイ、例えば米国特許番号6,358,506に記載のような(出典明示により本明細書の一部とする)アッセイは、プロフェッショナル制御T細胞を同定するために使用しうる。中和抗体およびIL−10の処理細胞の集団への添加は、サイトカイン産生T細胞(参照、実施例1)を同定するために使用し得る。
制御T細胞の使用
抑制活性を持つT細胞が生成されたらすぐに、患者において免疫応答を緩和するために投与し得る。本明細書中で「免疫応答」は、外来または自己の抗原に対する宿主応答を意味する。好ましくは、抑制活性を持つT細胞は、外来抗原への異常型免疫応答または望ましくない免疫応答を防止するのに使用し得る。本明細書中「異常型免疫応答」は、自己と非自己を区別する免疫系の機能不全、または外来抗原への応答に対する機能不全を意味する。言い換えると、異常型免疫応答は、患者の症候に導く不適当に制御された免疫応答である。本明細書中の「不適当な制御」は、不適当な誘導、不適当な抑制および/または応答性がないことを意味する。異常型免疫応答には、下記に限定するものではないが、組織損傷および生物自身の組織についての抗体産生によって生じる炎症、IL−2、TNF−αおよびIFN−γの産生の阻害および細胞毒性または非細胞毒性作用のメカニズムによって生じる組織損傷が含まれる。本明細書中で「望ましくない免疫応答」は、移植患者において観察される外来抗原に対する応答を意味する。すなわち、望ましくない免疫応答には、GVHDおよび移植拒絶反応と関連した応答を包含する。
本明細書中の「患者」は、処置(理)される哺乳動物の対象を意味し、加えてヒトの患者が好ましい。あるケースにおいて、本発明の方法は、実験動物、獣医学的適用および疾患のためのマウス、ラットおよびハムスターを包含するゲッ歯類;および霊長類の動物モデルの開発に使用し得るが、これらの動物に限定するものではない。
好ましい実施態様において、本発明は異常型免疫応答を阻害する。抗体媒介自己免疫不全に罹患した患者において、本発明は、末梢血液T細胞を制御組成物でex vivo処理することにより、その能力を回復させて、抗体産生を下方調節し、細胞介在免疫応答を回復する。細胞媒介不全に罹患した患者において、本発明は、他のT細胞において細胞毒性のT細胞活性を抑制する制御T細胞を生成する。
従って、好ましい実施態様において、本発明は、患者において抗体媒介自己免疫不全を処理する方法を提供する。本明細書中「抗体媒介自己免疫疾患」は、個々のそれら自身の細胞または組織の構成成分に対する抗体を発生させる疾患を意味する。抗体媒介自己免疫疾患には、全身性エリテマトーデス(SLE)、尋常性天疱瘡、重症筋無力症、溶血性貧血、血小板減少症、グレーブス病、皮膚筋炎およびシェーグレン疾患を包含するが、これらに限定するものではない。本発明の方法を用いる処理に好ましい自己免疫疾患はSLEである。
さらに、抗体媒介不全に罹患する患者が、細胞媒介免疫応答における欠陥を持つことは、頻繁である。本明細書中「細胞媒介免疫応答における欠陥」は、感染に対する宿主防御の損傷を意味する。感染に対する損傷された宿主防御は、損傷された遅延過敏症、損傷されたT細胞の細胞毒性および損傷されたTGF-βの産生を包含するが、これらに限定するものではない。他の欠陥には、IL−10の産生増加およびIL−2、TNF−αおよびIFN−γの産生低下が含まれるが、これらに限定するものではない。本発明の方法を用いて、精製されたT細胞を刺激し、IL−2の産生、TNF−αおよびIFN−γの産生を増加し、IL−10の産生を低下する。本方法を用いて刺激され得るT細胞には、CD4+およびCD8+が含まれるが、これらに限定するものではない。
ある態様において、抗体媒介不全は処理されない。
好ましい実施態様において、本発明は、患者において細胞媒介自己免疫不全を処理する方法を提供する。本明細書中「細胞媒介自己免疫疾患」は、個々の細胞が、活性化されるか、刺激されて、細胞毒性となり、そして自身の細胞または組織を攻撃する疾患を意味する。一方で、個体の自己免疫細胞は、作用の細胞毒性または非細胞毒性メカニズムによって、組織損傷を引き起こすように、他の細胞を個々に刺激し得る。細胞媒介自己免疫疾患には、橋本病、多発筋炎、炎症性腸疾患、多発性硬化症、糖尿病、リウマチおよび強皮症が含まれるが、これらに限定するものではない。
本明細書中の自己免疫疾患を「治療すること」は、少なくとも1つの自己免疫疾患の症候が、本明細書中に記載の方法によって改善されることを意味する。これは、客観的および主観的ファクターの両方を含む多くの方法で評価され得る。例えば、疾患に関する免疫学的明示を評価し得る;例えば、自発抗体および自己抗体産生のレベル、特にSLEの場合においてIgG産生が低下する。全抗体レベルを測定し得るか、または抗二重鎖DNA(ds DNA)抗体、抗ヌクレオタンパク質抗体、抗Sm、抗Rhoおよび抗Laを含むが、これらに限定しない自己抗体を測定し得る。細胞毒性の活性は、本明細書中の概説のように評価し得る。身体的症候、例えばSLEにおける発疹の消失もしくは低下が変化することがある。変化を測定するために、腎臓機能試験を実施し;炎症に関連する組織損傷の研究室的証拠を評価しうる。循環する免疫複合体のレベルおよび血清補体レベルの減少は、もう一つの改善の証拠である。SLEの場合において、貧血の低下が見られることがある。患者に必要とされる薬物、例えば免疫抑制剤を低下させる能力は、成功した処理の示唆であり得る。処理の成功に関するその他の評価は、特定の自己免疫疾患の当業者には既知であろう。
好ましい実施態様において、抗体産生の量または質、すなわちタイプを評価し得る。すなわち、例えば、抗体の全レベルを評価し得る、すなわち抗体の特異的な型のレベル、例えば、IgA、IgG、IgM、抗DNA自己抗体、抗ヌクレオタンパク質(NP)抗体などを評価しうる。制御T細胞は、T細胞活性化を抑制するか、またはin vitroの特異的な標的T細胞に対するT細胞の細胞毒性を防止するそれらの能力について評価する(参照、米国特許番号6,358,506、出典明示により本明細書中の一部とする)。
処理後、該細胞は、移植するか患者に戻す。これは、当業者には既知のように、一般的に行い、当業者に既知のような静脈投与によって、患者に処理された細胞を注入または導入することを含むのが普通である。例えば、該細胞は、滅菌シリンジまたは他の滅菌トランスファーメカニズムを用いる注射によりFenwall infusion bag(50 ml)に入れる。次いで、該細胞は、すぐに、ある時間、例えば15分間にわたって、患者にフリー・フローIVのラインに静脈投与によって注入した。ある実施態様において、追加の試薬、例えば、緩衝液または塩をさらに添加してもよい。
該細胞を患者に戻した後、必要であれば、一般的な上記したように該処理の効果を評価しうる。すなわち、免疫学的疾患の徴候を評価しうる;例えば、全抗体または特異的免疫グロブリンの力価、腎臓機能試験、組織損傷評価などをなし得る。T細胞機能の試験、例えばT細胞数、表現型、活性化状態および抗原および/または有糸分裂促進物への応答能も評価し得る。
該処理は、必要もしくは所望に応じて反復しうる。例えば、該処理は、試験中1週間に1度もしくは試験中に1週間に複数回、例えば、2週間で3−5回以上行う。一般的に、自己免疫疾患の症候の改善は、ある期間、好ましくは少なくとも1ヶ月持続する。試験期間中、該患者が症候の再発を経験するなら、その時点で処理を反復してもよい。
キット
好ましい実施態様において、本発明は、本発明の方法、すなわち制御組成物と細胞とのインキュベーションを実施するためのキットをさらに提供する。該キットは、多数の成分を有している。例えば、該キットは、抗体媒介または細胞媒介の自己免疫疾患を有する患者からの受容細胞に適応する細胞処理容器を含んでもよい。容器は、滅菌であるべきである。ある実施態様において、細胞処理容器は、細胞の回収に用いる。例えば、入り口部分を用いて白血球処理機までつなげられるように用いうる。別の態様において、分離細胞回収容器を用い得る。
好ましい実施態様において、該キットは、特異的なT細胞サブセットを精製し、患者に移し戻すように広大された自動化閉鎖系システムにおける使用に適合されてもよい。
当業者にはわかるであろうが、細胞処理容器の形態および組成物を変えることも可能である。一般的に該容器は、IVバッグに類似した柔らかいバッグまたは細胞培養容器に類似した堅い容器を包含する多くの様々な形態で存在する。攪拌ができるように形成され得る。一般的に、容器の組成物は、適切な生物学的に不活性な、全ての材料、例えば、ガラスまたはプラスチック(ポリプロピレン、ポリエチレンなどを包含する)である。細胞処理容器は、1以上の入口もしくは出口を、細胞、試薬、制御組成物などの導入または除去のために持ち得る。例えば、該容器は、患者に再導入する前に、分析するために細胞のフラクションの除去のための試料採取口を含みうる。同様に、該容器は、患者中に細胞を導入することができる排出口を含み得る;例えば、該容器は、IVセットアップに結合するためのアダプターを包含し得る。
キットは、少なくとも1つの用量の制御組成物を含む。本明細書中で使用される「用量」は、制御組成物、例えばサイトカイン、の効果を生じるに十分な量を意味する。ある場合において、複数回用量を包含しうる。ある実施態様において、用量は、ポート(口)を持ちうる細胞処理容器に添加されてもよいが、あるいは、好ましい実施態様において、該用量は、もともと細胞処理容器中に存在してもよい。好ましい実施態様において、該用量は、安定性のために、細胞培地もしくは他の試薬を用いて元に戻し得る凍結乾燥形態である。
ある実施態様において、該キットは、さらに、緩衝液、塩、培地、タンパク質、薬物などを包含する少なくとも1つの試薬をさらに含んでもよい。例えば、有糸分裂促進物、モノクローナル抗体および細胞分離のための処理済磁気ビーズが包含される。
ある実施態様において、該キットは、該キットを用いるための説明指示書を含む。
下記の実施例は、上記に説明した本発明の方法を、より完全に説明し、さらに、本発明の多様な態様を実施するための最良のモデルを示すために役立つ。これらの実施例は、本発明の範囲を制限するためのものでなく、むしろこれを説明するものであると解する。本明細書中で引用文献は、出典明示により本明細書の一部とする。
実施例1
CD4+およびCD8+T細胞に対するTGF-βの共刺激の効果
CD4+およびCD8+細胞の増殖に対する効果
図1に示すように、TGF-βによる共刺激は、全CD4+CD25+およびCD4+CD25−細胞のパーセンテージおよび絶対数を著しく増加する。しかし、CD4+CD25−細胞の増加は、CD4+CD25+サブセットに依存し、CD4+CD25+サブセットの枯渇はTGF-βの成長促進効果を消失させる。同様に、小さい効果をCD8+細胞で観察した。
これらの実験では、CD4+またはCD8+細胞から、抗CD25で染色することによってCD25+細胞を枯渇した。染色細胞を免疫磁気ビーズで除去した。全T細胞サブセットおよびCD25枯渇T細胞サブセットを、同種(異型)的照射を受けた非T細胞と混合し、グレードd量のTGF-βと共に6日間培養した。培養期間の終了時で、各サブセットおよびCD25を発現したものの全数を測定した。
異なる細胞表面マーカーを発現するCD4+の増殖に対する効果
図2Aおよび2Bは、CD4+サブセットに対する同種(異型)混合リンパ球反応におけるTGF-βによる刺激後の細胞表面マーカーの発現を示す。全CD4+細胞、CD25枯渇のCD4+細胞、およびナイーブCD45RA+CD45RO−細胞を試験した。全CD4+細胞およびナイーブ細胞上の発現CD25に対するTGF-βの用量依存効果を観察した。開始集団におけるCD25の枯渇はこの効果を消滅させた。すなわち、TGF-βが、CD4+細胞のCD4+CD25+サブセットを増殖することがわかった。
同様のTGF-β用量依存効果を、CD4+サブセットに対してCD62L(Lセレクチン)の発現で観察した。この結果は、CD62LがプロフェッショナルCD$+CD25+細胞によって発現されることを示す他の結果と一致する。TGF-βの共刺激効果は、CD4+CD25−細胞にも存在する。
さらに、TGF-βは、CTLA-4およびCD122、IL−2受容体のβ鎖の発現を増加した。
CD4+サブセットの抑制活性に対する効果
図3A−Dは、様々なCD4+T細胞サブセットによって抑制活性を誘導する際にTGF-βの効果を示す。これらの実験において、精製されたCD4+T細胞サブセットを、細胞選別によって得、上記の混合リンパ球反応(MLR)においてTGF-β(1ng/ml)で調節した。次いで、精製されたCD4+サブセットを、T細胞の細胞毒性の生成を阻害し得る能力について試験した。図3AおよびBは、精製したCD4+CD25+T細胞が、顕著な抑制活性を持ち、この活性は顕著に増加するということ、すなわちTGF-βによる調節によって増強することを示す。図3Cおよび3Dは、TGF-βが同様の効果を有すること、すなわち他のT細胞サブセット:CD45RA+CD45RO−CD25-およびCD45RA−CD45RO+CD4+細胞のサブセットに対する抑制活性を顕著に増加すること示す。IL−2の添加は、抑制活性に関するこの増強を必要としなかった。
中和化モノクローナル抗体およびこれら細胞の抑制活性を遮断するIL−10の添加は、少なくともいくつかの観察した抑制活性はサイトカイン依存性であると考えられる。
図1A−Cは、大部分の通常のT細胞(2)およびバージンプロフェッショナル制御T細胞(3)を含むT細胞集団(1)で開始する制御T細胞を生成するための好ましい実施態様を示す。 図2AおよびBは、TGF-βの共刺激が、全CD4+CD25+およびCD4+CD25−細胞のパーセンテージと絶対数を顕著に増加させることを示す。 図3は、TGF-βの抑制効果が、モノクローナル抗体でIL−2を中和することによって克服されていることを示す。 図4A−Fは、IL−2およびTGF−βの組合せが、プロフェッショナルCD4+CD25+細胞を刺激し、それらの抑制活性を増加させることを示す。 図5Aは、TGF-βの共刺激因子効果を媒介するCD25+サブセットの重大な役割を確認するものである。図5Aは、TGF-βが媒介した細胞数における2倍の増加は、<1%CD25+細胞の除去により消失されたことを示す。 図5Bは、TGF-βで誘導された細胞数の増加は穏やかであるが、細胞の表現型が著しく変化した場合と類似した実験を示す。 図5Cは、TGF-βで誘導された細胞数の増加は穏やかであるが、細胞の表現型が著しく変化した場合と類似した実験を示す。 図5Dは、該細胞をTGF-βなしで再度刺激した場合、CD25+細胞を含有するそれらの調製物が、CD25+サブセットが除去された場合のものと比較して著しく増加したことを示す。 図6は、TGF-βで調節され、活性化されたCD4+CD25+細胞が、抑制活性を発生させるように通常のCD4+CD25−細胞を誘導し得ることを示唆する実験を示す。 図7AおよびBは、IL−2およびTGF-βが、抑制細胞となるようにCD4+CD45RA+CD25−細胞を誘導する場合の他の実験を示す。 図8A−Jは、IL−2およびTGF-βが、CD4+CD45RO+CD25+細胞の、前もって活性化されたもしくはメモリーフラクションの増殖および抑制活性を、内生的抑制効果が克服された後に増強させることを示す。 図9A−Dは、プロフェッショナルCD4+CD25+制御T細胞によって提示される特性を表す表面マーカーの発現に対するTGF-βの共刺激因子的効果を示す。 図10は、IL−2受容体のβ鎖を抗122で遮断することが、CD25+細胞の抑制活性を消失し得ることを示す。 図11AおよびBは、IL−2およびTGF-βの組合せに加えて、IL−15およびTGF−βが、CD4+細胞に対して共刺激因子的効果を持つことを示す。

Claims (15)

  1. 通常のT細胞およびプロフェッショナル制御T細胞を含むCD4+T細胞の集団を、
    CD4+T細胞の該集団において、抑制活性を有するプロフェッショナル制御T細胞の数を増やすのに十分な時間、
    (i)少なくとも1つのサイトカイン;
    (ii)少なくとも1つのT細胞アクチベーター;および
    (iii)少なくとも1つの非Tアクセサリー細胞集団、
    を含む制御組成物で処理することを含む、制御T細胞を生成する方法。
  2. CD4+T細胞の該集団がナイーブCD4+T細胞集団である、請求項1記載の方法。
  3. 増強された抑制活性を有する活性化された制御T細胞を生成する、請求項1記載の方法。
  4. a)通常のT細胞を、
    サイトカイン産生制御T細胞の集団を生成するのに十分な時間、
    (i)少なくとも1つのサイトカイン;
    (ii)少なくとも1つのT細胞アクチベーター;および
    (iii)少なくとも1つの非TアクセサリーT細胞集団
    を含む制御組成物で処理すること、
    を含む、制御T細胞を生成する方法。
  5. CD4+T細胞の該集団がナイーブCD4+T細胞集団である、請求項4記載の方法。
  6. 増強された抑制活性を有する活性化された制御T細胞を生成する、請求項4記載の方法。
  7. 制御T細胞の表面上のCD122の発現を誘導するための方法であって、通常のT細胞およびプロフェッショナル制御T細胞を含むCD4+T細胞集団を、それらの表面上のCD122マーカーを発現する制御T細胞を生成するのに十分な時間、
    (i)少なくとも1つのサイトカイン;
    (ii)少なくとも1つのT細胞アクチベーター;および
    (iii)少なくとも1つの非Tアクセサリー細胞集団、
    を含む制御組成物で、処理することを含む方法。
  8. a)活性化されたプロフェッショナル制御T細胞および通常のT細胞を含むCD4+T細胞集団をつくること;そして、
    b)少なくとも1つのT細胞アクチベーターを、プロフェッショナル制御T細胞およびサイトカイン産生制御T細胞を含む制御細胞集団を生成するのに十分な時間、該CD4+T細胞集団に加えること、
    を含む、制御T細胞を生成する方法。
  9. CD4+T細胞の該集団がナイーブCD4+T細胞集団である、請求項8の方法。
  10. 増強された抑制活性を持つ活性化された制御T細胞を生成する、請求項8記載の方法。
  11. 該サイトカインがTGF-β、IL−2、IL−15およびTNFαからなる群から選択される、請求項1−7のいずれかに記載の方法。
  12. 該T細胞アクチベーターが、可溶性抗原、抗原のペプチドフラグメント、アロ抗原、抗CD2、抗CD3、抗CD28およびLFA-3およびブドウ状球菌エンテロトキシンB(SEB)からなる群から選択される、請求項1−10に記載の方法。
  13. 該制御組成物が、B細胞、マクロファージ、単球および樹状細胞からなる群から選択される非Tアクセサリー細胞の少なくとも1つの集団をさらに含む、請求項1−7記載の方法。
  14. 望ましくない免疫応答を示すレシピエントに、該制御T細胞を投与することをさらに含む、請求項1−13に記載の方法。
  15. 該制御T細胞を、異常型免疫応答を示すレシピエントに投与することをさらに含む、請求項1−13のいずれかに記載の方法。
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