JPH05505596A - 尿中腫瘍関連抗原、抗原性サブユニットの使用および検出方法 - Google Patents

尿中腫瘍関連抗原、抗原性サブユニットの使用および検出方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 サブユニットの および 法 本発明は、NIHgrant Nos、CA 29605、CA 12582お よびCA 30019によって一部分援助された。米国政府はある権利を有し得 る。
発朋コどえ景 本発明は一般に腫瘍関連抗原に関し、特に、腫瘍患者の尿に見いだされる抗原に 関するこれらの抗原は、免疫学的診断、免疫学的予後、およびヒト腫瘍の治療法 に用いられ得る。
インビボでの新生物への転換後、細胞が生化学的および形態学的に変化すること が、動物モデルで充分実証されている。
適切な量のそのような転換した新生物細胞は、次いで、充分な数の生存している 新生物(腫瘍)細胞に接種されると、同系動物の腫瘍の発達に対して防御免疫を 誘導し得る。防御免疫は、腫瘍特異的移植抗原と呼ばれる、ある新しい成分の出 現によるものであると決定された。ヒトの悪性腫瘍細胞による同様の成分(いわ ゆる腫瘍関連抗原)の発現は、自己のおよび同種異系のヒト血清を用いる血清学 的分析によって、抗体の源として同定されている。ヒト腫瘍細胞で免疫した動物 からの血清、およびヒト腫瘍に対して生じたネズミのモノクローナル抗体の使用 は、さらなる腫瘍関連抗原の定義を提供した。しかし、異種のポリクローナル抗 体あるいはネズミのモノクローナル抗体が定義したヒト腫瘍細胞上の抗原は、必 スシモヒトにおいて免疫原性を示さない。異種のポリクローナル抗体およびネズ ミのモノクローナル抗体によって定義されたほとんどすべての抗原の物理化学的 性質は細部にわたって解明されているが、このような情報は、自己抗体および同 種異系抗体によって定義される腫瘍関連抗原については、ごくわずかしか入手で きない。このような不足の理由は、引続き均質に精製するために充分な量の抗原 の可溶化が困難であること、ならびに自己抗体および同種異系抗体のポリクロー ナルな性質にある。宿主において免疫原性である充分特徴付けられた腫瘍関連抗 原が入手できない限り、免疫学的診断、免疫学的予後、およびヒト腫瘍の治療へ の適用に関してこれらの抗原の重要性は充分には理解されない。
自己抗体および同種異系抗体によって定義されてきたヒトの新生物の腫瘍関連抗 原は、その分布に関して多様である。
あるものは、特有の腫瘍細胞株あるいは腫瘍によってのみ発現される;あるもの は、腫瘍が発生する器官および胎児組織を含有する組織学的に異なる腫瘍によっ て共有される。膿瘍細胞株は一般に個々の腫瘍のすべてからは確立されず、そし て別の患者には適用し得ないため、特有の腫瘍によってのみ発現される抗原は免 疫学的診断および治療に対して重要性が乏しい。他方、組織型の等しい異なる腫 瘍あるいは組織学的に異なる腫瘍によって共有される腫瘍抗原は、異なる腫瘍型 を有する異なる患者の免疫診断、免疫予後および治療に適用し得る。
ヒトの増殖する新生物に対する免疫が、腫瘍細胞を有する抗原による能動免疫に よって増強し得ることを示唆する、充分に実証された例がある。このような能動 的で特異的な免疫療法の目的は、増殖する新生物によって自然に誘導されるレベ ル以上に抗腫瘍免疫のレベルを増強させようとする試みに向けられる。増殖する 新生物は、含有する腫瘍関連抗原に対する宿主の最大免疫応答を誘導しないと考 えられている。ヒトの腫瘍関連抗原の単離および精製における進歩が遅かったた めに、多くの免疫療法の試みは腸瘍細胞全体から調製したワクチンを用いてきた 。生きた自己腫瘍細胞は接種部位でのIn瘍の増殖をもたらし得ることから、ヒ トではこのようなワクチンは使用されなかった。しかし、共有される通常の腫瘍 関連抗原を高レベルで発現する腫瘍細胞は、異なる患者を免疫するのに用い得る ( Morton、 D、 L、ら、In Terry、 W、D、、 R。
senberg、 S、A、 (!&i) :1mmunotherapy o f Illuman Cancer、 NewYork、 Elsevier  North 1(alland、 pp 245−249 (1982): L ivingston P、O,ら、Int、 J、 cancer 31:56 7 (1983)) o このような同種異系のワクチンを用いる利点は二点あ る+(1)同種異系のワクチンを投与された腫瘍細胞上の異種HLA移植抗原に 対して誘導された免疫応答は拒絶を引き起こす; (2)この免疫処置によって 、ヒト白血球抗原()ILA)がヘルパー機能として役立ち得る、共有される通 常の交叉反応性腫瘍関連抗原に対して、強い免疫応答が誘導されるはずである。
ヒトの免疫療法での大部分の試みは、不活性化された腫瘍細胞、粗抽出物、ある いは単離された膜からの調製物から構成されるワクチンを用いてきた。このよう な調製物は進行性の腫瘍の増殖を除去するのに効果的であり得るが、単離−精製 過程を体系的にたどるための免疫学的試薬および高感度な技術が入手できない限 り、ワクチンの調製中に腫瘍関連抗原を不活性化させるという大きな危険が常に 存在する。
能動的で特異的な免疫療法に最も応答しそうな腫瘍患者は、疾病の初期の患者で あり、そして他の物理療法を用いた治療後、残存する腫瘍の負荷が最小限の患者 である(Morton D、L、、 Se*1nars in Oncolog y 13:180 (1986))。
凍結乾燥されて再構成された腫瘍患者の尿サンプルおよび抗体の源としての自己 血清を補体結合アッセイにおいて用いることによって、免疫学的反応性が観察さ れた。この反応性は腫瘍細胞によるこの血清の吸収によって消失したが、ヒトの 正常細胞によっては消失しなかった。これらの観察結果は、免疫学的に類似した 抗原が尿サンプルおよび腫瘍細胞中に存在することを示した。さらに、継続的に 調査された腫瘍患者の尿サンプルにおいて観察された反応性は、腫瘍の外科的切 除後消失したが、腫瘍の再発前に再び現れた(Gupta、 R,に、ら、J、  Surg、 0nco1.、11:65 (1979)) oおそらく凍結乾 燥の過程で生じた人工産物のために、多くの試験サンプルの抗補体活性が高かっ たため、試験用に尿サンプルを調製するための異なる方法が開発された。この研 究では、より多数の腫瘍患者および対照の正常人から24時間尿サンプルを得た 。尿サンプルを遠心分離および限外濾過によって100倍に濃縮し、そして抗体 の源として自己血清を用いた補体結合によって試験した。
腫瘍患者は92%(55150)が尿中抗原に対して陽性であったのに対して、 対照の正常人はわずか7%(2/27.)が陽性であった。
膿瘍患者からの尿に反応する血清の抗体活性は、腫瘍組織のバイオプンーによる 吸収によって除去されたが、正常な皮膚あるいは筋肉では除去されなかった。こ のことは、腫瘍患者の尿中に検出された抗原が腫瘍と関連することを示唆して0 る (Rate、N、S ら、J、Surg、Res、29+18 (1980 ))。
その後の研究では、尿中の抗原に対して高力価を有する同種異系の血清が抗体の 源として用いられた。補体結合にお0てこの抗体の源を用いることによって、腫 瘍患者の94.7%および対照の正常人の35.1%の尿サンプルが陽性である ことが明らかになった。ここでも、(尿の源に対して自己の)腫瘍細胞による同 種異系の血清の吸収は抗体活性を除去した。しかし、ヒト正常リンパ球、皮膚お よび筋肉細胞には吸収剤としての効果がなかった。さらに、尿への抗原の排出は 患者の腫瘍の存在に依存しているようであった。なぜならば、治療手術による膿 瘍の除去によって、抗原と推定されたものの排出が止まったからである。患者に 腫瘍が見られなt)間は、尿(よ陰性のままであった( Rate、 N、 S 、ら、Int、 J、 Cancer 26:203 (1980))。しかし 、正常尿の35%に抗原が存在することにより、交叉反応性の抗原系が示された ため、この試験は実用化できなかった。
濃縮した尿をゲル濾過クロマトグラフィーによって、抗原活性が溶出プロフィー ルの第一ピークに存在することが明らかになった。しかし、この操作を6M尿素 の存在下で行うと、抗原活性はいろいろな分子の大きさを表す3個の異なるピー ク中に見いだされたが、第一ピーク中に大部分の活性が見られた。しかし、抗体 の源として用いられた同種異系血清のポリクローナルな性質のために、異なるピ ーク中の抗原活性力9表しているものが同じエピトープを有する大きな抗原性複 合体の解離産物であるのか、あるいは異なるエピトープであるのかを決定するこ とは不可能であった。凍結乾燥されて再構成された尿を用いたとき、同様の結果 が得られた(Rate、 N。
S、ら、fLIllli)。従って、自己抗体および同種異系抗体(こよって認 識されたam患者の尿中の抗原は、実際は巨大分子複合体であり、そして抗体の ポリクローナルな性質のため↓こ、特定のエピトープの性質は決定し得なかった 。しかし、大1部分の証拠から、抗原性の巨大分子複合体の腫瘍患者の尿への排 出は腫瘍宿主中の腫瘍の存在に依存することが示唆された。
手術前に化学療法および放射線療法を受けた腸瘍患者の尿中膿瘍関連抗原の連続 的な測定が、補体結合によって行われた。
治療の結果としての尿への抗原の排出レベルが治療前のサンプルと比較され、そ の変化と、インサイチュでの腫瘍細胞の破壊の臨床病理的な証拠との相関が調べ られた。この方法で調査された53人のS癌患者のうち、44人には手術前の治 療菟こよって誘導された腫瘍破壊の臨床病理的な証拠力f見られ、そして44人 の患者すべてについて治療期間中、尿中の抗原のレベルが4倍あるいはそれ以上 増加した。その他の9人の患者には腫瘍破壊の証拠は見られず、そしてこれらの 患者の抗原力価は未変化のままであった。これらの結果がら、尿中腫瘍関連抗原 の排出は、観察しにくい腫瘍に対する殺腫瘍療法のインビボでの効果を評価する のに用い得ることが示唆された(Huth、 J、F、ら、Cancer Tr eat、 Rap、 65:1037 (1981)) o同様の結果が、高熱 および化学療法を受けた結腸膿瘍の患者において得られた。ここでも、見かけ上 健康な個人の尿における抗原活性の発生率は高く、すなわち10%(2/20) であった(Fink、S、J、ら、J、Surg、0nco!、21:81 ( 1982))。
補体結合アッセイにおいて同種異系血清が抗体の源として用いられたので、尿サ ンプルとの免疫反応の一部は組織適合性抗原によるという可能性があった。従っ て、血清からできるだけ多(の抗−1(LA抗体を除去するために、血清がプー ルしたリンパ球で吸収された。これは、しばしば血清に抗補体活性を付与した。
この問題は、抗補体活性レベル以上に希釈された血清を用いることによって解消 された。しかし、このために結果としてアッセイの感度が低下した。さらに、試 験(尿)サンプルのいくつかはそれ自体が抗補体活性を示し、補体結合による尿 中の抗原の検出には不適当であった。これらの問題に取り組むために、競合的阻 害酵素免疫アッセイが開発された。このアッセイでは、既知量の自己抗体と腫瘍 関連抗原との間の反応性の同種異系床(試験)サンプルにょる競合的な阻害が、 試験サンプルが免疫学的に類似する抗原を含有する場合にのみ生じた。このアッ セイの結果は補体結合の結果と非常によく相関しているし、試験床サンプル中に 存在するHLAによる抗補体活性および反応性の問題を扱う必要がない。しかし 、この試験は正常人の尿との反応性を示すめに、特異性に欠けていた(Huth 、 J、F、ら、Cancer 47:2856 (1981))。
ゲル濾過クロマトグラフィーによる尿中腫瘍関連抗原の分析によって、自己抗体 および同種異系抗体によってm!された抗原性複合体は300 kDより大きな 分子量を有することが一貫して示された。この抗原性物質は、単純拡散によって 腎臓の糸球体の基底膜を通過するには明かに大きすぎた。腫瘍患者におけるネフ ローゼ症候群の発生に関する文献がいくつか報告されている。これらの患者の腎 臓のバイオプシーによって、しばしば糸球体基底膜中の免疫複合体の沈着が証明 された(Laughridge、 L、W、およびLevis、 M、G、、  Lancet 1:256 (1971): Couser、W、G、ら、A1 . J、Med、57:962 (1974)) 、従って、インビボの腫瘍細 胞によって放出されて循環する抗原は、特異的な抗体と反応して、循環する免疫 複合体を形成するだろうと論理的に仮定された。これらの免疫複合体は糸球体の 基底膜中に沈着し、膜の損傷を引き起こし得て、そのことが高分子量の抗原性複 合体を尿へと通過させる。腫瘍患者の循環中の抗原非特異的免疫複合体と尿中抗 原の排出との間には相関関係が観察された。尿中抗原について陽性であった36 人の腫瘍患者のうち、28人(78%)はまた、尿採取の時に循環免疫複合体に ついてもまた陽性であった。循環免疫複合体について陰性であった24人の患者 のうち、22人(92%)は尿の抗原についてもまた陰性であった。血清および 尿サンプルを熱化学療法の過程で連続して調査された腫瘍患者においては、循環 免疫複合体と尿中抗原の排出とのレベルの変動が相似していた。これらの結果は 、腫瘍患者の尿への尿中腫瘍関連抗原の排出は孤立した現象ではないこと;むし ろ、腎臓における免疫複合体の沈着は糸球体の損傷を引き起こし、それが尿中に この抗原を通過させるようであることを示唆した( Huth、 J、F、ら、  Cancer 49:1150. (1982)) 。
尿中腫瘍関連抗原を腫瘍患者の予後のために適用できるか否かを決定するための 試みにおいて、抗原性複合体が部分的に精製され、競合的阻害酵素免疫アッセイ の標的抗原として用いられた。対照の正常人およびメラノーマ患者からの100 倍に濃縮した尿サンプルをベースライン、抗原の分布、および潜在性の再発の早 期検出を確立するために用いられた。この結果は個人を比較するための抗原ユニ ット(ng抗原性タンパク質/mgクレアチニン/24時間)として表された。
メラノーマ患者の尿の抗原レベル(メジアン= 56.5ユニツト、n:56) は対照の正常人のレベル(メジアン−1,9ユニツト、n=56)よりも有意に 高かった(p<0.05)。正常群の第90%位は34.3抗原二二y)であっ た。この数値を陽性の基準として用いると、メラノーマ群の64%(36156 )の尿サンプルが抗原に関して陽性であったのに対して、正常対照群は11%( 6156)か陽性であった。その後、リンパ節除去後の疾病の再発および非再発 を基準に1対とした、58人のメラノーマ患者の波及的な分析によって、再発群 では抗原レベルのメジアンは68ユニツトであり、非再発群では18.9ユニツ トであることが示された。疾病が再発した29人のメラノーマ患者のうち18人 (62%)および再発しなかった29人の患者の9人(31%)において尿中抗 原が陽性であった。これらの発生率には有意な差が見られた(p<0.005)  (Gupta、 R,に、ら、Diagnostic Immunol。
1:303 (1983))。上述の研究の結果は従来観察されていた内容を確 認したが、多くの(11%)正常人の尿中にかなりの抗原レベルがあると一貫し て観察されるために、尿中抗原の検出アッセイの有用性ははっきりしないままで あった。
腫瘍宿主において免疫原性を示さない腫瘍マーカー、例えばCEA、α−フェト プロティン、前立腺特異的抗原などを用いたアッセイの開発に関して著しい進展 が遂げられたにもかかわらず、腫瘍宿主において免疫原性を示す腫瘍関連抗原を 用いて腫瘍を診断し、治療する必要性が存在する。本発明は、U”TAAを検出 すると同時に偽陽性の検出を避けることによって、いろいろな腫瘍の検出を可能 とすることにより、このような必要性を充足させる。さらに本発明は、U−TA Aの抗原性サブユニット、および腫瘍細胞の表面上の個々の決定因子に対して細 胞に媒介される特異性を誘導するワクチン、および抗U−TAA抗体産生を提供 する。
発朋ヱど」旨 本発明は、β−メルカプトエタノールによる還元および5DS−ポリアクリルア ミドゲル電気泳動による分離後に約90から100 kDの分子量を有する、実 質的に精製された、尿中腫瘍関連抗原の抗原性ポリペプチドサブユニットを提供 する。本発明は、モノクローナル抗体、腫瘍を検出する方法、免疫治療の方法、 悪性度をモニターする方法、尿中腫瘍関連抗原を検出する方法、尿中腫瘍関連抗 原に関係するワクチンおよび他の方法もまた提供する。
図面の簡単な説明 図1は、濃縮したメラノーマ患者の尿のセファクリル(Sephacryl)  S−200ゲル濾過クロマトグラムを示す。タンノでり質含量(吸光度280  nm) 、および同種異系二重決定因子EIAによって測定されたU−TAA活 性(ng/100μl)を示す。
図2は、DEAEアフィゲルブルー(Affi−Get Blue)りGl?ト ゲラフイーによる、υ−TAAに対するひひIgG抗体およびIgM抗体の精製 を示す。最初にIgG抗U−TAA抗体が溶出し、6o +nl/hrの流速で 0.5M NaC1によってIgM抗U−TAA抗体が溶出した。IgGを含有 するフラク/−Iンのプールはタンノ4り質濃度が3.5 mg/mlであり、 そして抗IJ−TAA力価は1 :250. oooであった。1gMフラクシ ョンのプールはタンパク質濃度が3.7 mg/mlであり、そして抗U−TA Aの力価は、精製されたU−TAA (30ng/ウェル)を襟的として用いる と1:3600であった。
図3は、補体依存細胞毒性アッセイにおける細胞溶解に対する、UCLA−So −M14 (M14)および自己のリンパ芽球様(Li2)細胞によるひひ抗U −TAA IgM抗体の吸収の効果を示す。ひひIgM抗U−TAAの細胞毒性 効果はlX107のM14細胞での吸収によって完全に消失したが、同数のL1 4細胞では有意な影響は見られなかった。
図4は、精製されたU−TAAによる、ひひIgM抗U−TAA抗体の補体依存 性アッセイ(CDC)に対する効果を示す。表示した最終希釈度になるように、 抗体(3,7mg/at)をRI’MI(Q%FC3で希釈し、等量のU−TA A (0,061g/ml)と混合した。精製されたU−TAAは、各抗体希釈 液で細胞融解を有意に減少させた。
図5は、ADI−40F4反応性メラノーマ患者の血清のDEAEセファセル( 5ephacel)陰イオン交換クロマトグラムを示す。タンパク質含量(吸光 度280 nu) 、IgGの存在、IgMの存在、および異種二重決定因子E IAによって測定したU−TAA活性(0,D。
4o5,1.)を示す。
図6は、メラノーマ患者の血清から精製され、5DS−PAGEによって分離さ れ、次にニトロセルロース紙に移されたU−TAAを示す。ネズミのモノクロー ナル抗体およびポリクローナルひひ抗U−TAA抗体は両方とも90 kDaサ ブユニットを認識する。
図7は、内因性標識(”C−L−ロイシン)メラノーマ(UCLA−So−M1 4)細胞のNP−40抽出物をヒトポリクローナル抗体と反応させることによっ て形成された免疫沈降物の5DS−PAGEのプロフィールを示す。抗体は、精 製されたU−TAAで処理する前(A)および処理した後(B)に用いた。
図8は、メラノーマ患者の血清から精製されたU−TAAの等電点電気泳動を示 す。等電点電気泳動後、タンパク質をニトロセルロース上にプロットし、ひひポ リクローナル抗U−TAA抗血清で染色した。等電点61に対応する単一のバン ドが同定された。
図9は、外科的治療を行ったメラノーマ去者の尿におけるU−TAAの出現と臨 床的に検出される疾病の再発との間の時間差を示す。
図10は、3種のメラノーマ細胞株(UCLA−So−MIOlUCLA−SO −M24、およびUCLA−So−MIOl) i:よるU−TAA発現レヘし ニ対するγおよびαインターフェロンの効果を示す。細胞は、500ユニツト/ ll1lのγおよびαインターフェロンの存在下および非存在下で96時間、R PMI−10%FCS培地中で培養した。U−TAAレベルは、同種異系抗体お よび精製されたU−TAA (0,08111g/ml)を用いる競合的ELI SAによって測定した。
図11は、同種異系抗1l−TAA血清とtlcLA−So−M24 (メラノ ーマ)細胞との間の間接的膜免疫蛍光法によって観察された、精製されたU−T AAによる反応阻害を示す。種々の希釈度の抗U−TAA血清を、1.0μg  U−TAAと一緒にブレインキュベーションし、次にメラ/−マ細胞と反応させ た。未処理の抗血清は1:X6希釈で反応性を維持したが(ロ)、精製されたI I−TAAと一緒に血清をブレインキュベーションした後は、93%がブロック された(■)。
図12は、ヒトリンパ芽球様細胞株の一種(LCL 2) lこよって抗U−T AA IgM抗体が6ケ月を越える期間連続して産生されたことを示す。細胞は 、RPMI−FCS培地中で増殖させた。培養上清を一定の時間間隔で集め、そ して精製されたU−TAA (30ng/ウェル)を用いる直接的EL ISA によって、IgGおよびIgM抗体の両方の存在について試験した。培養細胞は IgM抗体のみを産生じた。
図13は、内因性標識(” C−L−ロイシン)UCLA−So−M14 (メ ラノーマ)細胞の無細胞NP−40抽出物のセファクリルS−200溶出のプロ フィール、およびLCL 2ヒトリンパ芽球様細胞の培養上清とのいろいろなピ ークの反応性を示す。各プール100μmを37℃で1時間LCL 2培養土清 100μlと反応させた。抗体に結合した放射能を、ウサギ抗ヒNg免疫ビーズ によって非結合の放射能から分離した。バックグラウンドを低減するために、無 細胞NP−40抽出物を免疫ビーズで前処理した。抗原活性はフラクンコン39 から45までを含むピーク中に存在した。
図14は、U−TAAに対するLCL2.6培養上清の反応性がU−TAAによ ってブロックされたが、FAによってはブロックされなかったことを示す。上清 の各希釈液を100μm(6μg)のU−TAAあるいは100μl(5μg) のFAのいずれかでブロックする前およびブロックした後、この上清を直接的E LISAによってU−TAAと反応させた。
図15は、FAに対するLCL 2.6培養上清の反応性がFAによってブロッ クされたが、U−TAAによってブロックされなかったことを示す。ブロック法 は図14について記載したように行っ図16は、U−TAA特異的免疫複合体検 出アッセイの概略図を示す。このアッセイでは抗U−TAAネズミモノクローナ ル抗体であるADI−40F4を利用している。免疫複合体は固定化抗体(抗U −TAA)と反応する。抗原によるヒト免疫グロブリンの捕獲は、ELISAと 類似の方法によってウサギあるいはヤギ抗ヒトIgを用いて測定される。
図17は、メラノーマ患者における、[1−TAA特異的免疫複合体レベル(O D 405nm)と臨床経過(再発)との間の相関関係を示す。第■期の疾病の 患者が、早期疾患の外科的切除およびリンパ節除去によって治癒された。患者が 検査のために診療所を訪れるたびに、血清サンプルを採取した。図16に概説し たアッセイによって、血清サンプルをU−TAA特異的免疫複合体についてアッ セイした。臨床的に検出できる再発よりも、患者#1では少な(とも34週前、 そして患者#2では少なくとも28週前に、血清がU−TAA特異的免疫複合体 について陽性となった。NED=疾病徴候なし。
1阻亘註亙l説亙 本明細書中で用いる「尿中癌関連抗原(U−TAA) Jとは、メラノーマ患者 の尿中に最初に検出されたが、その後さらに他の体液中にも見いだされた高分子 量の糖タンパク質を意味する。
本発明では、この抗原U−TAAは、DEAEセファセル陰イオン交換クロマト グラフィーによって大部分の正常な血清タンパク質から分離された。ヒトではU −TAAは免疫原性を有するにもがかわらず、抗原の大部分はカラムの第二ビー クにおいて抗体を含まずに溶出した。これらの研究において用いられた血清はネ ズミのモノクローナル抗体との高い反応性を基準にして選択されたので、この観 察結果は不思議ではなかった。従って、このような高レベルの循環U−TAAを 有する患者は相対的に抗原が過剰にあると見込まれ、免疫グロブリンを含まない 抗原を単離することが予期される。主要なIgGピークおよび1gMピークと会 合した少量のU−TAAがみられることがら、若干の抗U−TAA抗体が免疫複 合体の形で存在することが示唆された。同種異系抗体を用いたときU−TAAに ついて陽性であったメラノーマ患者からの尿サンプルはすべて、ネズミのモノク ローナル抗体とも反応した。同種異系抗体アッセイにおいて陰性であった尿サン プルは、モノクローナル抗体アッセイでも陰性であった。さらに、このモノクロ ーナルは、UCLA−3o−M−14培養メラノーマ細胞の上清の濃縮されて部 分的に精製されたフラクションと反応した。このことは、メラノーマ患者の尿中 に排出された抗原と免疫学的に類似する抗原が、培養メラノーマ細胞によっても 産生されることを示唆している。メラノーマ患者の尿中のモノクローナル反応性 分子は、同種異系抗体反応性U−TAAと多くの特徴を共有している。
混合グリコシダーゼ処理によって、同種異系抗体アッセイによって測定された正 常人からの尿サンプルのU−TAA活性が消失した。しかし、メラノーマ患者か らのサンプルを同様に処理すると、大多数の患者において、U−TAA活性が有 意に増加した。この観察結果は、同種異系抗体反応性エピトープが多様なグリコ ジル化部位を有する大きな分子上に存在するタンパク質であるという見地と矛盾 しない。この筋書によれば、グリコンダーゼ処理は分子から炭水化物を除去して 、さらなる免疫反応性エピトープを曝すことになる。
この理論は、モノクローナル反応性エピトープの酵素消化によってさらに支持さ れる。ヒアルロニダーゼで処理してもエピトープの免疫反応性に対してほとんど 影響が見られないが、プロテアーゼで処理するとこの反応性が破壊される。混合 グリコシダーゼ処理はこの分子の免疫反応性をも増強する。
メラノーマに対して特異的な非常に多くのネズミのモノクローナル抗体が、マウ スをメラノーマ細胞全体あるいは、細胞抽出物で免疫することによって産生され てきた(例えば、Lloyd、に、O,、Ba5te and C11nica l Tumor Immunology、 R,Herber+nanm N1 jhoff、 The Hague、 pp 159−214 (1983))  o同種異系免疫反応性タンパク質に対して特異的なモノクローナル抗体は、比 較的まれである( Hadas、 E、ら、Cancer Res、 46:5 201−5205 (1986))。
メラノーマ患者の尿および正常人の尿からなるサンプル群に対してハイブリドー マ上清をスクリーニングすることによって、腫瘍関連タンパク質に対して特異性 を有する1個のクローンを同定することが可能であった。得られた抗体は、正常 患者よりもメラノーマも者の尿中および血清中に高頻度に出現するタンパク質エ ピトープを認識した。従って、ネズミのモノクローナル抗体はヒト腫瘍の免疫診 断および免疫予後に対して重要である。
本発明は、β−メルカプトエタノールによる還元および5DS=ポリアクリルア ミドゲル電気泳動による分離後、分子量が約90−100 kDである尿中腫瘍 関連抗原(U−TAA)の、実質的に精製された抗原性ポリペプチドサブユニッ トを提供する(血清からのサブユニットは約90 kDであり、尿中からのサブ ユニットは約100 kDであったが、ネズミのモノクローナル抗体は各サブユ ニットを認識するので、同じサブユニットに相当する)。尿中腫瘍関連抗原は、 疾病を有するメラノーマ患者の64%の血清中に検出されたが、見かけ上正常な 個人からの血清中ではまれにしか検出されなかった。DEAEセファセル陰イオ ン交換クロマトグラフィーによって精製されたこの抗原は、熱に対して安定であ り、非還元条件下での590−620 kDの範囲の分子量、および6.1の等 電点を有する。還元条件下の5DS−PAGEによって、この高分子量の抗原は いくつかの構成成分に解離する。
ネズミのモノクローナル抗体ADI−40F4によって認識されたエピトープは 、尿中腫瘍関連抗原の90−100 kDサブユニット上にのみ存在する。しか し、このサブユニットはさらに、ひひ、およびヒトポリクローナル抗血清によっ て認識されるエピトープを含有している。これは、5DS−PAGE免疫プロッ ト法によって決定された。ネズミのモノクローナル抗体によって42されるエピ トープは、ヒトポリクローナル抗体によって認識されるエピトープとは異なる。
疾病患者の体液からのU−TAAをネズミのモノクローナル抗体に接触させるこ とによって、一定量の体液あたりのU−TAAの量を、同一人のサンプルについ て以前に測定した量と比較し得る; II−TAAの変化は悪性状態の変化を示 す。従って、悪性度をモニターすることは、疾病患者の体液を繰り返しアツセイ して、体液中に存在するυ−TAAあるいは90−100 kDサブ二ユニノド の量を測定する工程をさしている。アッセイは、患者の治療の初期、治療中、お よび治療後において行われ得る。最初は、U−TAAレベルは非常に高(、この 抗原の高いターンオーtzH−あるいは放出を示し得る。しかし、治療後および 例えばワクチン投与による腫瘍細胞の増殖阻害後、患者の体液中のU−TAAレ ベルは減少し得る。
本発明は、β−メルカプトエタン−ルによる還元および5DS−ポリアクリルア ミドゲル電気泳動による分離後、患者の体液中の13−TAAからの45.65 .90−100、あるいは120 kDのポリペプチド上に位置するエピトープ を検出する工程を包含する方法によって、患者の腫瘍の診断を可能にする。ポリ ペプチドをある試薬と接触させて、ポリペプチドと反応する試薬の存在を検出す ることによって、検出が行われ得る。
本発明は、患者の胸部あるいは肺のカルシノーマを検出する方法であって、該患 者のサンプルからのU−TAAの存在を検出する工程を包含する方法を記載する 。検出方法は、U−TAAをある試薬と結合させ、該試薬を検出する工程を包含 する。検出の一つの例として、第二の試薬によるU−TAAへの間接的な、ある いは直接的な結合がある。試薬は好ましくは抗体であるが、任意の適切な試薬で あり得る。
本発明は、細胞表面上にU−TAA、およびGM−2、GD−2、胎児抗原、あ るいはメラノーマ腫瘍関連抗原から構成される群から選択される少なくとも1個 の腫瘍関連抗原を有する膿瘍細胞、ならびに薬理学的に許容されるキャリヤー、 を包含する90−100 kDのポリペプチドに対して、抗体あるいは細胞性免 疫を誘導あるいは増強するワクチンを提供する。該腫瘍細胞が細胞表面上に患者 と同じ型のHLAを有するならば、結果は改善され得る。該ワクチンは、癌患者 において、分子量が約90−100 kDであるU−TAAのポリペプチドサブ ユニ・ノドに反応性を示す抗体の産生を誘導あるいは増強する方法を提供し、該 方法は患者に効果的な投与量のワクチンを投与する工程を包含する。
本発明はヒトを被検者とするが、しかし、任意の動物に用い得る。ワクチン投与 後各個体内に産生された抗体は、癌、例えばメラノーマを阻害し、あるいは治療 する。癌を阻害することは、細胞の増殖を妨げ得る試薬に腫瘍細胞を接触させ、 その結果、細胞を殺して、腫瘍の大きさを減少させる能力をさしている。あるい は、阻害することは膿瘍細胞に対する直接的な細胞毒性効果を包含し得る。
(以下余白) また、本発明は、尿中腫瘍関連抗原に反応する抗体に反応する試薬の開発を可能 とする。これらの試薬は抗イデイオタイプ抗体であり得、抗イデイオタイプ抗体 とは、問題の抗原の内部イメージを有する免疫グロブリンを指す。イディオタイ プは抗体結合部位の抗原性決定因子であり、そのため、抗イデイオタイプ抗体は 、抗原の抗原性エピトープを模倣する。
本発明は、治療上必要な量の抗イデイオタイプ抗体を被検者に注射することを包 含する免疫療法を提供する。治療上必要な量とは、腫瘍細胞に細胞増殖抑制また は細胞毒性の効果を効果的にもたらす量であり、これらの効果は当業者によって 容易に測定し得る。
U−TAAが腫瘍細胞の表面に見られるという発見によって、腫瘍細胞表面のU −TAAに反応する腫瘍抑制試薬を被検者に注射することを包含する、被検者の 腫瘍細胞表面にU−TAAを発現させる腫瘍の治療方法が可能になる。該試薬は 抗体であり得、該抗体は細胞毒性または細胞増殖抑制剤に付加され得る。該細胞 毒性または細胞増殖抑制剤は、たとえば、トキシン、放射性同位元素で標識され た成分および化学療法剤からなる群か、ら選択し得る。
本発明は、また、腫瘍細胞をマウスのモノクローナル抗体に接触させ、結合抗体 を検出することを包含する、バイオプシーから腫瘍細胞上のU−TAAを検出す る方法を提供する。核酸または抗原の存在を検出する本発明の方法は、細胞の核 酸と核酸プローブとのハイブリダイゼーション、およびポリクローナルもしくは モノクローナル抗体を用いる細胞染色を包含する。このような技術は当業者に公 知の方法によって達成される。
本発明は、本発明のポリペプチドをコードする核酸、および該核酸との選択的な ハイブリダイゼーションが可能な核酸プローブも提供する。該核酸は、本発明に より提供される抗原性サブユニットによって決定される、U−TAA上のエピト ープの抗原性部位をコードし得る。さらに、該核酸は、抗イデイオタイプ抗体上 の抗原性の配列、および該抗イデイオタイプに対応する核酸との選択的なハイブ リダイゼーションが可能な核酸プローブに対応し得る。
本発明は、被検者の腫瘍をインビボ内で検出する方法を提供するが、この方法は 、腫瘍細胞表面上のU−TAAに反応する試薬、たとえば抗体を被検者に注射し 、U−TAAに反応する試薬の存在を検出し、それによって腫瘍を検出すること を包含する。該腫瘍は、たとえば、メラノーマ、サルコーマまたはカルシノーマ であり得る。
本発明は、さらに、低いレベルのU−TAAの検出方法を提供するが、この方法 は、アルファおよびガンマインターフェロン、またはレチノイン酸などの他の生 体応答調節物質を用いて癌細胞中のU−TAAの発現を促進し、このU−TAA を試薬に接触させ、試薬の存在を検出することを包含する。抗癌剤としてインタ ーフェロンを用いることは、現在集中的に研究されている。
免疫またはガンマインターフェロンは、感作したリンパ球が特定の抗原によって 刺激を受けた際に産生される。インターフェロンは被検者に注射でも投与し得る 。ガンマインターフェロンは、いくっがの遺伝子の発現を誘導、促進または抑制 することを示されている。誘導されるものの中には、A、 B。
Cを含むEILA遺伝子がある。HLA遺伝子の発現によって、ある種の細胞は より容易に認識され免疫系によって浄化される。驚くべきことに、ガンマインタ ーフェロンは、いくっがの細胞株中でU−TAAの発現をも促進することがわが っている。
メラノーマ腫瘍細胞ワクチン(MCV)は、4つのよく特徴付けられた腫瘍関連 抗原を発現する同種異系のメラノーマ細胞株を用いるが、これらはすべて人体に おいて広く免疫原性を示す。U−TAAを発現する、照射されたメラノーマの全 細胞を投与すると、IgGおよび1gMアイソタイプの双方の抗U−TAA抗体 が誘導される。抗U−TA’A IgM力価の2〜5倍の増加が15人の患者の うち11人に検出された一方、IgG反応は15人の患者のうちたった6人に見 られただけであったことには注目すべきである。
IgM反応が必ずしもIgG反応に翻訳されない理由は、容易に明かにはならな い。しかし、おそらく、この糖タンパク貫の高分子の多糖成分が、T細胞に依存 しない機構によってIgM抗体を誘導したのであろう。この結果、観察されたよ うに、後でIgGへと切り替わることのない親和力の低いIgMが少量生成され た。
MCVに反応して誘導された抗体の特異性に関しては、このワクチンは、ワクチ ンおよびアジュバントを含めてメラノーマ細胞に関連した抗原群に対する抗体を 誘導するはずである。
メラノーマ患者の尿から精製され、モしてELISAにおける標的抗原としてメ ラノーマ細胞の表面に発現される1l−TAAを用いた。
従って、この研究で観察される、抗体活性およびMCVへの反応によるその上昇 はU−TAAに特異的なもののはずである。しかし、この研究で検出される抗体 の非特異的反応の可能性をなくすために、メラノーマ患者からの血清サンプルを 、標的抗原としてのKL[lに反応させた。これらの患者における抗KLB抗体 レベルは、免疫療法の間に変動したが、抗U−TAA抗体の上昇とは一致しなか った。さらに、ウシ血清アルブミン(BSA)を希釈緩衝液に加えると、U−T AAが標的抗原として用いられた時の抗体レベルに影響を及ぼす。このように、 血清サンプルのポリクローナルな性質にもかかわらず、この研究で観察された抗 体レベルの上昇はU−TAAに特異的なものであった。
MCVに関して一般に見られる一過性の抗体反応に対する通常の説明は、T−ヘ ルパーおよびB−細胞活性化に伴うT−サプレッサー細胞の誘導である。この特 異なサプレッサー効果を回避するために、様々な免疫学的操作が過去に試みられ 、時には成功してきた。この点において、シクロホスファミドが多く用いられて きており、T−サプレッサー活性化を抑制することが知られている。例えば、B erd、 D、ら、 Cane、 Res、46:2572 (1986)を参 照のこと。この試みの中で、まさにこの問題に取り組む努力において、1つの治 療手段はシクロホスファミドを包含していた。シクロホスファミドが抗U−TA A抗体反応の発生率または強度に影響を及ぼすという兆候はなかった。しかし、 この薬剤を受けている患者においては、抗U−TAA免疫が持続していたことも あり得る。
正常な尿の抗原活性は、混合グリコンダーゼを用いた処理によって完全に消失し 、プロテアーゼを用いると実質的には全く消失しなかった。反対に、メラノーマ の尿における抗原活性は、混合グリコシダーゼにはほとんど影響されず、プロテ アーゼおよびカルボ牛ンベプチダーゼには非常によく影響された。これらの結果 から、正常な尿の抗原交差反応性は、癌患者の尿中腫瘍関連抗原複合体の炭水化 物部分によるものだということがわかった。これらの炭水化物部分は、正常な尿 中の分子上、および癌患者の尿中の尿TAA複合体上に存在する。従って、本発 明は、癌に由来する尿中抗原複合体を持つ被検者において癌を検出し、モニター する方法を提供する。
この方法は、被検者からサンプルを取り出し、サンプル内の尿中抗原複合体の炭 水化物部分を、尿中膿瘍関連抗原に結合する試薬との結合を防止するように変化 させ、変化した尿中抗原複合体の少なくとも一部を検出し、それによって癌を検 出することを包含する。変化させるということは、尿中抗原複合体の炭水化物部 分との試薬の結合に由来する偽陽性の数を防止する、または減少させる、あらゆ る変化を意味する。
このような変化は、たとえば炭水化物部分を還元することによって達成し得る。
また、本発明は、β−メルカプトエタノールによる還元および5DS−ポリアク リルアミドゲル電気泳動による分離の後に45kDおよび65kDのポリペプチ ドサブユニット上に位置し、そしてヒト血清との反応性を有する、尿中腫瘍関連 抗原の2つのエピトープを提供する。さらに、本発明は、β−メルカプトエタノ ールによる還元および5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分離の後 に、120kDのポリペプチドサブユニ’yト上に位置し、そしてヒヒポリクロ ーナル抗体との反応性を宵する、尿中腫瘍関連抗原のエピトープを提供する。ま た、本発明は、同様の還元の後に9O−100kDのポリペプチドサブユニット 上に位置し、そして本発明において提供されるマウスモノクローナル抗体との反 応性を有する尿中腫瘍関連抗原のエピトープをも提供する。4つの異なったエピ トープの証明は、本明細書に教示されるように、異なった型の抗体の間に交差反 応性がないことによって証明される。
抗原性の明瞭なエピトープの存在によって、サンプル中の尿中腫瘍関連抗原を検 出する方法が可能になる。この方法は、尿中腫瘍関連抗原上のあるエピトープと 結合する第一の試薬に尿中腫瘍関連抗原を接触させ、尿中腫瘍関連抗原上の第二 のエピトープと結合する第二の試薬に尿中腫瘍関連抗原を接触させ、試薬のうち の1つを固体の担体に結合させ、結合していない試薬の存在を検出し、それによ って尿中腫瘍関連抗原の存在を検出することを包含している。試薬は抗体であり 得、第一の抗体はモノクローナルであり得、第二の抗体はポリクローナルであり 得る。さらに、試薬は、尿中腫瘍関連抗凍上のエピトープと結合する前に、固体 の担体に結合され得る。
以下の実施例は本発明を説明するものであって、限定するものではない。
、tlL五−上 か゛のU−TAAの l:肝臓および!IX臓に転移の見られるメラノーマ患者 の尿からU−TAAを調製した。尿は24時間にわたって(1,IMトソス(p f18.3)および防腐剤としてのa、OZ%のアジ化ナトリウム中に集められ た。2す1トルの尿を排除限界1゜、000ダルトンのホローファイバー濃縮器 (A+1con Corp、、 Danvers、 MA)を用いて20m1に 濃縮した。濃縮物7mlを、100 x2 amのセファクリルS−200カラ ムに載せた。PBSを溶出剤として用い、流速14.5 +sl/hr、で、3 .5+*lずつの画分を集めた。溶出プロフィールは280n11でモニターし た。画分のU−TAA活性を同種異系抗体を用いて二重決定因子EIAにおいて アッセイした。
最も大きいU−TAA活性を示した画分をプールし、限外濾過(PM−20膜、 A+oicon Carp、、 Lexington、 MA)によって7ml に濃縮した。濃縮物をさらに20%(V/V)ウサギ抗ヒト免疫グロブリン免疫 ビーズ(Bio−Rad Laboratories、 Riehmond、  CA)と共に37℃で1時間インキニベーションして精製した。この精製した抗 原のタンパク質含量をローリ−法(Lovry、 O,H,ら。
J、 Biol、 Chem、 193:265−275 (1951)参考ま でに援用)によって算定した。このようにして調製した抗原を、免疫アッセイに おける標準または標的として、ならびに異種抗体およびネズミモノクローナル抗 体の生成のための免疫原として用いた。
得られた両分のU−TAA活性を同種異系二重決定因子EIAによって測定した 。このアッセイにおいて、抗原を捕獲するために抗u−TAA IgMを、検出 抗体として同種異系抗U−TAA IgGを用いた。全タンパク質のわずか0. 5%を含有しているだけにもかかわらず、セファクリルS−200カラムのボイ ド容積は、この尿中で検圧可能なU−TAA活性全体の63%を含有していた。
これは、U−TAAの105倍の濃縮を示している(図1)。U−TAAの18 %をクロマトグラムの第二のピークで検出したが、この研究では第一ピークのみ を標的抗原または免疫原として用いた。この患者から24時間にわたって集めた 尿から、典型的には[1−TAAが0、7mg得られた。
人W−は ヒl−= y、U−TAA I Mオヨヒl G 体t:D : *f、高い抗 IJ−TAA抗体レベルを示すメラノーマ患者の血清からIgGおよびIgMを 単離し、U−TAA検出のための二重決定因子ERAにおいて用いた。IgGは DEAEアフィゲルブルークロマトグラフィー(Bio−Rad Labora tories、 Riehmond、 CA)によって単離した。
LOm+の血清を緩衝液を4回交換しながら0.02Mの燐酸カリウム緩衝液( p)18.0) 21Jツトルで48時間透析した。透析に続いて、血清を80 0 x gで15分間遠心機にかけ、上清をDEAEアフィゲルブルーの体積3 5IIllのべ/ドに通し、燐酸カリウム緩衝液で溶出した。この溶出物を10 m1ずつの画分て集めた。28On田において0.05より大きい吸光度を示し た画分をプールし、101m1に濃縮した。濃縮物の同種異系抗U−TAA I gGレベルを酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)によって測定した。調製 したIgGは2.23mgタンパク質/mlを含有し、1:2560の抗U−T AA力価を有していた。
DEAEアフィゲルブルーに結合したままのタンパク質を、0゜5MノNaCl  (pH8,0)を補充した0、02Mノ燐酸緩衝液で溶出し、10m1に濃縮 した。抗U−TAA IgM抗体をより濃縮するために、濃縮物をセファクリル S−300(Pharmacia Uppsala、 Sweden)ゲル濾過 クロマトグラフィーにかけた。ELISAにより抗U−TAA IgM抗体活性 を含有する画分をプールし、濃縮した。調製したIgMは0.89膜mgタンパ ク質/a+1を含有し、l:150の抗U−TAA力価を存していた。これらの 抗体はU−TAAの捕獲アッセイにうまく用いられてきた( Euhus、 D 、ら、 The FASEB Journal 2(5):A1836(198 B))。単離した抗U−TAA IgMおよびIgG抗体はU−TAAに強(反 応したが、正常の尿成分にはほとんど、またはまったく反応性を示さなかった。
支1九」ユ U−TAA゛の 生:抗U−TAA異種抗血清をヒヒにおいて調製し、U−TA A検出のためのELISAおよび免疫プロット法において使用した。体重28k gの12才の雄のヒヒに、所定のく1〜4週開)間隔で、同体積のMylant a (Stuart Pharmaceuticals、 Wilmingto n、 DE)と混合したtooμgのU−TAAを筋肉的注射した。このヒヒか ら定期的に血液採取し、血清の抗U−TAAレベルをELISAで測定した。
6週間にわたってU−TAAを4回注射した後、ヒヒの抗U−TAAIgGレベ ルは検出できるほどになった。抗体力価は40週目に最高になった。この時のE L I SAによる抗U−TAA抗体力価は1:2゜O,000であった。
ヒヒの血清からのIgGおよびIgM抗体を、上記実施例I+(図2)で説明し た、DEAEアフィゲルブルークロマトグラフィーによって精製した。IgG抗 体は、二重決定因子EIAにおいて用いられ、IgMは細胞毒性試験のために用 いられた。
支五匠−■ ヒヒ U−TAA抗 の細 果:ヒヒ抗U−TAA抗体のIgGおよびIgMの 双方の細胞毒性効果を、標的として[JCLA−So−M14を用いる補体依存 細胞溶解(CDC)アッセイにおいてテストした。
ヒヒ抗1l−TAA IgG抗体は以下に述べる実験条件のもとでは細胞毒性を 示さなかったが、IgM抗体は細胞毒性を示した。
標的細胞(腫瘍および対照)を対数増殖期の中間において収穫し、RPMI−1 0%FCSで2回洗浄し、51 Cr、で標識した。標識された細胞を、体積5 0μ11濃度1.OX to’細胞/ウェルで、細胞毒性アッセイプレートに接 種した。細胞をその後50μlのヒヒIgM抗体(30Mgタンパク質/+1) と混合し、4℃で1.0時間インキュベーションし、続いて1:10の希釈度の 幼生ウサギの補体100μlを加えた。アッセイプレートをさらに37°Cで2 時間インキュベーションした。プレートを遠心分離(500x gで5分間)し た後、各ウェルからとった上清1ooμmを吸引し、ガンマ計数によって放射能 放出を計測した。溶解の最大限度(各ウェルに加えられた放射能の合計)を、P BS中0.05%のNonadat P−40(NP−40)を150Jl加え ることによって計測した。
アイソトープの自然放出は、抗体を加えなかったウェルの上清から計測した。細 胞溶解の割合は、以下の式を用いて三つのウェルの平均から計算した。
CDCニおける、希釈度1:12017) ヒl:抗U−TAA IgM抗体5 0μl(1,5μgタンパク質)によるUCLA−3o−M14細胞の細胞溶解 は5oから60%であり、これに対して、自己リンパ芽球様、Li2(正常対照 )細胞では5%であった。M14またはL14細胞の数を増加させながらこの抗 体を吸収させることによって、I X 10”のL−14細胞はM14細胞の細 胞溶解に影響を及ぼさないものの、M14細胞での吸収は細胞(M14)数の増 加とともに細胞溶解を減少させることがわかった。細胞溶解は、l x 107 のM14細胞での吸収によって完全に消失したく図3)。
細胞溶解の抑制が、U−TAAがM14細胞の表面に発現したことによるのかど うかを調べるために、この抗体を同量の精製U−TAA (0,06mg/ml )と様々な希釈度で混合し、37℃で1時間インキュベーションし、CDCアッ セイでテストした。図4は、ヒヒIgM抗U−TAAの1:120希釈物におけ るM14細胞の細胞溶解が、35%からU−TAAの存在下で5%未満に減少し たことを示している。明らかに、精製U−TAAはメラノーマ(M14)全細胞 と同じ効果を生じた。アッセイ培地に含有された、ウシの胎児の血清(10%) などの無関係なタンパク質は細胞溶解に影響を及ぼさなかった。
ヒヒIgM抗U−TAA抗体のM14以外の細胞株に対する細胞毒性効果を測定 するために、リンパ芽球様細胞を含む様々なヒトの培養腫瘍細胞株を、補体依存 細胞毒性アッセイにおける標的として用いた。乳癌および神経芽腫などの、メラ ノーマ以外の腫瘍細胞株も、ヒヒIgM抗U−TAA抗体によって溶解した(表 1)。リンパ芽球様細胞株(L 15)の細胞溶解はバックグラウンド(〉5% )以下であった。これらの結果から、U−TAAは様々なメラノーマおよび非メ ラノーマ瘍細胞の表面に発現し、その密度は細胞株によって変化することがわか る。
(以下余白) 壺−−L 異なった標的細胞株に対するCDCアッセイにおける、ヒヒIgM抗U−TAA 抗体の細胞溶解。(各細胞株の1.0XIO’クロム標識した細胞をウサギ補体 の存在下で50μl[1,oμgタンパク質]の抗体と反応させた。細胞溶解は 、放射能の放出によって計測した。
Li2 リンパ芽球様 4.9±4.9(正常対照) M9 メラノーマ 40.0± 5.0Ml0 71.4±0.4 M14 68.3± 5.6 M16 20.8±4.0 M24 36.5±2.8 Ml01 25.3±4.6 M109 29.0± 2.7 CPR乳癌 36,5± 9.1 MCF 15.0±6.2 CHP 神経芽腫 355± 1.5 (以下余白) 叉11江−1 ネズミハイブリドーマ 術:生後8週間の茶色雌C57BL/6マウスニ、PB S中のU−TAA (Ne8704) 75μgを0日、15日、および28日 に腹腔的注射(ip) した。37日に、150 u g(7) U−TAAを ipで追加し、3日後に殺して、高度免疫肺臓細胞を得た。これらの細胞を、G a1fre (Galfre、 G、ら、 Nature 277:131 ( 1979)参考までに援用)によって説明されているものに類似の方法で、8− アザグアニン耐性の非分泌性マウス5p210ミエローマ細胞と融合させた。C 57BL/6マウスの腹膜を5mlの11.6%スクロースで洗浄し、そのマク ロファージを1.45 x 10’細胞/ウエルで培養して得られた、生後3日 のマウスの腹腔マクロファージ培養を含有するプレート上に、ハイブリドーマ細 胞を接種した。
健康なコロニーを含有するウェルからの上清をELISAによって抗U−TAA 抗体についてのスクリーニングした。陽性のウェルを限界希釈法を用いてクロー ン化した。モノクローナル抗体をマウスの腹水から調製した(Hoogenra ad、 N、ら、 J、Ima+uno1. Methods 61:317− 320 (1983)参考までに援用)。抗体のイソタイプを二重免疫拡散法に よって決定した(Miles Laboratories、 Napervil le、IL) 。
K1医−三 ハイプリドーマ上゛スクリーニングのための1・ :ハイブリドーマ上清を、様 々なU−TAAg製物および正常な尿との反応性についてELISAでテストし た。3人の異なったメラノーマ患者Ne8704、Wo7907および5e87 03の尿サンプルから、セファクリルS−200ゲル濾過クロマトグラフイーに よってU−TAAを精製した。10の正常な尿を、100倍濃縮の後に標的抗原 として用いた。各標的は14μgタンパク質、/+alで用いた。いずれの場合 も抗原は0.06Mの炭酸ナトリウム緩衝液(pH9,6)中で希釈し、37° Cで3時間のインキュベーションによってマイクロタイタープレートに固定化し た。このインキュベーションおよびその後の各インキュベーションの後には、0 .05%のTveen−20を補充したPBS (PBS−T)で3回洗浄した 。ヤギ抗マウスIgと接合したアルカリ性ホスファターゼ(Jackson 1 mmunoresearch、 West Grove、PA)が、非りロモー ゲンである燐酸P−ニトロフェニル(10%ジェタノールアミン中に1 mg/ ml pH9゜6)をクロモーゲンであるP−ニトロフェニルに変換するための 触媒となった。各ウェルの吸光度は、マルチスキャンELISAプレートリーダ ーを用いて405止で測定した。
免疫化の過程で、マウス血清中の抗IJ−TAA抗体活性は、ELISAによる と、検出できない程度からNe8704に対して1:8000、Wo7907に 対して1ニア730にまで増加した。免疫化したマウスの肺臓細胞の融合産物を 接種した96のすべてのウェルにおいて、健康なハイトリドーマが成長した。こ れらのハイブリッドのうち51の上清はNe8704に反応する抗体を含有して いたが、Ne8704およびWo7907の双方には、たった13が陽性であっ た。これら13のウェルから取った細胞をクローン化した。得られたクローンノ うち、ADI−40F4という1つだけが、Ne8704、w07904、およ び5e8703の尿サンプルのU−TAAには反応するが2つの濃縮した正常尿 には反応しない抗体を産生じた。ADI−40F4は、二重免疫拡散法によって 1gM分子であることがわかった。このクローンの未処理のハイブリドーマ上清 は1:200の抗U−TAA 1gM力価を有していた。マウスの腹水中で育て たADI−40F4は1:2000〜1:5000の抗U−TAA IgM力価 を有しており、その後の実験では1 :200〜1・500の希釈度で用いた。
K丘璽−ユ■ ADI−40F4の の : U−TAAと正常な尿との区別が可能なネズミモ ノクローナル抗体を、マウス腹水中で育て、様々な固定化された標的(Euhu s、 D、ら、J、 Cl1n、 Lab、 Anal、 3:184 (19 89))に対する活性をテストした。以下のアッセイすべてにおいて、腹水は2 μg/m lで用いた。抗体が、いくつかの一般的なヒトまたはウシ胎児の血清 タンパク質を認識できるか否かを調べるために、ELISAにおける標的として 、以下の市販のタンパク質を10Mg/mlで用いた:フェリチン、プールした ヒトIgG、プールしたヒトIgM (Cooper Biomedical、  Westchester、 PA) 、B2−ミクログロブリン、B2−糖タ ンパク質、アポリポタンパク質B1 アポリポタンパク質CIL アポリポタン パク質C11l (Calbiochem、 La Jolla、 CA) 、 ヒト血清アルブミン(Miles Laboratories、 Inc、、  Naperville、 IL) 、および1・IOに希釈したウシ胎児血清。
さらに、20の正常な血清、ならびに52の■期およびm期のメラノーマの血清 を1.10に希釈し、ポリスチレンのプレートに固定化し、そして抗体と反応さ せた。モノクローナル抗体の反応性がヒト同種異系抗体の反応性と相関している かどうかを確認するために、U−TAA陽性の5つのメラノーマの尿、同種異系 二重決定因子EL I SAにおいて陰性の5つのメラノーマの尿、および10 の濃縮した正常な尿を、ELISAにおける標的として用いた。
ネズミモノクローナル抗体ADI−40F4は、フェリチン、プールしたヒトI gG、プールしたヒトIgM、 B2−ミクログロブリン、B2−糖タンパク質 、アポリポタンパク質B1 アポリポタンパク質CI+、アポリポタンパク質C 111、またはヒト血清アルブミンには反応性を示さなかった。さらに、ウシ胎 児全血清にも反応しなかった。
モノクローナル抗体ADI−40F4は、血清採取の時に発病はしていたが存命 中であった■期および■期の患者から、無作為に選択したメラノーマ血清の65 %(33152)に反応したが、正常な血清にはたった5%(1/20) Lか 反応しなかった。
ヒト同種異系二重決定因子ELISAにおいてU−TAA陽性であった、メラノ ーマ患者からとった5つの濃縮した尿もまた、ADl−40F4に強い反応性を 示した。一方、U−TAA陰性であるとわかっている5つの尿はADI−40F 4に反応しなかった。
UCLA−S○−M14は、合成培地中でよく増殖する、培養メラノーマ細胞株 である。セファロース6Bカラムで画分された濃縮された使用済培地を、ネズミ モノクローナル抗体ADI−40F4の標的としてELISAでテストした。カ ラムのボイド容積中の物質は、1 :23,000の希釈でADI−40F4に 反応した。この希釈は17? ng/m1のタンパク質濃度に対応した。
犬all二質」− ■工状:標的抗原または捕獲抗体を0.06Mの炭酸ナトリウム緩衝液(p)1 9.6)中で希釈し、100μm/ウェルの部分中、37℃で2時間のインキュ ベーションによってポリスチレンマイクロタイタープレート(1mmulon  1. Dynatech Laboratories、 Inc、、 Alex andria、 ’/A)に結合させた。その後プレートを0.05%Tvee n−20を補充したPBS (PBS−T)で3回洗浄した。これ以後用いる各 試薬はPBS−Tで希釈し、ウェルごとに1.00μlの部分として加えた。試 薬を加えるごとに、その後37°Cで45分間インキュベーションし、PBS− Tで3回洗浄した。最後の工程として、10%ジェタノールアミン中1 mg/ mlの燐酸パラニトロフェニル(pH9,8) 200μlを酵素の基質として 各ウェルに加えた。プレートを23°Cでインキュベーションし、各ウェルでの 発色をマルチスキャンEIAプレートリーダー(Flow Laborator ies、Inc、、 McClean、 VA)を用いて405r+mでの吸光 度として測定した。各アッセイは、陽性および陰性の対照、ならびに固定化され た抗原または抗体への非特異的なタンパク質結合および複合体結合についての対 照とともに、4つ1組で行われた。
大U =」1迭]【2LEl堕≦−まず、分画したメラノーマ尿のU−TAA含有量を 二重決定因子EIAを用いて測定したが、ここでは、メラノーマ患者からとった 同種異系の抗U−TAA IgMおよびIgG抗体を利用した。その後の実験の ほとんどにおいては、U−TAA含有量を、ネズミモノクローナル抗体ADI− 40F4およびヒヒポリクローナル抗IJ−TAA IgGを利用した、異種二 重決定因子ERAで測定した。
同種異系の抗体アッセイにおいては、マイクロタイタープレートを20Mg/m  lのIgM(同種異系)で感作した。その後、連続的に希釈した標準、および PBS−T中で1:10に希釈した尿画分を用いた。PBS−T中20Atg/ mlの同種異系IgG抗体を第二抗体として加えた。PBS−T中でl:1oo oに希釈した、ヤギ抗ヒトIgG1こ結合シタアルカリ性フォスファターゼ(S igma Chemical Co。
、 St、 Louts、 MO)を、酵素複合体として用t)た。405nm +こおける吸光度を、基質と共に2時間インキコベーションした後に記録した。
各サンプルのU−TAA濃度は、標準曲線に内挿することによってめた。アッセ イは570ng/+1の感度を有して℃)る。
異種二重決定因子EIAにおいては、176、0Mg/m lのネズミモノクロ ーナル抗体ADI−40F4を抗原を捕獲するためるこ用℃また。
一方、89μg/mlのヒヒIgGを第二抗体として用−また。このアッセイは Song/+lの感度を有している。
寒1」L−入 U−TAA活性のための ゛ :病気が局所のリンパ節、途中のリンパ管、また は離れた内臓組織に転移したメラノーマ患者52人から、静脈穿刺によって血液 を採集し、それを室温で2時間凝固させた。15分間、800 X gの遠心分 離によって、凝固した血液から血清を分離し、すぐに−35°Cで凍結した。見 かけ上健康な対照20人から血清を得、同様の方法で処理した。アッセイの日、 血清サンプルを解凍し、0.06Mの炭酸塩緩衝液で1.10に希釈し、100 μmの部分をマイクロタイタープレートに載せ、37℃で2時間インキユベーシ ミンした。洗浄した後、ウェルをl:500に希釈したADI−40F4 Mo AblOQμlと反応させた。
結合したADI−40F4を、1%のウシ血清アルブミン(Sig+*a Ch emical Co、、St、 Louts、 MO)を補充したPBS−Tで l:500Gに希釈した、アルカリ性ホスファターゼに接合したヤギ抗マウス免 疫グロブリン(Jackson Immunoresearch、 West  Grove、 PA)で標識した。基質を16時間インキニベーションした後、 各サンプルの405n11での平均吸光度を計測し、バックグラウンド(ADI −40F4のプラスチックへの結合、および酵素複合体の標的血清への結合)に ついて補正を行った。メラノーマ患者の63%(33154)がADI−40F 4への活性を示した。反対に、見かけ上健康な志願者からの血清の5%(1/2 0)のみが活性を示した。
しかし、この正常な血清の活性はごくわずかであった。
11匹一旦 ゛からのU−TAAの単離:陽性血清から1l−TAAを単離し、特徴づけるた めに、様々なりロマトグラフィーおよびアフィニティー吸収技術を採用した。A DI−40F4が新規の高分子を認識しているのであって抗体分子上のイディオ タイプ決定因子を認識しているのではないことを確認するために、調製した抗原 からのIgGの除去には特別な注意を払った。
選択した血清サンプルをDEAE−セファセルカラムに載せ、流速30+il/ 時間で、0.015 M KH2O4(pH8,0) 200m1を含有する槽 に0.3 M KH2PO4(pal 5.0)をゆっくりとサイフオンで移す ことによって形成した、pl!(8〜5)および塩(0,015〜0.3M)の 勾配を用いて溶出した。2ミリリツトルずつの画分を集め、280nmでの吸光 度および各画分のpHを測定した。画分された血清のU−TAA活性を、上述の 異種二重決定因子EIAを用いて測定した。U−TAA活性を含有する画分をプ ールし、限外濾過によって2暑1に濃縮したく図5)。
血清1gGの大半がカラムの最初のピークで溶出した。しかし、少量は第二のピ ークにも存在した。予想通り、IgMは最後のピークでだけ検出された。正常の 血清の溶出プロフィールは、メラノーマ血清のものと同様であったが、どの画分 からもU−TAAは検出されなかった。U−TAA陽性メラノーマ血清において 、抗原は、主として第二ビークと共に溶出したが、少量はボイド容積においてI gGと共に溶出し、IgMと共に痕跡が検出された。第二ピークにおけるU−T AAはpH7,27で溶出したが、これハ0021モル濃度+7)X2HPO4 ニ相当する。ADI−40F4 ネズミMOAb1.m反応する正常血清の陰イ オン交換溶出プロフィールは、IgMと共に抗原が検出されなかったことを除け ば、メラノーマ患者からの血清のものと同一であった。
陰イオン交換カラムの第二ビークを含有する画分をプールし、2mlに濃縮した 。この調製物のタンパク質含有量は平均して3.78mg/ll1lであった。
この画分が少量の[gGを含有していたため、これをウサギ抗ヒトIgG免疫ビ ーズで連続的に吸収し、混入しているIgGを除去した。1回の吸収がIgG力 価を95%減少させ、4回の吸収でIgGを99.5%除去した。U−TAA力 価は反対に殆ど影響されなかった。
陰イオン交換クロマトグラフィーで単離され、抗ヒトIgG免疫ビーズに吸収さ れたU−TAAを、さらに、ゲル濾過クロマトグラフィーで精製した。セファク リルS−300クロマトグラムは、大きなタンパク質ピークを1つといくつかの 微少なピークからなっていた。抗原陽性調製物のU−TAA活性は、−貫して、 大きなタンパク質ピークとは異なる、左右対称の高分子量ピークだけに見られた (このピークはU−TAA陰性血清からの調製物には存在しなかった)。
g/mlの血清からとった50μlのU−TAAを、12.5%グリセロール、 1.3%のドデンル硫酸ナトリウムおよび1,3%の2−メルカプトエタノール を含有t ル25μI+7)0.06 M ト’) ス−HCl (pH6,8 )の中で1分間100℃に加熱した。還元したサンプルを、5%ポリアクリルア ミドを含有するスタッキングゲルに載置し、4時間50mAで9%ポリアクリル アミドゲル上で分離した。泳動用緩衝液は、0.05Mのトリス、0.38Mの グリシンおよび0.1%のドデシル硫酸ナトリウムから構成した(pH8,4) 。すべてのゲルは2つ1組で泳動した。1つのゲルは銀試薬(Bio−RadL aboratories、 Richmond、 CA)で染色し、他のゲルは 免疫プロット法で処理した。
尤丘JLJ上は Uユニ12つの電気泳動されたポリアクリルアミドゲルのうち一方を30分間0 .02Mのトリス、0.15Mのグリシンおよび20%エタノールで洗浄し、ニ トロセルロース紙(0,45uIISBio−Rad Laboratorie s)に50ボルト16時間(4℃)でエレクトロプロットした。エレクトロプロ ットの後、ニトロセルロース紙をブo ノド緩衝液(0,05Mのトリス、0. 09M)NaC1゜pH8,0)中で2時間23℃で、5%カゼインを用いて処 理した。
処理された紙を、5%カゼインを補充したプロット緩衝液中で、23℃で6時間 、その後4℃で16時間、ADI−40F4 (1:500)ネズミMoAbま タハヒヒ抗U−TAA IgG (1:500)と反応させた。
抗U−TAA抗体とのインキュベーションの後、紙を200n+1のプロット緩 衝液で4回洗浄した。結合した抗U−TAA抗体を検出するために、5%カゼイ ンを補充したプロット緩衝液中の、ヤギ抗マウスIgまたはヤギ抗ヒトIgGに 接合したアルカリ性ホスファターゼを用いた。23℃で45分間の酵素複合体と のインキュベーションの後、ニトロセルロース紙をプロット緩衝液で4回洗浄し た。基質緩衝液(10mM )リス、0.1M NaC1および0.05M M gCl2、pH9,5)でもう一度1分間洗浄した後、製造者の指示(Beth esda Re5earch Laboratories、 Gaithers burg、 MD)に従って、紙をニトロブルーテトラゾリウムクロリド15− ブロモ−4−クロロ−3インドリルホスフェイトp−トルイジン(NBT/BC IP)と反応させた。陽性バンドの分子量を、プレスティンした分子量マーカー (Bio−Rad Laboratories、 Richmond、 CA) の相対的移動度をもとに決定した。
K施1−」■ U−TAAの5DS−PAGE : 5DS−PAGEによって分離され、銀の 試薬で染色された血清からとったU−TAAは、13g、90.50゜およヒ2 5kDの領域で4つのバンドを作った。ニトロセルロース紙に移して免疫染色し た時、90kDのバンドが唯一、ネズミモノクローナル抗体であるADI−40 F4とヒヒポリクローナル抗U−TAA IgGとの両方に反応した(図6)。
唯一の交差反応性正常血清からとったU−TAAは同一の免疫染色のパターンを 示した。
しかし、U−TAA陰性正常血清からとった類似の調製物は、どちらの抗体にも 活性を示さなかった。
支敷乳−■ 細 上でのU−TAAサブユニットの 在:同種異系の抗体によって認識される 90kD成分の発現を確定するために、生合成的に標撒された( ” C−L− ロイシン)メラノーマ(UCLA−SO−M14)細胞の無細胞NP−40抽出 液を、U−TAAでブロックする前後に、同種異系の抗体との免疫沈降処理をし た。U−TAA (ブロッカ−)を、実施例■で説明したように、メラノーマ患 者の尿から精製した。メラノーマ細胞のNP−40抽出液を実施例XXXI+で 説明するように調製した。免疫沈降物を5DS−PAGE (12%ポリアクリ ルアミド)で処理した。ブロックした、およびブロックしなかった免疫沈降物の 、ゲルの列における放射能を、シンチレーション計数によって測定した。図7に 示すように、150kD、 90kDおよび45kDの3つのバンドが、部分的 にまたは完全にU−TAAによってブo ツクされた。これらの結果から、同種 異系の抗体はメラノーマ細胞の複数の抗原成分に反応することがわかる。これら のうちの1つは、メラノーマ患者の尿および血清にも存在し、ネズミモノクロー ナル抗体AD1−40F4iCよって認識される90kDサブ二二、トであった 。
K血皇−ユ■ 工1式に逐に血清U−TAAの等電点電気泳動をLKB 2117Multip hor system (IJB Instruments、 Inc、、 R ockville、 MD)を用いて5%ポリアクリルアミドゲル中で行った。
濾紙片を25μIのU−TAAに浸し、pH勾配3.5−9.5の2゜4%(v /v)両性電解溶液を含有するPAGプレート(LKB Instrument s、Inc、)上の陽極端からleaのところに置いた。H3P0A (IM) およびNaOH(LM)をそれぞれ陰極、陽極において用いた。1500ポルト 、5゜taAおよび3oワツトの電流を印加して10”Cで1.5時間、プレー トに等電点電気泳動を行った。公知の等電点を有する、市販の色素原性タンパク 質(Pharn+acia Fine Chemicals、 Piscata vay、 NJ)を各泳動に含有させた。ゲルの一部を切断し、クーマシーブル ーで染色した。しがし、U−TAAg製物のタンパク質含量が非常に低かった( 64μg/ml)ため、クーマシーブルーの染色ではU−TAAのバンドは発色 しなかった。この困難を克服するために、ゲルの残りはウェスタンプロット法を 用いて分析した。
集束したゲルをニトロセルロースの上にプロットし、ヒヒ抗U−TAA ’ l  gGに反応させた。この方法では1つのバンドだけが観測され、血清から精製 されたU−TAAの等電点を6.1と帰属することができた(図8)。
K度匠■旦 熟jシ【Eシー免疫反応性エピトープに熱安定性をアッセイするために、U−T AAg製物を100 ’Cにて15分間加熱、および1時間加熱した。この調製 物を、加熱しながった対応する調製物とともに、1000g/mlで抗体の標的 として用いた。
溶液を100℃で1.0時間まで加熱しても、抗原活性には大きな影響はなかっ た(表2)。
メラノーマ患者の血清から 単離したIJ−TAAの熱安定性 異種二重決定基EIA 処理 の405nmでの吸収 対照1 0.635±0.035 b 100℃ 15分 0.578± 0.042100℃ 1時間 0.594± 0.065LU−TAAをタンパク質濃度200μg/mlで熱処理し、t、4 μg/+1のアッセイで標的抗原として用いた。
ゝ・ 3つのサンプルの平均上標準偏差。
(以下余白) 亙1ヱL−■±l 酵$ 匹! 6 in北ニー同種異系の二重決定基ELISAによって測定され た、正常、およびメラノーマ尿のグリコシダーゼ?Fl化のU−TAA活性に対 する影響をアッセイするために、混合グリコシダーゼ(Miles 5cien tific、 Naperville、 IL)を製造者の仕様に従ってCNB r活性化したセファ0−ゼ4B (Pharmacia、 Uppsala、  Sweden)に結合した。固定したグリコシダーゼの活性を、標mp−二トロ フェニルー2−D−グルクロニド溶液の加水分解を記録することによってアッセ イした。24時間尿標本を、0゜1%アジ化ナトリウムで補充したO、 LM  トリス(pH8,3)中に、14個体(明らかに健康な7個体、発病しているが 存命中の■期のメラノーマ患者7体)から集めた。排除限界10,000ダルト ンのホローファイバー濃縮器(Amicon Corp、、 Lexingto n。
MA)で再循環して100倍濃縮をする前に、初期体積およびクレアチニン含宵 貢(Beekman Creatinine Analyzer、 Fulle rton、 CA)をそれぞれの標本について調べた。濃縮した尿を、酵素を含 んだゲル(または別個に調製し1Mエタノールアミンでブロックした標識されて いないゲル)を用いて37℃で4時間処理した。その後、処理した尿および未処 理の尿のU−TAA活性を、上述の同種異系の二重決定因子ELISAでテスト した。結果(Ll−TAA ng/1(to ml)を抗原ユニット(Ag I J) /vl1gクレアチニンに変換し、初期の尿体積およびアッセイ間の変化 の差を以下のように補正した。
AgU/mgクレアチニン= U−TAA x F x 100[クレアチニン ]xK 上式において、Ag 07mgクレアチニンはクレアチニン1mgあたりの抗原 ユニットであり、[U−TAA]は標準曲線から内挿したサンプルのU−TAA 濃度ng/m+である。Fは100倍濃縮の尿サンプルの最終体積であり、[ク レアチニン]は全24時間尿サンプルのクレアチニン含有量(Ig)であり、そ してKは、このア・クセイで405nmにおいて1゜0の0.D、を生成するU −TAA標準のタンノくり質濃度(ng/ml)である。この濃度は100抗原 ユニ・ノドの値に相当する。
7人の明らかに健康なドナーから取った尿サンプルは、平均U−TAA含有量、 21.9±4.0抗原ユニット/mgクレアチニンを有していた(同種異系抗体 アッセイによる)が、一方、発病しているが存命中の二重のメラノーマ患者7人 からとったサンプルは、平均U−TAA含有量が69.8±17.4抗原二二・ ット/IgクリアチクレアチニンCPro、 025)。正常なドナーからの標 本を混合グリコシダーゼ処理すると、平均抗原レベルが148 ± 2.8 P >0.1とわずかに低くなった一方、メラノーマ尿を同様に処理すると、その抗 原レベルは163.7±49.4. Pr。
、O25へとかなり増大した。
X七l−一1区 1王と袴3u丈刃=−ADI−40F4と反応するエピトープの化学的性質を明 らかにするために、U−TAAを、アガロースビーズ上に固定化された様々な酵 素で分解した。混合グリコシダーゼ (Miles 5cientific)と ヒアルoニダーゼ(lVorthington Biochemical、 F reehold、 NJ)とはCNBr−活性化アガロースビーズ(Sepha rose 4B、 Pharmacia Fine Chemicals、 U ppsala、 Sweden)に結合した。固定化されたプロテアーゼはSi g鳳a Chesical Co。
(St、 Louis、 MO)より購入した。各々の固定化酵素の比活性は、 抗原の処理前に適切な基質系に対してテストした。
36μg/mlのU−TAAを、同量のバックされた固定化酵素ビーズと、室温 で4時間、回転させながら連続して混合した。IMのエタノールアミンでブロッ クされたCNBr活性型アガロースビーズを未処理コントロールとして使用した 。酵素で処理した、および未処理の上澄のU−TAA活性を以下のように、競合 的阻害アッセイで評価した:処理および未処理のU−TAAを0.63μg/m  lに希釈し、1・375に希釈したADI−40F4のマウスモノ単クローナ ル抗体腹水と共に37℃で45分間インキュベートした。その後、この混合物中 のADI−40F4の、固定化したU−TAAに対する結合をELISAで定量 した。プラスチックおよび標的抗原に対する非特異的結合について訂正した後、 405rviこおける吸光度を阻害パーセントに変換した。個々のアッセイは3 反復で行い、平均阻害パーセント±SEMを計算した。酵素処理された抗原の阻 害活性を単純な比(処理の抑制率%/未処理の抑制率%)で、未処理抗原のそれ と比較した。これらの比はU−TAAに対する3つの酵素の影響を比較する基準 を提供した。
U−TAAを免疫反応性エピトープに影響を与えない酵素で処理すると10=1 に近い活性比になることが期待されるであろう。
これはヒアルロニダーゼによる処理の場合であり、未処理抗原に対する処理抗原 の活性比は1.51であった。グリフジダーゼ処理は、抗原活性を高め(3,2 :1の比)、一方、プロテアーゼ処理はU−TAA活性を有意に減少させる結果 0.2:lの比になった。プロテアーゼによるインキュベージコン時間を8時間 に延長すると、全てのU−TAA活性が破壊された。
K1五−■ 1皇: MCVによる特異的な能動免疫療法を受けている患者15人から、免疫 の前におよびその後2から4週間ごとに、抗U−TAA抗体のレベルを分析する ために血清サンプルを集めた。
評価される15人の患者のうち7人は、MCVと共にシクロフォスフアミドを投 与された。比較のために、ワクチンを投与されていない第に■および第■期のメ ラノーマ働者1人からもサンプルを集めた。サンプルは一40℃で貯蔵し、ある 患者に関する全てのサンプルを、同じ日に解凍し、分析した。被検者の少なくと も半分が細胞膜抗原に対する抗体反応を生じることができることを保証するため に、M−TAAに対する抗体反応を基に患者を選んだ;15人の患者のうち8人 が、ワクチンを投与されている間、抗M−TAA抗体の誘導を示し、7人が示さ なかった。これは、また、1つの膜抗原に対する抗体反応が、同じ細胞表面上の 他の抗原に対する抗体反応を保証するかどうかを、決定することを可能にした。
ワクチン プロトコル:第1回目のワクチン投与は2,400万個のグラクツB CG生体を混合した、2.400万個の生きている、放射線照射された腫瘍細胞 (抗原変異性のために選ばれた、tlcLA−So−MLO5UCLA−3o− M24、およびUCLA−So−MIO1と指定された細胞系より)を含有した 。第2回目のワクチン投与は2,400万個の生きている、放射線照射された膿 瘍細胞と1.200万個のグラクツBCG生体との混合物から成った。その後の ワクチン投与はBCGを含まない、Z、 400万個の生きている、放射線照射 された腫瘍細胞から成った。免疫スケジュールは、最初の6週間は2週間ごと、 そしてその後は4週間ごとにワクチン投与することから成った。
匠り比丘:様々なグループの抗体力価は、平均上平均の標準誤差(SEM)とし て表される。ステニープント2点比較T検定およびカイ2乗分析を用いて、関連 した比較を行った。これらの分析に用いられた統計用ソフトウェアは Maci ntosh コンビエータ用の5tatViev (Brain Power、 Inc、、 Ca1abasas。
CA) であった。
爽上l−ユ■ ゛抗U−TAA 体 価の沖 : 0.06M炭酸緩衝液(pF19.6)10 0μm中のU−TAA、 40ナノグラムを96ウエルのポリスチレン製マイク ロタイタープレートに分配した。37°Cで3時間インキュベートした後、ウェ ルをPBS−Tで3回洗浄し、順に希釈した血清100μmを与えた。37℃で 45分間インキュベートした後、ウェルを洗浄し、そしてアルカリ性ホスファタ ーゼに複合させヤギ抗ヒトIgG (1:500に希釈)またはIgM (1: 1000に希釈)を用いて抗U−TAA抗体を検出した。プレートを45分間イ ンキュベートし、PBS−Tで3回洗浄した。基質を与え、23℃で1時間イン キュベートした後、各々のウェルに対して0. D、 4tISnmを測定した 。全てのアッセイは2反復で、複合体のプラスチックおよび標的抗原に対する非 特異な結合のための適切な対照と共に実施した。血清希釈度(log2)に対し て、2反復サンプルについての平均修正0. D、 All5nsをプロットす ることによって、タイトレージョン曲線を作成した。タイトレージョン曲線の直 線部分を補外して、O,D、0.05に対応する血清希釈度を、そのサンプルの 抗U−TAA r力価」と呼んだ。
1良丘−■旦 メラノーマ愚者における抗U−TAAIM 体反応:ワクチンを投与される前に は、ワクチン投与されないメラノーマ対照患者とMCV患者とでは抗[j−TA A IgM力価に関して有意な差は無かった(1:1324*254. N=7 .1:1138±198. N=15. P>0.375>。ところが、これら のレベルは、見かけ上健康な8人のドナ一群では、有意に低かった。MCVを受 けた15人の患者のワクチン投与前の抗U−TAA IgM力価は、l:112 から12466の範囲であった(表3)。MCVを受けた15人の患者のうち、 11人は、ワクチン投与の間に、これらの力価の2から5倍の増加を示した。こ れら11人の患者の平均1gM抗U−TAA力価は、ワクチン投与前の1:10 51±259から投与後、1:2518±576に上昇した(Pro、 005 ) 。
個々の抗U−TAA IgM力価のピークは1:435から1:5140の範囲 であった。
大1」[−■月ユ U−TAAIG 伸反応:15人のMCV患者におけるワクチン投与前の抗U− TAA IgG力価はL:1062から1・8361の範囲であった(表3)。
この患者群のワクチン投与前の平均力価1:3984±602はワクチンを投与 されないメラノーマ対照患者7人のそれ(1:2595±423. P<0.1 )よりも高い。見かけ上健康な対照8人の平均抗U−TAAレベルは、ワクチン を投与されないメラノーーy対照患者群のそれよりも有意に低かった。MCVを 受けた15人の患者のうち6人が、抗U−TAA IgG力価の2から7倍の増 加を示した。
この6人の反応者群の平均抗U−TAA IgG力価は、ワクチン投与前の1: 2964±1046から投与後、1:9958±2677まで上昇した(P<0 .01)。 この群の個々の力価は1・2,176から1:20.481の範囲 であった。
(以下余白) にヨヱBユ Mλ:抗EILA抗体が、我々が観察した抗体反応の一部または、全部を説明し 得るのかを判断するために、以下の実験を行った。まず、我々のU−TAA標本 がHLAに汚染されている可能性を減らすために、U−TAAをポリスチレンマ イクロ力価プレートに固定化し、EIAでマウスのモノクローナルナル抗[IL A抗体との反応性をテストした(AXL 859M、 Accurate Ch emical andScientific Carp、、 Westbury 、 NY)。この抗体はクラスIHLAの45kDポリペプチド産物上に存在す るモノモルフイックなエピトープに対するものである。このようにして、U−T AA標本中に存在する全てのクラス1サブタイプが検出される。1ニア50に希 釈したネズミのモノクローナル抗U−TAA抗体を陽性対照として同時にテスト した。
次に、抗腫瘍抗体の誘導とHLA抗体の誘導との間の関係を決定する研究の一環 として、メラノーマ細胞ワクチン(MCV)を投与されたメラノーマ患者の、ワ クチン投与前および投与後の8つの血清を、個別にクラス1およびDR抗原(T erasaki、 P、1et al、、 Manual of Ti5sue  Typing Techniques、 DHEW Publ、(NIB>  74−545 U、S、 Government Printing 0ffi ce、 Washington、 DC,P、 54、参考のために引用)との 反応性を定量する細胞障害抗体アッセイで、抗HLA抗体についてテストした。
これらのワクチン投与前及び投与後の反応性を、次に抗U−TAA抗体レベルと 比較した。
HLAクラス1抗原のモノモルフイックなエピトープに対するマウスのモノクロ ーナル抗体は、l−5から1:80の範囲の希釈率においても、我々のU−TA A標本と反応しなかった。1 ニア50の希釈率で同時に行った抗U−TAAネ ズミのモノクローナル抗体は1時間以内に濃い色を示した。
加えて、抗FILA抗体の発生は、抗U−TAA抗体反応とは、いかようにも関 連しなかった。テストした8人の患者のうち1人だけが、ワクチン投与の間に強 い抗HLA抗体反応を発生させた。
ワクチン投与前、この患者は、検出できない抗HLA抗体レベルであったが、抗 U−TAA IgGのレベルは高かった(1:50S6)。ワクチン投与の間、 彼は、様々なりラス11(LAに対して高レベルの抗体を発生させたが、彼の抗 U−TAA IgGレベルは変化を示さなかった。抗U−TAA IgM力価は 、この間2倍にしかならなかった。
別の去者第8号は有意な抗HLAレベルは一度も発生させなかったが、彼の抗U −TAA IgGおよびIgM力価は、ワクチン投与の間に、各々6,5倍と3 .5倍に上昇した。他の4人の患者は、抗HLA抗体の誘導の証拠なしに、抗U −TAA IgMのレベルの2から4倍の上昇を示した。
K血ヨーユ■ KLHIG 体反応: ELISAによるメラノーマ患者で検出されたMCVに 対する抗体反応がU−TAAに特異的なものかどうかを判定するために、同じ血 清サンプル(MCV前と後)を標的抗原としてのKL旧こ対して反応させた。表 4に示す結果は、患者の大半(14/Is)がMCV処置前に検出可能なレベル の抗KLH抗体を持っていたことを示している。これらの続伸レベルは、MCV C再投与後人の患者でのみ、2倍より大きく増加した。他の、患者においては、 抗KLHレベルはほぼ同じに留まるか、或は減少した。MCVに対する反応にお いて抗KLFIおよび抗U−TAA抗体(IgGまたは IgM)の増加に一部 は見られなかった。
(以下余白) 紅 ELISAによって評価したMC’/処置前および後の、メラノーマ患者におけ る抗KLII抗体レベル L■Llヒ 墨1」−ロエ 煕’i MCV&二週 3 <20 4.000 2 4 68 20 R 7601i00 8 12 1、000 1.050 12 1力価の反復測定値は、希釈血清曲線の0.050.D、aasnaを示す点か ら決定した。
R1五−猛■ ・の 日・ ・:、11人の抗U−TAA IgM被検者のうち4人が最初のワ クチン投与後2から6週間後に、6人が7から16週間後に、そして1人が免疫 の20週間後に、これらの抗体レベルの2倍以上の上昇を示した。抗U−TAA  IgM反応の中央値の時間は8週間であった。これら11人の患者において、 抗U−TAA IgM力価は4から>20週間上昇したままであり、中央値は8 週間であった。
良好な抗U−TAA IgG反応を示した6人の患者のうち3人は、最初のワク チン投与後4から8週間後、これらの力価の2倍以上の上昇を示し、1人は20 週間後に反応し、2人はIgG反応を生じるのに40週間のワクチン投与を必要 とした。反応までの時間の中央値は14週間であった。これら6人の患者の反応 は4から〉40週間持続し、中央値は〉10週間であった。
K鳳±−1江■ 気のステージと ′−する M−TAA反応:この研究で評価した15人の患者 のうち11人がリンパ節または局所領域の皮下組織内に病気を限定して持ち、一 方4人が遠方に転移していた。
内臓に転移している4人全員(3人が肺に、1人が肝臓に転移)が良好な抗U− TAA IgG反応を生じた。ワクチン投与前は、これらの抗U−TAA Ig Gレベルは1:1149から1:2816 (平均1:2184±362)の範 囲であった。ワクチン投与後、力価は1:5000からl:14.848で平均 値1:8777±2117のピークを示し、このグループでは4倍増であった。
連続した血清サンプルからの抗メラノーマTAA抗体レベルが、この研究(Gu pta、 R,に、 et al、、 Proc、 Amer、 Sac、 C l1n、 0nco1.6:249 (1987)参考のために引用)で評価し た15人の患者全員に対して入手できた。これら15人の患者のうち8人がMC Vに対して良好な抗M−TAA抗体反応を生じた。抗メラノーマTAA抗体レベ ルの増加は、抗U−TAA IgGレベルの増加とは相関しなかった(R2・0 .279)。全搬的に、抗U−TAA反応率(IgMおよび/マタはIgG)は 、M−TAAの非反応者においてよりもM−TAAの反応者において高いが、差 は有意ではない(X2. P>0.3)。
大1!L」1買」− 慎 および を っ、−の におけるU−TAAの旌上:乳癌、結腸癌、および 肺癌にかかっている患者から得り尿サンプルを、実施例IXで述べたマウスのモ ノクローナルADI−40F4およびヒヒの多ポリクローナル抗U−TAA I gGを用いた2重決定基EIAを用いてU−TAAの存在を分析した。検出可能 なレベルのU−TAAの存在する率を表5に示す。これらの率はメラノーマ種患 者のそれ(63,4%)に全く匹敵する。
(以下余白) 表5 2重決定基EIAによる、乳癌、結腸癌、および肺癌の患者から得た尿中のU− TAA率 組織のタイプ 二三上ユニ呈 隻1監 i民、乳癌 14 9 64.3 結腸癌 13 9 69.2 肺癌 7 3 42.8 肉履 17 10 58.8 正常 77 2 2.5 メラノーマ 115 73 63.4 *実施例IXで述べたようにマウスのモノクローナル抗体AD1−40F4を抗 原を捕獲するために、およびヒヒのポリクローナル抗体捕獲した抗原を検出する ために用いた。0.68を超えるEIA値を陽性と考えた。
支良五一旦■ 癌患 の 中のU−TAAレベルを いた5、性 のモニター二治癒的外科治療 を受けた31人のメラノーマ患者から、先を見越した方法で連続的に集めた尿サ ンプルを、実施例IXで述べたように2重決定基EIAを、以下のように修正し て、U−TAAしベルの分析を行った。サンプルは沸騰した湯槽中で100 ” Cで2.5分間熱し、氷水槽中で5分間冷却し、0.5%のTveen−20を 補った、同量(Zooul)の0.025Mのリン酸緩衝生理食塩液と混合した 。これらの混合物のうち100マイクロリツトルを、捕獲アッセイでテストした 。31人の患者のうち、10人の患者のU−TAA ELISA値が、1年間ノ モニタ中、陰性(<0.680D411S) 0) * *であった。今のとこ ろ、これらのうち、1人だけ(10%)が、臨床上、検出可能な病気の再発をし た(表6)。この患者の再発は研究を始めてから24週間後に起こった。これと 対照的に、31人の患者のうち21人の尿サンプルがU−TAA陽性(>0.6 0D4as)になった。これらU−TAA陽性の患者のうち、12人(57%) が0から24週間のうちに臨床上、検出可能な再発をした。U−TAAの陽性結 果から見ると、この患者グループは高い再発の危険にある高いと考えられ得る。
他の悪性amの患者の連続的な尿サンプルの分析は、病気の準臨床的な再発をモ ニターするために使用できる。
(以下余白) 表6 1年間の予後研究における、メラノーマ患者の尿中U−丁AAの検出と、臨床上 に検出可能な病気の再発との間の関係U−TAA 再発した 再発していない  合計患者の数 患者の数 陰性 191゜ 陽性 129本 21 studentのt検定によりp<o、os本再発の危険性の高い患者 に鬼旦−ユ■ イン −フェロンによるU−TAA の :主要組織適合性抗原の変調は腫瘍発 生性と関連づけられてきた(Hayashi、 H。
et al、、 Ce1l 43:263−267、(1985)参考のために 引用)。クラスエ抗原発現の減少或は欠如が腫瘍細胞の免疫認識を減少させ、そ れらが免疫破壊を逃れることを可能にするということを証拠が示している。イン ターフェロンによってクラス■HLAの発現が減少したか、或は発現していない 腫瘍細胞の処置の結果、腫瘍発生性の減少を生じた(Tanaka、 K、に、  et al、。
5cience (Wash、 DC) 228:25−30 (1985);  Eager、 K、B、 et al、 Proc、 Na1t、 Acad 、 Sci、 USA 82:5525−5529 (1985)参考のために 引用)。
ヒトの、培養した腫瘍細胞をインターフェロンで処置すると、しばしば、組織適 合性抗原(クラスI)の発現が増加し、腫瘍抗原の発現が変調される(増加或は 減少)ことが知られている(1mai、 K、 et al、、 J、lIIl munol、 127:505−509: Giacomini、P、et a l、、 J、 Ima+uno1.133:1649−1655; Peros a、 F、 etal、、 J、 l+nmuno1.138:2202−22 07 (1987)各々参考のために引用〉。我々は、3つのメラノーマ細胞系 、UCLA−So−MIO,UCLA−So−M24.およびUCLA−So− MIOI、をガンマおよびアルファインターフェロンで処置し、それによって、 これがU−TAA発現のレベルに影響するかどうかを判定した。各々の細胞系の 細胞は、インターフェロン500ユニツト/mlを補った場合としない場合の両 方のRPMI−10%FCS中で、37℃で96時間、培養した。
処置後、細胞をスクラップにより集め出してPRMI−10%FCSで2回洗浄 し、U−TAAの量を評価した。同種異系抗体および精製U−TAAを用いた競 合ELISAを使った。インターフェロンの存在下および不在下で成育させた、 様々な数のメラノーマ細胞で、吸収させる荊と吸収した後に、同種異系抗体を精 製U−TAAと反応させた。精製U−TAA (0,06μml)を、ELIS Aの標準阻害曲線を作成するために標準ブo ’yカーとして用いた。
ガンマインターフェロンまたはアルファインターフェロンのどちらかの存在下で 細胞を生育させることにより、UCLA−5O−MIOおよびUCLA−So− MIOl細胞系によるU−TAAの発現が増加した。しかし、UCLA−3o− M24によるU−TAAの発現は、どちらのインターフェロンによる処置によっ ても影響を受けなかった(表10)。対照として、細胞を125■標識モノクロ ーナル抗体(抗1(LA−DR)と、懸濁液アッセイで反応させることによって 、HLA−DR抗原の発現を測定した。インターフェロンの存在下で成長した3 つの培養吻合ての細胞による放射標識抗体の結合は、その非在下で成育させたも のよりも有意に高かった(2から3倍)。
(以下余白) 実W五■ II−TAAは で る: ELISAで高い抗U−TAA抗体力価を示したM CV患者から無作為に選択された血清を、培養メラノーマ細胞の表面に結合し得 る抗体について、免疫蛍光法によって試験した。強い膜の蛍光を示す血清を、細 胞表面上のU−TAAがこの反応性の一部に起図するものであるかどうかを決定 スルタメに、間接的膜免疫蛍光法を用いることによってさらに試験した。血清試 料を段階希釈し、そして37°Cで30分間おヨヒ4°Cで30分間、等量(5 0μl)のPBSのみ(陰性コントロール)または1μgのU−TAAを有する PBSとともにインキュベートした。培養UCLA−SO−M 24メラノーマ 細胞をベルセン(0,05mW EDTAナトリウム、0.014M NaC1 ,0,5+*M KCIおよび0.55mMデキストロース)および0.25% トリプシンで処理することにより採収した。これらの採収した細胞を、0.01 %のヒト血清アルブミンを含有するハンクス平衡塩類溶液(HBSS)で3回洗 浄し、そして5X10’細胞/mlの濃度でllB55−アルブミン中に再懸濁 した。50マイクロリyトルのこの細胞懸濁液を種々の希釈濃度のメラノーマ血 /*50μmと混合し、そして37℃で1時間および4℃で1時間インキュベー トした。これらの細胞をHBSS−アルブミンで3回洗浄し、そして50μlの フルオレセイン結合ヤギ抗ヒト免疫グロブリンと23°Cで20分間、反応させ た。洗浄後、これらの細胞を0.025M PBS中の50%グリセロール25 μlに再懸濁し、スライドガラス上に置き、そして蛍光顕微鏡のもとて膜の免疫 蛍光を調べた。細胞膜上に3個またはそれ以上の蛍光ドlトが存在する場合には 、抗体に対して陽性であるとみなした。拡散または細胞質の蛍光は、陽性とはみ なさなかった。
陽性細胞のパーセンテージを50個の細胞を数えて計算した。
高い抗U−TAA抗体力価を有する血清は間接的膜免疫蛍光法で試験した場合に 、抗体のUCLA−So−M 24培養メラノーマ細胞に対する結合を示した。
1つの血清を上述のようにU−TAAによる阻害研究のために選択した。この血 清は1:16の割合に希釈した場合でさえ、50−60%のメラノーマ細胞と結 合することを示した。1μgの精製U−TAAと共にこの血清をブレインキュベ ーションした結果、1:16の血清の希釈濃度で免疫蛍光を示す細胞数の93% の減少を生じた(図11)。U−TAAの、間接的膜免疫蛍光アッセイにおける 高力価抗U−TAA抗体の結合を阻害する能力は、腫瘍細胞の表面の細胞膜上に おけるυ−TAAの発現を説得力をもって実証した。
L施B U−TAに・ るヒト のインビトロにおシる : フィコール−ハイパツク遠 心分難法を用いて、癌患者のヘパリン処理した(hepran 1zed)血液 301から末梢血リンパ球(PBL)を得た。
高レベルの抗U−TAA抗体を基準として、MCV治験の参加者から血液ドナー を選択した。赤血球ロゼノティング法(ここで参考のために援用されているBa kacsらのCe1lular Immunology(1977))の適用に よって、単離したPBLからT細胞を除去した。それによってそのPBLはB細 胞(抗体産生細胞)について富化された。エプスタイン−バーウィルス(EBV )をそれらに感染させることによって、この富化されたB細胞を形質変換した。
この目的のために、EBVを産生ずるマーマセノト(marmaset)細胞系 B95−8+7)50%上清液を含有tルRPMl 1640−10S FCS 中に、10×106細胞/mlの濃度で、富化されたB細胞を懸濁した。37° Cで一部インキユベートした後、細胞を洗浄し、RPMI−FCS培地に再懸濁 した。これらの培養物からの上清液を1週間毎に集め、標的抗原として精製した U−TAAを用いたELISAの直接法で抗U−TAA活性の存在を試験した( 実施例I)。35個の培養物のうち17個の培養物がU−TAAに対する抗体を 産生じたが、しかし多くの培養物が3力月以内にこれらの抗体を産生ずることを やめた。6力月より長くこれらの抗体を産生じ続けた2つの培養物からの細胞( 図12)を、一定間隔で低温保存した。
該上清液中の該抗体が認識する免疫反応性成分が腫瘍細胞によって発現されるこ とを証明するために、インビボで産生されたU−TAAに対する抗体の供給源と して、これらの培養物の10倍濃度の上清液を用いた。14cmt−ロイシン( 50μCi/箇l)を補ったRPMI中で5日間、メラノーマ細胞(UCLA− So−M14)を培養した。細胞を採収し、完全RPM I−FCS培地で3回 洗浄し2、そして、0.5%(V/V)NP−40(Nonadet P−40 )で抽出して生合成により標識された抗原を得た。細胞を含んでいない抽出物を 、固定化した小麦胚芽凝集素(WGA)で処理した。結合した物質をキ) l− 1/アーゼ(chitotriase)で溶離し、モして溶離液として0.02 5Mリン酸緩衝生理食塩水を用いて、セファクリルS−200カラム(0゜5X 10c■)を通してクロマトグラフィーを行った。200マイクロリツトルの両 分を集めた。この溶離プロフィールを、10μm部分をシンチレーション計数に 供することによってモニターした(図13)。放射活性の各々のピーク下の画分 をプールし、10倍濃度のヒドリンホブラストイド(human 1uspho blastoid)培養土清液(インビトロで産生された抗体の供給源)1゜O μlと反応させた。抗体と結合した放射活性を、ウサギ抗ヒト1g免疫ビーズの 50%懸濁液(Biorad Laboratories、リッチモンド、カリ フォルニア州)200μlによって沈澱させた。図13に示すように、画分39 から45のプールの約65%の放射活性が、リンホブラストイド(lympho blastoid)培養上清液に存在するヒト抗体に結合した。
我々はまだ、単一細胞由来のクローンを開発することには成功していないが、フ ィーダ層として胸腺細胞を用いて軟質寒天(1駕)中に培養することによって、 リンホブラストイド細胞系(LCL 1およびLCL Z)由来のサブクローン を作成することに成功した。理論上、この軟質寒天において発育するコロニーは 、単一細胞由来である。しかし、このことはいつも真実であるというわけではな い。なぜならば、しばしば、2つまたはそれ以上の細胞がお互いに癒着するから である。従って、このようなコロニーの単一クローン性については保証し得ない 。LCL2培養物の2種のサブクローン(LCL 2.6およびLCL 2゜1 1)を分析することによって、それらが抗U−TAAおよび抗PA 1gM抗体 を産生ずることが明かにされた。
サブクローンLCL2.6および2.11の培養上清液の免疫反応性の特異性を 、精製したFAおよびU−TAAでブo ツクし、次いでEしIsAで2種の標 的抗原に対して反応させることによって確認した。2倍希釈法を用いてこの培養 上、lf液を段階希釈した。
各8釈Hの一部分く100μl)を、非ブロックのコントロールとして0.15 M NaC1および0.5%Tween−20を補った0、025Mリン酸緩衝 液と混合し;第2の部分を等量(100Atl )のFA (0,05mg/m l)でブロックし;そして、第3の部分をU−TAA(0,06mg/ml)と 反応させた。この混合物を37℃で1時間インキュベートした。U−TAAおよ びFAに対する各混合物中の抗U−TAAおよび抗FA抗体レベルをELISA によって測定した。図14および15に表されたデータは、U−TAAに対する サブクローンLCL2.6の培養上清液の反応性が、U−TAAによってブロッ クされ、FAによってブロックされないことを示す。また、FAに対するその反 応性も、FAによってブロックされ、U−TAAによってブロックされなかった 。
抗体の供給源として、もう一方のサブクローンであるLCL 2゜11の培養土 清液を用いた場合、同様の結果が見られた。サブクローンLCL 2.6および LCL 2.11は、この時点においてモノクローナルでないが、それらは抗U −TAA(IgM)抗体を産生ずるということを、これらの結果は明白に示して いる。これらのサブクローンを引き続いてサブクローニングすることによって、 モノクローナルの性質を有するクローンが生じるはずである。
(以下余白) 実JfLLu■二l −一 の に ム の≦で るU−TAAの :癌働者においてU−TAAは免 疫原であるため、免疫反応を引き出す。そのため、U−TAAに対する抗体は、 特に腫瘍の苦痛が少ない時には、癌患者の血液中を循環する。これらの抗体は、 腸瘍細胞表面上のU−TAAに反応し得る。我々は、腫瘍細胞表面における抗体 の存在を証明し、それらが特に腫瘍抗原と反応することを解明した(Gupta 、 R,に、 and Morton、 D、L、 Contemporary  Topics in Immunobiology 15:1053 (19 84)参考のため援用)。腫瘍結合抗体は、生体において対応する抗原との免疫 相互作用の証拠だと考え得る。細胞表面上に形成された抗原−抗体(免疫)複合 体は、細胞によって内面化し、または抗原の転形、キャップ形成および発散の行 程(Leong S、P、L、 et al、、 Cancer Res、 3 9:2125 (1979)参考のために援用)によって周囲に放出され得る。
他に考え得る腫瘍抗原が血行中に放出される機構としては、細胞死、表面出血、 亜致死の自己分解および細胞からの分泌(Price、 M、R,and Ro bins、 R,W、1mmunological Aspects of C ancer、 pp、 155 (1978)参考のため援用)が挙げられる。
血行中に発散された抗原は、体液性抗体と結合し、循環免疫複合体を形成するこ とになる。このように、人間の癌の免疫診断および免疫予後のためのマーカーと して免疫複合体を利用するための数多くの努力が様々な研究者によってなされて きたが、いくらかが成功している。
しかし、複合体の抗体性は知られておらず、癌患者の治療行程との相関関係は不 明瞭であった。これは、主に、抗原非特異性免疫複合体検出アッセイの利用のた めである。
ヒト腫瘍細胞によって生成された9O−100kDサブユニツトをfHaする、 ネズミモノクローナル抗体ADI−40F4の有用性を用いて、我々は抗原非特 異性免疫複合体検出アッセイを開発してきた。図16に示すように、このアッセ イは、ネズミモノクローナル抗体ADI−40F4の固体マトリクスへの固定を 利用する。
固体マトリクスは、たとえば、ポリビニルまたはポリスチレンのマイクロタイタ ブレートまたはチューブまたはビーズ、テフロンのディスク、ガラスピーズ、あ るいは、グラスファイバーディスクのようにあらゆる適切な物質を物理的に適当 なあらゆる形状にしたものであり得る。固定は、たとえば、物理的吸収、または 、ホモ−またはへテロ−二官能性もしくは多官能性結合剤を用いた化学的反応に よる共有付着によって行い得る。固定されたモノクローナル抗体を、U−TAA  (抗原)−抗U−TAA (抗体)複合体、または血清もしくは他の体液がら の精製免疫複合体を含有すると思われる、血清サンプルまたは池の体液と反応さ せる。固体マトリクスを洗浄した後、その表面のヒト免疫グロブリンの存在を、 IgG、IgM、 IgAなどの各アイソタイプに一峻的なあるいは特異的な酵 素もしくはヒト免疫グロブリンへのピオチン標識された抗体によって認識する。
固体マトリクスに固定されたネズミモノクローナル抗体は血清成分のいずれとも 反応しないため、固体マトリクス上のヒト免疫グロブリンの存在は、すでに生体 内で患者の抗体と反応した抗原を捕獲したためである。固体マトリクスを反応さ せた複合体を適当な基板に曝すと、色発現によって抗原(U−TAA)特異性免 疫複合体がテストサンプル中に存在することがわかる。
我々は、ポリスチレンマイクロタイタープレート(1mmul。
n I、 Dynatech Laboratories、 Chantill y、 VA)での上記の技術を開発してきた。ネズミモノクローナル抗体AD1 〜40F4をウェルに付着させた(ウェルにっき1:300希釈物100μl) 。テスト血清(1・20希釈物100μl)をネズミ抗体感作ウェルに付加し、 37°Cで1.0時間インキュベーションした。洗浄後、テストウェル中のヒ) IgGの存在(免疫複合体の形で存在している)を、基板としてヤギ抗ヒトIg Gおよび燐酸p−ニトロフェニルに接合したアルカリ性ホスファターゼによって 計測した。その結果を405r+mにおける光密度(OD)として表した。24 人のメラノーマ患者から取った血清は0.456±0.114の平均±SE 0 Daasを宵していた。この値は、明らかに健康な正常対照32人の血清の0. 1±0.025という平均±SEより有意に大きい(p<0.001)。
正常対照の、平均プラス2標4偏差値(0,3920D4a5)より大きな値を 、U−TAA特異特異性免疫体合体在の示度として用いると、メラノーマ患者か ら取った血清の37.5%(9/24)は陽性であり、それに対して正常対照で はたった6%(2/32)であった( Pro、 01)。
予期研究において、9人のメラノーマ患者の治療期間の間に連続的に集められた 血清サンプルを分析して、その再発が臨床的に明白になる数カ月前に、患者が潜 伏的な病状であることを知るために、このU−TAA特異性免疫複合体検出アッ セイを利用し得ることがわかった。図17は、2人の代表的な患者のデータを用 いてこの事実を説明したものである。U−TAA特異性免疫複合体の陽性レベル を、再発が臨床的に検出できる4〜24週間(平均=14.1週間)前に検出し た。このように、本発明は、外科的治療をした癌患者の血清中のU−TAA特異 性免疫複合体の存在を検知することによって、微視的な潜在的病状を確認する、 宵月な手段を提供する。
灸施史−天猛■ ヒト イディオ イブ の ′:治療に適用するために大量の抗原が必要である 。培養した腫瘍細胞抽出液または癌患者の尿から得られる量は、生体内での血清 学または免疫化学アッセイでの使用にのみ十分なだけである。仇原を適切に提供 するためには、2つの方法が可能である:1)分子生物学技術によって、U−T AAの生成に携わる遺伝子をクローン化する;2)癌患者からEBV変換したリ ンパ芽球様細胞、または、抗U−TAAの抗イデイオタイプ抗体(抗U−TAA 抗体の内部鏡像)を分泌するこれらの細胞のヒト−ヒトハイブリドーマを同定す る。これらの方法は、当業者ならばうまく利用し得る。我々はすでに、EBV変 換したリンパ芽球様細胞および癌患者のリンパ球から取ったヒト−ヒトハイブリ ドーマを有しているため、現在のところは第二の方法の方が好ましい。
これらのリンパ芽球様細胞株の多くが免疫グロブリンを分泌し、U−TAAと反 応しない。これらの免疫グロブリンのいくつかがU−TAAの抗イデイオタイプ であってもよい。1gMアイソタイプの抗U−TAAを生成するリンパ芽球様サ ブクローンを我々は同定した(実施例XXX11)。大量のこれらの抗体を精製 された形状で得ると、それらを酵素またはその他の適切な放射線核種に結合して 、クローンを抗イデイオタイプ活性であると同定するために、U−TAAに反応 しないリンパ芽球様クローンの上清に反応する性質を用い得る。陽性クローンを 用いた、IJ−TAAに対する抗イデイオタイプ抗体の製造は、クローン上清を 製造する抗イデイオタイプ抗体と思われるものとの反応の前に、U−TAAによ って抗U−TAAをブロックすることによって確実となる。U−TAAの内部鏡 像とは異なる抗イデイオタイプの検出を確実にするために、標識をつけられた抗 体は精製したヒト正常血清免疫グロブリンを含有している(2%v/v)。この ように同定される抗イデイオタイプは、活性特異性免疫治療、およびアミノ酸配 列、ヌクレオチド配列などのU−TAAの抗原エピトープの化学的分析に広く利 用することができる。
本発明は、現在のところ好ましい実施態様を参照して説明をしてきたが、本発明 から離れることなく変形を加えることも可能である。従って、本発明は以下の請 求の範囲によってのみ限定されるものである。
FIG、1 FIG、 2 FIG、 5 メラノーマ 正常 メラ/−7L9 FIG、 6 FIG、8 2 4 9 16 :(264 汲昂A1人の(I+♀ FIG、II IC−MuMoAb−テアg−7+ E−RxHulgGb−+$−1gM8  S iE] is 2B 25 38週 補正書の写しく翻訳文)提出書(特許法第184条の8)平成4年5月6日p

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.約90から100kDの分子量を有する尿中腫瘍関連抗原の実質的に精製さ れた抗原性のポリペプチドサブユニットであって、該分子量が、β−メルカプト エタノールによる還元およびSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法による 分離の後に測定された、ポリペプチドサブユニット。 2.請求項1に記載のポリペプチドに曝された動物由来の抗体産生細胞を単離す ること、該抗体産生細胞と癌細胞との間のハイプリドーマを形成すること、およ び該ポリペプチドと反応する抗体を産生する細胞を選択することによって産生さ れるモノクローナル抗体。 3.被験者における癌を検出する方法であって、該被験者の体液由来の尿中腫瘍 関連抗原を請求項2に記載のモノクローナル抗体と接触させること、および該結 合した抗体の存在、すなわち、癌の存在を示す尿中腫瘍関連抗原の存在を検出す ることを包含する、方法。 4.前記癌が潜在性である、請求項3に記載の方法。 5.IgGおよびlgMでなる群から選択される、請求項2に記載のモノクロー ナル抗体。 6.尿中腫瘍関連抗原と反応する抗体と反応する試薬。 7.抗イデオタイプの抗体である、請求項6に記載の試薬。 8.請求項7の抗イデオタイプの抗体の治療上の量を被験者に注射することを包 含する、免疫治療の方法。 9.悪性腫瘍をモニターする方法であって、請求項2のモノクローナル抗体を、 病気の被験者の体液由来の尿中腫瘍関連抗原と接触させること、所定の量の体液 に対する尿中腫瘍関連抗原の量を決定すること、該量と、同等の試料のために予 め決定された量とを比較することを包含する方法であって、尿中腫瘍関連抗原の 差異が該悪性腫瘍の状態の度合を示す、方法。 10.バイオプシーの腫瘍細胞上の尿中腫瘍関連抗原を検出する方法であって、 請求項2に記載のモノクローナル抗体を腫瘍細胞と接触させること、および該結 合した抗体の存在を検出することを包含する、方法。 11.腫瘍細胞に対して向けられる、抗体または細胞が媒介する免疫を誘導する ための、あるいは増強するためのワクチンであって、細胞表面に尿中腫瘍関連抗 原を有する不活性化された腫瘍細胞、およびGM−2、GD−2、胎児の抗原、 またはメラノーマ腫瘍関連抗原でなる群から選択される、少なくとも1種の腫瘍 開運抗原、および薬学上受容し得る担体を含有する、ワクチン。 12.前記腫瘍細胞が、UCLA−SO−M10、UCLA−SO−M24およ びUCLA−SO−M101でなる群から選択されるメラノーマ細胞である、請 求項11に記載のワクチン。 13.前記細胞が、さらに該細胞表面に被験者と同様のタイプのHLAを有する 、請求項11に記載のワクチン。 14.被験者において約90から100kDの分子量を有する尿中腫瘍関連抗原 のポリペプチドサブユニットと反応する抗体の産生を誘導するための、あるいは 増強するための方法であって、該分子量が、βメルカプトエタノールによる還元 およびSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法による分離の後に測定された 方法であって、請求項11に記載のワクチンの有効量を該被験者に投与すること を包含する、方法。 15.前記被験者が、ヒトである、請求項14に記載の方法。 16.前記被験者が癌を患っており、そして前記ワクチンの投与後に各個体にお いて産生された前記抗体が該癌を抑制する、請求項14に記載の方法。 17.前記癌がメラノーマ、サルコーマおよびカルシノーマでなる群から選択さ れる、請求項16に記載の方法。 18.請求項1に記載のポリペプチドおよび薬学上受容し得る担体を含有する、 ワクチン。 19.被験者において、該被験者における腫瘍細胞と反応する抗体の産生を誘導 するための、あるいは増強するための方法であって、請求項18に記載のワクチ ンを投与することを包含する、方法。 20.被験者において、胸部または肺のカルシノーマを検出する方法であって、 該被験者の試料由来の尿中腫瘍関連抗原の存在を検出することを包含する、方法 。 21.前記検出が、尿中腫瘍関連抗原を抗体と結合させること、および該抗体の 存在を検出することを包含する、請求項20に記載の方法。 22.被験者において腫瘍をインビボで検出する方法であって、該腫瘍細胞表面 上の尿中腫瘍関連抗原と反応する試薬を該被験者に注射すること、該尿中腫瘍関 連抗原と反応する該試薬の存在を検出すること、およびそれによって該腫瘍を検 出することを包含する、方法。 23.前記腫瘍が、メラノーマ、サルコーマ、またはカルシノーマでなる群から 選択される、請求項22に記載の方法。 24.前記試薬が抗体である、請求項23に記載の方法。 25.前記抗体がモノクローナルである、請求項24に記載の方法。 26.被験者中の腫瘍細胞表面に尿中腫瘍関連抗原を発現する腫瘍を抑制する方 法であって、該腫瘍細胞表面の尿中腫瘍関連抗原と反応する、腫瘍を抑制する試 薬を該被験者に注射することを包含する、方法。 27.前記試薬が抗体である、請求項26に記載の方法。 28.前記抗体が細胞毒性または細胞増殖抑制性の薬剤に結合している、請求項 27に記載の方法。 29.前記細胞毒性または細胞増殖抑制性の薬剤が、毒素、放射線標識された成 分、および化学療法薬でなる群から選択される、請求項28に記載の方法。 30.請求項1に記載のポリペプチドをコードする核酸。 31.請求項30に記載の核酸と選択的にハイブリダイズし得る核酸プローブ。 32.請求項1に記載のポリペプチドの抗原性の部分をコードする核酸。 33.前記核酸が、抗イデオクイブの抗体における抗原性の部分の配列に対応す る、請求項32に記載の核酸。 34.請求項33に記載の核酸と選択的にハイブリダイズし得る核酸のプローブ 。 35.低レベルの尿中腫瘍関連抗原を検出する方法であって、γ−インターフェ ロンで癌細胞における尿中腫瘍関連抗原の発現を増強すること、該尿中腫瘍関連 抗原を試薬と接触させること、および該試薬の存在を検出することを包含する、 方法。 36.被験者において癌を診断する方法であって、被験者の体液において請求項 1に記載のポリペプチドを検出することを包含する、方法。 37.前記検出することが、前記ポリペプチドと試薬とを接触させること、およ び核ポリペプチドと反応する該試薬の存在を検出することを包含する、方法。 38.以下の(1)、(2)および(3)を包含する、癌から得られる尿中抗原 性複合体(urinary antigenic complex)を有する被 験者において癌を検出またはモニターする方法:(1)該被験者から試料を除去 すること;(2)尿中腫瘍関連抗原に結合する試薬と結合することを妨げるため に、該試料中の該尿中抗原性複合体の炭水化物部分を政変すること;および (3)該改変された尿中抗原性複合体の少なくとも一部を検出すること、および それによって該癌を検出すること。 39.45kDのポリペプチドサブユニットに位置した尿中腫瘍関連抗原のエピ トープであって、該ポリペプチドサブユニットの分子量がβ−メルカプトエタノ ールによる還元およびSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法による分離の 後に測定され、そして自己ヒト血清またはヒヒのポリクローナル抗体と反応する 、エピトープ。 40.120kDのポリペプチドサブユニットに位置した尿中腫瘍関連抗原のエ ピトープであって、該ポリペプチドサブユニットの分子量がβ−メルカプトエタ ノールによる還元およびSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法による分離 の後に測定され、そしてヒヒのポリクローナル抗体と反応する、エピトープ。 41.以下の(1)、(2)、(3)および(4)を包含する、試料における尿 中腫瘍関連抗原を検出する方法:(1)該尿中腫瘍関連抗原と、尿中腫瘍関連抗 原上のエピトープと結合する第一の試薬とを接触させること;(2)該尿中腫瘍 関連抗原と、尿中腫瘍関連抗原上の第二のエピトープと結合する第二の試薬とを 接触させること;(3)該試薬の1種を固体の支持体に結合させること;および (4)結合した試薬の存在を検出すること、およびそれによって尿中腫瘍関連抗 原の存在を検出すること、ここで、該試薬の1種は非ヒトポリクローナル抗体で ある。 42.前記試薬が両者とも抗体である、請求項41に記載の方法。 43.前記ポリクローナル抗体がヒヒから単離される、請求項41に記載の方法 。 44.前記試薬が、尿中腫瘍関連抗原上のエピトープと結合する前に、前記固体 の支持体と結合する、請求項41に記載の方法。 45.以下の(1)、(2)、(3)および(4)を包含する、試料において尿 中腫瘍関連抗原を検出する方法:(1)β−メルカプトエタノールによる還元お よびSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法による分離の後に確認される、 45、65、90−100および120kDのサブユニット上のエピトープでな る群から選択される、該尿中腫瘍関連抗原上のエピトープと結合する第一の試薬 を、尿中腫瘍関連抗原と接触させること; (2)β−メルカプトエタノールによる還元およびSDS−ポリアクリルアミド ゲル電気泳動法による分離の後に確認される、45、90−100および120 kDのサブユニット上のエビトープでなる群から選択される、該尿中腫瘍関連抗 原上のエピトープと結合する第二の試薬を尿中腫瘍関連抗原と接触させること; (3)該試薬の1種と固体の支持体とを結合させること;および (4)結合していない試薬の存在を検出すること、およびそれによって尿中腫瘍 関連抗原の存在を検出すること。 46.β−メルカプトエタノールによる還元およびSDS−ポリアクリルアミド ゲル電気泳動法による分離の後に測定された場合、65kDのポリペプチドサブ ユニットに位置する尿中腫瘍関連抗原のエピトープであって、自己ヒト血清また はヒヒのポリクローナル抗体と反応する、エピトープ。
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