JP2825804B2 - 抗原を導入したリポソーム - Google Patents

抗原を導入したリポソーム

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、細胞の他の細胞に
対する結合およびそれとの融合を誘発する抗原タンパク
質を膜中へ導入された動物由来細胞に関する。より詳し
くは本発明は、外膜がその中に、修飾された細胞または
リポソームを種々の標的細胞、殊にウイルス例えばヒト
免疫不全ウイルス(以下HIVとして示す)に感染した
細胞に生体内および試験管内で選択的に結合させる特異
性タンパク質物質を取込んだ修飾された細胞およびリポ
ソームに関する。
【0002】
【背景技術】後天性免疫不全症候群(エイズ)は、明瞭
に規定される年代学的配列の症状および高い死亡率を特
徴とするビルレント疾患である〔カラン(Curran, J.
W.)ほか、「エイズの疫学」、サイエンス(Science)、
229,1352〜1357(1985)〕。エイズは
1981年に初めて記載され、そのときから米国のみで
約400,000例を有する流行割合および90%以上の
3年死亡率に達した。今日米国中に約100万のヒトが
ヒト免疫不全ウイルス(HIV)に感染したと推定され
る。HIVはコアタンパク質、ゲノムRNAおよび酵素
逆転写酵素を含むレトロウイルスとして分類されてい
る。HIVの若干の抗原に対する抗体が感染したヒトの
血清中に存在する。
【0003】エイズにおける免疫不全の特徴はT4ヘル
パー/インデューサーリンパ球の消耗である〔ゴットリ
ーブ(Gottlieb)ほか、ニュー・イングランド・ジャー
ナル・オブ・メデイシン(N. Eng J. Med.)、305
1425〜1431(1981)〕。この欠損は主にリ
ンパ球のこの集団のHIVにより選択的感染の結果であ
る。ヘルパーリンパー球の表面上に存在するT4分子
(CD4抗原を示す)はT4リンパ球の表面に対する特
異的結合後に細胞内に入るHIVウイルスに対する受容
体として関連づけられた〔ダルグレイシュ(Dalgleish)
ほか、ネーチャー(Nature)、312、763〜767
(1984)〕。ウイルスが入る機構は完全には示され
なかったが、しかし、受容体仲介エンドサイト−シスま
たはHIVエンペロープと細胞膜との直接融合に類似す
るであろう〔ステイン(Stein)ほか、セル(Cell),
,659〜668(1987)〕。
【0004】フソーゲン(fusogen)タンパク質は、gp
120(分子量120,000ドルトンの糖タンパク質)
と称される〔マクドウガル(Mc Dougall)ほか、サンエ
ンス(Science),231,382〜385(198
6)〕、HIV表面上に確認され、このタンパク質がウ
イルスとリンパ球との間の融合を仲介する作用をするこ
とができる。細胞の内部に入るとウイルスRNAが逆転
写酵素によりDNA中へ転写される。その後DNAが宿
主ゲノム中へ組込まれる。しかし、HIV DNAの大
部分は組込まれないで細胞質中に保たれる。現在、感染
細胞が「活性化されるまでHIV複製がこの段階で制限
されることが知られている。〔マクドウガル(Me Douga
l )ほか、ジャーナル・オブ・イムノロジー(J. Immun
ology )、135、3151〜3162(198
5)〕。HIV感染後の複製の潜在的活性化因子にはウ
イルス例えばB型肝炎、ヒトサイトメガロウイルスおよ
び単純ヘルペスウイルスが含まれると思われている。活
性化後、HIVが複製され、次いで細胞表面上に組立て
られる。次いで成熟ビリオンがT4リンパ球の表面膜か
らの出芽により形成される。HIV複製の開始後T4リ
ンパ球が殺されるであろう。
【0005】T4リンパ球に対するHIVウイルスの細
胞変性効果は現在知られていないけれども、HIV感染
が起ると、ウイルスのgp120抗原が感染T4リンパ
球の表面上に発現されることが観察された。このタンパ
ク質の通常存在するCD4抗原に対する親和性のため
に、他のT4リンパ球(未感染でCD4抗原を有する)
が感染リンパ球と融合することができる。生じた細胞の
結合および融合が、融合に含まれた両方またはすべての
細胞を殺すと思われる(ザグリ(Zagury)ほか、サイエ
ンス(Science)、231、850〜853(198
6)〕。例えば、表面上にCD4抗原のない細胞系のT
4リンパ球並びに細胞と抗CD4抗体との反応により抗
原がマスクされたT4細胞は、通常状態下でHIV感染
T4細胞との融合を示さない〔マク ドウガル(Mc Dou
gall)、前掲〕。
【0006】この融合過程は若干のHIV感染および多
数の非感染T4細胞を包含することができ、大シンシチ
ウムの形成を生ずることができ、それが次いで細網内皮
系の細胞により循環から除去されるか、さもなければ溶
解することができる(例えば脳のような器管中)〔ショ
ー(Shaw)ほか、サイエンス(Science)、227、17
7〜181(1985);ガートナー(Gartner)ほか、
サイエンス(Science)、233、215〜219(19
86)〕。T4リンパ球は免疫応答において中心的役割
を演ずる。それはマクロフアージ、細胞障害性T細胞、
NK(ナチュラルキラー)細胞およびBリンパ球ととも
に均一に含まれる。従って、T4リンパ球集団の選択的
消耗でも多くの免疫欠損を生じ、エイズに特有の生命を
脅かす日和見感染を生ずる〔ボウエン(Bowen)ほか、ア
ナルス・オブ・インターナル・メデイシン(Ann. Inter
n. Med. )、103、704〜709(1985)〕。
さらに単球およびマクロフアージの一定集団もまたCD
4抗原を発現し、研究によりこれらの細胞もまたHIV
感染されることができることが示された〔ホー(Ho)ほ
か、ジャーナル・オブ・クリニカル・インベスティゲー
ション(J. Clin. Invest.)、77、1712〜171
5(1986)〕。単球のHIV感染は走化性における
欠損を生ずることができ、それはエイズで報告された。
感染マクロフアージはHIVウイルスを中枢神経系へ運
ぶことができ、この疾患に生ずる亜急性脳炎の発現を可
能にする〔ガブズダ(Gabuzda)ほか、アナルス・オブ・
ノイロロジー(Ann. Neurology)、20、289〜29
5(1986)〕。HIV感染単球は腫瘍壊死因子を含
む種々の因子を生ずることができ、それがエイズの慢性
熱およびまた悪液質の関連状態(一般栄養不良)を説明
できた。さらに、新抗原に対する低い抗体応答と組合わ
された高濃度の免疫グロブリンによる多クローン活性化
からなるBリンパ球異常が、エイズでは普通であり、H
IV感染の直接的結果となり得る。エイズの一層進行し
た段階における患者は通常無力性である(すなわち、普
通の抗原に対する減退した免疫応答を示す)。エイズは
治療が非常に困難なことが証明され、治癒するに任され
る。これまでに若干の異なる方法が試みられた。現在研
究されている可能性のある処置は次のものである:
【0007】(a) 逆転写酵素の阻止因子 この型の治療は、標的酵素がヒト細胞中に見出されない
ので非常に選択的であることができる。この種の始原型
薬物はアジド−3′−デオキシチミジン(AZT)であ
る。この薬物は、I、IIおよびIII 期の研究に合格し、
現在エイズ患者および以前にニューモシステイス(pneu
mocystis) に感染した患者の治療に承認されている。研
究はこの薬物で処置した患者がヘルパーTリンパ球の高
濃度を示しまた約1/3が陽性皮膚試験を示すことを示
した(後者は以前に無力性であった)。さらに、その疾
患に特有の神経系欠損に対する改善がある〔ヤーチェン
(Yarchoan)ほか、ランセット(Lancet)、575〜5
80頁(1986)参照〕。しかし、臨床および免疫パ
ラメーターにおける前記改善にもかかわらず、ウイルス
がリンパ球中に生き残ることが認められる。 (b) 一般抗ウイルス剤 現在リバビリン(ribavirin)、ホスカーネット(Foscar
net)(HPA−23)およびスラミン(Suramin)のよう
な化合物が研究中である。現在これらの物質の有効性に
ついて利用できるデータがない。 (c) 免疫修飾物質 この型の処理にはエイズ患者中の欠損免疫系を高めまた
は再構成する試みが包含される。そのような試みは数年
間行なわれた。試験された免疫修飾物質の1つはα−イ
ンターフェロン、抗ウイルス免疫修飾および抗増殖効果
を有する白血球由来糖タンパク質である。この物質は、
ヒト患者に単に最少の有効性を示したが、許容できない
毒性水準を示した〔ゲルマン(Gelmann)ほか、アメリカ
ン・ジャーナル・オブ・メデイシン(Am.J. Msd.)、
、737〜741(1985)〕。エイズ患者に試験
された類似物質はインターロイキン−2である。後者は
Tリンパ球の全数を高め、リンパ球からのHIVの分離
を低下するが、しかし排除しないことが示された。それ
はまたカポジ肉腫、後者はエイズの一層進行した期に関
連する悪性腫瘍、の最少程度の退行に関連づけられた
〔ブロダー(Broder)ほか、ランセット(Lancet)、6
27〜630頁(1985)〕。 (d) 移植 骨髄移植が若干のエイズ患者に試みられ、その目的は患
者の免疫反応性の再構成であった。そのような療法は長
期経続よりはむしろ一過性の状態の改善を生じたにすぎ
なかった。
【0008】リポソームと細胞または核エンベロープと
を有効に溶融させる方法が記載された〔アービンテ(Ar
vinte)ほか、バイオケミストリー(Biochemistry)、
、765〜772(1986)参照〕。多くの場合
に、そのような融合は、タンパク質、ペプチド、ポリエ
チレングリコール、ウイルスエンベロープタンパク質な
どであることができるフソーゲンといわれる誘発性物質
を用いて行なわれた。若干の場合に融合誘発性物質には
媒質の改変状態が包含される。従って、低pHがリポソー
ムと核エンベロープとの融合の誘発に有利に使用された
〔アービンテ(Arvinte)ほか、バイオケミストリー(Bi
ochemistry)、前掲〕。操作は以前には生体内の特定細
胞に対する異なる分子の標的送達のために開発された
〔ニコラウ(Nicolau)ほか、ビオシミカ・エ・ビオフイ
ジカ・アクタ(Biochim. Biophys. Acta)、805、3
54〜367(1984)〕。そのような標的性は二重
層中に特定的に選択された糖脂質を含有したリポソーム
の使用により実現された。そのような糖脂質はそれらの
上の、標的細胞の形質膜上の1またはそれ以上のレクチ
ン(一定の型の炭水化物構造に特異的に結合する植物細
胞から誘導された物質)により認識された末端炭水化物
の存在を基にして選択された〔ニコラウ(Nicolau)ほ
か、プロシーディングス・オブ・ザ・ナショナル・アカ
デミー・オブ・サイエンス(Proc. Natl. Acad. Sc
i.)、80、7128〜7132(1983)参照〕。
そのような方法が働くには、標的細胞がその膜内の他の
細胞の膜内に存在する分子に対し特異性でそれに結合す
る受容体を含まねばならない。次に細胞の融合を誘発す
ることが必要であり、それはフソーゲン物質を用いて実
験的に、または自然にウイルス感染に由来するタンパク
質のような一定の融合剤により行なうことができる〔ガ
ロ(Gallo)ほか、サイエンス(Science)、224、50
0〜503(1983)〕。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、種々
の細胞毒素および溶菌物質、有利にはタンパク質リシン
を取込ませたCD4保持細胞、有利には赤血球、あるい
はリポソームを生成させることによりHIV感染細胞と
CD4保持細胞との選択的融合を利用することである。
そのような方法はHIV感染細胞の選択的な殺害を生ず
る。そのような目的は形質膜または脂質二重層(場合に
よる)中にCD4抗原をもち、かつ細胞障害物質、例え
ばリシン、ゲロニンおよび(または)それらと等価の物
質を含有する一群のエンジニアド(engineered) 赤血球
またはリポソームの構築により実現される。本発明の他
の目的は抗原を細胞の形質膜中へ導入する方法を提供す
ることである。
【0010】本発明の目的はまた、毒性および細胞溶解
物質を選定リポソームおよび細胞中へ取込ませる方法を
提供することである。本発明の他の目的は、そのような
エンジニアド細胞またはリポソームの最適量罹患患者中
へ導入し、ウイルスが感染標的細胞内で複製するかまた
は他の健全細胞に対する細胞の結合を促進してウイルス
を拡散しまたはそれらに対する身体の防禦を阻害するこ
とができる前に、これらの細胞またはリポソームを生体
内でウイルス感染細胞に結合させ、それと融合して破壊
させることによりウイルス疾患状態を軽減することであ
る。本発明の目的はまた、CD4タンパク質を膜中挿入
することにより修飾した異種赤血球〔および(または)
リポソーム〕を投与し、その結果、これらの細胞〔およ
び(または)リポソーム〕をHIV感染細胞に選択的に
結合させ、付随して融合させてHIV感染細胞を循環か
ら排除させる方法を提供することである。
【0011】これらおよび他の目的、目標および利点は
本発明により実現される。本発明は、細胞の他の細胞に
対する結合およびそれとの融合を誘発する抗原タンパク
質を膜中へ導入された、例えば人為的に取込ませた動物
例えばヒト由来細胞に関する。本発明はまた、薬理学的
に許容される希釈剤中に懸濁された前記動物由来細胞の
1種またはそれ以上の細胞障害物質と協力した治療有効
量を投与、例えば注射、することを含むウイルス誘発疾
患の治療に関する。本発明はまた、薬理学的に許容され
る希釈剤中に懸濁された前記動物由来細胞の、1種また
はそれ以上の細胞障害物質と協力した治療有効量を含む
組成物を指向する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。 (a) 本発明の性質 本発明は、ヒトCD4抗原を形質膜中へ取込み、エンジ
ニアド細胞と融合する細胞を破壊できる1種またはそれ
以上の細胞障害物質を細胞内に含有する型のエンジニア
ド赤血球を具体化する。これらのエンジニアド赤血球の
代りにリポソームを製造して同様に用いることができ
る。本発明またはこれらの細胞を正常赤血球から製造す
る方法に関する。本発明はさらにこれらのエンジニアド
赤血球(またはリポソーム)をウイルス感染により起さ
れた疾患、殊に後天性免疫不全症候群(エイズ)の治療
に使用する方法を具体化する。もちろん、エンジニアド
赤血球が示されるとき常に本明細書に記載する修飾リポ
ソームもまた使用できることを留意すべきである。
【0013】提案した治療の主な特徴は次のとおりであ
る。膜上にCD4受容体をもつ赤血球はウイルスgp1
20表面糖タンパク質を表現する循環HIV感染細胞に
結合できる。そのような凝集体は次いで脾臓マクロフア
ージおよび肝臓のクッパー(Kupffer)細胞により循環か
ら除去される。細胞凝集体の取込みによるこれらの食細
胞の細胞の可能な感染を防ぐために、一定の抗HIV薬
例えばAZT−またはDDC−三リン酸(AZTはアジ
ド−3′−デオキシチミジンであり、DDCはジデオキ
シシチジンである)が注射前にCD4保持赤血球中に封
入される。食作用は薬物の存在なくHIV感染細胞の破
壊を有効に生ずるけれども、赤血球中のそのような抗H
IV薬の取込みにより追加の保護が生ずる。
【0014】HIV感染細胞が選択的に結合し、ついに
はCD4抗原を有する非感染細胞と融合する傾向がある
ので、この抗原を形質膜上に有する細胞が、赤血球であ
っても、HIV感染T細胞および(または)HIVウイ
ルス自体と選択的に結合し、おそらく融合することを仮
定し、証明した。HIV感染細胞が細胞溶解物質を含む
他の細胞と融合すると感染細胞が破壊される。ウイルス
感染細胞の破壊における作用物質として臨床的に有効で
あるために、エンジニアド細胞は次の性質を有さねばな
らない:(1)それらが長く持続する、すなわち生体内
で少くとも細胞、この場合赤血球、の正常寿命に接近す
る寿命を有さねばならない;(2)それらが、それらに
含まれる細胞障害物質が身体の組織に無差別に作用しな
いような低毒性でなければならない;(3)それら自体
が、それらの中に置かれた毒素により不利に影響されて
はならない(そうでないと、それらが標的細胞を捜し出
して選択的に融合できる前に毒されるであろう);
(4)それらはまた標的(すなわち感染した)細胞との
融合にのみ選択的であって他の健全な細胞とは結合も融
合もしてはならない;(5)それらは、それらがレシピ
エンド中で不利な抗原反応を起し従って患者のすでに負
担のかかった免疫系にさらに負担をかけることのないよ
うに非免疫源でなければならない。本発明に含まれる修
飾赤血球(およびリポソーム)がそのような役割に対す
る良好な候補であることが発見された。これは、それら
が他の細胞の生体繁殖装置を欠き、それらの寿命の間実
質的に血流中の酸素を運ぶ役目をするヘモグロビンの嚢
にすぎないためである。従って、それらは、それら自体
その中の種々の細胞障害物質の存在により不利に影響さ
れない。赤血球は血流中の最も多い細胞の1つであるの
で、抗原修飾毒素積載細胞によるその少部の置換は生物
体にとってほとんど重大でない。さらに、毒素が修飾赤
血球内に隔離されるので、単に注射された治療薬の場合
のように生物体の組織と不規則に相互作用することが自
由でない。
【0015】(b) リポソーム 水性媒質を囲む脂質二重層(2分子の厚さ)からなる。
リポソームは一般に水性媒質中の脂質の音波処理によ
り、乾燥脂質層の緩衝液中の再懸濁により、または有機
溶媒中に溶解した脂質の選択緩衝液に対する透析により
形成することができる。リン脂質はそれを水と混合する
と一部は分子が両性である:それらが疏水性(水不溶
性)尾部および親水性(水溶性)または「極性」頭部を
有する、ので閉鎖流体充填球体を形成する。2つの脂肪
酸鎖、それぞれ10〜24個の炭素原子を含む、が多く
の天然存在リン脂質分子の疎水性尾部を構成する。若干
の水溶性分子に結合したリン酸が親水性頭部を構成す
る。十分高い濃度のリン脂質を水と混合すると疎水性尾
部が自然に一緒に並んで水を排除し、親水性頭部が水を
結合する。
【0016】その結果、脂肪酸尾部が膜の内部へ向き、
極性頭部基が外方へ向く二重層である。膜の1表面にお
ける極性基はリポソームの内部へ向き、他の表面におけ
るものは外部環境の方へ向く。研究者に薬剤のリポソー
ム中への装入を可能にさせるのはリン脂質と水とのこの
顕著な反応性である。リポソームが形成されると、水に
加えた水溶性分子が球の内部中の水性空気中に取込ま
れ、小胞形成中に溶媒に加えた脂質可溶性分子が脂質二
重層中へ取込まれる。薬物送達に使用されるリポソーム
は典型的には直径が250オングストローム単位〜数ミ
クロンの範囲内にあり(対照として、赤血球の直径は約
10ミクロンである)、通常溶液中に懸濁される。それ
らは2つの標準形態:流体により分離された若干の脂質
二重層で構成される「タマネギ状皮膚」をもつ多重ラメ
ラ小胞(MLV)および完全に流体のコアを囲む単二重
層からなる単ラメラ小胞、を有する。単ラメラ小胞は典
型的には小(SUV)または大(LUV)である特徴を
有する。
【0017】適当な環境下で、リポソームはほとんどの
任意の細胞型に吸着できる。それらが球を吸着するとリ
ポソームは若干の細胞により取込まれ、または飲み込ま
れることができる。吸着されたリポソームは細胞膜と脂
質を交換することができ、またときどき細胞と融合でき
る。融合が起るとリポソーム膜は細胞膜中へ取込まれ、
リポソームの水性分は細胞中の流体と併合する。多くの
型の細胞により吸着され、結合され、ついには吸収さ
れ、そのときそれらの内容物を徐々に遊離するリポソー
ムの能力が、リポソームを時間放出薬物供給系に対する
優れた候補にする。薬物がリポソームからどのような速
さで放出されるかはリポソームの組成、封入薬物の型お
よび細胞の性質を含む多くの因子による。
【0018】リポソームのエンドサイト−シスは限定種
類の細胞、すなわち異質粒子を摂取できるもの、の中で
生ずる。食細胞の細胞がリポソームを吸収すると、細胞
は球をリソソームとして知られる細胞下オルガネラ中へ
移動させ、そこでリポソームの膜が分解されると思われ
る。リポソームの脂質成分はリソソームからおそらく外
方へ移動して細胞膜の一部となり、リソソームの分解に
耐性の他のリポソーム成分(例えば一定の薬物)は細胞
質内へ入ることができる。脂質交換はリポソームからの
形質膜中への個々の脂質分子の移動(およびその逆)を
含み;リポソームの水性分は細胞内へ入らない。脂質交
換が起るにはリポソーム脂質が標的細胞に関連した特定
の化学を有さねばならない。リポソーム脂質が細胞膜に
接合した後、それが長時間膜中に保持され、または種々
の細胞内の膜へ再分配されることができる。薬物がとも
かくそのような交換性脂質に結合すれば、それは脂質交
換中に潜在的に細胞中へ入ることができる。
【0019】(c) 疾患 本発明は、ヒトおよび動物の種々のウイルス、細菌アレ
ルゲンおよび寄生虫疾患との戦いに使用できる。従っ
て、本発明は次のウイルスとの戦いに使用できる:HI
V、B型肝炎ウイルス、インフルエンザ血球凝集素(A
/メンフイス/102/72株、A/Eng1878/6
9株、A/NT/60/68/29c株、およびA/Q
u/7/70株、Ao/PR8/34、Al/CAM/
46、並びにA2/シンガポール/1/57;B型イン
フルエンザウイルス、例えばB/Lee40)、家禽ペス
トウイルス血球凝集素、ワクシニア、ポリオ、風疹、サ
イトメガロウイルス、疱瘡、単純ヘルペス1および2
型、黄熱、感染性エクトロメリアウイルス、牛痘ウイル
ス、ウシ伝染性鼻気管炎ウイルス、ウマ鼻肺炎(ウマ流
産)ウイルス、ウシの悪性カタルウイルス、ネコ鼻気管
炎ウイルス、イヌヘルペスウイルス、エプスタイン・バ
ーウイルス(伝染性単核症およびバーキット・リンパ腫
と関連)、マレーク病ウイルス、ヒツジ肺リンパ節腫症
(ヒツジ肺腺症)ウイルス、サイトメガロウイルス、ア
デノウイルス群、ヒト乳頭腫ウイルス、ネコ汎白血球減
少症ウイルス、ミンク腸炎ウイルス、サケ類(trout)の
伝染性脾臓壊死ウイルス、魚類肉腫ウイルス(種々の系
統)、ニワトリ白血病ウイルス(内臓、赤芽球および骨
髄芽球)、大理石骨病ウイルス、ニューカッスル病ウイ
ルス、パラインフルエンザウイルス1、2、3および
4、ムンプスウイルス、トルコ(Turkey)ウイルス、カ
ナダ/58、イスジステンパーウイルス、麻疹ウイル
ス、RSウイルス、例えばインフルエンザB型ウイルス
例えばB/Lee/40;狂犬病ウイルス;東部ウマ脳炎
ウイルス;ベネズエラウマ脳炎ウイルス;西部ウマ脳炎
ウイルス;黄熱ウイルス;デング1型ウイルス(=6
型)、デング2型ウイルス(=5型)、デング3型ウイ
ルス、デング4型ウイルス;日本脳炎ウイルス;キャサ
ナー森林病ウイルス;跳躍病ウイルス;ミューリー谷脳
炎ウイルス;オムスク出血熱ウイルス(IおよびII
型);セントルイス脳炎ウイルス;ヒトライノウイル
ス;口蹄疫ウイルス;ポリオウイルス1型;エンテロウ
イルスポリオ2;エンテロウイルスポリオ3;ニワトリ
伝染性気管支炎ウイルス;ブタ伝染性胃腸炎ウイルス;
リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス;ラッサウイルス;マチ
ュポウイルス;ピチンデ(Pichinde)ウイルス;タカリ
ベウイルス;乳頭腫ウイルス;シンドビスウイルス;な
ど。
【0020】本発明は、また細菌、例えばらい病、結
核、梅毒および淋疾を起すものとの戦いに使用できる。
本発明は、また寄生虫、例えばマラリアを運ぶ生物体
(熱帯熱マラリア原虫、卵形マラリア原虫など)、住血
吸虫症、回旋糸状虫および他のフィラリア寄生虫、トリ
パノソーマ、リーシュマニア、シャガス病、アメーバ
症、鉤虫などとの戦いに使用できる。本発明は、修飾細
胞およびリポソームの特定細胞および組織に対する標的
性を可能にするので、それはまた癌増殖との戦いに有効
であることができる。
【0021】(e) 純CD4の製造 HIVによる正常T細胞の破壊にはウイルスによる細胞
の感染とその後のウイルスによりコードされる特異糖タ
ンパク質の生成、並びに感染細胞の形質膜中へのこれら
の糖タンパク質の挿入が包含される。この糖タンパク質
は表面上にCD4抗原を含む他の細胞に対する親和性を
有する。ヒト白血球抗原、CD4、は血液バンクからの
血液の遠心分離後に得られたバフイーコートを含む種々
の源から、並びにT細胞リンパ腫細胞系〔アメリカン・
タイプ・カルチャー・コレクション(American Type Cu
lture Collection, Rockville, Maryland,USA)から
得られるCEM−細胞〕から分離することができる。C
D4抗原はマドン(Maddon)ほか、セル(Cell)、
、93〜104(1985)の操作により精製でき
る。この操作に対する一般的工程を図に示す。
【0022】精製CD4はすぐに使用でき、また−20
℃で2〜3月安定である。図1中、緩衝液組成は次のと
おりであることができた: 緩衝液A=0.2M n−オクチル−β−D−グルコシド(OGS) 0.15M NaCl 0.2M PMSF 0.01M トリス、最終pH=8.0 緩衝液B=0.1M β−マンノシドを含む緩衝液A 緩衝液C=1%(w/w)デオキシコール酸ナトリウム 1M 酢酸ナトリウム、最終pH=4.0 緩衝液D=0.1M 酢酸ナトリウム、最終pH=4.7 上記緩衝液A中のPMSF(フエニルメチルフルオロ硫
酸)は抽出および精製操作の間タンパク質分解の阻止に
使用される毒性物質である。しかし、それは後のクロマ
トグラフィー段階により完全に除去される。
【0023】OGS(オクチルガラクトシド)はCD4
の抽出に使用される洗浄剤である。後に精製工程におい
てそれは天然存在胆汁酸塩であり、毒性でないDOC
(デオキシコール酸塩)により置換される。DOC(デ
オキシコール酸ナトリウム)は精製CD4中に0.005
%の濃度で存在し、本発明により治療したエイズ患者の
血液中に約0.000001%の濃度で存在する(それは全く安
全である)。ヒトCD4タンパク質または種々の細胞中
の組換えCD4分子として得ることができる。〔ウオル
トン(Walton)ほか、セル(Cell)、1988、印刷
中〕。
【0024】(f) エンジニアド赤血球を形成する細胞
融合 本発明によるエンジニアド赤血球を形成する一般的操作
を図2に示す。図2中で生成された修飾RBC(赤血
球)(未標識)は約50,000分子のCD4毎細胞を含
み、20℃で20日まで安定である。クロム標識修飾R
BCは毒性研究のみに用いたのでそれらの製造は任意で
あり、それらは通常治療目的に対する本発明の実際の実
施に使用されないがしかしそれらを使用できる。そのよ
うな標識細胞は活性物質として本発明を用いる試験管内
診断法における使用が見出されよう。赤血球膜中へCD
4を挿入する他の方法は初めにタンパク質をリポソーム
膜中へ挿入し、次いでそれを赤血球と融合させて膜中に
CD4を含む細胞−リポソームハイブリッドを生成させ
ることである。さらにこの方法は後の融合で細胞、有利
には赤血球に対するリポソーム封入分子(有利には細胞
毒または治療物質)の送達を生ずる。
【0025】赤血球を連続溶解および再封する技術は再
封赤血球〔イーラー(Ihler)ほか、PNAS、70、2
663〜2666(1973)〕およびエンドサイト−
シスによる装入細胞(イーラー(Ihler)ほか、ジャーナ
ル・オブ・アプライド・バイオケミストリー(J. App.
Biochem)、、418〜435(1982)〕の既知概
念を基にして開発された。これらの方法は、種々の分子
を細胞中へ封入し、その寿命を不変に保つことを可能に
する〔ニコラウ(Nicolau)ほか、EP83 40136
4−1(1983)およびニコラウ(Nicolau)ほか、ア
ナルス・オブ・ザ・ニューヨーク・アカデミー・オブ・
サイエンス(Ann. N. Y. Acad. Sci)、445、304
〜315(1985)〕。本発明には生体中のウイルス
感染細胞との最終融合およびその破壊に対する「標的化
弾丸」として作用できる修飾赤血球(またはリポソー
ム)が含まれる。
【0026】リゾチームが酸性pHでリポソームと赤血球
ゴーストとの融合を誘発することが既に示された〔アー
ビンテ(Arvinte)ほか、プロシーデイングス・オブ・ザ
・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンス(Proc.
Nat. Acad. Sci.),83巻、962〜966(198
6)〕。その操作においてリゾチームは音波処理小胞
(リポソーム)の外部膜に共有結合させ、これらの小胞
とヒト赤血球ゴーストとの融合の誘発に作用させた。融
合の強い誘発が最適リゾチームpHで認められた(それは
リゾチームを単に懸濁液に加えたときに認められなかっ
た)。この操作は、リゾチームが電気的に中性のリポソ
ーム相互の融合を誘発しないので有用であり、従って、
リポソームと細胞との融合に十分適する。本発明には媒
質中にリゾチームを全く存在させないで融合を誘発させ
る方法が含まれる。これは大規模臨床使用に対するエン
ジニアド赤血球の形成を非常に容易にする。
【0027】(g) エンジニアド赤血球の毒性 エンジニアド赤血球(種々の捕捉物質例えばイノシトー
ル六リン酸イソチオシアナート標識リシンを含む)の寿
命がほゞ正常値であることが示された〔ニコラウ(Nico
lau)ほか、アナルス・オブ・ザ・ニューヨーク・アカデ
ミー・オブ・サイエンス(Ann. N. Y. Acad. Sci.)、前
掲〕。さらに、これらの細胞の、子豚中の30日の期間
にわたる生体内毒性が追跡された。簡単に記載すると、
少量のエンジニアド細胞の注射(30〜40%薬物積載
細胞、すなわち細胞懸濁液のヘマトクリットが30〜4
0%である、約0.1〜1mlを静脈内に注射した)後、動
物血液、例えば子豚の血液、の試料を30日の経過にわ
たってときどきとった。これをイオン(K、Na、Cl、Ca
などを含む)の濃度並びにタンパク質、尿素およびグル
コース濃度について検定した。
【0028】ゲロニンを封入したマウスRBCの寿命測
定値は正常マウスRBCの寿命に比べて有意な変化を示
さなかった。(ともにマウス中で約11日の半減期を有
する)。毒性試験の間、動物を30日の期間にわたって
種々の時間間隔で剖検し、肝臓クッパー細胞および膵臓
マクロフアージの状態を調べた。遊離免疫毒素(リシン
が毒素であった)の直接接種は細網内皮系中の組織損傷
を示した。脾臓および肝臓中のマクロフアージは毒素を
循環から除去する〔ビテッタ(Vitetta)ほか、サイエン
ス(Science),219、644〜650(198
3)〕。しかし、本発明により用いた免疫毒素による腎
臓細胞に対する損傷がなく、毒素積載エンジニアド細胞
が毒性でないことを示した。他のエンジニアド赤血球に
対する含有毒素の主標的は脾臓マクロフアージであろ
う。これらの細胞が幹細胞により置換されることができ
るので、生ずる損傷は不可逆性でないであろう。さらに
実験証拠は、骨髄中の細胞からのマクロフアージの置換
のために細網内皮系を消耗させることが不可能なことを
示した〔フアン・フアース・アンド・コーン(Van Furt
h andCohn) 、ジャーナル・オブ・エクスペリメンタル
・メデイシン(J. Exp. Med.)、128、415〜42
4(1968)〕。
【0029】(h) 標的細胞との融合 適当な免疫系の機能化に必要なT4細胞がCD4抗原を
有するので、それらが感染細胞に選択的に結合し、つい
には溶解される。溶解は培養細胞中への放射性成分例え
ばCr−51の取込みにより試験管内で測定できる。細
胞上の媒質中への同位元素の遊離(ウエル型カウンター
を用いてモニターした)は溶解の尺度である。そのよう
な溶解はシンシチウムの形成と(CD4含有細胞とHI
V感染細胞との融合により発生するので)相関する。そ
のような融合は後記の実施例5の操作によりモニターさ
れ、結果は相当する表1(後掲)に示される。CD4抗
原を挿入された赤血球はフリーズエッチング電子顕微鏡
検査並びに薄片電子顕微鏡検査により調べることができ
る。簡単に記載すると、CD4抗原を有する赤血球をマ
ウス単クローン性抗CD4とともにインキュベートす
る。洗浄後、これらの細胞を、ヤギ抗マウスIgGでコ
ートした10nm金ビーズとともにインキュベートした。
フリーズフラクチャーレプリカ中で10nmビーズがクロ
ス割断赤血球の周囲の周りに観察された。観察ビーズの
数毎細胞はフラクチャーの偶然性に依存し、必らずしも
その細胞に結合したビーズの実際の数の尺度ではない。
最良の場合にビーズはクロス割断赤血球の1側に沿って
40〜50nmの間隔で規則的に並んで見える。エッチン
グにより生じた「タマネギ環」効果のために赤血球膜か
らのビーズの距離を正確に決定することができない。同
一試料の薄片中に電子濃密10nm金ビーズもまた赤血球
の膜表面に観察される。HIV感染H9細胞とともにイ
ンキュベートした後のCD4保持赤血球のフリーズエッ
チング像は赤血球膜面上の膜タンパク質の分布を変えた
100nmの「不規則性」または「押出」を示した。これ
はウイルスの赤血球との(おそらくCD4抗原に対す
る)融合を示唆する。
【0030】二重層中にCD4を有する調製リポソーム
(実施例1、後記、による)はフリーズエッチング電子
顕微鏡検査により調べることができ、300〜500nm
の範囲の直径の単ラメラおよび多重ラメラの両方である
と認められる。リポソームをHIV感染H9細胞ととも
に8時間インキュベートした後、ウイルス粒子はCD4
タンパク質挿入リポソームに結合されるが、しかしこの
タンパク質のないものには結合しないことが認められ
る。これはまた、本発明により膜中へ挿入されるとタン
パク質が適当に配向されることを示す。ウイルス粒子は
大きさ(約100nm)および膜タンパク質の存在の両方
により確認することができる。リポソームは大きさおよ
び封入デキストランにより確認された。CD4リポソー
ムと感染細胞との融合およびリポソームの内容物の細胞
内部への送達を示すために次の操作を用いることができ
る。フエリチンを封入しているCD4−リポソーム〔実
施例1(後記)の一般操作による〕をHIV感染H9細
胞または正常H9細胞とともに8時間インキュベートす
る。次いで細胞を洗浄して固定する。CD4を有しない
が、しかしフエリチンを封入しているリポソームを同様
に用いる。薄片電子顕微鏡検査はリポソームに封入され
たフエリチンが感染細胞中の脂質小滴へ移動したことを
示した。リポソームが感染細胞内の大細胞質液泡内に認
められた。細胞の形質膜とのリポソームの融合の例もま
た認められた。これらの結果はリポソームがCD4抗原
を有しなかった場合に認められなかった。膜中にホスフ
アチジルエタノールアミンリサミンローダミン〔ローダ
ミンは蛍光染料であり、こゝでは脂質に結合している)
を有して形成され、F1−デキストランを封入するCD
4保持リポソームをHIV感染H9細胞とともに8時間
インキュベートし、次いで洗浄して固定する。同様の、
しかし二重層中に存在するCD4抗原のないリポソーム
を用いて類似の操作を追跡する。フリーズエッチング像
は、ウイルス粒子がCD4をもつリポソームに結合した
が、それのないものに結合しなかったことを示した。さ
らにCD4抗原を有するリポソームがHIV感染H9細
胞との融合の過程中に示された(すなわち、それらが明
らかな膜の連続性を示した)。CD4抗原の存在しない
リポソームは細胞膜上の上に載っているが、しかし実際
の融合の証拠を示さなかった。
【0031】これらの細胞の蛍光分析は、リポソームが
それらの二重層中にCD4抗原、並びに脂質−ローダミ
ン接合体を有した実験で有意なローダミン蛍光を示し
た。この蛍光は拡散し、また中断したが、しかしすべて
の場合に細胞の核から排除された。拡散蛍光はリポソー
ムが細胞の形質膜と融合したことを示す。中断蛍光は細
胞表面上に集まるがしかし融合しないけれどもおそらく
結合および融合の初期段階にあるリポソームのためであ
ることができる。それはまた細胞の消化画室中のリポソ
ーム成分の隔離、並びにリポソームのエンドサイト−シ
スの結果に基くことができる。しかし、核からの染料の
排除が細胞がなお生存可能なことを示す。同様の試験に
未感染健全H9細胞を用いた場合に、単にときどき蛍光
が細胞表面に付着したリポソームから検出された。CD
4抗原をもたないリポソームを用いたときにH9細胞の
感染または非感染に関係なく有意な蛍光が検出されなか
った。CD4抗原をもつ細胞はまたウイルス糖タンパク
質(gp120)をもつ感染細胞に結合するので、毒素
積載細胞またはリポソーム(膜中に取込まれたCD4抗
原を有する)の使用はこれらの細胞またはリポソームと
HIV感染細胞とを融合させ、その後、それらが健全な
T4細胞に結合してそれと融合できる前に後者が破壊さ
れる。これは患者の免疫系をHIV感染細胞によるそれ
以上の破壊から、望ましくはそれが修復できない損傷を
うける前に防止作用をする。本発明に有利に使用できる
毒素の限定的でない例にはリシン(MW25,000のタ
ンパク質、その毒性A鎖が必要なすべてである)、アブ
リン(一定植物の種子から得られる有毒アルブミン)、
ゲロニン(MW23,000の、非免疫源である利点を有
するタンパク質)およびジフテリア毒素が含まれる。こ
れらの多くは市販されている。ゲロニンはピール(Pih
l)ほか、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミス
トリー(J. Biol. Chem.)、255、6947〜695
3(1980)の方法により調製される。本発明の実施
例が後に示され、毒素としてリシンおよび(または)ゲ
ロニンの使用に関して示されるが、しかし、任意の適当
な細胞障害物質を、基本操作を大きく変形することなく
これらの代りに用いることができる。
【0032】(i) 臨床使用 本発明を構成する修飾細胞を、HIV感染リンパ球を抹
消循環から選択的に排除することによるエイズの治療に
用いることができる。操作にはエイズウイルスに対する
受容体(CD4抗原)を自己赤血球膜中へ挿入すること
を包含される。感染細胞はその外部表面上にgp120
フソーゲンタンパク質を発現し従ってCD4含有細胞を
結合する。エイズ患者中でリンパ球(通常CD4抗原を
もつ)はHIV感染細胞(通常gp120タンパク質を
もつ)に結合し、これが、すべての細胞が感染するかま
たは死ぬまで感染の拡散を生じ、従って免疫系の一般的
減退をもたらす。もちろん、HIV感染リンパ球は、正
確にTヘルパーリンパ球とではなく、CD4をもつ細胞
と結合し、融合する。前記のように、これにはCD4を
もつ赤血球が含まれる。CD4−赤血球がその中に細胞
障害物質を含む場合に、融合は両細胞の死を生ずる。さ
らに、ウイルス自体がCD4タンパク質に結合するの
で、血流中の遊離ウイルスがCD4保持赤血球に結合
し、その中に隔離される。赤血球が遺伝装置を欠くので
ウイルスはその中で繁殖できない。従って二重の効果が
あり:血流中の少量の遊離ウイルスを隔離し、また一層
重要なことにはgp120をもつ感染リンパ球が健全な
T細胞に結合しウイルスを拡散することができる前にそ
れと融合し、破壊する。
【0033】エンジニアド赤血球の静脈内注射に加え
て、毒素をリポソームの使用により他の組織中へ選択的
に導入することができる。例えば、リポソーム(その二
重層内にCD4抗原をもち、リポソーム内に封入された
ゲロニン、リシンまたは若干の他の毒素を含有する)の
リンパ節内への組織内(interstitial)注射(例えば指
間)によりリンパ節中に存在する感染細胞を選択的に攻
撃することができる。そのような治療の方法の利点は、
こゝに提供される方法により発生されるリポソームが小
細胞の大きさに接近する大きさであり、従って注射後の
エンドサイト−シスにより分解されないことである。さ
らに、本発明を構成するCD4をもつ細胞およびリポソ
ームは、試験管内検定の一部としてgp120をもつ
(すなわち、感染した)リンパ球の存在の検出に使用で
きる(後記実施例5の操作を用いる)。そのような操作
には本発明による細胞またはリポソームの生成が包含さ
れる。診断試薬を構成する細胞またはリポソームはそれ
らの膜中にCD4抗原を有し、それらの細胞質中に細胞
障害物質を含有し、放射性物質、有利にはクローム−5
1で標識される。HIV感染細胞がgp120ウイルス
タンパク質をそれらの膜内にもつのでそのような細胞
は、CD4をもち、毒素を含有し、放射性標識した細胞
と融合し、次いで放射性標識を周囲媒質中へ遊離する。
【0034】本発明を診断試薬として用いるには、患
者、場合によりエイズをもつ疑いのあるもの、から血液
をとり、白血球(殊にリンパ球)を標準操作(例えば、
本明細書に既に記載した操作)により捕集し、リポソー
ムが例示のために使用される後記実施例5に記載される
ように、小分割量を試験管内で本発明の細胞またはリポ
ソームの分割量と混合する。37℃またはその付近で細
胞融合が起る十分な時間、最適には24時間まで、イン
キュベートした後、細胞媒質の試料を捕集し、放射能を
測定する。測定は正常なヒトの血液の白血球を対照とし
て用いて二重に行なわれる。対照細胞と比較して患者か
らとった細胞の周囲の媒質中の放射能(補正式による計
算後)の高水準の検出は融合、それにより患者の血液中
にgp120タンパク質を含む細胞の存在することを示
す。後者は前記細胞がエイズウイルスで感染されたこと
および従って患者がエイズをもつことを意味すると解釈
される。CD4以外の抗原を本発明の細胞またはリポソ
ームの膜内に導入できるので他のウイルス疾患を、この
操作を用いて診断することができる。これまでは、エイ
ズに対する診断操作は通常エイズをもつ疑いのある患者
の血液中の抗HIV抗体の存在の検出による。しかし、
そのような所見は必らずしも疾患の発生を示さないで、
単に患者がウイルスまたはその抗原の若干にさらされた
ことを示す。こゝに開示された診断法は、ウイルスが複
製されている感染細胞の存在、すなわち活性感染、を示
す利点を有する。出願人はそれらのすべての等価物を期
待する意図である。
【0035】本発明を構成する細胞およびリポソーム
は、さらに治療量の抗ウイルス薬を細胞例えばマクロフ
アージおよびクッパー細胞に直接送達する手段として利
用できる。後者の型の細胞(細網内皮系の一部)はHI
Vに対する受容体をもたない。しかもHIV感染細胞は
それらの表面上に異質抗原を発現し、ついにはマクロフ
アージおよびクッパー細胞により吸収され捕食される。
この経路は細網内皮系の細胞の感染に、不本意にもそれ
らの表面上のCD4抗原がウイルスにより使用される。
これらの細胞を、ウイルスの住拠となりその複製を許す
ことから保護するために本発明の細胞およびリポソーム
を、治療量の抗エイズ薬をマクロフアージ、クッパー細
胞および細網内皮系の他の細胞に直接送達するために使
用できる。これは、これらの食細胞の細胞が感染細胞お
よび他のウイルス汚染砕片を摂取した後ウイルスで感染
されるのを保護する効果を有する。
【0036】例としてAZT(アジド−3′−デオキシ
チミジン)、リババリンおよびDDCが本発明の細胞お
よびリポソーム内に容易に封入される。これは1987
年3月24日に発行された米国特許第4,652,449号
に開示された封入操作を用いることにより最も容易に達
成され、それらの開示は特にこゝに参照される。治療薬
の封入の前または後に、本発明の操作を用いて適当な抗
原タンパク質(エイズが治療される疾患である場合には
CD4)を赤血球およびリポソームの膜中へ挿入する。
その結果、赤血球またはリポソームは中に治療量の活性
抗エイズ薬を含有し、それをエイズウイルスで感染され
た細胞へ向かわせ、その細胞との融合を誘発させる作用
をするCD4抗原を膜中に取込んでいる。融合後、この
融合細胞複合体は異質(感染細胞または細胞類の膜中の
ウイルスコードタンパク質のため)と認識され、マクロ
フアージおよび他の細網内皮細胞により捕食される。そ
の結果、抗エイズ薬が直接食細胞の細胞内へ導入され、
これらの細胞中のウイルスの複製を防ぎ、従ってウイル
スがそれ自体複製できる他の道筋を閉鎖する。
【0037】そのような方法の利点は、薬物が血液中に
遊離しておらず、従って望ましくなく有害な副作用の生
起に利用できないことである。さらに、薬物を運ぶ細胞
またはリポソームの膜内の抗原が、膜中にgp120タ
ンパク質をもつ細胞(すなわち、HIV感染細胞)に対
して特異性であり、健全な細胞が薬物にさらされず、従
って薬物の固有の毒性が非常に低下する。最終の結果は
薬物の全量を減少でき、従って全コストが低下され、薬
物の有効治療細胞質濃度がまた増加される(それが身体
全体に無駄に拡散しないため)。他の利点は、薬物が抗
原修飾された赤血球およびリポソーム内に有効に隔離さ
れるので、身体の組織液(ウイルス感染細胞が存在する
ことがほとんどない場所)に拡散することができないこ
とである。本発明は次に以下の限定的でない実施例に関
して記載される。
【0038】
【実施例】
実施例1ヒト白血球抗原CD4の赤血球形質膜中への挿入 (a) リポソームの典型的な調製を次のように行なっ
た:使用する脂質(使用前に2:1(v/v)クロロホ
ルム/エタノール中に−30℃で保存した)を種々の割
合で混合した。最も普通の操作にはホスフアチジルエタ
ノールアミン〔シグマ・ケミカル社(Sigma Chemical C
o., St. Louis 、MO)から購入し、シングレトン(Si
ngleton)ほか、ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・オ
イル・ケミスツ・ソサイエテイー(J. Am. Oil. Chem.
Soc.)、42巻、53〜61(1965)に従って精
製〕、ホスフアチジルコリン(シグマ・ケミカル社製〕
ホスフアチジルセリン(シグマ社製)およびコレステロ
ール(シグマ社製)をそれぞれ1:2:1:1.5のモル
比で混合することが含まれ、典型的には5mgの全重量を
用いた。この混合物(最終濃度10〜30mM)を窒素の
流れ下に、次に真空下に1時間(残留する微量の有機溶
媒を除去するため)薄膜に乾燥した。リポソームは逆相
蒸発(reverse phase evaporation)により調製した〔ス
ゾカ(Szoka),プロシーデイングス・オブ・ザ・ナショ
ナル・アカデミー・オブ・サイエンス(Proc. Nat. Aca
d. Sci.)、USA、75巻、4194〜4198(19
87)参照〕。簡単に記載すると、脂質物質を新蒸留エ
ーテル4.5mlに溶解し、浴型音波処理器中でリン酸塩緩
衝食塩水(PBS)1.5mlとともに15秒間音波処理し
た。可溶化は洗浄剤/脂質モル比が8:1にあるように
n−オクチル−D−グルコピラノシド(OG)の添加に
より補助した。エーテルを回転蒸発器中で減圧下に除去
し、リポソーム懸濁液をPBSで、またはホウ酸塩緩衝
液pH7.2、中に4.5mlに希釈した。あるいはリポソーム
を、疎水性ビーズ上の吸着を用いるフイリポット(Phil
ippot)ほか、ビオシミカ・エ・ビオフイジカ・アクタ
(Biochim. Biophys. Acta)、137〜143(198
3)に記載された操作により発生させることができる。
【0039】(b) 細構成のために、リポソームの懸濁
液(ホウ酸塩緩衝液pH7.2、1ml中に脂質5mgを含む)
を取込ませるタンパク質を含む溶液と混合した。精製C
D4(1%のOGを含むPBS中4〜6mgタンパク質/
mlの濃度で)を脂質−洗浄剤混合物に加えた。脂質とタ
ンパク質との重量比は5〜10に維持した。ジメチルス
ベルイミダート(シグマ社から購入)を10℃の温度で
1.5mg/mlの最終スベルイミダート濃度に達するまで徐
々に加えた。次いで混合物を10℃の温度で30分間イ
ンキュベートし、次いでホウ酸塩緩衝液に対して4℃の
温度で2時間透析した。生じた混合物を次に、未反応タ
ンパク質からリポソームを分離するためにセフアロース
(Sepharose)4Bカラム上でクロマトグラフにかけた。
この操作はCD4抗原約5,000〜20,000分子毎リ
ポソームを生ずる。リポソームはフローサイトメトリー
およびフリーズフラクチャーを用いて確認した。それら
の内部容積は12〜16リットル毎モル脂質であると認
められ、それらの平均外径は約450nmであると認めら
れた。
【0040】純CD4を有する再構成に加えて、またタ
ンパク質混合物の一部としてCD4の量に等しい量のリ
ゾチームを用いて操作を行なった。これはそのときCD
4とともに取込まれ、修飾赤血球を生成させる後者の融
合段階中のリポソーム相互の融合を防ぐ利点を有する。
リゾチームの酵素活性は(リゾチームが使用されれば)
ミクロコッカス・レイソデイクチカス(Micrococcus le
isodeikticus)検定〔アービンテ(Arvinte)ほか、プロ
シーデイングス・オブ・ザ・ナショナル・アカデミー・
オブ・サイエンス(Proc. Natl. Acad. Sci)、USA、
83、962〜966(1986)〕により検定するこ
とができる。 (c) 新全血を同容積のリン酸塩緩衝食塩水(PBS、
5mMリン酸塩、145mM−NaCl、pH7.4)で希釈し、遠
心分離(640g、4℃で30分)により血漿から分離
した。上澄みおよび白血球のバフイーコートはともに廃
棄した。多形核白血球を吸収性綿濾過により除去した。
次いで赤血球をPBS、pH7.4、中に再懸濁し、次いで
さらに3回洗浄する(各2,000rpm で4℃で30分間
遠心分離)。
【0041】(d) ヘマトクリットを70%に調整し、
次いで赤血球(約500〜1000万)を等容積のリポ
ソーム懸濁液(リゾチームを有するかまたは有さず、1
〜10リポソーム毎赤血球の比を与える十分なリポソー
ムを使用)および酢酸ナトリウム緩衝液(0.02M酢酸
ナトリウム/0.145M−NaCl)1.4mlとともに最終pH
5.5で、37℃の温度で30分間インキュベートした。
次いで1400gで、20℃で20分間遠心分離するこ
とにより赤血球を捕集した。蛍光標識抗CD4抗体によ
る免疫蛍光検定を用いて赤血球/リポソームハイブリッ
ドの小試料の形質膜中のCD4抗原の存在を定量的に測
定した。あるいは、CD4をリポソームの使用なく挿入
することができる。このとき、酢酸ナトリウム緩衝液
(0.02N、pH4.7、0.145M−NaCl)15ml、CD
4を0.1〜0.4mg含む溶液(1%オクチルグルコシド
中)60μlおよび赤血球懸濁液(RBCペレット50
μlとPBS、pH7.4、1mlとの混合により生成)30
μlをエッペンドルフ(Eppendorf)遠心管(15mlサイ
ズが便宜であった)中で混合し、37℃で60〜90秒
間インキュベートした。上記3溶液(緩衝液、タンパク
質およびRBC)は混合前に37℃に加温すべきであ
る。インキュベーション後、PBS、pH7.4、10mlを
加え(細胞の低pHに対する暴露を停止するため)、次い
で反応混合物をエッペンドルフ遠心分離機の固定角ロー
ター中で3000rpm で4分間遠心分離することにより
細胞を濃縮した。上澄みを除き、次いで細胞をPBS、
pH7.4、中に再懸濁させた。さらにPBS中で同条件下
に3洗浄を行なった。
【0042】実施例2 取込みCD4抗原の測定 取込みCD4抗原の抗原活性の存在をフルオレセインイ
ソチオシアナート標識抗CD4抗体を用いて蛍光活性化
細胞選別法〔コールター(Coulter)からのエピックス
(Epics)V細胞選別器を使用〕により測定した。この測
定に2試料を用いた: 試料A:CD4分子を取込んだ赤血球、 試料B:CD4タンパク質を含まない赤血球。 以下の記載においてFITCはタンパク質鎖に対する蛍
光標識のフルオレセインイソチオシアナートを示す。
【0043】用いた操作は次のとおりであった:両試
料、AおよびB、をPBS、pH7.4、で洗浄し、遠心分
離(エッペンドルフ遠心分離機中で3,000rpm で4分
間)により濃縮した。各試験において、細胞ペレット上
に次の単クローン性抗体の1溶液、各10μlを層にし
た: (1) 抗T4−FITC〔Pel−Freez 単クローン性抗
体、M102−10−OAX、Brown Deer、WI 53
223〕10μl、(2) 「Leu−3a−Pe」〔抗ヒ
トLeu−3aフイコエリトリン接合体、ベクトン・デイ
キンソン(Becton Dickinson, Mountain View,CA 9
4039製〕10μl、(3) 「OKT−4A−FIT
C」〔Ortho-mune OKT−4aマウス単クローン性抗
体−FITC接合体、抗−ヒトインデューサー/ヘルパ
ーT細胞、オルト・デイアグノステイック・システムズ
社(Ortho Diagnostic Systems, Inc.,Raritan,NJ
08869製〕10μl。
【0044】懸濁液をかくはんして細胞塊を抗体溶液と
混合した。細胞を22℃で15分間蛍光標識抗CD4抗
体と反応させた。インキュベーション後、PBS、pH7.
4、1mlを2試料に加え、細胞懸濁液を再び遠心分離
(前記のように)により濃縮した。上澄み(Aおよび
B)は細胞に結合しなかった抗体を含有し、これを除去
した。PBSによる洗浄および遠心分離機による濃縮の
操作を2回繰返して各上澄みを除去した。細胞をPBS
中に懸濁させて試験した。試料Aの細胞のみが顕微鏡検
査、分光測光およびFACS検定により蛍光性であった
ので、それらだけがそれらの膜中へCD4抗原を取込ん
だと考えることができた。さらに、プールした上澄み中
の蛍光物質(FITC)の量を、470nmの励起波長お
よび480〜600nmにおける発光波長検定を用いて蛍
光分光法により測定した。
【0045】タンパク質蛍光測定は280nmの励起波長
を前記と同じ発光範囲で用いた。プールした上澄みAお
よびB間の蛍光強度の差異は赤血球に結合した蛍光標識
の量に正比例した。従って、初期抗体濃度および赤血球
の数を知るとCD4分子毎細胞の数に対する平均値を計
算することが簡単であった。上記操作において、各試料
AおよびBは約1400万の細胞を含み、蛍光単クロー
ン性抗体の全量は約0.0021mgであった。CD4抗原
の平均分子量が約58,000ドルトンであり、各インキ
ュベーション混合物は約7兆個の抗体分子を含有した。
これらの値を R=上澄みAの蛍光/上澄みBの蛍光 および、N=抗体分子の数×(1−R) を用い、タンパク質蛍光スペクトル(励起=280nm)
から計算した値はR=1.1であった。FITC蛍光に対
する相当する値はR=1.33であった。
【0046】細胞膜中のCD4分子が抗体により飽和さ
れたと仮定すると、結合した抗体の数は取込んだCD4
分子の数(上式中のN)に等しい。R=1.1を用いると
Nに対する値は37,000であった。R=1.33を用い
ると値はN=59,300であった。用いた値はタンパク
質蛍光またはタンパク質結合FITC蛍光を測定するか
により、結果は従ってこれらの値の平均である。従って
我々の計算は37,000〜60,000CD4分子毎細胞
を示した。
【0047】実施例3 赤血球中のリシン毒素の封入 (a) 実施例1に示した操作により調製した赤血球を冷
0.15M−NaClで数回洗浄し、遠心分離してペレットを
得た。次いで細胞をPBS中にpH7.4で再懸濁した。 (b) 次いで赤血球の懸濁液をPBS、pH7.4、中に0.
1mMまでの純リシン毒素(シグマ・ケミカル社の精製A
鎖)を含む溶液で洗浄した。赤血球を1,000gで10
分間遠心分離し、上澄みを廃棄し、最終ヘマトクリット
を食塩水で70%に調整した。 (c) 赤血球懸濁液を4℃に冷却し、0.41平方メート
ルの透析表面および13.4ミクロンの膜厚を有する普通
の血液透析器の血液画室中へ連続的に流れさせた。蠕動
ポンプで20〜60ml/分の定赤血球流量を維持した。
血液透析器は低イオン強度緩衝液(0.01Mリン酸ナト
リウム、0.01M炭酸水素ナトリウム、0.002Mグル
コース)をpH7.4で、温度を4℃に維持して500ml/
分の定流量で供給した。この透析段階の間に、赤血球
を、8.3のK対Na比で1M塩化物塩を含む(毎リット
ル)高張液1/10容積の添加による再封の前に37℃
で溶解して捕集した(高ATP含量を再封細胞中に維持
するため)。 (d) 次いで細胞懸濁液を捕集し、37℃で30分間維
持して細胞を再封させた。次いで赤血球を、1mM塩化カ
ルシウム、1mM塩化マグネシウムおよび2mMグルコース
を含む(毎リットル)0.15M−NaCl溶液で2回洗浄す
る。次いで赤血球を、選択へマトクリットで融合前に未
変性自己血漿中に懸濁させる。
【0048】実施例4赤血球中へリシンまたはゲロニン毒素を封入させる他の
操作 (a) 実施例1の同じ脂質混合物で開始し、残留有機溶
媒の蒸発によりそれをとり、封入させる毒性物質(例え
ば、リシン、ゲロニンなど)をフイリポット(Philippo
t)ほかにより記載された操作によりHEPES緩衝液
〔10mM−HEPES(pH7.4)/1mM−EGTA/1
50mM−NaCl〕中で導入した。約0.01〜0.02μg毎
十億リポソームの最終値を与える十分な毒素を用いた。
2相系を短時間渦動し、脂質を混合物中の成分の最高転
移温度以上の温度で30分間水和させた。少量の洗浄剤
〔トリトン(Triton)X−100〕を加え、試料の容積
をHEPES緩衝液で0.625mlに調整した。激しく振
りまぜた後洗浄剤を除去した。 (b) 3つの異なる方法を洗浄剤の除去に用いた: i 試料を1cm幅の透析袋中に置き、0.01Mトリス−
HCl (pH7.4)/1mM−EDTA/0.15M−NaCl 1
リットルに対し、媒質を4交換して透析した。 ii 透析媒質の量を100mlに減少し、バイオービーズ
(Bio-Beads)〔型SM−2、バイオーラド社(Bio-Rad,
Richmond,CA)製〕を袋の外側緩衝液中に加えた。媒
質は交換しなかった。 iii 若干の試験において、バイオービーズを試験管中
のリポソーム調製物に直接加え、回転ミキサー上に置
き、10RPMで少くとも3時間回転した。 (c) 必要なときには、リポソーム懸濁液をセフアロー
ス4Bカラムに通して非封入物質を除去した。次いでリ
シン含有リポソームを実施例1におけるようにリゾチー
ムおよびCD4の挿入に用いる。 (d) 次いで赤血球を実施例1に記載のようにリシン
(またはゲロニン)含有リポソームとともにインキュベ
ートする。融合効率は蛍光顕微鏡検査により、およびF
ACS分析によりモニターした。大規模製造に対し、蛍
光標識が単にモニターのために要求されたので蛍光標識
なくリシンを用いて操作を行なうことができる。
【0049】実施例5ゲロニンを含むCD4−リポソームによるHIV感染細
胞の試験管内相互作用 (a) T細胞集団、H9、をHT細胞系からクローン化
し、細胞の若干をHIV分離株で持続感染した。次いで
細胞をRPMI 1640媒質(10%補体除去ウシ胎
仔血清、0.2mMグルタミンを含む)中でヨフエ(Yoffe)
ほか、プロシーデイングス・オブ・ザ・ナショナル・ア
カデミー・オブ・サイエンス(Proc. Nat. Acad. Sc
i.)、USA、84、1429〜1433(1987)
に記載されたように培養する。H9/HIV細胞は光学
顕微鏡検査により試験したときに未感染細胞とは形態的
に区別できない。従って、H9/HIV細胞によるウイ
ルス生成は電子顕微鏡検査並びに標準逆転写酵素検定に
よりモニターした。 (b) 若干が抗HIV抗体に対し陰性であり、若干が陽
性であった血液供与者からCD4抗原を含む細胞を得た
〔ヨフエ(Yoffe)ほか、前掲、に記載されたように〕。 (c) 細胞を、(Cr−51)クロム酸ナトリウム0.5
mCi 〔ニュー・イングランド・ニュークリア社(New En
giand Nuclear, Boston, MA)製〕を用いて37℃で
90分間標識し、次いでリン酸塩緩衝食塩水で3回洗浄
した。次いで標識細胞を10,000細胞毎ウエルの濃度
に培養皿中へ塗布した。 (d) CD4−リポソーム、CD4−リポソームプラス
遊離ゲロニン、およびゲロニン封入CD4−リポソーム
のそれぞれを、T細胞を入れた個々のウエルに、5リポ
ソーム毎T細胞の比に加えた。次いで非感染H9細胞お
よびHIV/H9細胞を個々にそれぞれのリポソーム調
製物とともに37℃で18時間インキュベートする。 (e) インキュベーション後、培養から上澄み液の10
0μl分割量を捕集し、放射能を液体シンチレーション
により測定した。各試験に対し試験を3回行なった(す
なわち、3培養を各試験に用いる)。結果は、パーセン
ト比クロム−51遊離(SP REL)に関して解釈さ
れ、それは細胞融合の程度を示し、式、 SP REL=(ER−SR)/(MR−SR) (式中、 ER=試験遊離 MR=最大遊離 SR=自然遊離である)により示される。自然遊離(S
R)は標識細胞(すなわち、H9またはHIV/H9)
のみを入れたウエル中の上澄み液から0.1ml分割量を捕
集することにより測定した。最大遊離は1%トリトンX
−100、0.1mlで溶解した標識細胞の上澄み液0.1ml
をとることにより測定した。放射能はウエルカウンター
を用いて測定した。 (f) 18時間のインキュベーション後にH9細胞およ
びHIV/H9細胞の両方を回収し、洗浄し、トリパン
ブルーで常法により染色して生存の程度を測定した。有
意量のCr−51遊離がHIV感染H9細胞をCD4抗
原およびゲロニンの両方を含むリポソームに暴露した試
験にのみ認められ、CD4−リポソームのみを用いた場
合、またはゲロニンが媒質中に遊離しCD4−リポソー
ム内に封入されなかった場合には認められなかった。こ
の試験に対する結果は表1に示される。
【0050】
【表1】 表 1エンジニアドリポソームと感染および正常H9細胞との融合後のCr−51の遊離 ウエル# 細 胞 リポソーム調製物 比遊離 1 H9 ──── 2800 cpm 2 H9 CD4−リポソーム 2800 cpm 3 H9 CD4−リポソーム+遊離ゲロニン 2800 cpm 4 H9 CD4−リポソーム(ゲロニン含有) 2800 cpm 5 HIV/H9 ──── 2800 cpm 6 HIV/H9 CD4−リポソーム 2800 cpm 7 HIV/H9 CD4−リポソーム+遊離ゲロニン 2800 cpm 8 HIV/H9 CD4−リポソーム(ゲロニン含有) 5700 cpm * 実施例5により37℃で18時間インキュベートした後の10,000細胞 当りの cpmとして示した比遊離 ** 遊離ゲロニン濃度は0.02mg毎1011リポソームであった。
【0051】実施例6エンジニアド赤血球による抗HIV陽性患者の臨床治療 抗HIV抗体に対して陽性と試験されたヒト患者はリシ
ン、アブリン、ゲロニンまたはジフテリア毒素を含有す
るエンジニアド赤血球で次のように治療される。患者は
充填エンジニアド赤血球(実質的にすべての細胞がCD
4抗原および細胞毒を含む)の食塩水懸濁液20mlまで
を静脈内(例えば腕中)に注射される。患者の状態を循
環中の抗HIV抗体の濃度の測定並びに患者の状態の一
般的進行によりモニターする。初期注射は医師が是認さ
れると考えると追加注射により事後処置することができ
る。
【0052】実施例7リポソームおよびエンジニアド赤血球を用いるARCを
有する患者の治療 ARC(エイズ関連コンプレックス)を有すると思われ
るヒト患者は実施例6とほゞ同様に容態に対して治療さ
れる。しかし、このとき患者はエンジニアド赤血球とリ
ポソーム(ともに膜中のCD4および細胞素を含有す
る)との組合せで注射される。この疾患状態における主
標的がリンパ節であるので、有利には患者は組織内(例
えば指間)に約1000億個のリポソームおよび最適活
性量の修飾赤血球の混合物を注射される。患者の状態は
実施例6におけるようにモニターされ、必要に応じて追
加治療が与えられる。
【0053】実施例8AZTを含有するエンジニアド赤血球による抗HIV陽
性患者の臨床治療 抗HIV抗体に対しまたは本出願において開示された診
断法により陽性と試験された患者はアジド−3′−デオ
キシチミジン(AZT)を含む本発明の抗原修飾赤血球
またはリポソームで次のように治療される。患者は充填
赤血球またはリポソーム(該細胞またはリポソームは実
質的にすべてCD4抗原および細胞質隔離治療量のAZ
Tを含有する)の食塩水懸濁液20mlまでを静脈内(例
えば腕中)に注射される。そのような処置は臨床医によ
り調整され、薬物の全用量は安全限界内、最適には4〜
6時間当り100〜300mg、に保たれる。次いで患者
の状態が循環中の抗HIV抗体の存在の測定(または本
出願において示される診断法により)、並びに患者の状
態の一般的進行がモニターされる。次いで初期注射は、
主治医が是認されると考えると4〜6時間毎に追加注射
により事後処理される。
【0054】明細書および特許請求の範囲が本発明の例
示であって限定でなく、また発明の精神および範囲内の
他の態様が当業者に連想されると理解される。
【図面の簡単な説明】
【図1】CD4抗原の精製工程を示す図。
【図2】標識した赤血球の製造工程を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C12N 5/06 C12N 5/00 E (72)発明者 ガレット エム イーラー アメリカ合衆国 テキサス州 77840 カレッジ ステーション ラングフォー ド ストリート 1115 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61K 39/00 A61K 9/127 A61K 31/70 A61K 38/00 A61K 45/08 BIOTECHABS(STN) CA(STN) MEDLINE(STN)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二重層内にヒトCD4抗原を取込んだリ
    ポソーム。
  2. 【請求項2】 中に取込まれた1種又はそれ以上の細胞
    障害物質を更に含有する請求項1に記載のリポソーム。
  3. 【請求項3】 細胞障害物質が、リシン、ゲロニン、ア
    ブリン、及びジフテリア毒素、並びにそれらの毒性学的
    活性フラグメントからなる群から選択される、請求項2
    に記載のリポソーム。
  4. 【請求項4】 中に取込まれた1種又はそれ以上の治療
    薬を更に含有する請求項1に記載のリポソーム。
  5. 【請求項5】 前記治療薬が、AZT、アジド−3'−デ
    オキシチミジン(AZT)三リン酸、ジデオキシシチジ
    ン三リン酸、及びリバビリンからなる群から選択される
    請求項4に記載のリポソーム。
  6. 【請求項6】 薬学的に許容される希釈剤中に懸濁され
    た請求項2に記載のリポソームを治療有効量で含有する
    組成物。
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