专利名称：α-半乳糖基神经酰胺类似物以及它们作为免疫疗法、佐剂和抗病毒剂、抗细菌剂和抗癌剂 ...的制作方法
技术领域：
本公开内容涉及α -半乳糖基神经酰胺(α -GalCer)类似物以及它们作为免疫疗法、佐剂和抗病毒剂、抗细菌剂和抗癌剂的应用。
背景技术：
天然杀伤T细胞(NKT)代表具有独特性质的T淋巴细胞的亚群，所述独特性质包括对由CDld呈递的天然的或合成的糖脂的反应性和不变的T细胞抗原受体(TCR) α链的表达。NKT与功能上分化的常规α β T细胞的不同之处在于，它们具有两种天然杀伤细胞的性质，且T细胞在用它们的配体刺激后可以快速地产生ThI-型和Τη2_型应答(先天免疫)。 NKT的活化可以自相矛盾地导致免疫应答的抑制或刺激。例如，认为ThI细胞因子的产生会促进具有抗肿瘤、抗病毒/抗细菌和佐剂活性的细胞免疫，而认为Τη2细胞因子产生会抑制自身免疫病和促进抗体产生。因为NKT在免疫系统中起调节作用，它们是免疫疗法的有吸引力的靶标。
发明内容
在一个示例性的实施方案中，通过使用粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子 (GM-CSF)，可以刺激树突细胞(DC)发育，或在另一个示例性的实施方案中，通过使用白介素(IL)-3，其在另一个示例性的实施方案中可以增强树突细胞存活。在一个示例性的实施方案中，在本公开内容的方法中使用的树突细胞可以表达髓细胞样标记，例如，举例来说CDllc，或在另一个示例性的实施方案中，IL-3受体-a (IL-3Ra)链(⑶123)。在另一个示例性的实施方案中，所述树突细胞可以产生I型干扰素(IFN)。在一个示例性的实施方案中，在本公开内容的方法中使用的树突细胞表达共刺激分子。在另一个示例性的实施方案中，在本公开内容的方法中使用的树突细胞可以表达额外的粘附分子，它们在一个实施方案中可以用作额外的共刺激分子，或在另一个实施方案中，用于在体内将树突细胞靶向特定部位(当通过本公开内容的方法递送时，如在下文中进一步描述的)。在一个示例性的实施方案中，在本公开内容的方法中使用的树突细胞可以表达 ⑶83，即增加自身抗原(诸如DEC-205/⑶20 的摄取的胞吞受体，在一个实施方案中，或 DC-LAMP(⑶208)细胞表面标记，或在另一个实施方案中，不同水平的呈递抗原的MHC I和 II类产物，或在另一个实施方案中，辅助(粘附和共刺激)分子，包括CD40、CD54、CD58或 CD86，或它们的任意组合。在另一个实施方案中，所述树突细胞可以表达不同水平的CD115、CD14、CD68 或 CD32。在一个示例性的实施方案中，将成熟的树突细胞用于本公开内容的方法中。在一个实施方案中，术语“成熟的树突细胞”是指具有减少的⑶115、⑶14、⑶68或⑶32表达的树突细胞群体，或在另一个实施方案中，是指具有增强的CD86表达的细胞群体，或它们的组合。在另一个实施方案中，成熟的树突细胞表现出p55、⑶83、⑶40或⑶86中的一种或多种或它们的组合的增加的表达。在另一个实施方案中，在本公开内容的方法中使用的树突细胞会在它们的表面上表达DEC-205受体。在另一个实施方案中，树突细胞的成熟可以如下实现通过例如，⑶40连接，CpG寡脱氧核糖核苷酸添加，IL-U TNF α或TOLL样受体配体的连接，细菌脂聚糖或多糖添加，或诸如TRAF-6或NF-K B等细胞内途径的活化。在一个示例性的实施方案中，诱导树突细胞成熟可以与预先选择的抗原的胞吞受体递送相组合。在一个实施方案中，抗原的胞吞受体递送可以是通过使用DEC-205受体来进行。在一个示例性的实施方案中，可以例如通过检测下述的一项或多项，证实树突细胞的成熟状态1)ρ55、⑶83、CD40或⑶86抗原中的一种或多种的表达的增加；2)CD115、 CD14、CD32或CD68抗原的减少；或3)通过本领域众所周知的方法，例如，免疫组织化学、 FACS分析等，在去除促进PBMC成熟为未成熟的树突细胞的细胞因子后，特征在于增加的粘附和遮蔽物(veil)的损失的巨噬细胞表型回复。在一个实施方案中，NKT增殖响应于呈递抗原而变化。在一个实施方案中，将本公开内容的α -GalCer类似物提供在培养物中，同时使树突细胞接触ΝΚΤ。在另一个实施方案中，使已经加工抗原的树突细胞接触NKT。在一个示例性的实施方案中，术语“接触靶细胞”在本文中是指将细胞直接和间接暴露于指示的物质。在一个实施方案中，NKT与本公开内容的α -GalCer类似物、细胞因子、 生长因子、树突细胞或它们的组合的接触是直接的或间接的。在一个实施方案中，接触细胞可以包括通过本领域众所周知的任意方式诸如显微注射来直接注射细胞。在另一个实施方案中，也预见到，间接地供给细胞，诸如通过在围绕细胞的培养基中提供，或通过本领域众所周知和下面描述的任意途径施用给受试者。用抗原激发树突细胞的方法是本领域技术人员众所周知的，且可以如例如Hsu等人，Nature Med. 2 :52-58(1996)或 Meinman 等人国际申请 PCT/US93/03141 所述来实现。在一个实施方案中，将α-GalCer类似物施用给受试者，且在另一个实施方案中， 使其靶向树突细胞，其中在体内发生摄取(对于下文所述的方法)。在一个实施方案中，α-GalCer类似物摄取和加工可以发生在M小时内，或在另一个实施方案中，可能需要更长的时间段，例如，举例来说，长达且包括4天，或在另一个实施方案中，可能需要更短的时间段，例如，举例来说，约1-2小时的时间段。在另一个实施方案中，在本公开内容的方法中由树突细胞增殖的NKT相对于所述树突细胞是自体的、同基因的或异基因的。在一个实施方案中，NKT可以用于以疾病特异性的方式调节免疫应答。应当理解， 任意免疫应答，其中希望增强细胞因子产生或引起特定的细胞因子分布(profile)，包括干扰素-Y、白介素-2和/或白介素_4，因而可以使用本公开内容的NK T细胞，并代表本公开内容的一个实施方案。
在另一个实施方案中，本公开内容的方法可以另外包括下述步骤用额外的树突细胞和本公开内容的α -GalCer类似物培养事先分离的NKT —段时间，导致进一步的NKT 增殖、细胞因子产生或它们的组合。在另一个实施方案中，本公开内容提供了在受试者中延迟发作、减小发病率或抑制疾病的方法，所述方法包括下述步骤在培养物中使NKT接触树突细胞和本公开内容的 α -GalCer类似物一段时间，导致NKT增殖、细胞因子产生或它们的组合，并将这样得到的 NKT施用给所述受试者，其中所述NKT在受试者中延迟发作、减小发病率或抑制疾病，由此在受试者中延迟发作、减小发病率或抑制疾病。在一个示例性的实施方案中，在本公开内容中施用给受试者的细胞可以提供在组合物中。在一个实施方案中，可以肠胃外地或静脉内地施用这些组合物。在一个实施方案中，用于施用的组合物可以是无菌溶液，或在其它实施方案中，是水性的或非水性的悬浮液或乳剂。在一个实施方案中，所述组合物可以包含丙二醇、聚乙二醇、可注射的有机酯(例如油酸乙酯)或环糊精。在另一个实施方案中，所述组合物也可以包含润湿剂、乳化剂和/ 或分散剂。在另一个实施方案中，所述组合物也可以包含无菌水或任何其它无菌的可注射介质。在另一个实施方案中，对于本文所述的某些方法(其中希望刺激免疫应答，如下文进一步描述的)，所述组合物可以包含本领域技术人员众所周知的佐剂(例如，维生素C、抗氧化剂等)。在一个示例性的实施方案中，本公开内容提供了由式1的结构表示的化合物
权利要求
1. 一种组合物，其包含有效量的由式1的结构表示的疫苗佐剂化合物 (1)或其药学上可接受的盐；和疫苗试剂。
2.权利要求1的组合物，其中所述疫苗试剂选自杀死的微生物、活的减毒病毒微生物、类毒素、灭活的或减毒的微生物的片段、DNA和独特标记(例如蛋白、糖蛋白、糖)或癌症细胞或微生物上的标记的组合。
3.权利要求1的组合物，其中通过皮下施用、静脉内施用、鼻内施用、肌肉内施用或口服施用，给受试者施用所述组合物。
4.权利要求1的组合物，其中所述组合物引起针对H5W流感病毒的中和效力。
5.权利要求4的组合物，其中所述H5N1流感病毒是野生型H5W流感病毒(E319)、 TK05、VN1194、ID05 和 Anhui05 中的至少一种。
6.权利要求1的组合物，其中所述疫苗试剂是PCHA5和pCHA5-II中的至少一种。
7.权利要求1的组合物，其中所述组合物实现促炎症细胞因子、T辅助I型和II型细胞因子和参与细胞增殖和趋化性的趋化因子中的至少一种的更高的产生。
8.权利要求1的组合物，其中所述组合物可有效地增加下述至少一种细胞因子表达 IL-2、IL-5、IL-13、RANTES, MIP-I α、MIP-I β、KC、IL-I β、IL—17、IL_12p40、G-CSF 禾口 IFN- γ ο
9.一种用于抗肿瘤免疫疗法的药物组合物，其包含有效量的由式1的结构表示的化合物(1)或其药学上可接受的盐。
10.权利要求9的药物组合物，其中所述化合物的施用是基于至少一种癌症、增加的癌症或癌变前预兆的风险。
11.权利要求9的药物组合物，其中所述化合物的施用在至少一种肿瘤和癌症细胞中引起应答。
12.权利要求11的药物组合物，其中所述引起的应答是肿瘤生长的减慢。
13.权利要求11的药物组合物，其中所述引起的应答是肿瘤尺寸的减小。
14.权利要求9的药物组合物，其中所述化合物的施用是作用于包含细胞群体的适应性免疫系统，所述群体包括至少一种淋巴细胞，且其中引起的应答是适应性免疫系统中的细胞群体的增殖。
15.权利要求14的药物组合物，其中所述适应性免疫系统中的细胞群体的增殖包括T 细胞、CD8T细胞、NK细胞或NKT细胞的数目的增加。
16.权利要求9的药物组合物，另外包含其中加入了所述化合物的癌症疫苗。
17.权利要求10的药物组合物，其中所述癌症选自肺癌、乳腺癌、肝细胞瘤、白血病、 实体瘤和癌。
18.一种用于治疗或预防病毒或细菌感染的药物组合物，其包含 有效量的由式1的结构表示的化合物(1)药学上可接受的载体；其中所述化合物当施用给具有包括细胞群体的适应性免疫系统的受试者时，所述细胞群体包括至少一种淋巴细胞和至少一种抗原呈递细胞，在化合物和抗原呈递细胞之间形成复合体，其中复合体的形成导致淋巴细胞上的受体的活化，以产生细胞因子应答。
19.权利要求18的药物组合物，其中所述细胞因子应答是ThI-型细胞因子应答，其产生ThI细胞因子。
20.权利要求19的药物组合物，其中所述ThI细胞因子选自IFN-y、IL-Iβ、IL-2、 IL-3、IL-8、IL-12、IL-15、TNF-a、GM-CSF、RANTES、ΜΙΡ—1 α 禾PMCP—1。
21.权利要求18的药物组合物，其中所述细胞因子应答是TH2-型细胞因子应答，其产生TH2细胞因子。
22.权利要求21的药物组合物，其中所述TH2细胞因子选自IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、 IL-13、RANTES、MIP-I α 和 MCP-1。
23.权利要求18的药物组合物，其中通过皮下施用、静脉内施用、鼻内施用、肌肉内施用或口服施用来施用所述化合物。
24.权利要求18的药物组合物，其中所述至少一种淋巴细胞是T淋巴细胞。
25.权利要求M的药物组合物，其中所述T淋巴细胞是天然杀伤T细胞。
26.权利要求25的药物组合物，其中所述天然杀伤T细胞是不变的天然杀伤T细胞。
27.权利要求18的药物组合物，其中所述至少一种抗原呈递细胞是树突细胞。
28.权利要求27的药物组合物，其中所述树突细胞是未成熟的或成熟的树突细胞。
29.权利要求18的药物组合物，其中所述化合物与抗原呈递细胞上的CDl分子形成复合体。
30.权利要求四的药物组合物，其中所述⑶1分子是⑶Id分子。
31.权利要求对的药物组合物，其中所述T淋巴细胞上的受体是T细胞受体。
32.权利要求18的药物组合物，其中所述化合物刺激至少一种其它的淋巴细胞，以产生细胞因子应答。
33.权利要求32的药物组合物，其中所述至少一种其它的淋巴细胞是T辅助细胞。
34.权利要求18的药物组合物，其中所述化合物的施用导致受试者的适应性免疫系统中的细胞群体的增殖。
35.权利要求19的药物组合物，其中所述受试者遭受癌症或传染病。
36.权利要求21的药物组合物，其中所述受试者遭受自身免疫病。
37.权利要求18的药物组合物，其中所述受试者遭受荚膜鞘氨醇单胞菌 (Sphingomonas capsulata)、El HSfUtfe^fili求lif (Staphylococcus aureus)禾口流感中的至少一种。
38.一种组合物，其包含有效量的由式2的结构表示的疫苗佐剂化合物 (2)
39.权利要求38的组合物，其中所述疫苗试剂选自杀死的微生物、活的减毒病毒微生物、类毒素、灭活的或减毒的微生物的片段、DNA和独特标记(例如蛋白、糖蛋白、糖)或癌症细胞或微生物上的标记的组合。
40.权利要求38的组合物，其中通过皮下施用、静脉内施用、鼻内施用、肌肉内施用或口服施用，给受试者施用所述组合物。
41.权利要求38的组合物，其中所述疫苗试剂是pCHA5和pCHA5-II中的至少一种。
42.一种用于抗病毒疗法的药物组合物，其包含 有效量的由式2的结构表示的化合物(2)
43.权利要求42的药物组合物，其中所述受试者遭受病毒感染。
44.权利要求43的药物组合物，其中所述病毒感染是日本脑炎病毒和流感中的至少一种。
45.权利要求42的药物组合物，其中所述受试者遭受细菌感染。
46.权利要求45的药物组合物，其中所述细菌感染是荚膜鞘氨醇单胞菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌(Klebsiella Pneumoniae)中的至少一种。
47.一种组合物，其包含有效量的由式3的结构表示的疫苗佐剂化合物 (3)
48.权利要求47的组合物，其中所述疫苗试剂选自杀死的微生物、活的减毒病毒微生物、类毒素、灭活的或减毒的微生物的片段、DNA和独特标记(例如蛋白、糖蛋白、糖)或癌症细胞或微生物上的标记的组合。
49.权利要求47的组合物其中通过皮下施用、静脉内施用、鼻内施用、肌肉内施用或口服施用，给受试者施用所述组合物。
50.一种用于抗感染疗法的药物组合物，其包含 有效量的由式3的结构表示的化合物(3)
51.权利要求50的药物组合物，其中所述受试者遭受病毒感染。
52.权利要求51的药物组合物，其中所述病毒感染是日本脑炎病毒和流感中的至少-中禾
53.权利要求50的药物组合物，其中所述受试者遭受细菌感染。
54.权利要求53的药物组合物，其中所述细菌感染是荚膜鞘氨醇单胞菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌中的至少一种。
55.一种合成由式1的结构表示的化合物的方法 (1)
56. 一种增强对疫苗试剂的免疫应答的方法，其包括 施用有效量的由式1的结构表示的化合物 (1)
57.权利要求56的方法，其中所述疫苗试剂选自杀死的微生物、活的减毒病毒微生物、类毒素、灭活的或减毒的微生物的片段、DNA和独特标记(例如蛋白、糖蛋白、糖)或癌症细胞或微生物上的标记的组合。
58.权利要求56的方法，其中通过皮下施用、静脉内施用、鼻内施用、肌肉内施用或口服施用，给受试者施用所述化合物。
59.权利要求56的方法，其中所述化合物和疫苗试剂引起针对H5W流感病毒的中和效力。
60.权利要求59的方法，其中所述H5W流感病毒是野生型H5W流感病毒(E319)、 TK05、VN1194、ID05 和 Anhui05 中的至少一种。
61.权利要求56的方法，其中所述疫苗试剂是pCHA5和pCHA5-II中的至少一种。
62.权利要求56的方法，其中所述化合物和疫苗试剂实现促炎症细胞因子、T辅助I型和II型细胞因子和参与细胞增殖和趋化性的趋化因子中的至少一种的更高的产生。
63.权利要求56的方法，其中所述化合物和疫苗试剂可有效地增加下述至少一种细胞因子表达IL-2、IL-5、IL-13、RANTES、MIP-I α、MIP-I β、KC、IL-1 β、IL-17、IL_12p40、 G-CSF 禾口 IFN- γ。
64.一种抗肿瘤免疫疗法的方法，其包括 施用有效量的由式1的结构表示的化合物 (1)
65.权利要求64的方法，其中所述施用是基于至少一种癌症、增加的癌症或癌变前预兆的风险。
66.权利要求64的方法，其中所述化合物的施用在至少一种肿瘤和癌症细胞中引起应答。
67.权利要求66的方法，其中所述引起的应答是肿瘤生长的减慢。
68.权利要求66的方法，其中所述引起的应答是肿瘤尺寸的减小。
69.权利要求64的方法，其中所述化合物的施用是作用于包含细胞群体的适应性免疫系统，所述群体包括至少一种淋巴细胞，且其中引起的应答是适应性免疫系统中的细胞群体的增殖。
70.权利要求69的方法，其中所述适应性免疫系统中的细胞群体的增殖包括T细胞、 CD8T细胞、NK细胞或NKT细胞的数目的增加。
71.权利要求64的方法，另外包括提供其中加入了所述化合物的癌症疫苗。
72.权利要求65的方法，其中所述癌症选自肺癌、乳腺癌、肝细胞瘤、白血病、实体瘤禾口癌。
73.—种通过活化细胞因子应答来治疗或预防受试者的病毒或细菌感染的方法，其包含给受试者施用有效量的化合物，其中所述受试者具有包括细胞群体的适应性免疫系统，所述群体包括至少一种淋巴细胞和至少一种抗原呈递细胞，以及其中所述化合物由式1的结构表示(1)
74.权利要求73的方法，其中所述细胞因子应答是ThI-型细胞因子应答，其产生ThI细胞因子。
75.权利要求74的方法，其中所述ThI细胞因子选自IFN-y、IL-Iβ、IL_2、IL_3、 IL-8、IL-12、IL-15、TNF-a 、GM-CSF、RANTES、MIP-1α 和 MCP-I。
76.权利要求73的方法，其中所述细胞因子应答是Th2-型细胞因子应答，其产生Th2细胞因子。
77.权利要求76的方法，其中所述TH2细胞因子选自IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-13、 RANTES、MIP-I α 禾口 MCP-1。
78.权利要求73的方法，其中通过皮下施用、静脉内施用、鼻内施用、肌肉内施用或口服施用来施用所述化合物。
79.权利要求73的方法，其中所述至少一种淋巴细胞是T淋巴细胞。
80.权利要求79的方法，其中所述T淋巴细胞是天然杀伤T细胞。
81.权利要求80的方法，其中所述天然杀伤T细胞是不变的天然杀伤T细胞。
82.权利要求73的方法，其中所述至少一种抗原呈递细胞是树突细胞。
83.权利要求82的方法，其中所述树突细胞是未成熟的或成熟的树突细胞。
84.权利要求73的方法，其中所述化合物与抗原呈递细胞上的CDl分子形成复合体。
85.权利要求84的方法，其中所述⑶1分子是⑶Id分子。
86.权利要求79的方法，其中所述T淋巴细胞上的受体是T细胞受体。
87.权利要求73的方法，另外包括刺激至少一种其它的淋巴细胞，以产生细胞因子应答。
88.权利要求87的方法，其中所述至少一种其它淋巴细胞是T辅助细胞。
89.权利要求73的方法，其中所述化合物的施用导致受试者的适应性免疫系统中的细胞群体的增殖。
90.权利要求74的方法，其中所述受试者遭受癌症或传染病。
91.权利要求76的方法，其中所述受试者遭受自身免疫病。
92.权利要求73的方法，其中其中所述受试者遭受荚膜鞘氨醇单胞菌、日本脑炎病毒、 金黄色葡萄球菌和流感中的至少一种。
93.一种增强对疫苗试剂的免疫应答的方法，其包括施用有效量的由式2的结构表示的化合物(
94.权利要求93的方法，其中所述疫苗试剂选自杀死的微生物、活的减毒病毒微生物、类毒素、灭活的或减毒的微生物的片段、DNA和独特标记(例如蛋白、糖蛋白、糖)或癌症细胞或微生物上的标记的组合。
95.权利要求93的方法其中通过皮下施用、静脉内施用、鼻内施用、肌肉内施用或口服施用，给受试者施用所述化合物。
96.权利要求93的方法，其中所述疫苗试剂是pCHA5和pCHA5-II中的至少一种。
97.一种抗病毒疗法的方法，其包括 施用有效量的由式2的结构表示的化合物 (2)
98.权利要求97的方法，其中所述受试者遭受病毒感染。
99.权利要求98的方法，其中所述病毒感染是日本脑炎病毒和流感中的至少一种。
100.权利要求97的方法，其中所述受试者遭受细菌感染。
101.权利要求100的方法，其中所述细菌感染是荚膜鞘氨醇单胞菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌中的至少一种。
102.一种增强对疫苗试剂的免疫应答的方法，其包括 施用有效量的由式3的结构表示的化合物
103.权利要求102的方法，其中所述疫苗试剂选自杀死的微生物、活的减毒病毒微生物、类毒素、灭活的或减毒的微生物的片段、DNA和独特标记(例如蛋白、糖蛋白、糖)或癌症细胞或微生物上的标记的组合。
104.权利要求102的方法，其中通过皮下施用、静脉内施用、鼻内施用、肌肉内施用或口服施用，给受试者施用所述化合物。
105.一种抗感染疗法的方法，其包括 施用有效量的由式3的结构表示的化合物 (3)
106.权利要求105的方法，其中所述受试者遭受病毒感染。
107.权利要求106的方法，其中所述病毒感染是日本脑炎病毒和流感中的至少一种。
108.权利要求105的方法，其中所述受试者遭受细菌感染。
109.权利要求108的方法，其中所述细菌感染是荚膜鞘氨醇单胞菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌中的至少一种。
全文摘要
本公开内容涉及合成的α-半乳糖基神经酰胺(α-GalCer)类似物，以及它们作为免疫疗法、佐剂和抗病毒剂、抗细菌剂和抗癌剂的用途。在一个方面，活化受试者中细胞因子应答的方法包括给受试者施用有效量的化合物，其中所述受试者具有包括细胞群体的适应性免疫系统，所述群体包括至少一种淋巴细胞和至少一种抗原呈递细胞，且其中所述化合物由式1的结构表示，或其药学上可接受的盐；在化合物和抗原呈递细胞之间形成复合体，其中复合体的形成导致淋巴细胞上的受体的活化；以及活化淋巴细胞以产生细胞因子应答。
文档编号A61K31/70GK102245204SQ200980138107
公开日2011年11月16日 申请日期2009年7月10日 优先权日2008年7月11日
发明者A·于, C-H·王, J-T·洪, J-T·简, K-H·林, Y·S·E·程, Y-J·常, Y-L·林 申请人:中央研究院