KR101689210B1 - 백신 조성물 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 백신 항원과 살아있는 면역 세포를 함께 포함하는 약학적 백신 조성물에 관한 것이다. 이러한 면역 세포는 적어도 하나의 활성화된 T 세포의 일부를 포함하며, 보조제로서 역할한다. 이러한 약학적 조성물을 이용하여 암, 감염성 질환, 및 자가면역 질환과 같은 질병의 예방 및 치료를 위한 방법 또한 포함된다.

Description

백신 조성물 및 방법{Vaccine compositions and methods}
본 출원은 그 전체가 참조로써 통합되는, 2008년 5월 5일 출원된 미국 가출원 제 61/050,294호, 2008년 5월 2일 출원된 제 61/049,990의 우선권 이익을 함유한다.
본 발명은 백신(Vaccine) 분야에 관한 것이며, 보다 구체적으로 보조되는 백신 조성물에 관한 것이다.
만성 감염성 질환 또는 암을 치료하기 위하여 면역체계의 힘을 강화하는 일은 면역 치료의 주요한 목표이다. 백신접종(일명, 활성 면역 치료)은 면역체계가 특이적으로 침입하는 병원체에 대하여 인식하고, 보호하기 위하여 활성화되도록 설계된다. 200년 이상 동안, 활성 면역 치료 접근은 천연두, 광견병, 장티푸스, 콜레라(cholera), 흑사병, 홍역, 수두, 유행성 이하선염, 소아마비, B형 간염 및 파상풍과 디프테리아독소(diphtheria toxin)를 포함하는 많은 감염성 질환을 예방하는데 사용되어왔다.
활성 면역 치료 개념은 현재 만성 바이러스 감염의 치료 및 예방에 적용되는 것뿐만 아니라, 존재하는 종양을 치료하거나 종양의 재발을 예방하기 위한 의도로 치료학적 암 백신의 개발에 적용되고 있다. 그러나, 현재까지의 활성 면역 치료 기술은 HIV/AIDS, B형 간염 및 암과 같은 많은 현대 백신 표적에 대하여 효과적으로 보호하지 못하고 있다. 이는 현재의 백신접종 기술이 올바른 면역반응 종류를 끌어내는데 능력이 없다는 데에 일부 이유가 있다.
상기 감염 또는 다른 항원 도전에 의해서 발생하는 면역 반응의 종류는 일반적으로 상기 반응에 관련되는 T 헬퍼(Th) 세포의 일부 집단에 의해서 구별될 수 있다. 면역 반응은 넓게 두 가지로 나눌 수 있다: Th1 및 Th2. Th1 면역 활성은 바이러스와 같은 세포 내 감염을 위해서 최적화되며, 자연 살해(NK) 세포 및 감염된 세포를 용해시킬 수 있는 세포용해 T 세포(CTL)의 활성과 관련된 반면, Th2 면역 반응은 체액성(항체) 반응을 위해서 최적화된다. Th1 면역 활성은 암 치료를 위해서 가장 바람직하며, Th2 면역 반응은 특정 항체의 분비에 있어서 더욱 치중되어 있으며 상대적으로 종양 치료에 있어서 덜 중요하다. 백신 조성물 이전의 기술은 암 및 대부분의 바이러스 질환에 대해서 효과적이지 않은 Th2 또는 체액성 면역 반응을 이끌어내는데 중점화된다.
보조제의 이용은 백신 조성물의 항원에 대한 면역 반응에 영향을 미치기 위한 전략이다. 알루미늄 염, 및 물 에멀졀의 스콸렌 오일(MF59)은 가장 널리 사용되는 인간 백신 보조제이다. 이러한 보조제는 대부분 항원에 대한 Th2 체액성(항체) 반응을 자극시키고, 세럼(serum) 항체 농도를 높이는데 효과적이나, 유의한 Th1 반응 또는 CTL을 유발시키지 않는다. 그러나, 만성 감염(예, 인간 면역 결핍 바이러스(human immunodeficiency virus, HIV), C형 간염 바이러스(간염 C virus, HCV), 결핵, 단순헤르페스바이러스(헤르페스 simplex virus, HSV)) 및 암 세포에 대한 백신은 보호 및 치료 효과를 위해 Th1 세포성 면역 반응을 발생시키는 것이 필요하다.
이전 기술에서 몇몇의 실험적 활성 면역 치료 기술 및 프로토콜은 선택 환자에서 종양 항원에 대한 Th1 반응을 성공적으로 끌어내, 특이적으로 종양 또는 병원체가 감염된 세포를 갖는 순환에서 CTL 면역 세포의 빈도를 증가킬 수 있다는 것을 증명하였다. 그러나, Th1 반응을 이끌어낼 수 있는 능력에도 불구하고 종양 회피 기작은 이러한 면역 반응보다 우세하여 궁극적인 종양의 진행으로 이어진다. 바이러스는 또한 면역 공격을 피하고, 면역 체계 표적을 피하며 머무르는 많은 대책을 개발하였다.
본 발명의 요약
한 측면에서, 본 발명은 약학적 조성물은 포함한다. 상기 조성물은 보조제 및 하나 또는 다수의 항원을 포함하며, 상기 보조제는 적어도 일부가 활성화된 T 세포인 살아있는 면역 세포를 포함한다. 숙주에게 상기 조성물의 투여는 Th-1 반응을 유발한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 살아 있는 면역 세포를 포함하는 보조제 조성물을 포함하며, 상기 면역 세포의 적어도 일부가 활성화된 T 세포이다. 숙주에게 상기 보조제 조성물의 투여는 Th-1 면역 반응을 유발한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 약학적 조성물을 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 적어도 T 세포의 일부를 포함하는, 살아있는 면역 세포를 포함하는 보조제를 제조하기, 상기 보조제를 하나 또는 다수의 항원과 결합하기를 포함하며, 상기 약학적 조성물은 숙주에게 투여시, 상기 숙주에서 면역 반응을 자극한다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 숙주에서 질환과 관련되거나 유발하는 항원을 감소시키는 방법을 포함한다. 상기 방법은 보조제 및 하나 또는 다수의 항원을 포함하는 약학적 조성물을 투여하는 것을 포함한다. 상기 보조제는 살아 있는 면역 세포를 포함하며, 상기 면역 세포는 적어도 T 세포의 일부를 포함하며, 상기 약학적 조성물은 숙주에게 투여시, 상기 숙주의 면역 반응을 자극한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 환자의 질환을 치료하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 보조제 및 하나 또는 다수의 항원을 포함하는 약학적 조성물을 투여하는 것을 포함한다. 상기 보조제는 적어도 T 세포의 일부를 포함하는, 살아있는 면역 세포를 포함하며, 상기 약학적 조성물은 상기 환자에게 투여된 후, 숙주의 면역 반응을 자극한다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 약학적 백신 조성물 및 환자의 질병에 대한 보호 및 치료학적 Th1 면역력을 이끌어 낼 수 있는 활성 면역 치료를 위한 방법을 제공하고, 또한 상기 질환 병원체 및 종양의 면역회피 기작을 극복할 수 있는 수단을 제공한다. 본 발명의 약학적 조성물은 일반적으로 하기를 포함한다: (1) 하나 또는 다수의 항원근원; 및 (2) 적어도 일부가 T 세포인, 살아있는 활성 면역 세포.
본 발명은 환자를 위한 신규한 백신 보조제를 기재한다. 상기 보조제는 하나 또는 다수의 백신 항원과 함께 결합되어 약학적 조성물을 형성할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 상기 보조제는 단독으로 면역자극제로서 사용되었다. 상기 신규한 보조제는 적어도 일부가 T 세포인 살아있는 면역 세포를 포함한다. 바람직하게, 상기 T 세포는 Th1 표현형(IL-4이 아닌 IFN-γ를 생산하는 CD4+ T 세포)의 기억 T 세포(CD45RO+, CD62LLo)이다. 상기 기억 Th1 세포는 제형화되는 시간 및 환자에게 투여되는 순간에 활성화된다. 바람직한 활성화의 방법은 상기 T 세포의 CD3 및 CD28 표면 분자의 교차 결합에 의한 것이다. 다른 활성화 방법은 또한 본 발명의 범위 내에 있다. 바람직하게, 상기 활성화된 기억 T 세포는 활성화되었을 때 CD40L을 발현하며 많은 양의 염증성 사이토카인(cytokines)(예를 들어, IFN- γ, GM-CSF, 및 TNF-α)을 생산한다. 바람직하게, 이러한 활성화된 Th1 기억 세포는 상기 환자에 대하여 동종이계이다.
약학적 백신 조성물은 일반적으로 보조제와 결합된 적어도 하나의 항원을 포함한다. 이전 기술에 따르면, 이러한 실행은 보조제에 의해서 백신에 존재하는 항원에 의한 면역 반응을 증가시킨다는 것이 알려졌다. 이하 언급되는 보조제들은 항원 본래의 면역원성을 증가시킬 수 있는 화합물이다. 상기 용어 "보조제"는 또한 종종 "면역 자극제"와 유사어로 사용된다. 암 및 감염성 질환과 같은 표적으로 하는 새로운 백신을 위한 보조제는 백신 항원에 대한 면역원성을 증가시키는 것이 필요할 뿐만 아니라, 종종 백신 항원에 대한 존재하는 면역 반응을 Th2에서 Th1로 이탈시키는 것이 필요하다. 추가적으로, 상기 백신의 효율은 종종 이탈된 면역 반응의 증폭을 필요로 한다. 본 발명의 백신 보조제 조성물은 이러한 면역 조절 및 면역강화 특성을 제공한다.
몇몇의 보조제는 사포닌(saponins), BCG, 리포좀(liposomes) 및 마이크로입자(microparticle), 폴리 LC(poly LC), 안티-CD40 mAb(항CD40 mAbs), 공동 자극 분자(co-stimulatory molecules), IC31, TLR9 리간드(ligand), KLH, CpG, α-갈락토실세라마이드(α-galactosylceramide), TLR4 작용물질, 콜레라 독소, 사이토카인(cytokine), 케모카인(chemokine), 면역 자극 복합체(immune-stimulating 복합체es)(ISCOMs), LPS, 분자 작용물질(예, NAIP, CIITA, HET-E, TP-I-류신-풍부 반복 신호전달 수용체(TP-I-leucine-rich repeat pathway receptor)를 위한 작용물질), TNF 수용체 슈퍼패밀리(TNFRSF) 작용물질, 알라르민스(alarmins) 및 면역억제 사이토카인의 억제제 및 트레그(Treg)를 포함하는 항원에 대한 Th1 면역력을 자극한다고 알려져 있다. 이러한 보조제는 각각 면역 조절 또는 면역 자극 또는 면역 회피를 무력화하기 위한 면역학적 이벤트의 과정의 하나의 단계를 작동시키는 능력을 가지고 있다. 그러나, 이러한 보조제 중 이러한 모든 효과를 다 갖는 필요한 효과를 갖고 있지 않다.
본 발명은 활성화된 면역 세포, 바람직하게 염증성 사이토카인을 생성하고 CD40L을 발현시키는 CD3 및 CD28의 교차 결합에 의해서 활성화된 동종이계의 Th1 기억 세포가 강력한 면역 조절제 및 면역 억제제로 기능을 하는데 필요한 면역 과정에서 모든 구성원을 이끌어낼 수 있다는 것을 밝힌 것에 관한 것이다. 추가적으로, 이러한 활성화된 면역 세포는 병원성 유기체의 능력을 극복하고, 암의 면역 공격을 피하기 위하여 억제 조절 기작을 방해할 수 있다. 이는 이러한 세포를 이상적인 보조제로 만들었다.
상기 하나 또는 다수의 항원과 함께 활성화된 T 세포의 약학적 조성물은 예방 목적 또는 치료 목적 또는 이 모두를 위한 목적으로 사용될 수 있다. 상기 조성물은 종래에 이용되는 모든 경로 또는 백신에게 적합한 경로로 투여될 있다: 비경구, 피내, 근육내, 피하 또는 점막 경로를 포함한다. 특정 실시예에서, 상기 조성물은 또한 절내(intranodally) 또는 종양 내로 투여될 수 있다.
상기 약학적 조성물의 항원 성분은 하나 또는 다수의 항원을 포함한다. 만약 하나 이상의 항원이 상기 약학적 조성물에 포함되면, 상기 항원은 동일한 항원의 근원 또는 다른 항원의 근원에서 유래할 수 있다. 어떠한 항원의 근원도 체형에서 사용될 수 있으며, 예를 들어 이러한 항원은 살아있는 세포 또는 유기체로부터 얻을 수 있으며, 상기 근원 물질은 전체 세포 또는 유기체 또는 이의 용매물로 사용되는 조사되어 불활성화된 냉동/녹은 용해물일 수 있다. 몇몇의 구체적인 실시예에서, 종양 세포 또는 종양 세포 용해물은 상기 항원을 위한 세포 근원 물질로 역할할 수 있다. 상기 세포 근원 물질은 자가조직 또는 동종이계 세포 근원 또는 세로주 근원에서 유래될 수 있다. 항원은 또한 항원을 암호화하는 네이키드 DNA 또는 RNA로부터 유래될 수 있다. 핵 물질은 단독 또는 바이러스 벡터에 도입되어 사용될 수 있다. 다른 항원 출어의 예는 항원을 모방하는 안티이디오타입(anti-idiotypic) 항체 또는 이의 일부, 또는 항원의 구조를 모방하는 다른 방법이다. 수지상세포에 항원 펄스 또는 형질감염된 수지상세포(DC)는 또한 상기 약학적 조성물에서 항원의 근원일 수 있다. 상기 DC는 펩타이드 또는 전체 단백질, 재조합 단백질 또는 mRNA 또는 항원을 암호화하는 DNA로 펄스되거나, 또는 상기 DC는 항원을 포함하는 세포와 융합되거나 또는 상기 DC는 상기 항원을 포함하는 레트로바이러스(retrovirus), 렌티바이러스(lentivirus), 아데노바이러스(adenovirus)과 같은 바이러스 벡터에 의해서 형질감염될 수 있으며, 또한 이러한 항원의 근원 구성은 상기 DC 없이 단독으로 사용될 수 있다.
하나 또는 다수의 종양 관련 항원(tumor associated antigen, TAA)은 또한 상기 약학적 조성물에 사용될 수 있으며, TAA의 예는 하기를 포함한다: MART-I, gplOO, 티로시나아제(tyrosinase), 멜란 A(Melan A), CDK- 4, 베타 카테닌(β-catenin), MUM-I과 같은 TRP-I, 종양 특이적 변형 유전자 산물, p53 및 ras(K-및 H-ras)와 같은 암유전자, MAGE, GAGE 및 NY-ESOl과 같은 암 테스트 항원, MUCl, cyclin Bl, Her2-neu, CEA, WT, p53, SART-I, PRAME, 및 pl5와 같은 과발현 자가 항원, 및 HPV E7, EBV 유래 항원 및 텔로머라아제(telomerase)와 같은 바이러스 항원.
구체적인 실시예에서, 상기 항원 구성은 죽은 감염 조직 또는 종양으로부터 분리된 하나 또는 다수의 샤페론(chaperone) 단백질(열 충격(heat shock) 단백질로 알려짐)을 포함한다. 열 충격 단백질(HSP)은 박테리아, 균, 기생충 병원체에 대한 면역 반응의 주요 표적 중의 하나이다. 종양 유래 열 충격 단백질(hsp) 펩타이드 복합체(구체적으로 hsp70 및 grp94/gp96)는 효과적인 백신으로 역할하는 것을 나타냈으며, 동물과 사람에서 항종양 면역 반응을 생성하였다. 이러한 접근은 다양한 세포성 과정에서 분자 샤페론으로 기능을 하는데 관여하는 스트레스 단백질의 펩타이드 결합 속성을 이용한다.
또한, 세포외 환경에서 특정 샤페론은 폴리펩타이드를 샤페론 기능을 할 수 있게 하는 능력, 및 숙주의 면역체계 특이적으로 전문 항원 제시 세포와 반응할 수 있는 능력으로 인하여 선천적이며 적응 면역력을 조절할 수 있다. 종양의 HSP에 백신접종은 항종양 반응을 유발할 수 있으며 면역 억제 기작을 하향 조절할 수 있다. HSP의 면역원성은 이들이 관련된 항원 펩타이드로부터 유래 된다.
항원의 근원으로 사용되는 샤페론 단백질을 분리하는 바람직한 방법은 미국 특허 제 6,875,849에 카트산티스(Katsantis)에 의해서 기재된다. 추가적인 방법은 미국 특허 제 6,797,480호, 제 6,187,312호, 제 6,162,436호, 제 6,139,841호, 제 6,136,315호, 제 5,837,251호의 스리바스타바(Srivastava)에 의해서 기재된다. 상기 HSP는 또한 펩타이드, 전체 세포 또는 세포 용해물을 포함하는 항원에 의해서 펄스될 수 있다.
하나의 실시예에서, 종양 유래된 샤페론 풍부 세포 용해물(Chaperone Rich cell Lysate, CRCL)은 항원의 근원으로 사용되었으며, 하기 실시예에 기재된 FS-IEF(free solution-isolectric focusing) 기법을 이용하여 종양 용해물로부터 주요 샤페론 단백질을 강화함으로써 획득되었다. 이러한 기법은 5 내지 20배의 항원 물질을 더 얻을 수 있으며, 종래의 기술과 비교하여 시간이 덜 소요되는 신속하고 효과적인 과정이다. 상기 다양한 샤페론 복합체 강화의 FS-IEF 방법은 임상학적 관점에서 잠재적으로 제한적인 종양 근원으로부터 높은 수율이며, 종양 획득물로부터 상기 환자의 치료의 회송시간이 빠르다는 점에서 바람직하다.
종양 항원으로서, CRCL 연관 펩타이드를 이용하는 데에는 많은 장점이 있다. 첫째, 이들은 종양 특이적 펩티이드의 동정이 필요하지 않다. 둘째, 이들은 면역 반응(immunization)이후, 다클론성의 T 임파구 반응을 이끌어내, 면역학적 회피 변이의 성장을 예방한다. 셋째, 이들은 MHC Class I 연관 펩타이드 및 MHC Class II 또는 보다 강력하고 오래 지속되는 면역반응을 함께 유도할 수 있는 헬퍼(helper) 에피토프 모두로 구성된다. 마우스 12Bl 백혈병 및 A20 B 세포 백혈병/림프종을 포함하는 많은 동물 모델에서, CRCL 백신은 확실한 항종양 효과를 나타냈다. 추가적으로, 종래에 백신에 이용되는 전체 미생물 또는 살아있는 약화된 미생물, 비활성화된 미생물과 같은 미생물의 일부, 재조합 펩타이드를 포함하는 항원은 본 발명의 약학적 조성물에 또한 사용될 수 있으며, 단독 또는 운반 단백질(carrier protein)과 같은 운반 요소에 결합하여 이용될 수 있는 단백질, 당단백질, 당지질, 리포펩타이드(lipopeptide), 합성 펩타이드, 또는 터진 미생물, 다당류 또한 이용될 수 있다.
일반적으로, 어떠한 항원 또는 질환의 예방 또는 치료에 사용될 수 있는 항원의 조합은 상기 약학적 조성물에 사용될 수 있다. 감염성 병원체에서 유래한 항원은 또한 항원의 근원으로 역할할 수 있으며, 여기서 질환을 유발하는 항원으로 일컬을 수 있다. 항원이 유래될 수 있는 질환의 예는 디프테리아, 파상풍, 소아마비, 광견병, 백일해, 간염 A, B 및 C, EBV, CMV, 헤르페스(herpes) 1 및 2, 황열, 장티푸스, 수두, 마마(천연두), 홍역, 유행성 이하선염 , 풍진, 일본 뇌염, 뇌수막염, 독감, 폐렴균 감염, 로타바이러스 감염증(rotavirus infections), AIDS(HIVl 및 2), 암, HTLVl 및 2, 매독, HPV, 결핵, 라임병(Lyme disease), RSV 감염, 트리파노소마증(Trypanosomiasis), 뎅기열(Dengue fever), 말라리아, 탄저병, 에볼라 바이러스(ebola virus), 툴라레미아(tularemia), 여시니아(Yersinia), 웨스트 나일 바이러스(West Nile virus), 클라미디아(Chlamydia)에 의해서 유발된 박테리아 정렬(bacterial ailment), 임균(Neisseria gonorrheae), 폐렴구균(Streptococcus pneumoniae), 모락셀라 카타랄리스(Moraxella catarrhalis), 포도상구균(Staphylococcus aureus) 또는 B형 인플루엔자(Haemophilus influenza type B), 리규만편모충증(leishmaniasis), 리스테리아증(listeriosis), 등이다.
상기 본 발명의 약학적 조성물에 이용되는 활성화된 Th1 기억 세포는 바람직하게 정상 기증자 혈액으로부터 유래 된다. 본 발명에 사용되기 위한 적합산 세포의 생산 및 처리를 위한 바람직한 방법은 여기에서 그 전체가 참조로 통합된, 미국 특허 제 7,435,592 및 제 7,402,431 및 미국 출원 특허 제 20050191291에서 하-노이(Har-Noy)에 의해서 기재된다.
본 발명에 따른 약학적 조성물은 단일 병원체 또는 암에 대한 면역(immunization)을 위한 조성물일 수 있다. 즉, 이는 단일 병원체 또는 암으로부터 하나 또는 다수의 항원을 포함한다. 대안적으로, 이는 다수의 상이한 병원체 또는 암에 대한 이하 백산 조합으로 일컫는 면역(immunization)을 위한 조성물일 수 있다.
또한, 발명은 약학적 조성물을 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 T 세포, 바람직하게는 본 명세서에 기재된 활성화된 T 세포를 포함하는 보조제 제조하기를 포함한다. 하나 또는 다수의 항원은 상기 약학적 조성물을 형성하기 위하여 상기 보조제와 결합될 수 있다. 만약 하나 이상의 항원이 상기 조성물에 포함될 경우, 상기 항원은 동일한 항원의 근원 또는 상이한 항원의 근원으로부터 유래할 수 있다. 상기 약학적 조성물의 투여는 면역 반응, 바람직하게는 상기 숙주의 Th-1 반응을 자극할 수 있다.
상기 활성화된 T 세포의 보조제 작용은 이들이 투여되기 전에 상기 약학적 조성물의 항원(들)과 결합되거나, 또는 상기 약학적 조성물에 직접적으로 존재할 때 얻을 수 있다. 대안적으로 보조제 및 상기 항원(들)은 분리되어, 연속된 단계에서 투여될 수 있다. 예를 들어, 상기 보조제는 상기 기재된 방법 중 어느 하나를 이용하여 숙주에게 우선 투여될 수 있다. 상기 보조제의 투여 이후, 상기 숙주는 상기 항원(들)을 투여받을 수 있다. 바람직하게, 상기 보조제 및 상기 항원(들)은 상기 숙주에게 투여되기 전에, 하나의 약학적 조성물을 형성하기 위하여 결합될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 상기 조성물의 상기 항원에 대한 적응 Th1 면역력을 발생시키기 위하여 제조된다. 본 발명에 따른 약학적 조성물을 병이 있는 환자에게 투여하였을 때, 이는 적응 면역 반응이 강력한 치료효과를 충분히 가질 때까지, 질환을 제어하기 위하여 강력한 선천적인 면역 반응을 자극하는 것이 바람직하다. 이를 달성하기 위하여, 상기 보조제 면역 세포만을 상기 백신 조성물을 투여한 후, 정맥으로 동시에 또는 언제든지 투여될 수 있다.
만약 상기 조성물의 백신 항원들에 대한 면역 반응이 충분히 강력하지 않는다면, 추가적인 자극제 주사가 투여될 수 있다. 바람직하게, 상기 자극제 주사는 3 ~ 7일의 간격으로 될 수 있으며, 보다 바람직하게는 7 ~ 14일 간격일 수 있다. 추가적 자극제 주사는 매달 또는 매년 기준으로 필요에 따라 투여될 수 있다.
종양 및 질환 유기체가 면역 파괴를 피하기 위한 능력을 무력화시킬 수 있는 감염성 환경을 유지시키기 위하여, 단독 또는 항원과 제조된 활성화된 Th1 기억 세포의 추가적인 자극제 주사가 투여될 수 있다. 동종이계 Th1 기억 세포를 포함하는 조성물로 백신 주사를 이전에 받은 환자는 항 동종항원 면역력을 발달시킬 수 있다. 동종이계 세포의 연속적인 주사는 면역 회피 기작을 무력화하는데 필요한 감염성 사이토카인의 방출을 가능하게 하는 항동종항원 세포의 그룹을 활성화시킬 수 있다.
도 1a는 상기 언급한 조성물의 투여 이후, 마우스의 생존 그래프이다.
도 1b는 상기 언급한 조성물의 투여 이후, 마우스의 생존 그래프이다.
도 2a는 상기 지시된 조성물의 투여 이후, 마우스의 생존 그래프이다.
도 2b는 상기 지시된 조성물의 투여 이후, 마우스의 생존 그래프이다.
실시예
실시예 1
마우스
암놈 BALB/c(H2d) 마우스는 국제 암 기관(Bethesda, MD)으로부터 얻었으며, 7 주령 나이를 이용하였다.
Th -1 세포의 제조( CD3 / CD28 교차 결합 Th1 세포)
비장 세포 from Balb/c 마우스의 비장 세포를 수득한 후, 적혈구 세포를 용해시키기 위한 암모늄 클로라이드 포타슘(ammonium chloride-potassium, ACK) 버퍼를 처리하였다. 대략 7천만 내지 1억 세포가 비장당 분리되었다. 그 뒤, CD4+ T 세포는 MS 컬럼(Miltenyi Biotec, Germany)에서 면역 자성 입자(immunomagnetic particle)을 이용한, CD4 양성 선택에 의해서 정제되었으며, 대략 8천 내지 1억 2천 CD4 세포가 50 ~ 60%의 수율로 분리되었다. Th1 기억 세포는 초기 비드(bead): CD4 세포의 비율이 3:1인, 항CD3 및 항CD28이 코팅된 파라마그네틱(paramagnetic) 비드(CD3/CD28 T 세포 확장자(expander) 비드, Dynal/Invitrogen)로 확장됨에 따라 생성되었다. 상기 정제된 CD4 세포는 20 IU/㎖ 재조합 마우스(recombinant mouse, rm)IL-2, 20 ng/㎖ rmIL-7, 및 10 ng/㎖ rmIL-12(Peprotech, New Jersey) 및 10 ㎍/㎖ 항마우스 IL-4 mAb(Becton Dickenson)이 들어있는, 10% FBS, 페니실린-스트렙토마이신-글루타민(penicillin-streptomycin-glutamine), 비필수아미노산(nonessential amino acids)(NEAA)(Biological Industries, Israel) 및 3.3 mM N-아세틸-시스테인(N-acetyl-cysteine)(NAC; Sigma)이 포함된 RPMI 1640 배지(완전 배지(complete media))에서 배양되었다. rmIL-2 및 r㎖L-7이 들어있는 추가적인 사이토카인을 함유한 완전 배지는 0.5 내지 1×106 세포/㎖ 사이의 세포 농도를 유지하기 위하여, 상기 CD4 배지에 3일부터 6일까지 매일 첨가하였다. 추가적인 CD3/CD28 비드는 3일부터 6일까지 매일 첨가하였다. 상기 첨가된 비드의 수는 상기 세포가 증식함에 따라, 비드:세포의 비율을 1:1롤 유지하기 위하여 측정되었다. 배양에서 6일이 지난 후, 상기 CD4 세포는 대략 80 내자 100배가 증식하였고, 수득되고, 물리적 파열 및 자석 위의 계대(passage)에 의해서 비드를 분리하였다. 실시예에 사용된 상기 획득된 세포의 표현형은 >95%이 CD4+, CD45RB10, CD62L10, CD44hl 이었으며, 따라서 이를 "기억 세포"라고 일컫는다.
CD3 / CD28 교차 결합
수득한 후, 투여하기 전에 비드를 제거한 Th1 기억 세포는 2×106 세포/㎖의 농도로 cRPMI에서 4 ~ 6시간 동안, 37℃, 5% CO2에서 CD3/CD28 mAb 연결된 마이크로분자(T 세포 확장자(T-세포 expander), Dynal/Invitrogen)를 비드:세포의 비율을 2:1로 하여 배양하였다. 4시간 후, 상기 세포는 IFN-γ를 생산하였으며, 상기 세포 표면에서 CD40L 및 FasL의 발현을 증가시켰다. 이러한 실험에서 사용된 교차 결합된 Th1 기억 세포는 상기 세포 표면에 FasL 및 CD40L을 발현하였으며, IFN-γ을 2000 ng/㎖/106 세포/6시간에서 과량 생산하였으며, 106 세포/6시간당 20pg/㎖ 이하의 20pg/㎖ IL-4를 생산하였다.
12 Bl 세포주
상기 마우스 백혈병 세포주 12Bl는 인간 bcr-abl(b3a2) 융합 유전자와 레트로바이러스 형질감염된 BALB/c 골수 세포에 의해서 획득되었다. 이러한 세포는 p210 bcr-abl 단백질을 발현한다. 상기 세포는 37℃, 5% CO2에서 10% 열 비활성화된 소태아 혈청(Gemini Bio-products, Woodland, CA)이 첨가된 RPMI 배지(Gibco/BRL, Gaithersburg, MD)에서 배양되었다. 세포는 정기적으로 테스트되었으며, 마이크로플라즈마(Mycoplasma) 감염이 되지 않음을 발견하였다.
12 Bl 종양의 생성
주입을 위하여, 12Bl 세포는 우선 PBS(Gibco/BRL)로 3회 세척한 후, 그 뒤 계수하고, 5 × 104 세포/㎖의 농도가 되도록 조정하였다. 암컷 BALB/c 마우스는 오른쪽 서혜부에 피하로 0.1 ㎖(5 × 103 세포)을 주입하고, 종양의 발달을 관찰하였다.
12 Bl 종양 용해물의 제조
12Bl 세포 배양의 종양 세포 펠렛(pellet)은 액체질소/37℃ 항온 수조에서 얼리기/녹이기 6회 사이클을 수행하였다. 세포 용해는 트리판 블루(Trypan Blue) 제외를 이용하여 확인하였다. 단백질 농도는 BCA 분석을 이용하여 결정하였다. 단백질은 마우스의 면역(immunization)을 위해서, 멸균된 PBS에서 25 ㎍/100 ㎕로 희석되었다.
12 Bl 샤페론 풍부 세포 용해물(CRCL)의 제조
12Bl을 갖는 마우스의 종양은 10 mM Tris-Cl(pH IA)IlO mM NaCl, 0.1% 세제(Triton X-100, Triton X-114 및 Igepal CA-600 동량, Sigma, St. Louis, Mo.), including 2 ㎍/㎖ 류펩틴(leupeptin), 0.1 ㎎/㎖ 퍼파블록(Perfabloc), 0.5 mM 페닐메틸설포네이트(phenylmethylsulfonate) 및 하나의 완전한 단백질 가수분해 효소 억제제 칵테일 정제(모두 Roche Molecular Biochemicals 제품, Indianapolis, Ind.)가 들어 있는 유리-테프론(glass-teflon) 균질기에서 1 g 종양/5 ㎖ 버퍼의 비율로 균질화하였다. 상기 균질물은 10,000 g, 4℃에서 30분 동안 원심분리하였으며, "용해물"로 일컫는 샘플을 꺼냈다. 상기 "용해물"(상층액)은 그 후, 100,000g, 4℃에서 60분 동안 원심분리하였다. 상기 "고속" 상층액은 균질화 버퍼의 낮은 농도로 순차적으로 투석하고, 마지막으로 물에서 투석하였다. 단백질 농도는 비색 비신코니닉 산 분석(bicinchoninic acid assays)(BCA Reagent, Pierce Endogen, Rockford, 111.)을 이용하여 결정하였으며, FS-IEF(free solution-isoelectric focusing) 시작 물질은 25 ㎎으로 나누어 얼렸다. FS-IEF는 하기의 변형된 것으로 수행되었다: 본 발명자들은 양성전해질(ampholytes)을 로토라이트(Rotolytes)(Bio Rad Laboratories, Hercules, Calif.)로 대체하였으며, pH ranges of 3.9 ~ 5.6, 4.5 ~ 6.1 및 5.1 ~ 6.8의 pH 범위를 이용하였다(전체 30 ㎖에서 각 pH 범위를 위하여 A 및 B 시약을 각각 5 ㎖); 본 발명자들은 세제의 농도를 Triton X-IOO, Triton X-114 및 Igepal CA-600 각각에 대하여 0.1%로 감소시켰다; 본 발명자들은 50 ㎎/60 ㎖이 아닌, 등전점(isofocusing) 결합물의 총 부피 60 ㎖당 오직 25 ㎎의 초기 물질을 넣었다. 요소 농도(6 M)는 상기와 동일하게 유지되었으며, 등전점 조건 또한 상기와 동일하게 유지되었으나(15 W 일정 전력), IEF의 시간은 5시간으로 연장되었다. 상기 분획물의 SDS-PAGE 및 웨스턴 블랏 분석(Western blot analyses)이 수행되었으며, 상기 주요한 면역원성 샤페론(GRP94/gp96, HSP90, HSP70 및 칼레티쿨린(calreticulin)) 네 가지 모두를 포함하는 분획물은 모은 후, 0.1×PBS, pH 7.4의 요소에 대하여 투석된 후, 0.1×PBS에서 투석되었다. 단백질 농도는 소 혈청 알부민(bovine serum albumin)을 기준으로 BCA 분석을 이용하여 결정하였으며, 단백질은 마우스의 면역(immunization)을 위해서 정제된 PBS에 25 ㎍/100 ㎕로 희석하였다.
간 CRCL 의 제조
간 CRCL은 상기 기재한 방법을 이용하여 나이브(naive) Balb/c 마우스의 간으로부터 제조되었다. 단백질은 마우스의 면역(immunization)을 위해서 멸균된 PBS에서 25 ㎍/100 ㎕으로 희석시켰다.
TuLy CRCL (12 Bl 종양 용해물 / liver CRCL )의 제조
12Bl 종양 용해물 및 간 CRCL은 1: 1 ㎍의 비율로 결합되었으며, 상기 결합물은 4℃ 에서 밤새 반응되었다. 단백질은 마우스의 면역(immunization)을 위해서 멸균된 PBS에서 50 ㎍/100 ㎕으로 희석시켰다.
상기 마우스의 예방을 위한 백신접종
80 Balb/c 마우스(그룹당 8 마우스, 10 그룹)가 이용되었다. 마우스는 footpad에 피내(intra-dermally, i.d.)로 종양 세포 접종 전 -14 및 -7일에 예방 주사를 맞았다. 상기 그룹은 하기와 같다:
· 대조군: PBS 100 ㎕ 피내 주입
· 12Bl 용해물: 마우스당 25 ㎍/100 ㎕ 피내 주입
· 간 CRCL: 마우스당 25 ㎍/100 ㎕ 피내 주입
· 12Bl CRCL: 마우스당 25 ㎍/100 ㎕ 피내 주입
· TuLy CRCL(12Bl 종양 용해물/간 CRCL): 마우스당 50 ㎍/100 ㎕ 피내 주입
· 활성화된 Th-1 세포: 마우스당 100 ㎕의 PBS의 1×105 세포 피내 주입
· 활성화된 Th-1 세포 + 12Bl 용해물: 마우스당 100 ㎕의 PBS의 1×105 세포 + 25 ㎍ 용해물 피내 주입
· 활성화된 Th-1 세포 + 간 CRCL: 마우스당 100 ㎕의 PBS의 1×105 세포 + 25 ㎍ 간 CRCL 피내 주입
· 활성화된 Th-1 세포 + 12Bl CRCL: 마우스당 100 ㎕의 PBS의 1×105 세포 + 25 ㎍ 12Bl CRCL 피내 주입
· 활성화된 Th-1 세포 + TuLy CRCL - 마우스당 100 ㎕의 PBS의 1×105 세포 + 50 ㎍ TuLy CRCL 피내 주입
종양 세포의 접종 및 종양 부피의 관찰
모든 10개 그룹의 마우스는 5000개 12Bl 세포/마우스로 0일에 오른쪽 서혜부에 s.c.로 접종되었다. 종양 부피는 2일 마다 측정되었다. 마우스는 종양 부피가 4000 mm3 이 되었을 때, 안락사시켰다.
결과
종양은 대조군 군에서 12일째에 만져질 수 있게 되었다. 다양한 치료법에 의한 결과는 도 Ia 및 도 Ib에 나타낸다.
6 주가 지난 후, 모든 마우스는 대조군, CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포, 12Bl CRCL, 간 CRCL, 12Bl-용해물/간 CRCL 및 CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포 + 12Bl-용해물/간 CRCL 그룹에서 죽었다. 상기 마우스의 50%는 CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포 + 12Bl CRCL 그룹(최상 그룹)의 조합이었으며, 25%는 CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포 + 12Bl 용해물 그룹, 12.5%는 12Bl 용해물 그룹 및 12.5%는 CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포 + 간 CRCL 그룹이었다.
따라서, CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포와 종양 유래 CRCL을 연결하는 것은 확실히 이득이 있다.
실시예 2
이 실시예에서, 상기 종양 유래 CRCL은 종양 특이적 항원의 근원으로 이용되었으며, 백혈병을 치료하기 위하여 보조제로서 활성화된 CD4+Th-1 세포와 결합되었다. 방법은 상기 실시예 1에 기재된다. 동물(그룹당 8 마리 마우스)는 지정된 치료를 받았다.
예방 세팅:
나이브 Balb/c 마우스는 -14 및 -7일에 PBS(대조군), 또는 12Bl 유래 CRCL(12Bl CRCL, 25 ㎍/마우스), 또는 CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포를 footpad(피내) 주입에 의해서 처리하고, 또는 12Bl CRCL 플러스 CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포를 처리하였다. 0일에 마우스는 12Bl 백혈병 세포(5,000 세포/마우스, 왼쪽 서혜부에 s.c. 주입)를 접종하였다. 생존 퍼센트는 도 2A에 나타난다.
치료 세팅:
CRCL 플러스s CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포 조합의 치료 효과를 정의하기 위하여, 12Bl 종양(0일에 왼쪽 서혜부에 5000개의 12Bl 세포/마우스 접종)을 만들었다.
마우스는 PBS, 12Bl CRCL, CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포 단독 또는 CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포 플러스 CRCL를 3, 7, 14일에 처리 되었다. 마우스의 생존 퍼센트는 도 2B에 나타난다.
이러한 결과는 두 가지 세팅, CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포 플러스 CRCL의 조합이 CRCL 또는 CD3/CD28 교차 결합 Th1 세포 단일 치료법에 비하여 마우스의 생존을 현저하게 향상시킨다는 것을 나타낸다.
비록 본 발명은 상세한 설명을 참조로 기재되었지만, 당업자는 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나지 않고 형식과 세부사항이 변화될 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (47)

  1. 적어도 일부가 활성화된 T 세포인 살아있는 면역 세포를 포함하는 보조제(adjuvant) 및 하나 또는 다수의 항원으로서 종양-유래(tumor-derived) 샤페론이 풍부한 세포 용해물(chaperone rich cell lysate; CRCL)로부터의 항원을 동시에 포함하되, 숙주에 투여되어 Th-1 반응을 생성하는 것을 특징으로 하는 백신용 약학적 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 T 세포는 Th-1 표현형의 기억 T 세포인 것을 특징으로 하는 백신용 약학적 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 T 세포는 상기 숙주에 대하여 동종이계인 것을 특징으로 하는 백신용 약학적 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 하나 또는 다수의 항원은 악성 종양 또는 병원체로부터 유래된 하나 또는 다수의 종양 관련 항원, 하나 또는 다수의 열 충격 단백질을 포함하는 것을 특징으로 하는 백신용 약학적 조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 T 세포는 T 세포의 CD3 및 CD28 표면 분자의 교차 결합에 의해서 활성화되는 것을 특징으로 하는 백신용 약학적 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 T 세포는 CD4+, CD45RBlo, CD62Llo, 및 CD44hi로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백신용 약학적 조성물.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 활성화된 T 세포는 CD40L 또는 FasL을 발현하는 것을 특징으로 하는 백신용 약학적 조성물.
  8. 하기의 단계를 포함하는, 숙주에 투여시, 숙주의 면역반응을 자극하는 것을 특징으로 하는, 제1항의 백신용 약학적 조성물의 제조 방법:
    적어도 일부가 활성화된 T 세포인 살아있는 면역 세포를 포함하는 보조제를 준비하는 단계; 및
    종양-유래(tumor-derived) 샤페론이 풍부한 세포 용해물(chaperone rich cell lysate; CRCL)로부터의 항원을 포함하는 하나 또는 다수의 항원을 상기 보조제와 결합시키는 단계.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 발생된 면역 반응은 Th1 반응인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 T 세포는 Th-1 표현형의 기억 T 세포인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 T 세포는 상기 T 세포의 CD3 및 CD28 표면 분자의 교차 결합에 의해서 활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 활성화된 T 세포는 CD40L 또는 FasL을 발현하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 8항에 있어서, 상기 T 세포는 상기 숙주에 대하여 동종이계인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 8항에 있어서, 상기 하나 또는 다수의 항원은 악성 종양 또는 질환을 유발하는 항원으로부터 유래된 종양 관련 항원 또는 열 충격 단백질인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 8항에 있어서, 상기 보조제 및 하나 또는 다수의 항원은 상기 숙주에게 투여되기 전에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 8항의 방법으로 제조된 적어도 T 세포의 일부를 포함하는 살아있는 면역 세포를 포함하는 보조제 및 종양-유래(tumor-derived) 샤페론이 풍부한 세포 용해물(chaperone rich cell lysate; CRCL)로부터의 항원을 포함하는 하나 또는 다수의 항원을 포함하고, 환자에게 투여되어 상기 숙주의 면역반응을 자극할 수 있는, 암 또는 감염성 병원체에 의해 유발된 질병의 치료 또는 예방용 약학적 조성물.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 T 세포는 활성화된 T 세포인 것을 특징으로 하는 암 또는 감염성 병원체에 의해 유발된 질병의 치료 또는 예방용 약학적 조성물.
  18. 제1항에 있어서, 적어도 2개의 항원이 보조제(adjuvant)와 같이 혼합되는 것을 특징으로 하는 백신용 약학적 조성물.
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