JPH09500618A - 異種移植に対する寛容性の発現のための代理寛容形成 - Google Patents

異種移植に対する寛容性の発現のための代理寛容形成

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Abstract

(57)【要約】 本発明は異種臓器移植受容者に免疫寛容を発生させる方法を提供し、該方法においては予定された臓器移植受容者からのリンパ造血細胞を、胎児動物のような異種代理動物中で分化させる。図は、発明の一態様を説明する。代理動物の誕生後、抗原特異的調節細胞(サプレッサー細胞、選択されたB細胞、抗イディオタイプ抗体および代理動物中で抗原特異的寛容に関係する関連因子を含む)を含む成熟したリンパ造血細胞を、予定された臓器移植受容者に、異種代理動物からの臓器移植片または組織移植片と一緒に再導入する。本発明はまた、代理動物体内で製造された臓器移植受容予定者からの細胞と再集団化された臓器移植片も提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 異種移植に対する寛容性の発現のための代理寛容形成発明の背景 発明の分野 本発明の分野は、臓器および組織の移植、更に詳しくは、代理動物における調 節細胞の生産および受容者において移植臓器に対する免疫寛容性を生じることが できる因子並びに引き続きの受容者に対する代理動物からの異種移植片の移植に 関する。本発明は、更に、臓器移植受容者からの細胞と一緒に再集団化される( repopulated)移植用臓器を代理動物中で生産し、抗原差異、したが って拒絶の危険を少なくする方法に関する。関連技術の論評 正常な免疫系は、「自己」と異物とを特異的に区別することができ、異物とし て感染性物質がある。自己と異物を区別する能力は、提示された抗原を自己とし て、すなわち胎児の抗原として認識するように胎児の免疫系の発達をプログラム 化する場合、胎児発生の際に自然に備わる。免疫寛容にはいくつかの機序が原因 となっていて、抑制、負の選択およびアネルギーがある。抑制とは、自己抗原に 対して反応性であるリンパ球の阻害を意味する。負の選択とは、自己抗原と反応 することができる免疫クローンの発生の防止を意味する。アネルギーとは、自己 を認識するが自己抗原に反応して増殖または機能することができない細胞を意味 する。 サプレッサーおよび調節T細胞は、自己反応性リンパ系細胞の増殖を、通常、 可溶性因子の分泌によって阻止する。自己反応性前駆T細胞による認識によって 、自己反応性細胞は抑制される。抗体およびT細胞受容体のネットワークは、自 己反応性抗体およびT細胞受容体の反応性成分に対して反応する能力を生じるこ とができ、抗体およびT細胞受容体のネットワークは抗イディオタイプネットワ ークとしても知られる。ヴィトー細胞は、自己抗原を発現するT細胞である。 臓器移植に関係した主な問題は、免疫拒絶および許容しうる提供者の不足であ る。提供者が一卵性双生児でなければ、受容者の免疫系は移植片を異物とみなし 、受容者免疫系は移植片を拒絶しようとする。免疫抑制は長期にわたって拒絶を 延期しうるが、免疫抑制は受容者を感染および悪性疾患の危険にさらす。長期に わたる免疫抑制が要求されるにもかかわらず、大部分の臓器および組織移植は、 命を救い且つ生活の質を向上させるのに成功している。成功した移植組織リスト としては、腎臓、心臓、肺、肝臓、角膜、膵臓、ランゲルハンス島、腸管、脳組 織、肝臓、脾臓、胸腺、リンパ節、骨髄、皮膚および骨がある。組織の組合わせ も移植されており、例えば、心臓−肺移植、膵臓−腎臓移植および膵臓−腎臓− 腸管移植がある。 上記臓器および組織移植の相対的成功のために、ヒト臓器提供者は著しく不足 している。例えば、米国では毎年ほぼ9,500例の腎臓移植が行なわれている が、毎年約40,000人の米国人が末期腎臓病を発症し、これら40,000 人の米国人が臓器移植の恩恵を受けることができると考えられる。別の種からの 移植として本明細書中で定義の異種移植は、移植可能な臓器および組織の不足を 解消できると考えられるが、拒絶の危険は、同種の非同一提供者からの移植とし て本明細書中で定義の同種異系移植の場合よりも更に大きいと考えられる。 ヒト臓器提供者の深刻な不足のために、移植受容者は、時々、短期間の生命維 持のための異種移植を受けており、短期異種移植をブリッジ移植とも称する。異 種移植片のブリッジ移植を用いることにより、適当なヒト提供者を捜し出すまで に更に時間が与えられる。 新規の移植片に対する免疫寛容は、移植片受容者において骨髄移植を用いて誘 導されてきた。患者の免疫系を高用量化学療法および/または全身照射によって 破壊する。次に、自己の骨髄を、患者が移植片または対応する移植片抗原に暴露 されるのと同時に患者に注入する。患者の免疫系が再構成されるにつれて、その 免疫系は、患者自身の抗原と一緒に移植片抗原を自己として認識する。その方法 は子供にも大人にも用いることができるが、該方法は免疫系が患者において再集 団化され且つ再構成される間長期にわたって患者を免疫不全にさらす。したがっ て、患者は感染および悪性疾患の著しい危険にさらされる。積極的化学療法およ び/照射は、更に、多数の患者臓器および組織、例えば、肺、肝臓および腸管に 対して毒性でありうる。 胎児および新生児期間は、患者に対する危険が少ない状態で新規の抗原に対し て寛容を生じさせる好機の一つの窓口を与える。胎児または新生児、すなわち新 産児が、別の種からの組織を含む外来抗原に暴露された場合、成熟後の胎児また は新生児は、後になって特異的に寛容性であり且つ免疫抑制を伴うことなく外来 抗原の元の源に由来する移植片を許容することができる。したがって、ヒト胎児 は、可能な提供者からの抗原に暴露され且つ可能な提供者からの移植片を出生後 に受容することができる。 提供者はヒトに限定されない、すなわち、他の種が上記方法で暴露されるヒト 胎児のための提供者として役立ちうる。例えば、ある種の先天的心臓病および血 液病は、心エコー検査法または羊水穿剌を用いて誕生前に診断することができる 。左心室症候群のヒト胎児は、ある特定の提供者ヒヒからのヒヒ細胞の子宮内注 入を受容することができる。誕生後、その乳児は上記方法を用いて該特定の提供 者ヒヒから移植によって心臓を受容するであろう。移植された心臓を受容した乳 児は、免疫抑制を必要としない。上記方法は基本的な免疫学の原理の的確な適用 を示しているが、該方法は、誕生後、患者にとって好機の出生前または新生児期 の窓が閉ざされたずっと後に認識されたまたは診断された病気に悩む大多数の患 者の移植要求に取り組むことはできない。 移植片拒絶の抑制について種々の方法が研究されてきており、遺伝子治療;骨 髄置換または他の方法によってヒト胎児に行なわれる移植;および各種薬剤によ る免疫抑制がある。他の研究は、新生児および出生後受容者における外来組織の 導入による同種異系移植片および異種移植片の移植に対する免疫寛容の誘導に集 中している。当該技術は、ヒトT細胞成長因子(hTCGF)をインキュベート し且つ採取するために、非ヒト動物の最初の発達段階中に非ヒト動物中にヒト細 胞を注入することを開示しており、更に、当該技術は、骨髄移植またはキメラを 生じる胎児幹細胞による移植免疫寛容の誘導を開示している。この方法は全て、 免疫寛容が移植臓器受容者中で誘導される。 スアイモト(Suaimoto)による米国特許第4,624,917号明細 書は、ヒトT細胞成長因子(hTCGF)を生産することができるヒト細胞を非 ヒト温血動物中に注入することによってhTCGFを製造する方法を開示してお り、該動物は、好ましくは未成熟段階にある動物、すなわち、卵、胚、胎児また は新生児若しくは乳児動物である。動物の発育は、注入されたヒト細胞を後にh TCGFを採取するために発育させ且つ再生産させる。 ボイス(Boyse)らによる米国特許第5,004,681号明細書は、新 生児または胎児血液から造血幹細胞および前駆細胞を得ることを示している。得 られた細胞は、造血系または免疫再構成および遺伝子治療において後で用いるた めに凍結保存される。ツカモト(Tsukamoto)らによる米国特許第5, 061,620号明細書は、ほぼ均一の量でヒト造血幹細胞を単離する方法を示 している。 日本アブストラクト第126519号は、実際のまたは人工的子宮環境、正常 細胞インキュベーターまたは細胞増殖プロモーターを用いる老人または病人の同 様の遺伝子および細胞質を有する幼若細胞の培養を示している。培養された幼若 細胞を、老人または病人の体の一部分に後で用いる。日本アブストラクト第63 −170322号は、後に移植して発育した細胞にするための単一起原細胞の培 養を示している。日本アブストラクト第1−132528号は、ヒト免疫グロブ リンG1タンパク質を移植前の受容者に注射することによるIgG1の免疫抑制 性の使用を開示している。日本アブストラクト第63−39820号は、老齢の 受容者への幼若細胞の移植の際の免疫抑制剤の使用を示している。 H.オーキンクロス・ジュニア(Auchincloss,Jr.)、「異種 移植。総説(Xenogeneic Transplantation−A R eview)」,TRANSPLANTATION,46巻,1988年7月1 日,1〜20頁は、異種間移植に行なわれた方法を論及している。特に、オーキ ンクロスは、一生の内の新生児または胚段階において受容者に提供者抗原を導入 することによる受容者における同種異系移植および異種移植に対する新生児期寛 容の誘導を開示している。オーキンクロスは、Tリンパ球の成熟時に外来抗原を 提示して細胞が外来抗原を自己とみなすことを可能にする原理を用い、それによ って異種決定因子に対して応答性の細胞の機能を展開させないかまたは機能を抑 制することによって寛容性誘導を達成することを考えている。 R.E.ビリングハム(Billingham)ら、「異種細胞の能動的に獲 得された寛容性(Actively Acquired Tolerance of Foreign Cells)」NATURE,172巻,1953年1 0月3日,603〜606頁は、胎児期中の最初の異種組織提示によって寛容性 を開始する「能動的に獲得された寛容性」を論及しており、後に移植された移植 片に対する拒絶は無効にされるかまたは低下する。M.シモンセン(Simon sen)、「免疫寛容の人工的生産。異種細胞に対する誘導された寛容性および ウイルスに対する誘導された感受性(Artificial producti on of immunological tolerance.Induce d tolerance toheterologous cells and induced susceptibility to virus)」NA TURE ,174巻,1955年4月30日,763〜764頁は、トリ胚中に 異種の細胞を注射することによる異種抗原(異なる種からの)に対する新生児寛 容性を実証している。それにより、提供者に対する天然抗体の力価は有意に低下 した。 R.D.オーウェン(Owen)、「ウシ双生児間の血管吻合の免疫遺伝学的 結果(Immunogenetic consequences of vas cular anastomoses between bovine twi ns)」SCIENCE,102巻,1949年,400〜401頁は、似てい ないウシ同腹子間の寛容性が、同腹子間の胎盤中血管連結による胎児発生の際の 血液交換のためであるということを示唆している。J.W.ストレイライン(S treilein)、「H−2同種異系抗原の新生児期寛容性。移植片受容獲得 『旧式』法(Neonatal tolerance of H−2 allo antigens. Procuring graft acceptance the ‘old−fashioned’ way)」TRANSPLANT ATION ,52巻,1991年7月,1〜10頁は、新生児期寛容性の機序を 論及している。同種異系ネズミ系統の組合わせに応じて、これは負の選択、アネ ルギーまたは抑制によることがある。 A.W.フレーク(Flake)ら、「子宮内幹細胞移植(In Utero Stem Cell Transplantation)」EXPERIME NTAL HEMATOLOGY ,19巻,1991年,1061〜4頁は、出 生後同種内および異種間移植のための胎盤特異的寛容誘導を含む造血幹細胞(H SC)の子宮内移植の将来性を論及している。 E.D.ザンジャニ(Zanjani)ら、「子宮内移植後のヒツジにおける ヒト造血幹細胞の植込みおよび長期間発現(Engraftment and Long−Term Expression of Human Hemopo ietic Stem Cells in Sheep Following Transplantation in Utero)」J.CLIN.INV EST. ,89巻,1992年4月,1178〜1188頁は、ヒト胎児提供者 からの造血幹細胞をヒツジ胎児へ移植することによるヒツジにおける寛容性の誘 導を論及ししている。更に、著者らは、異種胎児中の提供者造血を促進するため の組換えヒトIL−3およびGM−CSFなどの成長因子の使用を示している。 彼等は、造血幹細胞を後の使用のために胎児中で「ヒトHSCの蓄積」として貯 蔵し且つ増大させることができることを示唆している。彼等は、ヒト免疫グロブ リンが子宮内でも生産されうることを示唆している。E.D.ザンジャニら、「 胎児造血幹細胞の子宮内移植によるヒツジおよび非ヒト霊長類における造血系キ メラ現象(Hematopoietic Chimerism in Shee p nad Nonhuman Primates by In Utero Transplantation of Fetal Hematopoiet ic Stem Cells)」,BLOOD CELLS,17巻,1991 年,349〜363頁は、長期間安定な造血系キメラ現象を引き起こす無関係の 胎児動物に対する胎児幹細胞の移植を開示している。 E.F.スロアー(Srour)ら、「分別された成人骨髄細胞を妊娠初期に 子宮内移植されたヒツジにおける持続したヒト造血(Sustained Hu man Hematopoiesis in Sheep Transplan ted In Utero during Early Gestation with Fractionated Adult Human Bone Marrow Cells)」,BLOOD,79巻, 6号,1992年,1404〜12頁は、HSC移植に理想的な宿主を表わす胎 児の概念、並びに造血系前駆細胞および幹細胞に富むヒト細胞を移植してキメラ を生じる概念を示している。前述の論文(ザジャニら)と同様、ヒト胎児の治療 のための症状発現前の研究としての研究が記載されている。ヒト胎児は、子宮内 で同種異系細胞を受容すると考えられる。C.エゼル(Ezzell)、「ヒツ ジキメラはヒト血液細胞を作る(Sheep chimera makes h uman blood cells)」,SCIENCE NEWS,141巻 ,1992年3月21日,182頁は、スロアーの研究(上記)を論評し、そし て子宮内で診断することができ、したがって細胞の子宮内注入によって治療する ことができるヒトの遺伝的血液疾患を挙げている。 M.タバソリ(Tavassoli)ら、「インターロイキン−3および顆粒 球−マクロファージコロニー刺激因子とのプレインキュベーションによる移植さ れた骨髄細胞の移植効率の増大(Enhancement of the Gr afting Efficiency of Transplanted Ma rrow Cells by Preincubation with Int erleukin−3 and Granulocyte−Macrophag e Colony−Stimulating Factor)」,BLOOD, 77巻,1991年4月,1599〜1606頁は、ネズミ骨髄細胞とIL−3 またはGM−CSFとのプレインキュベーションが、照射された同系宿主におけ るそれ以後の植込みを増大させたことを実証している。B.W.ダンカン(Du ncan)ら、「造血系キメラアカゲザルの免疫学的評価(Immunolog ic Evaluation of Hematopoietic Chime ric Rhesus Monkeys)」,TRANSPLANT.PROC ,23巻,1991年2月,841〜3頁は、胎児肝からの胎児アカゲザル造 血系細胞を誤対合アカゲザル胎児に注射後のT細胞成熟および機能を評価してい る。 T.M.クロンブルホルム(Crombleholme)ら、「胎児細胞の移 植(Transplantation of Fetal Cells)」,AM.J.OBSTET.GYNECOL ,164巻,1991年1月,218 〜230頁は、胎児組織提供者および胎児組織受容者の使用についての当該技術 を論評している。該論評は、患者が胎児である場合に骨髄注入によって治療しう る多数のヒト先天的血液病を挙げている。胎児組織は供与用に用いることもでき 、例えば、真性糖尿病の治療のための膵島細胞およびパーキンソン病の治療のた めのドパミン作動性ニューロンがある。この文献は、移植前の胎児組織の修飾に 関する提案は行なっていない。C.G.グロス(Groth)ら、「ブタ胎児膵 臓を移植された糖尿病患者における異種移植片機能の根拠(Evidence of xenograft function in a diabetic patient grafted with porcine fetal p ancreas)」TRANSPLANT.PROC.,24巻,1992年6 月,972〜973頁は、糖尿病患者に胎児ブタからの膵島細胞を移植した。該 島は移植前に修飾されなかった。 ヒトSCIDマウスキメラに関する当該技術は、ヒトリンパ球がSCIDマウ ス中で分化しうるし且つ該マウスに対して寛容になりうることを示している。ヒ トSCIDマウスキメラ技術は、マウスに対する寛容性が負の選択およびおそら くはアネルギーによるが、抑制によるのではないことを示している。 モシア(Mosier)ら、「重症複合型免疫不全のマウスに対する機能的ヒ ト免疫系の伝達(Transfer of a Functional Hum an Immune System to Mice with Severe Combined Immunodeficiency)」,NATURE, 335巻,1988年,256〜259頁は、SCIDマウス中の末梢血からの ヒトリンパ系細胞の増加および分化を論及している。D.E.モシア、「ヒトリ ンパ系細胞を異種移植された免疫欠損マウス。ヒト免疫生物学および感染症のイ ンビボ研究のための新規モデル(Immuno−deficient Mice Xenografted with Human Lymphoid Cel ls:New Models for In Vivo Studies of Human Immuno−biology and Infectious Diseases)」,J. CLIN.IMMUNOL. ,10巻,1990年,185〜191頁およびD .E.モシア、「重症免疫欠損マウスに対するヒトリンパ系細胞の養子免疫伝達 。正常なヒト免疫機能、自己免疫、リンパ腫形成およびエイズ(AIDS)のた めのモデル(Adoptive Transfer of Human Lym phoid Cells to Severely Immunodefici ent Mice: Models for Normal Human Im mune Function,Autoimmunity,Lymphomag enesis,and AIDS)」,ADV.IMMUNOL.,50巻,1 991年,303〜325頁は、エイズの研究、感染症に対する免疫反応および ヒト免疫系に対する薬剤の作用などのこれらのモデルの可能な用途を論評してい る。 J.M.マクーン(McCune)ら、「SCID−huマウス。ヒト血液リ ンパ系分化および機能の分析用ネズミモデル(The SCID−huMous e: Murine Model for the Analysis of Human Hematolymphoid Differentiation and Function)」,SCIENCE,241巻,1988年,1 632〜169頁は、SCIDマウスにおけるヒト胎児胸腺、リンパ節または胎 児肝造血幹細胞の移植並びにヒトリンパ球および免疫グロブリンの分化を示して いる。R.ナミカワ(Namikawa)ら、「SCID−huマウスにおける 長期間ヒト造血(Long−Term Human Hematopoiesi s in the SCID−hu Mouse)」,J.EXP.MED., 172巻,1990年10月,1055〜1063頁は、対宿主性移植片病を発 症させることなくヒト造血系およびリンパ系細胞の長期間生存をもたらすSCI Dマウスにおけるヒト胎児胸腺および肝臓の同時移植を開示している。 B.ポールト(Peault)ら、「CD34+前駆細胞を用いるSCIDマ ウスにおけるヒト胎児胸腺のリンパ系再構成(Lymphoid Recons titution of the Human Fetal Thymus i n SCID Mice with CD34+ Precursor Cells)」,J.EXP.MED.,174巻,19 91年11月,1283〜1286頁は、ヒト造血幹細胞の注入がヒト細胞を含 むSCIDマウスにおいてヒト胸腺フラグメントの再集団化をもたらすことを示 している。J.F.クロウカ(Krowka)ら、「SCID−huマウス中の ヒトT細胞は、表現型に関して正常であり且つ機能的に受容能力がある(Hum an T Cells in the SCID−hu Mouse are Phenotypically Normal and Functional ly Competent)」,J.IMMUNOL.,146巻,1991年 6月,3751〜3756頁は、未成熟ヒト細胞が、ヒト胸腺および肝臓の胎児 移植を受容するSCIDマウス中の成熟T細胞の集団に成熟することを示してい る。B.A.E.ヴァンデカークホーヴェ(Vandekerckhove)ら 、「SCID−huマウスの末梢T細胞区分のクローン分析(Clonal A nalysis of the Peripheral T Cell Com partmenet of the SCID−hu Mouse)」,J.I MMUNOL. ,146巻,1991年6月,4173〜4179頁は、胎児胸 腺および肝臓フラグメントから、多クローン性および同種異系反応性T細胞受容 体を有するが自己反応性T細胞受容体を持たない成熟T細胞へのヒトリンパ球の 成熟を示している。 H.カネシマ(Kaneshima)ら、「今日のSCID−huマウス(T oday′s SCID−hu Mouse)」,NATURE,348巻,1 990年12月,561〜562頁、J.M.マクーンら、「SCID−hu マウス。現状および可能な用途(The SCID−hu Mouse:Cur rent Status and Potential Applicatio ns)」,CURRENT TOPICS IN MICROBIOLOGY AND IMMUNOLOGY ,152巻,1989年,183〜193頁、J .M.マクーン、「免疫系モデルとしてのSCIDマウス(SCID Mice as Immune System Models)」,CURRENT O PINION IN IMMUNOLOGY ,3巻,1991年,224〜22 9頁およびJ.M.マ クーン、「SCID−huマウス。ヒト血液リンパ系分化および機能の分析用小 動物モデル(The SCID−hu Mouse:a Small Anim al Model for the Analysis of Human H ematolymphoid Differentiation and Fu nction)」,BONE MARROW TRANSPLANTATION ,9巻(補遺1),1992年,74〜76頁は、ヒト免疫生物学の研究、例え ば、エイズおよび抗HIV薬、造血並びに免疫反応の研究におけるSCID−h uモデルおよび可能な用途を論評している。 W.フプス(Huppes)ら、「正常および免疫欠損マウスにおける急性ヒ ト対マウス対宿主性移植片病(Acute Human vs.Mouse G raft−vs.−Host Disease in Normal and Immunodeficient Mice)」,EUR.J.IMMUNOL ,22巻,1992年,197〜206頁は、ヒト末梢リンパ球が、天然抗体 が除去されているならば、人工的に免疫抑制されているかまたは遺伝的に免疫欠 損しているマウス、例えば、SCIDマウス中で生存しうることを示している。 しかしながら、多量のリンパ球の植込みは、重症対宿主性移植片病(ヒト対マウ ス)に関係した。 M.タリ・レーマン(Tary−Lehmann)およびA.サクソン(Sa xon)、「インビボでアネルギー状態にあるヒト成熟T細胞は、ヒト末梢血に よって再構成されたSCIDマウスにおいて優勢である(Human Matu re T cells that are Anergic in vivo Prevail in SCID Mice Reconstituted w ith Human Peripheral Blood)」,J.EXP.M ED. ,175巻,1992年2月,503〜516頁は、ヒト細胞は成熟して α/βT細胞受容体を有する記憶T細胞になるが、該細胞はアネルギー状態にあ り且つ抗CD3抗体によって剌激されないことを示している。アネルギーは可逆 的であった。T.チェルニング(Tscherning)ら、「重症混合型免疫 不全(SCID)マウスにおけるCD3+ T細胞。V.SCIDマウス中に植 込まれた同種異系T細胞は、宿 主拒絶および天然サプレッサー細胞活性の不存在にもかかわらず対宿主性移植片 病を引き起こさない(CD3+ T Cells in Severe Com bined Immunodeficiency(SCID) mice. V . Allogeneic T Cells Engrafted into SCID Mice do not Induce Graft−versus −Host Disease in Spite of the Absenc e of Host Veto and Natural Suppresso r Cell Activity)」,SCAND.J.IMMUNOL.,3 4巻,1991年,795〜801頁は、SCIDマウス中に植込まれた同種異 系ネズミリンパ球のSCIDマウスに対する寛容性は、宿主ヴィトー細胞による のではないしまたは天然サプレッサー細胞によるのでもないことを示している。 M−G.ロンカロロ(Roncarolo)およびB.ヴァンデカークホーヴェ 、「胎児幹細胞移植後の寛容性を研究するためのモデルとしてのSCID−hu マウス(SCID−hu Mice as a Model to Study Tolerance after Fetal Stem Cell Tra nsplantation)」,BONE MARROW TRANSPLAN TATION ,9巻(補遺1),1992年2月,83〜84頁およびB.A. E.ヴァンデカークホーヴェら、「ヒト造血系細胞および胸腺上皮細胞は、SC ID−huマウス胸腺における異なる機序によって寛容性を誘導する(Huma n Hematopoietic Cells and Thymic Epi thelial Cells induce Tolerance via D ifferent Mechanisms in the SCID−hu M ouse Thymus)」,J.EXP.MED.,175巻,1992年4 月,1033〜1043頁は、一方の提供者からの胎児胸腺および別の提供者か らの胎児肝造血系細胞を用いてSCID−huキメラを製造している。二人の提 供者に由来するリンパ球は互いに寛容である。肝提供者に対する寛容性は負の選 択により、胸腺提供者に対する寛容性は負の選択を必要としなかったがおそらく はアネルギーによった。最も顕著に、混合実験は、免疫寛容が抑制によるのでは なかったことを示している。 Y.J.ゼン(Zeng)ら、「完全な異種間キメラ(WFラット→B10マ ウス)における提供者特異的膵島異種移植片の長期間生存(Long−term Survival of Donor−Specific Pancreat ic Islet Xenografts in Fully Xenogen eic Chimeras (WF Rat → B10 Mouse)」, RANSPLANTATION ,53巻,1992年2月,277〜283頁は 、致死照射によって処理されたマウスおよびラット骨髄細胞が、ラットからの膵 島細胞に対して後になって寛容性であったし且つそれを許容したことを示してい る。S.T.イルドスタド(Ildstad)ら、「交雑種移植寛容性。ラット 骨髄由来細胞は、異種間抗原(マウス+ラット→マウス)に対して寛容なキメラ におけるマウスT細胞受容体Vβの負の選択のリガンドの一因となりうる(Cr oss−Species Transplantation Toleranc e: Rat Bone Marrow−Derived Cells can Contribute to the Ligand for Negati ve Selection of Mouse T Cell Recepto r V Beta in Chimeras Tolerant to Xen ogeneic Antigens (Mouse + Rat → Mous e)」,J.EXP.MED.,175巻,1992年1月,147〜155頁 は、マウスに致死照射し且つラットおよびネズミ骨髄の混合物を移植した場合、 そのキメラは対応するラットおよびネズミ組織適合性抗原に対して寛容であると いうことを開示している。寛容性は負の選択による。A.M.ポセルト(Pos selt)ら、「胸腺内島移植による提供者特異的不応答性の誘導(Induc tion of Donor−Specific Unresponsiven ess by Intrathymic Islet Transplanta tion)」,SCIENCE,1991年,1293〜6頁は、抗リンパ球血 清による処置後の胸腺中へ提供者島を注射することによる同種異系ラットにおけ る膵島に対する寛容性の発現を実証している。寛容性は、抑制によるよりもむし ろ負の選択によると実証されている。 K.ハマノ(Hamano)ら、「ラットにおける対宿主性移植片反応および 心臓同種異系移植生存に対する提供者血液の胸腺内注射の効果(The Eff ect of Intrathymic Injection of Dono r Blood on the Graft versus Host Rea ction and Cardiac Allograft Survival in the Rat)」,IMMUNOLOGY AND CELL BI OLOGY ,69巻,1991年,185〜189頁は、造血系およびリンパ系 細胞の提供者が宿主系統細胞の胸腺内注射を予め受けた場合の低下した対宿主性 移植片反応を実証した。提供者は免疫反応性細胞全部を与え且つ宿主は標的臓器 を与えたので、この実験は、臓器受容者の胸腺中に臓器提供者細胞を注射するこ とと同等てある。実際に、それは、心臓移植受容者の胸腺中に心臓提供者細胞を 注射後の心臓移植拒絶のモデルとして記載された。宿主の免疫反応性細胞は致死 照射によって死滅したので、リンパ球提供者における寛容の機序は無関係である 。負の選択またはアネルギーのみによる寛容は、宿主並びにサプレッサー細胞に 対して伝達されうる。 G.M.ウィリアムズ(Williams)ら、「内皮の宿主再集団化(Ho st Repopulation of Endothelium)」,TRA NSPLANT.PROC. ,3巻,1971年3月,869〜72頁は、大動 脈移植片の内皮細胞が、受容者内皮細胞によって2〜4か月で置き換えられるこ とを開示している。骨髄キメラにおいて、提供者由来細胞による骨髄中の内皮細 胞の部分的再集団化があった。R.P.ゲイル(Gale)ら、「ヒトの肝マク ロファージ(クッパー細胞)の骨髄起原(Bone Marrow Origi n of Hepatic Macrophages (Kupffer Ce lls) in Humans)」,SCIENCE,201巻,1978年9 月,937〜938頁は、同種異系骨髄受容者の肝臓中のクッパー細胞が提供者 細胞と置き換えられることを示している。 当該技術は、移植臓器片が臓器移植受容者中の受容者細胞と一緒に部分的に再 集団化されうることおよび骨髄受容者の骨髄血管内皮が提供者細胞と一緒に部分 的に再集団化することを実証している。 D.シェファー(Shafer)ら、「小腸移植の研究。抗リンパ球血清によ る提供者前処理による同種異系移植片機能の保存を伴う対宿主性移植片病の予防 (Studies in Small Bowel Transplantat ion.Prevention of Graft−versus−Host Disease with Preservation of Allogra ft Function by Donor Pretreatment wi th Antilymphocyte Serum)」,TRANSPLANT ATION ,45巻,1988年2月,262〜269頁およびD.シェファー ら、「多クローン性および単クローン性抗リンパ球血清による小腸移植後の対宿 主性移植片病の予防(Prevention of Graft−versus −host Disease Following Small Bowel Transplantation with Polyclonal and Monoclonal Antilymphocyte Serum)」,TR ANSPLANTATION ,52巻は、腸からのリンパ球によるGvHDが、 腸移植後の主要な問題であることを示している。彼等は、移植時または移植前に 提供者を抗リンパ球血清(ALS、多クローン性かまたは単クローン性)で処置 することによってGvHDを予防しうることを開示している。その有効性は、付 着した腸間膜リンパ節におけるリンパ球の減少と相関する。移植片は、臓器移植 受容者細胞と一緒にex vivoで再集団化されない。ALSによる処置が、 内皮、マクロファージ、樹枝状細胞、プラズマ細胞等を含む拒絶の細胞標的を除 去するのではない。腸移植からのGvHDの危険は減少するが、移植片はなお拒 絶の危険があるし、更に、免疫欠損の状態であり且つ感染の危険がある。著者ら は、「臨床移植におけるその使用は時期または作戦上の拘束によって制限されう る・・・」と注記している。 G.E.シェファーら、「レトロウイルス媒介遺伝子伝達によるネズミ骨髄造 血系細胞におけるブタクラスII遺伝子の発現(Expression of a Swine Class II Gene in Murine Bone Marrow Hematopoietic Cells by Retro viral−Mediated Gene Transfer)」,Proc. Natl.Acad.Sci.USA ,88巻,1991年11月,9760〜 9764頁およびD.W.エメリー(Emery)ら、「組換えレトロウイルス を導入されたブタ骨髄細胞における同種異系クラスII cDNAの発現(Ex pression of Allogeneic Class II cDNA in Swine Bone Marrow Cells Transduc ed with a Recombinant Retrovirus)」, RANSPLANT.PROC. ,24巻,1992年4月,468〜469頁 は、同種内および異種間寛容が、形質転換工学処理によって達成されうるし且つ ブタクラスII MHC抗原の遺伝コードをネズミ骨髄造血前駆細胞中におよび 同種異系ブタ細胞中に挿入しうることを示唆している。臓器提供者に対する寛容 性は、提供者MHC抗原遺伝子を受容者造血幹細胞中に挿入し且つ修飾された幹 細胞を用いて受容者に自己骨髄移植を行なうことによって臓器受容者において誘 導されると考えられる。著者らは、移植臓器中の臓器提供者細胞を遺伝的に修飾 された細胞に置き換えることは提案していない。 関連技術は、更に、提供者動物から臓器移植受容者へ移植片を移植する前に、 臓器提供者動物において移植免疫寛容を誘導するためのプロトコルを開示してい ない。先行技術は、採取のためのおよび臓器移植受容者に戻すための臓器移植提 供者中の免疫寛容の原因である抗原特異的サプレッサー細胞、ヴィトー細胞、抗 イディオタイプ抗体を生産する細胞または抗イディオタイプ抗体の生産および増 大を示唆してはいない。発明の目的 本発明の目的は、臓器移植受容者において抗原に対する免疫寛容を誘導する目 的のための、サプレッサー細胞、ヴィトー細胞、B7および関連表面分子を欠く 抗原提示細胞、抗イディオタイプ抗体を生産する細胞並びに抗イディオタイプ抗 体を含む抗原特異的調節細胞および因子の源を提供することである。 本発明のもう一つの目的は、第三者として代理動物を用いる、臓器提供者に対 する免疫寛容の原因であるサプレッサー細胞、ヴィトー細胞、B7および関連表 面分子を欠く抗原提示細胞、抗イディオタイプ抗体を生産する細胞並びに抗イデ ィオタイプ抗体を含む調節細胞を生じる方法である。 本発明のもう一つの目的は、制限されないが内皮細胞、樹枝状細胞、マクロフ ァージ、リンパ球およびプラズマ細胞がある臓器受容者細胞と一緒に再集団化さ れた臓器異種移植片の生産である。もう一つの目的は、代理動物として胎児動物 または骨髄移植の受容者を用いる、代理動物中において臓器受容者細胞と一緒に 再集団化される臓器異種移植片の生産法である。 これらのおよび他の目的は、本発明の下記の実施態様の一つまたはそれ以上に よって達成される。発明の概要 本発明は、一つの実施態様において、提供者動物と同系ではない受容者動物に 対して提供者動物から臓器を移植する方法であって、該受容者動物に対して、提 供者動物の組織に対する受容者動物の特異的免疫応答を減少させるのに十分な量 の免疫抑制部分を含む細胞集団を投与し、該細胞集団は受容者動物に由来するリ ンパ球を含むキメラ動物である代理動物から得られ、そして引き続き提供者動物 からの臓器を受容者動物に対して移植し、それによって受容者動物の臓器に対す る免疫応答を減少させることを含む上記方法を提供する。 もう一つの実施態様において、本発明は、提供者動物から受容者動物に対する 臓器の異種移植の方法であって、受容者から第一細胞集団を採取し、該第一細胞 集団はリンパ球前駆細胞を含むが、代理動物からの組織に対して特異的に細胞障 害性である減少した数の細胞であり、代理動物が免疫不全の状態にある場合、該 第一細胞集団を代理動物に対して投与し、代理動物を免疫受容能力のある状態に させ、免疫受容能力のある代理動物から第二細胞集団を採取し、該第二細胞集団 は、代理動物の組織に対する受容者の免疫応答を特異的に抑制する免疫調節部分 を含み、該第二細胞集団を受容者に注入し、抗原に関して代理動物と同一である 提供者動物から臓器を切除し、そして切除された臓器を異種移植受容者に移植す ることによって受容者が提供者組織に対して免疫寛容にされている上記方法を提 供する。 もう一つの実施態様において、本発明は、提供者動物から移植された臓器の受 容動物による免疫拒絶を抑制するためのキットであって、受容者動物に由来する リンパ球を含むキメラ動物である代理動物から得られた細胞集団を含む免疫抑制 性組成物を含み、該細胞集団は、提供者動物の組織に対する受容者動物の免疫応 答を特異的に抑制する免疫抑制性部分を含み、該細胞集団は受容者動物中へ注射 するのに適当な媒質中に懸濁されている上記キットを提供する。 更にもう一つの実施態様において、本発明は、受容者動物とは異なる種から切 除された生体臓器および該切除された臓器を受容者動物中への移植に適当な条件 において保存するのに十分な量の灌流溶液を含む受容者動物中への臓器移植のた めのキットであって、該臓器が、受容者と同じ種からの細胞である内皮細胞、単 球、樹枝状細胞および上皮細胞から選択される少なくとも複数の常在性細胞を含 む上記キットを提供する。 本発明は、本明細書中において具体化され且つ大まかに記載されたように、一 部分は、異種移植片代理動物において目的の異種移植臓器受容者からリンパ造血 系細胞を区別することによって異種移植片に対して免疫寛容を生じさせる。目的 の異種移植片受容者は、典型的に、臓器移植を必要としているヒト患者である。 異種移植片代理動物は、好ましくは、別の種の胎児哺乳動物である。「ヒト」ま たは「臓器移植受容者」調節細胞および因子は、キメラ動物中で生産され且つ増 加されて、臓器移植受容者に対して抗原特異的免疫寛容を与えることができる。 成熟したリンパ球および因子を代理動物から採取し、そして異種移植片代理動物 からの臓器移植または組織移植と一緒に、目的の異種移植片受容者に再注入する 。臓器移植受容者において寛容調節細胞および因子を誘導する代わりに、ヒト調 節細胞および因子を目的の臓器移植受容者とは無関係な代理動物において生産さ せる。 好ましい実施態様において、多数の代理動物に、目的の臓器移植受容者からの リンパ造血系細胞を注入する。最良の代理動物を、細胞および因子によって与え られた免疫寛容の程度を基準として選択した後、最良の代理動物を寛容細胞およ び因子並びに臓器移植片の源として用いる。 リンパ球前駆体を含む造血系およびリンパ系細胞を移植臓器移植片受容者から 入手し、そして代理動物が胎児などの初期免疫欠損状態にある場合、代理動物中 で培養する。代理動物胎児を発育させた場合、細胞は代理動物の組織に対して免 疫寛容になる。培養されたリンパ球および因子を発育した代理動物から採取し、 そして目的の移植臓器移植片受容者に注入して戻す。次に、臓器などの代用組織 を発育した代理動物から摘出し且つ臓器受容者に移植する。 樹枝状細胞、マクロファージ、リンパ球およびプラズマ細胞並びに内皮細胞を 含む臓器受容者からの細胞と移植片との再構成は、目的の臓器移植片受容者とは 無関係に引き起こされる変更を伴って記載される。 本発明は、目的の移植臓器受容者からの細胞と一緒に臓器を再集団化させるこ とによって拒絶されることが少ない臓器移植片を提供する。受容者による代用臓 器移植片の許容は、目的の臓器移植片受容者からの細胞による臓器移植片の置換 および再集団化によって増加する。 本発明の追加の目的および利点は、以下の説明に一部分は記載されるが、一部 分はその説明から当業者に明らかである。本発明の目的および利点は、更に、請 求の範囲において特に指摘された手段および組合わせによって実現され且つ達成 されうる。図面の簡単な説明 図1は、胎児状態の代理動物に対する臓器受容者からのリンパ系細胞の導入を 示すフローチャートによって本発明の一つの実施態様を図示し、ここにおいて該 代理動物は、寛容誘導性免疫抑制性部分および移植臓器の両方の源として後で役 立つ。 図2は、本発明のもう一つの実施態様を図示するフローチャートであり、ここ において、代理動物中で生産された寛容誘導性細胞および因子は、臓器受容者に おいて第三者提供者からの移植された臓器に対する寛容性を誘導する。 図3は、本発明の更にもう一つの実施態様を図示するフローチャートであり、 ここにおいて、寛容誘導性細胞および因子の生産は、臓器受容者に対して導入す るために代理動物からリンパ系細胞を取出す前に、代理動物中に臓器受容者から の新鮮なリンパ球および因子を注射することによって促進される。 図4は、ヒト細胞と2頭のブタの一方からの細胞との二方向混合リンパ球反応 を示す。細胞が、ヒト「患者」および子宮内において患者細胞と一緒に注入され たキメラブタ由来である場合、リンパ球の免疫剌激は起こらないが、患者細胞か またはキメラブタ細胞を無関係のブタまたはヒトそれぞれからの細胞に暴露した 場合、剌激は引き起こされる。 図5は、抑制として表示された二方向混合リンパ球反応(MLR)の結果を示 す。更に、子宮内で暴露されたヒト「患者」からの細胞とキメラブタからの細胞 との二方向MLRは抑制されるが(一方向反応に相対して87%)、どちらかの 細胞と、無関係のブタまたはヒトそれぞれの細胞との二方向MLR反応は刺激さ れる。 図6は、キメラブタリンパ球が、1:100の希釈度でもMLRを抑制するこ とを示す。 図7は、ヒトリンパ球に対する子宮内暴露された同腹の子ブタ全部からのリン パ球の抑制活性を示す。結果は、同腹の子どうしの変化を示し、最大レベルの免 疫抑制を与える個々のキメラブタを選択するスクリーニングの利点が示される。 図8は、免疫寛容のインビボ試験によってキメラ代理動物における抑制性細胞 の存在を実証する。新鮮なマウスリンパ球を用いるキメララットの刺激は、該ラ ットにおいて多数のマウス細胞の増加を引き起こす。キメララットにおける免疫 寛容は、該ラット免疫系による拒絶も、新たに導入されたマウスリンパ球による 対宿主性移植片反応をも抑制する。好ましい実施態様の詳細な説明 臓器移植片とは、本明細書中において、移植される固形臓器または組織を意味 すると定義される。 臓器移植片受容者とは、本明細書中において、臓器移植片の最終受容者である ためのヒトなどの動物を意味すると定義される。 代理動物とは、本明細書中において、臓器受容者造血系細胞を有するための代 理動物を意味すると定義され、リンパ球は該代理動物中で発育する。代理動物は キメラ、すなわち、臓器移植片受容者細胞を植込まれたまたは注入された動物で ある。これらの細胞および得られた因子は、引き続き臓器受容者に戻すための代 理動物の組織に対して免疫寛容を生じる。代理動物は、更に、臓器移植片を提供 することができる。代理動物は、常に、受容者と遺伝的に同一ではないことを意 味する同種異系であり、そして通常、受容者とは異なる種を意味する異種である 。 本明細書中で用いられるリンパ球前駆細胞とは、完全に分化してないリンパ球 として定義される。これらのリンパ球前駆細胞は、種々の細胞から成る細胞集団 に含まれていてよい。リンパ球前駆細胞を含む細胞集団は、以下の細胞種、すな わち、造血幹細胞、前胸腺細胞、初期胸腺細胞、プレB細胞および初期B細胞の 1種類またはそれ以上を含むと考えられる。好ましくは、この集団は、抗原反応 性記憶T細胞、抗原反応性記憶B細胞およびプラズマ細胞を除外すると考えられ る。リンパ球前駆細胞と、TおよびB細胞の分化におけるそれらの役割について の論及は更に、本明細書中に援用されるP.W.キンカード(Kincade) およびJ.M.ジンブル(Gimble)、「Bリンパ球(B Lymphoc ytes)」,W.E.ポール(Paul)監修のFundamental I mmunology ,ラヴェン・プレス・リミテッド(Raven Press Ltd.),ニューヨーク,1989年,41〜67頁中、およびJ.スプレ ント(Sprent)、「Tリンパ球および胸腺(T Lymphocytes and the Thymus)」,W.E.ポール監修のFundamen tal Immunology ,ラヴェン・プレス・リミテッド,ニューヨーク ,1989年,69〜93頁中で見出される。 抗原は、Rosen F.S.ら編集の「免疫の辞典(Dictionary of Immunology,1989)」,Macmillan Pres s,UK,p.13において、「免疫応答を誘発でき、対応する抗体またはT細 胞リセプターと特異的に反応できる物質である。一つの抗原が多くの抗原決定基 を有することができる。」と定義されている。本明細書における「抗原として理 想的な物質」とは、同じ抗原決定基を有しそして同じ抗体及びT細胞リセプター と反応するものである。本明細書における「抗原的に似た物質」とは、抗原決定 基の多くを共有し、そして同じ抗体及びT細胞リセプターの多くと反応するもの である。 本明細書における免疫応答とは、抗原−誘発性の、該抗原に対して特異的なT および/またはBリンパ球の増殖を含む。 本明細書における免疫抑制成分(Immunosuppressor moi ety)とは、選択された抗原に対する免疫応答を特異的に阻害するが、他の抗 原に対する応答を阻害しない分子または細胞をいう。免疫抑制成分の例には、抗 イディオタイプ抗体、及びサプレーサー細胞、ヴィトー細胞及びB7を表面に発 現しない抗原提示細胞のような免疫調節細胞、または関連分子が含まれる1。 (注1 B7は、活性化B細胞、活性化モノサイト、及び樹枝状細胞のような抗 原提示細胞により発現されるT細胞表面抗原CD28に対するリガンドである。 B7を発現する細胞上のMHCクラスII分子による抗原提示は、適切なT細胞増 殖及びサイトカイン生産を誘発するが、B7/CD28結合の不存在下でのMH CクラスII分子による抗原提示は、該抗原に対する寛容を引き起こす。Gimm iら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,vol.90,7月, 1993,pp.6586−6590。) 本明細書における免疫能力がある(コンピテンス)とは、、抗原的に区別され る分子、細胞もしくは組織に対する正常の免疫応答を開始する能力と定義される が、しかし、免疫コンピテントな動物は、該動物と抗原的に似た分子、細胞また は組織のような寛容原性の成分に対しては、低い応答しか示さない。免疫コンピ テンスの例は、同種異系提供者からの皮膚移植片を迅速に拒絶するが(典型的に は6〜12日)、しかし同系のまたはオートロガスな移植片は無制限に許容する 能力である。 本明細書における免疫欠損とは、正常な成熟動物の免疫応答と比較して、分子 、細胞または組織のような抗原成分に対する免疫反応が損なわれていることであ ると定義される。免疫欠損の例は、正常宿主による迅速な拒絶と比較して、無関 係な提供個体からの新たな皮膚移植片を長期間受容する動物である。寛容動物は 寛容の誘発に用いた成分と類似または同一の特定の分子、細胞または組織に対し て免疫応答の現象を示すが、第三者の無関係な抗原に対しては正常に反応する。 現在のところ、免疫欠損動物の例は胎児動物及び全身への致死的照射動物である 。胎児動物は、免疫システムが未熟なので臓器受容個体からの細胞のような抗原 を拒絶することができない。全身への致死的照射を受けた動物は、照射により免 疫システムが破壊されているため免疫欠損であり、臓器受容個体からの細胞のよ うな抗原を拒絶することができない。 本明細書における感染因子とは、臓器移植片または細胞の受容個体へ感染し、 組織破壊を生じる因子である。感染因子は、一般に病原体であり、代理動物から 集めた細胞集団のような生物学的サンプル中に存在する。感染因子は、バクテリ ア、ウイルス、真菌、寄生生物、マイコプラズマ、及び微胞子虫(Micros poridae)を含むが、これらに限定されない。 代理寛容形成(Surrogate Tolerogenesis) 代理寛容形成とは、意図する臓器移植個体の体外において、代理動物に対して 特異的に寛容なリンパ球及び可溶性因子を製造することを意味する。代理寛容形 成を実施するため、代理動物中で寛容性リンパ球及び因子を発生させる。例えば 、胎児ブタのような代理動物中に、臓器移植(例えば腎臓の)を要求するヒトの 臓器移植受容者からのヒト細胞(リンパ球及び適当な抗原提示細胞(APC)) を注入する。このヒト細胞は、やがてブタ抗原に対して寛容になる。その後、当 該ブタからのこのヒトリンパ球及び因子を、臓器移植受容者に移植し戻し、さら にブタ腎臓の移植を行う。 代替的に、予定提供者からのリンパ球及びAPCを、臓器受容予定者からの類 似の細胞と混合し、第三者代理胎児動物体内で培養し、寛容の発生を導く環境内 で成人提供者に対する寛容の発生を生じさせる。たとえば、子供に腎臓を提供し ようと願う親については、臓器移植片受容小児は、ハプロタイブ抗原の相違のた めに通常は移植片を拒絶するので、通常は拒絶反応を防止するために相当の免疫 抑制が必要である。しかしながら、本発明の代理寛容形成を用いれば、ドナーで ある親のリンパ球及びAPCを、臓器移植受容小児からの同様の細胞集団と混合 し、この混合リンパ球及びAPCを第三者である胎児代理動物、たとえば胎児ブ タ内に輸血移植する。胎児ブタ体内で培養されると、予定された臓器移植受容者 、すなわち上記例でいう小児、は提供者、すなわち親の抗原に対して寛容になる 。この代理動物から臓器移植受容者のリンパ球及び因子を取り出して分離した後 、そしてこの分離した臓器移植受容者のリンパ球及び因子を臓器移植受容者であ る小児内へ移植して戻した後、臓器移植受容者の小児は提供者である親からの腎 臓を、拒絶反応の危険性の有意な減少をもって、すなわち免疫抑制療法の必要性 の低下をもって受け入れる。 代理寛容形成の鍵は、臓器受容者のリンパ球及び因子の集団中に、提供者動物 組織に対する免疫寛容を誘発させることであり、この免疫寛容の誘発は代理動物 中で生じる。臓器移植受容者内でヒト調節細胞及び因子を誘導する代わりに、調 節細胞及び因子は、予定の臓器移植受容者の体外の代理動物中で製造される。代 理動物中で分化する臓器移植受容者の細胞は臓器受容者の抗原を保有するので分 化した細胞及び因子は臓器移植受容者及び代理動物臓器の両方に対して免疫寛容 になる。臓器移植受容者の調節細胞及び因子は、製造され増やされて、臓器移植 受容者内で抗原特異的免疫寛容を誘発する能力を有する寛容形成組成物を提供す る。この組成物は調節細胞及び因子を含む細胞集団であり、サプレッサーT細胞 及び関連サプレッサー細胞、ヴィトー細胞、B細胞の亜集団、表面抗−イディオ タイプ免疫グロブリンを有するB細胞の選択された集団、循環抗−イディオタイ プ免疫グロブリン及び選択された免疫グロブリンを含みうる。 製造及び増殖、収穫、定量の提供に加え、及び免疫抑制成分、抗原特異的調節 細胞及び免疫寛容に関係する血清因子(サプレッサーT細胞及び関連サプレッサ ー因子、ヴィトー細胞、表面抗−イディオタイプ免疫グロブリンを有する選択さ れたB細胞の集団、及び循環抗−イディオタイプ免疫グロブリンを含むがこれら に限定はされない)の使用に加え、本発明は、臓器移植受容者内への導入に先立 っ て抗原特異的免疫寛容に関係する調節細胞及び因子を測定する方法、ならびに実 際の移植の前に寛容の程度をテストする機会を提供する。本発明はまた、臓器を 予定の移植臓器受容者からの内皮細胞、単核球細胞及び白血球と、または臓器受 容者と同じ種の動物からの細胞と一緒にすることにより、移植のために修飾した 臓器及び組織の製造及びモニターも含む。調節細胞及び因子ならびに修飾された 臓器移植片の使用は、拒絶反応の防止に要求される免疫抑制を有意に低下させな がら、異種移植を含む臓器移植片の長期生存を可能にする。 本発明は提供者の遺伝コードを含むトランスジェニック細胞を用いる骨髄移植 とは、臓器移植片に対する寛容は移植前に代理動物中で生じこのため致死的化学 療法及び照射ならびに骨髄移植が不要である点で、異なっている。加えて、提供 者抗原をコードするトランスジェニック細胞の使用は、本発明とは二つの点で有 意に異なる。第一に、トランスジェニック細胞の使用は移植の後に再集団化(リ ポピュレーション)を生じるが、本発明では移植の前に生じる。第二に、トラン スジェニック細胞の使用は臓器を提供者及び受容者の抗原の両方を含む細胞と再 集団化させるが、本発明では移植片を臓器移植受容者の抗原のみ含む細胞と再集 団化させる。 新生児の寛容の概念は当業者によく知られているが、現在までに示唆されてい る新生児寛容の臨床的応用は、ヒトの胎児または新生児への臓器及び組織の移植 のみである。本発明は新生児の環境を使用して、サプレッサー細胞及びヴィトー 細胞ならびに因子をプログラムし、発生の後期の受容者(成人臓器受容者でさえ も)にたいする臓器移植を可能にする。 臓器移植受容者に直接寛容を誘発する試みに代えて、「代理寛容形成」と本明 細書中で呼ぶ方法により、代理動物体内で産生させた免疫調節成分により、臓器 移植受容者の免疫システム内に寛容を誘発することにより、非同一の臓器片の受 容を促進する。この方法は、他の提供者の組織または細胞もまた代理動物内に存 在させれば、当該他の臓器提供者の細胞に対する寛容を臓器移植受容者の細胞に 誘発することも可能である。代理動物または臓器提供者の抗原に対する免疫応答 をブロックするためのサプレッサー細胞及び調節細胞及び因子を、該代理動物中 で培養し、増やし、そして採取する。臓器受容者にサプレッサー細胞または調節 細胞及び因子を移植した後、該受容者は代理動物または提供者からの臓器移植片 を受け入れ、拒絶の危険が有意に少なくそして免疫抑制の必要性も有意に小さい 。 免疫寛容を発生させるための代理動物の使用は、そのような方法を臓器移植受 容者に対して行ったなら非現実的または非倫理的であると考えられる方法を実施 するための柔軟性を提供する。たとえば、移植を受ける予定の受容者が成人であ るとしても、代理動物として胎児動物を使用することが可能である。キセノグラ フト(異種移植)の場合、内交の同系ストレーンの使用は、免疫抑制成分の供給 源として他の個体を用いて一つの個体からの臓器に対する寛容の発生を可能にす るであろう。複数の代理動物を使用し、最高の寛容を提供した代理動物を選択し て寛容細胞及び因子を採取することもできる。代理キメラは、臓器受容者の新鮮 なリンパ球でチャレンジすることもできる、すなわち、代理キメラを臓器受容者 の新たなリンパ球の注入に再度曝して、この方法で該キメラの免疫システムによ る臓器受容者のリンパ球に対する調節を試験できる。臓器移植片受容者細胞が代 理動物組織に対する臓器移植受容者細胞の反応を抑制出来ない場合、その代理動 物はGvHDを生じる。他方、臓器移植受容者からの寛容細胞及び因子を有する 代理動物は、新鮮なリンパ球がGvHDを生じることを防止する。実際、このよ うなチャレンジはキメラ内での関係細胞及び因子を増やすであろう。最後に、モ ニターアッセイによって代理動物のいずれもが寛容リンパ球及び因子を生じてい ないことを示した場合、引き続く臓器移植片の移植は延期または中止すべきであ る。こうして臓器移植受容者は拒絶される臓器移植片に伴う発病及び死亡から救 済される。 代理動物の選択 新生児寛容の原理は種々の動物種で広く観察されている。免疫系発達前の胎児 への造血細胞の注入は、対宿主移植片病を生じることなくキメラを生じる。この 宿主は注入された細胞に対して寛容であり、そして注入された細胞は宿主に対し て寛容である。この現象は、ウシ、ヒツジ、ブタ、サル、マウス、ラット及びニ ワトリで観察されている(Owen,Science,102:200,194 5;Zanjaniら,J.Clin.Invest.,89:1178−88 , 1992;Duncanら,Transplant Proc.,23:841 −3,1991;Hasek,Cesk.Biol.,2:265−70,19 53)。免疫寛容を発生させる胎児期間はこれら文献記載の方法を用いて容易に 確立できる。サプレッサー細胞の発生は、本明細書の各所の記載を用いて容易に アッセイできる。 多くの動物を代理動物として用いることが可能で、各動物が選択された用途に 利点を提供する。好ましい動物は哺乳類であり、哺乳類綱の主要な39目中の5 目はヒト臓器受容者のための代理動物として特に適するようである;霊長類、偶 蹄類、食肉類、齧歯類、及び兎形目。 ヒト以外の霊長類は臓器機能の観点から、代理寛容形成の為に最も適する動物 である。タンパク質類のアミノ酸配列はヒトとの相同性が典型的には90〜98 %である。肝臓及び心臓のような臓器は、ヒトに移植した場合、十分に機能する 。霊長類はヒトと調和性であり、すなわち通常はヒト受容者は霊長類の組織に対 して予め形成された抗体を有しない。 キツネザルのような下等霊長類は妊娠期間が短く(132〜134日)、高等 霊長類(チンパンジーやゴリラ)はほぼヒトと同じ(267日)妊娠期間を有す る。子宮内注入は、単一細胞または組織片(たとえば肝細胞またはランゲルハン ス氏島)の移植に有用であり、これを移植のために胎児または新生児から収穫で きる。しかしながら、固形臓器(心臓、腎臓、等)については、生長期間が長期 になるから代理動物での寛容誘発を骨髄移植で行うほうがより実際的である。 偶蹄類は、趾を有する有蹄類でもよく、何種かの家畜動物、たとえばブタ、ヒ ツジ、ヤギ及びウシを含む。いくつかのメンバーの臓器又はタンパク質はヒトに おいて機能を有し及び有用であることが証明されているか、または移植に用いる ことが提案されている。たとえば、ブタ及びウシのインシュリン、ブタの皮膚、 ヒツジの心臓等が治療用途に用いられまたは提案されている。 この目の間では、妊娠期間は異なる。ブタでは114日である。ヒツジは14 5日である。ウシは282日の妊娠期間を有する。本明細書に記載するとおり、 ヒトリンパ球を胎児ブタ体内で培養すると、当該患者からの新鮮なリンパ球の当 該ブタに対する反応を抑制する抗原特異的抑制細胞が誘発された。ヒトリンパ球 はまた胎児ヒツジ体内で培養され、安定なキメラを導いた。寛容のメカニズムは ヒト−ヒツジキメラでは解明されていないが、ヒトリンパ球は抑制細胞になる能 力をもつCD4+及びCD8+T細胞に分化した。ウシは、代理寛容形成のため に有用である可能性がある特徴を提供する。全部の同腹児の胎盤血は共有されて いる。したがって、仔牛の一つに注入されたヒト細胞は同腹児全部に寛容をもた らすはずである。その体が大きいため、ウシは糖尿病患者に移植するために他の 動物よりも多くの膵臓の島を提供できる。ヒトの膵臓から収穫される膵臓の島の 数が限られていることは、島細胞のヒト同種移植のための使用を制限する大きな ファクターである。 食肉類は、イヌ、ネコ等を含み、代理寛容形成に有利な可能性があるいくつか の利点を有する。多くの食肉類の妊娠期間は短く(ネコは約65日、イヌは約6 3日)そして新生児は比較的十分に発達している。イヌ及びネコの免疫システム はヒトのそれに非常に類似している。実際、ネコの免疫不全ウイルスモデルはA IDSの研究に利用できる数少ない動物モデルの一つである。イヌにおいても、 骨髄移植の後、抑制細胞が認められている。 ネコ及びイヌは、骨髄、肺、腸及び骨移植を含めて、移植のための大型動物モ デルとして一般に使用されている(Ladigesら,Lab.Anim.Sc i.,40:11−15,1990;Henryら,Am.J.Vet.Res .,46:1714−20,1985)。ヒトのランゲルハンス氏島及び肝細胞 はイヌで良好に機能することが示されている(Calafiore,Asaio j,38:347,1992;Petruzzoら,Transpl.Int. ,4:200−4,1991;Sussmanら,Hepatology,16 :60−65,1992)。したがって、イヌのランゲルハンス氏島及び肝細胞 は同様にヒト受容者において機能すると期待される。 齧歯類は、ラット、マウス等を含み、妊娠期間が短く成熟までの成長が迅速で あるため代理寛容形成に有用である可能性がある。たとえば、ラットは妊娠期間 がわずか21日であり、6週間で成長する。齧歯類の免疫システムは誕生時には 非常に未熟であるため、子宮内注射の代わりに誕生から24時間以内に細胞を注 射して寛容を誘発することが可能である。 齧歯類は、妊娠期間及び成長までの期間が短いため、新規ストレインやトラン スジェニック動物を製造するために特に有用である。これらの利点は代理寛容形 成に用いることが可能である。たとえば、SCIDマウスを用いて、ヒトリンパ 球の培養及び分化をさせることが可能である。ヒト細胞ラインはヌードマウス内 で培養できる。ヒトインシュリンを生産するトランスジェニックマウスまたは培 養ヒト細胞を有するマウスを用いて、それらの細胞に寛容なリンパ球を製造する ことは、多数の新生児マウスにヒト臓器受容者のリンパ球を注入すれば、数週間 以内にできる。 兎形目は、家兎及び野うさぎを含むが、一次は齧歯類の一部と考えられていた が、最近別の目に分けられた。これらは齧歯類と同様に非常に短い妊娠期間及び 成長期間を有する。したがって、こられの動物も、ヒトリンパ球の変異に適し且 つ機能的な臓器または組織を提供するトランスジェニック系統を含めて、新系統 の動物を製造するために有用であろう。これらの動物の体型が齧歯類より大きい ことも、より優れた代理動物の候補である理由になる。 理想的な代理動物の種は、予定される臓器移植受容動物と系統発生論的に近い ものである。また、予定の移植片の生理学が該移植片に置き換えられる臓器移植 受容体の臓器または組織の生理学に似ている必要がある。好ましくは、臓器移植 受容体は代理動物と調和性であり、すなわち、臓器移植受容体は代理動物に対す る天然の抗体を有すべきでない。上記の定義を考慮すると、ヒトの移植のための 臓器及び組織を提供するために最も適当な非ヒト動物は、非ヒト類人猿である。 ヒトの移植のための臓器及び組織を提供するために適する非調和性動物には、ブ タ、ヒツジ、ウシ、イヌ、ウマ、ヤギ等が含まれる。 さらなる考慮が代理寛容形成のための動物種の選定に影響する。移植された移 植片は、臓器移植受容者体内の相当する器官とほぼ同じ大きさでなければならな い。寛容を胎児体内で誘発させるとすると、できるだけ早急にヒトに対する適当 な移植片を提供するためには、その代理動物は比較的短い妊娠期間のものでなけ ればならず、そしてまた該代理動物は誕生後迅速に成長するものでなければなら ない。そのため、上記さらなる考慮の点では、ブタは霊長類より適当な代理動物 である、なぜなら、ブタは妊娠期間がわずか114日であり、そして4月齢で典 型的には59kg以上に成長するからである。しかしながら、骨髄移植の後に寛容 を誘発させ、もしくは第三者動物の器官に対する寛容を生じさせるために代理動 物を用いるのであれば、非ヒト霊長類が代理動物としてブタよりも優れる。 代理寛容形成によれば、遺伝子操作の必要なしに異種移植が可能であるが、遺 伝子操作による修飾で本発明の方法を有意に促進および簡素化できる。大型動物 における遺伝子操作は、ヒツジ、ウシ及びブタを含めて、よく行われている。遺 伝子操作分野の専門家によく知られている技術を用いて、代理寛容形成を補助す る遺伝子修飾を行うことができる。遺伝子的に修飾した動物を代理動物として使 用することも本発明の技術思想の範囲内である。 可能な遺伝子修飾は二つのカテゴリーに分類できる:すなわち、代理寛容形成 の方法を補足もしくは助長するような修飾、及び受容体の病気状態により適合さ せるために行う移植臓器の機能修飾である。 リンパ球の成長因子は一般に種に対して非特異的であるが、G−CSF及びG M−CSFのような骨髄球及び単核球(すなわち顆粒球、マクロファージ及び樹 状突起細胞)の成長因子は典型的には種特異性である。これらの補助(アクセサ リー)細胞は、リンパ球の感作のために重要である。したがって、遺伝子操作さ れて臓器受容者のミエロイド及びモノサイト細胞のための成長因子を生産する代 理動物は、相当するリンパ球の分化を促進すると期待される。 ブタによる代理寛容形成の初期研究において、ヒトリンパ球は容易にCD4+ リンパ球に分化するが、CD8+リンパ球へは稀にしか分化しないことが観察さ れた。CD4+リンパ球への分化にはクラスII抗原が必要だが、CD8+リンパ 球への分化にはクラスI MHC抗原が必要である。ブタのクラスII抗原はヒト の抗原と十分な相同性を有してCD4+細胞の分化をおこすようである。他方、 クラスI抗原は、ヒトの対応抗原と十分に相同ではない。CD8+細胞の分化を 促進するためには、共通のクラスI抗原(たとえばA2)を相当するプロモータ ー遺伝子と一緒に代理動物(たとえばブタ)の卵子に挿入し、この卵子をin vitro受精させることができる。その子孫のホモ接合性のものを繁殖させて 増やし、代理寛容形成に用いることができる。 代理寛容形成は異種移植をより容易にするので、そのことも代理動物または代 理動物の組織の遺伝子修飾を正当化する。修飾は薬理学的に重要なヒトタンパク 質の分泌をもたらすことができ、該動物を感染にたいしてより耐性とし、該動物 の成長を助けることもできる。たとえば、アルコールデヒドロゲナーゼの生産量 を高めたブタの系統は、アルコール性肝臓疾患のために行う肝移植のために有用 であろう。同様に、膵臓の島内でヒトのインシュリンを多く生産するブタは、タ イプIまたはタイプIIの真正糖尿病の移植治療のための組織供給源として有用で あろう。ヒトエリスロポエチンを多量に生産するブタは、腎臓損傷及び貧血の患 者への腎臓移植のために有用であろう。ベータアドレナリンリセプターの数を増 加させることにより、より強力な異種移植心臓を製造かのうであろう(Scie nce News,145:303,1994)。当業者にとって、多くの他の 変更により特定の病気のために移植する臓器を強化することは自明である。代理動物を用いる寛容誘発方法 本発明は、代理動物からの臓器移植片に対する臓器移植受容者の寛容を誘発す る方法も含む。寛容は、臓器移植受容者のリンパ球及び因子が、発生中の代理動 物体内に存在する間に誘発され、そして寛容になったリンパ球及び因子は、臓器 受容者体内に戻されて該臓器受容者による移植臓器片の拒絶を防止する。広く言 えば、この方法は、臓器移植受容者からの複数の細胞を得、そして該細胞を胎児 代理動物体内で培養して培養細胞を生じさせる工程からなる。このようにして、 培養細胞が胎児代理動物の臓器に対して特異的に寛容になるようプログラムされ る。この胎児代理動物を発生させて、免疫能力を有する個体にする。次に、この 代理動物から培養細胞を取り出し、臓器移植受容者体内に注入する。次にこの代 理動物から臓器移植片を取り出し、臓器移植受容者に移植する。 より具体的には、本発明は、臓器移植受容者内に寛容を誘発するために用いる ための、免疫寛容リンパ球及び可溶性因子を含む免疫調節成分(免疫抑制成分) を含む細胞集団を提供する。臓器移植受容者内の臓器移植片に対する寛容を誘発 するためのこのリンパ球及び因子の形成は、代理動物が発生により免疫能力を獲 得する際に発生中の代理動物体内で受容者のリンパ球及び因子が発生する間に寛 容が誘発されることにより生じる。受容者のリンパ球が免疫能力をもつ代理動物 から受容者に戻されると、臓器移植受容者による移植臓器片の拒絶の可能性を減 少させる。本発明の理解を助けるため、特定の態様を図面のフローチャートを用 いて説明する。 図1は、本発明の一態様をフローチャートで説明するもので、リンパ球110 は臓器受容者190からのものであり、該リンパ球は細胞毒性細胞及び因子の数 が減少した細胞集団120を生じさせるように処理され、該細胞集団は一匹もし くはそれ以上の胎児代理動物130に注射される。続いて、臓器受容者の細胞を 含む新生児代理動物140を誕生させ、免疫能力を有するキメラ代理動物150 に生育させる。新生児140及び成熟150のキメラ代理動物は、好ましくはキ メリズム、GvHDの欠如、及び寛容について試験し、適する動物を選択する。 キメラ代理動物からのリンパ球160は、寛容誘発性の細胞及び因子170を含 み、これらは臓器受容者190に注射されて、該受容者190に代理動物150 からその後移植される臓器180に対する寛容を誘発させる。 図2は、寛容を、臓器提供者である第三者に対する代理動物中で誘発させる、 本発明の他の態様の説明である。臓器提供者285及び臓器受容者290の両者 からのリンパ球始原細胞の混合集団を処理して、細胞毒性細胞及び細胞毒性因子 が除かれた細胞集団220を製造する。この細胞集団220を一またはそれ以上 の胎児代理動物230に導入する。キメラ代理動物240を誕生させそして免疫 能力を持つ代理動物250に発育させる。新生児240及び成熟250のキメラ 代理動物は、好ましくは臓器移植受容者細胞とのキメリズム及びこれら細胞の臓 器移植片提供者285に対する寛容について、試験する。免疫能力を有するリン パ球細胞260は、免疫抑制成分270を有し、これらは臓器受容者290に戻 されて、後に受容者290に移植されるべき第三者の器官280に対する寛容を 誘発する。 図3は本発明のさらに別の観点を説明するもので、ここでは、細胞集団(臓器 移植受容予定者390のリンパ始原細胞310に由来するもので、細胞毒性細胞 320を減少させたもの)を、胎児代理動物330に投与し、この代理動物を免 疫能力を有する個体350に発育させ、臓器受容予定者からの新鮮な細胞サンプ ルを一またはそれ以上の選択された代理動物350に投与する。第二の細胞集団 345の投与は、代理動物中の免疫抑制細胞フラクションをさらに増大させ、該 代理動物から後に得られるリンパ球360サンプル中の免疫抑制細胞及び因子3 70の量を多くする。細胞345の注入は、該キメラ代理動物内の免疫抑制成分 の能力の試験にもなる。 一つの態様において、本発明は臓器移植受容者からのサンプルとして、多数の 細胞、通常は末梢血細胞もしくは骨髄細胞を得、そして好ましくは該サンプルを 処理して成熟T細胞を除去することからなる。処理されたサンプルは、免疫リン パ球、未成熟T細胞、幹細胞、造血細胞、及び抗原提示細胞(APC)について 富化させてもよい。サンプル(好ましくは富化させたもの)を、代理動物が免疫 欠損状態(たとえば発生における胎児段階)のうちに、該代理動物に注入する。 好ましくは、サンプルは複数の代理動物に注入する。サンプルはリンパ始原細胞 を含んでおり、これらは受容者の発達中のT細胞として複数の胎児代理動物中で 培養される。 この複数の胎児代理動物は、発達した免疫能力を有する代理動物に発育する。 代理動物が発育するにつれ、受容者のT細胞及びリンパ始原細胞から発達する受 容者のリンパ球は、臓器移植受容者の抗原及び代理動物組織の抗原の両者に対し て特異的な寛容をもつようにプログラムされる。発育した複数の代理動物各々か ら血液サンプルを採取し、臓器受容者(たとえばヒト)の細胞との移植適合性の 程度を調べるため、及び各血液サンプル中のリンパ球の成熟の程度を調べるため の試験を行う。発育した複数の代理動物の各皮膚サンプルの生検を行って、該皮 膚サンプルについてin vitroアッセイを行ってもよい。 臓器移植受容者の細胞及び発育した複数の代理動物内の各細胞を、免疫寛容性 、特に未処理の臓器受容者細胞の提供者抗原に対する反応を調節する能力につい て、試験する。臓器受容者のリンパ球は、発育した複数の代理動物の各々から得 られ、通常は各代理動物の脾臓、血液またはリンパ組織から得られる。リンパ球 を試験して、臓器提供者(すなわち代理動物提供者または第三者提供者)から以 前に得られた(または臓器提供者と抗原的に同一の)照射された細胞に対する、 新鮮な臓器移植受容者のリンパ球による増殖反応の抑制を調べる。免疫抑制(寛 容)の試験工程の結果に応じて、複数の発育した代理動物内から、臓器受容者に 対して免疫寛容な個体を選択する。 この方法は、好ましくは、選択された各代理動物内で、新たなリンパ球の移植 により誘発されるGvHDを試験して、プログラムされたリンパ球により与えら れる寛容の程度を調べることも含む。たとえば、新鮮なリンパ球を臓器移植受容 者から取り出し、選択された各代理動物に注入する。代理動物中に入れた臓器受 容者のリンパ球及び因子が代理動物の組織に寛容であり、新鮮な臓器受容者細胞 の代理動物に対する免疫反応が抑制されるなら、新たに注入された臓器受容者リ ンパ球によるGvHDは抑制される。そのように新鮮な受容者のリンパ球を注入 することは、適する代理動物内において、ヒトT細胞、ヴィトー細胞及び抗イデ ィオタイプ抗体の集団の増大ももたらす。GvHDの試験の後、そして代理動物 が生産した受容者のリンパ球を受容者体内に注入してもどす前に、本発明の方法 は先に選んだ適する代理動物から、免疫抑制成分の好ましい供給源及び所望によ り移植臓器の好ましい供給源として用いるに最適な代理動物を選択することを含 んでもよい。 提供者に対する受容者の免疫反応を抑制する受容者の細胞が移植された、キメ ラ代理動物を突き止めたならば、該代理動物から受容者に対する細胞の養子移植 を行う。代理動物から臓器移植受容者へ受容者リンパ球を注入して戻す工程の前 に、本発明の方法は、臓器移植受容者の天然抗体を除去することにより(たとえ ば、プラズマ透析及び脾摘出)、および/または臓器移植片の超急性拒絶反応を 阻止するために可溶性の補体リセプターを注入することにより、臓器移植の準備 をする工程を含んでもよい。 ヒトリンパ球を臓器移植受容者に注入して戻した後、本発明の方法は、in vitroアッセイにより、発育した代理動物組織の抗原に対する臓器移植受容 者の寛容の程度を確認する工程を含んでもよい。代理動物の抗原に対する臓器移 植受容者の特異的免疫寛容は、本明細書に記載したようなアッセイを用いて確認 可能である。代理動物から細胞の注入後に得られた新鮮な臓器移植受容者のリン パ球が、一つまたはそれ以上の生育した代理動物の細胞の増殖反応を抑制するか 調べ;そして抑制が最も大きいことを基準として最適の代理動物を選択する。更 に、in vitroアッセイを用いて、代理動物の細胞に対する臓器移植受容 者の免疫寛容を確認する。 代理動物または可能な提供動物のプールから、異種移植受容者のために移植片 を得るために、最適の選択を行う。異種移植受容者は移植の準備として、発育し た代理動物に対する天然抗体を除去することにより移植を可能にしてもよい。移 植臓器(好ましくは最適供給源と決定された発育した代理動物から得られる)を 次いで臓器移植受容者に移植する。 本明細書に記載する代理寛容形成は、三つの基本的な相または成分を含んでい る: 1.臓器移植受容者のリンパ球及びAPCを少なくとも一つの代理動物に、通 常は複数の代理動物に移入する; 2.代理動物体内での寛容の発生をモニターし、最適の代理動物を選択し;そ して 3.前記最適の代理動物から臓器移植受容者へ、寛容リンパ球及び因子を養子 的に移入し、及び通常は対応する臓器移植を行う。これら三つの相を詳細に説明 する。代理動物への臓器受容者細胞の移入 最初の要件は臓器移植受容者のリンパ球及びAPCを複数の代理動物に注入に より移植する、好ましい態様においては、臓器受容者のリンパ球及びAPCは、 胎児代理動物に注入することである。造血幹細胞、骨髄または血液を、胎児動物 の腹腔内または胸腺に注入するが、注入は代理動物の妊娠期間の最初のトリメス ター(1/3)の終期または第二トリメスターの間に行うのが適当である。好ま しくは、骨髄または血液は反応性T細胞を部分的に枯渇させたものである。 代替方法は、代理動物に骨髄移植を行うことを含む。代理動物に致死量の全身 照射を行うか、または高用量の化学療法を施して、代理動物の免疫システムを破 壊する。臓器受容者のリンパ球及びAPCは、好ましくはT細胞の部分枯渇処理 または造血幹細胞の富化を施しておく。この処理もしくは富化したリンパ球及び APCを次に代理動物に注入する。 注入物から臓器受容者のT細胞の数を減少させることは、代理動物に致死的な 移植片対宿主病を避け、または臓器提供者の細胞に対する拒絶を避けるために、 いずれのアプローチでも必要であろう。最も好ましくは、注入物中には十分なT 細胞を回復させもしくは残存させて、移植に対する抵抗に打ち勝つようにする必 要がある。一般に、元のT細胞数の約25%ないし50%で十分であろう。好ま しくは、注入物は、代理動物の体重1kg当たり(kg b.w.)約0.1ないし4× 108個のT細胞、最も好ましくは約1ないし2×108個のT細胞/kg b.w.を 含有する。 胎児動物においては、臓器受容者からのまたは臓器提供者及び受容者の各々か らの少なくとも約1×108の有核細胞/kg b.w.または1×102の幹細胞/kg b.w.を投与すべきであり、そして好ましくはこの細胞数の10ないし100倍を 胎児に投与すべきである。照射した代理動物においては(骨髄移植BMTにおけ る場合)、臓器受容者からの1×108の有核細胞/kg b.w.または1×102幹 細胞/kg b.w.を注入すべきであり、そして好ましくは、この数の10ないし1 00倍の細胞ならびに代理動物の造血細胞の全体の約10%を構成する混合物を 代理動物に投与すべきである。第三者BMTにおいては、臓器提供者及び臓器受 容者の両方からの1×108の有核細胞/kg b.w.または1×102幹細胞/kg b. w.を注入すべきであり、そして好ましくは、この数の10ないし100倍の細胞 ならびに代理動物の造血細胞の全体の約10%を構成する混合物を代理動物に投 与すべきである。 代理動物体内の臓器受容者細胞の増殖及び分化は、代理動物への注入前に、該 臓器受容者細胞を成長因子中でインキュベートすることにより、適当に増強でき る。たとえば、細胞を組換えヒトGM−CSF、IL1、IL3、IL6、IL 7、成長ホルモンまたはインシュリン様成長因子と共にインキュベートすること ができる。細胞はこれらの因子の混合物とインキュベートしてもよい。細胞はヒ ト胎児胸腺のような胎児組織から得られる因子または生産物とともにインキュベ ートしてもよい。別の方法として、選択した成長因子または阻害因子をキメラ代 理動物に投与してもよく、その際、選択した成長因子は臓器受容者に対して種特 異的なもので、阻害因子は代理動物に対して種選択性のものである。 最初の要件の主要なゴールは、胎児代理動物への子宮内誘発による又は骨髄移 植個体である代理動物による、臓器移植受容者の免疫システムを代理動物の抗原 (または臓器提供者の抗原)に対する寛容を生じるために必要な抗原特異的調節 細胞及び因子の誘発である。抗原特異的調節細胞及び因子は、臓器提供者の細胞 に対して分化した臓器移植受容者のリンパ球及び因子が反応することを阻害また は禁止することを可能にするためのものである。したがって、抗原特異的寛容の 誘発は、サプレッサーT細胞または調節T細胞及び関連因子、ヴィトー細胞、エ ンハンスメントファクター及び抗イディオタイプ抗体の発生を助長する。 抗原特異的寛容の誘発を達成するためには、GvHDの出現なしに、代理動物 内における臓器移植受容者のリンパ球及び抗原提示細胞の長期生存を図る必要が ある。 下記の受容者は本発明の好ましい態様を説明するものであり、臓器移植受容者 はヒトの臓器移植予定者であり、代理動物は胎児ブタである。実施例1 450mlユニットの末梢血液を器官移植片受容者から除く。または1ユニット の骨髄(20ml)を吸引除去することができる。濾過した後、得られた細胞を遠心し 、細胞の最上層(バフィコート)を得る。バフィコートはリンパ球および抗原提 示細胞を含んでいる。赤血球細胞および死んだ細胞を除くため、細胞をフィコー ル-ヒパークを使って遠心する。代理動物中の致死的なGvHDを防ぐために、T細 胞を懸濁液中から部分的に枯渇させる。これはT.M.クロンブレホーム、M.R.ハリ ソン、E.ザンジャニ,J.Ped.Surg,25:885-892,1990、で議論されているように 、ウサギの抗ヒトT細胞抗体および仔ウサギの補体を用いて行う。または、細胞 の一部を、CD4およびCD8に対するビオチン化抗体とともにインキュベートした後 に、アビジン結合ビーズ(CellPro,Inc.)からなる細胞分離カラムに通す。移植 の成功を高めるために、好ましくは器官移植片受理者由来の付加的なT細胞を懸 濁液に戻し、T細胞の最初の数の25%-50%、または0.1から4×108T細胞/kgにな るまで加える。その懸濁液を、抗原提示細胞を含む造血細胞の増殖を高めるため に、ヒトの組換え体IL-3およびGM-CSFとともにインキュベートする。その懸濁液 を、組換え体ヒトIL-7因子、およびソマトメジンCとしても知られるインシュリ ン様増殖因子Iを含む、始原T細胞および胸腺細胞の増殖を高める付加的な増殖 因子を用いてT細胞を生ずるようにインキュベートする。 正中線切開は妊娠第一期または第二期に時期を調節して妊娠させた雌豚で行い 、一般に第二期は38から76日に起こる。好ましくは切開は42から54日の 間に為される。子宮は外側に向けられる。超音波による案内で、処理した細胞を 同定した胎児の豚の腹壁腔に注入する。注入した細胞の数は、胎児の推定体重の キログラム当たり1×108から1×1010の核細胞にするのが好ましい。所望により 、注入された胎児の豚を標識するために放射線不透過性染料が懸濁液中に含まれ る。 生後2ヶ月までの間は、代理動物はキメラ化、GvHD、および、器官移植片受容 者細胞および代理動物の抗原への寛容をモニターされる。代理動物の中から最良 または最適な代理の豚を選択し、その最良の代理の豚から器官移植片受容者細胞 および因子を集める。実施例2 代理の胎児の中で器官移植片受容者細胞を培養するのが実行不能であったり、 うまくいかないような場合には、代わりに細胞を代理動物の骨髄およびリンパ組 織を多量投与の化学療法または全身照射によって抹殺した後に、その代理動物の 中で培養することができる。骨髄移植はより高い程度のキメラ化、およびおそら くより短い待ち時間であるという利点を含んでいる。骨髄移植は短い懐胎期間ま たは急な発育を必要としないので、骨髄移植はヒト以外の霊長類を含む他の代理 の種に容易に用いることができる。骨髄移植の欠点としては、より大量の器官移 植片受容者細胞を必要とすることが含まれ、その結果、一定量の器官移植片受容 者細胞としてより少ない処理可能な代理動物しか生じない。そのため、最良また は最適な代理動物の選択のため、より少ない代理動物しか生じない。 血液または骨髄を器官移植片受容者から先に記載した方法により集め、処理し た後、生後3ヶ月に満たない代理の子豚は、全身照射;例えば分画投与で137Cs 源から1000R、または多量投与の化学療法;例えば200mg/kgのシクロホスファミ ドおよび16mg/kgのブスルファン、によって処理する。照射または化学療法の完 了から1日後、器官移植片受容者由来の処理した細胞を2×108から2×1010細胞/ kgの量で代理の豚に静脈注射で注入する。所望により、器官移植片受容者細胞を 照射または化学療法に先だって回収した豚の細胞と、器官移植片受容者細胞が代 理動物の細胞に対して1:1から10:1の割合で混合する。器官移植片受容者 の骨髄の代理動物への移植に続いて、代理動物をシクロスポリン、FK506、ラパ マイシン、シクロホスファミド等を含む、GvHDを防ぐための免疫抑制剤の短く連 続した少量投与で処理する。寛容の発達はソマトメジンCとしても知られている インシュリン様増殖因子Iを含む、後薬剤増殖因子で高められる。サプレッサー 細胞および因子を含むキメラ化、寛容、およびGvHDの欠失は以前に記載されたよ うにモニターする。一般に骨髄移植後1から6ヶ月だが、抗原特異的寛容が確立 したとき、適した代理動物を選択する。器官移植片受容者細胞を回収し、器官移 植片受容者に戻す。器官移植片受容者内での寛容を確認後、代理動物の器官移植 片を除き、器官移植片受容者に移植する。実施例3 ヒトを代理動物として利用することは実用的でも道徳的でもないが、ヒト以外 の代理動物を、器官移植片受容者由来の細胞同様、予定される第三者のヒトの提 供者由来の骨髄、リンパ球および抗原提示細胞を培養し、インキュベートするの に利用することができ、それによって、器官提供者の細胞および器官受容者の細 胞が、次に代理動物由来の培養した器官移植片受容者のリンパ球および因子を器 官移植片受容者に戻す前に、相互の寛容を発達することができる。これの後に提 供者の器官が移植されるであろう。 予定された器官移植片受容者および未同定の提供者由来の血液または骨髄を回 収し、先に記載したように処理する。器官移植片受容者および器官提供者由来の 細胞は、器官移植片受容者細胞が提供者細胞に対して1:1から10:1の割合 で混合し、混合した細胞は胎児の代理動物に注入するか、または代理動物の細胞 と混合して化学療法または全身照射した後に代理動物に注入する。その後、代理 動物の、器官移植片受容者細胞のキメラ化、および器官移植片受容者細胞および 因子の第三者の器官提供者の抗原に対する寛容をモニターする。代理動物に対す るGvHDは器官移植片受容者の細胞と第三者の器官提供者の抗原との寛容の発達に は無関係である。実施例4 代理の器官提供者のすべての兄弟姉妹に対する免疫寛容は、器官受容者のリン パ球前駆細胞に加えて、可能な器官提供者の母親および父親由来の白血球を代理 動物に注入することによって達成される。兄弟姉妹はどちらかの親から派生した 組織適合抗原を発現するので、両親に対する寛容は同様に兄弟姉妹のいずれに対 する寛容も供給する。一例として、注入時にはそれぞれの親豚由来の1×107から 1×1010リンパ球/kg体重を、器官受容者由来の1×107から1×1010リンパ球/kg体 重と一緒に胎児の豚に注入する。注入を受けた代理動物に対する器官受容者細胞 、他の親の細胞、または移植細胞対宿主病の拒絶を防ぐように、所望により親の 細胞を照射する(500から4000rad、最適には1500rad)か、またはT細胞の数を 減らす。次に、注入された代理動物が同じ親をもつならばその一腹の子の他のメ ンバーから、または同じ両親から以前に産まれた子から、またはその両親が注入 さ れた代理動物と無関係ならばその代理動物に無関係な一腹の子のメンバーから移 植器官を使用する。 すべての両親の抗原に対する寛容の誘導により、二つの実用的な利点が供給さ れる。最初にこれによって一腹の子由来の組織を貯蔵することが可能になる。例 えば、糖尿病治療のためのランゲルハンス島の移植の成功の鍵を握る主要な要素 は、典型的に非常に僅かなランゲルハンス島しか一人の提供者から回収できない ことである。しかしながら一腹の子のすべてに対する寛容が確立されると、多く の、またはすべての子由来のランゲルハンス島を貯蔵することができ、これによ って、移植の成功に十分なランゲルハンス島を供給し、患者をインシュリン非依 存性にすることができる。 第二に、すべての両親の抗原に対する寛容によって、成熟した代理器官提供者 の以前に産まれた一腹の子から器官を移植することができる。代理動物が器官提 供者であるという発明の具体案では、代理動物が、腎臓または心臓のような異種 移植片が器官受容者にとって十分大きいほど十分に成熟するまで移植を遅らせる に違いない。豚では、寛容成立期に両親の抗原を用いることによって、待つ期間 を6または7ヶ月からちょうど2または3ヶ月に減らすことができる。 同様に、おそらく霊長類も代理動物または提供者として利用することができる だろう。代理動物が器官提供者であるという具体案では、ヒト以外の霊長類は成 熟に多くの年月を要し、そのため、それを非実用的にしている。しかしながら両 親の抗原に対する寛容を誘導することによって、待つ期間を数カ月に減らすこと が可能であろう。例えば、成熟したヒヒの母方および父方の親由来の細胞は器官 受容者の細胞と一緒に胎児の豚に注入することができる。その豚の誕生後、サプ レッサー細胞および因子を豚から回収し、器官受容者に移す。それから、親のヒ ヒの成熟した子供たち由来の器官は器官受容者に移植することが可能である。 両親の細胞を注入することでF1世代に寛容を誘導することによって、動物の近 交系を用いるよりも実用的な利点がいくつか提供される。異系交配動物は一般に 近交系動物よりも強壮である。豚の近交系も存在するが、ヒト以外の霊長類のよ うな高等動物の近交系は存在しない。 一個体以上からのリンパ球前駆細胞(例えば、提供者および受容者、提供者の 両親、または受容者の種の多くの組織の型を示す動物の組み合わせ、に由来する リンパ球前駆細胞)が代理動物に注入されるところでは、様々な個体に由来する リンパ球前駆体細胞の集団は実質的に同時発生的に注入されるはずである。この ような状況においては、代理動物がまだ免疫不全の状態である間に注入のすべて が行われるならば注入物は実質的に同時発生的であればよいが、典型的には様々 な前駆体細胞集団が実質的に連続的な注入において連続的に注入されるか、また はその細胞達が注入前に一緒に混合され、このように同時に注入される。代理動物の発育をモニターすること 代理動物の寛容成立の第二の要素には、代理動物内でのキメラ化および寛容の モニター、および多くの代理動物の中から最良または最適な代理動物の選択が含 まれる。胎児の培養または骨髄移植に続いて、代理動物はキメラ化の確立のため にモニターされる;すなわち、器官提供者抗原に対するリンパ球細胞および因子 の寛容同様、代理動物内での器官移植片受容者由来のリンパ球細胞および因子の 増加および成熟がモニターされる。寛容的なリンパ球および因子を供給したり、 最も適した因子を供給したりするための最良または最適な代理動物のキメラを選 択するのに利用される分析は、当業者に容易に明らかであろう。後に述べられて いる分析の中から分析を選択することができる。 モニターには代理動物内でのキメラ化の度合いの定量が含まれる;すなわち、 代理動物内での器官受容者細胞の相対数、および器官受容者細胞の代理動物の抗 原に対する寛容のモニター。キメラ化はフローサイトメトリー、および代理動物 および器官受容者の種に特異的な抗体を用いて容易に分かる。例えば代理動物が 豚ならば、豚のリンパ球およびヒトのリンパ球の相対数を調べるため、豚の血液 および骨髄が検索されるだろう。抗体には、豚のCD45、CD2、CD3、CD8、および 豚の表面イムノグロブリン同様、ヒトのCD45、CD2、CD3、CD5、CD7、CD19、HLA- DR、HLA-ABC、CD45RO、CD45RA、CD4、CD8、CD34、およびCD31に対するモノクロ ーナル抗体が含まれる。キメラ化の度合いはまた、胸腺、脾臓、およびリンパ節 を含むリンパ組織で定量する。好ましい具体案では、本発明の方法には器官移植 片として利用できる器官内でのキメラ化の度合いの決定が含まれる。これらの研 究には、ヒトのファクターVIII、樹状細胞、CD45、CD4、CD8、CD2、CD5、HLA-DR 、 およびHLA-ABCに対する抗体を用いた生検組織の免疫アルカリホスファターゼ染 色のような免疫組織化学を含んでいる。 代理動物内で培養された器官受容者細胞の代理動物器官および組織に対する免 疫寛容は、様々な方法でモニターできる。免疫寛容をモニターする一つの方法は 、移植予定の代理動物の組織の生検、および受容者細胞による拒絶反応の証拠と しての代理動物組織の特徴付けを含む。皮膚、肝臓、および腸のような代理動物 の他の組織もまたGvHDの証拠として調べられる。モニターの別の方法には寛容の 試験管内テストがあり、試験管内テストには混合リンパ球培養(MLC)および サプレッサー細胞分析が含まれる。そのような試験管内テストでは、培養リンパ 球は、照射された代理動物または器官提供者の刺激細胞に対して新鮮な器官受容 者の応答細胞のMLCに加えられる。いくつかの異種移植のペアでは、限られた 増殖を示し、このため、前細胞傷害性Tリンパ球での減少を確立するためには希 釈分析が必要である。モニターの付加的な方法として、フローサイトメトリーの 利用、およびサプレッサー細胞としての表現型を用いてリンパ球の相対的な定量 を提供する免疫組織化学の研究がある;例えば、CD31に対する抗体が使用できる 。器官移植片受容者細胞はまた、代理動物または器官提供者の抗原に応答するリ ンパ球に対応したT細胞受容体の再編成の減少をモニターすることもできる。 寛容の発達のために代理動物を利用することによって、免疫寛容を査定する新 しい生化学的定量法の機会が提供される。生化学的定量法として代理動物を用い ることの利点には、代理動物から受容者への器官移植片の移植に先立って、代理 動物内での免疫寛容の度合いの査定がある。キメラの代理動物に器官移植片受容 者から新鮮なリンパ球を移植し、もしもそのキメラ動物が本当に寛容であるなら ば、制御細胞および因子は、新鮮なリンパ球が予定された移植片受容者のGvHDま たは免疫拒絶を引き起こすのを防止する。代理動物を用いる上記の生化学的定量 法は、”免疫の挑戦”として注目される。その挑戦に続いて、慣例的にGvHDによ って傷害を受けた組織に生化学的定量が行われる。寛容の発達のモニターの他に 、その挑戦によって制御細胞の増大を活性化する程のさらなる利益がもたらされ る;例えば、付加的なサプレッサーT細胞の発達が活性化される。 代理動物もまた器官移植片の元であるならば、キメラ化の分析および細胞懸濁 液中でのキメラ化の測定は代理動物で行う。キメラ動物の生後-1から120ヶ月( 好ましくは0から4ヶ月)、または骨髄移植後1から120ヶ月(好ましくは1から 7ヶ月)に血液および骨髄の標本を代理動物から回収する。好ましくは、標本の 豚皮脂を単離し、細胞を器官移植片受容者の種のCD45に特異的な抗体で染色する 。キメラ化の度合いは分析的なフローサイトメトリーを用いて定量する。T細胞 の成熟の証拠を、一方が陽性の細胞にはCD4およびCD8の二重標識フローサイトメ トリー、およびCD3の発現を利用して確立する。サプレッサー細胞としての表現 型をもつT細胞は、CD31および所望によりLeu15に対する抗体で定量する。Bリ ンパ球の成熟はCD19およびCD21で分析し、マクロファージはCD14およびCD11bに 対する抗体で分析する。最良または最適の代理動物にはリンパ節の生検の細胞懸 濁液をつくることによって、および脾臓の細針吸引物をつくることによって付加 的な研究がおこなえる。所望により、キメラ化は細胞遺伝学および制限断片長多 型(RFLP)を用いて細胞懸濁液で査定できる。 キメラ化を確立し、GvHDおよび移植組織に対する免疫応答を防ぐために、代理 動物組織への免疫病理がおこなわれる。皮膚、肝臓、腸、気管支粘膜、胸腺、リ ンパ節、脾臓、および/または予定された移植片由来の他の組織の生検に免疫病 理学的研究がなされる。これらの標的組織は染色され、GvHDまたは器官移植片受 容者対代理動物の傷害を示す細胞傷害が見積もられる。 器官移植片受容者の種の細胞のサブグループに特異的な抗体を用いて、免疫組 織化学によりリンパ節、脾臓、および胸腺の生検でキメラ化を確立できる。一般 に、成熟T細胞、サプレッサーT細胞、B細胞、マクロファージ、および樹状細 胞を同定するために、CD45、CD4、CD8、CD3、CD19、CD21、CD31、パーフォリン 、HLA-DR、HLA-DQ、HLA-ABC、CD14、CD11b、およびCD1に対するマウスのモノク ローナル抗体が通常用いられる。CD1はまた、胸腺の樹状細胞および皮膚のラン ゲルハンス細胞も同定する。器官移植片受容者の種のファクターVIIIに対する抗 体は、典型的に器官移植片受容者の細胞で内皮細胞の再構成を同定する。組織切 片は典型的には一次抗体とともにインキュベートし;洗浄し;二次抗体;例えば 、ビオチン化したウマの抗マウスイムノグロブリンとともにインキュベートし; アビジン-ビオチン複合体分析を用いて現像する。免疫蛍光染色は器官移植片受 容 者の種のイムノグロブリン、または器官移植片受容者または代理動物の種の補体 の付着物に対しておこなう。 異種移植片に対する寛容の検査が通常行われる。例えば、寛容の試験管内検査 がおこなわれ、混合リンパ球反応およびサプレッサー細胞分析によって確立され る。末梢血、脾臓、およびリンパ節は、代理動物から回収された照射された剌激 細胞に対するワンウェイMLCで調べる。増殖は典型的には、6日後にトリチウム 標識したチミジンの取り込みで分析する。寛容の度合いは、代理動物の刺激細胞 に対して新鮮な器官移植片受容者のリンパ球のMLCと比較した増殖の減少に比例 する。異種移植のMLCはしばしば同種免疫応答よりも弱いが、標的に対する傷害 性リンパ球前リンパ球の数は同等である。そのために制限する希釈分析は代理動 物の抗原に対する前傷害性細胞(CTL)の数を証明するのに用いられる。寛容 した器官移植片受容者の細胞は、新鮮な器官移植片受容者の細胞に比べて、前C TLが減少する。 代理動物の抗原への応答を制御し、特異的に阻害するためのリンパ球および血 漿因子の存在は、傷害性細胞の減少よりも重要である。サプレッサー細胞分析は 、典型的には、代理動物から得られた器官移植片受容者の細胞が、先に記載した ように新鮮な器官移植片受容者の細胞対照射された代理動物の刺激細胞のMLCを 阻害する相対的な能力を調べるのに用いられる。例えば、代理動物のキメラから 得られ、抗体および補体の方法によって代理動物の細胞を枯渇させたリンパ球は 、MLCに加えられ、増殖の減少が測定される。制御細胞の絶対数はサプレッサー 細胞分析に対しての限定希釈法を用いて測定される。代わりに、代理動物が器官 移植片の元であるならば、抑制は、新鮮な受容者のリンパ球とキメラの代理動物 の細胞とのツーウェイのMLCで観察される増殖と受容者対キメラの代理動物細胞 およびキメラの代理動物対受容者の細胞のワンウェイのMLCの総数の比較により 査定できる。 同様に補体を減じたキメラ由来の血清を、MLC反応を効率的に減衰させる可 溶性因子が存在することを確認するためにMLCに添加する。代理動物の血清お よび器官移植片受容者の細胞の適合試験を、器官移植片受容者の細胞の破壊によ って生じる減少を除外するために遂行する。 拒絶を防ぐための器官移植片受容者のリンパ細胞および因子の能力は、また、 組織の外植測定(explant assay)を使用して試験する。典型的な測定では、意図 した移植片のバイオプシーを、代理動物からとってきて、1mmのスライスに切 断し、組織培養する。3日目のMLC由来のリンパ細胞を、1−2日間組織断片 とともに共培養する。それから断片について、拒絶の形跡を組織学的に評価する 。または、添加するリンパ細胞を放射ラベルし、オートラジオグラフィーを使用 して、標識を付けたリンパ細胞の取り込みを、標本切片中のラベルされた細胞の 数を数えることによって決定した。新鮮な器官移植片受容者のリンパ細胞対代理 動物の刺激細胞のMLCおよび代理動物のリンパ細胞対代理動物の刺激細胞のM LCを含むコントロールの測定を、実施する。サプレッサー試験では、代理動物 キメラ由来の血清因子または制御細胞をMLCに添加する。 in vivoにおける寛容試験は、代理動物中での寛容の発達を利用し、お よび代理動物キメラ中における免疫寛容のテストをする通常の測定法を使用して 実施される。寛容に付いてのin vivo試験は、代理動物キメラを比較する 基準を提供し、また、さらに広く寛容に関与する制御細胞および因子についての 意義を提供する。 代理動物の出生後または骨髄移植後(通常1から4カ月)、代理動物の血液お よび骨髄を、好適にはキメラ性について調べ、および代理動物の組織に対する免 疫反応を除外するためにバイオプシーを行なう。典型的には、代理動物の体重1 kgに対して2X108から2X1010個のリンパ細胞量であるの新鮮な末梢血 液リンパ細胞を、代理動物キメラ中に静脈注射する。全ての末梢血液リンパ細胞 の数および器官受容者の細胞とのキメラの程度は、1時間後に決定する。5日か ら14日後に、代理動物は再び、GvHDおよび意図した移植組織片に対する免 疫反応の形跡をみるためにバイオオプシーを行い、すべてのリンパ細胞の数およ びキメラ性を再び決定する。チャレンジテストが成功していたら、代理動物はG vHDまたは移植損傷の形跡は示さない。代理動物は、末梢血液の器官移植片受 容者のリンパ細胞の数が増大している。 上述の手法は、意図する移植組織片が代理動物のものである場合に適用できる 。代理動物が移植片の源である場合には、キメラ性についての測定は、一般に胎 児 中に確立された代理動物キメラは骨髄移植から作製した代理動物キメラと同様で ある。一方、意図する器官移植片受容者および第3の器官供与者由来のリンパ細 胞およびAPCを、混合して代理動物中で培養し、それからキメラ性および寛容 を評価するのに異なる手法が必要となる。代理動物が器官移植片受容者および第 3の器官供与者間の寛容を発達させるのに使用される場合には、胎児で確立され た代理動物キメラの測定法は、骨髄移植によって生じた代理動物キメラの測定法 とは異なる。 典型的に、器官移植片受容者の免疫体系を培養している代理動物および将来の 第3の器官供与者の抗原間のキメラ性および寛容を決定する。未来の器官移植片 供与者の細胞および器官移植片受容者の細胞を混ぜて、第3の代理動物中に培養 した場合、代理動物が胎児でも骨髄移植後でも、代理動物に対する器官移植片受 容者の細胞の反応は、ほとんど関連がない。器官供与者および器官移植片供与者 が同一種の場合は、2つの細胞集団は、通常、分化する。 将来の器官移植片供与者および器官移植片受容者の性が異なる場合には、男性 および女性の細胞の相対的な数は、細胞の遠心してスライドグラス上に載せた細 胞について蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)を使用して 確立する。リンパ細胞集合(サブセット)の成熟については、細胞を遠心して二 重にラベルを施した免疫組織学を使用して決定される。従って、CD3,CD4 またはCD8陽性の将来の器官移植片供与者または受容者に基づく男性または女 性細胞の相対数を、決定する。 または、将来の器官移植片供与者および器官移植片受容者のMHCの相違が検 出可能であれば、個々のMHCマーカーに対する抗体および特異的な抗原を使用 して、二重にラベルしたフローサイトメトリーまたは免疫組織学を、キメラ性お よび成熟の相対的な程度を決定するのに使用される。 混合リンパ細胞反応は、放射線処理した新鮮な器官移植片供与者の刺激細胞に 対する器官移植片受容者のリンパ細胞の反応(代理動物および将来の器官移植片 供与者の細胞の放血)を試験する。代理動物および器官移植片供与者の細胞は、 抗体および補体法または抗体及び免疫的磁気ビーズを使用して細胞懸濁液より放 血する。新鮮な器官移植片受容者の細胞および代理動物中で培養している器官移 植片受容者の細胞を制限希釈測定アッセイすることにより、細胞傷害性の前駆体 細胞を確実に減少させていることを確認する。 サプレッサー細胞およびサプレッサー因子測定により、キメラの器官移植片受 容者の細胞による、新鮮な代理動物の刺激細胞に対する、新鮮な器官移植片受容 者のリンパ細胞によるMLCの阻害を試験する。 遂行された測定および試験により、代理動物に対する寛容の確立と同様に将来 の器官移植片供与者および器官移植片受容者の細胞の両方の存在が示されれば、 免疫チャレンジテストを実施する。典型的な免疫チャレンジテストにおいては、 新鮮な器官移植片受容者の細胞が代理動物中に注入される。1時間後に、代理動 物の血液を、器官移植片受容者の細胞型および器官移植片供与者の細胞型の全細 胞数を数えることによって試験する。5日から14日後、代理動物の血液を再び 器官移植片受容者の細胞型および器官移植片供与者の細胞型の全細胞数を数える ことによって試験する。試験が成功であれば、器官移植片受容者の細胞および代 理動物の細胞は両方保持されるが、器官移植片受容者の細胞型の全細胞数は増加 している。寛容に関するin vitroの試験により、器官移植片受容者の細 胞は器官供与者の抗原に対して寛容であることが示される。 寛容因子の転移 第3の要件は、器官移植片受容者の細胞および因子を代理動物から得、そして 好適には任意にキメラおよび代理動物の抗原に対する器官移植片受容者の細胞の 寛容に基づき最適な代理動物を選択した後で、寛容を提供するリンパ細胞および 因子を濃縮する。リンパ細胞および可溶性因子は、血液、血清、骨髄、脾臓、リ ンパ節、および/または他のリンパ組織を含めて代理動物から単離する。骨髄、 脾臓、リンパ節、および/または血清を、選択した代理動物から無菌的に取り出 す。リンパ組織は、通常リンパ細胞の懸濁液を作製するのに金網のメッシュを通 す。好適には、混合懸濁液を遠心し、バフィコート(軟層)を保存する。 キメラ代理動物からリンパ細胞を得た後、リンパ細胞を含む細胞集団は、好適 には患者に移植する前に器官受容者の細胞を濃縮しておく。細胞および因子の集 団の豊富化は、抗体および補体法、磁気ビーズに付着した抗体、または親和性カ ラムを使用して成し遂げられるが、代理動物細胞のほとんどを除去することによ っ て器官移植片受容者の細胞および因子を有意に濃縮する。器官移植片受容者の細 胞がキメラのうちの少量の成分である場合には、器官移植片受容者のリンパ細胞 に対する抗体および免疫磁気ビーズを使用して正に選択することも可能である。 あるいは、器官移植片受容者のリンパ細胞を保持した免疫吸着カラムが使用可能 である。代理動物の細胞は通過する一方で、受容者の細胞はカラムに保持される 。続いて、器官移植片受容者の細胞は、カラムから溶出される。 濃縮は、ブタCD45のような代理動物リンパ細胞に特異的な抗体、および代 理動物リンパ細胞を破壊する補体を付加することによって遂行される。あるいは 、細胞懸濁液を代理動物リンパ細胞に対する抗体および免疫磁気ビーズで処理す る。それから、代理動物細胞に付着したビーズを、磁気によって除去する。抗代 理動物CD45抗体が付着した吸着カラムもまた、代理動物細胞を除去できる。 代理動物細胞が器官移植片受容者の細胞と、例えば細胞密度のような物理的な特 性において異なる場合には、代理動物細胞はエルトリエーターによる遠心によっ て分離できる。 しかし、もっと簡単な分離法は、遺伝学的に処理した代理動物を使用してなさ れる。代理動物の細胞は、細胞培養液中にて定められた不都合を持つように遺伝 的に修飾することが可能である。そうすれば、代理動物の細胞は、短い培養時間 後に抑圧される。例えば、一般に使用されるマーカー遺伝子であるチミジンキナ ーゼ(KT)を、ブタ卵中に注すると、KT+の系統のブタが生まれる。KT+ 細胞は、抗生物質のガンサイクローバーに感受性である。ヒト細胞はKTを生産 しないので、ガンサイクローバーに耐性である。キメラ細胞を遺伝的に修飾した 代理動物から得たときに、それらをガンサイクローバー存在下にて培養する。薬 剤は、代理動物の細胞を殺すが、器官受容者の細胞は殺さないので、サプレッサ ー細胞を含む器官受容者の細胞混合物が濃縮される。 それから、濃縮した免疫的な寛容を伝達するのに関わるリンパ細胞および因子 を、器官移植片受容者中に注入する。最低限の細胞数が注入には必要で、その細 胞数は典型的に、免疫が欠陥した代理動物中に注入した数と同数である。好適に は、器官移植片受容者の体重1kgに付き5X108から5X1010個の範囲の 器官移植片受容者の細胞が、回収および濃縮によって得られる。得られたリンパ 細胞および因子を評価するのに、上述した免疫寛容のin vitro試験を使 用できる。 器官移植片受容者の調製が、移植に対する寛容を獲得するために濃縮したリン パ細胞および因子の注入に先だって必要である。移植に対する抵抗性耐性の問題 もまた存在し、これは遺伝的に変換した細胞で処理した器官移植片受容者中で解 決される。リンパ細胞および因子が抗原的に器官移植片受容者と同等であっても 、リンパ細胞および因子は注入した部位に局所的に植え込まれただけで終わるか もしれない。局所的な移植は、致死量に近い量の化学療法、全リンパ細胞に放射 線をあてたりまたは全身に放射線を当てたりすることによって克服される。 状況によっては、器官移植片受容者は、代理動物から得た器官移植片受容者の 細胞を転移する前に処理が必要であり、処理には代理動物由来の培養した細胞に よる器官移植片受容者への再移植を可能にする治療(例えば、化学療法または致 死量に近い放射線照射)を含む。代理動物および器官移植片受容者が不和であれ ば、即ち、器官移植片受容者が代理動物組織に対する抗体を本来保持していれば 、代理動物組織に対する過敏な拒絶を防ぐためにさらなる治療が必要である。プ ラズマフェレシス(血漿搬出法)、脾臓切除術、コブラ毒因子、および/または 可溶性補体受容体が、さらなる治療に使用される。これらのさらなる治療は、一 般に移植時に受容者中に循環している因子に直接向けられる;代理動物から器官 移植片受容者に戻された細胞および因子は、後にこれらの因子の同様の発達を阻 害するかも知れない。 ヒトは、不和な動物細胞の表面タンパク質上に発現しているオリゴサッカライ ドおよび脂質と反応する循環している天然の抗体を高濃度にもっている。代理動 物への寛容が生じることによって、受容者による代理動物器官の細胞レベルの拒 絶を防ぐけれども、予め存在する抗体は器官移植に先だって受容者から除去され ている必要がある。最近、遺伝的手法が、器官移植により適した動物を作製する ために適用されている。 例えば、ヒト崩壊活性化因子(human decay activating factor:DAF)は、 多数の遺伝子処理したブタによって生産されている。ブタ卵の中にヒトDAFを 挿入すると、予め存在する抗体に対してより耐性のある多数の動物が得られる。 これは、天然の抗体の結合およびヒト補体の活性化によって引き起こされる異種 移植器官の破壊を減少する。 不和な動物細胞上のオリゴサッカライドの発達に関与するアルファガラクトシ ルトランスフェラーゼ(AGT)を、不和な動物は生産するけれども、ヒト、尾 なしサルおよび旧世界サルは、この酵素を有意な量生産できない。この欠陥は、 AGTに関するDNA中の変異によるものと信じられている(ガリリ、SPRI NGER SEMIN.IMMUNOPATHOL.,15:155−71,1 993)。機能しないAGTを含むブタのような動物の系統は、相同組換えを使 用してブタのAGT遺伝子または相当するプロモーター遺伝子中に非機能コード 領域を挿入して作製された(ワトソン,ら.,”組換えDNA”,Scient ific American Books,ニューヨーク,1992,pp.2 55−72)。代理動物細胞中におけるこの変換は、器官受容者の免疫体系は器 官中で感染細胞と作用して保護することから、器官受容者に補体阻害剤を投与す るよりも好ましい。代理動物として、補体阻害因子を持つように遺伝的に修飾し たブタまたは他の動物を使用することによって、プラズマフェレシス(血漿搬出 法)、ex vivoでの潅流、またはコブラ毒因子のような補体を阻害する薬 剤の必要性は、有意に減少する。 代理動物から器官移植片受容者への寛容のあるリンパ細胞および因子の養子転 移に続いて、器官受容者から得た一連の血液について、上述したin vitr oの方法に類似したin vivoの方法を使用して、代理動物組織に対する寛 容に付いて評価する。器官移植片受容者が有為な寛容を示さなければ、他の代理 動物由来の細胞を含むリンパ細胞および因子のさらなる転移が行なわれる。一方 、十分な寛容が確立されていれば、器官移植片受容者は、標準的な移植の手法を 使用して代理動物器官または組織を受け取る。 器官移植片受容者由来の末梢血液リンパ細胞は、器官供与細胞に対する寛容に ついてMLC試験によってテストする。代理動物が移植の源で、器官移植片受容 者は代理動物に対して不和であれば、好適には器官移植片受容者は本来の抗体の 存在に付いて調べられる。器官移植片受容者が血清学的に代理動物と反応すれば 、器官移植片受容者は通常さらなる処置が必要となる;例えば、プラズマフェレ シ ス(血漿搬出法)および脾臓除去術または過敏な拒絶を防ぐための可溶性補体受 容体。長期に渡って安定なキメラが不和の組合せ中で作られるため、サプレッサ ー細胞としての、代理動物のリンパ細胞および因子は、さらなる天然抗体の産生 を妨げる。 器官移植 器官移植片受容者中で一度寛容が確立されれば、代理動物または供与者由来の 移植片を、器官移植片受容者中に移植する。代理動物が寛容を誘導する細胞が発 達するためのインキュベーターとしてのみ使用されるならば、未来の第3の器官 供与者由来の移植片を得て、移植する。代理動物が移植の源である場合には、移 植片の移植は、代理動物から器官移植片受容者に行なわれる。外科の移植技術は 、当該技術分野においてよく知られている(例えば、シモン,ら.,”移植”S chwarz中、ら.,1989,Principles of Surger y編集、MacGraw−HIll,ニューヨーク,PP.387−458参照 )。器官移植片受容者は、当該技術分野における通常の手法に従って、器官移植 片の拒絶についての証拠を調べるが、免疫を抑制する治療の必要性は、当該技術 分野における既知の方法と比較して有意に減少する。 代理動物が、例えば腎臓のように、2つかそれ以上の器官移植片を持つ場合に は、代理動物は最初の移植片がなくなってもバックアップとして生かしておく。 同様にさらなる代理動物のキメラを単一しかない臓器の移植のため、例えば心臓 移植、のバックアップとして生かしておいてもよく、またはさらなる代理動物の キメラを免疫寛容の失敗に備えて用意しておいてもよい。 本明細書中に記載したような代理寛容の原理に従った移植は、皮膚、心臓、腎 臓、肝臓、肺、腸、すい臓、すい臓小島、網膜、角膜、骨、脾臓、胸腺、骨髄、 唾液腺、神経組織、副腎、および筋を含む多様な固形組織器官への拒絶の発生を 有意に減少させる。例えば、通常老齢にみられる視力の低下の原因は、網膜色素 上皮細胞の減少に伴う黄斑の減少である。代理動物に対する患者の寛容を誘導し た後、代理動物の網膜を、患者中に拒絶の危険性が減少した移植を行なうことが 可能である。 代理動物中のリンパ細胞および細胞懸濁液の共培養 代理動物の寛容が生じる原理は、また、骨髄移植(BMT)またはすい臓のラ ンゲルハンス島のインシュリンを生産する細胞のような、基本的に細胞懸濁液と して移植される器官の移植を促進するために使用可能である。 免疫機能が未発達の胎児の環境によって、新たに誘導される抗原に対する寛容 が作られる。注入したリンパ細胞はまた、他の注入細胞を含む、存在する抗原に 対する寛容を発達させる。胎児の環境は、また、細胞懸濁液の増殖を可能にする 。器官受容者のリンパ細胞と器官受容者の種由来の細胞懸濁液を共培養すること によって、単一の過程で一連の移植用に十分な細胞懸濁液を提供し、およびこれ らの細胞に対する寛容を誘導することが可能になる。 例えば、流産したヒト胎児(妊娠期間は10から14週)から得たすい臓小島 を、1型糖尿病メリタスの患者から得たリンパ細胞と共にブタ胎児の腹部に注入 する。誕生と同時に、ヒトのリンパ細胞を回収し、濃縮し、ヒト小島に対する寛 容を試験する。これらの細胞を、患者中に注入する。その後すぐに、増殖したヒ ト小島を回収し患者中に移植する。胎児の小島の増殖は、相当な数のヒト小島を 提供する。ヒト小島細胞と共に共培養した患者のリンパ細胞は、遺伝的に異なる ヒト小島に対する患者の免疫寛容を誘導する。 同様に、ヒト胎児肝臓細胞の懸濁液を、胎児ブタ中に患者のリンパ細胞と共に 共培養する。超音波の案内の下、肝臓細胞をブタ胎児の肝臓の主要血管中に注入 する。その後、このブタは、部分的にヒト肝臓細胞を持つ肝臓移植片を提供する 。修飾していないブタの肝臓の利点は、抗原性の減少および代謝がよいことを含 む。 細胞懸濁液は、また、代理寛容形成の過程で寛容の発達を促進する。例えば、 ヒト胸腺上皮細胞の注入によって、正の選択およびCD8+リンパ細胞の分化が 促進される。胸腺上皮は、流産した胎児または培養した細胞系列から提供するこ とが可能である。 遺伝的に異なる骨髄の移植(BMT) 骨髄は新生可能な組織であるため、ヒト骨髄供与者が潜在的に不足となること はない。しかし、移植片対宿主病は、いまだBMTの効果を制限する主要なめん どうな問題である。代理寛容形成は、供与者の免疫体系を受容者の体外で受容者 に対して寛容になることを可能にする。GVHDの危険性を減少させるに加えて 、代理寛容形成は、多くの移植および最適な代理動物の選択を可能にし、成熟し た免疫体系の移植を可能にし、そして癌および選択した伝染病の薬剤に対する免 疫を可能にする。 供与者および受容者由来の骨髄細胞は、胎児のブタのような代理動物中に一緒 に注入する。その後、代理動物は、供与細胞による移植および混合リンパ細胞測 定による受容者の寛容について調べる。それから、供与細胞を最適な代理動物か ら回収して、適切な調製後に骨髄受容者中に注入する。 免疫抑制組成物 本発明はまた、別の態様で、組織移植提供者と組織移植受容者の組織や細胞に対 する免疫反応を抑制でき、組織移植受容者へ注入するよう作られた免疫抑制物を 含む組成物を提供する。望ましくは、その組成物は、サプレッサーT細胞、抗イディ オタイプ抗体を産生する細胞、ヴィトー細胞、および/またはB7または同様の分子 に欠損のある抗原提示細胞のような免疫抑制物を含む細胞集団であるべきだ。そ のような細胞は、ここで示したように代理動物が免疫不全状態にあり、結果的に代 理動物と受容者の組織に免疫寛容であるような免疫機能を獲得するよう時期に、 受容者のリンパ球前駆細胞を含む細胞集団を代理動物に投与することによって代 理動物から得られる。細胞集団はまた、細胞に加えて抗イディオタイプ抗体のよう な循環性因子を含む。 代理動物から得た細胞は、好ましくは組織受容細胞のポジティブな選択または 代理動物の細胞や組織提供細胞を除くネガティブな選択を行い組織受容細胞のた めに強化する。ポジティブな選択では、組織移植受容細胞に特異的な抗体を含む磁 気ビーズまたは吸収カラムを用いる。希望の細胞がビーズやカラムに吸着した後、 望ましくない細胞を排除する溶媒でビーズやカラムを洗う。希望の細胞は冷やし た溶媒やEDTAで溶出する。ネガティブな選択では、望ましくない細胞に特異的な抗 体を付けられた磁気ビーズや吸着カラムを用いる。希望の細胞は、ビーズを除いた 後に集めた非吸着画分またはカラムから流れでた非吸着画分中に濃縮される。ま た、抗体および補体は望ましくない細胞を溶解するのに用いられる。望ましくは、 濃縮された細胞集団は代理動物の細胞を"実質的に含まない"、つまり代理動物の 細胞数は70%減っている、さらに望ましくは80%、もっとも望むべきは95%減少して いる。 調節細胞の拡張は、混合リンパ球培養物の培地をin vitroで用いてなされる。混 合リンパ球培養物(MLC)は、リンパ球の培地と組織移植受容者と同種の2つ以上の 同種異系の提供者の抗原提示細胞集団からなる。細胞は、標準MLC法を用いて細胞 培地で一緒に培養される。培養上清は18から48時間後に除かれ、代理動物から得ら れた細胞に加えられる。同様の効果は、この培地中に存在する純粋な、または合成 された因子を用いて得られる。 収穫して、調製した細胞は、後の使用や離れた施設へ輸送するために標準低温保 存法を用いて、牛胎児血清とDMSOとともに、-85度以下に管理して凍らせておく。解 凍した細胞は寛容性細胞と自己調節細胞、因子、および腫瘍、ウイルス、組織移植受 容者を通過できる感染性薬剤をテストされる。望ましくは組成物の免疫抑制物は、 ここで参考文献で取り入られている、ヴェンカテラマン(Venkateraman)ら、J.Lab. Clin.Med.,20:453-458(1992)で考察されているようにリンパ球の低温保存で用い られる方法にしたがい受容者に導入されるように作られている。注入用の細胞の 作製は当該技術分野の範囲内に含まれる。 受容細胞との組織移植の再集団化 代理動物の寛容化の別の結果は、組織受容細胞、特に内皮細胞、単球とその関連 細胞、その他の白血球と再集合した組織の産生である。内皮細胞、単球とその関連 細胞、その他の白血球は拒否反応の標的となるので、代理動物の細胞を組織受容者 の細胞と再集合した組織で置き換えることによって、組織はより組織移植受容者 に似てくることになり、組織の移植は、組織受容者による拒否反応をより受けなく なる。 免疫成分をもつ移植組織や器官(例えば肺や腸)は普通、提供者の白血球が排除 される期間と受容細胞が移植組織を再構築する期間の間、免疫不全の状態が続く。 しかし、代理動物内で受容細胞と再集合した移植組織は移植時には免疫反応でき る。提供者のリンパ球が受容者の組織や器官を攻撃する結果のGvHDの危険性を減 少させることもまた達成されている。受容細胞と再集合した組織は、それらの器 官内の近傍の細胞が免疫反応細胞と同一であるから、拒否反応の危険性が減少し ている。本発明は、受容者の外の、別の動物内でおきる提供者の器官の再集合を提 供する。これは、多様な器官を産し、最適の動物を選択しすること、成人受容者のた めに動物胎児を用いること、ヒト組織移植受容者内で行う場合には実行できない、 あるいは非倫理的な技術の使用からなり、受容者内で再集合を行うより多くの利 点をもつ。本発明はまた、移植組織を組織移植受容者に移植する前に再集合させ、 器官提供者の細胞が移植後、排除され受容者細胞で置き換えられる場合に生じる 局部的な免疫不全を防ぐ点で異なる。 ヒト組織や器官の提供者の深刻な不足のために、移植候補者は短い期間の生命 維持のためブリッジ移植と言われる異種移植を受け、適当な提供者を待つ時間を 得る。ヒト細胞と再集合した異種移植片は、異種移植片中の移植された細胞が組織 受容者と異なる場合は同種異系拒否反応を受けやすいが、ヒト細胞と再集合した 移植片は変化させていない移植片より受け入れられやすい。代理動物の寛容化の 時期にヒト細胞と再集合した移植片は、免疫不全代理動物へ注入した細胞の元と 遺伝学的に異なる(同種異系)ヒト受容者へのブリッジ移植として利用できる。 組織移植受容者細胞と再集合した移植片のex vivoでの産生のために、移植拒否 反応の主な細胞性の標的は、内皮細胞、単球、樹状突起細胞、および上皮細胞を含む 。内皮に対する反応は、心臓、肺、肝臓、皮膚、および腎臓移植の場合特にそうだが、 血栓症、梗塞、および移植の非可逆的な破壊となる。単球とその関連細胞および樹 状突起細胞に対する免疫反応は、酵素やサイトカインが殺されたマクロファージ から放出された時、近傍のむかんけいの細胞の損傷が生じる。単球、マクロファー ジ、および樹状突起細胞はまた、APCとファゴサイト細胞であるので、単球、マクロ ファージ、および樹状突起細胞は感染に対する主要な免疫的防御をなし、単球、マ クロファージ、および樹状突起細胞の損失は、移植を、特に肺と腸の移植の場合、適 切な感染を受けやすくする。 腸は普通消化器官と言われる。しかし、腸管はまた、体内で最も大きリンパ球器 官でもある。内在のリンパ球が組織移植受容者を攻撃する結果生じるGvHDは、腸の 移植後の主な問題を提供する。内在のリンパ球が組織移植受容者を攻撃する結果 生じるGvHDはまた、肝臓移植の後にも報告があり、肺移植の場合にも潜在的に問題 となる。 移植の内在細胞を組織移植受容者細胞で置き換えるなら、上に記載の免疫反応 の問題は避けられる。組織を組織移植受容者へ移植した後は、内在の免疫機能をも つ細胞は、主に組織移植受容者に反応しない組織移植受容者細胞からなる。 これらの組織に存在するリンパ球は、通常、感染体に対する局所的な防御をつ かさどっている。しかし、移植後は、免疫拒絶や免疫抑制成分のせいで、生体防 御作用を持つリンパ球は減少する。したがって、これらの組織が臓器受容の細胞 と再構成されるまでは、これらの組織は、非常に感染しやすい状態にある。 移植臓器が免疫拒絶に合う危険性が高いため、受容動物において、受容細胞の 移植臓器内での再集団化{repopulation}は、困難となっている。移植臓器の受 容体は移植臓器の影響を受けるので、通常、移植臓器の受容体は強い免疫抑制を 受けて、免疫拒絶が遅れるかあるいは妨げられる。このため、受容細胞の移植臓 器内での増殖過程は非常に遅くなる。しかし、移植臓器の再集団化が、代理動物 内で起こった場合には、代理動物が免疫不全の危険性を請け負うことになり、臓 器受容体は、既に臓器受容体自身の細胞を導入した移植体を受け取ることになる 。これにより、免疫拒絶、感染、GvHDの危険が減少する。 臓器受容体自身の細胞を混在させた移植臓器は、上で述べた代理動物の免疫寛 容化の副産物である。しかし、最適な再集団化の目標は、免疫寛容の導入とは幾 分異なっており、それゆえ、臓器の再集団化の最適な方法は、免疫寛容の導入法 とは異なっている。抗原特異的サプレッサー細胞及び抑制細胞と抑制成分の産出 は、あまり重要ではない。最適な再集団化における主要な目的は、移植臓器受容 体の細胞が移植臓器に最大限に導入されること、そして、代理動物のレジデント 細胞を減少させることである。 したがって、最適な再集団化には、子宮内での導入よりも、骨髄移植が望まし い。化学療法と放射療法のいずれかあるいは両方は、代理動物の内皮細胞の増殖 を特異的に阻害し、もともと存在しているリンパ球とマクロファージを駆逐する 。 骨髄移植は、移植臓器受容体細胞と代理体の細胞間の、移植体対受容動物の反 応を制御するという点で、潜在的に有利である。移植臓器受容体の内皮細胞と単 核白血球の導入は、適切な増殖因子の投与によって、さらに促進される。例えば 、内皮細胞増殖因子は、移植臓器受容体の内皮細胞の導入の促進に、また、GM-C SFは単核白血球の導入に使用できるであろう。 マーカー遺伝子KT(チミジンキナーゼ)を持つトランスジェニック代理体もま た、移植臓器内での臓器受容体細胞の再集団化を促進するために、使用できるで あろう。内皮細胞や樹状細胞のような細胞集団の導入を促進するためには、移植 臓器受容体の細胞が導入される余地を作り出すという点で、レジデント細胞を選 択的に殺傷することは有利であろう。例えば、マーカー遺伝子KTが細胞接着分子 のELAMやP-CAMのプロモーターと連鎖している場合、KT+のブタが産出できるで あろう。この場合、KTは、内皮細胞のような細胞集団で選択的に発現されるであ ろう。対応するブタ胎児には、ヒトのリンパ球を導入する。生後、キメラ動物は gancyclovirで処理される。これにより、代理体の内皮細胞は選択的に殺傷され 、臓器受容体由来のKT細胞に入れ換えられるであろう。 移植臓器受容体細胞の導入の検出には、代理キメラ動物からの、免疫組織化学 的なバイオプシーが最適である。組織片は、移植臓器受容体の内皮細胞または白 血球に特異的な抗体、あるいは代理体の内皮細胞や白血球に特異的な抗体を用い て染色される。例えば、移植臓器受容体の内皮細胞に特異的な抗体としては、hu man factor VIIIがあげられ、また、白血球に特異的な抗体としては、human CD4 5があげられる。次に、移植臓器受容体と代理体の相対的細胞数を測定する。 普遍的な供与代理動物 代理体の臓器へ導入される移植臓器の受容体は、移植臓器受容体細胞と混在し た移植臓器の、最初の供与体となる。しかし、代理キメラ動物もまた、ブリッジ 移植(bridge transplant)として、他の患者には有効であろう。代理体の免疫寛 容に伴う、潜在的に不利な点のひとつは、臓器が簡単には入手できない点である 。通常、2〜7カ月の待ち時間が要求される。これは、急性肝炎や、肝不全、重 症の心筋梗塞等、緊急な臓器移植を要する場合には、実用的ではないだろう。 免疫寛容なリンパ球や臓器を緊急に供給するためには、代理動物が、複数種の 臓器受容動物からの白血球とキメラ化される必要がある。例えば、ブタの胎児に 、最も一般的な組織対応成分を発現する、複数種のヒトリンパ球を導入できるで あろう。この結果生じるキメラブタは、サプレッサー細胞を有し、このサプレッ サー細胞は、クラスI、またはIIのHLA抗原を臓器受容体と共有するヒトリンパ球 と、キメラブタに存在する他のいかなるヒト抗原との反応をも抑制すると期待さ れる。 これらのキメラブタ由来の移植臓器は、移植臓器受容動物(ヒト)の細胞と部分 的に再集団化していると期待される。これにより、ブタ細胞に対する、自然抗原 と細胞反応による、免疫拒絶の危険が削減される。 急性肝炎に対するブリッジ臓器移植としての肝臓移植 重症の肝不全を伴う急性肝炎は、患者の生存のためには、肝臓移植を緊急に要 する。ヒトの肝臓提供者が現れるまでの一時的代用として、ブタの肝臓移植が行 われてきた。例えば、最近、肝不全の被臓器移植患者が、ブタの肝臓に4時間連 結された。そして、非常に短期間ではあるにせよ、このブリッジ臓器移植によっ て、ヒト肝臓移植の供与者を探し出すまでに、24時間の猶予が生じた。しかし 、このような外来の移植臓器は数時間以上は生存できない。あらかじめ異なるヒ ト細胞を導入したブタの肝臓は、処理していないブタの肝臓よりも、長時間生存 できるであろう。外来移植体(exograft)は、やがては異なるヒト細胞に対するア レルギー反応により拒絶されるとはいえ、当発明を用いれば、ヒト細胞を混在さ せた外来移植体は、そうでない外来移植体よりも長期間の生存できるであろう。 皮膚移植 ブタの皮膚移植は重症の火傷の処置に頻繁に用いられる。しかし、これらは通 常数日間で脱離し、組織移植よりは応急処置として使用される。前述の処理をし た、ブタのような代理動物由来の皮膚は、より容易に移植可能で、より長時間の 恩恵を、患者に授けることができる。ほとんどの患者が皮膚移植を緊急に要する ため、特定の免疫寛容を持つサプレッサー細胞を、免疫不全の代理動物に導入す ることは通常不可能であるが、あらかじめ異なるヒト細胞と混在させてあるブタ の皮膚のほうが、未処理のブタの皮膚よりは望ましい。リンパ球と皮膚は、複数 種の細胞を導入した代理動物からも、供給可能である。また、免疫寛容の導入は 、天疱瘡(pemphigus vulgaris)のような慢性の皮膚病にも有用である。 代用動物から摘出された移植臓器を、遠隔地の施設に輸送するためには、isch emicな変化を避けるため、灌流と輸送媒体への保存が必要である。キメラ動物か ら摘出された臓器は、通常、被臓器移植患者への臓器移植に先がけて、標準的な 生体臓器移植の手順に従い、マニトールとヘパリンの溶液に灌流される。これに より、代理動物の循環細胞が取り除け、抗原の不一致が減少する。再構成された 移植臓器は、移植臓器から代理動物の細胞を取り除くため、代理動物に特異的な 抗体と補体で灌流される。必要に応じて、移植臓器をさらに処理する必要がある かもしれない。たとえば、膵島は臓器供与体の膵臓から摘出されなければならな い。移植肝臓はischemic変化を遅らせるため、WU溶液で灌流されなければならな い。 上記の説明の通り、当発明は、ブリッジ移植あるいは永久移植として、内生あ るいは外来の臓器移植のための臓器を提供する。この場合、移植臓器は臓器受容 体の細胞集団と混在され、その後の臓器移植に備え、あるいは予備として保存さ れる。臓器移植の前段階の臓器保存は容易である。当発明にしたがって摘出され た臓器は、例えば、灌流によって循環する供与体の細胞を取り除いたり、抗体と 補体と共に灌流を行って供与体の細胞を殺傷する等の処理により、臓器中に存在 する供与体の細胞を減少させる処置を行うことが望ましい。 例 この発明をより完全に理解するために、実験例を下記に記してある。これらの 実験例は、この文書で明らかにされた、代理体の免疫寛容の本質を示すものであ る。しかし、当発明の適用は、これらの例に示されている内容のみにとどまるも のではない。これらの例は、説明のみの目的で使用されている。 例5 ヒト−ブタキメラの作成 最初の実験では、成人のヒトの末梢血液中のリンパ球が、受精後50日目のブ タ胎児(推定体重100g)に導入される。細胞集団は、麻酔処理した雌ブタの 腹部を切開し、子宮を外部に露出させた状態で、注入された。超音波変換器を子 宮の上に設置し、細胞集団の懸濁物を、ブタ胎児の腹部に注射した。細胞の導入 量は、体重1kgあたり約10万細胞であった。細胞注入が行われた子宮には、他 の実験処理群と区別するために、縫合線が置かれた。 手術後、雌ブタには、未成熟収縮{premature contraction}と感染を防ぐた め、プロゲステロンと抗生物質が投与された。超音波診断によって、約4週間に わたり、ブタ胎児の成長と生存が確認された。手術後35日目に、帝王切開によ って、子ブタは摘出された。リンパ液{cord blood}が採集された。体重を測定 し、crown-rumpの長さを測定し、これらはGvHDの証拠について、検査がおこなわ れた。ほとんどの子ブタは、血を抜いて、安楽死処理が行われた。リンパ液とリ ンパ組織はフローサイトメトリー、免疫組織化学、組織学的検査によって、検査 された。フローサイトメトリーはヒトCD45,CD4,CD8のモノクローナル抗体につ いて行われた。免疫組織化学的検査には、ヒトCD45に対するアルカリフォスファ ターゼ検査が含まれている。 処理子ブタ8個体のうち6個体には、末梢血液とリンパ節にヒトとのキメラ化 が認められた。CD4+とCD8+のリンパ球がフローサイトメトリーによって検出され た。どの子ブタにもGvHDの証拠は認められなかった。これらの子ブタは、体重、 全長とも、この妊娠齢としては正常であった。 例6 キメラブタの作成 第2の実験は、キメラ化の程度を増進させる目的で、早い発達段階(妊娠42 日目)のブタ胎児に細胞集団を導入した以外は、例5の実験と同様の手順で行わ れた。今回の場合、ブタ胎児は極めて小さく(推定体重10g)、免疫機構の発 達においては、有意義に初期の段階にあった。細胞を導入された最初の同腹子ブ タは全て流産された。この流産の原因を探るために行われた死体解剖の結果は、 外傷性の致死であった。第2腹目のブタ胎児には、体重1kgあたり約40万細胞 、あるいは400万細胞を導入した。細胞導入量の多かった3頭の胎児は、細胞 導入直後に死亡した。一方、細胞導入量の低かった3頭の胎児のうち、1頭は分 娩時も健康であり、また1頭は短期間生存した。細胞導入量の生存に対する影響 はGvHDによるものと考えられた。 生き残った子ブタ(95日目に分娩された)は、GvDHの証拠は認められず、ヒ ト細胞に対して、骨髄に8%、末梢血液に6%、脾臓に8%のキメラ化が認めら れた。50%のリンパ球にはCD4にのみ陽性の細胞であった。アルカリフォスフ ァターゼを用いた抗体染色の結果、胸腺の皮質に大量のヒト細胞が、また、胸腺 の 髄質にまばらなヒト細胞が認められた。このブタ胎児では、細胞導入後、ヒト細 胞数は10倍に増加したと予想された。 以後の細胞移植では通常、全T細胞数は体重1kgあたり約20万細胞以下に 抑えられた。しかし、3頭の雌ブタの24頭のブタ胎児に、体重1kgあたり約4 00万細胞(4人のヒト患者由来の細胞)を移植したところ、GvDHに起因する流 産は全くみられなかった。妊娠最終段階(100日目)の同腹個体を超音波診断 したところ、全ての同腹ブタ胎児は生存しており、この段階の妊娠齢としては正 常な大きさであった。出産予定日に出産された子ブタの1頭では、リンパ液中の 29%のリンパ球がヒト由来であり、またGvHDの証拠は認められなかった。 これらの研究により、ヒト細胞は、ブタ胎児中で増殖、分化できることが示さ れた。早い発達段階で、すなわち、妊娠3期中の第2期の始まりである妊娠齢4 2か43日目に、ヒト患者由来のリンパ球や幹細胞を導入した場合のほうが、導 入細胞の定着の度合いは明らかに高かった。これは、免疫機構の発達段階が初期 であるためと同様に、胎児の体重が少ない(10%)ため、単位体重あたりの細 胞導入量が増したためと考えられる。したがって、導入細胞が、すでにあるリン パ球と競合する必要はない。一般的に、ヒト造血細胞や、ヒトリンパ球を初期の 段階に導入することが望ましいが、細胞導入と臓器摘出の待ち時間を減らすこと が重要である場合には、発達段階後期での導入もまた有用である。 例7 キメラブタ内のサプレッサー細胞 ブタ胎児への最初の細胞導入(例5の低容量導入)と高容量の細胞導入で生き 延びた子ブタ(例6、体重1kgあたり約40万細胞導入、骨髄のキメラ化率10 %)から得られたキメラ細胞は、サプレッサー細胞と、免疫抑制の抗原特異性に ついて、調べられた。これにつけ加え、高容量の細胞導入で生き延びた子ブタ( 例6)から得られたキメラ細胞は、サプレッサー細胞の相対的出現率について、 調べられた。 全体的な免疫活動は、2種の活性成分を持つ{two-way}リンパ球の反応(MLR) と、これに対応するautologous反応の比較によって、測定された。子ブタキメラ 細胞(10万個)を、患者あるいは無関係の対照個体由来のリンパ球(10万個 ) と反応させた。6週間の培養後、トリチウム標識されたチミジンが加えられ、そ の吸収が測定された。異種混合反応の標識チミジンの吸収は、同種混合反応での チミジン吸収量と比較された。 免疫活動の抑制は、2種の活性成分を持つMLR(キメラ細胞10万個と、患者 あるいは無関係の対照個体由来のリンパ球10万個の混合物)と1種の活性成分 を持つ{one-way}MLR(キメラ細胞と不活性化ヒト細胞の混合物、及び不活性化 キメラ細胞とヒト細胞の混合物での標識チミジン取り込み)の総和を比較するこ とによって、測定された。MLRは標準的な方法にしたがっておこなわれ、細胞は3 7。C,5% CO2存在下で培養された。培養6日後、標識チミジンが加えられ、リン パ球が回収され、フィルター上で洗浄され、標識チミジンの吸収が測定された。 相対的な免疫抑制の抗原特異性を測定するため、このサプレッサー細胞アッセイ は、無関係のヒト細胞と混合されたキメラ細胞、あるいは、無関係のブタ細胞と 混合された患者由来のヒト細胞に基づくサプレッサー細胞アッセイと比較された 。対照のアッセイには、autologous反応が含まれる。 入念な免疫学的研究が、例6で骨髄に10%のキメラ化(末梢血液で8%、脾 臓で6%)が見られた子ブタについておこなわれた。図4に示されているように 、ヒト患者由来の細胞とキメラ細胞の2種の活性成分を持つMLRは、autologous 反応に比較して、最小限の免疫反応しか認められなかった。これとは対照に、患 者由来の細胞を無関係のブタ細胞と反応させて場合、あるいは、キメラ細胞を無 関係のヒト細胞と反応させた場合には、激しい反応が認められた(SIは9.13以上 )。 免疫活動の抑制は、2種の活性成分を持つMLRと、これに対応する1種の活性 成分を持つMLR(キメラ細胞かヒト細胞のどちらかが不活性化)の総和を比較す ることによって、測定された。図5が明らかにするように、キメラブタ細胞とヒ ト患者由来の細胞の2種の活性成分を持つMLRでは、87%の免疫抑制がおこってい た。これとは対照に、無関係のヒト細胞とキメラ細胞の混合、あるいは、無関係 のブタ細胞と患者由来のヒト細胞の混合では、免疫抑制よりも活性化がみられた 。これらの研究は、キメラブタ内に産出された細胞が、キメラブタの抗原による 免疫反応を引き起こすという、ヒト患者由来の細胞の能力を、効果的に抑制して い ることを示している。 キメラブタ内でのサプレッサー細胞の相対的出現の指標として、活性キメラ細 胞が様々な希釈率で、1種の活性成分を持つMLR(ヒト細胞と不活性化キメラ細 胞の混合)に加えられた。この結果は、図6に示されている。活性キメラ細胞が 、100分の1の希釈で加えられたときでさえも、70%のMLR抑制が観察された。 対照的に、ヒト患者細胞と無関係なブタ細胞の混合では、最小限のMLR抑制しか 起こらず、また、無関係なヒト細胞とキメラブタ細胞の混合では、全くMLR抑制 が検出されなかった。 この例における研究は、キメラブタ内で産出された細胞は、対応するブタの抗 原による反応を引き起こすという、ヒト患者由来の細胞の作用を、効果的に阻害 していることを示している。この免疫抑制は、抗原特異的であり、多数の抑制的 部分が存在しているように見える。代理ブタからの少量のサプレッサー細胞が、 ヒト患者への免疫寛容を、移行させることが可能であり、ブタ抗原へのキメラブ タリンパ球の反応と同様に、ヒトリンパ球の反応を回避することができる。比較 的、免疫抑制が特異的であるため、臓器移植は重大な免疫不全をもたらすことは なく、また、患者に深刻な感染をもたらすこともないはずである。 例8 同腹個体間における相対的な抗原特異的免疫抑制 同腹の11頭の子ブタについての免疫抑制の研究結果が、図7に示されている 。それぞれのブタ個体由来の細胞とヒト患者細胞、あるいは無関係なヒト細胞間 でのMLRの抑制を、検査した。図7に示されているように、子ブタNo.5とNo.11 は免疫活動の抑制を示したが、子ブタNo.5でのみ、この免疫抑制は、導入細胞 が由来するヒト患者の抗原と細胞に特異的であった。 これらの研究は、制限されたヒトキメラ化についての研究で見られた、同様の 発見を確証するものであった。3つのヒトリンパ液の受容体のうち、1個体のキ メラ子ブタの末梢血液で、対応するヒト患者のリンパ球に対する最小限の反応が 、また、無関係なヒトリンパ球に対する正常な反応が、観察された。2種の活性 成分を持つMLRと、これに対応する1種の活性成分を持つMLRを比較した場合、97 %の反応抑制が見られた。この結果はまた、免疫抑制の原因となる細胞が、放射 能 感受性(radiosensitive)であることも示している。他の2個体の受容体は、50% の免疫抑制しか示さなかった。 子ブタにおける、制限されたキメラ化についてのこれらの試験は、選択の利点 を示している。患者が臓器移植を受けた際、その成否は、その患者体内での免疫 寛容の発達いかんに依存している。しかし、代理体での免疫寛容の発達では、複 数の胎児に細胞導入がおこなわれ、そのうち最大の免疫寛容を示した個体を選択 できる。明らかに、この例の子ブタNo.5、あるいは、例6の最初のブタが、他 の同腹子ブタよりも優れているであろう。治療の現場では、これらの子ブタのリ ンパ球や対応する移植臓器が使用できるであろう。 例9 キメラ臓器の細胞再集団化 代理動物の臓器における、ヒト細胞の再集団化が示された。例6で10%の骨髄 キメラ化を示した子ブタの皮膚と胸腺の凍結切片が、免疫組織化学法によって、 検査された。ヒト白血球に共通の抗原(CD45)に対する、アルカリフォスファター ゼを用いた免疫染色が、おこなわれた。対照標本として、ヒト細胞を導入してい ないブタの標本が含まれている。 皮膚の断片では、血管内皮細胞の付近にヒトCD45+細胞が見られる。髄質の真 皮では、樹状細胞が、ヒトCD45に陽性であった。さらに、胸腺の細胞の多くは、 ヒトCD45で染色された。この染色は、ヒト細胞を導入していないブタでは見られ なかった。このように、キメラブタの組織を検証した場合、これらの組織(皮膚 と胸腺)は部分的にヒトリンパ球と混在していた。 例10 代理動物における生体内でのサプレッサー細胞誘発 免疫性テストによって、生体内での免疫寛容とサプレッサー細胞の検査がおこ なわれた。もし、代理動物が患者に対して免疫寛容であり、代理動物に対するヒ ト患者のリンパ球の反応を阻害するサプレッサー細胞を有しているならば、患者 細胞の大量導入は、深刻なGvHDなしに、キメラ化を増進させるはずである。一方 、もし、代理動物が患者に対して免疫寛容でなければ、患者細胞は拒絶されるは ずである。もし、代理動物が患者に対して免疫寛容ではあるが、サプレッサー細 胞 を有していないならば、リンパ球は導入されるであろうが、移植体と受容対の異 常に起因する病理を引き起こすはずである。 免疫性テストは以下のように行われた。LEWラットに、生後すぐ(24時間以内 )、C57B1/6マウスの骨髄細胞が注射された。生後8週に、ラットは約0.5%のマ ウス細胞(Ly5+)を、末梢血液に含んでいた。このキメララットに、4000万個のマ ウス骨髄細胞、4000万個のマウス脾臓細胞、あるいは、媒体のみが注射された。 2週間後、血液細胞は、マウス細胞(Ly5+)について検査された。また、皮膚のバ イオプシーがGvHD検出のため、おこなわれた。 骨髄細胞、あるいは、脾臓細胞の導入は、ラットの末梢血液において、5〜1 0倍のマウス細胞数増加をもたらした(図8参照)。皮膚のバイオプシーでは、 GvDHは検出されなかった。キメララットの体重増加は継続した。 この実験はキメララット代理動物におけるサプレッサー細胞の存在を、生体内 で証明している。キメララットがサプレッサー細胞を有していなければ、生きた マウス細胞の導入はGvDHをもたらしたはずである。導入されたマウス細胞は、拒 絶もされなければ、GvDHを引き起こしもしなかった。実際に、相対的なマウス細 胞数は、5〜10倍に増加した。この過程は、キメラ化がGvDHを伴わずに、促進 されるかもしれないという可能性を示している。このように、潜在的には、代理 動物でのサプレッサー細胞の増大の可能性がある。 当業者にとっては、代理体での免疫寛容化の方法について、この発明の範囲と 精神を逸脱しない範囲での様々な修正が、行えることが明らかであろう。そして 、これらの修正と変法は、請求の範囲およびその均等内であるかぎり、本発明の 範囲内であることも明らかであろう。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年5月22日 【補正内容】 34条補正 (当初請求の範囲に下記の請求項を加入する) 47.受容体ヒトの、非ヒト哺乳動物の移植可能な器官に対する特異的免疫応答 を抑制する方法であって、非ヒト哺乳動物の器官の移植の前に、非ヒト哺乳動物 の器官に対する受容体ヒトの免疫応答を特異的に抑制する免疫抑制成分を含む細 胞集団を受容体ヒトに投与することを含み、細胞集団は非ヒト代理哺乳動物から 得たものであり、非ヒト代理哺乳動物は、非ヒト哺乳動物からの細胞に対するヒ トの免疫応答を特異的に抑制する免疫抑制成分を含むキメラ動物であり、免疫抑 制成分は受容体ヒトに由来するものであり、このことにより器官に対する受容体 ヒトの免疫応答を減少させる、ことを含む方法。 48.細胞集団が、ヒトサプレッサーT細胞、ヒトヴィトー細胞、および抗イデ ィオタイプ抗体を産生するヒト細胞からなる群より選択される免疫抑制成分を含 む、請求項47記載の方法。 49.免疫抑制成分が、代理哺乳動物が免疫不全状態にあるときに代理動物に導 入された受容体ヒトの造血細胞に由来するヒトリンパ球であり、代理哺乳動物が 免疫反応性状態に達した後に代理哺乳動物から免疫抑制成分が集められる、請求 項47記載の方法。 50.非ヒト代理哺乳動物が、霊長類、偶蹄類または食肉類である、請求項47 記載の方法。 51.非ヒト代理哺乳動物が霊長類またはブタである、請求項47記載の方法。 52.非ヒト代理哺乳動物が齧歯類またはウサギであり、移植可能な器官が細胞 懸濁物である、請求項47記載の方法。 53.受容体ヒトに移植するのに適当な、切除された非ヒト器官を製造する方法 であって、 a) リンパ球始原細胞を含むヒト細胞集団を集め; b) 細胞集団を非ヒト供与哺乳動物に投与し、哺乳動物は免疫欠失状態にあり ; c) 非ヒト哺乳動物において免疫反応性状態を発達させ; d) 免疫反応性非ヒト哺乳動物から器官を切除し、器官はヒト細胞集団に由来 する少なくとも複数の細胞とともに集団化されており;そして e) 切除された器官が受容体ヒトに移植するのに適当な状態において保存され るように、器官を灌流溶液中に入れる; の各工程を含む方法。 54.非ヒト哺乳動物が霊長類、偶蹄類または食肉類である、請求項53記載の 方法。 55.非ヒト代理哺乳動物が霊長類またはブタである、請求項53記載の方法。 56.免疫欠失状態にある非ヒト哺乳動物が哺乳動物胎児である、請求項55記 載の方法。 57.ヒト細胞集団が受容体ヒトから得られたものである、請求項53記載の方 法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CN,CZ,DE,DK,ES,FI,G B,GE,HU,JP,KG,KP,KR,KZ,LK ,LU,LV,MD,MG,MN,MW,NL,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SI,S K,TJ,TT,UA,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.供与動物から受容動物に器官を異種移植する方法であって、前記受容体は供 与体組織に対して免疫寛容とされており、 a) 受容体から第1の細胞集団を集め、前記第1の細胞集団はリンパ球始原細 胞を含むが代理動物からの組織に対して特異的に細胞毒性を有する細胞が減少し ており; b) 前記第1の細胞集団を前記代理体に投与し、前記代理体は免疫欠失状態に あり; c) 前記代理体において免疫反応性状態(immune competence)を発達させ; d) 前記免疫反応性代理体から第2の細胞集団を集め、前記第2の細胞集団は 免疫抑制成分を含み、前記免疫抑制成分は前記代理体の組織に対する前記受容体 の免疫応答を特異的に抑制し; e) 前記第2の細胞集団を前記受容体に注入し; f) 前記代理体と免疫原的に同一の供与動物から器官を切除し;そして g) 前記器官を前記異種移植受容体に移植する; の各工程を含む方法。 2.供与動物から、前記供与動物とは同系ではない受容動物に器官を移植する方 法であって、 a) 前記受容動物に、代理動物から得た、前記供与動物に対する前記受容動物 の免疫応答を特異的に抑制する免疫抑制成分を含む細胞集団を投与し、前記代理 動物は前記受容動物に由来するリンパ球を含むキメラ動物であり;そして b) 器官を前記供与動物から前記受容動物に移植し、このことにより前記器官 に対する前記受容動物の免疫応答が減少する; の各工程を含む方法。 3.細胞集団が、サプレッサーT細胞、ヴィトー細胞、抗イディオタイプ抗体を 産生する細胞、および抗イディオタイプ抗体からなる群より選択される免疫抑制 成分を含む、請求項2記載の方法。 4.前記代理動物が前記供与動物と同一の動物である、請求項2記載の方法。 5.前記代理動物および前記受容動物が異なる種からのものである、請求項2記 載の方法。 6.前記代理動物が前記供与動物と同一の動物である、請求項5記載の方法。 7.前記代理動物および前記供与動物が異なる動物個体である、請求項5記載の 方法。 8.前記供与動物および前記受容動物が同一の種からのものである、請求項5記 載の方法。 9.前記代理動物が、前記供与動物の両方の遺伝的親に由来するリンパ球をも含 む、請求項2記載の方法。 10.前記器官が細胞懸濁物であり、前記代理動物が前記遺伝的親の1より多い 子孫に由来する細胞を含む、請求項9記載の方法。 11.前記代理動物が生まれたときに前記供与動物が成熟している、請求項9記 載の方法。 12.前記供与動物および前記代理動物が異なる個体であり、前記器官が細胞集 団であり、そして前記細胞集団が、前記受容動物に移植する前に前記代理動物中 で培養することにより拡大される、請求項2記載の方法。 13.前記器官が、膵島細胞および肝細胞からなる群より選択される、請求項1 2記載の方法。 14.前記器官が骨髄である、請求項12記載の方法。 15.供与動物から、前記供与動物とは同系ではない受容動物に器官を移植する 方法であって、 a) 前記受容動物に、代理動物から得た、前記供与動物に対する前記受容動物 の免疫応答を特異的に抑制する免疫抑制成分を含む細胞集団を投与し、前記代理 動物は、受容動物と同一の種の動物の組に由来するリンパ球を含むキメラ動物で あり、前記動物の組は複数の組織型を有し;そして b) 器官を前記供与動物から前記受容動物に移植し、このことにより前記器官 に対する前記受容動物の免疫応答が減少する; の各工程を含む方法。 16.受容動物による、供与動物から移植された器官の免疫拒絶を抑制するため のキットであって、代理動物から得た細胞集団を含む免疫抑制組成物を含み、前 記代理動物は前記受容動物に由来するリンパ球を含むキメラ動物であり、前記細 胞集団は前記供与動物に対する前記受容動物の免疫応答を特異的に抑制する免疫 抑制成分を含み、前記免疫抑制組成物は前記受容動物に注入するのに適当なもの であることを特徴とするキット。 17.前記免疫抑制組成物が、前記代理体の免疫反応性細胞を実質的に含まない 、請求項16記載のキット。 18.受容動物による、前記受容動物と同系ではない供与動物から移植された器 官の免疫拒絶を抑制するための請求項16記載の免疫抑制組成物を製造する方法 であって、 a) 前記受容動物から第1の細胞集団を集め、前記第1の細胞集団はリンパ球 始原細胞を含み; b) 前記第1の細胞集団を代理動物に投与し、前記代理体は免疫欠失状態にあ り; c) 前記代理体において免疫反応性状態を発達させ; d) 前記免疫反応性代理体から第2の細胞集団を集め、前記第2の細胞集団は 前記供与体の組織に対する前記受容体の免疫応答を特異的に抑制する免疫抑制成 分を含み;そして e) 前記第2の細胞集団からの免疫抑制成分を、前記受容動物に注入するのに 適当な組成物中に入れる; の各工程を含む方法。 19.前記受容動物に注入するのに適当な組成物が感染性因子を含まない、請求 項18記載の方法。 20.免疫抑制成分が、サプレッサーT細胞、ヴィトー細胞、抗イディオタイプ 抗体を産生する細胞、および抗イディオタイプ抗体からなる群より選択される、 請求項18記載の方法。 21.前記第1の細胞集団を前記代理体に投与する前に、前記代理動物からの組 織に特異的に細胞毒性を有する細胞の少なくとも一部が前記第1の細胞集団から 除去されている、請求項18記載の方法。 22.前記第2の細胞集団を集める工程の前に、前記受容体から新たなリンパ球 を集め、前記新たなリンパ球を前記発達させた代理体に注入する工程をさらに含 む、請求項18記載の方法。 23.前記免疫欠失代理体が胎児動物である、請求項18記載の方法。 24.免疫欠失代理体が、新生児動物、幼若動物および成体動物からなる群より 選択され、前記動物は致死量の放射線または化学療法を受けた後に細胞集団の骨 髄移植を受けており、前記細胞集団は前記異種移植受容体、前記異種移植供与体 、および前記代理体から選択される生物からの増血性リンパ球様細胞を含み、ま たは前記細胞集団は2以上のこれらの生物からの増血性リンパ球様細胞の混合物 を含む、請求項18記載の方法。 25.前記代理体が前記供与動物と同一の動物である、請求項18記載の方法。 26.前記第1の細胞集団が、追加的に複数の免疫不全代理体に投与され、前記 複数の代理体を免疫反応性生物に発達させる、請求項18記載の方法。 27.前記第2の細胞集団を集める工程の前に、さらに i) 免疫応答性に発達した複数の代理体からそれぞれ血液または脾臓標本を集 め; ii) それぞれの血液標本を試験して、前記受容動物の細胞の移植(engr aftment)の程度を決定し、かつそれぞれの血液標本におけるリンパ球の 成熟の程度を決定し; iii) 複数の発達した代理体のそれぞれの細胞を、受容動物細胞と供与動物 細胞との間の免疫反応性の特異的抑制について試験し; vi) それぞれの血液標本を試験する工程に応じて、複数の発達した代理体の 選択された組を選択し、前記選択された組は比較的高い程度の移植および比較的 高い免疫抑制を有し; v) 前記異種移植受容体から新たなリンパ球を集め、前記新たなリンパ球を発 達した代理体の選択された組に注入することにより、それぞれの発達した代理体 に対する選択された組の移植片対宿主疾患(GvHD)について試験し;そして vi) 異種移植受容体からのリンパ球の注入に対する応答における最も低い程 度のGvHDに基づいて、発達した代理体の選択された組から最も良い発達した 代理体を同定する; の各工程を含む方法。 28.前記供与動物の両方の遺伝的親に由来するリンパ球が、免疫欠失状態にあ る前記代理動物に、前記第1の細胞集団と実質的に同時に投与される、請求項1 8記載の方法。 29.前記器官が細胞懸濁物であり、細胞懸濁物が前記遺伝的親の1より多い子 孫からの細胞を含む、請求項28記載の方法。 30.前記代理動物が生まれたときに前記供与動物が成熟している、請求項28 記載の方法。 31.前記供与動物および前記代理動物が異なる個体であり、前記器官が細胞懸 濁物であり、そして前記細胞懸濁物が、前記受容動物に拡大された細胞懸濁物を 移植する前に前記代理動物中で培養することにより拡大される、請求項18記載 の方法。 32.前記器官が膵島細胞および肝細胞からなる群より選択される、請求項31 記載の方法。 33.前記器官が骨髄である、請求項31記載の方法。 34.受容動物による、前記受容動物と同系ではない供与動物から移植された器 官の免疫拒絶を抑制するための免疫抑制組成物を製造する方法であって、 a) 代理動物に、前記受容動物と同一の種の動物の組に由来するリンパ球を投 与し、前記動物の組は複数の組織型を有し、前記代理体は免疫欠失状態にあり; b) 前記代理体において免疫反応性状態を発達させ; c) 前記免疫反応性代理体から第2の細胞集団を集め、前記第2の細胞集団は 、前記供与体の組織に対する前記受容体の免疫応答を特異的に抑制する免疫抑制 成分を含み;そして d) 前記第2の細胞集団からの免疫抑制成分を、前記受容動物に注入するため に適当な組成物中に入れる; の各工程を含む方法。 35.受容動物に器官を移植するためのキットであって、前記受容体とは異なる 種から切除した身体器官、および前記切除された器官を前記受容動物に移植する のに適当な状態に保存するのに十分な量の灌流溶液を含み、前記器官の複数のレ ジデント細胞は前記受容体と同一の種からの細胞であり、前記レジデント細胞は 内皮細胞、単球、樹状細胞、およびリンパ球様細胞から選択され、前記身体器官 は前記受容動物に移植するのに適当なものであることを特徴とするキット。 36.前記複数のレジデント細胞が前記受容動物と同系である、請求項35記載 のキット。 37.切除器官とは同系ではない受容動物に移植するための請求項35記載の切 除器官を製造する方法であって、 a) 前記受容動物から細胞集団を集め、前記第1の細胞集団はリンパ球始原細 胞を含み; b) 前記細胞集団を代理動物に投与し、前記代理体は免疫欠失状態にあり; c) 前記代理体において免疫反応性状態を発達させ; d) 前記免疫反応性代理体から器官を切除し、前記器官は前記受容動物に由来 する少なくとも複数の細胞とともに集団化(polulated)されており; そして e) 前記切除器官が前記受容動物に移植するのに適当な条件において保存され るように前記器官を灌流溶液に入れる; の各工程を含む方法。 38.前記代理体に前記細胞集団を投与する前に、前記代理動物からの組織に特 異的に細胞毒性を有する細胞の少なくとも一部が前記細胞集団から除去されてい る、請求項37記載の方法。 39.切除器官とは同系ではない受容動物に移植するための切除器官を製造する 方法であって、 a) 前記受容動物と同一の種の動物から細胞集団を集め、前記細胞集団はリン パ球始原細胞を含み; b) 前記細胞集団を代理動物に投与し、前記代理体は免疫欠失状態にあり; c) 前記代理体において免疫反応性状態を発達させ; d) 前記免疫反応性代理体から器官を切除し、前記器官は前記受容動物に由来 する少なくとも複数の細胞とともに集団化されており;そして e) 前記切除された器官が前記受容動物に移植するのに適当な条件において保 存されるように前記器官を灌流溶液に入れる; の各工程を含む方法。 40.前記代理体に前記細胞集団を投与する前に、前記代理動物からの組織に特 異的に細胞毒性を有する細胞の少なくとも一部が前記細胞集団から除去されてい る、請求項39記載の方法。 41.受容体と同一の種の動物の組に由来するリンパ球が、免疫欠失状態にある 前記代理動物に前記細胞集団と実質的に同時に投与され、前記動物の組が複数の 組織型を有する、請求項39記載の方法。 42.前記受容動物が重症の熱傷を有するヒトであり、前記代理動物が非ヒト哺 乳動物であり、かつ前記器官が前記受容体の熱傷領域に適用するための前記非ヒ ト哺乳動物からの皮膚の移植片であり、前記皮膚の少なくとも複数のレジデント 細胞が前記患者と同一の種に由来する細胞である、請求項41記載の方法。 43.前記供与動物および前記代理動物が異なる個体であり、前記器官が細胞集 団であり、前記細胞集団が、前記受容動物に移植する前に前記代理動物中で培養 することにより拡大されている、請求項39記載の方法。 44.前記器官が膵島細胞および肝細胞からなる群より選択される、請求項43 記載の方法。 45.劇症肝炎を有する患者の補充治療法であって、肝壊死が継続する間周期的 に、前記患者に請求項44記載の方法により製造された肝細胞を移植することを 含む方法。 46.前記器官が骨髄である、請求項43記載の方法。
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