癌症疗法的制作方法

文档序号:1027208阅读:444来源:国知局
专利名称:癌症疗法的制作方法
技术领域
本发明涉及治疗癌症的方法。本发明尤其涉及导致肿瘤细胞的破坏的免疫调节。
背景技术
虽然近些年来我们对于癌症的机制和可能的治疗的理解已经有了增加,但是癌症仍就是遍及这个发达世界的死亡的主要原因。癌症治疗的非特异性途径,例如外科手术、放射疗法和全身化疗,已经能成功地治疗某些循环的和缓慢生长的实体瘤。然而,许多种类的癌症对于标准治疗通常有极大的抗性。因此,对于更多的并且更有效的癌症疗法有需求。
免疫疗法也已经被研究作为治疗癌症的方法。免疫疗法的一般原理是使被治疗的患者获得发动实际上是排斥应答,特别是抵抗肿瘤细胞的能力。现有许多研究中的免疫策略包括利用各种类型被刺激的自体细胞的过继免疫疗法;同种异体的淋巴细胞的全身迁移;免疫反应细胞的肿瘤内移植;和在远点接种来产生全身肿瘤特异性免疫应答。
过继T-细胞疗法包括将抗原反应T细胞被动转移至患肿瘤的宿主以便启动肿瘤排斥。这些细胞与患者是组织相容的,并且通常从早先的自体给予获得。
过继免疫疗法的一个途径是用与肿瘤相关的抗原体外刺激自体的淋巴细胞来使它们成为肿瘤特异性的。自体的淋巴细胞和杀伤细胞也可以被非特异性地刺激。在一个例子中,能够调节抗体依赖性细胞-调节的细胞毒性反应的表达白细胞的Fc受体是通过用IL-2和IFN-γ的组合培养产生的(US5,308,626)。在另一个例子中,在IL-2型淋巴因子-活化杀伤(LAK)细胞中培养的外周血来源的淋巴细胞,其对广泛肿瘤细胞是溶细胞的,但是对于普通细胞不是溶细胞的。LAK主要来源于表达CD56抗原的天然杀伤细胞,而不是来源于CD3。这种细胞可以通过IL-2诱导的对培养平板的附着从外周血白细胞纯化而得(A-LAK细胞;见US5,057,423)。
同种异体的淋巴细胞的过继性转移依赖于一般水平免疫刺激的建立,并且由此克服阻止宿主免疫系统抵制肿瘤的无反应性。尽管最初的实验是十年前做的,此策略还是没有获得普遍的接受,尤其是用于治疗实体瘤。
肿瘤内植入是直接将抗肿瘤的免疫细胞传递至作用部位的策略。因为被移植的细胞不循环,所以他们与宿主不必是组织相容的。同种异体细胞的肿瘤内移植会促进被移植的细胞与肿瘤反应的能力,并且引发有力的移植物对肿瘤的响应。例如,Kruse等(1990)证明了同种异体的细胞毒T淋巴细胞(CTL)向在Fischer大鼠中生长的脑肿瘤的直接肿瘤内植入,导致超过其它淋巴细胞种群的显著的生存优势,包括同源的CTL、LAK细胞、粘附的-LAK细胞或单独的IL-2。
最终,宿主源的活性系统性肿瘤-特异性免疫应答的发生也已被用于控制癌生长的尝试。此响应通过在肿瘤的远端给予免疫组合物从患者自己的免疫系统引发。在宿主中引出的特异性抗体或免疫细胞有希望会迁移向肿瘤,然后根除癌细胞,无论这些癌细胞在机体中的何处。已经提出了各种类型的疫苗,包括分离的肿瘤抗原疫苗和抗独特性抗体疫苗。对于抗肿瘤疫苗的可选择的途径是利用来自被治疗的患者的肿瘤细胞,或这种细胞的衍生物。然而,对于许多患者没有检测到响应它们自己的肿瘤抗原的肿瘤退化,甚至当包含在疫苗制剂中时也没有。
在一些增加免疫原性的途径中,自体的或同源的肿瘤细胞被在遗传上改变来产生协同刺激分子。协同刺激分子的例子包括细胞表面受体,例如B7-1协同刺激分子、同种异体的组织相容性抗原或细胞因子。
已经显示CD4+T细胞的种群能调节自反应性T细胞,并因此抵御自身免疫性疾病(Sakaguchi等,2001)。消除或控制这种自反应性细胞的无力在许多自身免疫性痰病中起作用。然而,哺乳动物免疫系统典型地控制这种自反应性淋巴细胞的能力限制了当肿瘤表达自体抗原时免疫系统控制肿瘤生长的能力。许多肿瘤抗原会被认为是自体抗原,因为他们通常来自胚胎发育的蛋白。因此,癌症患者抗癌的免疫反应应该被认为是自身免疫反应。这一反应通过调节机制自我限制。
尽管癌症治疗尤其是癌症免疫治疗取得了进展,但是仍然存在对于治疗癌症的有效方法的需求。本发明提供能用来治疗癌症的另一种免疫疗法。
发明概述本发明指出,响应于肿瘤抗原的存在,产生至少两种免疫细胞种群。更特别地,患有不受控制的细胞生长(癌症)的哺乳动物的免疫系统能够通过一组此处通常称作“效应细胞”的细胞引发抗肿瘤的免疫反应,然而,也产生第二种群的细胞,其调节“效应细胞”,此处通常称作“调节细胞”,限制哺乳动物有效地控制或根除肿瘤的能力。
进一步,本发明也指出在调节细胞扩张前,响应于肿瘤抗原的效应细胞的相对数目扩张。这提供了阻止“调节细胞”的产生、限制其功能或破坏它的机会,同时维持“效应细胞”。
虽然在某些情况下,可能会筛选由于遗传缺陷会易于感染癌症的个体,但是对于由肿瘤细胞产生的肿瘤抗原的最初的免疫响应难于追踪,只有在事件开始发生后才能检测到肿瘤生长,实际上,在很多情况下,在检测前肿瘤的生长就已在进行了。
当效应细胞通过哺乳动物免疫系统产生时,其能够控制肿瘤生长,它们的活性由调节细胞的产生而被损害,调节细胞对于效应细胞群具有负性影响。为了最优化效应细胞功能,本发明的发明者设计了癌症治疗方法,至少部分地“重置”对肿瘤抗原的免疫反应,因此提供利用“效应细胞”种群来控制肿瘤生长的方法。
因此,在第一方面,本发明提供治疗哺乳动物患者癌症的方法,此方法包括i)减少患者的肿瘤负荷,ii)使定向于抗肿瘤抗原的效应细胞的数目和/或活性响应于效应细胞基于肿瘤抗原的刺激而增加,和iii)随后给予患者药物,此药物抑制调节细胞的产生,限制其功能和/或破坏调节细胞,其中选择给予药物的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
基于步骤i)的结论,如果任何肿瘤细胞残留,肿瘤细胞增殖会重新开始,其反过来会导致定向于由肿瘤细胞产生的肿瘤抗原的效应细胞的扩张。
在患者肿瘤负荷减少后,需要监测患者来决定何时应该给予药物。可以被监测的因素包括,但不限于,肿瘤抗原水平、CD8+CD4-T细胞水平、CD4+CD8-T细胞水平和急性期炎症标记例如c-反应性蛋白水平。
在优选的具体实施方案中,监测患者c-反应性蛋白水平的波动来决定何时给予药物。优选地,大约当c-反应性蛋白的水平开始减少时给予药物。在这种情况下,效应细胞的产生和/或活性导致c-反应性蛋白水平增加。在调节细胞的同种细胞扩张时,效应细胞的活性下调导致c-反应性蛋白水平减少。
在第一个方面的优选具体实施方案中,大约在步骤i)后响应于效应细胞的基于肿瘤抗原的刺激的CD8+CD4-T细胞数目达到峰值时给予药物。
由于在步骤i)后基于肿瘤抗原的刺激导致效应细胞产生,在调节细胞产生前这些细胞会稳定和/或导致肿瘤细胞数目减少。因此,在进一步优选的具体实施方案中,大约当肿瘤细胞数目减少和当调节细胞数目增加时给予药物。典型地,通过分析合适的肿瘤细胞标记物的水平测定肿瘤细胞数目。
自然,如果进行手术,有希望移除所有的肿瘤细胞。然而,由于肿瘤的定位和/或至少一些肿瘤细胞会被遗漏,这有时是不可能的。在优选的具体实施方案中,通过手术移除至少一些肿瘤细胞来减少患者的肿瘤负荷。优选地,通过手术移除至少50%,更优选至少75%,更优选至少90%,甚至更优选至少95%的肿瘤细胞。
在替代的优选实施方案中,通过给予抗癌化合物来减少肿瘤负荷。
抗癌化合物可以是任何已知的分子,它特异性地或非特异性地(例如,一般性抗有丝分裂药物)破坏患者的肿瘤细胞或限制患者肿瘤细胞的功能。优选的抗癌化合物包括,但不限于长春碱和去水长春碱。
在进一步替代的优选实施方案中,通过使患者接受放射治疗来减少肿瘤负荷。
通过给予由患者的肿瘤细胞产生的抗原能提高效应细胞的产生。
因此,在进一步优选的实施方案中,本方法进一步包括,在步骤i)后,给予由患者的肿瘤细胞产生的抗原。
在第二个方面,本发明提供治疗哺乳动物患者的癌症的方法,其已经接触了抗癌化合物,或已经通过手术至少除去了部分肿瘤,或已经接受了放射治疗,此方法包括给予患者药物,此药物抑制调节细胞的产生、限制其功能,和/或破坏调节细胞,其中选择药物的给药时间,以使效应细胞的活性不会显著地降低。
通过增加患者内肿瘤抗原的数量,可以获得患癌症的哺乳动物患者的效应细胞的再刺激。增加更多的肿瘤抗原可增强效应细胞响应,由此提供切除或抑制这些新效应物的调节物的机会。
因此,在第三个方面,本发明提供治疗哺乳动物患者癌症的方法,此方法包括i)给予肿瘤抗原,其导致定向抗肿瘤抗原的效应细胞的数目和/或活化产物增加,和ii)随后给予患者药物,其抑制调节细胞的产生,限制其功能,和/或破坏调节细胞,其中,选择药物给药的时间,以便效应细胞的活性不会显著地降低。
在第三个方面的优选的实施方案中,大约当响应于给予的肿瘤抗原的CD8+CD4-T细胞数目达到峰值时给予药物。
在第三个方面的进一步优选的实施方案中,大约当在给予肿瘤抗原后肿瘤细胞数目开始稳定或减少的时候给予药物。
在第三个方面的另一个优选的实施方案中,大约当在给予肿瘤抗原后循环的肿瘤抗原的数目开始稳定或减少时给予药物。
优选地,抗原是通过给予包含肿瘤抗原和可药用载体的疫苗提供给患者。更优选地,疫苗进一步包含辅剂。
在另一个实施方案中,抗原是通过给予编码抗原的DNA疫苗提供给患者。
在另一个实施方案中,抗原是通过食用表达抗原的转基因植物提供给患者。
优选地,在调节细胞切除中使用的药物选自抗增殖药物、辐射剂和抑制调节细胞下调活性的抗体。优选地,抗增殖药物选自长春碱和去水长春碱。值得注意地,在某些情况下,尤其是关于第一方面,抗癌化合物和药物实际上可以是相同的分子。
优选的抗体的例子包括,但不限于抗-CD4+、抗-CTLA-4(细胞毒的与淋巴细胞有关的抗原-4)、抗-GITR(糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体)、抗-CD28和抗-CD25。
本领域技术人员会容易地理解这一点,本发明的方法可以被重复来提供更完全的治疗。
优选地,哺乳动物患者是人。
在另一方面,本发明提供抑制调节细胞的生产、限制其功能和/或破坏调节细胞的药物在制备对患癌症的哺乳动物患者给药的药物中的应用,其中在患者的肿瘤负荷已经减少后给予药物,其使得定向抗肿瘤抗原的效应细胞的数目和/或活性响应于效应细胞的基于肿瘤抗原的刺激增加,并且其中选择药物给药的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
在另一方面,本发明提供抗癌化合物在制备对患癌症的哺乳动物患者给药的药物中的应用,其中抗癌化合物减少肿瘤负荷,其使得定向抗肿瘤抗原的效应细胞的数目和/或活性响应于效应细胞的基于肿瘤抗原的刺激增加,并且其中患者被随后给予抑制调节细胞的产生和/或破坏调节细胞的药物,并且其中选择药物给药的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
在另一个方面,本发明提供抑制调节细胞的产生、限制其功能和/或破坏调节细胞的药物在制备对患癌症的哺乳动物患者给药的药物中的应用,其中哺乳动物患者已经接触过抗癌化合物,或已经通过手术移去了至少部分肿瘤,或已经接受过放射疗法,其中选择药物给药的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
在另一个方面,本发明提供抑制调节细胞的产生、限制其功能和/或破坏调节细胞的药物在制备对患癌症的哺乳动物患者给药的药物中的应用,其中患者已经预先被给予了肿瘤抗原,其导致定向抗肿瘤抗原的效应细胞的数目增加和/或激活效应细胞,其中选择药物给药的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
在另一个方面,本发明提供肿瘤抗原在制备对产生抗原的患癌症的哺乳动物给药的药物中的应用,其中肿瘤抗原导致定向抗肿瘤抗原的效应细胞的数目增加和/或激活效应细胞,并且其中随后给予患者抑制调节细胞产生、限制其功能和/或破坏调节细胞的药物,并且其中选择药物的给药时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
在上面概述的各方面中,“调节”种群的切除使得“效应”种群能减少或消灭肿瘤细胞,因为任何效应下调已经被除去。
这一点是显然的,即本发明一方面的优选的特点和特征被应用于本发明的许多其它方面。
贯穿这一说明书,词语“包含(comprise)”或变体例如“包含(comprises)”或“包含(comprising)”应该被理解为意味着包含陈述的元素、整体或步骤,或元素、整体或步骤的组,但是不排除任何其它元素、整体或步骤,或元素、整体或步骤的组。
在下文中通过下面的非限制性实施例和根据附图来描述本发明。
附图简述

图1在间皮瘤区域上Vb治疗的效果。第0天=间皮瘤接种,在时间点第14天和之后用测径器测量。显示了肿瘤面积平均值和平均值的标准差。
发明详述定义此处使用的术语“治疗”或“治疗”指获得了肿瘤负荷的减少。在本发明的某些方面,一个步骤包括通过已知技术例如手术、放射疗法或化疗的应用来减少肿瘤负荷,然后在合适的时间给予药物。在这些方面中,术语“治疗”或“治疗”被用来指通过本发明的方法进一步减少患者的肿瘤负荷。最优选地,肿瘤负荷被完全根除。
此处使用的术语“肿瘤负荷”通常指在任何给定的时间患者癌细胞的数目。
“调节细胞”包括,但不必限于CD4+T细胞的亚群。这种细胞在本领域中也可以被称作“抑制细胞”。调节细胞可以定向作用于效应细胞或可以通过其它机制表现它们对效应细胞的影响。
CD4+细胞表达在本领域中已知作为CD4的标记。典型地,当在这里使用时术语“CD4+T细胞”不指也表达CD8的细胞。然而,这一术语包括也表达其它抗原标记例如CD25的T细胞。
“效应细胞”包括,但不必限于已知为CD8+细胞的T细胞种群。
在这里使用时,当提到“调节细胞”与药物接触时,术语“切除”或“切除(名词)”指通过药物下调调节细胞的数目和/或活性。最优选地,通过药物彻底根除调节细胞的数目和/或活性。
这一点在本领域是已知的,即癌症通常被看作是不受控制的细胞生长。本发明的方法可以被用来治疗任何癌症包括,但不限于恶性肿瘤、淋巴瘤、胚细胞瘤、肉瘤和白血病。这种癌症的更具体的例子包括乳腺癌、前列腺癌、结肠癌、鳞状上皮细胞癌、小细胞肺癌、非小细胞肺癌、卵巢癌、子宫颈癌、胃肠癌、胰腺癌、成胶质细胞瘤、肝癌、膀胱癌、肝癌、结肠直肠癌、子宫颈癌、子宫内膜癌、唾液腺癌、间皮瘤、肾癌、外阴癌、甲状腺癌、肝癌、皮肤癌、黑素瘤、脑癌、卵巢癌、成神经细胞瘤、骨髓瘤、各种类型的头和颈癌、急性成淋巴细胞性白血病、急性髓细胞样白血病、尤因肉瘤和周围神经上皮样瘤。
除非另外指出,在本发明中使用的重组DNA和免疫技术是标准程序,本领域技术人员公知。这种技术在下列文献中有描述和解释,例如J.Perbal,A Practical Guide to Molecular Cloning,JohnWiley and Sons(1984),J.Sambrook等,Molecular CloningALaboratory Manual,Cold Spring Harbour Laboratory Press(1989),T.A.Brown(编者),Essential Molecular BiologyAPractical Approach,第1和2卷,IRL Press(1991),D.M.Gloverand B.D.Hames(编者),DNA CloningA Practical Approach,第1-4卷,IRL Press(1995和1996),和F.M.Ausubel等(编者),Current Protocols in Molecular Biology,Greene Pub.Associates and Wiley-Interscience(1988,包括至今的所有补充更新材料),Ed Harlow和David Lane(编者)AntibodiesALaboratory Manual,Cold Spring Harbour Laboratory,(1988),和J.E.Coligan等(编者)Current Protocols in Immunology,John Wiley & Sons(包括至今的所有补充更新材料),在这里被引入作为参考。
抑制调节细胞产生、限制调节细胞功能和/或破坏调节细胞的药物药物可以是选择性地或非选择性地导致调节细胞的破坏或抑制调节细胞的产生的任何因子或治疗。例如,CD4+特异性抗体尤其可以被用来特异性靶向CD4+T细胞。然而,在某些情况下,可以使用非选择性药物,例如抗增殖药物或辐射,它们都破坏分裂细胞。
术语“抗增殖药物”是本领域公知的术语,指任何破坏分裂细胞或抑制它们不进行进一步增殖的化合物。抗增殖药物包括,但不限于氮芥、环磷酰胺、异环磷酰胺、美法仑、苯丁酸氮芥、六甲密胺、噻替哌、白消安、卡莫司汀、洛莫司汀、司莫司汀、链佐星、达卡巴嗪、氨甲蝶呤、氟尿嘧啶、氟尿苷、阿糖胞苷、巯嘌呤、硫鸟嘌呤、喷司他丁、长春碱、去水长春碱、长春新碱、依托泊苷、替尼泊苷、放线菌素、柔红霉素、阿霉素、博来霉素、普卡霉素、丝裂霉素、L-门冬酰胺酶、顺铂、米托蒽醌、羟基脲、丙卡巴肼、米托坦、氨鲁米特、泼尼松、己酸羟孕酮、醋酸甲孕酮、醋酸甲地孕酮、二乙基己烯雌酚、乙炔雌二醇、他莫昔芬、丙酸睾丸酮、放射性同位素、篦麻毒蛋白A链、紫杉醇、白喉毒素和假单胞菌外毒素A。
药物可以如在本领域中使用的标准剂量给药。在一个实施方案中,作为单次快速浓注注射剂给药。在另一个具体实施方案中,经一段时期例如24小时通过输注给药。
最近的研究说明CD4+CD25+T细胞在调节定向抗自身抗原的免疫细胞中起重要作用(Salomon等,2000;SuriPayer和Cantor,2001)。此外,CD4+CD25+T细胞的靶向切除已经显示能提高动物控制肿瘤生长的能力(Onizuka等1999;Shimizu等,1999;Sutmuller等,2001)。因此,当在这里使用时,CD4+CD25+T细胞可以被用作调节细胞。通过抗-GITR、抗-CD28和/或抗-CTLA-4能下调CD4+CD25+T细胞的活性(Read等,2000;Takahashi等,2000;Shimizu等,2002)。因此,这些抗体可以用作药物用在本发明的方法中。
患者与药物接触的时间如上面的概述,本发明依赖于观察到在调节细胞前响应于抗原的效应细胞的相对数目扩张。因此,当在这里使用时,术语“效应细胞的活性不会显著地降低”意味着药物给药的时间是这样,即与效应细胞相比,药物具有抗调节细胞的相应的较大的效应。显然地优选的是在当抗调节细胞的效应与抗效应细胞的效应的比率最大时给药。
本发明的一些方面依赖于在为效应细胞选择前减少肿瘤负荷。存在许多通过切除调节细胞使效应细胞能被选择的途径。一条途径包括在通过技术例如但不限于放射疗法、化疗和手术减少肿瘤负荷后,大约当响应于效应细胞的基于肿瘤抗原的刺激的CD8+CD4-T细胞数目达到峰值时给予药物。另一条途径包括在通过技术例如但不限于放射疗法、化疗和手术减少肿瘤负荷后,大约当肿瘤数目减少且当响应于效应细胞的基于肿瘤抗原的刺激的调节细胞数目增加时给予药物。
在大多数情况下,药物被给予的时间点需要在患者癌症的不同阶段经验性地给予,因为他们的免疫响应动力学会变化。其它因素例如患者的一般健康状况和/或患者的遗传天性也会影响何时是给予药物的合适的时间。
在本领域中已知的技术可用来在肿瘤负荷减少后监测效应细胞的生长种群,或通过令患者与更多的肿瘤抗原接触来刺激免疫反应。例如,急性期蛋白例如c-反应性蛋白(例如在Price等,1987中公开的)的产生会指示存在对肿瘤抗原的免疫响应。
在本领域中已知的技术也能被用来在肿瘤负荷减少后监测调节细胞的生长种群,或通过令患者与更多的肿瘤抗原接触来刺激免疫反应。这些技术中的一些在下面讨论。
收集系列的血样并通过FACS分析定量地筛选所有CD4+亚型。需要维持这一FACS监测,直到调节细胞响应于肿瘤抗原开始同种细胞地扩张,无论此肿瘤抗原是通过肿瘤产生的或是给予患者的。监测调节细胞生长种群的其它可能分析法包括淋巴细胞增殖/激活分析法和各种细胞因子水平分析法(例如分析IL-4、IL-6或IL-10的方法)。
测定给药时间点的另一途径是监测肿瘤负荷。人们想象肿瘤负荷下降是由于效应细胞的活性,然而,调节细胞的随后的增加会下调效应细胞,导致肿瘤负荷下降缓慢。因此,大约可以在肿瘤负荷下降缓慢之前给予药物。在本领域中已知的技术,例如由肿瘤表达的标记RT-PCR或抗体的检测,可以用来测量这些情况下的肿瘤负荷。适合的肿瘤抗原标记分析法的例子包括,但不限于AFP(肝细胞癌和生殖细胞瘤的标记)、CA 15-3(包括乳腺癌的众多癌症的标记)、CA 19-9(包括胰腺癌和胆道肿瘤的众多癌症的标记)、CA 125(包括卵巢癌的各种癌症的标记)、降钙素(包括甲状腺髓样癌的各种肿瘤的标记)、儿茶酚胺和代谢物(嗜铬细胞瘤)、CEA(包括结肠直肠癌和其它胃肠癌症的各种癌症的标记)、hCG/βhCG(包括生殖细胞瘤和绒毛膜癌的各种癌症的标记)、尿中的5HIAA(类癌瘤综合症)、PSA(前列腺癌)、sertonin(类癌瘤综合症)和甲状腺球蛋白(甲状腺癌)。
监测可能需要频繁进行,例如频繁到每几小时,以确保选择给药的正确时间点。优选地,至少每48小时进行监测。更优选地,至少每24小时进行监测。
最理想地,持续进行监测以测定药物的效果。切除不足、调节细胞再度出现或肿瘤负荷增加意味着应当重复本发明的方法。这种治疗的重复周期会产生免疫记忆。因此,可能的是本发明以重复模式使用,会提供一些预防性保护效应。
C-反应性蛋白C-反应性蛋白(CRP)是重要的急性期反应蛋白,并且在急性期反应期间其在血清中的浓度会增加1000倍。CPR是由五个相同的亚单位构成的五聚体,每一个的分子量为约23,500。
CRP水平先前被显示为癌症重现的标记(Hosotsubo等2000;Mahmoud和Rivera,2002)。C-反应性蛋白的水平可以利用本领域已知的技术测定,这些技术包括但不限于在Senju等(1983),Price等(1987)和Eda等(1998)中公开的那些。
肿瘤抗原当在这里使用时,“抗原”是任何包含表位的多肽序列,其能够产生抗癌的免疫响应。优选地,抗原会包含对于癌细胞有高度选择性的序列。人们想象特定癌细胞能被表征并且产生能匹配癌症序列的抗原以便最大化产生有效免疫响应的可能。
能够引起抗癌细胞的免疫响应的抗原在本领域是公知的。特定的肿瘤抗原可以通过免疫系统被识别和靶向。这一特性可能是由于肿瘤组织的过表达。在普通组织中可以监测到这些抗原中的一些。被T细胞靶向的肿瘤抗原通常是细胞内加工的蛋白质,并且呈现作为被CD8+细胞毒性T淋巴细胞识别的在肿瘤MHC类I分子的沟中结合的短肽片断。仅存在肿瘤抗原不总是足以触发免疫响应。有时需要共刺激分子例如B7.1。一旦抗原特异性T细胞被刺激,它们能识别和破坏肿瘤。对于激活抗原特异性T细胞所需的环境是严格的,但是对于靶向肿瘤细胞和T细胞的基因操作是不限制的。
可以按照本领域已知的导致免疫响应的任何方式提供抗原。抗原可以是例如天然的、重组的或合成的。天然的抗原可以通过例如提供肿瘤细胞的细胞溶解产物来制备。
抗原可以作为在疫苗组合物中的分离的多肽被提供。在这一情况下,抗原可以从肿瘤细胞纯化,从重组细胞表达和分离,或利用肽合成仪合成产生。
疫苗疫苗可以从一种或多种抗原制备。包含抗原的疫苗的制备对于本领域技术人员是已知的。典型地,这种疫苗被制备为可注射的、或口服的,作为液体溶液或混悬液;也可以制备适合于在注射或口服前溶解入或混悬入液体的固体形式。制剂也可以是乳化的或包裹在脂质体中的蛋白质。抗原通常与载体/赋形剂混合,它们是可药用的和与活性成分相容的。适合的载体/赋形剂是例如水、盐水、右旋糖苷、甘油、乙醇等和它们的组合。
此外,如果需要,疫苗可以包括少量辅助的物质例如润湿剂或乳化剂、pH缓冲剂,和/或增强疫苗有效性的辅剂。
当在这里使用时,术语“辅剂”指非特异性地增强对抗原的免疫响应的物质。可能有效的辅剂的例子包括但不限于N-乙酰-胞壁酰-L-苏氨酰-D-异谷氨酰胺(thr-MDP)、N-乙酰-正-胞壁酰-L-丙氨酰-D-异谷酰胺(CGP 11637,称作正-MDP),N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酰-D-异谷氨酰基-L-丙氨酸-2-(1′-2′-二棕榈酰-sn-甘油-3-羟基磷酰氧基)-乙胺(CGP 19835A,称作MTP-PE)和RIBI,其在2%角鲨烯/吐温80乳剂中包含三种提取自细菌、单磷酰脂质A,海藻糖二真菌酯(trehalose dimycolate)和细胞壁骨架(MPL+TDM+CWS)的成分。辅剂的进一步的例子包括氢氧化铝、磷酸铝、硫酸钾铝(明矾)、细菌性内毒素、脂质X、小棒状杆菌(Propionobacteriumacnes)、百日咳杆菌、多核糖核苷酸、海藻酸钠、羊毛脂、溶血卵磷脂、维生素A、皂角甙、脂质体、左旋咪唑、二乙氨乙基右旋糖苷、嵌段共聚物或其它合成的辅剂。这些辅剂可以从不同的来源商购得到,例如MerckAdjuvant 65(Merck and Company,Inc.,Rahway,N.J.)或Freund′s Incomplete Adjuvant和Complete Adjuvant(DifcoLaboratories,Detroit,Michigan)。
抗原和辅剂的比例可以在一个宽范围上变化,只要它们都以有效量存在。例如氢氧化铝可以按照占疫苗混合物(基于Al2O3)约0.5%的量存在。方便地,疫苗被制成包含抗原多肽的最终浓度在0.2-200μg/ml范围内,优选5-50μg/ml,最优选15μg/ml。
在制成制剂后,疫苗可以被装入无菌容器,然后将此容器密封并储存在低温,例如4℃,或者其可以冷冻干燥。冷冻干燥允许以稳定形式长期储存。
疫苗被方便地胃肠外给予,通过注射,例如皮下或肌内注射。适于其它给药方式的另外的制剂包括栓剂,和在某些情况下,口服制剂。对于栓剂,传统的粘合剂和载体可以包括,例如聚烯基乙二醇或甘油三酯;这种栓剂可以从含有0.5%-10%,优选1%-2%的活性成分的混合物形成。口服制剂包括这种通常使用的赋形剂如,例如药用等级的甘露醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、纤维素、碳酸镁等。这些组合物采用溶剂、混悬剂、片剂、丸剂、胶囊、缓释制剂或粉剂形式,并包含10%-95%的活性成分,优选25%-70%。其中疫苗组合物是冻干的时,冻干的物质可以在给药前重新配制,例如作为混悬液。重新配制优选在缓冲液中完成。
可以提供带有肠溶衣的对患者口服给药的胶囊、片剂和丸剂,肠溶衣包括例如Eudragit″S″、Eudragit″L″、醋酸纤维素、醋酞纤维素或羟丙甲基纤维素。
DNA接种DNA接种包括在体内直接向患者的组织引入编码抗原的DNA来通过患者的组织细胞表达抗原。这种疫苗在这里称作“DNA疫苗”或“基于核苷酸的疫苗”。DNA疫苗在US 5,939,400、US 6,110,898、WO95/20660和WO 93/19183中有描述,这些公开文献在此被全文引入作为参考。已经在众多实验系统中证明了编码抗原以引发保护免疫响应的直接注射的DNA的能力(例如见Conry等,1994;Cardoso等,1996;Cox等,1993;Davis等,1993;Sedegah等,1994;Montgomery等,1993;Ulmer等,1993;Wang等,1993;Xiang等,1994;Yang等,1997)。
迄今为止,大部分在哺乳动物系统中的DNA疫苗依赖于来自细胞巨化病毒(CMV)的病毒启动子。它们在许多哺乳动物物种的肌肉和皮肤接种中有良好的功效。影响通过DNA免疫法引发的免疫响应的已知因素是DNA传输方法,例如肠胃外途径会产生低速率的基因转移并且产生相当大的基因表达变异性(Montgomery等,1993)。利用基因枪高速度地接种质粒增强了小鼠的免疫响应(Fynan等,1993;Eisenbraun等,1993),大概是因为DNA转染的较高的效率和通过树状突细胞的更有效的抗原表达。包含本发明的基于核苷酸的疫苗的载体也可以通过其它本领域已知的方法被引入需要的宿主,例如转染、电穿孔、显微注射、转导、细胞融合、二乙氨乙基右旋糖苷、磷酸钙沉淀、脂转染(溶酶体融合)或DNA载体运载体。
来自转基因植物的疫苗产生抗原性多肽的转基因植物可以利用本领域公知的方法构建。目前正在开发对于动物和人类病原体的许多植物衍生的可食用的疫苗(Hood和Jilka,1999)。免疫响应也可来自用产生病毒样颗粒(VLPs)的转基因植物产生的口服免疫。已经有人指出这些VLPs或嵌合体病毒的微粒形式会导致抗原在胃中的更大的稳定性,有效地增加在肠中摄取可用的抗原的量(Mason等1996,Modelska等1998)。
实施例实施例1人类恶性间皮细胞瘤是石棉诱导的、难以治愈的肿瘤,其尤其具有预后不良。从诊断到死亡的平均时间只有八个月(Musk和Woodward,1982)。西澳大利亚大学医学部的研究者开发了鼠类模型以进一步研发适合的介入(Davies等,1992)。鼠类肿瘤显示与人类临床表现一致的形态学特征、分布和在体腔内扩散的模式。
第0天被定义为肿瘤细胞接种日,用1×106AE 17细胞皮下接种。AE 17肿瘤细胞系来源于C57/B16小鼠并被接种回相同的菌株。这一点今后将被称作肿瘤激发。每组5只的三组小鼠都以此方式被激发。随后,在肿瘤激发后第14天,第一组小鼠被给予单ip剂量的长春碱(Vb),6mg/kg体重(Vb 19/11/01组)。第二组的5只小鼠在下一天被相似地处理;肿瘤激发后第15天(Vb 20/11/01)。第三组不接受yb治疗(未治疗/对照组)。
从第14天起用测径器进行肿瘤测量(直角测量2个直径,以mm计)。然后将这两个直径相乘以给出mm2值,从过去的经验已知其与肿瘤体积和肿瘤质量都相关。从这一实验得到的数据列在表1和图1中。
很明显在激发后第14天接受单Vb治疗的小鼠得到了很好的保护以避免肿瘤发展。相反,对照和第15天Vb治疗组在五分之四的小鼠中显示显著的肿瘤发展。来自于此的数据显示Vb治疗显示狭窄的治疗窗且在这一时间点有80%的效果。
表1治疗 动物#19-Nov20-Nov23-Nov26-Nov29-Nov 30-Nov 3-Dec5-Dec 7-Dec24#15#19#21#24#25#24#30#37#Vb19/11/01 1 4 0.5 0 0.5 0 000 0第14天 2 4 0.5 2 0.5 6 10.5 0 03 4 0.5 1 1 4 0.5 4070704 4 0 0 0 0 000 05 0.5 0 0.5 0 0 000 03.5 0.5 0.7 0.4 2 0.3 0.1 14 14Vb20/11/01 1 0.5 1 4 9 1620 42 56 81第15天 2 0.5 0.5 0.5 0.53 0.5 0 0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.54 4 0.5 0.5 8 2530 5690905 9 0.5 0 0.5 12259090902.9 0.5 1 3.7 13.4 18.9 47.1 59.165.4未处理 1 0.5 0.5 0.5 1 3020 42 22 22对照 2 0.5 0 0 2 6 20 20 42 1003 40 0.5 0 0 000 04 40.5 1 4 2030 4220225 41 9 1240368484842.6 0.4 2.2 3.8 15.2 21.237.66374.6实施例2使有与癌症相关的PSA升高的前列腺癌患者接受包括环磷酰胺的标准化疗疗法(例如,如Casciato和Lowitz描述的,1995)。一完成化疗就监测患者的PSA标记。这种监测优选应该在化疗完成后至少每24小时进行,并持续至少一个月。
如果PSA标记水平开始增加,显然是化疗没有完全成功。持续监测PSA水平直到PSA的水平减少。这表明效应细胞开始控制新的癌细胞。大约在这一点以标准剂量例如3-4mg/m2静脉给予患者长春碱(Casciato和Lowitz,1995)。长春碱会靶向分裂细胞,例如调节细胞,其开始同种细胞地扩张以控制效应细胞水平。
进一步监测患者的PSA水平以确保癌症被控制。如果需要,重复治疗。
实施例3使具有与癌症相关的CA15-3(多形态上皮粘蛋白的表位)水平升高的乳腺癌患者接受手术以尝试除去肿瘤。一完成化疗就监测患者的CA 15-3标记。这种监测优选应该在手术后至少每24小时进行,并持续至少一个月。
如果CA 15-3标记水平开始增加,显然通过手术没有除去所有的肿瘤细胞。持续监测CA 15-3水平直到CA 15-3的水平减少。这表明效应细胞开始控制新的癌细胞。然后使患者接受放射治疗以靶向分裂细胞,例如向整个乳腺提供巨电压γ辐射(大约4500-5000cGy)(Casciato和Lowitz,1995)进一步监测患者的CA 15-3水平以确保癌症被控制。如果需要,重复治疗。
实施例4使急性成淋巴细胞性白血病患者接受包括长春新碱和强的松的标准化疗疗法(Casciato和Lowitz,1995)。化疗一完成,就大体如Price等的描述(1987)监测患者的c-反应性蛋白水平。这种监测优选应该在化疗完成后至少每24小时进行,并持续至少一个月。
如果c-反应性蛋白水平开始增加,其指示患者免疫系统对抗原有了免疫响应,并且通过化疗没有根除所有癌细胞。自然,患者应被检查任何会促使c-反应性蛋白水平增加的病症,例如病毒或细菌感染。如果没有这种病症,持续监视c-反应性蛋白的水平,直到c-反应性蛋白的水平达到峰值并开始减少。这指示效应细胞开始控制新的癌细胞。在这一点以标准剂量例如300mg给予患者至少靶向部分调节细胞种群的抗-CD4+抗体。
进一步监测患者的c-反应性蛋白水平以确保癌症被控制。如果需要,重复治疗。
实施例5检验黑素瘤患者的MAGE-3,其在大约76%的黑素瘤患者中表达。如果检测到了MAGE-3表达,大体如Coulie等的描述(2001)给患者注射在疫苗组合物中的适合的MAGE-3肽。
然后监测患者的CD8+CD4-T细胞数目,优选至少每24小时一次持续至少一个月。大约当响应于效应细胞的基于肿瘤抗原刺激的CD8+CD4-T细胞数目达到峰值时,以标准剂量例如3-4mg/m2静脉内给予患者长春碱。长春碱会靶向分裂细胞,例如调节细胞,其同种细胞地扩张以控制效应细胞水平。
进一步监测患者的癌细胞,例如利用S100蛋白作为标记(Casciato和Lowitz,1995)。如果进一步检测到黑素瘤细胞,可以重复治疗。
有经验的阅读者会意识到这一点,即通常被用来减少肿瘤负荷、靶向调节细胞和确定给药时间点的一般方法对于任何给定的治疗是典型可互换的。自然,标准技术例如化疗、放射疗法、手术和治疗细胞标记检测,优选地如已经在本领域中使用的进行(例如见Casciato和Lowitz,1995)。
本领域技术人员会理解,可以对本发明做大量的改变和/或修正,如在特定具体实施方案中显示的,而不偏离如广义描述的本发明的精神和范围。因此,本发明的这些实施方案应从各方面被认为是例证性而不是限制性的。
所有上面讨论的出版物都被全文引入此处。
包括在本说明书中的对文献、行为、材料、装置、物品或类似物的任何讨论仅是为了提供本发明背景的目的。不应认为任何或所有这些内容形成现有技术的部分或成为相应于本发明的领域的常识,仅因为其存在于本申请各权利要求的优先权日之前。
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权利要求
1.治疗哺乳动物患者癌症的方法,此方法包括i)减少患者的肿瘤负荷,ii)使定向抗肿瘤抗原的效应细胞的数目和/或活性响应于效应细胞的基于肿瘤抗原的刺激而增加,并且iii)随后给予患者抑制调节细胞产生、限制其功能和/或破坏调节细胞的药物,其中选择给予药物的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
2.权利要求1的方法,其中监测患者的c-反应性蛋白水平的波动以决定何时给予药物。
3.权利要求2的方法,其中当c-反应性蛋白的水平开始降低的时候给予药物。
4.权利要求1的方法,其中大约当在步骤i)后响应于效应细胞的基于肿瘤抗原的刺激的CD8+CD4-T细胞数目达到峰值时给予药物。
5.权利要求1的方法,其中大约当肿瘤细胞数目下降且当调节细胞数目增加时给予药物。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法,其中通过手术除去至少一些癌细胞来减少患者的肿瘤负荷。
7.根据权利要求1-5中任一项的方法,其中通过给予抗癌化合物来减少肿瘤负荷。
8.权利要求7的方法,其中抗癌化合物是长春碱或去水长春碱。
9.根据权利要求1-5中任一项的方法,其中通过使患者接受放射疗法来减少肿瘤负荷。
10.根据权利要求1-9中任一项的方法,其中此方法进一步包括在步骤i)后给予通过患者的肿瘤细胞产生的抗原。
11.治疗哺乳动物患者癌症的方法,此患者已经接触过抗癌化合物,或已经通过手术除去了至少部分肿瘤或已经接受过放射治疗,此方法包括给予患者抑制调节细胞产生、限制其功能、和/或破坏调节细胞的药物,其中选择给予药物的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
12.治疗哺乳动物患者癌症的方法,此方法包括i)给予肿瘤抗原,其导致定向抗肿瘤抗原的效应细胞的数目增加和/或活化效应细胞,和ii)随后给予患者抑制调节细胞产生、限制其功能、和/或破坏调节细胞的药物,其中选择给予药物的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
13.权利要求12的方法,其中监测患者的c-反应性蛋白水平的波动以决定何时给予药物。
14.权利要求13的方法,其中当c-反应性蛋白的水平开始减少的时候给予药物。
15.权利要求12的方法,其中大约当响应于肿瘤抗原的给予的CD8+CD4-T细胞数目达到峰值时给予药物。
16.权利要求12的方法,其中大约当在给予肿瘤抗原后肿瘤细胞的数目开始稳定或减少时给予药物。
17.权利要求12的方法,其中大约当在给予肿瘤抗原后循环的肿瘤抗原的数目开始稳定或减少时给予药物。
18.根据权利要求12-17中任一项的方法,其中通过给予包含肿瘤抗原和可药用载体的疫苗组合物来提供给患者抗原。
19.权利要求18的方法,其中疫苗组合物进一步包含辅剂。
20.根据权利要求12-17中任一项的方法,其中通过给予编码抗原的DNA疫苗来提供给患者抗原。
21.根据权利要求12-17中任一项的方法,其中通过食用表达抗原的转基因植物来提供给患者抗原。
22.根据权利要求1-21中任一项的方法,其中药物选自抗增殖药物、辐射和抑制调节细胞下调活性的抗体。
23.权利要求22的方法,其中抗体是抗-CD4+。
24.根据权利要求1-23中任一项的方法,其中方法重复至少一次。
25.根据权利要求1-24中任一项的方法,其中哺乳动物患者是人。
26.抑制调节细胞产生、限制其功能、和/或破坏调节细胞的药物在制备给予患癌症的哺乳动物患者的药物中的应用,其中在患者的肿瘤负荷已经减少后给予药物,其使得定向抗肿瘤抗原的效应细胞的数目和/或活性响应于效应细胞的基于肿瘤抗原的刺激而增加,并且其中选择给予药物的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
27.抗癌化合物在制备给予患癌症的哺乳动物患者的药物中的应用,其中抗癌化合物减少肿瘤负荷,其使得定向抗肿瘤抗原的效应细胞的数目和/或活性响应于效应细胞的基于肿瘤抗原的刺激而增加,并且其中随后给予患者抑制调节细胞产生、和/或破坏调节细胞的药物,并且其中选择给予药物的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
28.抑制调节细胞产生、限制其功能、和/或破坏调节细胞的药物在制备给予患癌症的哺乳动物患者的药物中的应用,其中哺乳动物患者已经接触过抗癌化合物,或已经通过手术至少部分地除去了肿瘤,或已经接受了放射疗法,并且其中选择给予药物的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
29.抑制调节细胞产生、限制其功能、和/或破坏调节细胞的药物在制备给予患癌症的哺乳动物患者的药物中的应用,其中患者已经被预先给予了肿瘤抗原,其使得定向抗肿瘤抗原的效应细胞的数目和/或活性增加,并且其中选择给予药物的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
30.肿瘤抗原在制备给予产生肿瘤抗原的患癌症的哺乳动物患者的药物中的应用,其中肿瘤抗原导致定向抗肿瘤抗原的效应细胞的数目和/或活性增加,并且其中患者被随后给予抑制调节细胞产生、限制其功能、和/或破坏调节细胞的药物,并且其中选择给予药物的时间,使得效应细胞的活性不会显著地降低。
全文摘要
本发明提供治疗癌症患者的方法。此方法依赖于对在“调节”或“抑制”细胞下调靶向肿瘤细胞的免疫细胞的活性前,靶向肿瘤细胞(“效应细胞”)的免疫系统的细胞同种细胞地扩张的观察。此处提供在治疗癌症中刺激效应细胞产生的方法,并且也提供抑制调节细胞产生、限制其功能,和/或破坏调节细胞的方法。
文档编号A61K48/00GK1646155SQ03808204
公开日2005年7月27日 申请日期2003年2月14日 优先权日2002年2月14日
发明者M·L·阿什当 申请人:免疫援助有限公司
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