(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-05-02
(54)【発明の名称】スイッチング可能なキメラ抗原受容体で操作されたヒトナチュラルキラー細胞
(51)【国際特許分類】
C12N 5/0783 20100101AFI20220422BHJP
A61P 35/00 20060101ALI20220422BHJP
A61P 31/12 20060101ALI20220422BHJP
A61K 39/395 20060101ALI20220422BHJP
A61K 35/17 20150101ALI20220422BHJP
A61K 48/00 20060101ALI20220422BHJP
A61P 35/02 20060101ALI20220422BHJP
A61K 47/68 20170101ALI20220422BHJP
C12N 15/62 20060101ALN20220422BHJP
C12N 15/13 20060101ALN20220422BHJP
C12N 15/12 20060101ALN20220422BHJP
【FI】
C12N5/0783
A61P35/00
A61P31/12
A61K39/395 L
A61K39/395 S
A61K39/395 T
A61K35/17 Z
A61K48/00
A61P35/02
A61K47/68
C12N15/62 Z
C12N15/13
C12N15/12
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021553771
(86)(22)【出願日】2020-03-23
(85)【翻訳文提出日】2021-10-27
(86)【国際出願番号】 US2020024187
(87)【国際公開番号】W WO2020198128
(87)【国際公開日】2020-10-01
(32)【優先日】2019-03-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】508228061
【氏名又は名称】ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア
(71)【出願人】
【識別番号】504440959
【氏名又は名称】ザ スクリップス リサーチ インスティテュート
【氏名又は名称原語表記】THE SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】カウフマン,ダン エス.
(72)【発明者】
【氏名】リ,シャオ-フア
(72)【発明者】
【氏名】ラボルダ,エドゥアルド
(72)【発明者】
【氏名】ヤング,トラビス
【テーマコード(参考)】
4B065
4C076
4C084
4C085
4C087
【Fターム(参考)】
4B065AA90X
4B065AB01
4B065AC20
4B065BA02
4B065CA44
4C076AA95
4C076BB11
4C076CC07
4C076CC27
4C076CC35
4C076EE41
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4C076FF68
4C084AA13
4C084NA05
4C084NA14
4C084ZB02
4C084ZB05
4C084ZB09
4C084ZB26
4C084ZB27
4C084ZB33
4C085AA14
4C085AA25
4C085BB01
4C085BB11
4C085CC08
4C085CC21
4C085DD62
4C085EE01
4C085GG01
4C087AA01
4C087AA02
4C087BB37
4C087CA04
4C087CA12
4C087DA20
4C087DA32
4C087MA66
4C087ZB02
4C087ZB05
4C087ZB09
4C087ZB26
4C087ZB27
4C087ZB33
4C087ZC41
4C087ZC75
(57)【要約】
スイッチング可能なキメラ抗原受容体で操作されたナチュラルキラー細胞、製造方法、医薬組成物、ならびにがんおよびウイルス感染症の治療における使用方法。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スイッチング可能なキメラ抗原受容体(sCAR)で操作されたナチュラルキラー(NK)細胞。
【請求項2】
前記sCARが、ペプチドネオアンチゲンエピトープ(PNE)への結合に特異的な抗体scFv領域を含む、請求項1に記載のNK細胞。
【請求項3】
前記sCARが、NKG2D膜貫通ドメイン、2B4共刺激ドメイン、およびCD3ζ鎖をさらに含む、請求項2に記載のNK細胞。
【請求項4】
前記sCARに結合したスイッチをさらに含み、前記スイッチが、がん抗原またはウイルス抗原への結合に特異的な抗がんまたは抗ウイルス抗体Fab領域に融合したPNEを含む、請求項3に記載のNK細胞。
【請求項5】
前記がん抗原が、CD19またはFrizzled7である、請求項5に記載のNK細胞。
【請求項6】
前記NK細胞が、ヒト誘導多能性細胞に由来する、請求項1に記載のNK細胞。
【請求項7】
対象におけるがんまたはウイルスを治療する方法であって、それを必要とする対象に、前記がんまたは前記ウイルスの抗原に対して活性化されたスイッチング可能なキメラ抗原受容体(sCAR)で操作された有効量のナチュラルキラー(NK)細胞を投与することを含む、方法。
【請求項8】
前記sCARが、ペプチドネオアンチゲンエピトープ(PNE)への結合に特異的な抗体scFv領域を含む、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記sCARが、NKG2D膜貫通ドメイン、2B4共刺激ドメイン、およびCD3ζ鎖をさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記sCARが、スイッチに結合されることによって活性化され、前記スイッチが、それぞれ、前記がん抗原またはウイルス抗原への結合に特異的な抗がんまたは抗ウイルス抗体Fab領域に融合されたPNEを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記がん抗原が、CD19またはFrizzled7である、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記NK細胞が、同種異系である、請求項7に記載の方法。
【請求項13】
前記がんが、難治性である、請求項7に記載の方法。
【請求項14】
前記がんが、血液腫瘍または固形腫瘍である、請求項7に記載の方法。
【請求項15】
前記腫瘍が、リンパまたは卵巣である、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記方法が、前記がんまたはウイルスに対する治療量のモノクローナル抗体療法の投与をさらに含む、請求項7に記載の方法。
【請求項17】
請求項1~6のいずれか一項に記載のNK細胞を含む、医薬組成物。
【請求項18】
ナチュラルキラー(NK)細胞を製造する方法であって、
スイッチング可能なキメラ抗原受容体(sCAR)を含む膜貫通タンパク質を呈するようにNK細胞を操作することと、
前記sCARの後の活性化のために、前記操作されたNK細胞を保存することと、を含む、方法。
【請求項19】
前記sCARが、ペプチドネオアンチゲンエピトープ(PNE)への結合に特異的な抗体scFv領域を含む、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記sCARが、NKG2D膜貫通ドメイン、2B4共刺激ドメイン、およびCD3ζ鎖をさらに含む、請求項19に記載の方法。
【請求項21】
前記sCARをスイッチに結合させることによって前記sCARを活性化することをさらに含み、前記スイッチが、それぞれ、がん抗原またはウイルス領域への結合に特異的な抗がんまたは抗ウイルス抗体Fab領域に融合されたPNEを含む、請求項20に記載の方法。
【請求項22】
前記がん抗原が、CD19またはFrizzled7である、請求項21に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、2019年3月22日に出願された米国仮出願第62/822,389号の優先権の利益を主張し、その出願は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、操作された免疫療法に関する。
【背景技術】
【0003】
既存のCAR操作されたT細胞ベース(CAR-T)の療法は、近年開発された最も成功した免疫療法アプローチの1つを表す。ほとんどのCAR-T細胞療法は、B細胞特異的抗原CD19を標的とすることによって、血液悪性腫瘍を治療するために臨床的に使用されている。しかしながら、このアプローチは、T細胞の本質的な特性のいくつか(その使用を厳密に自己の患者に限定する同種異系反応性を含む)、および制御されていない増殖または制御されていないサイトカイン放出によって引き起こされる副作用のため、制限なしではない。一方、NK細胞は、患者固有の基準で適用する必要がなく、事前の感作を必要とせず、毒性が低いことが証明されている同種異系細胞傷害性エフェクター細胞として機能する。これらの理由のため、CARで操作されたNK(CAR-NK)細胞は、代替のCAR細胞療法としてますます関心を集めている。しかしながら、他にも満たされていない課題が存在している。ほとんどの標的が非悪性細胞によって共有され、「標的上の、腫瘍外の」効果に起因する毒性を引き起こす可能性があるため、固形腫瘍に対するCARベースの療法の標的化は、真の腫瘍特異的抗原の欠如のために困難になっている。微調整可能なCAR療法は、この毒性を制限しながら、腫瘍をより良好に識別し、標的化するのに有用である。2つ目の課題は、患者のニーズを満たすためにCAR細胞製造速度を上げることが困難であることである。これは、従来のCAR細胞は、1つの標的に基づいて1つのCARで剛性形態で作られているためである。1つの特異性を有する各細胞バッチの調製には、時間、コスト、および高度な製造設備が必要であり、多くの場合、ほとんどの患者にとって治療が不可能になる。最近開発された、エフェクター細胞活性化機能を抗原認識機能から解離するsCARは、これらのハードルを克服するように設計されている。
【0004】
養子細胞療法の1つの主要な目標は、治療細胞集団の抗腫瘍活性を正確に制御することである。FDAが承認した抗CD19 CAR-T細胞(チサゲンレクロイセル(キムリア)およびアキシカブタジンシロルーセル(イエスカルタ))などの現在の戦略は非常に効果的であるが、著しい免疫抑制を有し、感染症にかかりやすい患者を誘発する長期的(おそらく永続的な)B細胞形成不全および低ガンマグロブリン血症につながる1、2。加えて、CAR媒介性サイトカイン放出症候群および神経毒性などの毒性は、制御が困難であり、場合によっては著しい罹患率および死亡率につながる可能性がある1~3。CARによって標的化された多くの腫瘍抗原は、十分に見直されているように、「標的上の、腫瘍外の」毒性をもたらす場合がある1、2。例えば、結腸がんを有する患者におけるCAR-T細胞によるがん胎児性抗原の標的化は、正常な結腸組織の抗原認識に起因する重度の結腸炎をもたらした4。残念ながら、抗Her2 CAR-T細胞による患者の治療は、肺細胞上のHer2発現に起因する可能性が高い死に至る5。同様に、AML抗原に対するCARもまた、ほとんどが正常な造血幹細胞によっても共有され、潜在的に骨髄形成不全の長期化をもたらす6~8ため、問題である。CAR-T細胞活性の制御は、自殺スイッチおよびRNAベースのCAR発現などのオプションを使用して提案されている1、9~11。しかしながら、殺傷スイッチは、T細胞の活性化および増殖に対する制御を提供せず、潜在的に治療的なCAR-T細胞の不可逆的な排除をもたらす。RNAベースの系は、一過性のCAR発現のみをもたらし、抗腫瘍活性を低下させ、完全に動的で滴定可能なオン/オフ活性を捕捉しない9、10。
【0005】
sCAR-T細胞を使用した以前の研究は、sCAR-T細胞、スイッチ、および標的細胞が全て、構造的に定義され、時間的に制御された様式で相互作用する免疫シナプスの選択的形成を示す。このsCAR-T細胞系は、CD19+B細胞の悪性腫瘍の強力な殺傷を実証しており、これには、可溶性スイッチ成分の効果的な再投薬(sCAR-T細胞の単一の用量のみが投与される)を可能にして、再発疾患を治療するTセントラルメモリー(Tcm)集団の産生が含まれる12、13。可溶性スイッチの使用はまた、CARの会合の正確な滴定も可能にする。例えば、患者は、まず、CRSまたは神経毒性を最小限に抑えるために、低用量のスイッチで、次いで抗腫瘍活性を増加させるためにより高い後続用量で、治療され得る。加えて、この系は、単一の腫瘍抗原の損失による再発を防止するために、腫瘍細胞抗原の二重標的化を可能にするための複数のスイッチ構成要素の使用を容易に可能にする12、13。現在までに、前臨床試験によっては、これらのsCAR-T細胞がCD19+B細胞の悪性腫瘍を標的化および殺傷させるだけでなく、抗Her2スイッチを有する乳がんおよび膵がんをも標的化および殺傷させることができることが実証されている12~15。
【0006】
最後に、Syn-Notch系、「条件付きCAR」、他のスイッチ媒介性CAR、ならびに他の系などの多くの他のCARベースの系が、治療に対する安全性および制御を維持しながら、固形腫瘍の標的化を改善するために提案されている2、16~18。
【発明の概要】
【0007】
本開示は、スイッチング可能なキメラ抗原受容体(sCAR)で操作されたナチュラルキラー(NK)細胞、その製造方法、および使用方法を提供する。
【0008】
実施形態では、本発明は、スイッチング可能なキメラ抗原受容体(sCAR)で操作されるナチュラルキラー(NK)細胞を提供する。実施形態では、sCARは、ペプチドネオアンチゲンエピトープ(PNE)への結合に特異的な抗体scFv領域を含む。実施形態では、sCARは、NKG2D膜貫通ドメイン、2B4共刺激ドメイン、および/またはCD3ζ鎖(またはその突然変異)をさらに含む。実施形態では、NK細胞は、sCARに結合されたスイッチをさらに含み、スイッチは、がん抗原またはウイルス抗原への結合に特異的な抗がんまたは抗ウイルス抗体Fab領域に融合されたペプチドネオアンチゲンエピトープ(PNE)を含む。実施形態では、がん抗原は、CD19またはFrizzled7である。実施形態では、本発明は、がんまたはウイルス抗原が、本明細書に開示される、または当該技術分野で知られるもののいずれであってもよいことを提供する。実施形態では、NK細胞は、ヒト誘導多能性細胞に由来する。
【0009】
実施形態では、本発明は、対象におけるがんまたはウイルスを治療する方法であって、それを必要とする対象に、がんまたはウイルスの抗原に対して活性化されたスイッチング可能なキメラ抗原受容体(sCAR)で操作された有効量のナチュラルキラー(NK)細胞を投与することを含む、方法を提供する。
【0010】
実施形態では、sCARは、ペプチドネオアンチゲンエピトープ(PNE)への結合に特異的な抗体scFv領域を含む。実施形態では、sCARは、NKG2D膜貫通ドメイン、2B4共刺激ドメイン、およびCD3ζ鎖をさらに含む。
【0011】
実施形態では、sCARは、スイッチに結合されることによってさらに活性化され、スイッチは、それぞれ、がん抗原またはウイルス抗原への結合に特異的な抗がんまたは抗ウイルス抗体Fab領域に融合されたPNEを含む。実施形態では、がん抗原は、CD19またはFrizzled7である。実施形態では、本発明は、がんまたはウイルス抗原が、本明細書に開示される、または当該技術分野で知られるもののいずれであってもよいことを提供する。
【0012】
実施形態では、NK細胞は、同種異系である。実施形態では、がんは、難治性である。実施形態では、がんは、血液腫瘍または固形腫瘍である。実施形態では、腫瘍は、リンパまたは卵巣である。実施形態では、本発明は、がんが、開示されているかまたは既知のがんのいずれかであり得ることを提供する。実施形態では、本発明は、ウイルスが、開示されているかまたは既知のウイルスのいずれかであり得ることを提供する。
【0013】
実施形態では、本発明は、方法が、がんまたはウイルスに対する治療量のモノクローナル抗体療法の投与をさらに含み得ることを提供する。
【0014】
実施形態では、本発明は、本明細書に記載のNK細胞を含む医薬組成物を提供する。実施形態では、本発明は、sCAR-NK細胞の細胞培養を提供する。
【0015】
実施形態では、本発明は、スイッチング可能なキメラ抗原受容体(sCAR)を含む膜貫通タンパク質を呈するようにNK細胞を操作することと、sCARを後で活性化するために操作されたNK細胞を保存することと、を含む、ナチュラルキラー(NK)細胞を製造する方法を提供する。
【0016】
実施形態では、本発明は、sCARが、ペプチドネオアンチゲンエピトープ(PNE)への結合に特異的な抗体scFv領域を含む。実施形態では、sCARは、NKG2D膜貫通ドメイン、2B4共刺激ドメイン、およびCD3ζ鎖をさらに含む。
【0017】
実施形態では、本発明は、製造方法が、sCARをスイッチに結合させることによってsCARを活性化することをさらに含み、スイッチが、それぞれ、がん抗原またはウイルス領域への結合に特異的な抗がんまたは抗ウイルス抗体Fab領域に融合されたPNEを含むこと、を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【
図1】従来のCARとsCARとの概略的な比較を示す。
【
図2A】NK92エフェクター細胞を使用して、sCAR媒介性抗腫瘍活性を示す。
【
図2B】NK92エフェクター細胞を使用して、sCAR媒介性抗腫瘍活性を示す。
【
図3A】sCAR発現IPSCにおける造血およびNK細胞分化を示す。
【
図3B】sCAR発現IPSCにおける造血およびNK細胞分化を示す。
【
図4】iPSC-NK細胞におけるsCAR媒介性抗腫瘍活性を示す。
【
図6】人工的に混合された細胞株を用いたインビトロ殺傷アッセイを示す。
【
図7】全体を通して使用される異なるスイッチの構成を示す。
【
図8】増加した濃度の抗CD19スイッチの存在下でのNalm6のCAR4-NK92誘導殺傷(killing)を示す。
【
図9A】標的細胞上のAML抗原の抗原発現およびAML細胞株上のスイッチ媒介性殺傷アッセイを示す。
【
図9B】標的細胞上のAML抗原の抗原発現およびAML細胞株上のスイッチ媒介性殺傷アッセイを示す。
【
図9C】標的細胞上のAML抗原の抗原発現およびAML細胞株上のスイッチ媒介性殺傷アッセイを示す。
【
図10A】天然混合された細胞集団を有するPBMCにおけるスイッチ媒介性殺傷の抗原特異性の実証である。
【
図10B】天然混合された細胞集団を有するPBMCにおけるスイッチ媒介性殺傷の抗原特異性の実証である。
【
図10C】天然混合された細胞集団を有するPBMCにおけるスイッチ媒介性殺傷の抗原特異性の実証である。
【
図11】従来のCD19-CAR4とのsCAR4の比較である。
【
図12】SB-sCAR4-P2A-GFPまたはSB-sCAR4-IRES-GFPのいずれかでトランスフェクトされたNK92細胞におけるGFPおよびsCAR4発現を示す。
【
図13】抗Fzd7またはコントロールスイッチのレベルの増加の存在下で、MA148細胞を、NK92-sCAR-IRESまたはNK92-P2A-GFPでトランスフェクトされたWT NK92またはNK92のいずれかで共培養されたインビボ共培養殺傷アッセイにおけるNK92-sCAR-IRESおよびNK92-P2A-GFPの比較を示す。
【
図14】トランスフェクトされたiPSCの表面におけるGFPおよびsCAR4の発現を示す。
【
図15A】sCAR4-P2A-GFPを発現するiPSC由来のNK細胞の再生を示す。
【
図15B】sCAR4-P2A-GFPを発現するiPSC由来のNK細胞の再生を示す。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明は、血液悪性腫瘍および固形腫瘍の両方の難治性がんをより効果的に治療するために、sCAR-NK細胞と称される標的化されたNK細胞ベースの治療モダリティを作成するように設計された、スイッチング可能なキメラ抗原受容体(sCAR)を有するナチュラルキラー(NK)細胞の操作に関する。具体的には、NK細胞にsCARを備えることにより、NK細胞は、密に滴定可能な方法で腫瘍を標的化することが可能であり、複数の腫瘍抗原を同時にまたは順次標的化することが可能である。したがって、この系は、改善された抗腫瘍殺傷を媒介し、免疫媒介性殺傷からの腫瘍エスケープ手段としての腫瘍抗原欠損の発生を防止し、患者に対する毒性を最小限に抑える。
【0020】
本発明では、異なる技術を独自の方法で組み合わせて、最初にNK細胞特異的sCARを作製し、次いでNK細胞をNK-sCARで遺伝子操作して、可能性のある治療用細胞産物として特有のsCAR-NK細胞を作製する。この新しいタイプの細胞は、CAR-T細胞およびNK細胞の最良の形質を統合して、正常細胞に対するより良好な有効性、汎用性、用量制御性、および最小限の毒性を媒介する。実施形態では、臨床的に使用されるNK細胞株であるNK92細胞、ならびにヒト人工多能性幹細胞(iPSC-NK)に由来するNK細胞を使用して、sCAR-NK細胞のプロタイプを実証する。しかしながら、本発明は、他の幹細胞型から生成された、または末梢血もしくは臍帯血から単離された、もしくは産生されたNK細胞を含む、他の型のNK細胞の使用を含む。
【0021】
本発明は、ペプチドネオエピトープ(PNE)に融合された腫瘍抗原特異的Fab分子からなる新規の組換え抗体ベースの二機能性スイッチ系(PNE特異的スイッチング可能CAR(sCAR)によってのみ認識される)を使用することによって、NK細胞媒介性免疫療法の抗腫瘍活性および安全性を向上させる。
【0022】
追加のデータは、(固形腫瘍を標的とするための)抗FZD7スイッチおよび(AMLのための)抗CLL1スイッチの効果的な使用を実証する。したがって、この系は、血液悪性腫瘍および固形腫瘍の両方に広く適用可能である。本発明の焦点はがん細胞の標的化および治療であるが、ウイルス感染症はまた、本発明を使用して、がん抗原の代わりにウイルス抗原を用いて治療され得る。
【0023】
sCAR発現iPSC-NK細胞と組み合わせた本スイッチング可能CAR系は、効果的な患者療法に容易に変換するための最も実現可能で広く適用可能な戦略である。
【0024】
既存の技術は、「従来の」CAR-T細胞、sCAR発現T細胞およびCAR-NK細胞を含む。sCAR-NK細胞は、(従来のCAR-T細胞およびsCAR-T細胞の場合のように)患者マッチングされる必要のない同種異系エフェクター細胞として機能することによって、これらのアプローチに改善を加える。加えて、本発明は、標的化において最大の柔軟性を可能にすることによって、他のCAR-NK細胞に改善を加える。sCAR系は、iPSC由来CAR-NK細胞と組み合わされる。この組み合わせは、可溶性スイッチと組み合わせた1つの標準化された同種異系エフェクター細胞集団を利用して、普遍的な細胞療法アプローチを生み出すための最大の柔軟性を提供し、なぜなら、これは、NK細胞が個々の患者に由来する必要がないためであり、かつ可溶性スイッチが、新しいエフェクター細胞集団を操作する必要なしに、本質的に任意の腫瘍抗原(または複数の腫瘍抗原)を標的化するために使用され得るためである。
【0025】
加えて、腫瘍抗原欠損エスケープ変異形は、2つ(またはそれ以上)の腫瘍抗原に対するスイッチと組み合わせたsCAR-iPSC-NK細胞により予防され得る。スイッチ媒介性標的化はまた、治療用モノクローナル抗体(抗Her2、抗EGFRなど)と組み合わせて、腫瘍をより効果的に標的化し、殺傷させ得る。
【0026】
本発明は、血液悪性腫瘍および固形腫瘍の両方の治療のための同じsCAR発現iPSC由来NK細胞の使用を可能にする。このようにして、sCAR-iPSC-NK細胞は、当該分野におけるパラダイムシフトの影響をもたらすことができる「既製の」細胞免疫療法のための普遍的な戦略を再び提供する。
【0027】
実施形態では、本発明は、スイッチング可能なキメラ抗原受容体(sCAR)で操作されるナチュラルキラー(NK)細胞を提供する。実施形態では、sCARは、ペプチドネオアンチゲンエピトープ(PNE)への結合に特異的な抗体scFv領域を含む。実施形態では、sCARは、NKG2D膜貫通ドメイン、2B4共刺激ドメイン、およびCD3ζ鎖をさらに含む。実施形態では、sCARは、CD8a細胞外ドメイン、CD28、CD16、NKp44、NKp46の膜貫通ドメイン、CD28、CD137、DAP10、およびDAP12の細胞質シグナル伝達ドメインを含むが、これらに限定されない、代替シグナル伝達ドメインを含む(19)。
【0028】
実施形態では、NK細胞は、sCARに結合されたスイッチをさらに含み、スイッチは、がん抗原またはウイルス抗原への結合に特異的な抗がんまたは抗ウイルス抗体Fab領域に融合されたPNEを含む。実施形態では、がん抗原は、CD19またはFrizzled7である。実施形態では、本発明は、がんまたはウイルス抗原が、本明細書に開示される、または当該技術分野で知られるもののいずれであってもよいことを提供する。
【0029】
実施形態では、NK細胞は、ヒト誘導多能性細胞に由来する。実施形態では、本発明は、sCAR-NK細胞の細胞培養を提供する。
【0030】
実施形態では、本発明は、対象におけるがんまたはウイルスを治療する方法であって、それを必要とする対象に、がんまたはウイルスの抗原に対して活性化されたスイッチング可能なキメラ抗原受容体(sCAR)で操作された有効量のナチュラルキラー(NK)細胞を投与することを含む、方法を提供する。
【0031】
実施形態では、sCARは、ペプチドネオアンチゲンエピトープ(PNE)への結合に特異的な抗体scFv領域を含む。実施形態では、sCARは、NKG2D膜貫通ドメイン、2B4共刺激ドメイン、およびCD3ζ鎖をさらに含む。
【0032】
実施形態では、sCAR-NK細胞は、スイッチに結合することによってさらに活性化され、スイッチは、それぞれ、がん抗原またはウイルス抗原への結合に特異的な抗がんまたは抗ウイルス抗体Fab領域に融合されたPNEを含む。実施形態では、がん抗原は、CD19またはFrizzled7である。実施形態では、本発明は、がんまたはウイルス抗原が、本明細書に開示される、または当該技術分野で知られるもののいずれであってもよいことを提供する。
【0033】
実施形態では、スイッチは、がんまたはウイルス抗原を標的とするFab断片以外の結合分子を使用することができる。実施形態では、天然抗原相互作用タンパク質ドメインを使用して、特定の抗原に結合する。(26)実施形態では、タンパク質は、リガンド結合時に免疫応答を活性化する活性化受容体を天然に発現する。実施形態では、NK細胞は、リガンド結合時に、アダプター分子DAP10を介して免疫細胞を活性化し、それによって細胞増殖、炎症促進性サイトカイン産生、および標的細胞排除を引き起こす、活性化受容体であるナチュラルキラー群2、メンバーD(NKG2D)を発現する。NKG2Dリガンド(NKG2DL)は、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスI関連鎖AおよびB(それぞれ、MICAおよびMICB)、ならびに6つの独自の長さ16結合タンパク質(ULBP1-6)を含む。実施形態では、他のNK細胞活性化受容体が使用され得る。他のNK細胞活性化受容体の例としては、天然細胞傷害性受容体(NCR)、DNAX付属分子-1(DNAM1)および活性化キラー細胞免疫グロブリン様受容体(KAR)が挙げられる。
【0034】
実施形態では、NK細胞は、同種異系である。実施形態では、がんは、難治性である。実施形態では、がんは、血液腫瘍または固形腫瘍である。実施形態では、腫瘍は、リンパまたは卵巣である。実施形態では、本発明は、がんが、開示されているかまたは既知のがんのいずれかであり得ることを提供する。実施形態では、本発明は、ウイルスが、開示されているかまたは既知のウイルスのいずれかであり得ることを提供する。
【0035】
実施形態では、本発明は、方法が、がんまたはウイルスに対する治療量のモノクローナル抗体療法の投与をさらに含み得ることを提供する。
【0036】
実施形態では、本発明は、本明細書に記載のNK細胞を含む医薬組成物を提供する。実施形態では、本発明は、sCAR-NK細胞の細胞培養を提供する。
【0037】
実施形態では、本発明は、ナチュラルキラーsCAR-NK細胞を製造する方法であって、スイッチング可能なキメラ抗原受容体(sCAR)を含む膜貫通タンパク質を呈するようにNK細胞を操作することと、sCARを後で活性化するために操作されたNK細胞を保存することと、を含む方法を提供する。
【0038】
実施形態では、本発明は、sCARが、ペプチドネオアンチゲンエピトープ(PNE)への結合に特異的な抗体scFv領域を含む。実施形態では、sCARは、NKG2D膜貫通ドメイン、2B4共刺激ドメイン、およびCD3ζ鎖をさらに含む。
【0039】
実施形態では、本発明は、製造方法が、sCARをスイッチに結合させることによってsCARを活性化することをさらに含み、スイッチが、それぞれ、がん抗原またはウイルス領域への結合に特異的な抗がんまたは抗ウイルス抗体Fab領域に融合されたPNEを含むこと、を提供する。
【0040】
既存のsCARモジュールを採用し、NK92およびiPS由来NK細胞(iPS-NK)を含むNK細胞に操作した。
図1A~1Cに示されるように、ヒンジおよび膜貫通ドメインを介して一緒に融合された腫瘍抗原認識エクトドメイン(svFc)および細胞内活性化ドメインから構成される従来のCAR(
図1A)と比較して、sCAR(
図1B)は、一般に、svFcの特異性が、腫瘍抗原ではなく、酵母GCN4タンパク質に由来する14aaの一般的なペプチド、すなわち、ペプチドネオアンチゲンエピトープ(PNE)を対象とすることを除いて、類似のドメイン表示から構成されるために、異なる。PNEは、モノクローナル抗体(Fab)のその融合断片と共に、抗原特異性を決定する「スイッチ」分子として機能する。この柔軟なスイッチを有することにより、sCAR系は、CAR細胞の調製を、一般的であり、どの腫瘍抗原を標的とすべきかに依存しないことを可能にする。加えて、sCAR細胞がすでに患者に投与された後であっても、抗原標的のリダイレクションを可能にする。また、スイッチ依存性は、CARの活性をより正確に制御することを可能にし、この制御は、適切な投与によってCAR療法の現在の合併症を減少させることが予測される。さらに、すでに簡単に述べたように、NK細胞の細胞傷害効果を腫瘍細胞により良好に促進するために、本発明で構築したsCARは、次いで、NKG2D膜貫通ドメイン、2B4共刺激ドメイン、およびCD3ζ鎖からなる、NK細胞最適化CAR4シグナル伝達モチーフと組み合わされる、PNE特異的scFvを含有する(CAR4と称される、
図1C)。これらのモチーフをsCAR系に組み込むことは、NK細胞の機能をさらに増強するであろう。
【0041】
sCAR発現NK細胞の産生のためのNK92細胞およびiPSC由来NK細胞の両方が使用されている。iPSC由来のNK細胞を使用することのいくつかの利点がある。これらの細胞は、正常なNK細胞表現型および遺伝子発現プロファイルを有する(一方、NK92細胞は異数性であり、患者に投与する前に照射されなければならない)。iPSC由来NK細胞の産生は現在、臨床スケールでcGMP条件下で行われ得る。したがって、sCAR発現iPSC由来NK細胞は、本質的に無制限の供給で産生することができる均一な集団を提供する。NK細胞は特定の患者に適合させる必要がない(すなわち、同種異系エフェクター細胞として機能する)ため、可溶性抗腫瘍スイッチと組み合わせたsCAR発現iPSC由来NK細胞の標準化された集団を使用して、1つの標準化された「既製の」NK細胞産物とは異なる腫瘍を標的化することができる。これは、標的化細胞ベースの療法に対する「普遍的」アプローチを提供する。さらに、同じsCAR発現NK細胞を有する複数のスイッチを使用することによって、2つ以上の腫瘍抗原を標的化することができる。
【0042】
本発明は、(1)本発明に記載のがんの治療モダリティとして、(2)感染症の治療モダリティとして(HIV感染細胞上のgp120などのウイルス感染した細胞上の抗原を標的とすることによって)商業的に適用され得る。本発明の概念実証研究における説明および選択された抗原は、がんに基づいているが、本発明の有用性は、がん性細胞およびウイルス感染細胞を殺傷させるNK細胞のメカニズムが類似しているため、感染症、特にウイルス感染症に容易に移行され得る;ならびに(3)抗原の発見および検証に関する研究のためのツールとして、商業的に適用され得る。CARベースのがん免疫療法の将来的な成功は、信頼性の高いがん特異的抗原の発見に大きく依存する。ゲノム学、表面プロテオミクス、およびバイオインフォマティクスの現在の進歩により、表面がん抗原をこれまで以上に迅速に発見することが可能になる。従来のCAR療法に依存すると、大規模な抗原候補を用いてCAR療法を検証するための増大する需要に対応することは不可能であろう。本発明のsCAR-NK細胞は、細胞ベースの免疫療法のための真に普遍的なアプローチを提供する。
【0043】
sCAR-NK系を使用する可能性のある標的としては、固形腫瘍、血液悪性腫瘍、およびウイルス感染の標的が含まれるが、これらに限定されない。
【0044】
固形腫瘍のスイッチ標的の例としては、AChR(胎児アセチルコリン受容体)、B7-H4、CAIX(炭酸脱水酵素IX)、CD133(プロミニン-1)、CD44v6、CD47(インテグリン関連タンパク質またはIAP)、CD70(複数の疾患カテゴリーで使用)、CEA(がん胎児性抗原)、c-Met(c-間葉上皮移行因子)、DLL3(Delta-like3)、EGFR(上皮成長因子受容体)、EGFRvIII(III型変異上皮成長因子受容体、EpCAM(上皮細胞接着分子)、EphA2(エリスロポエチン産生肝細胞がんA2)、ErbB2、FAP(線維芽細胞活性化タンパク質)、FRa(葉酸受容体アルファ)、Frizzled7(Fzd7)、GD2(ガングリオシドGD2)、GPC3(グリピカン-3)、GUCY2C(グアニリルシクラーゼC)、HER1(ヒト上皮成長因子受容体1)、HER2(ErbB2、ヒト上皮成長因子2)、ICAM-1(細胞間接着分子1)、IL11Rα(インターロイキン11受容体a)、IL13Rα2(インターロイキン13受容体a2)、L1-CAM(ヒトL1細胞接着分子、CD171)、LeY(ルイスY抗原)、MAGE(メラノーマ関連抗原)、MCAM(CD146)(メラノーマ細胞接着分子)、メソテリン、MUC1(ムチン1)、MUC16エクト(ムチン16)、NKG2DL(ナチュラルキラーグループ2メンバーDリガンド)、NY-ESO-1(がん/精巣抗原1)、PD-L1(B7-H1)(CD274)、PSCA(前立腺幹細胞抗原)、PSMA(前立腺特異的膜抗原)、ROR1(受容体チロシンキナーゼ様オーファン受容体)(複数の疾患カテゴリーで使用)、TAG72(腫瘍関連糖タンパク質-72)、およびVEGFR(血管内皮増殖因子受容体1)が含まれるが、これらに限定されない。
【0045】
血液悪性腫瘍のスイッチ標的の例としては、BCMA(B細胞成熟抗原)、CD123、CD138(シンデカン-1)、CD19、CD20、CD22、CD24、CD30、CD33、CD37、CD38、CD4(複数の疾患カテゴリーで使用)、CD7、CD70(複数の疾患カテゴリーで使用)、CLL1、CS1(連結セグメント1)、カッパ軽鎖、およびROR1(受容体チロシンキナーゼ様オーファン受容体)(複数の疾患カテゴリーで使用)が含まれるが、これらに限定されない。
【0046】
ウイルス感染のスイッチ標的の例としては、HIV(エンベロープ糖タンパク質gp120)、CD4(複数の疾患カテゴリーで使用)、HBV(HBsAg-B型肝炎表面抗原)、EBV(LMP1-潜在膜タンパク質1)、CMV(gB-糖タンパク質B)、およびHCV(糖タンパク質E2)が含まれるが、これらに限定されない。
【0047】
本明細書で言及されるすべての刊行物、特許、および特許出願は、個々の刊行物、特許、または特許出願が各々参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示されているかの如く同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【0048】
別様に定義されない限り、本明細書において使用される全ての技術および科学用語は、本発明の分野における当業者が通常理解しているものと同様の意味を有する。本明細書で記載されるものと同様または同等のあらゆる方法および材料が、本発明の実施で使用され得るのであるが、例示的な方法、装置および材料が、本明細書に記載されている。
【0049】
本発明の実施は、特に明記しない限り、分子生物学(組換え技術を含む)、微生物学、細胞生物学、生化学および免疫学の従来の技術を使用し、これらは当業者の技量の範囲内である。そのような技法については、例えば、Molecular Cloning:A Laboratory Manual,2nd ed.(Sambrook et al.,1989)、Oligonucleotide Synthesis(M.J.Gait,ed.,1984)、Animal Cell Culture(R.I.Freshney,ed.,1987)、Methods in Enzymology(Academic Press,Inc.)、Current Protocols in Molecular Biology(F.M.Ausubel et al.,eds.,1987,and periodic updates)、PCR:The Polymerase Chain Reaction(Mullis et al.,eds.,1994)、Remington,The Science and Practice of Pharmacy,20th ed.,(Lippincott,Williams & Wilkins 2003)、およびRemington,The Science and Practice of Pharmacy,22th ed.,(Pharmaceutical Press and Philadelphia College of Pharmacy at University of the Sciences 2012)などの文献に十分に説明されている。
【0050】
本明細書で使用されるとき、用語「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含む(including)」、「有する(has)」、「有する(having)」、「含有する(contains)」、「含有する(containing)」、「それによって特徴付けられる」、またはそれらの任意の他の変形は、明示的に示される任意の限定に従って、列挙される構成要素の非排他的な網羅を包含することが意図されている。例えば、融合タンパク質、医薬組成物、および/または要素(例えば、構成要素、特徴、またはステップ)の列挙を「含む」方法は、必ずしもそれらの要素(または構成要素、またはステップ)のみに限定されないが、明示的に列挙されていない、または融合タンパク質、医薬組成物、および/もしくは方法に固有の他の要素(または構成要素、またはステップ)を含み得る。
【0051】
本明細書で使用する場合、移行句「からなる(consists of)」および「からなる(consisting of)」は、指定されていない任意の要素、ステップ、または構成要素を除外する。例えば、特許請求の範囲で使用される「からなる(consists of)」または「からなる(consisting of)」は、特許請求の範囲で具体的に列挙される構成要素、材料、またはステップに限定され、それに通常関連付けられる不純物(すなわち、所与の構成要素内の不純物)は除かれる。「からなる(consists of)」または「からなる(consisting of)」という語句が、前文の直後ではなく、請求項の本文の条項に現れる場合、「からなる(consists of)」または「からなる(consisting of)」という語句は、その条項に記載される要素(または構成要素もしくはステップ)のみを限定し、他の要素(または構成要素)は、請求項全体から除外されない。
【0052】
本明細書で使用する場合、移行句「本質的に~からなる(consists)」および「本質的に~からなる(consisting)」は、これらの追加の材料、ステップ、特徴、構成要素、または要素が、請求される発明の基本的かつ新規の特徴に実質的に影響を及ぼさないことを条件として、文字通り開示されるものに加えて、材料、ステップ、特徴、構成要素、または要素を含む融合タンパク質、医薬組成物、および/または方法を定義するために使用される。用語「~から本質的になる」は、「~を含む」と「~からなる」との中間を占める。
【0053】
本発明またはその好ましい実施形態の要素を紹介するとき、冠詞「a」、「an」、「the」、および「said」は、要素のうちの1つ以上が存在することを意味することが意図される。「含む(comprising)」、「含む(including)」、および「有する」という用語は、包括的であることを意図し、列記される要素以外の追加の要素が存在する可能性があることを意味する。
【0054】
2つ以上の項目の列挙において「および/または」という用語が使用される場合、列挙された項目のいずれか1つを単独で使用しても、または列挙された項目のいずれか1つ以上と組み合わせて使用してもよいことを意味する。例えば、「Aおよび/またはB」という表現は、AおよびBの一方または両方、すなわち、Aのみ、Bのみ、またはAとBの組み合わせを意味することが意図される。「A、Bおよび/またはC」という表現は、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとBの組み合わせ、AとCの組み合わせ、BとCの組み合わせ、またはAとBとCの組み合わせを意味することが意図される。
【0055】
本明細書に記載される本発明の態様および実施形態は、態様および実施形態「からなること」および/または「から本質的になること」を含むことが理解される。
【0056】
範囲形式での説明は、便宜上かつ簡潔さのためにすぎず、本発明の範囲に対する柔軟性のない制限として解釈されるべきではないことを理解されたい。したがって、範囲の説明は、考えられるすべての部分範囲とその範囲内の個々の数値が具体的に開示されているとみなされるべきである。例えば、1~6などの範囲の説明は、1~3、1~4、1~5、2~4、2~6、3~6などの部分範囲、ならびにその範囲内の個々の数字、例えば、1、2、3、4、5、および6が具体的に開示されているとみなされるべきである。このことは、範囲の幅に関係なく適用される。また、本明細書では、値または範囲は、「約」、「約」1つの特定の値から、および/または「約」別の特定の値まで、として表されうる。そのような値または範囲が表される場合、開示される他の実施形態は、1つの特定の値から、および/または他の特定の値まで、列挙された特定の値を含む。同様に、先行詞「約」を使用することによって値が近似値として表される場合、特定の値が別の実施形態を形成することが理解されよう。本明細書で開示される値がいくつかあり、各値が、本明細書では、値自体に加えて、「約」その特定の値としても開示されることがさらに理解されよう。実施形態では、「約」は、例えば、列挙された値の10%以内、列挙された値の5%以内、または列挙された値の2%以内を意味するために使用されうる。
【0057】
本明細書で使用する場合、「患者」または「対象」は、治療されるヒトまたは動物の対象を意味する。
【0058】
本明細書で使用する場合、「医薬組成物」という用語は、薬学的に許容される組成物を指し、組成物は、医薬的活性剤を含み、いくつかの実施形態では、薬学的に許容される担体をさらに含む。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、医薬的活性剤および担体の組み合わせであり得る。
【0059】
「組み合わせ」という用語は、1つの投薬単位形態における固定された組み合わせか、または併用投与のためのパーツのキットのいずれかを指し、1つ以上の活性化合物および組み合わせパートナー(例えば、「治療薬」または「補助薬剤」とも呼ばれる、以下で説明される別の薬物)が、独立して同時にまたは時間間隔内で別々に投与され得る。いくつかの状況では、組み合わせパートナーは協同的効果、例えば、相乗効果を示す。本明細書で使用される「併用投与(co-administration)」または「併用投与(combined administration)」などの用語は、選択された組み合わせパートナーを、それを必要とする単一の対象(例えば、患者)に投与することが包含されることを意味し、薬剤が必ずしも同じ投与経路または同じ時間で投与されるわけではない治療レジメンが含まれることを意図する。本明細書で使用される「医薬の組み合わせ」という用語は、2つ以上の活性成分の混合または組み合わせにより得られ、活性成分の組み合わせが固定されているものも固定されていないものも含まれる製品を意味する。「固定された組み合わせ」という用語は、活性成分、例えば、化合物および組み合わせパートナーの両方が単一の実体または用量の形態で同時に患者に投与されることを意味する。「固定されていない組み合わせ」という用語は、活性成分、例えば、化合物および組み合わせパートナーの両方が、特定の時間的制約を設けることなく別々の実体として同時に(simultaneously)、同時に(concurrently)、または連続して患者に投与されることを意味し、ここで、そのような投与により、2つの化合物が治療上有効な濃度で患者の体内で提供される。後者は、カクテル療法、例えば、3つ以上の活性成分の投与にも適用される。
【0060】
本明細書で使用する場合、「薬学的に許容される」という用語は、動物、より具体的にはヒトおよび/または非ヒト哺乳動物での使用に安全な他の製剤に加えて、連邦政府もしくは州政府の規制当局によって承認されていること、または米国薬局方、一般に認められている他の薬局方に収載されていることを意味する。
【0061】
本明細書で使用する場合、「薬学的に許容される担体」という用語は、脱メチル化化合物と共に投与される、賦形剤、希釈剤、保存剤、可溶化剤、乳化剤、アジュバント、および/またはビヒクルを指す。そのような担体は、水および油などの無菌液体であってよく、油としては、石油、動物、植物、または合成に由来する油、例えば、落花生油、大豆油、鉱油、ゴマ油等、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、または他の合成溶媒が挙げられる。ベンジルアルコールまたはメチルパラベンなどの抗菌剤;アスコルビン酸または重亜硫酸ナトリウムなどの抗酸化剤;エチレンジアミン四酢酸などのキレート剤;および塩化ナトリウムまたはデキストロースなどの張度を調整するための薬剤もまた、担体であり得る。担体と組み合わせて組成物を作成する方法は、当業者に既知である。いくつかの実施形態では、「薬学的に許容される担体」という用語は、医薬投与に適合する、ありとあらゆる溶媒、分散媒、コーティング、等張剤、および吸収遅延剤などを含むことを意図する。薬学的に活性な物質のためのそのような媒体および薬剤の使用は、当技術分野で周知である。例えば、Remington,The Science and Practice of Pharmacy,20th ed.,(Lippincott,Williams & Wilkins 2003)を参照のこと。従来の媒体または薬剤が活性化合物と適合しない場合を除き、組成物におけるそのような使用が企図される。
【0062】
本明細書で使用する場合、「治療的に有効な」は、疾患および医学的状態に関連する症状を、治療もしくは改善する、または何らかの方法で軽減するのに十分な薬学的に活性な化合物の量を指す。方法に関して使用される場合、方法は、疾患または状態に関連する症状を、治療もしくは改善する、または何らかの方法で軽減するのに十分有効である。例えば、疾患に関して有効量とは、その発症を阻止または予防するのに十分な量であるか、あるいは疾患病状が始まっている場合は、その疾患の進行を緩和する、改善する、安定化させる、逆戻りさせるもしくは疾患の進行を遅らせる、またはその疾患の病理学的結果を低減させる量である。いずれの場合も、有効量は単回投与で与えても分割投与で与えてもよい。
【0063】
本明細書で使用する場合、「治療する(treat)」、「治療(treatment)」、または「治療する(treating)」という用語は、患者の疾患に関連する症状を少なくとも改善することを包含し、改善とは、広い意味で使用され、治療されている疾患または状態に関連するパラメータ、例えば、症状の大きさが少なくとも低減することを指す。したがって、「治療」には、疾患、障害、または病的状態、または少なくともそれらに関連する症状が、完全に抑制される(例えば、発生が予防される)かまたは停止され(stopped)(例えば、停止(terminated))、患者がそれ以上その状態、または少なくともその状態を特徴付ける症状に苦しむことがないようにする状況が含まれる。
【0064】
本明細書で使用する場合、および別途指定されない限り、「予防する(prevent)」、「予防する(preventing)」、および「予防(prevention)」という用語は、疾患もしくは障害の発症、再発もしくは拡散、またはそれらの1つ以上の症状の予防を指す。ある特定の実施形態では、これらの用語は、症状の発症前に、特に本明細書で提供される疾患または障害のリスクがある対象への、1つ以上の他の追加の活性剤の有無によらず、本明細書で提供される化合物または剤形での治療またはその投与を指す。用語は、特定の疾患の症状の抑制または低減を包含する。ある特定の実施形態では、疾患の家族歴を有する対象は、予防レジメンの可能性のある候補である。ある特定の実施形態では、再発症状の履歴を有する対象も、予防のための可能性のある候補である。この点で、「予防」という用語は、「予防的治療」という用語と互換的に使用され得る。
【0065】
本明細書で使用する場合、および別段の定めがない限り、化合物の「予防有効量」は、疾患もしくは障害を予防するのに、またはその再発を予防するのに十分な量である。予防有効量の化合物は、疾患の予防における予防的利益を提供する、単独でまたは1つ以上の他の薬剤と組み合わせた治療剤の量を意味する。「予防有効量」という用語は、全体的な予防を改善するか、または別の予防剤の予防有効性を増強する量を包含し得る。本明細書で使用する場合、および別途指定されない限り、「対象」という用語は、本明細書では、霊長類(例えば、ヒト)、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、イヌ、ネコ、ウサギ、ラット、マウスなどを含むが、これらに限定されない、哺乳類などの動物を含むように定義される。特定の実施形態では、対象は、ヒトである。「対象」および「患者」という用語は、本明細書では、例えば、ヒトなどの哺乳類対象を指して互換的に使用される。
【0066】
本明細書で使用する場合、「抗体」という用語は、免疫グロブリン分子および免疫グロブリン(Ig)分子の免疫学的に活性な部分、すなわち、抗原に免疫学的に結合する抗原結合部位を含有する分子を指す。抗体は、ポリクローナル、モノクローナル、キメラ、dAb(ドメイン抗体)、一本鎖、Fab、Fab’およびF(ab’)2断片、一本鎖Fv断片(scFv)、ならびにFab発現ライブラリを含むが、これらに限定されない。基本的な抗体構造単位は、四量体を含むことが知られている。各四量体は、2つの同一のポリペプチド鎖対から構成され、各対は、1つの「軽い」鎖(約25kDa)および1つの「重い」鎖(約50~70kDa)を有する。各鎖のアミノ末端部分は、主に抗原認識を担う約100~110個以上のアミノ酸の可変領域を含む。各鎖のカルボキシ末端部分は、主にエフェクター機能を担う定常領域を画定する。一般に、ヒトから得られる抗体分子は、分子内に存在する重鎖の性質によって互いに異なる、クラスIgG、IgM、IgA、IgE、およびIgDのいずれかに関する。ある特定のクラスは、同様に、IgG1、IgG2、および他のものなどのサブクラスを有する。さらに、ヒトにおいて、軽鎖は、カッパ鎖またはラムダ鎖であってもよい。
【0067】
本明細書で使用される「抗体」という用語は、それらが、目的の標的抗原部位およびそのアイソフォームへの結合の所望の生物学的活性を示す限り、モノクローナル抗体(完全長モノクローナル抗体を含む)、ポリクローナル抗体、多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)、および抗体断片を包含する。「抗体断片」という用語は、完全長抗体の部分、概して、その抗原結合または可変領域を含む。抗体のFc、Fv、およびFab領域は、当該技術分野で周知である。本明細書で使用される「抗体」という用語は、ヒト抗体、ラット抗体、マウス抗体、ウサギ抗体などを含むが、これらに限定されず、合成的に作製され得るかまたは天然に存在し得る、任意の種およびリソースに由来する任意の抗体を包含する。
【0068】
本明細書で使用される「モノクローナル抗体」という用語は、実質的に均質な抗体の集団から得られた抗体を指し、すなわち、集団を構成する個々の抗体は、少量で存在し得る可能性のある天然に存在する変異を除いて同一である。モノクローナル抗体は、非常に特異的であり、単一の抗原部位に対して方向付けられる。さらに、異なる決定基(エピトープ)に対して方向付けられる異なる抗体を典型的に含む従来の(ポリクローナル)抗体調製物とは対照的に、各モノクローナル抗体は、抗原上の単一の決定基に対して方向付けられる。「モノクローナル抗体」はまた、当該技術分野で知られる技術を使用して、ファージ抗体ライブラリから単離され得る。
【0069】
本明細書におけるモノクローナル抗体は、それらが所望の生物学的活性を示す限り、重鎖および/または軽鎖の部分が、特定の種に由来するか、または特定の抗体クラスもしくはサブクラスに属する抗体における対応する配列と同一であるか、または相同である一方で、鎖の残りは、別の種に由来するか、または別の抗体クラスもしくはサブクラスに属する抗体、およびかかる抗体の断片における対応する配列と同一であるか、または相同である、「キメラ」抗体(免疫グロブリン)を含む。本明細書で使用する場合、「キメラタンパク質」または「融合タンパク質」は、第2のポリペプチドに動作可能に連結された第1のポリペプチドを含む。キメラタンパク質は、任意選択で、第1または第2のポリペプチドに動作可能に連結された第3、第4もしくは第5または他のポリペプチドを含み得る。キメラタンパク質は、2つ以上の異なるポリペプチドを含み得る。キメラタンパク質は、同じポリペプチドの複数のコピーを含み得る。キメラタンパク質はまた、1つ以上のポリペプチドにおける1つ以上の変異を含み得る。キメラタンパク質の作製方法は、当該技術分野で周知である。
【0070】
ヒトにおけるモノクローナル抗体の潜在的な免疫原性を回避するために、所望の機能を有するモノクローナル抗体は、好ましくは、ヒトであり、またはヒト化される。非ヒト(例えば、マウス)抗体の「ヒト化された」形態は、非ヒト免疫グロブリンに由来する最小配列を含有するキメラ抗体である。ほとんどの場合、ヒト化抗体は、レシピエントの超可変領域残基が、所望の特異性、親和性、および能力を有するマウス、ラット、ウサギ、または非ヒト霊長類などの非ヒト種(ドナー抗体)からの超可変領域残基によって置き換えられる、ヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)である。さらに、ヒト化抗体は、レシピエント抗体またはドナー抗体に見られない残基を含み得る。これらの修飾を行って、抗体性能をさらに洗練させる。
【0071】
「抗原結合部位」または「結合部分」という用語は、抗原結合に関与する抗体分子の部分を指す。抗原結合部位は、重鎖(「H」)および軽鎖(「L」)のN末端可変(「V」)領域のアミノ酸残基によって形成される。「超可変領域」と称される、重鎖および軽鎖のV領域内の3つの非常に発散した延伸部は、「フレームワーク領域」または「FR」として知られる、より保存された隣接延伸部の間に介在される。したがって、「FR」という用語は、免疫グロブリン内の超可変領域の間に、およびそれに隣接して天然に見出されるアミノ酸配列を指す。抗体分子では、軽鎖の3つの超可変領域および重鎖の3つの超可変領域は、3次元空間内で互いに相対的に配置されて、抗原結合表面を形成する。抗原結合表面は、結合抗原の三次元表面に相補的であり、重鎖および軽鎖の各々の3つの超可変領域は、「相補的決定領域」または「CDR」と称される。各ドメインへのアミノ酸の割り当てについては、Kabat Sequences of Proteins of Immunological Interest(National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1987 and 1991))、またはChothia & Lesk J.Mol.Biol.196:901-917(1987)、Chothia et al.Nature 342:878-883(1989)を参照されたい。CDRの同定のためのガイドラインは、http://www.bioinf.org.uk/abs/#cdridで入手可能である。
【0072】
本明細書で使用する場合、「エピトープ」という用語は、抗体またはT細胞受容体に特異的に結合することができる抗原の任意のタンパク質決定基を含む。エピトープ決定基は、通常、アミノ酸または糖側鎖などの分子の化学的に活性な表面グルーピングからなり、通常、特定の三次元構造特性、ならびに特定の電荷特性を有する。例えば、抗体は、ポリペプチドのN末端またはC末端ペプチドに対して産生され得る。抗体は、解離定数が1μM以下、好ましくは100nM以下、最も好ましくは10nM以下である場合に、抗原に特異的に結合すると言われる。本明細書で使用する場合、「ペプチドネオアンチゲンエピトープ(PNE)」という用語は、免疫系によって以前に認識されなかった任意のエピトープを含む。PNEは、腫瘍特異的変異抗原(ネオ抗原)を有する腫瘍細胞を標的とするために使用され得、個別化された免疫療法を可能にする。
【実施例】
【0073】
sCAR発現NK細胞。sCAR系は以前にT細胞でのみ試験されていたため、NK92細胞で発現された抗CD19 sCARの初期概念実証試験を実施した。NK92は、新規のNK細胞-CAR構築物を試験するために以前に使用されてきたNK細胞株である
19。ここで、sCARは、NK細胞内シグナル伝達経路の活性化を媒介し、NK細胞で発現されるCAR-T細胞構築物と比較してNK-CAR抗腫瘍活性を向上させる、上述のCAR4 NK細胞シグナル伝達ドメインを含むように再設計された
19。CD19
+ Raji B細胞リンパ性白血病(血液悪性腫瘍モデル)またはFZD7
+ MA148卵巣がん細胞株(固形腫瘍モデル)のいずれかの特異的殺傷を媒介する抗CD19スイッチおよび抗FZD7スイッチの両方の有効性が実証された(
図2A~2B)。抗CD19スイッチについて、抗CD19スイッチが、CD19欠失したRaji細胞およびCD19陰性K562細胞を使用して存在する場合にのみ、殺傷の特異性が示された(
図2Aおよびデータは示されない)。
図2Bは、異なるFzd7スイッチの存在下でのsCAR4-NK92細胞によるMA148細胞の殺傷を示す。
【0074】
MA-148モデルでは、CRISPR/Cas9系を再び使用して、FZD7陰性(MA148KO細胞)を誘導して、特異的FZD7会合を実証した。興味深いことに、NK92-sCAR4と組み合わせた6つのFZD7スイッチのうち5つは、MA148細胞の抗原特異的殺傷を媒介することができたが、FDZ7陰性MA148 KO細胞は媒介できなかった。予想されるように、WTスイッチを欠くPNEは、NK92細胞上のsCAR4に結合せず、MA148細胞の殺傷を媒介しなかった。
【0075】
sCAR発現iPSC由来NK細胞の誘導および機能の成功。sCARがNK92細胞内で発現することに成功し、機能することができることが確認された後、sCAR構築物をヒトiPSC内で発現させた。ここでは、UCB由来のiPSCライン(UiPSC)を使用した。UiPSCを、ゼオシンによって選択されたPiggyBac-sCAR4でトランスフェクトし、sCARの安定した発現をGFP発現によって同定した。次に、UiPSCを、前述の2段階分化プロセスを使用して、成熟NK細胞に分化させた
19~22。段階Iでは、CD34
+CD31
+およびCD34
+CD43
+造血前駆細胞の発達によって示されるように、定義されたサイトカインで培養されたsCARトランスフェクトiPSCが造血分化を促進する。次に、これらの造血前駆細胞は、安定したCAR発現を示すCD56
+CD45
+NK細胞に分化され(GFP
+)(
図3A~3B)、以前の研究のように、CD56、NKG2A、NKG2C、NKG2D、NKp44、NKp46、Kir、Fas、およびTRAILの発現を有する正常な表現型を有する
19、20、23。
【0076】
図3A~3B。sCAR発現iPSCにおける造血およびNK細胞分化。
図3Aは、以前の研究
19、20に見られるように、sCAR発現iPSCに由来するCD34+CD31+およびCD34+CD43+細胞を示す正常な血液内皮細胞分化を示す。
図3Bは、sCAR発現iPSCからの正常なNK細胞の発達を示し、95%超のCD45+CD56+NK細胞および60%超のsCAR+CD56+NK細胞を示す。これらのiPSC-NK細胞を、前述のように、95%超の均一なCD56+NK細胞集団に拡張する
19、20。
【0077】
sCAR発現iPSC-NK細胞の抗腫瘍活性。NK92-sCAR4細胞と同様に、iPSC-NK-sCAR4細胞は、2つのFDZ7特異的スイッチ(2108-CTBVおよび2106-LCCT)の存在下で、腫瘍細胞株MA148の抗原特異的殺傷を媒介することができたが、MA148細胞でFDZ7がノックアウトされた場合はそうではなかった(
図4)。
【0078】
図4。iPSC-NK細胞におけるsCAR媒介性抗腫瘍活性。iPSC-NK-sCAR4細胞を、1nMの抗FZD7スイッチCTBVおよびLCCTまたはWT陰性対照スイッチの存在下で、[親MA148細胞(左)またはMA148-FDZ7 KO細胞(右)のいずれか標的細胞と共培養した(
図1のように)。これらの研究は、FZD7+標的(左)の有効なsCAR+抗FZD7-スイッチ媒介性殺傷を実証するが、FZD7-標的(右)を実証しない。
【0079】
NK-sCAR-NK92細胞による腫瘍細胞のスイッチ媒介性殺傷は、蛍光顕微鏡下で35時間にわたって直接観察され得る。殺傷は、IncuCyteベースのアッセイを使用して定量的に測定され得る(
図5)。具体的には、
図5は、Fzd7特異的スイッチCTBV(2108)および対照スイッチ(2102)の存在下での、sCAR4-NK細胞によるMA148細胞のIncuCyte殺傷アッセイを示す。
【0080】
最後に、異なる抗原特異性を有するがん細胞を混合した培養物では、スイッチの抗原特異性によって決定される選択的殺傷が実証された(
図6)。具体的には、
図6は、MA148およびK562-CD19の両方を含有する混合共培養物中の標的細胞のスイッチ媒介性抗原特異的殺傷を示す。両方のスイッチは、混合培養物(左)において、別々の培養物(右)におけるものと同等のレベルで特異的な殺傷を誘導した。
【0081】
共に、このsCAR-NK細胞戦略は、CAR媒介活性の綿密な制御を可能にする。さらに、この系は、腫瘍細胞上の複数の抗原を標的化するための柔軟性を提供し、疾患再発につながる可能性のある抗原欠損エスケープ変異体を潜在的に予防する。
【0082】
NK92発現sCAR4を有する抗CD19スイッチの試験。B細胞白血病に関するCAR-NK研究は、当初の1つのスイッチ(すなわち、LCNT)から、PNEペプチドを欠く対照スイッチを含む合計10個の抗CD19スイッチに拡張されている(
図7、Rodgers et al.2016)。PNE生着の位置に従って命名された構成には、以下が含まれる:WT(PNEを含まないFabのみ)、HCNT(重鎖N末端(一価))、LCNT(軽鎖N末端(一価))、NTBV(N末端二価(両方の鎖))、LCC1(軽鎖C1)、HCC1(重鎖C1)、C1BV(C1二価(両方の鎖))、HCCT(重鎖C末端)、LCCT(軽鎖C末端)、およびCTBV(C末端二価(両方の鎖))。
【0083】
これらのCD19スイッチは、アネキシンV/7AAD殺傷アッセイ(BIOLEGEND(登録商標))においてNK92-sCAR4で試験されている。全てのスイッチは、対照WTスイッチと著しい対照をなすスイッチ濃度依存的様式で、NK92-sCAR4によるNalm6細胞の殺傷を媒介した(
図8、群+/-SEMあたりn=3または4)。具体的には、
図8は、増加した濃度の抗CD19スイッチの存在下でのNalm6のCAR4-NK92誘発性殺傷を示す。各スイッチの殺傷EC
50は、表1に示されるように、Prizmによって計算される。
【表1】
該当なし
【0084】
興味深いことに、これらのスイッチは、NK92細胞媒介性殺傷においては、Rodgers et al 2016によって以前に記載されたsCAR-T細胞誘発性細胞傷害におけるものとはわずかに異なる相対的な動態を示し、T細胞において決定されるスイッチの相対的な有効性がNK細胞に対して直接翻訳できないことを示唆している。
【0085】
AML。本発明は、標的に対する追加の血液悪性腫瘍として、急性骨髄性白血病(AML)に拡張された。このため、スイッチは、CD33、CD123、およびCLL1からなる3つのAML関連抗原に対して操作された。
図9A~9Cは、AML細胞株Molm14(
図9A)、HL60(
図9B)およびMolm13におけるこれらの抗原の表面発現、ならびにこれらのスイッチによって媒介される殺傷の相対レベルを、異なるsCAR4-NK92対Molm14(
図9A)もしくはHL60比率(
図9B)で、または異なる濃度のスイッチで示す(
図9C)。HL60(
図9B)およびMolm13(
図9C)からの結果は、殺傷に対する感受性と、標的細胞上で発現される抗原のレベルとの間の正の相関を示唆しているようである。ここで、非特異的スイッチ対照として、抗CD19および抗Fzd7スイッチを使用した。
【0086】
過去には、異なる抗原特異性を有する細胞を人工的に混合し、これらの設定においてスイッチが特異的な殺傷を媒介し得ることが示された。より自然な環境でのスイッチ依存性抗原特異性をさらに例示するために、3人の独立したドナーの市販のPBMC(Precision for Medicine)を使用し、sCAR4-NK92細胞を含有する共培養物中での殺傷アッセイ、ならびに抗CD33もしくは抗CD19スイッチのいずれか、または両方を行った。抗CD33または抗CD19スイッチがそれぞれ存在する場合にのみ、マクロファージ/単球(発現CD33)またはB細胞(発現CD19)のいずれかの特異的な殺傷が観察された(
図10A~10C)。CD33およびCD19はこれらの細胞上では発現されないため、エフェクター細胞およびスイッチの存在はT細胞に影響を与えなかった。PNEを欠くWT CD19スイッチを使用した場合、マクロファージ/単球またはB細胞の殺傷は最小限であった。
【0087】
従来のCARとのsCARの比較。従来のCARと比較して、sCAR系の有効性を評価するために、2つのインビトロ殺傷アッセイをヘッドトゥーヘッドで実行した(ET=1:1;群+/-SDあたりn=3)。1つのアッセイにおいて、共培養物は、RajiまたはNalm6 Bリンパ腫細胞株、エフェクターsCAR4-NK92細胞、および10pM抗CD19スイッチCTBVのいずれかを含有していた。第2のアッセイでは、CD19-CAR4-NK92細胞を、Raji細胞またはNalm6細胞のいずれかと直接共培養した。
図11は、平均細胞毒性レベルを示す。Rajiに対するスイッチおよびsCAR4によって媒介される細胞傷害性は、従来のCARによって媒介されるものよりもわずかに低いが、Nalm6の殺傷は、両方のCAR系について同等である。同様の比較をまた、卵巣抗原Fzd7およびAML抗原を標的として使用して行う。
【0088】
sCAR4-P2A-GFPコンストラクト。GFPを使用してsCARの発現をより良好に監視するために、sCAR4がペプチドP2AとGFPに対してフレーム内で融合させた(図示せず)構築物を操作して、sCAR4とGFPのバイシストロン性発現を促進する既存のIRES断片を置き換えた。sCAR4-P2A-GFPでトランスフェクトしたNK92細胞においては、IRES含有構築物と同様のレベルのインビトロ細胞毒性が解明された。
図12は、GFP発現のレベルを示す。具体的には、SB-sCAR4-P2A-GFPまたはSB-sCAR4-IRES-GFPのいずれかでトランスフェクトしたNK92細胞におけるGFPおよびsCAR4発現。WT NK92との比較を行った。sCAR4の発現をFc-PNE-AF647で測定した。
【0089】
図13は、異なる抗Fzd7スイッチの存在下で、sCAR4-P2AGFPおよびsCAR4-IRES-GFPのいずれかを発現するNK92細胞によって誘導されるMA148細胞のインビトロ殺傷のヘッドトゥーヘッド比較を示す。
【0090】
この構築物を使用して、iPSCをトランスフェクトし、成熟したNK細胞の再生を目指した。sCAR4-P2A-GFPトランスフェクトされたiPSCにおけるsCAR4の発現は、Fc-NPE-AF647を使用してFACSによって検出することができるが、そのレベルは、NK92細胞におけるものよりも低かった(
図14)。
【0091】
sCAR4-P2A-GFPトランスフェクトされたiPSCは、その多能性を保持し(
図15A)、造血前駆細胞に分化した(
図15B)。成熟NK細胞は再分化中であり、その腫瘍細胞を殺傷させる効果について試験される。
【0092】
本発明の結果は、驚くべきものであり、かつ有利であった。本発明に先立って、記載されたスイッチング可能なPNE系がNK細胞を使用してどのように機能するかについて認識するための示唆または試みは以前になされていなかった。以前の系はT細胞に対して利用されてきたが、いくつかの因子は、本発明のsCAR-NK細胞系を、任意のsCAR-T細胞系とは別に設定する。
【0093】
本発明に先立って、NK細胞とT細胞との間の有意な違いのために、スイッチング可能なPNE系がNK細胞を使用して機能することは明らかではなかった。細胞表面上の密度または持続時間のいずれかに起因して、sCARの発現は、NK細胞とT細胞とで異なる可能性があり、これは、細胞がスイッチおよび標的細胞とどのように会合するかに影響を与える可能性がある。さらに、NK細胞およびT細胞は、活性化、シグナル伝達調節、および標的細胞との相互作用のために異なるセットの表面受容体を使用する。したがって、これらの異なる受容体および共受容体相互作用では、スイッチがT細胞とどのように作用するかに基づいて、NK細胞をどのように会合させるかを予測することは可能ではない。具体的には、sCAR4-NK92細胞媒介性Raji細胞殺傷における異なるCD19スイッチ間の殺傷動態は、T細胞会合Nalm6細胞殺傷におけるものとは異なっていた(Rodgers,et al 2016)。本発明に示されるように、T細胞の最も効率的なスイッチは、必ずしもNK細胞についての最も効率的なスイッチではなく、逆もまた同様であった。この相違が、異なる表面受容体トポロジーの影響、またはNK細胞とT細胞との間のsCAR発現レベルに起因するかどうかは認識されていない。
【0094】
本発明では、iPSC由来NK細胞における発現のためのsCAR遺伝子ベクターの最適化も実施した。具体的には、sCAR遺伝子をサイレンシングから守るために、発現プラスミド(PiggyBac)にインスレーター配列を含める必要があったが、NK92細胞株におけるsCAR発現にはそのようなインスレーターは必要なかった。NK92細胞では、NK92細胞におけるsCAR4の効率的な発現は、はるかに小さいベクター(SleepingBeauty系)を使用して容易に達成された。また、代替レポータータンパク質として、GFP発現は、2つのタンパク質が、sCAR4-IRES-GFPの構成におけるIRES断片によって媒介されるバイシストロニック様式で発現された場合に、NK92細胞上のsCAR4の発現を忠実に表した。対照的に、GFP発現は、同じ構成を有するiPSCまたはiPSC-NK細胞におけるsCAR4の発現を正しく示さなかった。iPSCにおける発現系を改善するために、新しい構築物が操作され、IRES断片がP2A切断部位と置き換えられた。この新しい構築物では、GFPおよびsCAR4の両方が、操作されたiPSCで検出された(
図14)。
【0095】
最後に、NK細胞会合スイッチは、標的細胞と対峙するとき、抗原保有細胞を結合する強度においてT細胞接合スイッチとは異なるように挙動し得、したがって、異なるレベルの有効性を誘発する。要約すると、sCAR4をiPSC由来NK細胞内に操作することにより、それ自体独自の特徴を有する全く異なる治療用細胞製品が作製された。
【0096】
全体として、本発明の新規のiPSC-sCAR4-NK細胞産物は、NK細胞の固有の特性、ならびにNKとsCAR系の組み合わせによる新しい属性により、従来技術のいずれよりも有意な利点を提供する。スイッチ系およびNK細胞の組み合わせは、真の既製(同種異系)治療アプローチの産生を強化するが、T細胞を使用した同じ組み合わせはそうではない。NK細胞はそれ自体が同種異系エフェクター細胞であり、その1つのバッチを拡張し、保存し、潜在的に無制限の数の患者に使用することができることを意味する。対照的に、T細胞は、自己細胞として機能するため、望ましくない毒性の副作用を回避するために、患者特有の方法で使用される必要がある。異なるスイッチを使用することによって、sCAR発現iPSC由来NK細胞は、一度だけ操作され、異なる患者の両方に使用されるだけでなく、異なる腫瘍標的にも使用される必要がある。すなわち、この系は、sCAR発現iPSC-NK細胞が一度だけ操作される必要があり、任意の腫瘍抗原またはウイルス発現抗原に対する可能性のある任意の患者での使用を可能にすることを意味する。
【0097】
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