为个体化癌症疫苗选择新抗原的制作方法

背景技术：

1、癌症是全球死亡的主要病因，占全部死亡的四分之一。siegel等人，ca:a cancerjournal for clinicians，68:7-30(2018)。2018年有1810万新的癌症病例和960万癌症相关死亡。bray等人，ca:a cancer journal for clinicians，68(6):394-424。有许多现有的癌症护理疗法标准，包括消融技术(例如，外科手术和辐射)和化学技术(例如，化疗剂)。遗憾的是，此类疗法往往伴随着严重的风险、毒副作用和极高成本以及不确定的疗效。

2、癌症免疫疗法(例如，癌症疫苗)已作为有前景的癌症治疗方式出现。癌症免疫疗法的目标是利用免疫系统来选择性地消灭癌症但不损害正常组织。传统的癌症疫苗通常靶向肿瘤相关抗原。正常组织中通常会存在肿瘤相关抗原，但在癌症中过度表达。然而，由于这些抗原经常存在于正常组织中，因此免疫耐受会阻止免疫激活。与标准护理治疗相比，针对肿瘤相关抗原的若干临床试验未能证明持久有益的效果。li等人，ann oncol.，28(增刊12):xii11–xii17(2017)。

3、新抗原代表了癌症免疫疗法的有吸引力的靶标。新抗原是具有个体特异性的非自体蛋白质。新抗原来源于肿瘤细胞基因组中的随机体细胞突变并且不在正常细胞的表面上表达。id.由于新抗原只在肿瘤细胞上表达并且因此不诱导中枢免疫耐受，靶向癌症新抗原的癌症疫苗具有潜在的优点，包括中枢免疫耐受减弱和安全性提高。id.

4、癌症的突变形势很复杂并且肿瘤突变对于每个个体受试者来说通常是独特的。通过测序检测到的大多数体细胞突变均不会产生有效的新抗原。只有肿瘤dna或肿瘤细胞中的一小部分的突变以足够的准确性转录、翻译并处理成肿瘤特异性新抗原以设计出可能有效的疫苗。此外，并不是所有的新抗原均是免疫原性的。事实上，t细胞自发辨识内源性新抗原的比例为约1％至2％。参见karpanen等人，front immunol.，8:1718(2017)。此外，与生产新抗原疫苗相关联的成本和时间是巨大的。

5、因此，对用于免疫原性组合物的新抗原候选物进行高效而准确地预测、优先排序和选择仍是一项挑战。因此，对表征肿瘤基因组物质以识别新抗原、识别免疫系统靶向哪种新抗原并选择哪种可能适合于有效的免疫原性组合物的新抗原的综合方法的重大需求并未得到满足。

技术实现思路

1、本公开涉及一种从受试者的肿瘤选择一种或多种肿瘤特异性新抗原以用于受试者特异性免疫原性组合物的新型方法。本公开还涉及通过施用包含使用用于选择肿瘤特异性新抗原的新型方法选择的肿瘤特异性新抗原的免疫原性组合物来治疗有需要的受试者的癌症的方法，以及配制包含所选择的肿瘤特异性新抗原的免疫原性组合物的方法。所述方法通过从肿瘤获得序列数据来进行。使用所述序列数据获得表示一种或多种肿瘤特异性新抗原的多肽序列的数据。所述序列数据可为核苷酸序列数据、多肽序列数据、外显子组序列数据、转录物组序列数据或全基因组核苷酸序列数据。所述序列数据可为全外显子组序列数据、rna序列数据、全基因组序列数据或其组合。所述序列数据可为全外显子组序列数据、rna序列数据和全基因组序列数据的组合。

2、接着，将所述受试者的多肽序列和mhc分子输入到机器学习平台中。使用所述机器学习平台来识别肿瘤特异性新抗原是否是免疫原性的(例如，所述一种或多种肿瘤特异性新抗原将引发所述受试者的免疫应答)。基于这些预测，所述机器学习平台产生一种或多种肿瘤特异性新抗原将引发受试者的免疫应答的数值概率评分。

3、所述受试者的所述mch分子可为mhc i类分子和/或mhc ii类分子。编码一种或多种肿瘤特异性新抗原的所述多肽序列可能来自短多肽。短多肽通常呈递在mch i类分子上。替代地，编码一种或多种肿瘤特异性新抗原的所述多肽序列可能来自长多肽。

4、所述受试者的所述免疫应答可包括将一种或多种肿瘤特异性新抗原呈递到肿瘤细胞表面、通过肿瘤细胞上的一种或多种mhc分子呈递一种或多种肿瘤特异性新抗原、或能够通过抗原呈递细胞将一种或多种肿瘤特异性新抗原呈递到t细胞。

5、所述受试者的所述免疫应答可为cd4+介导应答或cd8+介导应答。通常，所述免疫应答是cd4+介导应答或cd8+介导应答。

6、相对于较低的数值概率评分，肿瘤特异性新抗原具有较高的数值概率评分指示肿瘤特异性新抗原将在受试者体内引发更大的免疫应答。

7、还将一种或多种肿瘤特异性新抗原在肿瘤中的rna表达(优选地mrna表达)量化以进一步识别充分地表达以在受试者体内引发免疫应答的一种或多种肿瘤特异性新抗原。接着，可任选地表征肿瘤克隆以确保肿瘤特异性新抗原代表了整个肿瘤的足够的分数(例如，基因多样性)。在实施方案中，合适的肿瘤特异性新抗原可代表约1％的肿瘤。在其他情况下，合适的肿瘤特异性新抗原可代表约5％的肿瘤。

8、使用这些参数来计算肿瘤特异性新抗原评分以得到一种或多种肿瘤特异性新抗原评分。使用所述肿瘤特异性新抗原评分来选择适合于配制受试者特异性免疫原性组合物的肿瘤特异性新抗原。相对于较低的肿瘤特异性新抗原评分来说，较高的肿瘤特异性新抗原评分指示新抗原具有更强的免疫原性，并且因此更有可能诱导强烈的免疫应答并引发稳定的治疗效果(即，更有可能适合于免疫原性组合物)。在实施方案中，选择至少约10种肿瘤特异性新抗原来配制受试者特异性免疫原性组合物。在实施方案中，选择至少约20种肿瘤特异性新抗原来配制受试者特异性免疫原性组合物。

9、本文公开的方法还可包括测量一种或多种肿瘤特异性新抗原诱导正常组织的自身免疫应答的能力。相对于不会诱导自身免疫应答的肿瘤特异性新抗原来说，诱导正常组织的自身免疫应答的肿瘤特异性新抗原将具有更低的肿瘤特异性新抗原评分。将不会选择诱导自身免疫应答的肿瘤特异性新抗原来用于免疫原性组合物。

10、配制的免疫原性组合物可包含至少约10种肿瘤特异性新抗原或至少约20种肿瘤特异性新抗原。肿瘤特异性新抗原可由短多肽或长多肽编码。免疫原性组合物可包含核苷酸序列、多肽序列、rna、dna、细胞、质粒、载体、树突状细胞或合成长肽。免疫原性组合物还可包含佐剂。

11、本公开还涉及治疗有需要的受试者的癌症的方法，所述方法包括施用个体化免疫原性组合物，所述个体化免疫原性组合物包含使用本文描述的方法选择的一种或多种肿瘤特异性新抗原。本文公开的方法可适于治疗任何数目种癌症。肿瘤可来自黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、肾癌、胃癌、结肠癌、睾丸癌、头颈癌、胰腺癌、脑癌、b细胞淋巴瘤、急性髓细胞性白血病、慢性髓细胞性白血病、慢性淋巴细胞白血病、t细胞淋巴细胞白血病、膀胱癌或肺癌。优选地，所述癌症是黑色素瘤、乳腺癌、肺癌和膀胱癌。

技术特征：

1.一种从受试者的肿瘤选择一种或多种肿瘤特异性新抗原以用于受试者特异性免疫原性组合物的方法，所述方法包括：

2.一种用于治疗有需要的受试者的癌症的方法，所述方法包括：

3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，所述方法还包括在步骤d)之前，对所述肿瘤的肿瘤克隆进行测序以识别代表足够分数的所述肿瘤的一种或多种肿瘤特异性新抗原。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述肿瘤特异性新抗原评分是基于步骤b)、步骤c)和对所述肿瘤克隆进行测序而计算。

5.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其中步骤b的编码一种或多种肿瘤特异性新抗原的所述多肽序列是来自短多肽。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述短多肽由mhc i类分子呈递。

7.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其中步骤b的编码一种或多种肿瘤特异性新抗原的所述多肽序列是来自长多肽。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述受试者的所述免疫应答包括将所述一种或多种肿瘤特异性新抗原呈递到肿瘤细胞表面。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述受试者的所述免疫应答包括由肿瘤细胞上的一种或多种mhc分子呈递所述一种或多种肿瘤特异性新抗原。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述受试者的所述免疫应答是cd4+介导应答。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述受试者的所述免疫应答是cd8+介导应答。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述受试者的所述免疫应答是cd4+介导应答或cd8+介导应答。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述受试者的所述免疫应答包括能够通过抗原呈递细胞将一种或多种肿瘤特异性新抗原呈递到t细胞。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中相对于较低的数值概率评分来说，肿瘤特异性新抗原具有较高的数值概率评分指示所述肿瘤特异性新抗原将在所述受试者体内引发较大的免疫应答。

15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述mhc分子是mhc i类分子和/或mhcii类分子。

16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述rna表达是mrna表达。

17.如权利要求3-16中任一项所述的方法，其中所述一种或多种肿瘤特异性新抗原代表至少约1％的所述肿瘤。

18.如权利要求3-16中任一项所述的方法，其中所述一种或多种肿瘤特异性新抗原代表至少约5％的所述肿瘤。

19.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述序列数据是核苷酸序列数据。

20.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述序列数据是多肽序列数据。

21.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述序列数据是外显子组、转录物组或全基因组核苷酸序列数据。

22.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中选择至少约10种肿瘤特异性新抗原来配制所述受试者特异性免疫原性组合物。

23.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中选择至少约20种肿瘤特异性新抗原来配制所述受试者特异性免疫原性组合物。

24.如权利要求2-21中任一项所述的方法，其中所述免疫原性组合物包含至少约10种肿瘤特异性新抗原。

25.如权利要求2-21中任一项所述的方法，其中所述免疫原性组合物包含至少约20种肿瘤特异性新抗原。

26.如权利要求2-21中任一项所述的方法，其中所述免疫原性组合物包含由短多肽编码的一种或多种肿瘤特异性新抗原。

27.如权利要求2-21中任一项所述的方法，其中所述免疫原性组合物包含由长多肽编码的一种或多种肿瘤特异性新抗原。

28.一种治疗患有肿瘤的受试者的方法，所述方法包括执行如权利要求1所述的步骤，并且还包括配制包含肿瘤特异性新抗原中的所述选择的一种或多种的免疫原性组合物以及对所述受试者施用所述免疫原性组合物。

29.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括测量所述一种或多种肿瘤特异性新抗原诱导正常组织的自身免疫应答的能力。

30.如权利要求29所述的方法，其中不选择诱导正常组织的自身免疫应答的所述一种或多种肿瘤特异性新抗原来用于所述免疫原性组合物。

31.如权利要求29或30所述的方法，其中相对于不会诱导自身免疫应答的肿瘤特异性新抗原来说，诱导正常组织的自身免疫应答的所述一种或多种肿瘤特异性新抗原具有更低的肿瘤特异性新抗原评分。

32.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述肿瘤是来自黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、肾癌、胃癌、结肠癌、睾丸癌、头颈癌、胰腺癌、脑癌、b细胞淋巴瘤、急性髓细胞性白血病、慢性髓细胞性白血病、慢性淋巴细胞白血病、t细胞淋巴细胞白血病、膀胱癌或肺癌。

33.如权利要求32所述的方法，其中所述肿瘤是选自由黑色素瘤、乳腺癌、肺癌和膀胱癌组成的组的癌症。

34.如权利要求32或33中任一项所述的方法，其中所述肿瘤是黑色素瘤。

35.如权利要求32或33中任一项所述的方法，其中所述肿瘤是乳腺癌肿瘤。

36.如权利要求32或33中任一项所述的方法，其中所述肿瘤是肺癌肿瘤。

37.如权利要求2-31中任一项所述的方法，其中所述癌症是黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、肾癌、胃癌、结肠癌、睾丸癌、头颈癌、胰腺癌、脑癌、b细胞淋巴瘤、急性髓细胞性白血病、慢性髓细胞性白血病、慢性淋巴细胞白血病、t细胞淋巴细胞白血病、膀胱癌或肺癌。

38.如权利要求37所述的方法，其中所述癌症选自由黑色素瘤、乳腺癌、肺癌和膀胱癌组成的组。

39.如权利要求37或38中任一项所述的方法，其中所述癌症是黑色素瘤。

40.如权利要求37或38中任一项所述的方法，其中所述癌症是乳腺癌。

41.如权利要求37或38中任一项所述的方法，其中所述癌症是肺癌。

42.一种生产免疫原性组合物的方法，所述方法包括执行如权利要求1所述的步骤，并且还包括配制包含所述选择的一种或多种肿瘤特异性新抗原的免疫原性组合物。

43.一种免疫原性组合物，所述免疫原性组合物包含通过执行如权利要求1、3-27和29-41中任一项所述的方法选择的一种或多种肿瘤特异性新抗原。

44.如前述权利要求中任一项所述的免疫原性组合物，其中所述免疫原性组合物包含核苷酸序列、多肽序列、rna、dna、细胞、质粒、载体、树突状细胞或合成长肽。

45.如前述权利要求中任一项所述的免疫原性组合物，所述免疫原性组合物还包含佐剂。

46.如权利要求1-41中任一项所述的方法，其中所述序列数据是全外显子组序列数据、rna序列数据、全基因组序列数据或其组合。

47.如权利要求1-41中任一项所述的方法，其中所述序列数据是全外显子组序列数据、rna序列数据和全基因组序列数据的组合。

技术总结
本文公开了用于从受试者的肿瘤选择一种或多种肿瘤特异性新抗原以用于个体化免疫原性组合物的方法。本文还公开了通过施用包含使用本文公开的所述方法选择的肿瘤特异性新抗原的免疫原性组合物来治疗有需要的受试者的癌症的方法。

技术研发人员：戴维·赫克曼,弗兰克·威廉·史密茨,迈克尔·沃格松
受保护的技术使用者：亚马逊科技公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15