JP2024504162A - Cd19及びcd22に結合する二重特異性キメラ抗原受容体 - Google Patents

Cd19及びcd22に結合する二重特異性キメラ抗原受容体 Download PDF

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Abstract

CD19及びCD22の両方に結合することができる二重特異性キメラ抗原受容体(CAR)、並びにそれを発現する免疫細胞。また、がん細胞などの疾患細胞を排除するためのかかる免疫細胞(例えば、CAR-T細胞)の治療的使用も本明細書に提供される。【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2021年1月22日に出願された米国仮特許出願第63/140,752号の出願日の利益を主張するものであり、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
キメラ抗原受容体(CAR-T)T細胞は、免疫療法における使用のための人工T細胞受容体を発現する遺伝子操作されたT細胞である。人工T細胞受容体(キメラ抗原受容体として知られる)は、がん抗原などの疾患細胞抗原に特異的に結合することができる。疾患細胞に結合すると、CAR-T細胞が活性化され、疾患細胞を排除する。
CAR-T細胞療法は、いくつかの血液がんの治療において有効性を実証しているが、治療の有効性は、様々な要因、例えば、腫瘍抗原回避によって影響される場合があり、例えば、腫瘍抗原の発現レベルが、CAR-T細胞が細胞傷害活性に関与及び媒介することができないレベルに低減する場合がある。いくつかの場合では、腫瘍細胞は、CARへの結合エピトープを欠く標的抗原の代替形態を発現することによって、殺傷を回避し得る。他の場合では、腫瘍細胞は、遺伝的に関連するが表現型的に異なる疾患(いわゆる系統スイッチ)に切り替えることによって殺傷を回避し得る。
したがって、そのような課題に対処するための改善されたCAR-Tアプローチを開発することは非常に興味深いことである。
本開示は、少なくとも部分的に、動物モデルで観察されるように、優れた抗原結合親和性及び特異性並びに優れた抗腫瘍効果を有する抗CD19/CD22二重特異性キメラ抗原受容体(CAR)の開発に基づいている。
したがって、本明細書では、抗CD19/CD22二重特異性CAR、それをコードする核酸、二重特異性CARを発現する免疫細胞などの宿主細胞、及びそれらの治療用途が提供される。
いくつかの態様では、本開示は、CD19及びCD22に特異的な二重特異性キメラ抗原受容体(CAR)であって、CD19に特異的な第1の抗原結合部分と、CD22に特異的な第2の抗原結合部分と、共刺激シグナル伝達ドメインと、細胞質シグナル伝達ドメインと、を含む、二重特異性キメラ抗原受容体を特徴とする。第1の抗原結合部分は、CD19に結合する参照抗体EPC-001-1と同じ重鎖相補性決定領域(CDR)及び/又は同じ軽鎖CDRを含み得る。第2の抗原結合部分は、各々がCD22に結合する参照抗体EPC-001-2、EPC-001-3、又はEPC-001-4と同じ重鎖CDR及び/又は同じ軽鎖CDRを含み得る。
いくつかの実施形態では、第1の抗原結合部分は、参照抗体EPC-001-1と同じ重鎖可変領域(V)及び同じ軽鎖可変領域(V)を含み得る。代替的には、又は加えて、第2の抗原結合部分は、参照抗体EPC-001-2、EPC-001-2、EPC-001-3と同じ重鎖可変領域(V)及び同じ軽鎖可変領域(V)を含む。
いくつかの実施形態では、第1の抗原結合部分、第2の抗体結合部分、又はそれら両方は、単鎖可変断片(scFv)であり得る。例えば、第1の抗原結合部分は、配列番号9のアミノ酸配列を含むscFvである。代替的には、又は加えて、第2の抗原結合部分は、配列番号18、27、又は36のアミノ酸配列を含むscFvである。
本明細書に開示されるCAR構築物のうちのいずれかでは、共刺激シグナル伝達ドメインは、CD28、4-1BB、OX40、ICOS、CD27、CD40、又はCD40Lから選択される共刺激分子由来であり得る。いくつかの実施形態では、細胞質シグナル伝達ドメインは、CD3ζ由来である。本明細書に開示されるCARのうちのいずれかは、ヒンジドメイン及び膜貫通ドメインを更に含み得る。いくつかの場合では、ヒンジ及び膜貫通ドメインは、抗原結合部分及び共刺激シグナル伝達ドメインに位置され得る。
いくつかの例では、二重特異性CARは、N末端からC末端へ、(i)第1の抗原結合部分と、(ii)第2の抗原結合部分と、(iii)共刺激シグナル伝達ドメインと、(iv)細胞質シグナル伝達ドメインと、を含む、融合ポリペプチドを含む。他の例では、二重特異性CARは、N末端からC末端へ、(i)第2の抗原結合部分と、(ii)第1の抗原結合部分と、(iii)共刺激シグナル伝達ドメインと、(iv)細胞質シグナル伝達ドメインと、を含む、融合ポリペプチドを含む。
いくつかの場合では、二重特異性CARは、第1の抗原結合部分と第2の抗原結合部分とを接続するペプチドリンカーを更に含み得る。例示的なペプチドリンカーとしては、GGGGS(配列番号38)、GGGGSGGGGS(配列番号39)、GGGGSGGGGSGGGGS(配列番号40)、又はGSTSGSGKPGSGEGSTKG(配列番号41)が挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される二重特異性CARは、配列番号48~53のうちのいずれか1つのアミノ酸配列を含み得る。いくつかの例では、本明細書に開示される二重特異性CARは、配列番号55~60及び63~66のうちのいずれか1つのアミノ酸配列を含み得る。
別の態様では、本明細書では、本明細書で開示される二重特異性CARのうちのいずれかを集合的にコードする、核酸又は核酸のセットが提供される。例えば、核酸は、配列番号48~53のうちのいずれか1つのアミノ酸配列を含むCARをコードするヌクレオチド配列を含み得る。特定の例では、核酸は、配列番号55~60及び63~67のうちのいずれか1つのアミノ酸配列を含むCARをコードするヌクレオチド配列を含み得る。
いくつかの場合では、核酸又は核酸のセットは、(i)上皮成長因子受容体(EGFR)の細胞外ドメイン及び膜貫通ドメインを含み得る短縮型EGFRドメインをコードするヌクレオチド配列と、(ii)二重特異性CARをコードするヌクレオチド配列と短縮型EGFRドメインをコードするヌクレオチド配列との間に位置する自己切断ペプチドをコードするヌクレオチド配列と、を更に含み得る。いくつかの例では、短縮型EGFRドメインは、配列番号68のアミノ酸配列を含む。
核酸又は核酸のセットのうちのいずれかは、発現ベクターであり得る。いくつかの例では、発現ベクターは、ウイルスベクターであり得る。
更に別の態様では、本開示は、本明細書に開示される二重特異性CARのうちのいずれかを発現する遺伝子操作された免疫細胞を特徴とする。かかる遺伝子操作された免疫細胞は、本明細書に開示される二重特異性CARをコードする核酸のうちのいずれかを含み得る。いくつかの例では、遺伝子操作された免疫細胞は、T細胞である。いくつかの例では、遺伝子操作された免疫細胞は、NK細胞である。他の例では、遺伝子操作された免疫細胞は、マクロファージであり得る。
また、抗CD19 CAR及び抗CD22 CAR、それらをコードする核酸、並びにそれらを発現する遺伝子操作された免疫細胞(例えば、T細胞)も本開示の範囲内である。
いくつかの実施形態では、抗CD19 CARは、CD19に結合する細胞外抗原結合ドメインと、共刺激シグナル伝達ドメインと、細胞質シグナル伝達ドメインと、を含み得る。細胞外抗原結合ドメインは、抗CD19抗体EPC-001-1と同じ重鎖相補性決定領域(CDR)及び同じ軽鎖CDRを含む抗CD19単鎖可変断片(scFv)であり得る。いくつかの例では、抗CD19 scFvは、抗CD19抗体EPC-001-1と同じ重鎖可変ドメイン及び同じ軽鎖可変ドメインを含む。一例では、抗CD19 scFvは、配列番号9のアミノ酸配列を含む。一特定の例では、抗CD19 CARは、配列番号62のアミノ酸配列を含み得る。
いくつかの実施形態では、抗CD22キメラ抗原受容体(CAR)は、CD22に結合する細胞外抗原結合ドメインと、共刺激シグナル伝達ドメインと、細胞質シグナル伝達ドメインと、を含み得る。いくつかの例では、細胞外抗原結合ドメインは、抗CD22抗体EPC-001-2と同じ重鎖相補性決定領域(CDR)及び/又は同じ軽鎖CDRを含む抗CD22単鎖可変断片(scFv)であり得る。例えば、抗CD22 scFvは、抗CD22抗体EPC-001-2と同じ重鎖可変ドメイン及び/又は同じ軽鎖可変ドメインを含み得る。いくつかの例では、細胞外抗原結合ドメインは、抗CD22抗体EPC-001-3と同じ重鎖相補性決定領域(CDR)及び/又は同じ軽鎖CDRを含む抗CD22単鎖可変断片(scFv)であり得る。例えば、抗CD22 scFvは、抗CD22抗体EPC-001-3と同じ重鎖可変ドメイン及び/又は同じ軽鎖可変ドメインを含み得る。いくつかの例では、細胞外抗原結合ドメインは、抗CD22抗体又はEPC-001-4と同じ重鎖相補性決定領域(CDR)及び/又は同じ軽鎖CDRを含む抗CD22単鎖可変断片(scFv)であり得る。例えば、抗CD22 scFvは、抗CD22抗体EPC-001-4と同じ重鎖可変ドメイン及び/又は同じ軽鎖可変ドメインを含み得る。いくつかの例では、抗CD22 scFvは、配列番号18、27、又は36のアミノ酸配列を含む。特定の例では、抗CD22 CARは、配列番号61のアミノ酸配列を含み得る。
加えて、本開示は、対象における望ましくない細胞を排除するための方法であって、その排除を必要とする対象に、本明細書に開示されるものとして、抗CD19 CAR、抗CD22 CAR、若しくは抗CD19/CD22 CARを発現する、有効量の本明細書に開示される遺伝子操作された免疫細胞、又はそれを含む医薬組成物を投与することを含む、方法を特徴とする。いくつかの場合では、望ましくない細胞は、がん細胞である。
いくつかの実施形態では、対象は、ヒトがん患者である。例えば、対象は、CD19及び/又はCD22がん細胞を含むヒトがん患者であり得る。いくつかの場合では、ヒトがん患者は、造血悪性腫瘍、例えば、T細胞悪性腫瘍又はB細胞悪性腫瘍を有し得る。
本発明の1つ以上の実施形態の詳細は、以下の説明に記載されている。本発明の他の特徴又は利点は、以下の図面及びいくつかの実施形態の詳細な説明から、並びに添付の特許請求の範囲からも明らかであろう。
以下の図面は、本明細書の一部を形成し、本開示のある特定の態様を更に実証するために含まれており、本明細書に示される特定の実施形態の詳細な説明と組み合わせて図面を参照することによってよりよく理解することができる。
qFACSによる、K562細胞、Raji細胞、及びNalm6細胞上の組換え又は内因性CD19、CD22、又はそれら両方の表面発現の定量化を示す図である。 scFv抗体及び二重特異性キメラ抗原受容体(CAR)を発現するための発現カセットの概略設計を示す図を含む。図2Aは、二重特異性抗体の例示的な設計を示す図である。図2Bは、抗CD19/CD22二重特異性キメラ抗原受容体(CAR)の例示的な設計を示す図である。 K562細胞(CD19及びCD22)、CD19を発現するように操作されたK562細胞(CD19 K562)、CD22を発現するように操作されたK562細胞(CD22 K562)、CD19及びCD22の両方を発現するように操作されたK562細胞(CD19/CD22 K562)、Raji細胞(CD19及びCD22)、並びにNalm6細胞(CD19及びCD22)を含む、CD19及び/又はCD22細胞に示される様々な二重特異性抗体の結合活性を示す図である。 蛍光色素Alexa Fluor(登録商標)647標識抗EGFR抗体(EGFRは、二重特異性CARと共発現される)又は蛍光色素Alexa Fluor(登録商標)647標識CD22-Fc融合ポリペプチドによって検出される免疫細胞における、例示的な抗CD19/CD22二重特異性キメラ抗原受容体(CAR)、EPC-001-19の発現を示す写真を含む。図4A:抗EGFR-AF647によって検出された。図4B:抗ヒトCD22-AF647によって検出された。 抗CD19/CD22二重特異性CARを発現する免疫細胞の細胞傷害性Tリンパ球(CTL)活性を示す図を含む。図5A:殺傷のパーセンテージ(E:T=1:1)。左パネル:EPC-001-11、中央パネル:EPC-001-12、右パネル:EPC-001-13。図5B:殺傷のパーセンテージ(E:T=1:1)。左パネル:EPC-001-14、中央パネル:EPC-001-15、右パネル:EPC-001-16。図5C:インターフェロンγ(IFNγ)分泌(E:T=1:1)。左パネル:EPC-001-11、中央パネル:EPC-001-12、右パネル:EPC-001-13。図5D:インターフェロンγ(IFNγ)分泌(E:T=1:1)。)。左パネル:EPC-001-14、中央パネル:EPC-001-15、右パネル:EPC-001-16。 様々なエフェクター対標的細胞(E:T)比で、標的細胞に対する例示的な抗CD19/CD22二重特異性CARを発現するT細胞のCTL活性を示す図を含む。図6A:示される種々のE:T比で、K562細胞、CD22 K562細胞、CD19 K562細胞、及びCD19/CD22 K562細胞に対するドナー1のPBMCから調製されたCAR-T細胞の特異的な細胞溶解のレベルを示す図。図6B:示される種々のE:T比で、K562細胞、CD22 K562細胞、CD19 K562細胞、及びCD19/CD22 K562細胞に対するドナー2及びドナー3のPBMCから調製されたCAR-T細胞のCTL活性を示す図。図6C:示される種々のE:T比で、K562細胞、CD22 K562細胞、CD19 K562細胞、及びCD19/CD22 K562細胞に対するドナー2及びドナー3のPBMCから調製されたCAR-T細胞の共培養におけるIFNγレベル示す図。 示される種々のE:T比で、K562細胞、CD22 K562細胞、CD19 K562細胞、及びCD19/CD22 K562細胞に対する、様々な抗CD19/CD22二重特異性CAR又は抗CD19、抗CD22単一特異性CARを発現するT細胞のCTL時間経過を示す図を含む。 CAR構築物中の抗CD19及び抗CD22結合部分を接続する種々のリンカーを有する、抗CD19/CD22二重特異性CARを発現するT細胞のCTL活性を示す図を含む。 標的細胞との係合時のCAR-T細胞増殖を示す図を含む(E:T=1:1)。 複数ラウンドの標的細胞チャレンジ時のCAR-T細胞のインビトロ持続性を示す図を含む。図10A:殺傷のパーセンテージ(E:T=1:1)。左パネル:48時間での標的細胞チャレンジ1、中央パネル:120時間での標的細胞再チャレンジ2、右パネル:192時間での標的細胞再チャレンジ3。図10B:IFNγ分泌(E:T=1:1)。左パネル:48時間での標的細胞チャレンジ1、中央パネル:120時間での標的細胞再チャレンジ2、右パネル:192時間での標的細胞再チャレンジ3。 マウスがんモデルにおいて、抗CD19/CD22二重特異性CARを発現するT細胞のインビボ抗腫瘍効果を示す。図11A:対照マウス(未処置)及び0.125×10及び0.25×10個の細胞で、CAR-T細胞で処置したマウスにおけるがん細胞ルシフェラーゼを示す画像。図11B:処置経過にわたる腫瘍細胞におけるルシフェラーゼの定量化によるCAR-T細胞で処置されたマウスの腫瘍増殖の阻害を示す図。図11C~11D:処置後のそれぞれ14日目及び33日目の腫瘍細胞ルシフェラーゼ定量化を示す図。図11E:対照マウス及びCAR-T細胞で処置されたマウスの生存曲線。 インビボでのCAR-T細胞の増殖、表現型、及び持続性を示す図を含む。図12A:処置後10日目、19日目、及び33日目のCAR-T細胞数及び表現型を示す図。上部パネル:0.125×10個のCAR-T細胞で処置された群2のマウス、底部パネル:0.25×10個のCAR-T細胞で処置された群3のマウス。図12B~12C:それぞれ、群2及び群3のマウスにおけるT細胞の亜型の33日目/19日目の比率。図12D~図12E:それぞれ、群2及び群3のマウスの33日目の脾臓における細胞数。 抗CD19又はCD22 scFv-FcのELISA結合アッセイを示す。図13A:抗CD22 scFv-Fc、抗19 scFv-Fc、及び抗CD19/CD22 scFv-FcのCD19への結合。図13B:抗CD22 scFv-Fc、抗19 scFv-Fc、及び抗CD19/CD22 scFv-FcのCD22への結合。 EPC-001-023形質導入T細胞の酸素消費量を示す。図14A:5日目のEPC-001-023 CAR T細胞における酸素消費量。図14B:11日目のEPC-001-023 CAR T細胞における酸素消費量。 CD19及びCD22ノックアウト細胞及び親Raji細胞におけるCD19及びCD22タンパク質のウエスタンブロット分析を示す。 表面受容体発現の定量的FACS分析を示す。図16A:示される細胞株におけるCD19表面受容体数。図16B:示される細胞株におけるCD22表面受容体数。 親及びノックアウトRaji細胞を移植された動物モデルにおけるEPC-001-23 CAR-T細胞のインビボ抗腫瘍効果を示す。 ルシフェラーゼ生体発光によって決定される腫瘍担持の定量的評価を示す。図18A:親Raji細胞におけるルシフェラーゼシグナル。図18B:CD22ノックアウトRaji細胞におけるルシフェラーゼシグナル。図18C:CD19ノックアウトRaji細胞におけるルシフェラーゼシグナル。 36日目に収集されたPBMC及び脾臓試料において実施されたEPC-001-23 CAR-T細胞の表現型分析を示す。図19A:PBMCにおけるCD3+CAR+細胞の表現型分析。図19B:脾臓におけるCD3+CAR+細胞の表現型分析。 36日目に収集されたPBMC及び脾臓試料において実施されたEPC-001-23 CAR-T細胞の表現型分析を示す。図20A:PBMCにおけるCD3+CAR+T細胞数。図20B:PBMCにおけるPD1+、Tim3-CD3+CAR+発現の量。図20C:脾臓におけるPD1+、Tim3-CD3+CAR+発現の量。 チサゲンレクロイセル(tisagenlecleucel)対照と比較したインビトロでのEPC-001-23二重特異性CAR-T細胞増殖及び活性化を示す図を含む。図21A:CAR+T細胞数によって示されるT細胞増殖、図21B:72時間でのグランザイムB+CAR-T細胞によって示されるT細胞活性化。図21C:CAR-T細胞傷害性。 チサゲンレクロイセル対照と比較した、Raji細胞又はCD22 KO Raji細胞を移植されたマウスにおけるEPC-001-23二重特異性CAR-T細胞のインビボ細胞傷害性を示す図を含む。図22A:示されCAR-T細胞で処置されたマウスにおける腫瘍画像化を示す写真。図22B:インビボでのCAR-T細胞の増殖及び持続性を示す図。 チサゲンレクロイセル対照と比較した、Raji細胞又はCD19 KO Raji細胞を移植されたマウスにおけるEPC-001-23二重特異性CAR-T細胞のインビボ細胞傷害性を示す図を含む。図23A:示されCAR-T細胞で処置されたマウスにおける腫瘍画像化を示す写真。図23B:インビボでのCAR-T細胞の増殖及び持続性を示す図。
Bリンパ球抗原CD19は、主にB系統細胞及び濾胞樹状細胞上に発現される免疫グロブリンスーパーファミリーのメンバーである。CD19は、細胞質シグナル伝達タンパク質を動員するためのアダプタータンパク質として、及び(CD19/CD21複合体を介して)B細胞受容体によって企てられるシグナル伝達経路の閾値を減少させるための調節因子として機能することが報告されている。
分化のクラスター22(CD22)は、レクチンのSIGLECファミリーのメンバーである。この分子は、未成熟B細胞に対して、成熟B細胞の表面上で高レベルで発現する。B細胞受容体(BCR)シグナル伝達の阻害性受容体として、免疫系の過剰活性化の防止において調節的役割を果たす。
CD19及びCD22の両方は、白血病などのある特定の疾患の治療のための有望な標的として確立されている。しかしながら、CD19のみ又はCD22のみを標的とする治療の有効性は、例えば、腫瘍抗原回避による影響を受ける場合があり、治療の有効性の低下をもたらす。
本明細書では、CD19及びCD22の両方に結合することができる二重特異性キメラ抗原受容体(CAR)、並びにかかる二重特異性CARを発現する遺伝子操作された免疫細胞が提供される。本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARは、表面発現CD19及びCD22の両方に対して優れた結合活性、並びに優れた細胞傷害性Tリンパ球媒介性細胞傷害性を示した。更に、抗CD19/CD22二重特異性CARは、マウスモデルで観察されるように、優れたインビボ抗腫瘍活性を示した。更に、二重特異性CAR-T細胞は、CD19/CD22二重陽性、又は2つの標的抗原のうちの1つのみを発現するいずれかのがん細胞を殺傷するのに有効であることが示され、二重特異性CAR-T細胞が、CD19回避又はCD22回避のいずれかの状況において治療有効性を維持することを示した。
したがって、本明細書に開示される二重特異性CARを発現する免疫細胞は、CD19/CD22、CD19/CD22、又はCD19/CD22疾患細胞(例えば、がん細胞)を含む疾患の治療において、及び単一特異性CAR-T療法又は標的化された療法に関連する腫瘍抗原回避などの問題への対処において、優れた治療効果を発揮することが期待される。CD19/CD22二重特異性タンデムCARは、二価の標的係合を有し、したがって、CD19及びCD22標的をロックし、標的の回避を防止又は遅延させ、潜在的に用量を低くすることができる。加えて、各CD19又はCD22結合ドメインは、いずれかの標的が回避した場合に、独立して、CD19又はCD22発現細胞に係合し、がん細胞死を媒介することができる。
したがって、本開示は、抗CD19/CD22二重特異性CAR、それをコードする核酸、二重特異性CARを発現する免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、又はマクロファージ)などの宿主細胞、並びにCD19及び/又はCD22疾患細胞に関連する疾患の治療におけるかかる免疫細胞の治療的使用を特徴とする。
I.キメラ抗原受容体
本明細書で使用される場合、「キメラ抗原受容体」又は「CAR」という用語は、望ましくない細胞によって発現される抗原、例えば、腫瘍関連抗原(TAA)(例えば、CD19又はCD22)に結合することができる人工免疫細胞受容体を指す。概して、CARは、細胞外抗原結合ドメイン(例えば、標的抗原に特異的な抗体に由来する単鎖可変断片又はscFv)と、共刺激ドメインと、細胞内シグナル伝達ドメインと、を含む融合ポリペプチドを含み得る。いくつかの場合では、融合ポリペプチドは、細胞外抗原結合ドメインのC末端に位置するヒンジ及び膜貫通ドメインを更に含み得る。いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるCARは、T細胞受容体である。他の実施形態では、本明細書に開示されるCARは、NK細胞受容体であり得る。
典型的な抗体分子は、重鎖可変領域(V)及び軽鎖可変領域(V)を含み、それらは通常、抗原結合に関与する。V領域及びV領域は、「フレームワーク領域」(「FR」)として知られるより保存された領域が点在する、「相補性決定領域」(「CDR」)としても知られる超可変領域に更に細分化され得る。各V及びVは、典型的には、以下の順序FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4の順でアミノ末端からカルボキシル末端に配置された3つのCDR及び4つのFRからなる。フレームワーク領域及びCDRの範囲は、当該技術分野で既知の方法論を使用して、例えば、Kabat定義、Chothia定義、AbM定義、及び/又はcontact定義によって、正確に同定され得、これら全てが当該技術分野で周知である。例えば、Kabat,E.A.,et al.(1991)Sequences of Proteins of Immunological Interest,Fifth Edition,U.S.Department of Health and Human Services,NIH Publication No.91-3242、Chothia et al.,(1989)Nature 342:877、Chothia,C. et al.(1987)J.Mol.Biol.196:901-917、Al-lazikani et al(1997)J.Molec.Biol.273:927-948、及びAlmagro,J.Mol.Recognit.17:132-143(2004)を参照されたい。またhgmp.mrc.ac.uk及びbioinf.org.uk/abs)も参照されたい。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される抗体部分は、参照抗体と同じ重鎖及び/若しくは軽鎖相補性決定領域(CDR)又は同じV及び/若しくはV鎖を共有し得る。同じV及び/又はVCDRを有する2つの抗体は、同じ手法によって決定された場合にそれらのCDRが同一であることを意味する(例えば、当該技術分野で既知のKabat手法、Chothia手法、AbM手法、Contact手法、又はIMGT手法。例えば、bioinf.org.uk/abs/を参照されたい)。かかる抗CD19抗体は、本明細書に記載の例示的な抗体と比較して、同じV、同じV、又はそれら両方を有し得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される抗体部分は、参照配列と比較して、ある特定のレベルの配列同一性を共有し得る。2つのアミノ酸配列の「同一性パーセント」は、Karlin and Altschul Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:5873-77,1993のように修正されたKarlin and Altschul Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:2264-68,1990のアルゴリズムを使用して決定される。かかるアルゴリズムは、Altschul,et al.J.Mol.Biol.215:403-10,1990のNBLAST及びXBLASTプログラム(バージョン2.0)に組み込まれている。XBLASTプログラム、スコア=50、ワード長=3でBLASTタンパク質検索を実施し、目的のタンパク質分子と相同なアミノ酸配列を得ることができる。2つの配列間にギャップが存在する場合、Altschul et al.,Nucleic Acids Res.25(17):3389-3402,1997に記載されているように、Gapped BLASTを利用できる。BLAST及びGapped BLASTプログラムを利用する場合は、それぞれのプログラム(例えば、XBLAST及びNBLAST)の既定パラメータを使用することができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される抗体部分は、参照抗体に対して1つ以上のアミノ酸バリエーションを有し得る。本開示において(例えば、フレームワーク領域及び/又はCDRにおいて)開示されるアミノ酸残基バリエーションは、保存的アミノ酸残基置換であり得る。本明細書で使用される場合、「保存的アミノ酸置換」とは、アミノ酸置換が行われるタンパク質の相対的な電荷又はサイズ特性を改変させないアミノ酸置換を指す。バリアントは、かかる方法をまとめた参考文献、例えば、Molecular Cloning:A Laboratory Manual,J.Sambrook,et al.,eds.,Second Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,New York,1989、又はCurrent Protocols in Molecular Biology,F.M.Ausubel,et al.,eds.,John Wiley&Sons,Inc.,New Yorkに見られるような、当業者に既知のポリペプチド配列を改変するための方法によって調製され得る。アミノ酸の保存的置換には、以下の群内のアミノ酸間で行われる置換が含まれる:(a)M、I、L、V、(b)F、Y、W、(c)K、R、H、(d)A、G、(e)S、T、(f)Q、N、及び(g)E、D。
本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARは各々、細胞外抗原結合ドメインに、抗CD19部分及び抗CD22部分を含む。
(a)抗CD19結合部分
本明細書に開示されるCARのうちのいずれか(例えば、本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれか)における抗CD19結合部分は、ペプチドリンカーによって接続された抗CD19抗体の重鎖可変ドメイン(V)及び軽鎖可変ドメイン(V)を含む融合ポリペプチドであるscFv形式であり得る。scFv断片では、V及びV断片は、任意の配向にあり得る。いくつかの場合では、scFvは、N末端からC末端へ、V断片と、ペプチドリンカーと、V断片と、を含み得る。代替的には、scFvは、N末端からC末端へ、V断片と、ペプチドリンカーと、V断片と、を含み得る。いくつかの例では、scFvは、scFvを含むCARを細胞表面に指向するためのN末端シグナルペプチドを更に含み得る。
いくつかの実施形態では、抗CD19結合部分は、抗CD19抗体EPC-001-1に由来し得る(以下の表1を参照されたい)。表1に提供される重鎖及び軽鎖相補性決定領域は、Kabat定義に基づいている。また2020年8月19日に出願されたPCT/US2020/047035も参照されたく、その関連する開示は、主題のため及び本明細書で参照されることを目的として、参照により組み込まれる。
参照抗体に由来する抗CD19結合部分(及び以下に開示される抗CD22結合部分)は、参照抗体と実質的に同様の構造的及び機能的特徴を有する結合部分を指す。構造的に、結合部分は、参照抗体と同じ重鎖及び/若しくは軽鎖相補性決定領域又は同じV鎖及び/若しくはV鎖を有し得る。代替的には、結合部分は、参照抗体に対して結合親和性及び結合特異性に顕著な影響を与えることなく、フレームワーク領域のうちの1つ以上及び/又はCDRのうちの1つ以上において、限定された数のアミノ酸バリエーションのみを有し得る。以下の説明を参照されたい。
いくつかの例では、抗CD19結合部分は、上記の表1に提供される抗体EPC-001-1のものと同じ重鎖CDRを含み得る。代替的には、又は加えて、抗CD19結合部分は、上記の表1にも提供される抗体EPC-001-1におけるものと同じ軽鎖CDRを有し得る。かかる抗CD19結合部分は、EPC-001-1と同じV及び/又はV鎖を含み得る。代替的には、抗CD19結合部分は、EPC-001-1の対応するフレームワーク領域に対して、フレームワーク領域のうちの1つ以上にアミノ酸バリエーションを含み得る。例えば、抗CD19結合部分は、EPC-001-1の対応するフレームワーク領域に対して、1つ以上のフレームワーク領域に最大15個のアミノ酸バリエーション(例えば、最大12、10、9、8、7、6、5、4、3、2、又は1個のアミノ酸バリエーション)を集合的に含み得る。
いくつかの実施形態では、抗CD19部分は、EPC-001-1のCDRに対して、1つ以上のCDRにおけるある特定のレベルのバリエーションを含み得る。例えば、抗CD19部分は、EPC-001-1のVCDRと比較して、個別に又は集合的に、少なくとも80%(例えば、85%、90%、95%、又は98%)の配列同一性である重鎖CDRを含み得る。代替的には、又は加えて、抗CD19抗体は、EPC-001-1のVCDRと比較して、個別に又は集合的に、少なくとも80%(例えば、85%、90%、95%、又は98%)の配列同一性である軽鎖CDRを含み得る。本明細書で使用される場合、「個別に」は、抗体の1つのCDRが、参照抗体(例えば、EPC-001-1又は以下に開示される抗CD22参照抗体のうちのいずれか)の対応するCDRに対して示される配列同一性を共有することを意味する。「集合的に」とは、組み合わせた抗体の3つのVCDR又はVCDRが、組み合わせた参照抗体の対応する3つのVCDR又はVCDRに対して、示された配列同一性を共有することを意味する。
いくつかの場合では、抗CD19部分は、EPC-001-1のCDRのものに対して、集合的に重鎖及び軽鎖CDRのうちの1つ以上において最大10個のアミノ酸バリエーション(例えば、最大9、8、7.6、5、4、3、2、又は1個のアミノバリエーション)を含み得る。いくつかの場合では、抗CD19部分は、EPC-001-1の重鎖CDR3と同じ重鎖CDR3を含み得、他の重鎖CDR及び軽鎖CDRのうちの1つ以上において1つ以上のアミノ酸バリエーションを含み得る。
いくつかの例では、本明細書に開示される抗CD19部分は、配列番号9のアミノ酸配列を含み得る。代替的には、抗CD19部分は、配列番号9と少なくとも85%(例えば、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、又はそれ以上)同一のアミノ酸配列を含み得る。他の例では、本明細書に開示される抗CD19部分は、配列番号9と同じV及びV配列を含み得るが、配列番号9と同じV及びV断片の逆配向を有する。
本明細書に開示される抗CD19部分のうちのいずれか(例えば、配列番号9又は逆のV及びV配向を有するその対応物)は、本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARを構築するために使用され得る。
(b)抗CD22結合部分
本明細書に開示されるCARのうちのいずれか(例えば、本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれか)における抗CD22結合部分は、ペプチドリンカーによって接続された抗CD22抗体の重鎖可変ドメイン(V)及び軽鎖可変ドメイン(V)を含む融合ポリペプチドであるscFv形式であり得る。scFv断片では、V及びV断片は、任意の配向にあり得る。いくつかの場合では、scFvは、N末端からC末端へ、V断片と、ペプチドリンカーと、V断片と、を含み得る。代替的には、scFvは、N末端からC末端へ、V断片と、ペプチドリンカーと、V断片と、を含み得る。いくつかの例では、scFvは、scFvを含むCARを細胞表面に指向するためのN末端シグナルペプチドを更に含み得る。
いくつかの実施形態では、抗CD22結合部分は、抗CD22抗体EPC-001-2、EPC-001-3、又はEPC-001-4に由来し得る(以下の表2を参照されたい)。表1に提供される重鎖及び軽鎖相補性決定領域は、Kabat定義に基づいている。また2020年8月21日に出願されたPCT/US2020/047479も参照されたく、その関連する開示は、主題のため及び本明細書で参照されることを目的として、参照により組み込まれる。
いくつかの例では、抗CD22結合部分は、上記の表2に提供される抗体EPC-001-2のものと同じ重鎖CDRを含み得る。代替的には、又は加えて、抗CD22結合部分は、上記の表2にも提供される抗体EPC-001-2におけるものと同じ軽鎖CDRを有し得る。かかる抗CD22結合部分は、EPC-001-2と同じV及び/又はV鎖を含み得る。代替的には、抗CD22結合部分は、EPC-001-2の対応するフレームワーク領域に対して、フレームワーク領域のうちの1つ以上にアミノ酸バリエーションを含み得る。例えば、抗CD22結合部分は、EPC-001-2の対応するフレームワーク領域に対して、1つ以上のフレームワーク領域に最大15個のアミノ酸バリエーション(例えば、最大12、10、9、8、7、6、5、4、3、2、又は1個のアミノ酸バリエーション)を集合的に含み得る。
いくつかの実施形態では、抗CD22部分は、EPC-001-2のCDRに対して、1つ以上のCDRにおけるある特定のレベルのバリエーションを含み得る。例えば、抗CD22部分は、EPC-001-2のVCDRと比較して、個別に又は集合的に、少なくとも80%(例えば、85%、90%、95%、又は98%)の配列同一性である重鎖CDRを含み得る。代替的には、又は加えて、抗CD22抗体は、EPC-001-2のVCDRと比較して、個別に又は集合的に、少なくとも80%(例えば、85%、90%、95%、又は98%)の配列同一性である軽鎖CDRを含み得る。
いくつかの場合では、抗CD22部分は、EPC-001-2のCDRのものに対して、集合的に重鎖及び軽鎖CDRのうちの1つ以上において最大10個のアミノ酸バリエーション(例えば、最大9、8、7.6、5、4、3、2、又は1個のアミノバリエーション)を含み得る。いくつかの場合では、抗CD22部分は、EPC-001-2の重鎖CDR3と同じ重鎖CDR3を含み得、他の重鎖CDR及び軽鎖CDRのうちの1つ以上において1つ以上のアミノ酸バリエーションを含み得る。
いくつかの例では、本明細書に開示される抗CD22部分は、配列番号18のアミノ酸配列を含み得る。代替的には、抗CD22部分は、配列番号18と少なくとも85%(例えば、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、又はそれ以上)同一のアミノ酸配列を含み得る。他の例では、本明細書に開示される抗CD22部分は、配列番号18と同じV及びV配列を含み得るが、配列番号18と同じV及びV断片の逆配向を有する。
いくつかの例では、抗CD22結合部分は、上記の表2に提供される抗体EPC-001-3のものと同じ重鎖CDRを含み得る。代替的には、又は加えて、抗CD22結合部分は、上記の表2にも提供される抗体EPC-001-3におけるものと同じ軽鎖CDRを有し得る。かかる抗CD22結合部分は、EPC-001-3と同じV及び/又はV鎖を含み得る。代替的には、抗CD22結合部分は、EPC-001-3の対応するフレームワーク領域に対して、フレームワーク領域のうちの1つ以上にアミノ酸バリエーションを含み得る。例えば、抗CD22結合部分は、EPC-001-3の対応するフレームワーク領域に対して、1つ以上のフレームワーク領域に最大15個のアミノ酸バリエーション(例えば、最大12、10、9、8、7、6、5、4、3、2、又は1個のアミノ酸バリエーション)を集合的に含み得る。
いくつかの実施形態では、抗CD22部分は、EPC-001-3のCDRに対して、1つ以上のCDRにおけるある特定のレベルのバリエーションを含み得る。例えば、抗CD22部分は、EPC-001-3のVCDRと比較して、個別に又は集合的に、少なくとも80%(例えば、85%、90%、95%、又は98%)の配列同一性である重鎖CDRを含み得る。代替的には、又は加えて、抗CD22抗体は、EPC-001-3のVCDRと比較して、個別に又は集合的に、少なくとも80%(例えば、85%、90%、95%、又は98%)の配列同一性である軽鎖CDRを含み得る。
いくつかの場合では、抗CD22部分は、EPC-001-3のCDRのものに対して、集合的に重鎖及び軽鎖CDRのうちの1つ以上において最大10個のアミノ酸バリエーション(例えば、最大9、8、7.6、5、4、3、2、又は1個のアミノバリエーション)を含み得る。いくつかの場合では、抗CD22部分は、EPC-001-3の重鎖CDR3と同じ重鎖CDR3を含み得、他の重鎖CDR及び軽鎖CDRのうちの1つ以上において1つ以上のアミノ酸バリエーションを含み得る。
いくつかの例では、本明細書に開示される抗CD22部分は、配列番号27のアミノ酸配列を含み得る。代替的には、抗CD22部分は、配列番号27と少なくとも85%(例えば、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、又はそれ以上)同一のアミノ酸配列を含み得る。他の例では、本明細書に開示される抗CD22部分は、配列番号27と同じV及びV配列を含み得るが、配列番号27と同じV及びV断片の逆配向を有する。
いくつかの例では、抗CD22結合部分は、上記の表2に提供される抗体EPC-001-4のものと同じ重鎖CDRを含み得る。代替的には、又は加えて、抗CD22結合部分は、上記の表2にも提供される抗体EPC-001-4におけるものと同じ軽鎖CDRを有し得る。かかる抗CD22結合部分は、EPC-001-4と同じV及び/又はV鎖を含み得る。代替的には、抗CD22結合部分は、EPC-001-4の対応するフレームワーク領域に対して、フレームワーク領域のうちの1つ以上にアミノ酸バリエーションを含み得る。例えば、抗CD22結合部分は、EPC-001-4の対応するフレームワーク領域に対して、1つ以上のフレームワーク領域に最大15個のアミノ酸バリエーション(例えば、最大12、10、9、8、7、6、5、4、3、2、又は1個のアミノ酸バリエーション)を集合的に含み得る。
いくつかの実施形態では、抗CD22部分は、EPC-001-4のCDRに対して、1つ以上のCDRにおけるある特定のレベルのバリエーションを含み得る。例えば、抗CD22部分は、EPC-001-4のVCDRと比較して、個別に又は集合的に、少なくとも80%(例えば、85%、90%、95%、又は98%)の配列同一性である重鎖CDRを含み得る。代替的には、又は加えて、抗CD22抗体は、EPC-001-4のVCDRと比較して、個別に又は集合的に、少なくとも80%(例えば、85%、90%、95%、又は98%)の配列同一性である軽鎖CDRを含み得る。
いくつかの場合では、抗CD22部分は、EPC-001-4のCDRのものに対して、集合的に重鎖及び軽鎖CDRのうちの1つ以上において最大10個のアミノ酸バリエーション(例えば、最大9、8、7.6、5、4、3、2、又は1個のアミノバリエーション)を含み得る。いくつかの場合では、抗CD22部分は、EPC-001-4の重鎖CDR3と同じ重鎖CDR3を含み得、他の重鎖CDR及び軽鎖CDRのうちの1つ以上において1つ以上のアミノ酸バリエーションを含み得る。
いくつかの例では、本明細書に開示される抗CD22部分は、配列番号36のアミノ酸配列を含み得る。代替的には、抗CD22部分は、配列番号36と少なくとも85%(例えば、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、又はそれ以上)同一のアミノ酸配列を含み得る。他の例では、本明細書に開示される抗CD22部分は、配列番号36と同じV及びV配列を含み得るが、配列番号36と同じV及びV断片の逆配向を有する。
本明細書に開示される抗CD22部分のうちのいずれかは、本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARを構築するために使用され得る。いくつかの例では、抗CD22部分は、配列番号18のアミノ酸配列、又は逆のV及びV配向を有するその対応物を含み得る。いくつかの例では、抗CD22部分は、配列番号27のアミノ酸配列、又は逆のV及びV配向を有するその対応物を含み得る。いくつかの例では、抗CD22部分は、配列番号36のアミノ酸配列、又は逆のV及びV配向を有するその対応物を含み得る。
(c)キメラ抗原受容体構築物の他の構成要素
本明細書に開示される細胞外抗原結合ドメインに加えて、抗CD19/CD22二重特異性CARを含むCARのうちのいずれかは、1つ以上の細胞内シグナル伝達ドメイン(例えば、共刺激及び細胞質シグナル伝達ドメイン)、及び任意選択で、ヒンジドメイン、膜貫通ドメイン、N末端シグナルペプチド、又はそれらの組み合わせを更に含み得る。いくつかの場合では、CARは、宿主免疫細胞において自殺遺伝子(例えば、短縮型EGFR遺伝子)と共発現され得る。例えば、CARコード配列及び自殺遺伝子は、2シストロン性発現カセットに構成され得、CARコード配列及び自殺遺伝子は、自己切断ペプチド(例えば、P2A又はT2A)コード配列を介して連結され得る。例を以下の表3に提供する。
シグナル伝達ドメイン
抗CD19/CD22二重特異性CARを含む、本明細書に開示されるCAR構築物のうちのいずれかは、典型的には共刺激ドメイン及び細胞質シグナル伝達ドメインを含有する1つ以上の細胞内シグナル伝達ドメインを含む。「共刺激シグナル伝達ドメイン」は、エフェクター機能(二次シグナル)などの免疫応答を誘導するために細胞内のシグナル伝達を媒介する共刺激シグナル伝達タンパク質の少なくとも断片を指す。細胞質シグナル伝達ドメインは、免疫細胞の増殖及び/又は活性化をもたらす細胞シグナル伝達(一次シグナル伝達)の誘発に関与する任意のシグナル伝達ドメインであり得る。本明細書に記載の細胞質シグナル伝達ドメインは、当該技術分野で既知の、免疫細胞を完全に活性化するための共刺激又は二次シグナルを中継する共刺激シグナル伝達ドメインではない。
いくつかの実施形態では、共刺激シグナル伝達ドメイン及び細胞質シグナル伝達ドメインは、T細胞に導入される本明細書に開示されるCAR構築物における使用のためのものである。いくつかの実施形態では、共刺激シグナル伝達ドメイン及び細胞質シグナル伝達ドメインは、NK細胞に導入される本明細書に開示されるCAR構築物における使用のためのものである。
いくつかの場合では、共刺激シグナル伝達ドメインは、T細胞応答に関与する共刺激タンパク質、例えば、B7/CD28ファミリーのメンバー、TNFスーパーファミリーのメンバー、SLAMファミリーのメンバー、又は任意の他の共刺激分子に由来し得る。例としては、4-1BB、CD28、OX40、ICOS、CD40、CD40L、CD27、GITR、HVEM、TIM1、LFA1(CD11a)、又はCD2が挙げられるが、これらに限定されない。特定の例では、共刺激シグナル伝達ドメインは、4-1BBシグナル伝達ドメイン(例えば、上記の表3の配列番号44)である。
細胞質シグナル伝達ドメインは、免疫受容体チロシンベース活性化モチーフ(ITAM)ドメインを含み得るか、又はITAMフリーであり得る。「ITAM」は、本明細書で使用される場合、概して、多くの免疫細胞で発現されるシグナル伝達分子の尾部に存在する保存されたタンパク質モチーフである。例示的な細胞質シグナル伝達ドメインとしては、CD3ζのシグナル伝達ドメイン、例えば、配列番号45が挙げられる。
いくつかの場合では、共刺激シグナル伝達ドメインは、NK細胞応答に関与する共刺激タンパク質に由来し得る。例としては、DAP10、DAP12、2B4、NKG2D、FcRIγ、NKp30、NKp44、又はNKp46が挙げられるが、これらに限定されない。NK細胞CARにおける使用のための例示的な細胞質シグナル伝達ドメインとしては、CD3ζ、例えば、配列番号45が挙げられるが、これらに限定されない。
ヒンジ及び膜貫通ドメイン
いくつかの場合では、本明細書に開示されるCAR構築物(例えば、抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれか)は、膜にまたがる疎水性αヘリックスであり得る膜貫通ドメインを含有し得る。「膜貫通ドメイン」は、細胞膜、好ましくは、真核細胞膜で熱力学的に安定なペプチド断片であり得る。膜貫通ドメインは、それを含有するCARの安定性を提供し得る。例示的な膜貫通ドメインは、CD8膜貫通ドメイン、又はCD28膜貫通ドメインであり得る。一例では、膜貫通ドメインは、上記の表3に示される配列番号43を含み得る。
代替的には、又は加えて、本明細書に開示されるCAR構築物はまた、細胞外抗原結合ドメインと膜貫通ドメインとの間、又は膜貫通ドメインと細胞内シグナル伝達ドメインとの間に位置され得るヒンジドメインを含み得る。ヒンジドメインは、CAR若しくはそのドメインに柔軟性を提供するか、又はCAR若しくはそのドメインの立体障害を防止するように機能し得る。ヒンジドメインは、5~20個のアミノ酸残基を含み得る。いくつかの実施形態では、ヒンジドメインは、CD8ヒンジドメイン又はIgGヒンジであり得る。他のヒンジドメインが使用されてもよい。一例では、ヒンジドメインは、上記の表3に示される配列番号42を含み得る。
(d)抗CD19/CD22二重特異性CAR
いくつかの態様では、本明細書では、抗CD19部分(例えば、本明細書に開示されるものなどの抗CD19 scFv)と、抗CD22部分(例えば、開示されるものなどの抗CD22 scFv)と、共刺激シグナル伝達ドメイン及び細胞質シグナル伝達ドメインなどの1つ以上の細胞内シグナル伝達ドメインと、任意選択で、本明細書に開示されるヒンジドメイン及び膜貫通ドメインと、を含む抗CD19/CD22二重特異性CARが提供される。いくつかの場合では、抗CD19/CD22二重特異性CARは、抗CD19部分及び抗CD22部分の両方を含む単一のポリペプチドであり得る。他の場合では、抗CD19/CD22二重特異性CARは、複数鎖(例えば、2鎖)分子であり得る。抗CD19部分及び抗CD22部分は、別個のポリペプチド上に位置され得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARは、EPC-001-1に由来する抗CD19結合部分(例えば、scFv)及びEPC-001-2に由来する抗CD22結合部分を含み得る。他の実施形態では、本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARは、EPC-001-1に由来する抗CD19結合部分(例えば、scFv)及びEPC-001-3に由来する抗CD22結合部分を含み得る。更に他の実施形態では、本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARは、EPC-001-1に由来する抗CD19結合部分(例えば、scFv)及びEPC-001-2-4のうちのいずれか1つに由来する抗CD22結合部分を含み得る。
抗CD19及び抗CD22抗体の様々な組み合わせを調査して、抗CD19/CD22二重特異性細胞の係合を作製する。かかる二重特異性scFvの多くは、CD19及び/又はCD22に対する低発現レベル又は低結合活性を示した。予想外に、抗CD19親クローンEPC-001-1及び抗CD22親クローン、EPC-001-2、EPC-001-3、及びEPC-001-4のうちの3つから作製された抗CD19/CD22二重特異性scFvは、所望のレベルの二重特異性scFv発現を示し、モノクローナル抗CD19又は抗CD22 scFvと比較して、強力で特異的な標的細胞係合を維持したことが見出された。
EPC-001-1に由来する抗CD19結合部分(例えば、scFv)は、上で開示されたEPC-001-1に関連する抗CD19部分のうちのいずれかであり得る。いくつかの場合では、EPC-001-1と同じ重鎖及び/又は軽鎖CDRを含み得る。特定の例では、scFvは、EPC-001-1と同じV及び/又は同じVを含み得る。いくつかの場合では、scFvは、N末端からC末端へ、V断片(例えば、配列番号8)と、ペプチドリンカー(例えば、配列番号38~41のうちのいずれか1つ)と、V断片(例えば、配列番号4)と、を含み得る。代替的には、scFvは、N末端からC末端へ、V断片(例えば、配列番号4)と、ペプチドリンカー(例えば、配列番号38~41のうちのいずれか1つ)と、V断片(例えば、配列番号8)と、を含み得る。一特定の例では、抗CD19部分は、配列番号9を含み得る。
EPC-001-2に由来する抗CD22結合部分(例えば、scFv)は、上で開示されたEPC-001-2に関連する抗CD22部分のうちのいずれかであり得る。いくつかの場合では、EPC-001-2と同じ重鎖及び/又は軽鎖CDRを含む。特定の例では、scFvは、EPC-001-2と同じV及び/又は同じVを含み得る。いくつかの場合では、scFvは、N末端からC末端へ、V断片(例えば、配列番号17)と、ペプチドリンカー(例えば、配列番号38~41のうちのいずれか1つ)と、V断片(例えば、配列番号13)と、を含み得る。代替的には、scFvは、N末端からC末端へ、V断片(例えば、配列番号14)と、ペプチドリンカー(例えば、配列番号38~41のうちのいずれか1つ)と、V断片(例えば、配列番号17)と、を含み得る。一特定の例では、抗CD19部分は、配列番号18を含み得る。
EPC-001-3に由来する抗CD22結合部分(例えば、scFv)は、上で開示されたEPC-001-3に関連する抗CD22部分のうちのいずれかであり得る。いくつかの場合では、EPC-001-3と同じ重鎖及び/又は軽鎖CDRを含む。特定の例では、scFvは、EPC-001-3と同じV及び/又は同じVを含み得る。いくつかの場合では、scFvは、N末端からC末端へ、V断片(例えば、配列番号26)と、ペプチドリンカー(例えば、配列番号38~41のうちのいずれか1つ)と、V断片(例えば、配列番号22)と、を含み得る。代替的には、scFvは、N末端からC末端へ、V断片(例えば、配列番号22)と、ペプチドリンカー(例えば、配列番号38~41のうちのいずれか1つ)と、V断片(例えば、配列番号26)と、を含み得る。一特定の例では、抗CD19部分は、配列番号27を含み得る。
EPC-001-4に由来する抗CD22結合部分(例えば、scFv)は、上で開示されたEPC-001-3に関連する抗CD22部分のうちのいずれかであり得る。いくつかの場合では、EPC-001-4と同じ重鎖及び/又は軽鎖CDRを含む。特定の例では、scFvは、EPC-001-4と同じV及び/又は同じVを含み得る。いくつかの場合では、scFvは、N末端からC末端へ、V断片(例えば、配列番号35)と、ペプチドリンカー(例えば、配列番号38~41のうちのいずれか1つ)と、V断片(例えば、配列番号31)と、を含み得る。代替的には、scFvは、N末端からC末端へ、V断片(例えば、配列番号31)と、ペプチドリンカー(例えば、配列番号38~41のうちのいずれか1つ)と、V断片(例えば、配列番号35)と、を含み得る。一特定の例では、抗CD19部分は、配列番号36を含み得る。
いくつかの実施形態では、抗CD19/CD22二重特異性CARは、本明細書に開示される抗CD19部分及び抗CD22部分の両方を含む融合ポリペプチドを含み得、これは、可撓性ペプチドリンカー、例えば、配列番号38~41のうちのいずれか1つを介して接続され得る。いくつかの場合では、リンカーは、短いG/Sリッチリンカー(例えば、最大5個のアミノ酸残基を有する)、例えば、GGGGS(配列番号38)であり得る。抗CD19及び抗CD22部分は、図2Aに示される任意の配向のものであり得る。例えば、融合ポリペプチドは、N末端からC末端へ、抗CD19部分(例えば、抗CD19 scFv)と、ペプチドリンカーと、抗CD22部分(例えば、抗CD22 scFv)と、を含み得る。代替的には、融合ポリペプチドは、N末端からC末端へ、抗CD22部分(例えば、抗CD22 scFv)と、ペプチドリンカーと、抗CD19部分(例えば、抗CD19 scFv)と、を含み得る。
抗CD19及び抗CD22部分を含む融合ポリペプチドのうちのいずれかは、共刺激シグナル伝達ドメイン及び本明細書に開示されるものなどの細胞質シグナル伝達ドメインを更に含み得る。任意選択で、融合ポリペプチドは、本明細書にも開示されるヒンジドメイン及び膜貫通ドメインを更に含み得る。二重特異性CARの例示的な設計の概略図を図3に提供する。いくつかの例では、二重特異性CARは、図3に示されるように、自己切断ペプチドリンカーを介して、自殺遺伝子(例えば、短縮型EGFR)を有する多シストロン性発現カセットに含まれ得る。
例示的な抗CD19/CD22二重特異性scFv及びCARを以下の表4に提供する。
また、表1に提供される親抗CD19抗体に由来する抗CD19結合部分及び本明細書の表2に提供される親抗CD22抗体に由来する抗CD22結合部分を含む二重特異性抗CD19/CD22抗体もまた本開示の範囲内である。かかる二重特異性抗体は、当該技術分野で既知の任意の好適な形態であり得る。例えば、二重特異性抗体は、抗CD19 scFv及び抗CD22 scFvをタンデム反復で含み得る(例えば、本明細書に開示される二重特異性CARのうちのいずれかにおける二重特異性抗原結合部分)。いくつかの場合では、かかる二重特異性抗体は、scFv-Fc融合ポリペプチドを形成するようにFc断片を更に含み得る。
(e)抗CD19及び抗CD22 CAR
また、本明細書に開示される抗CD19結合部分及び抗CD22結合部分のうちのいずれかを含む抗CD19及び抗CD22 CARも範囲内である。
いくつかの態様では、本明細書では、抗CD19 CAR、それをコードする核酸、及びそれを発現する宿主細胞が提供される。抗CD19 CARは、(a)抗CD19結合部分のうちのいずれかであり得る細胞外結合ドメイン、例えば、EPC-001-1に由来する抗CD19 scFvと、(b)本明細書に開示されるものなどの共刺激シグナル伝達ドメインと、(c)本明細書に開示されるものなどの細胞質シグナル伝達ドメインと、を含み得る。抗CD19 CARは、細胞外抗原結合ドメインのC末端に位置するヒンジドメイン及び膜貫通ドメインを更に含み得る。一例では、抗CD19 CARは、配列番号62のアミノ酸配列を含む。
いくつかの態様では、本明細書では、抗CD22 CAR、それをコードする核酸、及びそれを発現する宿主細胞が提供される。いくつかの例では、抗CD22 CARは、(a)抗CD22結合部分のうちのいずれかであり得る細胞外結合ドメイン、例えば、EPC-001-2、EPC-001-3、又はEPC-001-4に由来する抗CD19 scFvと、(b)本明細書に開示されるものなどの共刺激シグナル伝達ドメインと、(c)本明細書に開示されるものなどの細胞質シグナル伝達ドメインと、を含み得る。抗CD22 CARは、細胞外抗原結合ドメインのC末端に位置するヒンジドメイン及び膜貫通ドメインを更に含み得る。一例では、抗CD22 CARは、配列番号61のアミノ酸配列を含む。
II.CAR発現免疫細胞
いくつかの態様では、本明細書では、本明細書に開示される抗CD19、抗CD22、又は抗CD19/CD22二重特異性CAR構築物のうちのいずれかの表面発現を有するT細胞NK細胞又はマクロファージなどの遺伝子操作された免疫細胞が提供される。いくつかの場合では、遺伝子操作された免疫細胞は、上記の表4に提供される抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれか(例えば、配列番号63)を発現するT細胞である。
本明細書に開示されるCAR発現免疫細胞のうちのいずれかは、CAR発現細胞の生体活性及び/又は持続性を増強し、それによって全体的な治療効果を増強するように、CAR発現細胞を再プログラムする追加の機序で操作され得る。例えば、CAR発現免疫細胞は、1つ以上の免疫調節遺伝子、1つ以上の免疫チェックポイント阻害剤遺伝子、又はそれらの組み合わせをノックインするように更に操作され得る。代替的には、本明細書に開示されるCAR発現免疫細胞は、1つ以上の阻害遺伝子をノックダウン又はノックアウトするように更に操作され得る。
(a)CAR発現免疫細胞の調製
本明細書に開示される遺伝子操作された免疫細胞は、本明細書に開示されるCAR構築物のうちのいずれか(例えば、表4に提供されるものなどの本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれか)をコードする発現カセットを好適な免疫細胞に導入し、細胞表面上にCARを発現する得られた操作された免疫細胞を収集することによって調製され得る。
出発親細胞としての免疫細胞の集団は、末梢血単核細胞(PBMC)、骨髄、又は脾臓、リンパ節、胸腺、幹細胞、若しくは腫瘍組織などの組織などの任意の供給源から得られ得る。所望の型の宿主細胞を得るのに好適な供給源は、当業者には明らかであろう。いくつかの実施形態では、免疫細胞の集団は、PBMCに由来する。所望の型の宿主細胞(例えば、T細胞、NK細胞、マクロファージ、又はそれらの組み合わせ)は、細胞を刺激分子とともに共インキュベーションすることによって得られた細胞の集団内で増殖され得る。非限定的な例として、抗CD3及び抗CD28抗体は、T細胞の増殖のために使用され得る。いくつかの実施形態では、特定の型の細胞(例えば、T細胞、NK細胞、又はマクロファージ)は、免疫細胞集団から濃縮され得る。かかる濃縮された細胞亜集団は、CARコード発現カセットの導入のために遺伝子操作される前に、インビトロで増殖及び/又は活性化され得る。
本明細書に記載のCARポリペプチドのうちのいずれか(例えば、表4に提供されるものなどの本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれか)を発現する免疫細胞を構築するために、CARポリペプチドの安定的又は一過性発現のための発現ベクターは、従来の方法を介して作製され、免疫宿主細胞に導入され得る。例えば、CARポリペプチドをコードする核酸を、好適なプロモーターに作動可能に連結したウイルスベクターなどの好適な発現ベクターにクローン化し得る。本開示の有用なベクターの非限定的な例としては、例えば、ガンマレトロウイルスベクターを含むレトロウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター(AAVベクター)、及びレンチウイルスベクターなどのウイルスベクターが挙げられる。核酸及びベクターを、好適な条件下で、制限酵素と接触させて、互いに対になり得、リガーゼと結合し得る各分子上に相補的末端を作成し得る。代替的には、合成核酸リンカーをCARポリペプチドをコードする核酸の末端にライゲーションし得る。合成リンカーは、ベクターにおける特定の制限部位に対応する核酸配列を含有し得る。発現ベクター/プラスミド/ウイルスベクターの選択は、CARポリペプチドの発現のための宿主細胞の型に依存するが、真核細胞における組み込み及び複製に好適である必要がある。CARをコードするかかる核酸及びそれを含む発現ベクターのうちのいずれかもまた、本開示の範囲内である。
本明細書に記載のCARポリペプチドの発現のために、サイトメガロウイルス(CMV)中間初期プロモーター、ラウス肉腫ウイルスLTR、HIV-LTR、HTLV-1LTRなどのウイルスLTR、シミアンウイルス40(SV40)初期プロモーター、又は単純ヘルペスtkウイルスプロモーターを含むがこれらに限定されない、様々なプロモーターを使用し得る。CARポリペプチドの発現のための追加のプロモーターとしては、免疫細胞において任意の構成的に活性なプロモーターが挙げられる。代替的には、その発現が免疫細胞内で調節され得るように、任意の調節可能なプロモーターを使用し得る。いくつかの実施形態では、プロモーターは、pEF1αプロモーターであり得る。
加えて、ベクターは、例えば、以下のうちのいくつか又は全てを含有し得る:宿主細胞における安定な又は一過性のトランスフェクタントを選択するためのネオマイシン遺伝子又はカナマイシン遺伝子などの選択可能なマーカー遺伝子;高レベルの転写のためのヒトCMVの最初期遺伝子由来のエンハンサー/プロモーター配列;mRNAの安定性のためのSV40由来の転写終結及びRNAプロセシングシグナル;SV40ポリオマウイルス複製起点及び適切なエピソーム複製のためのColE1;内部リボソーム結合部位(IRES)、多用途の複数のクローニング部位;センス及びアンチセンスRNAのインビトロ転写のためのT7及びSP6 RNAプロモーター;ベクターを担持する細胞の死亡させる原因を誘発する場合の「自殺スイッチ」又は「自殺遺伝子」(例えば、HSVチミジンキナーゼ又はiCasp9などの誘導性カスパーゼ)、並びにCARポリペプチドの発現を評価するためのレポーター遺伝子。
一特定の実施形態では、かかるベクターはまた、自殺遺伝子も含み得る。本明細書で使用される場合、「自殺遺伝子」という用語は、自殺遺伝子を発現する細胞を死滅させる遺伝子を指す。自殺遺伝子は、その遺伝子が発現される細胞に対して薬剤、例えば、薬物に対する感受性を付与し、その細胞がその薬剤と接触するか、又はそれに曝露されるときにその細胞を死滅させる遺伝子であり得る。自殺遺伝子は、当該技術分野で既知であり(例えば、Suicide Gene Therapy:Methods and Reviews,Springer,Caroline J.(Cancer Research UK Centre for Cancer Therapeutics at the Institute of Cancer Research,Sutton,Surrey,UK),Humana Press,2004を参照されたい)、例えば、単純ヘルペスウイルス(HSV)チミジンキナーゼ(TK)遺伝子、シトシンデアミナーゼ、プリンヌクレオシドホスホリラーゼ、ニトロレダクターゼ、及びカスパーゼ8などのカスパーゼを含む。特定の例では、自殺遺伝子は、短縮型EGFR、例えば、上記の表3及び表4に提供される短縮型EGFRをコードし得る。
本明細書に開示される核酸は、2つのコード配列を含み得、一方は、本明細書に開示されるCAR構築物のうちのいずれか(例えば、表4に提供されるものなどの本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれか)についてであり、他方は、自殺遺伝子産物についてである。2つのコード配列は、2つのコード配列によってコードされるポリペプチドが独立した(かつ物理的に別個の)ポリペプチドとして発現され得るように構成され得る。この目的を達成するために、本明細書に記載の核酸は、第1及び第2のコード配列の間に位置する第3のヌクレオチド配列を含有し得る。この第3のヌクレオチド配列は、例えば、リボソームスキップ部位をコードし得る。リボソームスキップ部位は、正常なペプチド結合形成を損なう配列である。この機序は、1つのメッセンジャーRNAからの追加のオープンリーディングフレームの翻訳をもたらす。この第3のヌクレオチド配列は、例えば、P2A、T2A、又はF2Aペプチドなどの自己切断ペプチドをコードし得る(例えば、Kim et al.,PLoS One.2011;6(4):e18556を参照されたい)。図3も参照されたい。
本明細書に記載のACTRポリペプチドをコードする核酸配列を含むベクターのうちのいずれもまた、本開示の範囲内である。
かかるベクター、又はそれに含有されるCARポリペプチドをコードする配列は、任意の好適な方法によって、宿主免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、又はマクロファージ)などの宿主細胞内に送達され得る。ベクターを免疫細胞に送達する方法は、当該技術分野で周知であり、DNAエレクトロポレーション、RNAエレクトロポレーション、リポソームなどの試薬を使用するトランスフェクション、又はウイルス形質導入(例えば、レンチウイルス形質導入などのレトロウイルス形質導入)を含み得る。
本明細書で提供されるCARポリペプチドのうちのいずれか(例えば、表4に提供されるものなどの本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれか)をコードするベクターを宿主細胞内に導入した後、細胞は、CARポリペプチドの発現を可能にする条件下で培養され得る。CARポリペプチドの発現が調節可能なプロモーターによって調節される場合、宿主細胞は、調節可能なプロモーターが活性化される条件下で培養され得る。いくつかの実施形態では、プロモーターは、誘導性プロモーターであり、免疫細胞は、誘導分子の存在下で、又は誘導分子が産生される条件下で培養される。CARポリペプチドが発現されるかどうかの決定は、当業者には明らかであり、任意の既知の方法、例えば、定量的逆転写酵素PCR(qRT-PCR)によるCARポリペプチドをコードするmRNAの検出、又はウエスタンブロッティング、蛍光顕微鏡法、及びフローサイトメトリーを含む方法によるCARポリペプチドタンパク質の検出によって評価され得る。代替的には、機能性CARの発現は、標的抗原、例えば、CD19及び/又はCD22を発現する細胞に対する結合活性及び/又はCTL活性によって決定され得る。
本明細書に記載のCARポリペプチドのうちのいずれかを発現する宿主細胞を調製するための方法はまた、宿主細胞をエクスビボで活性化することを含み得る。宿主細胞を活性化することは、エフェクター機能を実施することができ得る活性化状態に宿主細胞を刺激することを意味する。宿主細胞を活性化する方法は、CARポリペプチドの発現に使用される宿主細胞の型に依存するであろう。例えば、T細胞は、抗CD3抗体、抗CD28抗体、IL-2、及び/又はフィトヘモアグルチニンを含むがこれらに限定されない、1つ以上の分子の存在下で、エクスビボで活性化され得る。他の例では、NK細胞は、4-1BBリガンド、抗4-1BB抗体、IL-15、抗IL-15受容体抗体、IL-2、IL12、IL-21、及び/又はK562細胞などの1つ以上の分子の存在下で、エクスビボで活性化され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCARポリペプチドのうちのいずれかを発現する宿主細胞(CAR発現細胞)は、対象への投与前にエクスビボで活性化される。宿主細胞が活性化されるかどうかの決定は、当業者には明らかであり、細胞の活性化、サイトカインの発現又は分泌、及び細胞形態に関連する1つ以上の細胞表面マーカーの発現を評価することを含み得る。
本明細書に記載のCARポリペプチドのうちのいずれかを発現する宿主細胞を調製するための方法は、宿主細胞をエクスビボで増殖させることを含み得る。宿主細胞を増殖させることは、CARポリペプチドを発現する細胞の数の増加、例えば、宿主細胞が増殖することを可能にするか、又は宿主細胞が増殖することを刺激することをもたらす任意の方法を含み得る。宿主細胞の増殖を刺激するための方法は、CARポリペプチドの発現に使用される宿主細胞の型に依存し、当業者には明らかであろう。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCARポリペプチドのうちのいずれかを発現する宿主細胞は、対象への投与前にエクスビボで増殖される。
いくつかの実施形態では、CARポリペプチドを発現する宿主細胞は、細胞を対象に投与する前に、エクスビボで増殖及び活性化される。宿主細胞の活性化及び増殖を使用して、ウイルスベクターのゲノムへの組み込み及び本明細書に記載のCARポリペプチドをコードする遺伝子の発現を可能にし得る。mRNAエレクトロポレーションが使用される場合、エレクトロポレーションは、活性化された細胞に対して実施される場合により効果的である場合があるが、活性化及び/又は増幅を必要としない場合がある。
いくつかの場合では、CARポリペプチドは、好適な宿主細胞において一過性に発現される(例えば、3~5日間)。一過性発現は、潜在的な毒性が存在する場合に有利である場合があり、可能性のある副作用についての臨床試験の初期段階において有用である必要がある。
(b)医薬組成物
本明細書に開示されるCARを発現する遺伝子操作された免疫細胞のうちのいずれか(例えば、上記の表4に提供されるものなどの抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれか)を薬学的に許容される担体と混合して医薬組成物を形成し得、これもまた、本開示の範囲内である。
「薬学的に許容される」という句は、本開示の組成物に関連して使用される場合、哺乳動物(例えば、ヒト)に投与された場合に生理学的に許容され、典型的に有害な反応を産生しないそのような組成物の分子実体及び他の成分を指す。好ましくは、本明細書で使用される場合、「薬学的に許容される」という用語は、連邦又は州政府の規制機関によって承認されているか、又は哺乳動物、特にヒトにおける使用についてU.S.Pharmacopeia若しくは他の一般に認められた薬局方に列挙されていることを意味する。「許容される」とは、担体が組成物の活性成分(例えば、核酸、ベクター、細胞、又は治療用抗体)と適合であり、組成物が投与される対象に悪影響を及ぼさないことを意味する。本方法で使用される医薬組成物のうちのいずれも、凍結乾燥製剤又は水溶液の形態で、薬学的に許容される担体、賦形剤、又は安定剤を含み得る。
緩衝剤を含む薬学的に許容される担体は、当該技術分野で周知であり、ホスフェート、シトレート、及び他の有機酸;アスコルビン酸及びメチオニンを含む抗酸化物質;防腐剤;低分子量ポリペプチド;血清アルブミン、ゼラチン、若しくは免疫グロブリンなどのタンパク質;アミノ酸;疎水性ポリマー;単糖類;二糖類;及び他の炭水化物;金属錯体;並びに/又は非イオン性界面活性剤を含み得る。例えば、Remington:The Science and Practice of Pharmacy 20th Ed.(2000)Lippincott Williams and Wilkins,Ed.K.E.Hooverを参照されたい。
追加の有用な薬剤の例については、また、Physician’s Desk Reference,59.sup.th edition,(2005),Thomson P D R,Montvale N.J.、Gennaro et al.,Eds.Remington’s The Science and Practice of Pharmacy 20th edition,(2000),Lippincott Williams and Wilkins,Baltimore Md.、Braunwald et al.,Eds.Harrison’s Principles of Internal Medicine,15.sup.th edition,(2001),McGraw Hill,NY、Berkow et al.,Eds.The Merck Manual of Diagnosis and Therapy,(1992),Merck Research Laboratories,Rahway N.J.を参照されたい。
IV.治療用途
本明細書に開示されるCAR(例えば、上記の表4に提供されるものなどの抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれか)を発現する遺伝子操作された免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、又はマクロファージ)のうちのいずれかを、治療目的のために、例えば、CD19及び/又はCD22を発現する望ましくない細胞を排除するために使用し得る。いくつかの例では、遺伝子操作された免疫細胞は、上記の表4に提供されるものなどの抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれかを発現するCAR-T細胞である。
本明細書に記載の方法を実施するために、本明細書に記載のCARのうちのいずれか(例えば、上記の表4に提供されるものなどの抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれか)を発現する有効量の免疫細胞(NK細胞、Tリンパ球、又はマクロファージ)、又はその医薬組成物は、静脈内投与などの好適な経路を介して、治療を必要とする対象に投与され得る。本明細書で使用される場合、有効量は、投与時に対象に治療効果を与えるそれぞれの薬剤(例えば、CARを発現するNK細胞、Tリンパ球又はマクロファージ)の量を指す。ある量の本明細書に記載の細胞又は組成物が治療効果を達成したかどうかの決定は、当業者には明らかであろう。有効量は、当業者によって認識されるように、治療される特定の状態、状態の重症度、年齢、身体状態、サイズ、性別、性、及び体重を含む個々の患者のパラメータ、治療の期間、併用療法の性質(もしあれば)、特定の投与経路、並びに医療従事者の知識及び専門知識内の同様の因子に応じて変化する。いくつかの実施形態では、有効量は、対象における任意の疾患又は障害の症状を緩和、軽減、改善、向上、低減するか、又はその進行を遅延する。いくつかの実施形態では、対象は、ヒトである。いくつかの実施形態では、治療を必要とする対象は、ヒトがん患者である。
本明細書で使用される場合、用量又は量に適用される「治療的に有効」という用語は、それを必要とする対象に投与すると所望の活性をもたらすのに十分な化合物又は医薬組成物のその量を指す。活性成分の組み合わせが投与される場合、組み合わせの有効量は、個別に投与された場合に有効であったであろう各成分の量を含んでも、含まなくてもよいことに留意されたい。本開示の文脈内で、「治療的に有効」という用語は、本開示の方法によって治療される障害の少なくとも1つの症状の発現を遅延させるか、進行を停止させるか、軽減するか、又は緩和するのに十分な化合物又は医薬組成物のその量を指す。
いくつかの実施形態では、本開示の方法は、CD19及び/又はCD22を発現する疾患細胞を排除又は阻害するために使用され得る。したがって、本明細書に開示される免疫細胞のうちのいずれかは、CD19及び/又はCD22がん細胞などのCD19及び/又はCD22疾患細胞に関連する疾患を治療するために使用され得る。本明細書に開示される方法は、CD19及び/又はCD22がん細胞を含むがん、例えば、造血がんを治療するために使用され得る。ある特定の実施形態では、がんは、固形腫瘍であり得る。
いくつかの実施形態では、有効量の本明細書に開示されるCAR(例えば、上記の表4に提供されるものなどの抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれか)を発現する遺伝子操作された免疫細胞のうちのいずれかを、好適な経路、例えば、静脈内注入を介して、治療を必要とする対象に与え得る。対象は、CD19及び/又はCD22がん細胞などのCD19及び/又はCD22疾患細胞に関連する疾患を有するヒト患者であり得る。いくつかの場合では、ヒト患者は、CD19及び/又はCD22がん細胞を含むがんを有する。いくつかの場合では、ヒト患者は、造血がんを有し得る。他の場合では、ヒト患者は、固形腫瘍を有し得る。
いくつかの例では、ヒト患者は、CD19及び/又はCD22疾患B細胞を含むB細胞悪性腫瘍を有し得る。例には、非ホジキンリンパ腫、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBCL)、濾胞性リンパ腫、急性リンパ球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病(CLL)、小リンパ球性リンパ腫(SLL)、マントル細胞リンパ腫(MCL)、辺縁帯リンパ腫、バーキットリンパ腫、リンパ形質細胞性リンパ腫、有毛細胞白血病(HCL)、原発性中枢神経系(CNS)リンパ腫、及び原発性眼内リンパ腫が挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの例では、ヒト患者は、T細胞悪性腫瘍を有し得る。例には、Tリンパ芽球性リンパ腫/白血病、末梢T細胞リンパ腫(例えば、皮膚T細胞リンパ腫、成人T細胞白血病、血管免疫芽球性T細胞リンパ腫、結節外ナチュラルキラー/T細胞リンパ腫、腸疾患関連腸管T細胞リンパ腫(EATL)、未分化大細胞リンパ腫(ALCL)、又は別途指定されていない末梢T細胞リンパ腫(PTCL、NOS))が挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される治療における使用のための免疫細胞(例えば、NK及び/又はT細胞)は、対象に自家性であり得、すなわち、免疫細胞は、治療を必要とする対象から得られ、CARポリペプチドの発現のために遺伝子操作され、次いで同じ対象に投与され得る。一特定の実施形態では、対象への再導入の前に、自家免疫細胞(例えば、Tリンパ球、NK細胞、又はマクロファージ)は、エクスビボで活性化及び/又は増殖される。対象への自家細胞の投与は、非自家細胞の投与と比較して宿主細胞の拒絶反応の低減をもたらし得る。
代替的には、遺伝子操作された免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、又はマクロファージ)は、同種異系細胞であり得、すなわち、細胞は、第1の対象から得られ、CARポリペプチドの発現のために遺伝子操作され、第1の対象とは異なるが同じ種の第2の対象に投与される。例えば、同種異系免疫細胞は、ヒトドナーに由来し、ドナーとは異なるヒトレシピエントに投与され得る。特定の実施形態では、Tリンパ球は、内因性T細胞受容体の発現が阻害又は排除された同種異系Tリンパ球である。一特定の実施形態では、対象に導入される前に、同種異系Tリンパ球は、エクスビボで活性化及び/又は増殖される。Tリンパ球は、当該技術分野で既知の任意の方法によって、例えば、抗CD3/CD28、IL-2、及び/又はフィトヘモアグルチニンの存在下で活性化され得る。
NK細胞は、当該技術分野で既知の任意の方法によって、例えば、CD137リガンドタンパク質、CD137抗体、IL-15タンパク質、IL-15受容体抗体、IL-2タンパク質、IL-12タンパク質、IL-21タンパク質、及びK562細胞株からなる群から選択される1つ以上の薬剤の存在下で活性化され得る。例えば、NK細胞を増殖するための有用な方法の説明については、米国特許第7,435,596号及び同第8,026,097号を参照されたい。例えば、本開示の方法において使用されるNK細胞は、主要組織適合遺伝子複合体I及び/又はII分子を欠くか、又は発現が不十分であり、膜結合IL-15及び4-1BBリガンド(CDI37L)を発現するように遺伝子改変された細胞への曝露によって優先的に増殖され得る。かかる細胞株には、K562[ATCC、CCL243、Lozzio et al.,Blood 45(3):321-334(1975)、Klein et al.,Int.J.Cancer 18:421-431(1976)]、及びウィルムス腫瘍細胞株HFWT(Fehniger et al.,Int Rev Immunol 20(3-4):503-534(2001)、Harada H,et al.,Exp Hematol 32(7):614-621(2004))、子宮内膜腫瘍細胞株HHUA、黒色腫細胞株HMV-II、肝芽腫細胞株HuH-6、肺小細胞がん腫細胞株Lu-130及びLu-134-A、神経芽腫細胞株NB19及びN1369、精巣由来の胚性がん腫細胞株NEC14、子宮頸がん腫細胞株TCO-2、並びに骨髄転移神経芽腫細胞株TNB1[Harada,et al.,Jpn.J.Cancer Res 93:313-319(2002)]などが含まれるが、これらに限定される必要はない。好ましくは、使用される細胞株は、K562及びHFWT細胞株など、MHCI及びII分子の両方を欠くか、又は発現が不十分である。細胞株の代わりに固体支持体を使用してもよい。かかる支持体は、好ましくは、NK細胞に結合し、一次活性化事象及び/若しくは増殖応答を誘導することができるか、又はそのような情動を有する分子を結合することができる少なくとも1つの分子がその表面に結合されており、それによって足場として機能する必要がある。支持体は、その表面にCD137リガンドタンパク質、CD137抗体、IL-15タンパク質、又はIL-15受容体抗体が結合されていてもよい。好ましくは、支持体は、その表面上に結合したIL-15受容体抗体及びCD137抗体を有する。
本開示によれば、患者は、約10~10個のCAR+細胞の範囲の治療有効量の、上記の表4に列挙される抗CD19/CD22二重特異性CAR(例えば、配列番号23)などのCARポリペプチドを発現するTリンパ球又はNK細胞などの免疫細胞を、患者に注入することによって治療され得る。注入は、所望の応答が達成されるまで、患者が耐えることができる頻度及び回数だけ繰り返され得る。適切な注入用量及びスケジュールは、患者ごとに異なるだろうが、特定の患者について治療する医師によって決定され得る。いくつかの例では、約10細胞/Kgの初回用量を注入し、10以上の細胞/Kgに漸増し得る。
本明細書に記載の方法で使用される特定の投薬量レジメン、すなわち、用量、タイミング、及び反復は、特定の対象及びその対象の病歴に依存するだろう。使用されるCAR発現免疫細胞の適切な投薬量は、治療されるがんの種類、疾患の重症度及び経過、以前の療法、患者の臨床歴及び免疫細胞療法に対する応答、並びに主治医の裁量に依存するであろう。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるCAR構築物(例えば、抗CD19 CAR、抗CD22 CAR、又は抗CD19/CD22二重特異性CAR)のうちのいずれかを発現する遺伝子操作された免疫細胞は、化学療法、手術、放射線、遺伝子療法などのがんの他の種類の療法と組み合わせて利用され得る。かかる療法は、本開示による免疫療法と同時に又は連続して(任意の順序で)施され得る。追加の治療薬と同時投与される場合、各薬剤の好適な治療有効投薬量は、相加作用又は相乗効果により低下される場合がある。
V.治療用途のためのキット
本開示はまた、本明細書に記載の抗CD19 CAR、抗CD22 CAR、又は抗CD19/CD22二重特異性CARを発現する遺伝子操作された免疫細胞(例えば、Tリンパ球、NK細胞、又はマクロファージ)の使用のためのキットも提供する。かかるキットは、薬学的に許容される担体を更に含む医薬組成物に製剤化され得る遺伝子操作された免疫細胞を含む1つ以上の容器を含み得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のキットは、インビトロで増殖され得る遺伝子操作された免疫細胞を含む。免疫細胞は、本明細書に開示されるCARのうちのいずれか、例えば、上記の表4に提供されるものなどの抗CD19/CD22二重特異性CARのうちのいずれかを発現し得る。
いくつかの実施形態では、キットは、追加的に、本明細書に記載の方法のうちのいずれかにおける使用のための説明書を含み得る。含まれる説明書は、対象において、意図された活性、例えば、CD19、CD22、又はそれら両方を発現するがん細胞などの標的疾患細胞を排除することを達成するための本明細書に開示される遺伝子操作された免疫細胞の投与についての説明を含み得る。キットは、対象が治療を必要としているかどうかの識別に基づいて、治療に好適な対象を選択する説明を更に含み得る。
本明細書に記載の遺伝子操作された免疫細胞の使用に関する説明書には、概して、意図される治療のための投薬量、投薬スケジュール、及び投与経路に関する情報が含まれる。容器は、単位用量、バルクパッケージ(例えば、複数回用量パッケージ)又はサブ単位用量であり得る。本開示のキットで提供される説明書は、典型的には、ラベル又は添付文書に記載された説明書である。ラベル又は添付文書は、遺伝子操作された免疫細胞が、対象におけるCD19及び/又はCD22陽性疾患細胞に関連する疾患又は障害の治療、その発病の遅延、及び/又はその緩和に使用されることを示す。
本明細書で提供されるキットは、好適なパッケージに入っている。好適なパッケージには、バイアル、ボトル、ビン、柔軟なパッケージなどが含まれるが、これらに限定されない。吸入器、経鼻投与デバイス、又は注入デバイスなどの特定のデバイスと組み合わせての使用のためのパッケージも企図される。キットは、滅菌アクセスポートを有し得る(例えば、容器は、静脈内溶液バッグ又は皮下注射針によって穿刺可能なストッパーを有するバイアルであり得る)。容器は無菌アクセスポートを有し得る。
キットは、任意選択で緩衝剤及び解釈情報などの追加の構成要素を提供し得る。通常、キットは、容器、及び容器上又は容器に関連するラベル又は添付文書を含む。いくつかの実施形態では、本開示は、上記のキットの内容物を含む製品を提供する。
一般的技術
本開示の実施は、別段の指示がない限り、分子生物学(組換え技術を含む)、微生物学、細胞生物学、生化学、及び免疫学の従来の技術を用い、これらは当該技術分野の技術の範囲内である。かかる技術は、Molecular Cloning:A Laboratory Manual,second edition(Sambrook,et al.,1989)Cold Spring Harbor Press、Oligonucleotide Synthesis(M.J.Gait,ed.1984)、Methods in Molecular Biology,Humana Press、Cell Biology:A Laboratory Notebook(J.E.Cellis,ed.,1989)Academic Press、Animal Cell Culture(R.I.Freshney,ed.1987)、Introuction to Cell and Tissue Culture(J.P.Mather and P.E.Roberts,1998)Plenum Press、Cell and Tissue Culture:Laboratory Procedures(A.Doyle,J.B.Griffiths,and D.G.Newell,eds.1993-8)J.Wiley and Sons;Methods in Enzymology(Academic Press,Inc.)、Handbook of Experimental Immunology(D.M.Weir and C.C.Blackwell,eds.):Gene Transfer Vectors for Mammalian Cells(J.M.Miller and M.P.Calos,eds.,1987)、Current Protocols in Molecular Biology(F.M.Ausubel,et al.eds.1987)、PCR:The Polymerase Chain Reaction,(Mullis,et al.,eds.1994)、Current Protocols in Immunology(J.E.Coligan et al.,eds.,1991)、Short Protocols in Molecular Biology(Wiley and Sons,1999)、Immunobiology(C.A.Janeway and P.Travers,1997)、Antibodies(P.Finch,1997)、Antibodies:a practice approach(D.Catty.,ed.,IRL Press,1988-1989)、Monoclonal antibodies:a practical approach(P.Shepherd and C.Dean,eds.,Oxford University Press,2000)、Using antibodies:a laboratory manual(E.Harlow and D.Lane(Cold Spring Harbor Laboratory Press,1999)、The Antibodies(M.Zanetti and J.D.Capra,eds.Harwood Academic Publishers,1995)、DNA Cloning:A practical Approach,Volumes I and II(D.N.Glover ed.1985)、Nucleic Acid Hybridization(B.D.Hames&S.J.Higgins eds.(1985>>、Transcription and Translation(B.D.Hames&S.J.Higgins,eds.(1984>>、Animal Cell Culture(R.I.Freshney,ed.(1986>>、Immobilized Cells and Enzymes(lRL Press,(1986>>、及びB.Perbal,A practical Guide To Molecular Cloning(1984);F.M.Ausubel et al.(eds.)などの文献で詳しく説明されている。
更なる詳細なく、当業者が、上記の説明に基づいて、本発明を最大限に利用することができると考えられる。したがって、以下の特定の実施形態は、単なる例示として解釈されるべきであり、いかなる方法であれ、本開示の残りの部分を限定するものではない。本明細書で引用される全ての刊行物は、本明細書で参照される目的又は主題のために参照により組み込まれる。
実施例1.CD19及び/又はCD22細胞株の生成及びその特徴付け
この実施例では、CD19及びCD22表面抗原の一方又は両方を発現する細胞株の生成について説明する。
(a)CD19/CD22陽性組換え細胞株の生成
K562細胞(ATCC)を、C末端でflag又はMycタグと融合された完全長ヒトCD19又はCD22をコードするヌクレオチド配列を担持する10ugのpCMV6-Entryベクターでトランスフェクションした。G418薬物選択プロセスにより、CD19又はCD22発現細胞のポリクローナル、薬物耐性プールを得た。並行して、陰性対照としての使用のために、空のpCMV6-Entryベクターでトランスフェクションされた親細胞株を作製した。CD19又はCD22発現細胞をFACSによって選別して、CD19又はCD22発現細胞のプールを得た。プールをG418薬物選択下で増殖させた。次いで、単一細胞選別を行い、続いて更なる薬物選択を行い、クローン細胞株を生成した。クローン株をFACSによってCD19又はCD22発現についてスクリーニングした。
CD19/CD22二重陽性細胞株を作製するために、10ugのCD22プラスミドを5MのCD19発現細胞株にトランスフェクションし、G418下で選択した。CD19及びCD22高の両方について単一細胞選別を実施し、G418選択及びクローナルFACSスクリーニングを実施して、高CD19/CD22/K562二重陽性細胞株を取得した。
(b)標的細胞株における組換え及び内因性CD19及びCD22受容体数の定量化
標的細胞株における組換え及び内因性CD19及びCD22発現レベルを(本明細書に示されるように)更に特徴付けるために、製造業者のプロトコルに従って標準較正にBangs Laboratories Inc QUANTUM Alexa Fluor(登録商標)647(蛍光dey)MESFマイクロスフィアビーズを使用して、定量FACSアッセイを実施した。親K562細胞株は、検出不可能なCD19及びCD22発現を示した。単一又は二重陽性組換え細胞株において、CD19の発現レベルは、CD22の発現レベルよりも約5倍高かった。Raji細胞は、Nalm6細胞よりも多くのCD19及びCD22発現を示した。Raji細胞及びNalm6細胞の両方では、CD19の発現レベルは、CD22の発現レベルよりも約4~9倍高かった。CD19及びCD22受容体コピー数を表5に要約する。図1も参照されたい。
(c)CD19、CD22、及びCD19/CD22GFP陽性細胞株の生成
K562、CD19 K562、CD22 K562、CD19/CD22 K562、Raji、及びNalm6細胞株は、Incucyte CytoLight緑色レンチウイルス形質導入を使用してGFP発現カセットを導入するように更に操作された。細胞をGFP陽性について選別し、G418薬物選択下で選別して、安定した細胞株を確立した。GFP陽性細胞株を、Cytation(登録商標)5機器(細胞画像化マルチモードリーダー)での画像化ベースの細胞傷害性アッセイに利用した。
実施例2.CD19-CD22二重特異性scFvの特徴付け
例示的な抗CD19/CD22二重特異性抗体を以下のように特徴付けた。
(a)CD19-CD22二重特異性scFvの調製
CD19/CD22二重特異性scFvを、CD19-CD22及びCD22-CD19配向でpET22b細菌ペリプラズムベクターにクローニングし、Rosetta II株で発現した。図2Aは、CD19/CD22二重特異性scFvの例示的な設計を示す。E.coli細胞で発現された抗体断片を精製するために、3μlのNi Sepharose(登録商標)Excel樹脂(GE)を1mLの濾過上清と混合し、10mL又は20mLのBioRad Econo-Pac(登録商標)カラムに充填した。充填前に、カラムの樹脂を、少なくとも20カラム体積(CV)の緩衝液A(1×PBS、pH7.4、500mMに添加した追加のNaClを含む)で平衡化した。濾過滅菌された上清を、流量を1mL/分に制御するか、又は同じ充填樹脂床上で2回にわたって注ぐことによって、重力流によって精製した。次いで、カラムを以下の緩衝液で洗浄した。10CV緩衝液A、20CV緩衝液B(1xPBS、pH7.4、500mMにした追加のNaCl及び30mMのイミダゾールを含む)。Detox(登録商標)緩衝液を使用して、必要に応じてエンドトキシンを除去した。
250mLの発現培養物から抗体断片を精製するために、抗体結合カラムを、20CV緩衝液C(1×PBS pH7.4 500mMにした追加のNaCl、1%のTx114を含む)、20CV緩衝液D(1×PBS pH7.4 500mMにした追加のNaCl、1%Tx100+0.2%TNBPを含む)及び40CV緩衝液E(1×PBS pH7.4 500mMにした追加のNaClを含む)で順次洗浄した。
タンパク質を溶出緩衝液F(1×PBS pH7.4 500mMにした追加のNaCl、及び500mMのイミダゾールを含む)で合計6つの画分(0.5CV事前溶出、5×1CV溶出)で溶出した。画分を、Bradfordアッセイ(100ulの希釈したBradford溶液+10ul試料)を実行した。鮮やかな青色を有する画分をプールし、そのタンパク質濃度をA280伸長係数によって測定した。SDS-PAGEゲルアッセイを実施して、精製された抗体の純度を分析した。
(b)FACS分析による細胞表面抗原に対する抗CD19、抗CD22、及び抗CD19/CD22二重特異性scFv抗体の結合活性
異なる二重特異性scFv形式に変換した後の特異的な標的細胞結合活性を決定するために、CD19、CD22単一特異性scFv及びCD19/CD22二重特異性scFvを、K562、CD19 K562、CD22 K562、及びCD19/CD22 K562組換え細胞株を用いたFACS結合アッセイで試験した。簡潔に述べると、各二重特異性scFvを200nMに希釈し、96ウェルプレート中で100,000個のK562、CD19 K562、CD22 K562、及びCD19/CD22 K562細胞株とともに、4℃で1時間振盪しながらインキュベーションした。細胞を1300rpmで5分間、4℃でスピンダウンして、非結合抗体を除去した。次いで、細胞を、ウェル当たり200μLのPBSで1回洗浄した。試料をAlexa Fluor(登録商標)647(蛍光色素)コンジュゲート抗His抗体(二次抗体、100μL、1:1000希釈)と混合し、振盪しながら暗所で、4℃で30分間インキュベーションした。次いで、試料を1300rpmで5分間、4℃でスピンダウンし、ウェル当たり200uLの1×PBSで2回洗浄した。得られた試料を、200uLの1×PBS中に再構成し、Attune(商標)NxTフローサイトメーターで読み取った。Alexa Fluor(登録商標)647-(蛍光色素)陽性細胞のみを計数することによって分析を行い、次いで、GraphPad Prism(登録商標)8.1ソフトウェアでプロットした。
抗CD19、抗CD22、及び抗CD19/CD22二重特異性scFvの細胞表面抗原への結合活性を図3に提供する。試験した二重特異性scFvのうち、4つの二重特異性scFvは、CD19及びCD22標的細胞株の両方に対して親単一特異性scFvと同様の結合活性を保持した。2つの二重特異性scFvは、親単一特異性scFvと比較して、CD19標的細胞株に対して同様の結合を示し、CD22標的細胞株への結合の減少を示した。
次いで、完全な結合活性を有する4つの二重特異性scFvを、FACSアッセイによって内因性CD19及びCD22を発現するRaji細胞への結合活性について試験し、それらのEC50値を決定した。簡潔に述べると、各精製された二重特異性scFvタンパク質を、完全培地で3倍段階希釈して200nMから滴定した。希釈した試料を、振盪しながら1時間、4℃で96ウェルプレート中で100,000個のRaji細胞株とともにインキュベーションした。洗浄、検出、及び分析を上記のように行った。これらの例示的な抗CD19/CD22二重特異性scFv抗体のEC50値を以下の表6に提供する。
実施例3:抗CD19/CD22二重特異性キメラ抗原受容体の構築
この実施例では、例示的な抗CD19/CD22二重特異性キメラ抗原受容体(CAR)の構築、及びウイルス形質導入を介した発現のためのかかる構築物の宿主細胞への導入について説明する。
(a)例示的なCARの形式及び構造
二重特異性CD19/CD22 scFvを、CD19-CD22又はCD22-CD19配向に変換した。scFv断片を、タンデム形式で、改変型のIgG4ヒンジ、CD28膜貫通ドメイン、4-1BB共刺激ドメイン、及びCD3z細胞内シグナル伝達ドメインと連結した(以下の配列表を参照されたい)。いくつかの例では、二重特異性CAR構築物を、短縮型EGFR断片に更に連結した。例示的な二重特異性CAR構築物を図2Bに示す。配列を、pEF1aベースのレンチビアルベクターにクローニングした。以下の表7は、例示的なCAR構築物を提供する。
(b)レンチウイルスの産生及び特徴付け
製造業者のプロトコルに従って、二重特異性CARコードレンチウイルスベクターを、ポリエチレンイミン(PEI)トランスフェクション試薬を使用して、Expi293(商標)(HEK293細胞)にLV-MAXパッケージングミックスで共トランスフェクションした。トランスフェクションされた細胞を、8%のCO2レベルで、37℃の振盪で72時間増殖させた。上清を室温で3200rpmで10分間遠心分離し、0.45umのPES膜を使用した真空濾過によって採取した。ウイルスを超遠心分離(Beckman Coulter)によって、4℃で2時間、18000rpmで濃縮した。次いで、ペレットをレンチウイルス安定剤に再懸濁し、直ちに等分し、-80℃で保存した。
ウイルス力価を、製造業者のプロトコルに従ってp24 ELISAキット(Qiagen)を使用して測定し、各アッセイに設定された標準曲線に基づいて計算した。P24 ELISAの結果に基づいて、種々のウイルス量を固定数のHEK293細胞に形質導入することによって、機能的力価TU/mLを測定した。CAR+発現細胞のパーセンテージを、24時間から開始する種々の時点でのトランスフェクション後のフローサイトメトリーによってチェックした。
実施例4.抗CD19/CD22二重特異性CARを発現する免疫細胞の特徴付け
密度勾配遠心分離Lymphoprep(商標)(密度勾配培地)及びStemcell TechnologyからのSepMate(商標)50PBMC単離キットを使用して、LRSチャンバ中の新鮮な健康なドナーからPBMCを単離した。次いで、Stemcell technologyプロトコルに従って、EasySep(商標)(密度勾配培地)ヒトT細胞単離キットを使用して、PBMCからCD3Pan T細胞を単離した。Pan T細胞を、1:1のビーズ対細胞比で、ヒトT活性化剤CD3/CD28 Dynabeads(登録商標)ビーズで24時間活性化し、次いで、Dynabeads(登録商標)(抗CD3/CD28抗体をコンジュゲートされたビーズ)及び1mg/mLのプロタミン硫酸塩の存在下でレンチウイルスで形質導入した。スピノキュレーション(spinoculation)を300gで2時間、25℃で行った。細胞及びウイルスを37℃で24時間インキュベーションした。翌日、ビーズ及びウイルスから細胞を取り出した。細胞を、X-VIVO(商標)15(Lonza)培地中の組換えヒトIL15及びIL7(Peprotech)を含有する5%ヒト血清中で2週間増殖させた。2~3日ごとに培地を交換し、新鮮なサイトカインを添加した。
細胞表面上のCARの発現を、Mix-n-stain Alexa Fluor(登録商標)647又はCF 640R抗体標識キット(Sigma)で直接コンジュゲートされた抗EGFR抗体又はCD22-Fcを使用した表面染色によって評価した。簡潔に述べると、100,000個のレンチウイルス形質導入T細胞を、25nMの抗EGFR-Alexa Fluor(登録商標)647又は組換えヒトCD22/Fc-CF 640Rと、4℃の振盪で暗所で1時間インキュベーションした。細胞を1,300rpmで5分間スピンダウンし、上清を除去し、200uL1xPBSで洗浄した。得られた試料を、200uLの1×PBS中に再構成した。Attune(商標)NxTフローサイトメーターで蛍光染色細胞を読み取ることによって、表面発現パーセンテージを定量化した。CAR表面発現を、Cy5 cube及びDAPI cube(BioTek)を用いてCytation(登録商標)5機器で20倍の倍率で画像化した。1:1000希釈Hoechst34580を使用して、細胞の核を染色した。
FACSアッセイにおいてコンジュゲート抗EGFR又はCD22-Fc組換えタンパク質によって検出されたヒトT細胞上の種々のCAR構築物のCAR発現レベルは、35~85%の範囲にある。以下の表8は、列挙されたCAR構築物で形質導入されたPMBCにおけるCAR+細胞のパーセンテージを要約する。
様々なCARは、Alexa Fluor(登録商標)647標識抗EGFR抗体及びAlexa Fluor(登録商標)647標識CD22-Fc融合タンパク質の両方を使用して、Cytation(登録商標)5によって画像化されたT細胞上で均一な表面発現パターンを示した。例としてEPC-001-19を使用した図4A及び図4Bを参照されたい。種々のCARで同様のパターンが観察された。
実施例5:抗CD19/CD22二重特異性CARを発現するT細胞の細胞傷害性Tリンパ球(CTL)活性
ヒトPBMC及びPan T細胞の単離、ウイルス形質導入,及びT細胞の増殖は、上に記載した。種々のCAR活性をスクリーニングするために、GFPで操作された標的細胞を用いて、リアルタイム画像ベースCTL活性アッセイを行った。簡潔に述べると、20,000個のCAR形質導入T細胞を、それぞれ20,000個のK562-GFP、CD19/K562-GFP、CD22/K562-GFP、CD19/CD22/K562-GFP、Raji-GFP、及びNalm-6-GFP細胞とともにインキュベーションし、10%FBSを含むRPMI培地中で1:1のエフェクター対標的細胞の比率でインキュベーションした。サイトカインは添加されなかった。アッセイを96時間実行し、標的細胞のGFPを画像化し、Cytation(登録商標)5スキャナーによって定量化した。IFNγは、CTLアッセイ後、Human IFNγ DuoSet(登録商標)ELISAキット(R&D System)で検出した。簡潔に述べると、CTLアッセイが96時間で終了した後、上清を収集した。組換えIFNγを連続希釈し、アッセイに含めて、標準曲線を作製した。上清IFNγ及び組換えIFNγを、提供された製造業者のプロトコルに従ってアッセイした。データを、GraphPad Prism(登録商標)8.0ソフトウェアを使用して分析した。
種々の標的細胞(K562、CD22 K562、CD19 K562、CD19/Cd22 K562、Raji細胞、及びNalm6細胞を含む)に対するCAR発現細胞のリアルタイムCTL活性を監視し、種々のCAR構築物(上記の実施例を参照)のCTL活性の終点を計算した。図5A~図5Dに示されるように、IFNγ分泌のレベルは、試験された様々なCARで観察されたように、CTL活性と相関した。複数のドナーを種々のCARでスクリーニングし、同様の結果を示した。
実施例6:種々のエフェクター対標的細胞比でのEPC-001-16のCTLアッセイ
CAR-T細胞のCTL活性を更に評価するために、複数のドナーを、EPC-001-16(代表的な抗CD19/CD22二重特異性CARとして使用される)を担持するレンチウイルスで形質導入し、得られたCAR-T細胞を上記のように増殖させた。ドナー1に由来する細胞について、形質導入T細胞又は非形質導入T細胞を、5:1、2.5:1、及び1:1のエフェクター対標的細胞比で、K562、CD19 K562、CD22 K562、及びCD19/CD22 K562 GFP細胞とともに96時間共培養した。用量依存性の標的特異的なCTL活性を図6Aに示されるように観察した。ドナー2及びドナー3に由来する細胞について、試験したエフェクター対標的細胞の比は、2.5:1及び1:1であった。図6Bに示されるように同様の結果が観察された。CD22/K562-GFP細胞に対するCAR-T細胞のCTL活性は、CD19/K562-GFP細胞に対するものよりも低かった。これは、CD19/K562及びCD19/CD22 K562細胞におけるCD19のコピー数よりも5~10倍低いCD22 K562細胞におけるCD22の低いコピー数に起因し得る。個々の標的細胞株における操作されたGFP発現の差も、役割を果たし得る。IFNγ分泌の結果を図6Cに示す。
実施例7:CTLアッセイによる抗CD19/CD22二重特異性CARを発現するCAR-T細胞の機序研究
個々のscFvベースのCAR活性の機序を研究するために、CD19及びCD22 scFv単一特異性CAR並びに対応する二重特異性CARを構築した(以下の表9を参照されたい)。
PBMC及びPan T細胞を2つのドナーから単離し、EPC-001-16、EPC-001-1-17、又はEPC-001-18を担持するレンチウイルスで形質導入した。得られた形質導入細胞を、記載のように増殖させ、次いで、2.5:1及び1:1のエフェクター対標的細胞比で、K562、CD19 K562、CD22 K562、又はCD19/CD22 K562 GFP細胞とともに60時間共培養し、Cytation(登録商標)5で2時間ごとに画像化することによってGFPを定量化した。EPC-001-16 CD19/CD22二重特異性CARは、全ての試験した標的細胞株に対して、CD19単一特異性CAR及びCD22単一特異性CARと比較して同様のCTL活性を示した。図7は、種々のE:T比での、K562細胞、CD22 K562細胞、CD19 K562細胞、及びCD19/CD22 K562細胞に対する、様々な抗CD19/CD22二重特異性CAR又は抗CD19、抗CD22単一特異性CARのCTL細胞殺傷結果を示した。
実施例8:種々のリンカーを有する例示的な二重特異性CARのCTL活性
2つの異なるscFv間の種々のるリンカーがCAR活性に影響を与えるかどうかを更に試験するために、EPC-001-16と同じ抗CD19及び抗CD22 scFv断片、並びに種々のリンカー、すなわち、(GS)1、(GS)、及び(GS)を有するCAR構築物を構築した。以下の表10を参照されたい。CTL活性をEPC-001-16と比較した。
PBMC及びPan T細胞を単離し、EPC-001-19、EPC-001-1-20、EPC-001-21、及びEPC-001-22レンチウイルスで形質導入し、記載のように増殖させた。形質導入T細胞を、1:1のエフェクター対標的細胞比で、K562、CD19/K562、CD22/K562、及びCD19/CD22/K562 GFP細胞とともに60時間共培養した。CTL活性は、Cytation(登録商標)5での標的細胞GFPレベルによって2時間ごとに画像化した。CTL活性のパーセンテージを、GraphPad Prism(登録商標)8.0を使用して分析した。図8に示されるように、EPC-001-19は、EPC-001-20、EPC-001-21、及びEPC-001-22と比較して良好なCTL活性を示した。
実施例9:CTLアッセイ後のFACSによる例示的な二重特異性CARのサイトカイン分析
標的細胞との係合時に本明細書に開示される抗CD19/CD22二重特異性CARを発現するCAR-T細胞のサイトカインプロファイルを更に試験するために、EPC-001-19(代表的な二重特異性CARとして)をPan T細胞に形質導入し、増殖させた。形質導入T細胞を、5:1のエフェクター対標的細胞比で、K562、CD19/K562、CD22/K562、CD19/CD22/K562、Raji、又はNalm-6GFP細胞とともに96時間共培養した。IFNγ及びグランザイムを、FACSで、細胞内染色によって検出した。簡潔に述べると、試料を採取する4時間前に、製造業者の推奨に従って(Biolegend)、Bredfeldin Aを含む細胞活性化カクテルを使用して、細胞をゴルジ遮断した。細胞を1,300rpmで5分間、室温でスピンダウンした。細胞を1×PBSで1回洗浄し、次いで、室温で5分間インキュベーションしながら、1×PBS中で1:1000に希釈したZombie Aqua(商標)固定細胞生存率色素(Biolegend)で染色した。次いで、細胞を1×PBSで2回洗浄した。次いで、細胞を、暗所で、室温で30分間、抗CD3、抗CD4、抗CD8、抗CD19、抗CD22、CD22-Fcで染色した。次いで、eBioscience Foxp3/Transcription Factor Fixation/Permeabilizationキット(Thermo Fisher scientific)を使用して、暗所で、室温で20分間細胞を固定した。次いで、細胞を1×PBSで2回洗浄し、1×PBS中に再懸濁して、4Cで一晩保存した。翌日、透過化緩衝液(Thermo Fisher Scientific)を使用して、暗所で、室温で15分間細胞を透過化した。次いで、細胞を、IFNγ及びグランザイム細胞内タンパク質について、暗所で、室温で30分間染色した。細胞を1×透過化緩衝液で2回洗浄した後、1×PBS中に再懸濁し、Attune(商標)NxTフローサイトメーターで読み取った。
96時間で、CD8+T細胞は、CD8+集団の40~80%の範囲で、標的細胞とインキュベーションすると、IFNγ及びグランザイムの両方の特異的な分泌を示す。以下の表11に示されるように、IFNγ及びグランザイム陽性CD8 T細胞と良好な相関が観察された。理論に拘束されることなく、異なる細胞株間で観察される差は、異なる細胞株における標的発現レベルの変動に起因する可能性がある。
実施例10:標的細胞係合時のCAR-T細胞増殖
標的細胞係合時のCAR-T細胞の増殖を更に試験するために、実施例としてEPC-001-19を使用して7日の増殖アッセイを実施した。EPC-001-19をPan T細胞に形質導入し、増殖させた。形質導入T細胞を、1uMの最終濃度でCell Trace Far Redで標識した。20,000個の標的T細胞を、それぞれE:T比1:1で、20,000個のK562、CD19/K562、CD22/K562、CD19/CD22/K562、及びRaji細胞とともに共培養した。アッセイを、10%FBSを有するRPMI培地で設定し、2日ごとに新鮮な培地を細胞に添加した。アッセイ中、培地にサイトカインは添加しなかった。CAR-T増殖をAttune(商標)NxTフローサイトメーターで分析した。CAR-T細胞は、7日にわたって係合時に標的細胞特異的な増殖を示し、細胞上の標的発現レベルと相関する。図9は、1:1のE:T比での標的細胞との係合時のCAR-T細胞増殖を示した。
実施例11:標的細胞チャレンジの複数ラウンド時のCAR-T細胞の持続性
CAR-T細胞の持続性を更に調べるために、実施例としてEPC-001-19を使用して、複数ラウンドの標的細胞チャレンジ実験を実施した。EPC-001-19をPan T細胞に形質導入し、増殖させた。20,000個の形質導入T細胞を、20,000個のK562、CD19/K562、CD22/K562又はCD19/CD22/K562 GFP細胞で48時間チャレンジし、続いて、形質導入T細胞を新鮮な20,000個の標的細胞で更に72時間再チャレンジし、その後、形質導入T細胞を新鮮な20,000個の標的細胞で更に72時間再チャレンジし、合計3回チャレンジした。taget細胞細胞GFP CTLを、Cytation(登録商標)5で2時間ごとに画像化し、定量を、GraphPad Prism(登録商標)8.0ソフトウェアを使用して分析した。各再チャレンジの間に、サイトカイン測定のために50ulの上清を収集した。
EPC-001-19を発現するCAR-T細胞は、8日にわたる3ラウンドの標的チャレンジ及び再チャレンジ実験で持続的なCTL活性を示した。同様のレベルのIFNγ分泌が、測定された全ての時点で観察された。図10Aは、標的細胞チャレンジの1、2、又は3ラウンドに応答した細胞殺傷のパーセンテージを示した。図10Bは、CAR-T細胞の対応するIFNγ分泌を示した。
実施例12:二重特異性CAR形質導入Pan T及びナイーブT細胞表現型
CAR-T細胞表現型は、インビボT細胞持続性と関連する。EPC-001-19を、ヒトPan T及びナイーブT細胞に形質導入し、T細胞分化マーカーを検出する抗体のパネルを用いて、FACSアッセイを使用して、T細胞表現型を分析した。簡潔に述べると、上記のように、抗CD3、抗CD4、抗CD8、抗CD45RO、抗CD62L、抗CCR7、抗EGFRを使用して形質導入T細胞を染色した。分析は、Attune(商標)NxTソフトウェアによって行った。CD4及びCD8陽性Tcm及びTem細胞をゲーティングし、結果は、Pan T細胞よりも形質導入ナイーブT細胞において、より多くのTcm集団及びより少ないTemを示した。
実施例13:播種性Raji-ルシフェラーゼモデルを使用したインビボ抗腫瘍効果
EPC-001-23 CAR-Tのインビボ抗腫瘍効果を、NCGマウスにおける播種性Raji細胞モデルで評価した。EPC-001-19からEGFRtを除去することによってEPC-001-23CARを生成した。EPC-001-23をナイーブPan T細胞に形質導入し、4日間インビトロで増殖させた。1e6個のRaji-ルシフェラーゼ細胞をNCGマウスに接種した。3日目に、PBS対照(群1)、0.125e6(群2)及び0.25e6(群3)個のEPC-001-23CAR-T細胞をマウスに投与した。マウスを2~3日ごとに画像化し、体重を測定した。10、19、及び33日目に、マウスから血液を採取した。33日目に脾臓も採取した。CAR-T細胞表現型を、採血及び組織採取の直後にFACSアッセイによって分析した。
図11A~11Bに示されるように、用量依存的な腫瘍増殖阻害が6~14日目に観察された。群3の動物は、対照群よりも有意な腫瘍増殖阻害を示した。31日目に、両方の用量でCAR-T細胞で処置したマウス(群2及び群3マウス)から、がん細胞が根絶した。図11C~11D:処置後のそれぞれ14日目及び33日目の腫瘍細胞ルシフェラーゼ定量化を示す図。
がん細胞の過剰増殖のため、対照マウスを14日目に安楽死させた。図11Eに示されるように、それぞれGVHDのため、低用量及び高用量のCAR-T処置群からの1匹のマウスを31日目及び33日目に安楽死させた。治療過程にわたってマウス体重の著しい変化はなかった。
図12A~12Cに示すように、EPC-001-23構築物を実施例として使用して、CAR-T細胞の増殖及び持続性を治療経過にわたって実証した。CAR-T細胞は、治療経過にわたってTscmからTcm及びTemに分化及び増殖した。加えて、EPC-001-23 CAR-T細胞のCD4及びCD8のTcm及びTemの両方が脾臓にホーミングされていることが見出された。
図12D~図12Eは、それぞれ、群2及び群3のマウスの33日目の脾臓における細胞数を示した。
実施例14:抗CD22-CD19二重特異性抗体の特徴付け
この実施例は、scFv-Fc融合形式の例示的な抗CD19/CD22二重特異性抗体の特徴付けを説明する。
(a)CD19-CD22二重特異性scFvの調製
標準プロトコルに従って、抗CD19 scFv-Fc、抗CD22 scFv-Fc、及び抗CD22 scFv-CD19 scFv-Fc抗体を、フリースタイルシステム(Invitrogen)でExpi293F(商標)細胞において一過性に発現させた。細胞を、採取前に5日間増殖させた。上清を遠心分離によって収集し、0.2μmのポリエーテルスルホン(PES)膜を通して濾過した。融合タンパク質をMabSelect(商標)PrismAタンパク質A樹脂(GE Health)によって精製した。タンパク質を100mMのグリシンpH2.5+150mMのNaClで溶出し、20mMのシトレートpH5.0+300mMのNaClで迅速に中和した。次いで、抗体を、Superdex(登録商標)200 16/600カラムによって更に精製した。単量体ピーク画分をプールし、濃縮した。最終的に精製されたタンパク質は、10EU/mg未満のエンドトキシンを有し、20mMのヒスチジンpH6.0+150mMのNaCl中に保持された。
(b)抗CD19、抗CD22、及び抗CD19/CD22二重特異性抗体の結合活性
抗CD19-Fc、抗CD22-Fc、及び抗CD22-CD19-Fc融合タンパク質のEC50を決定するためにELISAアッセイが開発された。簡潔に述べると、384ウェルプレートを、ウェル当たり25μLの総体積の1xPBS中の2μg/mLの最濃度で、HISタグ付けされたヒトCD19又はCD22組換えタンパク質で固定化した。プレートを4℃で一晩インキュベーションし、続いてウェル当たり80μLのスーパーブロックで1時間ブロッキングした。精製された抗CD19、CD22、又はCD22-CD19 scFvFc融合タンパク質を25nMで開始して2倍の連続希釈し、25μLをヒトCD19又はCD22固定化ウェルに添加し、振盪しながら1時間インキュベーションした。CD19又はCD22結合を、1×PBST中に1:5000で希釈された25μLの抗hFcHRPを添加することによって検出された。各ステップの間に、プレートをプレートウォッシャー中で1XPBSTで3回洗浄した。次いで、プレートを20μLのTMB基質で5分間現像し、20μLの2Nの硫酸を添加することによって停止した。プレートをOD450nm(BIOTEKプレートリーダー)で読み取り、GraphPad Prism(登録商標)8.1ソフトウェアを使用してデータをプロットした。ELISA結合の結果を図13A~13Bに示す。抗CD19又はCD22 scFv-FcのCD19及びCD22に対するEC50値を表12に示す。
(c)FACS分析による内因性細胞株への抗CD19/CD22 scFv二重特異性抗体の結合
scFv形式及び二重特異性scFv-Fc融合形式での抗体の特異的な標的細胞結合活性を決定するために、抗CD19又は抗CD22単一特異性scFv及び抗CD19/CD22二重特異性scFv-Fc融合抗体を、CD19及びCD22発現細胞株Raji及びNalm-6、並びに陰性細胞株U87MGを用いたFACS結合アッセイで試験した。簡潔に述べると、各scFv-Fc融合を25nMに希釈し、96ウェルプレート中で、100,000個のRaji、Nalm6、及びU87MGの細胞とともに、振盪しながら4℃で1時間インキュベーションした。細胞を1300rpmで5分間、4℃でスピンダウンして、非結合抗体を除去した。次いで、細胞を、ウェル当たり200μLのPBSで1回洗浄した。試料をAlexa Fluor(登録商標)647コンジュゲート抗hFc抗体(二次抗体、100μL、1:1000希釈)と混合し、振盪しながら暗所で、4℃で30分間インキュベーションした。次いで、試料を1300rpmで5分間、4℃でスピンダウンし、ウェル当たり200μLの1×PBSで2回洗浄した。得られた試料を、200μLの1×PBSに再構成し、Attune(商標)NxTフローサイトメーターで読み取った。Alexa Fluor(登録商標)647陽性細胞のみを計数し、次いでGraphPad Prism(登録商標)8.1ソフトウェアを使用してプロットすることによって分析を行った。
FACS分析で観察されるように、Fc融合形式の全ての抗CD19、抗CD22、及び抗CD19/CD22抗体は、CD19及びCD22発現Raji及びNalm6細胞株に対して特異的な結合活性を示したが、CD19及びCD22を発現しないU87MG及びU251MG細胞に対しては特異的な結合活性を示さなかった。
(d)表面プラズモン共鳴(SPR)による抗CD19/CD22二重特異性抗体の結合動力学
抗CD19、抗CD22、及び抗CD22/CD19 scFv-Fc融合の動力学分析を、Biacore(商標)T200を用いたSPR技術によって評価した。アッセイは、Biacore(商標)T200対照ソフトウェアバージョン2.0を使用して実施した。各サイクルについて、1μg/mLのFc融合タンパク質を、プロテインAセンサーチップ上の1×HBSP緩衝液中のフローセル2上で10ul/分の流量で60秒間捕捉した。2倍の連続ヒトCD19又はCD22-HISタグ付きタンパク質を、30μl/分の流量で150秒間、参照フローセル1及びFc融合タンパク質捕捉フローセル2の両方に注射し、続いて300秒間洗浄した。次いで、フローセルを、30ul/分の流量で60秒間、グリシンpH2で再生成した。96ウェルプレート中でFc融合ごとに、100~0nMの8個の濃度ポイントをアッセイした。CD19又はCD22タンパク質への抗CD19、CD22、CD22-CD19結合の動力学を、Biacore(商標)T200評価ソフトウェアバージョン3.0を使用して分析した。特異的な結合応答単位は、Fc融合タンパク質捕捉フローセル-2から参照フローセル-1への結合の減算に由来した。以下の表13は、抗CD19、CD22、及びCD22-CD19 scFv-Fc融合タンパク質のCD19又はCD22への結合動力学を示す。
実施例15:CAR-T産生からのCAR-T代謝の評価。
インビボでのCAR-Tの持続性を予測するために、ミトコンドリアの酸素消費を評価するCAR-T代謝アッセイを開発した。EPC-001-23を、活性化されたヒトナイーブT細胞に形質導入し、最大11日間増殖させた。5日目及び11日目に、CAR-T細胞及び非形質導入T細胞を、Agilent Seahorse(登録商標)機器を使用するアッセイにおいて試験した。
製造業者のプロトコルに従って、250,000個のCAR-T細胞をポリD-リジン処理プレート上に播種した。まず、1.5μMのオリゴマイシンを添加して、ポートAのミトコンドリアATP合成酵素を阻害した。次いで、1μMのカルボニルシアニド-4(トリフルオロメチオキシ)フェニルヒドラゾン(FCCP)をポートBに添加した。最後に、ミトコンドリア呼吸を遮断するために、0.5μMのロテノン及びアンチマイシンをポートCに一緒に添加して、電子輸送鎖の複合体I及びIIIを阻害した。各薬物添加の間に、試料を3回混合し、3回読み取った。プレートを、XF Mitoストレスプログラムを使用してAgilent Seahorse(登録商標)XFe96機器で読み取った。分析は、Agilent Seahorse(登録商標)分析器ソフトウェアを使用して行った。図15A~15Bは、CAR候補EPC-001-023が、5日目に2~3倍多い酸素消費量を示し、それが11日目まで継続したことを示す。
実施例16:CRISPR技術によって生成されたCD19又はCD22 Raji-Luc KO細胞株
この実施例は、CD19又はCD22発現標的の回避を克服するEPC-001-023 CAR-T細胞の能力の根底にある機序を評価する。
(a)CRISPR細胞株の生成
EPC-001-023 CAR-T媒介効果の機序を特定するために、CRISPR技術及び動物モデルによって産生されたCD19又はCD22ノックアウト細胞株を開発した。簡潔に述べると、CRISPR sgRNA配列は、Broad InstituteのCRISPickデータベースを使用して設計された。CD19及びCD22を標的とする上位5つの選択的sgRNA配列を設計した(表14)。
sgRNAはIntegrated DNA Technologiesが合成したものであり、酵素消化法を使用してlentiCRISPRv2ベクターにクローニングした。プラスミド配列を確認した。これらの構築物のレンチウイルスは、ポリエチレンイミン(PEI)でトランスフェクションされたExpi293(商標)細胞を使用して作製した。ウイルスを超遠心分離法を使用して濃縮し、次いで、Rajiルシフェラーゼ細胞に直接形質導入し、続いて室温で2時間スピノキュレーションした。2日後、細胞を市販の抗ヒトCD19 Alexa Fluor(登録商標)647又は抗ヒトCD22 Alexa Fluor(登録商標)647で染色し、続いてCD19又はCD22ノックアウト発現のための単一細胞選別を行った。細胞を、薬物選択圧力下で1ヶ月間培養中に維持した。細胞を、CD19及びCD22発現のフローサイトメトリー及びウエスタンブロットによって特徴付けた。
(b)FACSアッセイによるCD19又はCD22ノックアウト細胞株の確認
CD19及びCD22ノックアウト単一クローンをFACSによってスクリーニングした。簡潔に述べると、各クローンの100,000個の細胞を、振盪しながら4℃で1時間96ウェルプレートに播種した。25nMの抗ヒトCD19-FITC又は抗ヒトCD22-Alexa Fluor(登録商標)647を細胞とともに終体積100μLで、4Cで1時間インキュベーションした。細胞を1300rpmで5分間、4℃でスピンダウンして、非結合抗体を除去した。次いで、細胞を、ウェル当たり200μLのPBSで2回洗浄した。得られた試料を、200μLの1×PBSに再構成し、Attune(商標)NNxTTフローサイトメーターで読み取った。分析を、Alexa Fluor(登録商標)647陽性細胞又はFITC陽性細胞のみを計数することによって行い、次いで、GraphPad Prism(登録商標)8.1ソフトウェアを使用してプロットした。
FACS分析によって決定されるように、CD22ノックアウト細胞は、親Raji細胞と比較して、CD22発現の完全な喪失を示したが、CD19の完全な発現を示した。同様に、CD19ノックアウト細胞は、親Raji細胞と比較して、CD19発現の完全な喪失を示したが、CD22の完全な発現を示した。
(c)ウエスタンブロットアッセイによるCD19又はCD22ノックアウト細胞株の確認
CD19又はCD22ノックアウト細胞株を、ウエスタンブロットによって更に確認した。簡潔に述べると、各細胞株について、1e6個の細胞を、PMSF及びプロテアーゼ阻害剤カクテル(Cell Signalingカタログ番号5871)を含有する100μLの1×細胞溶解緩衝液(Cell Signalingカタログ番号9803)で溶解した。試料を氷上で20分間インキュベーションし、次いで、4Cで20分間、13,000rpmでスピンダウンした。上清を新しいチューブに移した。SDS充填緩衝液及びβ-メルカプトエタノールに含有された25μLの全細胞溶解物を12ウェルのSDS-PAGEゲルに充填し、22分間、一定の200電圧で実行した。タンパク質を、製造業者の指示に従ってiBlot(商標)2を使用してPVDF膜上に移した。膜ブロットを、1xPBST(1xPBS中0.05%ポリソルベート20)中の5%の乳粉末で室温で1時間ブロッキングした。次いで、1xPBSTで3回洗浄し、各洗浄は室温で10分間であった。一次を1:1000希釈でブロットに添加し、4℃で一晩インキュベーションした。翌日、ブロットを1xPBSTで3回洗浄した(各々室温で10分)。二次抗体を1:1000希釈抗ウサギHRPで添加し、室温で1時間インキュベーションした。次いで、ブロットを1xPBSTで3回洗浄し(各々室温で10分)、ECL(商標)試薬(Cell Signalingカタログ番号6883)を使用して現像し、続いてProteinSimple(登録商標)Fluorchem Eゲル画像化装置で読み取った。図15に示されるように、CD19及びCD22ノックアウト細胞株において、CD19又はCD22タンパク質は検出されなかったが、親Raji細胞株は、豊富なCD19及びCD22発現を示した。
(d)ノックアウト(KO)及びノックダウン(KD)細胞株におけるCD19及びCD22受容体数の定量化
ノックアウト細胞株におけるCD19及びCD22発現レベルを更に特徴付けるために、製造業者のプロトコルに従って標準較正のために、QUANTUM Alexa Fluor(登録商標)647MESFマイクロスフィアビーズ(Bangs Laboratories Inc)を使用して、定量FACSアッセイを実施した。親Raji細胞株は、高レベルのCD19及びCD22発現を示した。親Raji細胞株において、CD19の発現レベルは、CD22の発現レベルよりも約5倍高かった。CD19及びCD22ノックアウト細胞株は、検出不能なCD19又はCD22発現を示した。CD19又はCD22ノックダウン細胞株は、非常に検出不能なCD19又は非常に低いCD22コピー数を示した。CD19及びCD22受容体コピー数を表15に要約する。図16A~16Bも参照されたい。
(e)CD19又はCD22ノックアウト細胞株に対するEPC-001-023単一及び二重特異性scFv-Fc結合
EPC-001-23 CAR-T細胞における抗原結合部分に対応する単一及び二重特異性抗体断片(scFv-Fc融合形式で)の、Raji親細胞、CD19ノックアウト及びCD22ノックアウト細胞への結合を、上記のようにFACSによって試験した。結果は、全てのscFvが試験した細胞株に結合したが、一方でCD19 scFv及びCD22 scFvのRaji CD19又はCD22ノックアウト細胞株への結合は観察されなかったことを示す。
実施例17:CD19又はCD22ノックアウトRaji細胞を移植されたマウスモデルにおけるEPC-001-23インビボ機序研究
この実施例は、二重特異性及び単一特異性標的化を使用して、EPC-001-23のインビボ機能性を強調する機序を分析する。
NCGマウスモデルを使用して、播種した親Raji細胞、及びCD19 KO又はCD22 KO Raji細胞に対するEPC-001-23 CAR-Tの効果を研究した。EPC-001-23 CARを上記のように生成した。全てのRaji細胞は、腫瘍担持の画像化及び定量の目的のためにルシフェラーゼを発現した。
3日目に、PBS対照(群1)、0.25e6個のEPC-001-23 CAR-T細胞、及び抗CD19対照CAR-T細胞(チサゲンレクロイセル)をマウスに投薬し、これらに0.3e6個 の親Rajiを移植した。1e6のEPC-001-23を、CD19ノックアウトRaji及びCD22ノックRaji細胞株に投薬した。マウスを3~4日ごとに画像化し、体重を測定した。36日目に、血液を採取し、FACSによるCAR-T細胞表現型の分析のために脾臓を切除した。がん細胞の過剰増殖のため、対照マウスを14日目に安楽死させた。
図17に示すように、腫瘍増殖阻害は、全てのCAR-T細胞処置群で観察された。親Raji細胞は、CD19及びCD22の二重特異性標的化を介して、EPC-001-23 CAR-T細胞によって、より堅牢にCAR-T細胞で処置したマウスから除去された。抗腫瘍活性は、標的細胞へのEPC-001-23CAT細胞の単一特異性係合を通して、CD19又はCD22ノックアウトRaji細胞でも観察された。腫瘍担持の定量的評価を図18A~18Cに示す。血液及び脾臓に対して実施された表現型分析は、PBMCにおいてCAR-T細胞がTcm及びTemに分化し、増殖し、脾臓にホーミングして、処置の過程にわたってEPC-001-23 CAR-T細胞の増殖及び持続を実証した(図19A~19B)。更に、CD4+及びCD8+CAR-T細胞の両方は、36日目にPBMC及び脾臓に同様の割合で存在し、枯渇なく、PD1+、Tim3-CAR+T細胞として検出された(図20A~20C)。
要約すると、この実施例で提供される結果は、(例としてEPC-001-23を使用して)抗CD19/CD22二重特異性CAR-T細胞が、CD19及びCD22の両方を発現するがん細胞だけでなく、2つの標的抗原のうちの1つのみを発現するがん細胞も標的とすることができることを示している。そのような特徴は、単一特異性CAR-T細胞療法における潜在的なtarge回避に対処する際に所望される。
実施例18.インビトロ及びインビボでのCD19 KO又はCD22 KO Raji細胞に対するEPC-001-23の効果
(a)インビトロ細胞傷害性
EPC-001-23及びチサゲンレクロイセル(抗CD19 CAR-T細胞)を上記のように産生した。CAR-T細胞を、5:1のE:T比で、親Raji、CD19 KO、CD22 KO、CD19ノックダウン(CD19KD)、又はCD22 KD細胞とともに、72時間インキュベーションした。FACSアッセイを使用して、CAR+T細胞及びグランザイムB+CAR+T細胞をそれぞれ計数することによって、CAR-T細胞の増殖及び活性化を評価した。EPC-001-23は、チサゲンレクロイセル(対照として使用)と比較して、72時間でより堅牢なCAR-T細胞増殖(図21A)及び活性化(図21B)を示した。
標的細胞殺傷活性も、上記に開示される標的細胞再チャレンジアッセイで調べた。簡潔に述べると、CAR-Ts細胞をインビトロで産生及び増殖させた。10%のFBS/RPMI中、96ウェルプレート中で、刺激1で、100,000個のCAR+T細胞を、形質導入後4日目に20:1の比率で、5000個の標的細胞とともにインキュベーションした。試料を1300rpmで5分間、室温でスピンダウンし、次いで、5%CO2で、37Cで72時間インキュベーションした。3日間のインキュベーションの後、プレートを1,300rpmで5分間スピンダウンした。慎重に50uLの上清を取り出して廃棄した。再チャレンジ2の場合、CAR-T細胞を含有するプレートに、50ulの10%のFBS/RPMI中の新鮮な10,000個の標的細胞を添加した。プレートを1,300rpmで5分間スピンダウンし、続いて5%CO2で、37Cで72時間インキュベーションする。記載のとおり再チャレンジを3回繰り返す。最終的な72時間のインキュベーションの後、標的細胞を、上記のように、5uLの抗ヒトCD19 AF647(Biolegend、カタログ番号SJ25C1)及び5uLの抗ヒトCD22 AF647(Biolegend、カタログ番号HIB22)で染色することによって計数した。染色された細胞を1xPBSの200uLに再懸濁し、Attune(商標)3レーザーフローサイトメトリー(Thermo Fisher scientific)で読み取った。分析を、Attune(商標)ソフトウェア及びGraphPad Prism(登録商標)8で行った。
図21Cで知られているように、EPC-001-23及びチサゲンレクロイセルは、親Raji細胞及びCD22 KO Raji細胞を含む低レベルの生存標的細胞の存在下で同様の標的細胞殺傷活性を示した。一方、EPC-001-23は、チサゲンレクロイセルと比較して、CD19 KO Raji細胞に対するはるかに強い標的細胞殺傷活性を示した。
(b)インビボ細胞傷害性
EPC-001-23二重特異性CAR-T細胞及びチサゲンレクロイセル(陽性対照として)のインビボ細胞傷害性もまた、ルシフェラーゼ発現Raji細胞及びCD19 KO Raji細胞を移植されたNCGマウスモデルにおいて調べた。CAR-T細胞を上記のように生成した。3日目に、PBS対照(群1)、0.2e6個のEPC-001-23 CAR-T細胞、及びチサゲンレクロイセルCAR-T細胞を、0.3e6個の親Rajiが移植されたマウスに投薬した。マウスを3~4日ごとに画像化し、体重を測定した。図22A及び22Bに示されるように、二重特異性EPC-001-23 CAR-T細胞は、親Raji細胞を移植されたマウスにおいて、チサゲンレクロイセルと比較して、より強く、より持続的な抗腫瘍活性を示した。図22B。同様に、二重特異性EPC-001-23 CAR-T細胞は、CD19 KO親Raji細胞を移植されたマウスにおいて、チサゲンレクロイセルと比較して、より強く、より持続的な抗腫瘍活性を示した。図23A及び23B。
この実施例からの結果は、両方の標的抗原を発現する細胞及び1つの標的抗原のみを発現する細胞に対する二重特異性CAR-T細胞の細胞傷害性を裏付ける。したがって、二重特異性CAR-T細胞は、単一特異性CAR-T療法に関連する問題であり得る、標的回避の状況において治療有効性を維持することが予想される。
他の実施形態
本明細書に開示された全ての特徴は、任意の組み合わせで組み合わせ得る。本明細書で開示されている各特徴は、同じ、同等、又は類似の目的を果たす代替的特徴に置き換えられ得る。したがって、特に明記しない限り、開示される各特徴は、同等又は類似の特徴の一般的なシリーズの例に過ぎない。
上記の説明から、当業者は、本開示の本質的な特徴を容易に確認することができ、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な使用法及び条件に適合させるために本発明の様々な変更及び修正を行うことができる。したがって、他の実施形態もまた、特許請求の範囲内にある。
同等物
いくつかの本発明の実施形態が本明細書に記載及び図示されてきたが、当業者であれば、機能を実施するため、並びに/又は本明細書に記載の結果及び/若しくは利点のうちの1つ以上を得るための様々な他の手段及び/又は構造を容易に想定し、そのような変形及び/又は修正の各々は、本明細書に記載される本発明の実施形態の範囲内であるとみなされる。より概して、当業者であれば、本明細書に記載の全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成が例示的であることを意味し、実際のパラメータ、寸法、材料、及び/又は構成が、本発明の教示が使用される特定の適用に依存するであろうことを容易に理解するであろう。当業者は、本明細書に記載の特定の本発明の実施形態に対する多くの等価物を認識するか、又は日常的な実験のみを使用して確認することができるであろう。したがって、前述の実施形態は例としてのみ提示され、添付の特許請求の範囲及びそれの等価物の範囲内で、本発明の実施形態は、具体的に記載及び請求されたものとは別の方法で実施され得ることを理解されたい。本開示の本発明の実施形態は、本明細書に記載の個々の特徴、システム、物品、材料、キット、及び/又は方法の各々を対象とする。更に、そのような特徴、システム、物品、材料、キット、及び/又は方法が相互に矛盾しない場合、2つ以上のそのような特徴、システム、物品、材料、キット、及び/又は方法の任意の組み合わせが、本開示の発明の範囲内に含まれる。
本明細書で定義及び使用される全ての定義は、辞書の定義、参照により組み込まれる文書における定義、及び/又は定義された用語の通常の意味に対して優先するように理解される必要がある。
本明細書に開示される全ての参考文献、特許、及び特許出願は、各々が引用される主題に関して参照により組み込まれ、場合によっては、文書全体を包含し得る。
不定冠詞「a」及び「an」は、本明細書及び特許請求の範囲で本明細書で使用される場合、反対に明確に示されない限り、「少なくとも1つ」を意味すると理解される必要がある。
「及び/又は」という句は、本明細書及び特許請求の範囲で本明細書で使用される場合、そのように結合された要素、すなわち、場合によっては結合的に存在し、他の場合には分離的に存在する要素の「いずれか又は両方」を意味すると理解される必要がある。「及び/又は」で列挙される複数の要素は、同じように、すなわち、そのように結合された要素の「1つ以上」と解釈される必要がある。「及び/又は」節によって具体的に特定される要素以外の他の要素は、具体的に特定される要素に関連するかどうかにかかわらず、任意選択で存在し得る。したがって、非限定的な例として、「A及び/又はB」への言及は、「含む」などの制限のない言語と組み合わせて使用される場合、一実施形態では、Aのみ(任意選択で、B以外の要素を含む)、別の実施形態では、Bのみ(任意選択でA以外の要素を含む)、更に別の実施形態では、A及びBの両方(任意選択で他の要素を含む)などを指し得る。
本明細書及び特許請求の範囲で本明細書で使用される場合、「又は」は、上記で定義された「及び/又は」と同じ意味を有すると理解される必要がある。例えば、リスト内の項目を区切る場合、「又は」又は「及び/又は」は包括的であると解釈され、すなわち、要素の数又はリスト、及び任意選択で追加のリストされていない項目のうちの少なくとも1つを含むが、1つより多くも含むと解釈されるものとする。「のうちのただ1つ」若しくは「のうちの正確に1つ」、又は特許請求の範囲で使用される場合は「からなる」など、反対に明確に示される用語のみが、要素の数又はリストのうちの正確に1つの要素を含むことを指すだろう。概して、本明細書で使用される「又は」という用語は、「いずれか」、「のうちの1つ」、「のうちの1つのみ」、又は「のうちの正確に1つ」などの排他的な用語が先行する場合、排他的な選択肢(すなわち、「両方ではなく一方又は他方」)を示すものとしてのみ解釈される必要がある。「から本質的になる」は、特許請求の範囲で使用される場合、特許法の分野で使用される通常の意味を有するものとする。
本明細書の明細書及び特許請求の範囲で本明細書で使用される場合、1つ以上の要素のリストに関連する「少なくとも1つ」という句は、要素のリストの要素のうちの任意の1つ以上から選択される少なくとも1つの要素を意味すると理解される必要があるが、要素のリスト内に具体的に列挙されたありとあらゆる要素のうちの少なくとも1つを含む必要はなく、要素のリストの要素の任意の組み合わせを除外するものではない。この定義はまた、「少なくとも1つ」という句が指す要素のリスト内で具体的に特定される要素以外の要素が、具体的に特定される要素に関連するかどうかにかかわらず、任意選択で存在し得ることを可能にする。したがって、非限定的な例として、「A及びBのうちの少なくとも1つ」(又は、同等に、「A又はBのうちの少なくとも1つ」、又は同等に「A及び/又はBのうちの少なくとも1つ」)は、一実施形態では、Bが存在しない、任意選択で1つより多くを含む少なくとも1つのA(かつ任意選択でB以外の要素を含む)、別の実施形態では、Aが存在しない、任意選択で1つより多くを含む少なくとも1つのB(かつ任意選択でA以外の要素を含む)、更に別の実施形態では、任意選択で1つより多くを含む少なくとも1つのA及び任意選択で1つより多くを含む少なくとも1つのB(かつ任意選択で他の要素を含む)などを指し得る。
反対に明確に示されない限り、1つより多くのステップ又は行為を含む本明細書で請求される方法において、本方法のステップ又は行為の順序は、必ずしも、本方法のステップ又は行為が列挙される順序に限定されないことも理解される必要がある。

Claims (39)

  1. CD19及びCD22に特異的な二重特異性キメラ抗原受容体(CAR)であって、CD19に特異的な第1の抗原結合部分と、CD22に特異的な第2の抗原結合部分と、共刺激シグナル伝達ドメインと、細胞質シグナル伝達ドメインと、を含み、
    前記第1の抗原結合部分が、CD19に結合する参照抗体EPC-001-1と同じ重鎖相補性決定領域(CDR)及び同じ軽鎖CDRを含み、
    前記第2の抗原結合部分は、各々がCD22に結合する参照抗体EPC-001-2、EPC-001-3、又はEPC-001-4と同じ重鎖CDR及び同じ軽鎖CDRを含む、二重特異性CAR。
  2. 前記第1の抗原結合部分が、前記参照抗体EPC-001-1と同じ重鎖可変領域(V)及び同じ軽鎖可変領域(V)を含む、請求項1に記載の二重特異性CAR。
  3. 前記第2の抗原結合部分が、前記参照抗体EPC-001-2、EPC-001-3、EPC-001-4と同じ重鎖可変領域(V)及び同じ軽鎖可変領域(V)を含む、請求項1又は2に記載の二重特異性CAR。
  4. 前記第1の抗原結合部分、前記第2の抗体結合部分、又はそれら両方が、単鎖可変断片(scFv)である、請求項1~3のいずれか一項に記載の二重特異性CAR。
  5. 前記第1の抗原結合部分が、配列番号9のアミノ酸配列を含むscFvである、請求項4に記載の二重特異性CAR。
  6. 前記第2の抗原結合部分が、配列番号18、27、又は36のアミノ酸配列を含むscFvである、請求項4又は5に記載の二重特異性CAR。
  7. 前記共刺激シグナル伝達ドメインが、CD28、4-1BB、OX40、ICOS、CD27、CD40、又はCD40Lから選択される共刺激分子由来である、請求項1~6のいずれか一項に記載の二重特異性CAR。
  8. 前記細胞質シグナル伝達ドメインが、CD3ζ由来である、請求項1~7のいずれか一項に記載の二重特異性CAR。
  9. 前記二重特異性CARが、
    (a)N末端からC末端へ、(i)前記第1の抗原結合部分と、(ii)前記第2の抗原結合部分と、(iii)前記共刺激シグナル伝達ドメインと、(iv)前記細胞質シグナル伝達ドメインと、を含む、融合ポリペプチド、又は
    (b)N末端からC末端へ、(i)前記第2の抗原結合部分と、(ii)前記第1の抗原結合部分と、(iii)前記共刺激シグナル伝達ドメインと、(iv)前記細胞質シグナル伝達ドメインと、を含む、融合ポリペプチドを含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の二重特異性CAR。
  10. (ii)と(iii)との間に位置するヒンジドメイン及び膜貫通ドメインを更に含む、請求項9に記載の二重特異性CAR。
  11. 前記第1の抗原結合部分と前記第2の抗原結合部分とを接続するペプチドリンカーを更に含む、請求項9又は10に記載の二重特異性CAR。
  12. 前記ペプチドリンカーが、GGGGS(配列番号38)、GGGGSGGGGS(配列番号39)、GGGGSGGGGSGGGGS(配列番号40)、又はGSTSGSGKPGSGEGSTKG(配列番号41)のアミノ酸配列を含む、請求項11に記載の二重特異性CAR。
  13. 配列番号48~53のうちのいずれか1つのアミノ酸配列を含む、請求項12に記載の二重特異性CAR。
  14. 配列番号55~60及び63~67のうちのいずれか1つのアミノ酸配列を含む、請求項13に記載の二重特異性CAR。
  15. 請求項1~14のいずれか一項に記載の二重特異性CARを集合的にコードする、核酸又は核酸のセット。
  16. 請求項9~15のいずれか一項に記載の二重特異性CARをコードするヌクレオチド配列を含む、請求項15に記載の核酸又は核酸のセット。
  17. 上皮成長因子受容体(EGFR)の細胞外ドメイン及び膜貫通ドメインを含む短縮型EGFRドメインをコードするヌクレオチド配列と、前記二重特異性CARをコードする前記ヌクレオチド配列と前記短縮型EGFRドメインをコードする前記ヌクレオチド配列との間に位置する自己切断ペプチドをコードするヌクレオチド配列と、を更に含む、請求項16に記載の核酸又は核酸のセット。
  18. 前記短縮型EGFRドメインが、配列番号68のアミノ酸配列を含む、請求項17に記載の核酸又は核酸のセット。
  19. 前記核酸が、発現ベクターであり、前記発現ベクターが、任意選択で、ウイルスベクターである、請求項15~18のいずれか一項に記載の核酸又は核酸のセット。
  20. 請求項1~14のいずれか一項に記載の二重特異性CARを発現する、遺伝子操作された免疫細胞。
  21. 前記二重特異性CARをコードする、請求項15~19のいずれか一項に記載の核酸を含む、請求項20に記載の遺伝子操作された免疫細胞。
  22. T細胞、NK細胞、又はマクロファージであり、任意選択で、前記免疫細胞が、T細胞である、請求項20又は21に記載の遺伝子操作された免疫細胞。
  23. 抗CD19キメラ抗原受容体(CAR)であって、CD19に結合する細胞外抗原結合ドメインと、共刺激シグナル伝達ドメインと、細胞質シグナル伝達ドメインと、を含み、前記細胞外抗原結合ドメインが、抗CD19抗体EPC-001-1と同じ重鎖相補性決定領域(CDR)及び同じ軽鎖CDRを含む抗CD19単鎖可変断片(scFv)である、抗CD19 CAR。
  24. 前記抗CD19 scFvが、抗CD19抗体EPC-001-1と同じ重鎖可変ドメイン及び同じ軽鎖可変ドメインを含む、請求項23に記載の抗CD19 CAR。
  25. 前記抗CD19 scFvが、配列番号9のアミノ酸配列を含む、請求項24に記載の抗CD19 CAR。
  26. 配列番号62のアミノ酸配列を含む、請求項25に記載の抗CD19 CAR。
  27. 抗CD22キメラ抗原受容体(CAR)であって、CD22に結合する細胞外抗原結合ドメインと、共刺激シグナル伝達ドメインと、細胞質シグナル伝達ドメインと、を含み、前記細胞外抗原結合ドメインが、抗CD22抗体EPC-001-2、EPC-001-3、又はEPC-001-4と同じ重鎖相補性決定領域(CDR)及び同じ軽鎖CDRを含む抗CD22単鎖可変断片(scFv)である、抗CD22 CAR。
  28. 前記抗CD22 scFvが、抗CD22抗体EPC-001-2、EPC-001-3、又はEPC-001-4と同じ重鎖可変ドメイン及び同じ軽鎖可変ドメインを含む、請求項27に記載の抗CD22 CAR。
  29. 前記抗CD22 scFvが、配列番号18、27、又は36のアミノ酸配列を含む、請求項28に記載の抗CD22 CAR。
  30. 配列番号61のアミノ酸配列を含む、請求項29に記載の抗CD22 CAR。
  31. 請求項23~26のいずれか一項に記載の抗CD19 CARをコードするか、又は請求項27~30のいずれか一項に記載の抗CD22 CARをコードする、核酸。
  32. 発現ベクターであり、任意選択で、前記発現ベクターが、ウイルスベクターである、請求項31に記載の核酸。
  33. 請求項23~26のいずれか一項に記載の抗CD19 CAR、又は請求項27~30のいずれか一項に記載の抗CD22 CARを発現する、遺伝子操作された免疫細胞。
  34. T細胞である、請求項33に記載の遺伝子操作された免疫細胞。
  35. 対象における望ましくない細胞を排除するための方法であって、その排除を必要とする対象に、有効量の請求項18~20及び33~34のいずれか一項に記載の遺伝子操作された免疫細胞、又はそれを含む医薬組成物を投与することを含む、方法。
  36. 前記望ましくない細胞が、がん細胞である、請求項35に記載の方法。
  37. 前記対象が、ヒトがん患者である、請求項35又は36に記載の方法。
  38. 前記ヒトがん患者が、CD19及び/又はCD22がん細胞を含む、請求項37に記載の方法。
  39. 前記ヒトがん患者が、造血性悪性腫瘍を有し、前記造血性悪性腫瘍が、任意選択で、T細胞悪性腫瘍又はB細胞悪性腫瘍である、請求項37又は38に記載の方法。

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