JPH07507541A - 糖尿病の治療方法 - Google Patents
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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】
糖尿病の治療方法
発明の背景
発明の分野は糖尿病である。
真性糖尿病は、インツユリン欠乏により特徴付けられる流行性かつ変性性の疾病
であり、通常の血中グルコースレベルの調節を阻害し、高血糖症およびケトアン
ドーンスに至る。
インツユリンは、グルコース利用、タンパク質合成、中性脂肪の生成および貯蔵
、ならびにある種の細胞の増殖を促進する。イン/ニリンは、膵臓のランゲルハ
ンス島中のβ細胞により産生される。
糖尿病を有する個人のうちのある者は、外因性のイン/ニリンの投与に依存せず
、一方、他の個人は外因的に投与されるイン/ニリンに完全に依存する。イン7
ユリン依存性は、β島細胞(β1slet cell)の破壊度に関連している
。インツユリン非依存性の糖尿病患者は、例えば、高血糖症の疾病のごとき症状
のいくつかを示す糖尿病であるか否か、およびイン/ニリンまたは膵島細胞(i
slet cell)のいずれか一方もしくはその双方に対する抗体を有するか
により診断できる。かかる患者は、治療しなければ完全なイン/ニリン依存性の
真性糖尿病へと進展しうる。
イン/ニリン依存性の真性糖尿病(IDDM)は、T細胞依存性の自己免疫疾患
である。活性化T細胞が、インシュリン産生β細胞を選択的に標的とし、それら
の破壊を仲介する。最も重度の糖尿病の形態においては、該自己免疫反応がβ細
胞の完全な破壊を起こし、該個人におけるイン/ニリン産生が絶対的に欠乏する
。
ヒト糖尿病の自己免疫におけるT細胞の重要性は、新しいIDDM発病を軽減で
きるサイクロスポリンAの能力によって強調されている(スティラー(S ti
ller)ら、1984年、サイエンス(S 1ence)第223巻 136
2頁)。しかしながら、サイクロスポリンA誘導性の軽減が恒久的であるとは立
証されてなく、軽減を維持するために必要な慢性的に投与されるサイクロスポリ
ンAの高用量は腎臓毒性と関連して(る。かくして、サイクロスポリンAは、一
般的な臨床的候補ではないようである(ドラソンユ(Drash)ら、1990
年、ベディアトリック・クリエクス・オブ・ノース・アメリカ(Pediatr
ic C11nics of North America):カレント・イン
ユーズ・イン・ベディアトリック・アンド・アドルセント・エンドフライノロジ
ー(Current I 5sues in Pediatric and A
dolescent Endocrinology)第37巻、6頁)。
非肥満糖尿病マウス(NOD)における試験は、マウスにおける該疾病がヒトに
おけるIDDMに順位していることを示している(マキノ(Makino)ら、
1980年、エクスブ・アニム(Exp、 Anim、 )第29巻、1頁)。
抗−T細胞モノクローナル抗体(抗−Thyl、2抗体または抗−CD4抗体)
は、NODマウスにおける疾病を予防しくハラダ(Harada)およびマキノ
(Makino)、1986年、エクスブー7二ム(E xp、 A nim、
)第35巻、539頁、ンズラ(S hizura)ら、1988年、サイエ
ンス(Science)第21巻873頁頁)、抗−CD25抗体はN0Dvウ
スにおけるインシュリン炎を予防することが示されていた(ケリー(Kelly
)ら、1988年、ジャーナル・オブ・イムノロジー(J 、 I u+uno
1. )第140巻 59頁)。しかしながら、抗−CD25抗体の作用は、後
にNODマウスで産生される抗イデイオタイプ抗体により遮断されることが示さ
れた(バンケビクツ(Pankewycz)ら、1988年、ジャーナル・オブ
・オートイミユニティ−(J 、 Autoimmunity)第1巻 119
頁)。インシュリン炎の前糖尿病マウスの膵島細胞から得たT細胞クローンを前
糖尿病NODマウスに移行すると糖尿病を促進する(パンケビクツ(P ank
ewycz)ら、1991年、ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・イムノロジー
(E ur、 J 、 I mmunol、 )第21巻873頁:ハスキンス
(Haskins)ら、1989年、プロノーディング・オブ・ナショナル・ア
カデミ−・オブ・サイエンシーズ・イン・ニーニスエイ(Proc、Natl、
Acad、Sci、USA)第86巻: 8000頁)。
発明の概要
本発明は、インターロイキン−2またはその受容体結合部分に共有結合で融合さ
せたサイトトキ/ンを含有するハイブリッド分子を患者に投与することを包含す
る糖尿病を者の治療の方法を特徴とする。該分子は1.患者の疾病状態の原因と
なり、カリ高親和性インターロイキン−2受容体を含有する細胞に結合できる。
さらに該分子は、好ましくは該細胞を死滅させることにより、該細胞の生存性を
減じることができる。
サイトドキノン分子は、好ましくは、酵素的に活性であるが、共通の真核生物受
容体結合活性を有しないペプチドトキシンの断片である。
好ましくは、ペプチドトキシンの断片は、ジフテリアトキシンのAフラグメント
および細胞膜に孔を形成するジフテリアトキシンのBフラグメントの十分な部分
とし得る。
該ハイブリッド分子は、最も好ましくは、DAB、5alL−2またはDA83
teI L−2である。
F糖尿病」なる語は、イン7ユリン依存性の患者、外因的なビシ/ニリン投与に
は依存しないが糖尿病のいくつかの症状、例えば、高血糖症を呈する患者、およ
び膵島細胞、イン7ュリンのいずれが一方またはその両方に対する抗体を有する
患者を包含する。インツユリン非依存性の患者は、疾病が進行するにつれて最終
的に依存性となる。従って、本発明は、前記に定義した各々の糖尿病レベルの両
者を治療する方法を特徴とする。
また、本発明は、ハイブリッド・プイトトキ/ンIL−2分子およびサイクロス
ポリンAを投与して糖尿病患者を治療する方法をも特徴とする。サイクロスポリ
ンAは、該ハイブリッド分子と共に投与するが、もしくは該ハイブリッド分子で
の治療の結果、該、患者の糖尿病症状が実質的に改善された後に投与するがのい
ずれかで投与する。この治療方法において、サイクロスポリンAは、有効レベル
で、しかも該ハイブリッド分子を摂取していない患者を治療するのに必要なレベ
ルに比してなお非毒性である投与量レベルで投与できる。
本発明の他の特徴および有利な点は、以下の詳細な説明および請求の範囲がら明
らかであろう。
詳細な説明
図面の説明を、最初に簡単に記載する。
内通
図1は、糖尿病にかがった被験体に対するDA84asrL−2およびDA(1
97)B<sgI L−2の効果を表したグラフである。前糖尿病NODマウス
を(1,000ラドで)照射し、2X10フの糖尿病NODマウスからの単核膵
臓細胞を静脈注射した。a)マウスを担体緩衝液(vehicle buffe
rX n = 8 )、10μg(7)D、A(197)B4aalL−2(n
=8)または10μgのDAB4861 L−2(ド9)で養子移入後4週間毎
日注射した。b)マウスを担体緩衝液(n=8)、または5μgのDA84aa
lI、−2(n=8)で養子移入後4週間毎日注射した。
図2は、糖尿病にかかった被験体に対するDA84ssIL−2の効果を表した
グラフである。前糖尿病NODマウスを(1,000ラドで)照射し、2X]、
O’の糖尿病NODマウスからの単核膵臓細胞で静脈注射した。マウスは担体緩
衝液(TBS)、】O15またはl、#g/日(7)DAILsalL−2で処
理した。
標的剤としてのインターロイキン−2
インターロイキン−2(IL−2)またはいずれのそのfL−2受容体結合誘導
体も、サイトトキシンの標的剤として用いることができる。IL−2のDNA配
列およびアミノ酸配列は公知であり(クダッグ(Tadatsugu)ら、ネイ
チャー(Nature)第302巻305頁、1983年)、その構造もX線結
晶回折により予想されている(ブランヒユーバー(B radhuber)ら、
サイエンス(Science)第238巻:1707頁、1987年)。IL−
2の遺伝子工学的な変異体の分析がら、どの残基がIL−2R結合(コリンズ(
Coffins)ら、プロノーディング・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ
・サイエンシーズ・イン・ニーニスエイ(Proc、 Natl、 Acad、
Sci。
USA)第85巻ニア7o9頁、1988年)および生物活性(:)−xン(C
ohen)ら、サイエンス(S cience)第234巻=349頁、198
9年:コリンズ(Collins)ら、前掲刊行物)に重要であるかに関するい
くっがの情報が提供された。本発明に有用なIL−2の変異体は、(ウィリアム
ス(WilHams)ら、ヌクレイツク・アンノズ・リサーチ(Nucleic
Ac1ds Res、 )第10巻:1045頁、1988年による番号付け
で)残基74および残基79の間の領域中に1またはそれを超えるアミノ酸残基
を欠損した欠損ミュータント(ゲンバウフ(Genbauffe)ら、ユーエス
エスエヌ(USSN)第388巻、557頁、出典明示して本明細書の一部とみ
なす)を包含する。これらのミュータントは、IL−2Rを担う細胞に対するト
キシンを効果的に標的とする(ゲンバウフ(G enbauffe)ら、前掲刊
行物)。
一般的にサイトトキシンを標的とする有用なIL−2変異体は、効率的にI L
−2Rに結合し、エンドサイト−ノスにより取り込まれなければならない。種々
の変異体のI L−2受容体に結合する能力は、以下に記載するIL−2R結合
アッセイで試験できる。
IL−2受容体を担う細胞を標的とする分子の設計においては、他の受容体のよ
うにIL−2受容体はいくつかの形態を有し;それは1の形態を担う細胞を標的
とするのが望ましく、もう1の形態を担うものも標的とするのは望ましくながろ
う、ということを認識しなければならない。ヒト・インターロイキン−2受容体
は、高親和性、中親和性および低親和性の形態を有する。該高親和性受容体は、
〜】O−1°Mの見掛けのKdを有し、2個のサブユニットp55および(p7
0とも呼ばれる)p75から成る。該細胞表面に発現された場合に、該p75お
よびp55の双方のサブユニットがIL−2に結合できる。該p75サブユニク
トは中親和性受容体(Kd〜8.2 x 10−0−1Oに対応し、p55サブ
ユニットは低親和性受容体(Kd〜1−3 X 10−’M)に対応する。該p
75サブユニットは休止期のT細胞、ナチュラルキラー細胞、単球/マクロファ
ージおよびリンフ才力イン活性化キラー(LAK)細胞前駆体の表面に発現され
、一方、高親和性受容体は活性化Tm抱および活性化8R抱に発現される。
本発明の方法においては、高親和性受容体を担う細胞のみを標的とすることが望
ましいてあろう。これらの条件において、有用な分子は中親和性または低親和性
受容体を担う細胞が大きくは影響を受けないでいられる濃度にて、高親和性■L
−2受容体を担う細胞を除去または中和するであろう。IL−2自体のように、
該分子がすべての3つのクラスのIL−2受容体に親和性を有する場合、低親和
性受容体を担う細胞へ有意に結合させない濃度にて該分子を投与することにより
選択性を達成できる。ハイブリッド分子は、IL−2に比して改変された受容体
親和性を有していてもよい。かかるハイブリッド分子は、高親和性IL−2受容
体を担う細胞に多かれ少ながれ選択性を有していてもよい。例えば、高親和性受
容体を担う細胞は、ノフ刊アトキシンの一部およびIL−2の一部よりなる融合
タンパク質であるDA 84a61 L−2に対し、中親和性受容体を担う細胞
より500−1000倍も感受性である(ウォーターズ(Waters)ら、ヨ
ーロピアン・ジャーナル・オブ・イムノロジー(Eur、 J 、I mmun
ol、 )第20巻ゴ85頁、1990年)。
サイトトキシンは数多くの方法でIL−2誘導体に結合させることができる。
好ましくは、IL−2/トキシンハイブリツドは、融合遺伝子の発現により産生
されるハイブリッドタンパク質である。別法として、該サイトトキシンおよびI
L−2誘導体は、別々に産生させ、後に非ペプチド共有結合の方法により結合さ
せることができる。結合方法を以下に記載する。
有用なサイトトキシンは、好ましくは、細胞内に存在し、標的ドメインの不在下
にいずれの与えられた細胞からも実質的に排除される場合においてのみ有意な細
胞毒性を有する。ペプチドトキシンは、これらの両基準を満たし、ハイブリッド
分子中に容易に取り込まれる。また、2またはそれを超えるトキシンの全てまた
は一部よりなるサイトトキシンである混合サイトトキシンも用いることができる
。い(つかの有用なトキシンを以下にされに詳細に記載する。
トキシン
本発明の方法に有用なトキシン分子は、好ましくは、細胞内に存在する時のみ有
意に細胞毒性を示すペプチドトキシンのごときトキシンである。勿論、これらの
条件下で該分子は標的受容体を担う細胞中に入っていくことができなければなら
ない。この能力は、該分子の性質および該細胞受容体の性質に依存している。
例えば、自然にリガンドを取り込むことができる細胞受容体は、その受容体を担
う細胞へ入って行くトキシンを包含する分子につき手段を供するようである。
本発明の方法に有用なペプチドトキシンは、!シブリッドタンパク質分子をコー
ドする組換えDNA分子を産生させることによってIL−2R結合ドメインに融
合させる。かかるアプローチは組成物の一貫性を保証する。
多くのペプチドトキシンは、共通の真核生物受容体結合ドメインを有し:これら
の例において、該トキシンは、該受容体を担わない細胞の毒性を防ぐように修飾
されていなければならない。いずれのかかる修飾も、分子の細胞毒性作用を保つ
ように作製しなければならない(ユウ・ニス・デパートメント・オブ・ヘルス・
アンド・ヒユーマン・サービシーズ(U、 S、 Department of
Health and HumanS ervices)、米国特許番号40
1,412号参照)。潜在的に有用なトキシンは、:コレラトキシン、リノン、
0−シガ様トキンン(SLT−1,5LT−11、SLT IIv)、LTトキ
ンン、C3トキシン、/ガトキンン、百日咳トキシン、破傷風トキシン、ンユー
ドモーナスエキソトキンン、アロリン(alorin)、サボリン(sapor
in)、モデンン(modeccin)およびゲラエン(gelanin)を包
含するが、それらに限定されるものではない。
混合トキシン
本発明に有用ない(つかの分子の細胞毒性部分は、混合トキシン分子で提供でき
る。混合トキシン分子は、2種の異なったポリペプチドトキシン由来の分子であ
る。一般的に前記にシフテリアトキシンとの関連で論じたごと(、ポリベブチド
トキンンは、真核生物細胞に共通した結合を担うドメインに加えて、酵素的に活
性なドメインおよび転移ドメインを有する。結合ドメインおよび転移ドメインは
、各々細胞認識およびトキシン移入に必要である。酵素的に活性なドメインは、
一旦該分子が細胞の内側に存在すると細胞毒性活性を担うドメインである。
転移ドメインを有することが知られている天然に存在するタンパク質としては、
ジフテリアトキシン、ノユードモーナスエキソトキンンA、および恐らく他のト
キシンを包含する。シフテリアトキノンおよびンユードモーナスエキソトキンン
Aの転移ドメインは、十分に特徴付けられており(例えば、ホック(Hoch
)ら、ブロン−ディング・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンノー
ズ・イン・ニー ニスエイ(Proc、Natl、Acad、Sci、USA)
第82巻+1692頁、1985年、コロンパンティ(Colombatti)
ら、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J、Biol、Che
m、)第261巻 3030頁、1986年、およびディシーズ(Deleer
s)ら、フェブス・レター(FEBS Lett、)第160巻 82頁、19
83年参照)、かかるドメインの他の分子における存在および位置は、ワンらに
より用いられたもののごとき方法(ワン(Hvang)ら、セル(Cell)第
48巻・129頁、1987年:およびグレイ(Gray)ら、プロシーディン
グ・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシーズ・イン・ニーニスエ
イ(P roe。
Natl、 Acad、 Sci、 U S A)第81巻+2645頁、19
84年)により同定できる。
1の有用なIL−2/混合トキンンハイブリッド分子は、イー・コリ(E、co
li)/ガ様トキシンの酵素的に活性なAサブユニットを、ジフテリアトキシン
の転移ドメイン(アミノ酸残基202ないし460)およびI L−2へ融合す
ることにより作製する。この3部分のハイブリッド分子、5LT−A/DTB’
/IL−2は、前記したDAB4gaIL−2の場合と同様に本発明に有用であ
る。該3部分のハイブリッドのIL−2部分は、IL−2Rを担う細胞への該分
子の特異的な結合を起こし、該ジフテリアI・キノンの転移部分は、ツガ様トキ
/ンの酵素的に活性なAサブユニットの標的細胞への挿入に作用する。シフテリ
アトキシンのようなンガ様トキンンの酵素的に活性な部分は、細胞のタンパク質
合成機構に作用してタンパク質合成を阻害し、かくして該細胞を死滅させる。こ
れらの2つの型のハイブリソドトキンンの間の相違は、それらの酵素的な活性:
DAB<5−sIL−2の酵素部分は、延長因子2のニコチンアミドアデニンジ
ヌクレオチドによるADP−リポノル化を触媒し、それによってタンパク質合成
に必要なこの因子を不活化する、一方、5LT−A/DTB’/IL−2の酵素
部分は重要な部位でリポソームRNAを切断できるリボヌクレアーゼであり、こ
の作用により該リポソームを不活化する、という性質による。従って、5LT−
A/DTB’/IL−2ハイブリツドは、DA84861L−2の適用と同様の
処理で有用で、例えば、DAB4861 L−2に抵抗性となった場合に、それ
と置き換えたり、組み合わせて也者の活性化T細胞がDA84aglL−2を用
いることができる。
トキシンの結合リガンドへのPO合
有用なハイブリッド分子の結合リガンドおよびサイトドキノンは、いくつかの方
法で結合することができる。もし該ハイブリッド分子が融合遺伝子の発現により
産生される場合、ペプチド結合は該サイトドキノンおよび該結合リガンドの間の
結合として働く。別法として、該トキシンおよび該結合リガンドを、別々に産生
させ、後に非ペプチド結合の方法によって結合させることができる。
例えば、該共有結合は、ジスルフィド結合の形成を採ることもできる。この場合
、該結合リガンドが、例えばI L−2のごときタンパク質の場合、L−2をコ
ードする該D N Aは、マーフィー(Murphy)ら記載(米国特許出願番
号313.599号、出典明示して本明細書の一部とみなす)の余分なノスティ
ンコドンを含有するよう設計できる。該システィンは、該分子の1l−2R結合
活性を妨げないよう位置させなければならない。例えば、該システィンコドンは
、IL−2の熟成形態のPro2をコードするDNAのすぐ上流に挿入すること
ができる。該トキシン分子は、修飾IL−2の7ステインと反応するスルヒドリ
ル基で誘導体化しなければならない。ペプチドトキノンの場合、これは該トキシ
ンをコードするDNA配列に/スティンコドンを挿入することにより達成できる
。別法として、それ自体または/スティン残基の一部として、スルヒドリル基を
、固相ポリペプチド技術を用いて導入することができる。例えば、ペプチドへの
該スルヒドリル基の導入は、ヒスキー(Hiskey)により記載されている(
ベブチズ(P eptides)第3巻137頁、1981年)。また、誘導体
化は、バンカ(Bac、′la)らのペプチドホルモンの誘導体化に記載された
方法に準じて行うこともてきる(バンカ(B acha)ら、米国特許第4.4
68.382号、出典明示して本明細書の一部とみなす)。スルヒドリル基のタ
ンパク質への導入は、マツセン(Massen)らにより記載されている(ヨー
ロピアン・/ヤーナル・オブ・バイオケミストリー(E ur、 J 、 B
iochem、 )第134巻:32頁、1983年)。一旦、正確なスルヒド
リル基が存在すると、該サイトドキノンおよびIL−2R結合リガンドを精製し
、両方の硫黄基を還元し、(約15ないし1.20の比率で)サイトドキノンお
よびリガンドを混合し:ジスルフィド結合の形成を室温にて反応が完了するまで
進行させる(一般的に20ないし30分)。次いで、該混合物をリン酸緩衝液セ
ーラインに透析して未反応のりガントおよびトキシン分子を除去する。次いで、
セファデックスクロマトグラフィー等を行って、サイズに基づいて、トキンシー
トキンンおよびリガントリガンド結合体からトキシン−リガンド結合体を分離す
る。
I L−2受容体結合のアッセイ
種々の分子のIL−2R結合能力は、高親和性(ユウ(Ju)ら、ジャーナル・
オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J、Biol、Chem、)第262巻
:5723頁、1987年)または中親相性受容体(ロブ(Rob)ら、プロシ
ーディング・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンノーズ・イン・ニ
ーニスエイ(P roeNatl、 Acad、 Sci、 U S A)第8
4巻: 2002頁、1987年)のためのI L−2Rアツセイを用いて測定
することができる。
毒性アッセイ
本発明の分子は、以下に記載するようなアッセイ方法によって標的受容体を担う
細胞の生存性を減少させる能力でスクリーニングできる。
IL−2Rを担う細胞に対する毒性は、以下のように試験できる。培養したHU
T 102/6TG(ラド(Tsudo)ら、プロン−ディング・オブ・ナショ
ナル・アカデミ−・オブ・サイエンノーズ・イン・ニーニスエイ(Proc、
Natl、 AcadSci、 U S A)第83巻+ 9649頁、198
6年)またはYT2C2(テンギワリ(Teshigiwari)ら、ジャーナ
ル・オブ・エクスペリメンタル・メディノン(J。
E xp、 Med、 )第165巻・223頁、1987年)細胞を、25m
MのHEPES(pH7,4)、2mMの1−グルタミン、100U/mfのペ
ニノリン、100μg/meのストレプトマイシン、および10%のラン胎児血
清(ハゼルトン社(Hazelton)製、レネキサ、カンザス州(Lenex
a、 K S))を補足したRPM11640培地(ギブコ社(G 1bco)
製、グランド・アイランド、ニューヨーク州(Grand I 5land、
NY))中に維持する。該細胞を96ウエルV底プレート(リンブローフロラ・
ラボラトリーズ社(Linbro−Flow Laboratories)製、
マクリーン、バージニア州(Mac L ean、 V A ))にウェル当た
り1×105の濃度にて完全培地に蒔く。推定トキノ:、z(putative
toxin)を変化させた濃度(10”Mないし10−6M)にて添加し、該
培養を5%のCo2雰囲気中、37℃にて18時間インキュベートする。インキ
ュベート後、該プレートを170Xgで5分間遠心し、該培地を除去し、8μC
i/mr(3H−ロイ/ン、ニュー・イングランド・ニューフレア社(New
England Nuclear)製、ボストン、マサチューセソツ州(Hos
ton、 MA))を含有する100μlの無ロイノン培地(MEM、ギブコ社
(Gibco)製)で置き換える。さらに37℃にて90分後に、該プレートを
170Xgにて5分間遠心し、該培地を除去し、セル・ハーベスタ−(スカトロ
ン社(S katron)製、スターリング、バージニア州(Sterling
、 VA))を用いて該細胞をグラスファイバー・フィルター上に収集する。フ
ィルターを洗浄して、乾燥し、標準的な方法に従って計測する。培地単独で培養
した細胞を対照として供する。
ジフテリアトキシンに基づいた分子
本発明の方法に有用な分子を作製するためジフテリアトキシンを用いることがで
きる。その配列が公知のジフテリアトキシンは、マーフィー(Murphy)の
米国特許第4.675.382号(出典明示して本明細書の一部とみなす)に詳
細に記載されている。該天然ジフテリアトキシン分子は、コリネバクテリウム・
ジフテリア(Corynebacterium diphtheriae)によ
り分泌され、転移ドメインおよび共通の細胞結合ドメイン(アミノ酸残基475
ないし535)を包含し、該分子のアミノ末端から始まり、酵素的に活性なAフ
ラグメント(アミノ酸Gly+−Arg+ss)およびBフラグメント(アミノ
酸S er 194− S erい、)で特徴付けられるいくつかの機能ドメイ
ンよりなる。
ジフテリアトキシンが感受性の真核生物細胞に毒性を示す過程は、少なくとも以
下の段階を包含する (1)ジフテリアトキシンの結合ドメインが感受性細胞表
面上の特異的受容体へ結合し (if)その受容体に結合している間に、該トキ
ノン分子がエンドサイト−メス小胞へ取り込まれ、(m)取り込まれる前または
エンドサイトーンス小胞中のいずれかで、該トキシン分子がAフラグメントおよ
びBフラグメントの間のタンパク分解を受け、(■)エンドサイトーメス小胞の
pHが6未満まで低下すると、該トキシンがエンドソーム膜を通過し、Aフラグ
メントのサイドシルへの運搬が容易となり;(v)Aフラグメントの触媒活性(
すなわち、[延長因子2jなる真核生物タンパク賃合成因子のニコチンアミドア
デノシンジヌクレオチド依存性アデノノンニリン酸(ADP)のリボンル化)が
毒性化された細胞の死滅を引き起こす。サイドシルに導入されたAフラグメント
の単一分子が、十分に細胞のタンパク質合成機構を遮断し、該細胞を死滅させる
ことは明らかである。ンユードモーナスエキソトキ7ンへによる細胞死滅の機構
、およびある種の他の天然に存在するトキシンによるものは、恐らく大変類似し
ている。
ジフテリアトキシンの受容体結合ドメインがヒトIL−2の部分で置き換わって
いる融合タンパク質、DA84a*IL−2(ウィリアムス(Williams
)ら、ジャーナル・オン・バイオロジカル・ケミストリー(J、 Biol、
Che■、)第35巻:20673頁、1990年:ウィリアムス(Willi
ams)ら、プロティン・エンジニアリング(Protein Eng、)第1
巻:493頁、1987年も参照)は、本発明の方法に有用な分子の一例である
。この分子は、IL−2R−発現腫瘍細胞およびリンパ球を選択的に死滅させる
(ウォーターズ(Waters)ら、ヨーロピアン・ジャーナル・オン・イムノ
ロノー(Eur、 J 、 I mmunol、 )第20巻、785頁、19
90年;キヨカワ(Kiyokawa)ら、キャンサー・リサーチ(Cance
r Res、 )第49巻4042頁、1989年)。活性化リンパ球を死滅さ
せるその能力のために、DAB4gaIL−2は、移植組織拒絶反応を制御する
のに(バンケビクッ(P ankevycz)ら、トランスプランテーション(
Transplantation)第47巻:318頁、1989年:キックマ
ン(Kick+nan)ら、トランスプランテーション(T ransplan
tation)第47巻 327頁、1989年)、また、ある種の自己免疫疾
患を治療するのに用いてきた(フォルテ(F orte)ら、セカンド・インタ
ーナショナル・シンポジウム・オン・イムノトキンンズ(2nd I nter
nationalSy+*posiu+* onl mmunotoxins)
、1990年)。
DA84aslL−2は、メチオニンに続き、IL−2の2ないし133アミノ
酸残基に融合した成熟ジフテリアトキシンの1ないし485アミノ酸残基よりな
るキメラ分子である。か(して、DA84881L−2は、該分子の酵素的に活
性な部分をコードする全ジフテリアトキシン・Aフラグメント、ならびにBフラ
グメントの部分を含有する。DAB<5sIL−2中に存在するBフラグメント
の部分は、共通の受容体結合ドメインを包含しないが、該酵素的に活性な部分を
サイドシル中へ運搬するのを容易とする転移ドメインを包含する。
本発明に有用な第2の分子は、DABU61 L−2より97残基少ないアミノ
酸を含有することを除いてはDA B4as I L−2と同様なりABsao
I L−2である。
DAB4□I L−2およびDABsssI L−2の調製DA 84g、 I
L−2およびDA838G1L−2は、1990年6月13日出願の米国特許
出願番号071537.430号、および対応するPCT特許出願番号PCT/
US91101282号(出典明示して本明細書の一部とみなす)に記載のごと
く作製し精製する。
IL−2)キンン処理は、NODマウスにおける糖尿病性自己免疫を遮断する高
親和性インターロイキン−2受容体(IL−2R)は、近くに活性化された細胞
に特徴的であり、休止期のT細胞には認められない(スミス(Swith)、1
988年、サイエンス(Science)第240巻 1169頁、テノガワラ
(Teshigawara)ら、ジャーナル・オン・エクスペリメンタル・メデ
イノン(J 、 E xp、 Med、 )第165巻:223頁)。糖尿病の
理想的な治療は、活性化された自己攻撃性T細胞を迅速がる選択的に破壊すべき
である。糖尿病誘発性細胞が、生体内(in vivo)においてIL−2Rを
発現していることが証明された(ノクンケビクツ(P ankevycz)ら、
1991年、ヨーロピアン・ジャーナル・オン・イムノロジー(Eur、J。
I mounol、 )第21巻:873頁)。以下に記載するデータは、IL
−2R”T細胞の特異的な除去により糖尿病誘発性の過程が阻害されたことを証
明している。
要約すれば、NODマウスをIし一2融合トキノン(DAB48@I L−2)
で処理した。DABtaall−2は、高親和性IL−2Rヘテロダイマーに選
択的に結合する(ウォーターズ(Waters)ら、1990年、ヨーロピアン
・ジャーナル・オン・イムノロノー(Eur、 J 、 I mmunol、
)第20巻 785頁)。この融合トキシンは、抗原活性化T細胞の選択的な標
的化を経て遅延型過敏症を阻害することにより(ケリ=(Kelly)ら、19
88年、プロンーデインルオブ・ナショナル・アカデミ−・オン・サイエンンー
ズ・イン・ニーニスエイ(Proc、 Natl、 Acad、 5ciU S
、A )第85巻 3980頁)、同種異系の心臓または膵島移植片のしIf
LJ不明確ではあるが、長期植え付け(カークマン(Kirkman)ら、19
89年、トランスブランチーンgン(Transplantation)第47
巻・327頁、ノぐンケビクツ(P ankewycz)ら、1989年、トラ
ンスプランテーション(Transplantation)第17巻 318頁
)によって生体内(in vivo’)において潜在的な免疫抑制をeこす。以
下に記載したデータは、DAB+aaIL−2処理がNODマウスにおける糖尿
病誘発性自己免疫を阻害することを示す。加えて、DA84ssIL−2で処理
した糖尿病NODマウスは、IDDMを前糖尿病NODマウスに移入する膵臓細
胞を受け入れない。
材料および方法
前記したごと(、DAB4aslL−2はヒ)IL−2配列をジフテリアトキシ
ンの受容体結合ドメインのコドンに置き換えた融合遺伝子の産物である(ウィリ
アムス(Williams)ら、1987年、プロティン・エンジニアリング(
Protein Eng、)第1巻:493頁)。DA(197)84861
L−21k、位rJ152で単一1717ミ/Mが(グリシンからグルタミン酸
へ)変化してADP−リボンルトランスフエラーゼ活性を失ったDAB、、、I
L−2のミュータントの形態である。
DA(197)B4selL−2を対照分子として用いた。これらのタンノくり
質は、工7エリキア・コリ(Escherichia coli)の細胞性抽出
物から精製した。エンドトキシンにより汚染されていないこれらのタンパク質を
、担体緩衝液(トリス緩衝液セーライン)、pH7,9に懸濁し、10.5およ
び1μg/mlの濃度にて等分した。組換えヒトI L−2はバイオジエン社(
Biogen Inc、)(ケンブリッジ、マサチューセソツ(Ca+nbri
dge、 Massachusetts))から購入した。
糖尿病の養子移入
2ヶ月齢のメスNODマウス(ブリハム・アンド・ウイミンズ・ホスピタル(B
righam and Women’ s Ho5pital) ;オリジナ
ル・ブリーデインルペアーズ・ンャクソン・ラボラトリ−(Original
Breeding pairs J ackson Laboratory)、
バー+ハーバ−・メイン(Bar Harbor Maine))を(1,00
0ラドで)致死的に照射し、> 300md/diの血中グルコースレベルを有
する自然発生糖尿病NODマウスから採取した1、5ないし2.0X10’の単
核膵臓細胞を照射4時間以内に静脈注射した。この細胞数の投与は、21日まで
に2ヶ月齢のメスのマウス1こ均一して糖尿病を誘導した。
マウスを10gg/d、5μg/dまたは1μg/dのDAB4861L−2、
もしくは10 u g/dのDA(197)B4861L−2、もしくはQ、1
mAの担体緩衝液で皮下的に処理した。DABasslL−2の糖尿病誘発性自
己免疫を予防する能力を評価するため、数匹の糖尿病NODを10μg/dのD
A’B4*@IL−2で1週間処理した。処理マウスまたは対照マウスからの膵
臓細胞を、致死照射し、さらに処理しなかった2ヶ月齢の前糖尿病NODに養子
移入した。
結果
DA84sgI L−2は、養子移入された糖尿病からNODマウスを保護する
皮下的に投与したDAB+@all−2処理は、糖尿病NODマウスから単核牌
臓細胞を養子移入した前糖尿病NODマウスにおいて糖尿病を予防する。担体緩
衝液を注射した8匹のNODマウスの各々は養子移入8週間以内に糖尿病となっ
た(200 >mg/d ]の持続した血中グルコースレベルとして測定、すな
わち、前糖尿病NODマウスにおいて測定した血中グルコースレベルの平均値を
超える3つの標準偏差)。比較により、10μg/dのDA B4+16 ]
L−2を注射した179匹のマウスだ(ブがこの期間中で糖尿病となった(p<
0.001)。
一方、DA(197)B2S31 L−2を注射した4/8匹のマウスは同期間
中に真性血糖症のままであった(p<0.007X図1a)。糖尿病誘発性T細
胞を摂取した後も普通の血糖症のままのDA84aall−2を摂取した群のマ
ウスの9週に屠殺した組織学的な試験をすると、膵島内で最小数の単核浸潤物が
あった(12±06、n=8)。比較により、4週までに糖尿病となった578
匹の担体対照処理し、たマウスは、すでに死んでおり、3匹の糖尿病で死んだマ
ウスにおいてはほとんど膵島が残っていなかった。予期せぬことには、糖尿病N
ODマウスからの単核膵臓細胞を摂取した前糖尿病NODマウスにDA8486
1L−2またはDABateI L−2を静脈投与した場合、両化合物とも該糖
尿病過程にいずれの影響も及ぼさなかった。
DAB+gsI L−2が糖尿病誘発性細胞を標的とするかを確認するため設定
した第2の一連の実験において、DAB<5g1L−2を注射した糖尿病ドナー
NODマウスから移行した膵臓細胞をレシピエンドに移行し、養子移入後8週以
内に糖尿病を誘導できないことが見い出された(074匹のマウス)。比較によ
り、無処理糖尿病ドナーNODマウスからの膵臓細胞は、この同期間内に879
匹の動物に糖尿病を誘導した(表2)。従って、生体内(in vivo)にお
ける糖尿病ドナー膵臓細胞からのIL−2Rを担う細胞の除去により、少なくと
も自己免疫糖尿病誘発性T細胞が部分的に除去された。
第3の一連の実験は、5μg/dのDAB4ssIL−2で4週間処理したマウ
スが恒久的に無IDDMの状態のままであるか否かを確認するため設定した。糖
尿病の進展速度は、DA84861 L−2処理マウスにおいては極めて遅れた
が、8匹の処理マウスは糖尿病誘発性細胞の養子移入後8および16週の間に最
終的に糖尿病になった。全ての対照マウスは、養子移入後5週で糖尿病となった
(図1b)。
興味深いことに、最終的に糖尿病となったDA84881L−2処理マウスの血
中グルコースレベルは、常に無処理マウスより低い状態であった。例えば、ID
DMの開始の時点では、無処理マウスが274±8mg/d lの血中グルコー
スレベルを有し、一方、処理マウスは231±10mg/dlの値を有していた
(p<0.01)。無処理マウスにおいては、血中グルコースレベルは上昇し続
け、この群のほとんどのマウスは300mg/dlより高い値に達した。一方、
10または5 μg/dのいずれかのDA84ssIL−2を摂取したマウスは
、300mgIcllもの高い値は決して示さなかった。かくして、4週間DA
84ng I L−2で処理したマウスは最終的に糖尿病となったにもかかわ
らず、この融合トキシンでの処理は、疾病の重度および進行速度を低下させた。
l L−2単独で処理したマウスは、担体対照群(515)に比して同等の糖尿
病発病率(7/8)を有し、DA(197)B4asI L−2単独で接種した
マウスも糖尿病となった(表1)。か(して、l L−2単独またはDA(19
7)B2S31 L−2は、DAB+5alL−2の優れた作用に及ばなかった
。
表1
表2
D、八B161 L−2(10μg/d)* 8. 14. >16. >16
(p<0.01)ス。
ジ
一般的に本発明の分子は、静脈内移入/注射により投与できる。また、それらは
、皮下的または筋肉内的にも投与できる。本発明の方法に有用な分子の投与量は
、患者の年齢、患者の糖尿病の重度および投与経路のごとき要因により変化しつ
る。磨者は、DAB4861L−2またはDAB3selL−2のいずれかを2
5ないし300 k U/k gで処理できる。いずれかの化合物は、毎日また
は間欠的に患者に投与でき、もしくは一定の期間毎日投与した後に間欠的に患者
に投与できる。
100を超える患者が、フェーズI/II臨床プロトコルにてDAB4HI L
−2を摂取した。該分子は、最大耐量(MTD)で処理した患者の約30%の一
過性の無症状な肝臓トランスアミナニゼの上昇により確立したMTDに良好な耐
性を示した。抗腫瘍効果は、約40%の患者で認められた;反応は、B細胞白血
病およびB細胞リンパ腫、皮膚T細胞リンパ腫およびホジキン病で記録した(ル
メストル(LeMaistre)ら、ブラッド(Blood)第360a巻・ア
ブストラクト1429頁、1990年;ウッドワース(Woodworth)ら
、フォース・インターナショナル・カンファレンス・オン・ヒユーマン・レトロ
バイロロジー(4th 1 nternationalConference
on Human Retrovirology)、1991年)。10−@M
のDA B4ss I L−2の血清濃度が、悪性度が高いことを示すIL−2
受容体を発現している患者に達成された。有意な抗−腫瘍効果が、極めて難治性
の白血病/リンパ腫患者で見い出され、これらの効果は全ての患者において可溶
性IL−2Rの高レベルの存在にもかかわらず起こった。この知見は、可溶性I
L−2RがIL−2の高親和性インターロイキン−2受容体への結合を妨害しな
いことを示唆するデータと一致する。動物およびヒトの試験は、DA84ssI
L−2が一般的なの免疫抑制効果を有しないことを立証した(ルメストル(L
eMaistre)ら、前掲刊行物:ウッドワース(Woodworth)ら、
前掲刊行物)。
試験は、高親和性IL−2受容体を担う細胞によるDAB4ssIL−2の結合
および取り込みが曝露して30分以内に起こり、その結果タンパク質合成の最大
阻害が数時間以内に起こることを示している。従って、該分子はたとえ血清の半
減期が短くとも効果的なはずである。
IDDM発病初期のヒトにおけるDAB4++5IL−2の安全性、耐性、薬理
学動態性および生物学的反応のフェーズI/II試験は進行中である。
この予備的な試験は、IDDM患者におけるDA84aslL−2の安全性およ
び耐性を評価し、薬理学的動態および免疫機能の効果をインシュリン要求性、C
−ベブチドレベルおよび高血糖症の制御により測定される糖尿病状態の変化と共
に評価するよう設定した。同様の研究の実験に基づいて、かかる効果は投与後4
ないし6週間にわたり予備的に評価でき、か(して、自己免疫真性糖尿病の発病
初期から、DAB41+61 L−2のごとき新規の治療薬の潜在的な免疫的お
よび抗糖尿病効果の評価の臨床モデルが提供される。
症状かく4ケ月続き、HLA DR3または4および/または抗膵島細胞抗体を
形成している15歳を超える個人にDA848@IL−2を投与した。患者は、
7日間毎日60分間の静脈内注入を、0025.0.05および0.075mg
/k gの投与量レベルを評価するコホート投与量−上昇プロトコル(coho
rt dose−escalation protocol)にて摂取させた。
この予備的な試験は、各々が単一コースを受けた24人の患者を評価した。
今日までに18人の患者を評価した。核剤はこの群の患者においては良好な耐性
を示した。15ないし20%の患者において軽度の一過性肝臓トランスアミナー
ゼ上昇が、2人の患者において浮腫の一過性発現が、2人の患者において過敏症
様効果を示唆する軽度の発疹の発症があった。驚くべきことには、これらの患者
のうち8人(3人が0.025mg/kg、3人が0.05mg/kg、2人が
0.075mg/kgの投与量群)で、C−ペプチドの持続した増加(≧領6ナ
ノモル)ならびに糖鎖付加化ヘモグロビンの普遍化とともに実質的なインシュリ
ン要求性の減少が認められた。他の6人の患者のデータ分析は進行中である。
さらにこれらの反応する唐音において、非腎臓毒性投与量でのサイクロスポリン
Aの添加(4−5mg/kd/d)により、反応パラメーターが持続されたか、
あるいはより良く改善された。この低投与量のサイクロスポリンAがかかる改善
を誘導するとは期待されていなかった(バック(Bach)、1989年、トン
プソン編、サイクロスポリ〉A:モード・オブ・アクンヨン・アンド・クリニカ
ル・アブリケーションズ(in Thompson、 ed、 Cyclosp
orin A :Mode of Action andClinical A
pplications)、ロンドン・クリユーバー・アカデミツク・パブリッ
ンヤーズ(London Kleuver Academic Publish
ers)、181頁)ので、この発見は、DAB4sslL−2のごときIL−
2融合トキンン、続いであるいはそれと共に低投与量のサイクロスポリンAで糖
尿病患者を治療することが、糖尿病患者にサイクロスポリンAを安全に投与する
最も効果的な方法であることを示唆している。
前記したデータは、DABassIL−2がNODマウスにおいてIDDMを抑
制できること、ならびに、この抑制がDAB4sslL−2のIL−2発現T細
胞を標的とし、それらを死滅できることに寄与しうることを立証している。また
、前記したデータは、驚(べきことに、DAB4861L−2が、すでにIDD
Mになっているヒト患者におけるインシュリン依存性を減じることに有用である
ことも証明している。
FIG、 IA
養子移入後(週)
FIG、1B
フロントページの続き
(71)出願人 バック、ジャンーフランソワフランス75007パリ、リュ・
ドウ・ブレネル180番
(72)発明者 バック、ジャンーフランソワフランス75007パ1バリュ・
ドウ・ブレネル180番
(72)発明者 ルーピン−ケリー、ビッキ・イーアメリカ合衆国マサチューセ
ッツ州02146、プルツクライン、アパートメント2−7、イースト・グレン
・ロード60番
(72)発明者 ストローム、テリー・ビイアメリカ合衆国マサチューセッツ州
02146、プルツクライン、ケナード・ロード22番(72)発明者 ニコル
ス、ジーン・シイアメリカ合衆国マサチューセッツ州01778、ウェイランド
、アストラ1幡
Claims (13)
- 1.医薬上許容される担体と、共有結合した第1および第2部分からなるハイブ リッド分子とを混合することよりなり、該第1部分は細胞の生存性を減じ得るサ イトトキシンよりなり、該第2部分は細胞上の高親和性インターロイキン−2受 容体に結合し得るインターロイキン2全部またはインターロイキン−2受容体結 合部分よりなり、核細胞は糖尿病症状の原因である糖尿病治療のための医薬剤の 製法。
- 2.サイクロスポリンAおよび請求項1記載のハイブリッド分子を混合すること よりなり、該サイクロスポリンAは効果的ではあるが投与量当たりで実質的に非 毒性レベルである糖尿病治療用医薬剤の製法。
- 3.該ハイブリッド分子が該受容体を担う細胞を死滅させる請求項1または2記 載の製法。
- 4.該サイトトキシンが、酵素的に活性であるが共通の真核生物受容体結合活性 を有しないペプチドトキシンの断片である請求項1または2記載の製法。
- 5.該サイトトキシンが、ジフテリアトキシンのAフラグメントと、細胞膜に孔 を形成するシフテリアトキシンのBフラグメントの十分部分とからなる請求項1 または2記載の製法。
- 6.該ハイブリッド分子がDAB486IL−2である請求項1または2記載の 製法。
- 7.該ハイブリッド分子がDAB389IL−2である請求項1または2記載の 製法。
- 8.該DAB486IL−2を投与量当たり25ないし300kU/kg存在さ せる請求項6記載の製法。
- 9.該DAB389IL−2を投与量当たり25ないし300kU/kg存在さ せる請求項6記載の製法。
- 10.該糖尿病が外因性のインシュリンの投与で治療できない請求項1または2 記載の製法。
- 11.該糖尿病が外因性インシュリンの投与により治療される請求項1または2 記載の製法。
- 12.共有結合した第1および第2部分よりなるハイブリッド分子の糖尿病の治 療用医薬剤の製造における使用であって、該第1部分は細胞の生存性を減じるこ とができるサイトトキシンからなり、該第2部分は細胞上の高親和性インターロ イキン−2受容体に結合できるインターロイキン−2の全部またはインターロイ キン−2受容体結合部分からなり、該細胞が糖尿病症状の原因である該使用。
- 13.請求項12で製造した医薬剤と共に用いる医薬剤の製造におけるサイクロ スポリンAの使用。
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