JP2017507937A - ガン標的化il−12免疫療法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、ガン免疫療法に対するものである。本発明は、特に、筋肉、骨、神経、軟骨、腱、血管などのガン、好ましくは肉腫を罹患しているガン患者に対し、好ましくはIL−2及び/又はIL−7と併用した、標的化IL−12分子の投与によって惹起される自然免疫又は獲得抗腫瘍免疫の誘導に対するものである。本発明は、特に、前記ガン疾患の治療に対して長期の薬物動態を示す、好ましくはIL−2及び/又はIL−7の形態と併用する、NHS−IL12と呼ばれる特異的免疫グロブリンサイトカイン融合タンパク質の形態のIL−12の使用に関する。

Description

本発明は、ガン免疫療法に対するものである。本発明は特に、筋肉、骨、神経、軟骨、腱、血管などのガン、好ましくは肉腫に罹患しているガン患者に対し、好ましくはIL−2及び/又はIL−7と併用した、標的化IL−12分子の投与によって引き起こされる自然免疫又は獲得抗腫瘍免疫の誘導に対するものである。
本発明は、特に、好ましくはIL−2及び/又はIL−7の形態と併用する、NHS−IL12と呼ばれる特異的免疫グロブリン サイトカイン融合タンパク質の形態のIL−12の使用に関するものであって、前記ガン疾患、特に肉腫の治療に対し、長期の薬物動態を示す。
ガン免疫療法は、腫瘍特異的モノクローナル抗体及び他の免疫系成分の「受動的」投与、腫瘍細胞に対する特異的T細胞介在性免疫応答を誘発又は増強するための「能動的」免疫、エクスビボ(ex vivo)修飾T細胞の養子移植(adoptive transfer)、及び免疫調節剤を用いた免疫応答の非特異的増強、を含む、多様なバラエティの治療アプローチを包含する。免疫療法はすでに広い範囲のガンの管理に多大な影響を与えているが、これは主にモノクローナル抗体を用いた受動免疫療法に限定されている。ガン免疫療法の分野は複雑で急速に進化している。免疫療法は、従来の化学療法とは、それらの作用機序並びに生じる反応の種類が異なっており、従来の反応基準は、免疫療法剤の疾患を修飾する活性の信頼ある判定(assessment)を提供しない可能性がある。多くの受動的免疫療法は、複数の構成要素(例えば、抗原、アジュバント及び送達媒体)を含んでいる。さらに、強固な治療活性は、免疫が、一般的な免疫応答性を高めること、及び、腫瘍が免疫寛容誘発環境を促進する免疫抑制メカニズムを克服することに対する他の免疫調節戦略と組み合わせられることが必要であることが、ますます認識されている。
横紋筋肉腫(RMS)は、小児で最も一般的な軟部組織腫瘍であり、進行した段階では非常に好ましくない予後と関連付けられている(Oberlin et al.,2008,J.Clin.Oncol.26:2384−2389)。外科的切除、化学療法及び放射線療法は、多くの場合、繊細な解剖学的部位に局在する腫瘍であって、拡散傾向にあるために失敗する。従って、代替的な治療戦略に対する高い未充足ニーズが存在する。
最近のデータは、RMSを含む進行性の固形腫瘍の実現可能な戦略として、同種幹細胞移植(alloSCT)を示唆している(Koscielniak et al.,2005,J.Clin.Oncol.23:242−244)。しかし、この設定における腫瘍制御メカニズムは十分に解明されていない。RMSに対する細胞傷害性T細胞及びナチュラルキラー細胞(NK)の応答は、インビトロで生成できるが(van den Broeke et al.,2006,Cancer Res.66:1818−1823)、免疫エフェクター細胞の抗腫瘍活性は、多くの側面を持っている。死滅させることを超え、インターフェロン−γ(IFN−γ)及び腫瘍壊死因子受容体1(TNFR1)依存性経路介した複合シグナル伝達は、腫瘍の休止状態(dormancy)をもたらすことが出来(Muller−Hermelink,et al.,2008,Cancer Cell 13:507−518)、従って誘導されたこれらのサイトカイン分泌は、局所的な腫瘍増殖を制御するために重要な方法と成り得る。実際、いくつかの研究は、alloSCT後にIFN−γを産生するT細胞の頻度が増加した患者の生存率が改善することを示している(Wiegering et al.,2011,Cancer Immunol.Immunother.60.693−703)。そのため、CD4+T細胞は、CD8+CTLと同様に重要であり得る。
このネットワークにおける主要なプレーヤーであるIL−12は、腫瘍退縮を誘導することができ、自然免疫及び獲得免疫に影響を与える(例えば、Trinchieri,G.2003,Nat.Rev.Immunol.3:133−146)。T細胞プライミングにおけるその役割に加えて、IL−12は、TH17細胞をTH1表現型へ復帰させ、M1マクロファージ機能を回復し、DC−NKの相互作用を媒介する。
インターロイキン−12(IL−12)は、食細胞、B細胞及び活性化樹状細胞を含む、免疫系の種々の細胞による、感染に応答して産生される多面的な炎症誘発性サイトカインである(Colombo and Trinchieri(2002),Cytokine & Growth Factor Reviews,13:155−168)。IL−12は、免疫系の自然及び獲得腕(arms)の相互作用を媒介し、T細胞及びナチュラルキラー(NK)細胞に作用し、細胞傷害性リンパ球の増殖及び活性を増強し、及び他の炎症性サイトカイン、特にインターフェロンγの産生に重要な役割を果たしている。IL−12は、生物学的に活性な74kDaのヘテロ二量体を形成するジスルフィド架橋によって共有結合したα鎖(p35サブユニット、IL−12p35)及びβ鎖(p40サブユニット、IL−12p40)からなるヘテロ二量体分子である。
内因性IL−12の存在は、広範囲の病原体、並びに移植及び化学的に誘導された腫瘍に対する免疫抵抗性に必要であることが示されている(Gateley et al.(1998),Annu.Rev.Immunol.,16:495−521)。IL−12は、IFN−γ及びCD8+T細胞及びNK細胞のようなエフェクター細胞の誘導に基づいた強力な抗腫瘍活性を有することが実証されている(Brunda et al.(1993),J.Exp.Med.,178:1223−30)。高レベルのIFN−γは、IL−12に応答して、T細胞及びNK細胞によって産生され(Kobayashl et al.,1989,J.Exp.Med.;170:827−45)、MHCクラスI及びクラスII発現のパラクラインアップレギュレーションを介して増強された抗原提示を導く(Wallach et al.,1982 Nature 1982;299:833−69)。その実証された抗腫瘍活性の結果として、IL−12は、腎臓癌、結腸癌、卵巣癌、黒色腫及びT細胞リンパ腫を含む広範囲のガンの治療のための免疫療法剤として(Atkins et al.(1997),Clin.Cancer Res.,3:409−17;Gollob et al.(2000),Clin.Cancer Res.,6:1678−92;及びHurteau et al.(2001),Gynecol.Oncol.,82:7−10)、及びガンワクチンのアジュバントとして(Lee et al.(2001),J.Clin.Oncol.19:3836−47)ヒト臨床試験で試験されている。
IL−12の全身投与は、主にいくつかの固形腫瘍に有効性を示しているが、治療におけるその使用は、その用量制限毒性のために制限されている(Gollob et al.,2000,Clin.Cancer Res.6:1678−1692)。10年にわたる初期の臨床開発の後、rIL−12に対する重篤な毒性及び一般的に低い反応率の文書化された実例が、これまでその臨床開発を妨げてきた。
従って、腫瘍微小環境へのIL−12の標的化デリバリーは、より効果的かつ毒性が少ないサイトカインを与えることができる可能性があるため、腫瘍免疫療法への非常に有望なアプローチとなる。それゆえ、薬物の効率的な抗腫瘍免疫を用いて、有効かつ上述の全ての行使すべき治療のガン免疫療法アプローチを提供することが本発明の主な対象である。
例えば、IL−2及びIL−12などの炎症性サイトカインの安全性を改善するための1つの戦略は、腫瘍を標的とする抗体への融合を介して、腫瘍へ直接送達することである。このような抗体−サイトカイン融合タンパク質、又は「免疫サイトカイン」は、以前、前臨床モデルにおいて抗腫瘍免疫を増強する能力を示した(Gillies SD.In Lustgarten J,Cui Y,Li S,eds.Targeted Cancer immune Therapy.New York,New York,USA:Springer;2009:241−256)。免疫サイトカインの耐用性を最大化するために、媒体として選択された抗体は、腫瘍で唯一見出される抗原に特異的に結合するものでなければならない。腫瘍に豊富に存在するが正常組織には存在しない、壊死関連抗原に対する抗体は、魅力的な送達アプローチを提供する(例えば、Epstein et al.,1988,Cancer Res 1988;48:5842−48)。
選択的に腫瘍壊死の領域を標的とするDNA/ヒストン結合抗体の能力は、前臨床及び臨床の両方で、十分研究されている。この概念を利用している、NHS−IL12と呼ばれる壊死標的化IL−12免疫サイトカインは、遺伝子的にNHS76抗体の重鎖のC末端に2つのヒトIL−12ヘテロ二量体を融合させることによって設計された(国際公開第2000/001822号)。NHS76は、DNA/ヒストンに結合するその特異的な能力で選択したファージディスプレイ由来IgG1抗体であり、それによって、インビボで腫瘍を標的とする[Sharifi et al.,2001,Hybrid Hybridomics;20:305−12]。
上記の特異化した標的化IL−12薬剤を投与することによって、IL−12誘導ヒト免疫系は、ガン細胞を死滅させるだけでなく、ガンの増殖を減弱させる、すなわち、ガン細胞の老化及び/又は分化を誘導することによる代替メカニズムを利用し、従って、ガン細胞又はガン組織の、起源の細胞又は組織への寛解を導くことが見出された。提案された標的化IL12療法は、特に、ガン細胞のTH1誘導増殖停止及び分化を誘発させる。標的化IL−12が、免疫調節剤、例えばインターロイキン、例えばIL−2及びIL−7と共に、又は併用して投与される場合、特に効果が増加する。
本発明によれば、IL−12は、結合した標的化形態で、例えばIL12−融合タンパク質、好ましくは、患者の組織によって発現される抗原又は特異的受容体分子を標的とすることができる免疫グロブリンと、IL−12とからなり、該免疫グロブリンのC末端は、免疫サイトカインのN末端と結合されている融合タンパク質が使用される。本発明によれば、腫瘍標的化IL−12は、IL−12に連結された、治療上有効なモノクローナル抗体又はその生物学的に活性なその部分(例えば、Fabフラグメント、又はscFvなど)である。
本発明の好ましい実施形態では、治療的に有効な抗体又はその標的化部分は、腫瘍壊死で露出されたDNA−ヒストンH1複合体に対するものである。さらなる特定の実施形態において、標的化IL−12分子は、上記及び以下に詳細に記載の、IL−12と既知の完全ヒトlgG1抗体NHS76とからなる、それぞれの融合タンパク質である。
本発明によれば、標的化IL−12は、ガン免疫療法において使用することができる。本発明によれば、標的化IL−12は、ガン免疫療法において使用することができるものであって、ここで、ガンが、筋肉、骨、神経、軟骨、腱、血管等に関連するものであり、好ましくは肉腫であり、より好ましくは、横紋筋肉腫(RMS)である。本発明によれば、標的化IL−12は、単独療法で又は免疫調節剤、例えばインターロイキン、インターフェロン、CpG、ケモカイン若しくはグルカンと併用して使用することができる。
本発明の特定の実施形態において、免疫調節剤は、IL−2及び/又はIL−7、好ましくはIL−2である。さらに、特定の好ましい実施形態において、免疫調節剤はIL−2である。免疫調節剤は、好ましくは、より大きなタンパク質若しくは免疫グロブリン若しくはそのフラグメント(例えば、Fab、scFv、Fc)と共有結合又は融合したもの、又は免疫グロブリンとの複合体である。本発明の一実施形態において、IL−2は、抗体のFc部分に共有結合的に融合される。本発明のさらなる実施形態において、IL−2は、抗IL2抗体と複合体の形で結合されている。本発明のさらに別の実施形態では、IL−7は、抗体のFc部分に共有結合的に融合される。
従って、本発明は、ガン治療にために使用するための腫瘍標的化IL−12に対するものであって、ここで、薬剤が、患者における、例えば肉腫だけでなく他の固形腫瘍などのガン疾患に対する免疫応答を誘導及び/又は刺激するものであって、ここで、前記免疫反応の誘導又は刺激が、ガン細胞の老化、及び/又は驚くべき事にガン細胞若しくは細胞に対するガン組織若しくは起源の組織の寛解を惹起し、ここで、腫瘍標的化IL−12は、治療上有効なモノクローナル抗体又は生物学的に活性があるその一部であり、腫瘍壊死で曝露されたヒトDNA−ヒストンH1複合体に特異的であり、好ましくはIL−12へ、好ましくは、IL−12のp35サブユニットへそのC末端を介して融合されるものである。
本発明はさらに、前記ガン疾患を患う患者においてガン疾患に対する免疫反応を誘導する又は刺激するために、免疫調節性(modulating)及び/又は免疫補完的(complementary)薬剤、例えば、インターロイキン、インターフェロン又はケモカイン等を用いた併用療法で使用するための腫瘍標的化IL−12に対するものであって、ここで前記誘導又は刺激が、ガン細胞の老化、及びガン細胞又はガン細胞に対するガン組織又は起源の組織の寛解を引き起こし、ここで、前記腫瘍標的化IL−12は、治療上有効なモノクローナル抗体又は生物学的に活性があるその一部であり、腫瘍壊死で曝露されたヒトDNA−ヒストンH1複合体に対するものであって、IL−12にそのC末端を介して融合されたものである。
本発明によれば、前記腫瘍標的化IL−12療法は、ガン細胞の老化を引き起こすのに有用であり、それは、好ましくは、前記標的化IL−12療法によってトリガされた患者の免疫系の前記刺激又は誘導に続く、内因性のIFNγ及び/又はTNFの産生の増加によって生成される。本発明の前記療法によって、ガン細胞の老化が安定的な増殖停止を引き起こすことが見出された。さらに、ガン細胞の老化及び組織寛解は、NK細胞及びマクロファージ(これらの細胞はIL−12によってトリガされるが)の生成及び活性化などのような、直接的な免疫特異的な細胞傷害効果とは独立していることがが見出された。
本発明によれば、腫瘍標的化IL−12療法は、ガン免疫療法に有用であって、ここで、ガン疾患は、固形腫瘍、又は筋肉、骨、神経、軟骨、腱、血管、及び脂肪若しくは線維組織の腫瘍に関連している。本発明の特定の実施形態において、療法は、肉腫、好ましくは横紋筋肉腫(RMS)を治療するために使用される。
上記及び下記で特定されるNHS−IL12及びIL−2又はIL−7が組み合わせて使用される提案されたガン免疫療法は、ガン細胞の老化を誘発するだけでなく、加えて、筋形成分化の誘導及び起源の組織細胞に対するガン細胞の寛解をも引き起こすことが見出され、それは、IL−12に駆動されたヒト免疫系がガン細胞を殺傷するだけでなく、ガンの成長を減弱させるための代替メカニズムも利用することを示している。腫瘍標的化IL−12は、少なくとも、完全にヒト化された同種異系の免疫系が再構築されたNSGマウスにおいて腫瘍の成長を有意に抑止する。
本発明において、IL−2及びIL−7単独では、腫瘍増殖を停止することも、有効な抗腫瘍免疫応答の誘導も行わなかった。IL−12を用いた同種ヒト免疫系の刺激が、ヒト化マウスにおける腫瘍増殖を効率的に制御するために必要とされる。この文脈においてより効率的には、NHS−IL12及びIL−2又はIL−7の組み合わせであり、とりわけ、IL−2又はIL−7が、体内での半減期が増加するような形態である場合である。一実施形態では、好ましくは、IL−2又はIL−7は免疫グロブリンに結合されており、好ましくはIL−2又はIL−7は、免疫グロブリンのFcフラグメントのC末端に融合されている。さらに別の実施形態では、IL−2は、抗IL2抗体と、例えばMAb602と複合体化される。
NHS−IL12/ILMAB602の組み合わせは、全生存期間及び腫瘍体積減少に関して有意に優位性を示している。組織像(Histology)は、IL−12が、NK細胞又はCD68+マクロファージのいずれかによって、ガンの浸潤に必要とされないことを示唆している。明確に対照的に、本発明のIL−12構築物は、マクロファージを、エフェクター分子及び炎症性サイトカイン(TNF、IL−12、IL−6、IL−1β)を効率的に産生するMHCクラス−IIを発現するM1型へと駆動するために必要とされる。
本発明に係るデータは、IL−12が、少なくとも使用されるこの特定の系において、ガン細胞、例えば、筋肉、骨、神経、軟骨、腱、血管、及び脂肪又は線維組織のガン細胞、好ましくはRMS細胞を殺傷するために、同種の免疫系を促進したことの示唆を導くことができた。興味深いことに、免疫組織学は、ガン細胞の死滅、アポトーシス又は壊死の証拠が無いことを示し、IL−2又はIL−7との併用、好ましくは、結合又は複合体形態の、標的化されたIL−12ガン免疫療法は、殺傷からは独立したガン制御の重要なメカニズムを駆動することを示唆している。最も重要なことに、しかしながら、本発明の標的化IL12療法の投与によって増殖停止したガンは、筋特異的タンパク質及び心臓、骨格及び平滑筋における中間径フィラメントの主要なサブユニットである、デスミンのデノボ発現を立体的横紋(cross−straiated)配置で開始する。とりわけ、線状様式のデスミンの存在が、筋細胞の高度の分化を指している(van,d.,V,Schaart,et al.,1992,Cell Tissue Res.270:189−1981)。
要約すると、本発明によって提供されるデータは、ガン細胞のTH1誘導性増殖停止及び分化についての最初のインビボ証拠である。これは、腫瘍の微小環境及びそれに続くp16INK4a経路の活性化に対し、IL−12の標的化デリバリー、好ましくは、IL−2又はIL−7との併用によって達成され得る。
詳細な説明
用語「老化(senescence)」は、本発明において、ガン細胞の寿命を制限し、無制限の細胞増殖を阻止する増殖停止プログラムを意味する。
用語「直接免疫特異的細胞傷害効果(direct immune specific cytotoxic effect)」とは、本発明において、免疫応答の間に、免疫特異的な細胞傷害性細胞、例えば、NK細胞、マクロファージ、T細胞傷害性細胞、又は樹状細胞などの能動的な関与及び作用を意味する。
用語「ガン免疫療法」とは、本発明において、免疫反応を刺激する、増強させる又は抑制することによって、ガンと戦う免疫系の能力を刺激する又は回復させる治療的処置を意味する。ガン免疫療法は、標的の免疫細胞認識を増加させることによって、又は、疾患関連免疫抑制を減少させることのいずれかによって、疾患特異的抗原に対する標的化された免疫活性を引き起こす。
本発明によれば、標的化IL−12、例えば、NHS−IL12の投与と、IL−2又はIL−7と、好ましくは上記及び下記で詳細に特定される、結合、融合又は複合体形態のIL−2及びIL−7と併用することが好ましい。共投与は、同時又は連続的に実施することができ、ここで、後者の場合、免疫調節剤は、特定の用量及び時間計画(レジメン)に従って、NHS−IL12のような標的化IL−12分子を投与する数時間若しくは数日前又は後に投与することができる。
本発明によれば、標的化IL−12、例えばNHS−IL12の投与と、放射線療法及び/又は化学療法とを併用することが原則可能である。
本発明に係る上記の前記標的化IL−12融合分子と組み合わせて使用される化学療法剤は、例えば、メトトレキサート、ビンクリスチン、アドリアマイシン、シスプラチン、クロロエチルニトロソウレア含有非糖(non−sugar)、5−フルオロウラシル、マイトマイシンC、ブレオマイシン、ドキソルビシン、ダカルバジン、タキソール、フラジリン(fragyline)、メグラミン(Meglamine)GLA、バルルビシン、カルムスタイン(carmustaine)、UFT(テガフール/ウラシル)、ZD9331、タキソテール/デセタキセル(Decetaxel)、フルオロウラシル(5−FU)、ビンブラスチン、及びこのクラスの他の良い化合物であってもよい。化学療法は、少なくとも2サイクル、好ましくは2〜8サイクル、より好ましくは2〜5サイクル本発明に従って適用される。1サイクルは、21〜35日間、好ましくは21〜28日間である。化学療法剤の投与レジメンは、様々な可能な患者−及び薬剤−関連の条件及び特性に依存している。
放射線治療(Radiotherapy)は、標準放射線により本発明に従って実施され、ここで、合計40〜120Gyが、好ましくは少なくとも50Gy、より好ましくは50〜75Gyで適用される。放射線療法(radiation therapy)は一般に分割され、ここで、少なくとも4日間、好ましくは5〜7日間、次々に、一日あたり1.5〜3.5Gyが適用される。総放射線用量が、21〜35日以内、好ましくは28日以内に、本発明に従って適用される。必要又は有利な場合、3.5〜15Gy、好ましくは5〜10Gyの追加用量が、放射線の開始において、又は中間の間隔で適用されうる。放射線治療は、標的化IL−12分子及び任意に本発明の免疫調節剤の投与前又は後に、或いは同時に、本発明に従って実施され得る。
化学−放射線治療の処置は、免疫系を調節することができる薬剤の投与によって達成され得る。例えば、100〜400mg/m2、好ましくは250mg/m2の、比較的低用量のシクロホスファミドを適用することによって患者の免疫系が活性化又は増強され得る。通常、ワクチンの開始前に単回用量、原則として1〜5日、好ましくは2〜5日は、有効性に十分であるべきである。
本発明の好ましい標的化IL−12は、上記で特定されるような、NHS−IL12である。上述のように、IL−12は、ジスルフィド結合によって共有結合されたα鎖(p35サブユニット、IL−12p35)及びβ鎖(p40サブユニット、IL−12p40)からなるヘテロ二量分子である。本発明の融合タンパク質内のp35サブユニットは、(二量体)抗体NHS76の2つの重鎖の各C末端に連結されている。p40サブユニットは、共有結合によって、p35サブユニットに連結されている。実際には、分子は、重鎖と融合タンパク質としてのp35サブユニットと、記載されているように発現されたNHS−p35サブユニット融合にin situで結合する、別々のp40サブユニットを発現するDNA構築物を用いる組換え方法で製造される。
配列番号1は、成熟(野生型)ヒトIL−12のα鎖、すなわち、ヒトp35サブユニットの成熟アミノ酸配列を示す:
配列番号2は、成熟(野生型)ヒトIL−12のβ鎖、すなわち、ヒトp40サブユニットの成熟アミノ酸配列を示す:
配列番号3は、シグナル配列(イタリック、最初の19アミノ酸)、可変ドメイン(下線)、及び脱免疫化(de−immunizing)L103V変異(太字)を含む、本発明に従って使用される及び修飾されるMab NHSのλ軽鎖のアミノ酸配列を示す。シグナル配列は、成熟ポリペプチド鎖の一部ではない:
配列番号4は、シグナル配列(イタリック、最初の19アミノ酸)、可変ドメイン(下線)、及び、hu p35の最初のアミノ酸のRからAへの置換(太字)、hu p35(下線及びイタリック体)を含む、重鎖/ヒトp35融合のアミノ酸配列を示している。シグナル配列は、成熟ポリペプチド鎖の一部ではない:
配列番号5は、シグナル配列(イタリック体)及び太字で示される変異体配列(KDNTEGRVへ変異したKSKREKKDRV)を有する、ヒトp40のアミノ酸配列を示す。シグナル配列は、成熟ポリペプチド鎖の一部ではない:
NSGマウスにおける完全に機能する免疫系の確立
インビボのヒトのシステムにおいて、NHS−IL12構築物の毒性及び潜在的な治療効果を試験するために、NSGマウスにhuCD34+幹細胞を移植し、FcIL−7で移植を刺激した(図1A)。>99.9%純粋なhuCD34+細胞のNSGマウスへの移植は、12週間以内にすべての造血系統を確立した。また、複雑なT細胞受容体(TCR)レパートリーが、骨髄、胸腺、脾臓及び胸腺に同等に見出された。合わせると、データは、移植されたマウスが、インビボでの状況において厳密にヒトに似たヒトT細胞免疫系を発達させたことを示している。マウスは、ドナーのNKレパートリーを反映したNKp受容体及びキラー細胞免疫グロブリン様受容体(KIR)で示される正常なNK細胞もまた発達させた。
腫瘍の播種
1×106の同種A204細胞の皮下播種は、幹細胞移植12週間後、3週間以内に全てのマウスにおいて積極的な腫瘍増殖をもたらした。RMSの患者の幹細胞移植(SCT)に沿って、免疫系は、同種異系A204の拒絶に失敗した。腫瘍は、UL16結合タンパク質(ULBP)1−4は完全に欠いていたが、表面のHLAクラスI及びII、MICA/B、ネクチン−2(CD112)及びポリオウイルス受容体(PVR、CD155)の実質的な発現が有するにも関わらず、急速に成長した。
ヒストン標的化IL−12融合タンパク質を用いた肉腫療法
腫瘍播種後、固形A204RMS腫瘍が3週間後に構築された。その後、マウスは、FcIL−7単独(コントロール)、NHS−IL12/FcIL−7又はNHS−IL12/IL−2MAB602を用いて5週間処置した(図1A)。構築物の静脈内注入は、急性でも経時的のいずれも、目に見える全身毒性を引き起こさなかった(図1B:4匹のマウス/コホート、100日)。FcIL−7のみで処置したマウスでは、肉腫は、指数関数的な成長を示した。4/7のマウスは5週前に死亡し、3匹のマウスは52日目に肉腫負担に起因するエンドポイント基準に達した(図1C)。Fc−IL7群では、6.5倍の腫瘍の成長が、25日目から52日目で観察され、一方で、NHS−IL12/IL−2MAB602では、成長が1.8倍に減少した(P<0.05、片側t検定)。従って、肉腫はNHS−IL12/IL−2MAB602を受けたマウスにおいて有意に増殖停止したままであり(n=11)(図1C)、全てのマウスの生存が得られた(図1B及び1D)。NHS−IL12/FcIL−7は、より短い期間、2/11のマウスのみを保護し(図1B及び1C)、それらは、それぞれ43日目及び49日目に死亡した。3群全てからの分析を取得するために、生存させたままで100日まで治療を受けた(長期間治療)NHS−IL12処置群のうちの4匹のマウスを除いて、マウスは52日目で屠殺した(短期間治療)。NHS−IL12/FcIL−7の長期治療は、順調に腫瘍増殖を1/4で停止させ、2/4で腫瘍増殖を遅延し、1匹のマウスで腫瘍を除去した。NHS−IL12/IL−2MAB602長期治療は、3/4のマウスで腫瘍を除去し、残りのマウスで腫瘍増殖を停止した(図1D)。
NHS−IL12構築物の生体内分布
モノクローナル抗体NHS76は、壊死性ガン領域における細胞内抗原を認識する。従って、NHS−IL12が、肉腫の部位に優先的に結合するかどうかを分析した。123I標識NHS−IL12を用いたSPECT/CTの生体内分布研究は、肉腫の微小環境の内部において、有意なNHS−IL12のインビボ濃縮を明らかにした(図2A)。123I標識NHS−IL12の定量は、反対側の筋肉と比較した場合に、腫瘍中の4〜6倍放射性核種の濃縮を示した。123Iカウントは、時間が経過しても安定したままであり(図2B)、NHS−IL12が優先的にヒト肉腫へ結合することを確認した。
腫瘍特異的免疫応答
異なる治療プロトコルの治療効果の基礎となる違いを理解するために、本発明者らは、A204肉腫浸潤ヒト免疫細胞の組織学、免疫組織化学(IHC)並びに詳細な分子及び機能的特徴付けを行った。
驚くべきことに、FcIL−7で処置したマウスの肉腫は、マクロファージ(CD68+)及びNK細胞(CD56+)を独占的に含む、わずかな浸潤のみをを有していた。対照的に、NHS−IL12レジメンで処理したマウスの肉腫は、NK細胞、マクロファージ並びに多数のCD4+及びCD8+T細胞を伴う高密度の単核の浸潤を示した。全ての処置群のNK細胞は、NKG2DのmRNAとDNAM−1(図3A)、肉腫関連表面分子ネクチン2(CD112)及びPVR(CD155)に対するリガンドを発現した。NK細胞の分化及び活性化を操縦する表面分子のmRNA発現は、厳密にNHS−IL12構築を必要とした。FcIL−7又はIL−2MAB602は、その後、浸潤しているNK細胞集団上で、NHS−IL12構築物の効果を調節した。NKG2E、NKp44及びNKp46は、NHS−IL12/FcIL−7で処置したマウスの腫瘍中でのみ見出され、一方でNKp30発現はNHS−IL12/IL−2MAB602処置及びNHS−IL12/FcIL−7長期間処置したマウスの肉腫に限定された(図3A)。FcIL−7で処置したマウスの肉腫は、強力にCD161(図3B)及びTH17−マスター転写因子RORC(図4A)を発現し、IL−17を産生する表現型に特徴づけられる(Billerbeck et al.(2010)Proc.Natl.Acad.Sci.USA.107:3006−11)。対照的に、NHS−IL12/FcIL−7で処置したマウスは、強力なCD161発現を有しているが(図4B)、有意にRORC発現は低く(図4A)、高レベルのIFN−γ及びTNFを分泌するが、溶解活性を欠いているエフェクター及びセントラルメモリーT細胞を特徴付けている(Takahashi et al.(2006)J.Immunol 176:211−216)。NHS−IL12/IL−2MAB602で処置したマウスは、CD161のmRNA(図3B)とRORC mRNA(図4A)を欠いており、IL−17を産生するNK−又はT細胞の表現型が、これらのマウスにおいて抑制されたことを強く示唆している(Laurence et al.(2007)Immunity 26:371−381;Ghoreschi et al.(2010)Nature 467:967−971)。
KIR分子は、MHC−I欠損環境でさえもNK細胞の機能を損なうため(27)、FclL−7−又はNHS−IL12/FcIL−7で処置したマウスのいずれかの肉腫のKIRの発現を分析した。全部の肉腫の定量RT−PCRが、両群において同様のレベルであることを明らかにした。予想されたように、NK細胞をホーミング(homing)する正常なマウス筋肉組織及び、ヒト肉腫異種移植の腫瘍浸潤リンパ球のKIR発現は、マウス筋肉がKIR2DL3及びKIR2DL4を示したように異なっており、一方で、ヒト肉腫は、KIR2DL1に加えてKIR3DL1を示した。様々なKIRの発現にも関わらず、NHS−IL12でインビトロ刺激した後にIFN−γを放出する肉腫組織から新鮮に単離されたNK細胞のように、NK細胞は機能を残したままであった。NK細胞に加えて、mRNA発現が、NHS−IL12/FcIL−7で処置したマウスの肉腫のほぼ独占するTCRVα24を発現するiNKT細胞、NKp46+NK又はγδT細胞のように、TH17先天性リンパ球集団であることを特徴づけていることを見出した(図3A、3C、3D)。
NHS−IL12で処置した全てのコホートの腫瘍は、先天性リンパ球集団に加え、広範囲のCD3+T細胞を示した(図4B及び4C)。これらは、FcIL−7で処置されたマウスの肉腫中には存在せず、Vβスペクトラタイプ(spectratype)分析中で乏しいシグナルを示し(図4B及び4C)、浸潤CD8+T細胞は存在しないことを示した。NHS−IL12処置された肉腫は、制限されたT細胞クローンの優先的な増殖が起こる間に生じるような、様々なVβ−ファミリー内のオリゴクローナル又はモノクローナルのピークによって実証された、広範なTCRレパートリーを示した(図4C)。CDR3領域のクローニング及びシークエンシングは、ピークには、2つの治療群において強力に増幅されたTRBVセグメント、例えば、NHS−IL12/FcIL−7コホートの全ての個体のTRBV29−1、又は、NHS−IL1/IL−2MAB602コホートのTRBV5−5及びTRBV18を有する異なったT細胞クローンの限定数を含んでいることを確認した(図4B及び4C)。IFN−γ及びIL−17をそれぞれ調節する転写因子T−bet及びRORCの相対的な発現は、各コホートのリンパ球浸潤性腫瘍におけるTH1バイアスの程度を反映した。T−bet/RORC比は、FcIL−7のみのコホートにおいて<0.05であって、一方でFc−IL7又はIL−2MAB602のいずれかとNHS−IL12を受けたマウスでは、19倍(0.8)及び44倍(2.2)高かった(図4D)。T−bet/RORC発現に沿って、Foxp3は、FcIL−7のみのコホートに比べて、両方のNHS−IL12群で約10倍低かった(図4A)。従って、低Foxp3発現は、T細胞活性化マーカーCD40Lの強い発現と逆相関した(図4A及び図4D)。
NHS−IL12で処置した肉腫における老化誘導
NHS−IL12構築物は、全ての処置マウスで肉腫発生を強力に抑制した(図1)。驚くべきことに、NHS−IL12/IL−2MAB602群の肉腫のみ、大量のパーフォリンタンパク質及びグランザイムKのmRNAを含むでいるが(図4A)、一方でNHS−IL12/FcIL−7で処置したマウスは、パーフォリンのタンパク質を実質的に欠いており、グランザイムKのmRNAのレベルが低発現であった(図4A)。これは、肉腫を制御する免疫応答が、細胞溶解とは異なるメカニズムを誘導したことを強く示唆している。また、肉腫には、死滅させる又はアポトーシスによるガンの制御を説明する、CD4+又はCD8+細胞の十分な数を含んでいなかった。
従って、増殖マーカーの増殖細胞核抗原(PCNA)及びKi67を定量して、肉腫細胞増殖に対する免疫応答の影響を分析した。急速に増殖しているFclL−7−コントロール腫瘍においては、50%の肉腫細胞がPCNA又はKi67陽性に染色され、細胞の大部分が増殖していることを示している(図5A及び5B)。NHS−IL12処置群では、PCNA−(図5A)及びKi67−両方が染色された肉腫細胞は、FcIL−7−コントロールよりも有意に低かった(図5A及び5B)。免疫応答が単に細胞周期を停止したかどうか、又はサイトカイン誘導性の老化で見られるような安定した増殖停止を誘発したかどうかを確かめるために、肉腫は、1つの増殖マーカー、及び、老化関連リン酸化ヘテロクロマチンタンパク質1(ρ−ΗΡ1γ)又は細胞周期調節サイクリン依存性キナーゼインヒビター2A(CDKN2A)としても知られるp16INK4aのいずれかを二重染色した。FcIL−7−のみで処置した肉腫は、高いPCNA/Ki67発現を示し、同時に非常に低発現のp16INK4a/核p−HP−1γを示し、これら肉腫細胞が急速に増殖していることを確認した(図5A及び5B)。著しく対照的に、NHS−IL12/IL−2MAB602又はNHS−IL12/FcIL−7のいずれかで処置したマウス由来の肉腫細胞の最大70%が、老化マーカー ρ−ΗΡ1γ又はp16INK4aを発現し(図5A及び5B)、PCNA(PCNA-/ρ−ΗΡ1γ+)(図5A、上の列の挿入)及びKi67(Ki67-/p16INK4a)(図5A、下の列の挿入)は存在しなかった。
データは、ヒト免疫系のIL−12駆動型刺激は、ガンの成長を抑制するための重要なメカニズムとして、ガン細胞の老化を利用できることを明確に示している。
IFN−γ及びTNFは、IL−12駆動型TH1免疫の二つの主要なエフェクターサイトカインであるので、これら2つのサイトカインが老化を誘導することができるように、ごく初期継代の様々な患者由来ヒトRMS細胞株は、IFN−γ及びTNFの用量を増加しながらインキュベートした。単独のサイトカインは、増殖阻害がない又は緩やかな増殖阻害を引き起こした。しかし、組み合わせた場合、それらは、3つの肉腫中の2つで持続性があり、老化を定義する増殖阻害を引き起こした(図5C)。重要なことは、老化耐性肉腫は、細胞周期調節p16INK4aを発現せず(示されない(not shown))、IFN−γ及びTNF誘導老化は、p16INK4aの活性化を厳密に必要とすることを確認した。
A204横紋筋肉腫における分化誘導
IFN−γ−及びTNF−が支配する免疫応答は、RMSの持続的細胞周期の停止を引き起こし、骨格筋分化は、筋特異的遺伝子の発現を許容し、細胞融合して多核筋管へとなることを許容する初期の細胞周期からの筋芽細胞の中止(withdrawal)に依存するので、この増殖停止が、A204肉腫の分化に影響を与える可能性があるかが課題事項である。デスミンは、未分化又は低分化型RMSに存在しない横紋筋芽細胞の(rhabdomyoblastic)分化の信頼できるマーカーである。従って、A204肉腫は、筋細胞を特徴付ける横紋(cross−striation)を示すことがなく、それらは移植前にデスミンも発現もしない(示されない)。ヒト化マウスへの移植に続き、FcIL−7で処置した増殖性肉腫には横紋はないが、腫瘍中に拡散して分布したわずかな単一デスミン+細胞を伴い、分化状態は低いままである(図6A及び6B)。著しく対照的に、NHS−IL12治療は、腫瘍の増殖の抑制及び老化誘導だけでなく、A204肉腫において筋原構造やマーカー発現を徐々に回復した。NHS−IL12/FcIL−7は、明らかにデスミンを発現した成熟RMS細胞がランダムに分布し、線形領域と横紋を有する領域とを誘導した。機能的な筋肉組織へのこの分化は、NHS−IL12/IL−2MAB602で処置したマウス由来の肉腫でより顕著であった。このような増殖停止した肉腫は、広範囲に腫瘍を貫通する、多孔(cribriform)/チューブ様構造を有する分化ゾーンの索状(restiform)/ロープ状の増殖を示した(図6A及び6B)。従って、インビボでの肉腫の増殖停止は、老化を誘導し、A204RMS起源の、筋細胞の細胞運命特異的なマーカーの回復と関連していた。
インビトロでは、IFN−γ/TNFの組み合わせの単一の適用は、A204肉腫細胞に変更できない増殖停止を起こし、即座にサイクリン依存性キナーゼインヒビターP21CIP1/WAF1のmRNAを上昇させ(Day+1では7倍、未処置コントロールのDay5の10倍)、それは、骨格筋に本質的に(intrinsicly)に細胞周期から細胞を撤回させている(図7)。驚くべきことに、5日以内に、IFN−γ/TNFはまた、肉腫培養において、後期分裂後期(late anaphase)で見られるような近位の核を有する二核及び多核細胞を大規模に誘導し(>80%の細胞が多核)(図7C及び7D)、p16INK4aが介在する不可逆の細胞質分裂阻害を示唆している。また、肉腫細胞は、さらに2つの筋細胞分化調節マーカー(Myf−6及びミオシン重鎖(MyosinHeavyChain)−II)をde novoに発現し(図7E)、進行した筋細胞分化のステップである、SA−β−ガラクトシダーゼ+、細長い多核細胞、筋原形成する巨細胞へと変形した(図7C及び7D)。インビトロでのIFN−γ/TNFの単回投与は、RMS細胞株RH30及び患者由来RMS株SRH(継代14)も不可逆的な増殖停止を起こしたが(図8)、ZCRH(p16欠損、継代9)は停止しなかった。
三胚葉(three germ layers)の組織を代表する腫瘍細胞株のパネルにおける分化誘導
IFN−γ/TNFによって誘導される増殖停止及び分化が広範な関連性を有しているかどうかを試験するために、2つのTH1サイトカインの組合せのIFN−γ/TNFを、インビトロにて三胚葉の組織を代表する腫瘍細胞株のパネルで試験した。3/3の神経膠芽腫細胞株(T98G、Ln229、A172)、2/2の神経芽細胞腫細胞株(LS及びLAN−1)、及びガン細胞株MCF−7(乳房)、HCT−116(結腸直腸)、及びHep3b細胞(肝細胞ガン)は増殖を停止し、一斉にSA−β−Galを発現し、変性タイプの細胞及び核の異型を示した(図8)。病理組織学的特性は、細胞損傷によって引き起こされる骨格筋における反応性/非腫瘍性の多核筋原巨細胞に似た大型の過剰染色体(hyperchromatic)多型(pleomorph)核及び形態を含んでいた。膠芽腫では、核の異型性は、末梢神経の良性の「古代の神経鞘腫(ancient schwannomas)」に見られるタイプに似ていた(図8)。多核巨細胞の発達は、多くの臓器で報告されており、感染症、傷害、自己免疫及び腫瘍と連動している。
医薬組成物
本発明の標的化IL−12融合タンパク質は、投与に適した医薬組成物に組み込むことができる。そのような組成物は、典型的には、抗体可変領域及び医薬的に許容される担体を含む。本明細書で使用される用語「医薬的に許容される担体」は、医薬投与と適合する、任意の及び全ての溶媒、分散媒体、コーティング、抗菌剤及び抗真菌剤、等張剤及び吸収遅延剤などを含むことが意図される。医薬的に活性がある物質に対するこのような媒体及び薬剤の使用は当技術分野において周知である。
本発明の医薬組成物は、その意図される投与経路に適合するように製剤化(formulated)される。投与経路の例としては、非経口、例えば、静脈内、皮内、皮下、経口(例えば、吸入)、経皮(局所)、経粘膜、及び直腸投与が含まれる。非経口、皮内、又は皮下適用のために使用される溶液又は懸濁液は、以下の成分を含み得る:注射用水、食塩水、固定油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール又は他の合成溶媒などの滅菌希釈剤;ベンジルアルコール又はメチルパラベンなどの抗菌剤;アスコルビン酸又は二亜硫酸ナトリウムなどの抗酸化剤;エチレンジアミン四酢酸などのキレート剤;酢酸塩、クエン酸塩又はリン酸塩などの緩衝液及び塩化ナトリウム又はデキストロースなどの浸透圧調整のための薬剤。pHは、塩酸又は水酸化ナトリウムなどの酸又は塩基で調整することができる。非経口製剤は、アンプル、使い捨て注射器又はガラス若しくはプラスチック製の複数用量バイアル中に封入することができる。
本発明の標的化IL−12融合タンパク質及びIL−7/IL−2分子を含む薬物は、量は剤形に応じて異なるが、0.01から100%(w/w)の濃度を有しうる。
投与は、好ましくは2週間に1回又は月に一回であるが、与えられた個体における薬物動態挙動に応じて、より多い又は少ない頻度であってもよい。約70kgの成人に対して、本出願で特定されるような抗体融合タンパク質の投薬は、用量あたり約50〜1000mgの範囲、好ましくは、用量当たり約100〜500mgの範囲である。最も好ましい用量は、1ヶ月あたり一度処置される70kg成人に対して、約200〜400mgである。
試験デザイン、RMS曝露と治療後の腫瘍増殖及び生存。(A)4〜6週齢のNSGマウスは、致死以下の(sub−lethally)放射線量を照射し、CD34+CD3-移植片でヒト化した。完全移植したマウスは、1×106のA204細胞12週で播種した。腫瘍体積が50〜200mm3である18日後に免疫療法を開始した。FcIL−7コホートの腫瘍が体重の20%に達した時、5週間治療後にマウスを屠殺した。NHS−IL12/FcIL−7及びNHS−IL12/IL−2MAB602コホートの4匹のマウスは生存したままであり、腫瘍播種後少なくとも95日まで治療を行った。 (B)FcIL−7、NHS−IL12/FcIL−7及びNHS−IL12/IL−2MAB602の生存に対する影響。生存曲線はログランク検定を用いて比較した。生存率は、FcIL−7コホートと比較して、NHS−IL12コホートが非常に有意に良好であった。FcIL−7コントロール群では、4匹の動物が52日前に死亡し、3匹は過剰な腫瘍増殖があるために52日目に屠殺した。NHS−IL12/FclL−7治療コホートでは、2匹のマウスが52日前、長期治療群では1匹が56日、1匹が74日に死亡した。 (C)FcIL−7、NHS−IL12/FcIL−7及びNHS−IL12/IL−2MAB602の腫瘍増殖に対する影響。ヒトRMS A204を有するマウスは、FcIL−7(20μg)(丸)、NHS−IL12(20μg)/FcIL−7(20μg)(三角形)、又はNHS−IL12(20μg)及びMAB602(15μg)と複合化されたIL−2(1.5μg)で毎週、静脈注射した(四角)。腫瘍サイズはmm3で、7匹のマウス/短期間(5週間)処置した群、の平均±SDとして示した。 (D)長期間治療中(14週間、>95日間)のNHS−IL12群あたり4匹のマウスの個別の腫瘍サイズ(NHS−IL12/FcIL−7:四角; NHS−IL12/IL−2MAB602:丸)。 123I標識NHS−IL12は、ヒトA204腫瘍異種移植片の病変部に蓄積する。(A)123I標識NHS−IL12の治療用量(30μg)の注射後2、26、46時間後に実施したインビボSPECTスキャンが、筋組織と比較して(点線の丸)腫瘍中にNHS−IL12の特異的な蓄積を示す(黒丸)。 (B)123I−NHS−IL12の取り込みは、投与26時間後、腫瘍病変部でその最大値に達し、一方で筋肉においては、特定の信号が全体のスキャン時間にわたって検出されなかった。カウントは、測定時点間の123Iの放射性崩壊を調整するために減衰補正した(n=2)。*P0.05。 FcIL−7、NHS−IL12/FcIL−7及びNHS−IL12/IL−2MAB602の先天性免疫に対する影響。(A)各コホート中の個体の腫瘍ホモジネートを、主要なトリガ受容体NKG2C、−D及び−E、DNAM−1並びにナチュラルキラー受容体のNKp30、−44及び−46のRT−PCRベースのフラグメント長分析(fragment length analysis)を用いて試験した。コホート内での高適合(high congruity)に留意すること。 (B)腫瘍及び筋肉のホモジネート中のCD161の発現。量は、平均蛍光強度(mean fluorescence intetsity)として与えられる。各ドットは1個の各腫瘍を表す。**0.01、***0.001、片側スチューデントt検定で評価。 (C)52日目のiNKT細胞(不変Va24及びVβ11)、Vδ1及び−2鎖、並びにNKp46の指標となるTCR転写物。T=腫瘍組織、M=筋肉組織、LT=100日間長期処置したマウス、S=単一のピーク、G=Va24鎖発現のガウス分布。 (D)単一ピークとして又はガウス分布として検出される、A204腫瘍におけるTCRVα24 mRNA発現。ヒトiNKTにおいて、TCRVα24がTCRVβ11鎖に優先的に関連付けられている。 FcIL−7、NHS−IL12/FcIL−7及びNHS−IL12/IL−2MAB602の影響下のαβT細胞のクローン分析。(A)腫瘍ホモジネートにおける種々の免疫マーカーのリアルタイムPCRベースの検出。 (B)標的遺伝子の発現は、ヒトCD45の発現に対して正規化された。25のTRBVセグメントの発現はCDR3サイズのスペクトラタイピング(spectratyping)により決定した。満たされた正方形(filled square)は、最大12のフラグメントの発現を示している。各垂直レーンは一つのマウスを表し、暗い正方形(dark square)は、CDR3の配列分析のために選択されたTRBVセグメントを示す。 (C)選択されたTRBVセグメントのCDR3領域のタンパク質配列、太字のアミノ酸コードは、相同配列をマークする。(配列番号6:LDKVGQETQYF; 配列番号7:VDRTGEPFYGYTF; 配列番号8:STRTGSYNYPLHF; 配列番号9:LAEGVTEAFF; 配列番号10:LAKGVTEAFF; 配列番号11:SLNLVLPGGAEAFF; 配列番号12:PRFSMNTEAFF; 配列番号13:SRGSFESYNEAVLRAQ; 配列番号14:SRGSFESYNEQFF; 配列番号15:SRGSFESYNEQVLR; 配列番号16:RTVANGFSPLHF) (D)腫瘍ホモジネート中のT−bet/RORC−及びFoxp3/CD40L−発現比(n=4)。*0.05、**0.01、***P<0.001。 NHS−IL12/FcIL−7及びNHS−IL12/IL−2MAB602処理による老化マーカーの誘導及び増殖抑制効果。(A)腫瘍切片内の細胞老化及び増殖を、PCNAと組み合わせた核ρ−ΗΡ1γ(上のパネル)又はKi67と組み合わせたp16INK4a(下のパネル)の免疫蛍光二重染色によって決定した(1:100)。インサートは、ρ−ΗΡ1γ又はp16INK4a染色の核ドットを可視化する写真の高倍率を示す(1:300)。 (B)FcIL−7、NHS−IL12/FcIL−7又はNHS−IL12/IL−2MAB602で処理後のρ−ΗΡ1γ陽性細胞(すなわち、5つ以上の核ドットを有する細胞)、p16INK4a陽性細胞(高倍率で決定されるような(1:300))又はKi67陽性細胞の平均パーセンテージ(n=3)。**0.01、***P0.001、片側スチューデントt検定で評価。(C)プライマリーのヒトRMSガン細胞調製物中のサイトカイン誘導増殖停止。CCA細胞(eRMS、継代7)、SRH(eRMS、継代8)、又はZCRH細胞(aRMS、継代>9)は、2×104細胞/9.6cm2の密度で播種した。3日目及び4日目、細胞は、100ng/mlのIFN−γ及び10ng/mlのTNF又は培地のみ(コントロール)で処理した。7日目にはサイトカインを除去し、細胞をトリプシン処理し、カウントして、2×104細胞/9.6cm2の密度で再播種した。さらに4日間(ZCRH及びSRH)又は10日間(CCA)インキュベートした後、生細胞をカウントした。IFN−γプラスTNFの非存在(Co.)又は存在下のレスポンダー細胞CCA及びSRH及び非レスポンダー細胞ZCRHの増殖曲線。平均細胞数±SEM(n=3)を示す。 A204RMSにおける筋原性分化のマーカーとしてデスミンのインビボ発現及び組織化。(A)すべてのコホート(FcIL−7、NHS−IL12/FcIL−7、又はNHS−IL12/IL−2MAB602処置)の腫瘍(n=3/コホート)の組織学的スライドは、デスミンで染色された。 (B)は盲検病理学者によって解析された。LT:長期間治療; ST:短期間治療。 多核性の老化A204細胞並びにネイティブ及びサイトカイン処理したA204細胞におけるp21及び筋原性マーカーの発現。(A)定量的RT−PCRにより測定した、IFN−γ及びTNFにて(++)又はコントロールとして培地にて(−)処理前及び後の、p21の相対発現量(n=3)。 (B)IFN−γ及びTNF処理(逆三角形)は、ガン細胞の増殖を停止させるが、肉腫細胞を殺さない(n=3)。比較では、正常細胞培養(丸)は、無妨害で増殖を示した(n=3)。 (C)上部レーン:サイトカイン処理したA204ガン細胞は老化している(黒矢印:グレー染色)及び多核である(白矢印、DAPI染色)。下部レーン:ネガティブコントロールとしての培地処理A204肉腫細胞は、SA−β−Gal及び単核(DAPI染色)に陰性である。 (D)透過型顕微鏡より描かれる標準的な培養のA204細胞(左)と比較して、A204細胞におけるサイトカイン誘導性の細長い、多核及び合胞体形態(中及び右)。 (E)A204及びRH30肉腫細胞株における筋原性の転写因子の相対的発現。3日間の、培地(−)と比較した、100ng/mlのIFN−γ及び10ng/mlのTNF(++)によるA204細胞のMHCIIとMYF−6 mRNA発現の誘導(n=3)。 中胚葉、内胚葉及び外胚葉起源を代表する細胞株は、培地コントロール(未処理)と比較して、10ng/mlのTNFと併用した100ng/mlのIFN−γの単回投与で処理した(dayl)後、多核表現型及び増殖停止を示した。神経膠芽腫の写真は、処置後37日目に撮影し、他全ては6日目に撮影した。細胞が最終的に試験された43日目の時点では、すべて処理された細胞株の細胞は生存していた。RMS:横紋筋肉腫、GBM:神経膠芽腫、BC:乳癌、CRC:結腸直腸癌、HCC:肝細胞癌、NB:神経芽細胞腫
(1)NSGマウスのヒト化。HuCD34+幹細胞は、親ドナー由来の、過剰のG−CSFで誘導した末梢血幹細胞に由来したものであって、CD34+セレクションでT細胞を除去されている(CliniMACS、Miltenyi社、ドイツ)。細胞を、20%DMSO/80% 5%−HSA溶液で1:2に懸濁し、続いて、Sylabアイスキューブデバイスで制御した凍結速度にて凍結保存した。解凍後、細胞をトリパンブルーで染色し、ノイバウアー細胞計数チャンバで計数した。余剰細胞の科学的使用に関するインフォームドコンセントは、ヘルシンキ宣言に従って全てのドナーから得た。CD34+集団純度は、さらに、解凍した後のCD3+の第2ラウンドの除去のによって>99.99%に増加した(LS MACS、Miltenyi社、ドイツ)。幹細胞のドナーは、RMS A204細胞株に対してすべてHLAミスマッチであった。予め温めておいた100μL PBS中の1×106huCD34+細胞を、致死量以下に放射線照射した(250cGy)NSGマウスの尾静脈に注射した。移植は、20μgのFcIL−7(メルク、ドイツ)の毎週適用によってサポートされた。NHS−IL12の治療群それぞれにおいて、4匹の動物が、最大15週間(100日)、Fc−IL7又はIL−2MAB602とともに、長期間NHS−IL12サイトカイン治療を受けた。
(2)腫瘍の注入及び測定。胎児の(embryonal)小児RMSのA204細胞は、ATCC(HTB82)から得られ、融解し、RPMI1640+10%FBS中で1継代サブ培養し、滅菌生理食塩水で3回洗浄し、PCRマイコプラズマテストキットAppliChem(ドイツ)でマイコプラズマを試験し、NSGマウスに移植した。マウス当たり、1×106腫瘍細胞を皮下注射により右脇腹に移植した。腫瘍体積は以下の式を用いて決定した:VT=a×b×d×π/6(a、b及びdは腫瘍の長さ、幅及び深さを示す) マウスは、FcIL−7コホートにおける動物の腫瘍が体重の>20%達した時点の、腫瘍播種52日目に屠殺した。NHS−IL12群あたり4匹のマウスは、さらに長期間治療のために生かし続けた。
(3)抗ヒトヒストン/ヒトIL−12融合タンパク質及びIL−2/抗IL−2抗体複合体の投与。1週間に1回、20μgのFcIL−7と共に20μgのNHS−IL12融合タンパク質(両方メルク、ドイツ製)を、腫瘍が>150μLに成長した後の移植ヒト化NGSマウスの尾静脈に穿刺を介して投与した。上記で述べたように、マウス追加群は、一週間ごとに、1.5μgのIL−2及び15μgの抗IL−2mAb MAB602の混合物を受けた。組換えヒトIL−2(PROLEUKIN、アルデスロイキン、カイロン、USA)及びMAB602(抗−hlL−2 mABCD122、クローン5355、R&Dシステムズ)を注入する前に室温で15分間共培養した。
(4)インビボSPECT/CTイメージング。播種したマウスのインビボイメージングは、Inveon Multimodality SPECT/CT(シーメンスヘルスケア、ノックスビル、TN、米国)を用いて行った。担体フリーヨウ化ナトリウム(123I)はGEヘルスケアから購入し、NHS−IL12の放射性ヨウ素化はPierce(登録商標)ヨウ素化試薬(サーモサイエンティフィック社)を用いて行った。マウスを18MBqの123Iを用いて標識した30μgのNHS−IL12を尾静脈から注射し、トレーサー投与2時間後、26時間後及び46時間後にインビボSPECT/CTイメージを得た。注入及び測定中に、酸素中の1.5%イソフルランを用いてマウスを麻酔した(0.5L/分)。対象領域(ROI)は、腫瘍全体をカバーするために、いくつかのスライスの上でCT情報に基づいた再構成SPECT画像の輪郭を示した。参考のために、同等の大きさの対象領域は、同じ動物の左後肢に影響を受けない筋組織上に置いた。123I−NHS−IL12取り込み評価のために、減衰補正されたカウントを使用した。
(5)6色フローサイトメトリー。免疫再構築は、移植10〜12週後の複数の個体で評価し、末梢血、末梢血、脾臓、骨髄及び胸腺は、マウスとは非交差反応であり、ヒトエピトープに特異的な以下のマウスmAbを用いて解析した:CD62L(Dreg56)−FITC、CD25(2A3)−APC、CD3(SK7)−PerCP、CD8(SK1)−PerCP、CD8(SK1)−APC−H7、CD4(SK3)−FITC、CD4(SK3)−PerCP、CD14(M5E2)−PE、CD56(My31)−PE、HLA−DR(L243)−PerCp、NKp30(P30−15)−PE、NKp44(P44−8)−APC、NKp46(9E2)−PE並びにそれらの対応するIgGアイソタイプ(全てBDファーミンジェン、ドイツ)。CD45(MEM−28)−Pacific Blue、CD19(HlB19)−PerCP、CD3(MEM−57)−Alexa Fluor700、CD4(MEM−241)−Alexa Fluor 700 (エクスバイオ、チェコスロバキア)。CD45(Hl30)−PE 及びそれぞれのアイソタイプIgG(バイオレジェンド、ドイツ)。生着は、移植12〜14週後、日常的に眼窩採血し、FACS染色により確認した。A204細胞株は、ULBP−1(Z−9)、ULBP−2(2F9)、ULBP−3(F16)、ULBP−4(6E6)PE(全てサンタクルス、米国)、MICA/B(6D4)APC CD112(R2.525)PE、CD155(SKII.4)PE(全てバイオレジェンド、ドイツ)、HLA−ABC(W6/32)PE(DAKOサイトメーション(Cytomation)、ドイツ)、二次抗体RAM−PE(X56)(BDファーミンジェン、ドイツ)及びアイソタイプコントロール(ベックマンコールター及びR&Dシステムズ、ドイツ)。フローサイトメトリーは、Diva(登録商標)ソフトウェアを使用してLSR II(BDバイオサイエンス社)で行った。
(6)免疫組織染色。凍結組織スライド(5μm厚)は、4%緩衝ホルマリン(2分間)でインキュベートし、蒸留水(aqua dest.)で洗浄し、圧力チャンバ内にてクエン酸緩衝液pH6.0中で沸騰させ(4分間)、トリスNaCl−Tween中で洗浄した。サンプルスライドを湿潤チャンバに移し、ZytochemプラスAPポリマーキット(ザイトメッドシステムズ社(Zytomed Systems)、ドイツ)で染色した。一次抗体は:CD3(SP7、1:50; DCS Innovative Diagnostic Systeme GmBH、ドイツ)、モノクローナルウサギ抗ヒトCD4(SP35、1:50、ザイトメッドシステムズ社)、CD8(C8/144B、1:100)、CD56(123C3−D5、1:20)、CD68(PG−M1、1:150)、HLA−DR(TAL.1B5、1:200)、デスミン(D33、1:100、全てDAKO、ドイツ)、パーフォリン(5810、1:200、Novocastra社/ライカ社、ドイツ)。最終的な染色は、パーマネントAPレッドキット(Zytomedシステムズ、ドイツ)を用いて実施した。単盲検定は、免疫組織学的スライドの分析を行った。
(7)免疫蛍光。ヒト異種移植したA204腫瘍の新鮮凍結クライオスタット切片を前述のように染色した(Zhang and Adams(2007) Cell Cycle 6:784−789)。簡潔には、クライオスタット切片を過ヨウ素酸−リシン−パラホルムアルデヒドで固定し、ロバ血清(1:20)を用いて室温(RT)で30分間ブロックした。次いで、スライドをウサギ抗P−HP1γ(1:80; アバカム社、英国)、マウス抗PCNA(1:50;セルシグナリングテクノロジー社、米国)、マウス抗p16INK4a(1:50; サンタクルーズバイオテクノロジー社、ドイツ)、又はウサギ抗Ki67(1:100; アバカム社、米国)を用いて1時間、室温でインキュベートした。3回の洗浄後、切片をCy3−又はCy5共役ロバ抗ウサギ抗体及びCy3−又はCy5共役ロバ抗マウス抗体(全てディアノバ社、ドイツ)と共にインキュベートした。Mowiol(登録商標)(ヘキスト、ドイツ)を用いてスライドをマウントする前に、核をYopro(1:2000; インビトロジェン社、ドイツ)で染色し(5分)、切片をライカTCS−Sp/ライカDM RB共焦点レーザー走査顕微鏡(ライカマイクロシステムズ、ドイツ)で分析した。画像は、ライカ共焦点ソフトウェアLCS(バージョン2.61)で処理した。
(8)TNF及びIFN−γを用いた患者由来のプライマリーRMS及びガン細胞株の治療。異なるガン細胞株の持続的な増殖停止(横紋筋肉腫RH30、SRH; 膠芽細胞腫T98G、LN229、A172; 乳癌MCF−7; 大腸癌HCT−116;肝細胞癌Hep3B及び神経芽細胞種(neurblastomas)LAN−1、LS)をサイトカイン処置後、正確に、以前の手順(Braumuller et al.,2013,Nature 494:361−365)を使用して決定した。RMSの初期分化事象を研究するための短期培養は、低い数の腫瘍細胞を播種し(4.000又は8.000細胞/cm2)、10ng/mlのTNF + 100ng/mlのIFN−γを含む及び含まない培地でインキュベートすることによって達成された。
(8)KIR発現分析。発現解析は、以前記載されたもの(77)のように実施された。NKp30、−44、−46、DNAM−1、CD161転写物は、5’FAM標識リバースプライマーを用い、エンドポイントPCRで特異的なプライマーを用いて決定した。PCR産物は、長さ標準に対してジーンスキャン−600 LIZ及びGeneMapperソフトウェアを用いてABIシーケンサー中でフラグメント長を分析した;MFIは、半定量的分析を使用した。
(9)T−bet、RORC、Foxp3、CD40L、グランザイムB、グランザイムKの発現。腫瘍内の遺伝子発現は、cDNAを特異的プライマー(リクエストに応じてすべて利用可能な配列)及びiQ SYBRグリーンスーパーミックスバイオラッド(ミュンヘン、ドイツ)を使用して、バイオラッドC1000サーマルサイクラー/CFX96リアルタイムシステム(ミュンヘン、ドイツ)を用いて決定した。発現は、ヒトCD45の発現に対して正規化した。RORC発現は、特異的なプライマーセット(サーチLC、ドイツ)及びファストスタートDNA SYBRグリーンI(ロッシュ社、ドイツ)を用いて検出した。
(10)Vα−24鎖の同定。これに対し、Hanらによって発表されたプロトコル(Han et al,1999,J.Immunol.163:30l−31)を使用した。
(11)Vβスペクトラタイピング分析。TCR Vβ鎖発現の多様性及びTCRレパートリーの複雑さは、Gorskiら(Gorsk et al.,1994,J Immunol.152:5109−511)に軽微な変更を加えたもので分析した。5’FAM標識Cβ−プライマーは、ジーンスキャン−600 LIZ及びGeneMapperソフトウェアを用いたABIシーケンサー(いずれもアプライドバイオシステムズ社、ドイツ)を使用してアンプリコン検出に使用された。
(12)γδ免疫スコープ(immunoscope)。免疫スコープ(immunoscope)は、以前公開されたように(Dechanet et al.,J.,1999,J Clin.Invest 103:l437−1449)決定した。
(13)TCR−CDR3領域のの同定。Vβ PCR産物は、pGEMTeasy(プロメガ社、ドイツ)にクローニングし、標準的な手順を用いてXL1ブルーコンピテント細胞(ストラタジーン社、米国)中で増幅した。挿入−陽性クローンを、再増幅Vβ PCRに直接運んだ。5μLのPCRのアリコート(aliquot)を2.5%アガロースゲル上で分析し、関連する長さのPCR産物は、配列解析するためにSeqlab、ドイツへ送付した。cDNAのタンパク質配列への翻訳は、EMBOSS Transeqフリーソフトウェアを用いて行った。

Claims (18)

  1. 患者のガン疾患に対する免疫応答を誘導すること及び/又は刺激することによる、ガン治療に使用するための腫瘍標的化IL12であって、ここで、前記誘導又は刺激が、
    前記薬剤によって引き起こされる
    (i)ガン細胞の老化、及び/又は
    (ii)ガン細胞又はガン組織の、起源の細胞又は組織への寛解、
    を惹起し、
    ここで、前記腫瘍標的化IL12が、腫瘍壊死中に曝露されたヒトDNAヒストンH1複合体に特異的であり、かつ、IL12にそのC末端を介して融合された、治療的に有効なモノクローナル抗体又は生物学的に活性があるその一部である、腫瘍標的化IL12。
  2. ガン疾患を患う患者において、ガン疾患に対する免疫反応を誘導する及び/又は刺激するための免疫調節性及び/又は免疫補完的薬剤を用いた併用療法に使用するための腫瘍標的化IL12であって、ここで、前記誘導又は刺激が、
    前記薬剤によって引き起こされる
    (i)ガン細胞の老化又は増殖停止、及び/又は
    (ii)ガン細胞又はガン組織の、起源の細胞又は組織への寛解、
    を惹起し、
    ここで、前記腫瘍標的化IL12が、腫瘍壊死中に曝露されたヒトDNAヒストンH1複合体に特異的であり、かつ、IL12にそのC末端を介して融合された、治療的に有効なモノクローナル抗体又は生物学的に活性があるその一部である、腫瘍標的化IL12。
  3. 免疫調節性及び/又は免疫補完的薬剤が、インターロイキンファミリーから選択されるサイトカインである、請求項2に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  4. 前記サイトカインが、IL−2及び/又はIL−7又はその誘導体である、請求項3に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  5. IL−2及びIL−7が、ネイキッド形態(naked form)、共有結合形態、又は複合体形態で使用される、請求項4に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  6. 前記IL−2又はIL−7が、免疫グロブリン重鎖又はその一部、例えばFc部分に共有結合的に融合された、又は抗IL−2抗体と複合体を形成する、請求項5に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  7. 前記ガン細胞の老化が、前記薬剤によってトリガされた患者の免疫系の一連の前記刺激又は誘導において、内在性のIFNγ及び/又はTNFを生成することによって引き起こされる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  8. 前記ガン細胞の老化が、安定した増殖停止をもたらす、請求項1〜7のいずれか1項に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  9. 前記ガン細胞の老化が、直接的な免疫特異的細胞傷害性効果とは独立している、請求項1〜8のいずれか1項に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  10. 前記ガン疾患が、固形腫瘍、又は筋肉、骨、神経、軟骨、腱、血管、及び脂肪若しくは線維組織の腫瘍に関連する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  11. 前記ガンが肉腫である、請求項10に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  12. 前記治療が、筋形成分化の誘導を惹起する、請求項10又は11に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  13. 放射線療法又は放射線−化学療法と併用する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  14. 前記IL−12が、そのp40及び/又はp30サブユニットのN末端を介して、抗体又は生物学的に有効なその一部のC末端へ融合されている、請求項1〜13のいずれか1項に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  15. 前記抗体が、完全ヒトNHS76抗体であり、NHS−IL12と命名されている、請求項1〜14のいずれか1項に記載の使用のための腫瘍標的化IL12。
  16. (i)腫瘍壊死中に曝露されたヒトDNA−ヒストンH1複合体に特異的であり、かつ、IL12のp40及び/又はp30サブユニットのN末端にそのC末端を介して融合された、完全ヒトモノクローナル抗体NHS76を含む第一パッケージ、及び
    (ii)ガン疾患に対する免疫反応を誘導する及び/又は刺激するための免疫調節性及び/又は免疫補完的薬剤を含む第二パッケージ
    を含む、医薬キット。
  17. 免疫調節性薬剤がサイトカインである、請求項16に記載の医薬キット。
  18. 免疫調節性性サイトカインが、ネイキッド形態、共有結合形態、又は複合体形態のIL−2又はIL−7である、請求項17に記載の医薬キット。
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