JP6821688B2 - キメラ抗原受容体および使用方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１５年１０月９日出願の米国仮特許出願第６２／２３９，５０９号に対する優先権の利益を主張する。
開示の分野
本出願は、がんの分野、特に、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバーの膜貫通ドメインを含むキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）および使用方法に関する。
背景
がんは、ヒトの健康に対する重大な脅威の１つである。米国だけで、がんは毎年ほぼ１３０万人の新たな患者が罹患し、心血管疾患に次いで２番目に多い死因であり、死亡数の約４分の１を占めている。固形腫瘍が、これらの死亡のほとんどの原因である。ある特定のがんの医学的処置においては顕著な進歩があったものの、全てのがんについての５年全生存率は過去２０年間で約１０％しか改善しなかった。がんまたは悪性腫瘍は、制御されずに迅速に転移および成長し、処置を非常に困難にする。
キメラ抗原受容体（ＣＡＲ）は、３つの本質的な単位を含むハイブリッド分子である：（１）細胞外抗原結合性モチーフ、（２）連結／膜貫通モチーフ、および（３）細胞内Ｔ細胞シグナル伝達モチーフ（Ｌｏｎｇ ＡＨ、Ｈａｓｏ ＷＭ、Ｏｒｅｎｔａｓ ＲＪ．Ｌｅｓｓｏｎｓ ｌｅａｒｎｅｄ ｆｒｏｍ ａ ｈｉｇｈｌｙ−ａｃｔｉｖｅ ＣＤ２−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒ．Ｏｎｃｏｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ．２０１３年；２巻（４号）：ｅ２３６２１頁）。ＣＡＲの抗原結合性モチーフは一般に、免疫グロブリン（Ｉｇ）分子の最小の結合性ドメインである単鎖断片可変（ｓｃＦｖ）を基にして作られる。代替の抗原結合性モチーフとして、例えば、受容体リガンド（即ち、ＩＬ−１３は、腫瘍が発現するＩＬ−１３受容体に結合するように操作されている）、インタクトな免疫受容体、ライブラリー由来ペプチド、および自然免疫系エフェクター分子（例えば、ＮＫＧ２Ｄ）も操作されている。ＣＡＲ発現のための代替の細胞標的（例えば、ＮＫまたはガンマ−デルタＴ細胞）も開発中である（Ｂｒｏｗｎ ＣＥら Ｃｌｉｎ Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．２０１２年；１８巻（８号）：２１９９〜２０９頁；Ｌｅｈｎｅｒ Ｍら ＰＬｏＳ Ｏｎｅ．２０１２年；７巻（２号）：ｅ３１２１０頁）。ＣＡＲベクターを形質導入するための最も活性なＴ細胞集団を定義すること、最適な培養および増殖の技術を決定すること、ならびにＣＡＲタンパク質構造自体の分子的詳細を定義することに関して、いまだにかなりの労力を要している。
ＣＡＲの連結モチーフは、ＩｇＧの定常ドメインなどの比較的安定な構造ドメインとするか、または伸長された可撓性リンカーとなるように設計することができる。ＩｇＧの定常ドメインに由来するものなどの構造モチーフを使用して、ｓｃＦｖ結合性ドメインをＴ細胞原形質膜表面から離れて延在させることができる。これは、結合性ドメインが腫瘍細胞表面膜に特に近い一部の腫瘍標的にとって重要であり得る（例えば、ジシアロガングリオシドＧＤ２にとって；Ｏｒｅｎｔａｓら、未公開の観察）。今日まで、ＣＡＲにおいて使用されるシグナル伝達モチーフは常にＣＤ３−ζ鎖を含んでいるが、それは、このコアモチーフが、Ｔ細胞活性化のための重要なシグナルであるからである。最初に報告された第２世代ＣＡＲは、ＣＤ２８シグナル伝達ドメインおよびＣＤ２８膜貫通配列を特徴としていた。このモチーフは、ＣＤ１３７（４−１ＢＢ）シグナル伝達モチーフを含有する第３世代ＣＡＲでも同様に使用された（Ｚｈａｏ Ｙら Ｊ Ｉｍｍｕｎｏｌ．２００９年；１８３巻（９号）：５５６３〜７４頁）。新たなテクノロジーの進歩に伴い、抗ＣＤ３および抗ＣＤ２８抗体に連結されたビーズによるＴ細胞の活性化、ならびにＣＤ２８由来のカノニカルな「シグナル２」の存在がＣＡＲ自体によってコードされる必要はもはやなくなった。ビーズ活性化を使用して、第３世代ベクターは、ｉｎ ｖｉｔｒｏアッセイにおいて第２世代ベクターよりも優れているわけではないことが見出され、また、白血病のマウスモデルにおいては第２世代ベクターを超える明らかな利益は得られなかった（Ｈａｓｏ Ｗ、Ｌｅｅ ＤＷ、Ｓｈａｈ ＮＮ、Ｓｔｅｔｌｅｒ−Ｓｔｅｖｅｎｓｏｎ Ｍ、Ｙｕａｎ ＣＭ、Ｐａｓｔａｎ ＩＨ、Ｄｉｍｉｔｒｏｖ ＤＳ、Ｍｏｒｇａｎ ＲＡ、ＦｉｔｚＧｅｒａｌｄ ＤＪ、Ｂａｒｒｅｔｔ ＤＭ、Ｗａｙｎｅ ＡＳ、Ｍａｃｋａｌｌ ＣＬ、Ｏｒｅｎｔａｓ ＲＪ．Ａｎｔｉ−ＣＤ２２−ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ ｔａｒｇｅｔｉｎｇ Ｂ ｃｅｌｌ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ａｃｕｔｅ ｌｙｍｐｈｏｂｌａｓｔｉｃ ｌｅｕｋｅｍｉａ，Ｂｌｏｏｄ．２０１３年；１２１巻（７号）：１１６５〜７４頁；Ｋｏｃｈｅｎｄｅｒｆｅｒ ＪＮら Ｂｌｏｏｄ．２０１２年；１１９巻（１２号）：２７０９〜２０頁）。これは、第２世代ＣＤ２８／ＣＤ３−ζ（Ｌｅｅ ＤＷら Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｈｅｍａｔｏｌｏｇｙ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ．Ｎｅｗ Ｏｒｌｅａｎｓ、ＬＡ；１２月７〜１０日、２０１３年）およびＣＤ１３７／ＣＤ３−ζシグナル伝達形式（Ｐｏｒｔｅｒ ＤＬら Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍｅｄ．２０１１年；３６５巻（８号）：７２５〜３３頁）のＣＤ１９特異的ＣＡＲの臨床的成功によって裏付けられている。ＣＤ１３７に加えて、ＯＸ４０などの他の腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバーも、ＣＡＲが形質導入されたＴ細胞において重要な持続シグナルを提供することができる（Ｙｖｏｎ Ｅら Ｃｌｉｎ Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．２００９年；１５巻（１８号）：５８５２〜６０頁）。ＣＡＲ Ｔ細胞集団が培養された培養条件も等しく重要である。
がんに対するＣＡＲ療法のより広範で有効な適応における現在の課題は、説得力のある標的の不足に関する。細胞表面抗原への結合因子を創出することは、現在容易に達成可能であるが、正常組織を見逃しながら腫瘍に対して特異的な細胞表面抗原を発見することは、依然として厄介な課題である。ＣＡＲ発現Ｔ細胞により高い標的細胞特異性を与えるための１つの潜在的な方法は、コンビナトリアルＣＡＲアプローチを使用することである。１つのシステムでは、ＣＤ３−ζとＣＤ２８シグナル単位が、同じ細胞において発現される２つの異なるＣＡＲ構築物間で分割される；別のシステムでは、２つのＣＡＲが、同じＴ細胞において発現されるが、一方はより低い親和性を有し、したがって第２のＣＡＲの完全な活性のために代替的ＣＡＲが最初に結合されることを必要とする（Ｌａｎｉｔｉｓ Ｅら Ｃａｎｃｅｒ Ｉｍｍｕｎｏｌ Ｒｅｓ．２０１３年；１巻（１号）：４３〜５３頁；Ｋｌｏｓｓ ＣＣら Ｎａｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．２０１３年；３１巻（１号）：７１〜５頁）。免疫療法剤としての単一のｓｃＦｖベースのＣＡＲの生成のための第２の課題は、腫瘍細胞の不均一性である。少なくとも１つのグループは、標的抗原陰性集団の成長を回避することを期待して、エフェクター細胞集団が複数の抗原（ＨＥＲ２、ＩＬ−１３Ｒａ、ＥｐｈＡ２）を同時に標的化する、神経膠芽腫のためのＣＡＲ戦略を開発している（Ｈｅｇｄｅ Ｍら Ｍｏｌ Ｔｈｅｒ．２０１３年；２１巻（１１号）：２０８７〜１０１頁）。
Ｔ細胞ベースの免疫療法は、合成生物学における新たな領域になっている；複数のプロモーターおよび遺伝子産物は、これらの高度に強力な細胞を腫瘍微小環境に導くことが想定され、ここで、Ｔ細胞は、負の調節シグナルを免れることができ、かつ有効な腫瘍死滅を媒介できる。誘導性カスパーゼ９構築物のＡＰ１９０３との薬物誘導性二量体化を介した望ましくないＴ細胞の排除は、Ｔ細胞集団を制御できる強力なスイッチが薬理学的に開始され得る１つの方法を実証している（Ｄｉ Ｓｔａｓｉ Ａら Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍｅｄ．２０１１年；３６５巻（１８号）：１６７３〜８３頁）。デコイ受容体の発現によるトランスフォーミング成長因子−βの負の調節効果に対して免疫性であるエフェクターＴ細胞集団の創出は、エフェクターＴ細胞が最適な抗腫瘍活性のために操作され得る程度をさらに実証している（Ｆｏｓｔｅｒ ＡＥら Ｊ Ｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒ．２００８年；３１巻（５号）：５００〜５頁）。
したがって、ＣＡＲは、内因性Ｔ細胞受容体と類似した様式でＴ細胞活性化を誘発できるようであるが、今日までのこのテクノロジーの臨床適用に対する主要な障害は、ＣＡＲ＋Ｔ細胞の限定的なｉｎ ｖｉｖｏ増殖、注入後の細胞の迅速な消失、および期待外れの臨床活性である。したがって、上述の欠点なしに意図した治療的特質を示し得るＣＡＲを使用するがんの処置のための組成物および方法を発見する、当該分野における緊急かつ長年にわたる要求が存在する。
Ｌｏｎｇ ＡＨ、Ｈａｓｏ ＷＭ、Ｏｒｅｎｔａｓ ＲＪ．Ｌｅｓｓｏｎｓ ｌｅａｒｎｅｄ ｆｒｏｍ ａ ｈｉｇｈｌｙ−ａｃｔｉｖｅ ＣＤ２−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒ．Ｏｎｃｏｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ．２０１３年；２巻（４号）：ｅ２３６２１頁 Ｂｒｏｗｎ ＣＥら Ｃｌｉｎ Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．２０１２年；１８巻（８号）：２１９９〜２０９頁 Ｌｅｈｎｅｒ Ｍら ＰＬｏＳ Ｏｎｅ．２０１２年；７巻（２号）：ｅ３１２１０頁 Ｚｈａｏ Ｙら Ｊ Ｉｍｍｕｎｏｌ．２００９年；１８３巻（９号）：５５６３〜７４頁 Ｈａｓｏ Ｗ、Ｌｅｅ ＤＷ、Ｓｈａｈ ＮＮ、Ｓｔｅｔｌｅｒ−Ｓｔｅｖｅｎｓｏｎ Ｍ、Ｙｕａｎ ＣＭ、Ｐａｓｔａｎ ＩＨ、Ｄｉｍｉｔｒｏｖ ＤＳ、Ｍｏｒｇａｎ ＲＡ、ＦｉｔｚＧｅｒａｌｄ ＤＪ、Ｂａｒｒｅｔｔ ＤＭ、Ｗａｙｎｅ ＡＳ、Ｍａｃｋａｌｌ ＣＬ、Ｏｒｅｎｔａｓ ＲＪ．Ａｎｔｉ−ＣＤ２２−ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｔｉｇｅｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ ｔａｒｇｅｔｉｎｇ Ｂ ｃｅｌｌ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ａｃｕｔｅ ｌｙｍｐｈｏｂｌａｓｔｉｃ ｌｅｕｋｅｍｉａ，Ｂｌｏｏｄ．２０１３年；１２１巻（７号）：１１６５〜７４頁 Ｋｏｃｈｅｎｄｅｒｆｅｒ ＪＮら Ｂｌｏｏｄ．２０１２年；１１９巻（１２号）：２７０９〜２０頁 Ｌｅｅ ＤＷら Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｈｅｍａｔｏｌｏｇｙ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ．Ｎｅｗ Ｏｒｌｅａｎｓ、ＬＡ；１２月７〜１０日、２０１３年 Ｐｏｒｔｅｒ ＤＬら Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍｅｄ．２０１１年；３６５巻（８号）：７２５〜３３頁 Ｙｖｏｎ Ｅら Ｃｌｉｎ Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．２００９年；１５巻（１８号）：５８５２〜６０頁 Ｌａｎｉｔｉｓ Ｅら Ｃａｎｃｅｒ Ｉｍｍｕｎｏｌ Ｒｅｓ．２０１３年；１巻（１号）：４３〜５３頁 Ｋｌｏｓｓ ＣＣら Ｎａｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．２０１３年；３１巻（１号）：７１〜５頁 Ｈｅｇｄｅ Ｍら Ｍｏｌ Ｔｈｅｒ．２０１３年；２１巻（１１号）：２０８７〜１０１頁 Ｄｉ Ｓｔａｓｉ Ａら Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍｅｄ．２０１１年；３６５巻（１８号）：１６７３〜８３頁 Ｆｏｓｔｅｒ ＡＥら Ｊ Ｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒ．２００８年；３１巻（５号）：５００〜５頁
本発明は、ＣＡＲ組成物、ならびにがんならびに他の疾患および／または状態を処置するために使用され得る治療的方法を提供することによって、これらの要求に対処する。特に、本明細書に開示および記載される本発明は、形質導入Ｔ細胞において高い表面発現を示し、高度の細胞溶解ならびに形質導入Ｔ細胞のｉｎ ｖｉｖｏでの増殖および持続を示すＣＡＲを提供する。
概要
腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリー（ＴＮＦＲＳＦ）メンバーの膜貫通ドメインを含む新規のキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）、および受容体を発現する宿主細胞（例えばＴ細胞）、および受容体をコードする核酸分子が本明細書で提供される。ＣＡＲは、形質導入Ｔ細胞での高い表面発現、高度の細胞溶解ならびに形質導入Ｔ細胞のｉｎ ｖｉｖｏでの増殖および持続を示す。例えば対象におけるがんを処置するための、開示されるＣＡＲ、宿主細胞、および核酸分子を使用する方法も提供される。
一態様では、Ｎ末端からＣ末端へ、少なくとも１つの細胞外抗原結合性ドメイン、少なくとも１つの膜貫通ＴＮＦＲＳＦドメイン、および少なくとも１つの細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）をコードする、単離された核酸分子が提供される。
一実施形態では、コードされる細胞外抗原結合性ドメインが、抗原に結合する抗体の少なくとも１つの単鎖可変断片を含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
別の実施形態では、コードされる細胞外抗原結合性ドメインが、抗原に結合する抗体の少なくとも１つの重鎖可変領域を含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
さらに別の実施形態では、コードされるＣＡＲ細胞外抗原結合性ドメインが、抗原に結合する少なくとも１つのリポカリンベースの抗原結合性抗原（アンチカリン）を含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
一実施形態では、コードされる細胞外抗原結合性ドメインが、リンカードメインによってＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインに接続される、単離された核酸分子が提供される。
別の実施形態では、コードされる細胞外抗原結合性ドメインに、リーダーまたはシグナルペプチドをコードする配列が先行する、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
さらに別の実施形態では、コードされる細胞外抗原結合性ドメインが、ＣＤ１９、ＣＤ２０、ＣＤ２２、ＲＯＲ１、メソセリン、ＣＤ３３、ＣＤ３８、ＣＤ１２３（ＩＬ３ＲＡ）、ＣＤ１３８、ＢＣＭＡ（ＣＤ２６９）、ＧＰＣ２、ＧＰＣ３、ＦＧＦＲ４、ｃ−Ｍｅｔ、ＰＳＭＡ、糖脂質Ｆ７７、ＥＧＦＲｖＩＩＩ、ＧＤ−２、ＮＹ−ＥＳＯ−１ ＴＣＲ、ＭＡＧＥ Ａ３ ＴＣＲ、またはそれらの任意の組合せを含むがこれらに限定されない抗原を標的化する、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
ある特定の実施形態では、コードされる細胞外抗原結合性ドメインが、抗ＣＤ１９ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＣＤ２０ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＣＤ２２ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＲＯＲ１ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗メソセリンｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＣＤ３３ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＣＤ３８ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＣＤ１２３（ＩＬ３ＲＡ）ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＣＤ１３８ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＢＣＭＡ（ＣＤ２６９）ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＧＰＣ２ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＧＰＣ３ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＦＧＦＲ４ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ｃ−Ｍｅｔ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＰＭＳＡ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗糖脂質Ｆ７７ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＥＧＦＲｖＩＩＩ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＧＤ−２ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＮＹ−ＥＳｏ−１ ＴＣＲ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＭＡＧＥ Ａ３ ＴＣＲ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、または８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％もしくは９９％の同一性を有するそのアミノ酸配列、あるいはそれらの任意の組合せを含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
一態様では、本明細書で提供されるＣＡＲはリンカーまたはスペーサードメインをさらに含む。
一実施形態では、細胞外抗原結合性ドメイン、細胞内シグナル伝達ドメイン、またはその両方が、リンカーまたはスペーサードメインによって膜貫通ドメインに接続される、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
一実施形態では、コードされるリンカードメインが、ＣＤ８の細胞外ドメインに由来し、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１６ドメイン、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１９ドメイン、またはそれらの組合せに連結される、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
別の実施形態では、コードされるリンカードメインが、ＴＮＦＲＳＦ１６またはＴＮＦＲＳＦ１９の細胞外ドメインに由来し、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１６ドメイン、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１９ドメイン、またはそれらの組合せに連結される、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
さらなる実施形態では、コードされる膜貫通ＴＮＦＲＳＦドメインが、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１６ドメイン、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１９ドメイン、またはそれらの組合せを含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
さらに別の実施形態では、ＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通ドメインをコードする核酸配列が、配列番号１の配列、または８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％もしくは９９％の同一性を有するその配列を含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
一実施形態では、コードされるＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通ドメインが、配列番号２の配列、または配列番号２のアミノ酸配列の少なくとも１つであるが１０以下の改変を含むアミノ酸配列、または配列番号２のアミノ酸配列に対し８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％もしくは９９％の同一性を有する配列を含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
さらに別の実施形態では、ＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通ドメインをコードする核酸配列が、配列番号３の配列、または８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％もしくは９９％の同一性を有するその配列を含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
一実施形態では、コードされるＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通ドメインが、配列番号４の配列、または配列番号４のアミノ酸配列の少なくとも１つであるが１０以下の改変を含むアミノ酸配列、または配列番号４のアミノ酸配列に対し８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％もしくは９９％の同一性を有する配列を含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
別の実施形態では、コードされるＣＡＲが、Ｔ細胞受容体のアルファ、ベータもしくはゼータ鎖、ＣＤ２８、ＣＤ３イプシロン、ＣＤ４５、ＣＤ４、ＣＤ５、ＣＤ８、ＣＤ９、ＣＤ１６、ＣＤ２２、ＣＤ３３、ＣＤ３７、ＣＤ６４、ＣＤ８０、ＣＤ８６、ＣＤ１３４、ＣＤ１３７、およびＣＤ１５４、またはそれらの組合せからなる群から選択されるタンパク質の膜貫通ドメインを含む膜貫通ドメインをさらに含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
さらに別の実施形態では、コードされる細胞内シグナル伝達ドメインが、ＣＤ３ゼータ細胞内ドメインをさらに含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
一実施形態では、コードされる細胞内シグナル伝達ドメインが、ＣＤ３ゼータ細胞内ドメインに対してＣ末端側に配置される、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
別の実施形態では、コードされる少なくとも１つの細胞内シグナル伝達ドメインが、共刺激ドメイン、一次シグナル伝達ドメイン、またはそれらの組合せを含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
さらなる実施形態では、コードされる少なくとも１つの共刺激ドメインが、ＯＸ４０、ＣＤ７０、ＣＤ２７、ＣＤ２８、ＣＤ５、ＩＣＡＭ−１、ＬＦＡ−１（ＣＤ１１ａ／ＣＤ１８）、ＩＣＯＳ（ＣＤ２７８）、ＤＡＰ１０、ＤＡＰ１２および４−１ＢＢ（ＣＤ１３７）の機能的シグナル伝達ドメイン、またはそれらの組合せを含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
一実施形態では、リーダー配列またはシグナルペプチドをさらに含み、リーダーまたはシグナルペプチドのヌクレオチド配列が配列番号５のヌクレオチド配列を含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
さらに別の実施形態では、コードされるリーダー配列が配列番号６のアミノ酸配列を含む、ＣＡＲをコードする単離された核酸分子が提供される。
一態様では、Ｎ末端からＣ末端へ、少なくとも１つの細胞外抗原結合性ドメイン、少なくとも１つの膜貫通ＴＮＦＲＳＦドメイン、および少なくとも１つの細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）が本明細書で提供される。
一実施形態では、細胞外抗原結合性ドメインが、抗原に結合する抗体の少なくとも１つの単鎖可変断片、または抗原に結合する抗体の少なくとも１つの重鎖可変領域、またはそれらの組合せを含む、ＣＡＲが提供される。
別の実施形態では、少なくとも１つの膜貫通ＴＮＦＲＳＦドメインが、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１９ドメイン、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１６ドメイン、またはそれらの組合せを含む、ＣＡＲが提供される。
一部の実施形態において、細胞外抗原結合性ドメインが、ＣＤ１９、ＣＤ２０、ＣＤ２２、ＲＯＲ１、メソセリン、ＣＤ３３、ＣＤ３８、ＣＤ１２３（ＩＬ３ＲＡ）、ＣＤ１３８、ＢＣＭＡ（ＣＤ２６９）、ＧＰＣ２、ＧＰＣ３、ＦＧＦＲ４、ｃ−Ｍｅｔ、ＰＳＭＡ、糖脂質Ｆ７７、ＥＧＦＲｖＩＩＩ、ＧＤ−２、ＮＹ−ＥＳＯ−１ ＴＣＲ、ＭＡＧＥ Ａ３ ＴＣＲ、または８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％もしくは９９％の同一性を有するそのアミノ酸配列、またはそれらの任意の組合せを含む、ＣＡＲが提供される。
一実施形態では、細胞外抗原結合性ドメインが、抗ＣＤ１９ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＣＤ２０ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＣＤ２２ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＲＯＲ１ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗メソセリン ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＣＤ３３ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＣＤ３８ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＣＤ１２３（ＩＬ３ＲＡ）ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＣＤ１３８ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＢＣＭＡ（ＣＤ２６９）ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＧＰＣ２ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＧＰＣ３ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＦＧＦＲ４ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ｃ−Ｍｅｔ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＰＭＳＡ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗糖脂質Ｆ７７ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＥＧＦＲｖＩＩＩ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＧＤ−２ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＮＹ−ＥＳｏ−１ ＴＣＲ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、抗ＭＡＧＥ Ａ３ ＴＣＲ ｓｃＦＶ抗原結合性ドメイン、または８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％もしくは９９％の同一性を有するそのアミノ酸配列、またはそれらの任意の組合せを含む、ＣＡＲが提供される。
別の実施形態では、少なくとも１つの細胞内シグナル伝達ドメインが共刺激ドメインおよび一次シグナル伝達ドメインを含む、ＣＡＲが提供される。
さらに別の実施形態では、少なくとも１つの細胞内シグナル伝達ドメインが、ＯＸ４０、ＣＤ７０、ＣＤ２７、ＣＤ２８、ＣＤ５、ＩＣＡＭ−１、ＬＦＡ−１（ＣＤ１１ａ／ＣＤ１８）、ＩＣＯＳ（ＣＤ２７８）、ＤＡＰ１０、ＤＡＰ１２、および４−１ＢＢ（ＣＤ１３７）、またはそれらの組合せからなる群から選択されるタンパク質の機能的シグナル伝達ドメインを含む共刺激ドメインを含む、ＣＡＲが提供される。
一実施形態では、ＣＡＲをコードする核酸配列は配列番号７の核酸配列を含む。一実施形態では、核酸配列は配列番号８のアミノ酸配列を含むＣＡＲをコードする。
別の実施形態では、ＣＡＲをコードする核酸配列は配列番号９の核酸配列を含む。一実施形態では、核酸配列は配列番号１０のアミノ酸配列を含むＣＡＲをコードする。
別の実施形態では、ＣＡＲをコードする核酸配列は配列番号２１の核酸配列を含む。一実施形態では、核酸配列は配列番号２２のアミノ酸配列を含むＣＡＲをコードする。
一態様では、本明細書で開示されるＣＡＲは、診断、がん患者の無増悪生存期間などの処置転帰のモニタリングおよび／もしくは予測における使用のため、またはかかる処置の進行をモニタリングするために、検出可能なマーカーを発現または含有するように改変される。
一実施形態では、開示されたＣＡＲをコードする核酸分子は、ウイルスベクターなどのベクター中に含有され得る。ベクターは、ＤＮＡベクター、ＲＮＡベクター、プラスミドベクター、コスミドベクター、ヘルペスウイルスベクター、麻疹ウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、もしくはレトロウイルスベクター、またはそれらの組合せである。
ある特定の実施形態では、ベクターは、誘導性プロモーター、組織特異的プロモーター、構成的プロモーター、自殺プロモーターまたはそれらの任意の組合せであるプロモーターをさらに含む。
さらに別の実施形態では、ＣＡＲを発現するベクターは、自殺スイッチによって、ＣＡＲ Ｔ細胞の発現を制御するため、またはＣＡＲ−Ｔ細胞を排除するために、１または複数の作動可能なエレメントを含むようにさらに改変され得る。自殺スイッチには、例えば、アポトーシス誘導性シグナル伝達カスケード、または細胞死を誘導する薬物が含まれ得る。好ましい実施形態では、ＣＡＲを発現するベクターは、チミジンキナーゼ（ＴＫ）またはシトシンデアミナーゼ（ＣＤ）などの酵素を発現するようにさらに改変され得る。
別の態様では、ＣＡＲをコードする核酸分子を含む宿主細胞もまた提供される。一部の実施形態では、宿主細胞は、Ｔ細胞、例えば、対象から得られた初代Ｔ細胞である。一実施形態では、宿主細胞はＣＤ８＋Ｔ細胞である。
さらに別の態様では、抗腫瘍有効量のヒトＴ細胞集団を含む医薬組成物であって、Ｔ細胞がキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）をコードする核酸配列を含み、ＣＡＲが少なくとも１つの細胞外抗原結合性ドメイン、少なくとも１つのリンカードメイン、少なくとも１つの膜貫通ＴＮＦＲＳＦドメイン、および少なくとも１つの細胞内シグナル伝達ドメインを含み、Ｔ細胞ががんを有するヒトのＴ細胞である、医薬組成物が提供される。がんは、とりわけ血液学的がん、例えば、白血病（例えば、慢性リンパ性白血病（ＣＬＬ）、急性リンパ性白血病（ＡＬＬ）もしくは慢性骨髄性白血病（ＣＭＬ））、リンパ腫（例えば、マントル細胞リンパ腫、非ホジキンリンパ腫またはホジキンリンパ腫）または多発性骨髄腫、あるいはそれらの組合せを含む。
一実施形態では、ＣＡＲの少なくとも１つの膜貫通ＴＮＦＲＳＦドメインが、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１６ドメイン、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１９ドメインまたはそれらの組合せを含む、医薬組成物が提供される。
別の実施形態では、ヒトのがんは、口腔および咽頭がん（舌、口、咽頭、頭頸部）、消化器系がん（食道、胃、小腸、結腸、直腸、肛門、肝臓、肝内胆管、胆嚢、膵臓）、呼吸器系がん（喉頭、肺および気管支）、骨および関節のがん、軟組織がん、皮膚がん（黒色腫、基底細胞癌および扁平上皮癌）、小児腫瘍（神経芽細胞腫、横紋筋肉腫、骨肉腫、ユーイング肉腫）、中枢神経系の腫瘍（脳腫瘍、星状細胞腫、神経膠芽腫、神経膠腫）、ならびに乳房、生殖系（子宮頸部、子宮体、卵巣、外陰部、腟、前立腺、精巣、陰茎、子宮内膜）、泌尿器系（膀胱、腎臓および腎盂、尿管）、眼および眼窩、内分泌系（甲状腺）ならびに脳および他の神経系のがん、またはそれらの任意の組合せを含む成人癌を含む、医薬組成物が提供される。
さらに別の実施形態では、がんを有するヒトのヒトＴ細胞の集団の抗腫瘍有効量を含む医薬組成物であって、がんが、１または複数の化学療法剤に対して非応答性の難治性がんである、医薬組成物が提供される。がんは、造血がん、骨髄異形成症候群、膵がん、頭頸部がん、皮膚腫瘍、急性リンパ芽球性白血病（ＡＬＬ）、急性骨髄性白血病（ＡＭＬ）における微小残存病変（ＭＲＤ）、ＣＬＬ（慢性リンパ性白血病）、ＣＭＬ（慢性骨髄性白血病）、非ホジキンリンパ腫（ＮＨＬ）を含む成人Ｂ細胞悪性疾患、小児Ｂ細胞悪性疾患（Ｂ細胞系譜ＡＬＬ（急性リンパ性白血病）を含む）、多発性骨髄腫、肺がん、乳房がん、卵巣がん、前立腺がん、結腸がん、黒色腫もしくは他の血液学的がんおよび固形腫瘍、またはそれらの任意の組合せを含む。
別の態様では、ＣＡＲ含有Ｔ細胞（以下「ＣＡＲ Ｔ細胞」）を作製する方法が提供される。この方法は、開示されるＣＡＲをコードするベクターまたは核酸分子をＴ細胞に形質導入し、それによって、ＣＡＲ Ｔ細胞を作製することを含む。
さらに別の態様では、ＲＮＡ操作された細胞の集団を生成する方法であって、開示されるＣＡＲをコードする核酸分子のｉｎ ｖｉｔｒｏ転写されたＲＮＡまたは合成ＲＮＡを対象の細胞中に導入し、ＣＡＲ細胞を生成することを含む方法が提供される。
別の実施形態では、哺乳動物において抗腫瘍免疫を誘導する方法であって、開示されるＣＡＲをコードするベクターまたは核酸分子が形質導入された治療有効量のＴ細胞を哺乳動物に投与するステップを含む、方法が提供される。
別の実施形態では、哺乳動物においてがんを処置または予防する方法であって、１つまたは複数の開示されるＣＡＲを、哺乳動物におけるがんを処置または予防するのに有効な量で哺乳動物に投与するステップを含む、方法が提供される。方法は、対象において、ＣＡＲの抗原結合性ドメインと、１つまたは複数の上述の抗原の細胞外ドメインとの免疫複合体を形成するのに十分な条件下で、１つまたは複数の上述の抗原に特異的に結合する開示されるＣＡＲを発現する治療有効量の宿主細胞を対象に投与するステップを含む。
さらに別の実施形態では、腫瘍抗原の上昇した発現と関連する疾患、障害または状態を有する哺乳動物を処置する方法であって、抗腫瘍有効量のＴ細胞集団を含む医薬組成物を対象に投与するステップを含み、Ｔ細胞がキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）をコードする核酸配列を含み、ＣＡＲが少なくとも１つの細胞外抗原結合性ドメイン、少なくとも１つのリンカーまたはスペーサードメイン、少なくとも１つの膜貫通ＴＮＦＲＳＦドメイン、少なくとも１つの細胞内シグナル伝達ドメインを含み、Ｔ細胞ががんを有する対象のＴ細胞である、方法が提供される。
さらに別の実施形態では、それを必要とする対象におけるがんを処置する方法であって、抗腫瘍有効量のＴ細胞集団を含む医薬組成物を対象に投与するステップを含み、Ｔ細胞がキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）をコードする核酸配列を含み、ＣＡＲが少なくとも１つの細胞外抗原結合性ドメイン、少なくとも１つのリンカーまたはスペーサードメイン、少なくとも１つの膜貫通ＴＮＦＲＳＦドメイン、少なくとも１つの細胞内シグナル伝達ドメインを含み、Ｔ細胞ががんを有する対象のＴ細胞である、方法が提供される。上述の方法の一部の実施形態では、少なくとも１つの膜貫通ＴＮＦＲＳＦドメインが、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１６ドメイン、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１９ドメインまたはそれらの組合せを含む。
さらに別の実施形態では、がんと診断されたヒトにおいて、遺伝子操作されたＴ細胞の持続性の集団を生成するための方法が提供される。一実施形態では、方法は、ＣＡＲを発現するように遺伝子操作されたＴ細胞をヒトに投与するステップであって、ＣＡＲが少なくとも１つの細胞外抗原結合性ドメイン、少なくとも１つの膜貫通ＴＮＦＲＳＦドメイン、および少なくとも１つの細胞内シグナル伝達ドメインを含み、遺伝子操作されたＴ細胞の持続性の集団、またはＴ細胞の子孫の集団が、投与の後少なくとも１カ月、２カ月、３カ月、４カ月、５カ月、６カ月、７カ月、８カ月、９カ月、１０カ月、１１カ月、１２カ月、２年または３年にわたって、ヒトにおいて持続する、ステップを含む。
一実施形態では、ヒト中の子孫Ｔ細胞は、メモリーＴ細胞を含む。別の実施形態では、Ｔ細胞は自家Ｔ細胞である。
本明細書に記載される方法の態様および実施形態の全てにおいて、腫瘍抗原の上昇した発現と関連する上述のがん、疾患、障害または状態のいずれかは、本明細書に開示されるＣＡＲのうち１または複数を使用して、処置または予防または寛解され得る。
さらに別の態様では、上記キメラ抗原受容体Ｔ細胞を作製するためのキット、または上記対象において、腫瘍抗原の上昇した発現と関連するがん、疾患、障害もしくは状態のいずれかを予防、処置もしくは寛解するためのキットであって、上に開示された核酸分子、ベクター、宿主細胞もしくは組成物のいずれか１つまたはそれらの任意の組合せを含むコンテナ、およびキットを使用するための指示書を含むキットが提供される。
ＣＡＲ、宿主細胞、核酸ならびに方法は、本明細書に詳細に記載される具体的な態様および実施形態を超えて有用であることが理解される。本開示の前述の特色および利点は、添付の図面を参照して進む以下の詳細な説明からより明らかになる。
キメラ抗原受容体（ＣＡＲ）を示す概略図である。ＣＡＲは、抗原結合性ドメイン、連結ドメイン、膜貫通ドメインおよび細胞内シグナル伝達ドメインを含む。 ＴＮＦＲＳＦ１６およびＴＮＦＲＳＦ１９におけるある特定の膜貫通アミノ酸モチーフを示す図である。ＣＤ８、ＣＤ４、ＴＮＦＲＳＦ１６およびＴＮＦＲＳＦ１９の膜貫通アミノ酸配列も示す。９つの明確な特色が図２のヘッダーで強調されている。各々が膜貫通細胞膜タンパク質の状況でヒトゲノムにコードされているアミノ酸である。本明細書で使用するアミノ酸略語は、ＩＵＰＡＣ−ＩＵＢ Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｎｏｍｅｎｃｌａｔｕｒｅ（ＪＣＢＮ）に従う。 いくつかのキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）を示す図である。ＣＡＲの一般的図式は、Ｎ末端からＣ末端へ、シグナルペプチド、抗ＣＤ１９ ｓｃＦｖ／ＦＭＣ６３、細胞外リンカー、膜貫通部、４−１ＢＢ、ＣＤ３ゼータを含み、太字テキストは連結ドメインのクローニング部位を表す。図３Ａは、ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＣＤ８リンク−ＣＤ８ｔｍ−シグナル伝達を含むＣＡＲ（ＬＴＧ１４９４）を発現するレンチウイルスベクターを示す。 いくつかのキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）を示す図である。ＣＡＲの一般的図式は、Ｎ末端からＣ末端へ、シグナルペプチド、抗ＣＤ１９ ｓｃＦｖ／ＦＭＣ６３、細胞外リンカー、膜貫通部、４−１ＢＢ、ＣＤ３ゼータを含み、太字テキストは連結ドメインのクローニング部位を表す。図３Ｂは、ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＣＤ８リンク−ＣＤ８ｔｍ−シグナル（ＬＴＩ再遺伝子操作）を含むＣＡＲ（ＬＴＧ１５３８）を発現するレンチウイルスベクターを示す。 いくつかのキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）を示す図である。ＣＡＲの一般的図式は、Ｎ末端からＣ末端へ、シグナルペプチド、抗ＣＤ１９ ｓｃＦｖ／ＦＭＣ６３、細胞外リンカー、膜貫通部、４−１ＢＢ、ＣＤ３ゼータを含み、太字テキストは連結ドメインのクローニング部位を表す。図３Ｃは、ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＣＤ８リンク−ＣＤ４ｔｍ−シグナルを含むＣＡＲ（ＬＴＧ１５６２）を発現するレンチウイルスベクターを示す。 いくつかのキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）を示す図である。ＣＡＲの一般的図式は、Ｎ末端からＣ末端へ、シグナルペプチド、抗ＣＤ１９ ｓｃＦｖ／ＦＭＣ６３、細胞外リンカー、膜貫通部、４−１ＢＢ、ＣＤ３ゼータを含み、太字テキストは連結ドメインのクローニング部位を表す。図３Ｄは、ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＣＤ８リンク−ＴＮＦＲＳＦ１９ｔｍ−シグナルを含むＣＡＲ（ＬＴＧ１５６３）を発現するレンチウイルスベクターを示す。 いくつかのキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）を示す図である。ＣＡＲの一般的図式は、Ｎ末端からＣ末端へ、シグナルペプチド、抗ＣＤ１９ ｓｃＦｖ／ＦＭＣ６３、細胞外リンカー、膜貫通部、４−１ＢＢ、ＣＤ３ゼータを含み、太字テキストは連結ドメインのクローニング部位を表す。図３Ｅは、ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＴＮＦＲＳＦ１９リンク−ＴＮＦＲＳＦ１９ｔｍ−シグナルを含むＣＡＲ（ＬＴＧ１５６４）を発現するレンチウイルスベクターを示す。 新規の膜貫通配列を有するＣＡＲの一般的なドメイン構造を示す概略図である。抗ＣＤ１９抗体ＦＭＣ６３（結合性ドメインＡ）を利用する一連の独自のＣＡＲを示す。結合性ドメインは、ＣＤ８リンカー、およびＣＤ８膜貫通ドメインのＣＡＲ型（Ａ）、ＣＤ４（Ｂ）、ＴＮＦＲＳＦ１９（Ｃ）膜貫通ドメイン、またはＴＮＦＲＳＦ１９リンカーおよび膜貫通ドメイン（Ｄ）に連結されていた。 ＦＭＣ６３由来抗ＣＤ１９結合性モチーフ、４−１ＢＢ／ＣＤ３−ゼータ鎖シグナル伝達モチーフおよびＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインを含むＣＡＲの抗腫瘍活性を示すグラフである。非形質導入増殖Ｔ細胞（モック、白菱形）、または対照タンパク質を発現するＬＶが形質導入されたＴ細胞（ＬＮＧＦＲ、ＬＴＧ、白三角）は対照として機能した。ＣＤ８由来リンカーおよびＣＤ８膜貫通ドメインを特徴とするＣＡＲ−Ｔ（ＬＴＧ１４９４、黒丸）は、ｘ軸に表示するエフェクター対標的（Ｅ：Ｔ）比で強い溶解活性を示した。ＣＤ８リンカーおよびＣＤ４膜貫通部（ＬＴＧ１５６２、白四角）またはＴＮＦＲＳＦ１９リンカーおよび膜貫通ドメイン（ＬＴＧ１５６４、星）を発現するＣＡＲ−Ｔはともに、相当の溶解活性を示した。試験を行った、ＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通領域を発現するＣＡＲ−Ｔ（ＬＴＧ１５６３、白丸）が非常に強い溶解活性を示した。 新規のリンカーおよび膜貫通ドメインＣＡＲ１９構築物を示す略図である。ＣＡＲ Ｔリンカーおよび膜貫通ドメイン組成を変化させるとＣＡＲ−Ｔ機能が変化するかどうかを決定するため、新規のリンカーおよび膜貫通ドメインエレメントを組み込んだ１５６２、１５６３、１５６４および１７１２、１７１３および１７１４と呼ばれるＣＡＲ１９構築物６つを設計した。構築物１４９４は、ＦＭＣ６３ ｓｃＦｖ結合性ドメイン、ＣＤ８リンカー、ＣＤ８膜貫通ドメイン、ＣＤ１３７／４−１ＢＢおよびＣＤ３ゼータシグナル伝達ドメインから構成されるＣＡＲ１９編成を表し、陽性対照として機能する。「ｔｒａｎｓＭ」は膜貫通ドメインを指す。「ＴｒｕｎｃＴ１９」は、構築物１５６４に存在する長いものと比較して短縮されたＴＮＦＲＳＦ１９リンカーを指す。 Ａ）プロテインＬまたはＢ）ＣＤ１９ Ｆｃ染色で決定した、ヒトＴ細胞におけるＣＡＲ１９表面発現について示すグラフである。新規のＣＡＲ１９構築物６つおよび構築物１４９４は、ＬＶ形質導入によりヒト初代Ｔ細胞で安定に発現された。ビオチンにコンジュゲートされたプロテインＬによる染色、その後のストレプトアビジン−ＰＥとのインキュベーション（左列）、またはＣＤ１９ Ｆｃペプチドによる染色、その後のＡＦ６４７にコンジュゲートされたＦ（ａｂ）２抗Ｆｃ試薬（ＡＰＣチャネルで検出）のいずれかを使用するフローサイトメトリーにより、Ｔ細胞表面のＣＡＲのパーセンテージを決定した。陰性対照として、Ｎ．Ｔ．、非形質導入Ｔ細胞を使用した。 ｉｎ ｖｉｔｒｏで白血病細胞死滅活性を示す新規の膜貫通ＣＡＲ１９について示すグラフである。ＣＡＲ Ｔ細胞のｉｎ ｖｉｔｒｏでの死滅活性は、ＣＡＲ Ｔ細胞を、記載のＥ：Ｔ比（ｘ軸）で、ホタルルシフェラーゼを安定に発現するＣＤ１９陽性（Ｒａｊｉ）およびＣＤ１９陰性（２９３Ｔ、Ｋ５６２）腫瘍細胞株と共培養することで評価した。一晩インキュベートした後、細胞を溶解させて生存細胞由来の生腫瘍発光を定量化した。バーは平均値＋ＳＤを表す。 ｉｎ ｖｉｔｒｏでの腫瘍特異的なサイトカイン応答を示す新規の膜貫通ＣＡＲ１９構築物について示すグラフである。サイトカイン分泌分析は、Ｅ：Ｔ比１０：１でＲａｊｉ腫瘍細胞に一晩曝露したＣＡＲ Ｔ由来の上清で実施した。上清中のサイトカインをＭＡＣＳＰｌｅｘアレイ（Ｍｉｌｔｅｎｙｉ Ｂｉｏｔｅｃ）で測定した。バーは２回の反復の平均＋ＳＤを表す。ＧｒａｐｈＰａｄ Ｐｒｉｚｍソフトウェアで統計解析を実施した。１−Ｗａｙ ＡＮＯＶＡによるダネットの事後検定を用いて試料平均値を比較した。＊はｐ＜０．０５、＊＊はｐ＜０．０１、＊＊＊はｐ＜０．００１、＊＊＊＊はｐ＜０．０００１である。 ＮＳＧマウスにおいて樹立された播種性バーキットリンパ腫を排除するのに効果的な、新規の膜貫通ＣＡＲ構築物１５６３について示すグラフである。０日目、ホタルルシフェラーゼを安定に発現するＲａｊｉ細胞５０万個をＮＳＧマウスに接種し、６日目に腫瘍移植について検証した。次いで７日目に、マウスを生物発光に基づき群に分配し、尾静脈からＣＡＲ Ｔ細胞１０００万個を投与した。３２日目まで腫瘍負荷を生物発光により評価した。このモデルでのＲａｊｉ腫瘍排除において、構築物１５６３は１４９４よりも効果的であった。 様々なＴ細胞ドナーから生成されたＣＡＲ Ｔ細胞を用いて繰り返したｉｎ ｖｉｖｏ研究について示すグラフである。研究は上記図１０の通り実施した。図１１Ａ。０日目、ホタルルシフェラーゼを安定に発現するＲａｊｉ細胞５０万個をＮＳＧマウスに接種し、６日目に腫瘍移植について検証した。次いで７日目に、マウスを生物発光に基づき群に分配し、尾静脈からＣＡＲ Ｔ細胞１０００万個を投与した。３２日目まで腫瘍負荷を生物発光により評価した。このモデルでのＲａｊｉ腫瘍排除において、構築物１５６３は１４９４よりも効果的であった。 様々なＴ細胞ドナーから生成されたＣＡＲ Ｔ細胞を用いて繰り返したｉｎ ｖｉｖｏ研究について示すグラフである。研究は上記図１０の通り実施した。図１１Ｂ。カプランマイヤープロットにより、ＣＡＲ Ｔ細胞で処置されたマウスの生存分析が示される。ＧｒａｐｈＰａｄ Ｐｒｉｓｍを使用して統計解析を実施した。ログランク（マンテルコックス）検定によれば、生存群は非生存群とは有意差があり、＊はｐ＜０．０５である。生存の中央値：ＧＦＰ−１９日、処置なし（Ｎ．Ｔ．）−２０日、１４９４−２４日。
詳細な説明
定義
本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「この（ｔｈｅ）」とは、文脈が明らかに他を示さない限り、単数形および複数形の両方を指す。例えば、用語「１つの抗原」は、単数または複数の抗原を含み、語句「少なくとも１つの抗原」と等価とみなされ得る。本明細書で使用する場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」とは、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」を意味する。したがって、「１つの抗原を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」とは、他の要素を排除することなく、「１つの抗原を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」を意味する。語句「および／または」とは、「および」または「または」を意味する。核酸またはポリペプチドについて与えられた任意のおよび全ての塩基サイズまたはアミノ酸サイズ、ならびに全ての分子量または分子質量値は、特記しない限り、おおよそであり、便宜的に提供されていることをさらに理解すべきである。本明細書に記載されるものと類似または等価な多くの方法および材料が使用され得るが、特に適切な方法および材料が以下に記載される。矛盾する場合、用語の説明を含む本明細書が支配する。さらに、材料、方法および実施例は、例示にすぎず、限定を意図しない。種々の実施形態の再検討を容易にするために、以下の用語の説明が提供される。
用語「約」とは、測定可能な値、例えば、量、時間的持続期間などに言及する場合、特定された値から±２０％、または一部の例では±１０％、または一部の例では±５％、または一部の例では±１％、または一部の例では±０．１％の変動を包含することを意味し、かかる変動は、開示される方法を実施するために適切である。
特記しない限り、本明細書の技術用語は、従来の用法に従って使用される。分子生物学における一般的用語の定義は、Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓによって刊行されたＢｅｎｊａｍｉｎ Ｌｅｗｉｎ、Ｇｅｎｅｓ ＶＩＩ、１９９９年；Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｌｔｄ．によって刊行されたＫｅｎｄｒｅｗら（編）Ｔｈｅ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ、１９９４年；およびＶＣＨ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｉｎｃ．によって刊行されたＲｏｂｅｒｔ Ａ．Ｍｅｙｅｒｓ（編）、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ａ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｄｅｓｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、１９９５年；および他の類似の参考文献中に見出すことができる。
本開示は、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリー（ＴＮＦＲＳＦ）メンバーの膜貫通ドメイン、および／または膜貫通ドメインを細胞外抗原結合性ドメインに連結するための改変された連結ドメインを有するキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）を提供する。ＣＡＲの機能的活性の増強は、ＣＡＲを発現するＴ細胞の機能的活性の増強に直接関連する。これらの１つまたは複数の改変の結果として、ＣＡＲは、形質導入されたＣＡＲ発現Ｔ細胞のｉｎ ｖｉｖｏでのＴ細胞増殖および持続レベルの増大と共に、高度のサイトカイン誘導性細胞溶解および形質導入Ｔ細胞での細胞表面発現の両方を示す。
様々なタンパク質ドメインに由来する機能性部分を組み合わせる独自の能力が、キメラ抗原受容体（ＣＡＲ）の重要かつ革新的な特色である。これらのタンパク質ドメイン各々の選択は、これらの具体的な組合せ方と同様に、重要な設計特色である。各設計ドメインは、様々なＣＡＲプラットフォームでリンパ球の機能を操作するのに使用可能な必須の構成要素である。例えば、細胞外結合性ドメインの選択によって、それ以外の場合では無効のＣＡＲを有効にすることができる。
ＣＡＲの細胞外抗原結合性ドメインを作り出すのに使用される、免疫グロブリン由来のタンパク質配列の非可変フレームワーク構成要素は、完全に中立であるか、自己会合してＴ細胞を代謝疲弊の状態にすることがあり、そのためこのＣＡＲを発現する治療的Ｔ細胞が極度に無効となる。このことは、このＣＡＲドメインの抗原結合機能とは無関係に起こる。さらに、細胞内シグナル伝達ドメイン（複数可）の選択によっても、免疫療法に使用される治療的リンパ球集団の活性および耐久性が決定され得る。このことは、生物的に不活性と考えられる、ＣＡＲを作り出すのに使用されるタンパク質ドメインの構造上および配列の構成要素が完全に予想外の機能的効果を有し、それによりＣＡＲの治療的潜在能力に影響を及ぼす可能性があることを示している。
これらの細胞外および細胞内ドメインによって、標的抗原と結合する能力および活性化シグナルをＴ細胞に伝達する能力がそれぞれ、ＣＡＲ設計の重要な側面である一方で、ＣＡＲ組成物におけるその他の構造ドメインもＣＡＲの機能および臨床的有用性について決定的な役割を有することも明らかとなっている。
驚くべきことにかつ予想外に、ここで発明者らは、膜貫通ドメイン自体、および膜貫通ドメインがＣＡＲの細胞外抗原結合性ドメインおよび／または細胞内シグナル伝達ドメインとどのように連結するかによっても、ＣＡＲを発現するＴ細胞の機能的活性が決定されることを発見した。本明細書で開示されるＣＡＲは、細胞において高レベルで発現される。ＣＡＲを発現する細胞は、ｉｎ ｖｉｖｏで高い増殖速度を有し、多量のサイトカインを産生し、ＣＡＲが結合する抗原を表面に有する細胞に対し高い細胞傷害活性を有する。
ＣＡＲ、抗体およびその抗原結合性断片、コンジュゲート、ヌクレオチド、発現、ベクターおよび宿主細胞、開示されたＣＡＲを使用する処置の方法、組成物およびキットのさらなる記載と共に、それらの細胞外ドメイン、膜貫通ドメインおよび細胞内ドメインの記載を含む本発明のＣＡＲの詳細な記載は以下である。
Ａ．キメラ抗原受容体（ＣＡＲ）
本明細書で開示されるＣＡＲは、抗原に結合することが可能な少なくとも１つの細胞外ドメイン、少なくとも１つの腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリー（ＴＮＦＲＳＦ）の膜貫通ドメイン、および少なくとも１つの細胞内ドメインを含む。
キメラ抗原受容体（ＣＡＲ）は、新規の腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリー（ＴＮＦＲＳＦ）メンバーの膜貫通ドメインを介してＴ細胞シグナル伝達ドメインに連結された、抗体の抗原結合性ドメイン（例えば、単鎖可変断片（ｓｃＦｖ））を含有する、人工的に構築されたハイブリッドタンパク質またはポリペプチドである。ＣＡＲの特徴には、非ＭＨＣ拘束様式で、モノクローナル抗体の抗原結合特性を活用して、選択された標的に向かってＴ細胞の特異性および反応性を再指向させるそれらの能力が含まれる。非ＭＨＣ拘束的な抗原認識は、ＣＡＲを発現するＴ細胞に、抗原プロセシングと無関係に抗原を認識する能力を与え、そうして、腫瘍エスケープの主要な機構を迂回する。さらに、Ｔ細胞中で発現される場合、ＣＡＲは、有利なことに、内因性Ｔ細胞受容体（ＴＣＲ）のアルファ鎖およびベータ鎖と二量体化しない。
本明細書に開示するように、ＣＡＲの細胞内Ｔ細胞シグナル伝達ドメインには、例えば、Ｔ細胞受容体シグナル伝達ドメイン、Ｔ細胞共刺激シグナル伝達ドメイン、またはその両方が含まれ得る。Ｔ細胞受容体シグナル伝達ドメインとは、Ｔ細胞受容体の細胞内ドメイン、例えば、限定としてではなく、ＣＤ３ゼータタンパク質の細胞内部分などを含む、ＣＡＲの一部分を指す。共刺激シグナル伝達ドメインとは、抗原に対するリンパ球の効率的な応答に必要とされる、抗原受容体またはそれらのリガンド以外の細胞表面分子である共刺激分子の細胞内ドメインを含む、ＣＡＲの一部分を指す。
１．細胞外ドメイン
一実施形態では、ＣＡＲは、さもなければ抗原結合性ドメインまたは部分と呼ばれる標的特異的結合エレメントを含む。ドメインの選択は、標的細胞の表面を規定するリガンドの型および数に依存する。例えば、抗原結合性ドメインは、特定の疾患状態と関連する標的細胞上の細胞表面マーカーとして作用するリガンドを認識するように選択され得る。したがって、ＣＡＲ中の抗原結合性ドメインに対するリガンドとして作用し得る細胞表面マーカーの例には、ウイルス、細菌および寄生生物感染、自己免疫疾患ならびにがん細胞と関連するものが含まれる。
一実施形態では、ＣＡＲは、腫瘍細胞上の抗原に特異的に結合する所望の抗原結合性ドメインを操作することによって、目的の腫瘍抗原を標的化するように操作され得る。腫瘍抗原は、免疫応答、特にＴ細胞媒介性免疫応答を惹起する、腫瘍細胞によって産生されるタンパク質である。抗原結合性ドメインの選択は、処置される特定の型のがんに依存する。腫瘍抗原は、当該分野で周知であり、これには、例えば、神経膠腫関連抗原、癌胎児性抗原（ＣＥＡ）、ベータ−ヒト絨毛性ゴナドトロピン、アルファフェトプロテイン（ＡＦＰ）、レクチン反応性ＡＦＰ、サイログロブリン、ＲＡＧＥ−１、ＭＮ−ＣＡ ＩＸ、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素、ＲＵ１、ＲＵ２（ＡＳ）、腸カルボキシルエステラーゼ、ｍｕｔ ｈｓｐ７０−２、Ｍ−ＣＳＦ、プロスターゼ（ｐｒｏｓｔａｓｅ）、前立腺特異的抗原（ＰＳＡ）、ＰＡＰ、ＮＹ−ＥＳＯ−１、ＬＡＧＥ−１ａ、ｐ５３、プロステイン（ｐｒｏｓｔｅｉｎ）、ＰＳＭＡ、Ｈｅｒ２／ｎｅｕ、サバイビンおよびテロメラーゼ、前立腺癌腫瘍抗原−１（ＰＣＴＡ−１）、ＭＡＧＥ、ＥＬＦ２Ｍ、好中球エラスターゼ、エフリンＢ２、ＣＤ２２、インスリン様成長因子（ｉｎｓｕｌｉｎ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ）（ＩＧＦ）−Ｉ、ＩＧＦ−ＩＩ、ＩＧＦ−Ｉ受容体ならびにメソセリンが含まれる。本明細書に開示される腫瘍抗原は、例として含まれるにすぎない。このリストは、排他的である意図はなく、さらなる例が、当業者に容易に明らかである。
一実施形態では、腫瘍抗原は、悪性腫瘍と関連する１または複数の抗原性がんエピトープを含む。悪性腫瘍は、免疫攻撃のための標的抗原として機能し得るいくつかのタンパク質を発現する。これらの分子には、組織特異的抗原、例えば、黒色腫におけるＭＡＲＴ−１、チロシナーゼおよびＧＰ １００、ならびに前立腺がんにおける前立腺酸性ホスファターゼ（ＰＡＰ）および前立腺特異的抗原（ＰＳＡ）が含まれるがこれらに限定されない。他の標的分子は、癌遺伝子ＨＥＲ−２／Ｎｅｕ／ＥｒｂＢ−２などの形質転換関連分子の群に属する。標的抗原のさらに別の群は、癌胎児性抗原（ＣＥＡ）などのがん胎児性抗原である。Ｂ細胞リンパ腫では、腫瘍特異的イディオタイプ免疫グロブリンが、個々の腫瘍に独自の真に腫瘍特異的な免疫グロブリン抗原を構成する。Ｂ細胞分化抗原、例えば、ＣＤ１９、ＣＤ２０およびＣＤ３７は、Ｂ細胞リンパ腫における標的抗原の他の候補である。これらの抗原の一部（ＣＥＡ、ＨＥＲ−２、ＣＤ１９、ＣＤ２０、イディオタイプ）は、限定的な成功で、モノクローナル抗体による受動免疫療法の標的として使用されている。
腫瘍抗原の型は、腫瘍特異的抗原（ＴＳＡ）または腫瘍関連抗原（ＴＡＡ）でもあり得る。ＴＳＡは、腫瘍細胞に独自であり、身体中の他の細胞上には存在しない。ＴＡＡは、腫瘍細胞に独自ではなく、その代り、抗原に対する免疫学的寛容の状態を誘導できない条件下で正常細胞上でも発現される。腫瘍上での抗原の発現は、免疫系が抗原に応答できるようにする条件下で生じ得る。ＴＡＡは、免疫系が未熟であり応答できない胎児発生の間に正常細胞上で発現される抗原であり得、または正常細胞上では非常に低いレベルで通常存在するが、腫瘍細胞上ではかなり高いレベルで発現される抗原であり得る。
ＴＳＡまたはＴＡＡの非限定的な例には、以下が含まれる：分化抗原、例えば、ＭＡＲＴ−１／ＭｅｌａｎＡ（ＭＡＲＴ−Ｉ）、ｇｐ１００（Ｐｍｅｌ １７）、チロシナーゼ、ＴＲＰ−１、ＴＲＰ−２および腫瘍特異的多系列抗原、例えば、ＭＡＧＥ−１、ＭＡＧＥ−３、ＢＡＧＥ、ＧＡＧＥ−１、ＧＡＧＥ−２、ｐ１５；過剰発現された胚抗原、例えば、ＣＥＡ；過剰発現された癌遺伝子および変異した腫瘍サプレッサー遺伝子、例えば、ｐ５３、Ｒａｓ、ＨＥＲ−２／ｎｅｕ；染色体転座から生じる独自の腫瘍抗原；例えば、ＢＣＲ−ＡＢＬ、Ｅ２Ａ−ＰＲＬ、Ｈ４−ＲＥＴ、ＩＧＨ−ＩＧＫ、ＭＹＬ−ＲＡＲ；ならびにウイルス抗原、例えば、エプスタイン・バーウイルス抗原ＥＢＶＡおよびヒトパピローマウイルス（ＨＰＶ）抗原Ｅ６およびＥ７。他の大きいタンパク質ベースの抗原には、ＴＳＰ−１８０、ＭＡＧＥ−４、ＭＡＧＥ−５、ＭＡＧＥ−６、ＲＡＧＥ、ＮＹ−ＥＳＯ、ｐ１８５ｅｒｂＢ２、ｐ１８０ｅｒｂＢ−３、ｃ−ｍｅｔ、ｎｍ−２３Ｈ１、ＰＳＡ、ＴＡＧ−７２、ＣＡ １９−９、ＣＡ ７２−４、ＣＡＭ １７．１、ＮｕＭａ、Ｋ−ｒａｓ、ベータ−カテニン、ＣＤＫ４、Ｍｕｍ−１、ｐ １５、ｐ １６、４３−９Ｆ、５Ｔ４、７９１Ｔｇｐ７２、アルファ−フェトプロテイン、ベータ−ＨＣＧ、ＢＣＡ２２５、ＢＴＡＡ、ＣＡ １２５、ＣＡ １５−３／ＣＡ ２７．２９／ＢＣＡＡ、ＣＡ １９５、ＣＡ ２４２、ＣＡ−５０、ＣＡＭ４３、ＣＤ６８／Ｐ１、ＣＯ−０２９、ＦＧＦ−５、Ｇ２５０、Ｇａ７３３／ＥｐＣＡＭ、ＨＴｇｐ−１７５、Ｍ３４４、ＭＡ−５０、ＭＧ７−Ａｇ、ＭＯＶ１８、ＮＢ／７０Ｋ、ＮＹ−ＣＯ−１、ＲＣＡＳ１、ＳＤＣＣＡＧ１６、ＴＡ−９０／Ｍａｃ−２結合タンパク質／シクロフィリンＣ関連タンパク質、ＴＡＡＬ６、ＴＡＧ７２、ＴＬＰおよびＴＰＳが含まれる。
好ましい実施形態では、ＣＡＲの抗原結合性ドメイン部分は、ＣＤ１９、ＣＤ２０、ＣＤ２２、ＲＯＲ１、メソセリン、ＣＤ３３、ｃ−Ｍｅｔ、ＰＳＭＡ、糖脂質Ｆ７７、ＥＧＦＲｖＩＩＩ、ＧＤ−２、ＭＹ−ＥＳＯ−１ ＴＣＲ、ＭＡＧＥ Ａ３ ＴＣＲなどを含むがこれらに限定されない抗原を標的化する。
標的化される所望の抗原に依存して、ＣＡＲは、所望の抗原標的に対して特異的な適切な抗原結合ドメインを含むように操作され得る。例えば、ＣＤ１９が標的化される所望の抗原である場合、ＣＤ１９に対する抗体が、ＣＡＲ中への抗原結合ドメイン取込みとして使用され得る。
例示的な一実施形態では、ＣＡＲの抗原結合性ドメイン部分は、ＣＤ１９を標的化する。好ましくは、ＣＡＲ中の抗原結合性ドメインは、抗ＣＤ１９ ｓｃＦＶであり、ここで、抗ＣＤ１９ ｓｃＦＶの核酸配列は、配列番号２７に示される配列を含む。一実施形態では、抗ＣＤ１９ ｓｃＦＶは、配列番号２８のアミノ酸配列をコードする核酸配列を含む。別の実施形態では、ＣＡＲの抗ＣＤ１９ ｓｃＦＶ部分は、配列番号２８に示されるアミノ酸配列を含む。
本発明の一態様では、例えば、限定としてではなく、レトロウイルス科（例えば、ヒト免疫不全ウイルス、例えば、ＨＩＶ−１およびＨＩＶ−ＬＰ）、ピコルナウイルス科（例えば、ポリオウイルス、Ａ型肝炎ウイルス、エンテロウイルス、ヒトコクサッキーウイルス、ライノウイルスおよびエコーウイルス）、風疹ウイルス、コロナウイルス、水疱性口内炎ウイルス、狂犬病ウイルス、エボラウイルス、パラインフルエンザウイルス、ムンプスウイルス、麻疹ウイルス、呼吸器多核体ウイルス、インフルエンザウイルス、Ｂ型肝炎ウイルス、パルボウイルス、アデノウイルス科、ヘルペスウイルス科［例えば、１型および２型単純ヘルペスウイルス（ＨＳＶ）、水痘帯状疱疹ウイルス、サイトメガロウイルス（ＣＭＶ）ならびにヘルペスウイルス］、ポックスウイルス科（例えば、天然痘ウイルス、ワクシニアウイルスおよびポックスウイルス）もしくはＣ型肝炎ウイルスに由来する抗原、またはそれらの任意の組合せを含む非ＴＳＡまたは非ＴＡＡに結合することが可能なＣＡＲが提供される。
本発明の別の態様では、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｉ、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ、ＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓまたはＳａｌｍｏｎｅｌｌａの細菌株に由来する抗原に結合することが可能なＣＡＲが提供される。特に、感染性細菌、例えば、Ｈｅｌｉｃｏｂａｃｔｅｒ ｐｙｌｏｒｉｓ、Ｌｅｇｉｏｎｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｐｈｉｌｉａ、Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉａ ｓｐｓ．の細菌株（例えば、Ｍ．ｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ、Ｍ．ａｖｉｕｍ、Ｍ．ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｅ、Ｍ．ｋａｎｓａｉｉまたはＭ．ｇｏｒｄｏｎｅａ）、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ、Ｎｅｉｓｓｅｒｉａ ｇｏｎｏｒｒｈｏｅａｅ、Ｎｅｉｓｓｅｒｉａ ｍｅｎｉｎｇｉｔｉｄｅｓ、Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎｅｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｙｏｇｅｎｅｓ、Ａ群Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ、Ｂ群Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ａｇａｌａｃｔｉａｅ）、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅもしくはＣｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｔｅｔａｎｉに由来する抗原、またはそれらの組合せに結合することが可能なＣＡＲが提供される。
２．膜貫通ドメイン
膜貫通ドメインに関して、ＣＡＲは、ＣＡＲの細胞外ドメインに融合された１つまたは複数のＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインを含む。
一実施形態では、ＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインは、少なくとも１つのＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通ドメイン、少なくとも１つのＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通ドメイン、またはそれらの組合せを含む。一実施形態では、コードされるＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインがＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通ドメイン、ＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通ドメイン、またはそれらの組合せを含む、単離された核酸分子が提供される。
一実施形態では、ＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通ドメインをコードする単離された核酸分子は、配列番号１のヌクレオチド配列、または８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％もしくは９９％の同一性を有するその配列を含む。一実施形態では、コードされるＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通ドメインが、配列番号２のアミノ酸配列、または配列番号２のアミノ酸配列に対し８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％もしくは９９％の同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離された核酸分子が提供される。
別の実施形態では、ＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通ドメインをコードする単離された核酸分子は、配列番号３のヌクレオチド配列、または８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％もしくは９９％の同一性を有するその配列を含む。一実施形態では、コードされるＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通ドメインが、配列番号４のアミノ酸配列、または配列番号４のアミノ酸配列に対し８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％もしくは９９％の同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離された核酸分子が提供される。
本明細書で実施例１に示すように、ＣＤ８、ＣＤ４、ＴＮＦＲＳＦ１６およびＴＮＦＲＳＦ１９の膜貫通アミノ酸配列を示す図２に、ＴＮＦＲＳＦ１６およびＴＮＦＲＳＦ１９におけるある特定の重要な膜貫通アミノ酸モチーフを示す。９つの明確な特色がヘッダーで強調されている。各々が膜貫通細胞膜タンパク質の状況でヒトゲノムにコードされているアミノ酸である。本明細書で使用するアミノ酸略語は、ＩＵＰＡＣ−ＩＵＢ Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｎｏｍｅｎｃｌａｔｕｒｅ（ＪＣＢＮ）に従う。特色は２つに群分けして表す。特色１、２、および３では、アミノ酸が膜貫通残基の最初の１０個以内でＩ、Ａ、またはＬから構成される。特色２は特色１に隣接しているか特色１から１アミノ酸移動したところであり、ＡまたはＩのいずれかである。特色３はＬまたはＶのいずれかであり、特色２から１アミノ酸空けたところである。第２群の特色は、特色３から少なくとも５つであるが１０以下離れたアミノ酸から始まる。特色４、５、および６は、ＬまたはＶから構成される連続した一連の３アミノ酸である。特色７は、特色６から１アミノ酸離れており、Ｌのみで構成される。特色８は特色７に隣接し、ＶまたはＬから構成される。この特色はＣＤ４にはない。特色９は特色８に隣接し、ＩまたはＡから構成される。これらの特色の意義は、細胞の細胞膜内で独自の二次構造を形成し、キメラ抗原受容体（ＣＡＲ）による最適なシグナル形質導入およびその後のＴ細胞活性化を可能にすることである。
本明細書で開示されるＣＡＲについての種々の実施形態では、一般的図式が図３に示され、Ｎ末端からＣ末端へ、シグナルまたはリーダーペプチド、抗ＣＤ１９ ｓｃＦｖ／ＦＭＣ６３、細胞外リンカー、膜貫通部、４−１ＢＢ、ＣＤ３ゼータを含み、太字テキストは連結ドメインのクローニング部位を表す。
一実施形態では、ＣＡＲをコードする核酸配列は、配列番号２９の核酸配列を含み、配列番号３０［ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＣＤ８リンク−ＣＤ８ｔｍ−シグナル伝達（ＬＴＧ１４９４）（図３Ａに示す）］に示すアミノ酸配列を含むＣＡＲをコードする。
一実施形態では、ＣＡＲをコードする核酸配列は、配列番号３１の核酸配列を含み、配列番号３２［ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＣＤ８リンク−ＣＤ８ｔｍ−シグナル（ＬＴＩ再遺伝子操作）（ＬＴＧ１５３８）（図３Ｂに示す）］に示すアミノ酸配列を含むＣＡＲをコードする。
別の実施形態では、ＣＡＲをコードする核酸配列は、配列番号２１の核酸配列を含み、配列番号２２［ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＣＤ８リンク−ＣＤ４ｔｍ−シグナル（ＬＴＧ１５６２）（図３Ｃに示す）］に示すアミノ酸配列を含むＣＡＲをコードする。別の実施形態では、ＣＡＲをコードする核酸配列は、配列番号３９の核酸配列を含み、配列番号２２［ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＣＤ８リンク−ＣＤ４ｔｍ−シグナル（ＬＴＧ１５６２）（図３Ｃに示す）］に示すアミノ酸配列を含むＣＡＲをコードする。
さらに別の実施形態では、ＣＡＲをコードする核酸配列は、配列番号７の核酸配列を含み、配列番号８［ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＣＤ８リンク−ＴＮＦＲＳＦ１９ｔｍ−シグナル（ＬＴＧ１５６３）（図３Ｄに示す）］に示すアミノ酸配列を含むＣＡＲをコードする。さらに別の実施形態では、ＣＡＲをコードする核酸配列は、配列番号４０の核酸配列を含み、配列番号８［ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＣＤ８リンク−ＴＮＦＲＳＦ１９ｔｍ−シグナル（ＬＴＧ１５６３）（図３Ｄに示す）］に示すアミノ酸配列を含むＣＡＲをコードする。
さらに別の実施形態では、ＣＡＲをコードする核酸配列は、配列番号９の核酸配列を含み、配列番号１０［ＳＰ−ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＴＮＦＲＳＦ１９リンク−ＴＮＦＲＳＦ１９ｔｍ−シグナルＬＴＧ１５６４（ＬＴＧ１５６４）（図３Ｅに示す）］に示すアミノ酸配列を含むＣＡＲをコードする。さらに別の実施形態では、ＣＡＲをコードする核酸配列は、配列番号４１の核酸配列を含み、配列番号１０［ＳＰ−ＳＰ−ＣＤ１９バインダー−ＴＮＦＲＳＦ１９リンク−ＴＮＦＲＳＦ１９ｔｍ−シグナル ＬＴＧ１５６４（ＬＴＧ１５６４）（図３Ｅに示す）］に示すアミノ酸配列を含むＣＡＲをコードする。
実施例２および図５にそれぞれ示すように、以下のＣＡＲを発現するレンチウイルスベクター（ＬＶ）を作り出し、抗白血病活性について試験したところ、ＴＮＦＲＳＦを含むＣＡＲの予想外に高い細胞溶解活性が実証された。各実験的ＣＡＲは、４−１ＢＢ／ＣＤ３−ゼータ鎖シグナル伝達モチーフおよびＦＭＣ６３由来抗ＣＤ１９結合性モチーフを含む。Ｒａｊｉ白血病細胞株を細胞溶解アッセイでの標的として使用した。ＣＤ８由来リンカーおよびＣＤ８膜貫通ドメインを特徴とするＣＡＲ−Ｔ（図５参照、ＬＴＧ１４９４、黒丸）は、ｘ軸に表示するエフェクター対標的（Ｅ：Ｔ）比で強い溶解活性を示した。ＣＤ８リンカーおよびＣＤ４膜貫通部（図５参照、ＬＴＧ１５６２、白四角）またはＴＮＦＲＳＦ１９リンカーおよび膜貫通ドメイン（図５参照、ＬＴＧ１５６４、星）を発現するＣＡＲ−Ｔはともに、相当の溶解活性を示した。驚くべきことに、発現されたＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通領域を含むＣＡＲ−Ｔ（図５参照、ＬＴＧ１５６３、白丸）を試験したところ、非常に強い溶解活性が見られることが判明した。
以下の図２に示す保存された領域において、ＴＮＦＲＳＦ１６とＴＮＦＲＳＦ１９の膜貫通領域の間では高度にアミノ酸が保存されていることから、ＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通領域を発現するＣＡＲ−Ｔを試験すれば、発現されたＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通領域を含むＣＡＲ−Ｔも非常に強い細胞溶解活性を示すことになると予想される。
ＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインを含むＣＡＲの表面発現について、実施例２に示し表２に要約する。各ＣＡＲドメインについての発現レベルは、ビオチン化プロテインＬ、およびストレプトアビジンとコンジュゲートされたフィコエリトリン（ＰＥ）を使用する、ＬＶ形質導入Ｔ細胞のフローサイトメトリー分析により決定した。対照タンパク質（ＬＮＧＦＲ−ｍＣｈｅｒｒｙ）を発現し、表面発現も細胞溶解活性も有しないＬＮＧＦＲ−ｍＣｈｅｒｒｙ ＣＡＲ（ＬＴＧ１５４１）と比較して、ＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通ドメインを含むＣＡＲ（ＬＴＧ１５６４）は高い表面発現を示した（実施例１、図５、および表２参照）。
以下の図２に示す保存された領域において、ＴＮＦＲＳＦ１６とＴＮＦＲＳＦ１９の膜貫通ドメイン領域の間では高度にアミノ酸が保存されていることから、ＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通領域を発現するＣＡＲ−ＴをＬＮＧＦＲ−ｍＣｈｅｒｒｙ ＣＡＲ（ＬＴＧ１５４１）対照と比較して試験すれば、発現されたＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通領域を含むＣＡＲ−Ｔも高い表面発現を示すことになると予想される。
任意の特定の作用機構に限定する意図はないが、本発明の例示的なＣＡＲと関連する増強された治療機能の可能な理由には、例えば、限定としてではなく、ａ）より効率的なシグナル伝達を可能にする、原形質膜内での改善された側方の動き、ｂ）脂質ラフトなどの原形質膜マイクロドメイン内の優れた位置、およびＴ細胞活性化と関連する膜貫通シグナル伝達カスケードと相互作用するより高い能力、ｃ）抑制的もしくは下方調節性の相互作用から離れる優先的な動きによる、原形質膜内の優れた位置、例えば、ＣＤ４５などのホスファターゼとあまり近接していないこと、もしくはそれとのより少ない相互作用、ならびにｄ）Ｔ細胞受容体シグナル伝達複合体（即ち、免疫シナプス）への優れたアセンブリ、またはそれらの任意の組合せが含まれると考えられる。
本開示は、例示的な膜貫通ドメインとしてＴＮＦＲＳＦ１６およびＴＮＦＲＳＦ１９を用いて例示しているが、本明細書に記載されるＣＡＲにおいて使用するためのＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインおよび／またはリンカーもしくはスペーサードメインを得るのに、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリー内のその他のメンバーを使用してもよい。以下の表１は、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリー内のメンバーを示す。
上記表１に示すデータは、ＨＧＮＣ Ｄａｔａｂａｓｅ、ＨＵＧＯ Ｇｅｎｅ Ｎｏｍｅｎｃｌａｔｕｒｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＨＧＮＣ）、ＥＭＢＬ Ｏｕｔｓｔａｔｉｏｎ−Ｈｉｎｘｔｏｎ、Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ、Ｗｅｌｌｃｏｍｅ Ｔｒｕｓｔ Ｇｅｎｏｍｅ Ｃａｍｐｕｓ、Ｈｉｎｘｔｏｎ、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅｓｈｉｒｅ、ＣＢ１０ １ＳＤ、ＵＫ ｗｗｗ．ｇｅｎｅｎａｍｅｓ．ｏｒｇ．［Ｇｒａｙ ＫＡ、Ｙａｔｅｓ Ｂ、Ｓｅａｌ ＲＬ、Ｗｒｉｇｈｔ ＭＷ、Ｂｒｕｆｏｒｄ ＥＡ．ｇｅｎｅｎａｍｅｓ．ｏｒｇ：ｔｈｅ ＨＧＮＣ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ ２０１５．Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．２０１５ Ｊａｎ；４３（データベース版）：Ｄ１０７９−８５．ｄｏｉ：１０．１０９３／ｎａｒ／ｇｋｕ１０７１．ＰＭＩＤ：２５３６１９６８］の許可を得て使用した。
一実施形態では、コードされるリンカードメインが、ＣＤ８の細胞外ドメインに由来し、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１６ドメイン、膜貫通ＴＮＦＲＳＦ１９ドメイン、またはそれらの組合せに連結される、単離された核酸分子が提供される。
一実施形態では、コードされるリンカードメインが、ＴＮＦＲＳＦ１６またはＴＮＦＲＳＦ１９の細胞外ドメインに由来し、ＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通ドメイン、ＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通ドメイン、またはそれらの組合せに連結される、単離された核酸分子が提供される。
一実施形態では、ＣＡＲ中のドメインの１つと天然に関連する膜貫通ドメインが、上記新規のＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインに加えて使用される。
一部の場合には、膜貫通ドメインは、受容体複合体の他のメンバーとの相互作用を最小化するために、かかるドメインの、同じまたは異なる表面膜タンパク質の膜貫通ドメインへの結合を回避するために、選択され得るまたはアミノ酸置換により得る。
膜貫通ドメインは、天然供給源または合成供給源のいずれかに由来し得る。供給源が天然である場合、ドメインは、任意の膜結合型または膜貫通タンパク質に由来し得る。本発明において特に使用される膜貫通領域は、Ｔ細胞受容体のアルファ、ベータまたはゼータ鎖、ＣＤ２８、ＣＤ３イプシロン、ＣＤ４５、ＣＤ４、ＣＤ５、ＣＤ８、ＣＤ９、ＣＤ１６、ＣＤ２２、ＣＤ３３、ＣＤ３７、ＣＤ６４、ＣＤ８０、ＣＤ８６、ＣＤ１３４、ＣＤ１３７、ＣＤ１５４に由来し得る（即ち、それらの膜貫通領域（複数可）を少なくとも含み得る）。あるいは、膜貫通ドメインは、合成であり得、その場合、ロイシンおよびバリンなどの疎水性残基を優勢に含む。好ましくは、フェニルアラニン、トリプトファンおよびバリンの三つ組が、合成膜貫通ドメインの各末端において見出される。任意選択で、短いオリゴペプチドリンカーまたはポリペプチドリンカー、好ましくは２アミノ酸長と１０アミノ酸長との間が、ＣＡＲの膜貫通ドメインと細胞質シグナル伝達ドメインとの間での連結を形成し得る。グリシン−セリン二つ組は、特に適切なリンカーを提供する。
一実施形態では、本発明のＣＡＲ中の膜貫通ドメインは、ＣＤ８膜貫通ドメインである。一実施形態では、ＣＤ８膜貫通ドメインは、配列番号１１の核酸配列を含む。一実施形態では、ＣＤ８膜貫通ドメインは、配列番号１２のアミノ酸配列をコードする核酸配列を含む。別の実施形態では、ＣＤ８膜貫通ドメインは、配列番号１２のアミノ酸配列を含む。
一部の場合には、ＣＡＲの膜貫通ドメインは、ＣＤ８アルファヒンジドメインを含む。一実施形態では、ＣＤ８ヒンジドメインは、配列番号１３の核酸配列を含む。一実施形態では、ＣＤ８ヒンジドメインは、配列番号１４のアミノ酸配列をコードする核酸配列を含む。別の実施形態では、ＣＤ８ヒンジドメインは、配列番号１４のアミノ酸配列を含む。
３．スペーサードメイン
ＣＡＲでは、スペーサードメインは、細胞外ドメインとＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインとの間、または細胞内ドメインとＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインとの間に配置され得る。スペーサードメインは、ＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインを細胞外ドメインと連結させるように、および／またはＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインを細胞内ドメインと連結させるように機能する、任意のオリゴペプチドまたはポリペプチドを意味する。スペーサードメインは、最大で３００アミノ酸、好ましくは１０〜１００アミノ酸、最も好ましくは２５〜５０アミノ酸を含む。
いくつかの実施形態では、リンカーは、存在する場合には、リンカーのサイズを増加させ、その結果、エフェクター分子または検出可能なマーカーと抗体または抗原結合性断片との間の距離が増加される、スペーサーエレメントを含み得る。例示的なスペーサーは、当業者に公知であり、これには、米国特許第７，９６４，５６６号、米国特許第７，４９８，２９８号、米国特許第６，８８４，８６９号、米国特許第６，３２３，３１５号、米国特許第６，２３９，１０４号、米国特許第６，０３４，０６５号、米国特許第５，７８０，５８８号、米国特許第５，６６５，８６０号、米国特許第５，６６３，１４９号、米国特許第５，６３５，４８３号、米国特許第５，５９９，９０２号、米国特許第５，５５４，７２５号、米国特許第５，５３０，０９７号、米国特許第５，５２１，２８４号、米国特許第５，５０４，１９１号、米国特許第５，４１０，０２４号、米国特許第５，１３８，０３６号、米国特許第５，０７６，９７３号、米国特許第４，９８６，９８８号、米国特許第４，９７８，７４４号、米国特許第４，８７９，２７８号、米国特許第４，８１６，４４４号および米国特許第４，４８６，４１４号、ならびに米国特許出願公開第２０１１０２１２０８８号および米国特許出願公開第２０１１００７０２４８号中に列挙されるものが含まれ、その各々は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
スペーサードメインは、好ましくは、抗原とのＣＡＲの結合を促進し、細胞中へのシグナル伝達を増強する配列を有する。結合を促進すると予測されるアミノ酸の例には、システイン、荷電アミノ酸、ならびに潜在的グリコシル化部位中のセリンおよびスレオニンが含まれ、これらのアミノ酸は、スペーサードメインを構成するアミノ酸として使用され得る。
スペーサードメインとして、ＣＤ８アルファ（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿００１７５９．３）のヒンジ領域であるアミノ酸番号１１８〜１７８（配列番号１５）、ＣＤ８ベータ（ＧｅｎＢａｎｋ：ＡＡＡ３５６６４．１）のアミノ酸番号１３５〜１９５、ＣＤ４（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿０００６０７．１）のアミノ酸番号３１５〜３９６、またはＣＤ２８（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿００６１３０．１）のアミノ酸番号１３７〜１５２の全体または一部が使用され得る。また、スペーサードメインとして、抗体Ｈ鎖またはＬ鎖の定常領域の一部（ＣＨ１領域またはＣＬ領域、例えば、配列番号１６に示されるアミノ酸配列を有するペプチド）が使用され得る。さらに、スペーサードメインは、人工的に合成された配列であり得る。
さらに、ＣＡＲでは、シグナルペプチド配列が、Ｎ末端に連結され得る。シグナルペプチド配列は、多くの分泌タンパク質および膜タンパク質のＮ末端に存在し、１５〜３０アミノ酸の長さを有する。細胞内ドメインとして上で言及されるタンパク質分子の多くは、シグナルペプチド配列を有するので、これらのシグナルペプチドがＣＡＲのためのシグナルペプチドとして使用され得る。一実施形態では、シグナルペプチドは、配列番号６に示されるアミノ酸配列を含む。
４．細胞内ドメイン
ＣＡＲの細胞質ドメインまたはさもなければ細胞内シグナル伝達ドメインは、ＣＡＲが中に置かれた免疫細胞の正常なエフェクター機能のうち少なくとも１つの活性化を担う。用語「エフェクター機能」とは、細胞の特殊化した機能を指す。例えば、Ｔ細胞のエフェクター機能は、サイトカインの分泌を含む細胞溶解活性またはヘルパー活性であり得る。したがって、用語「細胞内シグナル伝達ドメイン」とは、エフェクター機能シグナルを伝達し、特殊化した機能を実行するように細胞を指示する、タンパク質の部分を指す。通常は細胞内シグナル伝達ドメイン全体が使用され得るが、多くの場合、鎖全体を使用する必要はない。細胞内シグナル伝達ドメインの短縮された部分が使用される限りにおいて、かかる短縮された部分は、それがエフェクター機能シグナルを伝達する限り、インタクトな鎖の代わりに使用され得る。したがって、用語、細胞内シグナル伝達ドメインとは、エフェクター機能シグナルを伝達するのに十分な、細胞内シグナル伝達ドメインの任意の短縮された部分を含むことを意味する。
ＣＡＲでの使用のための細胞内シグナル伝達ドメインの好ましい例には、抗原受容体係合後にシグナル伝達を開始させるように協力して作用するＴ細胞受容体（ＴＣＲ）および共受容体の細胞質配列、ならびにこれらの配列の任意の誘導体もしくはバリアント、および同じ機能的能力を有する任意の合成配列が含まれる。
ＴＣＲ単独を通じて生成されるシグナルが、Ｔ細胞の完全な活性化には不十分であること、および二次または共刺激シグナルもまた必要とされることは公知である。したがって、Ｔ細胞活性化は、２つの別個のクラスの細胞質シグナル伝達配列によって媒介されると言われ得る：ＴＣＲを介した抗原依存的な一次活性化を開始させるもの（一次細胞質シグナル伝達配列）および二次または共刺激シグナルを提供するように抗原依存的に作用するもの（二次細胞質シグナル伝達配列）。
一次細胞質シグナル伝達配列は、刺激性の方法または阻害性の方法のいずれかで、ＴＣＲ複合体の一次活性化を調節する。刺激性の様式で作用する一次細胞質シグナル伝達配列は、免疫受容活性化チロシンモチーフまたはＩＴＡＭとして公知のシグナル伝達モチーフを含有し得る。
本明細書に開示されるＣＡＲにおいて特に使用される一次細胞質シグナル伝達配列を含有するＩＴＡＭの例には、ＴＣＲゼータ（ＣＤ３ゼータ）、ＦｃＲガンマ、ＦｃＲベータ、ＣＤ３ガンマ、ＣＤ３デルタ、ＣＤ３イプシロン、ＣＤ５、ＣＤ２２、ＣＤ７９ａ、ＣＤ７９ｂおよびＣＤ６６ｄに由来するものが含まれる。ＩＴＡＭの具体的な非限定的な例には、ＣＤ３ゼータ（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿９３２１７０．１）のアミノ酸番号５１〜１６４、ＦｃイプシロンＲＩガンマ（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿００４０９７．１）のアミノ酸番号４５〜８６、ＦｃイプシロンＲＩベータ（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿０００１３０．１）のアミノ酸番号２０１〜２４４、ＣＤ３ガンマ（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿００００６４．１）のアミノ酸番号１３９〜１８２、ＣＤ３デルタ（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿０００７２３．１）のアミノ酸番号１２８〜１７１、ＣＤ３イプシロン（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿０００７２４．１）のアミノ酸番号１５３〜２０７、ＣＤ５（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿０５５０２２．２）のアミノ酸番号４０２〜４９５、００２２（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿００１７６２．２）のアミノ酸番号７０７〜８４７、ＣＤ７９ａ（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿００１７７４．１）のアミノ酸番号１６６〜２２６、ＣＤ７９ｂ（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿０００６１７．１）のアミノ酸番号１８２〜２２９、およびＣＤ６６ｄ（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿００１８０６．２）のアミノ酸番号１７７〜２５２の配列を有するペプチド、ならびにこれらのペプチドが有するのと同じ機能を有するそれらのバリアントが含まれる。本明細書に記載されるＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ ＩＤまたはＧｅｎＢａｎｋのアミノ酸配列情報に基づくアミノ酸番号は、各タンパク質の前駆体（シグナルペプチド配列などを含む）の全長に基づいて番号付けされる。一実施形態では、ＣＡＲ中の細胞質シグナル伝達分子は、ＣＤ３ゼータに由来する細胞質シグナル伝達配列を含む。
好ましい実施形態では、ＣＡＲの細胞内ドメインは、それ自体で、またはＣＡＲの状況で有用な任意の他の所望の細胞質ドメイン（複数可）と組み合わせて、ＣＤ３−ゼータシグナル伝達ドメインを含むように設計され得る。例えば、ＣＡＲの細胞内ドメインは、ＣＤ３ゼータ鎖部分および共刺激シグナル伝達領域を含み得る。共刺激シグナル伝達領域とは、共刺激分子の細胞内ドメインを含むＣＡＲの一部分を指す。共刺激分子は、抗原に対するリンパ球の効率的な応答のために必要とされる、抗原受容体またはそれらのリガンド以外の細胞表面分子である。かかる共刺激分子の例には、ＣＤ２７、ＣＤ２８、４−１ＢＢ（ＣＤ１３７）、ＯＸ４０、ＣＤ３０、ＣＤ４０、ＰＤ−１、ＩＣＯＳ、リンパ球機能関連抗原−１（ＬＦＡ−１）、ＣＤ２、ＣＤ７、ＬＩＧＨＴ、ＮＫＧ２Ｃ、Ｂ７−Ｈ３、およびＣＤ８３と特異的に結合するリガンドなどが含まれる。かかる共刺激分子の具体的な非限定的な例には、ＣＤ２（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿００１７５８．２）のアミノ酸番号２３６〜３５１、ＣＤ４（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿０００６０７．１）のアミノ酸番号４２１〜４５８、ＣＤ５（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿０５５０２２．２）のアミノ酸番号４０２〜４９５、ＣＤ８アルファ（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿００１７５９．３）のアミノ酸番号２０７〜２３５、ＣＤ８３（ＧｅｎＢａｎｋ：ＡＡＡ３５６６４．１）のアミノ酸番号１９６〜２１０、ＣＤ２８（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿００６１３０．１）のアミノ酸番号１８１〜２２０、ＣＤ１３７（４−１ＢＢ、ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿００１５５２．２）のアミノ酸番号２１４〜２５５、ＣＤ１３４（ＯＸ４０、ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿００３３１８．１）のアミノ酸番号２４１〜２７７およびＩＣＯＳ（ＮＣＢＩ ＲｅｆＳｅｑ：ＮＰ＿０３６２２４．１）のアミノ酸番号１６６〜１９９の配列を有するペプチド、ならびにこれらのペプチドが有するのと同じ機能を有するそれらのバリアントが含まれる。したがって、本明細書の開示は、４−１ＢＢを共刺激シグナル伝達エレメントとして主に例示するが、他の共刺激エレメントが本開示の範囲内である。
ＣＡＲの細胞質シグナル伝達部分内の細胞質シグナル伝達配列は、ランダムにまたは特定された順序で、互いに連結され得る。任意選択で、短いオリゴペプチドリンカーまたはポリペプチドリンカー、好ましくは２アミノ酸長と１０アミノ酸長との間が、連結を形成し得る。グリシン−セリン二つ組は、特に適切なリンカーを提供する。
一実施形態では、細胞内ドメインは、ＣＤ３−ゼータのシグナル伝達ドメインおよびＣＤ２８のシグナル伝達ドメインを含むように設計される。別の実施形態では、細胞内ドメインは、ＣＤ３−ゼータのシグナル伝達ドメインおよび４−１ＢＢのシグナル伝達ドメインを含むように設計される。さらに別の実施形態では、細胞内ドメインは、ＣＤ３−ゼータのシグナル伝達ドメインならびにＣＤ２８および４−１ＢＢのシグナル伝達ドメインを含むように設計される。
一実施形態では、ＣＡＲ中の細胞内ドメインは、４−１ＢＢのシグナル伝達ドメインおよびＣＤ３−ゼータのシグナル伝達ドメインを含むように設計され、ここで、４−１ＢＢのシグナル伝達ドメインは、配列番号１７に示される核酸配列を含み、ＣＤ３−ゼータのシグナル伝達ドメインは、配列番号１９に示される核酸配列を含む。
一実施形態では、ＣＡＲ中の細胞内ドメインは、４−１ＢＢのシグナル伝達ドメインおよびＣＤ３−ゼータのシグナル伝達ドメインを含むように設計され、ここで、４−１ＢＢのシグナル伝達ドメインは、配列番号１８のアミノ酸配列をコードする核酸配列を含み、ＣＤ３−ゼータのシグナル伝達ドメインは、配列番号２０のアミノ酸配列をコードする核酸配列を含む。
一実施形態では、ＣＡＲ中の細胞内ドメインは、４−１ＢＢのシグナル伝達ドメインおよびＣＤ３−ゼータのシグナル伝達ドメインを含むように設計され、ここで、４−１ＢＢのシグナル伝達ドメインは、配列番号１８に示されるアミノ酸配列を含み、ＣＤ３−ゼータのシグナル伝達ドメインは、配列番号２０に示されるアミノ酸配列を含む。
５．ＣＡＲのさらなる記載
本明細書で開示されるＣＡＲの機能的部分もまた、本発明の範囲内に明示的に含まれる。用語「機能的部分」とは、ＣＡＲに関して使用する場合、本明細書に開示されるＣＡＲの１または複数の任意の一部または断片を指し、この一部または断片は、それがその一部であるＣＡＲ（親ＣＡＲ）の生物学的活性を保持する。機能的部分は、例えば、親ＣＡＲと類似の程度、同じ程度、またはより高い程度まで、標的細胞を認識する能力、または疾患を検出、処置もしくは予防する能力を保持する、ＣＲＡの一部を包含する。親ＣＡＲに関して、機能的部分は、例えば、親ＣＡＲの約１０％、２５％、３０％、５０％、６８％、８０％、９０％、９５％またはそれ超を構成し得る。
機能的部分は、その部分のアミノ末端もしくはカルボキシ末端において、または両方の末端において、さらなるアミノ酸を含み得、このさらなるアミノ酸は、親ＣＡＲのアミノ酸配列中には見出されない。望ましくは、さらなるアミノ酸は、例えば、標的細胞を認識し、がんを検出し、がんを処置または予防するなどの、機能的部分の生物学的機能を妨害しない。より望ましくは、さらなるアミノ酸は、親ＣＡＲの生物学的活性と比較して、その生物学的活性を増強する。
本明細書に開示されるＣＡＲの機能的バリアントが、本開示の範囲内に含まれる。用語「機能的バリアント」とは、本明細書で使用する場合、親ＣＡＲに対する実質的なまたは著しい配列同一性または類似性を有するＣＡＲ、ポリペプチドまたはタンパク質を指し、この機能的バリアントは、それがそのバリアントであるＣＡＲの生物学的活性を保持する。機能的バリアントは、例えば、親ＣＡＲと類似の程度、同じ程度、またはより高い程度まで、標的細胞を認識する能力を保持する、本明細書に記載されるＣＡＲ（親ＣＡＲ）のバリアントを包含する。親ＣＡＲに関して、機能的バリアントは、例えば、親ＣＡＲに対して、少なくとも約３０％、５０％、７５％、８０％、９０％、９８％またはそれ超、アミノ酸配列が同一であり得る。
機能的バリアントは、例えば、少なくとも１つの保存的アミノ酸置換を有する親ＣＡＲのアミノ酸配列を含み得る。あるいは、またはさらに、機能的バリアントは、少なくとも１つの非保存的アミノ酸置換を有する親ＣＡＲのアミノ酸配列を含み得る。この場合、非保存的アミノ酸置換は、機能的バリアントの生物学的活性を妨害も阻害もしないことが好ましい。非保存的アミノ酸置換は、機能的バリアントの生物学的活性を増強し得、その結果、機能的バリアントの生物学的活性は、親ＣＡＲと比較して増加される。
ＣＡＲのアミノ酸置換は、好ましくは、保存的アミノ酸置換である。保存的アミノ酸置換は、当該分野で公知であり、これには、ある特定の物理的および／または化学的特性を有する１つのアミノ酸が、同じまたは類似の化学的または物理的特性を有する別のアミノ酸に交換されるアミノ酸置換が含まれる。例えば、保存的アミノ酸置換は、酸性／負に荷電した別の極性アミノ酸（例えば、ＡｓｐまたはＧｌｕ）を置換する酸性／負に荷電した極性アミノ酸、非極性側鎖を有する別のアミノ酸（例えば、Ａｌａ、Ｇｌｙ、Ｖａｌ、Ｈｅ、Ｌｅｕ、Ｍｅｔ、Ｐｈｅ、Ｐｒｏ、Ｔｒｐ、Ｃｙｓ、Ｖａｌなど）を置換する非極性側鎖を有するアミノ酸、塩基性／正に荷電した別の極性アミノ酸（例えば、Ｌｙｓ、Ｈｉｓ、Ａｒｇなど）を置換する塩基性／正に荷電した極性アミノ酸、極性側鎖を有する別の非荷電アミノ酸（例えば、Ａｓｎ、Ｇｉｎ、Ｓｅｒ、Ｔｈｒ、Ｔｙｒなど）を置換する極性側鎖を有する非荷電アミノ酸、ベータ分岐側鎖を有する別のアミノ酸（例えば、Ｈｅ、ＴｈｒおよびＶａｌ）を置換するベータ分岐側鎖を有するアミノ酸、芳香族側鎖を有する別のアミノ酸（例えば、Ｈｉｓ、Ｐｈｅ、ＴｒｐおよびＴｙｒ）を置換する芳香族側鎖を有するアミノ酸などであり得る。
ＣＡＲは、本明細書に記載される特定されたアミノ酸配列（単数または複数）から本質的になり得、その結果、他の構成要素、例えば、他のアミノ酸は、機能的バリアントの生物学的活性を著しくは変化させない。
ＣＡＲ（機能的部分および機能的バリアントを含む）は、任意の長さであり得る、即ち、任意の数のアミノ酸を含み、但し、ＣＡＲ（またはその機能的部分もしくは機能的バリアント）は、それらの生物学的活性、例えば、抗原に特異的に結合する能力、哺乳動物において罹患細胞を検出する能力、または哺乳動物において疾患を処置もしくは予防する能力などを保持する。例えば、ＣＡＲは、約５０〜約５０００アミノ酸長、例えば、５０、７０、７５、１００、１２５、１５０、１７５、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００またはそれ超アミノ酸長であり得る。
ＣＡＲ（本発明の機能的部分および機能的バリアントを含む）は、１または複数の天然に存在するアミノ酸の代わりに合成アミノ酸を含み得る。かかる合成アミノ酸は、当該分野で公知であり、これには、例えば、アミノシクロヘキサンカルボン酸、ノルロイシン、−アミノ ｎ−デカン酸、ホモセリン、Ｓ−アセチルアミノメチル−システイン、トランス−３−ヒドロキシプロリンおよびトランス−４−ヒドロキシプロリン、４−アミノフェニルアラニン、４−ニトロフェニルアラニン、４−クロロフェニルアラニン、４−カルボキシフェニルアラニン、β−フェニルセリン、β−ヒドロキシフェニルアラニン、フェニルグリシン、ａ−ナフチルアラニン、シクロヘキシルアラニン、シクロヘキシルグリシン、インドリン−２−カルボン酸、１，２，３，４−テトラヒドロイソキノリン−３−カルボン酸、アミノマロン酸、アミノマロン酸モノアミド、Ｎ’−ベンジル−Ｎ’−メチル−リシン、Ν’，Ν’−ジベンジル−リシン、６−ヒドロキシリシン、オルニチン、−アミノシクロペンタンカルボン酸、ａ−アミノシクロヘキサンカルボン酸、ａ−アミノシクロヘプタンカルボン酸、ａ−（２−アミノ−２−ノルボルナン）−カルボン酸、γ−ジアミノ酪酸、β−ジアミノプロピオン酸、ホモフェニルアラニンおよびａ−ｔｅｒｔ−ブチルグリシンが含まれる。
ＣＡＲ（機能的部分および機能的バリアントを含む）は、グリコシル化、アミド化、カルボキシル化、リン酸化、エステル化、Ｎ−アシル化、例えばジスルフィド架橋を介した環化、もしくは酸付加塩へ変換および／または任意選択で二量体化もしくは重合、あるいはコンジュゲートされ得る。
ＣＡＲ（その機能的部分および機能的バリアントを含む）は、当該分野で公知の方法によって得られ得る。ＣＡＲは、ポリペプチドまたはタンパク質を作製する任意の適切な方法によって作製され得る。ポリペプチドおよびタンパク質をデノボ合成する適切な方法は、Ｃｈａｎら、Ｆｍｏｃ Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ、Ｏｘｆｏｒｄ、Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ、２０００年；Ｐｅｐｔｉｄｅ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｄｒｕｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ、Ｒｅｉｄ，Ｒ．編、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．、２０００年；Ｅｐｉｔｏｐｅ Ｍａｐｐｉｎｇ、Ｗｅｓｔｗｏｏｄら編、Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ、Ｏｘｆｏｒｄ、Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ、２００１年；および米国特許第５，４４９，７５２号などの参考文献に記載されている。また、ポリペプチドおよびタンパク質は、標準的な組換え法を使用し、本明細書に記載される核酸を用いて組換え産生可能である。例えば、Ｓａｍｂｒｏｏｋ ｅｔ ａｌ．、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ、３ｒｄ ｅｄ．、Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｐｒｅｓｓ、Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ、ＮＹ ２００１；およびＡｕｓｕｂｅｌ ｅｔ ａｌ．、Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ、Ｇｒｅｅｎｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ ａｎｄ Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ、ＮＹ、１９９４を参照のこと。さらに、一部のＣＡＲ（機能性部分およびその機能性バリアントを含む）は、植物、細菌、昆虫、哺乳動物、例えばラット、ヒトなどの供給源から単離および／または精製することができる。単離および精製方法は当技術分野で周知である。あるいは、本明細書に記載されるＣＡＲ（機能性部分およびその機能性バリアントを含む）を、企業が商業的に合成することもできる。この点で、ＣＡＲは合成であっても、組換えであっても、単離されていても、かつ／または精製されていてもよい。
Ｂ．抗体および抗原結合性断片
一実施形態は、ＣＡＲ、ＣＡＲを発現するＴ細胞、本明細書で開示された抗原のうち１または複数に特異的に結合する抗体またはその抗原結合性ドメインもしくは部分をさらに提供する。本明細書で使用する場合、「ＣＡＲを発現するＴ細胞」または「ＣＡＲ Ｔ細胞」とは、ＣＡＲを発現するＴ細胞を意味し、例えば、ＣＡＲの抗体由来の標的化ドメインによって決定される抗原特異性を有する。
本明細書で使用する場合、「抗原結合性ドメイン」は、抗体およびその抗原結合性断片を含み得る。用語「抗体」は、最も広い意味で本明細書において使用され、それらが所望の抗原結合活性を示す限り、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、多特異的抗体（例えば、二重特異的抗体）、およびそれらの抗原結合性断片を含むがこれらに限定されない種々の抗体構造を包含する。抗体の非限定的な例には、例えば、当該分野で公知のインタクトな免疫グロブリン、ならびに抗原に対する結合親和性を保持するそのバリアントおよび断片が含まれる。
「モノクローナル抗体」は、実質的に均質な抗体の集団から得られた抗体である、即ち、集団を構成する個々の抗体は、微量で存在し得る可能な天然に存在する変異を除いて同一である。モノクローナル抗体は、高度に特異的であり、単一の抗原性エピトープに対するものである。修飾語「モノクローナル」は、抗体の実質的に均質な集団から得られるという抗体の特徴を示すのであって、任意の特定の方法による抗体の産生を必要とすると解釈すべきではない。一部の例では、モノクローナル抗体は、単一クローンのＢリンパ球によって産生された抗体、または単一の抗体（またはその抗原結合性断片）の抗体の軽鎖および重鎖可変領域をコードする核酸がトランスフェクトされた細胞、もしくはその子孫によって産生された抗体である。一部の例では、モノクローナル抗体は、対象から単離される。モノクローナル抗体は、抗原結合または他の免疫グロブリン機能に対する影響を実質的に有さない保存的アミノ酸置換を有し得る。モノクローナル抗体の産生の例示的な方法は公知であり、例えば、Ｈａｒｌｏｗ ＆ Ｌａｎｅ、Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ，Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ、第２版 Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（２０１３年）を参照のこと。
典型的には、免疫グロブリンは、ジスルフィド結合によって相互接続された重（Ｈ）鎖および軽（Ｌ）鎖を有する。免疫グロブリン遺伝子は、カッパ、ラムダ、アルファ、ガンマ、デルタ、イプシロンおよびミュー定常領域遺伝子、ならびに無数の免疫グロブリン可変ドメイン遺伝子を含む。２つの型の軽鎖、ラムダ（λ）およびカッパ（κ）が存在する。抗体分子の機能的活性を決定する５つの主要な重鎖クラス（またはアイソタイプ）：ＩｇＭ、ＩｇＤ、ＩｇＧ、ＩｇＡおよびＩｇＥが存在する。
各重鎖および軽鎖は、定常領域（または定常ドメイン）および可変領域（または可変ドメインを含有する；例えば、Ｋｉｎｄｔら Ｋｕｂｙ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ、第６版、Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎｄ Ｃｏ．、９１頁（２００７年）を参照のこと）。いくつかの実施形態では、重鎖および軽鎖の可変領域は、組み合わさって、抗原に特異的に結合する。さらなる実施形態では、重鎖可変領域のみが必要とされる。例えば、重鎖のみからなる天然に存在するラクダ科動物（camelid）抗体は、軽鎖の非存在下で機能的かつ安定である（例えば、Ｈａｍｅｒｓ−Ｃａｓｔｅｒｍａｎら、Ｎａｔｕｒｅ、３６３巻：４４６〜４４８頁、１９９３年；Ｓｈｅｒｉｆｆら、Ｎａｔ．Ｓｔｒｕｃｔ．Ｂｉｏｌ．、３巻：７３３〜７３６頁、１９９６年を参照のこと）。「ＶＨ」または「ＶＨ」への言及は、抗原結合性断片、例えば、Ｆｖ、ｓｃＦｖ、ｄｓＦｖまたはＦａｂのものを含む、抗体重鎖の可変領域を指す。「ＶＬ」または「ＶＬ」への言及は、Ｆｖ、ｓｃＦｖ、ｄｓＦｖまたはＦａｂのものを含む、抗体軽鎖の可変ドメインを指す。
軽鎖および重鎖の可変領域は、「相補性決定領域」または「ＣＤＲ」とも呼ばれる３つの超可変領域によって中断された「フレームワーク」領域を含有する（例えば、Ｋａｂａｔら、Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｏｆ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ、Ｕ．Ｓ．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ、１９９１年を参照のこと）。異なる軽鎖または重鎖のフレームワーク領域の配列は、種内で比較的保存されている。構成成分である軽鎖および重鎖の組み合わされたフレームワーク領域である抗体のフレームワーク領域は、３次元空間にＣＤＲを位置付けアラインさせるように機能する。
ＣＤＲは主に、抗原のエピトープへの結合を担う。所与のＣＤＲのアミノ酸配列境界は、Ｋａｂａｔら（「Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｏｆ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ」、第５版 Ｐｕｂｌｉｃ Ｈｅａｌｔｈ Ｓｅｒｖｉｃｅ、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ、Ｂｅｔｈｅｓｄａ、ＭＤ、１９９１年；「Ｋａｂａｔ」番号付けスキーム）、Ａｌ−Ｌａｚｉｋａｎｉら、（ＪＭＢ ２７３巻、９２７〜９４８頁、１９９７年；「Ｃｈｏｔｈｉａ」番号付けスキーム）、およびＬｅｆｒａｎｃら（「 ＩＭＧＴ ｕｎｉｑｕｅ ｎｕｍｂｅｒｉｎｇ ｆｏｒ ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎ ａｎｄ Ｔ ｃｅｌｌ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｖａｒｉａｂｌｅ ｄｏｍａｉｎｓ ａｎｄ Ｉｇ ｓｕｐｅｒｆａｍｉｌｙ Ｖ−ｌｉｋｅ ｄｏｍａｉｎｓ」、Ｄｅｖ．Ｃｏｍｐ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．、２７巻：５５〜７７頁、２００３年；「ＩＭＧＴ」番号付けスキーム）に記載されるものを含む、いくつかの周知のスキームのいずれかを使用して容易に決定され得る。各鎖のＣＤＲは、典型的には、ＣＤＲ１、ＣＤＲ２およびＣＤＲ３（Ｎ末端からＣ末端へ）と呼ばれ、典型的には、特定のＣＤＲが位置する鎖によっても同定される。したがって、ＶＨ ＣＤＲ３は、それが見出される抗体の重鎖の可変ドメイン由来のＣＤＲ３であるが、ＶＬ ＣＤＲ１は、それが見出される抗体の軽鎖の可変ドメイン由来のＣＤＲ１である。軽鎖ＣＤＲは、ＬＣＤＲ１、ＬＣＤＲ２およびＬＣＤＲ３と呼ばれる場合もある。重鎖ＣＤＲは、ＬＣＤＲ１、ＬＣＤＲ２およびＬＣＤＲ３と呼ばれる場合もある。
「抗原結合性断片」は、同族抗原を特異的に認識する能力を保持する全長抗体の部分、ならびにかかる部分の種々の組合せである。抗原結合性断片の非限定的な例には、Ｆｖ、Ｆａｂ、Ｆａｂ’、Ｆａｂ’−ＳＨ、Ｆ（ａｂ’）２；ディアボディ（ｄｉａｂｏｄｙ）；直鎖状抗体；単鎖抗体分子（例えば、ｓｃＦｖ）；および抗体断片から形成された多特異的抗体が含まれる。抗体断片には、抗体全体の改変によって産生された抗原結合性断片、または組換えＤＮＡ方法論を使用してｄｅ ｎｏｖｏで合成された抗原結合性断片が含まれる（例えば、ＫｏｎｔｅｒｍａｎｎおよびＤｕｂｅｌ（編）、Ａｎｔｉｂｏｄｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、１〜２巻、第２版、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｐｒｅｓｓ、２０１０年を参照のこと）。
単鎖抗体（ｓｃＦｖ）は、適切なポリペプチドリンカーによって連結された１または複数の抗体（複数可）のＶＨおよびＶＬドメインを遺伝学的に融合された単鎖分子として含有する遺伝子操作された分子である（例えば、Ｂｉｒｄら、Ｓｃｉｅｎｃｅ、２４２巻：４２３〜４２６頁、１９８８年；Ｈｕｓｔｏｎら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．、８５巻：５８７９〜５８８３頁、１９８８年；Ａｈｍａｄら、Ｃｌｉｎ．Ｄｅｖ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．、２０１２年、ｄｏｉ：１０．１１５５／２０１２／９８０２５０；Ｍａｒｂｒｙ、ＩＤｒｕｇｓ、１３巻：５４３〜５４９頁、２０１０年を参照のこと）。ｓｃＦｖ中のＶＨドメインおよびＶＬドメインの分子内配向は、典型的には、ｓｃＦｖにとって決定的ではない。したがって、両方の可能な配置（ＶＨドメイン−リンカードメイン−ＶＬドメイン；ＶＬドメイン−リンカードメイン−ＶＨドメイン）を有するｓｃＦｖが使用され得る。
ｄｓＦｖでは、重鎖および軽鎖の可変鎖は、鎖の会合を安定化させるために、ジスルフィド結合を導入するように変異されている。ＶＨおよびＶＬドメインが、単一のポリペプチド鎖上で発現されるが、同じ鎖上の２つのドメイン間のペアリングを可能にするには短すぎるリンカーを使用し、それによって、そのドメインを別の鎖の相補的ドメインとペアリングさせ、２つの抗原結合部位を創出する、二価の二重特異的抗体であるディアボディもまた含まれる（例えば、Ｈｏｌｌｉｇｅｒら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．、９０巻：６４４４〜６４４８頁、１９９３年；Ｐｏｌｊａｋら、Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、２巻：１１２１〜１１２３頁、１９９４年を参照のこと）。
抗体は、キメラ抗体（例えば、ヒト化マウス抗体）およびヘテロコンジュゲート抗体（例えば、二重特異的抗体）などの、遺伝子操作された形態もまた含む。Ｐｉｅｒｃｅ Ｃａｔａｌｏｇ ａｎｄ Ｈａｎｄｂｏｏｋ、１９９４〜１９９５年（Ｐｉｅｒｃｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．、Ｒｏｃｋｆｏｒｄ、ＩＬ）；Ｋｕｂｙ，Ｊ．、Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ、第３版、Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ＆ Ｃｏ．、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９９７年もまた参照のこと。
天然に存在しない抗体は、固相ペプチド合成を使用して構築され得、組換え産生され得、または、例えば、参照により本明細書に組み込まれるＨｕｓｅら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２４６巻：１２７５〜１２８１頁（１９８９年）に記載されるように、可変重鎖および可変軽鎖からなるコンビナトリアルライブラリーをスクリーニングすることによって得られ得る。例えば、キメラ、ヒト化、ＣＤＲ移植、単鎖および二機能性抗体を作製するこれらおよび他の方法は、当業者に周知である（ＷｉｎｔｅｒおよびＨａｒｒｉｓ、Ｉｍｍｕｎｏｌ．Ｔｏｄａｙ １４巻：２４３〜２４６頁（１９９３年）；Ｗａｒｄら、Ｎａｔｕｒｅ ３４１巻：５４４〜５４６頁（１９８９年）；ＨａｒｌｏｗおよびＬａｎｅ、上記、１９８８年；Ｈｉｌｙａｒｄら、Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：Ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｒｏａｃｈ（ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ １９９２年）；Ｂｏｒｒａｂｅｃｋ、Ａｎｔｉｂｏｄｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、第２版（Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ １９９５年）；その各々は、参照により本明細書に組み込まれる）。
参照抗体と「同じエピトープに結合する抗体」とは、競合アッセイにおいてその抗原への参照抗体の結合を５０％またはそれ超遮断する抗体を指し、逆に、参照抗体は、競合アッセイにおいてその抗原への抗体の結合を５０％またはそれ超遮断する。抗体競合アッセイは公知であり、例示的な競合アッセイが本明細書で提供される。
「ヒト化」抗体または抗原結合性断片は、ヒトフレームワーク領域および非ヒト（例えば、マウス、ラットまたは合成）抗体または抗原結合性断片由来の１または複数のＣＤＲを含む。ＣＤＲを提供する非ヒト抗体または抗原結合性断片は、「ドナー」と呼ばれ、フレームワークを提供するヒト抗体または抗原結合性断片は、「アクセプター」と呼ばれる。一実施形態では、全てのＣＤＲが、ヒト化免疫グロブリン中のドナー免疫グロブリン由来である。定常領域は、存在する必要はないが、存在する場合には、ヒト免疫グロブリン定常領域と実質的に同一、例えば、少なくとも約８５〜９０％、例えば、約９５％またはそれ超同一であり得る。したがって、ヒト化抗体または抗原結合性断片の全ての部分は、おそらくはＣＤＲを除いて、天然ヒト抗体配列の対応する部分と実質的に同一である。
「キメラ抗体」は、典型的には異なる種のものである２つの異なる抗体に由来する配列を含む抗体である。一部の例では、キメラ抗体は、１つのヒト抗体由来の１または複数のＣＤＲおよび／またはフレームワーク領域ならびに別のヒト抗体由来のＣＤＲおよび／またはフレームワーク領域を含む。
「完全ヒト抗体」または「ヒト抗体」は、ヒトゲノム由来の（またはヒトゲノムに由来する）配列を含むが、別の種由来の配列を含まない抗体である。一部の実施形態では、ヒト抗体は、ヒトゲノム由来の（またはヒトゲノムに由来する）ＣＤＲ、フレームワーク領域および（存在する場合には）Ｆｃ領域を含む。ヒト抗体は、例えば、ファージディスプレイによって、ヒトゲノムに由来する配列に基づいて配列を創出するためのテクノロジーを使用して、またはトランスジェニック動物を使用して、同定および単離され得る（例えば、Ｂａｒｂａｓら Ｐｈａｇｅ ｄｉｓｐｌａｙ：Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕｅｌ．第１版 Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ、２００４年 Ｐｒｉｎｔ．；Ｌｏｎｂｅｒｇ、Ｎａｔ．Ｂｉｏｔｅｃｈ．、２３巻：１１１７〜１１２５頁、２００５年；Ｌｏｎｅｎｂｅｒｇ、Ｃｕｒｒ．Ｏｐｉｎ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．、２０巻：４５０〜４５９頁、２００８年を参照のこと）。
抗体は、１または複数の結合部位を有し得る。１よりも多い結合部位が存在する場合、これらの結合部位は、互いに同一であってもよく、異なってもよい。例えば、天然に存在する免疫グロブリンは、２つの同一の結合部位を有し、単鎖抗体またはＦａｂ断片は、１つの結合部位を有するが、二重特異的または二機能性抗体は、２つの異なる結合部位を有する。
ＣＡＲの任意の機能的部分に結合する能力について抗体を試験する方法は、当該分野で公知であり、これには、任意の抗体−抗原結合アッセイ、例えば、ラジオイムノアッセイ（ＲＩＡ）、ＥＬＩＳＡ、ウェスタンブロット、免疫沈降および競合阻害アッセイなどが含まれる（例えば、Ｊａｎｅｗａｙら、以下、米国特許出願公開第２００２／０１９７２６６号Ａｌ、および米国特許第７，３３８，９２９号を参照のこと）。
また、ＣＡＲ、ＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体またはその抗原結合性部分は、検出可能な標識、例えば、放射性同位体、フルオロフォア（例えば、フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）、フィコエリトリン（ＰＥ））、酵素（例えば、アルカリホスファターゼ、西洋ワサビペルオキシダーゼ）および元素粒子（例えば、金粒子）などを含み得る。
Ｃ．コンジュゲート
ＣＡＲ、ＣＡＲを発現するＴ細胞、または本明細書に開示された抗原のうち１もしくは複数に対して特異的なモノクローナル抗体もしくはその抗原結合性断片は、当業者に公知のいくつもの手段を使用して、エフェクター分子または検出可能なマーカーなどの薬剤にコンジュゲートされ得る。共有結合および非共有結合の両方の手段が使用され得る。コンジュゲートには、本明細書に開示された抗原のうち１または複数に特異的に結合する抗体または抗原結合性断片へのエフェクター分子または検出可能なマーカーの共有結合的連結が存在する分子を含むがこれらに限定されない。当業者は、化学療法剤、抗血管新生剤、毒素、放射活性剤、例えば、１２５Ｉ、３２Ｐ、１４Ｃ、３Ｈおよび３５Ｓ、ならびに他の標識、標的部分およびリガンドなどを含む（がこれらに限定されない）種々のエフェクター分子および検出可能なマーカーが使用され得ることを理解する。
特定のエフェクター分子または検出可能なマーカーの選択は、特定の標的分子または細胞、および所望の生物学的効果に依存する。したがって、例えば、エフェクター分子は、特定の標的細胞（例えば、腫瘍細胞）の死をもたらすために使用される細胞毒であり得る。
エフェクター分子または検出可能なマーカーを抗体または抗原結合性断片に結合させるための手順は、エフェクターの化学構造に従って変動する。ポリペプチドは、典型的には、種々の官能基；例えば、カルボン酸（ＣＯＯＨ）、遊離アミン（−ＮＨ２）またはスルフヒドリル（−ＳＨ）基を含有し、これらは、エフェクター分子または検出可能なマーカーの結合を生じるための、抗体上の適切な官能基との反応のために利用可能である。あるいは、抗体または抗原結合性断片は、さらなる反応性官能基を曝露または結合するために誘導体化される。誘導体化は、Ｐｉｅｒｃｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｒｏｃｋｆｏｒｄ、ＩＬから入手可能なものなどの、いくつかの公知のリンカー分子のいずれかの結合を含み得る。リンカーは、抗体または抗原結合性断片をエフェクター分子または検出可能なマーカーに結合させるために使用される任意の分子であり得る。リンカーは、抗体または抗原結合性断片およびエフェクター分子または検出可能なマーカーの両方への共有結合を形成することが可能である。適切なリンカーは、当業者に周知であり、これには、直鎖もしくは分岐鎖炭素リンカー、複素環式炭素リンカーまたはペプチドリンカーが含まれるがこれらに限定されない。抗体または抗原結合性断片およびエフェクター分子または検出可能なマーカーがポリペプチドである場合、リンカーは、それらの側基を介して（例えば、システインへのジスルフィド連結を介して）構成成分アミノ酸に、または末端アミノ酸のアルファ炭素のアミノおよびカルボキシル基に結合され得る。
いくつかの実施形態では、リンカーは、存在する場合には、リンカーのサイズを増加させ、その結果、エフェクター分子または検出可能なマーカーと抗体または抗原結合性断片との間の距離が増加される、スペーサーエレメントを含み得る。例示的なスペーサーは、当業者に公知であり、これには、米国特許第７，９６４，５６６号、米国特許第７，４９８，２９８号、米国特許第６，８８４，８６９号、米国特許第６，３２３，３１５号、米国特許第６，２３９，１０４号、米国特許第６，０３４，０６５号、米国特許第５，７８０，５８８号、米国特許第５，６６５，８６０号、米国特許第５，６６３，１４９号、米国特許第５，６３５，４８３号、米国特許第５，５９９，９０２号、米国特許第５，５５４，７２５号、米国特許第５，５３０，０９７号、米国特許第５，５２１，２８４号、米国特許第５，５０４，１９１号、米国特許第５，４１０，０２４号、米国特許第５，１３８，０３６号、米国特許第５，０７６，９７３号、米国特許第４，９８６，９８８号、米国特許第４，９７８，７４４号、米国特許第４，８７９，２７８号、米国特許第４，８１６，４４４号および米国特許第４，４８６，４１４号、ならびに米国特許出願公開第２０１１０２１２０８８号および米国特許出願公開第２０１１００７０２４８号中に列挙されるものが含まれ、その各々は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
一部の実施形態では、リンカーは、細胞内条件下で切断可能であり、その結果、リンカーの切断は、細胞内環境中で、抗体または抗原結合性断片からエフェクター分子または検出可能なマーカーを放出させる。さらに他の実施形態では、リンカーは切断不能であり、エフェクター分子または検出可能なマーカーは、例えば、抗体分解によって放出される。一部の実施形態では、リンカーは、細胞内環境中（例えば、リソソームまたはエンドソームまたはカベオラ内）に存在する切断剤によって切断可能である。リンカーは、例えば、リソソームまたはエンドソームプロテアーゼを含むがこれらに限定されない細胞内ペプチダーゼまたはプロテアーゼ酵素によって切断されるペプチドリンカーであり得る。一部の実施形態では、ペプチドリンカーは、少なくとも２アミノ酸長または少なくとも３アミノ酸長である。しかし、リンカーは、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５アミノ酸長、例えば、１〜２、１〜３、２〜５、３〜１０、３〜１５、１〜５、１〜１０、１〜１５アミノ酸長であり得る。プロテアーゼには、カテプシンＢおよびＤならびにプラスミンが含まれ得、その全ては、ジペプチド薬物誘導体を加水分解して、標的細胞の内側での活性薬物の放出を生じることが公知である（例えば、ＤｕｂｏｗｃｈｉｋおよびＷａｌｋｅｒ、１９９９年、Ｐｈａｒｍ．Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ ８３巻：６７〜１２３頁を参照のこと）。例えば、チオール依存的プロテアーゼであるカテプシンＢによって切断可能なペプチドリンカーが使用され得る（例えば、フェニルアラニン−ロイシンまたはグリシン−フェニルアラニン−ロイシン−グリシンリンカー）。かかるリンカーの他の例は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，２１４，３４５号に記載されている。具体的な実施形態では、細胞内プロテアーゼによって切断可能なペプチドリンカーは、バリン−シトルリン（Ｃｉｔｒｕｌｉｎｅ）リンカーまたはフェニルアラニン−リシンリンカーである（例えば、バリン−シトルリンリンカーを用いたドキソルビシンの合成を記載する米国特許第６，２１４，３４５号を参照のこと）。
他の実施形態では、切断可能なリンカーは、ｐＨ感受性、即ち、ある特定のｐＨ値において加水分解に対して感受性である。典型的には、ｐＨ感受性リンカーは、酸性条件下で加水分解可能である。例えば、リソソームにおいて加水分解可能な酸不安定性リンカー（例えば、ヒドラゾン、セミカルバゾン、チオセミカルバゾン、シス−アコニットアミド（cis-aconitic amide）、オルトエステル、アセタール、ケタールなど）が使用され得る（例えば、米国特許第５，１２２，３６８号；米国特許第５，８２４，８０５号；米国特許第５，６２２，９２９号；ＤｕｂｏｗｃｈｉｋおよびＷａｌｋｅｒ、１９９９年、Ｐｈａｒｍ．Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ ８３巻：６７〜１２３頁；Ｎｅｖｉｌｌｅら、１９８９年、Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６４巻：１４６５３〜１４６６１頁を参照のこと）。かかるリンカーは、血液中などの中性のｐＨ条件下で比較的安定であるが、リソソームのおよそのｐＨであるｐＨ５．５または５．０を下回るｐＨでは不安定である。ある特定の実施形態では、加水分解可能なリンカーは、チオエーテルリンカー（例えば、アシルヒドラゾン結合を介して治療剤に結合されたチオエーテルなど）である（例えば、米国特許第５，６２２，９２９号を参照のこと）。
他の実施形態では、リンカーは、還元条件下で切断可能である（例えば、ジスルフィドリンカー）。種々のジスルフィドリンカーが当該分野で公知であり、これには、例えば、ＳＡＴＡ（Ｎ−スクシンイミジル−Ｓ−アセチルチオアセテート）、ＳＰＤＰ（Ｎ−スクシンイミジル−３−（２−ピリジルジチオ）プロピオネート）、ＳＰＤＢ（Ｎ−スクシンイミジル−３−（２−ピリジルジチオ）ブチレート）およびＳＭＰＴ（Ｎ−スクシンイミジル−オキシカルボニル−アルファ−メチル−アルファ−（２−ピリジル−ジチオ）トルエン）−、ＳＰＤＢおよびＳＭＰＴを使用して形成され得るものが含まれる（例えば、Ｔｈｏｒｐｅら、１９８７年、Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．４７巻：５９２４〜５９３１頁；Ｗａｗｒｚｙｎｃｚａｋら、 Ｉｍｍｕｎｏｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ：Ａｎｔｉｂｏｄｙ Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ ｉｎ Ｒａｄｉｏｉｍａｇｅｒｙ ａｎｄ Ｔｈｅｒａｐｙ ｏｆ Ｃａｎｃｅｒ（Ｃ．Ｗ．Ｖｏｇｅｌ編、Ｏｘｆｏｒｄ Ｕ．Ｐｒｅｓｓ、１９８７年）；Ｐｈｉｌｌｉｐｓら、Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．６８巻：９２８０〜９２９０頁、２００８年を参照のこと）。米国特許第４，８８０，９３５号もまた参照のこと。
さらに他の具体的な実施形態では、リンカーは、マロネートリンカー（Ｊｏｈｎｓｏｎら、１９９５年、Ａｎｔｉｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．１５巻：１３８７〜９３頁）、マレイミドベンゾイルリンカー（Ｌａｕら、１９９５年、Ｂｉｏｏｒｇ−Ｍｅｄ−Ｃｈｅｍ．３巻（１０号）：１２９９〜１３０４頁）または３’−Ｎ−アミドアナログ（Ｌａｕら、１９９５年、Ｂｉｏｏｒｇ−Ｍｅｄ−Ｃｈｅｍ．３巻（１０号）：１３０５〜１２頁）である。
さらに他の実施形態では、リンカーは切断不能であり、エフェクター分子または検出可能なマーカーは、抗体分解によって放出される（その全内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００５／０２３８６４９号を参照のこと）。
いくつかの実施形態では、リンカーは、細胞外環境中での切断に対して抵抗性である。例えば、コンジュゲートが細胞外環境中（例えば、血漿中）に存在する場合、コンジュゲートのサンプル中のリンカーの約２０％以下、約１５％以下、約１０％以下、約５％以下、約３％以下、または約１％以下が切断される。リンカーが細胞外環境中での切断に対して抵抗性であるか否かは、例えば、目的のリンカーを含有するコンジュゲートを、所定の期間（例えば、２、４、８、１６または２４時間）にわたって血漿と共にインキュベートし、次いで、血漿中に存在する遊離のエフェクター分子または検出可能なマーカーの量を定量することによって決定され得る。コンジュゲート中で使用され得る種々の例示的なリンカーは、ＷＯ２００４−０１０９５７、米国特許出願公開第２００６／００７４００８号、米国特許出願公開第２００５０２３８６４９号および米国特許出願公開第２００６／００２４３１７号に記載されており、その各々は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、ＣＡＲのコンジュゲート、ＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体またはその抗原結合性部分、および１または複数の小分子毒素、例えば、カリチアマイシン、マイタンシノイド（ｍａｙｔａｎｓｉｎｏｉｄ）、ドラスタチン、アウリスタチン（ａｕｒｉｓｔａｔｉｎ）、トリコテシンおよびＣＣ１０６５ならびに毒素活性を有するこれらの毒素の誘導体が提供される。
マイタンシノイド毒素部分としての使用に適切なマイタンシン（ｍａｙｔａｎｓｉｎｅ）化合物は、当該分野で周知であり、公知の方法に従って天然供給源から単離され得、遺伝子操作技術（Ｙｕら（２００２年）ＰＮＡＳ ９９巻：７９６８〜７９７３頁を参照のこと）、または公知の方法に従って合成により調製されたマイタンシノール（ｍａｙｔａｎｓｉｎｏｌ）およびマイタンシノールアナログを使用して産生され得る。マイタンシノイドは、チューブリン重合を阻害することによって作用する有糸分裂阻害剤である。マイタンシンは、東アフリカの低木Ｍａｙｔｅｎｕｓ ｓｅｒｒａｔａから最初に単離された（米国特許第３，８９６，１１１号）。引き続いて、ある特定の微生物もまた、マイタンシノールおよびＣ−３マイタンシノールエステルなどのマイタンシノイドを産生することが発見された（米国特許第４，１５１，０４２号）。合成マイタンシノールならびにその誘導体およびアナログは、例えば、米国特許第４，１３７，２３０号；米国特許第４，２４８，８７０号；米国特許第４，２５６，７４６号；米国特許第４，２６０，６０８号；米国特許第４，２６５，８１４号；米国特許第４，２９４，７５７号；米国特許第４，３０７，０１６号；米国特許第４，３０８，２６８号；米国特許第４，３０８，２６９号；米国特許第４，３０９，４２８号；米国特許第４，３１３，９４６号；米国特許第４，３１５，９２９号；米国特許第４，３１７，８２１号；米国特許第４，３２２，３４８号；米国特許第４，３３１，５９８号；米国特許第４，３６１，６５０号；米国特許第４，３６４，８６６号；米国特許第４，４２４，２１９号；米国特許第４，４５０，２５４号；米国特許第４，３６２，６６３号；および米国特許第４，３７１，５３３号に開示されており，その各々は、参照により本明細書に組み込まれる。マイタンシノイドを含有するコンジュゲート、それを作製する方法、およびそれらの治療的使用は、例えば、米国特許第５，２０８，０２０号；米国特許第５，４１６，０６４号；米国特許第６，４４１，１６３号および欧州特許ＥＰ０ ４２５ ２３５ Ｂ１に開示されており、それらの開示は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
さらなる毒素が、ＣＡＲ、ＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体またはその抗原結合性部分と共に使用され得る。例示的な毒素には、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ外毒素（ＰＥ）、ヒマ毒、アブリン、ジフテリア毒素およびそのサブユニット、リボトキシン（ｒｉｂｏｔｏｘｉｎ）、リボヌクレアーゼ、サポリンおよびカリチアマイシン、ならびにボツリヌス毒素Ａ〜Ｆが含まれる。これらの毒素は、当該分野で周知であり、多くは、商業的供給源（例えば、Ｓｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）から容易に入手可能である。企図される毒素には、これらの毒素のバリアントも含まれる（例えば、米国特許第５，０７９，１６３号および米国特許第４，６８９，４０１号を参照のこと）。
サポリンは、リボソーム複合体の６０Ｓ部分を不活性化することによってタンパク質合成を破壊する、Ｓａｐｏｎａｒｉａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓに由来する毒素である（Ｓｔｉｒｐｅら、Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１０巻：４０５〜４１２頁、１９９２年）。しかし、この毒素は、細胞中への特異的進入のための機構を有さず、したがって、細胞によって効率的に取り込まれるために、内在化される細胞表面タンパク質を認識する抗体または抗原結合性断片へのコンジュゲートを必要とする。
ジフテリア毒素は、Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｄｉｐｈｔｈｅｒｉａｅから単離される。典型的には、免疫毒素における使用のためのジフテリア毒素は、非特異的毒性を低減または排除するために変異される。完全な酵素活性を有するが非特異的毒性が顕著に低減された、ＣＲＭ１０７として公知の変異体は、１９７０年代以降公知であり（ＬａｉｒｄおよびＧｒｏｍａｎ、Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．１９巻：２２０頁、１９７６年）、ヒト臨床試験において使用されてきた。米国特許第５，７９２，４５８号および米国特許第５，２０８，０２１号を参照のこと。
ヒマ毒は、Ｒｉｃｉｎｕｓ ｃｏｍｍｕｎｉｓ（トウゴマ）由来のレクチンＲＣＡ６０である。ヒマ毒の例については、米国特許第５，０７９，１６３号および米国特許第４，６８９，４０１号を参照のこと。Ｒｉｃｉｎｕｓ ｃｏｍｍｕｎｉｓアグルチニン（ＲＣＡ）は、それぞれ、およそ６５ｋＤおよび１２０ｋＤの分子量に従って、ＲＣＡ６０およびＲＣＡ１２０と称される２つの形態で存在する（ＮｉｃｈｏｌｓｏｎおよびＢｌａｕｓｔｅｉｎ、Ｊ．Ｂｉｏｃｈｉｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ａｃｔａ ２６６巻：５４３頁、１９７２年）。Ａ鎖は、タンパク質合成の不活性化および細胞の死滅を担う。Ｂ鎖は、ヒマ毒を細胞表面ガラクトース残基に結合させ、細胞質ゾル中へのＡ鎖の輸送を促進する（Ｏｌｓｎｅｓら、Ｎａｔｕｒｅ ２４９巻：６２７〜６３１頁、１９７４年および米国特許第３，０６０，１６５号）。
リボヌクレアーゼもまた、免疫毒素としての使用のために標的化分子にコンジュゲートされてきた（Ｓｕｚｕｋｉら、Ｎａｔ．Ｂｉｏｔｅｃｈ．１７巻：２６５〜７０頁、１９９９年を参照のこと）。例示的なリボトキシン、例えば、α−サルシン（α−ｓａｒｃｉｎ）およびレストリクトシン（ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｃｉｎ）は、例えば、Ｒａｔｈｏｒｅら、Ｇｅｎｅ １９０巻：３１〜５頁、１９９７年；ならびにＧｏｙａｌおよびＢａｔｒａ、Ｂｉｏｃｈｅｍ．３４５巻２部：２４７〜５４頁、２０００年で議論されている。カリチアマイシンは、Ｍｉｃｒｏｍｏｎｏｓｐｏｒａ ｅｃｈｉｎｏｓｐｏｒａから最初に単離されたものであり、ＤＮＡ中にアポトーシスをもたらす二本鎖切断を生じさせて、エンジイン抗腫瘍抗生物質ファミリーのメンバーである（例えば、Ｌｅｅら、Ｊ．Ａｎｔｉｂｉｏｔ．４２巻：１０７０〜８７頁、１９８９年を参照のこと）。この薬物は、臨床試験中の免疫毒素の毒性部分である（例えば、Ｇｉｌｌｅｓｐｉｅら、Ａｎｎ．Ｏｎｃｏｌ．１１巻：７３５〜４１頁、２０００年を参照のこと）。
アブリンは、Ａｂｒｕｓ ｐｒｅｃａｔｏｒｉｕｓ由来の毒性レクチンを含む。毒性素であるアブリンａ、ｂ、ｃおよびｄは、約６３ｋＤおよび６７ｋＤの分子量を有し、２つのジスルフィド連結されたポリペプチド鎖ＡおよびＢから構成される。Ａ鎖はタンパク質合成を阻害する；Ｂ鎖（アブリン−ｂ）は、Ｄ−ガラクトース残基に結合する（Ｆｕｎａｔｓｕら、Ａｇｒ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．５２巻：１０９５頁、１９８８年；およびＯｌｓｎｅｓ、Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ．５０巻：３３０〜３３５頁、１９７８年を参照のこと）。
ＣＡＲ、ＣＡＲを発現するＴ細胞、本明細書に開示された抗原のうち１または複数に対して特異的なモノクローナル抗体、その抗原結合性断片はまた、検出可能なマーカー；例えば、ＥＬＩＳＡ、分光光度法、フローサイトメトリー、顕微鏡法または画像診断技術（例えば、コンピューター断層撮影（ＣＴ）、コンピューター体軸断層撮影（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ａｘｉａｌ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）（ＣＡＴ）スキャン、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、核磁気共鳴画像法（ＮＭＲＩ）、磁気共鳴断層撮影（ＭＴＲ）、超音波、光ファイバー試験および腹腔鏡下試験）による検出が可能な検出可能なマーカーとコンジュゲートされ得る。検出可能なマーカーの具体的な非限定的な例には、フルオロフォア、化学発光剤、酵素的連結、放射活性同位体および重金属または化合物（例えば、ＭＲＩによる検出のための超常磁性酸化鉄ナノ結晶）が含まれる。例えば、有用な検出可能なマーカーには、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、５−ジメチルアミン−１−ナフタレンスルホニル（ｎａｐｔｈａｌｅｎｅｓｕｌｆｏｎｙｌ）塩化物、フィコエリトリン、ランタニドリン光体などを含む蛍光化合物が含まれる。ルシフェラーゼ、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ）、黄色蛍光タンパク質（ＹＦＰ）などの生物発光マーカーもまた使用される。ＣＡＲ、ＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体またはその抗原結合性部分は、検出のために有用な酵素、例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、アルカリホスファターゼ、グルコースオキシダーゼなどにもコンジュゲートされ得る。ＣＡＲ、ＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体またはその抗原結合性部分が、検出可能な酵素とコンジュゲートされる場合、それは、識別できる反応産物を産生するために酵素が使用するさらなる試薬を添加することによって検出され得る。例えば、薬剤西洋ワサビペルオキシダーゼが存在する場合、過酸化水素およびジアミノベンジジンの添加が、視覚的に検出可能な着色反応産物をもたらす。ＣＡＲ、ＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体またはその抗原結合性部分はまた、ビオチンとコンジュゲートされ得、アビジンまたはストレプトアビジンの結合の間接的な測定を介して検出され得る。アビジン自体が酵素または蛍光標識とコンジュゲートされ得ることに留意すべきである。
ＣＡＲ、ＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体またはその抗原結合性部分は、ガドリニウムなどの常磁性薬剤とコンジュゲートされ得る。超常磁性酸化鉄などの常磁性薬剤もまた、標識として使用される。抗体は、ランタニド（例えば、ユーロピウムおよびジスプロシウム）およびマンガンともコンジュゲートされ得る。抗体または抗原結合性断片はまた、二次レポーターによって認識される所定のポリペプチドエピトープ（例えば、ロイシンジッパー対配列、二次抗体への結合部位、金属結合ドメイン、エピトープタグ）で標識され得る。
ＣＡＲ、ＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体またはその抗原結合性部分はまた、放射標識されたアミノ酸とコンジュゲートされ得る。放射標識は、診断目的および治療目的の両方のために使用され得る。例えば、放射標識は、ｘ線、発光スペクトルまたは他の診断技術によって本明細書に開示された抗原および抗原発現細胞のうち１または複数を検出するために使用され得る。さらに、放射標識は、対象における腫瘍の処置のため、例えば、神経芽細胞腫の処置のために、毒素として治療的に使用され得る。ポリペプチドのための標識の例には、以下の放射性同位体または放射性ヌクレオチド（ｒａｄｉｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ）が含まれるがこれらに限定されない：３Ｈ、１４Ｃ、１５Ｎ、３５Ｓ、９０Ｙ、９９Ｔｃ、１１１Ｉｎ、１２５Ｉ、１３１Ｉ。
かかる検出可能なマーカーを検出する手段は、当業者に周知である。したがって、例えば、放射標識は、写真フィルムまたはシンチレーションカウンターを使用して検出され得、蛍光マーカーは、発せられた照明を検出するために光検出器を使用して検出され得る。酵素標識は、典型的には、酵素に基質を提供し、基質に対する酵素の作用によって産生された反応産物を検出することによって検出され、発色標識は、着色標識を単純に可視化することによって検出される。
Ｄ．ヌクレオチド、発現、ベクターおよび宿主細胞
本明細書に記載されるＣＡＲ、抗体またはその抗原結合性部分（その機能的部分および機能的バリアントを含む）のいずれかをコードするヌクレオチド配列を含む核酸が、本発明の一実施形態によってさらに提供される。本発明の核酸は、本明細書に記載されるリーダー配列、抗原結合性ドメイン、膜貫通ドメインおよび／または細胞内Ｔ細胞シグナル伝達ドメインのいずれかをコードするヌクレオチド配列を含み得る。
一部の実施形態では、ヌクレオチド配列は、コドン改変され得る。特定の理論に束縛されないが、ヌクレオチド配列のコドン最適化は、ｍＲＮＡ転写物の翻訳効率を増加させると考えられる。ヌクレオチド配列のコドン最適化は、ネイティブコドンを、同じアミノ酸をコードするが、細胞内でより容易に利用可能なｔＲＮＡによって翻訳され得る別のコドンに置換し、そうして翻訳効率を増加させることを含み得る。ヌクレオチド配列の最適化はまた、翻訳を妨害する二次ｍＲＮＡ構造を低減させ得、そうして翻訳効率を増加させる。
本発明の実施形態では、核酸は、本発明のＣＡＲの抗原結合性ドメインをコードするコドン改変されたヌクレオチド配列を含み得る。本発明の別の実施形態では、核酸は、本明細書に記載されるＣＡＲ（その機能的部分および機能的バリアントを含む）のいずれかをコードするコドン改変されたヌクレオチド配列を含み得る。
「核酸」は、本明細書で使用する場合、「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」および「核酸分子」を含み、一般に、一本鎖または二本鎖の、合成のまたは天然供給源から得られた（例えば、単離および／または精製された）ものであり得、天然、非天然または変更されたヌクレオチドを含有し得、未改変のオリゴヌクレオチドのヌクレオチド間に見出されるホスホジエステルの代わりに、天然、非天然または変更されたヌクレオチド間連結、例えば、ホスホロアミデート（ｐｈｏｓｐｈｏｒｏａｍｉｄａｔｅ）連結またはホスホロチオエート連結を含有し得る、ＤＮＡまたはＲＮＡのポリマーを意味する。一部の実施形態では、核酸は、いずれの挿入、欠失、逆位および／または置換も含まない。しかし、一部の場合には、本明細書で議論されるように、核酸は、１または複数の挿入、欠失、逆位および／または置換を含むことが適切であり得る。
組換え核酸は、天然に存在しない配列を有するもの、または配列の２つのさもなければ分離されたセグメントの人工的な組合せによって作製される配列を有するものであり得る。この人工的な組合せは、化学的合成によって、またはより一般的には、例えばＳａｍｂｒｏｏｋら、上記に記載されるものなどの遺伝子操作技術による、核酸の単離されたセグメントの人工的操作によって達成される場合が多い。核酸は、当該分野で公知の手順を使用する化学的合成および／または酵素的ライゲーション反応に基づいて構築され得る。例えば、Ｓａｍｂｒｏｏｋら、上記およびＡｕｓｕｂｅｌら、上記を参照のこと。例えば、核酸は、天然に存在するヌクレオチド、または分子の生物学的安定性を増加させるように、もしくはハイブリダイゼーションの際に形成される二重鎖の物理的安定性を増加させるように設計された種々に改変されたヌクレオチド（例えば、ホスホロチオエート誘導体およびアクリジン置換ヌクレオチド）を使用して化学合成され得る。核酸を生成するために使用され得る改変型ヌクレオチドの例には、５−フルオロウラシル、５−ブロモウラシル、５−クロロウラシル、５−ヨードウラシル、ヒポキサンチン、キサンチン、４−アセチルシトシン、５−（カルボキシヒドロキシメチル）ウラシル、５−カルボキシメチルアミノメチル−２−チオウリジン、５−カルボキシメチルアミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、ベータ−Ｄ−ガラクトシルキューオシン（ｇａｌａｃｔｏｓｙｌｑｕｅｏｓｉｎｅ）、イノシン、Ｎ６−イソペンテニルアデニン、１−メチルグアニン、１−メチルイノシン、２，２−ジメチルグアニン、２−メチルアデニン、２−メチルグアニン、３−メチルシトシン、５−メチルシトシン、Ｎ６−置換されたアデニン、７−メチルグアニン、５−メチルアミノメチルウラシル、５−メトキシアミノメチル−２−チオウラシル、ベータ−Ｄ−マンノシルキューオシン（ｍａｎｎｏｓｙｌｑｕｅｏｓｉｎｅ）、５’−メトキシカルボキシメチルウラシル、５−メトキシウラシル、２−メチルチオ−Ｎ６−イソペンテニルアデニン、ウラシル−５−オキシ酢酸（ｖ）、ウブトキソシン（ｗｙｂｕｔｏｘｏｓｉｎｅ）、シュードウラシル、キューオシン（ｑｕｅｏｓｉｎｅ）、２−チオシトシン、５−メチル−２−チオウラシル、２−チオウラシル、４−チオウラシル、５−メチルウラシル、ウラシル−５−オキシ酢酸メチルエステル、３−（３−アミノ−３−Ｎ−２−カルボキシプロピル）ウラシルおよび２，６−ジアミノプリンが含まれるがこれらに限定されない。あるいは、本発明の核酸のうち１または複数は、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ＤＮＡ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｃｏｒａｌｖｉｌｌｅ、ＩＡ、ＵＳＡ）などの会社から購入できる。
核酸は、ＣＡＲまたはその機能的部分もしくは機能的バリアントのいずれかをコードする任意の単離または精製されたヌクレオチド配列を含み得る。あるいは、ヌクレオチド配列は、配列のいずれかと縮重するヌクレオチド配列、または縮重配列の組合せを含み得る。
一実施形態は、本明細書に記載される核酸のいずれかのヌクレオチド配列と相補的であるヌクレオチド配列、または本明細書に記載される核酸のいずれかのヌクレオチド配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列を含む、単離または精製された核酸もまた提供する。
ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列は、高いストリンジェンシーの条件下でハイブリダイズし得る。「高いストリンジェンシーの条件」とは、ヌクレオチド配列が、非特異的ハイブリダイゼーションよりも検出可能に強い量で、標的配列（本明細書に記載される核酸のいずれかのヌクレオチド配列）に特異的にハイブリダイズすることを意味する。高いストリンジェンシーの条件には、ヌクレオチド配列と一致したいくつかの小領域（例えば、３〜１０塩基）を偶然に有するランダム配列から、正確に相補的な配列を有するポリヌクレオチド、またはいくつかの散在するミスマッチしか含有しないポリヌクレオチドを識別する条件が含まれる。相補性のかかる小領域は、１４〜１７またはそれ超塩基の全長相補体よりも容易に融解され、高いストリンジェンシーのハイブリダイゼーションは、それらを容易に識別可能にする。比較的高いストリンジェンシーの条件には、例えば、約０．０２〜０．１ＭのＮａＣｌまたは等価物によって、約５０〜７０℃の温度で提供されるような、低塩および／または高温条件が含まれる。かかる高いストリンジェンシーの条件は、存在するとしても、ヌクレオチド配列と鋳型または標的鎖との間のミスマッチをほとんど忍容せず、本発明のＣＡＲのいずれかの発現を検出するのに特に適切である。一般に、条件は、漸増量のホルムアミドの添加によって、よりストリンジェントにされ得ることが理解される。
本明細書に記載される核酸のいずれかに対して、少なくとも約７０％またはそれ超、例えば、約８０％、約９０％、約９１％、約９２％、約９３％、約９４％、約９５％、約９６％、約９７％、約９８％または約９９％同一であるヌクレオチド配列を含む核酸もまた提供される。
一実施形態では、核酸は、組換え発現ベクター中に取り込まれ得る。これに関して、一実施形態は、核酸のいずれかを含む組換え発現ベクターを提供する。本明細書の目的のために、用語「組換え発現ベクター」とは、構築物が、ｍＲＮＡ、タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む場合、およびベクターが、ｍＲＮＡ、タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドが細胞内で発現されるのに十分な条件下で細胞と接触させられる場合に、宿主細胞によるｍＲＮＡ、タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドの発現を可能にする、遺伝子改変されたオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチド構築物を意味する。ベクターは、全体としては天然に存在しない。
しかし、ベクターの一部は、天然に存在し得る。組換え発現ベクターは、一本鎖または二本鎖の、合成または一部天然供給源から得られたものであり得、天然、非天然または変更されたヌクレオチドを含有し得る、ＤＮＡおよびＲＮＡを含むがこれらに限定されない任意の型のヌクレオチドを含み得る。組換え発現ベクターは、天然に存在するもしくは天然に存在しないヌクレオチド間連結、またはその両方の型の連結を含み得る。好ましくは、天然に存在しないまたは変更されたヌクレオチドまたはヌクレオチド間連結は、ベクターの転写も複製も邪魔しない。
一実施形態では、組換え発現ベクターは、任意の適切な組換え発現ベクターであり得、任意の適切な宿主細胞を形質転換またはトランスフェクトするために使用され得る。適切なベクターには、プラスミドおよびウイルスなどの、繁殖および増殖のためもしくは発現のため、またはその両方のために設計されたものが含まれる。ベクターは、ｐＵＣシリーズ（Ｆｅｒｍｅｎｔａｓ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、Ｇｌｅｎ Ｂｕｒｎｉｅ、ＭＤ）、ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔシリーズ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ、ＬａＪｏｌｌａ、ＣＡ）、ｐＥＴシリーズ（Ｎｏｖａｇｅｎ、Ｍａｄｉｓｏｎ、ＷＩ）、ｐＧＥＸシリーズ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ、Ｕｐｐｓａｌａ、Ｓｗｅｄｅｎ）およびｐＥＸシリーズ（Ｃｌｏｎｔｅｃｈ、Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ、ＣＡ）からなる群から選択され得る。
バクテリオファージベクター、例えば、λυΤΙ Ο、λυΤΙ １、λＺａｐＩＩ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）、ＥＭＢＬ４およびλΝΜΙ １４９もまた使用され得る。植物発現ベクターの例には、ｐＢＩＯｌ、ｐＢＩ１０１．２、ｐＢＨＯｌ．３、ｐＢＩ１２１およびｐＢＩＮ１９（Ｃｌｏｎｔｅｃｈ）が含まれる。動物発現ベクターの例には、ｐＥＵＫ−Ｃｌ、ｐＭＡＭおよびｐＭＡＭｎｅｏ（Ｃｌｏｎｔｅｃｈ）が含まれる。組換え発現ベクターは、ウイルスベクター、例えば、レトロウイルスベクターまたはレンチウイルスベクターであり得る。レンチウイルスベクターは、特に、Ｍｉｌｏｎｅら、Ｍｏｌ．Ｔｈｅｒ．１７巻（８号）：１４５３〜１４６４頁（２００９年）に提供されるような自己不活性化レンチウイルスベクターを含む、レンチウイルスゲノムの少なくとも一部分に由来するベクターである。クリニックにおいて使用され得るレンチウイルスベクターの他の例には、例えば、限定としてではなく、Ｏｘｆｏｒｄ ＢｉｏＭｅｄｉｃａ ｐｌｃのＬＥＮＴＩＶＥＣＴＯＲ（登録商標）遺伝子送達テクノロジー、ＬｅｎｔｉｇｅｎのＬＥＮＴＩＭＡＸ（商標）ベクター系などが含まれる。非臨床型のレンチウイルスベクターもまた利用可能であり、当業者に公知である。
いくつかのトランスフェクション技術が、当該分野で一般に公知である（例えば、Ｇｒａｈａｍら、Ｖｉｒｏｌｏｇｙ、５２巻：４５６〜４６７頁（１９７３年）；Ｓａｍｂｒｏｏｋら、上記；Ｄａｖｉｓら、Ｂａｓｉｃ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ（１９８６年）；およびＣｈｕら、Ｇｅｎｅ、１３巻：９７頁（１９８１年）を参照のこと）。
トランスフェクション方法には、リン酸カルシウム共沈（例えば、Ｇｒａｈａｍら、上記を参照のこと）、培養細胞中への直接的マイクロインジェクション（例えば、Ｃａｐｅｃｃｈｉ、Ｃｅｌｌ、２２巻：４７９〜４８８頁（１９８０年）を参照のこと）、エレクトロポレーション（例えば、Ｓｈｉｇｅｋａｗａら、ＢｉｏＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ、６巻：７４２〜７５１頁（１９８８年）を参照のこと）、リポソーム媒介性遺伝子移入（例えば、Ｍａｎｎｉｎｏら、ＢｉｏＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ、６巻：６８２〜６９０頁（１９８８年）を参照のこと）、脂質媒介性形質導入（例えば、Ｆｅｉｇｎｅｒら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ、８４巻：７４１３〜７４１７頁（１９８７年）を参照のこと）および高速微小推進剤（ｈｉｇｈ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｍｉｃｒｏｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅ）を使用する核酸送達（例えば、Ｋｌｅｉｎら、Ｎａｔｕｒｅ、３２７巻：７０〜７３頁（１９８７年）を参照のこと）が含まれる。
一実施形態では、組換え発現ベクターは、例えば、Ｓａｍｂｒｏｏｋら、上記およびＡｕｓｕｂｅｌら、上記に記載される、標準的な組換えＤＮＡ技術を使用して調製され得る。環状または直鎖状である発現ベクターの構築物は、原核生物または真核生物宿主細胞において機能的な複製系を含有するように調製され得る。複製系は、例えば、ＣｏｌＥｌ、２μプラスミド、λ、ＳＶ４０、ウシパピローマウイルスなどに由来し得る。
組換え発現ベクターは、ベクターがＤＮＡベースであるかＲＮＡベースであるかを考慮に入れて、必要に応じて、ベクターが導入される宿主細胞の型（例えば、細菌、真菌、植物または動物）に特異的な調節配列、例えば、転写および翻訳開始および終結コドンを含み得る。組換え発現ベクターは、クローニングを容易にするための制限部位を含み得る。
組換え発現ベクターは、形質転換またはトランスフェクトされた宿主細胞の選択を可能にする、１または複数のマーカー遺伝子を含み得る。マーカー遺伝子には、殺生物剤耐性、例えば、抗生物質、重金属などに対する耐性、原栄養性を提供するための栄養要求性宿主における補完などが含まれる。本発明の発現ベクターに適切なマーカー遺伝子には、例えば、ネオマイシン／Ｇ４１８耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子、ヒスチジノール耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子およびアンピシリン耐性遺伝子が含まれる。
組換え発現ベクターは、ＣＡＲ（その機能的部分および機能的バリアントを含む）をコードするヌクレオチド配列に、またはＣＡＲをコードするヌクレオチド配列に対して相補的なもしくはかかるヌクレオチド配列にハイブリダイズするヌクレオチド配列に作動可能に連結したネイティブまたは非ネイティブのプロモーターを含み得る。プロモーターの選択、例えば、強い、弱い、誘導性、組織特異的および発生特異的は、当業者の技術範囲内である。同様に、ヌクレオチド配列をプロモーターと組み合わせることもまた、当業者の技術範囲内である。プロモーターは、非ウイルスプロモーターまたはウイルスプロモーター、例えば、サイトメガロウイルス（ＣＭＶ）プロモーター、ＳＶ４０プロモーター、ＲＳＶプロモーター、またはマウス幹細胞ウイルスの末端反復配列において見出されるプロモーターであり得る。
組換え発現ベクターは、一過性の発現のため、安定な発現のため、またはその両方のために設計され得る。また、組換え発現ベクターは、構成的発現または誘導性発現のために作製され得る。
さらに、組換え発現ベクターは、自殺遺伝子を含むように作製され得る。本明細書で使用する場合、用語「自殺遺伝子」とは、自殺遺伝子を発現する細胞を死なせる遺伝子を指す。自殺遺伝子は、この遺伝子が発現される細胞に薬物などの薬剤に対する感受性を付与する遺伝子、または細胞が薬剤と接触した場合もしくは薬剤に曝露された場合にその細胞を死なせる遺伝子であり得る。自殺遺伝子は、当該分野で公知であり（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年を参照のこと）、これには、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（ｄａｍｉｎａｓｅ）、プリンヌクレオシドホスホリラーゼおよびニトロレダクターゼが含まれる。
一実施形態は、本明細書に記載される組換え発現ベクターのいずれかを含む宿主細胞をさらに提供する。本明細書で使用する場合、用語「宿主細胞」とは、本発明の組換え発現ベクターを含有し得る任意の型の細胞を指す。宿主細胞は、真核生物細胞、例えば、植物、動物、真菌もしくは藻類であり得る、または原核生物細胞、例えば、細菌もしくは原生生物であり得る。宿主細胞は、培養細胞または初代細胞であり得る、即ち、ヒトなどの生物から直接単離され得る。宿主細胞は、接着細胞または懸濁細胞、即ち、懸濁物中で成長する細胞であり得る。適切な宿主細胞は、当該分野で公知であり、これには、例えば、ＤＨ５ａ Ｅ．ｃｏｌｉ細胞、チャイニーズハムスター卵巣細胞、サルＶＥＲＯ細胞、ＣＯＳ細胞、ＨＥＫ２９３細胞などが含まれる。組換え発現ベクターを増幅または複製することを目的とすると、宿主細胞は、原核生物細胞、例えば、ＤＨ５ａ細胞であり得る。組換えＣＡＲを産生することを目的とすると、宿主細胞は、哺乳動物細胞であり得る。宿主細胞は、ヒト細胞であり得る。宿主細胞は任意の細胞型のものであり得、任意の型の組織に起源し得、任意の発生段階のものであり得るが、宿主細胞は、末梢血リンパ球（ＰＢＬ）または末梢血単核球（ＰＢＭＣ）であり得る。宿主細胞は、Ｔ細胞であり得る。
本明細書の目的のために、Ｔ細胞は、任意のＴ細胞、例えば、培養Ｔ細胞、例えば、初代Ｔ細胞、または培養Ｔ細胞株、例えば、Ｊｕｒｋａｔ、ＳｕｐＴｌなど由来のＴ細胞、または哺乳動物から得られたＴ細胞であり得る。哺乳動物から得られる場合、Ｔ細胞は、血液、骨髄、リンパ節、胸腺または他の組織もしくは体液を含むがこれらに限定されない多数の供給源から得られ得る。Ｔ細胞はまた、富化または精製され得る。Ｔ細胞は、ヒトＴ細胞であり得る。Ｔ細胞は、ヒトから単離されたＴ細胞であり得る。Ｔ細胞は、ＣＤ４＋／ＣＤ８＋二重陽性Ｔ細胞、ＣＤ４＋ヘルパーＴ細胞、例えば、ＴｈｉおよびＴｈ２細胞、ＣＤ８＋Ｔ細胞（例えば、細胞傷害性Ｔ細胞）、腫瘍浸潤性細胞、メモリーＴ細胞、ナイーブＴ細胞などを含むがこれらに限定されない、任意の型のＴ細胞であり得、任意の発生段階のものであり得る。Ｔ細胞は、ＣＤ８＋Ｔ細胞またはＣＤ４＋Ｔ細胞であり得る。
一実施形態では、本明細書に記載されるＣＡＲは、適切な非Ｔ細胞において使用され得る。かかる細胞は、免疫エフェクター機能を有する細胞、例えば、多能性幹細胞から生成されたＮＫ細胞およびＴ様細胞などである。
本明細書に記載される少なくとも１つの宿主細胞を含む細胞の集団もまた、一実施形態によって提供される。細胞の集団は、いずれの組換え発現ベクターも含まない少なくとも１つの他の細胞、例えば宿主細胞（例えば、Ｔ細胞）、またはＴ細胞以外の細胞、例えば、Ｂ細胞、マクロファージ、好中球、赤血球、肝細胞、内皮細胞、上皮細胞、筋肉細胞、脳細胞などに加えて、記載される組換え発現ベクターのいずれかを含む宿主細胞を含む不均一な集団であり得る。あるいは、細胞の集団は、実質的に均質な集団であり得、ここで、集団は主に、組換え発現ベクターを含む（例えば、それらから本質的になる）宿主細胞を含む。集団はまた、細胞のクローン性集団であり得、ここで、集団の全ての細胞は、組換え発現ベクターを含む単一の宿主細胞のクローンであり、その結果、集団の全ての細胞は、その組換え発現ベクターを含む。本発明の一実施形態では、細胞の集団は、本明細書に記載される組換え発現ベクターを含む宿主細胞を含むクローン性集団である。
ＣＡＲ（その機能的部分およびバリアントを含む）、核酸、組換え発現ベクター、宿主細胞（その集団を含む）および抗体（その抗原結合性部分を含む）は、単離および／または精製され得る。例えば、精製（または単離）された宿主細胞の調製物は、宿主細胞が身体内のその天然環境中の細胞よりも純粋である調製物である。かかる宿主細胞は、例えば、標準的な精製技術によって産生され得る。一部の実施形態では、宿主細胞の調製物は精製され、その結果、宿主細胞は、調製物の総細胞含量の少なくとも約５０％、例えば、少なくとも約７０％を示す。例えば、純度は、少なくとも約５０％であり得、約６０％、約７０％もしくは約８０％よりも上であり得、または約１００％であり得る。
Ｅ．処置の方法
本明細書で開示されるＣＡＲは、哺乳動物において疾患を処置または予防する方法において使用され得ることが企図される。これに関して、一実施形態は、ＣＡＲ、核酸、組換え発現ベクター、宿主細胞、細胞の集団、抗体および／もしくはその抗原結合性部分、ならびに／または医薬組成物を、哺乳動物においてがんを処置または予防するのに有効な量で哺乳動物に投与するステップを含む、哺乳動物においてがんを処置または予防する方法を提供する。
一実施形態は、本明細書に開示されるＣＡＲを投与するステップの前に、哺乳動物をリンパ枯渇させる（ｌｙｍｐｈｏｄｅｐｌｅｔｉｎｇ）ステップをさらに含む。リンパ枯渇の例には、非骨髄破壊的リンパ枯渇性化学療法、骨髄破壊的リンパ枯渇性化学療法、全身照射などが含まれ得るがこれらに限定されない。
宿主細胞、または細胞の集団が投与される方法を目的として、細胞は、哺乳動物にとって同種または自家である細胞であり得る。好ましくは、細胞は、哺乳動物にとって自家である。本明細書で使用する場合、同種とは、材料が導入される個体と同じ種の異なる動物に由来する任意の材料を意味する。１または複数の遺伝子座において遺伝子が同一でない場合、２以上の個体は、互いに同種であると言われる。一部の態様では、同じ種の個体由来の同種材料は、抗原性に相互作用するのに十分に遺伝的に異なり得る。本明細書で使用する場合、「自家」とは、個体に後に再導入される、同じ個体に由来する任意の材料を意味する。
本明細書で言及される哺乳動物は、任意の哺乳動物であり得る。本明細書で使用する場合、用語「哺乳動物」とは、齧歯目の哺乳動物、例えば、マウスおよびハムスター、ならびにウサギ（Ｌｏｇｏｍｏｒｐｈａ）目の哺乳動物、例えば、ウサギを含むがこれらに限定されない任意の哺乳動物を指す。哺乳動物は、ネコ（Ｆｅｌｉｎｅ）（ネコ（ｃａｔ））およびイヌ（Ｃａｎｉｎｅ）（イヌ（ｄｏｇ））を含む食肉目由来であり得る。哺乳動物は、ウシ（Ｂｏｖｉｎｅ）（ウシ（ｃｏｗ））およびブタ（Ｓｗｉｎｅ）（ブタ（ｐｉｇ））を含む偶蹄目由来、またはウマ（Ｅｑｕｉｎｅ）（ウマ（ｈｏｒｓｅ））を含む奇蹄目（Ｐｅｒｓｓｏｄａｃｔｙｌａ）のものであり得る。哺乳動物は、霊長目、新世界ザル（Ｃｅｂｏｉｄ）目もしくはサル（Ｓｉｍｏｉｄ）目（サル（ｍｏｎｋｅｙ））または類人猿（Ａｎｔｈｒｏｐｏｉｄ）目（ヒトおよび類人猿（ａｐｅ））のものであり得る。好ましくは、哺乳動物はヒトである。
これらの方法に関して、がんは、急性リンパ性がん、急性骨髄性白血病、胞巣状横紋筋肉腫、膀胱がん（例えば、膀胱癌）、骨がん、脳がん（例えば、髄芽腫）、乳房がん、肛門、肛門管もしくは肛門直腸のがん、眼のがん、肝内胆管のがん、関節のがん、頸部、胆嚢もしくは胸膜のがん、鼻、鼻腔もしくは中耳のがん、口腔のがん、外陰部のがん、慢性リンパ性白血病、慢性骨髄性がん（ｃｈｒｏｎｉｃ ｍｙｅｌｏｉｄ ｃａｎｃｅｒ）、結腸がん、食道がん、子宮頸がん、線維肉腫、消化管カルチノイド腫瘍、頭頸部がん（例えば、頭頸部扁平上皮癌）、ホジキンリンパ腫、下咽頭がん、腎臓がん、喉頭がん、白血病、液性腫瘍、肝臓がん、肺がん（例えば、非小細胞肺癌および肺腺癌）、リンパ腫、中皮腫、肥満細胞腫、黒色腫、多発性骨髄腫、上咽頭がん、非ホジキンリンパ腫、Ｂ−慢性リンパ性白血病、ヘアリー細胞白血病、急性リンパ性白血病（ＡＬＬ）およびバーキットリンパ腫、卵巣がん、膵がん、腹膜、網および腸間膜のがん、咽頭がん、前立腺がん、直腸がん、腎がん、皮膚がん、小腸がん、軟組織がん、固形腫瘍、滑膜肉腫、胃がん、精巣がん、甲状腺がんならびに尿管がんのいずれかを含む任意のがんであり得る。
用語「処置する」および「予防する」ならびにそれらから派生した単語は、本明細書で使用する場合、１００％または完全な処置または予防を必ずしも意味しない。むしろ、当業者が潜在的な有益な効果または治療効果を有すると認識する、種々の程度の処置または予防が存在する。これに関して、この方法は、任意の量または任意のレベルの、哺乳動物におけるがんの処置または予防を提供し得る。
さらに、この方法によって提供される処置または予防には、処置または予防されているがんなどの疾患の１または複数の状態または症状の処置または予防が含まれ得る。また、本明細書の目的のために、「予防」は、疾患、またはその症状もしくは状態の発病を遅延させることを包含し得る。
別の実施形態は、哺乳動物におけるがんの存在を検出する方法であって、（ａ）哺乳動物由来の１または複数の細胞を含む試料を、ＣＡＲ、核酸、組換え発現ベクター、宿主細胞、細胞の集団、抗体および／もしくはその抗原結合性部分、または医薬組成物と接触させ、それによって、複合体を形成するステップ、ならびに（ｂ）複合体を検出するステップであって、複合体の検出が、哺乳動物におけるがんの存在を示す、ステップを含む方法を提供する。
試料は、任意の適切な方法、例えば、生検または剖検によって得られ得る。生検は、個体からの組織および／または細胞の取り出しである。かかる取り出しは、取り出された組織および／または細胞に対する実験を実施するために、個体から組織および／または細胞を収集することであり得る。この実験には、個体がある特定の状態もしくは疾患状態を有するかどうか、および／またはある特定の状態もしくは疾患状態に罹患しているかどうかを決定するための実験が含まれ得る。状態または疾患は、例えば、がんであり得る。
哺乳動物における増殖障害、例えばがんの存在を検出する方法の実施形態に関して、哺乳動物の細胞を含む試料は、細胞全体、その溶解物、または細胞全体溶解物の画分、例えば、核もしくは細胞質画分、タンパク質全体画分、または核酸画分を含む試料であり得る。試料が細胞全体を含む場合、これらの細胞は、哺乳動物の任意の細胞、例えば、血液細胞または内皮細胞を含む任意の臓器または組織の細胞であり得る。
接触させるステップは、哺乳動物に関してｉｎ ｖｉｔｒｏまたはｉｎ ｖｉｖｏで起こり得る。好ましくは、接触させるステップは、ｉｎ ｖｉｔｒｏである。
また、複合体の検出は、当該分野で公知の多くの方法によって行われ得る。例えば、本明細書に記載される、本明細書に開示されるＣＡＲ、ポリペプチド、タンパク質、核酸、組換え発現ベクター、宿主細胞、細胞の集団、または抗体もしくはその抗原結合性部分は、検出可能な標識、例えば、上に開示される放射性同位体、フルオロフォア（例えば、フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）、フィコエリトリン（ＰＥ））、酵素（例えば、アルカリホスファターゼ、西洋ワサビペルオキシダーゼ）および元素粒子（例えば、金粒子）などで標識され得る。
標的細胞を認識する能力および抗原特異性についてＣＡＲを試験する方法は、当該分野で公知である。例えば、Ｃｌａｙら、Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ、１６３巻：５０７〜５１３頁（１９９９年）は、サイトカイン（例えば、インターフェロン−γ、顆粒球／単球コロニー刺激因子（ｇｒａｎｕｌｏｃｙｔｅ／ｍｏｎｏｃｙｔｅ ｃｏｌｏｎｙ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）（ＧＭ−ＣＳＦ）、腫瘍壊死因子ａ（ＴＮＦ−ａ）またはインターロイキン２（ＩＬ−２））の放出を測定する方法を教示している。さらに、ＣＡＲ機能は、Ｚｈａｏら、Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．１７４巻：４４１５〜４４２３頁（２００５年）に記載されるように、細胞傷害性の測定によって評価され得る。
別の実施形態は、本発明のＣＡＲ、核酸、組換え発現ベクター、宿主細胞、細胞の集団、抗体もしくはその抗原結合性部分、および／または医薬組成物の使用、哺乳動物におけるがんなどの増殖障害の処置または予防を提供する。がんは、本明細書に記載されるがんのいずれかであり得る。
局所および全身投与を含む任意の投与方法が、開示された治療剤のために使用され得る。例えば、外用、経口、静脈内などの血管内、筋内、腹腔内、鼻腔内、皮内、くも膜下腔内および皮下投与が使用され得る。特定の投与様式および投薬レジメンは、症例の特徴（例えば、対象、疾患、関与する疾患状態、および処置が予防的かどうか）を考慮して、担当の臨床医によって選択される。１よりも多い薬剤または組成物が投与されている場合、１または複数の投与経路が使用され得る；例えば、化学療法剤は、経口投与され得、抗体もしくは抗原結合性断片またはコンジュゲートまたは組成物は、静脈内投与され得る。投与方法には、ＣＡＲ、ＣＡＲ Ｔ細胞、コンジュゲート、抗体、抗原結合性断片または組成物が、非毒性の医薬的に許容される担体、例えば、水、食塩水、リンゲル溶液、デキストロース溶液、５％ヒト血清アルブミン、固形油、オレイン酸エチルまたはリポソーム中に提供される注射が含まれる。一部の実施形態では、開示された化合物の局所投与は、例えば、腫瘍が除去された組織の領域、または腫瘍発達の傾向があると疑われる領域に、抗体または抗原結合性断片を適用することによって使用され得る。一部の実施形態では、治療有効量の抗体または抗原結合性断片を含む医薬調製物の持続性の腫瘍内（または腫瘍近傍）放出が有益であり得る。他の例では、コンジュゲートが、角膜に点眼薬として外用で、または目に硝子体内で適用される。
開示された治療剤は、正確な投薬量の個々の投与に適切な単位剤形で製剤化され得る。さらに、開示された治療剤は、単一の用量でまたは複数用量のスケジュールで投与され得る。複数用量のスケジュールは、処置の主要な過程が、１よりも多い別々の用量、例えば１〜１０用量と、その後の、組成物の作用を維持または強化するために必要に応じて引き続く時間間隔で与えられる他の用量とによるものであり得るスケジュールである。処置は、数日〜数カ月またはさらには数年の期間にわたる、１日用量または複数の１日用量の化合物（複数可）を含み得る。したがって、投薬レジームはまた、処置される対象の特定の要求に基づいて少なくとも一部決定され、投与する実務者の判断に依存する。
抗体またはコンジュゲートの典型的な投薬量は、約０．０１〜約３０ｍｇ／ｋｇ、例えば、約０．１〜約１０ｍｇ／ｋｇの範囲であり得る。
特定の例では、対象には、複数の１日投薬スケジュールで、例えば、少なくとも２連続日、１０連続日など、例えば、数週間、数カ月または数年の期間にわたって、コンジュゲート、抗体、組成物、ＣＡＲ、ＣＡＲ Ｔ細胞またはさらなる薬剤のうち１または複数を含む治療組成物が投与される。一例では、対象には、少なくとも３０日、例えば、少なくとも２カ月、少なくとも４カ月、少なくとも６カ月、少なくとも１２カ月、少なくとも２４カ月または少なくとも３６カ月の期間にわたって、コンジュゲート、抗体、組成物またはさらなる薬剤が投与される。
一部の実施形態では、開示された方法は、開示された抗体、抗原結合性断片、コンジュゲート、ＣＡＲまたはＣＡＲを発現するＴ細胞と組み合わせて、手術、放射線療法および／または化学療法薬を（例えば、連続的に、実質的に同時にまたは同時に）対象に提供することを含む。かかる薬剤および処置の方法および治療的投薬量は、当業者に公知であり、熟練の臨床医によって決定され得る。さらなる薬剤についての調製および投薬スケジュールは、製造業者の指示に従って使用され得る、または当業者によって実験的に決定される通りであり得る。かかる化学療法についての調製および投薬スケジュールは、Ｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ Ｓｅｒｖｉｃｅ、（１９９２年）Ｍ．Ｃ．Ｐｅｒｒｙ編、Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＆ Ｗｉｌｋｉｎｓ、Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ、Ｍｄにも記載されている。
一部の実施形態では、併用治療は、治療有効量のさらなるがん阻害剤の、対象への投与を含み得る。併用治療で使用され得るさらなる治療剤の非限定的な例には、微小管結合剤、ＤＮＡインターカレーターまたはクロスリンカー、ＤＮＡ合成阻害剤、ＤＮＡおよびＲＮＡ転写阻害剤、抗体、酵素、酵素阻害剤、遺伝子調節因子ならびに血管新生阻害剤が含まれる。これらの薬剤（治療有効量で投与される）および処置は、単独でまたは組み合わせて使用され得る。例えば、任意の適切な抗がん剤または抗血管新生剤は、本明細書に開示されるＣＡＲ、ＣＡＲ−Ｔ細胞、抗体、抗原結合性断片またはコンジュゲートと組み合わせて投与され得る。方法およびかかる薬剤の治療的投薬量は、当業者に公知であり、熟練の臨床医によって決定され得る。
さらなる化学療法剤には、アルキル化剤、例えば、ナイトロジェンマスタード（例えば、クロラムブシル、クロルメチン、シクロホスファミド、イホスファミドおよびメルファラン）、ニトロソウレア（例えば、カルムスチン、ホテムスチン、ロムスチンおよびストレプトゾシン）、白金化合物（例えば、カルボプラチン、シスプラチン、オキサリプラチンおよびＢＢＲ３４６４）、ブスルファン、ダカルバジン、メクロレタミン、プロカルバジン、テモゾロミド、チオテパおよびウラムスチン（ｕｒａｍｕｓｔｉｎｅ）；代謝拮抗薬、例えば、葉酸（例えば、メトトレキサート、ペメトレキセドおよびラルチトレキセド）、プリン（例えば、クラドリビン、クロファラビン、フルダラビン、メルカプトプリンおよびチオグアニン）、ピリミジン（例えば、カペシタビン）、シタラビン、フルオロウラシルおよびゲムシタビン；植物アルカロイド、例えば、ポドフィルム（例えば、エトポシドおよびテニポシド）、タキサン（例えば、ドセタキセルおよびパクリタキセル）、ビンカ（例えば、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ビンデシンおよびビノレルビン）；細胞傷害性／抗腫瘍抗生物質、例えば、アントラサイクリンファミリーのメンバー（例えば、ダウノルビシン、ドキソルビシン、エピルビシン、イダルビシン、ミトキサントロンおよびバルルビシン）、ブレオマイシン、リファンピシン、ヒドロキシウレアおよびマイトマイシン；トポイソメラーゼ阻害剤、例えば、トポテカンおよびイリノテカン；モノクローナル抗体、例えば、アレムツズマブ、ベバシズマブ、セツキシマブ、ゲムツズマブ、リツキシマブ、パニツムマブ、ペルツズマブおよびトラスツズマブ；腫瘍親和性感光色素、例えば、アミノレブリン酸、アミノレブリン酸メチル、ポルフィマーナトリウムおよびベルテポルフィン；ならびに他の薬剤、例えば、アリトレチノイン、アルトレタミン、アムサクリン、アナグレリド、三酸化ヒ素、アスパラギナーゼ、アキシチニブ、ベキサロテン、ベバシズマブ、ボルテゾミブ、セレコキシブ、デニロイキンジフチトクス、エルロチニブ、エストラムスチン、ゲフィチニブ、ヒドロキシカルバミド、イマチニブ、ラパチニブ、パゾパニブ、ペントスタチン、マソプロコール、ミトタン、ペグアスパルガーゼ、タモキシフェン、ソラフェニブ、スニチニブ、ベムラフェニブ（ｖｅｍｕｒａｆｉｎｉｂ）、バンデタニブおよびトレチノインが含まれるがこれらに限定されない。かかる薬剤の選択および治療的投薬量は、当業者に公知であり、熟練の臨床医によって決定され得る。
併用療法は、相乗作用を提供し得、相乗的であることが証明され得る、即ち、活性成分が一緒に使用される場合に達成される効果は、それらの化合物を別々に使用することから生じ得る効果の合計よりも大きい。相乗効果は、活性成分が、（１）共製剤化され、併用される単位投薬製剤と同時に投与もしくは送達される場合；（２）別々の製剤として交互にもしくは並行して送達される場合；または（３）一部の他のレジメンによる場合に、達成され得る。交互に送達される場合、相乗効果は、それらの化合物が、例えば、別々のシリンジ中の異なる注射によって連続的に投与または送達される場合に達成され得る。一般に、交代の間、有効投薬量の各活性成分が、連続的に、即ち、順次に投与されるが、併用療法では、有効投薬量の２以上の活性成分が一緒に投与される。
一実施形態では、本明細書に開示された抗原のうち１もしくは複数に特異的に結合する抗体もしくは抗原結合性断片またはそのコンジュゲートの有効量が、抗がん処置後に腫瘍を有する対象に投与される。投与された抗体もしくは抗原結合性断片またはコンジュゲートがそれぞれのがん細胞上で発現された抗原と免疫複合体を形成するのに十分な量の時間が経過した後で、免疫複合体が検出される。免疫複合体の存在（または非存在）は、処置の有効性を示す。例えば、処置の前に採取された対照と比較した免疫複合体の増加は、その処置が有効でないことを示し、処置の前に採取された対照と比較した免疫複合体の減少は、その処置が有効であることを示す。
Ｆ．バイオ医薬組成物
担体（例えば、医薬的に許容される担体）中に、開示されたＣＡＲ、またはＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体、抗原結合性断片、コンジュゲート、ＣＡＲ、または本明細書に開示された１もしくは複数の抗原に特異的に結合するＣＡＲを発現するＴ細胞のうち１または複数を含む、遺伝子治療、免疫療法および／または細胞療法における使用のためのバイオ医薬組成物または生物製剤組成物（本明細書で以下「組成物」）が、本明細書で提供される。これらの組成物は、対象への投与のために単位投薬形態で調製され得る。所望の転帰を達成するための投与の量およびタイミングは、処置を行う臨床医の裁量である。これらの組成物は、全身（例えば、静脈内）または局所（例えば、腫瘍内）投与のために製剤化され得る。一例では、開示されたＣＡＲ、またはＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体、抗原結合性断片、コンジュゲートは、静脈内投与などの非経口投与のために製剤化される。本明細書に開示されるＣＡＲ、またはＣＡＲを発現するＴ細胞、コンジュゲート、抗体もしくは抗原結合性断片を含む組成物は、腫瘍、例えば、限定としてではなく、神経芽細胞腫の、例えば、処置および検出などのために使用される。一部の例では、これらの組成物は、癌の処置または検出に有用である。本明細書に開示されるＣＡＲ、またはＣＡＲを発現するＴ細胞、コンジュゲート、抗体もしくは抗原結合性断片を含む組成物は、例えば、病理学的血管新生の検出にも使用される。
投与のための組成物には、水性担体などの医薬的に許容される担体中に溶解されたＣＡＲ、またはＣＡＲを発現するＴ細胞、コンジュゲート、抗体もしくは抗原結合性断片の溶液が含まれ得る。例えば緩衝食塩水などの種々の水性担体が使用され得る。これらの溶液は無菌であり、一般に、望ましくない物質を含まない。組成物は、従来の周知の無菌化技術によって無菌化され得る。組成物は、生理学的条件に近付くのに必要な医薬的に許容される補助的物質、例えば、ｐＨ調整剤および緩衝剤、毒性調整剤、アジュバント薬剤など、例えば、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、乳酸ナトリウムなどを含有し得る。これらの製剤中のＣＡＲ、またはＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体もしくは抗原結合性断片またはコンジュゲートの濃度は、広く変動し得、選択された特定の投与様式および対象の要求に従って、液量、粘度、体重などに主に基づいて選択される。遺伝子治療、免疫療法および／または細胞療法における使用のためのかかる投薬形態を調製する実際の方法は、当業者に公知であり、または明らかとなる。
静脈内投与のための典型的な組成物は、１日当たり対象１人当たり約０．０１〜約３０ｍｇ／ｋｇの抗体もしくは抗原結合性断片またはコンジュゲート（あるいは対応する用量のＣＡＲ、またはＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体もしくは抗原結合性断片を含むコンジュゲート）を含む。投与可能な組成物を調製するための実際の方法は、当業者に公知または明らかであり、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ、第１９版、Ｍａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｅａｓｔｏｎ、ＰＡ（１９９５年）などの刊行物中により詳細に記載されている。
ＣＡＲ、またはＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体、抗原結合性断片、またはコンジュゲートは、凍結乾燥形態で提供され得、投与前に無菌水で再水和され得るが、これらは、既知の濃度の無菌溶液中でも提供される。次いで、ＣＡＲ、またはＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体もしくは抗原結合性断片またはコンジュゲートの溶液が、０．９％塩化ナトリウム、ＵＳＰを含有する注入バッグに添加され、一部の場合には、０．５〜１５ｍｇ／体重ｋｇの投薬量で投与される。抗体または抗原結合性断片およびコンジュゲート薬物の投与では、当該分野でかなりの経験が利用可能である；例えば、抗体薬物は、１９９７年のＲｉｔｕｘａｎ（登録商標）の承認以降、米国で市販されている。ＣＡＲ、またはＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体、抗原結合性断片およびそれらのコンジュゲートは、静注または静脈内ボーラスでではなく、緩徐な注入によって投与され得る。一例では、より高い負荷用量が、より低いレベルで投与される引き続く維持用量と共に投与される。例えば、４ｍｇ／ｋｇの初期負荷用量の抗体または抗原結合性断片（または対応する用量の、抗体もしくは抗原結合性断片を含むコンジュゲート）が、およそ９０分の期間にわたって注入され得、その後、以前の用量が十分に忍容された場合に３０分の期間にわたって注入される４〜８週間にわたる２ｍｇ／ｋｇの毎週の維持用量が注入され得る。
制御放出非経口製剤は、インプラント、油性注射として、または粒状の系として作製され得る。タンパク質送達系の広い概説については、Ｂａｎｇａ，Ａ．Ｊ．、 Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ Ｐｅｐｔｉｄｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ： Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｎｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．、Ｌａｎｃａｓｔｅｒ、ＰＡ（１９９５年）を参照のこと。粒状の系には、ミクロスフェア、マイクロ粒子、マイクロカプセル、ナノカプセル、ナノスフェアおよびナノ粒子が含まれる。マイクロカプセルは、中心コアとして、細胞毒または薬物などの治療的タンパク質を含有する。ミクロスフェアでは、治療薬は、粒子の至る所に分散される。約１μｍよりも小さい粒子、ミクロスフェアおよびマイクロカプセルは一般に、それぞれ、ナノ粒子、ナノスフェアおよびナノカプセルと呼ばれる。毛細管は、ナノ粒子だけが静脈内投与されるように、およそ５μｍの直径を有する。マイクロ粒子は、典型的には、直径がおよそ１００μｍであり、皮下または筋内投与される。例えば、Ｋｒｅｕｔｅｒ，Ｊ．、Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｊ．Ｋｒｅｕｔｅｒ編、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、ＮＹ、２１９〜３４２頁（１９９４年）；ならびにＴｉｃｅおよびＴａｂｉｂｉ、Ｔｒｅａｔｉｓｅ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ、Ａ．Ｋｙｄｏｎｉｅｕｓ編、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、ＮＹ、３１５〜３３９頁（１９９２年）を参照のこと。
ポリマーは、本明細書に開示されるＣＡＲ、またはＣＡＲを発現するＴ細胞、抗体もしくは抗原結合性断片またはコンジュゲート組成物のイオン制御された放出のために使用され得る。制御された薬物送達に使用される種々の分解性および非分解性ポリマーマトリックスは、当該分野で公知である（Ｌａｎｇｅｒ、Ａｃｃｏｕｎｔｓ Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．２６巻：５３７〜５４２頁、１９９３年）。例えば、ブロックコポリマーであるｐｏｌａｘａｍｅｒ ４０７は、低温で粘性であるがなお可動性の液体として存在するが、体温では半流動性ゲルを形成する。これは、組換えインターロイキン−２およびウレアーゼの製剤化および持続性送達のための有効なビヒクルであることが示されている（Ｊｏｈｎｓｔｏｎら、Ｐｈａｒｍ．Ｒｅｓ．９巻：４２５〜４３４頁、１９９２年；およびＰｅｃら、Ｊ．Ｐａｒｅｎｔ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．４４巻（２号）：５８〜６５頁、１９９０年）。あるいは、ヒドロキシアパタイトが、タンパク質の制御された放出のための微小担体として使用されてきた（Ｉｊｎｔｅｍａら、Ｉｎｔ．Ｊ．Ｐｈａｒｍ．１１２巻：２１５〜２２４頁、１９９４年）。さらに別の態様では、リポソームが、脂質カプセル化薬物の制御された放出および薬物標的化に使用される（Ｂｅｔａｇｅｒｉら、Ｌｉｐｏｓｏｍｅ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．、Ｌａｎｃａｓｔｅｒ、ＰＡ（１９９３年））。治療的タンパク質の制御された送達のための多数のさらなる系が公知である（米国特許第５，０５５，３０３号；米国特許第５，１８８，８３７号；米国特許第４，２３５，８７１号；米国特許第４，５０１，７２８号；米国特許第４，８３７，０２８号；米国特許第４，９５７，７３５号；米国特許第５，０１９，３６９号；米国特許第５，０５５，３０３号；米国特許第５，５１４，６７０号；米国特許第５，４１３，７９７号；米国特許第５，２６８，１６４号；米国特許第５，００４，６９７号；米国特許第４，９０２，５０５号；米国特許第５，５０６，２０６号；米国特許第５，２７１，９６１号；米国特許第５，２５４，３４２号および米国特許第５，５３４，４９６号を参照のこと）。
Ｇ．キット
一態様では、本明細書に開示されるＣＡＲを使用するキット、例えば、対象における腫瘍を処置するためのキットまたは本明細書に開示されるＣＡＲのうち１もしくは複数を発現するＣＡＲ Ｔ細胞を作製するためのキットもまた提供される。キットは、典型的には、本明細書に開示される、開示された抗体、抗原結合性断片、コンジュゲート、核酸分子、ＣＡＲまたはＣＡＲを発現するＴ細胞を含む。開示された抗体、抗原結合性断片、コンジュゲート、核酸分子、ＣＡＲまたはＣＡＲを発現するＴ細胞のうち１よりも多くが、キット中に含まれ得る。
キットは、コンテナ、およびコンテナ上のまたはコンテナと関連したラベルまたは添付文書を含み得る。適切なコンテナには、例えば、瓶、バイアル、シリンジなどが含まれる。コンテナは、ガラスまたはプラスチックなどの種々の材料から形成され得る。コンテナは、典型的には、開示された抗体、抗原結合性断片、コンジュゲート、核酸分子、ＣＡＲまたはＣＡＲを発現するＴ細胞のうち１または複数を含む組成物を保持する。いくつかの実施形態では、コンテナは、無菌アクセスポートを有し得る（例えば、コンテナは、皮下注射針によって貫通可能なストッパーを有する静脈内溶液バッグまたはバイアルであり得る）。ラベルまたは添付文書は、その組成物が特定の状態を処置するために使用されることを示す。
ラベルまたは添付文書は、典型的には、例えば、腫瘍を処置もしくは予防する方法、またはＣＡＲ Ｔ細胞を作製する方法における、開示された抗体、抗原結合性断片、コンジュゲート、核酸分子、ＣＡＲまたはＣＡＲを発現するＴ細胞の使用のための指示書をさらに含む。添付文書は、典型的には、治療的製品の使用に関する、適応症、用法、投薬量、投与、禁忌および／またはかかる警告についての情報を含む、治療的製品の市販の包装中に習慣的に含まれる指示書を含む。教材は、電子的形態（例えば、コンピューターディスケットまたはコンパクトディスク）で書かれ得、または視覚的（例えば、動画ファイル）であり得る。キットは、キットが設計される特定の適用を容易にするためのさらなる構成要素もまた含み得る。したがって、例えば、キットは、標識を検出する手段（例えば、酵素標識のための酵素基質、蛍光標識を検出するためのフィルターセット、二次抗体などの適切な二次標識など）をさらに含み得る。キットは、特定の方法の実施のために慣用的に使用される緩衝液および他の試薬をさらに含み得る。かかるキットおよび適切な内容物は、当業者に周知である。
本発明は以下の実施例によってさらに例証され、これらの実施例は決して本発明の範囲に制約を課すものとして解釈すべきではない。反対に、その様々な他の実施形態、変更形態、および均等物に頼らなければならず、これらは本明細書の記載を読んだ後、本発明の精神および／または添付の特許請求の範囲から逸脱せずに、当業者の念頭に浮かび得ることは容易に理解される。
実施例１
ＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインを含むキメラ抗原受容体
新規の膜貫通配列を有するＣＡＲの生成を、本明細書に記載される手順に従って達成した。
抗原結合性、リンカー、膜貫通およびＴ細胞シグナル伝達ドメインをコードするオープンリーディングフレーム全体のｉｎ ｖｉｔｒｏ合成により、ＣＡＲ用の導入遺伝子発現カセット（ベクターゲノム）を作り出した。エンベロープ、ヘルパー、およびベクターゲノムをコードするプラスミドを産生細胞株にコトランスフェクションすることにより、ＣＡＲを発現するレンチウイルス発現ベクター（ＬＶ）を作り出し、ベクターを含む上清を採取し、哺乳動物細胞培養およびＤＮＡトランスフェクションの標準的な方法を使用して指標細胞株で力価測定した。次いで、ベクターを含む上清を使用して、末梢血から単離された初代ヒトリンパ球に形質導入して、形質導入Ｔ細胞集団のフローサイトメトリー分析により、ＣＡＲをコードする導入遺伝子の発現について実証した。次いで、ＣＡＲを発現するリンパ球集団を機能アッセイで試験した。サイトカイン産生については、同族抗原を発現する腫瘍細胞株とＣＡＲ−Ｔ細胞を共培養した。２４時間時点で、上清を収集してＥＬＩＳＡアッセイにより分析した。細胞傷害性については、腫瘍細胞株をＣＡＲ−Ｔ細胞と共培養し、標的細胞集団における膜の完全性の喪失または細胞死経路の生化学的活性化についてフローサイトメトリー分析することにより、細胞死の程度をモニタリングした。
原理を証明するため、各ＣＡＲは４−１ＢＢ／ＣＤ３−ゼータ鎖シグナル伝達モチーフおよびＦＭＣ６３由来抗ＣＤ１９結合性モチーフを利用し、ＣＤ８由来リンカーおよびＣＤ８膜貫通ドメイン（図２および図４のＡを参照）、ＣＤ８リンカーおよびＣＤ４膜貫通部（図２および図４のＢを参照）、ＴＮＦＲＳＦ１９リンカーおよび膜貫通ドメイン（図２および図４のＤを参照）、または発現されたＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通領域（図２および図４のＣを参照）を特徴としていた。
ヒトＣＤ４およびＣＤ８ａタンパク質に存在する膜貫通モチーフと比較した、ＴＮＦＲＳＦ１６およびＴＮＦＲＳＦ１９の膜貫通モチーフを規定するコア残基から、ＣＡＲにおけるシグナル形質導入活性に関連すると発明者らが主張する配列相同性のコアパターンが存在することが明らかとなる。
細胞外抗原結合性ドメインおよび細胞内シグナル伝達ドメインに対する膜貫通ドメインの相対的な位置を示す、キメラ抗原受容体の概略図を図１に示す。
ＣＤ８、ＣＤ４、ＴＮＦＲＳＦ１６およびＴＮＦＲＳＦ１９の膜貫通アミノ酸配列、ならびにＴＮＦＲＳＦ１６およびＴＮＦＲＳＦ１９におけるある特定の重要な膜貫通アミノ酸モチーフを図２に示す。９つの明確な特色が図２のヘッダーで強調されている。各々が膜貫通細胞膜タンパク質の状況でヒトゲノムにコードされているアミノ酸である。本明細書で使用するアミノ酸略語は、ＩＵＰＡＣ−ＩＵＢ Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｎｏｍｅｎｃｌａｔｕｒｅ（ＪＣＢＮ）に従う。特色は２つに群分けして表した。特色１、２、および３では、アミノ酸が膜貫通残基の最初の１０個以内でＩ、Ａ、またはＬから構成される。特色２は特色１に隣接しているか特色１から１アミノ酸移動したところであり、ＡまたはＩのいずれかである。特色３はＬまたはＶのいずれかであり、特色２から１アミノ酸空けたところである。第２群の特色は、特色３から少なくとも５つであるが１０以下離れたアミノ酸から始まる。特色４、５、および６は、ＬまたはＶから構成される連続した一連の３アミノ酸である。特色７は、特色６から１アミノ酸離れており、Ｌのみで構成される。特色８は特色７に隣接し、ＶまたはＬから構成される。この特色はＣＤ４にはない。特色９は特色８に隣接し、ＩまたはＡから構成される。これらの特色の意義は、細胞の細胞膜内で独自の二次構造を形成し、キメラ抗原受容体（ＣＡＲ）による最適なシグナル形質導入およびその後のＴ細胞活性化を可能にすることである。
実施例２
キメラ受容体を発現するＴ細胞は高い表面発現および細胞溶解活性を示す。
本明細書で開示されるＣＡＲは、Ｒａｊｉ細胞株で高レベルに発現された。ＣＡＲを発現する細胞は、高い増殖速度を有し、多量のサイトカインを産生し、ＣＡＲが結合する抗原を表面に有する細胞に対し高い細胞傷害活性を有していた。
同定された膜貫通モチーフの細胞溶解活性を実証するため、ＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通部の一部分または図３に示す膜貫通およびリンカードメインを含むキメラ抗原受容体を作り出した。
４−１ＢＢ／ＣＤ３−ゼータ鎖シグナル伝達モチーフおよびＦＭＣ６３由来抗ＣＤ１９結合性モチーフを利用し、ＣＤ８由来リンカーおよびＣＤ８膜貫通ドメイン（図２および図４のＡを参照、ＬＴＧ１４９４、図５に示す黒丸）、ＣＤ８リンカーおよびＣＤ４膜貫通部（図２および図４のＢを参照、ＬＴＧ１５６２、図５に示す白四角）、ＴＮＦＲＳＦ１９リンカーおよび膜貫通ドメイン（図２および図４のＤを参照、ＬＴＧ１５６４、図５に示す星）、または発現されたＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通領域（図２および図４のＣを参照、ＬＴＧ１５６３、図５に示す白丸）のいずれかを特徴とするＣＡＲを発現するレンチウイルス発現ベクター（ＬＶ）を、上記実施例１に記載する方法により構築した。
ａ）ＣＡＲの細胞溶解アッセイ
次いで、ルシフェラーゼをコードするＬＶが形質導入されたＲａｊｉ細胞株（ＡＴＣＣのＣＣＬ−８６）（Ｒａｊｉ−ｌｕｃ）を伴う細胞溶解アッセイでＣＡＲを試験した。Ｒａｊｉ−ｌｕｃ培養および細胞溶解アッセイ自体は、標準的な組織培養条件下で、１０％ウシ胎児血清を含むＲＰＭＩ−１６４０培地で実施する。ルシフェラーゼ基質の添加により、一定数の標的細胞を含む９６ウェル組織培養プレートの各ウェル中の生Ｒａｊｉ細胞数を正確に測定することができる。血清不含条件下で、ＩＬ−２を含むＴｅｘＭＡＣＳ培地（Ｍｉｌｔｅｎｙｉ Ｂｉｏｔｅｃ）において、抗ＣＤ３／ＣＤ２８ビーズ（ＴｒａｎｓＡＣＴ、Ｍｉｌｔｅｎｙｉ Ｂｉｔｏｅｃ）での刺激によりＣＡＲ Ｔ細胞を生成した。細胞を３日間活性化させ、ＬＶに曝露し、さらに１０日間まで培養した。Ｒａｊｉ−ｌｕｃを、活性化Ｔ細胞（対照）、ＬＶにコードされる対照タンパク質を発現する活性化Ｔ細胞（ＬＮＧＦＲ対照）、またはＲａｊｉ−ｌｕｃに存在する細胞表面抗原に特異的なＣＡＲをコードするＬＶを発現する活性化Ｔ細胞（この場合ＣＤ１９）とコインキュベーションすることにより、ＣＡＲを発現するＴ細胞の細胞溶解活性の決定を実施した。ウェルあたりのエフェクターＣＡＲ−Ｔ細胞数を増加させることで、様々なエフェクター対標的比を試験することができた。ルシフェラーゼ基質を添加し、プレートリーダーで発光を測定することにより、２４時間のコインキュベーション期間終了時の生Ｒａｊｉ−ｌｕｃを決定した。ＣＡＲ−Ｔ細胞とコインキュベートしたＲａｊｉ−ｌｕｃと比較した、Ｔ細胞不含ウェルあたりの生Ｒａｊｉ−ｌｕｃのルシフェラーゼシグナルのパーセンテージとして細胞傷害性を定量化した。
ｂ）ＣＡＲの細胞表面発現アッセイ
次いで、ＣＡＲの細胞外側面の軽鎖由来ドメインに結合するビオチン化プロテインＬへの曝露を伴う、フローサイトメトリーベースの細胞表面発現アッセイでＣＡＲ−Ｔ細胞を試験した。ＣＡＲドメインに結合したビオチン化プロテインＬの量を、フィコエリトリン（ＰＥ）にコンジュゲートされたアビジンによる二次染色で決定した。ＭＡＣＳ−ＱｕａｎｔフローサイトメーターでＰＥシグナルから決定されるプロテインＬとの結合について染色陽性となった単細胞のパーセンテージを使用して、ＣＡＲ発現を算出した。
ｃ）ＣＡＲの細胞溶解アッセイ
以下のＣＡＲを発現するレンチウイルス発現ベクター（ＬＶ）を作り出し、抗白血病活性について試験したところ、ＴＮＦＲＳＦを含むＣＡＲの予想外に高い溶解活性が実証された（図５を参照のこと）。
各実験的ＣＡＲは、４−１ＢＢ／ＣＤ３−ゼータ鎖シグナル伝達モチーフおよびＦＭＣ６３由来抗ＣＤ１９結合性モチーフを含む。ＣＤ８由来リンカーおよびＣＤ８膜貫通ドメインを特徴とするＣＡＲ−Ｔ（図５参照、ＬＴＧ１４９４、黒丸）は、ｘ軸に表示するエフェクター対標的（Ｅ：Ｔ）比で強い溶解活性を示した。ＣＤ８リンカーおよびＣＤ４膜貫通部（図５参照、ＬＴＧ１５６２、白四角）またはＴＮＦＲＳＦ１９リンカーおよび膜貫通ドメイン（図５参照、ＬＴＧ１５６４、星）を発現するＣＡＲ−Ｔはともに、相当の溶解活性を示した。驚くべきことに、発現されたＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通領域を含むＣＡＲ−Ｔ（図５参照、ＬＴＧ１５６３、白丸）を試験したところ、非常に強い溶解活性が見られることが判明した。
この分析では、ＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通ドメインを含むＣＡＲで高い細胞溶解活性が見られたが、様々な型間で顕著な差も見られ、ＬＴＧ１５６３（ＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通部を含む）は、強い溶解活性およびＬＶ形質導入Ｔ細胞での高い表面発現の両方を示した。
図２に示す保存された領域において、ＴＮＦＲＳＦ１６とＴＮＦＲＳＦ１９の膜貫通領域の間では高度にアミノ酸が保存されているため、ＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通領域を発現するＣＡＲ−Ｔを試験したところ、発現されたＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通領域を含むＣＡＲ−Ｔも非常に強い細胞溶解活性を示した。
ｄ）ＣＡＲの細胞表面発現アッセイ
Ｔ細胞細胞膜でのＣＡＲの細胞表面発現が、ＣＡＲを発現する治療的細胞集団の強力な活性に必要な重要なパラメータでもあることが実証されている。Ｔ細胞細胞膜でのＣＡＲの細胞表面発現はフローサイトメトリー分析により検出した。
細胞表面発現の分析（フローサイトメトリー分析で決定）には、レンチウイルス発現ベクター（ＬＶ）による形質導入Ｔ細胞のＣＡＲのＩｇ由来結合性ドメインに結合したプロテインＬの間接蛍光染色を使用した。上記実施例１に記載される方法により構築した、４−１ＢＢ／ＣＤ３−ゼータ鎖シグナル伝達モチーフおよびＦＭＣ６３由来抗ＣＤ１９結合性モチーフを利用し、ＣＤ８由来リンカーおよびＣＤ８膜貫通ドメイン（図４のＡを参照）、ＣＤ８リンカーおよびＣＤ４膜貫通部（図４のＢを参照）、ＴＮＦＲＳＦ１９リンカーおよび膜貫通ドメイン（図２および図４のＤを参照）、または発現されたＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通領域（図４のＣを参照）のいずれかを特徴とするＣＡＲの発現が、以下の表２に示されることを結果が示した。
ＴＮＦＲＳＦ膜貫通ドメインを含むＣＡＲの細胞表面発現についての結果を表２に示す。各ＣＡＲドメインについての細胞表面発現レベルは、ビオチン化プロテインＬおよびストレプトアビジンとコンジュゲートされたフィコエリトリン（ＰＥ）を使用する、ＬＶ形質導入Ｔ細胞のフローサイトメトリー分析により決定した。対照タンパク質（ＬＮＧＦＲ−ｍＣｈｅｒｒｙ）を発現し、表面発現も細胞溶解活性も有しないＬＮＧＦＲ−ｍＣｈｅｒｒｙ ＣＡＲ（ＬＴＧ１５４１）と比較して、ＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通ドメインを含むＣＡＲ（ＬＴＧ１５６４）は高い表面発現を示した（実施例１、図５および表２参照）。
以下の表２は、ＴＮＦＲＳＦドメインを含むＣＡＲの細胞溶解および表面発現についての結果の概要を示す。活性化ヒトＴ細胞に、ＬＶ処理を行わない（モック）か、以下の組合せのリンカーおよび膜貫通（リンカー＿ＴＭ）ドメインをコードするＬＶを形質導入した：ＣＤ８膜貫通部およびリンカードメイン（ＬＴＧ１４９４）、ＣＤ８リンカーおよびＣＤ４膜貫通部（ＬＴＧ１５６２）、ＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通領域（ＬＴＧ１５６３）、ＴＮＦＲＳＦ１９リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１９膜貫通ドメイン（ＬＴＧ１５６４）。ＬＴＧ１５４１は対照タンパク質（ＬＮＧＦＲ−ｍＣｈｅｒｒｙ）を発現し、細胞溶解活性を有しない。細胞溶解活性の発現についてはＲａｊｉ細胞株を使用して決定した、図４。各ＣＡＲドメインについての発現レベルは、ビオチン化プロテインＬおよびストレプトアビジンとコンジュゲートされたフィコエリトリン（ＰＥ）を使用する、ＬＶ形質導入Ｔ細胞のフローサイトメトリー分析によって決定した。
発現されたＣＤ８リンカーおよびＴＮＦＲＳＦ１６膜貫通領域を含むＣＡＲ−Ｔは、ＬＮＧＦＲ−ｍＣｈｅｒｒｙ ＣＡＲ（ＬＴＧ１５４１）対照と比較して高い細胞表面発現を示した。
実施例３
ＴＮＦＲＳＦメンバー由来のリンカーおよび／または膜貫通ドメインの利用により、ＣＡＲ Ｔ抗腫瘍機能の微調整が可能になる。
この実施例では、ＴＮＦＲＳＦ１９およびＴＮＦＲＳＦ９が、ＣＤ８にコードされる膜貫通ドメインよりも予想外に優れていることを実証する。ＣＡＲ１９ベースの腫瘍死滅アッセイ、ならびに腫瘍標的細胞との共培養によるｉｎ ｖｉｔｒｏでのＩＦＮガンマ、ＴＮＦアルファ、ＩＬ−２、およびＧＭ−ＣＳＦサイトカインの誘導において、両者が優れていることが判明した。さらに、ヒト白血病マウスモデルにおいて樹立されたＲａｊｉバーキットリンパ腫の排除において、ＴＮＦＲＳＦ１９由来のＣＡＲ１９がＣＤ８膜貫通ＣＡＲ１９よりも優れていることを実証する。重要なことには、ＴＮＦＲＳＦ１６（ＬＮＧＦＲとしても知られる、低親和性ニューロトロフィン受容体）由来の膜貫通ドメインをＣＡＲ１９に組み込むと、Ｔ細胞における高レベルの表面ＣＡＲ発現にもかかわらず、ｉｎ ｖｉｔｒｏおよびｉｎ ｖｉｖｏでの活性全てが遮断された。したがって、ＴＮＦＲＳＦなどの同じスーパーファミリーのタンパク質由来であっても、全ての膜貫通領域がＣＡＲの構成要素として機能するわけではないことが示される。
新規の発見により、ＣＡＲの膜貫通ドメインが、細胞外と細胞内ドメインの間を単に接続する以上に、ＣＡＲ Ｔ機能における役割を果たしていることが実証される。さらに、新規の膜貫通ドメインの使用により、ＣＡＲ Ｔ応答の大きさを増強または阻害することができる。
材料および方法
（ａ）細胞株（ＰＢＭＣおよび標的）
特記しない限り、細胞株および試薬は全てＡｍｅｒｉｃａｎ Ｔｉｓｓｕｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（ＡＴＣＣ、Ｍａｎａｓｓａｓ、ＶＡ）から購入した。ＲａｊｉおよびＫ５６２細胞株は、１０％熱不活化ウシ胎児血清および２ｍＭグルタミンを添加したＲＰＭＩ−１６４０培地で培養した。ヒト胎児腎臓細胞株２９３Ｔは、１０％熱不活化ＦＢＳを添加したダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ）で繁殖させた。
ホタルルシフェラーゼをコードするレンチウイルスベクター（Ｌｅｎｔｉｇｅｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｉｎｃ．、Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ、ＭＤ）を野生型腫瘍株に安定に形質導入し、その後クローニングしてルシフェラーゼ陽性クローンを選択することで、ルシフェラーゼを発現する細胞株の単細胞クローンを生成した。ホタルルシフェラーゼを安定に発現するＲａｊｉクローンをＮＳＧマウス（ＮＯＤ．Ｃｇ−Ｐｒｋｄｃｓｃｉｄ Ｉｌ２ｒｇｔｍ１Ｗｊｌ／ＳｚＪ、Ｔｈｅ Ｊａｃｋｓｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｓａｃｒａｍｅｎｔｏ、ＣＡ）に移植し、移植したＲａｊｉ−ｌｕｃ腫瘍細胞をマウス脾臓から正の選択（ＣＤ１９マイクロビーズ、ヒト、Ｍｉｌｔｅｎｙｉ Ｂｉｏｔｅｃ）または負の選択（マウス細胞ディプリーションキット、Ｍｉｌｔｅｎｙｉ Ｂｉｏｔｅｃ）のいずれかにより単離し、培養物中で増殖させ、再クローニングしてホタルルシフェラーゼを高発現するクローンの選択を促進することにより、マウス適応Ｒａｊｉ−ｌｕｃ株を生成した。
健康なボランティアから、ドナーの書面による同意を得て、Ｏｋｌａｈｏｍａ Ｂｌｏｏｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＯＢＩ）で全血を収集した。製造業者のプロトコールに従って、ＣＤ４およびＣＤ８マイクロビーズ（Ｍｉｌｔｅｎｙｉ Ｂｉｏｔｅｃ、Ｂｅｒｇｉｓｃｈ Ｇｌａｄｂａｃｈ、ＦＲＧ）の１：１混合物を使用する正の選択により、ＣＤ４陽性およびＣＤ８陽性のヒトＴ細胞をバフィーコートから精製した。
（ｂ）キメラ抗原受容体（ＣＡＲ）の創出−発現ベクター
ＣＡＲの抗原結合性ドメイン、ｓｃＦｖは、配列がＣＤ１９に対するマウスハイブリドーマＦＭＣ−６３（ＦＭＣ−６３：ａａ１−２６７、ＧｅｎＢａｎｋ ＩＤ：ＨＭ８５２９５２．１）に由来していた。ＦＭＣ６３ ｓｃＦｖをインフレームで、指定の連結および膜貫通ドメイン、次いで４−１ＢＢ（ＣＤ１３７、ａａ２１４−２５５、ＵｎｉＰｒｏｔ配列ＩＤ Ｑ０７０１１）シグナル伝達ドメインおよびＣＤ３ゼータシグナル伝達ドメイン（ＣＤ２４７、ａａ５２−１６３、Ｒｅｆ配列ＩＤ：ＮＰ＿０００７２５．１）に連結することにより、ＣＡＲ Ｔ構築物を生成した。構築物１４９４は、公表されているＣＤ１９ ＣＡＲ編成（Ｃｈｉｍｅｒｉｃ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ４−１ＢＢ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｐｒｏｖｏｋｅ ｐｏｔｅｎｔ ｃｙｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙ ａｇａｉｎｓｔ ａｃｕｔｅ ｌｙｍｐｈｏｂｌａｓｔｉｃ ｌｅｕｋｅｍｉａ、２００４、Ｃ Ｉｍａｉ、Ｋ Ｍｉｈａｒａ、Ｍ Ａｎｄｒｅａｎｓｋｙ、ＩＣ Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ、Ｃ−Ｈ Ｐｕｉ、ＴＬ Ｇｅｉｇｅｒ、Ｄ Ｃａｍｐａｎａ．Ｌｅｕｋｅｍｉａ、１８：６７６−８４）（本明細書では「１４９４」と呼ぶ）に近付くように設計した。１４９４構築物は、ヒトＣＤ８アルファタンパク質（ＵｎｉＰｒｏｔ配列ＩＤ Ｐ０１７３２、ａａ１３８−２０６）由来のリンカーおよび膜貫通ドメインを組み込んでいる。ＣＡＲ構築物配列を第３世代のレンチウイルスプラスミド骨格（Ｌｅｎｔｉｇｅｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．、Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ、ＭＤ）にクローニングした。ＨＥＫ２９３Ｔ細胞の一過性トランスフェクションによりレンチウイルスベクター（ＬＶ）を含む上清を生成し、レンチウイルスベクターを含む上清を遠心処理することによりベクターをペレットにして、−８０℃で保存した。
（ｃ）初代Ｔ細胞形質導入
正常なドナー由来のヒト初代Ｔ細胞を、ＣＤ４＋およびＣＤ８＋細胞を免疫磁性ビーズで選択した後にバフィーコートから精製し、密度０．３および２×１０６細胞／ｍｌで、４０ＩＵ／ｍｌ ＩＬ−２を添加したＴｅｘＭＡＣＳ培地で培養し、ＣＤ３／ＣＤ２８ＭＡＣＳ（登録商標）ＧＭＰ ＴｒａｎｓＡｃｔ試薬（Ｍｉｌｔｅｎｙｉ Ｂｉｏｔｅｃ）で活性化し、３日目に１０μｇ／ｍｌ硫酸プロタミン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）存在下で一晩、ＣＡＲ構築物をコードするレンチウイルスベクターを形質導入し、４日目に培地を交換した。５日目に、２００ＩＵ／ｍｌ ＩＬ−２を添加したＴｅｘＭＡＣＳ培地に培養物を移し、１０〜１３日目の採取まで繁殖させた。
（ｄ）免疫エフェクターアッセイ（ＣＴＬおよびサイトカイン）
細胞媒介性の細胞傷害性を決定するため（ＣＴＬアッセイ）、ホタルルシフェラーゼが安定に形質導入された標的細胞５，０００個を種々のエフェクター対標的比でＣＡＲ Ｔ細胞と組み合わせ、一晩インキュベートした。ＳｔｅａｄｙＧｌｏ試薬（Ｐｒｏｍｅｇａ、Ｍａｄｉｓｏｎ ＷＩ）を各ウェルに添加し、生じた発光を秒あたりのカウントとして定量化した（試料ＣＰＳ）。標的のみのウェル（最大ＣＰＳ）および１％Ｔｗｅｅｎ−２０を加えた標的のみのウェル（最小ＣＰＳ）を使用してアッセイ範囲を決定した。特異的な溶解のパーセントを（１−（試料ＣＰＳ−最小ＣＰＳ）／（最大ＣＰＳ−最小ＣＰＳ））として算出した。サイトカイン放出アッセイでは、エフェクターおよび標的細胞を１０：１の比で組み合わせて一晩インキュベートした。採取した上清を、ＭＡＣＳｐｌｅｘヒトサイトカインビーズアレイキット（Ｍｉｌｔｅｎｙｉ Ｂｉｏｔｅｃ）を使用して、分泌されたサイトカインについて分析した。
（ｅ）ウェスタンブロット
ＣＡＲ Ｔ細胞２００万個を低温のＰＢＳ（Ｌｏｎｚａ、Ｗａｌｋｅｒｓｖｉｌｌｅ、ＭＤ）で２回洗浄し、プロテアーゼおよびホスファターゼ阻害剤カクテルを含む低温のＲＩＰＡ緩衝液中で溶解させた。溶解物を４℃で２０分間インキュベートし、４℃で１０分間、卓上遠心機で、１３０００ＲＰＭでペレットにし、上清を収集して−２０℃で凍結させた。製造業者のプロトコールに従って、ＭＯＰＳ緩衝液（Ｔｈｅｒｍｏ−Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、Ｇｒａｎｄ Ｉｓｌａｎｄ、ＮＹ）中の４％〜１２％グラジエントＳＤＳ−ＰＡＧＥゲルで試料を分離させた。タンパク質を０．４５ミクロンニトロセルロース転写膜に転写し、ＣＤ３ゼータに対する抗体（クローンａｂ４０８０４、Ａｂｃａｍ、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ、ＭＡ）でプローブ付与した。Ｖｅｃｔａｓｔａｉｎ ＡＢＣ−ＡＭＰ試薬キット（Ｖｅｃｔｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ｂｕｒｌｉｎｇａｍｅ、ＣＡ）を使用してバンドを可視化し、Ｏｄｙｓｓｅｙイメージングシステム（ＬＩ−ＣＯＲ、Ｌｉｎｃｏｌｎ、Ｎｅｂｒａｓｋａ）で画像を撮影した。
（ｆ）フローサイトメトリー分析。
細胞染色では、ＣＡＲ Ｔ形質導入細胞１００万個を培養物から採取し、低温の染色緩衝液で２回洗浄して、プロテインＬ−ビオチンコンジュゲート（ストック１ｍｇ／ｍｌ、１：１０００希釈、ＧｅｎＳｃｒｉｐｔ、Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ、ＮＪ）を用いて４℃で３０分間染色し、その後２回洗浄し、ストレプトアビジン−ＰＥコンジュゲート（ストック：１．０ｍｌ、１：２００希釈、Ｊａｃｋｓｏｎ ＩｍｍｕｎｏＲｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ｗｅｓｔ Ｇｒｏｖｅ、ＰＡ）を用いて４℃で３０分間染色することによりＣＡＲ表面発現を検出した。陰性対照として非形質導入細胞を使用した。全ての研究で、死滅した細胞は７ＡＡＤ染色（ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ、Ｓａｎ Ｊｏｓｅ、ＣＡ）により除外した。細胞を２回洗浄し、フローサイトメトリーによる定量分析前に染色緩衝液２００μｌで再懸濁させた。
細胞を１μｇ／ｍｌ ＦｃタグＣＤ１９ペプチドとともに４℃で１５分間インキュベートし、その後抗Ｆｃ−ＡＦ６４７Ｆ（ａｂ’）２断片とともにインキュベートすることで、特異的ＣＡＲ Ｔ染色を実施した。ＭＡＣＳＱｕａｎｔ（登録商標）１０ Ａｎａｌｙｚｅｒ（Ｍｉｌｔｅｎｙｉ Ｂｉｏｔｅｃ）でフローサイトメトリー分析を実施し、ＦｌｏｗＪｏソフトウェア（Ａｓｈｌａｎｄ、ＯＲ）を使用して高解像度プロットを生成した。
（ｇ）ｉｎ ｖｉｖｏでのＣＡＲ−Ｔ活性分析
動物研究は全てＪａｃｋｓｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ａｎｉｍａｌ Ｃａｒｅ ａｎｄ Ｕｓｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（Ｓａｃｒａｍｅｎｔｏ、ＣＡ）の承認を受けた。マウス適応Ｒａｊｉ−ｌｕｃ細胞５０万個をＮＳＧ（ＮＯＤ．Ｃｇ−Ｐｒｋｄｃｓｃｉｄ Ｉｌ２ｒｇｔｍ１Ｗｊｌ／ＳｚＪ）マウスの尾静脈に注射した。Ｒａｊｉ−ｌｕｃ注射後６日目に、１５０ｍｇ／ｋｇルシフェリンをｉ．ｐ．注射することにより腫瘍移植について測定し、１０分後にＸｅｎｏｇｅｎ ＩＶＩＳ−２００装置（Ｃａｌｉｐｅｒ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）で４０秒間画像化した。Ｌｉｖｉｎｇ Ｉｍａｇｅ、バージョン４．１、ソフトウェア（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ）を使用して画像を分析し、各マウスについての生物発光シグナルフラックスを平均輝度（光子／秒／ｃｍ２／ステラジアン）として表した。７日目にＣＡＲ Ｔ細胞を尾静脈注射によりマウスに投与した。表示する注射後日数目に画像化を実施し、腫瘍増殖動態およびＣＡＲ Ｔ細胞による根絶を立証した。
（ｈ）統計解析
ＧｒａｐｈＰａｄ Ｐｒｉｓｍ ７．０１統計ソフトウェア（Ｌａ Ｊｏｌｌａ、ＣＡ）を使用して、図の凡例に示す通り統計解析を実施した。
結果
ＣＡＲ Ｔ細胞の機能における膜貫通およびリンカードメインの役割を調べるため、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリー（ＴＮＦＲＳＦ）のタンパク質メンバー由来の膜貫通およびリンカーエレメントを、ＣＡＲ１９設計に組み込んだ（図６および表３）。
構築物１４９４は公開されている配列に基づいており、陽性対照および比較対象として使用した。材料および方法にあるように、構築物１４９４は、インフレームでヒトＣＤ８−アルファ（ＣＤ８−ａ）のリンカーおよび膜貫通ドメイン、ならびに細胞内ＣＤ１３７（４−１ＢＢ）活性化ドメイン、その次にＣＤ２４７（ＣＤ３−ゼータ）シグナル伝達ドメインに連結された、ＦＭＣ６３抗体由来のマウス抗ＣＤ１９ ｓｃＦｖ配列から構成される。各試験構築物について、ＣＤ８リンカー、ＣＤ８膜貫通ドメイン、またはその両方を、表３に記載される代替配列で置換した。置換された膜貫通ドメインを有する構築物を生成するには、構築物１４９４のＣＤ８膜貫通ドメインを、ＣＤ４、ＴＮＦＲＳＦ１９、ＴＮＦＲＳＦ１６、またはＴＮＦＲＳＦ９の膜貫通ヘリックスを形成する配列で置き換えた。ＣＡＲＴ機能におけるジスルフィド結合形成の役割は依然として十分に解明されていない。各新規のリンカー設計において、ネイティブ細胞外ドメインの短い断片を組み込むことにより、構造上の複雑さが低減された。この手法により、リンカーがシステイン残基をそれぞれ４、０および１個含む、構築物１５６４、１７１２、１７１４が生じた。構築物１５６４におけるジスルフィド結合形成の潜在能力をさらに最小化するため、システイン残基を１個だけ含むように短縮されたＴＮＦＲＳＦ１９リンカーを有する構築物１７１３を設計した。
ＣＡＲ１９構築物の発現について評価するため、各構築物をレンチウイルスベクター（ＬＶ）として産生し、材料および方法に記載するように、ヒト初代Ｔ細胞にＬＶを形質導入した。形質導入後１０日目に、フローサイトメトリーにより表面ＣＡＲ１９発現についてＣＡＲ Ｔ細胞を分析した（図７）。ＣＡＲ１９表面検出のための最も鋭敏かつ特異的な方法を同定するため、別個の染色方法２つを並行して評価した。プロテインＬ染色は、ｓｃＦｖを含む免疫グロブリンカッパ軽鎖全てに対する細菌プロテインＬの親和性を活用する。したがって、プロテインＬはＣＡＲの標的抗原特異性を区別することができず、様々なＣＡＲＴに対し種々の親和性を示すことが多い。一方で、ＣＤ１９ Ｆｃペプチド結合は、Ｔ細胞表面における標的ＣＤ１９タンパク質に対するＣＡＲ抗ＣＤ１９ ｓｃＦｖドメインの結合に基づくものである。したがって、この試薬による染色は標的特異的であり、結合にはｓｃＦｖの適切なコンフォメーションが必要でもある。プロテインＬ染色では、ここで提示される構築物において、構築物１４９４の９０．４％〜構築物１７１３の０．３％に及ぶ、種々の程度のＣＡＲ Ｔ発現が実証された（図７）。一方、ＣＤ１９Ｆｃペプチドによる染色ではより良好な感受性がもたらされ、ＣＡＲＴ発現は９４．２％〜６．８６％の範囲であった。したがって、ＣＤ１９ Ｆｃ染色はプロテインＬ染色よりも鋭敏であり、より均一であり、構築物特異的な偏りを回避する。フローサイトメトリー分析により、ＣＡＲ１９構築物全てが、ＣＡＲをコードするＬＶが形質導入されたヒトＴ細胞の表面に発現されることが実証される。
フローサイトメトリーＣＡＲ発現データを、代替方法であるウェスタンブロットにより検証し、発現された構築物が予測される分子量に対応することも実証した。ウェスタンブロット分析により、抗ＣＤ３ゼータ抗体でプローブ付与したところ各試験構築物で強いバンドが示され、また、より小さい分子量のネイティブＣＤ３−ゼータ鎖での第２に強いバンド（図示しない）も見られた。ＣＡＲ形質導入Ｔ細胞由来の溶解物を、変性４〜１２％ＳＤＳ−ＰＡＧＥゲルで分離させ、ＣＤ３ゼータに対する抗体でプローブ付与した。陰性対照として、ＧＦＰ形質導入Ｔ細胞および非形質導入Ｔ細胞（Ｎ．Ｔ．）を使用した。全ての試料でネイティブＣＤ３ゼータが検出され、予測した通りおよその分子量１６ｋＤａを有していた。全てのＣＡＲ Ｔ構築物が、予測した分子量５８ｋＤａの免疫反応性のバンドを産生した。レーンの一部で見られたさらなるバンドは、ＣＡＲ Ｔタンパク質の翻訳後修飾、またはネイティブＣＤ３ゼータの残留非変性二量体（構築物１７１２、１７１４で見られる）を表している可能性がある。重要なことには、全てのＣＡＲ Ｔ構築物で予測したサイズ５８ｋＤａのバンドが生じ、したがって、全てのＣＡＲがヒト初代Ｔ細胞で発現されたという発見が裏付けられた。
ＣＡＲ Ｔ構築物の溶解潜在能力を決定するため、ホタルルシフェラーゼを安定に発現するＲａｊｉ ＣＤ１９陽性リンパ腫をｉｎ ｖｉｔｒｏ死滅アッセイに使用した（図８）。エフェクター対標的比５：１、１０：１および２０：１でＣＡＲ Ｔ細胞をＲａｊｉ−Ｌｕｃ細胞と組み合わせ、９６ウェル中で一晩インキュベートし、次いで培養物を採取して、生存Ｒａｊｉ腫瘍細胞を示す残留ルシフェラーゼ活性を分析した。ルシフェラーゼを安定に発現するＣＤ１９陰性株２つ、Ｋ５６２および２９３Ｔを陰性対照として使用した。結果より、試験を行ったＣＡＲ１９ ＬＶ内で、溶解効力についての明らかな順位が示される。構築物１７１３は最も強力で、それに１５６２および１５６４が続いた。構築物１５６３、１７１４および陽性対照１４９４は同様の死滅能力を示した。予想外に、構築物１７１２は高い発現レベルにもかかわらず（プロテインＬおよびＣＤ１９ Ｆｃ染色それぞれで８６．４％および８６．９％）、Ｒａｊｉ細胞に対する特異的な溶解活性を有しなかった。同様に、陰性対照ＧＦＰは腫瘍株の特異的な溶解を示さなかった。
次いで、ＣＤ１９陽性Ｒａｊｉリンパ腫とコインキュベートしたＣＡＲ１９細胞における、Ｉ型サイトカインのＩＦＮガンマ、ＩＬ−２、ＴＮＦアルファおよびＧＭ−ＣＳＦの誘導の大きさを測定した。ＣＡＲ Ｔ細胞およびＲａｊｉ細胞をエフェクター対標的比１０：１で一晩組み合わせ、培養上清をヒトＭＡＣＳＰｌｅｘビーズアレイで分析した（図９）。ｉｎ ｖｉｔｒｏ死滅アッセイと同様に、サイトカイン誘導は明らかな順位に従い、構築物１７１３は最も高い濃度の誘導サイトカインを生じ、新規の膜貫通ドメイン構築物は、対照１４９４構築物、非溶解性構築物１７１２、および陰性対照ＧＦＰよりも多くのサイトカインを産生した。
次いで、ｉｎ ｖｉｖｏでの新規の膜貫通ドメインＣＡＲ１９構築物の抗腫瘍活性を測定した（図１０）。０日目、ＮＳＧマウスにＲａｊｉ−ｌｕｃ腫瘍細胞を埋め込んだ。次いで研究６日目、生物発光イメージングにより腫瘍移植について検証した。研究７日目に、同様の腫瘍負荷を有する群を得るようにマウスをランダム化し、新規の膜貫通ドメインを保有するＣＡＲ Ｔ細胞、ＣＡＲ１５６３、またはＣＡＲ１７１２、または陽性対照ＣＡＲ１４９４、または陰性対照ＧＦＰ形質導入Ｔ細胞をマウスに注射した。腫瘍単独群（Ｔ細胞なし）はさらなる陰性対照として機能した。研究３２日目まで毎週、腫瘍負荷の動態測定を実施した。図１０の平均輝度結果から実証されるように、ｉｎ ｖｉｔｒｏでのアッセイで腫瘍溶解またはサイトカイン誘導を示さなかったＣＡＲ構築物１７１２が、ここでもＮＳＧマウスのＲａｊｉ腫瘍負荷を緩和せず、測定の時間経過に伴って陰性対照群ＧＦＰおよびＴ細胞なしと同様の腫瘍平均輝度を生じた。さらに、陽性対照ＣＡＲ１９構築物１４９４は、この悪性リンパ腫モデルでの腫瘍増殖を低減させることはできたものの、これを完全に緩和することはできなかった。重要なことにはかつ予想外に、新規の膜貫通ドメイン構築物１５６３が唯一、研究１８日目以降、Ｒａｊｉ腫瘍増殖を十分に制御することができた。
図１０におけるｉｎ ｖｉｖｏでの発見を裏付けるため、かつ考えられるドナー間変動を除外するため、同じ実験プロトコールを使用して、様々なヒトドナーから生成されたＣＡＲ Ｔ細胞でＮＳＧモデル実験を繰り返した（図１１Ａ）。ここで再度、生物発光Ｒａｊｉ腫瘍を保有するマウスを構築物１４９４、１５６３、ＧＦＰ、またはＴ細胞なしのいずれかで処置した。前と同様に、構築物１５６３が唯一、Ｒａｊｉ腫瘍の進行を制御することができた。これらの実験を、その他の報告で一般的に使用されるＮＡＬＭ−６細胞株とは対照的に、より抵抗性の高いＲａｊｉ細胞株で実施したことは注目に値する。したがって、使用したアッセイはよりはるかに厳密であり、再発したまたは処置抵抗性のヒト疾患に対し予測より高い力を有する可能性がある。予想外に、この実験では、陽性対照構築物１４９４が、陰性対照であるＧＦＰまたは「Ｔ細胞なし」処置におけるレベルよりもＲａｊｉ腫瘍負荷を低減させることができなかった（図１１Ａ）。さらに、ログランクマンテルコックス検定により決定したところ、この実験におけるマウスのカプランマイヤー生存分析により、構築物１５６３と、１４９４または２つの陰性対照のいずれかとの間で生存における有意差が実証される（図１１Ｂ）。生存の中央値：構築物１５６３−未決定（即ち、この群のマウスは全て研究期間中生存した）、ＧＦＰ陰性対照−研究０日目から１９日、「処置なし」群−２０日、および構築物１４９４−２４日であった。
結論として、これらの結果から、フローサイトメトリーおよびウェスタンブロッティングから明らかになったように、新規の膜貫通ドメインＣＡＲ１９構築物がヒト初代Ｔ細胞で正常に発現され得ることがここで実証された。さらに、新規の膜貫通ドメインＣＡＲ１９を保有するＴ細胞はｉｎ ｖｉｔｒｏで機能性であり、対照構築物１４９４と比較して優れた機能性プロファイルを示す。その結果、別々のヒトドナー２種に起源するＣＡＲ Ｔ細胞を使用する２つの独立なｉｎ ｖｉｖｏ研究で、ＮＳＧマウスモデルにおいて樹立された播種性Ｒａｊｉリンパ腫を制御するのに、新規の膜貫通構築物１５６３が、一貫して陽性対照（構築物１４９４）より良好に機能した。これらの発見から、以前に記載されたＣＤ８−ａ膜貫通およびリンカードメインに基づくＣＡＲ１９構築物（即ち、ＣＡＲ構築物１４９４）よりも、ＴＮＦＲＳＦ、特に１９および９由来の膜貫通および／またはリンカードメインを組み込んだ複数のＣＡＲ１９構築物の方が優れていることが実証される。予想外に、ＣＤ８ａ配列の代わりにＴＮＦＲＳＦ１６由来の膜貫通およびリンカードメインを使用した構築物１７１２は、Ｔ細胞で高度に発現されるにもかかわらず、ｉｎ ｖｉｔｒｏで細胞溶解活性もサイトカイン誘導も示さず、またｉｎ ｖｉｖｏで腫瘍を制御するのに効果的でなかった。したがって、リンカーまたは膜貫通ドメインの置換によるＣＡＲ１９機能の改善は、全てのＩ型およびＩＩ型膜貫通糖タンパク質の中で、たとえＴＮＦＲＳＦなどの単一のスーパーファミリーサブタイプ内であっても、全ての膜貫通領域が、ｉｎ ｖｉｔｒｏおよびｉｎ ｖｉｖｏで活性を示す機能性ＣＡＲを産生するように一貫して振る舞うわけではないことを示す予想外の発見であった。
本文中に引用したそれぞれの出願と特許、および（訴訟中のそれぞれの交付済特許、「出願引用文書」を含めた）それぞれの出願と特許中で引用されたそれぞれの文書または参照文献、およびこれらの出願と特許のいずれかに対応するおよび／またはその優先権を主張するそれぞれのＰＣＴと外国出願または特許、およびそれぞれの出願引用文書中で引用もしくは参照されたそれぞれの文書は、ここで明確に参照により本明細書に組み込まれ、本発明を実施する際に利用することができる。より一般的には、文書または参照文献は本文中、特許請求の範囲の前の参照文献一覧中、または本文自体中のいずれかに引用され、それぞれのこれらの文書または参照文献（「本明細書中引用参照文献」）、および（任意の製造者の仕様書、説明書などを含めた）それぞれの本明細書中引用参照文献中に引用されたそれぞれの文書または参照文献は、ここで明確に参照により本明細書に組み込まれる。
一部の具体的実施形態の前述の記載によって、他者が、本発明の知識を適用することによって、一般的概念から逸脱せずに、具体的実施形態などの様々な適用例に関して容易に変更または適合させることができるのに充分な情報を与え、したがってこのような適合および変更形態は、開示した実施形態の均等物の意味および範囲内と理解すべきであり、理解することが意図されている。本明細書で利用する語句または述語は、限定の目的ではなく記載の目的であることは理解される。図面および記載中、例示的実施形態を開示しており、特異的用語が利用された可能性はあるが、他に言及しない限り、それらは限定の目的ではなく一般的および叙述的な意味でのみ使用され、したがって特許請求の範囲もそのように限定されない。さらに当業者は、本明細書で論じた方法の、ある特定ステップは別の順序で順に並べることができ、またはステップを組合せることができることを理解する。したがって、添付の特許請求の範囲は本明細書で開示した詳細な実施形態に限られないことが意図される。当業者は、ごく普通の実験を使用した、本明細書に記載した本発明の実施形態の多くの均等物を理解し、把握することができる。このような均等物は以下の特許請求の範囲によって包含される。

Claims (19)

  1. 配列番号８のアミノ酸配列を含むキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）をコードする、単離された核酸分子。
  2. 前記ＣＡＲをコードする核酸分子は配列番号７の核酸配列を含む、または、
    前記ＣＡＲをコードする核酸分子は配列番号４０の核酸配列を含む、請求項１に記載の核酸分子。
  3. 請求項１に記載の単離された核酸分子によりコードされるキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）。
  4. 請求項１に記載の核酸分子を含むベクター。
  5. ＤＮＡベクター、ＲＮＡベクター、プラスミドベクター、コスミドベクター、ヘルペスウイルスベクター、麻疹ウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、またはレトロウイルスベクター、またはそれらの組合せからなる群から選択される、請求項４に記載のベクター。
  6. プロモーターをさらに含む、請求項４に記載のベクター。
  7. 前記プロモーターが、誘導性プロモーター、構成的プロモーター、組織特異的プロモーター、自殺プロモーター、またはそれらの任意の組合せである、請求項６に記載のベクター。
  8. 請求項４に記載のベクターを含む細胞。
  9. Ｔ細胞である、請求項８に記載の細胞。
  10. 前記Ｔ細胞がＣＤ８＋Ｔ細胞である、請求項９に記載の細胞。
  11. ヒト細胞である、請求項８に記載の細胞。
  12. 哺乳動物における抗腫瘍免疫をもたらすための医薬を製造するための、請求項８に記載の細胞の使用。
  13. 哺乳動物においてがんを処置または予防するための医薬を製造するための、請求項３に記載のキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）の使用。
  14. 抗腫瘍有効量のヒトＴ細胞集団を含む医薬組成物であって、前記Ｔ細胞が配列番号８のアミノ酸配列を含むキメラ抗原受容体（ＣＡＲ）をコードする核酸配列を含む、医薬組成物。
  15. 前記Ｔ細胞が、がんを有するヒトのＴ細胞である、請求項１４に記載の医薬組成物。
  16. 前記がんが、白血病またはリンパ腫である、請求項１５に記載の医薬組成物。
  17. 前記白血病が、慢性リンパ性白血病（ＣＬＬ）、急性リンパ性白血病（ＡＬＬ）もしくは慢性骨髄性白血病（ＣＭＬ）であり、または、
    前記リンパ腫が、マントル細胞リンパ腫、非ホジキンリンパ腫またはホジキンリンパ腫である、請求項１６に記載の医薬組成物。
  18. 前記がんが多発性骨髄腫である、請求項１５に記載の医薬組成物。
  19. がんが、口腔および咽頭がん（舌、口、咽頭、頭頸部）、消化器系がん（食道、胃、小腸、結腸、直腸、肛門、肝臓、肝内胆管、胆嚢、膵臓）、呼吸器系がん（喉頭、肺および気管支）、骨および関節のがん、軟組織がん、皮膚がん（黒色腫、基底細胞癌および扁平上皮癌）、小児腫瘍（神経芽細胞腫、横紋筋肉腫、骨肉腫、ユーイング肉腫）、中枢神経系の腫瘍（脳腫瘍、星状細胞腫、神経膠芽腫、神経膠腫）、ならびに乳房、生殖系（子宮頸部、子宮体、卵巣、外陰部、腟、前立腺、精巣、陰茎、子宮内膜）、泌尿器系（膀胱、腎臓および腎盂、尿管）、眼および眼窩、内分泌系（甲状腺）ならびに脳および他の神経系のがん、またはそれらの任意の組合せを含む成人癌を含む、請求項１５に記載の医薬組成物。
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