JP6525946B2 - Th1特性と細胞溶解性を発現する細胞 - Google Patents

Th1特性と細胞溶解性を発現する細胞 Download PDF

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Description

発明の詳細な説明
[背景技術]
癌のワクチン接種治療は免疫療法の一種である。免疫療法は、癌治療のための治療薬の一種として化学療法、放射線治療および手術に加えて浮上している新しい治療方式である。免疫療法は病気を治療するために免疫システムの力を利用しようとする。治療用ワクチン接種は免疫療法の1つであり、存在する腫瘍、ウイルスおよびバクテリア病原体に対する治癒の可能性のある療法である。治療用ワクチンは、通常標的とする疾病から得られた抗原ソースと、所望の免疫反応を促進するように設計されたアジュバントとからなる。ある種の治療用ワクチンプロトコルにおいて、生体免疫細胞は宿主(自己)に由来するかまたはドナー(同種異系)に由来するかに拘わらず、治療用ワクチンの構成成分である。樹状細胞、NK細胞およびT−細胞のような自系または同種異系の生体免疫細胞もまた癌治療のための免疫療法プロトコルとして用いられる。
リンパ球は脊椎動物の免疫システムの一部であり、大顆粒状リンパ球と小リンパ球を含む。大顆粒状リンパ球はナチュラルキラー細胞(NK細胞)を含む。小リンパ球はT−細胞とB−細胞とからなる。NK細胞は自然免疫系の一部であり、動物を腫瘍やウイルス感染細胞から守るために主要な役割を果たしている。NK細胞は、多重組織適合複合体(MHC)クラス1表面分子を介して、感染細胞および腫瘍細胞を未感染の細胞と識別することができる。NK細胞は、サイトカインに反応して活性化され、かつ活性化により感染細胞や腫瘍細胞を破壊するパーフォリンやグランザイムBのような細胞傷害性顆粒を放出する。NK細胞は、細胞表面マーカーCD16+およびCD56+によって特徴付けられるが、CD4は発現しない。
T−細胞およびB−細胞は適応性免疫反応の一部であり、非自己抗原を認識する。B−細胞は抗体産生により非自己抗原に対して応答する。異なるタイプのT−細胞は異なる方法で非自己抗原に対して応答する。細胞傷害性T−細胞(CTL)は、マーカーCD3+、CD8+およびTCLαβにより特徴付けられるが、CD4は発現しない。腫瘍特異的CD8+CTLsは主に腫瘍除去の役割を果たす。さらにCTLsは特に腫瘍細胞を認識することができ、同一組織内の正常細胞を攻撃しない。CTLsは、異常細胞や癌細胞の死を誘導するグランザイムBとパーフォリンを含む強力な酵素を含有する中毒性顆粒を産出する。
ヘルパーT細胞は細胞表面マーカーCD3+、CD4+およびTCRαβにより特徴付けられる。ヘルパーT細胞は、他の細胞または分子を介して免疫反応を指示するサイトカインまたはその他の分子を産出する。ヘルパーT細胞は細胞致死に直接関与することは知られていないので、通常ではグランザイムBまたはパーフォリンのような細胞傷害性顆粒は含有しない。ヘルパーT細胞は次の2つのタイプ、即ちヘルパーT1型(Th1)およびヘルパーT2型(Th2)に副分類される。Th1細胞は細胞性免疫を媒介し免疫介在性腫瘍の根絶に対して重要であり、一方、Th2は液性免疫または抗体免疫を媒介する。Th1細胞とTh2細胞とは逆調節の関係にあり、Th1細胞が増加するとTh2細胞が減少し、またその逆も同様である。
患者の免疫反応を促進または低下させるために、数多くの免疫治療法や組成物が開発されている。細胞治療法はしばしば、細胞の増殖、分化および/または活性化のようなエキソビボでの操作、および治療として患者にこれらの細胞を移植することを含む。
養子免疫療法は、患者からリンパ球を除去すること、エキソビボでリンパ球の抗ガン活
性を高めること、細胞を臨床的に有意な(clinically relevant)数に増加させること、そしてそれらの細胞を患者に戻すことを含む。
養子免疫療法の最初の実験は、患者の血液からリンパ球を除去すること、免疫促進剤でリンホカイン・インターロイキン2(IL−2)の存在下でリンパ球を成長させることを含んだ。次いで成長した細胞は患者に戻された。これらのリンパ球はリンホカイン活性化キラー(LAE)細胞と呼ばれた。
腫瘍そのものから単離されたリンパ球を用いることで腫瘍細胞に対してより強い反応が得られた。これら腫瘍浸潤リンパ球(TILs)は、IL−2の存在下で成長し腫瘍を攻撃するために患者の体内に戻される。
養子免疫療法は、エキソビボで処理した細胞を体内に導入する免疫療法の一形式である。臨床前の調査は、エキソビボで活性化されて増殖された自己リンパ球と共にインターロイキン−2を用いることにより、抗腫瘍活性が促進されることが可能であることを示唆した。また高用量ボーラスインターロイキン治療での第1の客観的反応は、患者においてリンパフェレーシスにより採取された自己末梢血液リンパ球のインビトロ活性化を通して調製されたLAK細胞とともにインターロイキン−2を受け取ること、そして先ずインターロイキン−2/LAKの組合せは、インターロイキン単独よりもより活性があったと思われることが知られている。IL−2はTh1ヘルパー細胞によって産生されるサイトカインである。IL−2単独よりもIL−2に活性化LAKまたはTIL細胞の添加がより効果的である、ということを実証できなかった臨床実験後には、養子免疫療法を利用することへの興味は減少した。
CD4+T(Th)細胞は、感染に対する宿主側の防御のほとんどの局面における活性化および調節に対して、また細胞傷害性CD8+リンパ球(CTL)の十分な機能に対して、極めて重要である。多くの腫瘍免疫学の研究は、自然発生による自己腫瘍特異的T細胞に関して焦点が当てられており、それらは主としてCD8+であり悪性黒色腫およびその他の腫瘍から分離することができるものである。自己腫瘍特異的T細胞のような細胞はインビトロで増殖して再注入されることが可能である。このタイプの養子免疫療法では結果として、客観的な腫瘍反応、および他の治療介入に対して難治である疾病を持つある種の患者において長期にわたる生存を得ることができる。養子免疫療法としてCD8+サイトカインT細胞を用いた広範な臨床治験がある一方で、臨床応答が良好でないので、より高い割合で患者が腫瘍拒絶を達成するように、CD8+サイトカインT細胞を用いるような治療を改善する必要性が強調されている。
CD8+リンパ球は、CD4+T細胞ヘルプがないと、インビトロで大部分の機能性を維持することができない。インビトロで、CD8+細胞はMHC互換性細胞株に曝すことによって、大量のインターフェロン−γ(IFN−γ)を放出しかつ自己抗原陽性およびMHC1型陽性腫瘍を溶解する。しかしながら腫瘍細胞の遺伝的な不安定性はしばしば、CD8+傷害性T細胞にとって腫瘍を本質的に信頼できない標的とする内因性抗原を処理して提示する能力を低下につながる。さらにCD8+T細胞は、ある種のCD4+T細胞のサブセットに本来備わっていると思われる幅広い抗腫瘍反応を統合するための固有の能力が欠如しているように思われる。
CTLの養子免疫伝達を伴う免疫療法は、多くの動物モデルにおいては見込みがあることを示しているが、多くの動物モデルの結果をヒトに移行することは困難でかつ理解しにくいことが判っている。CD4+細胞、特にTh1サブタイプのCD4+細胞は、養子免疫伝達されるCD8+キラー細胞に自然の「ヘルプ」を提供するための、利用可能な免疫療法治療装備にとって魅力的な付加物となるであろう。しかしながら、自然発生した腫瘍
特異的CD4+細胞とともに作用させるには大きな障害がある。特定の患者数においてCD4+ヘルパー細胞と関連する2型HLAの遺伝的多様性は、エピトープとTCRsの識別をより不確かにするので、CD8+細胞傷害性(キラー)T細胞内で見られる1型HLAの場合よりもさらに一層複雑である。さらにCD4+T細胞のインビトロでの増殖はC
D8+細胞よりも少なく、培養条件は細胞の特性にかなりの影響を与える。結局、腫瘍特
異的CD4+細胞に基づく現実の動物モデルが不足している。これらの要素は、CD4+T細胞を用いたトランスレーショナル・リサーチを限定しCD4+T細胞の臨床使用を限定
するものとなっている。
本発明は、臨床的に有意な数のCD4+細胞を産生する方法を開示するものであり、また細胞溶解性の顆粒状グランザイムBおよびパーフォリンを含み、Th1細胞(IFN−γを産生するがIL−4は産生しない)としてグランザイムBおよびパーフォリンがともに機能し、および治療用癌ワクチンと養子免疫細胞治療のプロトコルにおいて使用するためにNK様活性(腫瘍細胞を認識し殺すが、正常細胞は殺さない)を有する。
[概要]
細胞を基礎とする治療用癌ワクチン(細胞免疫療法)は、癌治療のための新しい最小毒性アプローチとして期待されている。このアプローチへの期待は動物モデルによって立証されているが、この期待を臨床に移行させるのは困難である(BodeyとBodeyら、2000年)。最近FDAで認可された最初の細胞免疫療法薬であるプロベンジ(Provenge)(登録商標)(シプリューセル−T)(sipuleucel−T)は、無症候性または低症候性の転移性去勢抵抗前立腺癌を治療するための自己樹枝状細胞免疫治療用(KantoffとHiganoら)であるが、臨床応用するための改良された細胞療法を開発する新たな熱意を有する。
動物で開発された細胞免疫療法戦略の免疫介在性抗腫瘍メカニズムを首尾良く移行させることが困難であることがわかったので、我々は代わりに、重要な臨床的抗腫瘍効果を引き出すために既に知られている抗腫瘍免疫メカニズムに移行することに集中した。恐らく人類において今までに開示された最も強力で最も効果的な免疫介在性抗腫瘍メカニズムは、骨髄非破壊的前処置とHLA適合幹細胞の移植後に発生する移植片対腫瘍(GVT)効果である(BarrettとChilds、2000年;Childs、2000年;R
esnickとShapiraら、2005年)。残念ながら、これらのGVT効果は慢性の移植対宿主疾患(GVHD)毒性を伴う。慢性的GVHDは、著しい罹病率に関係し、また同種異系の造血幹細胞移植後に末期の死亡の主な原因となるので(LeeとKleinら、2002年)、GVTメカニズムの臨床応用は著しく制限されている。
有害なGVHD効果から有益なGVT効果の分離は困難であるが、それはGVHDを阻害する操作が同時にGVT効果を減少させるという点で、有益なGVT効果が相関的でありまた比例的であるからである(LiとGiverら、2009年)。相互に関係するGVTとGVHD効果の既知の免疫介在療法メカニズムを解析することで、分離する代わりに、GVT/GVHD効果は移植片から宿主へ、宿主から移植片へと効果の方向を逆転させることにより免疫メカニズムの相互関係を維持するという同種異系の細胞免疫療法が開発可能であるだろうと仮定された(Har−NoyとSlavin、2008年)。効果の方向の首尾よい反転は、結果的に非毒性宿主対移植(HVG)拒絶効果に結びつく宿主対腫瘍(HVT)効果をもたらすだろう。
CD40Lを高密度で発現し、かつ大量のインターフェロン(IFN)−γを産生する故意にミスマッチされ活性化された同種異系のTh1細胞は、結合HVT/HVG効果を引き出すことができるだろうと仮定される。この仮定は化学療法での難治性B細胞白血病/リンパ腫の動物モデルにおいて試験された(Har−NoyとZeiraら、2008
年)。これらの研究は、Th1が活性化され抗CD3/抗CD28被覆マイクロビーズに
付着されて投与される場合にのみ、エキソビボで分化した同種異系Th1細胞により著しいHVT/HVG活性が引き出されることが可能であると実証した。さらなる研究では、これらの同種異系CD3/CD28架橋Th1細胞は、全身性の優性Th2免疫から優性Th1免疫に切り替えることができる免疫調節効果と、Th特異的免疫の展開の促進と腫瘍免疫回避メカニズムの調節不全を促進するためのアジュバント効果を有する(Har−NoyとZeiraら、2009年)。これらのデータを考慮して、この実験的アプローチの臨床への移行を可能にするために、Th1同種移植片のヒトへの適用が調査された。
ヒトへの臨床研究に同種異系Th1細胞を利用するために克服する必要がある同種異系Th1の細胞のエキソビボ(ex vivo)での分化と増殖に関する重要な規定と論理的関心があった。そのような問題の1つは、同種異系Th1細胞のマウスへの応用では、マウスTh1細胞のエキソビボでの分化を引き起こすために外因性のサイトカイン、IL−2、IL−12および抗IL−4mAbの使用が要求されたことであった。本発明は、ヒト用生物学的製剤として分類されるための不変のバッチごとの同一性と機能的特性が得られるように、外因的サイトカインを使用しないでヒトの同種異系Th1細胞を産生するためのGMPコンプライアント・プロセスの成功率の高い開発を開示する。得られた同種移植片細胞の特徴付けをしたところ、ヒト産生プロセスは予期せぬ発見をもたらした。本願に記載される方法で生成された同種異系Th1細胞は、Th1特性を発展させるのみならずNK様特性をも発展させた。Th1とNK様活性の組合せによる同種移植片は独自性のあるものであって正常血液循環においては記載されないものである。本発明の方法は、精製された、休止期の(CD25−)、記憶表現型とナイーブ表現型の混合するCD4+T細胞(それぞれCD45RAおよびCD45RO)のエキソビボでの培養を含む。該細胞は、外因性サイトカインの非存在下で固定化抗CD3/抗CD28mAbsで複数回活性化される。細胞は9日で25乃至100倍に増殖しCD4+、CD45RO+、CD25+、CD62hi細胞に分化する。この中間細胞は液体窒素中で数年間保存されることができる。患者への投薬が必要な場合には、前駆細胞はマイクロビーズで被覆されたCD3/CD28mAbで4時間培養される。この最終的な4時間培養の間に前駆細胞は、さらにCD62Lの発現を減少させ、かつCD40LおよびCD25の発現を増加させるように分化する。最終的なCD4+、CD45RO+、CD40Lhi、CD62Llo、CD25+細胞は、IFN−ガンマを>1000pg/105個の細胞産出し、かつIL−4(
Th1表現型)を<50pg/106個の細胞産出し、かつグランザイムBの細胞溶解性
顆粒体とパーフォリンを発現し、かつ正常細胞は溶解しないが腫瘍細胞を溶解することができるNK様活性を示す。
図1Aは、CD4+選択前後それぞれの細胞表現型を示すCD4表面抗原の免疫染色のフローサイトメトリープロットである。図1Bは、CD4+選択前後各々の細胞表現型を示すCD4表面抗体の免疫染色のフローサイトメトリープロットである。 図2Aは、休止期ナイーブCD4細胞(CD4、CD45RA)を有するソース細胞の表現型を示す連続したフローサイトメトリープロットである。図2Bは、活性化CD4記憶細胞(CD4、CD45ROおよびCD25)へ培養後に表現型の変化を示す連続したフローサイトメトリープロットである。 活性化前のCACと活性化後のCFBにおいてCD62L発現が高発現から低発現にシフトするのを示すフローサイトメトリープロットである。 図4A−図4Cは、CFB中でCD40Lの増加した発現を示すCD4+細胞、CACおよびCFB各々におけるCD40L発現パターンのプロットである。 直接致死アッセイのグラフで、CFBが腫瘍細胞株ARH77から細胞を殺すことが出来ることを示す。 図6Aは、CACによるグランザイムBの発現のプロットである。図6Bは、CFBによるグランザイムBの発現のプロットである。図6Cは、CFB中のパーフォリンの検出を示すウエスタンブロット法による写真である。 EGTAを含有する、あるいは、含有しないパーフォリンーグランザイムB活性のグラフである。
この開示は独特の特性を有する細胞を含む組成物に関する。本組成物は、Th1ヘルパー細胞特性と細胞溶解性顆粒の両方およびNK活性を有する細胞型の細胞を含む。Th1特性とNK特性を組み合わせたCD4+T−細胞は、様々な疾病を持った患者に対して高い治療能力を提供することができる。Th1の特性には、例えば、IL−4を産生しないIFN−γの産生を含むことができる。NKの特性には、グランザイムBとパーフォリンの発現を利用して正常細胞を殺すことなく腫瘍細胞を殺すことを含むことができろ。
本発明は、養子免疫療法のために、この新規な細胞型を臨床的に意義のある数へと分化と増殖を引き起こす方法を含む。新規の細胞を得る方法は、末梢血液または他のT−細胞ソースからT−細胞、特にCD4+T細胞を分離することを含むことができる。これらのCD4+T細胞は、本願に記載される方法に従って臨床的に意義のある数まで分化と増殖が行われ、免疫療法に利用されることができる。意外なことに、本願に記載されるような方法で調製されたCD4+T細胞は、一般的にNK/CTL細胞において見られる細胞溶解活性に類似する細胞溶解活性を示し、かつまたTh1特性とTh1活性を示すことができる。
一般的にT−ヘルパー細胞は、直接的に細胞溶解活性を示さず、異常細胞を非活性化するか殺すためにサイトカインおよびNK細胞やCTLsのような他の細胞を後に引き出す因子を産生する。本発明の組成物においてCD4+T細胞は、直接異常細胞を殺すことができ、また後に細胞溶解活性を実行するNK細胞のような他の細胞を刺激するためのサイトカインを産生することができる。これらCD4+T細胞の細胞溶解活性は、グランザイムBおよびパーフォリンを介して調節され、その結果腫瘍または感染細胞の死につながる。
本願で述べるように細胞溶解活性は、エフェクター細胞が標的細胞と相互作用をした場合に、標的腫瘍細胞または細胞株のエフェクター細胞により直接殺すことに関する。直接的致死は、他の細胞型は存在せず、エフェクター細胞と標的細胞のみの存在によって発生することができる。
本発明に記載される新規の細胞は、本願ではTh1/キラー細胞と呼称される。Th1/キラー細胞は、Th1の特性と、正常細胞ではなく腫瘍細胞を殺すことと、グランザイムBおよびパーフォリンの発現メカニズムを介するNK活性の発現とを組合せて示すことができる。
本願に記載される臨床的に意義のある細胞数とは、直接的であるか間接的であるかを問わず、抗腫瘍効果を引き出すために十分なTh1/キラー細胞の数に関する。一般的に1回の投与で投与されるTh1/キラー細胞の数は少なくとも1x106個の細胞数、好ま
しくは少なくとも1x107個の細胞数、より好ましくは少なくとも約1x108個の細胞数である。より多くの細胞数での複数投与もこの発明の範囲である。複数の患者対して十分な投与量を生産するために1人の献血者から十分な量の細胞を生産することが好ましい。臨床的に意義のある数は、少なくとも1人、より好ましくは10人まで、最も好ましくは100人以上の患者ために十分な細胞数であることを含む。
本発明の組成物は様々な異常細胞を有する患者に対して投与されることができる。患者は動物、ヒトまたは他の哺乳類であることができる。異常細胞は癌細胞もしくは感染組織
からの細胞であることができる。異常細胞はウイルスおよび/または細菌性病原体で感染されてもよい。本発明の組成物は、乳癌、肺癌、大腸癌、胃癌、膵臓癌などの固形癌を有する患者に投与され得る。また本発明の組成物は血液性悪性腫瘍(例えば、慢性リンパ性白血病、多重骨髄炎、非ホジキン性リンパ腫)またはウイルス性感染症(例えば、肝炎Bまたは肝炎C、ヘルペス、HIV)、およびその他の障害を有する患者に投与され得る。
本願に記載される組成物は生細胞である。生細胞とは、トリパンブルー押出法、MTT法、または、適切な条件下で増殖、分化および/または活性などのエキソビボでの細胞操作が可能であるようなATPレベルの生体発光検出法、などの適切なアッセイ法を用いた測定により、70%より多くの細胞が生存可能であることを意味する。しかしながら組成物はいくらかの、不活性細胞、放射性細胞および/または生育不能細胞、および非生存成分を含み得る。
一般的に組成物は、例えば、まずドナーの血液に由来するCD4+細胞を含む。ドナーは疾患のない正常者であることができる。CD4+細胞は、本願に記載される方法で処理され、次に同じドナーに、または血縁関係者あるいは非血縁関係者の受容者に輸液として処方され得る。
CD4+の細胞ソースは末梢血液から精製されるものが好ましい。CD4細胞は種々の方法で精製されることができる。一般的に、CD4+細胞は正の選択により末梢血液のバフィーコート(軟膜)から精製される。バフィーコートからのCD4+の正の選択は、例えば磁気ビーズおよびカラム(ミルテニーバイオテク社製(オーバン、カリフォルニア州))を用いて行われることができる。これにより、細胞組成物は約90%より多く、好ましくは95%より多く、さらに好ましくは98%より多くの純粋CD4+細胞を得ることができる。
バフィーコートから分離されTh1細胞/キラー細胞の産生のための原料物質として用いられるCD4+細胞は、幾つかの細胞表面マーカーの発現により特徴付けられることができる。末梢血液のバフィーコートから精製されたCD4+細胞集団は、CD45RA/CD45ROマーカーの混合集団を有することができる。通常CD4+T細胞の大部分はCD25−である。好ましくはCD4+細胞ソースは、ほとんどがナイーブ(CD45ROでなくCD45RAを発現)である。またソースCD4+T細胞はCD62L発現およびCD40発現により評価される。一般的にソースCD4+T細胞は極めて少量のCD40Lを発現する。CD62Lの発現は二峰性の(高および低)平均蛍光強度(MFI)ピークであることができる。ソースCD4+.細胞は高CD62L発現を有することが好ま
しい。
ソースCD4+T細胞は複数の活性化ステップにより、Th1/キラー細胞に分化するように処理されることができる。CD4+細胞は3日ごとに9日間活性化することが好ましい。これらのCD4+細胞は、CD3およびCD28細胞の表面分子を架橋することで活性化されることが好ましい。CD3およびCD28の架橋は、固定化抗CD3およびCD28のモノクローナル抗体を添加することで達成できる。通常Th1/キラー細胞は細胞培養で分化と増殖により得られる。多重活性化されたCD4+細胞は細胞培養液から採取されて液体窒素中に凍結保存される。患者に投与する前に細胞は最終活性化される。活性剤は細胞と共に残される。活性剤が添付された細胞は、例えば、注射器のような注入または注射に適した器具内で調合される。本願で用いられる「活性化」は、モノクローナル抗体のような作用体による細胞表面分子の結合およびを架橋剤によるこれらの作用体の架橋の両方を指す。このタイプの活性化は例えば米国特許第7,435,592号および米国特許第7,402,431号に記載されており、両明細書は参照のために本願に援用される。
CD4+T細胞は、T−細胞表面分子に特異的な固定化モノクローナル抗体を用いることを含む様々な方法で活性化され得る。好適な活性化T−細胞は、例えば、米国特許第7,435,592号に記載されている。細胞は、後に架橋されるモノクローナル抗体もしくは他の結合剤によって結合された細胞表面部分を有することが好ましい。これらのモノクローナル抗体および/または結合剤は、例えばT−細胞を活性化するために固体表面上に固定するような結合剤により架橋することが好ましい。これらは、培養液活性化細胞(CAC)として本願に称される。これらエキソビボで調合されたCACは、将来使用するためにあるいは輸液を処方するために凍結されることができる。CACは、例えば分注されて液体窒素タンクのガス相で凍結され得る。CACは後述するように予め定義されている同一性と機能的放出の基準を一貫して満たすことができる。工程および最終品質管理において、無菌と非毒性の状態を確認するためのテストが定められている。
一実施の形態において、CD4+T細胞は、インビトロジェン社(カールスバッド、カリフォルニア州)から購入したCD3/CD28 クリネックス ビボ ダイナル ビーズ ClinEx Vivo Dynal Beadsで9日間培養される。細胞は、37℃、5%CO2のライフ セル フラスク(バクスター サイエンティフィック社製(
ディアフィールド、イリノイ州))中で成育され、培養の3日目および6日目にビーズで再刺激される。9日間の培養の後、ビーズは取り除かれて得られた細胞はCACと称されることができる。活性化のための他の細胞培養方法もまた本発明の範囲内である。
好ましい実施の形態において、エキソビボで調製されたCACは、患者への投与または他の用途に必要とされるまで冷凍保存される。患者への投与をする前に、必要があればCACは解凍されて洗浄され、例えば米国特許第7,402,431号に記載されたようにCD3およびCD28のような細胞表面結合部分の架橋により栄養培地で再活性化される。CACは、次に活性剤および架橋剤とともに洗浄されかつ調合用緩衝液のような非栄養緩衝液に移される。調合用緩衝液中の再活性化細胞は、本願では調合用緩衝液内細胞(CFB)と呼ばれる。また本願ではCFBはTh1/キラー細胞とも呼ばれ得る。CFBとTh1/キラー細胞とは本願において置き換え可能に用いられる。
Th1/キラー細胞は、注射器または他の適切な容器内に充填され、必要に応じて治療現場に移されることができる。次いでTh1/キラー細胞は、治療目的のために患者に投与されることができる。Th1/キラー細胞は、静脈内投与、腹腔内投与、皮内投与または他の適切な方法によって投与され得る。Th1/キラー細胞は、一旦非栄養緩衝液に移されると保存期間が制限される。細胞は、少なくとも1ml当たり約106個の細胞密度
、好ましくは約107個の細胞密度またはそれ以上の密度に調合されることができる。あ
る実施の形態では、細胞は1ml当たり約108個の細胞密度、あるいはそれ以上の細胞
密度に調合される。細胞の固有濃度は、細胞の特定の使用または治療プロトコルにより決定され得る。
組成物には、Th1/キラー細胞に加えて、幾つかの他の構成成分を含み得る。これらの成分には、例えば、細胞を望ましい活性化状態で維持する薬剤を含むことができる。1つの例示的な実施の形態では、構成成分には、以下の実施例において記載されるダイナビーズ クリネックスビボ(Dynabeads ClinExVivo)(登録商標)のようにT−細胞を活性化状態に維持する薬剤を含むことができる。
一般的に、細胞は患者への輸液に適した非栄養緩衝液に移される。細胞は種々の非栄養緩衝液中に入れることができる。本願で述べられる非栄養緩衝液は、細胞増殖および/または細胞拡大を支持するために適切な構成成分に欠ける任意のタイプの媒体、緩衝液あるいは他の液体である。非栄養緩衝液は一般的に、等張性で、USPステライル(USP
sterile)で、発熱物質がなく、無傷の生細胞を維持するために適切な構成成分および/または緩衝システムを含み、かつヒトの非経口使用が許可されているものである。1つの例示的な実施の形態では、非栄養緩衝液は1%のヒト血清アルブミン(マッケソン社製(サンフランシスコ、カリフォルニア州))を添加したプラズマライト A(Plasmalyte A)(バクスター サイエンティフィック社製(ディアフィールド、イリノイ州))である調合用緩衝液である。
Th1/キラー細胞の幾つかの実施の形態では、細胞に対する活性化信号は、細胞が非栄養緩衝液に移される場合でも維持される。例えば、細胞表面の結合部分を架橋することで細胞が活性化される幾つかの実施の形態では、架橋は非栄養緩衝液中で維持されることが好ましい。保存期間中の架橋のメンテナンスは、保存場所から移動させた後に組成物の機能的特性を回復させるために重要であり得る。
組成物中のTh1/キラー細胞は機能特性の新規な組合せを示すことができる。これらの機能は、Th1特性およびNK機能に類似した細胞溶解機能を含む。Th1/キラー細胞は、通常IFN−ガンマを産生し、また実質的にIL−4の産生は減少または無産生である。IL−4の産生は50pg/106個の細胞より少なくIFN−ガンマの産生は1
000pg/106個の細胞よりも多いことが好ましい。
Th1/キラー細胞の付加的な機能特性は、例えばCD40L、FasL、パーフォリンおよびグランザイムBのような機能性分子、4−IBBL、CD28、CTLA4およびTWEAK、PD−1、B7ファミリーなどのTNF関連活性化誘導サイトカイン(TRANCE)などの共刺激分子、インテグリン、カドへリンおよび種々のサイトカインとケモカインのセレクチンと分泌物などの粘着分子を発現することと、およびこれらサイトカインとケモカインの受容体を発現すること含むことができる。Th1/キラー細胞は、大量のサイトカインを産生し分泌することができる。産生されたサイトカインは、例えば、残留するIL4分泌物のみを伴ったINFα、GM-CSFおよびTNF−αである。
また本願に記載されるTh1/キラー細胞は、細胞溶解活性も示すことができる。細胞溶解活性はCTL細胞/NK細胞の特徴に類似する。一般的に、CTL細胞/NK細胞の細胞溶解活性は、Th1/キラー細胞と同様に、腫瘍細胞または異常細胞に対して特異性があるが正常細胞に対して特異性はない。すなわち、Th1/キラー細胞は異常細胞を殺すことはできるが、正常細胞を殺すことはできない。細胞溶解活性は様々なメカニズムを介して生じることができる。例えば細胞溶解活性は、グランザイムB−パーフォリン メカニズムを介して生じることができる。細胞溶解活性は細胞溶解やアポトーシスにより細胞の破壊につながり得る。Th1/キラー細胞の細胞溶解活性をEGTAにより阻止することができる。例えば、EGTA濃度約1mMで活性Th1細胞の細胞溶解活性を減少させることができる。
本発明のTh1/キラー細胞は、グランザイムB分子とパーフォリン分子を発現することができる。グランザイムBとパーフォリンは、通常ナイーブまたは分化や活性などによる成熟後であってもCD4+細胞には発現されない。活性Th1細胞のグランザイムBとパーフォリンの用量は変えることができる。通常、発現されるグランザイムBとパーフォリンの用量は、異常細胞を破壊するのに十分な量である。
好ましい実施の形態では、本発明はTh1/キラー細胞を含む組成物を含む。本発明に含まれる組成物のTh1/キラー細胞は、ARH77などの骨髄腫瘍細胞株を含む様々な腫瘍細胞を不活性化することができる。異常細胞の不活性化は、EGTAに対して感受性があるメカニズムを介してできる。エフェクター細胞(Th1/キラー細胞)と標的細胞(異常細胞)の比率は変化させることができる。エフェクター細胞と標的細胞の比率は、
少なくとも1:9、好ましくは少なくとも1:5、より好ましくは少なくとも1:1、とすることができる。
本発明は異常細胞を破壊する方法を含む。異常細胞は患者の体内に存在することができる。例えば、患者は悪性腫瘍を有してもよく、またはウイルス感染により感染した細胞組織を含んでもよい。患者は充実性腫瘍または血液の悪性腫瘍を有してもよい。本発明の方法は、患者に本願に記載されるTh1/キラー細胞を含む組成物を投与することを含むことができる。Th1/キラー細胞は患者にとって同種異系であることが好ましい。同種異系細胞は1人の正常な同種異系のドナーから得られてもよい。あるいは、同種異系細胞は複数のドナーから得られて治療用組成物に結合されてもよい。患者と同種異型細胞間の組織適合性の不一致を最大化することが好ましい。患者と同種異系細胞間の組織適合性は許容されることができ、依然として所望の結果を得ることができる。
Th1/キラー細胞は、皮内、静脈内、腹腔内などの様々な経路で患者に投与されることができる。患者は1投与量または複数投与量を投与され得る。患者に投与される細胞数は様々であることができるが、特異的疾患、患者、活性化の方法および他の要因によって決まり得る。通常、患者は少なくとも107個の、好ましくは少なくとも108個の、より好ましくは109個の活性Th1細胞が投与される。
また本発明はTh1/キラー細胞を含む組成物を投与することにより患者を治療する方法を含む。患者はTh1/キラー細胞の1以上の投与量を受けてよい。投与量および投与の頻度は変わることができ、特異的疾患により決定することができる。好ましい実施の形態では、Th1/キラー細胞は患者に対して同種異系であり、Th1/キラー細胞の患者への投与は、移植片対宿主病を起こさずに宿主対移植片効果に加えて宿主対腫瘍効果をもたらす。
[実施例]
材料
PE結合 CD40Lは、ベックマン コールター社(ブレア、カリフォルニア州)から購入し、7−アミノーアクチノマイシンD(7−AAD)(1000x)は、ケイマン
ケミカル社(アナーバー、ミシガン州)から購入し、プラズマライト A(PlasmaLyte A)は、バクスター サイエンティフィック社(ディアフィールド、イリノイ州)から購入し、ヒト血清アルブミン(HSA)は、マッケソン社(サンフランシスコ、カリフォルニア州)から購入し、FcR結合阻害剤は、eバイオサイエンス社(サンディエゴ、カリフォルニア州)から購入し、ダイナビーズ クリネックスビボ(Dynabeads ClinExVivo)(商標)は、インビトロジェン社(カールスバッド、カリフォルニア州)から購入した。
培養で活性化される細胞の調製(CAC)
CD4+T細胞は、インビトロジェン社から購入したCD3/CD28 クリネックスビボ ダイナル ビーズ)(ClinEXVivo Dynal Beads)の存在下で9日間培養された(ロケーション)。細胞は、37℃で5%のCO2のライフ セル
フラスク(バクスター社)中で培養され、培養の3日目と6日目にビーズで再び刺激された。培養から9日目にビーズを取り除くことができ、これらの細胞はCACと呼ばれる。
調合用緩衝液中の細胞の調製(CFB)
CACは、洗浄のためcRPMI培地に置かれた。調合プロトコルの始まりを指示するために時間が記録された。cRPMI培地中の細胞は遠心分離されて上澄み液は除去されて、細胞はcRPMI緩衝液中に再懸濁された。細胞生存率はトリパンブルー法を用いて測定された。生細胞の総数と濃度を用いて生細胞の割合(%)を決定した。生細胞が80%より大きいサンプルの場合には、処置は細胞の再活性化および調合のために続けられた。
CAC細胞は、1mlあたり1x107個の細胞濃度中に再懸濁された。1x107個の生細胞濃度で再活性化が行われた。再活性化は容積によるが24ウエルプレート、6ウエルプレートまたは75cm3のフラスコで行われた。ダイナビーズ クリネックスビボ(
Dynabeads ClinExVivo)(登録商標)CD3/CD28は、細胞を
再活性化するために添加され、36−38℃で5%のCO2で4時間培養された。
4時間培養した後、次に細胞は取り除かれて最終調合用緩衝液(FFB)の入った50mlのチューブに移された。FFBは、1%のHSAを添加したプラズマライト A(PlasmaLyte A)である。再活性化細胞は、遠心分離され、上澄み液は取り除かれてFFB中で再懸濁された。これらは、調合用緩衝液内細胞(CFB)と呼ばれる。
CFBは、1mlあたり107個の細胞濃度のFFB中で再懸濁された。CFBは、皮
内(ID)投与、脊椎内(IT)投与または静脈内(IV)投与のために懸濁された。細胞懸濁液の1mlは、皮内(ID)投与調合剤として3ml、脊椎腔内(IT)投与配合剤として3ml、静脈内(IV)投与配合剤として5ml、それぞれの注射器に加えられた。適切な調合剤の入ったこれらの注射器は平均温度約4℃で冷蔵保存された。
保存後のサンプルの採取
細胞および上澄み液は異なる時点で回収された。回収された時点は以下の通りであった:0(起点)、室温(RT)で2時間、4℃で48時間、および4℃で48時間保存後室温で2時間。
各時点で、100ul(μl)の細胞懸濁液が採集されて、細胞は400gで5分間4℃で回転された。次に、上澄み液は後にELISA法でIFN−γを検出するために別のチューブに移し変えられた。細胞はフローサイトメトリーのために染色バッファ150ul中に再懸濁された。いくつかの実験では、細胞は100ulのcRPMI培地に再懸濁され、37℃で24時間5%CO2でインキュベータ中で培養された。24時間培養した後上澄み液は取り除かれELISA法によりIFN−γを検出した。
フローサイトメトリー(CD40Lおよび7−ADD)
50ulの細胞懸濁液は上記150ulから3つのエッペンドルフチューブに移されて、それぞれ染色なし、CD40L、および7−ADDと標識された。染色なしのチューブは、氷上で20分間培養された。CD40Lチューブは、製造者の指示によれば氷上で20分間FcR結合阻害剤とともにプレインキュベートされた。次に、染色バッファ40ul(PBS+1%FBS)とPE−CD40L抗体10ulは、細胞懸濁液に添加されて、さらに20分間暗闇の氷上で培養された。
細胞の生存は、7−AADを用いたフローサイトメトリーにより試験された。7−AADは死細胞または損傷を受けた細胞のDNA中にインターカレートし、7−AAD陽性細胞の決定は細胞生存性の指標となる。7−AADのチューブは400gで5分間、6℃で遠心分離された。上澄み液を取り除いた後、細胞ペレットは100ulの1x7−AAD液中に再懸濁された。チューブは、氷上において15分間暗闇中で培養された。染色バッファ1mlがCD40Lチューブに添加され、次に3つのチューブが一緒に遠心分離された。上澄み液を捨てた後で、細胞ペレットは0.4mlの染色バッファで再懸濁されてFACS機器が操作された。
実施例1 CD4+細胞の精製および細胞表現型
正常なドナーの抹消血液を得てミルテニーバイオテク社(オーバーン、カリフォルニア州)から入手したミルテニー磁気ビーズとカラムを用いてバフィーコートからCD4+細
胞を精製した。図1は、CD4に対する測方散乱(細胞の大きさと密度を測定)のフローサイトメトリープロットである。図1は、CD4+細胞は総数(N=22)の約46%を示す。CD4+細胞の正の選択の結果として、98.69%の純粋CD4+細胞(N=22)が得られた。図1Bに見ることができるように、カラム後のCD4+の集団はリンパ
球と単球の両方を含む。
各バッチは異なるドナーから生産されるので、抗原マーカーは生産の始めと終わりにテストされた。培養で活性化される細胞(CAC)(図2B)に対するCD4+細胞の細胞
表現型(図2A)がテストされた。結果はナイーブCD4+表現型(CD45RA+)から記憶表現型(CD45RO+)へと非常に一貫性のあるシフトを示す。図2Aは、CD45RA、CD45RO及びCD25に対してCD4+細胞の表現型をそれぞれ示す。図2Bは、培養9日後のCACの表現型と、CD45RA、CD45RO及びCD25のそれぞれの表面発現の分析を示す。CD45RA/CD45ROの混合集団から、CR45RA陰性CD45RO陽性集団が得られる。CD25+細胞は発現工程の開始時には約10%である。9日目にはCD25+細胞は約85%であった。これは細胞の活性化状態によるものである。図2Aは、カラム後のCD4+細胞が、CD45RA+細胞(平均44.76%、n=29)、CD45RO+細胞(平均53.44%、n=29)およびCD25+細胞(平均10.83%、n=29)のナイーブ表現型であることを示す。図2Bは、継続して刺激を与えた培養で9日後を示すが、表現型はThメモリ様細胞に変化する。CD45RAは急激に減少し(平均4.22%、n=29)、CD45RO+は平均97.8(n=29)に増加し、またCD25+も平均90.03%(n=29)に増加する。
CD62L発現パターン
図3は第0日目(デイ0)を示し、CD4+シード細胞は最大ピーク約103(算術平均は541、n=17)の二峰性CD62L平均蛍光強度(MFI)を発現する。MFIは、培養9日後に算術平均は1541まで増加し(CAC)、次いで最後の4時間の活性化の後、極端に減少する(算術平均の平均は190.3)(CFB)。
CD40L発現パターン
CD40LのCAC上の発現密度は、CD3/CD28ビーズで4時間刺激した後にCACの表面上で一貫して上昇する。図4は、代表的なバッチにおけるCD40L発現の算術平均と割合の変化を示し、第0日目(図4A)、最終活性前にCACを採取した第9日
目(図4B)、および4時間活性化させた後のCFB(図4C)と比較する。見られるよ
うに、不活性細胞と活性細胞の違いは、CD40L+細胞の割合においてはさほど大きくはないが、むしろ算術平均において大きい(CFBの算術平均は112であるが(n=29)、CACの算術平均は20(n=29)である)。
最終活性化中のサイトカイン分泌物
第9日目の各生産物バッチからCAC細胞を採取したサンプルはCD3/CD28ビーズで4時間活性化され、上澄み液は収集され、ELISA分析法を用いてサイトカイン生産物(IFN−γ,IL−4,IL−8,TNFαおよびGM−CSF)を試験した。表1は、これらの実験の結果を示す。
IFN(著作権)とIL−4の数値のみが機能的な放出基準に使用された。19の連続したバッチの結果を表1に示す(数値はpg/106個の細胞/4時間として示される)
。報告される平均はパッシング バッチ(passing batches)のみを含む。
実施例2
活性化Th1/キラー細胞による直接致死
CFBが腫瘍細胞に直接影響があり得るかどうかをテストするために、ARH77細胞株を殺す細胞能力が試験された。ARH77の細胞株は樹立骨髄腫細胞株である。ARH77細胞は、ARH77細胞をCFBと区別するためにCFSEで染色された。CFBは、標的(ARH77)に対して異なるエフェクター(CFB)で18時間染色されたARH77と混合された。その後、7AADが添加されて、細胞はFC500MPLフローサイトメトリーを用いて得られた。この実験は異なるCACバッチを用いて、新鮮で解凍されたCFBを用いて繰り返し行われる。ARH77単独、ダイナビーズ(DynaBeads)、CD4+細胞と供に、またはCACと供にでは、示されてはいないが、著しい致死(10%以下)データは見られない。図5に示される結果は、CAC、CD4+細胞またはビーズではなく、CFBがARH77細胞株に対して直接致死効果があることを示す。
直接致死効果の性質は、その効果がパーフォリン−グランザイム経路によるものであるかどうかを見るために試験された。パーフォリンとグランザイムBを染色するために内部
染色とウエスタンブロット法の両方を用いた。見られるように、図6AはCACがグランザイムBをほとんど発現しないことを示す。図6BはCFBがかなり多量のグランザイムBを発現することを示す。図6Cは、ウエスタンブロット法の使用によってのみパーフォリンが検出可能であることを示す。レーン1は、ポジティブコントロールとして活性PBMCsの抽出物である。レーン2及び4は、異なるバッチからのCACである。レーン3およびび5は、同一バッチからのCFBである。
阻害アッセイはまた、直接致死メカニズムの性質を明らかにするために行われた。下の表2に示すように、CFBは上記のようにARH77細胞と混合されて異なる阻害剤が添加された。CD40Lおよび/またはFAS−Lに対する抗体が、CFB・ARH77混
合物に添加された。表2は、最も高い濃度でも致死プロファイルを妨げなかったことを示す。
直接致死メカニズムにおけるEGTAの効果が試験された。EGTAは、パーフォリンの重合を妨げ、パーフォリン/グランザイムBメカニズムの阻害剤として作用する。1mMのEGTAが上記の直接致死アッセイに添加された。図7に示すように、1mMのEGTAは平均50%致死を減少させた(n=7)。ペアt検定のP値は0.0002である。CFBが示す直接致死効果は、パーフォリン−グランザイム経路に由来する。
本発明は、好ましい実施の形態に関して記載されているが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく当業者は形式上のおよび詳細において変更がされ得ることは認識されるであろう。

Claims (11)

  1. 血液系腫瘍細胞を有する患者に投与され、Th1/キラー細胞を有する抗腫瘍用組成物を製造する方法であって
    エキソビボでCD4+細胞を活性化及び再活性化されたTh1/キラー細胞を得る工程を有し、
    前記Th1/キラー細胞を得る工程は、
    外因性サイトカインの添加なしに、抗CD3抗体および抗CD28抗体が表面に結合したビーズの存在下で、未感作CD4+細胞表面のCD3およびCD28を架橋することで前記未感作CD4+細胞を活性化すること、及び
    前記活性化されたCD4+細胞を凍結保存し、患者への投与をする前に解凍して、抗CD3抗体および抗CD28抗体が表面に結合したビーズの存在下で、前記活性化されたCD4+細胞表面のCD3およびCD28を架橋することで前記活性化されたCD4+細胞を前記再活性化させること、
    を有し、
    前記Th1/キラー細胞は、血液系腫瘍細胞株に対して細胞溶解活性を有し、
    前記Th1/キラー細胞は、グランザイムBおよびパーフォリンを発現する
    抗腫瘍用組成物の製造方法
  2. 前記Th1/キラー細胞は、IL−4の発現を減少させるかあるいはIL−4を全く発現しない、請求項1に記載の抗腫瘍用組成物の製造方法
  3. 前記Th1/キラー細胞は、正常なドナーの末梢血液から得られる、請求項1に記載の抗腫瘍用組成物の製造方法
  4. 前記抗腫瘍用組成物は、
    a)臨床的に意義のある数の前記Th1/キラー細胞を含む、又は
    b)少なくとも1x10個の前記Th1/キラー細胞を含む、又は、
    c)少なくとも1x10個の前記Th1/キラー細胞を含む、請求項1に記載の抗腫瘍用組成物の製造方法
  5. 血液系腫瘍細胞を有する患者に投与され、
    前記血液系腫瘍細胞を破壊するために用いられ、同種異系のTh1/キラー細胞を有する抗腫瘍用組成物を製造する方法であって、
    エキソビボでCD4+細胞を活性化及び再活性化されたTh1/キラー細胞を得る工程を有し、
    前記Th1/キラー細胞を得る工程は、
    外因性サイトカインの添加なしに、抗CD3抗体および抗CD28抗体が表面に結合したビーズの存在下で、未感作CD4+細胞表面のCD3およびCD28を架橋することで前記未感作CD4+細胞を活性化すること、及び
    前記活性化されたCD4+細胞を凍結保存し、患者への投与をする前に解凍して、抗CD3抗体および抗CD28抗体が表面に結合したビーズの存在下で、前記活性化されたCD4+細胞表面のCD3およびCD28を架橋することで前記活性化されたCD4+細胞を前記再活性化させること、
    を有し、
    前記Th1/キラー細胞は、血液系腫瘍細胞株に対して細胞溶解活性を有し、前記Th1/キラー細胞は、グランザイムBおよびパーフォリンを発現し、
    前記血液系腫瘍細胞と前記Th1/キラー細胞との相互作用により前記血液系腫瘍細胞が破壊される、抗腫瘍用組成物の製造方法
  6. 前記Th1/キラー細胞が、IL−4の発現を欠く、請求項に記載の抗腫瘍用組成物の製造方法
  7. 前記血液系腫瘍細胞が、癌細胞、感染細胞、またはそれらの細胞の組合せを含む、請求項に記載の抗腫瘍用組成物の製造方法
  8. 血液系腫瘍細胞を有する患者に投与されて、血液系腫瘍の治療に使用され、Th1/キラー細胞を有する抗腫瘍用組成物の製造方法であって、
    エキソビボでCD4+細胞を活性化及び再活性化されたTh1/キラー細胞を得る工程を有し、
    前記Th1/キラー細胞を得る工程は、
    外因性サイトカインの添加なしに、抗CD3抗体および抗CD28抗体が表面に結合したビーズの存在下で、未感作CD4+細胞表面のCD3およびCD28を架橋することで前記未感作CD4+細胞を活性化すること、及び
    前記活性化されたCD4+細胞を凍結保存し、患者への投与をする前に解凍して、抗CD3抗体および抗CD28抗体が表面に結合したビーズの存在下で、前記活性化されたCD4+細胞表面のCD3およびCD28を架橋することで前記活性化されたCD4+細胞を前記再活性化させること、
    を有し、
    前記Th1/キラー細胞は、血液系腫瘍細胞株に対して細胞溶解活性を有し、
    前記Th1/キラー細胞は、グランザイムBおよびパーフォリンを発現する、
    抗腫瘍用組成物の製造方法
  9. 前記Th1/キラー細胞は、正常なドナーの末梢血液から得られる、又は、
    前記Th1/キラー細胞は、患者にとって同種異系である、又は
    前記Th1/キラー細胞の細胞数は、少なくとも1x10個である、請求項に記載の抗腫瘍用組成物の製造方法
  10. 前記CD4+細胞は、正の選択により末梢血液のパフィーコートから精製されたものである、請求項1〜のいずれかに記載の抗腫瘍用組成物の製造方法
  11. 前記CD4+細胞は、CD45RA/CD45ROマーカの混合集団を有する請求項1〜10のいずれかに記載の抗腫瘍用組成物の製造方法
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