特許第6109741号(P6109741)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6109741T細胞をCD70陽性悪性腫瘍に仕向けるためのキメラなCD27受容体
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6109741
(24)【登録日】2017年3月17日
(45)【発行日】2017年4月5日
(54)【発明の名称】T細胞をCD70陽性悪性腫瘍に仕向けるためのキメラなCD27受容体
(51)【国際特許分類】
   C12N 15/09 20060101AFI20170327BHJP
   C07K 14/725 20060101ALI20170327BHJP
   C07K 19/00 20060101ALI20170327BHJP
   A61K 38/00 20060101ALI20170327BHJP
   A61P 35/00 20060101ALI20170327BHJP
【FI】
   C12N15/00 A
   C07K14/725
   C07K19/00
   A61K37/02
   A61P35/00
【請求項の数】19
【全頁数】39
(21)【出願番号】特願2013-536837(P2013-536837)
(86)(22)【出願日】2011年10月27日
(65)【公表番号】特表2014-504148(P2014-504148A)
(43)【公表日】2014年2月20日
(86)【国際出願番号】US2011058135
(87)【国際公開番号】WO2012058460
(87)【国際公開日】20120503
【審査請求日】2014年10月2日
(31)【優先権主張番号】61/407,189
(32)【優先日】2010年10月27日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】391058060
【氏名又は名称】ベイラー カレッジ オブ メディスン
【氏名又は名称原語表記】BAYLOR COLLEGE OF MEDICINE
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ゴットシャルク、ステファン、エム.ジー
(72)【発明者】
【氏名】シェーファー、ドナルド、アール.
(72)【発明者】
【氏名】スペンサー、デビッド、エム.
【審査官】 戸来 幸男
(56)【参考文献】
【文献】 特表2004−528848(JP,A)
【文献】 特表2009−515555(JP,A)
【文献】 国際公開第2010/025177(WO,A1)
【文献】 国際公開第2011/041093(WO,A1)
【文献】 Blood (ann. meet. prog. abst.),2007年,vol.110, no.11,p.810a(Abstract#2757)
【文献】 Blood,2011年 4月,vol.117, no.16,pp.4304-4314
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C12N 15/00−15/90
C07K 14/725
C07K 19/00
CAplus/MEDLINE/EMBASE/BIOSIS/
WPIDS(STN)
JSTPlus/JMEDPlus/JST7580(JDreamIII)
PubMed
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
CD70抗原を認識し、かつ、CD3−ζ鎖及び少なくとも1つの細胞内シグナル伝達ドメインを含む、固形腫瘍治療用のキメラな抗原受容体であって、
該細胞内シグナル伝達ドメインが、OX40、CD28、4−1BB及びこれらの組合せからなる群より選択される、受容体。
【請求項2】
T細胞表面に存在する、請求項1に記載の受容体。
【請求項3】
CD70受容体を含むとしてさらに定義される、請求項1に記載の受容体。
【請求項4】
前記CD70受容体がCD27である、請求項1に記載の受容体。
【請求項5】
CD27共刺激ドメインを含むとしてさらに定義される、請求項1に記載の受容体。
【請求項6】
固形腫瘍治療用医薬を製造するためのキメラな抗原受容体の使用であって、
キメラな抗原受容体がCD70抗原を認識し、かつ、CD3−ζ鎖及び少なくとも1つの細胞内シグナル伝達ドメインを含み、
該細胞内シグナル伝達ドメインが、OX40、CD28、4−1BB及びこれらの組合せからなる群より選択される、使用。
【請求項7】
前記CD70抗原を有する固形腫瘍細胞に、前記受容体を含む細胞を与える工程を含む、請求項6に記載の使用。
【請求項8】
前記固形腫瘍細胞が、腎臓(renal)ガン細胞、膵臓ガン細胞、卵巣ガン細胞、肺ガン細胞、鼻咽頭ガン細胞、胸腺ガン細胞、腎臓(kidney)ガン細胞、膵臓ガン細胞、咽頭(larynx)ガン細胞、咽頭(pharynx)ガン細胞、皮膚ガン細胞、卵巣ガン細胞、肺ガン細胞、結腸ガン細胞、乳ガン細胞または脳ガン細胞である、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記受容体を含む細胞がT細胞である、請求項7に記載の方法。
【請求項10】
前記T細胞がその個体から得られ、かつ、前記キメラな抗原受容体を含むために遺伝子操作される、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記T細胞がその個体から得られず、かつ、前記キメラな抗原受容体を含むために遺伝子操作される、請求項9に記載の方法。
【請求項12】
個体(人を除く)におけるCD70陽性固形腫瘍細胞を処置する方法であって、前記CD70陽性固形腫瘍細胞を、請求項1に記載されるキメラな抗原受容体を含む腫瘍特異的T細胞により標的化する工程を含む方法。
【請求項13】
請求項1に記載されるキメラな抗原受容体を保有するようにT細胞を改変する工程をさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記個体がさらなる抗ガン治療を受けたことがあるか、または、さらなる抗ガン治療を受けているか、または、さらなる抗ガン治療を受ける予定である、請求項12に記載の方法。
【請求項15】
前記さらなる抗ガン治療が、手術、放射線、化学療法、免疫療法またはホルモン療法を含む、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
個体を固形腫瘍について処置するためのキットであって、請求項1に記載されるキメラな抗原受容体をコードする発現構築物を含むポリヌクレオチドを含み、前記ポリヌクレオチドが好適な容器に収容される、キット。
【請求項17】
T細胞をさらに含む、請求項16に記載のキット。
【請求項18】
前記個体がさらなる抗ガン治療を受けたことがあるか、または、さらなる抗ガン治療を受けているか、または、さらなる抗ガン治療を受ける予定である、請求項16に記載のキット。
【請求項19】
前記さらなる抗ガン治療が、手術、放射線、化学療法、免疫療法またはホルモン療法を含む、請求項18に記載のキット。
【発明の詳細な説明】
【関連出願に対する相互参照】
【0001】
本出願は米国仮特許出願第61/407,189号(2010年10月27日出願)(これはその全体が参照によって本明細書中に組み込まれる)に対する優先権を主張する。
【連邦政府援助による研究開発に関する言及】
【0002】
本発明は、NIH/NCIによって与えられるPO1 CA094237、および、NIH/NIDDKによって与えられるT32 DK64717、および、NIHによって与えられる5T32HL092332−07のもとでの政府援助によりなされた。政府は本発明において一定の権利を有する。
【技術分野】
【0003】
本発明の実施形態は、細胞生物学、分子生物学、免疫学および医学の分野に関連する。
【背景技術】
【0004】
抗原特異的なT細胞を用いた免疫療法が、血液学的悪性腫瘍の処置において有望であることが前臨床モデルにおいて、同様にまた、第I/II相臨床研究において示されている(Leen et al., 2007; Bollard et al., 2007; June, 2007; Rosenberg et al., 2008; Di Stasi et al., 2009; Vera et al., 2006)。腫瘍特異的なT細胞を作製するための1つの注目される戦略が、細胞外の抗原認識ドメインと、膜貫通ドメインと、共刺激分子の内部ドメインに連結されることが多い、T細胞受容体のCD3−δ(デルタ)鎖に由来する細胞内シグナル伝達ドメインとからなるキメラな抗原受容体(CAR)による遺伝子改変によるものである(Rossig and Brenner, 2004; Sadelain et al., 2003)。血液学的悪性腫瘍を処置するためにCD19抗原およびCD20抗原を標的とする様々なCARが広範囲に探求されており、しかし、この取り組みはB細胞由来の悪性腫瘍に限定されており、また、T細胞の潜在的に長い寿命のために体液性免疫の長期にわたる障害をもたらすことがある(Till et al., 2008; Cooper et al., 2005)。したがって、潜在的に処置可能な腫瘍の範囲を拡大すること、および/または、正常な細胞に対する損傷を低下させることを可能にすると考えられる代わりの抗原に向けられるCARを調製することが望ましい。
【0005】
CD70は、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーに属するCD27受容体の膜結合リガンドである(Hintzen et al., 1994; Bowman et al., 1994)。CD70がびまん性大細胞型B細胞リンパ腫および濾胞性リンパ腫によって発現され、同様に、ホジキンリンパ腫、ワルデンストレームマクログロブリン血症および多発性骨髄腫の悪性腫瘍細胞によって、また、HTLV−1関連悪性腫瘍およびEBV関連悪性腫瘍によっても発現される(Agathanggelou et al,. 1995; Hunter et al., 2004; Lens et al., 1999; Baba et al., 2008)。加えて、CD70が非血液学的悪性腫瘍(例えば、腎細胞ガンおよび神経膠芽細胞腫など)によって発現される(Junker et al., 2005; Chahlavi et al., 2005)。生理学的には、CD70の発現は一時的であり、非常に活性化されたT細胞、B細胞および樹状細胞のサブセットに限定される。CD70/CD27の共刺激はT細胞の活性化において役割を果たす一方で、CD70/CD27のシグナル伝達は機能的な免疫系の発達および維持のために必須ではない。これは、CD27ノックアウトマウスが明白な免疫不全を全く有しておらず、インフルエンザウイルス感染から野生型マウスと同じ時間枠の範囲内で回復するからである(Hendriks et al., 2000; Nolte et al,, 2009)。
【発明の概要】
【0006】
本発明は、ガンの処置および/または防止のための免疫療法に関する方法および/または組成物に関する。具体的な局面において、本発明の実施形態は、CD70陽性細胞(これには、例えば、悪性腫瘍が含まれる)の免疫療法のためにCD70に対して仕向けられるT細胞に関する。本発明は、ヒト、イヌ、ネコおよびウマなどを含めて、雄性または雌性にかかわらず、どのような哺乳動物であれ、それらのために用いることができる。
【0007】
CD70(腫瘍壊死因子スーパーファミリーのメンバー)の発現が、活性化されたTリンパ球およびBリンパ球ならびに成熟した樹状細胞に限定される。CD70がその受容体のCD27に結合することが、T細胞の初回抗原刺激、エフェクター機能、分化およびメモリー形成、ならびに、形質細胞およびメモリーB細胞の生成において重要である。特に、CD70が、a)血液学的悪性腫瘍(例えば、多発性骨髄腫、非ホジキンリンパ腫およびホジキン病など)、b)固形腫瘍(例えば、腎細胞ガン、膵臓ガン、卵巣ガン、肺ガンおよび鼻咽頭ガンなど)、および、c)脳腫瘍(例えば、多形性神経膠芽細胞腫など)の広範囲の腫瘍で発現される。モノクローナル抗体を使用する動物モデルにおける前臨床研究では、免疫療法剤としてのCD70の有効性が検証されている。本発明者らは今回、T細胞を遺伝子的取り組みによりCD70陽性悪性腫瘍に仕向けている。この目的のために、本発明者らは、T細胞受容体複合体のゼータ・シグナル伝達ドメインに融合される全長のCD70受容体(CD27)からなる新規な分子(CD27ゼータ)を構築している。CD27ゼータを発現するT細胞がレトロウイルス形質導入によって作製され、そして、CD27ゼータを発現するT細胞は、CD70陽性腫瘍細胞との共培養の後では非形質導入のT細胞とは対照的に、増殖することができ、また、IFN−γならびにIL−2を産生することができることによって判断されるように、CD70陽性腫瘍細胞を認識した。加えて、CD27ゼータを発現するT細胞は細胞溶解活性を有し、CD70陽性腫瘍細胞を殺しており、これに対して、CD70陰性腫瘍細胞は殺されなかった。
【0008】
本発明の1つの実施形態において、腫瘍を縮小させるか、または防止するための方法であって、本発明のキメラな受容体をコードする核酸構築物を、腫瘍を有するか、または、腫瘍を有することが疑われる個体の単離されたT細胞に導入すること、および、前記T細胞を前記個体に(例えば、注入などによって)送達し、その結果、キメラな受容体が、抗腫瘍免疫性を前記個体において活性化するために前記T細胞の表面で発現させられ、それにより、前記腫瘍を縮小させるか、または防止することを含む方法が提供される。
【0009】
本発明の1つの実施形態において、CD70抗原を認識し、かつ、細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラな抗原受容体が提供される。具体的な実施形態において、前記受容体は、T細胞のような細胞上に存在する。特定の実施形態において、前記受容体は、例えばCD27のようなCD70受容体としてさらに定義される。特定の実施形態において、前記細胞内シグナル伝達ドメインがT細胞受容体のCD3−ζ鎖である。
【0010】
本発明のいくつかの実施形態において、CD70抗原を有する細胞を標的化する方法であって、前記細胞に、本発明のキメラな受容体を含む別の細胞を与える工程を含む方法が提供される。具体的な実施形態において、標的化されている細胞は、ガン細胞を含めて、CD70抗原を含むいずれの種類の細胞であってもよく、具体的な実施形態において、標的化されている細胞は、例えば、血液学的悪性腫瘍細胞である。ある種の局面では、標的化されている細胞は、例えば、リンパ腫細胞、腎細胞ガン細胞または神経膠芽細胞腫である。いくつかの局面では、ガン細胞は、例えば、HTLV−1関連悪性腫瘍細胞またはEBV関連悪性腫瘍細胞である。具体的な実施形態において、ガン細胞はCD70陽性である。具体的な実施形態において、処置されているガンは、腎細胞ガン、胸腺ガン、鼻咽頭ガン、脳腫瘍、ホジキンリンパ腫および非ホジキンリンパ腫、ワルデンストレームマクログロブリン血症、慢性リンパ性白血病、T細胞白血病、多発性骨髄腫、EBV関連悪性腫瘍およびHTLV−1関連悪性腫瘍、腎臓、膵臓、咽頭(larynx、pharynx)、メラノーマ、卵巣、肺(肺腺ガンを含む)、結腸、乳房または脳である。
【0011】
本発明の具体的な実施形態において、キメラな受容体を含むT細胞は、どのような細胞であれ、CD70抗原を含む細胞を標的とし、ただし、この場合、その標的化された細胞はガン性であるか否かによらない。例えば、いくつかの実施形態において、本発明に関連するある種の局面では、自己免疫に寄与するCD70−CD27共刺激の調節異常が存在するので、CD70が、自己免疫障害に関連づけられる細胞の表面に発現される。具体的な実施形態において、CD70細胞が、自己免疫障害の個体において、例えば、関節リウマチ(RA)、関節炎(乾癬性関節炎を含む)、炎症、自己免疫性脳炎、炎症性腸疾患、大腸炎および狼瘡などを有する個体において存在する。
【0012】
本発明の1つの実施形態において、個体におけるCD70陽性悪性腫瘍細胞を処置する方法であって、前記CD70陽性悪性腫瘍細胞を、本発明のキメラな抗原受容体を含む腫瘍特異的T細胞により標的化する工程を含む方法に関する。具体的な実施形態において、前記個体は、例えば手術、放射線、化学療法、免疫療法またはホルモン療法のような、さらなる抗ガン治療を受けたことがあるか、または、さらなる抗ガン治療を受けているか、または、さらなる抗ガン治療を受ける予定である。
【0013】
上記は、下記の本発明の詳細な説明がより良く理解され得るために本発明の特徴および技術的利点をかなり広範囲に概略している。本発明の請求項の主題を形成する本発明のさらなる特徴および利点が本明細書中下記に記載される。開示される概念および具体的な実施形態は、本発明の同じ目的を行うために他の構造体を改変または設計するための基礎として容易に利用され得ることが当業者によって理解されるはずである。そのような同等な構築は、添付された請求項に示されるような本発明の精神および範囲から逸脱しないこともまた、当業者によって認識されるはずである。その操作構成および作用方法の両方に関して本発明に特徴的であると考えられる新規な特徴、ならびに、さらなる目的および利点が、添付されている図との関連で検討されるとき、下記の説明からより良く理解されるであろう。しかしながら、図のそれぞれが例示および説明のために提供されるだけであり、本発明の範囲限界の定義として意図されないことが特に理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【0014】
本発明のより完全な理解のために、添付されている図面と併せて理解される下記の説明が次に参照される。
【0015】
図1A】CD70−CARの作製、細胞表面発現およびヒトT細胞の形質導入。(A)CD70−CARが、全長のCD27をCD3−ζ鎖のシグナル伝達ドメインに融合することによって作製され、IRES配列およびtCD19が、遺伝子改変されたT細胞の検出のために含まれた。
図1B】CD70−CARの作製、細胞表面発現およびヒトT細胞の形質導入。(B)CD70−CAR構築物によりトランスフェクションされた293T細胞はCD27およびマーカー遺伝子tCD19の両方を発現する。
図1C】CD70−CARの作製、細胞表面発現およびヒトT細胞の形質導入。(C)形質導入されたヒトT細胞におけるCD70−CAR発現が、tCD19を染色することによって明らかにされるように45%(+/−6)であった。
図1D】CD70−CARの作製、細胞表面発現およびヒトT細胞の形質導入。(D)CD4 T細胞およびCD8 T細胞の両方が遺伝子改変された。
【0016】
図2】CD70が、正常なリンパ球ではなく、いくつかの腫瘍細胞株の表面に過剰発現される。健康なドナーの末梢血から得られるBリンパ球およびTリンパ球の5%未満がCD70を発現する。K562およびK562.70が陰性コントロールおよび陽性コントロールとして役立った。CD70の過剰発現が、非ホジキン細胞(Daudi、SNK6、SNT16)、ホジキン細胞(L1236)、ALL細胞(CCL−120)および多発性骨髄腫細胞(U266)において認められた。
【0017】
図3A】CD70特異的T細胞は、CD70陽性の標的細胞に応答して、IFN−γ、IL−2を放出し、増殖する。(A)3名のドナーに由来するT細胞をCD70−CARにより形質導入し(黒色)、または形質導入せず(灰色)、IFN−γのELISAを行う前の48時間、K562.70およびK562と、同様にまた、様々なCD70発現腫瘍細胞株と共培養した。黒四角および灰色四角はCD70−CAR形質導入T細胞または非形質導入T細胞の平均IFN−γ放出をそれぞれ表す。有意に(p<0.03)より多くのIFN−γが、K562細胞と比較して、K562.70細胞の存在下で放出されたので、CD70−CAR T細胞は、CD70について特異的であった。CD70−CAR T細胞はまた、CD70発現の腫瘍細胞株と共培養されたとき、非形質導入T細胞よりも有意に(p<0.0001)より多くのIFN−γを放出した。
図3B】CD70特異的T細胞は、CD70陽性の標的細胞に応答して、IFN−γ、IL−2を放出し、増殖する。(B)IL−2の存在についてアッセイされたことを除いて同じ共培養実験。CD70−CAR T細胞は、CD70発現腫瘍の存在下では非形質導入T細胞よりも有意に(p<0.0001)より多くのIL−2を放出する。
図3C】CD70特異的T細胞は、CD70陽性の標的細胞に応答して、IFN−γ、IL−2を放出し、増殖する。(C)T細胞をCFSEにより標識し、外因性IL−2の非存在下、K562、K562.70、SNT16またはDaudiと5日間にわたって共培養し、CFSE希釈をフローサイトメトリーによって分析した。CD70−CAR T細胞が、CD70を過剰発現する標的のK562.70およびSNT16と共培養されたときには増殖したが、CD70微弱(dim)のDaudi細胞またはCD70陰性のK562細胞と共培養されたときには増殖しなかった。
【0018】
図4A】CD70特異的T細胞はCD70陽性の腫瘍細胞株を殺す。(A)CD70−CAT T細胞(実線)により、K562.70細胞が殺されたが、元のK562細胞は殺されなかった。非形質導入のコントロールT細胞(点線)はどちらの標的も殺さなかった。
図4B】CD70特異的T細胞はCD70陽性の腫瘍細胞株を殺す。(B)CD70−CAR T細胞(実線)により、CD70陽性のDaudi、U266、SNK6およびSNT16の腫瘍細胞株が殺され、一方で、コントロールT細胞(点線)はこれらを殺さなかった。
図4C】CD70特異的T細胞はCD70陽性の腫瘍細胞株を殺す。(C)CD70特異的T細胞または非形質導入T細胞をCFSEにより標識し、2:1の比率でSNT16細胞と共培養した。CD70特異的T細胞は、非形質導入T細胞と比較した場合、CD3細胞のCFSE希釈および培養物におけるCD3/CFSE陰性細胞の欠如によって示されるように増殖し、SNT16を殺した。
図4D】CD70特異的T細胞はCD70陽性の腫瘍細胞株を殺す。(D)すべての共培養実験において、CD70特異的T細胞のみがCD3/CFSE陰性CD70腫瘍細胞のDaudi、U266、SNK6およびSNT16を排除した。
【0019】
図5A】CD27共刺激はT細胞の生存性を高める。(A)Co−IP実験において、全長CD27−ζのみがTRAF2と会合した。
図5B】CD27共刺激はT細胞の生存性を高める。(B)CD70−CARまたはΔCD70−CARを発現するT細胞が、51Cr放出アッセイにおいて、CD70+のLCL細胞およびU266細胞の同等の殺傷を示し、CD70−のK562細胞を殺さなかった。
図5C】CD27共刺激はT細胞の生存性を高める。(C)CD70を発現するように遺伝子改変された自己由来の線維芽細胞により活性化された、CD70−CARまたはΔCD70−CARを発現するT細胞の顕微鏡法評価(10倍)では、CD70−CARを発現するT細胞のより大きい「T細胞凝集塊」が明らかにされ、しかしながら、CFSE希釈分析では、増殖における有意差が群間において全く示されなかった。
図5D】CD27共刺激はT細胞の生存性を高める。(D)ΔCD70−CAR T細胞の生存性が、CD70−CARを発現するT細胞の生存性の35%(+/−16%)であった(n=5)。
図5E】CD27共刺激はT細胞の生存性を高める。(E)Bcl−xlについての細胞内染色をCD70遺伝子組換えの自己由来の線維芽細胞による刺激の3日後にT細胞に対して行った。Bcl−xlの発現が、ΔCD70−CAR T細胞と比較した場合、CD70−CAR T細胞では一貫して増大した(n=3)。1つの代表的なFACS分析が示される。
【0020】
図6A】CD70特異的T細胞は原発性CD70陽性リンパ腫の認識および殺傷を生じさせる。(A)3名のB細胞リンパ腫患者および1名のT細胞急性リンパ芽球性白血病患者に由来するCD70過剰発現の腫瘍細胞を、IFN−γのELISAを行う前の48時間、健康なドナーに由来するCD70特異的T細胞または非形質導入T細胞と共培養した。すべての場合において、CD70特異的T細胞は患者の腫瘍細胞の存在下でIFN−γを放出し、これに対して、非形質導入T細胞はIFN−γの放出が皆無かそれに近かった。
図6B】CD70特異的T細胞は原発性CD70陽性リンパ腫の認識および殺傷を生じさせる。(B、C)共培養アッセイを、エフェクター細胞および標的細胞をFACS分析によって区別するために原発性腫瘍細胞およびCFSE標識のT細胞を用いて行った。CD70特異的T細胞(CD3/CFSE陽性細胞)のみが患者の腫瘍細胞を根絶することができた(p=0.036)。
図6C】CD70特異的T細胞は原発性CD70陽性リンパ腫の認識および殺傷を生じさせる。(B、C)共培養アッセイを、エフェクター細胞および標的細胞をFACS分析によって区別するために原発性腫瘍細胞およびCFSE標識のT細胞を用いて行った。CD70特異的T細胞(CD3/CFSE陽性細胞)のみが患者の腫瘍細胞を根絶することができた(p=0.036)。
【0021】
図7A】CD70特異的T細胞はインビボ抗腫瘍活性をリンパ腫のマウス異種移植片モデルにおいて示す。(A〜B)eGFP−FFLuc遺伝子を発現するDaudi細胞(5×10個)をSCIDマウスに腹腔内注入した。腫瘍の成長を、増大する光シグナル(光子/秒/cm/sr)として測定した。10日目、11日目および17日目に、マウスには、1×10個のCD70特異的T細胞または非形質導入T細胞が注入された。CD70特異的T細胞により処置された腫瘍は処置後7日に退行し、これに対して、非形質導入T細胞により処置された腫瘍は退行しなかった(P=0.002)。パネルAは代表的な動物の画像を示す。パネルBは定量的生物発光画像化を示す。パネルCおよびパネルDでは、Raji細胞(2×10個)がSCIDマウスに静脈内注入された。4日目、5日目および11日目に、マウスには、1×10個のCD70特異的T細胞または非形質導入T細胞が注入された。
図7B】CD70特異的T細胞はインビボ抗腫瘍活性をリンパ腫のマウス異種移植片モデルにおいて示す。(A〜B)eGFP−FFLuc遺伝子を発現するDaudi細胞(5×10個)をSCIDマウスに腹腔内注入した。腫瘍の成長を、増大する光シグナル(光子/秒/cm/sr)として測定した。10日目、11日目および17日目に、マウスには、1×10個のCD70特異的T細胞または非形質導入T細胞が注入された。CD70特異的T細胞により処置された腫瘍は処置後7日に退行し、これに対して、非形質導入T細胞により処置された腫瘍は退行しなかった(P=0.002)。パネルAは代表的な動物の画像を示す。パネルBは定量的生物発光画像化を示す。パネルCおよびパネルDでは、Raji細胞(2×10個)がSCIDマウスに静脈内注入された。4日目、5日目および11日目に、マウスには、1×10個のCD70特異的T細胞または非形質導入T細胞が注入された。
図7C】CD70特異的T細胞はインビボ抗腫瘍活性をリンパ腫のマウス異種移植片モデルにおいて示す。(C)全身の腫瘍数を、生物発光画像化を使用して求めた。腫瘍細胞注入後の第3週および第4週において、非形質導入T細胞を受けたマウスでは、CD70特異的T細胞を受けたマウスの場合よりも有意に大きい腫瘍負荷量が認められた(第3週、P=0.012;第4週[n=12]、P=0.010)。
図7D】CD70特異的T細胞はインビボ抗腫瘍活性をリンパ腫のマウス異種移植片モデルにおいて示す。(D)CD70特異的T細胞により処置されたマウスは、非形質導入T細胞を受けたマウスを上回る有意な生存上の利点を示した(P<0.05)。
【0022】
図8A】CD70特異的T細胞は自己由来のB細胞およびT細胞に対する最小限の反応性を示す。(A)3名の健康なドナーに由来するCD70特異的T細胞(1×105個)を、5×104個の自己由来のT細胞、B細胞またはRaji細胞の存在下、単独で置床したか、あるいは、PMA/イオノマイシンにより刺激した。強い反応性が、IFN−γのELISPOTによって測定されるように、Raji細胞に対して、また、PMA/イオノマイシンによる処置の後で見られ、しかし、自己由来のT細胞またはB細胞に対しては見られない。
図8B】CD70特異的T細胞は自己由来のB細胞およびT細胞に対する最小限の反応性を示す。(B)CD70特異的T細胞は、4時間の51−クロム放出アッセイにおいて、Raji細胞およびB細胞芽細胞を殺すが、OKT3芽細胞を殺さない。非形質導入細胞はいずれの標的の殺傷も示さない(実線:CD70特異的T細胞、点線:非形質導入T細胞)。
【0023】
図9】CD70−CAR DsRed発現のT細胞およびΔCD70−CAR DsRed発現のT細胞の作製。(A)CD70−CAR発現カセットを、形質導入されたT細胞の検出および選抜のためにDsRedを含むように改変した。ΔCD70−CARをCD27内部ドメインにおける23アミノ酸のPCR欠失によって作製し、DsRed発現カセットにクローン化した。(B)形質導入効率が、CD70−CAR−I−DsRedまたはΔCD70−CAR−IDsRedを発現するT細胞の間で同程度であった。
【発明の詳細な説明】
【0024】
本明細書中で使用される場合、語“a”または語“an”の使用は、請求項および/または明細書において用語“comprising”(含む)と併せて使用されるときには“one”(1つ)を意味する場合があり、しかし、語“a”または語“an”の使用はまた、“one or more”(1つまたは複数)、“at least one”(少なくとも1つ)、および、“one or more than one”(1つまたは1つを超える)の意味と矛盾しない。本発明のいくつかの実施形態は、本発明の1つまたは複数の要素、方法工程および/または方法からなる場合があり、あるいは、本発明の1つまたは複数の要素、方法工程および/または方法から本質的になる場合がある。本明細書中に記載される方法または組成物はどれも、本明細書中に記載されるいずれかの他の方法または組成物に関して実行され得ることが意図される。
【0025】
CD70陽性悪性腫瘍をCD70特異的モノクローナル抗体により標的化することが、前臨床動物モデルにおいて有望であることが示されており(McEarchern et al., 2008; Israel et al., 2005; McEarchern et al., 2007)、本発明者らは今回、T細胞が、適切なCARの強制された発現によってCD70に仕向けられ得るかどうかを評価した。CARは、マウスのモノクローナル抗体に由来する細胞外の抗原認識ドメインからなるので、CARは、完全にヒト化される場合を除き、融合されたときにはヒト抗マウス抗体(HAMA)を誘導するかもしれない(Miotti et al., 1999; Kershaw et al., 2006)。この制限を克服するための1つの潜在的な戦略が、抗原認識ドメインを、モノクローナル抗体ではなく、むしろ、内因性のタンパク質リガンドまたは受容体を使用して操作することである(Kahlon et al., 2004; hang et al., 2006)。CD70をT細胞により標的化するために、本発明者らは生理学的なCD70/CD27相互作用を利用し、CD3−ζ鎖の細胞内ドメインに融合される抗原認識ドメインとしての全長CD27からなるCD70特異的CARを作製した。CD70リガンドを発現する腫瘍標的によるキメラなCD27−ζの会合はT細胞の活性化およびCD27の共刺激をもたらし、この場合、このことはCD27の細胞質テール内のTRAF2結合部位の存在に依存していた。CD70特異的T細胞はCD70陽性の腫瘍細胞株を原発性腫瘍と同様に殺し、また、抗腫瘍活性をマウスSCID異種移植片モデルにおいて有した。
【0026】
I.本発明のキメラな受容体およびその使用の実施形態
本発明の実施形態において、CD70の受容体と、細胞内シグナル伝達ドメインとをコードするキメラな受容体が提供される。具体的な局面において、CD70受容体は、CD70抗原を認識するポリペプチドである。具体的な局面において、CD70の受容体はCD27である。
【0027】
特定の実施形態では、好適な細胞内ドメインはどれも、本発明のキメラな受容体において用いられるが、具体的な実施形態において、好適な細胞内ドメインはCD3のゼータ鎖の一部またはすべてである。具体的な実施形態において、細胞内の受容体シグナル伝達ドメインはT細胞抗原受容体複合体の細胞内受容体シグナル伝達ドメインであり、例えば、CD3のゼータ鎖などであり、同様に、単独またはCD3ゼータとの直列で、例えば、Fcγ RIII共刺激性シグナル伝達ドメイン、CD28、DAP10、CD2である。具体的な実施形態において、細胞内ドメイン(これは細胞質ドメインとして示される場合がある)は、TCRゼータ鎖、CD28、OX40/CD134、4−1BB/CD137、FcεRIγ、ICOS/CD278、ILRB/CD122、IL−2RG/CD132およびCD40のうちの1つまたは複数の一部またはすべてを含む。1つまたは多数の細胞質ドメインを用いることができ、これは、いわゆる第三世代のCARが、例えば、少なくとも2つまたは3つのシグナル伝達ドメインを相加的または相乗的な効果のために一緒に融合されて有するからである。
【0028】
本発明による免疫受容体は、この技術分野で知られているいずれかの手段によって製造することができ、だが、好ましくは、本発明による免疫受容体は、組換えDNA技術を使用して製造される。キメラな受容体のいくつかの領域をコードする核酸配列を、分子クローニングの標準的な技術(ゲノムライブラリースクリーニング、PCR、プライマー支援連結、部位特異的変異誘発など)によって調製し、完全なコード配列に組み立てることができる。得られたコード領域が好ましくは、免疫受容体の発現のために、発現ベクターに挿入され、好適な発現宿主細胞株(好ましくはTリンパ球細胞株、最も好ましくは自己由来のTリンパ球細胞株、第三者由来のT細胞株/T細胞クローン、形質転換された液性または異種の免疫学的エフェクター細胞株)を形質転換するために使用される。NK細胞、マクロファージ、好中球、LAK細胞、LIK細胞、および、これらの細胞に分化する幹細胞もまた使用することができる。1つの好ましい実施形態において、抗ガン治療を達成するために、リンパ球が白血球フェレーシスによって患者から得られ、この自己由来のT細胞が、ゼータカイン(zetakine)を発現させるために形質導入され、いずれかの臨床的に許容され得る手段によって当該個体に投与されて戻される。
【0029】
治療効果の好適な用量が、好ましくは一連の服用サイクルにおいて、服用あたり約10個の細胞〜約10個の細胞の間であると考えられる。好ましい服用法は、0日目に約10個の細胞から開始して、5日目までに約10個の細胞の目標用量にまで徐々に増大させる増大用量の1週間に4回の服用サイクルからなる。好適な投与様式には、静脈内、皮下、腔内(例えば、リザーバー・アクセス・デバイスによる)、腹腔内、および、腫瘍塊内への直接注入が含まれる。
【0030】
本明細書中で使用される場合、核酸構築物または核酸配列は、T細胞に形質転換または導入され、生成物(例えば、キメラな受容体)を産生するために転写および翻訳されることが可能であるDNA分子を意味することが意図される。例としてだけであるが、GenBank(登録商標)アクセション番号NM_001242はCD27についてのヌクレオチド配列を提供し、これは参照によって本明細書中に組み込まれる。CD27のほかに、CD27−ζ分子はCD3−ζ鎖のシグナル伝達ドメイン(GenBank(R) Accession NP_000725.1 and NP_932170.1)を含有する。
【0031】
本発明で用いられる核酸構築物において、プロモーターが、本発明のキメラな受容体をコードする核酸配列に機能的に連結される。すなわち、それらは、キメラな受容体をコードするDNAからのメッセンジャーRNAの転写を促進させるように配置される。プロモーターはゲノム起源のものが可能であり、または、合成により作製することができる。T細胞における使用のための様々なプロモーターがこの技術分野では広く知られている(Marodonらにより開示されるthe CD4 promoter (2003) Blood 101(9):3416−23)。プロモーターは、誘導が、例えば、特定の細胞タイプまたは特定の成熟化レベルに伴う場合、構成的または誘導可能であることが可能である。代替において、数多くの広く知られているウイルスプロモーターもまた好適である。目的とするプロモーターには、β−アクチンプロモーター、SV40の初期プロモーターおよび後期プロモーター、免疫グロブリンプロモーター、ヒトサイトメガロウイルスプロモーター、レトロウイルスプロモーター、ならびに、フレンド脾フォーカス形成ウイルスプロモーターが含まれる。プロモーターには、エンハンサーが伴ってもよく、または伴わなくてもよく、ただし、この場合、エンハンサーには当然ながら、特定のプロモーターが伴ってもよく、または、異なるプロモーターが伴ってもよい。
【0032】
キメラな受容体をコードするオープンリーディングフレームの配列を、ゲノムDNA源、cDNA源から得ることができ、あるいは、(例えば、PCRにより)合成することができ、あるいは、それらの組合せが可能である。ゲノムDNAのサイズおよびイントロンの数に依存して、cDNAまたはその組合せを使用することが望ましい場合がある。これは、イントロンがmRNAを安定化するか、または、T細胞特異的な発現をもたらすことが見出されるからである(Barthel and Goldfeld (2003) J. Immunol. 171(7):3612−9)。また、内因性または外因性の非コード領域を、mRNAを安定化させるために使用することがさらに好都合である場合がある。
【0033】
本発明のキメラな受容体の発現のために、キメラな受容体のN端成分をコードする核酸配列の天然に存在する転写開始領域または内因性の転写開始領域を、キメラな受容体を標的宿主において生じさせるために使用することができる。代替において、構成的または誘導可能な発現について可能にする外因性の転写開始領域を使用することができ、ただし、この場合、発現が、標的宿主、所望される発現レベル、および、標的宿主の性質などに依存して制御され得る。
【0034】
同様に、キメラな受容体を表面膜に導くシグナル配列として、キメラな受容体のN端成分の内因性シグナル配列を挙げることができる。場合により、いくつかの場合には、この配列を異なるシグナル配列に交換することが望ましい場合がある。しかしながら、選択されたシグナル配列はT細胞の分泌経路との適合性を有し、その結果、キメラな受容体がT細胞の表面に提示されるようにしなければならない。
【0035】
類似して、終結領域が、キメラな受容体のC端成分をコードする核酸配列の天然に存在する転写終結領域または内因性の転写終結領域によって提供される場合がある。代替において、終結領域は、異なる起源に由来する場合がある。大抵の場合、終結領域の起源は一般に、組換えタンパク質の発現に対して重要であるとは見なされず、広範囲の様々な終結領域を、発現に悪影響を及ぼすことなく用いることができる。
【0036】
当業者によって理解されるであろうが、いくつかの場合には、CD27の両末端における数アミノ酸を欠失させることができる(例えば、通常的には10残基以下、より通常的には5残基以下を欠失させることができる)。また、少数のアミノ酸を両端において導入することが望ましい場合がある(通常的には10残基以下、より通常的には5残基以下が導入される)。アミノ酸の欠失または挿入は構築の必要性の結果としてであるかもしれず、これにより、好都合な制限部位、操作の容易さ、または、発現レベルにおける改善などがもたらされる。加えて、1つまたは複数のアミノ酸の、異なるアミノ酸による置換を、同じような理由から行うことができ、だが、通常の場合、約5個を超えるアミノ酸をいずれか1つのドメインにおいて置換することは行われない。
【0037】
本発明によるキメラな受容体をコードするキメラな構築物は好都合な方法で調製することができる。大抵の場合には天然の配列が用いられ得るので、天然の遺伝子が、様々な成分の適切な結合を可能にするように、適するように単離および操作され得る。したがって、キメラな受容体のN端タンパク質およびC端タンパク質をコードする核酸配列を、遺伝子の望まれない部分の欠失をもたらす適切なプライマーを使用して、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いることによって単離することができる。代替において、クローン化された遺伝子の制限消化を、キメラな構築物を作製するために使用することができる。いずれの場合でも、配列は、平滑末端である制限部位、または、相補的な重複を有する制限部位を提供するために選択することができる。
【0038】
キメラな構築物を調製するための様々な操作をインビトロで行うことができ、特定の実施形態では、キメラな構築物が、標準的な形質転換方法またはトランスフェクション方法を使用して、クローニングおよび適切な宿主における発現のためにベクターに導入される。したがって、それぞれの操作の後で、DNA配列の結合からの得られた構築物がクローン化され、ベクターが単離され、配列が、当該配列が所望のキメラな受容体をコードすることを保証するためにスクリーニングされる。配列は制限分析または配列決定などによってスクリーニングすることができる。
【0039】
本発明のキメラな構築物は、ガンを有する対象、または、ガンを有することが疑われる対象における適用が、これらの対象において腫瘍のサイズを縮小させるか、あるいは、腫瘍の成長または再成長を防止することによって見出される。したがって、本発明はさらに、本発明のキメラな構築物を対象の単離されたT細胞に導入し、形質転換されたT細胞を対象に再導入し、それにより、対象において腫瘍を縮小させるか、または排除するための抗腫瘍応答を達成することによって対象において、成長を低下させるか、または、腫瘍形成を防止するための方法に関連する。使用することができる好適なT細胞には、細胞傷害性リンパ球(CTL)、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)、または、活性化されたときに標的細胞を殺すことができる他の細胞が含まれる。当業者には広く知られているように、様々な方法が、これらの細胞を対象から単離するために容易に利用可能である。例えば、細胞表面マーカーの発現を使用して、または、市販のキット(例えば、Pierce(Rockford、Ill.)から得られるISOCELL(商標))を使用して。
【0040】
キメラな構築物は、ネイクドDNAとして、または、好適なベクターにおいて対象自身のT細胞に導入され得ることが意図される。T細胞を、ネイクドDNAを使用してエレクトロポレーションによって安定的に形質転換するための様々な方法がこの技術分野では知られている。例えば、米国特許第6,410,319号を参照のこと。ネイクドDNAは一般には、プラスミド発現ベクターに発現のための適切な配向で含有される本発明のキメラな受容体をコードするDNAを示す。好都合なことに、ネイクドDNAの使用により、本発明のキメラな受容体を発現するT細胞を製造するために要求される時間が短縮される。
【0041】
代替において、ウイルスベクター(例えば、レトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ関連ウイルスベクターまたはレンチウイルスベクター)を、キメラな構築物をT細胞に導入するために使用することができる。本発明の方法に従って使用される好適なベクターは対象のT細胞において非複製性である。ウイルスに基づく非常に多数のベクターが知られており、この場合、細胞に維持されるウイルスのコピー数が、細胞の生存性を維持するために十分に少ない。例示的なベクターには、本明細書中に開示されるpFB−neo系ベクター(STRATAGENE(登録商標))、同様にまた、HIV、SV40、EBV、HSVまたはBPVに基づくベクターが含まれる。
【0042】
トランスフェクションまたは形質導入されたT細胞が、キメラな受容体を、所望される調節により、かつ、所望されるレベルで表面膜タンパク質として発現する能力を有することが立証されると、キメラな受容体は、所望されるシグナル誘導を提供するために宿主細胞において機能的であるかどうかを明らかにすることができる。その後、形質導入されたT細胞は、抗腫瘍応答を対象において活性化するために対象に再導入または投与される。投与を容易にするために、本発明による形質導入されたT細胞は、さらに医薬的に許容され得る適切なキャリアまたは希釈剤とともに、医薬組成物にすることができ、または、インビボでの投与のために適切なインプラントにすることができる。そのような組成物またはインプラントを作製する様々な手段がこの技術分野では記載されている(例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences、第16版、Mack編(1980)を参照のこと)。適切である場合、形質導入されたT細胞は、半固体形態または液体形態での調製物(例えば、カプセル剤、溶液剤、注射剤、吸入剤またはエアロゾルなど)にそれらのそれぞれの投与経路のための通常の方法で配合することができる。この技術分野で知られている様々な手段を、組成物が標的組織または標的器官に到達するまでは組成物の放出および吸収を防止するか、または最小限にするために、あるいは、組成物の徐放性を保証するために利用することができる。しかしながら、望ましくは、キメラな受容体を発現する細胞を無力化しない医薬的に許容される形態が用いられる。したがって、望ましくは、形質導入されたT細胞は、平衡化塩溶液(好ましくはハンクス平衡塩溶液)または規定生理的食塩水を含有する医薬組成物にすることができる。
【0043】
本発明の医薬組成物は単独で使用することができ、または、ガンを処置するために有用である他の十分に確立された薬剤との併用で使用することができる。単独で送達されるか、または、他の薬剤との併用で送達されるかによらず、本発明の医薬組成物は、特定の効果を達成するために、様々な経路を介して、かつ、哺乳動物(好ましくはヒト)の身体における様々な部位に送達することができる。当業者は、2つ以上の経路が投与のために使用され得るとはいえ、ある特定の経路が別の経路よりも即時的かつ効果的な反応をもたらし得ることを認めるであろう。例えば、皮内送達が、メラノーマの処置のために吸入に優先して都合良く使用される場合がある。局所的または全身的な送達を、体腔内への配合物の適用または点滴注入、エアロゾルの吸入または吹送を含む投与によって、あるいは、筋肉内投与、静脈内投与、門脈内投与、肝臓内投与、腹膜投与、皮下投与または皮内投与を含む非経口導入によって達成することができる。
【0044】
本発明の組成物は、それぞれの投薬形態物(例えば、注射剤)が所定量の組成物を単独で、または、他の活性成分との適切な組合せで含有する単位投薬形態物において提供することができる。本明細書中で使用されるような単位投薬形態物の用語は、ヒト対象および動物対象のための単位投薬として好適である物理的に個別的な単位物(ただし、それぞれの単位物が、所定量の本発明の組成物を、単独または他の活性成分との適切な組合せであっても、適する場合には、医薬的に許容される希釈剤、キャリアまたはビヒクルとの連係で、所望される効果を生じさせるために十分な量で計算されて含有する)を示す。本発明の新規な単位投薬形態物のための仕様は、特定の対象における医薬組成物に関連する特定の薬力学に依存する。
【0045】
望ましくは、単離された形質導入T細胞の効果的な量および十分な数が組成物において存在し、対象に導入され、その結果、長期間の特異的な抗腫瘍応答が確立されて、腫瘍のサイズを縮小するか、あるいは、そうでなければ、そのような処置の非存在下で生じるであろう腫瘍の成長または再成長を排除するようにされる。望ましくは、対象に再導入される形質導入されたT細胞の量は、形質導入されたT細胞が存在しないそれ以外では同じ条件と比較されたとき、腫瘍サイズにおける10%の低下、20%の低下、30%の低下、40%の低下、50%の低下、60%の低下、70%の低下、80%の低下、90%の低下、95%の低下、98%の低下または100%の低下を生じさせる。
【0046】
したがって、投与される形質導入されたT細胞の量は投与経路を考慮に入れなければならず、また、十分な数の形質導入されたT細胞が導入されることになり、その結果、所望される治療応答を達成するようにしなければならない。そのうえ、本明細書中に記載される組成物に含まれるそれぞれの活性薬剤の量(例えば、接触させられることになる各細胞あたりの量、または、ある特定の体重あたりの量)が種々の適用において変化し得る。一般に、形質導入されたT細胞の濃度は望ましくは、処置されている対象において少なくとも、約1×10個〜約1×10個の形質導入されたT細胞を提供するために十分でなければならず、一層より望ましくは、約1×10個〜約5×10個の形質導入されたT細胞を提供するために十分でなければならず、だが、より多い量(例えば、5×10個を超える量)またはより少ない量(例えば、1×10個よりも少ない量)のいずれであっても、好適な量はどれも利用することができる。服用スケジュールは、十分に確立された、細胞に基づく治療法に基づくことができ(例えば、TopalianおよびRosenberg(1987)、Acta Haematol.78(Suppl 1)、75〜6;米国特許第4,690,915号を参照のこと)、または、代替となる連続注入戦略を用いることができる。
【0047】
これらの値は、本発明の方法を本発明の実施のために最適化するときの実施者によって利用されるための形質導入されたT細胞の範囲の一般的な指針を提供する。そのような範囲の本明細書中での列挙は、特定の適用では認められるかもしれないように、より多い量またはより少ない量の成分の使用を決して排除しない。例えば、実際の用量およびスケジュールは、組成物が他の医薬組成物との併用で投与されるかどうかに依存して、または、薬物動態学、薬物体内分布および代謝における個体間の差に依存して変化し得る。当業者は、どのような調節であれ、特定の状況の要求に従う必要な調節を容易に行うことができる。
【0048】
II.本発明のキットの実施形態
本明細書中に記載される組成物のどれもがキットに含まれ得る。限定されない一例において、キメラな受容体の発現構築物、キメラな受容体の発現構築物を作製するための1つまたは複数の試薬、発現構築物のトランスフェクションのための細胞、および/あるいは、発現構築物のトランスフェクションのために自己由来の細胞を得るための1つまたは複数の器具(そのような器具は、シリンジ、ピペット、鉗子、および/または、いずれかのそのような医療承認された装置であるかもしれない)。
【0049】
キットは、本発明の組成物を作製するために、1つまたは複数の好適に等分された本発明の組成物または試薬を含む場合がある。キットの構成成分は、水性媒体において、または、凍結乾燥形態においてそのいずれかで包装される場合がある。キットの容器手段には、構成成分を入れることができ、好ましくは好適に等分して入れることができる少なくとも1つのバイアル、試験管、フラスコ、びん、シリンジまたは他の容器手段が含まれる場合がある。2つ以上の構成成分がキットに存在する場合、キットはまた、さらなる構成成分を別々に入れることができる第2、第3または他のさらなる容器を一般に含有するであろう。しかしながら、構成成分の様々な組合せがバイアルに含まれる場合がある。本発明のキットはまた典型的には、キメラな受容体構築物を含有するための手段、および、商業用販売のために厳重に閉じ込められている何らかの他の試薬容器を含むであろう。そのような容器には、例えば、所望されるバイアルが保持される射出成形またはブロー成形されたプラスチック容器が含まれる場合がある。
【実施例】
【0050】
下記の実施例が、本発明のいくつかの実施形態を実証するために含められる。下記の実施例において開示される技術は、本発明の実施において十分に機能することが本発明者らによって発見された技術を表しており、したがって、その実施のためのいくつかの態様を構成すると見なされ得ることが当業者によって理解されるはずである。しかしながら、当業者は本開示に照らして、多くの変化が、開示される具体的な実施形態において行われ得ること、そして、多くの変化により、同様な結果または類似する結果が依然として、本発明の精神および範囲から逸脱することなく得られ得ることを理解しなければならない。
【0051】
CD19またはCD20を標的化する遺伝子改変されたT細胞によるT細胞治療は、血液学的悪性腫瘍の免疫療法のために有望である。しかしながら、これらの標的はB細胞由来の悪性腫瘍の表面に存在するだけであり、また、これらの標的は造血系では広範囲に発現されるので、それらの標的化は望まれない結果を有するかもしれない。T細胞治療をB細胞由来でない血液学的悪性腫瘍に拡大するために、本発明者らは、T細胞が、CD70に、すなわち、限定されたサブセットの正常なリンパ球および樹状細胞によって発現されるが、広範囲の様々な血液学的悪性腫瘍および一部の固形腫瘍によって異常に発現される抗原に仕向けられ得るかどうかを明らかにした。CD70特異的T細胞を作製するために、本発明者らは、CD3−ζ鎖に融合されるCD70受容体(CD27)を含むキメラな抗原受容体(CAR)を構築した。CD70特異的CARを発現するT細胞の刺激は、IFN−γおよびIL−2の分泌ならびに腫瘍細胞の殺傷によって示されるように、CD27共刺激、ならびに、CD70陽性腫瘍細胞株および原発性腫瘍細胞の認識がもたらされた。養子移入されたCD70特異的T細胞は、定着したマウス異種移植片の持続した退行を誘導した。したがって、CD70特異的T細胞はCD70陽性悪性腫瘍のための有用な免疫療法取り組みである。
【0052】
実施例1
例示的な材料および方法
細胞株および腫瘍細胞
【0053】
血液サンプルおよび原発性腫瘍細胞を得るためのプロトコルが、Baylor College of Medicineの施設内倫理委員会(IRB)によって承認された。Daudi、CCL−120、U266およびK562の細胞株を、American Type Culture Collection(ATCC、Rockville、MD、米国)から得た。CD70を発現するK562細胞(K562.70)が、K562細胞を、ヒトCD70およびGFPをコードする自己不活性化レンチウイルスベクターにより形質導入することによって作製された。L1236をDSMZ(Braunschweig、ドイツ)から得た。SNK6およびSNT16が清水則夫博士(東京医科歯科大学、日本)から譲渡された(Nagata et al., 2001)。原発性B細胞非ホジキンリンパ腫(インビトロ培養されることなく凍結保存されていたもの)が、Stephan Ansell博士(Mayo Clinic、Rochester、MN、米国)によって提供された。
【0054】
CD70特異的CAR構築物の作製
【0055】
全長のヒトCD27(CD70受容体)を、オーバーラップポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用してT細胞受容体のζ鎖(TCR−ζ)のシグナル伝達ドメイン(アミノ酸52〜164)に読み枠を合わせて融合した;pORF.CD27(Invitrogen、Carlsbad、CA)およびpSFG.FRP5.ζ(Ahmed et al., 2007)がPCRテンプレートとして役立った。プライマーを、5’−NcoI制限部位および3’−SphI制限部位を作製するために改変し、CD27 TCR−ζ融合遺伝子(CD70−CAR)をSFGレトロウイルスベクターにサブクローニングした。形質導入されたT細胞の明確な検出を容易にするために、内部リボソーム進入配列(IRES)により短縮化されたCD19(tCD19)(Tey et al., 2007)発現カセット(IRES−tCD19)をオーバーラップPCRによって作製し、CD27 TCR−ζ融合遺伝子の3’において、SFGレトロウイルスベクターの5’−SphI制限部位および3’−AccIII制限部位にサブクローニングした(pSFG.CD70−CAR−IRES−tCD19;図1A)。加えて、CD70−CAR−IRES−DsRed発現カセット、または、CD27の23アミノ酸のTRAF2結合部位(残基238〜260)が欠失されたΔCD70−CAR−IRES−DsRed発現カセット(Yamamoto et al., 1998)を含有するレトロウイルスベクターを作製した(図8)。
【0056】
レトロウイルスの産生およびTリンパ球の形質導入
【0057】
RD114偽型レトロウイルス粒子を、GeneJuiceトランスフェクション試薬(Novagen、San Diego、CA)を使用して、CD70−CAR SFGレトロウイルスベクター、MoMLV gag−polのための配列を含有するPeg−Pam−eプラスミド、および、RD114エンベロープを含有するRDFプラスミド(Kelly et al., 2000)を用いた293T細胞の一過性トランスフェクションによって生じさせた(Vera et al., 2006)。レトロウイルスを含有する上清を48時間〜72時間の後で集めた。レトロウイルス形質導入のために、組織培養非処理の24ウエルプレートをOKT3抗体(Ortho Biotech、Bridgewater、NJ)およびCD28抗体(Becton Dickinson、Mountain View、CA)により一晩処理した。翌日、0.5×10個の末梢血単核細胞(PBMC)をそれぞれのウエルに加え、10%の熱不活化ウシ胎児血清(FCS)および1%のGlutaMax(商標)(Gibco−BRL)を含有するRPMI1640完全培地(Gibco−BRL、Gaithersburg、MD)で培養した。組換えヒトインターロイキン−2(rhIL−2;200U/mL;Proleukin;Chiron、Emeryville、CA)を3日目に培養物に加えた。ウイルス上清を、RetroNectin(登録商標)(宝酒造、大津、日本)により前処理された24ウエルプレートに加え、培養されたOKT3/CD28刺激の細胞をそれぞれのウエルに加えた(5×10細胞/ウエル)。細胞を遠心分離し、5%COにおいて37℃でインキュベーションした。T細胞におけるCAR発現を72時間後に測定し、細胞を、rhIL−2(50〜100U/mL)が3日毎に加えられる完全培地における培養で維持した。非形質導入のT細胞(これはコントロールとして使用された)をOKT3/CD28により活性化し、使用前の10日間〜15日間、50ユニット/mL〜100ユニット/mLのIL−2の存在下で拡大培養した。
【0058】
フローサイトメトリー
【0059】
FACS Calibur装置(BD Biosciences)を使用して、免疫蛍光データを取得し、免疫蛍光データをFCS Expressソフトウエア(バージョン3)(De Novo Software、Los Angeles、CA)により分析した。表面染色のためのすべての抗体をBD Biosciencesから購入した。イソ型コントロールが、免疫グロブリンG1−フルオレセインイソチオシアナート(IgG1−FITC)、IgG1−フィコエリトリン(IgG1−PE)、IgG1−ペリジニンクロロフィルタンパク質(IgG1−PerCP)およびIgG1−アロフィコシアニン(IgG1−APC)であった。前方散乱ゲーティングおよび側方散乱ゲーティングを使用して、生細胞を死細胞から識別した。CD70−CARの発現を、CD27−FITC、CD19−PEを使用して293T細胞に対して、また、CD19−PE、CD3−FITC、CD4−PerCPおよびCD8−APCを使用してヒトCD3/CD28刺激T細胞に対して分析した。腫瘍細胞におけるCD70の発現を、CD70−PEを使用して求めた。細胞内染色のために、細胞を4%パラホルムアルデヒド(BD)により固定処理し、1%サポニン(Sigma)により透過処理した。Bcl−xlに対するマウスモノクローナル抗体(Santa Cruz Biotechnology,Inc.、Santa Cruz、CA)を一次染色のために使用し、ヤギ抗マウスAPC(GAM−APC;BD)を二次染色のために使用した。イソ型コントロールは、GAMAPC単独とインキュベーションされた細胞であった。
【0060】
サイトカイン産生の分析
【0061】
健康なドナーに由来するCD70特異的T細胞または非形質導入T細胞を、CD70陽性細胞株または原発性CD70陽性リンパ腫と、2:1のエフェクター対標的の比率で48ウエルプレートにおいて共培養した。24時間のインキュベーションの後、培養上清を集め、本発明者らはIFN−γおよびIL−2を製造者の説明書(R&D Systems、Minneapolis、MN)に従ってELISAによって測定した。
【0062】
IFN−γのELISPOTアッセイ
【0063】
本発明者らは以前の記載(Gottschalk et al., 2003)のようにELISPOTアッセイを使用して、IFN−γ分泌T細胞の頻度を求めた。CD70−CARまたは非形質導入のT細胞を1×10個で播種し、適切な刺激とともに18時間インキュベーションした。その後、プレートを発色させ、一晩乾燥し、定量化のためにZellNet Consulting(New York、NY)に送付した。
【0064】
共免疫沈殿
【0065】
CD70−CARまたはΔCD70−CARを安定的に発現する293T細胞をレトロウイルス形質導入によって作製した。CARを発現する細胞を、GeneJuiceトランスフェクション試薬(Novagen、San Diego、CA)を使用して2μgのFLAGタグ化TRAF2(これはJinhua Yang博士(Baylor College of Medicine)によって譲渡された)によりトランスフェクションした。トランスフェクション後24時間で、細胞を1:1の比率でK562.70細胞と共培養して、受容体を架橋した。12時間後、細胞を氷冷PBS(Sigma、St.Louis、MO)により洗浄し、非接着性のK562.70細胞を培養物から吸引した。残留する293T細胞を溶解し、タンパク質を、μMACS(商標)Protein G MicroBeadsおよびμColumn(Miltenyi Biotec Inc.、Auburn、CA)を使用して抗FLAG(登録商標)M2抗体(Sigma)により沈殿させた。免疫沈殿物をSDS−PAGEによって分離し、CD3−ζ抗体(Santa Cruz Biotechnology)によるブロッティングに供した。
【0066】
クロム放出アッセイ
【0067】
標準的なクロム放出アッセイを以前の記載(Gottschalk et al., 2003)のように三連で行った。簡単に記載すると、1×10個の標的細胞を0.1mCi(3.7MBq)の51Crにより標識し、減少する数のエフェクター細胞と混合して、40:1、20:1、10:1および5:1のエフェクター対標的の比率を得た。完全培地単独、または、1%のTriton X−100においてインキュベーションされた標的細胞を、自発的51Cr放出および最大51Cr放出を求めるためにそれぞれ使用した。4時間後、上清を集め、放射能をガンマカウンター(Cobra Quantum;PerkinElmer;Wellesley;MA)で測定した。三連ウエルの特異的溶解の平均百分率を下記の式に従って計算した:[試験放出−自発的放出]/[最大放出−自発的放出]×100。
【0068】
CFSE増殖アッセイおよび長期殺傷アッセイ
【0069】
T細胞の増殖および長期殺傷を測定するために、本発明者らは1×10個のT細胞を1.5μMのカルボキシフルオレセインジアセタートスクシンイミジルエステル(CFSE;Molecular Probes,Inc.、Eugene、OR)と室温で10分間インキュベーションした。本発明者らは、CFSE標識されたT細胞を、外因性IL−2の非存在下、適切なCD70陽性腫瘍細胞またはCD70陰性腫瘍細胞と2:1のエフェクター:標的の比率で培養した。5日〜7日の共培養の後、細胞を集め、CD3に関して染色し、FACS分析によってCFSE希釈について分析した。増殖実験のための陽性コントロールおよび陰性コントロールがそれぞれ、100U/mlのrhIL−2の存在下で培養されたT細胞、および、サイトカインを全く伴わないT細胞単独であった。長期殺傷実験のために、FACS分析を、生細胞を求めるために前方散乱ゲーティングおよび側方散乱ゲーティングを使用して行い、一方で、CFSE染色およびCD3陽性を、CD70特異的T細胞または非形質導入T細胞をCD3陰性の非標識腫瘍細胞から区別するために使用した。
【0070】
異種移植片モデルおよび生物発光画像化
【0071】
すべての動物実験が、Baylor College of Medicineの施設内動物管理使用委員会によって承認されたプロトコルのもとで行われた。CD70特異的T細胞の抗腫瘍効果をインビボで評価するために、本発明者らは2つのSCIDマウスモデルおよびIVIS(Caliper Life Sciences)インビボ画像化システムを使用した(Ahmed et al., 2007)。8週齢〜10週齢のSCIDマウス(IcrTac:ICR−Prkdcscid;Taconic)を亜致死的放射線照射(2.5Gy)に供し、2日後、強化型GFP(eGFP)−ホタルルシフェラーゼ(eGFP−FFLuc)融合遺伝子を発現する5×10個のDaudi細胞をMatrigel(BD Biosciences)に懸濁させてIP注入した。腫瘍の成長をモニターするために、イソフルラン麻酔のマウスにD−ルシフェリン(150mg/kg)をIP注射し、生物発光画像を10分後に得て、Living Imageソフトウエア(バージョン4.0)(Caliper Life Sciences)を使用して分析した。目的とする一定領域を腫瘍領域の上に描き、総光子数/秒/平方センチメートル/ステラジアン(p/s/cm/sr)として測定されるシグナルの強度を得た。10日後、腫瘍のシグナルが一貫して増大し続けているときであるが、マウスをCD70特異的T細胞または非形質導入T細胞により処置した。1×10個のT細胞の3回のIP注入を、10日目、11日目および17日目に与え、その後、1500UのrhIL−2(R&D Systems)もまたIP注射により与えた。マウスをそれぞれのT細胞注入の前に画像化し、その後は週に3回、画像化した。本発明者らは、Raji SCID異種移植片を使用して、CD70特異的T細胞の抗腫瘍活性を全身的非ホジキンリンパ腫モデルにおいて評価した(Brentjens et al., 2003; Cheadle et al., 2008; Tammana et al., 2010)。簡単に記載すると、2×10個のRaji.FFluc細胞を亜致死的放射線照射(2.5Gy)のSCIDマウスにIV注入し、4日後、マウスを1×10個のCD70特異的T細胞または非形質導入T細胞のIV投与によって処置した。本発明者らは3回のT細胞(4日目、5日目および11日目)を1500UのrhIL−2とともに与えた。本発明者らは、生物発光画像化を使用して転移腫瘍を定量化した。生存分析のために、マウスを、歩行時の片足または両足の引きずりとして特定される後肢麻痺の最初の徴候のときに安楽死させた。
【0072】
統計学的分析
【0073】
CD70特異的T細胞と、非形質導入T細胞との間におけるIFN−γ分泌およびIL−2分泌の比較を、ウィルコクスン符号付順位検定を使用して行った。腫瘍体積データをlog変換し、最初のT細胞注入から処置後の測定までの変化を計算した。ペア毎の比較を、2つのT細胞群の間での光強度における何らかの統計学的有意差を特定するために用いた。0.05未満のp値を、統計学的に有意であると見なした。生存曲線を、カプラン・マイヤー法を使用して作製し、重みつきロングレンジ検定を使用して比較した。
【0074】
実施例2
CD70特異的T細胞の作製
本発明者らは、T細胞受容体のζ鎖のシグナル伝達ドメインに融合されるCD70受容体(CD27)(CD70−CAR)をコードするSFGレトロウイルスベクターを構築した。ほとんどのナイーブなメモリーT細胞は低レベルのCD27を内因的に発現するので、IRES−tCD19発現カセットもまた、形質導入された細胞の明確な検出について可能にするためにレトロウイルスベクターに含まれた(図1A)。CD27およびtCD19は直線的な共発現パターンを示した。このことは、tCD19がCD70−CAR発現のための好適なマーカーであることを示している(図1B)。CD3/CD28活性化T細胞を、CD70−CAR−IRES−tCD19をコードするRD114偽型レトロウイルス粒子により形質導入し、形質導入後10日〜14日で、tCD19の発現をFACS分析によって求めた。平均して45%(+/−6;n=5)のT細胞がtCD19を発現し、CD4陽性細胞およびCD8陽性細胞の両方を形質導入した(図1C図1D)。
【0075】
実施例3
CD70特異的T細胞はCD70陽性腫瘍細胞への暴露の後で免疫刺激サイトカインを分泌し、増殖する
遺伝子組換えT細胞によるCD70の認識を検出するために、本発明者らは最初、CD70陰性K562細胞およびCD70遺伝子組換えK562細胞を使用した(図2)。3名のドナーのCD70特異的T細胞および非形質導入T細胞をK562またはK562.CD70により刺激し、48時間後、本発明者らはIFN−γおよびIL−2の放出を測定した(図3A図3B)。CD70特異的T細胞は、非形質導入T細胞と比較した場合、K562.CD70にさらされた後、著量のIFN−γ(p=0.03)およびIL−2(p=0.02)を産生した。加えて、CD70陰性K562細胞はCD70特異的T細胞を活性化しなかった。このことは、サイトカインの産生には、標的細胞表面におけるCD70の発現と、T細胞表面におけるCD70−CARの存在との両方が要求されることを示している。本発明者らがこれらの培養組合せのそれぞれにおけるT細胞の増殖を比較したとき、類似した結果が認められた(図3C)。
【0076】
本発明者らは、上記の知見を、CD70の発現が様々なレベルではあるが、生来的に存在する腫瘍細胞を使用することによって確認した。本発明者らは、非ホジキンリンパ腫を表すCD70陽性腫瘍細胞株(Daudi、SNK6、SNT16)、ホジキンリンパ腫を表すCD70陽性腫瘍細胞株(L1236)、白血病を表すCD70陽性腫瘍細胞株(CCL−120)、および、多発性骨髄腫を表すCD70陽性腫瘍細胞株(U266)のパネルを使用した(図2)。CD70特異的T細胞は非形質導入T細胞よりも有意に多いIFN−γ(p<0.0001)およびIL−2(p<0.0001)を分泌した(図3A図3B)。T細胞の増殖は標的細胞におけるCD70の発現に依存し、CD70微弱の腫瘍細胞(Daudi)はCD70明瞭の腫瘍細胞よりも少ないT細胞増殖を誘導した。加えて、本発明者らは、非形質導入T細胞の増殖をSNT16細胞による刺激の後で認めた。本発明者らは、それらはCD70特異的T細胞のIL−2産生を誘導することができることによって判断されるように(図1B)、このことが、SNT16細胞による低レベルのIL−2分泌(10〜50pg/mL)、および、それらの共刺激能が堅固であることに起因すると考えた。CD70の発現が、健康なドナーに由来する末梢血のB細胞およびT細胞では低かったか、存在しなかった(図2)。したがって、本発明者らはCD70特異的T細胞のIFN−γ産生またはIL−2産生を初代B細胞または初代T細胞との共培養の後で検出することができなかった。CD70特異的T細胞がB細胞またはT細胞によって刺激されないことを確認するために、本発明者らはIFN−γのELISPOTアッセイを使用した。ELISPOTアッセイでは、初代B細胞または初代T細胞との共培養の後におけるCD70特異的T細胞の活性化が全く示されなかった(図8A)。
【0077】
実施例4
CD70特異的T細胞はCD70陽性腫瘍細胞を殺すが、CD70陰性細胞を殺さない
本発明者らは次に、標準的な4時間の51Cr放出アッセイと、5日〜7日の共培養アッセイとの両方で、CD70特異的T細胞によるCD70陽性標的の殺傷を測定した。4時間の51Cr放出アッセイにおいて、CD70特異的T細胞はCD70陽性の標的細胞(K562.70、Daudi、U266、SNK6、SNK16)を殺したが、CD70陰性の細胞(K562)を殺さなかった。非形質導入T細胞は殺傷を全く示さず、このことから、CD70特異性が確認された(図4A図4B)。共培養アッセイのために、CD70特異的T細胞または非形質導入T細胞をCFSEにより標識し、非標識の腫瘍細胞に2:1の比率で加えた。5日〜7日の後、腫瘍細胞の数をCD3陰性/CFSE陰性画分のFACS分析によって求めた(図4C)。CD70特異的T細胞は、試験された4つすべてのCD70陽性株(Daudi、U266、SNK6、SNK16)を排除し、一方で、コントロールT細胞はこれらを排除することができなかった(図4D)。CD3/CD28により刺激されたT細胞はCD70特異的T細胞によって殺されなかったが、MRC5細胞上のCD40リガンドにより「超生理学的に」活性化されたB細胞芽細胞はCD70特異的T細胞による殺傷に対して感受性であった(図8B)。
【0078】
実施例5
CD27共刺激はCD70特異的刺激の後におけるT細胞の生存のために重要である
CD70−CAR(図1A)の内部ドメイン内に位置するCD27の23アミノ酸の共刺激ドメインの役割を求めるために、本発明者らは、CD27の共刺激ドメインが欠失されたCD70−CAR(ΔCD70−CAR)を作製した。共刺激ドメインの機能的非存在を、ΔCD70−CARがTRAF2(CD27のシグナル伝達を媒介する重要なアダプタータンパク質)に結合することができないことによって確認した(図5A)。T細胞を、CD70−CAR−I−dsRedまたはΔCD70−CAR−I−dsRed(図9A)をコードするレトロウイルスベクターにより形質導入した。両方の構築物の形質導入効率は、dsRed発現によって判断されるように類似しており(65%〜90%;図9B)、細胞毒性アッセイにおいて、CD70−CAR発現T細胞およびΔCD70−CAR発現T細胞はCD70陽性の標的を同じ効率により殺した(図5B)。T細胞の活性化に対するCD27共刺激の寄与を評価するために、本発明者らは、共刺激分子を欠いているが、CD70を発現させるために遺伝子改変された自己由来の線維芽細胞(Fib.CD70)を利用した。Fib.CD70によるT細胞刺激の3日後から始まったが、活性化されたCD70−CAR T細胞の有意により大きい「凝集塊」が、ΔCD70−CAR T細胞との比較において認められた(図5C)。T細胞の増殖における差(図5D)およびIFN−γまたはIL−2の産生における差が何ら認められなかったが、ΔCD70−CAR T細胞の生存性が、CD70−CAR T細胞との比較において有意に低下した(図5D;P<0.05)。他の研究者によって報告されるように、Bcl−xl(重要な抗アポトーシスタンパク質)がCD27のシグナル伝達によって誘導される(van Oosterwijk et al., 2007)。この知見と一致して、CD70−CAR T細胞は、ΔCD70−CAR T細胞との比較においてより高レベルのBcl−xlを一貫して発現した(図5E)。これらの結果は、CD70−CAR内に位置するCD27の共刺激ドメインが共刺激シグナルを提供し、高まったT細胞生存をもたらすことを示している。したがって、すべてのその後の実験のために、本発明者らはCD70−CAR T細胞(CD70特異的T細胞)を使用した。
【0079】
実施例6
CD70特異的T細胞は原発性のB細胞リンパ腫およびT細胞リンパ腫の認識および殺傷を生じさせる
CD70特異的T細胞がCD70陽性のリンパ腫細胞株の認識および殺傷を生じさせることを示したので、本発明者らは次に、CD70抗原を原発性のB細胞リンパ腫およびT細胞リンパ腫の表面における標的としての妥当性について検証した。本発明者らは、原発性のCD70陽性B細胞非ホジキンリンパ腫細胞(MF1792、MF1731、MF888)およびT細胞急性リンパ芽球性白血病細胞(T007)を、健康なドナーに由来するCD70特異的T細胞と24時間にわたって共培養し、上清におけるIFN−γを測定した。コントロールのT細胞ではなく、CD70特異的T細胞が、CD70+の悪性腫瘍にさらされたとき、IFN−γの分泌をもたらした(図6A)。5日の共培養アッセイにおいて、コントロールのT細胞ではなく、CD70特異的T細胞により、原発性CD70陽性細胞が排除された(図6B図6C)、したがって、CD70特異的T細胞は原発性CD70陽性悪性腫瘍細胞のCD70特異的様式での認識および殺傷を生じさせる。
【0080】
実施例7
CD70特異的T細胞を投与した後における定着リンパ腫のインビボ退行
本発明者らはCD70特異的T細胞の抗腫瘍活性を異種SCIDマウスモデルにおいて測定した。本発明者らは、亜致死的放射線照射を受けたSCIDマウスに5×10個のDaudi.FFluc細胞をi.p.注入し、腫瘍の成長をマウスの連続生物発光画像化によってモニターした。10日後、マウスは、1日離して、その後は1週間離して3回(注入0日目、注入1日目および注入7日目に)与えられる1×10個のCD70特異的T細胞の3回の注入を受けた(n=10)。腫瘍を有するマウスの第2の群には、非形質導入T細胞が注入された。非形質導入T細胞により処置されたマウスでは、腫瘍が、生物発光画像化によって判断されるように指数関数的に成長した(図7A)。対照的に、腫瘍負荷量における有意差が、T細胞注入後7日目に、CD70特異的T細胞と、非形質導入T細胞との間で認められた(p=0.002)(図7B)。成長する腫瘍を有する9匹のマウスのうちの8匹において、光子放射がCD70特異的T細胞の注入の後でベースラインに戻った。このことは、T細胞移入後の2週間超にわたって7匹のマウスにおいて持続した腫瘍退行を示している。
【0081】
第2のインビボ研究において、本発明者らは、CD70特異的T細胞の抗腫瘍活性を、全身リンパ腫モデルを使用して測定した。本発明者らは、亜致死的放射線照射を受けたSCIDマウスに2×10個のRaji.FFluc細胞をIV注入した。4日後、本発明者らは、マウスに、前記段落に記載される同じ処置スキームを使用して、1×10個のCD70特異的T細胞または非形質導入T細胞の3回のIV注入を与えた。全身の腫瘍の数を、生物発光画像化を使用して求めた。腫瘍細胞注入後の第3週および第4週で、非形質導入T細胞を受けたマウスにおいてCD70特異的T細胞の場合よりも有意に大きい腫瘍負荷量(それぞれ、P=0.012およびP=0.10)が認められた(図7C)。このことは、CD70特異的T細胞により処置されたマウスでの全生存における有意な増大(P<0.05)につながった(図7D)。
【0082】
実施例8
重症慢性活動性EBV感染を伴う原発性CD70陽性T細胞リンパ腫細胞がCD70特異的T細胞によって殺される
重症慢性活動性エプスタイン・バールウイルス感染(CAEBV)は潜在性EBV感染の希な合併症である。これは主として日本で発生するが、数例が西半球で報告されている(Kimura et al., 2003; Cohen et al., 2008)。CAEBVにおいて、ナチュラルキラー(NK)細胞、T細胞、または、希にはB細胞が感染し、患者を、命を脅かす合併症(例えば、血球貪食症候群、および、NK細胞またはT細胞のリンパ球増殖性疾患(LPD)など)に罹りやすくしている(Kimura et al,. 2001; Ishihara et al., 1997)。CAEBV関連LPDのための唯一の治癒選択肢が現在、幹細胞移植である。本実施例において、本発明者らは、攻撃的T細胞リンパ腫をCAEBVの状況で発症した患者を報告する。
【0083】
本発明者らは今回、CD70が原発性CAEBV関連T細胞リンパ腫細胞において発現されること、および、これらの細胞がCD70特異的T細胞による殺傷に対して感受性であることを明らかにし、これにより、CD70をCAEBV関連T細胞リンパ腫のための可能性のある免疫療法標的として特定する。
【0084】
実施例9
本発明のある種の実施形態の重要性
本発明者らは、CD70がいくつかの血液学的悪性腫瘍およびガン腫において異常に発現されるので、CD70が、CD27をCARの一部として発現するように操作されたT細胞によって標的化され得ることを示す。CD70特異的CARを発現するT細胞はCD70陽性腫瘍細胞株および原発性腫瘍サンプルのインビトロでの認識および殺傷を生じさせ、また、ヒトCD70腫瘍をマウス異種移植において排除した。
【0085】
多くの白血病およびリンパ腫の表面に存在するが、CD70は系譜特異的なマーカーではなく、生理学的には、CD70は、非常に活性化されたT細胞、B細胞および樹状細胞のサブセットにおいて一時的に発現されるだけである。CD70プロモーターは、AP−1、AP−2、Sp1およびNF−κBについての転写因子結合部位を含有し、メチル化に対して感受である;しかしながら、CD70の発現を調節する正確なシグナル伝達経路は十分には理解されていない(Lu et al., 2005)。CD70が、構成的なNF−κB活性化(CD70の発現を調節することに寄与しているかもしれない経路)に伴っているかもしれないが、ヒトTリンパ球向性ウイルス1型関連悪性腫瘍およびEBV関連悪性腫瘍ならびにホジキンリンパ腫においてアップレギュレーションされる(Nolte et al., 2009; Jost et al., 2007)。悪性腫瘍細胞での異常なCD70発現の役割はその生理学的寄与ほどには十分に理解されておらず、しかし、非ホジキンリンパ腫による免疫回避には寄与しているかもしれない(Yang et al., 2007)。他の研究者は、CD70/CD27の共刺激経路が、白血病特異的なT細胞応答を誘導するために非常に重要であることを示している(Glouchkova et al., 2009)。
【0086】
ほとんどのCARの細胞外ドメインが、腫瘍細胞のMHC非拘束様式での認識および殺傷を生じさせる抗原特異的なT細胞を調製するために使用することができる改変されたモノクローナル抗体結合部位からなる。これらのモノクローナル抗体フラグメントはヒト化されない限り、ヒト抗マウス抗体、および/または、注入細胞のエフェクター機能を省略する内因性のT細胞応答を誘導するかもしれない(Miotti et al., 1999; Kahlon et al., 2004; Jensen et al., 2010)。したがって、生理学的に存在する受容体−リガンド相互作用(Kahlon et al., 2004; Zhang et al., 2006)を利用することにより、この障害が回避され、したがって、ヒト対象におけるインビボでのエフェクター機能が、導入遺伝子に対する望まれない免疫応答によって中断されないことが保証されるにちがいない。したがって、本発明者らは、CD3−ζ鎖を天然に存在するCD70受容体(CD27)に融合することによってCD70特異的CARを構築した。
【0087】
CD70特異的T細胞をCD70陽性腫瘍細胞により刺激することにより、IFN−γおよびIL−2の両方の分泌がもたらされた。ζ−シグナル伝達ドメインのみを含有するCARを誘発することにより、IFN−γの産生がもたらされるが、IL−2は一般に、抗原依存的様式で分泌されるだけである(Ahmed et al., 2007)。CD70特異的T細胞のCD70陽性腫瘍細胞との共培養は、他のCAR発現T細胞について報告される範囲に含まれる、CD70特異的T細胞による4000pg/mL〜14000pg/mLのIFN−γの産生をもたらした(Ahmed et al., 2009)。CAR T細胞の活性化は、標的細胞上の抗原密度(Weijtens et al., 2000)、同様にまた、共刺激分子の存在(Zhao et al., 2009)に依存するので、IFN−γの産生が個々のCD70陽性腫瘍細胞株の間で変化したことは驚くべきことではない。Daudi細胞は、最も低いレベルのIFN−γ分泌を誘導した一方で、FACS分析によって判断されるように、CD70の最も低い発現を有した。IFN−γの産生に加えて、本発明者らは、腫瘍細胞にさらされた後で、一定しないが、IL−2の有意な分泌を認めた。これらの違いは、腫瘍のCD70発現レベルとは無関係であったが、従来の共刺激分子の発現に依存しているようではなかった。これは、本発明者らが、古典的な共刺激分子(例えば、CD80およびCD86など)を発現しないK562.70細胞によるT細胞刺激の後でIL−2の分泌を認めたからである。しかしながら、これらの細胞は、ヒトCD8陽性T細胞の表面に発現されるNKG2Dと相互作用することによって共刺激シグナルをもたらすことができるNKG2Dリガンドを発現する(Maasho et al., 2005)。そのうえ、SNT16およびSNK6の非ホジキンリンパ腫細胞はCD70特異的T細胞から高レベルのIL−2産生を誘導し、これは、EBV陽性のNK/T細胞非ホジキンリンパ腫細胞における接着分子の知られている高い発現と一致する影響であった(Kanno et al., 2008)。
【0088】
CD27共刺激により、T細胞における活性化誘導された細胞死が、部分的にはBcl−xl(抗アポトーシスタンパク質)のアップレギュレーションによって妨げられる(van Oosterwijk et al., 2007)。この知見と一致して、本発明者らは、CD27の共刺激ドメインが欠失されたΔCD70−CARを発現するT細胞が、低下した生存性、および、全長CD27を有するCD70−CARを発現するT細胞よりも低いレベルのBcl−xl発現を有したことを認めた。これらのデータは、CD70−CAR T細胞はまた、長期間に及ぶ永続性をインビボで示すかもしれないことを示している。興味深いことに、エクスビボ拡大された腫瘍浸潤リンパ球のインビボ効力データは、CD27の発現が抗腫瘍活性と相関することを示唆する(Huang et al., 2006)。CD27共刺激がCAR発現T細胞の永続性を高めるかどうかを明らかにすることができる。
【0089】
本発明者らは、CD70陽性腫瘍細胞の完全な殺傷を5日〜7日の共培養アッセイにおいて認めた(図4C図4D)一方で、より様々なレベルの腫瘍細胞殺傷を標準的な4時間の51Cr放出アッセイにおいて認めた(図4B)。これらの違いは、T細胞に依存していない可能性が最も高かった。これは、腫瘍細胞崩壊(クロム放出)の速度論は、T細胞自体のエフェクター機能における差ではなく、むしろ、T細胞由来の細胞毒性分子(例えば、パーフォリンまたはグランザイムBなど)に対するそれらの固有的な感受性に依存するからである(Perelson et al, 1984)。
【0090】
本発明の実施形態において、CD27−ζ CARを発現するCD70特異的T細胞は、有意なインビボ抗腫瘍活性をリンパ腫のIP DaudiモデルおよびIV Rajiモデルの両方において示した。IP DaudiモデルにおけるCD70特異的T細胞の認められた抗腫瘍活性は、以前の報告(Tammana et al., 2010; Kowolik et al., 2006; Hoyos et al., 2010)において示されるように、CD19−CARを発現するT細胞と類似していた。興味深いことに、CD70特異的T細胞に関して認められるような持続した抗腫瘍応答が、共刺激ドメインを含有するCARを発現するCD19特異的T細胞に関して認められただけであった。このことは、本発明者らがそのインビトロ実験で示しているように(図5)、CD27−ζ CARが具体的な実施形態では、共刺激シグナルをインビボでもたらすことを示している。CD19−CARがIV Rajiモデルにおいて腫瘍細胞を殺すために共刺激ドメインを必要とすることは、議論の余地があり、また、矛盾している(Brentjens et al., 2003; Cheadle et al., 2008; Tammana et al., 2010)。これらの相反する結果は、ある種の局面では、遺伝子改変されたT細胞のエクスビボ調製、免疫不全マウスの系統、および/または、インビボ実験のために使用される特定のRaji細胞株誘導体における違いによって説明されるかもしれない。
【0091】
CD70が生理学的には免疫細胞のあるサブセットによって活性化期間中に発現されるので、CAR T細胞によるこの受容体の標的化は潜在的には、細胞免疫応答を損なうかもしれない。しかしながら、CD70は、活性化されたリンパ球および樹状細胞の小さい割合で一時的に発現されるだけであるので、本発明者らは、これは可能性がないと考えている。加えて、CD27ノックアウトマウス(これはCD27/CD70共刺激を全く欠いている)はその免疫系におけるほんのかすかな変化を有するだけであり、保護的な一次の抗原特異的T細胞応答を、病原体暴露後の正常なマウスと比較して、より小さいメモリーT細胞区画を除いて有する(Hendriks et al., 2000; Nolte et al., 2009)。これらのかすかな変化は、前から存在するメモリー集団の再活性化が感染に対する優勢な応答である成人対象では大きな関連がない可能性がある。本研究において、CD70特異的T細胞は末梢血のB細胞およびT細胞に対する反応性を全く示さなかった。本発明者らはまた、活性化されたT細胞が細胞毒性アッセイにおいてCD70特異的T細胞によって殺されないことを示した(図8B)。対照的に、B細胞芽細胞がCD70特異的T細胞による殺傷に対して感受性であった。しかし、これは、CD40リガンドによる活性化の後、および、同種フィーダー細胞がCD70の発現を誘導した後においてのみであった(図8B)。これらの結果は、CD70特異的T細胞が、活性化されたB細胞を殺す潜在的能力を有することを示している一方で、この知見の生理学的関連性は依然として不明のままである。これは、長期に及ぶCD70発現をもたらすこのタイプの「超生理学的な」B細胞活性化がインビボでは生じていないからである。実際、CD70が、CD40モノクローナル抗体およびリポ多糖によりインビトロで刺激されたマウスB細胞の表面に容易に発現されることが明らかにされている;しかしながら、インフルエンザウイルスによる攻撃を受けたマウスは、肺および流入領域リンパ節に浸潤するB細胞におけるCD70の表面発現を事実上示さない(Tesselaar et al., 2003)。同様に、CD70発現B細胞はヒトでは希にしか認められず、試験された扁桃の10%未満における限られた数の胚中心B細胞において、また、二次的リンパ系器官および末梢血における散在したリンパ球において見出される(Hintzen et al., 1994)。副作用が、CD70モノクローナル抗体の安全性および耐容性を評価する2件の第1相臨床研究(MDX−1203、NCT00944905;SGN−75、NCT01015911)において今までのところ何ら報告されていない。
【0092】
まとめると、CD70特異的T細胞は、CD27−ζをコードするCARによる遺伝子移入によって容易に作製することができ、これらの細胞はヒト腫瘍をインビトロおよびインビボで殺すことができる。CD70に仕向けられたT細胞の養子移入は、B細胞またはT細胞に由来する血液学的悪性腫瘍および他のCD70陽性の固形腫瘍のための魅力的な免疫療法取り組みであるかもしれない。
【0093】
参考文献
本明細書において言及されるすべての特許および刊行物は、本発明が関連する技術分野における当業者のレベルを示すものである。すべての特許および刊行物が、それぞれの個々の刊行物が、参照によって組み込まれることが具体的かつ個々に示されていたかのように同じ程度に参照によって本明細書中に組み込まれる。

特許文献
【0094】
U.S. Pat. No. 4,690,915
【0095】
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【0146】
本発明およびその利点が詳しく記載されているが、様々な変化、置換および変更が、添付された請求項によって定義されるような本発明の精神および範囲から逸脱することなく本明細書中で行われ得ることを理解しなければならない。そのうえ、本出願の範囲は、本明細書に記載されるプロセス、装置、製造、組成物、手段、方法および工程の特定の実施形態に限定されることが意図されない。当業者が本発明の開示から容易に理解するであろうように、本明細書中に記載される対応する実施形態と実質的に同じ機能を果たすか、または、本明細書中に記載される対応する実施形態と実質的に同じ結果を達成する、現在存在するか、または、後に開発されることになる様々なプロセス、装置、製造、組成物、手段、方法または工程を本発明に従って利用することができる。したがって、添付された請求項は、それらの範囲内において、そのようなプロセス、装置、製造、組成物、手段、方法または工程を包含することが意図される。
図1AB
図1C
図1D
図2
図3A
図3B
図3C
図4A
図4B
図4C
図4D
図5A
図5B
図5C
図5D
図5E
図6A
図6B
図6C
図7A
図7B
図7C
図7D
図8A
図8B
図9A
図9B