JP2017519049A - 免疫原性を低減するかまたは予防するためのヒト化コブラ毒因子の使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2014年6月12日に出願された、米国仮特許出願第62/011,236の利益を主張し、その全体が記載されているかのように参照により本明細書に援用される。
本開示は、補体枯渇のための、ならびに免疫原性および他の望ましくない免疫応答を低減するかまたは予防するための組成物および方法に関する。
米国特許第8,632,780およびこの明細書に記載された全ての他の刊行物、特許、および特許出願は、それぞれの個々の刊行物、特許、または特許出願が具体的かつ個別に参照により援用されることが示されていたように、本明細書に同程度に、参照として援用される。
ヒト化コブラ毒因子融合タンパク質HC3−1496を4回投与、4週間にわたって週に一回、各投与は治療用第VIII因子の投与前に第VIII因子欠損マウスへ注射した。望ましくない免疫原性応答は、対照マウスと比べて抗第VIII因子IgGおよび阻害剤力価において有意な減少によって測定されたように、4週間にわたって生じなかった(p<0.0001)。また、望ましくない免疫原性応答はHC3−1496の投与から生じなかった。
序論。血友病Aは凝固因子(FVIII)の欠乏による出血性疾患である。補充療法は治療用FVIIIの投与からなる。5〜30%の症例で、FVIII注射により、治療用FVIIIの凝固促進活性を阻害する抗FVIII抗体の出現がもたらされる。
血友病Aのマウスモデル(第VIII因子ノックアウトマウス)において、本発明者らは、最大30%の血友病患者における臨床的に関連した問題である、第VIII因子に対する免疫応答における補体の役割を調べるためにコブラ毒因子(CVF)を使用し補体を枯渇させた。本発明者らはCVFの週一回の注射を使用した。予想通り、CVFの初回の注射は血清C3の本質的に完全な除去を得たのに対し、二回目の注射から血清C3値の低下が著しく損なわれ始めた。4週目で、CVF注射は2匹のマウスにのみ中等度のC3の減少をもたらし、大多数のマウスでは効果が得られなかった。本発明者らは、その後、補体枯渇のためにヒト化CVF(hCVF)タンパク質HC3−1496、CVF様の機能を有するヒトC3誘導体を使用した。HC3−1496はヒトC3と94%の配列同一性および96%の配列類似性を示す。hCVFは、4週でも血清C3の効果的な減少をもたらし、任意の機能的に関連する免疫応答の欠如が示唆された。マウスにおけるhCVFのより低い免疫原性は、おそらくCVF(52%)と比較してマウスC3とヒトC3の間のより高いアミノ酸配列同一性(77%)の結果であると考えられる。また、組換えにより産生されたhCVFは免疫原性である可能性が高いCVFの独自のコブラオリゴ糖鎖を欠く。これに伴い、本発明者らはhCVFの免疫原性がヒトにおいて減少していることを予測する。
補体系は免疫系の一部であり、先天性および適応免疫の両方において重要な機能を有する。しかしながら、補体系はさらに多くの疾患の病因において重要な役割を果たし、疾患過程および組織傷害に単独でまたは有意に寄与する。表1に選択された疾患を確認された補体病因と共に示す。多くの疾患の病因におけるその役割に起因して、過去20年間で補体カスケードに干渉するか補体カスケードを変調させるための薬剤を開発する多数のアプローチが見られた。大小の、これらの抗補体剤は2つの概念的に異なるカテゴリーにグループ分けできる。阻害剤の1グループは特異的な補体成分を狙い、その活性化を阻害することになる。このような例として、発作性夜間血色素尿症(PNH)および非典型溶血性尿毒症症候群(aHUS)の治療に関して承認された、その活性化を予防し、結果的に膜攻撃複合体(MAC)の形成を防ぎ次の組織損傷を予防することになるC5に対するヒト化抗体が挙げられる。補体阻害剤の別の例示としては、C3と結合し、その後のその活性化を予防するサイクリックβ残基ペプチドである、コンプスタチンが挙げられる。補体阻害剤の第二のグループは補体成分の活性化を予防しないが活性化された補体成分の作用を阻害する薬剤によって表される。このような例として、C5aの炎症促進活性を阻害するように設計されたC5a受容体に対する拮抗剤が挙げられる。別の例は補体受容体2(CR2)由来のC3d結合ドメイン(CCP1−4)を伴うヒトH因子の調節ドメイン(CCP1−5)からなるキメラタンパク質である。このキメラタンパク質は補体活性化を持続する部位を標的とし、C3bを不活性化することによりさらに補体活性化を阻害する。これらのアプローチは、補体病因を有する複数の疾患モデルにおいて有望な結果を示す。
CVFはコブラの毒における補体活性化タンパク質である。より最近の研究により、コブラ属および他のコブラ科のヘビ(例えば、キングコブラ属、オーストラリアカパーヘッド属)の、おそらく全てのメンバーがそれらの毒中にCVFを生産することが確立されたのに対して、以前の研究の大部分はインドコブラ(ナジャ・ナジャ)または緊密に関連するアジアコブラ種(ナジャ・コウシア(kaouthia))から単離されたCVFに基づいている。CVFは補体成分C3の構造的および機能的類似体である。
CVFは前述したように実験動物における実験的な補体枯渇のためのツールを示すが、補体の枯渇はさらに補体病因を伴う疾患の治療のための治療の概念を示す。血漿から補体を排除することにより、補体活性化トリガーの存在とは無関係に、補体の有害な効果を予防することになる。
本発明者らは治療用補体枯渇の本発明者らの前臨床評価のためにhCVFタンパク質HC3−1496を選択した。以下に、本発明者らはヒト疾患の複数の前臨床モデルにおけるhCVFタンパク質HC3−1496を用いた補体枯渇の有効性を再検討する。
4.1.1 加齢性黄斑変性症(AMD)
本発明者らはブルッフ膜のレーザー誘起光凝固および脈絡膜血管新生に基づいた加齢性黄斑変性症(AMD)のマウスモデルを使用した。補体枯渇は、レーザー手術の前および後に毎日28日間、HC3−1496を比較的低用量(25μg/kg)で毎日腹腔内に注射することにより達成された。図10は、HC3−1496を用いた補体枯渇により、0日目と8日目にFITC−デキストランの静脈注射後の眼底検査画像と、28日目にホルマリンで固定された眼における網膜病変の病理組織学的検査の両方で実証されるより小さな病変が生じたことを示す。構造的にCVFを発現し、低い血清C3値および低い補体活性を示すCVFトランスジェニックマウスにおいて同様の結果が得られた。
本発明者らはhCVFタンパク質HC3−1496を用いた補体枯渇の効果を評価するために胃腸虚血再潅流傷害(GI/RI)のマウスモデルを使用した。このモデルでは、腸管虚血を20分間腸間膜動脈の閉塞により生じ、その後3時間の潅流を行った。補体枯渇は、麻酔の2時間前にHC3−1496を250μg/kgで腹腔内に注射することにより達成された。腸組織の損傷は腸管腔内投与後の血清中のFITC共役デキストランを測定することにより評価した。図11に示すように、hCVFタンパク質HC3−1496を用いた補体除去により、再潅流傷害の大幅な低減がもたらされた。
本発明者らはhCVFタンパク質HC3−1496を用いた補体枯渇の効果を評価するために心筋虚血再潅流傷害(MI/RI)のマウスモデルを使用した。このモデルでは、心筋虚血は左冠動脈前下降枝動脈を縫合することによって誘導した。虚血の30分後、心筋を4時間再潅流した。図12に示すように、麻酔の導入の2時間前にhCVFタンパク質HC3−1496を250μg/kgで用いた補体除去により、短縮率と注入画分の両方によって示されるように心筋機能の改善された保存に付随して、C3bの沈着が減少したことにより免疫組織化学的にそして梗塞面積が小さくなったことにより形態学的に実証されるように再潅流傷害の有意な減少がもたらされた。
人工呼吸器誘発肺傷害(VILI)のマウスモデルにおいて、本発明者らはhCVFタンパク質HC3−I496を用いた補体枯渇の効果を評価した。250μg/kgのhCVFを用いた補体枯渇は大幅にC3の減少した沈着(図13)および気管支肺胞洗浄液の単一細胞数の増加によって測定される肺の損傷を減少させた。
本発明者らはhCVFタンパク質HC3−1496を用いた補体枯渇の効果を評価するためコラーゲン誘導関節炎のマウスモデルを使用した。このモデルでは、関節炎はコラーゲンでの免疫により誘導された。補体枯渇は、コラーゲンを用いた追加免疫の後6日間、hCVFタンパク質HC3−1496を500μg/kgで腹腔内に注射することにより達成され、続いて1週間に5日で250μg/kgの維持用量で3週間投与した。関節炎は、後足、前足および足首の直径を測定することによってモニターした。図14に示すように、補体枯渇は全体の病理学的変化の減少および付随する腫脹の減少をもたらした。
発作性夜間血色素尿症(PNH)は、比較的まれではあるが、グリコシルホスファチジルイニシトール(GPI)アンカーにおける欠陥により、赤血球の表面に保護調節タンパク質CD55とCD59の不在がもたされる、潜在的に生命を脅かす疾患である。本発明者らのモデルでは、PNH細胞を正常ヒト血清(NHS)において補体溶解を極めて起こしやすくする組換えを用いて産生された欠失型のH因子(rH19−20)の存在下でインキュベートしたヒト患者由来のPNH赤血球細胞を使用した。表3に示すように、hCVFまたはCVFによるヒト血清の補体除去により、PNH細胞は補体溶解から保護された。
血友病A患者の最大30%が組換えヒト第VIII因子に対する抗体を生じる。本発明者らは、抗第VIII因子抗体の産生に対するhCVFタンパク質HC3−1496を用いた補体枯渇の効果を評価するために、第VIII因子欠損マウスを用いた。補体枯渇は、ヒト組換え第VIII因子を静脈内に注射する前に週に一回4週間、hCVFを腹腔内に注射することにより達成された。本発明者らはhCVFを用いた補体枯渇は抗第VIII因子抗体力価の有意な減少をもたらすことを見出した。
実験的自己免疫性免疫重症筋無力症(EAMG)は、神経筋接合部におけるアセチルコリン受容体(AChR)に対する自己抗体の出現によって特徴づけられる病因不明の自己免疫疾患である、重症筋無力症のマウスモデルである。筋力低下および麻痺の症状はAChRの補体介在性破壊によって起こる。本発明者らはhCVFタンパク質HC3−1496を用いた補体枯渇の効果を評価するためにEAMGを使用した。マウスは初回免疫と2週間後に追加免疫を用いシビレエイ由来のアフィニティー精製AChRで免疫した。追加免疫の2週間後、HC3−1496を500μg/kgで30日間、毎日腹腔内に注射することによりマウスの補体を枯渇させた。図15に示すように、握力は初回免疫および追加免疫後に有意に低下した。握力は未処置の動物においては低いままであったのに対し、HC3−1496を用いた補体枯渇動物は2〜3週間以内に通常の握力を取り戻した。hCVF処置マウスの優れた筋肉の機能は、より多くのAChRの存在と神経筋接合部での膜攻撃複合体(MAC)の実際の欠如に裏付けられた。
CD20に対するモノクローナル抗体、例えば、リツキシマブ(登録商標)は、B細胞性リンパ腫の治療に広く使用されている。いくつかの研究では、補体活性化と抗体依存性細胞傷害(ADCC)の両方が抗腫瘍活性に寄与し得ることが示された。しかしながら、補体活性化は実際にNK細胞のリツキシマブでコーティングされた腫瘍細胞との結合を妨害することによって、NK細胞介在性溶解を阻害しうる。本発明者らはhCVFタンパク質HC3−1496を用いた補体枯渇は、インビトロのNK細胞の活性化に対する補体の阻害効果を防止することを見出した。リンパ腫のマウスモデル(38C13リンパ腫細胞;MF11G6抗リンパ腫モノクローナル抗体)を使用して、本発明者らは、腫瘍細胞接種後3日間および抗体を注射する4時間前に、HC3−1496を400μg/kgで腹腔内に注射し、その後2日後に別の用量を注射することにより補体が枯渇したマウスは、80%の生存率であった(図16)。これは未処置マウスと、前記抗体またはHC3−1496のいずれか単独で処置したマウスとの著しい相違である(図16)。本発明者らはその後、リツキシマブ(登録商標)とHC3−1496の様々な併用療法でのRaji細胞マウスリンパ腫モデルを使用した。顕著ではないが、補体枯渇の治療効果は、最大115日間で25%の生存率で観察された。
補体枯渇が有害な効果を発揮する可能性のある3つの概念的に異なる経路がある。急性の副作用は液相の補体活性化の急速なプロセスの結果として起こる可能性がある。より長期的な副作用は補体が枯渇された状態の結果である可能性がある。最終的に、CVFおよびhCVFは補体活性化に関連しないオフターゲット毒性を示す可能性がある。しかしながら、CVFおよびhCVFのタンパク質特性とB因子に対するそれらの非常に高い結合特異性とを考慮すると、CVFまたはhCVFによるいかなるオフターゲットの副作用が起こる可能性も極めて低く、実際に、観察されたことがない。
CVFは爬虫類由来のタンパク質であり、それ自体は哺乳動物における免疫原性の系統発生的な隔たりがある。その免疫原性のために、哺乳動物における補体枯渇のためのその有用性は本質的に単回投与に限定される。CVF哺乳類C3類との間の50%以上のタンパク質配列同一性と共に、CVFおよびC3の全体的な三次元構造の類似性を考慮すると、CVFに対する抗血清がヒトC3といくらかの弱い交差反応性を示すことが示されたことは当然のことである。対照的に、抗CVFは85%以上のタンパク質配列同一性を有するコブラC3とより強い交差反応性を示す(図18)。CVFのオリゴ糖鎖が大いにその免疫原性に寄与するという十分な状況証拠がある。前記のように、CVFのオリゴ糖鎖は通常ではない糖構造を含有する。CVFとコブラC3との間の交差反応のオクタロニー分析は強い優性突出部形成を実証し(図18)、明確に糖質エピトープからの大きな貢献が示唆される。この仮説はコブラC3がグリコシル化されておらず、さらにCVFに対して生じたモノクローナル抗体の中で糖鎖抗原に対する特異性がいくつかあったという事実によって裏付けられる。
hCVFは補体病変を伴う疾患における補体枯渇のための概念的に異なりかつ有望な治療薬となる。多数の前臨床試験におけるhCVFを用いた補体枯渇の非常に有望な結果を考慮すると、hCVFを用いた補体枯渇は効果的な臨床ツールになると予測するのが妥当であると思われる。hCVFタンパク質HC3−1496を、反復方式でも、短期的な補体枯渇を必要とする臨床状況に適している。より長期の補体枯渇を必要とする臨床応用のために、長期の補体枯渇を引き起こす新規なhCVFタンパク質を開発する必要がある。
Claims (17)
- 潜在的に免疫原性の生物学的治療薬を投与する対象における前記治療薬に対する免疫応答を低減するかまたは予防する方法であって、前記対象に治療的有効量のヒト化コブラ毒因子(hCVF)および前記生物学的治療薬を投与することを含み、前記hCVFの投与は前記対象の血中の補体値を枯渇させる、方法。
- 前記治療薬およびhCVFの投与は前記対象への第二のまたはその後の投与であり、前記免疫応答は前記第二のまたはその後の投与により低減されるかまたは予防される、請求項1に記載の方法。
- 前記hCVFは前記生物学的治療薬の投与前に投与される、請求項1に記載の方法。
- 前記hCVFはHC3−1550、HC3−1348、HC3−1496、およびHC3−1504からなる群より選択される、請求項1、2、または3に記載の方法。
- 前記生物学的治療薬は精製されたポリペプチド、組換えポリペプチド、融合ポリペプチド、ペプチド、抗体、細胞、ウイルス、リポソーム、アプタマー、タンパク質、抗体複合体、および核酸からなる群より選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記対象における補体値はhCVF投与前の値に約12時間〜24時間以内、約5日間〜7日間以内に戻るか、または7日を超えて戻る、請求項1に記載の方法。
- 前記治療薬は凝固因子であり、状態または疾患は血液凝固障害である、請求項1に記載の方法。
- 前記凝固因子は第VIII因子であり、前記状態または疾患は血友病Aである、請求項7に記載の方法。
- 前記投与は臓器内、腔内、組織内への投与、静脈内、腹腔内、動脈内、および皮下投与からなる群より選択される、請求項1に記載の方法。
- 対象における望ましくない補体活性化に関連する状態または疾患を治療する方法であって、前記対象に補体を枯渇させるのに十分な量でヒト化コブラ毒因子(hCVF)を投与することを含む、方法。
- 前記hCVFはHC3−1550、HC3−1348、HC3−1496、およびHC3−1504からなる群より選択される、請求項10に記載の方法。
- 前記hCVFの投与は前記対象への第二のまたはその後の投与であり、補体は前記第二のまたはその後の投与によって枯渇される、請求項10または11に記載の方法。
- 前記状態または疾患は、血液凝固障害、関節リウマチ、加齢性黄斑変性症、発作性夜間血色素尿症、重症筋無力症、クローン病、心筋虚血、再潅流、心肺バイパス、移植、心筋梗塞、および血管形成からなる群より選択される、請求項10に記載の方法。
- 前記対象における補体値はhCVF投与前の値に約12時間〜24時間以内、約5日間〜7日間以内に戻るか、または7日を超えて戻る、請求項10に記載の方法。
- 前記投与は臓器内、腔内、組織内への投与、静脈内、腹腔内、動脈内、および皮下投与からなる群より選択される、請求項10に記載の方法。
- 対象における免疫原性の低減または予防におけるhCVFの使用。
- 前記hCVFの使用は前記対象における第二のまたはその後の使用であり、免疫原性は低減されるかまたは予防される、請求項16に記載の使用。
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