JP6932709B2 - Her2を標的とするキメラ抗原受容体 - Google Patents

Her2を標的とするキメラ抗原受容体 Download PDF

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Description

本発明は、一般に、キメラ抗原受容体をコードする核酸分子に関し、特に、HER2標的配列、CD4膜貫通ドメイン又は1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体、CD8膜貫通ドメイン又は1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体、CD28膜貫通ドメイン又は1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体及びCD3ξ膜貫通ドメイン又は1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体から選択される膜貫通ドメイン、CD28共刺激ドメイン又は1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体及び4−IBB共刺激ドメイン又は1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体から選択される共刺激ドメイン、並びに、CD3ξシグナル伝達ドメイン又は1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体を含むキメラ抗原受容体をコードする核酸分子に関する。
操作されたT細胞を利用する療法を含む、腫瘍特異的T細胞に基づく免疫療法が、抗腫瘍治療について調査されてきた。場合によっては、そのような療法において使用されるT細胞は、十分長い間in vivoで活性のままではない。場合によっては、T細胞の腫瘍特異性は、一つには固形腫瘍の異種性及び自己抗原を標的とする場合の非癌性細胞に対するオフターゲット効果の可能性の理由で比較的低い。従って、改善された抗腫瘍特異性及び機能を用いる腫瘍特異的癌療法が当技術分野において必要とされる。
キメラ抗原受容体(CARs)は、細胞外腫瘍認識/標的ドメイン、細胞外リンカー/スペーサー、膜貫通ドメイン及び細胞内T細胞活性化及び共刺激シグナル伝達ドメインで構成される。認識/標的ドメインの設計が、有害なオフターゲット作用を回避することに不可欠である。CAR腫瘍標的ドメインの大部分は、特定の抗原に結合する抗体の特異性を活用する抗体配列から得られる単鎖可変領域フラグメント(scFvs)である。IL−13受容体であるIL13Rα2を発現する細胞を標的とするIL−13サイトカインCAR等、通常の受容体リガンドから得られるCAR腫瘍標的ドメインの例もある。
CARを発現する操作されたT細胞を利用する養子T細胞療法(ACT)は、CD19+B細胞悪性腫瘍を有する患者において、頑強で耐久性のある臨床的有効性を実証してきた(非特許文献1;非特許文献2)。血液学的疾患における初期の成功により、固形腫瘍に対するこのアプローチのより広範な適用が、現在、精力的に研究されている。
National Cancer InstituteのSurveillance,Epidemiology,and End Results Program(SEER)のデータによると、2014年の乳癌、主に転移性疾患による死亡は4万件と推定されている。乳癌患者の約25〜30%がHER2遺伝子の増幅を伴い、これは、特に不良な予後を与える。標的療法を含むより新しい薬剤の出現があっても、ステージIVの疾患における全体的な死亡率の改善はささやかなものでしかなかった。例えば、HER2陽性乳癌患者を対象としたランダム化試験では、2つのHER2標的抗体であるトラスツズマブ及びペルツズマブとドセタキセルの最も有望な治療の組み合わせが、56.5ヶ月の全生存期間中央値、及び、トラスツズマブ及びドセタキセルだけと比較して6.3ヶ月のみの進行無しの生存期間の延長をもたらす。
Priceman et al.2015 Curr Opin Oncol Maus et al.2014 Blood 123:2625−2635 Kabat et al.1991 Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.,United States Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda Edelman et al.1969 Proc Natl Acad Sci USA 63:78−85
従って、改善された抗腫瘍特異性及び機能を用いる腫瘍特異的癌療法が当技術分野において必要とされる。
本明細書において記載されているのは、細胞外ドメイン、膜貫通領域及び細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ膜貫通免疫受容体(キメラ抗原受容体又は「CARs」)である。細胞外ドメインは、HER2を標的とするscFv、及び任意的に、例えば、ヒトFeドメインの一部を含むスペーサーを含む。膜貫通部分は、例えば、CD4膜貫通ドメイン、CD8膜貫通ドメイン、CD28膜貫通ドメイン又はCD3膜貫通ドメインを含む。細胞内シグナル伝達ドメインには、ヒトCD3複合体のゼータ鎖(CD3ξ)由来のシグナル伝達ドメインが含まれ、1つ又は複数の共刺激ドメインには、例えば、4−IBB又はCD28共刺激ドメインが含まれる。細胞外ドメインは、CARが、T細胞の表面に発現されたときに、HER2を発現する細胞にT細胞活性を向けることを可能にする。そのような細胞には、特定の乳癌細胞及び特定の脳癌細胞が含まれる。細胞内領域においてCD3ξと直列に4−IBB(CD137)共刺激ドメイン等の共刺激ドメインを含めることにより、T細胞が共刺激シグナルを受け取ることが可能になる。T細胞、例えば、患者特異的自己T細胞を操作して、本明細書において記載されるCARを発現させることができ、操作された細胞を、ACTにおいて増やす且つ使用することができる。アルファベータT細胞もガンマデルタT細胞も含む種々のT細胞サブセットを使用することができる。加えて、CARを、NK細胞等の他の免疫細胞において発現させることができる。本明細書に記載されるCARを発現する免疫細胞を用いて患者が治療される場合、その細胞は、自己T細胞又は同種T細胞であり得る。場合によっては、使用される細胞は、CD62+、CCR7+、CD45RO+及びCD45RA−であるCD4+及びCD8+のセントラルメモリーT細胞(TCM)両方を含む細胞集団であるか、又は、使用される細胞は、CD4+及びCD8+のTCM細胞、ステムセルセントラルメモリーT細胞及びナイーブT細胞を含む細胞集団(すなわち、TCM/SCM/N細胞の集団)である。TCM/SCM/N細胞の集団は、CD62L+、CCR7+であり、CD45RA+及びCD45RO+の細胞両方、並びに、CD4+細胞及びCD8+細胞両方を含む。そのような細胞の使用は、他のタイプの患者特異的T細胞の使用と比較して、養子移植後の細胞の長期間持続を改善することができる。
本明細書において記載されているのは、CARをコードする核酸分子であり、CARは:HER2を標的とするscFv(例えば、
DIQMTQSPSSLSASVGDRVTITCRASQDVNTAVAWYQQKPGKAPKLLIYSASFLYSGVPSRFSGSRSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCQQHYTTPPTFGQGTKVEIKGSTSGGGSGGGSGGGGSSEVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGFNIKDTYIHWVRQAPGKGLEWVARIYPTNGYTRYADSVKGRFTISADTSKNTAYLQMNSLRAEDTAVYYCSRWGGDGFYAMDYWGQGTLVTVSS;配列番号1)又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体;CD4膜貫通ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体、CD8膜貫通ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体、CD28膜貫通ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体及びCD3ξ膜貫通ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体から選択される膜貫通ドメイン;共刺激ドメイン(例えば、CD28共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体;又は、4−1BB共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体;又は、CD28共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体及び4−1BB共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体の両方);並びに、CD3ξシグナル伝達ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾を有するその変異体;を含む。
種々の実施形態において、共刺激ドメインは:CD28共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾を有するその変異体、4−1BB共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾を有するその変異体、及び、OX40共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾を有するその変異体を含む群から選択される。特定の実施形態では、4−1BB共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾を有するその変異体が存在する。一部の実施形態では、例えば、CD28共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体及び4−1BB共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体等、2つの共刺激ドメインが存在する。種々の実施形態では、1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾は置換である。
場合によっては、共刺激ドメインとCD3ξシグナル伝達ドメインとの間、及び/又は、2つの共刺激ドメイン間に1〜6のアミノ酸の短い配列(例えばGGG)が存在する。
さらなる実施形態において、CARは:HER2を標的とするscFv;CD28共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾を有するその変異体、4−1BB共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾を有するその変異体、及び、OX40共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾を有するその変異体を含む群から選択される2つの異なる共刺激ドメイン;CD28共刺激ドメイン又は1〜2のアミノ酸修飾を有するその変異体、4−1BB共刺激ドメイン又は1〜2のアミノ酸修飾を有するその変異体、及び、OX40共刺激ドメイン又は1〜2のアミノ酸修飾を有するその変異体を含む群から選択される2つの異なる共刺激ドメイン;HER2 scFv又は1〜2のアミノ酸修飾を有するその変異体;CD4膜貫通ドメイン又は1〜2のアミノ酸修飾を有するその変異体、CD8膜貫通ドメイン又は1〜2のアミノ酸修飾を有するその変異体、CD28膜貫通ドメイン又は1〜2のアミノ酸修飾を有するその変異体及びCD3ξ膜貫通ドメイン又は1〜2のアミノ酸修飾を有するその変異体から選択される膜貫通ドメイン;共刺激ドメイン(例えば、CD28共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体;又は、4−1BB共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体;又は、CD28共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体及び4−1BB共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体の両方);及び、CD3ξシグナル伝達ドメイン又は1〜2のアミノ酸修飾を有するその変異体;HER2 scFv又はその変異体と膜貫通ドメインとの間に位置するスペーサー領域(例えば、スペーサー領域は、配列番号2〜12及び42を含む群から選択されるアミノ酸配列(表3)又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾を有するその変異体を含む);を含み、スペーサーは、IgGヒンジ領域を含み;スペーサー領域は、1〜150のアミノ酸を含み;スペーサーはなく;4−1BBシグナル伝達ドメインは、配列番号24のアミノ酸配列を含み;CD3ξシグナル伝達ドメインは、配列番号21アミノ酸配列を含み;3乃至15のアミノ酸のリンカーが、共刺激ドメインとCD3ξシグナル伝達ドメイン又はその変異体との間に位置する。特定の実施形態において、2つの共刺激ドメインがある場合、1つは4−1BB共刺激ドメインであり、もう一方は、CD28及びCD28ggから選択される共刺激ドメインである。種々の実施形態では、1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾は、例えば保存的置換等の置換である。
一部の実施形態では、核酸分子は、配列番号26〜41から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドを発現し;キメラ抗原受容体は、配列番号26〜41から選択されるアミノ酸配列を含む。
キメラ抗原受容体をコードする発現カセットを含むベクターによって形質導入されたヒトT細胞の集団も開示され、キメラ抗原受容体は:HER2を標的とするscFv;CD4膜貫通ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体、CD8膜貫通ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体、CD28膜貫通ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体及びCD3ξ膜貫通ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体から選択される膜貫通ドメイン;共刺激ドメイン(例えば、CD28共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体;又は、4−1BB共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体;又は、CD28共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体及び4−1BB共刺激ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体の両方);及び、CD3ξシグナル伝達ドメイン又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体;を含む。種々の実施形態において、ヒトT細胞の集団は、配列番号26〜41のうちいずれかから選択されるアミノ酸配列又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体を含むキメラ抗原受容体を発現するベクターを含み;ヒトT細胞の集団は、セントラルメモリーT細胞(TCM細胞)を含み、例えば、細胞の少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%がTCM細胞であり、又は、ヒトT細胞の集団は、セントラルメモリーT細胞、ナイーブT細胞及びステムセルセントラルメモリー細胞の組み合わせ(TCM/SCM/N細胞)を含み、例えば、細胞の少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%がTCM/SCM/N細胞である。いずれの場合においても、T細胞の集団は、CD4+細胞もCD8+細胞も含む(例えば、CD3+T細胞の少なくとも20%がCD4+であり、CD3+T細胞の少なくとも3%がCD8+であり、少なくとも70、80又は90%が、CD4+又はCD8+であり;CD3+細胞の少なくとも15%、20%、25%、30%、35%、40%、50%、60%がCD4+であり、CD3+細胞の少なくとも4%、5%、8%、10%、20%がCD8+細胞である)。
患者における癌を治療する方法も記載され、当該方法は、自己ヒトT細胞又は同種ヒトT細胞の集団(例えば、セントラルメモリーT細胞(TCM細胞)又はセントラルメモリーT細胞、ナイーブT細胞及びステムセルセントラルメモリー細胞の組み合わせ(すなわち、T細胞はTCM/SCM/N細胞である)を含む自己又は同種T細胞)を投与するステップを含み、細胞の少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%がTCM/SCM/N細胞である。いずれの場合においても、T細胞の集団は、キメラ抗原受容体をコードする発現カセットを含むベクターによって形質導入されたCD4+細胞もCD8+細胞も含み(例えば、CD3+T細胞の少なくとも20%がCD4+であり、CD3+T細胞の少なくとも3%がCD8+であり、少なくとも70、80又は90%が、CD4+又はCD8+であり;CD3+細胞の少なくとも15%、20%、25%、30%、35%、40%、50%、60%がCD4+であり、CD3+細胞の少なくとも4%、5%、8%、10%、20%がCD8+細胞である)、キメラ抗原受容体は、配列番号26〜41から選択されるアミノ酸配列又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体を含む。種々の実施形態では、癌は、脳癌、例えば、乳癌からの転移であるHER2発現脳癌であり;形質導入されたヒトT細胞は、患者からT細胞を取得するステップ、セントラルメモリーT細胞を単離するためにT細胞を処理するステップ、及び、キメラ抗原受容体をコードする発現カセットを含むウイルスベクターを用いてセントラルメモリー細胞の少なくとも一部に形質導入を行うステップを含む方法によって調製され、キメラ抗原受容体は、配列番号26又は27から選択されるアミノ酸配列又は1〜5(例えば1又は2)のアミノ酸修飾(例えば置換)を有するその変異体を含む。場合によっては、CAR T細胞は、脳腫瘍に直接は投与されず、代わりに、患者の脳内の脳室内空間に投与される。
配列番号26〜41から選択されるアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸分子;5以下のアミノ酸の置換、欠失、存在又は挿入の存在を除いて、配列番号26〜41から選択されるアミノ酸配列と同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸分子;5以下のアミノ酸置換の存在を除いて、配列番号26〜41から選択されるアミノ酸配列と同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸分子;及び、2以下のアミノ酸置換の存在を除いて、配列番号26〜41から選択されるアミノ酸配列と同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸分子;も記載される。
本開示は、本明細書において記載されるCARのいずれかをコードする核酸分子(例えば、CARのうちの1つをコードする核酸配列を含むベクター)及び本明細書において記載されるCARのいずれかを発現する単離されたTリンパ球も含む。
本明細書において記載されるCARは、HER2結合ドメイン(例えばHER2 scFv)と膜貫通ドメインとの間に位置するスペーサー領域を含み得る。様々な異なるスペーサーを使用することができる。それらの一部は、ヒトFc領域の少なくとも一部、例えば、ヒトFc領域のヒンジ部分、又は、CH3ドメイン又はその変異体を含む。以下の表1は、本明細書において記載されるCARにおいて使用することができる種々のスペーサーを提供している。
Figure 0006932709
一部のスペーサー領域は、免疫グロブリン(例えばIgG1、IgG2、IgG3、IgG4)のヒンジ領域のうち全て又は一部、すなわち、例えばIgG4 Feヒンジ又はCD8ヒンジ等、免疫グロブリンのCHIドメインからCH2ドメインの間に入る配列を含む。一部のスペーサー領域は、免疫グロブリンCH3ドメイン又はCH3ドメイン及びCH2ドメインの両方を含む。免疫グロブリン由来の配列は、1つ又は複数のアミノ酸修飾、例えば1、2、3、4又は5の置換、例えばオフターゲット結合を減少させる置換を含み得る。
「アミノ酸修飾」は、タンパク質又はペプチド配列におけるアミノ酸の置換、挿入及び/又は欠失を指す。「アミノ酸置換」又は「置換」は、親ペプチド又はタンパク質の配列における特定の位置のアミノ酸を別のアミノ酸と交換することを指す。置換を行って、結果として生じるタンパク質におけるアミノ酸を、非保存の様式で(すなわち、特定のサイズ又は特徴を有するアミノ酸のグループに属するアミノ酸から別のグループに属するアミノ酸までコドンを変えることによって)、又は、保存的様式で(すなわち、特定のサイズ又は特徴を有するアミノ酸のグループに属するアミノ酸から、同じグループに属するアミノ酸までコドンを変えることによって)変えることができる。そのような保存的変化は、一般に、結果として生じるタンパク質の構造及び機能における変化をより少なくする。以下は、アミノ酸の種々のグループの例である:1)非極性R基を有するアミノ酸:アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン、メチオニン;2)非荷電極性R基を有するアミノ酸:グリシン、セリン、スレオニン、システイン、チロシン、アスパラギン、グルタミン;3)(pH6.0で負に荷電した)荷電極性R基を有するアミノ酸:アスパラギン酸、グルタミン酸;4)(pH6.0で正に荷電した)塩基性アミノ酸:リシン、アルギニン、ヒスチジン(pH6.0)。別のグループは、フェニル基を有するアミノ酸:フェニルアラニン、トリプトファン及びチロシンであり得る。
特定の実施形態では、スペーサーは、未修飾のスペーサーにおいて存在するものとは異なるアミノ酸残基で置換される1つ又は複数のアミノ酸残基を含むIgG1、IgG2、IgG3又はIgG4から得られる。1つ又は複数の置換されるアミノ酸残基は、位置220、226、228、229、230、233、234、235、234、237、238、239、243、247、267、268、280、290、292、297、298、299、300、305、309、218、326、330、331、332、333、334、336、339又はその組み合わせの1つ又は複数のアミノ酸残基から選択されるが、これらに限定されない。以下により詳細に記載されるこのナンバリングスキームにおいて、表1のIgGヒンジ配列及びIgG4ヒンジリンカー(HL)配列における最初のアミノ酸のように、表1のIgG4(L235E、N297Q)スペーサーにおける最初のアミノ酸は219であり、表1のIgG4(HL−CH3)スペーサーにおける最初のアミノ酸は219である。
一部の実施形態では、修飾されたスペーサーは、以下のアミノ酸残基置換:C220S、C226S、S228P、C229S、P230S、E233P、V234A、L234V、L234F、L234A、L235A、L235E、G236A、G237A、P238S、S239D、F243L、P247I、S267E、H268Q、S280H、K290S、K290E、K290N、R292P、N297A、N297Q、S298A、S298G、S298D、S298V、T299A、Y300L、V305I、V309L、E318A、K326A、K326W、K326E、L328F、A330L、A330S、A331S、P331S、I332E、E333A、E333S、E333S、K334A、A339D、A339Q、P396L又はその組み合わせのうち1つ又は複数の置換を含むがこれらに限定されないIgG1、IgG2、IgG3又はIgG4から得られる。
特定の実施形態では、修飾されたスペーサーは、未修飾の領域において存在するものとは異なるアミノ酸残基で置換される1つ又は複数のアミノ酸残基を含むIgG4領域から得られる。1つ又は複数の置換されるアミノ酸残基は、位置220、226、228、229、230、233、234、235、234、237、238、239、243、247、267、268、280、290、292、297、298、299、300、305、309、218、326、330、331、332、333、334、336、339又はその組み合わせの1つ又は複数のアミノ酸残基から選択されるが、これらに限定されない。
一部の実施形態では、修飾されたスペーサーは、以下のアミノ酸残基置換:220S、226S、228P、229S、230S、233P、234A、234V、234F、234A、235A、235E、236A、237A、238S、239D、243L、247I、267E、268Q、280H、290S、290E、290N、292P、297A、297Q、298A、298G、298D、298V、299A、300L、305I、309L、318A、326A、326W、326E、328F、330L、330S、331S、331S、332E、333A、333S、333S、334A、339D、339Q、396L又はその組み合わせのうち1つ又は複数の置換を含むがこれらに限定されないIgG4領域から得られ、未修飾のスペーサーにおけるアミノ酸は、示された位置にて上記の同定されたアミノ酸で置換される。
本明細書において論じられる免疫グロブリンにおけるアミノ酸の位置に対して、番号付けは、EUインデックス又はEUナンバリングスキームによる(参照により全内容が本願に援用される非特許文献3)。EUインデックス又は非特許文献3に記載のEUインデックス又はEUナンバリングスキームは、EU抗体の番号付けを指す(非特許文献4)。
様々な膜貫通ドメインを使用することができる。表2は、適した膜貫通ドメインの例を含む。スペーサードメインが存在する場合、膜貫通ドメインは、スペーサードメインに対するカルボキシ末端に位置する。
Figure 0006932709
本明細書において記載されるCARのうち多くは、1つ又は複数の(例えば2つの)共刺激ドメインを含む。1つ又は複数の共刺激ドメインは、膜貫通ドメインとCD3ξシグナル伝達ドメインとの間に位置する。表3は、CD3ξシグナル伝達ドメインの配列と共に適した共刺激ドメインの例を含む。
Figure 0006932709
Her2scFv−IgG4(S228P、L235E,N297Q)−CD28tm−CD28gg−Zeta−T2A−CD19t(配列番号26)のアミノ酸配列を描いた図である。種々のドメインが、配列の下に順番に列挙されており、交互の下線及び非下線によって示されている。成熟CAR配列(配列番号34)は、GMCSFRaシグナルペプチド、T2Aスキップ配列又はトランケート型CD19を含まない。また、図3A〜8E及び本明細書中で、HER2(EQ)28ζともいう。 Her2scFv−IgG4(S228P、L235E,N297Q)−CD8tm−41BB−Zeta−T2A−CD19t(配列番号27)のアミノ酸配列を描いた図である。種々のドメインが、配列の下に順番に列挙されており、交互の下線及び非下線によって示されている。成熟CAR配列(配列番号35)は、GMCSFRaシグナルペプチド、T2Aスキップ配列又はトランケート型CD19を含まない。また、図3A〜8E及び明細書中では、HER2(EQ)BBζともいう。 HER2特異的CARのコンストラクト及びCAR T細胞増殖データを描いた図である。 乳がん細胞株に対するHER2−CAR T細胞のin vitroの特徴づけを描いた図である。 HER2−CAR T細胞のin vitroの腫瘍活性に対する研究の結果を描いた図である。 局所腫瘍内送達されたHER2−CAR T細胞のin vivoの抗腫瘍有効性に対する研究の結果を描いた図である。 ヒト同所性BBM異種移植モデルにおけるHER2−CAR T細胞の局所送達に対する研究の結果を描いた図である。 HER2−CAR T細胞の脳室内送達に対する研究の結果を描いた図である。 Her2scFv−CD8ヒンジCD8tm−41BB−ゼータ−T2A−CD19t(配列番号28)のアミノ酸配列を示す。様々なドメインは、配列の下に順に記載され、下線と非下線を交互に表示する。成熟CAR配列(配列番号36)は、GMCSFRaシグナルペプチド、T2Aスキップ配列又は切断型CD19を含まない。 Her2scFv−IgG4ヒンジ(S228P)−リンカー−CD8tm−41BB−ゼータ−T2A−CD19tのアミノ酸配列を示す(配列番号29)。様々なドメインは、配列の下に順に記載され、下線と非下線を交互に表示する。成熟CAR配列(配列番号37)は、GMCSFRaシグナルペプチド、T2Aスキップ配列又は切断型CD19を含まない。 Her2scFv−IgG4(S228P)−リンカーIgG4 CH3−CD8tm−41BB−ゼータ−T2A−CD19t(配列番号30)のアミノ酸配列を示す。様々なドメインは、配列の下に順に記載され、下線と非下線を交互に表示する。成熟したCAR配列(配列番号38)は、GMCSFRaシグナルペプチド、T2Aスキップ配列又は切断型CD19を含まない。 Her2scFv−IgG4(S228P)−リンカー−IgG4 CH3−CD28tm−CD28g−ゼータ−T2A−CD19t(配列番号31)のアミノ酸配列を示す。様々なドメインは、配列の下に順に記載され、下線と非下線を交互に表示する。成熟したCAR配列(配列番号39)は、GMCSFRaシグナルペプチド、T2Aスキップ配列又は切断型CD19を含まない。 Her2scFv−リンカー−CD28tm−CD28g−ゼータ−T2A−CD19t(配列番号32)のアミノ酸配列を示す。様々なドメインは、配列の下に順に記載され、下線と非下線を交互に表示する。成熟したCAR配列(配列番号40)は、GMCSFRaシグナルペプチド、T2Aスキップ配列又は切断型CD19を含まない。 Her2scFv−リンカー−CD8tm−41BB−ゼータ−T2A−CD19tのアミノ酸配列を示す。配列番号33)を示す。様々なドメインは、配列の下に順に記載され、下線と非下線を交互に表示する。成熟したCAR配列(配列番号41)は、GMCSFRaシグナルペプチド、T2Aスキップ配列又は切断型CD19を含まない。 種々のスペーサーを有する特定のさらなるCARを特徴づける研究の結果を描いた図である。IgG3(EQ)は図2にあり;DeltaCh2は図11にあり;CD8hは図9にあり;HLは図10にあり;Lは図14にある。 種々のCAARを発現するTCMが、HER2の発現がない細胞(MDA−MB−468)、HER2の発現が少ない細胞(231BR)、HER2の発現が少ない細胞(231BRHER2LO)又はHER2の発現が多い細胞(231BRHER2HI)に曝露される場合に産生されるCD107a及びINFガンマを検査する研究の結果を示した図である。 図2のCAR(HER2(EQ)BBζ)又は図14のCAR(HER2(L)BBζ)を用いた種々の細胞株におけるPD−1の生成及び腫瘍細胞の死滅を検査する研究の結果を示した図である。 種々のCAARを発現するTCMが、HER2の発現がない細胞(MDA−MB−468)、HER2の発現が少ない細胞(231BR)、HER2の発現が少ない細胞(231BRHER2LO)又はHER2の発現が多い細胞(231BRHER2HI)に曝露される場合に産生されるCD107a及びINFガンマを検査する研究の結果を示した図である。
以下に記載されるのは、HER2を標的とし、HER2発現乳癌並びに乳房から脳への転移を治療することに有用な種々のキメラ抗原受容体の構造、構築及び特徴づけである。重要なことに、本明細書において記載されるCARをACTにおいて使用して、脳室内又は腫瘍内送達によって、脳におけるHER2発現腫瘍を治療することができる。
キメラ抗原(CAR)は、最低でも細胞外認識ドメイン、膜貫通領域及び細胞内シグナル伝達ドメインを含有する組換え生体分子である。従って、「抗原」という用語は、抗体に結合する分子に限定されず、標的に特異的に結合することができるいかなる分子に限定される。例えば、CARは、細胞表面受容体に特異的に結合するリガンドを含み得る。細胞外認識ドメイン(細胞外ドメイン又は単に細胞外認識ドメインが含有する認識要素とも呼ばれる)は、標的細胞の細胞表面上に存在する分子に特異的に結合する認識要素を含む。膜貫通領域は、膜内にCARを固定する。細胞内シグナル伝達ドメインは、ヒトCD3複合体のゼータ鎖由来のシグナル伝達ドメインを含み、任意選択で、1つ又は複数の共刺激シグナル伝達ドメインを含む。CARは、MHCの制限とは無関係に、抗原に結合することも、T細胞活性化を伝達することもできる。従って、CARは、そのHLA遺伝子型に無関係に、抗原陽性腫瘍を有する患者の集団を治療することができる「普遍的な」免疫受容体である。腫瘍特異的CARを発現するTリンパ球を使用した養子免疫療法は、癌の治療のための強力な治療戦略となり得る。
場合によっては、本明細書において記載されるCARはベクターを使用して作製することができ、CARオープンリーディングフレームの後に、T2Aリボソームスキップ配列及びトランケート型CD19(CD19t)が続き、細胞質シグナル伝達テールを欠いている(アミノ酸323でトランケートされている)。この構成では、CD19tの同時発現が、遺伝子改変細胞の正確な測定を可能にし、さらに、遺伝子改変細胞のポジティブ選択を可能にする不活性で非免疫原性の表面マーカーを提供するだけでなく、効率的な細胞トラッキング及び/又は養子移植に続くin vivoでの治療用T細胞のイメージングも提供する。CD19tの同時発現は、治療用細胞を選択的に除去し、その結果、自殺スイッチとして機能する免疫毒素試薬及び/又は臨床的に利用可能な抗体を使用した、in vivoでの形質導入された細胞の免疫学的標的化のためのマーカーを提供する。
本明細書において記載されるCARは、当技術分野において既知のいかなる手段によっても作製することができるが、好ましくは、組換えDNA技術を使用して作製される。キメラ受容体のいくつかの領域をコードする核酸は、簡便な当技術分野において既知の標準的な分子クローニングの技術(ゲノムライブラリースクリーニング、PCR、プライマー支援によるライゲーション、部位特異的変異誘発等)によって完全なコード配列に調製及び構築することができる。結果として生じるコード領域は、好ましくは、発現ベクター内に挿入され、適した発現宿主細胞株、好ましくはTリンパ球細胞株、最も好ましくは自己Tリンパ球細胞株を形質転換するために使用される。
選択されていないPBMC若しくは濃縮されたCD3のT細胞、又は、濃縮されたCD3若しくはメモリーT細胞のサブセット又はTCM若しくはTCM/SCM/Nを含む、患者から単離された種々のT細胞サブセットは、CAR発現のためのベクターを用いて形質導入することができる。セントラルメモリーT細胞は、1つの有用なT細胞のサブセットである。セントラルメモリーT細胞は、例えば、所望の受容体を発現する細胞を免疫磁気的に選択するCliniMACS(登録商標)装置を使用して、CD45RO+/CD62L+細胞を濃縮することによって末梢血単核球(PBMC)から単離することができる。セントラルメモリーT細胞のために濃縮された細胞は、抗CD3/CD28を用いて活性化させ、例えばSINレンチウイルスベクターを用いて形質導入することができ、in vivoでの検出に対してもあり得るex vivoでの選択に対しても非免疫原性の表面マーカーであるトランケート型ヒトCD19(CD19t)並びにCARの発現を導く。活性化/遺伝子改変されたセントラルメモリーT細胞は、IL−2/IL−15でin vitroで増やすことができ、次に、凍結保存することができる。
2つのHER2−CARの構造
本明細書において記載されるHER2 scFvを含む1つのCARは、Her2scFv−IgG4(L235E、N297Q)−CD28tm−CD28gg−Zeta−T2A−CD19tと呼ばれる。このCARは:HER2を標的とするscFv;Fe受容体(FcRs)による結合を減らす様式でCH2領域内の2つの部位(L235E;N297Q)にて突然変異されたIgG4 Fe領域;CD28膜貫通ドメイン、CD28共刺激ドメイン及びCD3ξ活性化ドメインを含む様々な重要な特徴を含む。図1は、このCARのアミノ酸配列を示しており、CAR発現をモニターするために使用されるトランケート型CDI9配列の配列、及び、トランケート型CDI9配列の融合なしでCARが作製されるのを可能にするT2Aリボソームスキップ配列を含む。図2において示されているように、未成熟CARは:GMCSFRシグナルペプチド、HER2 scFv、スペーサーとして作用するIgG4、CD8膜貫通ドメイン、LLからGGへの配列変化を含む4−IBB共刺激ドメイン、Gly3つの配列、CD3ゼータ刺激ドメインを含む。転写物も、CARタンパク質配列の一部ではないT2Aリボソーム配列及びトランケート型CDI9配列をコードする。成熟CARは、未成熟CARと同一であるが、GMCSFシグナルペプチドを欠いている。
HER2特異的CAR T細胞の発現に使用されるepHIV7の構築及び構造
epHIV7ベクターは、HER2特異的CARの発現に使用することができるベクターであり、pHIV7ベクターから作製した。重要なことに、このベクターは、ヒトEFIプロモーターを使用してCARの発現を駆動する。ベクターの5´配列も3´配列も、HXBc2プロウイルスから以前に得たpv653RSNから得た。ポリプリン区域DNAフラップ配列(cPPT)を、NIH AIDS Reagent Repository由来のHIV−I株pNL4−3から得た。ウッドチャック転写後制御要素(WPRE)配列は以前に記載されている。
pHIV7の構築を以下のように行った。手短に言えば、介在性SL3−ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子(Neo)を有するgag−pol+5´及び3´の末端反復配列(LTRs)由来の653bpを含有するpv653RSNを、以下のようにpBluescriptにサブクローニングした。ステップ1では、5´LTRからRev応答配列(RRE)の配列が、p5´HIV−I 5Iを作製し、次に、5´LTRを、TATAボックスの上流の配列を除去することによって改変し、第一にCMVエンハンサーに連結させ、次に、複製のSV40開始点に連結させた(p5´HIV−2)。ステップ2では、3´LTRをpBluescriptにクローニングしてp3´HIV−1を作製した後、3´LTRエンハンサー/プロモーターにおける400bpの欠失を行って、HIV U3におけるシス制御要素を除去し、p3´HIV−2を形成した。ステップ3では、p5´HIV−3及びp3´HIV−2から単離したフラグメントを連結させて、pHIV−3を作製した。ステップ4では、p3´HIV−3を生成するために余分な上流のHIV配列を除去することによりp3´HIV−2をさらに改変し、WPREを含有する600bp BamHI−SalIフラグメントをp3´HIV−3に添加して、p3´HIV−4を作製した。ステップ5では、pHIV−3 RREのサイズをPCRによって減らし、pHIV−3由来の5´フラグメント(図示せず)及びp3´HIV−4に連結させて、pHIV−6を作製した。ステップ6では、HIV−I pNL4−3(55)由来のcPPT DNAフラップ配列を含有する190bp BglII−BamHIフラグメントをpNL4−3から増幅させ、pHIV6におけるRRE配列とWPRE配列の間に配置してpHIV−7を作製した。この親プラスミドpHIV7−GFP(GFP、緑色蛍光タンパク質)を使用して、4−プラスミド系を使用して親ベクターをパッケージングした。
パッケージングシグナルpsi(ψ)は、ベクター内へのウイルスゲノムの効率的なパッケージングに要求される。RRE及びWPREは、RNA転写物の運搬及び導入遺伝子の発現を増強する。フラップ配列は、WPREと組み合わせて、哺乳動物細胞におけるレンチウイルスベクターの形質導入の効率を高めると実証されてきた。
ウイルスベクターの作製に要求されるヘルパー機能は、3つの別々のプラスミドに分けられ、組換えを介した複製可能なレンチウイルスの生成の可能性を減少させる:l)pCgpは、ウイルスベクター構築に要求されるgag/polタンパク質をコードする;2)pCMV−Rev2は、効率的なパッケージングのためにウイルスゲノムの運搬に寄与するRRE配列に作用するRevタンパク質をコードする;及び、3)pCMV−Gは、ウイルスベクターの感染力に要求される水疱性口内炎ウイルス(VSV)の糖タンパク質をコードする。
pHIV7にコードされたベクターゲノムとヘルパープラスミドとの間に最小のDNA配列相同性が存在する。相同性の領域には約600ヌクレオチドのパッケージングシグナル領域が含まれ、pCgpヘルパープラスミドのgag/pol配列内;3種全てのヘルパープラスミドのCMVプロモーター配列内;及び、ヘルパープラスミドpCgpのRRE配列内;に位置する。これらの領域における相同性のために複製可能な組換えウイルスを生成することができる見込みは、多数の組換え事象を要求するため、極めて低い。加えて、いかなる結果として生じる組換え体も、レンチウイルス複製に要求されるtat配列及び機能的LTRを欠いているであろう。
CMVプロモーターをEFlα−HTLVプロモーター(EFIp)に置き換え、新しいプラスミドをepHIV7と命名した。EFlpは563bpを有し、CMVプロモーターを切除した後、NruI及びNheIを使用してepHIV7内に導入した。
野生型ウイルスの病原性に必要であり、且つ、標的細胞の増殖性感染に要求されるgag/pol及びrevを除くレンチウイルスゲノムは、この系から除かれてきた。加えて、ベクター構築物は、インタクトな3´LTRプロモーターを含有しないため、結果として生じる標的とされた細胞における発現され且つ逆転写されたDNAプロウイルスゲノムは、不活性LTRを有することになる。この設計の結果として、HIV−I由来配列はプロウイルスから転写されることはなく、治療配列のみがそれぞれのプロモーターから発現されることになる。SINベクターにおけるLTRプロモーター活性の除去は、宿主遺伝子の意図していない活性化の可能性を有意に減らすと予想される。
患者T細胞の形質導入のためのベクターの作製
患者T細胞の形質導入のためのベクターは、以下のように調製することができる。CAR、及び、任意選択でトランケート型CD19;2)pCgp;3)pCMV−G;及び4)pCMV−Rev2等のマーカーを発現する各プラスミドに対して、種子バンクが生成され、種子バンクは、発酵槽を播種して十分な量のプラスミドDNAを生じるために使用される。プラスミドDNAは、レンチウイルスベクターの作製におけるその使用に先立ち、同一性、無菌性及びエンドトキシンについて試験される。
手短に言えば、細胞は、無菌性及びウイルス汚染の欠如を確認するために試験された293Tワーキングセル(WCB)から増やされる。293T WCB由来の293T細胞のバイアルが解凍させられる。十分な数の細胞が存在して、ベクター作製及び細胞トレイン維持のために適切な数の10層のセルファクトリー(CFs)を蒔くまで、細胞は成長させられ、増やされる。単一の細胞トレインを、作製のために使用することができる。
レンチウイルスベクターは、10CFまでのサブバッチで作製される。2つのサブバッチを同じ週に作製することができ、1週あたり約20Lのレンチウイルス上清を作製することができる。全てのサブバッチから作製された材料は、製品のロットを作製するために、下流の処理段階の間にプールされる。293T細胞は、293T培地(10%FBSを有するDMEM)内のCF中に蒔かれる。ファクトリーは、37℃のインキュベーター内に置かれ、CFの層全てに細胞を均一に分布させるため水平にされる。2日後、Tris:EDTA、2M CaCh、2X HBS及び4つのDNAプラスミドの混合物を含むCaPQ4法を使用して、細胞に上記の4つのレンチウイルスプラスミドが遺伝子導入される。遺伝子導入の3日後、分泌されたレンチウイルスベクターを含有する上清が回収、精製及び濃縮される。上清がCFから除去された後、エンド・オブ・プロダクション細胞が各CFから回収される。細胞は、各ファクトリーからトリプシン処理され、遠心分離によって回収される。細胞は、凍結培地に再懸濁され、凍結保存される。これらの細胞は、後に、複製可能なレンチウイルス(RCL)の試験に使用される。
ベクターを精製し且つ製剤化するために、未精製の上清が、膜ろ過法によって浄化されて細胞片が除去される。宿主細胞のDNA及び残存プラスミドのDNAは、エンドヌクレアーゼによる消化(Benzonase(登録商標))によって分解される。ウイルス上清は、0.45μmのフィルターを使用して細胞片が除去され浄化される。浄化された上清は、予め重さが量られた容器内に回収され、そこにBenzonase(登録商標)が添加される(最終濃度50U/mL)。残存プラスミドのDNA及び宿主ゲノムのDNAに対するエンドヌクレアーゼによる消化が、37℃で6時間行われる。エンドヌクレアーゼ処理された上清の最初のタンジェンシャルフローウルトラフィルトレーション(TFF)濃縮が、ウイルスを20倍まで濃縮しながら、未精製の上清から残存の低分子量成分を除去するために使用される。浄化されたエンドヌクレアーゼ処理されたウイルス上清は、流動速度を最大にしながら、剪断速度を4,000秒−1以下に維持するように設計された流速で500kDのNMWCOを有するホローファイバーカートリッジを循環させられる。ヌクレアーゼで処理された上清のダイアフィルトレーションが、カートリッジの性能を持続させるために濃縮プロセスの間に開始される。80%の透過置換速度(permeate replacement rate)が、ダイアフィルトレーションバッファーとしてPBS中4%ラクトースを使用して確立される。ウイルス上清は、未精製の上清の20倍の濃度を表す目標量までもたらされ、さらに、ダイアフィルトレーションは、100%の透過置換速度で、4つの追加の交換量に対して続けられる。
ウイルス産物のさらなる濃縮が、高速遠心分離技術を使用することによって達成される。レンチウイルスの各サブバッチは、6℃で16〜20時間、6000RPM(6,088RCF)でSorvall RC−26plus遠心機を使用してペレット状にされる。次に、各サブバッチからのウイルスペレットは、PBS中4%ラクトースを有する50mLの量で再構成される。このバッファー中の再構成されたペレットは、ウイルス調製に対する最終製剤を表す。ベクター濃縮プロセス全体によって、約200分の1まで体積が減少する。サブバッチ全ての完了に続いて、材料が−80℃に置かれ、各サブバッチからの試料は、無菌性について試験される。試料の無菌性の確認に続いて、サブバッチは、頻繁に攪拌されながら37℃で急速に解凍される。次に、この材料はプールされ、クラスIIタイプA/B3バイオセイフティーキャビネットに手動で分注される。無菌のUSPクラス6、雄ネジが切られた0リングクライオバイアルにおいて1mLの濃縮されたレンチウイルスの充填構成が使用される。
レンチウイルスベクター調製物の純度を保証するために、残存宿主のDNA混入物及び残存宿主及びプラスミドのDNAの導入が試験される。いくつかある試験の中で特に、正しいベクターが存在していることを確実にするために、ベクター同一性がRT−PCRによって評価される。
ACTにおける使用に適したT細胞の調製
CMがCARを発現するために使用されることになる場合、適した患者細胞を以下のように調製することができる。第一に、Tリンパ球が、白血球フェレーシスによって患者から得られ、さらに、適切な同種又は自己T細胞のサブセット、例えばセントラルメモリーT細胞(TCM)が、CARを発現するように遺伝子改変され、次に、抗癌療法を達成するために、任意の臨床的に許容可能な手段によって患者に投与され戻される。
適したTcMは以下のように生成することができる。同意した研究参加者から得られたアフェレーシス生成物が、フィコール処理され(ficolled)、洗浄され、一晩インキュベートされる。次に、GMPグレードの抗CD14、抗CD25及び抗CD45RA試薬(Miltenyi Biotec)及びCliniMACS(商標)分離装置を使用して、細胞から単球、調節性T細胞及びナイーブT細胞の集団が枯渇される。枯渇に続いて、CliniMACS(商標)分離装置上でDREG56−ビオチン(COH臨床グレード)及び抗ビオチンマイクロビーズ(Miltenyi Biotec)を使用して、陰性画分細胞(negative fraction cells)が、CD62L+TCM細胞に対して濃縮される。
濃縮に続いて、TCM細胞は、完全なX−Vivo15+50IU/mLのIL−2及び0.5ng/mLのIL−15中に配合され、Teflon細胞培養バッグに移され、そこで細胞は、Dynal ClinEx(商標)Vivo CD3/CD28ビーズで刺激される。刺激の5日後までに、細胞は、1.0から0.3の感染多重度(MOI)で所望のCARを発現するレンチウイルスベクターで形質導入される。培養は、細胞増殖に要求される完全なX−Vivo15及びIL−2及びIL−15サイトカインが添加されながら(3x10から2x10生細胞/mLの細胞密度、及び、培養の毎週月曜日、水曜日及び金曜日のサイトカイン補給を保ち)、42日間まで維持される。細胞は、典型的には、21日以内にこれらの条件下で約10の細胞まで増やされる。培養期間の終わりに、細胞は収集され、2回洗浄され、臨床グレードの凍結保存培地(Cryostore CS5、BioLife Solutions)中に配合される。
T細胞注入の日(一日又は複数日)に、凍結保存され放出された生成物が解凍され、洗浄され、再注入のために製剤化される。放出される細胞生成物を含有する凍結保存されたバイアルは、液体窒素貯蔵から取り出され、解凍され、冷却され、PBS/2%ヒト血清アルブミン(HSA)洗浄緩衝液で洗浄される。遠心分離後、上清が除去され、細胞は、防腐剤無添加生理食塩水(PFNS)/2%HSA輸液希釈剤に再懸濁される。試料が、品質管理試験のために取り除かれる。
HER2を標的とするCARの発現
図3Aは、図1及び図2において描かれている2つのHER2特異的CAR構築物の概略図である。HER2(EQ)28ξにおいて、scFvは、CD28膜貫通ドメイン、細胞内CD28共刺激ドメイン及び細胞溶解性CD3ξドメインを含有する改変IgG4Fcリンカー(二重変異体、L235E;N297Q)によって膜に繋ぎ止められる。T2Aスキップ配列は、細胞トラッキングのために利用されるトランケート型CD19(CD19t)タンパク質からCARを分離する。HER2(EQ)BBξは、共刺激ドメインがCD28ではなく4−1BBであること、及び、膜貫通ドメインがCD28膜貫通ドメインではなくCD8膜貫通ドメインであることを除いて類似している。ヒトセントラルメモリー(TCM)細胞を、HER2(EQ)28ξ又はHER2(EQ)BBξのいずれかを発現するレンチウイルスベクターで遺伝子導入した。図3Bは、ヒトTCM表面表現型の代表的なFACSデータを描いている。図3Cは、HER2(EQ)28ξ又はHER2(EQ)BBξのいずれかを発現するレンチウイルスベクターで遺伝子導入されたTCMにおけるCD19及びタンパク質Lの発現に対するアッセイの結果を描いている。これらの結果からわかるように、CD19の発現によって評価された導入効率は、両方のCARに対して類似していた。しかし、タンパク質Lの発現は、HER2(EQ)28ξよりもHER2(EQ)BBξにおいて低く、HER2(EQ)BBξCARは、HER2(EQ)BBξよりも安定性が低いことを示唆している。細胞増殖の分析(図3D)が、いずれのCARもT細胞増殖に干渉しないことを示している。
種々の乳癌細胞株に対するHER2−CAR T細胞のin vitroでの特徴づけ
HER2陰性細胞株(LCLリンパ腫、MDA−MB−468、U87グリオーマ)、低HER2発現細胞株(MDA−MB−361、231BR)及び高HER2発現細胞株(SKBR3、BT474、BBM1)を含む様々な乳癌細胞株を使用して、HER2(EQ)28及びHER2(EQ)BBξを特徴づけた。図4Aは、これらの細胞株のそれぞれのHER2発現レベルを描いている。フローサイトメトリー(CAR+T細胞にゲートのある)を使用して、MDA−MB−361腫瘍細胞との(低HER2発現)、又は、BBM1腫瘍細胞(高いHER2発現)との5時間の共培養に続くMock(形質導入されていない)、HER2(EQ)28ξ又はHER2(EQ)BBξ CAR T細胞におけるCD107a脱顆粒及びIFNyの産生を特徴づけた。この分析の結果が、図4Bにおいて示されている。類似の研究を、他の乳癌細胞株を用いて行い、その結果が図4Cにおいて要約されている。組換えHER2タンパク質又は腫瘍標的を用いた24時間の培養に続くHER2−CAR T細胞によるIFNγの生成を、ELISAによって測定し、この分析の結果が図4Dにおいて示されている。
In vitroでの抗腫瘍活性
フローサイトメトリーを使用して、Mock(形質導入されていない)、HER2(EQ)28ξ又はHER2(EQ)BBξ CAR T細胞の腫瘍標的との72時間の共培養に続く腫瘍細胞死滅を評価した。この分析の結果は、図5Aに示されている。HER2陰性MDA−MB−468又はHER2陽性BBM1細胞との72時間の共培養後の全CAR T細胞におけるPD−1及びLAG−3誘導を測定し、この分析の結果は、図5Bに示されている。HER2陰性(LCLリンパ腫、MDA−MB−468、U87グリオーマ)、低HER2発現(MDA−MB−361、231BR)又は高HER2発現(SKBR3、BT474、BBM1)である腫瘍標的との72時間の共培養に続くCD8+CAR T細胞におけるPD−1誘導を測定し、この分析の結果は、図5Cに示されている。これらの研究は、HER2(EQ)BBξが、HER2(EQ)28ξよりも低いPD−1誘導を引き起こすことを示唆している。0.25:1から2:1に及ぶエフェクター:腫瘍(E:T)比を有する腫瘍細胞死滅を、HER2(EQ)28ξCAR T細胞又はHER2(EQ)BBξCAR T細胞両方に対して測定した。この分析の結果は、図5Dに示されており、HER2(EQ)28ξもHER2(EQ)BBξも、in vitroで腫瘍細胞死滅において効果的であるということが示されている。MDA−MB−468又はBBMI細胞との72時間の共培養に続くHER2−CAR T細胞のCFSE増殖を、フローサイトメトリーによって測定した。この分析の結果は、図5Eに示されており、HER2(EQ)BBξCAR T細胞はHER2(EQ)28ξCAR T細胞よりも増殖するということが示されている。
In vivoでの抗腫瘍活性
腫瘍内に送達されたHER2 CAR T細胞の活性を、患者由来の乳房から脳への転移モデルにおいて評価した。図6A〜6Cは、腫瘍のH&E染色である。マウスを、Mock(形質導入されていない)又はHER2(EQ)BBξCAR T細胞で腫瘍内への直接の注入により処置した。図6D〜6Fは、腫瘍の光学イメージングの結果を描いており、図6G〜6Iは、腫瘍注入後3日、8日又は14日に局所的に処置したマウスに対するカプラン・マイヤー生存曲線である。これらの研究は、HER2(EQ)BBξCAR T細胞が、腫瘍に直接注入された場合に、in vivoで強力な抗腫瘍効力を有することを示している。
乳房から脳への転移のヒト異種移植モデルにおける抗腫瘍効力を評価するために、BBM1細胞(0.2M)又はBT474(0.15M)をNSGマウスにおいて頭蓋内に注入した。腫瘍注射後8日に、HER2(EQ)28ξ又はHER2(EQ)BBξ又はMock(形質導入されていない)のT細胞(IM)を、腫瘍内に注入した。BBMI(図7A)及びBT474(図7B)の腫瘍を、ルシフェラーゼに基づく光学イメージングによってモニターした。カプラン・マイヤー曲線が、図7C及び図7Dに示されている。
乳癌から脳への転移のヒト患者由来の同所性異種移植モデルも使用して、HER2(EQ)28ξ及びHER2(EQ)BBξのCAR T細胞を評価した。図8Aは、BBM 1細胞(0.2M)の定位的注入による腫瘍注入の領域、及び、脳心室内T細胞送達を例示している。腫瘍の染色が、図8Bにおいて描かれている。腫瘍注入後14日に、HER2(EQ)28ξ、HER2(EQ)BBξ又はMock(形質導入されていない)のT細胞(0.5M)を、腫瘍内注入した。腫瘍成長を、ルシフェラーゼに基づく光学イメージングによってモニターした。図8Cは、各処置群に対する流束の平均(flux averages)を示し、図8Dは、各処置群に対するカプラン・マイヤー生存曲線を示している。
HER2を標的としたさらなるCAR
図9〜14は、異なるリンカーを有する種々のCARのアミノ酸配列を描いている。具体的には、CARは、HER2を標的とするscFvと膜貫通ドメインとの間の部分の配列及び長さが異なる。膜貫通ドメインは、CD8、CD28又はCD28ggである。共刺激ドメインは、4−1BB又はCD28である。全てがCD3ζ刺激ドメインを有する。いずれの場合にも、T2Aスキップ配列が、細胞トラッキングのために利用されるトランケート型CD19(CD19t)タンパク質からCARを分離する。
図15Aは、HER2 scFvとCD8膜貫通ドメインとの間の部分の配列及び長さを除いて同一である種々のHER2 CARを概略的に描いている。全てが、4−1BB共刺激ドメインとそれに続くCD3ζ刺激ドメインを含む。図15Bは、示されたCARを発現するレンチウイルスベクターで遺伝子導入されたTCMにおけるCD19及びタンパク質Lの発現に対するアッセイの結果を描いている。これらの結果からわかるように、CD19の発現によって評価した導入効率は、両方のCARに対して類似していた。しかし、タンパク質Lの発現は、HER2(EQ)28ζよりもHER2(EQ)BBζにおいて低く、HER2(EQ)BBζCARは、HER2(EQ)BBζよりも安定性が低いことを示唆している。細胞増殖の分析(図15C)が、CARのいずれもT細胞増殖に干渉しないことを示している。図16〜18は、さらなる研究の結果を示しており、非常に短いスペーサーを有するCAR(図14)高レベルのHER2を発現するCARに対して比較的選択的であることを示している。そのようなCARは、癌性細胞よりも低いレベルのHER2を発現する細胞を残すことが望ましいHER2発現癌の治療において有用であり得る。

Claims (14)

  1. キメラ抗原受容体をコードする核酸分子であって、前記キメラ抗原受容体は、配列番号26及び27から選択されるアミノ酸配列又はその1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体を含む、核酸分子。
  2. 配列番号26及び27から選択されるアミノ酸配列又は1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体を含むポリペプチドを発現する、請求項1に記載の核酸分子。
  3. 前記キメラ抗原受容体は、配列番号26及び27から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の核酸分子。
  4. 前記1〜5のアミノ酸修飾は、1又は2のアミノ酸修飾である、請求項1に記載の核酸分子。
  5. 前記1〜5のアミノ酸修飾は、1〜5のアミノ酸置換である、請求項1に記載の核酸分子。
  6. キメラ抗原受容体をコードする発現カセットを含むベクターによって形質導入されたヒトT細胞の集団であって、前記キメラ抗原受容体は、配列番号26及び27から選択されるアミノ酸配列又は1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体を含む、ヒトT細胞の集団。
  7. 前記T細胞は、セントラルメモリーT細胞の集団で構成される、請求項に記載のヒトT細胞の集団。
  8. 患者におけるHER2発現脳がんの治療方法で用いられる、キメラ抗原受容体をコードする発現カセットを含むベクターによって形質導入された自己ヒトT細胞又は同種ヒトT細胞の集団であって前記自己ヒトT細胞又は同種ヒトT細胞の集団は、前記患者に投与されかつ、前記キメラ抗原受容体は、配列番号26及び27から選択されるアミノ酸配列又は1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体を含む、自己ヒトT細胞又は同種ヒトT細胞の集団
  9. 前記ヒトT細胞の集団は、CD62L+メモリーT細胞を含む、請求項に記載の自己ヒトT細胞又は同種ヒトT細胞の集団
  10. 前記がんは、乳房から脳への転移である、請求項に記載の自己ヒトT細胞又は同種ヒトT細胞の集団
  11. 前記形質導入されたヒトT細胞は、前記患者からT細胞を取得するステップ、セントラルメモリーT細胞を単離するために前記T細胞を処理するステップ、及び、キメラ抗原受容体をコードする発現カセットを含むウイルスベクターを用いて前記セントラルメモリー細胞の少なくとも一部に形質導入を行うステップを含む方法によって調製され、キメラ抗原受容体は、配列番号26及び27から選択されるアミノ酸配列又は1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体を含む、請求項に記載の自己ヒトT細胞又は同種ヒトT細胞の集団
  12. 前記T細胞は、腫瘍内又は脳室内に投与される、請求項に記載の自己ヒトT細胞又は同種ヒトT細胞の集団
  13. 配列番号26及び27から選択されるアミノ酸配列と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸分子。
  14. 配列番号26及び27から選択されるアミノ酸配列又は1〜5のアミノ酸修飾を有するその変異体と同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドを発現するT細胞。
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