KR20180125435A

KR20180125435A - 이식편 대 종양 활성을 현저하게 향상시키는 인터루킨-15 수퍼아고니스트

Info

Publication number: KR20180125435A
Application number: KR1020187011727A
Authority: KR
Inventors: 힝 씨. 웡; 에밀리 케이. 젱; 에스. 온더 앨프도건
Original assignee: 알토 바이오사이언스 코포레이션; 토마스 제퍼슨 유니버시티
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2018-11-23
Also published as: CA2999294A1; AU2016326575A1; EP3352779A1; JP2018532729A; WO2017053649A1; US20170088597A1; EP3352779A4; CN108463239A

Abstract

본 발명은 IL-15에 기초한 과작동제(수퍼아고니스트) 복합체를 사용하여 암을 갖는 대상을 효과적으로 치료하는 요법을 특징으로 한다.

Description

이식편 대 종양 활성을 현저하게 향상시키는 인터루킨-15 수퍼아고니스트

[관련 출원]

본 출원은 본 명세서에 그 전문이 참고문헌으로 편입된 미국 가출원 제 62/232,515호(2015년 9월 25일 출원)에 대해 35 U.S.C.§119(e)에 기초하여 우선권을 주장한다.

[발명의 분야]

본 발명은 개괄적으로 암 치료 요법 분야에 관한 것이다.

본 명세서에 기술된 발명 이전에, 암 세포에 대한 면역 활성을 증가 및/또는 지시하기 위한 새로운 전략을 개발할 절실한 요구가 있었다.

본 발명은 인터루킨-15(IL-15) 수퍼아고니스트 돌연변이 및 2량체 IL-15 리셉터 α/Fc 융합 단백질의 복합체인 ALT-803, 즉 IL-15N72D:IL-15RαSu/Fc 복합체(ALT-803)가 조혈줄기세포이식에서의 혈액암(hematologic malignancies) 및 공여자림프구주입술(DLI) 모델에서 이식편대숙주병의 증가 없이 이식편 대 종양graft-versus-tumor, GVT) 활성을 현저하게 향상시킨다는 예기치 않은 발견에, 적어도 부분적으로 기초한다.

따라서, 본 명세서에는 대상에서 신생물(neoplasia)을 치료하기 위한 방법이 기술된다. 일 견지로, 상기 대상은 신생물을 보유하거나 성장할 위험이 있는 대상으로 정의된다. 입양 세포(adoptive cell) 요법의 유효량 및 IL-15:IL-15Rα 복합체를 포함하는 약학 조성물의 유효량을 상기 대상에 투여하고, 이에 따라 신생물을 치료한다.

특정 구현으로, 본 발명의 가용성 융합 단백질 복합체는 IL-15 폴리펩티드, IL-15 변이형(variant) 또는 이들의 기능성 단편(functional fragment) 및 가용성 IL-15Rα 폴리펩티드 또는 이들의 기능성 단편을 포함한다. 경우에 따라 IL-15 및 IL-15Rα폴리펩티드 중 하나 또는 둘다는 나아가 면역글로불린 Fc 도메인 또는 이의 기능성 단편을 더욱 포함한다.

예를 들어, 상기 IL-15/IL-15Rα 복합체는 IL-15N72D:IL-15RαSu/Fc 복합체(ALT-803)이며, 이때 상기 ALT-803 복합체는 2량체 IL-15αSu/Fc 및 두 개의 IL-15N72D 분자를 포함한다. 예시적인 IL-15N72D 분자는 SEQ ID NO:3을 포함한다. 경우에 따라 상기 IL-15RαSu/Fc는 SEQ ID NO:6을 포함한다.

대상자는 바람직하게 이러한 치료가 요구되는 포유류이며, 예를 들어, 신생물 또는 이에 대한 소인(predisposition)이 진단된 대상자이다. 상기 포유류는 어떠한 포유류일 수 있고, 예를 들어, 인간, 영장류, 마우스, 랫트, 개, 고양이, 말과 같은 포유류뿐만 아니라, 예를 들어, 소, 양, 돼지, 닭 및 염소와 같은 식량 소비용으로 키우는 가축 또는 동물들이다. 바람직한 구현으로, 상기 포유류는 인간이다.

본 명세서에 기재된 방법으로 치료하기에 적절한 신생물은 혈액암(hematological cancer), 만성 골수성 백혈형(myelogenous leukemia), 급성 골수성 백혈병, 급성 림프모구백혈병, 골수이형성, 다발성 골수종(multiple myeloma), 외투세포림프종, B 세포 비호지킨 림프종(non-Hodgkin lymphoma), 호지킨 림프종(non-Hodgkin lymphoma), 만성 림프성 백혈병, B-세포 신생물(B-cell neoplasm), B-세포 림프종, 백혈병, 피부 T-세포 림프종(cutaneous T-cell lymphoma), T-세포 림프종, 고형 종양, 요로상피세포/방광암종, 악성 흑색종(melanoma), 폐암, 신장세포암(renal cell carcinoma), 유방암, 위 및 식도암(gastric and esophageal cancer), 두경부암(head and neck cancer),전립선암, 대장암(colorectal cancer), 난소암(ovarian cancer), 비소세포성폐암, 육종, 비만세포종 및 선암을 포함한다.

바람직하게, 본 명세서에 기재된 상기 조성물의 투여는 또한 질병의 치료 후 신생물의 향후 재발을 예방한다.

본 명세서에 기재된 방법을 이용한 치료를 위한 예시적인 감염은 인체 면역결핍 바이러스(HIV)에 의한 감염이다. 본 명세서에 기재된 방법은 또한 박테리아 감염(예, 그람 양성 또는 그람 음성 박테리아)(Oleksiewicz et al. 2012. Arch Biochem Biophys. 526:124-31)을 치료하기에 유용하다.

바람직하게, 본 명세서에 기재된 조성물의 투여는 또한 상기 질병의 치료 후 신생물 또는 감염의 향후 재발을 억제한다.

ALT-803의 예시적인 유효 투여량은 0.1㎍/kg 내지 100mg/kg 체중을 포함하며, 예를 들어, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 또는 900㎍/kg 체중 또는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 또는 100mg/kg 체중이다.

입양 세포(adoptive cell) 요법의 적절한 유효량은 1 x 10³ 내지 1 x 10¹² cells/dose, 예를 들어, 1 x 10³, 5 x 10³, 1 x 10⁴, 5 x 10⁴, 1 x 10⁵, 5 x 10⁵, 1 x 10⁶, 5 x 10⁶, 1 x 10⁷, 5　x　10⁷, 1 x 10⁸, 5 x 10⁸, 1 x 10⁹, 5 x 10⁹, 1 x 10¹⁰, 5 x 10¹⁰, 1 x 10¹¹, 5 x 10¹¹, or 1 x 10¹² cells/dose을 포함한다. 예시적인 입양 세포(adoptive cell) 요법의 적절한 유효량은 5 x 10⁶ cells/dose이다.

일부 경우에, ALT-803(및/또는 입양 세포 요법)은 매일, 예를 들어, 매 24시간 마다 투여된다. 또는, ALT-803(및/또는 입양 세포 요법)은 예를 들어, 하루에 매 1시간, 매 2시간, 매 3시간, 매 4시간, 매 5시간, 매 6시간, 매 7시간, 매 8시간, 매 9시간, 매 10시간, 매 11시간 또는 매 12시간 마다와 같이 연속적으로 또는 여러차례 투여된다.

택일적으로, ALT-803(및/또는 입양 세포 요법)은 매 7일에 약 1회와 같이 주당 약 1회 투여된다. 또는 ALT-803(및/또는 입양 세포 요법)은 주당 2회, 주당 3회, 주당 4회, 주당 5회, 주당 6회 또는 주당 7회 투여된다. ALT-803의 예시적인 유효 주당 투여량은 0.0001mg/kg 내지 4mg/kg 체중을 포함하며, 예를 들어, 0.001, 0.003, 0.005, 0.01. 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 또는 4mg/kg 체중이다. 예를 들어, ALT-803의 유효 주 당 투여량은 0.1㎍/kg 체중과 400㎍/kg 체중 사이이다. 택일적으로, ALT-803은 고정된 투여량으로 또는 체표면적(즉, m² 당)에 기초하여 투여된다. 일부 경우에, 대상자는 4주 ALT-803 정맥 내 투여 후 2주 휴지기로 구성된 6주 사이클을 두 번의 받는다. 궁극적으로, 담당 의사 또는 수의사는 적절한 양 및 투여법을 결정한다.

본 명세서에 기재된 조성물은 전신성으로, 정맥내, 피하, 근육내, 방광내 또는 점적(instillation)에 의해 투여된다. 상기 조성물, 즉 ALT-803 및 입양 세포 요법은 동시에 또는 연속적으로 투여될 수 있다.

바람직하게, ALT-803은 입양 세포 요법 또는 이식과 동시에 수행된다. 이와 같은 입양 세포 요법은

동종 및 자가 조혈줄기세포 이식, 공여자 백혈구(또는 림프구) 주입술(DLI), 종양침윤림프구(tumor infiltrating lymphocytes)의 입양전달, 또는 T 세포 혹은 NK 세포의 입양 전달을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 선택적으로, 상기 T 세포 혹은 NK 세포는 자살 유전자(예컨데 외인성 자살 유전자), 키메릭 항원 수용체 유전자 또는 T 세포 수용체(TCR), 예를 들어 종양 항원에 대해 특이적인 TCR, 또는 세포 증식, 생존, 지속(persistence) 또는 종양에 대한 활성을 촉진할 수 있는 다른 유전자을 발현하도록 조작된다. 상기 이동된 세포는 수령인(자가) 또는 관련되거나 무관한 기증자를 포함하는 다양한 공급원으로부터 획득될 수 있다. 예를 들어 입양 세포 요법은 동종, 자가, 동계(syngeneic), 관련된(related), 무관한 MHC-매치되는, MHC-미스매치되는, 또는 홀배수동종(haploidentical) 세포의 이동을 포함한다. ALT-803와의 조합 요법은 체내(in vivo), 체외(ex vivo), 또는 실험실 내(in vitro) 또는 이들의 조합으로 수행될 수 있다.

바람직하게, 상기 ALT-803는 입양적으로 이식된 세포의 증식 또는 활성화를 지극한다. 예를 들어, ALT-803는 대상자에서 입양적으로 이식된 CD8+ T세포 또는 NK 세포의 수를 증가시킨다. 다른 예에서, ALT-803는 입양적으로 이식된 세포 내의 IFN-γ, TNF-α, NKG2D, 또는CD107a의 발현을 증가시킨다.

바람직하게, ALT-803의 투여 및 입양 세포 요법은 이식편 대 종양 활성을 증가시키나, 이식편대숙주병을 증가시키지는 않는다. 예를 들어, ALT-803의 투여 및 입양 세포 요법은 암 세포 수 감소의 결과를 가져온다. 다른 예로, ALT-803의 투여 및 입양 세포 요법은 신생물의 진행 감소 또는 재발 감소의 결과를 가져온다. 바람직하게, ALT-803의 투여 및 입양 세포 요법은 미처리 대상자와 비교할 때, 대상자, 예를 들어 인간 대상자의 연장된 생존 결과를 가져온다. 경우에 따라 상기 대상자는 이전에 투여된 요법으로부터 재발하거나 또는 난치인(refractory) 신생물을 가질 수 있다.

또한, 이전에 요법으로부터 재발한 신생물을 갖는 대상자를 치료하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 대상자에 유효량의 공여자림프구주입술 요법 및 유효량의 ALT-803을 투여하여, 그에 따라 이전 요법으로부터 재발한 신생물을 치료하는 것을 포함한다. 바람직하게 상기 방법은 이식편대숙주병을 유발하지 않는다. 일부 경우에 있어서, 상기 방법은 나아가 이전에 투여된 요법으로부터 재발한 신생물을 갖는 대상을 식별하는 단계를 포함한다.

또한, 신생물의 치료를 위한 키트가 제공되며, 상기 키트는 유효량의 ALT-803, 입양 세포 요법 및 신생물의 치료를 위한 키트의 사용 설명서를 포함한다. 예를 들어, 상기 입양 세포 요법은 조혈줄기세포, 공여자 백혈구, T 세포, NK 세포를 포함한다. 택일적으로, 상기 키트는 유효량의 ALT-803 및 예를 들어 종양-특이적 항체 등의 항체, 알킬화제(예, 백금-베이즈드 약물, 테트라진류, 아지리딘류, 니트로소 요소류, 나이트로젠 머스타드류), 항-대사물(예, 항-폴레이트, 플루오로피리미딘, 데옥시뉴클레오사이드 유사체, 티오퓨린), 항-마이크로튜뷸 제제(예, 빈카 알칼로이드, 탁산), 토포이소머라아제 인히비터(예, 토포이소머라아제 I 및 II 인히비터), 세포독성 항생제(예, 안트라시클린), 단백질 키나아제 인히비터(예, 티로신 키나아제 인히비터) 또는 면역조절 약물(예, 탈리도마이드 및 유사체)과 같은 화학치료제와 같은 항-신생물 요법을 포함한다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당해 기술분야의 숙련자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 하기의 참고문헌들은 본 발명에 사용된 다수의 용어들의 일반적 정의의 기술을 제공한다: Singleton et al., Dictionary of Microbiology and Molecular Biology(2nd ed. 1994); The Cambridge Dictionary of Science and Technology(Walker ed., 1988); The Glossary of Genetics, 5th Ed., R. Rieger et al.(eds.), Springer Verlag(1991); 및 Hale & Marham, The Harper Collins Dictionary of Biology (1991). 본 명세서에서 사용된 하기 용어들은 달리 언급하지 않는 한 다음과 같은 의미를 갖는다.

"제제(agent)"는 펩타이드, 핵산 분자 또는 소화합물을 의미한다. 예시적인 치료 제제는 ALT-803이다.

"ALT-803"은 2량체 IL-15RαSu/Fc 융합 단백질과 비공유 결합된 IL-15N72D를 포함하며 면역 자극 활성을 갖는 복합체를 의미한다. 상기 복합체는 또한 IL-15SA라고도 지칭될 수 있다. 일 구현으로, IL-15N72D 및/또는 IL-15RαSu/Fc 융합 단백질은 레퍼런스 서열에 비해 1, 2, 3, 4 또는 그 이상의 아미노산 변이를 포함한다. 예시적인 IL-15N72D 아미노산 서열은 하기에 제공된다.

"개선하다(ameliorate)"라는 것은 질병의 발달 또는 진행을 감소시키거나, 억제하거나, 약화시키거나, 축소시키거나, 저지하거나 또는 안정화시키는 것을 의미한다.

"유사체(analog)"란, 동일하진 않지만 유사한 기능적 또는 구조적 특징을 갖는 분자를 의미한다. 예를 들어, 폴리펩타이드 유사체는 이에 상응하는 자연적으로 발생하는 폴리펩타이드의 생물학적 활성을 보유하나, 자연적으로 발생하는 폴리펩타이드에 비해 그 유사체의 기능을 증가시키는 특정 생화학적 변형을 갖는다. 이러한 생화학적 변형은 예를 들어, 리간드 바인딩과 같은 변화없이 유사체의 프로테아제 저항성, 멤브레인 투과성, 또는 반감기를 증가시킬 수 있다. 유사체는 비자연적인 아미노산을 포함할 수 있다.

본 발명은 원하는 생물학적 특성을 나타내는 한, 항체들 또는 이러한 항체들의 프래그먼트들을 포함한다. 또한, 인간화된 항체와 같은 키메릭 항체가 본 발명에 포함된다. 일반적으로, 인간화된 항체는 비-인간 공급원으로부터 그 안으로 도입되는 하나 이상의 아미노산 잔기를 갖는다. 인간화는 예를 들어, 설치류 상보성 결정 영역의 적어도 일부를 인간 항체의 이에 상응하는 영역으로 치환함으로써 당해 기술분야에 기술된 방법들을 이용하여 수행될 수 있다.

용어 "항체" 또는 "면역글로블린"은 폴리클로날 및 모노클로날 항체 모두를 포함하는 것으로 의도된다. 바람직한 항체는 항원에 대해 반응하는 모노클로날 항체이다. 용어 "항체"는 또한 항원에 반응적인 하나 이상의 항체의 혼합물을 포함하는 것으로 의도된다(예, 항원에 반응적인 여러 타입의 모노클로날 항체들의 칵테일). 용어 "항체"는 또한 항체 전체, 이의 생물학적으로 기능적인 프래그먼트, 단일 사슬 항체, 및 하나 이상의 종들로부터 유래한 부분을 포함하는 키메릭 항체와 같은 유전적으로 변형된 항체, 이작용성 항체, 항체 컨주게이트, 인간화된 항체 및 인간 항체를 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 사용될 수 있는 생물학적으로 기능적인 항체 프래그먼트는 항체로부터 유래된 펩타이드 프래그먼트로 항원에 바인딩하기에 충분한 것들이다. 본 명세서에서 "항체"는 항체 전체뿐만 아니라, 관심있는 에피토프, 항원 또는 항원 프래그먼트에 바인딩할 수 있는 어떠한 항체 프래그먼트(예, F(ab')2, Fab', Fab, Fv)를 포함하는 것을 의미한다.

분자"에 대한 바인딩(binding to)"이란, 그 분자에 대한 물리화학적 친화도를 갖는 것을 의미한다.

"검출(Detect)"이란, 검출할 분석물의 존재, 부재 또는 양을 확인하는 것을 칭한다.

"질병(disease)"이란, 정상적인 기능의 세포, 조직 또는 기관에 손상을 주거나 방해하는 어느 컨디션 또는 질환을 의미한다. 질병의 예는 신생물 및 감염을 포함한다.

제형 또는 제형 성분과 관련한 용어 "유효량(effective amount)" 및 "치료학적 유효량(therapeutically effective amount)"이란, 제형 또는 성분이 단독 또는 조합으로 원하는 효과를 제공하는 충분한 양을 의미한다. 예를 들어, "유효량(effective amount)"은, 단독 또는 조합으로 미처리된 환자에 비해 질병의 증상을 개선하는데 필요한 화합물의 양을 의미한다. 질병의 치료학적 치료(therapeutic treatment)를 위해 본 발명을 실시하는데 사용되는 활성 화합물(들)의 유효량은 투여 방식, 대상자의 연령, 체중 및 일반적인 건강에 따라 달라진다. 궁극적으로, 담당 의사 또는 수의사는 적절한 양 및 투여 요법을 결정할 것이다. 이러한 양은 "유효"량이라 칭한다.

"프래그먼트"란 폴리펩타이드 또는 핵산 분자의 일부를 의미한다. 이 부분은 바람직하게, 레퍼런스 핵산 분자 또는 폴리펩타이드의 전체 길이의 적어도 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90%를 함유한다. 예를 들어, 프래그먼트는 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 또는 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 또는 1000 뉴클레오타이드 또는 아미노산을 함유할 수 있다. 그러나, 본 발명은 또한 각각, 전장 폴리펩타이드 및 핵산의 원하는 생물학적 활성을 나타내는 한, 폴리펩타이드 및 핵산 프래그먼트를 포함한다. 거의 모든 길이의 핵산 프래그먼트가 이용될 수 있다. 예를 들어, (모든 중간체 길이를 포함하여) 약 10,000, 약 5000, 약 3000, 약 2,000, 약 1,000, 약 500, 약 200, 약 100, 약 50 염기쌍 길이의 총 길이를 갖는 예시적인 폴리뉴클레오타이드 세그먼트가 본 발명의 많은 구현에 포함된다. 마찬가지로, 거의 모든 길이의 폴리펩타이드 프래그먼트가 이용된다. 예를 들어, (모든 중간체 길이를 포함하여) 약 10,000, 약 5,000, 약 3,000, 약 2,000, 약 1,000, 약 5,000, 약 1,000, 약 500, 약 200, 약 100, 또는 약 50 아미노산 길이의 총 길이를 갖는 예시적인 폴리펩타이드 세그먼트가 본 발명의 많은 구현에 포함된다.

용어 "분리된(isolated)", "정제된(purified)" 또는 "생물학적으로 순수한(biologically pure)"이란, 자연 상태에서 발견되는 경우 일반적으로 수반되는 성분들이 다양한 정도로 함유되지 않은 물질을 가리킨다. "분리하다(Isolate)"라는 것은 오리지널 공급원 또는 주위로부터 어느 정도의 분리를 가리킨다. "정제하다(Purify)"라는 것은 분리보다 더 높은 분리도를 가리킨다.

"정제된(purified)" 또는 "생물학적으로 순수한(biologically pure)" 단백질은, 어느 불순물이 그 단백질의 생물학적 특성에 실질적으로 영향을 주지 않거나 또는 다른 유해한 결과를 일으키지 않도록 다른 물질들이 충분히 없는 것이다. 즉, 본 발명의 핵산 또는 펩타이드는, 재조합 DNA 기술에 의해 생산되는 경우에 세포성 물질, 바이러스 물질 또는 배지가, 또는 화학적으로 합성되는 경우 화학적 전구체 또는 다른 화학물질이 실질적으로 함유되지 않는다면, 정제된 것이다. 순도 및 동질성은 전형적으로, 예를 들어 폴리아크릴아미드 겔 전기영동 또는 고성능 액체 크로마토그래피와 같은 분석 화학 기술을 이용하여 검출된다. 용어 "정제된(purified)"은 핵산 또는 단백질이 전기영동 겔에서 필수적으로 하나의 밴드를 갖는 것으로 나타날 수 있다. 예를 들어, 인산화 또는 글리코실화와 같은 변형을 받을 수 있는 단백질에 있어서, 다양한 변형들은 다양한 분리된 단백질들을 일으킬 수 있으며, 이는 개별적으로 정제될 수 있다.

유사하게, "실질적으로 순수한(substantially pure)"이란, 자연적으로 수반하는 성분들로부터 분리된 뉴클레오타이드 또는 폴리펩타이드를 의미한다. 전형적으로, 상기 뉴클레오타이드 및 폴리펩타이드는 이들이 적어도 중량으로 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 또는 심지어 99%로, 자연적으로 관련된 단백질 및 자연적으로 발생하는 유기 분자들이 없는 경우에 실질적으로 순수한 것이다.

본 발명에 사용된 바와 같은 용어 "IL-15:IL-15Rα 융합 단백질 복합체"는 15Rα에 비공유적 또는 공유적으로 결합된 IL-15을 갖는 복합체이다. IL-15Rα은 가용성이거나 또는 막에 결합될 수 있다. 일부 구현에서, IL-15Rα는 천연의 IL-15Rα 폴리펩티드의 사용성 도메인일 수 있다. 상기 가용성 IL-15Rα은 IL-15Rα 회밥영역(sushi domain)이거나 또는 IL-15Rα△E3일 수 있다. 일부 경우에 있어서, 상기 가용성 IL-15Rα은 생물학적으로 활성인 폴리펩티드 및/또는 IgG Fc 도메인에 공유적으로 연결될 수 있다. 상기 IL-15은 IL-15이거나 또는 이차(second) 생물학적으로 활성인 폴리펩티드에 공유결합적으로 연결된 IL-15일 수 있다. 일부 경우에 있어서, IL-15는 IL-15Rα 도메인에 링커를 통해 공유적으로 결합될 수 있다. 상기 IL-15는 또한 레퍼런스 서열에 상대적으로 한 개, 두 개, 세 개, 네 개 또는 그 이상의 아미노산 변화를 포함하는 IL-15 변종을 나타낼 수 있다. 일 구현에서 상기 IL-15은 IL-15N72D이다. 다른 구현에서, 상기 IL-15:IL-15Rα 융합 단백질 복합체는 ALT-803이다.

"분리된 핵산(isolated nucleic acid)"이란, 상기 핵산이 유래되는 유기체의 자연적으로 발생하는 게놈에서 이의 플랭크된(측면의) 유전자가 없는 핵산을 의미한다. 이 용어는, 예를 들어 (a) 자연적으로 발생하는 게노믹 DNA 분자의 일부이나, 자연적으로 발생하는 유기체의 게놈에서 상기 분자의 부분에 플랭크된 핵산 서열들 모두에 의해 플랭크되지 않은 DNA; (b) 결과적으로 형성되는 분자가 자연적으로 발생하는 어떠한 벡터 또는 게노믹 DNA와 동일하지 않도록 벡터 내로 또는 원핵생물 또는 진핵생물의 게노믹 DNA 내로 편입된 핵산; (c) cDNA, 게노믹 프래그먼트, 중합효소 연쇄 반응(PCR)에 의해 생산된 프래그먼트, 또는 제한효소에 의한 DNA 분자 단편과 같은 분리된 분자(separate molecule); 및 (d) 하이브리드 유전자, 즉 융합 단백질을 암호화하는 유전자의 일부인 재조합 뉴클레오타이드 서열을 포함한다. 본 발명에 따른 분리된 핵산 분자는 합성적으로 생산된 분자들뿐만 아니라, 화학적으로 변형된 핵산 및/또는 변형된 백본을 갖는 어떠한 핵산들을 더 포함한다. 예를 들어, 분리된 핵산은 정제된 cDNA 또는 RNA 폴리뉴클레오타이드이다. 분리된 핵산 분자는 또한 메신저 리보뉴클레익 산(mRNA) 분자를 포함한다.

"분리된 폴리펩타이드(isolated polypeptide)"란, 자연적으로 수반되는 성분들로부터 분리된 본 발명의 폴리펩타이드를 의미한다. 전형적으로, 상기 폴리펩타이드는 자연적으로 관련된 단백질들 및 자연적으로 발생하는 유기 분자들이 분리되어 중량으로 적어도 60%인 경우이다. 바람직하게, 제조물은 본 발명의 폴리펩타이드가 중량으로 적어도 75%, 보다 바람직하게 적어도 90%, 그리고 가장 바람직하게 적어도 99%이다. 본 발명의 분리된 폴리펩타이드는 예를 들어, 자연 공급원으로부터의 추출에 의해, 이러한 폴리펩타이드를 암호화하는 재조합 핵산의 발현에 의해; 또는 그 단백질을 화학적으로 합성함으로써 획득될 수 있다. 순도는 예를 들어, 컬럼 크로마토그래피, 폴리아크릴아미드 겔 전기영동 또는 HPLC 분석에 의한 것과 같은 어느 적절한 방법에 의해 측정될 수 있다.

"마커(marker)"란 질병 또는 질환과 관련된 발현 수준 또는 활성의 변형을 갖는 어떠한 단백질 또는 폴리뉴클레오타이드를 의미한다.

"신생물(neoplasia)"이란, 과도한 증식 또는 감소된 아포토시스로 특징지어진 질병 또는 질환을 의미한다. 본 발명이 적용될 수 있는 예시적인 신생물은 이에 한정하는 것은 아니나, 백혈병(예, 급성 백혈병, 급성 림프성 백혈병, 급성 골수성 백혈병(acute myeloid leukiemia), 급성 골수아세포성 백혈병(acute myeloblastic leukemia), 급성 전골수성 백혈병(acute promyelocytic leukemia), 급성 골수단구 백혈병(acute myelomonocytic leukemia), 급성 단구성 백혈병(acute monocytic leukemia), 급성 적백혈병(acute erythroleukemia), 만성 백혈병, 만성 골수성 백혈병, 만성 림프성 백혈병), 전성 다혈구증(polycythemia vera), 림프종(호지킨스병(Hodgkin's disease), 비호지킨스병(non-Hodgkin's disease)), 발텐스트롬 마크로글로불린혈증(Waldenstrom's macroglobulinemia), 중쇄병(heavy chain disease), 및 육종 및 암종과 같은 고형 종양(예, 섬유육종(fibrosarcoma), 점액육종(myxosarcoma), 지방육종(liposarcoma), 연골육종(chondrosarcoma), 골육종(osteogenic sarcoma), 척색종(chordoma), 혈관육종(angiosarcoma), 내피육종(endotheliosarcoma), 림프관 육종(lymphangiosarcoma), 림프관 내피육종(lymphangioendotheliosarcoma), 활막종(synovioma), 중피종(mesothelioma), 유잉 종양(Ewing's tumor), 평활근육종(leiomyosarcoma), 횡문근육종(rhabdomyosarcoma), 결장암(colon carcinoma), 췌장암(pancreatic cancer), 유방암(breast cancer), 난소암(ovarian cancer), 전립선암(prostate cancer), 식도암(gastric and esophageal cancer), 두경부암(head and neck cancer), 직장암(rectal cancer), 편평세포암종(squamous cell carcinoma), 기저세포암(basal cell carcinoma), 선암(adenocarcinoma), 한선암종(sweat gland carcinoma), 피지선암종(sebaceous gland carcinoma), 유두암종(papillary carcinoma), 유두상선암(papillary adenocarcinomas), 낭선암종(cystadenocarcinoma), 수질암종(medullary carcinoma), 기관지원성암종(bronchogenic carcinoma), 신세포암(renal cell carcinoma), 간세포암(hepatoma), 담도암(bile duct carcinoma), 융모암(choriocarcinoma), 정상피종(seminoma), 태생성 암종(embryonal carcinoma), 빌름스 종양(Wilm's tumor), 자궁경부암(cervical cancer), 자궁암(uterine cancer), 고환암(testicular cancer), 폐암종(lung carcinoma), 소세포 폐암(small cell lung carcinoma), 방광암종(bladder carcinoma), 상피암종(epithelial carcinoma), 신경교종(glioma), 다형 교아종(glioblastoma multiforme), 성상세포종(astrocytoma), 수아세포종(medulloblastoma), 두개인두종(craniopharyngioma), 상의세포종(ependymoma), 송과체종(pinealoma), 혈관모 세포종(hemangioblastoma), 청신경종(acoustic neuroma), 핍지교종(oligodenroglioma), 쉬반종(schwannoma), 뇌수막종(meningioma), 흑색종(melanoma), 신경아세포종(neuroblastoma) 및 망막아세포종(retinoblastoma))을 포함한다. 특정 구현으로, 신생물은 다발성 골수종, 베타-세포 림프종, 요로상피/방광암종 또는 흑색종이다. 본 명세서에 사용된 "제제를 획득하는 것(obtaining an agent)"에서 "획득하는 것(obtaining)"은 합성, 구입 또는 그 외의 방식으로 제제를 얻는 것을 포함한다.

"감소(reduces)"란, 적어도 5%, 10%, 25%, 50%, 75%, 또는 100%의 네가티브 변화를 의미한다.

"레퍼런스(reference)"란 스탠다드 또는 컨트롤 컨디션을 의미한다.

"레퍼런스 서열(reference sequence)"은 서열 비교를 위한 기준으로 사용되는 정의된 서열이다. 레퍼런스 서열은 명시된 서열의 서브셋 또는 전체일 수 있다. 예를 들어, 전장 cDNA 또는 유전자 서열의 세그멘트, 또는 컴플리트 cDNA 또는 유전자 서열이다. 폴리펩타이드에 있어서, 레퍼런스 폴리펩타이드 서열의 길이는 일반적으로 적어도 약 16 아미노산, 바람직하게 적어도 약 20 아미노산, 보다 바람직하게 적어도 약 25 아미노산, 그리고 보다 바람직하게 약 35 아미노산, 약 50 아미노산, 또는 약 100 아미노산이 될 것이다. 핵산에 있어서, 레퍼런스 핵산 서열의 길이는 일반적으로 적어도 약 50 뉴클레오타이드, 바람직하게 적어도 약 60 뉴클레오타이드, 보다 바람직하게 적어도 75 뉴클레오타이드, 그리고 보다 바람직하게 약 100 뉴클레오타이드 또는 약 300 뉴클레오타이드 또는 그 부근이나 이들 사이의 어느 정수가 될 것이다.

"특이적으로 바인딩하다(specifically binds)"라는 것은 예를 들어, 본 발명의 폴리펩타이드를 자연적으로 포함하는 생물학적 시료와 같은 시료에서 본 발명의 폴리펩타이드를 인지하고 바인딩하지만 실질적으로 다른 분자들을 인지하고 바인딩하지 않는 화합물 또는 항체를 의미한다.

본 발명의 방법에 유용한 핵산 분자는 본 발명의 폴리펩타이드 또는 이의 프래그먼트를 암호화하는 어떠한 핵산 분자를 포함한다. 이러한 핵산 분자는 내인성 핵산 서열과 100% 동일할 필요는 없으나, 전형적으로 실질적인 동일성을 나타낼 것이다. 내인성 서열과 "실질적인 동일성(substantial identity)"을 갖는 폴리뉴클레오타이드는 전형적으로 이중 스트랜드 핵산 분자 중 적어도 하나의 스트랜드와 하이브리드할 수 있다. 본 발명의 방법에 유용한 핵산 분자는 본 발명의 폴리펩타이드 또는 이의 프래그먼트를 암호화하는 어떠한 핵산 분자를 포함한다. 이러한 핵산 분자는 내인성 핵산 서열과 100% 동일할 필요는 없으나, 전형적으로 실질적인 동일성을 나타낼 것이다. 내인성 서열과 "실질적인 동일성(substantial identity)"을 갖는 폴리뉴클레오타이드는 전형적으로 이중 스트랜드 핵산 분자 중 적어도 하나의 스트랜드와 하이브리드할 수 있다. "하이브리드화(hybridize)"란, 다양한 엄격한(stringency) 조건 하에서, 상보적인 폴리뉴클레오타이드 서열들과 이중 스트랜드 분자를 형성하는 쌍(예, 본 명세서에 기재된 유전자), 또는 이의 일부를 의미한다(참조 예, Wahl, G. M. and S. L. Berger(1987) Methods Enzymol. 152:399; Kimmel, A. R.(1987) Methods Enzymol. 152:507).

예를 들어, 엄격한 염 농도는 보통 약 750mM NaCl 및 75mM 트리소듐 시트레이트 미만, 바람직하게 약 500mM NaCl 및 50mM 트리소듐 시트레이트 미만, 그리고 보다 바람직하게 약 250mM NaCl 및 25mM 트리소듐 시트레이트 미만이 될 것이다. 낮은 엄격성 하이브리드화는 예를 들어, 포름아미드와 같은 유기 용매의 부재하에서 획득될 수 있으나, 높은 엄격성 하이브리드화는 적어도 약 35% 포름아미드, 그리고 보다 바람직하게 적어도 약 50% 포름아미드의 존재 하에서 획득될 수 있다. 엄격한 온도 조건은 보통 적어도 약 30℃, 보다 바람직하게 적어도 약 37℃, 그리고 가장 바람직하게 적어도 약 42℃의 온도를 포함할 것이다. 하이브리드화 시간, 예를 들어, 소듐 도데실 설페이트(SDS)와 같은 디터전트의 농도, 및 캐리어 DNA의 포함 또는 배제와 같은 부가적인 파라미터들을 변화시키는 것은 당해 기술분야의 숙련자에게 잘 알려져 있다. 다양한 수준의 엄격성은 필요에 따라 이러한 다양한 조건들을 조합함으로써 이루어진다. 바람직한 구현으로, 하이브리드화는 30℃의 750mM NaCl, 75mM 트리소듐 시트레이트 및 1% SDS에서 일어날 것이다. 보다 바람직한 구현으로, 하이브리드화는 37℃의 500mM NaCl, 50mM 트리소듐 시트레이트, 1% SDS, 35% 포름아미드 및 100 μg/ml 변성 연어 정자 DNA(ssDNA)에서 일어날 것이다. 가장 바람직한 구현으로, 하이브리드화는 42℃의 250mM NaCl, 25mM 트리소듐 시트레이트, 1% SDS, 50% 포름아미드 및 200 ㎍/ml ssDNA에서 일어날 것이다. 이러한 조건에 대한 유용한 변화는 당해 기술분야의 숙련자가 쉽게 알 수 있을 것이다.

대부분의 적용에 있어서, 하이브리드화에 후속하는 세정 단계는 또한 엄격성이 다를 것이다. 세정 엄격성 조건은 염 농도 및 온도에 의해 정의될 수 있다. 상술한 바와 같이, 세정 엄격성은 염 농도를 감소시키거나 온도를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 예를 들어, 세정 단계를 위한 엄격한 염 농도는 바람직하게 약 30mM NaCl 및 3mM 트리소듐 시트레이트 미만, 그리고 가장 바람직하게 약 15mM NaCl 및 1.5mM 트리소듐 시트레이트 미만이 될 것이다. 세정 단계를 위한 엄격한 온도 조건은 보통 적어도 약 25℃, 보다 바람직하게 적어도 약 42℃, 그리고 보다 바람직하게 적어도 약 68℃의 온도를 포함할 것이다. 바람직한 구현으로, 세정 단계는 25℃의 30mM NaCl, 3mM 트리소듐 시트레이트, 및 0.1% SDS에서 일어날 것이다. 보다 바람직한 구현으로, 세정 단계는 42℃의 15mM NaCl, 1.5mM 트리소듐 시트레이트, 및 0.1% SDS에서 일어날 것이다. 보다 바람직한 구현으로, 세정 단계는 68℃의 15mM NaCl, 1.5mM 트리소듐 시트레이트, 및 0.1% SDS에서 일어날 것이다. 이러한 조건에서의 부가적인 변화는 당해 기술분야의 숙련자가 쉽게 알 수 있을 것이다. 하이브리드화 기술은 당해 기술분야의 숙련자에게 잘 알려져 있으며, 예를 들어, Benton 및 Davis(Science 196:180, 1977); Grunstein 및 Hogness(Proc. Natl. Acad. Sci., USA 72:3961, 1975); Ausubel et al.(Current Protocols in Molecular Biology, Wiley Interscience, New York, 2001); Berger 및 Kimmel(Guide to Molecular Cloning Techniques, 1987, Academic Press, New York); 및 Sambrook et al, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York에 기재되어 있다.

"실질적으로 동일한(substantially identical)"이란, 레퍼런스 아미노산 서열(예, 본 명세서에 기재된 아미노산 서열들 중 어느 하나) 또는 핵산 서열(예, 본 명세서에 기재된 핵산 서열들 중 어느 하나)과 적어도 50% 동일성을 나타내는 폴리펩타이드 또는 핵산 분자를 의미한다. 바람직하게, 이러한 서열은 비교를 위해 사용된 서열에 대해 아미노산 수준 또는 핵산에 있어서 적어도 60%, 보다 바람직하게 80% 또는 85%, 그리고 보다 바람직하게 90%, 95% 또는 심지어 99% 동일하다.

서열 동일성은 전형적으로 서열 분석 소프트웨어(예, Sequence Analysis Software Package of the Genetics Computer Group, University of Wisconsin Biotechnology Center, 1710 University Avenue, Madison, Wis. 53705, BLAST, BESTFIT, GAP, 또는 PILEUP/PRETTYBOX 프로그램)를 이용하여 측정된다. 이러한 소프트웨어는 다양한 치환, 결실 및/또는 다른 변형들에 대해 상동성 정도를 배정함으로써 동일하거나 유사한 서열들을 매치시킨다. 보존성 치환은 전형적으로 하기 그룹 내의 치환을 포함한다: 글리신, 알라닌; 발린, 이소루신, 루신; 아스파트산, 글루탐산, 아스파라긴, 글루타민; 세린, 트레오닌; 리신, 아르기닌; 및 페닐알라닌, 티로신. 동일성 정도를 검출하는 예시적인 방법으로, 밀접하게 관련된 서열을 나타내는 e^-3 내지 e^-100 사이의 가능성 스코어와 함께 BLAST 프로그램이 사용될 수 있다.

"대상자(subject)"란, 이에 한정하는 것은 아니나 인간 또는 소, 말, 개, 양이나 고양이와 같은 비인간 포유류를 포함하는 포유류를 의미한다. 대상자는 바람직하게, 예를 들어, B 세포 림프종 또는 이에 대한 소인을 갖는 것으로 진단된 대상자와 같이, 이러한 치료가 요구되는 포유류이다. 포유류는 예를 들어, 인간, 영장류, 마우스, 랫트, 개, 고양이, 말과 같은 어느 포유류뿐만 아니라, 예를 들어, 소, 양, 돼지, 닭 및 염소와 같은 식량 소비용으로 키워지는 가축이나 동물들이다. 바람직한 구현으로, 포유류는 인간이다.

본 명세서에 제공되는 범위는 그 범위 내의 모든 값들에 대하여 약칭(shorthand)인 것으로 이해된다. 예를 들어, 1-50의 범위는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 또는 50을 구성하는 그룹으로부터 어느 수, 수들의 조합, 또는 부분 범위를 포함하는 것으로 이해된다.

본 명세서에 사용된 용어 "치료(또는 처리)하는 것(treating)" 및 "치료(또는 처리)(treatment)"는 유해한 컨디션, 질환 또는 질병에 걸린 임상적으로 증상이 있는 개체에 제제 또는 제형을 투여하여 증상의 심각성 및/또는 빈도의 감소에 영향을 주거나, 증상 및/또는 이들의 기저 원인을 제거하거나, 및/또는 손상의 개선 또는 교정을 촉진하는 것을 지칭한다. 질환 또는 컨디션을 치료하는 것은, 불가능하게 하는 것은 아니나, 이와 관련된 질환, 컨디션 또는 증상이 완전히 제거되는 것을 요구하는 것은 아님이 분명할 것이다.

신생물을 가진 환자의 치료는 하기 중 어느 것을 포함할 수 있다: 알려진 종양이 초기 치료(예, 수술)에 의해 제거된 후에 존재할 수 있는 잔류 종양 세포들을 파괴하고 이에 따라 가능한 암 재발을 억제하는 보조 치료(adjuvant therapy, 부가물 치료 또는 보조 요법이라고도 함); 수술 방법 이전에 암을 축소시키기 위해 주어지는 전보조 치료; 차도(remission)를 일으키기 위한, 전형적으로 급성 백혈병에 대해 차도를 일으키기 위한 유도 요법; 차도가 한 번 주어지는 경우 차도를 지속시키 위해 주어지는 공고 요법(consolidation therapy)(강화 요법이라고도 함); 차도를 연장시키는데 도움을 주기 위해 보다 낮거나 적은 빈도로 주어진 유지 요법(maintenance therapy); 제1선 치료(first line therapy)(표준 치료라고도 함); 제2선(또는 제3선, 제4선 등) 치료(구조 요법이라고도 함)는, 만일 질병이 제1선 치료 후에 반응하지 않거나 재발하는 경우에 주어짐; 및 현저하게 암을 감소시키는 것으로 기대되지는 않는 증상의 관리를 위한 고식적 치료(palliative therapy)(지지 요법이라고도 함).

용어 "예방하는(preventing)" 및 "예방(prevention)"은 특정한 유해 컨디션, 질환 또는 질병에 민감하거나 소인이 있는 임상적으로 증상이 없는 개체에 제제 또는 조성물을 투여하는 것을 칭하며, 이에 따라 증상 및/또는 이들의 기저 원인의 발생을 예방하는 것과 관련된다.

특별히 언급되거나 문맥상 명백한 경우가 아니라면, 본 명세서에 사용된 용어 "또는(or)"은 포괄적인 것으로 이해된다. 특별히 언급되거나 문맥상 명백한 경우가 아니라면, 본 명세서에 사용된 용어 "하나의(a 또는 an)" 및 "그 또는 상기(the)"는 단수 또는 복수인 것으로 이해된다.

특별히 언급되거나 문맥상 명백한 경우가 아니라면, 본 명세서에 사용된 용어 "약(about)"은 예를 들어 평균의 2 표준편차 내와 같이, 당해 기술분야에서 일반적으로 관용적인 범위 내인 것으로 이해된다. 약은 언급된 값의 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%, 또는 0.01% 내로 이해될 수 있다. 문맥상 명백하지 않다면, 본 명세서에 제공된 모든 수치는 용어 약으로 조정된다.

본 명세서에서 어떠한 가변(variable)의 정의에서 화학기의 리스트의 언급은 리스트된 그룹의 어떠한 단일 그룹 또는 조합을 그 가변이 정의에 포함한다. 본 명세서에서 가변 또는 견지에 대한 구현의 언급은 어느 단일 구현으로서 또는 어느 다른 구현 또는 이의 일부와 조합되는 구현을 포함한다.

본 명세서에 제공된 어느 조성물 또는 방법은 본 명세서에 제공된 하나 이상의 어느 다른 조성물 및 방법과 함께 조합될 수 있다.

"포함하는(including)", "함유하는(containing)" 또는 "특징으로 하는(characterized by)"과 유의어인 전이 용어 "포함하는(comprising)"는 포괄적이거나 개방형이며, 부가적인, 언급되지 않은 성분들 또는 방법 단계들을 배제하지 않는다. 이와 대조적으로, "구성된(consisting of)"의 전이구는 청구항에 명시되지 않은 어느 성분, 단계 또는 구성분을 배제한다. "필수적으로 구성된(consisting essentially of)"의 전이구는 명시된 물질들 또는 단계들, 및 청구된 발명의 "기본적이고 새로운 특성(들)에 실질적으로 영향을 주지 않는 것들"로 청구항의 범위를 한정한다.

본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 이의 바람직한 구현들에 대한 하기 설명 및 청구범위로부터 분명해 질 것이다. 달린 정의하지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 기재된 것들과 유사하거나 동등한 방법 및 재료들이 본 발명의 실행 또는 시험에서 사용시 사용될 수 있으나, 적절한 방법 및 재료들이 하기에 기재된다. 본 명세서에 인용된 모든 공개된 외국 특허 및 특허출원은 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다.

본 명세서에 인용된 등록 번호로 표시된 Genbank 및 NCBI 서브미션이 참고문헌으로 편입된다. 본 명세서에 인용된 기타 모든 공개된 참고자료, 문헌, 원고 및 과학 문헌은 본원에 참고문헌으로 편입된다. 상충되는 경우에, 정의를 포함하는 본 명세서는 조절될 것이다. 또한, 재료, 방법 및 실시예는 단지 예시적인 것이며 이에 한정하려는 것은 아니다.

본 명세서에는 대상에서 신생물(neoplasia)을 치료하기 위한 방법이 기술된다. 일 견지로, 상기 대상은 신생물을 보유하거나 성장할 위험이 있는 대상으로 정의된다. 입양 세포(adoptive cell) 요법의 유효량 및 IL-15:IL-15Rα 복합체를 포함하는 약학 조성물의 유효량을 상기 대상에 투여하고, 이에 따라 신생물을 치료한다.

ALT-803은 T 세포의 사이토카인 분비 및 증식을 증가시킴으로써 CD8⁺ T 세포 기능을 향상시키는 한편, T 세포 소진을 또한 예방할 수 있었다. ALT-803은 오래 기다렸던 림프구 성장 인자이며, HSCT 후 재발성 질병의 치료를 위해 DLI와 병용하여 유용하게 사용될 수 있다.

도 1A, 도 1B 및 도 1C는 ALT-803의 투여가 이식 후 CD8⁺ T세포 및 NK 세포 수의 증가시킴을 나타내는 바차트이다. 도 1A에서 치사적으로(lethally) 방사선 조사된(11 Gy) Balb/c 수혜자(recipient)에 T 세포 감소된(T cell depleted)(TCD) 골수(BD) 세포에 B6 마우스로부터 이식되었다. ALT-803를 IP 주사를 통해 17일 및 24일에 두 회 투여량으로 마우스 당 1μg을 투여하였다. 이식 후 28 일째에 마우스를 희생시키고, 비장, 흉선(thymi) 및 BM을 수확하였다. 단일 세포 현탁액을 준비하고 항-H2Kd, CD3, -CD4, -CD8, -Gr-1, -NK1.1 및 -B220 항체로 염색하고, 유동세포 계측기로 분석하였다. 각 그룹에는 5 마리의 마우스가 포함되었다. CD4⁺T, CD8⁺ T 및 NK 세포의 비장의(splenic) 숫자를 나타내었다. *: P <0.05. 도 1B와 도 1C에서, B6CBA 생쥐로부터 5 x 10⁶ T 세포 고갈 (TCD) 골수 (BM) 세포를 치사적으로(lethally) 방사선 조사된(12 Gy) CB6F1 수혜자에게 이식하였다. IL-15 과작동제(super agonist)를 17 일과 24 일에 마우스 1 마리당 1 μg을 2 회에 걸쳐 IP 주사를 통해 투여하였다. 이식 후 28 일째에 마우스를 희생시키고 비장, 흉선(thymi) 및 BM을 수확하였다. 단일 세포 현탁액을 제조한 후, 세포를 항-H2Kd, -CD4, -CD8로 염색하였다(도 1B). 일부 비장 세포를 또한 세포 내 염색에 대해 기술 한 바와 같이 배양하였고, 수확한 다음 항-H2Kd, -CD4, -CD8 및 IFN-γ 항체로 염색하고 유동세포 계측법으로 분석하였다(그림 1C). 각 그룹은 5 마리의 마우스를 포함한다. * : P <0.05
도 2a 및 도 2b는 ALT-803 투여가 CD8⁺ CD44⁺ 및 CD8⁺NKG2D⁺주효/기억 T 세포를 증가시킨다는 것을 보여준다. 치사적으로 방사선 조사된(11Gy) CB6F1 수혜자에게 B6 마우스로부터 5 x 10⁶ T 세포 고갈(TCD) 골수(BM) 세포를 이식했다. ALT 803은 28, 35 및 42일에 마우스 1 마리당 1 ㎍의 IP 주사에 의해 투여되었다. 이식 후 49 일째에 마우스를 희생시키고, 비장을 수확했다. 단일 세포 현탁액을 준비하고 항-H2Kd, -CD3, -CD4, -CD8, -CD44 및 -NKG2D 항체로 염색하였다. 세포를 획득하여 유동세포 계측법(flow cytometery)으로 분석 하였다(도 2A 및 도 2B).
도 3A 및 도 3B는 ALT-803 투여가 CFSE 표지된 T 세포의 수혜자에서 CD8⁺ T 세포의 사이토카인 분비 및 증식을 증가시킨다는 것을 보여준다. 치사적으로 방사선 조사된(1300 cGy) B3D2F1(도 3A) 또는 B6(Ly5.1) 마우스(도 3B)를 0일째에 CFSE 표지된 B6 비장세포 (30 × 10⁶)로 이식하고 ALT-803 또는 비히클 대조군을 제공하였다(투입 후 0 일째). CFSE 표지 백혈구 투입 및 비장 세포를 항-CD4, -CD8, CD45.1 및 -H2Kd 항체로 염색한 후 3 일째에 마우스를 희생시켰다. 이어서 세포를 유동세포 계측법으로 분석하였다. PMA 및 이오노마이신 자극 후 항-IFN-γ 및 항-TNF-α 항체로 세포 내 염색을 수행하였다. 적색 선은 동위원소 대조군의 경계를 나타내고, 화살표는 느리게 증식하는 CD8⁺ T 세포에서 IFN-γ 분비의 증가를 나타낸다.
도 4A, 도 4B 및 도 4C는 ALT-803 투여가 이식 후 GVT 활성의 증가를 나타낸다. 치사적으로 방사선 조사된(13Gy) B6D2F1 수혜자에게 B6 마우스의 5 x 10⁶ T 세포 고갈(TCD) 골수(BM) 세포를 이식했다. 모든 수혜자는 또한 5 x 10⁴ (그림 4A) 또는 1 x 10⁵ (그림 4B)의 정제된 B6 T 세포와 함께 이식 당일에 1 x 10⁴ P815 세포를 받았다. ALT-803은 7 및 14일에 2회 투여량으로 마우스 당 2.5 μg으로 IP 주사를 통해 투여되었다. 이러한 이식 방법에 대한 카플란 메이어 곡선은 다음과 같이 표시된다; 비히클 대조군(흑색 선) 및 IL-15 과작동제(수퍼-아고니스트, 적색 선). * = p <0.05, 그리고 각 그룹은 15 마리의 마우스를 포함한다. 도 4C에서, 치사적으로 방사선 조사된(13Gy) CB6F1 수혜자에게 B6 마우스로부터 5 x 10⁶ T 세포 고갈 (TCD) 골수 (BM) 세포를 이식하였다. 모든 수혜자는 1 x 10⁵ 개의 정제된 B6 T 세포와 함께 이식 당일 5 x 10⁵ A20 세포를 받았다. ALT-803은 7 및 14 일에 2 회 투여량으로 마우스 당 2.5 μg으로 IP 주사를 통해 투여되었다. 이러한 이식 방법에 대한 카플란 메이어 곡선은 다음과 같이 표시된다; 비히클 대조군 (흑색 선) 및 IL-15 과작동제(적색 선). * = p <0.05, 각 군은 10 마리의 마우스를 포함한다.
도 5A, 도 5B 및 도 5C는 ALT-803이 HSCT 수혜자에서 A20 림프종 세포의 성장을 지연시키는 것을 보여준다. 치사적으로 조사된(12Gy) CB6F1 수혜자에게 B6 마우스의 5 x 10⁶ T 세포 고갈(TCD) 골수(BM) 세포를 이식했다. 모든 수혜자는 T 세포 주입과 함께 이식 당일에 5 x 10⁵ A20 세포를 받았다. ALT-803은 7 및 14 일에 2 회 투여량으로 마우스 당 2.5 μg로 IP 주사를 통해 투여되었다. 생체 내 발광 이미징을 도 5A에 나타내었다. 마우스에게 마우스 당 3.75mg의 루시퍼린을 주사하고, 8 분 동안 배양한 다음, 3분간 이미지화하였다. 컨트롤 그룹은 왼쪽, ALT-803은 오른쪽이다. 광자의 세를 계산하여 그림 5B에 나타냈다. * = p <0.05, 각 군은 10 마리의 마우스를 포함한다.
도 6A, 도 6B, 도 6C 및 도 6D는 쥐 백혈병/림프종 모델에서 DLI 후 ALT-803이 항종양 활성을 증가시키는 것을 보여준다. 치사적으로 조사된(12Gy) CB6F1 수혜자에게 B6 마우스의 5 x 10⁶T 세포 고갈(TCD) 골수(BM) 세포를 이식했다. 모든 수혜자는 이식 당일 루시퍼라제 활성이 있는 삼중 융합 유전자를 가진 5 x 10⁵ A20-TGL(H2Kd) 림프종 세포를 받았다. B6 T 세포를 전혀받지 못하거나 또는 2.5 x 10⁵ B6 T 세포를 받은 이식 수혜자는 이식 후 14일째 CD5⁺ 자기 분리를 통해 분리되었다. 동물은 이식 후 17일과 24일에 ALT-803(마우스 당 1㎍)의 IP 주사를 받거나 또는 받지 않은 대조군으로 나누었다. 그룹의 생존 및 체중 곡선을 도 6A 및 도 6B (N = 10-20)로 표시하였다. 일련의 생체발광(bioluminescenc) 이미지를 IVIS 기계에 의해 다양한 시점에서 나타냈다. A20-TGL 세포는 생체 내 생체발광 이미징을 가능하게 하는 루시퍼라제 단백질을 발현하며; 마우스에게 루시페린 3.75mg을 주사하고, 5 분 동안 배양하고, 3분 동안 이미지화하였다. 일련의 생체발광 이미지는 IVIS 기계에 의해 보여지는 바와 같이 다양한 시점에서 얻어졌다(두 실험과 독립적 인 도 6C). 컨트롤 그룹은 왼쪽, ALT-803 그룹은 오른쪽이다. 총 플럭스(광자/초)를 각 시점에서 각 마우스에 대해 측정하고 곡선으로 그렸다(도 6D).

본 발명은 인터루킨-15 (IL-15) 과작동제 돌연변이(IL-15N72D)와 이량체 IL-15 수용체 α/Fc 융합 단백질의 복합체인 ALT-803, 즉 IL-15N72D : IL-15RαSu/Fc 복합체(ALT-803)가 놀랍게도 조혈 줄기세포 이식 및 공여자 백혈구 투입 (DLI) 모델에서 이식편대숙주병의 증가 없이 혈액암(hematologic malignancies)에 대한 이식편대종양 (GVT) 활성을 증가시킴을 발견한 것에 적어도 일부 기초한다.

동종 및 경우에 따라서는 자가, 조혈 모세포 이식 (HSCT)이 많은 악성 혈액 질환에 대한 치료법으로 선택된다(HSCT 및 입양 세포 치료법에 대한 검토는 Rager & Porter, Ther Adv Hematol (2011) 2 Wang et al. Int. J. Cancer : (2015) 136, 1751-1768) 및 장(Chang) 등의 문헌 [Roddie & Peggs, Expert Opin. Biol. Ther. (2011) 11 (4) : 473-487] , YJ and XJ Huang, Blood Rev, 2013. 27 (1) : 55-62). 혈액학적 악성 종양의 치료 방법으로 동종 조혈 모세포 이식의 효능은 기저 질환, 이식전 조절 요법 및 이식편 내 기증자 백혈구가 매개하는 이식편대종양(GVT) 효과를 비롯한 여러 요인에 의해 영향을 받는다. 마지막 두 요소는 이식 관련 사망률 (TRM)과 균형을 이루어야 한다. 예를 들어, 감소된 강도 조절 요법은 종래의 골수 소멸성 조건화(myeloablative conditioning)에 의해 유발되는 매우 독성이 강한 염증성 '사이토카인 스톰 (cytokine storm)' 없이 도너 세포 이식에 충분한 면역 억제를 제공하기 위해 사용되고 있다. 이러한 덜 유해한 한 전략은 이전에 부적격 환자의 집단에서 HSCT이 사용될 수 있도록 한다. 그러나 비-재발-관련(non-relapse-related) 사망률을 줄이기 위한 개선으로, 재발은 치료 실패의 가장 일반적인 원인이 되었다. 감염 및 이식편대숙주 질환 역시 동종 조혈 모세포 이식의 주요 합병증이다. 따라서, 증가된 독성 없이 HSCT의 임상적 효능을 향상시키고 HSCT 후 재발 된 질병을 치료하는 추가 치료 방법이 필요하다.

본 명세서 기재된 발명에 앞서, 동종 이형성 HSCT 후 재발을 치료하기 위한 전략은 면역 억제, 2차 동종 이식 또는 DLI의 철회를 포함한다. 면역 억제의 중단은 제한된 사례 연구에서 성공적이었지만 단독으로 사용하는 경우에는 거의 효과가 없다. 2차 동종 이식은 재발에 대한 선택으로 남아 있지만 심각한 치료 관련 이환율과 사망률(치료받는 환자의 30 %까지)이 동반된다. 이러한 빈약한 옵션을 감안할 때, 공여자 T 림프구의 분리 및 수혜자에 대한 후속 주입을 통해 면역 매개 항종양 활성을 증진시키는 DLI의 사용은, DLI의 GVT 활성이 상당히 질병 의존적이며 여전히 높은 GVHD의 위험에도 불구하고, 동종 HSCT 후 질병의 재발에 대한 일반적인 치료법이 되었다. 이식 생물학의 주요 목표는 항원 제시 세포와 이펙터 T 세포 모두에 집중하여 GVHD와 GVT를 분리시키는 전략을 고안하는 것이다. 예를 들어, GVT와 GVHD의 기반이 되는 면역 효과 기전은 다를 수 있으며 약제로 이러한 차이를 조절하면 암 환자에게 치료 효과를 가져올 수 있다.

DLI는 재발된 만성 골수성 백혈병(CML)을 치료하는데 효과적이며, 만성 단계 질환으로 재발하는 대부분의 환자에서 지속적인 장기간의 분자 관해(molecular remission)를 유도할 수 있다. 그러나, 가속된 단계 또는 아세포발증(blast crisis) CML에 대한 DLI를 사용한 치료는 만성기 CML에 비해 현저히 덜 효과적이다. 더욱이, DLI의 활성은 CML에 비해 급성 골수성 백혈병(AML)에서 실망스럽다. 많은 경우, AML의 급속한 확산과 높은 질병 부담은 GVL 유발만으로는 관리될 수 없는 것으로 나타났으며, DLI를 후 완전히 전개되기까지 수주가 소요될 수 있다. 재발성 급성 림프구성 백혈병은 또한 대부분의 경우 DLI로 치료하는 것이 어려운(refractory) 것으로 악명이 높다. 본 명세서에 기술된 발명 이전에, DLI는 재발 성 골수종 환자의 서브 세트에서만 의미있는 GVT 효과를 초래할 수 있었다. DLI는 화학 요법 또는 면역 조절 약물과 병용하여 개선될 수 있지만 독성, GVHD 및 반응의 가변적인 지속성이 중요한 관심사로 남아 있다. 유사하게, 줄기세포 및 DLI 요법 후에 무통성(indolent) 비호지킨 림프종 (NHL)에서 유의한 GVT 효과가 보고되었으며, 보다 공격적인(aggressive) NHL 조직에서 강력한 영향을 지지하는 증거는 거의 없었다. DLI는 만성 림프구성 백혈병 또는 호지킨스 림프종에서 광범위하게 연구되지는 않았지만 일반적으로 그 활성은 낮거나 짧은 지속 기간을 가지며 GVHD는 중요한 관심사이다. 이와 함께, 이러한 결과는 DLI의 조절이 그 효능을 향상시키고 독성을 낮추기 위해, 특히 고위험군 환자에 있어서 필요함을 나타낸다.

암 환자의 DLI 치료에서 몇 가지 다른 요인이 평가되었다. 최적의 세포 투여량과 투약 일정은 GVT와 GVHD의 발달에 영향을 줄 수 있다. 관련이 없는 공여자 DLI 후 결과는 HLA-매치 동일단배체(haploidentical) 기증자로부터의 DLI 이후의 결과와 다를 수 있다는 우려가 있다. 사용 가능한 이식 기술이 발전됨에 따라, DLI는 GVHD에서 GVT쪽으로 면역의 균형을 이끄는 시도에 맞게 조정할 수 있다. 예를 들어, 동종반응성(alloreactive) T 세포 또는 CD8⁺ T 세포의 선택적 고갈 또는 CD4⁺ T 세포 (및 Treg 세포) 또는 NK 세포의 농축이 GVHD를 줄이기 위해 사용되었다. DLI의 종양 쪽으로의 활성을 증가시키기 위한 전략에는 이식 전의 생체 외 활성화가 포함된다. DLI 외에도 종양 침윤성 림프구를 포함하는 자가 림프구를 이용한 입양 세포(adoptive cell) 치료법이 혈액학 및 고형 종양에 대한 여러 가지 임상 환경에서 연구되어 왔다. T 세포 공학 기술은 전이된 림프구에 자살 유전자를 도입하여 GVHD의 이벤트를 제거하도록 하거나 다양한 종양 항원에 특이적인 키메라 항원 수용체 (CAR) 또는 T 세포 수용체를 도입하여 전달된 세포의 면역 이펙터(effector)를 종양에 대해 지시하도록 개발되었다. 면역 억제 및 면역 조절 약물 및 이식 후 단일 클론 항체의 사용도 평가되었다. 이러한 접근법을 보완하는 추가 전략은 입양 면역 요법 후에 특이성을 높이고, GVT를 극대화하며, GVHD를 최소화할 것이 요구된다. 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 본 명세서에 설명된 본 발명은 이러한 충족되지 않은 요구를 해결한다.

상기 기술된 입양 요법 접근법은 또한 전형적으로 전달된 세포의 생착을 용이하게 하기 위한 이식 전 컨디셔닝 요법(pre-transplant conditioning regimen)을 포함한다. 이러한 요법은 당업계에 공지되어 있으며, 골수 절제(MA) 컨디셔닝 화학 요법 및 방사선 요법, 감소된 강도 조컨디셔닝(RIC) 및 비-MA 요법을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 위에서 언급한 바와 같이, 적절한 컨디셔닝 요법의 선택은 TRM, 이식의 수용성 및 지속성, GVT 활성 및 GVHD에 영향을 미친다. 본 명세서의 목적 상, 컨디셔닝 요법은 입양 세포 치료의 일부로 가정된다.

인터루킨-15(IL-15)는 CD8⁺ T 및 NK 세포 수를 증가시키고 실험 모델에서 작용하는 강력한 사이토카인이다. 그러나, 본 명세서에 기술된 발명 전에, IL-15를 치료학적으로 사용하는데 장애가 있었으며, 특히 이의 낮은 효능(potency) 및 짧은 생체 내 반감기가 문제였다. 이를 극복하기 위해 IL-15N72D 돌연변이 및 IL-15RαSu/Fc 융합체로 구성된 IL-15 과작동제 복합체 (ALT-803 또는 IL-15 SA라고 함)가 개발되었다. ALT-803은 혈청 반감기가 현저히 길고, 임파상기관에 대한 생체 분포가 개선되었으며, 동물 모델에서 다양한 종양에 대한 생체 내 활성이 증가되었다.

본 명세서에 기재된 바와 같이, 동종(이계) 조혈 모세포 이식의 마우스 수혜자에서 ALT-803의 효과가 평가되었다. 아래에서 자세히 설명하는 것과 같이, 이식받은 사람에게 ALT-803을 매주 투여하면 CD8⁺ T 세포(특히 CD44⁺ 기억/활성화된 표현형) 및 NK 세포 수가 크게 증가했다. IFN-γ 및 TNF-α를 발현하는 CD8⁺ T 세포의 수준이 ALT-803 처리된 마우스에서 증가했다. 나아가, ALT-803은 CD8⁺ T 세포에서 NKG2D 발현을 상향조절하였다. 또한, ALT-803은 느린 증식 및 비-증식 세포를 자극하여 활발히 증식하는 세포가 되도록 하여 동계 및 동종이계 모델 내에 입양 전달된(adoptively transferred) CFSE-표지된 T 세포의 증식 및 사이토카인 분비를 증진시켰다. 아래에서 상세히 설명하는 바와 같이, 쥣과의 비만 세포종(P815) 및 쥣과의 B 세포 림프종(A20)에 대한 항종양 활성에 대한 ALT-803의 효과를 또한 평가 하였다. ALT-803은 T 세포 주입 후 이러한 종양에서 이식편대종양(GVT) 활성을 향상시켰다. ALT-803 투여는 이식편대숙주 질환을 증가시키지 않고 쥣과 공여자 백혈구 투입(DLI) 모델에서 A20 림프종 세포에 대한 GVT 활성을 제공하였다. 따라서, 본 명세서에 기술된 바와 같이, ALT-803은 줄기세포 이식 및 적응면역요법(adaptive immunotherapy)을 보완하는 매우 강력한 T 세포 림프구 성장 인자 및 면역 치료제이다.

IL-15는 면역 이펙터 세포, 특히 NK, NK-T 및 CD ⁺T 세포의 발달, 활성화, 귀소(homing) 및 생존을 포함하는 선천성 및 후천성(adaptive) 면역 시스템에서 다양한 역할을 하는 다면발현성(pleiotropic) 사이토카인이다(Cooper, MA, et al., Blood, 2001, 97 (10):p.3165-51). IL-15는, 공통의(common) 감마 사슬(γc) 패밀리의 멤버로, IL-15Rα, IL-2Rβ 및 γc 사슬로 구성된 수용체 복합체에 결합한다 (Grabstein, KH, et al., Science , 1994. 264 (5161) : 965-8 페이지, Giri, JG 등, Embo J, 1995. 14 (15) : 3654-63 페이지). 나아가, IL-15는 NK 세포의 발달, 항상성 및 활성의 주요 조절자로서 기능한다(Prlic, M., 등, J Exp Med, 2003. 197 (8) : 967-76 페이지, Carson, WE, et al., J Clin Invest, 1997. 99 (5) : p.937-43). 정상 쥐에 대한 IL-15 투여 또는 형질 전환 마우스 모델에서 IL-15의 과발현은 비장에서 NK 세포의 수 및 백분율(Evans, R., 등, Cell Immunol, 1997.179(1) : pp. 66-73; Marks-Konczalik, J., et al., Proc Natl Acad Sci U S A, 2000. 97(21): p. 11445-50), NK 세포의 증식 및 생존, 뿐만 아니라 이들의 세포용해 활성 및 사이토카인 분비를 증가시킨다. IL-15 투여는 또한 줄기세포 이식의 수혜자에서 NK 세포 수와 기능을 증가시킬 수 있다(Katsanis, E. 등, Transplantation, 1996. 62 (6) : p. 872-5, Judge, AD, et al ., J Exp Med, 2002. 196 (7) : 935-46 페이지; Alpdogan, O., et al., Blood, 2005.105 (2) : 865-73 페이지, Sauter, CT, et al. , Bone marrow transplantation, 2013. 48 (9) : 1237-42 페이지).

재조합 인간 IL-15(rhIL-15)의 임상 발달의 주요 한계는 표준 포유동물 세포 발현 시스템에서의 낮은 생산 수율과 짧은 혈청 반감기이다(Ward, A., et al., Protein Expr Purif, 2009. 68 (1): 42-8 페이지, Bessard, A., 등, Mol Cancer Ther, 2009.8(9):2736-45 페이지). 동일한 세포에서 동시에 발현되는 두 단백질을 갖는 IL-15:IL-15Rα 복합체의 형성은 트랜스(trans)-발현 메커니즘을 통해 IL-2βγc 수용체를 갖는 면역 이펙터 세포를 자극할 수 있다. 또한, IL-15가 IL-15Rα에 결합될 때, 이는 유리(free) IL-15와 비교하여 IL-15의 IL-2Rβ 펩타이드에 대한 친화성을 약 150배 증가시킨다(Ring, AM, et al., Nat Immunol, 2012. 13 (12) : p.1187-95). 증가된 IL-2Rβ 결합 능력(천연 IL-15보다 4-5 배 높음)을 갖는 IL-15 (IL-15N72D)의 과작동제 돌연변이가 치료 용도로 확인되었다(Zhu, X., et al., Novel human interleukin-15 agonists, J Immunol, 2009. 183 (6) : p.3598-607).

아래에 상세히 기술된 바와 같이, IL-15N72D와 가용성 IL-15Rα의 강력한 상호 작용은 IL-15RαSu/Fc에 결합된 IL-15N72D와 IL-15 과장동제 복합체를 생성하기 위해 이용되었다. 용해성 융합 단백질, IL-15RαSu/Fc는 인간 IL-15RαSu 도메인을 Fc 도메인을 함유하는 인간 IgG1과 연결시킴으로써 생성되었다. IL-15:IL-15Rα 복합체에 대한 연구는 IL-15의 증가된 세포 내 안정성의 이점을 나타냈다 (Bergamaschi, C. 등, J Biol Chem, 2008. 283(7) : 4189-99 페이지, Duitman, E.H., et al., Mol Cell Biol, 2008. 28(15) : p.4851-61). IL-15N72D 및 IL-15RαSu/Fc 단백질 모두의 공동 발현은 천연 IL-15와 비교하여 유의하게 더 긴 혈청 반감기 및 증가된 생물학적 활성을 갖는 가용성이고 안정한 복합체를 초래하였다 (Han, K.P. 등, Cytokine, 2011. 56(3):804-10 페이지). 상기 개시된 바와 같이 이러한 IL-15N72D:IL-15RαSu/Fc 복합체(ALT-803)는 IL-15-의존성 세포의 시험관 내 증식을 촉진 시키는데 있어서 유리 IL-15보다 10 배를 초과하는 활성을 나타내었다 (Zhu, et al., Novel human interleukin-15 agonists, J Immunol, 2009.183 (6):p.3598-607). ALT-803은 동계의 다중 골수종 쥣과 모델에서 강력한 항-종양 활성을 갖는다(Xu, W., 등, Cancer Res, 2013. 73(10): 3075-86 페이지). 본 명세서에는 쥣과 모델에서 동종이계 조혈 줄기세포의 이식(HSCT)의 수혜자에서 면역 재구성 및 이식편대종양(GVT)/이식편대백혈병(GVL) 활성에 대한 ALT-803의 강력한 효능이 기술되어 있다.

IL-15은 동종이계 및 홑배수동종(haploidentical)의 HSCT의 수혜자에 있어서 항암 활성을 향상시킨다(Alpdogan, O., 등, Blood, 2005. 105 (2):P865-73; Sauter, C.T., et al., Bone Marrow Transplant, 2013. 48(9): p. 1237-42). IL-15 반감기는 대략적으로 투여 1시간 후이고 치료를 위해 매일 투여한다 (Stoklasek, T.A., K.S. Schluns, and L. Lefrancois, J Immunol, 2006. 177(9): p. 6072-80). 비인간 영장류에서 재조합 인간 IL-15(rhIL-15)의 장기적인 효과가 연구되어, IL-15를 8-14 일간 매일 투여하는 경우 림프구 증가증 및 백혈구 증가증을 야기하며, 이러한 연구에서 28일째 IL-15를 중단한 후 백혈구 수가 정상으로 회복된 것을 보여준다(Berger, C., et al., Blood, 2009. 114(12): p. 2417-26). 동일한 연구에서 면역학적 파라미터 또한 28 일째에 기준으로 회복되었다. IL-15의 짧은 반감기 및 일일 투여의 한계로 인해, IL-15의 다른 투약 전략이 치료학적 세팅에서(therapeutic setting)의 추가 평가가 필요하다.

콘론 (Conlon)등은 재조합 인간 IL-15 투여가 매일의 볼루스(bolus) 주입 후 NK 및 CD8⁺ T 세포의 재분배, 증식, NK 및 CD8⁺ T 세포의 활성화 및 염증성 사이토 카인 생산을 증가시키는 것으로 보고하였다(Conlon, K.C., et al., J Clin Oncol, 2015. 33(1): p. 74-82). 저자들은 또한 사이토카인의 독성을 줄이기 위해 대체 투여 전략이 연구되었다고 언급했다. ALT-803은 안전성이 보다 뛰어나며 혈장의 반감기가 길어 임상에 유용하다.

본 명세서에 기술된 것은 ALT-803이 동종이형성 HSCT의 수혜자에서 NK 및 CD8⁺ T 세포를 자극하기 위한 강력한 면역 요법 제제임을 나타내는 결과이다. 아래에 자세하게 설명된 바와 같이, ALT-803은 CD8⁺ 기억 T 세포 및 NK 세포의 팽창을 촉진하였지만, CD4⁺ T 세포는 팽창시키지 않았다. ALT-803은 또한 CD8⁺ T 세포에서 NKG2D 발현 수준을 유의하게 증가시켰다. 선천적인 면역 세포의 활성화 수용체인 NKG2D는 주로 NK 세포, γδT 세포 및 활성화된 CD8⁺ T 세포의 표면에 발현된다. 상기 NKG2D 수용체는 종양 형성 및 종양 감시에 대한 선천성 면역 및 후천성 면역 모두에서 중추적인 역할을 한다(BBauer, S., et al., Science, 1999. 285(5428): p. 727-9; Coudert, J.D. and W. Held, Semin Cancer Biol, 2006. 16(5): p. 333-43). ALT-803이 기억 CD8⁺ T 세포를 유도하여 선천성 면역에 관여하는 수용체를 증식 및상향 조절하고, IFN-γ를 분비하며 다발성 골수종의 쥣과 모델에서 항원 자극이 없이 악성 세포를 죽일 수 있는 능력을 획득하는 것이 이전에 밝혀졌다(Xu, W., et al., Cancer Res, 2013. 73(10): p. 3075-86).

본 명세서에 기술된 결과는 ALT-803이 HSCT 환경에서 면역 세포에 유사한 효과를 갖는다는 것을 입증한다. 따라서, 높은 NKG2D 발현을 갖는 CD8⁺ T 세포(즉, NKT 세포)가 ALT-803에 의해 유도되고, HSCT에서 강력한 항종양 활성에 기여할 가능성이 있다. 본 명세서에 제시된 결과는 CD8⁺ T 세포 상의 NKG2D 발현이 CD8⁺ T 세포의 생존 및 세포 독성 기능을 촉진시킴으로써 GVHD 및 GVT를 중재하는 것과 관련이 있다는 최근의 보고서의 결과와 일치한다 (Karimi, MA, et al., Blood, 2015). NKG2D 차단은 GVHD를 약화시키는 반면 CD8⁺ T 세포가 항종양 활성을 회복하도록 하는 것으로 나타났다. 종양에 대한 NK 및 NK-T 세포의 세포 매개 세포 독성에 대한 수용체를 활성화시키는 기능 이외에, NKG2D는 또한 종양 세포가 스트레스-유도 NKG2D 리간드를 과발현하는 종양 부위에 NK 및 NKT 세포를 모집하는 수용체로서 작용하는 것으로 제안되었다(Maccalli, C., S. Scaramuzza, and G. Parmiani, Cancer Immunol Immunother, 2009. 58(5): p. 801-8). 본 명세서에 기재된 HSCT 연구에서, ALT-803은 CD4⁺T 세포의 증식 및 활성화를 유의하게 촉진하지는 않았다.

동종이계 HSCT 이식 후 IL-15 투여는 TCD-BMT 후 GVHD에 영향을 미치지 않으면서 T 세포-고갈 모델에서 GVHD의 발생을 향상시킬 수 있다(Alpdogan, O., et al., Blood, 2005. 105(2): p. 865-73). 흥미롭게도, IL-15는 매우 낮은 용량의 T 세포 주입 환자에서 GVHD를 증가시키지 않았다(Sauter, C.T., et al., Bone Marrow Transplant, 2013. 48(9): p. 1237-42). 이 연구에서 동일한 모델을 사용하여, ALT-803이 GVHD의 발생을 증가시키지 않았고 홑배수동종관계(haploidentical) HSCT 수혜자의 생존율을 향상시키는 것으로 확인되었다. ALT-803이 홑배수동종관계 HSCT의 수혜자에서 NK 세포수를 증가시키는 것을 입증하는 결과가 본 명세서에 기재되어있다. ALT-803은 또한 NK 세포의 세포 독성을 강력하게 활성화시킨다 (Seay, K., et al., J Virol, 2015. 89(12): p. 6264-74). 미스매치된 HSCT의 수혜자에서의 NK 세포 동종이식편반응(alloreactivity)은 숙주 유래 항원 제시 세포를 감소시킴으로써 GVHD의 발달을 억제할 수 있다(Ruggeri, L., et al., Science, 2002. 295(5562): p. 2097-100). 따라서, 홑배수동종관계 HSCT에서 ALT-803 투여에 의한 NK 세포 수의 증가 및 세포 독성의 증가는 GVT에 기여할 뿐만 아니라 숙주 유래 항원제시 세포를 감소시키는 것으로 생각된다. 숙주 유래 항원 제시 세포의 감소는 GVHD를 담당하는 숙주 특이적 CD8⁺ 이펙터 T 세포의 활성화를 감소시킨다. 그러나 NK 세포 관련 GVT 활성은 분명히 A20 종양 세포 성장을 극복하고 이식 전후의 T 세포 주입이 없이 A20 림프종을 갖는 수혜자의 전체 생존율을 향상시킬 정도로 강하지는 않았다. ALT-803 치료군에서 생존의 이점을 얻기 위해서는 낮은 용량의 T 세포 주입만이 필요했다. 이것은 아마도 CD8⁺ 기억 T 세포의 확장을 촉진하고 이들의 이펙터 기능을 향상시키는 ALT-803의 독특한 능력의 결과일 것이다.

DLI는 동종이계 HSCT 후 GVT 효과를 증가시킴으로써 재발-메니지먼트 전략으로 개발되었다(Kolb, H.J., et al., Blood, 1990. 76(12): p. 2462-5). DLI는 HSCT 후 재발한 질병이 있는 수혜자에서 대부분의 악성 혈액 질환을 치료하는 데 사용된다. 급성 백혈병 환자에서 일반적인 반응률은 30% 미만이며 오래가지 않는다 (Tomblyn, M. and H.M. Lazarus, Bone marrow transplantation, 2008. 42(9): p. 569-79). Collins 등은 급성 백혈병 환자에서 DLI에 대한 반응률이 20% 미만이라는 것을 발견했다(Collins, R.H., Jr., et al., J Clin Oncol, 1997. 15(2): p. 433-44). 최근 몇 년간, 동종이계 HSCT 후 재발하거나 또는 지속적인 혈액학적 악성 종양의 치료를 위한 DLI의 효능을 향상시키는 방법이 개발되었다(Chang, Y.J. and X.J. Huang, Blood Rev, 2013. 27(1): p. 55-62). 다양한 사이토카인으로 공여자의 백혈구 활성을 증진시키는 것이 연구되었다. 동종이계 HSCT 후 재발된 백혈병 환자에서 DLI 후 IL-2 치료는 유익한 결과를 제공하지 못하였고, GVHD의 발생을 증가시켰다(Inamoto, Y., et al., Biol Blood Marrow Transplant, 2011. 17(9): p. 1308-15). 본 명세서에 기술된 발명 이전에, IL-15는 인간 또는 쥣과 이식 모델에서 DLI에 후속적으로 사용되지는 않았다. 본 명세서에 기술된 것은 A20 쥣과 임파종 모델 시스템에 대한 DLI 모델의 개발이다. 본 명세서에 기술된 실험은 정제된 T 세포-함유 DLI의 활성을 조사하는데 초점을 맞추었고, 결과는 ALT-803 투여가 쥣과의 림프종 모델에서 DLI의 활성을 유의하게 증가시킨다는 것을 밝혀냈다. 또한, 비 이식 림프종 모델의 예비 결과는 ALT-803이 정상 마우스에서 림프구 제거(lymphodepletion) 후자가 T 세포 주입의 항림프종 활성을 증가시킬 수 있음을 보여 주며, 이는 ALT-803이 림프종/백혈병 치료에 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다.

본 명세서에 기술된 것은 ALT-803의 1주일 당 1회 투여가 쥣과 종양 모델, 쥣과 비만 세포종 및 쥣과B 세포 림프종에서 지속적인 면역학적 및 항종양 활성을 제공한다는 것을 입증하는 결과이다. ALT-803의 실질적인 항종양 활성이 동유전적(syngenetic) 모델에서 다발성 골수종에 대해 이전에도 보고되었다 (Xu, W., 등, Cancer Res, 2013. 73 (10) : 3075-86 페이지). 이는 rhIL-15와 비교하여 ALT-803의 더 긴 혈청 반감기 및 이의 유리한 약물 동태 프로파일로 인한 것으로 보인다 (Han, K.P., et al., Cytokine, 2011. 56(3): p. 804-10). 이러한 연구의 결과는 현재 고체 및 혈액학적 악성 종양에 대한 다양한 임상 시험에서의 매주 투여 요법을 뒷받침한다.

요약하면, ALT-803은 강력한 림프구 성장 인자이며, GVHD를 악화시키지 않으면서 줄기세포 이식 및 적응성(adaptive) T 세포 요법의 수혜자에서 면역 기능을 강화시키는 강력한 치료제로서 유용하다.

IL-15 : IL- 15Rα 복합체

상기에서 정의된 바와 같이, IL-15:IL-15Rα 융합 단백질 복합체는 천연 IL-15Rα의 가용성 IL-15Rα 도메인에 비공유 결합된 IL-15를 갖는 복합체를 지칭할 수 있다. 일부의 경우, 가용성 IL-15Ra는 생물학적으로 활성인 폴리펩타이드 및/또는 IgG Fc 도메인에 공유결합된다. IL-15는 IL-15 또는 제2의 생물학적 활성 폴리펩티드에 공유결합된 IL-15일 수 있다. IL-15 : IL-15Rα 복합체의 결정 구조는 문헌 Chirifu et al., 2007 Nat Immunol 8, 1001-1007에 기재되어 있으며, 이는 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다.

한 측면에서, 본 발명은 IL-15 : IL-15Rα 융합 단백질 복합체를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 IL-15(또는 IL-15R 변이종(variant))을 코딩하는 제1 DNA 벡터 및 IL-15Rα 융합 단백질을 코딩하는 제2 DNA 벡터를 숙주 세포(예를 들어, 포유동물 세포)에 도입하는 단계; 상기 숙주 세포를 IL-15 (또는 IL-15 변이종) 및 IL-15Rα 융합 단백질을 발현시키기에 충분한 조건 하의 배지에서 숙주 세포를 배양하는 단계; 및 IL-15 : IL-15Rα 융합 단백질 복합체를 숙주 세포 또는 배지로부터 정제하는 단계를 포함한다.

다른 측면에서, 본 발명은 IL-15 : IL-15Rα 복합체를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 IL-15(또는 IL-15R 변이종(variant))을 코딩하는 제1 DNA 및 IL-15Rα/Fc 융합 단백질을 코딩하는 제2 DNA를 숙주 세포에 도입하는 단계; 상기 숙주 세포를 IL-15 (또는 IL-15 변이종) 및 IL-15Rα/Fc 융합 단백질을 발현시키기에 충분한 조건 하의 배지에서 숙주 세포를 배양하는 단계; 및 IL-15 : IL-15Rα /Fc 복합체를 숙주 세포 또는 배지로부터 정제하는 단계를 포함한다.

다른 측면에서, 본 발명은 IL-15Rα/Fc 융합 단백질을 함유하는 IL-15 : IL-15Rα 융합 단백질 복합체를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 IL-15(또는 IL-15 변이종) 및 IL-15Rα/Fc 융합 단백질을 숙주 세포에서 공발현하는 단계; IL-15(또는 IL-15 변이종) 및 IL-15Rα/Fc 융합 단백질을 발현시키기에 충분한 조건 하의 배지에서 숙주 세포를 배양하는 단계; 및 IL-15 : IL-15Rα/Fc 융합 단백질 복합체를 숙주 세포 또는 배지로부터 정제하는 단계를 포함한다.

다른 측면에서, 본 발명은 IL-15N72D : IL-15RαSu/Fc 융합 단백질 복합체의 제조 방법을 제공하며, 숙주 세포에서 IL-15N72D 및 IL-15RαSu/Fc 융합 단백질을 공동 발현시키는 단계; IL-15N72D 및 IL-15RαSu/Fc 융합 단백질을 발현시키기에 충분한 조건 하의 배지에서 숙주 세포를 배양하는 단계; 및 IL-15N72D:IL-15RαSu/Fc 복합체의 IL-15 결합 사이트가 모두 완전히 점령된(occupied) 숙주 세포 또는 배지로부터 IL-15N72D:IL-15RαSu/Fc 융합 단백질 복합체를 정제하는 단계를 포함한다.

본 명세서에 기술된 본 발명의 상기 양태 또는 임의의 다른 양태의 다양한 구체예에서, IL-15Rα 융합 단백질은 가용성 IL-15Rα, 예를 들어, 생물학적 활성 폴리 펩타이드에 공유 결합된 IL-15Rα(예를 들어, IgG의 중쇄 불변 도메인, IgG의 중쇄 불변 도메인의 Fc 도메인)을 포함한다. 본 발명의 상기 양태의 다른 구체예에서, IL-15는 IL-15, 예를 들어 제2 생물학적 활성 폴리펩티드에 공유결합된 IL-15를 포함한다. 다른 실시 양태에서, 숙주 세포 또는 배지로부터 IL-15 : IL-15Rα 복합체를 정제하는 것은 IL-15 : IL-15Rα 융합 단백질 복합체에 특이적으로 결합하는 친화성 표지시약(affinity reagent) 상에서 IL-15 : IL-15Rα 복합체를 포획하는 것을 포함한다. 다른 구체예에서, IL-15Rα 융합 단백질은 IL-15Rα/Fc 융합 단백질을 함유하고 친화성 표지시약은 Fc 도메인에 특이적으로 결합한다. 다른 구체예에서, 친화성 표지시약은 단백질 A 또는 단백질 G이다. 다른 구체예에서, 친 화성 표지시약은 항체이다. 다른 구체예에서, 숙주 세포 또는 배지로부터 IL-15 : IL-15Rα 복합체를 정제하는 단계는 이온교환 크로마토그래피를 포함한다. 다른 구체예에서, 숙주 세포 또는 배지로부터 IL-15:IL-15Rα 복합체를 정제하는 것은 사이즈기 배제 크로마토 그래피를 포함한다.

다른 구체예에서, IL-15Rα는 IL-15RαSushi(IL-15RαSu)를 포함한다. 다른 구체예에서, IL-15는 변이체 IL-15(예 : IL-15N72D)이다. 다른 구체 예에서, 상기 IL-15:IL-15Rα 복합체의 IL-15 결합 부위는 완전히 점유되어 있다. 다른 구체예에서, IL-15 : IL-15RαSu/Fc 복합체의 IL-15 결합 부위 모두는 완전히 점유되어 있다. 다른 구체예에서, IL-15:IL-15Rα 복합체는 복합 전하 또는 크기 특성에 기초하여 정제된다. 다른 실시 양태에서, 완전히 점유된 IL-15N72D:IL-15RαSu/Fc 융합 단백질 복합체는 복합 전하 특성에 기초한 음이온 교환 크로마토그래피에 의해 정제된다. 다른 실시 양태에서, 완전히 점유된 IL-15N72D:IL-15RαSu/Fc 융합 단백질 복합체는 저이온 강도 중성 pH 완충액 및 증가하는 이온 강도의 완충액을 사용하는 용출 조건을 사용하는 결합 조건을 갖는 4급 아민-기초 수지를 사용하여 정제된다.

본 발명의 가용성 융합 단백질 복합체의 특정 실시 양태에서, IL-15 폴리펩타이드는 천연 IL-15 폴리펩타이드와 상이한 아미노산 서열을 갖는 IL-15 변이체이다. 인간 IL-15 폴리펩타이드는 본 명세서에서 huIL-15, hIL-15, huIL15, hIL15, IL-15 야생형(wt)으로 지칭되며, 이의 변이체는 본래의 아미노산을 사용하여, 성숙 서열에서의 그 위치와 변형된 아미노산으로 언급된다. 예를 들어, huIL15N72D는 72 번 위치에서 N의 D로의 치환을 포함하는 인간 IL-15를 나타낸다. 특정 구현예에서, IL-15 변이체는 예를 들어 천연의 IL-15 폴리펩티드에 비해 IL-15RβγC에 대한 증가된 결합 활성에 의해 입증된 IL-15 아고니스트(agonist)로서 기능한다. 특정 실시 양태에서, IL-15 변이체는 예를 들어 천연 IL-15 폴리펩타이드와 비교하여 IL-15RβγC 수용체에 대한 감소된 결합 활성에 의해 입증되는 IL-15 길항제(antagonist)로서 기능한다. 특정 실시 양태에서, IL-15 변이체는 천연 IL-15 폴리펩타이드와 비교하여 IL-15RβγC 수용체에 대한 증가된 결합 친화력 또는 감소 된 결합 활성을 갖는다. 특정 실시 양태에서, IL-15 변이체의 서열은 천연 IL-15 서열과 비교하여 적어도 하나의(즉, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 이상) 아미노산 변화를 갖는다. 아미노산 변화는 IL-15Rβ 및/또는 IL-15RγC와 상호작용하는 IL-15의 도메인에서의 하나 이상의 아미노산 치환 또는 결실을 포함할 수 있다. 특정 실시 양태에서, 아미노산 변화는 성숙한 인간 IL-15 서열의 위치 8, 61, 65, 72, 92, 101, 108 또는 111에서의 하나 이상의 아미노산 치환 또는 결실이다. 예를 들어, 아미노산 변화는 성숙 인간 IL-15 서열의 8 위치에서 D에서 N 또는 A로, 61 위치에서 D에서 A로, 65 위치에서 N에서 A로, 72 위치에서 N에서 R로, 108 위치에서 Q에서 A로, 또는 이러한 치환의 어떠한 조합이다. 특정 실시 양태에서, 아미노산 변화는 성숙한 인간 IL-15 서열의 72 번 위치에서 N 에서 D로의 치환이다.

ALT-803

ALT-803은 IL-2Rβγ에 바인딩하는 증가된 능력 및 증가된 생물학적 활성을 갖는 IL-15 돌연변이를 포함한다(미국 특허 제8,507,222호, 본 명세서에 참고문헌으로 편입됨). 이 IL-15의 수퍼아고니스트(과작동제) 돌연변이는 공개문헌에 기재되었으며(J Immunol 2009 183:3598), 미국 특허 및 상표청에 수퍼아고니스트로 등록되었으며, 여러 특허출원이 계류중이다(예, 미국 일련번호 제12/151,980호 및 13/238,925호). 가용성 IL-15α 리셉터 융합 단백질(IL-15RαSu/Fc)와 함께 이 IL-15 수퍼아고니스트는 시험관내 및 생체내에서 고 효능 IL-15 활성을 갖는 단백질 복합체를 형성한다(Han et al., 2011, Cytokine, 56: 804-810; Xu, et al., 2013 Cancer Res. 73:3075-86, Wong, et al., 2013, OncoImmunology 2:e26442). 이 IL-15 수퍼아고니스트 복합체(IL-15N72D:IL-15RαSu/Fc)는 ALT-803이라 칭하여진다. 약물동태학 분석은 상기 복합체가 마우스에서의 i.v. 투여 후에 25시간의 반감기를 갖는 것으로 나타났다. ALT-803은 면역적격 마우스에서 공격적인 고형 및 혈액학적 종양 모델에 대해 인상적인 항-종양 활성을 나타낸다. 이는 일주일에 2회 또는 1회 i.v. 투여 요법을 이용한 단일 요법으로, 또는 항체와 함께 병용 요법으로서 투여될 수 있다. ALT-803 항-종양 반응은 또한 지속적이다. ALT-803 처리 후에 치료된 종양을 갖는 마우스는 또한 동일한 종양 세포의 재도전(re-challenge)에 대해 매우 저항적이었으며, 이는 ALT-803이 재도입된 종양 세포에 대해 효과적인 면역학적 메모리 반응을 유도함을 나타낸다.

인터루킨-15

인터루킨-15(IL-15)는 이펙터 NK 세포 및 CD8⁺ 메모리 T 세포의 발달, 증식 및 활성화를 위한 중요한 사이토카인이다. IL-15는 IL-15 리셉터 α(IL-15α)에 바인딩하고, 이펙터 세포상에서 IL-2/IL-15 리셉터 β-공통 γ 사슬(IL-15Rβγ_c) 복합체를 트랜스로 제시된다. IL-15 및 IL-2는 IL-15Rβγ_c에 대한 바인딩을 공유하고, STAT3 및 STAT5 경로를 통해 신호를 보낸다. 그러나, IL-2는 또한 CD4⁺CD25⁺FoxP3⁺ 조절 T(Treg) 세포의 유지를 뒷받침하며, 활성화된 CD8⁺ T 세포의 세포 사멸을 유도한다. 이러한 효과는 종양에 대한 IL-2의 치료 활성을 제한할 수 있다. IL-15는 IL-2와 이러한 면역억제 활성을 공유하지 않는다. 또한, IL-15는 이펙터 CD8⁺ T 세포에 대한 항-아포토틱 신호를 제공하는 것으로 알려진 유일한 사이토카인이다. IL-15는 단독으로 투여되거나, IL-15Rα와 복합체로서 투여되는데, 이는 실험동물 모델에서 잘 확립된 고형 종양에 대해 강력한 항-종양 활성을 나타내어, 잠재적으로 암을 치료할 수 있는 가장 유망한 면역치료 약물 중 하나인 것으로 확인되었다.

IL-15에 기초한 암 치료의 임상적 발달을 촉진하기 위해, IL-15에 비해 증가된 생물학적 활성을 갖는 IL-15 돌연변이(IL-15N72D)가 확인되었다(Zhu et al., J Immunol, 183: 3598-3607, 2009). 이 IL-15 수퍼아고니스트(IL-15N72D)의 약물동태학, 생체 분포 및 생물학적 활성은 IL-15N72D:IL-15RαSu/Fc 융합 단백질(ALT-803)의 생성에 의해 더욱 개선되었으며, 이에 따라 상기 수퍼아고니스트 복합체는 생체내 네이티브 사이토카인의 적어도 25배의 활성을 갖는다(Han et al., Cytokine, 56: 804-810, 2011).

Fc 도메인

ALT-803은 IL-15N72D:IL-15RαSu/Fc 융합 단백질 복합체를 포함한다. IgG의 Fc 영역을 다양한 사이토카인 및 가용성 리셉터들과 같은 다른 단백질의 도메인과 결합하는 융합 단백질들이 보고되었다(참조, 예 Capon et al., Nature, 337:525-531, 1989; Chamow et al., Trends Biotechnol., 14:52-60, 1996; U.S. Pat. Nos. 5,116,964 및 5,541,087). 원형(prototype) 융합 단백질은 IgG Fc의 힌지 영역 내의 시스테인 잔기를 통해 연결된 호모다이머 단백질이며, 이는 중쇄 가변 및 C_H1 도메인 및 경쇄가 없는 IgG 분자와 유사한 분자를 형성한다. 상기 Fc 도메인을 포함하는 융합 단백질들의 다이머 특성은 다른 분자들과의 고위 상호작용(즉, 다가 또는 이중 특이적 바인딩)을 제공하는데 유용할 수 있다. 구조적 상동성에 기인하여, Fc 융합 단백질은 유사한 아이소타입을 갖는 인간 IgG의 생체 내 약물동태학 프로파일에 상당하는 생체내 약물동태학 프로파일을 나타낸다. IgG 클래스의 면역글로블린은 인간 혈액 내에서 가장 풍부한 단백질이며, 이들의 순환 반감기는 21일 정도로 길 수 있다. IL-15 또는 IL-15 융합 단백질의 순환 반감기를 연장시키기 위해, 그리고/또는 이의 생물학적 활성을 증가시키기 위해, 인간 중쇄 IgG 단백질의 Fc 부분에 공유결합된 IL-15RαSu에 비공유결합된 IL-15 도메인을 함유하는 융합 단백질 복합체가 제조되었다(예, ALT-803).

용어 "Fc"는 항체의 비-항원-바인딩 프래그먼트를 칭한다. 이러한 "Fc"는 모노머릭 또는 멀티머릭 형태일 수 있다. 네이티브 Fc의 오리지널 면역글로블린 공급원은 바람직하게 인간 기원의 것이며, 어떠한 면역글로블린일 수 있으나, IgG 1 및 IgG2가 바람직하다. 네이티브 Fc's는 공유(즉, 이황화 결합) 및 비공유 결합에 의해 다이머릭 또는 멀티머릭 형태로 결합될 수 있는 모노머릭 폴리펩타이드들로 구성된다. 네이티브 Fc 분자의 모노머 서브유닛들 사이의 분자간 이황화 결합의 수는 클래스(예, IgG, IgA, IgE) 또는 서브클래스(예, IgG1, IgG2, IgG3, IgA1, IgGA2)에 따라 1 내지 4 범위이다. 네이티브 Fc의 일 예는 IgG의 파파인 다이제션(papain digestion)으로부터 형성된 이황화 결합된 다이머이다(참조 Ellison et al.(1982), Nucleic Acids Res. 10: 4071-9). 본 명세서에 사용된 용어 "네이티브(native) Fc"는 모노머릭, 다이머릭 및 멀티머릭 형태에 대해 포괄적인 것이다. Fc 도메인은 단백질 A, 단백질 G, 다양한 Fc 리셉터 및 컴플리먼트 단백질에 대한 바인딩 사이트를 함유한다.

일부 구현으로, 용어 "Fc 변이체(variant)"는 네이티브 Fc로부터 변형되었으나 여전히 샐비지(salvage) 리셉터, FcRn에 대한 바인딩 사이트를 포함하는 분자 또는 서열을 칭한다. 국제출원 WO 97/34631(1997년 9월 25일 공개) 및 WO 96/32478에는 예시적인 Fc 변이체들이 기재되어 있을 뿐만 아니라, 샐비지 리셉터와의 상호작용에 대해 기재되어 있으며, 이들 문헌은 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다. 따라서, 용어 "Fc 변이체"는 비인간 네이티브 Fc로부터 인간화된 분자 또는 서열을 포함한다. 더욱이, 네이티브 Fc는 이들이 본 발명의 융합 분자를 위해 요구되지 않는 구조적 특징이나 생물학적 활성을 제공하여 제거될 수 있는 사이트를 포함한다. 따라서, 특정 구현에서, 용어 "Fc 변이체"는 (1) 이황화 결합 형성, (2) 선택된 숙주 세포와의 비혼화성, (3) 선택된 숙주 세포에서 발현시 N-말단 이질성, (4) 글리코실화, (5) 컴플리먼트와의 상호작용, (6) 샐비지 리셉터와 다른 Fc 리셉터에 대한 바인딩, (7) 항체-의존적 세포-매개 세포독성(ADCC), 또는 (8) 항체 의존적 세포성 식세포작용(ADCP)에 영향을 주거나 연루된, 하나 이상의 네이티브 Fc 사이트 또는 잔기가 결여된 분자 또는 서열을 포함한다. Fc 변이체는 이후에 보다 상세히 설명된다.

용어 "Fc 도메인"은 상기 정의한 바와 같은 네이티브 Fc 및 Fc 변이체 분자 및 서열을 포함한다. Fc 변이체 및 네이티브 Fc's와 관련되어, 용어 "Fc 도메인"은, 전체 항체로부터 다이제션되거나 또는 재조합 유전자 발현 또는 다른 수단에 의해 생산되는 모노머릭 또는 멀티머릭 형태의 분자를 포함한다.

융합 단백질 복합체

본 발명은 IL-15N72D과 IL-15RαSu/Fc 간의 단백질 복합체인 ALT-803을 제공한다.

IL-15N72D 핵산 서열의 예를 하기에 제공하였다(리더 펩타이드(leader peptide)와 함께) (SEQ ID NO: 1):

(리더 펩타이드)

atggagacagacacactcctgttatgggtactgctgctctgggttccaggttccaccggt-

(IL-15N72D)

aactgggtgaatgtaataagtgatttgaaaaaaattgaagatcttattcaatctatgcatattgatgctactttatatacggaaagtgatgttcaccccagttgcaaagtaacagcaatgaagtgctttctcttggagttacaagttatttcacttgagtccggagatgcaagtattcatgatacagtagaaaatctgatcatcctagcaaacgacagtttgtcttctaatgggaatgtaacagaatctggatgcaaagaatgtgaggaactggaggaaaaaaatattaaagaatttttgcagagttttgtacatattgtccaaatgttcatcaacacttct

(정지 코돈)

taa

IL-15N72D 아미노산 서열의 예를 하기에 제공하였다.(리더 펩타이드(leader peptide)와 함께) (SEQ ID NO: 2):

(리더 펩타이드 )

METDTLLLWVLLLWVPGSTG-

(IL-15N72D)

NWVNVISDLKKIEDLIQSMHIDATLYTESDVHPSCKVTAMKCFLLELQVISLESGDASIHDTVENLIILANDSLSSNGNVTESGCKECEELEEKNIKEFLQSFVHIVQMFINTS

일부 구현에서, 상기 리더 펩타이드는 성숙한 IL-15N72D 폴리펩타이드로부터 쪼개진다(SEQ ID NO: 3):

(IL-15N72D)

예시적인 IL-15RαSu/Fc핵산 서열(리더 펩타이드와 함께)을 하기에 제공하였다(SEQ ID NO: 4):

(리더 펩타이드 )

atggacagacttacttcttcattcctgctcctgattgtccctgcgtacgtcttgtcc-

(IL-15RαSu)

atcacgtgccctccccccatgtccgtggaacacgcagacatctgggtcaagagctacagcttgtactccagggagcggtacatttgtaactctggtttcaagcgtaaagccggcacgtccagcctgacggagtgcgtgttgaacaaggccacgaatgtcgcccactggacaacccccagtctcaaatgtattaga-

(IgG1 CH2-CH3 (Fc 도메인))

gagcccaaatcttgtgacaaaactcacacatgcccaccgtgcccagcacctgaactcctggggggaccgtcagtcttcctcttccccccaaaacccaaggacaccctcatgatctcccggacccctgaggtcacatgcgtggtggtggacgtgagccacgaagaccctgaggtcaagttcaactggtacgtggacggcgtggaggtgcataatgccaagacaaagccgcgggaggagcagtacaacagcacgtaccgtgtggtcagcgtcctcaccgtcctgcaccaggactggctgaatggcaaggagtacaagtgcaaggtctccaacaaagccctcccagcccccatcgagaaaaccatctccaaagccaaagggcagccccgagaaccacaggtgtacaccctgcccccatcccgggatgagctgaccaagaaccaggtcagcctgacctgcctggtcaaaggcttctatcccagcgacatcgccgtggagtgggagagcaatgggcagccggagaacaactacaagaccacgcctcccgtgctggactccgacggctccttcttcctctacagcaagctcaccgtggacaagagcaggtggcagcaggggaacgtcttctcatgctccgtgatgcatgaggctctgcacaaccactacacgcagaagagcctctccctgtctccgggtaaa-

(정지 코돈)

taa

예시적인 IL-15RαSu/Fc 아미노산 서열(리더 펩타이드와 함께)을 하기에 제공하였다(SEQ ID NO: 5):

(리더 펩타이드 )

MDRLTSSFLLLIVPAYVLS-

(IL-15RαSu)

ITCPPPMSVEHADIWVKSYSLYSRERYICNSGFKRKAGTSSLTECVLNKATNVAHWTTPSLKCIR-

( IgG1 CH2-CH3 ( Fc 도메인))

EPKSCDKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK

일부 경우에 있어서, 성숙한 IL-15RαSu/Fc 단백질은 리더 서열이 결여되어 있다(SEQ ID NO:　6):

(IL-15RαSu)

ITCPPPMSVEHADIWVKSYSLYSRERYICNSGFKRKAGTSSLTECVLNKATNVAHWTTPSLKCIR-

( IgG1 CH2-CH3 ( Fc 도메인))

특정 구현으로, ALT-803 폴리펩타이드는 다른 단백질 도메인에 대한 융합을 위한 스캐폴드로서 제공될 수 있다. 이러한 융합 단백질 복합체에서, 제 1 융합 단백질은 인터루킨-15(IL-15) 또는 이의 기능성 프래그먼트에 공유결합된 제 1의 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드를 포함하며; 그리고 제 2 융합 단백질은 가용성 인터루킨-15 리셉터 알파(IL-15Rα) 폴리펩타이드 또는 이의 기능성 프래그머트에 공유결합된 제 2의 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드를 포함하며, 여기서 제 1 융합 단백질의 IL-15 도메인은 제 2 융합 단백질의 가용성 IL-15Rα 도메인에 바인딩하여 가용성 융합 단백질 복합체를 형성한다. 본 발명의 융합 단백질 복합체는 또한 제 1 및 제 2 융합 단백질 중 하나 또는 둘 모두에 결합된 면역글로블린 Fc 도메인 또는 이의 기능성 프래그먼트를 포함한다. 바람직하게, 제 1 및 제 2 융합 단백질에 결합된 Fc 도메인은 상호작용하여 융합 단백질 복합체를 형성한다. 이러한 복합체는 면역글로블린 Fc 도메인들 사이의 이황화 결합 형성에 의해 안정화될 수 있다. 특정 구현으로, 본 발명의 가용성 융합 단백질 복합체는 IL-15 폴리펩타이드, IL-15 변이체 또는 이의 기능성 프래그먼트 및 가용성 IL-15Rα 폴리펩타이드 또는 이의 기능성 프래그먼트를 포함하며, 여기서 IL-15 및 IL-15Rα 폴리펩타이드 중 하나 또는 둘 모두는 면역글로블린 Fc 도메인 또는 이의 기능성 프래그먼트를 더 포함한다.

다른 구현으로, 제 1 및 제 2의 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드 중 하나 또는 둘 모두는 항체 또는 이의 기능성 프래그먼트를 포함한다.

다른 구현으로, 상기 항체 도메인에 대한 항원은 세포 표면 리셉터 또는 리간드를 포함한다.

다른 구현으로, 상기 항원은 CD 항원, 사이토카인 또는 케모카인 리셉터 또는 리간드, 성장인자 리셉터 또는 리간드, 조직 인자, 세포 부착 분자, MHC/MHC-유사 분자, Fc 리셉터, 톨-유사 리셉터, NK 리셉터, TCR, BCR, 양성/음성 동시 자극 리셉터 또는 리간드, 사멸 리셉터 또는 리간드, 종양 관련 항원, 또는 바이러스 암호화된 항원을 포함한다.

본 명세서에 사용된 용어 "생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드" 또는 "이펙터 분자"는 본 명세서에 언급된 바와 같은 원하는 효과를 생성할 수 있는 단백질, 폴리펩타이드 또는 펩타이드와 같은 아미노산 서열; 당 또는 다당류; 리피드 또는 글리코리피드, 글리코단백질, 또는 리포단백질을 의미한다. 이펙터 분자들은 또한 화학적 작용제를 포함한다. 또한, 생물학적으로 활성적인 또는 이펙터 단백질, 폴리펩타이드, 또는 펩타이드를 암호화하는 이펙터 분자 핵산이 고려된다. 따라서, 적절한 분자는 조절 인자, 효소, 항체, 또는 약물뿐만 아니라 DNA, RNA 및 올리고뉴클레오타이드를 포함한다. 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드 또는 이펙터 분자는 자연적으로 발생할 수 있으며, 또는 이는 예를 들어, 재조합 또는 화학적 합성에 의해 알려진 성분들로부터 합성될 수 있으며, 이종 기원 성분들을 포함할 수 있다. 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드 또는 이펙터 분자는 원심분리 또는 SDS-폴리아크릴아미드 겔 전기영동과 같은 표준 분자 사이징 기술에 의해 측정시 일반적으로 약 0.1 내지 100 KD 이상 또는 최대 약 1000 KD이며, 바람직하게 약 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20, 30 및 50 KD이다. 본 발명의 원하는 효과는 이에 한정하는 것은 아니나, 예를 들어 증가된 바인딩 활성을 갖는 본 발명의 융합 단백질 복합체 형성, 세포 증식이나 세포 사멸을 유도하는 표적 세포 사멸, 질병 예방 또는 치료시 면역 반응 개시, 또는 진단 목적을 위한 검출 분자로서의 작용을 포함한다. 이러한 검출을 위해, 어세이는 예를 들어 세포를 배양하고 이를 증식하는 연속적인 단계들을 포함하는 어세이가 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 본 발명의 융합 단백질 복합체에 이펙터 분자를 공유결합하는 것은 다수의 현저한 이점을 제공한다. 이러한 알려진 구조의 펩타이드를 포함하는 단일 이펙터 분자를 함유하는 본 발명의 융합 단백질 복합체가 생산될 수 있다. 또한, 광범위하게 다양한 이펙터 분자들이 유사한 DNA 벡터에서 생산될 수 있다. 즉, 다양한 이펙터 분자들의 라이브러리가 감염된 또는 질병에 걸린 세포들의 인지를 위해 상기 융합 단백질 복합체에 결합될 수 있다. 또한, 치료학적 적용을 위해, 대상자에게 본 발명의 융합 단백질 복합체의 투여보다는, 상기 융합 단백질 복합체를 암호화하는 DNA 발현 벡터가 상기 융합 단백질 복합체의 생체내 발현을 위해 투여될 수 있다. 이러한 접근법은 재조합 단백질의 제조와 전형적으로 관련된 비용이 드는 정제단계를 회피하며, 또한 항원 흡수(uptake) 및 통상적인 접근법들과 관련된 공정들의 복잡성을 회피한다.

상기 언급한 바와 같은, 예를 들어, 사이토카인, 케모카인, 성장 인자, 단백질 독소, 면역글로블린 도메인 또는 다른 생체활성 분자 및 어느 펩타이드 링커와 같은 이펙터 분자 컨주게이트와 같은 본 명세서에 기재된 융합 단백질 및 항체들의 성분들은 상기 융합 단백질 또는 항체가 이것이 의도된 기능을 갖는다면 거의 어떠한 방식으로도 조직화될 수 있다. 특히, 상기 융합 단백질의 각 성분은 원하는 경우에 적어도 하나의 적절한 펩타이드 링커에 의해 다른 성분으로부터 간격을 둘 수 있다. 또한, 상기 융합 단백질은 예를 들어 상기 융합 단백질의 변형, 확인 및/또는 정제를 촉진하기 위해 태그(tags)를 포함할 수 있다.

약학 치료

본 발명은 치료학적 용도로 사용되는 ALT-803을 포함하는 약학 조성물을 제공한다. 일 견지로, ALT-803은 예를 들어 생리 식염수와 같은 약학적으로 허용되는 버퍼에 제형화되어 전신성으로 투여된다. 바람직한 투여 경로는 예를 들어 방광내 점적(instillation), 피하, 정맥내, 복강내, 근육내, 또는 피하 주입을 포함하며, 이는 연속적이며 지속적인 수준의 조성물을 환자에게 제공한다. 인간 환자 또는 다른 동물의 치료는 생리학적으로 허용되는 캐리어 내에 본 발명에서 확인된 치료의 치료학적 유효량을 이용하여 수행된다. 적절한 캐리어 및 이들의 제형은 예를 들어 Remington's Pharmaceutical Sciences by E. W. Martin에 기재되어 있다. 투여될 치료제의 양은 투여방식, 환자의 연령 및 체중, 및 신생물 또는 감염의 임상적 증상에 따라 달라진다. 일반적으로, 양은 신생물 또는 감염과 관련된 다른 질병의 치료에 사용되는 다른 제제들에 사용되는 양의 범위 내일 것이나, 상기 화합물의 증가된 특이성으로 인해 특정 구현으로는, 보다 낮은 양이 요구될 것이다. 화합물은 대상자의 면역 반응을 증가시키거나 당해 기술분야의 숙련자에게 알려진 방법에 의해 결정되는 신생 세포의 증식, 생존 또는 칩입성을 감소시키는 투여량으로 투여된다. 변형적으로, 상기 화합물은 바이러스 또는 다른 관심있는 병원체에 의한 감염을 감소시키는 투여량으로 투여된다.

약학 조성물의 제형화

신생물 또는 감염의 치료를 위한 ALT-803의 투여는 다른 성분들과 함께 신생물 또는 감염을 개선, 감소 또는 안정화하는데 효과적인 치료제의 농도를 형성하는 어느 적절한 수단에 의해 이루어질 수 있다. ALT-803은 어느 적절한 캐리어 물질에 어느 적절한 양으로 함유될 수 있으며, 일반적으로 조성물의 총 중량의 1-95중량%의 양으로 존재한다. 상기 조성물은 비경구(예, 피하, 정맥내, 근육내, 소포내(intravesicularly) 또는 복막 내(intraperitoneally)) 투여 경로에 적절한 투여 형태로 제공될 수 있다. 상기 약학 조성물은 통상적인 약학적 수행에 따라 제형화될 수 있다(참조, 예 Remington: The Science and Practice of Pharmacy(20th ed.), ed. A. R. Gennaro, Lippincott Williams & Wilkins, 2000 and Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, eds. J. Swarbrick and J. C. Boylan, 1988-1999, Marcel Dekker, New York).

숙련자는 동물 모델과 비교하여 인간에 대한 투여량을 조절하는 것이 당해 기술분야에 통상적인 것으로 인식할 수 있으므로, 초기 인간 투여량은 마우스 또는 비인간 영장류에 사용된 화합물의 양으로부터 추정하여 결정될 수 있다. 특정 구현으로, 투여량은 약 0.1㎍ 화합물/kg 체중 내지 약 5000㎍ 화합물/kg 체중; 또는 약 1㎍/kg 체중 내지 약 4000㎍/kg 체중 또는 약 10㎍/kg 체중 내지 약 3000㎍/kg 체중으로 달라질 수 있음이 예상된다. 다른 구현으로, 이 투여량은 약 0.1, 0.3, 0.5, 1, 3, 5, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 또는 5000㎍/kg 체중일 수 있다. 다른 구현으로, 투여량은 약 0.5㎍ 화합물/kg 체중 내지 약 20㎍ 화합물/kg 체중일 수 있음이 예상된다. 다른 구현으로, 투여량은 약 0.5, 1, 3, 6, 10 또는 20mg/kg 체중일 수 있다. 물론, 이러한 투여량은 이러한 처리 프로토콜에서 통상적으로 이루어지는 바와 같이 상향 또는 하향 조절될 수 있으며, 이는 초기 임상 시험의 결과 및 특정한 환자의 요구에 따라 달라진다.

특정 구현으로, ALT-803은 비경구 투여에 적절한 부형제에서 제형화된다. 특정 구현으로, ALT-803은 0.5㎍/kg - 약 15㎍/kg(예, 0.5, 1, 3, 5, 10, 또는 15㎍/kg)으로 투여된다.

방광암의 치료를 위해, ALT-803은 방광 내로의 점적주입에 의해 투여된다. 점적주입 방법은 알려져 있다. 참조, 예 Lawrencia, et al., Gene Ther 8, 760-8 (2001); Nogawa, et al., J Clin Invest 115, 978-85 (2005); Ng, et al., Methods Enzymol 391, 304-13 2005; Tyagi, et al., J Urol 171, 483-9 (2004); Trevisani, et al., J Pharmacol Exp Ther 309, 1167-73 (2004); Trevisani, et al., Nat Neurosci 5, 546-51 (2002)); (Segal, et al., 1975). (Dyson, et al., 2005). (Batista, et al., 2005; Dyson, et al., 2005). 특정 구현으로, 점적주입을 위한 ALT-803 투여량은 약 5-1000㎍/dose로 달라질 수 있다. 다른 구현으로, 상기 방광 내 투여량은 약 25, 50, 100, 200 또는 400 μg/dose일 수 있다. 다른 구현으로, ALT-803은 미토마이신 C 또는 Bacille Calmette-Guerin(BCG)을 포함하는 표준 치료와 함께 방광 내로 점적에 의해 투여된다.

약학 조성물은 투여시 조절된 방식으로 치료제를 방출하는 약학 조성물 내로 적절한 부형제와 함께 제형화된다. 예로써 단일 또는 다중 유닛 정제 또는 캡슐 조성물, 오일 용액, 서스펜션, 에멀젼, 마이크로캡슐, 마이크로스피어, 분자 복합체, 나노파티클, 패치 및 리포좀을 포함한다.

비경구 조성물

ALT-803을 포함하는 약학 조성물은 제형(dosage forms), 제형(formulation) 또는 적절한 운반 장치 또는 통상적인 무독성의 약학적으로 허용되는 캐리어 및 보조제를 함유하는 이식물로 주사, 인퓨전 또는 이식(implantation)(피하, 정맥내, 근육내, 소포내, 복강내 등)에 의해 비경구로 투여될 수 있다. 이러한 조성물의 제형화 및 제조는 약학 제형화 기술분야의 숙련자에게 잘 알려져 있다. 제형화는 Remington: The Science and Practice of Pharmacy(상기 참조)에서 찾아볼 수 있다.

비경구 사용을 위한 ALT-803을 포함하는 조성물은 단위 투여 형태(예, 단일-투여 앰플, 주사기(syringes) 또는 백(bags)), 또는 여러 투여량을 함유하는 바이얼로 제공될 수 있으며, 적절한 보존제가 첨가될 수 있다(하기 참조). 상기 조성물은 용액, 서스펜션, 에멀젼, 인퓨젼 장치, 또는 이식을 위한 운반 장치의 형태로 존재할 수 있으며, 또는 이는 사용하기 전에 물 또는 다른 적절한 비이클로 재구성되기 위한 드라이 파우더로 제공될 수 있다. 신생물 또는 감염을 감소시키거나 개선하는 활성 제제 외에, 상기 조성물은 적절한 비경구적으로 허용되는 캐리어 및/또는 부형제를 포함할 수 있다. 활성 치료 제제(들)은 조절된 방출을 위해 마이크로스피어, 마이크로캡슐, 나노파티클, 리포좀 등으로 편입될 수 있다. 또한, 상기 조성물은 서스펜딩, 가용화, 안정화, pH-조절제, 강직성 조절제(tonicity adjusting agents) 및/또는 분산제들을 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, ALT-803을 포함하는 약학 조성물은 멸균 주입용으로 적절한 형태로 존재할 수 있다. 이러한 조성물을 제조하기 위해, 적절한 활성 항종양성/항-감염성 치료제(들)이 비경구적으로 허용되는 액체 비이클에 용해 또는 현탁된다. 그 중에 사용될 수 있는 허용가능한 비이클 및 용매는 물, 적절한 양의 염산, 소듐 하이드록시드 또는 적절한 버퍼의 첨가에 의해 적절한 pH로 조절된 물, 1,3-부탄디올, 링거액 및 등장성 소듐 클로라이드 용액 및 덱스트로즈 용액이다. 수성 제형은 또한 하나 이상의 보존제(예, 메틸, 에틸 또는 n-프로필 p-하이드록시벤조에이트)를 함유할 수 있다. 상기 화합물들 중 하나가 물에 간헐적으로 또는 약하게만 가용적인 경우에는, 용해 증진제 또는 가용화제가 첨가될 수 있으며, 또는 그 용매는 10-60% w/w의 프로필렌 글리콜 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 방법은 본 명세서에 기재된 화합물 또는 조성물의 치료학적 유효량을 대상자(앞서 언급한 치료가 필요한 것으로 확인된 대상을 포함)에게 앞서 언급한 효과를 발현하기 위한 투여하는 단계를 포함한다. 앞서 언급한 치료가 필요한 것으로 대상을 확인하는 것은 대상자 또는 보건 의료 전문가의 판단일 수 있으며, 이는 주관적(예를 들어, 의견) 또는 객관적(예를 들어, 실험 또는 진단 방법에 의해 측정가능한 경우)일 수 있다.

본 발명의 치료 방법(예방적 치료를 포함)은 일반적으로 포유류, 특히 인간을 포함하는 본 발명의 치료가 요구되는 대상자(예, 동물, 인간)에게 본 발명의 식의 화합물과 같은 본 발명의 화합물의 치료 유효량의 투여를 포함한다. 이러한 치료는 대상자, 특히 신생물 또는 감염성 질병, 질환, 또는 이의 증상으로부터 고통받거나, 이를 갖거나, 이에 민감하거나, 이에 위험이 있는 인간에게 적절히 투여될 것이다. "위험이 있는(at risk)" 대상자들의 확인은 진단 시험 또는 대상자나 건강 의료 제공자(예, 유전학적 시험, 효소 또는 단백질 마커, (본 명세서에 정의된) Marker, 가족력 등)의 의견에 의해 어떠한 주관적 또는 객관적 결정에 의해 이루어질 수 있다. ALT-803은 면역 반응의 증가가 원하여지는 어느 다른 질병들의 치료에 사용될 수 있다.

일 구현으로, 본 발명은 치료 진척을 모니터하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 신생물 또는 감염과 관련된 질병 또는 이의 증상을 격는 또는 이에 민감한 대상자에서 진단 마커(Marker)(예, 본 발명의 화합물에 의해 조절되는 본 명세서에 기재된 어느 표적, 단백질 또는 이의 인디케이터 등) 또는 진단 측정(예, 스크린, 어세이)의 수준을 검출하는 단계를 포함하며, 상기 대상자는 상기 질병 또는 이의 증상을 치료하기에 충분한 본 발명의 화합물의 치료량을 투여받는다. 상기 방법에서 검출된 Marker의 수준은 건강한 정상 컨트롤 또는 다른 병에 걸린 환자들에서 알려진 수준의 Marker와 비교되어 대상자의 질병 상태를 확립할 수 있다. 바람직한 구현으로, 대상자에서 제 2 수준의 Marker가 제 1 수준의 확인보다 늦은 시점에 확인되며, 두 수준은 비교되어 질병 코스 또는 치료 효능이 모니터된다. 특정 바람직한 구현으로, 대상자에서 처리 전 Marker의 수준이 본 발명에 따른 치료를 시작하기 전에 확인되며, 이러한 처리 전 수준의 Marker는 이후 치료 시작 후 대상자에서의 Marker 수준괴 비교되어 치료 효능을 확인한다.

병용 치료

바람직하게, ALT-803은 예를 들어, 종양 특이적 항체와 같은 항-종양 또는 항-감염성 치료제와 함께 투여된다. 항체 및 ALT-803은 동시에 또는 연속적으로 투여될 수 있다. 일부 구현으로, 상기 항체 치료는 상기 질병 인디케이션을 위한 확립된 치료이며, 상기 항체 요법에 대한 ALT-803 치료의 첨가는 환자에 대한 치료 이익을 향상시킨다. 이러한 향상은 하나의 환자 기준으로 증가된 반응으로서 또는 환자 집단에서 증가된 반응으로서 측정될 수 있다. 병용 치료는 또한 보다 낮거나 적은 빈도의 항체 투여량에서 향상된 반응을 제공할 수 있으며, 이는 보다 우수한 관용적인 치료 요법을 형성한다. 언급한 바와 같이, ALT-803과 항체의 병용 치료는 증가된 ADCC, ADCP, 및/또는 NK 세포, T-세포, 호중구 또는 단핵구성 세포 수준 또는 면역 반응을 포함하는 다양한 메커니즘을 통해 임상적 활성을 증가시킬 수 있다.

필요에 따라, ALT-803은 이에 한정하는 것은 아니나, 수술, 방사선 요법, 화학요법, 단백질-베이즈드 치료 또는 생물학적 치료를 포함하는 어느 통상적인 치료와 함께 투여된다. 화학치료 약물은 알킬화제(예, 백금-베이즈드 약물, 테트라진, 아지리딘, 니트로소우레아, 니트로겐 머스타드), 항-대사물(예, 항-폴레이트, 플로로피리미딘, 데옥시뉴클레오사이드 유사체, 티오퓨린), 항-마이크로튜뷸 제제(예, 빈카 알칼로이드, 탁산), 토포이소머라아제 인히비터(예, 토포이소머라아제 I 및 II 인히비터), 세포독성 항생제(예, 안트라시클린), 단백질 키나아제 인히비터(예, 티로신 키나아제 인히비터) 및 면역조절 약물(예, 탈리도마이드 및 유사체)을 포함한다.

다른 구체예에서, ALT-803은 입양 세포 치료 또는 이식과 함께 투여된다. 이러한 치료법으로는 동종이계 및 자가 조혈줄기세포 이식, 공여자 림프구 주입(DLI), 종양 침윤 림프구의 입양 이전 또는 자살 유전자, 키메라 항원 수용체로부터의 유전자 또는 종양 항원에 TCR 특이적인 유전자, 또는 세포 증식, 생존, 지속 또는 암에 맞서는 활성을 포함하는 조작된(engineered) T 세포 또는 NK 세포를 포함한다. 이전된 세포는 수혜자(자가) 또는 관련 또는 비관련 기증자를 포함한 다양한 출처에서 획득될 수 있다. ALT-803과의 병용 요법은 생체 내, 생체 외 또는 시험관 내, 또는 이들의 조합으로 수행될 수있다.

키트 및 약학 시스템

ALT-803을 포함하는 약학 조성물은 신생물을 치료하는데 사용하기 위해 키트 또는 약학 시스템으로 어셈블리될 수 있다. 본 발명의 이러한 견지에 따른 키트 또는 약학 시스템은 바이얼, 튜브, 앰플, 병, 주사기 또는 백과 같이, 그 안에 하나 이상의 용기 수단들을 폐쇄 감금(close confinement)으로 갖는 박스, 카톤(carton), 튜브와 같은 캐리어 수단을 포함한다. 본 발명의 키트 또는 약학 시스템은 또한 ALT-803을 사용하기 위한 관련 기구들을 포함할 수 있다.

재조합 단백질 발현

일반적으로, 본 발명의 융합 단백질 복합체(예, ALT-803의 성분들)의 제조는 본 명세서에 기재된 방법들에 의해 그리고 알려진 재조합 DNA 기술에 의해 제조될 수 있다.

일반적으로, 재조합 폴리펩타이드는 적절한 발현 비이클에서 폴리펩타이드-암호화 핵산 분자의 전체 또는 일부 또는 이의 프래그먼트를 이용한 적절한 숙주 세포의 형질전환에 의해 생산된다. 분자생물학 분야의 숙련자는 광범위하게 어떠한 다양한 발현 시스템도 재조합 단백질을 제공하기 위해 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 사용되는 특정한 숙주 세포는 본 발명에 중요하지 않다. 재조합 폴리펩타이드는 사실상 어느 진핵 숙주에서도 생산될 수 있다(예, 사카로비세스 세레비지아에(Saccharomyces cerevisiae), 곤충 세포, 예, Sf21 세포, 또는 포유류 세포, 예, NIH 3T3, HeLa, COS 또는 바람직하게 CHO 세포). 이러한 세포는 광범위한 공급원으로부터 구입가능하다(예, American Type Culture Collection, Rockland, Md.; 또한, 참조 예, Ausubel et al., Current Protocol in Molecular Biology, New York: John Wiley and Sons, 1997). 트랜스펙션 방법 및 발현 비이클의 선택은 선택된 숙주 시스템에 따라 달라질 것이다. 형질전환 방법은 예를 들어, Ausubel et al.(상기 참조); expression vehicles may be chosen from those provided, e.g., in Cloning Vectors: A Laboratory Manual(P. H. Pouwels et al., 1985, Supp. 1987)에 기재되어 있다.

재조합 폴리펩타이드의 생산을 위해 다양한 발현 시스템이 존재한다. 이러한 폴리펩타이드를 생산하는데 유용한 발현 벡터는 이에 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, 박테리아 플라스미드로부터, 박테리오파아지로부터, 트랜스포손으로부터, 이스트 에피솜으로부터, 인서션(insertion) 엘리먼트로부터, 이스트 염색체 엘리먼트로부터, 배큘로바이러스, SV40과 같은 파포바바이러스, 백시니아 바이러스, 아데노바이러스, 포울 폭스 바이러스, 슈도래비스 바이러스 및 레트로바이러스 벡터와 같은 바이러스로부터 유래된 벡터 및 이의 조합으로부터 유래된 벡터와 같은 염색체, 에피솜 및 바이러스 유래 벡터를 포함한다.

재조합 폴리펩타이드가 발현되면, 이는 예를 들어 친화도 크로마토그래피를 이용하여 분리된다. 일 예로, 상기 폴리펩타이드에 대해 발생한 (예, 본 명세서에 기재된 바와 같이 생성된) 항체가 컬럼에 부착되고 재조합 폴리펩타이드를 분리하는데 사용될 수 있다. 친화도 크로마토그래피 이전에 폴리펩타이드-잠복된(harboring) 세포의 용해(lysis) 및 분별(fractionation)은 표준 방법에 의해 수행될 수 있다(참조 예, Ausubel et al., 상기 참조). 분리되면, 재조합 단백질은 필요에 따라 예를 들어 고성능 액체 크로마토그래피에 의해 더욱 정제될 수 있다(참조 예, Fisher, Laboratory Techniques In Biochemistry and Molecular Biology, eds., Work and Burdon, Elsevier, 1980).

본 명세서에 사용된, 본 발명의 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드 또는 이펙터 분자는 사이토카인, 케모카인, 성장 인자, 단백질 독소, 면역글로블린 도메인 또는 효소와 같은 다른 생체활성 단백질과 같은 인자들을 포함할 수 있다. 또한, 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드는 비-단백질 독소, 세포독성제, 화학치료제, 검출가능한 표지, 방사성 물질 등과 같은 다른 화합물과의 컨주게이트를 포함할 수 있다.

본 발명의 사이토카인은 세포들에 의해 생산되는 다른 세포들에 영향을 주는 어떠한 인자들로 정의되며, 세포성 면역의 어느 다수의 다양한 영향에 대해 책임이 있는 것이다. 사이토카인의 예는 이에 한정하는 것은 아니나, IL-2 패밀리, 인터페론(IFN), IL-10, IL-1, IL-17, TGF 및 TNF 사이토카인 패밀리, 및 IL-1 내지 IL-35, IFN-α, IFN-β, IFNγ, TGF-β, TNF-α 및 TNFβ를 포함한다.

본 발명의 일 견지로, 제 1 융합 단백질은 인터루킨-15(IL-15) 도메인 또는 이의 기능성 프래그먼트에 공유결합된 제 1의 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드를 포함한다. IL-15는 T-세포 활성화 및 증식에 영향을 주는 사이토카인이다. 면역 세포 활성화 및 증식에 있어서 IL-15 활성은 일부 견지에서 IL-2와 유사하나, 기본적인 차이는 잘 특성화되어 있다(Waldmann, T A, 2006, Nature Rev. Immunol. 6:595-601).

본 발명의 다른 견지로, 제 1 융합 단백질은 IL-15 변이체(본 명세서에서 IL-15 돌연변이라고도 함)인 인터루킨-15(IL-15) 도메인을 포함한다. IL-15 변이체는 바람직하게 네이티브(또는 와일드 타입) IL-15 단백질과 다른 아미노산 서열을 포함한다. IL-15 변이체는 바람직하게 IL-15Rα 폴리펩타이드에 바인딩하며, IL-15 아고니스트 또는 안타고니스트로 기능한다. 바람직하게, 아고니스트 활성을 갖는 IL-15 변이체는 수퍼 아고니스트 활성을 갖는다. 일부 구현에서, IL-15 변이체는 IL-15Rα와의 연관성과 독립적으로 IL-15 아고니스트 또는 안타고니스트로서 기능할 수 있다. IL-15 아고니스트는 와일드 타입 IL-15와 비교하여 대등하거나 또는 증가된 생물학적 활성으로 예시된다. IL-15 안타고니스트는 와일드 타입 IL-15와 비교하여 감소된 생물학적 활성에 의해 예시되거나, 또는 IL-15-매개된 반응을 저해하는 능력에 의해 예시된다. 일부 구현으로, IL-15 변이체는 IL-15RβγC 리셉터에 증가된 또는 감소된 활성으로 바인딩한다. 일부 구현으로, IL-15 변이체의 서열은 네이티브 IL-15 서열과 비교하여 예를 들어, 치환 또는 결실과 같은 적어도 하나의 아미노산 변화를 가지며, 이러한 변화는 IL-15 아고니스트 또는 안타고니스트 활성을 일으킨다. 바람직하게, 아미노산 치환/결실은 IL-15Rβ 및/또는 γC와 상호작용하는 IL-15의 도메인에 존재한다. 보다 바람직하게, 아미노산 치환/결실은 IL-15Rα 폴리펩타이드에 대한 바인딩 또는 IL-15 변이체를 생산하는 능력에 영향을 미치지 않는다. IL-15 변이체를 생성하기 위한 적절한 아미노산 치환/결실은 추정되거나 또는 알려진 IL-15 구조, 알려진 구조를 갖는 IL-2와 같은 상동성 분자와 IL-15의 비교에 기초하여, 본 명세서에 제공되는 바와 같은 래셔널(rational) 또는 랜덤 돌연변이생성, 본 명세서에 제공된 기능적 분석(functional assays) 또는 다른 경험적인 방법을 통해 확인될 수 있다. 부가적으로 적절한 아미노산 치환은 보존적이거나 비보존적인 변화 및 부가적인 아미노산의 삽입일 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 IL-15 변이체는 성숙 인간 IL-15 서열의 6, 8, 10, 61, 65, 72, 92, 101, 104, 105, 108, 109, 111, 또는 112 위치에서의 하나 이상의 아미노산 치환/결실을 함유하며; 특히, D8N("D8"은 네이티브 성숙 인간 IL-15 서열에서 아미노산 및 잔기 위치를 칭하며, "N"은 IL-15 변이체에서 그 위치에서의 치환된 아미노산 잔기를 칭함), I6S, D8A, D61A, N65A, N72R, V104P 또는 Q108A 치환은 안타고니스트 활성을 갖는 IL-15 변이체를 형성하며, N72D 치환은 아고니스트 활성을 갖는 IL-15 변이체를 형성한다.

사이토카인과 유사한 케모카인은 다른 세포들에 노출될 경우에 다수의 세포성 면역의 다중 영향에 책임이 있는 어느 화학 인자 또는 분자로 정의된다. 적절한 케모카인은 이에 한정하는 것은 아니나 CXC, CC, C, 및 CX.sub.3C 케모카인 패밀리 및 CCL-1 내지 CCL-28, CXC-1 내지 CXC-17, XCL-1, XCL-2, CX3CL1, MIP-1b, IL-8, MCP 및 Rantes를 포함할 수 있다.

성장 인자는 특정 세포에 노출될 경우에 영향을 받은 세포의 증식 및/또는 분화를 유도하는 어느 분자를 포함한다. 성장 인자는 단백질 및 화학 분자를 포함하며, 이의 일부는 GM-CSF, G-CSF, 인간 성장 인자 및 줄기 세포 성장 인자를 포함한다. 또한, 추가적인 성장 인자들도 본 명세서에 나타낸 용도에 적절할 수 있다.

독소 및 세포독성 제제는 세포에 노출될 경우에 성장에 치사적인 영향 또는 저해 영향을 갖는 어느 물질을 포함한다. 보다 구체적으로, 이펙터 분자는 예를 들어, 디프테리아 독소(DT), 쉬가 독소, 아브린(abrin), 콜레라 독소, 리신(ricin), 사포린(saporin), 슈도모나스 엑소톡신(PE), 포크위드 항바이러스 단백질 또는 겔로닌(gelonin)와 같은 식물이나 박테리아 기원의 세포 독소일 수 있다. 이러한 독소의 생물학적으로 활성적인 프래그먼트는 당해 기술분야에 잘 알려져 있으며, 예를 들어 DT A 사슬 및 리신 A 사슬을 포함한다. 또한, 상기 독소는 예를 들어, 포스포리파아제 효소(예, 포스포리파아제 C)와 같이 세포 표면에 활성적인 제제일 수 있다.

또한, 이펙터 분자는 예를 들어, 빈데신, 빈크리스틴, 빈블라스틴, 메토트렉세이트, 아드리아마이신, 블레오마이신 또는 시스플라틴과 같은 화학치료 약물일 수 있다.

또한, 이펙터 분자는 진단 또는 이미징 스터디에 적절한 검출가능하게 표지되는 분자일 수 있다. 이러한 표지는 바이오틴 또는 스트렙타비딘/아비딘, 검출가능한 나노파티클 또는 크리스탈, 효소 또는 이의 촉매적으로 활성인 프래그먼트, 그린 형광 단백질과 같은 형광 표지, FITC, 피코에리트린, 사이콤(cychome), 텍사스 레드 또는 퀀텀 도트; 요오드-131, 이트륨-90, 레늄-188 또는 비스무스-212와 같은 방사성 핵종; 인광 또는 화학발광 분자 또는 PET에 의해 검출가능한 표지, 초음파 또는 Gd- 또는 파라마그네틱 금속 이온계 콘트라스트 제제와 같은 MRI를 포함한다. 이펙터 또는 태그를 포함하는 단백질들을 제조 및 사용하는 것과 관련된 설명에 대해 하기 예시들을 참조바람: Moskaug, et al. J. Biol. Chem. 264, 15709(1989); Pastan, I. et al. Cell 47, 641, 1986; Pastan et al., Recombinant Toxins as Novel Therapeutic Agents, Ann. Rev. Biochem. 61, 331,(1992); "Chimeric Toxins" Olsnes and Phil, Pharmac. Ther., 25, 355(1982); published PCT application no. WO 94/29350; published PCT application no. WO 94/04689; published PCT application no. WO2005046449 and U.S. Pat. No. 5,620,939.

공유결합된 IL-15 및 IL-15Rα 도메인을 포함하는 단백질 융합 또는 컨주게이트 복합체는 여러 가지 중요한 용도를 갖는다. 손상되거나 사멸되는 것에 민감한 세포 또는 조직은 본 명세서에 기재된 방법에 의해 쉽게 어세이될 수 있다.

본 발명의 IL-15 및 IL-15Rα 폴리펩타이드는 예를 들어, 인간, 마우스 또는 다른 설치류 또는 다른 포유류의 IL-15 및 IL-15Rα 분자와 같은 자연적으로 발생하는 IL-15 및 IL-15Rα 분자에 대한 아미노산 서열에 적절히 부합한다. 이러한 폴리펩타이드 서열 및 핵산을 암호화하는 서열은 human interleukin 15(IL15) mRNA--GenBank: U14407.1, Mus musculus interleukin 15(IL15) mRNA--GenBank: U14332.1, human interleukin-15 receptor alpha chain precursor(IL15RA) mRNA--GenBank: U31628.1(본 명세서에 참고문헌으로 편입됨), Mus musculus interleukin 15 receptor, alpha chain--GenBank: BC095982.1(본 명세서에 참고문헌으로 편입됨)을 포함하는 문헌에 알려져 있다.

일부 설정에서, 본 발명의 단백질 융합 또는 컨주게이트 복합체를 예를 들어, sc-TCR 또는 sc-항체의 밸런시(valency)를 증가시키기 위해 다가로 만드는 것이 유용할 수 있다. 특히, 상기 융합 단백질 복합체의 IL-15 및 IL-15Rα 도메인 사이의 상호작용은 다가 복합체를 생성하는 수단을 제공한다. 또한, 다가 융합 단백질은 예를 들어, 스탠다드 바이오틴-스트렙타비딘 라벨링 기술을 사용하여, 또는 라텍스 비드와 같은 적절한 고형 지지체와의 접합에 의해 하나와 4개의 단백질들(동일하거나 다른) 사이를 서로 공유결합하거나 비공유 결합하여 만들어질 수 있다. 화학적으로 교차결합된(예를 들어, 나노파티클에 교차결합된) 단백질이 또한 적절한 다가종이다. 예를 들어, 상기 단백질은 바이오티닐화 BirA 태그와 같이 변형될 수 있는 태그 서열을 암호화하는 서열 또는 Cys 또는 His와 같은 화학적으로 반응적인 측쇄를 갖는 아미노산 잔기를 포함함으로써 변형될 수 있다. 이러한 아미노산 태그 또는 화학적으로 반응적인 아미노산은 융합 단백질 또는 항체 내의 다양한 위치에 위치할 수 있으며, 바람직하게 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드 또는 이펙터 분자의 활성 사이트에 대하여 말단(distal)에 위치할 수 있다. 예를 들어, 가용성 융합 단백질의 C-말단은 이러한 반응적 아미노산(들)을 포함하는 태그 또는 다른 융합 단백질에 공유결합될 수 있다. 적절한 측쇄가 적절한 나노파티클에 둘 이상의 융합 단백질을 화학적으로 결합하도록 포함되어 다가 분자를 제공할 수 있다. 예시적인 나노파티클은 덴드리머, 리포좀, 코어-쉘 파티클 또는 단백질- 또는 PLGA-베이즈드 파티클을 포함한다.

본 발명의 다른 구현으로, 상기 융합 단백질 복합체의 폴리펩타이드들 중 하나 또는 둘 모두는 면역글로블린 도메인을 포함한다. 변형적으로, 단백질 바인딩 도메인-IL-15 융합 단백질은 또한 면역글로블린 도메인과 결합될 수 있다. 바람직한 면역글로블린 도메인은 다른 면역글로블린 도메인과 상호작용하여 상기 제공된 바와 같은 다중쇄 단백질을 형성할 수 있는 영역(리전, regions)을 포함한다. 예를 들어, IgG1 C_H2-C_H3와 같은 면역글로블린 중쇄 리전은 안정하게 상호작용하여 Fc 리전을 생성할 수 있다. Fc 도메인을 포함하는 바람직한 면역글로블린 도메인은 또한 Fc 리셉터 또는 컴플리먼트 단백질 바인딩 활성을 포함하는 이펙터 기능을 갖는, 그리고/또는 글리코실화 사이트를 갖는 리전을 포함한다. 일부 구현으로, 상기 융합 단백질 복합체의 면역글로블린 도메인은 Fc 리셉터 또는 컴플리먼트 바인딩 활성 또는 글리코실화를 감소 또는 증가시키는 돌연변이를 함유하여, 이에 따라 결과적으로 형성되는 단백질의 생물학적 활성에 영향을 준다. 예를 들어, Fc 리셉터에 대한 바인딩을 감소시키는 돌연변이를 함유하는 면역글로블린 도메인은 Fc 리셉터를 갖는 세포들에 대해 보다 낮은 바인딩 활성을 갖는 본 발명의 융합 단백질 복합체를 생성하는데 사용될 수 있으며, 이는 특이적인 항원들을 인지 또는 검출하도록 디자인된 제제들에 유용할 수 있다.

핵산 및 벡터

본 발명은 또한 본 발명의 단백질(예, ALT-803의 성분들)을 암호화하는 핵산 서열 및 특히 DNA 서열을 제공한다. 바람직하게, 상기 DNA 서열은 파아지, 바이러스, 플라스미드, 파아지미드, 코스미드, YAC, 또는 에피솜과 같은 염색체외 복제에 적합한 벡터에 의해 운반된다. 특히, 원하는 융합 단백질을 암호화하는 DNA 벡터는 본 명세서에 기재된 제조 방법을 촉진하고, 상기 융합 단백질의 현저한 양을 획득하는데 사용될 수 있다. 상기 DNA 서열은 적절한 발현 벡터, 즉 삽입된 단백질을 암호화하는 서열의 전사 및 번역을 위해 필수적인 엘리먼트들을 함유하는 벡터 내로 삽입될 수 있다. 다양한 숙주-벡터 시스템이 사용되어 상기 단백질-암호화 서열을 발현하는데 사용될 수 있다. 이들은 바이러스(예, 백시니아 바이러스, 아데노바이러스 등)로 감염된 다양한 포유류 세포 시스템; 바이러스(예, 배큘로바이러스)로 감염된 곤충 세포 시스템; 이스트 벡터를 함유하는 이스트 또는 박테리오파아지 DNA, 플라스미드 DNA 또는 코스미드 DNA로 형질전환된 박테리아와 같은 미생물을 포함한다. 사용되는 숙주-벡터 시스템에 따라, 다수의 적절한 전사 및 번역 엘리먼트들 중 어떠한 것이 사용될 수 있다. 참조, Sambrook et al.(상기 참조) 및 Ausubel et al.(상기 참조)

가용성 융합 단백질 복합체를 제조하는 방법이 본 발명에 포함되며, 상기 방법은 숙주 세포 내로 제 1 및 제 2 융합 단백질을 암호화하는, 본 명세서에 기재된 바와 같은 DNA 벡터를 도입시키는 단계, 상기 숙주 세포를 세포 및 배지에서 상기 융합 단백질을 발현시키기에 충분한 조건하에 배지에서 상기 숙주 세포를 배양하고, 제 1 융합 단백질의 IL-15 도메인과 제 2 융합 단백질의 IL-15Rα 도메인 사이의 결합이 이루어지도록 하여 가용성 융합 단백질 복합체를 형성하는 단계, 상기 숙주 세포 또는 배지로부터 가용성 융합 단백질을 정제하는 단계를 포함한다.

일반적으로, 본 발명에 따른 바람직한 DNA 벡터는 5'에서 3' 방향으로, 이펙터 분자를 암호화하는 서열에 작동가능하게 연결된, 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드를 암호화하는 제 1 뉴클레오타이드 서열의 도입을 위한 제 1 클로닝 사이트를 포함하는 포스포디에스테르 결합에 의해 연결된 뉴클레오타이드 서열을 포함한다.

상기 DNA 벡터에 의해 암호화된 융합 단백질 성분들은 카세트 형태로 제공될 수 있다. 용어 "카세트(cassette)"는 각 성분이 표준 재조합 방법에 의해 다른 성분으로 쉽게 치환될 수 있음을 의미한다. 특히, 카세트 형태로 형성된 DNA 벡터는, 암호화된 융합 복합체가 항원형(serotype)을 갖거나 이를 발달시키는 능력을 가질 수 있는 병원체에 대해 사용되는 경우에 특히 바람직하다.

융합 단백질 복합체를 암호화하는 벡터를 제조하기 위해, 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드를 암호화하는 서열은 적절한 리가아제의 사용에 의해 이펙터 펩타이드를 암호화하는 서열에 연결된다. 본 발명의 펩타이드를 암호화하는 DNA는 적절한 세포주와 같은 자연 공급원으로부터 DNA를 분리함으로써 또는 예를 들어, 포스페이트 트리에스테르 방법과 같은 알려진 합성법에 의해 획득될 수 있다. 참조, 예, Oligonucleotide Synthesis, IRL Press(M. J. Gait, ed., 1984). 합성 올리고뉴클레오타이드가 또한 상업적으로 구입가능한 자동화 올리고뉴클레오타이드 합성기를 이용하여 제조될 수 있다. 분리되면, 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드를 암호화하는 유전자는 중합효소 연쇄 반응(PCR) 또는 당해 기술분야에 알려진 다른 수단에 의해 증폭될 수 있다. 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드 유전자를 증폭시키기에 적절한 PCR 프라이머는 PCR 산물에 제한 사이트가 첨가될 수 있다. PCR 산물은 바람직하게, 이펙터 펩타이드를 위한 스플라이스 사이트 및 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드-이펙터 융합 복합체의 적절한 발현 및 분비를 위해 필요한 리더 서열을 포함한다. 또한, PCR 산물은 바람직하게 링커 서열을 암호화하는 서열, 또는 이러한 서열의 라이게이션을 위한 제한 효소 사이트를 포함한다.

본 명세서에 기재된 융합 단백질은 바람직하게 표준 재조합 DNA 기술에 의해 생산된다. 예를 들어, 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드를 암호화하는 DNA 분자가 분리되면, 서열은 이펙터 폴리펩타이드를 암호화하는 다른 DNA 분자와 라이게이션될 수 있다. 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열은 이펙터 펩타이드를 암호화하는 DNA 서열에 직접 결합되거나, 또는 보다 전형적으로, 본 명세서에 언급된 바와 같은 링커 서열을 암호화하는 DNA 서열이 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드를 암호화하는 서열과 이펙터 펩타이드를 암호화하는 서열 사이에 개입되고 적절한 리가아제를 이용하여 결합될 수 있다. 결과적으로 형성된 하이브리드 DNA 분자는 적절한 숙주 세포에서 발현되어 상기 융합 단백질 복합체를 생산할 수 있다. 상기 DNA 분자는 5'에서 3' 방향으로 서로 라이게이션되어, 라이게이션후에, 암호화된 폴리펩타이드의 번역 프레임은 변하지 않는다(즉, 상기 DNA 분자는 서로 인-프래임(in-frame)으로 라이게이션된다). 결과적으로 형성된 DNA 분자는 인-프래임 융합 단백질을 암호화한다.

다른 뉴클레오타이드 서열이 또한 상기 유전자 구조물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 이펙터 펩타이드에 상기 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드를 암호화하는 서열의 발현을 조절하는 프로모터 서열, 또는 상기 융합 단백질을 세포 표면 또는 배지로 지시하는 리더 서열이 상기 구조물에 포함되거나 또는 그 구조물이 삽입되는 발현 벡터에 존재할 수 있다. 면역글로블린 또는 CMV 프로모터가 특히 바람직하다.

다양한 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드, IL-15, IL-15Rα 또는 Fc 도메인 암호화 서열을 획득하는데 있어서, 당해 기술분야의 통상의 기술자는 폴리펩타이드들이 생물학적 활성의 손실 또는 또는 감소없이 특정 아미노산 치환, 부가, 결실 및 번역후 변형에 의해 변형될 수 있음을 인식할 것이다. 특히, 보존적인 아미노산 치환, 즉 하나의 아미노산의 유사한 크기, 전하, 극성 및 형태의 다른 아미노산으로의 치환은 단백질 기능을 현저히 변화시키지 않는 것으로 잘 알려져 있다. 단백질들의 구성분들인 20개의 표준 아미노산들은 다음과 같이 광범위하게 4 그룹의 보존적 아미노산으로 분류될 수 있다: 비극성(소수성) 그룹은 알라닌, 이소루신, 루신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 트립토판 및 발린을 포함하며; 극성(비전하, 중성) 그룹은 아스파라긴, 시스테인, 글루타민, 글리신, 세린, 트레오닌 및 티로신을 포함하며; 양 전하된(염기성) 그룹은 아르기닌, 히스티딘 및 리신을 포함하며; 그리고 음 전하된(산성) 그룹은 아스파트산 및 글루탐산을 포함한다. 단백질에서 하나의 아미노산의 동일한 그룹 내의 다른 아미노산으로의 치환은 그 단백질의 생물학적 활성에 유해한 영향을 잘 주지 않는다. 다른 예로, 아미노산 위치에 대한 변형은 그 단백질의 생물학적 활성을 감소시키거나 증가시킬 수 있다. 이러한 변화는 랜덤으로 도입되거나 또는 표적 잔기(들)의 알려진 또는 추정되는 구조 또는 기능적 특성에 기초하여 부위-특이적 돌연변이를 통해 도입될 수 있다. 변이 단백질의 발현 후, 그 변형에 기인한 생물학적 활성의 변화는 바인딩 또는 기능적 어세이를 이용하여 쉽게 평가될 수 있다.

뉴클레오타이드 서열 사이의 상동성은 DNA 하이브리드화 분석에 의해 검출될 수 있으며, 여기서 이중 스트랜드 DNA 하이브리드의 안정성은 발생하는 염기쌍의 정도에 따라 달라진다. 고온 및/또는 저염 함량의 조건은 하이브리드의 안정성을 감소시키며, 선택된 상동성 정도보다 낮은 서열들의 어닐링을 억제하도록 달라질 수 있다. 예를 들어, 약 55% G-C 함량을 갖는 서열에 대해, 40-50℃, 6 x SSC(소듐 클로라이드/소듐 시트레이트 버퍼) 및 0.1% SDS(소듐 도데실 설페이트)의 하이브리드화 및 세정 조건은 약 60-70% 상동성을 나타내며, 50-65℃, 1 x SSC 및 0.1% SDS의 하이브리드화 및 세정 조건은 약 82-97% 상동성을 나타내며, 그리고 52℃, 0.1 x SSC 및 0.1% SDS의 하이브리드화 및 세정 조건은 약 99-100% 상동성을 나타낸다. 뉴클레오타이드와 아미노산 서열을 비교하는 (그리고 상동성 정도를 측정하는) 광범위한 범위의 컴퓨터 프로그램이 또한 유용하며, 상업적으로 구입가능한 소프트웨어 및 프리 소프트웨어 모두의 공급원을 제공하는 리스트는 Ausubel et al.(1999)에서 찾아볼 수 있다. 쉽게 구입가능한 서열 비교 및 다중 서열 정렬 알고리즘은 각각, Basic Local Alignment Search Tool(BLAST)(Altschul et al., 1997) 및 ClustalW programs이다. BLAST는 ncbi.nlm.nih.gov의 월드와이드웹(World Wide Web)상에서 구입가능하며, ClustalW 버전은 2.ebi.ac.uk에서 구입가능하다.

상기 융합 단백질의 성분들은 각각이 이의 의도된 기능을 수행할 수 있는 한, 거의 어떠한 순서로도 조직될 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드는 이펙터 분자의 C 또는 N 말단 끝에 위치한다.

본 발명의 바람직한 이펙터 분자는 이러한 도메인들의 의도된 기능에 도움이 되는 크기를 가질 것이다. 본 발명의 이펙터 분자는 잘 알려진 화학적 교차-결합 방법을 포함하여 다양한 방법에 의해 제조되고 융합되어 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이를 형성할 수 있다. 참조, 예, Chemical Modification of Proteins, Holden-Day 내의 Means, G. E. 및 Feeney, R. E.(1974). 또한, Chemistry of Protein Conjugation and Cross-Linking, CRC Press 내 S. S. Wong(1991) 참조. 그러나, 일반적으로 재조합 조작을 이용하여 인-프레임 융합 단백질을 제조하는 것이 바람직하다.

상기 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 융합 분자 또는 컨주게이트 분자는 여러 방식으로 조직화될 수 있다. 예시적인 형태로, 상기 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드의 C-말단은 상기 이펙터 분자의 N-말단에 작동가능하게 연결된다. 그 결합은 필요에 따라 재조합 방법에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 다른 형태로, 상기 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드의 N-말단은 상기 이펙터 분자의 C-말단에 연결된다.

변형적으로, 또는 부가적으로, 하나 이상의 부가적인 이펙터 분자가 필요에 따라 상기 생물학적으로 활성적인 폴리펩타이드 또는 컨주게이트 복합체 내로 삽입될 수 있다.

벡터 및 발현

ALT-803을 발현하기 위해 다수의 전략이 사용될 수 있다. 예를 들어, ALT-803을 암호화하는 구조물은 라이게이션 후에 구조물의 삽입을 위해 벡터 내에 컷을 형성하도록 제한 효소를 이용하여 적절한 벡터 내로 편입될 수 있다. 유전자 구조물을 함유하는 벡터는, 그 다음 융합 단백질의 발현을 위해 적절한 숙주 내로 도입된다. 일반적으로, Sambrook et al.(상기 참조)을 참조. 적합한 벡터의 선택은 클로닝 프로토콜과 관련된 인자에 기초하여 실험적으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 벡터는 사용될 호스트와 호환 가능해야 하며 적절한 호스트를 위한 리플리콘을 가져야 한다. 벡터는 발현될 융합 단백질 복합체를 암호화하는 DNA 서열을 수용할 수 있어야 한다. 적합한 숙주 세포는 진핵 세포 및 원핵 세포, 바람직하게는 용이하게 형질 전환될 수 있고, 배지에서 급속한 성장을 나타내는 세포를 포함한다. 특히 바람직한 숙주 세포는 이. 콜라이(E. coli), 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtillus) 등의 원핵 생물 및 동물 세포 및 이스트 균주와 같은 진핵 생물, 예를 들어 S. 세레비지아에(S. cerevisiae)를 포함한다. 포유 동물 세포가 일반적으로 바람직하며, 특히 J558, NSO, SP2-O 또는 CHO가 바람직하다. 다른 적합한 숙주는 예를 들어 Sf9와 같은 곤충 세포를 포함한다. 통상적인 배양 조건이 사용된다. Sambrook(상기 참조) 참조. 그 다음, 안정한 형질전환 또는 트랜스펙션(형질주입)된 세포주가 선택될 수 있다. 본 발명의 융합 단백질 복합체를 발현하는 세포는 공지된 절차에 의해 검출될 수 있다. 예를 들어, 면역 글로불린에 결합된 융합 단백질 복합체의 발현은 결합된 면역 글로불린에 특이적인 ELISA 및/또는 면역 블롯팅에 의해 검출될 수 있다. IL-15 또는 IL-15Rα 도메인에 결합된 생물학적으로 활성적인 폴리펩티드를 포함하는 융합 단백질의 발현을 검출하기 위한 다른 방법이 실시예에 개시된다.

일반적으로 상기 언급한 바와 같이, 숙주 세포는 원하는 융합 단백질을 암호화하는 핵산을 증식(propagate)하기 위한 준비 목적으로 사용될 수 있다. 따라서, 숙주 세포는 융합 단백질의 생산이 특이적으로 의도된 원핵 세포 또는 진핵 세포를 포함할 수있다. 따라서, 숙주 세포는 구체적으로 융합체를 암호화하는 핵산을 증식시킬 수 있는, 이스트, 파리, 웜(worm), 식물, 개구리, 포유류 세포 및 기관을 포함한다. 사용될 수 있는 포유 동물 세포주의 비제한적인 예는 CHO dhfr- 세포(Urlaub 및 Chasm, Proc . Natl . Acad . Sci . USA, 77: 4216(1980)), 293 세포(Graham et al., J Gen Virol ., 36:59 (1977)) 또는 SP2 또는 NSO와 같은 골수종 세포(Galfre 및 Milstein, Meth.Enzymol., 73 (B): 3 (1981))를 포함한다.

원하는 융합 단백질 복합체를 암호화하는 핵산을 증식시킬 수 있는 숙주 세포는 또한 곤충(예, Sp. 프루지페르다(Sp. frugiperda), 효모 (예를 들어 S. 세레비지아에(S. cerevisiae), S. 폼베(S. pombe), P. 파스토리스(P. pastoris), K. 락티스(K. lactis), H. 폴리모파 (H. polymorpha); Fleer, R., Current Opinion in Biotechnology, 3 (5) : 486496 (1992)에 의해 일반적으로 리뷰됨), 균류 및 식물 세포를 포함하는 비포유류 진핵 세포를 포함한다. 이. 콜라이(E. coli) 및 바실러스(Bacillus)와 같은 특정 원핵 생물도 고려된다.

원하는 융합 단백질을 암호화하는 핵산은 세포를 트랜스펙션(형질주입)하는 표준 기술에 의해 숙주 세포에 도입될 수 있다. 용어 "트랜스펙팅"또는 "트랜스펙션"은 칼슘 포스페이트 공동 침전, DEAE-덱스트란-매개 트랜스펙션, 리포펙션, 일렉트로폴레이션, 마이크로 인젝션, 바이러스 트랜스덕션 및/또는 집적화를 포함하는 숙주 세포 내로 핵산을 도입하기 위한 모든 통상적인 기술을 포함한다. 숙주 세포를 트랜스펙션하는 적합한 방법은 Sambrook et al.(상기 참조) 및 기타 실험실 교과서에서 찾아볼 수 있다.

다양한 프로모터(전사 개시 조절 리전)가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 적절한 프로모터의 선택은 제안된 발현 숙주에 따라 달라진다. 이종 공급원으로부터의 프로모터는 선택된 숙주에서 기능적인 한 사용될 수 있다.

프로모터 선택은 또한 펩타이드 또는 단백질 생산의 원하는 효율 및 수준에 따라 달라진다. 택(tac)과 같은 유도성 프로모터는 이. 콜라이(E. coli)에서 단백질 발현 수준을 극적으로 증가시키기 위해 종종 사용된다. 단백질의 과발현은 숙주 세포에 해로울 수 있다. 결과적으로, 숙주 세포의 성장이 제한될 수 있다. 유도성 프로모터 시스템의 사용은 숙주 세포가 유전자 발현 유도 전에 수용 가능한 밀도로 배양되어 높은 생산 수율을 용이하게 한다.

다양한 신호 시퀀스가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 생물학적으로 활성적 인 폴리펩타이드 암호화 서열에 상동성인 신호 서열이 사용될 수 있다. 택일적으로, 발현 숙주에서 효율적인 분비 및 처리를 위해 선택되거나 디자인된 신호 서열이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 적절한 신호 서열/숙주 세포 쌍은 B. 서브틸리스(B. subtilis)에서의 분비를 위한 B. 서브틸리스(B. subtilis) sacB 신호 서열 및 P. 파스토리스(P. pastoris) 분비를 위한 사카로미세스 세레비지아에(Saccharomyces cerevisiae) α-메이팅 인자 또는 P. 파스토리스(P. pastoris) 산 포스파타아제 phoI 신호 서열을 포함한다. 신호 서열은 신호 펩티다아제 절단 부위를 암호화하는 서열을 통해 단백질 코딩 서열에 직접 결합되거나, 또는 브릿지가 다운스트림 단백질 서열의 정확한 판독 프레임을 보장하는 보통 10개 미만의 코돈으로 이루어진 짧은 뉴클레오티드 브릿지를 통해 직접 연결될 수 있다.

진핵 생물 단백질 발현 시스템에서 전사 및 번역을 향상시키는 엘리먼트가 확인되었다. 예를 들어, 콜리 플라워 모자이크 바이러스(CaMV) 프로모터 1000 bp를 이종 프로모터의 양쪽에 위치시키면, 식물 세포에서 전사 수준을 10-400 배 증가시킬 수 있다. 발현 구조물은 또한 적절한 번역 개시 서열을 포함해야 한다. 적절한 번역 개시를 위한 Kozak 컨센서스 서열을 포함하도록 발현 구조물을 변형하면 번역 수준이 10 배 증가할 수 있다.

선택적인 마커가 종종 사용되며, 이것은 마커가 관심 유전자와 상이한 위치에서 통합될 수 있도록 발현 구조물의 일부이거나 또는 이로부터 분리된다(예를 들어 발현 벡터에 의해 운반된다). 예로서 항생제에 내성을 부여하는 마커(예, bla는 이. 콜라이(E. coli) 숙주 세포에 대한 암피실린 내성을, nptII는 다양한 원핵 및 진핵 세포에 대한 카나마이신 내성을 부여한다), 또는 숙주가 최소 배지에서 성장하는 것을 가능하게 하는 마커를 포함한다(예, HIS4는 P. 파스토리스(P. pastoris) 또는 His^-S. 세레비지아에(His^-S. cerevisiae)가 히스티딘의 부재하에 성장하는 것을 가능하게 는한다). 선별 마커는 마커의 독립적 발현을 허용하기 위해 자체 전사 및 번역 개시 및 종결 조절 리전을 갖는다. 항생제 내성이 마커로 사용되는 경우, 선별을 위한 항생제의 농도는 항생제에 따라 다르며, 일반적으로 배지의 항생제/mL 당 10 ~ 600㎍ 범위이다.

발현 구조물은 공지된 재조합 DNA 기술(Sambrook et al., 1989; Ausubel et al., 1999)을 이용하여 어셈블리된다. 제한 효소 다이제션 및 라이게이션은 DNA의 두 프래그먼트를 연결하는데 사용되는 기본 단계이다. DNA 프래그먼트의 말단은 라이게이션 전에 변형을 필요로 할 수 있으며, 오버행(overhang)을 채우고, 뉴클레아제(예, ExoIII)로 프래그먼트(들)의 말단 부분을 제거하거나, 부위 특이적 돌연변이 유발 (site directed mutagenesis) 또는 PCR에 의한 새로운 염기쌍을 첨가함으로써 달성할 수 있다. 선택된 프래그먼트의 결합을 용이하게 하기 위해 폴리링커 및 어댑터가 사용될 수 있다. 발현 구조물은 전형적으로 E. 콜라이(E.coli)의 제한, 결합 및 형질전환의 라운드를 사용하여 단계적으로 어셈블리된다. 발현 구조물의 구축에 적합한 수많은 클로닝 벡터가 당해 기술분야에 공지되어있으며(γZAP 및 pBLUESCRIPT SK-1, Stratagene, La Jolla, CA, pET, 위스콘신 주 매디슨 소재의 Novagen Inc., Ausubel et al., 1999에 인용됨), 특정한 선택은 본 발명에 중요하지 않다. 클로닝 벡터의 선택은 발현 구조물의 숙주 세포로의 도입을 위해 선택된 유전자 전달 시스템에 의해 영향을 받을 것이다. 각 단계의 끝에서, 결과적으려 형성된 구조물은 제한(restriction), DNA 서열, 하이브리드화 및 PCR 분석에 의해 분석될 수 있다.

발현 구조물은 클로닝 벡터 구조물로서 선형 또는 원형 중 하나로 숙주 내로 형질전환되거나, 또는 클로닝 벡터로부터 제거되어 그대로 사용되거나 운반 벡터 상에 도입될 수 있다. 운반 벡터는 선택된 숙주 세포 타입에서 발현 구조물의 도입 및 유지를 용이하게 한다. 발현 구조물은 다수의 공지된 어느 유전자 전달 시스템(예, 내츄럴 컴피턴스(natural competence), 화학 매개 형질전환, 원형질체 형질전환, 일렉트로포레이션, 생물학적 형질 전환, 트랜스펙션 또는 컨주게이션) 중 어떠한 것에 의해 숙주 세포로 도입된다(Ausubel et al., 1999; Sambrook et al., 1989). 선택된 유전자 전달 시스템은 사용된 숙주 세포와 벡터 시스템에 따라 달라진다.

예를 들어, 발현 구조물은 원형질체 형질전환 또는 일렉트로포레이션에 의해 S. 세레비지아에(S. cerevisiae) 세포로 도입될 수 있다. S. 세레비지아에(S. cerevisiae)의 일렉트로포레이션은 쉽게 달성되며, 스페로플라스트(spheroplast) 형질변형에 필적하는 형질전환 효율을 산출한다.

본 발명은 또한 관심있는 융합 단백질을 분리하기 위한 생산 방법을 제공한다. 이 방법에서, 조절 서열에 작동가능하게 연결된 관심 단백질을 암호화하는 핵산이 도입된 숙주 세포(예를 들어, 이스트, 균류, 곤충, 박테리아 또는 동물 세포)는 생산 규모로 관심있는 융합 단백질을 암호화하는 뉴클레오타이드 서열의 전사를 자극하는 배양 배지에서 성장된다. 이어서, 관심있는 융합 단백질을 수거된 숙주 세포 또는 배양 배지로부터 분리한다. 배지 또는 수거된 세포로부터 관심있는 단백질을 분리하는데 표준 단백질 정제 기술이 사용될 수 있다. 특히, 정제 기술은 롤러 병, 스피너 플라스크, 조직 배양 플레이트, 생물 반응기 또는 발효기를 포함하는 다양한 실행으로부터 대규모 (즉, 적어도 밀리그램 양)의 원하는 융합 단백질을 발현 및 정제하는데 사용될 수 있다.

발현된 단백질 융합 복합체는 공지된 방법으로 분리 및 정제될 수 있다. 전형적으로, 배양 배지를 원심분리하거나 여과한 후, 상청액을 친화성 또는 면역 친 화성 크로마토그래피, 예를 들어 단백질-A 또는 단백질-G 친화성 크로마토그래피 또는 발현된 융합 복합체에 결합하는 모노클로날 항체의 사용을 포함하는 면역 친화성 프로토콜에 의해 정제한다. 본 발명의 융합 단백질은 공지된 기술의 적절한 조합에 의해 분리 및 정제될 수 있다. 이들 방법으로서는, 예를 들면, 염 침전이나 용매 침전 등의 용해성을 이용하는 방법, 투석, 한외 여과, 겔 여과, SDS-폴리아크릴 아미드 겔 전기영동 등의 분자량의 차이를 이용한 방법, 이온 교환 컬럼 크로마토그래피와 같은 전하의 차이를 이용하는 방법, 친화성 크로마토그래피와 같은 특이적 친화성을 이용하는 방법, 역상 고성능 액체 크로마토그래피와 같은 소수성의 차이를 이용하는 방법, 등전점 포커싱 전기영동과 같은 등전점의 차이를 이용한 방법, Ni-NTA와 같은 금속 친화성 컬럼을 포함한다. 이러한 방법들에 대한 기술내용은 일반적으로 Sambrook et al. 및 Ausubel et al.(상기 참조)를 참조한다

본 발명의 융합 단백질은 실질적으로 순수한 것이 바람직하다. 즉, 융합 단백질이 바람직하게는 적어도 80% 또는 90% 내지 95% 동질성(w/w)으로 존재하도록 융합 단백질이 자연적으로 수반되는 세포 치환체로부터 분리된다. 적어도 약 98 내지 99% 동질성(w/w)을 갖는 융합 단백질이 많은 제약, 임상 및 연구 분야에 가장 바람직하다. 일단 실질적으로 정제되면, 융합 단백질은 치료용 응용에 있어서 실질적으로 오염물이 없어야 한다. 부분적으로 또는 상당한 순도로 일단 정제되면, 가용성 융합 단백질은 치료적으로 또는 본 명세서에 개시된 바와 같이 시험관내 또는 생체내 분석을 수행하는데 사용될 수 있다. 실질적인 순도는 크로마토그래피 및 겔 전기 영동과 같은 다양한 표준 기술로 결정될 수 있다.

본 발명의 융합 단백질 복합체는 암성이거나 감염되었거나 하나 이상의 질병에 감염될 수 있는 다양한 세포에서의 시험관내 또는 생체내 사용에 적합하다.

인간 인터루킨-15(hIL-15)는 항원 제시 세포에서 발현되는 인간 IL-15 리셉터 α 사슬(hIL-15Rα)에 의해 면역 이펙터 세포로 트랜스-프리젠팅된다. IL-15Rα는 주로 세포외 수쉬(suchi) 도메인(IL-15RαSu)을 통해 hIL-15와 고친화성(38pM)으로 결합된다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, IL-15 및 IL-15RαSu 도메인은 가용성 복합체(예, ALT-803)를 생성하거나 다중 도메인 융합 복합체를 제조하기 위한 스캐폴드로서 사용될 수 있다.

IgG 도메인, 특히 Fc 프래그먼트는 승인된 생물학적 약물을 포함하는 다수의 치료용 분자에 대한 2량체 스캐폴드로서 성공적으로 사용되어왔다. 예를 들어, 에타너셉트(etanercept)는 인간 IgG1의 Fc 도메인에 연결된 가용성 인간 p75 종양 괴사 인자-α(TNF-α) 리셉터(sTNFR)의 2량체이다. 이러한 2량체화는 에타너셉트가 단량체 sTNFR보다 TNF-α 활성을 억제하는데 최대 1000배 더 강력하며, 단량체 형태보다 5배 더 긴 혈청 반감기를 갖는 융합을 제공한다. 그 결과, 에타너셉트는 생체내에서 TNF-α의 전-염증 활성을 중화시키고 다수의 상이한 자가 면역 징후에 대한 환자 결과를 개선하는데 효과적이다.

이의 2량체화 활성에 부가적으로, Fc 프래그먼트는 또한 자연 살해 세포(NK), 호중구, 단구 세포, 식세포 및 덴드리틱 세포에서 디스플레이되는 Fcγ 리셉터와의 보체 활성화 및 상호 작용을 통해 세포 독성 이펙터 기능을 제공한다. 항암 치료용 항체 및 다른 항체 도메인-Fc 융합 단백질과 관련하여, 이들 활성은 동물 종양 모델 및 암 환자에서 관찰된 효능에 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 그러나, 이러한 세포 독성 이펙터 반응은 많은 치료 응용에서 충분하지 않을 수 있다. 따라서, Fc 도메인의 이펙터 활성을 개선 및 확대시키고, 면역 요법 분자를 통해 질병 부위에서 NK 세포 및 T 세포를 포함하는 세포 용해 면역 반응의 활성 또는 동원을 증가시키는 다른 수단을 개발하는 데 상당한 관심이 있어왔다.

인간 유래 면역 자극 치료제를 개발하기 위한 노력으로, 인간 IL-15(hIL-15) 및 IL-15 리셉터 도메인이 사용되었다. hIL-15는 hIL-15 리셉터 α-사슬(hIL-15Rα)과 높은 바인딩 친화성(평형 해리 상수(KD)~10^-11 M)을 갖는 작은 4개의 α-헬릭스 번들 사이토킨 패밀리의 멤버이다. 결과적으로 형성된 복합체는 그 다음, T 세포 및 NK 세포의 표면 상에 디스플레이된 인간 IL-2/15 수용체 β/공통 γ 사슬(hIL-15RβγC) 복합체에 트랜스-프리젠팅된다. 이 사이토킨/리셉터 상호작용은 바이러스 감염된 세포 및 악성 세포를 박멸하는데 중요한 역할을 하는 이펙터 T 세포 및 NK 세포의 팽창 및 활성화를 초래한다. 일반적으로, hIL-15 및 hIL-15Rα는 수상 돌기 세포에서 동시에 생산되어 세포 내에서 복합체를 형성하고 이어서 세포 표면에 이종 2량체 분자로 분비되고 디스플레이된다. 몇몇의 연구들은 IL-15/IL-15Rα 복합체가 세포 표면에서 쪼개져 나와 가용성 기능성의 형태로 방출되는 것으로 제안한다. 따라서, hIL-15 및 hIL-15Rα 상호작용의 특징은 이러한 사슬간 바인딩 도메인이 인간 유래 면역 자극 복합체 및 표적 특이적 바인딩이 가능한 가용성 2량체 분자를 만들기 위한 스캐폴드로서 작용할 수 있음을 제시한다.

본 발명의 실시는 달리 명시하지 않는 한, 당해 분야의 숙련자에게 충분히 허용되는 분자 생물학(재조합 기술 포함), 미생물학, 세포 생물학, 생화학 및 면역학의 통상적인 기술을 사용한다. 이러한 기술은 "Molecular Cloning: A Laboratory Manual", 제2판(Sambrook, 1989); "Oligonucleotide Synthesis"(Gait, 1984); "Animal Cell Culture"(Freshney, 1987); "Methods in Enzymology" "Handbook of Experimental Immunology"(Weir, 1996); "Gene Transfer Vectors for Mammalian Cells"(Miller and Calos, 1987); "Current Protocols in Molecular Biology"(Ausubel, 1987); "PCR : The Polymerase Chain Reaction", (Mullis, 1994); "Current Protocols in Immunology"(Coligan, 1991)와 같은 문헌에 전체적으로 설명되어 있다. 이들 기술은 본 발명의 폴리뉴클레오타이드 및 폴리펩타이드의 생산에 적용 가능하며, 본 발명을 제조하고 실시하는데 고려될 수 있다. 특정 구현에 대한 특히 유용한 기술은 다음 장에서 언급될 것이다.

하기 실시예는 당업자에게 어떻게 제조하고, 본 발명의 분석, 스크리닝 및 치료 방법을 사용하는 방법에 대한 완전한 개시 및 설명을 제공하기 위해 제시된 것이며, 발명자가 발명으로서 간주하는 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1: 재료 및 방법

마우스 및 골수 이식 ( BMT )

암컷 C57BL/6 (B6, H-2K^b), Balb/c (H-2K^d), B6CBAF1 (H-2K^b/k), CB6F1 (H-2K^b/d) 및 B6D2F1 (H2K^b ^/d) 마우스를 잭슨 실험실(Bar Harbor, ME)로부터 획득하였다. BMT 실험에서 사용된 마우스는 10-12주령이었다. BMT 프로토콜은 토마스 제퍼슨 대학교(omas Jefferson University)의 동물 관리 및 사용 위원회(Institutional Animal Care and Use Committee, IACUC)의 승인을 받았다.

대퇴골 및 정강이뼈로부터 골수(BM) 세포를 무균적으로 제거하고 4℃에서 30 분동안 항-Thy 1.2 항체와 함께 항온 배양하여 T 세포를 고갈시키고(TCD), 후속적으로 Low-TOX-M 래빗 컴플리먼트(Cedarlane Laboratories, Hornby, Ontario, Canada)와 37℃에서 40분 동안 또는 택일적으로 항-CD5 자석 비드 제거(Miltenyi, Auburn, CA)를 통해 수행하였다. 컴플리먼트 고갈(complement depletion) 후 오염 T 세포의 일반적인 수준은 모든 골수 백혈구의 0.2 내지 0.5 % 범위였다.

자기 비드 (Miltenyi, Auburn, CA)에 접합된 항-CD5 항체로 양성 선별하여 비장 T 세포를 수득하였다. 어떤 경우에는 CD4⁺ 및 CD8⁺ T 세포 집단이 개별적으로 분리되었다(Miltenyi, Auburn, CA). 세포들(비장 T 세포가 있거나 없는 5 × 10⁶ BM 세포)을 DMEM(Dulbecco Modified Eagle 's Medium)에 재현탁하고, 꼬리 정맥 투입(infusion)(0.25ml 총 부피)에 의해 0일째 치사적으로 방사선 조사된 수혜자에게 이식하였다. 이식 전에 0일째에, 위장관 독성을 줄이기 위해 선량 사이를 3시간 간격의 분할 선량으로 ¹³⁷Cs 공급원으로부터 11 내지 13 Gy 총 신체 방사능 조사를(스트레인 의존적, rain dependent) 받았다. 마우스를 멸균된 마이크로-아이솔레이터 케이지 (micro-isolator cages)에 넣고 일반적인 음식 및 오토클레이브 처리된 과염소화된 식수(pH 3.0)를 공급하였다.

세포주, 항체 및 사이토카인

P-815(H-2d) 세포주는 ATCC(Manassas, VA)로부터 수득 하였다. 헤르페스 심플렉스 바이러스 티미딘 키나아제, 향상된 녹색 형광 단백질 (eGFP) 및 반딧불이 루시퍼라제(TGL)로 구성된 삼중 융합 단백질을 발현하도록 레트로바이러스적으로 형질도입된(retrovirally transduced) A20(H-2d) 쥣과 림프종 세포주는 닥터 마르셀 반 덴 브링크(Dr. Marcel van den Brink)(Memorial Sloan Kettering Cancer Center, 뉴욕, 뉴욕)으로부터 제공받았다. 세포는 5% CO₂를 함유하는 분위기에서 10% FBS 함유 RPMI에서 배양하였다.

쥣과 항원에 대한 항-쥣과 CD16/CD32 FcR 블록(2.4G2) 및 다음의 모든 형광 표지 항체는 BD 파르밍엔(Pharmingen)(San Diego, CA)으로부터 얻었다 :H2Kd (SF1-1.1), CD3(500A2), CD4(RM4-5), CD8(53-6.7), CD25(PC61), CD44(IM7), CD45R/B220(RA3-6B2), CD62L(MEL-14), NK1.1(PK136), TNF-α(MP6-XT22), IFN-γ(XMG1.2), NK2GD, 아이소타입 컨트롤(isotype controls); 랫트 IgG2a-κ, 랫트 IgG1-κ 햄스터, 및 IgG1-κ.

ALT-803은 알토 바이오사이언스 코포레이션(Altor BioScience Corporation, Miramar, Florida)에 의해 생산되었다. ALT-803은 주당 1-5 ㎍/일로 복강내 투여되었다.

유세포 분석

10⁶ cell/25μL의 단일 세포 현탁액을 4℃에서 CD16/CD32 FcR 블록과 함께 배양하였다. 이어서, 세포를 총 부피 50μl에서 항체와 함께 4℃에서 배양하였다. 염색된 세포는 FACS Calibur 유세포 분석기(Becton Dickinson, San Jose, CA)에서 CellQuest 소프트웨어 또는 LSRII 유세포 분석기(Becton Dickinson, San Jose, CA)에서 FlowJo 소프트웨어(Treestar, San Carlos, CA)로 분석하였다.

이식편 -대-숙주-병의 진단

GVHD의 중증도를 이전에 설명된 임상 GVHD 스코어링 시스템으로 평가하였다 (Cooke, K.R., et al., Blood, 1996. 88(8): p. 3230-9). 요약하면, 코딩된 케이지에 있는 귀 펀치 동물을 각각 0에서 2의 척도를 기반으로 한 5개의 임상 매개 변수를 사용하여 매주 개별적으로 점수를 매겼다: 체중 감소, 자세, 이동성,털 및 피부. 임상 GVHD 지수는 5개의 표준 점수 (0-10)의 합계에 의해 생성되었다. 생존은 매일 모니터링되었다. 점수가 5점 이상인 동물은 빈사상태(moribund)로 간주되어 희생되었다.

PMA -이오노마이신 자극 및 세포 내 염색

비장 세포를 PMA(20 ng/mL) 및 이오노마이신(1 μM)과 함께 5시간 동안 배양 하였다. 브레펠딘 A(Brefeldin A)를 10 μg/mL의 농도로 2 시간 동안 첨가하고 PMA 및 이오노마이신을 첨가하였다. 세포를 표면 항체로 먼저 염색 한 다음 고정하고 BD Cytofix/Cytoperm Kit(BD Biosciences, San Diego, CA)로 투과가능하게(permeabilized) 하여 후속적으로 세포 내 항체로 염색하였다.

CFSE 라벨링

이전에 기술된 바와 같이 세포를 카복시플루오레신 숙신이미딜 에테르((CFSE)로 표지하였다(Lyons, A.B. and C.R. Parish, Determination of lymphocyte division by flow cytometry . J Immunol Methods, 1994. 171(1): p. 131-7). 요약하면, 비장세포를 CFSE와 함께 PBS에서 최종 농도 2.5μM로 37℃에서 20 분동안 배양하였다. 정맥 내 주사 전에 세포를 PBS로 3회 세척하였다.

통계

그래프에 표시된 모든 값은 평균±SEM을 나타낸다. 생존 데이터는 Mantel-Cox log-rank test를 사용하여 분석하였다. 다른 모든 분석의 경우, 비모수 비쌍(nonparametric unpaired) 만-휘트니 U 검증(Mann-Whitney-U test)이 사용되었다.

실시예 2 : HSCT 후 면역 세포에 대한 ALT-803의 효과

ALT-803의 효과를 T 세포 고갈 모델에서 처음 평가하였다. 치사적으로 방사선조사 된 BALB/c 수혜자에게 B6 마우스의 T 세포 고갈(TCD) 골수(BM) 세포를 이식했다. ALT-803을 이식 후 17일과 24일에 2회 복강 내(i.p.) 주입을 통해 투여하였다. 동물은 28일째에 희생되었다. 모든 수혜자의 비장 및 BM에서 90% 이상의 생착(engraftment)을 보였다. ALT-803과 대조군 사이의 비장 및 BM에서의 생착 및 세포질에는 유의한 차이가 없었다. ALT-803의 투여는 CD8⁺T 및 NK 세포의 수를 현저하게 증가시켰지만 CD4⁺ T 세포 수에는 변화가 없었다 (도 1A). 유사한 활성이 동일한 투여량 및 스케줄로 처리된 B6CBA → CB6F1 이식 모델(도 1B)에서 관찰되었다. ALT-803은 또한 상기 모델에서 CD8⁺에 의한 세포 내 IFN-γ 분비도 증가시켰지만 상기 모델의 CD4⁺ T 세포는 증가시키지 않았다 (도 1C).

다음으로, ALT-803이 CD4⁺및 CD8⁺ 나이브(naive) (CD44^low) 및 기억(CD44high) T 세포 집단에 미치는 영향을 평가했다. 다시, 수혜자는 HSCT(B6 →CB6F1) 후 1μg ALT-803 i.p.으로 28, 35 및 42일째 처리되었다. ALT-803 투여는 대부분 CD8⁺ 기억/이펙터 T 세포 집단을 증가시켰으나, CD4⁺ 기억 및 나이브 T 세포 집단 모두에서 어떠한 활성도 보이지 않았다. CD8⁺ 나이브(naive) T 세포는 또한 ALT-803 처리군과 미처리군에서 영향을 받지 않았다(도 2A). 림프구의 다른 활성화 마커도 평가했다. NKG2D 발현의 10배 증가가 CD8⁺ T 세포에서 확인되었으며, 이는 일부 CD8⁺T 세포가 ALT-803에 노출된 후 선천적으로 유사한(innate-like) 표현형의 이펙터/세포독성 림프구로 변한다는 것을 암시한다(도 2B). HSCT 후 면역 세포에 대한 ALT-803의 이러한 효과는 전임상 연구에서 이전에 관찰된 변화와 유사하다 (Wong, H.C., E.K. Jeng, and P.R. Rhode, Oncoimmunology, 2013. 2(11): p. e26442). 표면 CD107a 발현의 유의한 변화는, 종양에 대한 세포 용해성 퍼포린/그랜자임 경로의 탈과립화 마커인, CD4⁺ 또는 CD8⁺ T 세포에서 확인되지 않았다.

B6 마우스로부터, 치사적으로 방사선 조사된(lethally irradiated) B6D2F1 수혜자 마우스로, 입양적으로(adoptively) 전달된 CFSE-표된 비장 세포에 대한 ALT-803의 영향을 조사하였다. ALT-803 치료는 CFSE 표지된 T 세포 투입(infusion)의 동종이계 이식 수혜자에서, 특히 강력한 IFN-γ 및 TNF-α 분비와 함께 느리게 증식하는 CD8⁺T 세포의 증식을 촉진시켰다. 그러나 ALT-803이 CD4⁺ T 세포 증식에 미치는 영향은 없었다 (도 3A 및 도 3B). IL-15 투여 후 CD8⁺ T 세포에 의한 TNF-α 분비의 유의한 증가는 이전의 실험에서 확인되지 않았으며(Sauter, C.T., et al., Bone Marrow Transplant, 2013. 48(9): p. 1237-42), 이는 ALT-803이 인비보(in vivo)에서의 CD8⁺ T 세포에서 사이토카인 분비를 유도하는 천연 IL-15보다 더 강력 함을 시사한다. 다음으로, ALT-803 활성을 CFSE 표지된 T 세포 투입의 동계(syngenic) 수혜자에서 평가하였다. 또한, ALT-803은 입양적으로 전달된 CD8⁺ T 세포에서 증식 및 IFN-γ 분비를 증가시키나, TNF-α 분비를 증가시키지 않았다 (도 3B). 이러한 결과는 나아가 동계의 입양 T 세포 전달 세팅보다는, 동종이계에서의 TCR-MHC 참여(engagement)와 같은 추가적인 자극 신호가 잠재적으로 ALT-803 자극에 의한 TNF-α 분비를 유도하는데 필요함을 시사한다.

실시예 3 :쥣과 종양 모델에서 ALT-803의 항종양 활성

다음으로, ALT-803의 항종양 활성을 쥣과 비만 세포종(P815) 미 쥣과 B 세포 림프종(A20)의 두 개의 상이한 종양 모델에서 조사하였다. 첫째, ALT-803의 항종양 활성은 T 세포 투여가 없는 P815 모델에서 평가되었다. ALT-803을 T 세포 주입없이 투여했을 때, 부모-F1 모델에서 P815의 수혜자에서 유의한 이식편-대-종양(GVT) 활성이 검출되지 않았다. 소량의 T 세포가 B6 → B6D2F1 모델에 투입되었을 때, ALT-803 투여가 2개의 상이한 T 세포 투여량을 갖는 P815 종양 세포에 대한 항종양 활성을 현저히 증진시킨다는 것이 확인되었다; 투여량은 각각 5x10⁴ 및 1x10⁵ 세포 (도 4A 및 4B). GVHD 징후는 이 실험에서 관찰되지 않았다. 모든 동물은 뒷발 마비 또는 부검에서 종양 전이의 존재를 갖는 종양의 발달로 사망했다. 따라서, P815 모델에서 T 세포 투입(infusion)과 함께 투여된 ALT-803은 대조군과 비교하여 종양 보유 마우스에게 상당한 생존 이득을 제공하였다.

A20 쥣과 림프종 모델에서, A20 세포에 대한 항-림프종 활성이 T 세포 투입과 함께 혹은 투입 없이, 동종이계 HSCT의 수혜자에서 평가되었다. A20 세포는 반데르브릭스 박사(Dr. van den Brink's)의 연구실(Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, New York, NY)에서 제공한 것으로, 생물발광 이미징(BLI)으로 종양 성장을 탐지할 수 있는 루시퍼라제 활성을 갖는 삼중 유전자 구조를 발현하는 것이다. 먼저, A20 쥣과 종양 모델이 개발되다. B6CBAF1 → CB6F1 (MHC-미스매치) 모델에서 1×10⁵ 공여 T 세포의 투입은 현저한 항종양 활성 및 생존 이득을 제공하였다. 따라서, CB6F1 마우스를 치사적으로 방사선조사하고 1×10⁵ T 세포와 함께 B6CBAF1 BM 세포를 이식하였다. 모든 동물들은 BM 이식과 같은 날에 A20 종양 세포를 받았다. ALT-803 투여군의 모든 동물들은 살아남았으며, 대조군과 비교하여 통계적으로 유의 하였다(도 4C).

다음으로, A20 모델에서 T 세포 투입 없는 동종이계 HSCT 수혜자에서 ALT-803의 항-림프종/백혈병 활성을 조사했다. 동일한 ALT-803 투여량 및 투여 경로가 전술한 바와 같이 사용되었다. 종양 성장은 IVIS 생물발광 시스템을 사용하여 광자 측정의 강도에 의해 결정되었다(도 5A 및 도 5B). ALT-803의 2회 투여가 생체 내에서 A20 세포 성장의 지연을 제공할 수 있음이 관찰되었지만, ALT-803 투여에 의한 지연된 종양 성장은 ALT-803 그룹과 대조군 간의 생존 차이를 초래하지 않았다(도 5C). ALT-803 그룹은 여전히 T 세포 투입 없는 A20 림프종 세포에 대한 항종양 활성을 생성하는데 성공적이였다.

이러한 점을 함께 고려하면, 본 실험의 결과는, 이펙터/기억 CD8⁺T 및 NK 세포 확장을 효과적으로 촉진하고 이들의 이펙터 작용을 강력하게 향상시킴으로써 ALT-803이 쥣과 HSCT의 항-림프종/백혈병 활성을 유의하게 증가시킨다는 것을 나타낸다.

실시예 4:ALT -803은 공여자 백혈구 투입 ( DLI )과 함께 항암 활성을 증가시킴

DLI는 동종이계 HSCT 후 GVT 효과를 증가시켜 재발을 관리하기 위한 전략으로 개발되었다(Kolb, H.J., et al., Blood, 1990. 76(12): p. 2462-5). DLI는 동종이계 HSCT가 수행되는 거의 모든 악성 혈액학적 질환에 사용된다. 그러나, DLI에 대한 반응은 세포 수집, 타이밍, 투입된 세포량 및 사용된 세포 서브-타입과 관련하여 다양하다((Tomblyn, M. and H.M. Lazarus, Bone marrow transplantation, 2008. 42(9): p. 569-79)에서 검토됨). DLI의 효능을 향상시키면 동종이계 HSCT 후 재발하는 환자의 결과가 향상될 수 있다고 생각할 수 있다. 따라서, 동물 모델에서, ALT-803을 사용하여 DLI의 효능을 향상시킬 수 있는지 검토했다. 이를 위해, 동종이계 HSCT의 수혜자에서 DLI 모델을 개발하였다. 치사적으로 방사선 조사된 CB6F1 수혜자에 T 세포가 고갈된 B6 BM 세포를 이식하였다. 이식 당일에 A20 쥣과 림프종 세포를 투입하였다. 동종이계 HSCT 환자에서 종양 성장 후 정제된 T 세포를 투입하였다. 중간 정도 투여량의 T 세포 투입(2.5 x 10⁵세포)이 동종이계 HSCT 수혜자에서 종양 발생 후 GVL 활성을 나타냈다. ALT-803 처리 그룹은 미처리 그룹과 비교하여 보다 나은 생존과 적은 체중감소를 보였다(도 6A 및 도 6B). 또한, BLI를 가진 모든 동물에서 종양 성장을 평가하였다. ALT-803 투여는 BLI에 의한 현저한 광자 강도 감소 결과를 가져왔고, 이는 ALT-803가 종양 성장을 억제할 수 있음을 시사한다(도 6C 및 도 6D). 대조군에 비해 ALT-803 투여군에서 GVHD 스코어 증가 및 체중 감소가 관찰되지 않았으며(도 6B), 이는 ALT-803가 이러한 쥣과 HSCT 모델에서 GVHD를 촉진시키지 않았음을 시사한다. 따라서, 동종이계 HSCT 후 ALT-803 투여는 쥣과 모델에서 GVHD를 악화시키지 않으면서도 GVL/림프종 활성을 향상시킨다.

실시예 5 : ALT-803은 동종이계 조혈 모세포 이식 후 이식편 -대-종양 활성을 현저하게 향상시킨다

인터루킨-15(IL-15)는 다면발현성(pleiotropic) 사이토카인이며, 면역 이펙터(effector) 세포의 발달, 활성화, 회귀(homing) 및 생존을 포함하는, 선천적 및 후천적 면역계에서 다양한 역할을 한다. IL-15는 정상 마우스 및 줄기세포 이식 수혜자에서 CD8⁺T 및 NK 세포의 수와 기능을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 그러나, IL-15를 치료학적으로 사용하는 데는 장애가 있으며, 특히 낮은 효능(potency) 및 짧은 생체 내 반감기이다. 이를 극복하기 위해, 생물학적 활성이 증가된 IL-15 돌연변이(IL-15N72D; J.Immunol, 2009; 183:3598)가 개발되었다. IL-15N72D를 IL-15RαSu/Fc와 함께 공동발현시키면 생물학적으로 활성이며 매우 강력한 IL-15 과작동제(수퍼아고니스트, superagonist) 복합체(IL-15SA, 또한 ALT-803로도 알려짐, Cytokine, 2011; 56:804)가 생성된다. ALT-803이 동종이계 조혈 모세포 이식(HSCT)의 수혜자에서 면역 재구성 및 이식편-대-종양(GVT) 활성에 미치는 영향을 평가하였다. 치사적으로 방사선조사(Lethally irradiated) 된 BALB/c 수혜자에게 B6 마우스의 T-세포 고갈 (TCD) 골수(BM) 세포를 이식했다. ALT-803은 이식 후 17일 및 24일에 2회 IP 투여로 투여되었다. 동물을 28일째에 희생시켰다. IL-15의 투여는 CD8⁺ T 세포 및 NK 세포의 수를 유의하게 증가시켰다. ALT-803은 또한 CD8⁺ T 세포로부터 인터페론-γ 분비를 증가시켰다. 유사한 활성이 B6CBA → CB6F1 이식 모델에서도 관찰되었다. ALT-803은 CD8⁺ T 세포에서 NKG2D 및 CD107a 발현을 상향조절한다. ALT-803 투여는 또한 CFSE(carboxyfluorescein succinimidyl ester) 표지된 T 세포 투입의 수혜자에서 CD8⁺ T 세포에서 강력한 IFN-γ 및 TNF-α 분비와 함께 느리게 증식하는 CD8⁺ T 세포 증식을 증가시킨 반면, CD4⁺ T 세포의 증식에는 영향을 미치지 않았다. 다음으로, ALT-803의 항종양 활성을 3가지 상이한 종양 모델에서 조사하였다; 쥣과 비만세포종(p815), 쥣과 B 세포 림프종(A20) 및 쥣과 신장 세포 암종(Renca). ALT-803 투여가 동종이계 HSCT의 수혜자에서 P815 및 A20에 대한 GVT 활성을 증가시키는 것으로 밝혀졌지만, 이러한 활성은 HSCT에 대한 저용량 T 세포 투입(infusion)을 필요로 한다. 동종이계 HSCT의 수혜자에 있어서 ALT-803 투여 후 Renca에 대한 GVT 활성 증가는 T 세포 투입을 필요로하지 않았다.

결론적으로, ALT-803은 이식 후 면역 요법의 후보자가 되는 HSCT 후 CD8⁺ 및 NK T 세포 재구성 및 기능을 향상시키기 위한 매우 강력한 사이토카인 복합체이다.

실시예 6 : 공여자 림프구 투입( DLI )과 결합된 ALT-803은 동종이계 조혈 모세포 이식 후 이식편 -대-종양 활성을 유의하게 향상시킨다

재발 환자에서 조혈 줄기세포 이식(HSCT) 후 이식편대종양 (GVT) 효과를 증가시키기 위해 임상적으로 공여자 림프구 투입(DLI)이 성공적으로 사용되었다. 그러나 항종양 활성을 높이거나 이식편대숙주 병(GVHD)을 줄이고 기회감염으로 인한 합병증을 줄이기 위해 개선이 여전히 이루어질 수 있다. 본 명세서에 기술된 결과는 투입된 세포 기능을 "증진(boost)"하는 방법으로서 DLI와 조합한 사이토 카인 요법을 통해 종양 제거가 증가된 명백한 증거를 제시한다.

인터루킨-15 (IL-15)는 정상 쥐 및 줄기세포 이식 수혜자에서 CD8⁺ T 및 NK 세포의 수와 기능을 증가시키는 강력한 사이토카인이다. 그럼에도 불구하고, 본 명세서에 기재된 발명 이전에, IL-15를 치료학적으로 사용하는데 장애물이 있었고, 특히 낮은 효능(potency) 및 짧은 생체 내 반감기가 문제였다. 이를 극복하기 위해, ALT-803은 보다 긴 반감기 및 증가된 효능을 갖도록 개발되었다.

본 명세서에 기술된 바와 같이, CFSE 표지된 T 세포의 수혜자에 대한 ALT-803의 투여는 CD8⁺ T 세포의 증식 및 CD8⁺T 세포로부터의 IFN-γ 및 TNF-α 분비를 증가시킨다. 쥣과 DLI 모델은 부모-F1 모델에서 투입된 T 세포의 투여량을 적정(titrating)여 개발되었고, 그 후 동종이계 HSCT의 쥣과 수혜자에서 ALI-803 투여와 DLI를 조합하였다. 이 모델에서 치사적으로 방사선 조사된 CB6F1(H2K_b _/d) 마우스에게 C57BL6 마우스(H2Kb)의 T 세포 고갈 골수 세포를 이식했다. HSCT의 모든 수혜자는 생체 내 생물발광 이미징 및 종양 진행 추적을 가능하게 하는 루시퍼라제 생성 유전자가 트랜스펙션(HSCT) 된 A20B 세포 림프종 세포를 공동주입했다. BMT 후 17 일 및 24 일에 1μg/mouse로 DLI (2.5 x 10⁵ T 세포) 주입과 함께 ALT-803을 받은 마우스는 낮은 종양 부담 및 증가된 전체 생존율(p = 0.04) 및 감소된 종양 성장(p = 0.02)을 나타냈다. ALT-803 처리 그룹은 대조군보다 체중 감소가 유의하게 적었다(p = 0.007). ALT-803 요법의 효능 및 전반적인 안전성을 강조하는 주간 임상 점수를 통해 GVHD 증상은 나타나지 않았다. 나아가, T-세포 소진(exhaustion) 마커가 살아남은 마우스의 CD ⁺ T 세포에서 평가되었다. 종양 부하는 제거되었지만 T 세포에서 예정세포사(programmed death)-1(PD-1)의 발현이 증가했다. ALT-803를 이용한 치료는 이식 후 120일 이상 생존 한 마우스에서 공여자 CD8⁺ T 세포 상의 PD-1 발현을 감소시켰다.

결론적으로, ALT-803은 T 세포의 사이토카인 분비 및 증식을 증가시킴으로써 CD8⁺ T 세포 기능을 향상시키는 한편, T 세포 소진을 또한 예방할 수 있었다. ALT-803은 오래 기다렸던 림프구 성장 인자이며, HSCT 후 재발성 질병의 치료를 위해 DLI와 병용하여 유용하게 사용될 수 있다.

다른 구현들

본 발명이 상세한 설명과 관련하여 설명되었지만, 상기 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위에 의해 정의된다. 다른 측면들, 장점들 및 변형은 하기 청구범위의 범주 내에 있다.

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본 발명은 특히 본 발명의 바람직한 구현을 참조하여 나타내고, 설명되었으나, 첨부된 청구범위에 의해 포함되는 발명의 범위를 벗어나지 않고, 형태 및 세부 사항의 변경이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음이 당해 기술분야의 숙련자에게 이해될 것이다.

SEQUENCE LISTING <110> ALTOR BIOSCIENCE CORPORATION THOMAS JEFFERSON UNIVERSITY <120> INTERLEUKIN-15 SUPERAGONIST SIGNIFICANTLY ENHANCES GRAFT-VERSUS-TUMOR ACTIVITY <130> 48277-527001US <140> 15/273,836 <141> 2016-09-23 <150> 62/232,515 <151> 2015-09-25 <160> 6 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 405 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polynucleotide <400> 1 atggagacag acacactcct gttatgggta ctgctgctct gggttccagg ttccaccggt 60 aactgggtga atgtaataag tgatttgaaa aaaattgaag atcttattca atctatgcat 120 attgatgcta ctttatatac ggaaagtgat gttcacccca gttgcaaagt aacagcaatg 180 aagtgctttc tcttggagtt acaagttatt tcacttgagt ccggagatgc aagtattcat 240 gatacagtag aaaatctgat catcctagca aacgacagtt tgtcttctaa tgggaatgta 300 acagaatctg gatgcaaaga atgtgaggaa ctggaggaaa aaaatattaa agaatttttg 360 cagagttttg tacatattgt ccaaatgttc atcaacactt cttaa 405 <210> 2 <211> 134 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <400> 2 Met Glu Thr Asp Thr Leu Leu Leu Trp Val Leu Leu Leu Trp Val Pro 1 5 10 15 Gly Ser Thr Gly Asn Trp Val Asn Val Ile Ser Asp Leu Lys Lys Ile 20 25 30 Glu Asp Leu Ile Gln Ser Met His Ile Asp Ala Thr Leu Tyr Thr Glu 35 40 45 Ser Asp Val His Pro Ser Cys Lys Val Thr Ala Met Lys Cys Phe Leu 50 55 60 Leu Glu Leu Gln Val Ile Ser Leu Glu Ser Gly Asp Ala Ser Ile His 65 70 75 80 Asp Thr Val Glu Asn Leu Ile Ile Leu Ala Asn Asp Ser Leu Ser Ser 85 90 95 Asn Gly Asn Val Thr Glu Ser Gly Cys Lys Glu Cys Glu Glu Leu Glu 100 105 110 Glu Lys Asn Ile Lys Glu Phe Leu Gln Ser Phe Val His Ile Val Gln 115 120 125 Met Phe Ile Asn Thr Ser 130 <210> 3 <211> 114 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <400> 3 Asn Trp Val Asn Val Ile Ser Asp Leu Lys Lys Ile Glu Asp Leu Ile 1 5 10 15 Gln Ser Met His Ile Asp Ala Thr Leu Tyr Thr Glu Ser Asp Val His 20 25 30 Pro Ser Cys Lys Val Thr Ala Met Lys Cys Phe Leu Leu Glu Leu Gln 35 40 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480 cgggaggagc agtacaacag cacgtaccgt gtggtcagcg tcctcaccgt cctgcaccag 540 gactggctga atggcaagga gtacaagtgc aaggtctcca acaaagccct cccagccccc 600 atcgagaaaa ccatctccaa agccaaaggg cagccccgag aaccacaggt gtacaccctg 660 cccccatccc gggatgagct gaccaagaac caggtcagcc tgacctgcct ggtcaaaggc 720 ttctatccca gcgacatcgc cgtggagtgg gagagcaatg ggcagccgga gaacaactac 780 aagaccacgc ctcccgtgct ggactccgac ggctccttct tcctctacag caagctcacc 840 gtggacaaga gcaggtggca gcaggggaac gtcttctcat gctccgtgat gcatgaggct 900 ctgcacaacc actacacgca gaagagcctc tccctgtctc cgggtaaata a 951 <210> 5 <211> 316 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <400> 5 Met Asp Arg Leu Thr Ser Ser Phe Leu Leu Leu Ile Val Pro Ala Tyr 1 5 10 15 Val Leu Ser Ile Thr Cys Pro Pro Pro Met Ser Val Glu His Ala Asp 20 25 30 Ile Trp Val Lys Ser Tyr Ser Leu Tyr Ser Arg Glu Arg Tyr Ile Cys 35 40 45 Asn Ser Gly Phe Lys Arg Lys Ala Gly Thr Ser Ser Leu Thr Glu Cys 50 55 60 Val Leu Asn Lys Ala 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Claims

유효량의 입양세포요법(adoptive cell therapy) 및 IL-15:IL-15Rα 복합체를 포함하는 유효량의 약학 조성물을 대상자에게 투여하는 단계, 및
이에 따라 신생물(neoplasia)을 치료하는 단계
를 포함하는, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 IL-15/IL-15Rα 복합체는 IL-15N72D:IL-15RαSu/Fc 복합체(ALT-803)이고, 상기 ALT-803은 이량체(dimeric) IL-15RaSu/Fc 및 두 개의 IL-15N72D 분자를 포함하는, 신생물의 치료 방법.
제2항에 있어서, 상기 IL-15N72D 분자는 서열번호 3(SEQ ID NO: 3)을 포함하는, 신생물의 치료 방법.
제2항에 있어서, 상기 IL-15RαSu/Fc는 서열번호 6(SEQ ID NO: 6)을 포함하는, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 신생물은 혈액암(hematological cancer), 만성 골수성 백혈형(myelogenous leukemia), 급성 골수성 백혈병, 급성 림프모구백혈병, 골수이형성, 다발성 골수종(multiple myeloma), 외투세포림프종, B 세포 비호지킨 림프종(non-Hodgkin lymphoma), 호지킨 림프종(non-Hodgkin's lymphoma), 만성 림프성 백혈병, B-세포 신생물(B-cell neoplasm), B-세포 림프종, 백혈병, 피부 T-세포 림프종(cutaneous T-cell lymphoma), T-세포 림프종, 고형 종양, 요로상피세포/방광 암종, 악성 흑색종(melanoma), 폐암, 신장세포암(renal cell carcinoma), 유방암, 위 및 식도암(gastric and esophageal cancer), 두경부암(head and neck cancer),전립선암, 대장암(colorectal cancer), 난소암(ovarian cancer), 비소세포성폐암, 육종(sarcoma), 비만세포종 및 선암으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 신생물의 치료 방법.
제2항에 있어서, 상기 ALT-803의 유효량은 주당 1회 또는 2회 투여되는, 신생물의 치료 방법.
제2항에 있어서, 상기 ALT-803의 유효량은 매일(daily) 투여되는, 신생물의 치료 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 ALT-803의 유효량은 0.1㎍/kg 내지 100mg/kg인, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 약학 조성물은 전신, 정맥 내, 피하, 근육 내, 방광 내 또는 점적(instillation)에 의해 투여되는, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 입양세포요법은 조혈줄기세포 이식, 공여자 백혈구 투입 (donor leukocyte infusion) 또는 T 세포 혹은 NK 세포의 입양 전달(adoptive transfer)을 포함하는, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 입양세포요법은 동종이계, 자가(autologous), 동계(syngeneic), 관련된(related), 무관한(unrelated), MHC-매치, MHC-미스매치, 또는 홀배수동종(haploidentical) 세포의 이동을 포함하는, 신생물의 치료 방법.
제10항에 있어서, 상기 T 세포 혹은 NK 세포는 외인성(exogenous) 자살 유전자, 키메릭 항원 수용체, 또는 T 세포 수용체를 발현하도록 조작된(engineered), 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 ALT-803는 입양적으로 전달된(adoptively transferred) 세포의 증식 또를 활성화를 자극하는, 신생물의 치료 방법.
제13항에 있어서, 상기 ALT-803는 상기 대상자에서 입양적으로 전달된 CD8⁺ T 세포 또는 NK 세포의 수를 증가시키는, 신생물의 치료 방법.
제13항에 있어서, 상기 ALT-803는 입양적으로 전달된 세포에서 IFN-γ, TNF-α, NKG2D, 또는 CD107a의 발현을 증가시는, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 투여는 이식편-대-종양 활성을 증가시키는, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 투여는 이식편-대-숙주 병을 증가시키지 않는, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 투여는 종양 세포의 수를 감소시키는, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 투여는 신생물의 진행을 감소시키거나 또는 재발을 감소시키는, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 투여는 미처리 대상자에 비하여 대상자의 연장된 생존 결과를 가져오는, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 대상자는 인간인, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 대상자는 이전에 투여된 요법으로부터 재발하거나 또는 난치인(refractory) 신생물을 갖는, 신생물의 치료 방법.
제1항에 있어서, 상기 입양세포요법 및 상기 ALT-803는 동시에 또는 순차적으로 투여되는, 신생물의 치료 방법.
공여자 림프구 주입(DLI) 요법의 유효량 및 ALT-803의 유효량을 대상자에게 투여하는 단계, 및
이에 따라 이전의 요법으로부터 재발된 신생물을 치료하는 단계
를 포함하는, 이전의 요법으로부터 재발된 신생물을 갖는 환자의 치료 방법.
제24항에 있어서, 상기 방법은 이식편-대-숙주 병을 유발하지 않는, 이전의 요법으로부터 재발된 신생물을 갖는 환자의 치료 방법.
제24항에 있어서,
이전에 투여된 요법으로부터 재발된 신생물을 갖는 대상을 확인하는 단계를 추가로 포함하는, 이전의 요법으로부터 재발된 신생물을 갖는 환자의 치료 방법.
유효량의 ALT-803, 입양세포요법 및 신생물의 치료를 위한 키트의 사용 설명서를 포함하는, 신생물 치료용 키트.
제27항에 있어서, 상기 입양세포요법은 조혈줄기세포, 공여자 백혈구, T 세포 또는 NK 세포를 포함하는, 신생물 치료용 키트.