JP2015506704A

JP2015506704A - 腫瘍関連異種抗原を発現するアデノウイルス

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Publication number: JP2015506704A
Application number: JP2014555799A
Authority: JP
Inventors: ジュアンフエヨ‐マーガレット; キャンデラリアゴメッツ−マンザノ; ダブリュ．ケイ．アルフレッドヤング; ビクトルクラスヌィフ; ホンチャン
Original assignee: University of Texas System
Current assignee: University of Texas System
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2033-02-01
Also published as: EP2809788A2; JP2018138033A; US20140377294A1; WO2013116778A3; HK1205182A1; CN110042086A; EP2809788B1; ES2759785T3; US11155599B2; CA2863523A1; AU2013214776B2; ZA201405755B; CN104271748B9; BR112014019049A2; AU2013214776A1; NZ628213A; KR102100092B1; CN104271748A; KR20140125834A; CN104271748B

Abstract

腫瘍抗原をコードする1種以上の異種核酸配列を含み、該腫瘍抗原を自身の表面上に発現する、癌治療に使用するためのアデノウイルスに関する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その内容全体が参照により本明細書に組み入れられる、2012年2月2日に出願された米国仮特許出願第61/594,005号の恩典を主張する。

配列表、表、およびコンピュータプログラムリストの簡単な説明
配列表は、SEQ.tx(4KB、2013年2月1日)という名前のファイルで本出願に添付され、参照により本明細書に組み入れられる。

I.発明の分野
本発明は、概して、腫瘍学および癌治療の分野に関する。特に、本発明は免疫原性アデノウイルスに関する。

II.関連技術の説明
世界中で、癌は依然としてヒトの罹患率および死亡率の主な原因の一つである。手術、化学療法、および放射線を利用して癌を治癒することにいくらか成功しているものの、新規戦略が必要とされている。正常細胞よりも腫瘍細胞中で多く複製されるウイルスは腫瘍崩壊剤として有望である。アデノウイルスを使用した遺伝子導入および腫瘍溶解の実現可能性は十分に確立されてきている(Kirn、1999；Bischoffら、1996；Wildnerら、1999a；Wildnerら、1999b；(Stermanら、Hum. Gene Ther. 9：1083-1092(1998))。

さらなる抗癌療法が依然として必要である。

概要
複製能を有するアデノウイルスが抗癌治療をもたらし得るメカニズムは少なくとも4つある。第一に、アデノウイルスは、溶解感染を開始および完了することで細胞を溶解することができる(腫瘍崩壊)。第二に、アデノウイルスは、チミジンキナーゼ(HSVtk)遺伝子またはシトシンデアミナーゼ-チミジンキナーゼ融合タンパク質等の自殺遺伝子を発現でき(Rogulskiら、Clin. Cancer Res. 3：2081-2088(1997))、これにより腫瘍崩壊活性が増強される。第三に、アデノウイルスの投与を化学療法(任意の薬物療法を含む)または放射線と組み合わせて、各薬剤の腫瘍崩壊活性を高めることができる(Nielsenら、Cancer Gene Ther. 4：835-846(1997))。最後に、ウイルスは、免疫賦活剤として、または免疫賦活分子を発現するベクターとして機能でき、腫瘍抗原に対して特異的な免疫エフェクター細胞の刺激をもたらす。腫瘍崩壊および免疫刺激を使用した併用戦略は、「ワクチン効果」を通じて長期的かつ持続的な応答を提供し得るために特に魅力的である。従って、本発明以前には、腫瘍関連抗原を発現または提示する腫瘍細胞に対する選択性が改善した複製選択性アデノウイルスが当技術分野で依然として必要とされていた。

本発明は、アデノウイルスコートタンパク質に組み込まれた癌抗原、アデノウイルスにより発現された癌抗原、またはアデノウイルスにより送達される癌抗原を有するアデノウイルス組成物に関する。特定の局面において、改変されたコートタンパク質は、改変されたファイバータンパク質、ヘキソンタンパク質、またはpIXタンパク質を含む。抗原で修飾されたアデノウイルスは、最初の複製サイクルから癌抗原を提示し、腫瘍環境において癌抗原のレベルを上昇させる。腫瘍環境において抗原のレベルが上昇することにより、癌抗原に対する、および溶解された腫瘍細胞に対する免疫応答が刺激される。特定の局面では、免疫応答の刺激を腫瘍細胞の溶解と組み合わせることにより、抗腫瘍免疫が増強されて腫瘍退縮の確率が上がる。

キメラアデノウイルスコートタンパク質は、コートタンパク質のアミノ酸配列に挿入されたもしくはそれと置換された、あるいはアデノウイルスコートタンパク質のC末端に融合した、約3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29個から約30個の異種アミノ酸を含み得る。アデノウイルスコートタンパク質は、ファイバータンパク質、ペントンベースタンパク質、ヘキソン、またはpIXタンパク質であり得る。抗原は、ヘキソン超可変領域1(ヒトアデノウイルス5型アミノ酸139〜167)、ファイバータンパク質HIループ(ヒト5アデノウイルス5型ファイバーHIループアミノ酸537〜549)に挿入されるか、および/またはタンパク質IX(ヒトアデノウイルス5型タンパク質IXアミノ酸140)にコンジュゲートもしくは融合され得る。特定の局面では、異種アミノ酸は、約3アミノ酸〜約30アミノ酸(この間の全ての値および範囲を含む)のスペーサー配列によりキメラアデノウイルスコートタンパク質に連結される。

従って、態様は、複製能を有する腫瘍崩壊性アデノウイルスに連結されるかまたは該アデノウイルスと共に投与される複数の腫瘍関連抗原(TAA)を有するアデノウイルスを含む。特定の局面において、抗原は、アデノウイルスコートタンパク質との融合タンパク質として提示される。別の局面では、抗原はアデノウイルスのコートに共有結合または非共有結合している。共有結合する抗原は、化学リンカーによってアデノウイルスコートに化学的に付着され得る。非共有結合する抗原は、抗原または抗原に付着した結合部分と、アデノウイルスコートタンパク質またはコートタンパク質に付着した結合部分との間の親和性によって該コートに結合することができる。別の局面では、アデノウイルスは、アデノウイルス組成物と共投与する複数の抗原と共に剤形化され得る。

特定の態様は、複製能を有するアデノウイルスおよび1種以上の腫瘍関連抗原を腫瘍に投与する工程を含む、癌を治療する方法に関する。特定の局面において、複製能を有するアデノウイルスはデルタ-24アデノウイルスである。別の局面において、デルタ-24アデノウイルスのコートタンパク質は、1種以上の腫瘍関連抗原と連結されている。特定の局面において、腫瘍関連抗原は、アデノウイルスの表面上に融合タンパク質またはタンパク質キメラとして提示される。本明細書で使用する「キメラ」または「キメラの」とは、異なるタンパク質に由来することが多いが必ずしもそうとは限らない、複数の構成要素を有する単一の転写単位を指す。本明細書で使用する「キメラの」は、腫瘍関連抗原を含む異種セグメントを有するアデノウイルスコートタンパク質の全体または一部を含むタンパク質を生じるように遺伝子操作されたアデノウイルスタンパク質をコードするコード配列を指すために使用される。別の局面では、抗原は、化学リンカーを介してアデノウイルスのコートに共有結合している。さらに別の局面では、抗原は、複製能を有するアデノウイルスと共に剤形化され、該ウイルスと共投与される。別の局面では、抗原は、アデノウイルスによる治療の前または後に投与され得る。特定の局面では、抗原は、免疫賦活剤または強化剤と共に投与される。

特定の態様では、自身の表面上に複数の腫瘍抗原を発現するアデノウイルスを提供する。特定の局面では、例えば、アデノウイルス表面タンパク質をコードする別個の遺伝子に各抗原をコードする核酸を挿入することで、2、3、4、または5種の抗原がアデノウイルスの表面上に発現される。腫瘍抗原は、カプシドもしくはファイバーの一部として発現されるか、またはLC3等の自食作用関連タンパク質と連結した外来性タンパク質として生成されて、アデノウイルスの感染および複製中の外来性タンパク質の提示を増大させることができる。複数の抗原を標的とすることは、一貫した有効な免疫応答を生じさせるのに役立つ。

腫瘍関連抗原(TAA)には、αフェトプロテイン(AFP)、黒色腫関連抗原−MAGE-1、MAGE-2、MAGE-3、癌胎児性抗原(CEA)

、チロシナーゼ(Tyr)、ミッドカイン(MK)、BAGE、CASP-8、β-カテニン、CA-125、CDK-1、ESO-1、gp75、gplOO、MART-1、ムチン(MUC-1)、MUM-1、p53、PAP、PSA、PSMA、ras、trp-1、HER-2、TRP-2、IL13Rα、AIM-3、またはNY-ESOlが含まれるがこれらに限定されない。特定の局面において、TAAは、C9orf112、SART1、BRAP、RTN4、GLEA2、TNKS2、KIAA0376、ING4、HSPH1、C13orf24、RBPSUH、C6orf153、NKTR、NSEP1、U2AF1L、CYNL2、TPR、SOX2、またはGOLGAである。アデノウイルスは、完全長の腫瘍関連抗原またはその免疫原性ペプチドを発現し得る。

他の腫瘍関連抗原には、以下を代表例として含む、神経膠腫等の脳癌を有する患者において生じることが同定されている腫瘍関連抗原が含まれるがこれに限定されない：AIM2(absent in melanoma 2)、BMI1(BMI1ポリコームリングフィンガー癌遺伝子)、COX-2(シクロオキシゲナーゼ-2)、TRP-1(チロシン関連タンパク質2)TRP-2(チロシン関連タンパク質2)、GP100(糖タンパク質100)、EGFRvIII(上皮成長因子受容体バリアントIII)、EZH2(enhancer of zeste homolog 2)、LICAM(ヒトL1細胞接着分子)、Livin、Livinβ、MRP-3(多剤耐性タンパク質3)、ネスチン、OLIG2(乏突起膠細胞転写因子)、SOX2(SRY関連HMGボックス2)、ART1(antigen recognized by T cells 1)、ART4(antigen recognized by T cells 4)、SART1(squamous cell carcinoma antigen recognized by T cells 1)、SART2、SART3、B-サイクリン、b-カテニン、Gli1(神経膠腫関連癌遺伝子ホモログ1)、Cav-1(カベオリン-1)、カテプシンB、CD74(cluster of Differentiation 74)、E-カドヘリン(上皮カルシウム依存性接着)、EphA2/Eck(EPH受容体A2/上皮キナーゼ)、Fra-l/Fosl 1(fos関連抗原1)、GAGE-1(G抗原1)、ガングリオシド/GD2、GnT-V,β1,6-N(アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ-V)、Her2/neu(ヒト上皮成長因子受容体2)、Ki67(抗体Ki67の核増殖関連抗原)、Ku70/80(ヒトKuヘテロ二量体タンパク質サブユニット)、IL-13Ra2(インターロイキン13受容体サブユニットα-2)、MAGE-A(黒色腫関連抗原1)、MAGE-A3(黒色腫関連抗原3)、NY-ESO-1(ニューヨーク食道扁平上皮癌1)、MART-1(melanoma antigen recognized by T cells)、PROX1(prosperoホメオボックスタンパク質1)、PSCA(前立腺幹細胞抗原)、SOX10(SRY関連HMGボックス10)、SOX11、サバイビン、UPAR(ウロキナーゼ型プラスミノーゲン活性化因子受容体)、およびWT-1(ウィルムス腫瘍タンパク質1)。アデノウイルスは、完全長の腫瘍関連抗原、またはその免疫原性ペプチドを発現し得る。

特定の局面において、アデノウイルスは、アデノウイルスゲノムに組み込まれた異種核酸から腫瘍関連抗原を発現できる。異種核酸は、アデノウイルスプロモーターまたは異種プロモーターの制御下に置かれ得る。構築物の「異種」領域は、天然におけるより大きな分子については見出されないより大きな核酸分子内の同定可能な核酸セグメントである。

上皮成長因子受容体(EGFR)は、c-erb B 癌原遺伝子によってコードされる170 kDaの糖タンパク質である(Ullrichら、Nature 309：418-425(1984))。この癌遺伝子は、様々な癌において活性化され、悪性神経膠腫の約40％において増幅される。新しい接合部を生じる、細胞外ドメインにおける267アミノ酸のインフレーム欠失を含むEGF受容体変異体(III型変異体またはEGFRvIIIとして知られる)は、ヒトの癌においてよく見出されるがいかなる正常組織においても発現されない。EGFRvIIIにおける欠失により生じる新しい接合部は免疫原性である。EGFRvIIIの配列は、その内容が参照により本明細書に組み入れられる米国特許第6,455,498号に記載されている。免疫原性EGFRvIIIは、その内容が参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願公開第2009/0155282号に記載されるもの、特に段落[0362]および表4.1〜4.3のものを含む。

好適な態様では、免疫原性EGFRvIIIエピトープを含む表面タンパク質を含むアデノウイルスが提供される。一局面においては、完全長EGFRvIIIまたはその免疫原性ペプチドをコードする核酸が、アデノウイルス表面タンパク質をコードする遺伝子に挿入されて(例えば、天然型遺伝子をPCR突然変異誘発により改変して、エピトープを含ませ)、これによりアデノウイルスがEGFRvIIIエピトープを含むキメラ表面タンパク質を発現する。従って、本発明は、EGFRvIIIまたはその免疫原性ペプチドをコードする(異種)核酸を含むゲノムを有する組換えアデノウイルス、および癌の治療におけるその使用を提供する。一局面においては、EGFRvIIIまたはその免疫原性ペプチドを、ファイバータンパク質をコードする遺伝子に、好ましくはH1ループに挿入する。アデノウイルスのこの領域は、抗原発現に有用であることが実証されている(Krause A.ら、J. Virol.、80：5523-30(2006))。EGFRvIIIまたはその免疫原性ペプチドをコードする核酸は、任意のアデノウイルスの1種以上の表面タンパク質をコードする遺伝子に挿入され得る。一局面において、アデノウイルスはデルタ-24である。本明細書で使用する「免疫原性EGFRvIIIペプチド」という用語は、対応するEGFRvIIIタンパク質、好ましくはヒトEGFRvIIIの変異したスプライス接合部をまたがる適切な長さのペプチド、例えば、少なくとも10または12アミノ酸、および最大15、20、25、もしくは30アミノ酸、またはそれ以上のペプチドを意味する。好適な態様において、アデノウイルス表面タンパク質に挿入された核酸は、配列

からなるか、それから本質的になるか、またはそれを含む8〜20アミノ酸のペプチドをコードする。例えば、ペプチドは、

からなる群より選択される配列を有することができる。特に好適な態様において、EGFRvIII免疫原性ペプチドは

であり、ファイバータンパク質をコードする遺伝子、好ましくはH1ループに挿入される。別の態様では、EGFRvIII細胞外ドメイン全体をコードする核酸が、アデノウイルスの表面タンパク質をコードする遺伝子に挿入される。

他の好適な態様では、本発明は、MAGEまたはその免疫原性ペプチドをコードする(異種)核酸を含むゲノムを有する組換えアデノウイルス、および癌の治療におけるその使用を提供する。MAGEまたはその免疫原性ペプチドをコードする核酸は表面タンパク質をコードする遺伝子に挿入されて、それによりアデノウイルスが、MAGEまたはその免疫原性ペプチドを含むキメラ表面タンパク質を発現することが好ましい。一局面では、MAGEまたはその免疫原性ペプチドをコードする核酸が、アデノウイルスの欠失したE3領域に挿入される。MAGEまたはその免疫原性ペプチドをコードする核酸は、任意のアデノウイルスの1種以上の表面タンパク質をコードする遺伝子に挿入され得る。一局面では、アデノウイルスはデルタ-24である。別の局面では、癌は原発性または転移性の脳腫瘍である。

別の好適な態様では、本発明は、NY-ESO-1(GenBank U87459.1)またはその免疫原性ペプチド

をコードする(異種)核酸を含むゲノムを有する組換えアデノウイルス、および癌の治療におけるその使用を提供する。NY-ESO-1またはその免疫原性ペプチドをコードする核酸は表面タンパク質をコードする遺伝子に挿入されて、それによりアデノウイルスが、NY-ESO-1またはその免疫原性ペプチドを含むキメラ表面タンパク質を発現することが好ましい。一局面では、NY-ESO-1またはその免疫原性ペプチドをコードする核酸は、アデノウイルスのヘキソンをコードする遺伝子の超可変領域5に挿入される。アデノウイルスのこの領域は、抗原発現に有用であることが示されている(Crawford-MikszaおよびSchnurr、J. Virol.、70：1836-44(1996))。NY-ESO-1またはその免疫原性ペプチドをコードする核酸は、任意のアデノウイルスの1種以上の表面タンパク質をコードする遺伝子に挿入され得る。一局面では、アデノウイルスはデルタ-24である。別の局面では、癌は原発性または転移性の脳腫瘍である。

特に好適な態様において、本発明は、(a)アデノウイルスファイバータンパク質のH1ループをコードする遺伝子に挿入された免疫原性EGFRvIIIペプチド

をコードする核酸、(b)アデノウイルスの欠失したE3領域に挿入されたMAGEまたはその免疫原性ペプチドをコードする核酸、および(c)アデノウイルスヘキソンタンパク質をコードする遺伝子の超可変領域5に挿入されたNY-ESO-1またはその免疫原性ペプチドをコードする核酸、を含むゲノムを有する組換えアデノウイルス、ならびに癌の治療におけるその使用を提供する。一局面では、アデノウイルスはデルタ-24である。別の局面では、癌は原発性または転移性の脳腫瘍である。

腫瘍抗原をコードする核酸の、アデノウイルス遺伝子への挿入は、ウイルスが自身の表面上に腫瘍抗原を発現するように「インフレーム」で行われるべきである。

特定の局面は、他のアプローチでは患者の健康回復を制限する要因となる、腫瘍の完全な切除を必要としない。さらに、本発明の方法および組成物の特定の局面は、免疫系の記憶を生成し、腫瘍再発を予防するかまたはその確率を低下させる可能性がある。

「複製能を有するアデノウイルスベクター」という用語は、特定の細胞または組織におけるウイルス複製に必要ないかなる遺伝子機能も欠いていない任意のアデノウイルスベクターを指す。ベクターは、複製することおよびパッケージングされることが可能でなければならないが、特定の細胞または組織においてのみ条件的に複製するものであってもよい。

「治療的利点」または「治療」という用語は、前癌状態、癌、および過剰増殖性疾患の治療を含む、患者の状態の医学的治療について、対象の健康を促進または向上させるあらゆるものを指す。その非網羅的な例の一覧には、対象の任意の期間の延命、疾患の新生物発生の低減または遅延、過剰増殖の低減、腫瘍成長の低減、転移の遅延、癌細胞または腫瘍細胞の増殖速度の低減、および対象の状態に起因する対象への疼痛の低減が含まれる。

「神経膠腫」という用語は、脳または脊髄の神経膠に由来する腫瘍を指す。神経膠腫は、星状膠細胞および乏突起膠細胞等のグリア細胞型に由来するため、神経膠腫は星状細胞腫および乏突起膠腫、ならびに退形成性神経膠腫、膠芽腫、および上衣腫を含む。星状細胞腫および上衣腫は、子供および成人の両方の脳および脊髄のあらゆる領域で生じ得る。乏突起膠腫は、典型的に、成人の大脳半球に生じる。神経膠腫は、小児科における脳腫瘍の75％を占め、成人における脳腫瘍の45％を占める。その他の脳腫瘍は、髄膜腫、上衣腫、松果体部腫瘍、脈絡叢腫瘍、神経上皮腫瘍、胚芽腫、末梢神経芽細胞腫瘍、脳神経の腫瘍、造血系の腫瘍、胚細胞腫瘍、および星状領域の腫瘍である。

本発明のその他の態様は、本出願を通して議論される。本発明のある一局面について議論するいずれの態様も本発明のその他の局面に適用され、その逆も同様である。本明細書に記載する態様はそれぞれ、本発明の全ての局面に適用可能な本発明の態様であると理解される。本明細書において議論するいかなる態様も、本発明のいかなる方法または組成物についても実行することができ、その逆も同様であることが企図される。さらに、本発明の組成物およびキットは、本発明の方法を達成するために使用され得る。

特許請求の範囲および/または明細書において「含む」という用語と共に「1つの(a)」または「1つの(an)」という単語が使用される場合には、「1つ」を意味し得るが、「1つ以上」、「少なくとも1つ」、および「1つまたは1つを上回る」という意味とも一致する。

本出願を通して、「約」という用語は、値を決定するために使用する装置または方法についての誤差の標準偏差を値が含むことを意味する。

特許請求の範囲において「または」という用語は、代替物のみを指すかまたは代替物が互いに相いれないと明確に記載しない限り、「および/または」を意味するものとして使用するが、本開示は、代替物のみならびに「および/または」を指す定義も支持する。

本明細書および特許請求の範囲で使用する「含む(comprising)」(ならびに「含む(comprise)」および「含む(comprises)」などの含む(comprising)の任意の形態)、「有する(having)」(ならびに「有する(have)」および「有する(has)」などの有する(having)の任意の形態)、または「含む(including)」(ならびに「含む(includes)」および「含む(include)」などの含む(including)の任意の形態)もしくは「含む(containing)」(ならびに「含む(contains)」および「含む(contain)」などの含む(containing)の任意の形態)という単語は、包括的または開放的であり、さらなる列挙されていない要素または方法の工程を除外しない。

本発明のその他の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。ただし、詳細な説明および具体的な実施例は、本発明の具体的な態様を示すものであり、例示のみであることを理解されたい。なぜなら、この詳細な説明から、本発明の精神および範囲内における様々な変更および改変が当業者には明らかになるからである。

（図１）アデノウイルスの構造は、抗原として提示されるエピトープまたは完全長cDNAを挿入してタンパク質を発現するために、そのゲノムのいくつかの領域を改変することが可能である。上部左パネルは、3種の別個の表面タンパク質(それぞれ、ファイバータンパク質のH1ループ、ヘキソンの超可変領域5、および欠失したE3領域)に挿入された3種の別個の腫瘍抗原(免疫原性EGFRvIIIペプチド、免疫原性NY-ESO-1ペプチド、および完全長MAGEタンパク質)をコードする核酸を含むゲノムを有するアデノウイルス(デルタ-24-ワクチン)を示す。これらの抗原は、腫瘍崩壊効力を低下させることなく、かつウイルスタンパク質の発現の間で干渉することなく、組換えアデノウイルスの表面上に発現される。アデノウイルスは、癌を有する患者に投与した場合、腫瘍壊死を誘発する。炎症性腫瘍微小環境におけるこれらの抗原の発現は、マクロファージおよび他の抗原提示細胞を動員し、「方向づけし直された」抗腫瘍免疫応答を引き起こすはずである。
（図２）免疫原性腫瘍抗原を発現する新規アデノウイルスの構築。パネルA．免疫原性EGFRvIIIペプチド

がデルタ-24-ワクチンファイバータンパク質のH1ループ中にクローニングされている。パネルB．H1ループ中にペプチドをクローニングするのに使用される技術戦略が記載されている(Suzukiら、Clin. Cancer Res. 7：120-6(2001)。ファイバータンパク質遺伝子を含むプラスミドをPCR突然変異誘発を使用してペプチドを含むように(すなわち挿入するように)改変した後、デルタ-24突然変異を含むアデノウイルスの残りの配列を含むプラスミドと共に、細菌における相同組換えに供した。その後、最終生成物を、293細胞を用いて増幅させた。
（図３）免疫原性EGFRvIIIペプチドの発現。パネルAは、EGFRvIIIエピトープが、改変されたデルタ-24アデノウイルスの表面上に発現されることを実証するウェスタンブロットを示す。図2に従って構築された、EGFRvIIIエピトープを含むファイバータンパク質を発現しているデルタ-24アデノウイルス(D24-EGFRvIII)を、細胞溶解、タンパク質抽出、およびウェスタンブロット分析に供した。アデノウイルスファイバータンパク質またはEGFRvIIIペプチドに対する抗体を用いて、EGFRvIII抗原の高発現を確認する。アクチンをローディングコントロールとして使用した。パネルBは、ウイルスに対する抗体(ヘキソン)、EGFRvIIIペプチドに対する抗体(EGFRvIII)、および4',6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)を使用した、D24-EGFRvIIIに感染した癌細胞の免疫蛍光分析を示す。画像は、D24-EGFRvIIIに感染した細胞がEGFRvIIIペプチドを発現することを示す。DNA染色(DAPI)により、感染細胞のみがEGFRvIIIペプチドを発現することが確認される。アデノウイルスカプシドが核内で形成される。
（図４）D24-EGFRvIII-感染細胞の表面上におけるEGFRvIIIエピトープの提示の評価。HeLa細胞を50 pfu/細胞のm.o.i.で表示のアデノウイルスに感染させた。48時間後、マウスモノクローナル抗EGFRvIIII抗体L8A4で細胞を染色した。EGFRvIIIエピトープを表面上に有する細胞のパーセントをフローサイトメトリーで評価した。D24(EGFRvIIIエピトープを発現していないデルタ-24アデノウイルス)をウイルス感染の対照として使用した。マウスIgGを抗体についての陰性対照として使用した。
（図５）デルタ-24-RGDは抗腫瘍免疫応答を誘発する。GL261細胞をC57BL/6マウスに頭蓋内移植した。7日目および9日目にデルタ-24-RGDを腫瘍に注入した。最後のウイルス注射の7日後に、マウス脾細胞を単離し、GL261細胞と共培養した。リンパ球が分泌したIFN-γをELISAで測定した。
（図６）デルタ-24-RGD治療により、腫瘍部位にCD8+T細胞およびCD4+T細胞が動員された。GL261細胞をC57BL/6マウスに頭蓋内移植した。7日目および10日目にデルタ-24-RGDを腫瘍に注射した。最後のウイルス注射の7日後に、リンパ球を脳から単離し、フローサイトメトリーにより特徴決定した。

説明
本発明の方法および組成物は、腫瘍関連抗原に対する免疫応答を引き起こし、抗腫瘍療法を向上させるアデノウイルスワクチンの構築および検証を含む。

I.アデノウイルスワクチン
ヒトに感染するが、幅広い宿主範囲を示す、アデノウイルス(Ad)は、大きい(約36 kbの)DNAウイルスである。物理的には、アデノウイルスは、二本鎖の直線状DNAゲノムを含む20面体ウイルスである。ヒトアデノウイルスにはおよそ50個の血清型があり、分子学的、免疫学的、および機能的基準に基づいて6つのファミリーに分類される。成人期には、実質的に全てのヒトが、より一般的なアデノウイルス血清型に感染したことがあり、主な作用は風邪のような症状である。

宿主細胞のアデノウイルス感染によってアデノウイルスDNAがエピソームに保持され、これにより組み込むベクターに関連する可能性のある遺伝毒性が低減される。また、アデノウイルスは構造的に安定しており、広範囲にわたる増幅の後のゲノム再編成は検出されていない。アデノウイルスは、細胞周期のステージとは関係なく、実質的にほとんどの上皮細胞を感染させることができる。今のところ、アデノウイルス感染は、ヒトにおいて急性呼吸器疾患等の軽度の疾患にしか関係しないと思われている。

57個のヒトアデノウイルス血清型(HAdV-1〜57)のいずれのメンバーも、本発明による1種以上の腫瘍関連抗原ペプチドを組み込むか、それと連結されるか、またはそれと共に投与され得る。ヒトAd5は、遺伝子的および生化学的に十分に特徴決定されている(GenBank M73260；AC_000008)。従って、好適な態様において、アデノウイルスは、複製能を有するAd5血清型、またはAd5構成要素を含むハイブリッド血清型である。アデノウイルスは、野生型株であってもよいし、または遺伝子改変されて、例えば、腫瘍細胞中でウイルスが複製する能力には影響を与えることなく正常な静止細胞中でウイルスが複製する能力を減衰させることにより腫瘍選択性を向上させてもよい。本発明が包含するアデノウイルスの非限定的な例には、デルタ-24、デルタ-24-RGD、ICOVIR-5、ICOVIR-7、ONYX-015、ColoAd1、H101、およびAD5/3-D24-GMCSFが含まれる。Onyx-015は、癌選択性を向上させるためにE1B-55KおよびE3B領域に欠失を有する、ウイルス血清型Ad2およびAd5のハイブリッドである。H101は、改変されたバージョンのOnyx-015である。ICOVIR-5およびICOVIR-7は、E1AのRb結合部位欠失、およびE1AプロモーターのE2Fプロモーターによる置換を含む。ColoAd1は、キメラAdd11p/Ad3血清型である。AD5/3-D24-GMCSF(CGTG-102)は、GM-CSFをコードする血清型5/3カプシド改変型アデノウイルスである(Ad5カプシドタンパク質ノブを血清型3由来のノブドメインで置換する)。

特に好適な一態様において、アデノウイルスはデルタ-24またはデルタ-24-RGDである。デルタ-24は米国特許出願公開第20030138405号、および同第20060147420号に記載されており、それらはそれぞれが参照により本明細書に組み入れられる。デルタ-24アデノウイルスはアデノウイルス5型(Ad-5)に由来し、コードされるE1Aタンパク質中のアミノ酸120〜127に対応する、Rbタンパク質への結合に関与する領域を含むE1A遺伝子のCR2部分内の24塩基対の欠失(ヌクレオチド923〜946)を含む(Fueyo Jら、Oncogene、19：2-12(2000))。デルタ-24-RGDは、ファイバーノブタンパク質のH1ループへのRGD-4C配列(これはαvβ3インテグリンおよびαvβ5インテグリンに強力に結合する)の挿入をさらに含む(Pasqualini R.ら、Nat Biotechnol、15：542-546(1997))。E1A欠失は、癌細胞に対するウイルスの選択性を増す；RGD-4C配列は、神経膠腫におけるウイルスの感染性を増す。

デルタ-24の有意な抗腫瘍効果が、細胞培養系および悪性神経膠腫異種移植片モデルにおいて示されている。デルタ-24-RGDは、第1期臨床治験において驚くべき抗腫瘍効果を示しており、目下追加の臨床治験の対象となっている。本発明の局面は、この抗腫瘍効力を向上させることに関する。

アデノウイルスの感染サイクルは、2段階で起こる：アデノウイルスゲノムの複製開始に先行して、調節タンパク質、ならびにウイルスDNAの複製および転写に関与するタンパク質の生成を可能にする初期段階、ならびに構造タンパク質の合成をもたらす後期段階。初期遺伝子は、アデノウイルスゲノムに分散しているE1〜E4(Eは「初期(early)」を意味する)と称される4つの領域に分布している。初期領域は、少なくとも6つの転写単位を含み、これらはそれぞれ自身のプロモーターを有する。初期遺伝子の発現はそれ自体が調節され、一部の遺伝子は他よりも先に発現される。E1、E2、およびE4の3つの領域は、ウイルスの複製に必須である。従って、アデノウイルスがこれらの機能の1つを欠いていると、このタンパク質がトランスに供給されなければ、ウイルスは複製できない。

E1初期領域は、アデノウイルスゲノムの5'末端に位置し、2つのウイルス転写単位であるE1AおよびE1Bを含む。この領域は、ウイルスサイクルの極めて初期に関与し、アデノウイルスの他のほぼ全ての遺伝子の発現に必須であるタンパク質をコードする。特に、E1A転写単位は、他のウイルス遺伝子の転写をトランス活性化するタンパク質をコードし、E1B、E2A、E2B、E3、E4領域および後期遺伝子のプロモーターからの転写を誘導する。典型的に、外来性配列は、E3領域の全体または一部の代わりに組み込まれる。

アデノウイルスは細胞表面受容体を介して許容宿主細胞に入った後、内部移行される。複製サイクルの第一段階に必要な特定のウイルスタンパク質に関連するウイルスDNAが感染細胞の核に入り、そこで転写が開始される。アデノウイルスDNAの複製は感染細胞の核内で生じ、細胞複製を必要としない。新しいウイルス粒子またはビリオンは、集合した後に感染細胞から放出されて、他の許容細胞を感染させることができる。

本発明の局面は、1種以上の腫瘍関連抗原(TAA)を含むワクチンの開発、製造、および評価を含む。アデノウイルスベクター系は、生存可能な送達ヒビクルを提供するだけではなく、抗腫瘍免疫応答を引き起こし得る。アデノウイルスは、抗癌免疫療法および心臓血管再生を含むいくつかの治療的用途での遺伝子導入における使用が十分に確立されている。

アデノウイルスは、魅力的な送達系である。本発明の態様は、1バッチあたり1×10¹⁶個のウイルス粒子の平均収率を伴う、懸濁細胞プロセスを利用することができる。このプロセスは、タンパク質、血清、および動物由来成分を含まないか、または本質的に含まなくてもよく、予防用および治療用ワクチン生成物の両方の幅広い範囲に適する。

いくつかの要因により、腫瘍崩壊性アデノウイルスを脳腫瘍の治療のために使用するのは好都合である。第一に、神経膠腫は、典型的に局在しているため、効率的な局所アプローチが疾患を治癒するのに十分なはずである。第二に、神経膠腫は、様々な遺伝子異常を発現しているいくつかの細胞集合を含んでいる。従って、単一遺伝子の癌細胞への移入に対して感受性のある腫瘍スペクトルは限定され得る。第三に、複製能を有するアデノウイルスは、G0で停止された癌細胞に感染し破壊できる。神経膠腫は常に非周期細胞を含むため、この特性は重要である。最後に、pl6-Rb経路は大部分の神経膠腫において異常であるため、デルタ-24戦略はこれらの腫瘍のほとんどに対して適している。網膜芽腫抑制遺伝子機能の欠損が多様な種類の腫瘍の原因と関連付けられてきたが、神経膠腫の治療に限定されない。

アデノウイルスが突然変異して複製できないかまたは条件的にしか複製できない(特定の条件下で複製能がある)場合、ウイルス複製のためにヘルパー細胞が必要となり得る。必要な場合は、ヘルパー細胞系は、ヒト胚腎臓細胞、筋細胞、造血細胞、または他のヒト胚間葉系細胞もしくは上皮細胞等のヒト細胞に由来し得る。あるいは、ヘルパー細胞は、ヒトアデノウイルスを許容する他の哺乳動物種の細胞に由来し得る。このような細胞には、例えば、Vero細胞または他のサル胚間葉系細胞もしくは上皮細胞が含まれる。特定の局面において、ヘルパー細胞系は293である。宿主細胞およびヘルパー細胞を培養する様々な方法が当技術分野、例えば、Racherら、1995において見出され得る。

特定の局面において、アデノウイルスは、変異型Rb経路を有する細胞中で典型的に複製可能である。トランスフェクション後、アデノウイルスプラークをアガロース重層した細胞から単離し、分析のためにウイルス粒子を増殖する。詳細なプロトコールについては、当業者はGrahamおよびPrevac、1991を参照されたい。

アデノウイルスベクターを生成するための代替的な技術には、細菌人工染色体(BAC)系の利用、相補アデノウイルス配列を含む2つのプラスミドを利用するrecA+細菌株でのインビボ細菌組換えの利用、および酵母人工染色体(YAC)系の利用が含まれる(参照により本明細書に組み入れられる、PCT公報第95/27071号および同第96/33280号)。

アデノウイルスは生育および操作するのが簡単で、インビトロおよびインビボで広範な宿主範囲を示す。このグループのウイルスは、高い力価(例えば、10⁹プラーク形成単位(pfu)/mlを上回る)で得ることができ、感染性が高い。アデノウイルスのライフサイクルは、宿主細胞ゲノムへの組み込みを必要としない。

本明細書に記載する腫瘍崩壊性アデノウイルスの改変は、癌を治療するために腫瘍崩壊性アデノウイルスの能力を改善するために行うことができる。腫瘍崩壊性アデノウイルスのこのような改変は、Jiangら(Curr Gene Ther. 2009 Oct 9(5)：422-427)に記載されており、米国特許出願第20060147420号も参照されたい(これらはそれぞれ参照により本明細書に組み入れられる)。

いくつかの種類の腫瘍上にある低レベルのコクサッキーウイルスおよびアデノウイルス受容体(CAR)の有無は、腫瘍崩壊性アデノウイルスの効力を制限し得る。様々なペプチドモチーフをファイバーノブに加えることができ、例えば、RGDモチーフ(RGD配列は細胞表面インテグリンの正常リガンドを模倣する)、Tatモチーフ、ポリリシンモチーフ、NGRモチーフ、CTTモチーフ、CNGRLモチーフ、CPRECESモチーフ、またはストレプトタグ(strept-tag)モチーフがある(RouslahtiおよびRajotte、2000)。モチーフは、アデノウイルスファイバータンパク質のHIループに挿入され得る。カプシドを改変することにより、CAR非依存的な標的細胞感染が可能になる。これにより、より高い複製、より効率的な感染、および腫瘍細胞の溶解を高めることが可能になる(Suzukiら、2001、参照により本明細書に組み入れられる)。EGFRまたはuPR等の特定のヒト神経膠腫受容体に結合するペプチド配列も加えてもよい。EGFRvIII等の、癌細胞の表面上に排他的にまたは優先的に見出される特定の受容体は、アデノウイルスの結合および感染のための標的として使用され得る。

II.発現カセット
本発明の特定の態様では、本明細書に記載する方法は、TAAをコードする核酸配列を含み、ここで、該核酸は「発現カセット」に含まれている。「発現カセット」という用語は、核酸コード配列の一部または全てが転写可能である、遺伝子生成物(例えば、抗原決定基)をコードする核酸を含む任意の種類の遺伝子構築物を含むことを意味する。

プロモーターおよびエンハンサー−発現カセットが転写産物の発現を生じるために、遺伝子をコードする核酸はプロモーターの転写制御下に置かれる。「プロモーター」とは、転写の開始および転写率を制御する、核酸配列の領域である制御配列である。「機能的に配置される」、「機能的に連結される」、「制御下」、および「転写制御下」という語句は、プロモーターが核酸配列に関して正しい機能的配置および/または配向にあって、その配列の転写開始および/または発現を制御することを意味する。プロモーターは、核酸配列の転写活性化に関与するシス作用性調節配列を指す「エンハンサー」と共に使用されてもよいし、されなくてもよい。

対象中の細胞において活性であろう当業者に公知の任意のプロモーターが、本発明の方法および組成物に適用可能なプロモーターとして企図される。当業者は、本発明の方法および組成物に適用可能な多数の種類のプロモーターに精通しているであろう。特定の態様では、例えば、プロモーターは、構成的プロモーター、誘導性プロモーター、または抑制性プロモーターである。プロモーターは組織選択性プロモーターであってもよい。本明細書において、組織選択性プロモーターは、他の組織型と比べて特定の組織型において相対的により活性である任意のプロモーターを指すものと定義される。プロモーターの例にはCMVプロモーターが含まれる。

プロモーターは細胞中で活性であるものであり、プロモーターからの発現により対象の免疫系に対して抗原決定基が提示される。例えば、細胞が上皮細胞である場合、本態様において使用されるプロモーターはその特定の細胞型において活性を有するものである。

プロモーターは天然で遺伝子または配列と関連するものであってもよく、コードセグメントおよび/またはエキソンの上流に配置された5'側非コード配列を単離することによって得られる。このようなプロモーターは「内在性」と称され得る。同様に、エンハンサーも天然で核酸配列と関連するものであってもよく、その配列の下流または上流のいずれに配置されている。あるいは、コード核酸セグメントを組換えプロモーターまたは異種プロモーターの制御下に配置することによって特定の利点が得られ、該プロモーターは天然環境において核酸配列と通常関連しないプロモーターを指す。組換えエンハンサーまたは異種エンハンサーも、天然環境において核酸配列と通常関連しないエンハンサーを指す。そのようなプロモーターまたはエンハンサーには、他の遺伝子のプロモーターまたはエンハンサー、ならびに任意の他の原核生物、ウイルス、または真核生物細胞から単離されたプロモーターまたはエンハンサー、ならびに「天然」でない、すなわち、異なる転写調節領域の異なるエレメント、および/または発現を変化させる突然変異を含むプロモーターまたはエンハンサーが含まれ得る。プロモーターおよびエンハンサーの核酸配列を合成的に生成するのに加えて、組換えクローニングおよび/またはPCR(登録商標)を含む核酸増幅技術を用いて配列を生成し得る(それぞれ参照により本明細書に組み入れられる、米国特許第4,683,202号および同第5,928,906号を参照されたい)。

当然、発現のために選択された細胞型、細胞小器官、および生物においてDNAセグメントの発現を効果的に指示するプロモーターおよび/またはエンハンサーを使用することが重要である。分子生物学の当業者は、タンパク質発現のためのプロモーター、エンハンサー、および細胞型の組み合わせの使用を概して理解している。例えば、参照により本明細書に組み入れられるSambrookら(2001)を参照されたい。プロモーターは、異種または内在性であり得る。

目的の核酸の発現を制御するために使用される特定のプロモーターは、標的とする細胞内でポリヌクレオチドが十分なレベルで発現できる限り重要ではないと考えられる。従って、ヒト細胞が標的とされている場合、ポリヌクレオチドコード領域を、ヒト細胞内で発現可能なプロモーターに隣接させて、その制御下に配置することが好ましい。一般的に言えば、このようなプロモーターは、ヒトプロモーターまたはウイルスプロモーターのいずれも含み得る。

様々な態様において、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)前初期遺伝子プロモーター、SV40初期プロモーター、およびラウス肉腫ウイルスの長い末端反復が使用できる。ポリヌクレオチドを発現させるために当技術分野で周知の他のウイルスもしくは哺乳動物の細胞プロモーターまたは細菌ファージプロモーターの使用も、発現のレベルが免疫応答を生成するのに十分であるという前提で同様に企図される。

本発明の文脈において使用され得るプロモーター/エレメントのさらなる例には以下のものが含まれる。これらは、全ての可能性のあるプロモーターおよびエンハンサーエレメントを網羅することを意図しておらず、あくまで例示に過ぎない。

免疫グロブリン重鎖(Baneijiら、1983；Gillesら、1983；Grosschedlら、1985；Atchinsonら、1986、1987；Imlerら、1987；Weinbergerら、1984；Kiledjianら、1988；Portonら；1990)；免疫グロブリン軽鎖(Queenら、1983；Picardら、1984)；T細胞受容体(Luriaら、1987；Winotoら、1989；Redondoら；1990)；HLA DQaおよび/またはDQβ(Sullivanら、1987)；βインターフェロン(Goodbournら、1986；Fujitaら、1987；Goodbournら、1988)；インターロイキン-2(Greeneら、1989)；インターロイキン-2受容体(Greeneら、1989；Linら、1990)；MHCクラスII(Kochら、1989)；MHCクラスII HLA-DRa(Shermanら、1989)；β-アクチン(Kawamotoら、1988；Ngら；1989)；筋肉クレアチンキナーゼ(MCK)(Jaynesら、1988；Horlickら、1989；Johnsonら、1989)；プレアルブミン(トランスサイレチン)(Costaら、1988)；エラスターゼI(Omitzら、1987)；メタロチオネイン(MTII)(Karinら、1987；Culottaら、1989)；コラゲナーゼ(Pinkertら、1987；Angelら、1987)；アルブミン(Pinkertら、1987；Troncheら、1989、1990)；α-フェトプロテイン(Godboutら、1988；Campereら、1989)；t-グロビン(Bodineら、1987；Perez-Stableら、1990)；β-グロビン(Trudelら、1987)；c-fos(Cohenら、1987)；c-HA-ras(Triesman、1986；Deschampsら、1985)；インスリン(Edlundら、1985)；神経細胞接着分子(NCAM)(Hirshら、1990)；α1-抗トリプシン(Latimerら、1990)；H2B(TH2B)ヒストン(Hwangら、1990)；マウスおよび/またはI型コラーゲン(Ripeら、1989)；グルコース調節タンパク質(GRP94およびGRP78)(Changら、1989)；ラット成長ホルモン(Larsenら、1986)；ヒト血清アミロイドA(SAA)(Edbrookeら、1989)；トロポニンI(TN I)(Yutzeyら、1989)；血小板由来成長因子(PDGF)(Pechら、1989)；デュシェンヌ型筋ジストロフィー(Klamutら、1990)；SV40(Banerjiら、1981；Moreauら、1981；Sleighら、1985；Firakら、1986；Herrら、1986；Imbraら、1986；Kadeschら、1986；Wangら、1986；Ondekら、1987；Kuhlら、1987；Schaffnerら、1988)；ポリオーマ(Swartzendruberら、1975；Vasseurら、1980；Katinkaら、1980、1981；Tyndellら、1981；Dandoloら、1983；de Villiersら、1984；Henら、1986；Satakeら、1988；Campbellおよび/またはVillarreal、1988)；レトロウイルス(Krieglerら、1982、1983；Levinsonら、1982；Krieglerら、1983、1984a、b、1988；Boszeら、1986；Miksicekら、1986；CE1Anderら、1987；Thiesenら、1988；CE1Anderら、1988；Choiら、1988；Reismanら、1989)；パピローマウイルス(Campoら、1983；Luskyら、1983；Wilkie、1983；Spalholzら、1985；Luskyら、1986；Cripeら、1987；Glossら、1987；Hirochikaら、1987；Stephensら、1987)；B型肝炎ウイルス(Bullaら、1986；Jameelら、1986；Shaulら、1987；Spandauら、1988；Vanniceら、1988)；ヒト免疫不全ウイルス(Muesingら、1987；Hauberら、1988；Jakobovitsら、1988；Fengら、1988；Takebeら、1988；Rosenら、1988；Berkhoutら、1989；Laspiaら、1989；Sharpら、1989；Braddockら、1989)；サイトメガロウイルス(CMV)(Weberら、1984；Boshartら、1985；Foeckingら、1986)；テナガザル白血病ウイルス(Holbrookら、1987；Quinnら、1989)。

エンハンサーはもともと、DNAの同じ分子上の離れた位置に配置されたプロモーターからの転写を高める遺伝子エレメントとして検出された。エンハンサーとプロモーターとの基本的な違いは作用にある。エンハンサー領域は全体として、距離を置いて転写を刺激できなければならない；これは、プロモーター領域またはその構成要素エレメントについては必ずしも当てはまらない。他方で、プロモーターは特定の部位において特定の配向でRNA合成の開始を指示する1つ以上のエレメントを有さねばならず、エンハンサーはこれらの特異性を欠く。プロモーターおよびエンハンサーは、重複かつ連続していることが多く、非常に似たモジュール構造を有することが多いようである。さらに、(真核生物プロモーターデータベースEPDBに従う)任意のプロモーター/エンハンサーの組み合わせが、遺伝子の発現を駆動するために使用され得る。特定の生理学的なシグナルに応答して調節されるプロモーターをさらに選択することにより、構築物の誘導性発現が可能になる。例えば、ヒトPAI-1プロモーターの制御下にあるポリヌクレオチドでは、発現は腫瘍壊死因子により誘導される。特定の刺激に応答して活性化され得る核酸配列の領域である誘導性エレメントの例には、以下が含まれる(エレメント/誘導因子)：MT II/ホルボールエステル(TFA)または重金属(Palmiterら、1982；Haslingerら、1985；Searleら、1985；Stuartら、1985；Imagawaら、1987、Karinら、1987；Angelら、1987b；McNeallら、1989)；MMTV(マウス乳癌ウイルス)/グルココルチコイド(Huangら、1981；Leeら、1981；Majorsら、1983；Chandlerら、1983；Pontaら、1985；Sakaiら、1988)；β-インターフェロン/ポリ(rI)xまたはポリ(rc)(Tavernierら、1983)；アデノウイルス5 E2/E1A(Imperialeら、1984)；コラゲナーゼ/ホルボールエステル(TPA)(Angelら、1987a)；ストロメライシン/ホルボールエステル(TPA)(Angelら、1987b)；SV40/ホルボールエステル(TPA)(Angelら、1987b)；マウスMX遺伝子/インターフェロン、ニューカッスル病ウイルス(Hugら、1988)；GRP78遺伝子/A23187(Resendezら、1988)；α-2-マクログロブリン/IL-6(Kunzら、1989)；ビメンチン/血清(Rittlingら、1989)；MHCクラスI遺伝子H-2κb/インターフェロン(Blanarら、1989)；HSP70/E1A、SV40ラージT抗原(Taylorら、1989、1990a、1990b)；プロリフェリン/ホルボールエステル-TPA(Mordacqら、1989)；腫瘍壊死因子/PMA(Henselら、1989)；および甲状腺刺激ホルモンa遺伝子/甲状腺ホルモン(Chatterjeeら、1989)。

開始シグナル−コード配列の効率的な翻訳のためには特定の開始シグナルも必要であり得る。これらのシグナルはATG開始コドンまたは隣接配列を含む。ATG開始コドンを含む外来性翻訳制御シグナルを提供する必要があり得る。当業者であれば容易にこれを決定し、必要なシグナルを提供することができる。

IRES−本発明の特定の態様においては、内部リボソーム進入部位(IRES)エレメントを使用して、多重遺伝子、すなわちポリシストロン性の、メッセージを作製する。IRESエレメントは、5'側メチル化Cap依存性の翻訳のリボソーム走査モデルを介さずに、内部部位において翻訳を開始することができる(PelletierおよびSonenberg、1988)。ピコルナウイルスファミリーの2つのメンバー(ポリオおよび脳心筋炎)由来のIRESエレメント(PelletierおよびSonenberg、1988)、ならびに哺乳動物メッセージ由来のIRES(MacejakおよびSarnow、1991)が記載されている。IRESエレメントは、異種オープンリーディングフレームに連結され得る。IRESによりそれぞれ隔てられた複数のオープンリーディングフレームが一緒に転写されて、ポリシストロン性のメッセージを作製し得る(米国特許第5,925,565号および同第5,935,819号を参照)。

多重クローニング部位−発現カセットは、複数の制限酵素部位を含む核酸領域である多重クローニング部位(MCS)を含むことができ、これらのいずれも標準的な組換え技術と共に使用されてベクターを消化できる。

ポリアデニル化シグナル−発現においては、典型的に、ポリアデニル化シグナルを含むことにより、転写産物の適切なポリアデニル化を生じさせる。ポリアデニル化シグナルの性質は本発明の実施が成功するためには決定的でないと考えられ、および/または任意のそのような配列が使用され得る。好適な態様は、様々な標的細胞において好都合の、および/または十分に機能することが知られている、SV40ポリアデニル化シグナルおよび/またはウシ成長ホルモンポリアデニル化シグナルを含む。発現カセットのエレメントとしては、転写終結部位も企図されている。これらのエレメントは、メッセージレベルを高め、および/またはカセットから他の配列内への読み取りを最小限にする役割を果たすことができる。

他の発現カセット構成要素−本発明の特定の態様において、発現ベクターにレポーター遺伝子を含めることによって、アデノウイルスベクターに感染した細胞がインビトロで同定され得る。一般的に、選択可能なレポーターは、選択を可能にする特性を付与するものである。陽性選択可能なレポーターはレポーター遺伝子の存在がその選択を可能にするものであり、一方、陰性選択可能なレポーターはその存在により選択から外れるものである。陽性選択可能なマーカーの一例には、薬物耐性マーカーがある(ネオマイシン、ピューロマイシン、ハイグロマイシン、DHFR、GPT、ゼオシン、およびヒスチジノールに対する耐性を付与する遺伝子)。その他の種類のレポーターには、GFP等のスクリーニング可能なレポーターが含まれる。

本発明の態様は、腫瘍関連抗原をコードする異種核酸セグメントを含むアデノウイルス核酸を調製することにより、ワクチンを作製すように設計された現在のアデノウイルスプラットフォーム技術を使用することができる。アデノウイルスワクチン構築の局面には、遺伝子材料をアデノウイルスベクターに挿入し、核酸、ウイルス、およびウイルス生成物を特徴決定および配列決定して構築物を確認することが含まれる。その後、アデノウイルスワクチンを、拡張性を評価するように設計された一連の実現可能性調査に供する。

III.癌抗原
本発明は、遺伝学的な抗癌免疫法の開発、および腫瘍の溶解に有用である。抗癌ワクチン接種戦略の開発は、癌細胞の特異的マーカーとして免疫系に認識され得、それによりこれらの細胞が標的として同定される腫瘍関連抗原(TAA)が近年同定されたことによって理論づけされている。これらの腫瘍関連抗原には、腫瘍細胞に固有の突然変異または再編成を有する遺伝子によってコードされるタンパク質、再活性化される胚性遺伝子、組織特異的分化抗原、および多数の他の自己タンパク質が含まれる。しかし、これらの標的が同定されたにも関わらず、これらの弱い自己由来抗原に対する良好なワクチン接種の手段を欠いていたために、有効な抗癌ワクチン接種戦略の開発が大幅に限定されてきた。従って、強力な抗腫瘍関連抗原免疫応答の生成は、効率的な抗癌免疫戦略の開発において鍵となる課題であると認識されている。

本発明の方法は、疾患を治療または予防するために有効である。多くの疾患は、疾患の状態に関連する特定の抗原を有する。このような抗原、またはこれらの抗原の免疫優性エピトープは、免疫認識、および患者の疾患の根本的な排除または制御に使用される。このような抗原は当技術分野において防御抗原と称される。

本発明の方法は、癌を治療するために使用され得る。癌の種類の具体的な例には、神経膠腫、黒色腫、転移、腺癌、胸腺腫(thyoma)、リンパ腫、肉腫、肺癌、肝癌、結腸癌、非ホジキンリンパ腫、ホジキンリンパ腫、白血病、子宮癌、乳癌、前立腺癌、卵巣癌、子宮頸癌、膀胱癌、腎癌、膵臓癌等が含まれるがこれらに限定されない。

黒色腫という用語には、黒色腫、転移性黒色腫、メラニン細胞またはメラニン細胞関連母斑細胞由来の黒色腫、悪性黒色腫、黒色上皮腫、黒色肉腫、上皮内黒色腫、表在拡大型黒色腫、結節型黒色腫、悪性黒子型黒色腫、末端性黒子性黒色腫、浸潤性黒色腫、または家族性異型母斑黒色腫(FAM-M)症候群が含まれるがこれらに限定されない。哺乳動物におけるこのような黒色腫は、染色体異常、変性性の成長障害および発育障害、分裂促進物質、紫外線(UV)、ウイルス感染、遺伝子の不適切な組織発現、遺伝子の発現の変化、細胞上の提示、または発癌性物質によって引き起こされ得る。前述の癌を、本発明の方法により評価または治療できる。癌の場合、組換えウイルスゲノムまたはその一部に、癌に関連する抗原をコードする遺伝子を1つ以上の免疫賦活分子をコードする遺伝子と共に組み込む。癌に関連する抗原は癌細胞の表面上に発現されもよいし、分泌されてもよいし、または内部抗原であってもよい。一態様では、癌に関連する抗原は、腫瘍関連抗原(TAA)、またはその一部である。本発明において使用できるTAAの例には、MART-1(Kawakamiら J. Exp. Med. 180：347-352、1994)、MAGE-1、MAGE-3、GP-100(Kawakamiら Proc. Nat'l. Acad. Sci. U.S.A. 91：6458-6462、1994)、CEA、TRP-1、TRP-2、P-15、およびチロシナーゼ(Brichardら J. Exp. Med. 178：489、1993)等を非限定的に含む黒色腫TAAが含まれるがこれらに限定されない。

特定の態様では、アデノウイルスは自身の表面上に複数の抗原を発現する。特定の局面において、2、3、4、または5種の抗原が表面上に発現され得る。抗原は、カプシドもしくはファイバーの一部として発現されるか、またはLC3等の自食関連タンパク質と連結した外来性タンパク質として生成されて、アデノウイルスの感染および複製中の外来性タンパク質の提示を増大させることができる。複数の抗原を標的とすることは、一貫した有効な免疫応答を生じさせるのに役立つ。腫瘍関連抗原(TAA)には、EGFRvIII、αフェトプロテイン(AFP)、黒色腫関連抗原−MAGE-1、MAGE-2、MAGE-3、癌胎児性抗原(CEA)

、チロシナーゼ(Tyr)、ミッドカイン(MK)、BAGE、CASP-8、β-カテニン、CA-125、CDK-1、ESO-1、gp75、gp100、MART-1、ムチン(MUC-1)、MUM-1、p53、PAP、PSA、PSMA、ras、trp-1、HER-2、TRP-2、IL13Rα、AIM-3、NY-ESOl、C9orf112、SART1、BRAP、RTN4、GLEA2、TNKS2、KIAA0376、ING4、HSPH1、C13orf24、RBPSUH、C6orf153、NKTR、NSEP1、U2AF1L、CYNL2、TPR、SOX2、またはGOLGAのペプチドが含まれるがこれらに限定されない。本発明は、上に列挙したTAAをコードする遺伝子には決して限定されない。他のTAAは当業者に公知であり、米国特許第4,514,506号に開示されているものなどの公知の方法により簡単に調製され得る。

IV.医薬組成物
本発明は、本発明の任意の組成物および薬学的に許容される担体を含む、医薬組成物も提供する。本発明は、本発明の任意の組成物を含むワクチン組成物も提供する。ワクチン組成物は、少なくとも1つのアジュバントをさらに含み得る。

本発明は、対象に本発明の組成物を投与する工程を含む、対象において抗腫瘍免疫応答を刺激する方法も提供する。

本発明によれば、抗原決定基と組み合わせたアデノウイルスを対象に投与して、治療目的または予防目的で免疫応答を誘導する。従って、特定の態様では、発現構築物は、この目的に適した組成物に剤形化される。「薬学的に」または「薬理学的に許容される」という語句は、動物またはヒトに投与された際に、有害な反応、アレルギー反応、またはその他の不適当な反応を起こさない組成物を指す。本明細書で使用する「薬学的に許容される担体」には、任意の全ての溶媒、担体、分散媒、コーティング、抗菌薬および抗真菌薬、等張剤および吸収遅延剤等が含まれる。薬学的に活性な物質のためのこのような媒体および薬剤の使用は当技術分野で周知である。任意の従来の媒体または薬剤が本発明の発現構築物に対して不適合でない限り、治療的組成物におけるその使用が企図される。補助活性成分も組成物に組み込むことができる。例えば、補助活性成分は追加の免疫原性物質であり得る。

注射可能な使用に適した医薬形態には、滅菌水溶液または分散液、および注射可能な滅菌溶液または分散液の即時調製用の滅菌粉末が含まれる。いかなる場合でも、形態は滅菌されて、注射が容易な程度に流動性がなければならない。形態は、製造および保存の条件下で安定し、細菌および真菌等の微生物の汚染作用から守られていなければならない。担体は、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコール等)、それらの適切な混合液、ならびに植物油を含む、溶媒または分散媒であり得る。必要であれば、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサール等の様々な抗菌薬および抗真菌薬が使用できる。多くの場合、等張剤、例えば、糖または塩化ナトリウムを含むことが好ましい。注射可能な組成物の持続的な吸収は、組成物において、吸収を遅らせる薬剤、例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンを使用することによってもたらされ得る。

注射可能な滅菌溶液は、必要量の化合物を、必要に応じて上記列挙したその他の様々な成分と共に適切な溶媒に混合した後、濾過滅菌することによって調製される。一般的に、分散液は、基本的な分散媒を含む滅菌ヒビクルに、様々な滅菌活性成分、および上記列挙した中から必要なその他の成分を混合することにより調製される。注射可能な滅菌溶液を調製するための滅菌粉末の場合は、好適な調製方法は真空乾燥および凍結乾燥技術であり、先に滅菌濾過したその溶液から活性成分および任意の所望の追加成分の粉末を得る。

剤形化の後、溶液は、投薬剤形に適合する様式で、かつ治療的または予防的に有効な量で投与される。水溶液の状態で非経口投与する場合、必要であれば溶液を適切に緩衝化すべきであり、まず液体希釈剤に十分な食塩水またはグルコースで等張性を与える。これらの特定の水溶液は、特に血管内投与および腫瘍内投与に適している。これに関連して、使用できる滅菌水性媒体は、本開示を考慮すれば当業者に分かるものである。

治療する対象の状態によって投薬量のいくらかの変動が必然的に生じる。いずれにしても投与の責任を負う者は個々の対象に対して適切な用量を決定する。さらに、ヒトに投与する場合、製剤はFDAが定める滅菌性、発熱性、全般的な安全性、および純度の基準を満たすべきである。

投薬量−治療薬または予防薬の有効量は、例えば、腫瘍に対する免疫応答の刺激等の意図する目標に基づいて決定される。当業者は、インビボおよびエクスビボ状況でどのように遺伝子送達を適用するか熟知している。ウイルスベクターについては、一般的にウイルスベクターストックが調製される。ウイルスの種類および達成可能な力価に応じて、少なくとも約、多くても約、または約1×10⁴、1×10⁵、1×10⁶、1×10⁷、1×10⁸、1×10⁹、1×10¹⁰、1×10¹¹、もしくは1×10¹²個の感染粒子、またはその間にある任意の値もしくは範囲の感染粒子を対象に送達する。他の局面において、本発明によるアデノウイルスは、単回投与または複数回投与され得る。ウイルスは、1×10⁵プラーク形成単位(PFU)、5×10⁵PFU、少なくとも1×10⁶PFU、5×10⁶または約5×10⁶PFU、1×10⁷、少なくとも1×10⁷PFU、1×10⁸または約1×10⁸PFU、少なくとも1×10⁸PFU、約または少なくとも5×10⁸PFU、1×10⁹または少なくとも1×10⁹PFU、5×10⁹または少なくとも5×10⁹PFU、1×10¹⁰PFUまたは少なくとも1×10¹⁰PFU、5×10¹⁰または少なくとも5×10¹⁰PFU、1×10¹¹または少なくとも1×10¹¹、1×10¹²または少なくとも1×10¹²、1×10¹³または少なくとも1×10¹³の投薬量で投与され得る。例えば、ウイルスは、約10⁷〜10¹³の間、約10⁸〜10¹³の間、約10⁹〜10¹²の間、または約10⁸〜10¹²の間の投薬量で投与され得る。

本発明によるアデノウイルスは、局所投与または全身投与され得る。例えば、限定するものではないが、本発明による腫瘍崩壊性ウイルスは、血管内(動脈内もしくは静脈内)に、腫瘍内に、筋内に、皮内に、腹腔内に、皮下に、経口的に、非経口的に、鼻腔内に、気管内に、経皮的に、髄腔内に、眼に、または頭蓋内に投与され得る。

本発明によるアデノウイルスはまた、細胞担体に入れて投与され得る。これに関して、神経幹細胞および間葉系幹細胞は、高い移動能を有しているが、腫瘍組織内に留まる。成人間葉系細胞の亜集団(骨髄由来腫瘍浸潤細胞すなわちBM-TIC)は神経膠腫に注射された後に腫瘍全体に浸潤することが示されている。従って、本発明による腫瘍崩壊性ウイルスはウイルス生成する神経幹細胞または間葉系幹細胞(例えば、BM-TIC)担体に入れて(例えば、腫瘍に担体細胞を注射することによって)投与され得る。

治療の回数および用量の両方に従って投与される量は、治療される対象、対象の状態、および所望の防御に依存する。治療的組成物の厳密な量は、医師の判断にも依存し、個体それぞれに特有のものである。

1つ以上の同時刺激分子/アクセサリー分子をコードする遺伝子、および/またはサイトカインをコードする遺伝子も、本発明の方法において使用するために、アデノウイルスゲノムに組み込まれるか、またはアデノウイルスと共に剤形化され得る。同時刺激分子の例には、B7-1、B7-2、ICAM1、ICAM-2、LFA-1、LFA-3、CD72等が含まれるがこれらに限定されない。本発明が包含するサイトカインの例には、IL-2、IL-1、IL-3〜IL-9、IL-11、IL-13〜IL-15、G-CSF、M-CSF、GM-CSF、TNFα、IFNα、IFNγ、IL-10、IL-12、regulated upon activation, normal T expressed and presumably secretedサイトカイン(RANTES)等が含まれるがこれらに限定されない。本発明が包含するケモカインの例には、CTAP III、ENA-78、GRO、I-309、PF-4、IP-10、LD-78、MBSA、MIP-1α、MIP1B等が含まれるがこれらに限定されない。

Claims

腫瘍抗原をコードする1種以上の異種核酸配列を含むゲノムを有する組換えアデノウイルスであって、該腫瘍抗原を自身の表面上に発現する、組換えアデノウイルス。
MAGE-1、MAGE-2、MAGE-3、CEA、チロシナーゼ、ミッドカイン、BAGE、CASP-8、β-カテニン、CA-125、CDK-1、ESO-1、gp75、gplOO、MART-1、MUC-1、MUM-1、p53、PAP、PSA、PSMA、ras、trp-1、HER-2、TRP-1、TRP-2、IL13Rα、IL13Rα2、AIM-2、AIM-3、NY-ESO-1、C9orf112、SART1、SART2、SART3、BRAP、RTN4、GLEA2、TNKS2、KIAA0376、ING4、HSPH1、C13orf24、RBPSUH、C6orf153、NKTR、NSEP1、U2AF1L、CYNL2、TPR、SOX2、GOLGA、BMI1、COX-2、EGFRvIII、EZH2、LICAM、Livin、Livinβ、MRP-3、ネスチン、OLIG2、ART1、ART4、B-サイクリン、Gli1、Cav-1、カテプシンB、CD74、E-カドヘリン、EphA2/Eck、Fra-1/Fosl 1、GAGE-1、ガングリオシド/GD2、GnT-V,β1,6-Ν、Ki67、Ku70/80、PROX1、PSCA、SOX10、SOX11、サバイビン、UPAR、およびWT-1、またはそれらの免疫原性ペプチドからなる群より選択される腫瘍抗原をそれぞれがコードする1〜5種の異種核酸配列を含む組換えアデノウイルスであって、1〜5種の腫瘍抗原を自身の表面上に発現する、請求項1に記載の組換えアデノウイルス。
CEAまたはその免疫原性ペプチドをコードする異種核酸を含む組換えアデノウイルスであって、CEAまたはその免疫原性ペプチドを含むキメラ表面タンパク質を発現する、請求項1または2に記載の組換えアデノウイルス。
CEAの免疫原性ペプチドがSEQ ID NO:1である、請求項3に記載の組換えアデノウイルス。
異種核酸が、アデノウイルスのヘキソン遺伝子の超可変領域5に挿入されている、請求項3または4に記載の組換えアデノウイルス。
EGFRvIIIまたはその免疫原性ペプチドをコードする異種核酸を含む組換えアデノウイルスであって、EGFRvIIIまたはその免疫原性ペプチドを含むキメラ表面タンパク質を発現する、請求項1または2に記載の組換えアデノウイルス。
EGFRvIIIの免疫原性ペプチドがSEQ ID NO:2〜6からなる群より選択される、請求項6に記載の組換えアデノウイルス。
異種核酸が、アデノウイルスファイバー遺伝子のH1ループ領域に挿入されている、請求項6または7に記載の組換えアデノウイルス。
それぞれが腫瘍抗原をコードする2〜5種の異種核酸配列を含むゲノムを有する組換えアデノウイルスであって、該腫瘍抗原を自身の表面上に発現する、前記請求項のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス。
MAGEまたはその免疫原性ペプチドをコードする異種核酸を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス。
E3遺伝子領域の一部または全体に欠失を含む、請求項10に記載の組換えアデノウイルス。
異種核酸がアデノウイルスのE3欠失遺伝子領域に挿入されている組換えアデノウイルスであって、MAGEまたはその免疫原性ペプチドを自身の表面上に発現する、請求項11に記載の組換えアデノウイルス。
NY-ESO-1またはその免疫原性ペプチドをコードする異種核酸を含む組換えアデノウイルスであって、NY-ESO-1またはその免疫原性ペプチドを含むキメラ表面タンパク質を発現する、前記請求項のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス。
NY-ESO-1の免疫原性ペプチドがSEQ ID NO:7である、請求項13に記載の組換えアデノウイルス。
異種核酸が、アデノウイルスのヘキソン遺伝子の超可変領域5に挿入されている、請求項13または14に記載の組換えアデノウイルス。
E3遺伝子領域の一部または全体に欠失を有し、かつ
a. アデノウイルスのヘキソン遺伝子の超可変領域5に挿入されている、CEAまたはその免疫原性ペプチドをコードする異種核酸；
b. アデノウイルスのファイバー遺伝子のH1ループ領域に挿入されている、EGFRvIIIまたはその免疫原性ペプチドをコードする異種核酸；
c. アデノウイルスのE3欠失遺伝子領域に挿入されている、MAGEまたはその免疫原性ペプチドをコードする異種核酸；および
d. アデノウイルスのヘキソン遺伝子の超可変領域5に挿入されている、NY-ESO-1またはその免疫原性ペプチドをコードする異種核酸
を含むゲノムを有する、請求項1に記載の組換えアデノウイルス。
ヒトアデノウイルス5型、またはヒトアデノウイルス5型構成要素を含むハイブリッドである、前記請求項のいずれか一項に記載のアデノウイルス。
デルタ-24、またはデルタ-24-RGDである、請求項17に記載のアデノウイルス。
ICOVIR-5、ICOVIR-7、ONYX-015、ColoAd1、H101、およびAD5/3-D24-GMCSFから選択される、請求項1〜16のいずれか一項に記載のアデノウイルス。
請求項1〜19のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルスを患者に投与する工程を含む、それを必要とする患者において癌を治療するための方法。
患者が、原発性または転移性脳癌、黒色腫、腺癌、胸腺腫(thyoma)、リンパ腫、肉腫、肺癌、肝癌、結腸癌、非ホジキンリンパ腫、ホジキンリンパ腫、白血病、子宮癌、乳癌、前立腺癌、卵巣癌、子宮頸癌、膀胱癌、腎癌、および膵臓癌から選択される癌を有する、請求項20に記載の方法。
患者が低レベルまたは高レベルの神経膠腫を有する、請求項21に記載の方法。
アデノウイルスが、腫瘍内に、血管内に、または神経幹細胞担体もしくは間葉系幹細胞担体に入れて投与される、請求項20〜22のいずれか一項に記載の方法。
アデノウイルスが、10⁸〜10¹³プラーク形成単位(pfu)の用量で単回または複数回投与される、請求項20〜23のいずれか一項に記載の方法。
患者がヒトである、請求項20〜24のいずれか一項に記載の方法。