用于诊断和治疗炎性肠病的方法
【专利说明】用于诊断和治疗炎性肠病的方法
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请要求保护2013年7月31日提交的美国临时申请号61/860, 422和2012年 10月5日提交的美国临时申请号61/710, 656的优先权的权益，两者均因此以其整体通过参 考并入。
[0003] 序列表
[0004] 本申请含有已经通过EFS-Web以ASCII格式提交的序列表并因此以其整体通过参 考并入。在2013年9月23日产生的所述ASCII拷贝命名为P4989RlW0_SL.txt并且大小 是19, 125字节。 发明领域
[0005] 提供预测对整联蛋白β 7拮抗剂（包括抗β 7整联蛋白亚基抗体）的应答性的生 物标志物，和使用该生物标志物的方法。此外，提供治疗胃肠炎性病症的方法，如炎性肠病， 包括溃疡性结肠炎和克罗恩病。还提供的是使用此类预测性生物标志物治疗炎性肠病（包 括溃疡性结肠炎和克罗恩病）的方法。
[0006] 发明背景
[0007] 炎性肠病（IBD)是胃肠（GI)道的慢性炎性自身免疫状况，其在临床上表现为溃疡 性结肠炎（UC)或克罗恩病（CD)。CD是可能影响整个GI道的任何部分的慢性透壁炎性疾 病，UC是结肠的粘膜炎症。两种状况在临床上的特征在于频繁的肠运动、营养不良和脱水， 破坏日常生活活动。CD经常与吸收不良、狭窄和瘘管的发生并发，并且可能需要反复手术。 较不常见地，UC与严重的血性腹泻和中毒性巨结肠并发，也需要手术。两种IBD状况均与 GI道的恶性肿瘤风险增加相关。IBD的病因学是复杂的，并且发病机理的许多方面仍然不 清楚。
[0008] 对中等到严重IBD的治疗给治疗医师提出了巨大的挑战，因为利用皮质类固醇的 常规疗法和免疫调节剂疗法（例如，硫唑嘌呤、6-巯基嘌呤和氨甲喋呤）伴随着副作用和 不耐受，并且在维持疗法（类固醇）中还没有显示出已经证明的益处。靶向肿瘤坏死因子 a (TNF-α)的单克隆抗体，如英夫利昔单抗（嵌合抗体）和阿达木单抗（完全人抗体）目 前用于⑶的处理。英夫利昔单抗也已经显示效力并且已经被批准用于UC。然而，患有⑶ 的约10% -20%患者是对抗TNF疗法的初期无应答者，而另外20% -30%的⑶患者随时 间流逝而丢失应答（Schnitzler等，Gut58:492-500(2009))。与抗TNF相关的其他不利 事件（AEs)包括升高的细菌感染率，包括结核病，并且更稀有的是淋巴瘤和脱髓鞘（Chang 等，Nat Clin Pract Gastroenterol Hepatology 3:220(2006) ;Hoentjen 等，World J. G astroenterol. 15 (17) : 2067 (2009))。目前没有可用的疗法在多于20 % -30 %的慢性病IBD 患者中实现持续缓解（Hanauer等，Lancet359:1541-49(2002) ;Sandborn等，N Engl J Med 353:1912-25(2005))。此外，大多数患者不能实现持续的无类固醇缓解和粘膜愈合、与真正 的疾病改善相关的临床结果。因而，需要在IBD中开发更多的靶向疗法，优化其用于长期使 用：具有持续缓解的改善安全谱，特别是在更大患者群体，包括从来不响应抗TNF治疗剂或 随时间流逝丢失应答的那些患者（TNF不充分应答者患者或TNF-IR患者）中无类固醇的缓 解和长期并发症的预防。
[0009] 整联蛋白是α /β异源二聚体细胞表面糖蛋白受体，其在许多细胞过程，包括白细 胞粘着、信号传递、增殖和迀移以及基因调节中起作用（Hynes，R. 0.，Cell，1992, 69:11-25 ; 和 Hemler，Μ· Ε·，Annu. Rev. Tmmunol.，1990, 8:365-368)。它们由两个异源二聚体的非共价 相互作用α和β跨膜亚基组成，所述亚基特异地结合内皮、上皮上的不同细胞粘着分子 (CAMs)和细胞外基质蛋白质。整联蛋白可以以这种方式充当组织特异性细胞粘着受体， 帮助白细胞以高度调节的方式从血液募集到几乎所有的组织位点中，在白细胞归巢到正常 组织和炎症位点中起作用（von Andrian等，N Engl J Med 343:1020 - 34(2000))。在免 疫系统中，整联蛋白在炎性过程中参与白细胞运输、粘着和浸润（Nakajima，H.等，J.Exp. Med.，1994, 179:1145-1154)。整联蛋白的差异表达调节细胞的粘着性质并且不同的整联蛋 白参与不同的炎性应答。（Butcher，E.C.等，Science, 1996, 272:60-66)。含有β 7的整联 蛋白（即α4β7和αΕβ7)主要在单核细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和巨 噬细胞上表达，但不在中性粒细胞上表达（Elices，M.J.等，Cell, 1990, 60:577-584)。
[0010] α 4β 7整联蛋白是白细胞归巢受体，其在细胞迀移到肠粘膜和相关的淋巴样组织 中重要，如小肠中的Peyer' s斑、大肠中的淋巴样滤泡和肠系膜淋巴结。在消化道中，白细 胞滚动并牢固附着到粘膜内皮上由来自趋化因子的信号起始并通过粘膜地址素细胞附着 分子（MdCAM)-I-结合的sialyl Lewis X介导。趋化因子信号传递诱导α4β 7整联蛋白 经历MdCAM-I结合亲和力从低到高的改变。白细胞然后停止并开始通过血管内皮外渗到 下面组织的过程。相信该外渗过程在正常的免疫细胞再循环状态和炎性状况中发生（von Andrian等，上文）。浸润物中α 4β 7+细胞的数量和配体MAdCAM-I的表达在慢性炎症的位 点，如在患有UC或DC的患者的肠道中较高（Briskin等，Am J Pathol 151:97 - 110(1997); Souza等，Gut 45:856-63(1999))。α4β 7优先结合表达MAdCAM-I的高内皮小静脉和 血管细胞粘着分子（VCAM)-l，以及细胞外基质分子纤连蛋白片段CS-I (Chan等，J Biol Chem 267:8366 - 70(1992) ;Ruegg等，J Cell Biol 17:179 - 89(1992) ;Berlin 等，Cell 74:185 - 95(1993))。与消化道粘膜管中组成型表达的MAdCAM-I-起，α4β 7整联蛋白 在白细胞消化道趋向性中起选择性作用，但看起来并不促进白细胞归巢到外周组织或CNS。 相反，外周淋巴样运输已经与α 4β 1和VCAM-I的相互作用相关（Yednock等，Nature 356:63 - 6 (1992) ;Rice 等，Neurology64:1336 - 42 (2005)) 〇
[0011] 仅在T淋巴细胞上表达并与粘膜组织相关的β 7整联蛋白家族的另一成员是 α Εβ 7整联蛋白，另外称为⑶103。α Εβ 7整联蛋白选择性地结合上皮细胞上的钙黏 蛋白并且已经提出在上皮内淋巴细胞区室中的粘膜组织的T细胞保留中起作用（Cepek 等，J Tmmunol 150:3459-70(1993) ;Karecla 等 Eur J Tmmunol 25:852 - 6 (1995))。已 经报道粘膜固有层中的αΕβ 7+细胞对应激的或感染的上皮细胞展示细胞毒性（Hadley 等，J Immunol 159:3748 - 56(1997) ;Buri 等，J Pathol 206:178 - 85(2005))。αΕβ 7 的表达在 CD 中增加 （Elewaut 等，Acta Gastroenterol Belg61:288 - 94 (1998) ;0shitani 等，Int J Mol Med 12:715 - 9(2003))，并且已经报道抗-αΕβ 7抗体治疗在小鼠中减 弱实验性结肠炎，暗示αΕβ7+淋巴细胞在IBD的实验模型中的作用（Ludviksson等，J Immunol162:4975 - 82(1999))〇
[0012] 据报道施用针对α Εβ 7的单克隆抗体防止并改善IL-2+小鼠中的免疫诱导的结 肠炎，提示炎性肠病的开始和维持依赖于表达a E β 7的固有层CD4+淋巴细胞的结肠定位 (Ludviksson 等，J Immunol. 1999, 162 (8) : 4975-82)。据报道抗 α 4 抗体（那他珠单抗）在 治疗患有CD的患者中有效力（Sandborn等，N Engl J Med 2005;353:1912-25)并且据报 道抗 α 4β 7 抗体（MLN-02、MLN0002、vedolizumab)在患有 UC 的患者中有效（Feagan 等，N Engl J Med 2005;352:2499-507)。第二种抗 α 4/β 7 抗体（AMG 181)也在开发中并且近 期已经开始临床试验（临床试验（(1〇〇8〇￥1(161^丨打61'，从：1'01164904,2012年9月）。这些 研宄和发现确认α 4 β 7是治疗靶标并且支持这样的想法，即α 4 β 7与MAdCAM-I之间的相 互作用介导IBD的发病。因此，β 7整联蛋白的拮抗剂在治疗IBD中作为治疗剂具有巨大 潜能。
[0013] 先前已经描述了靶向β 7整联蛋白亚基的人源化单克隆抗体。参见例如，国际专 利公开号W02006/026759。一种该抗体rhuMAb β 7(etrolizumab)来源于大鼠抗小鼠/人单 克隆抗体FIB504(Andrew等1994)。其被改造以包括人IgGl-重链和κ 1-轻链构架。国际专 利公开号W02006/026759。先前已经描述了根据某些剂量方案向人患者施用etrolizumab。 参见例如，国际专利公开号W0/2012/135589。
[0014] RhuMAbβ 7(etrolizumab)结合 α 4β 7(Holzmann 等，Cell 56:37-46 (1989); Hu 等，Proc Natl Acad Sci USA 89:8254-8 (1992))和 α E β 7 (Cepek 等，J Immunol 150:3459-70 (1993))，其在肠粘膜中分别调节淋巴细胞亚型的运输和保留。临床研宄 已经证明了抗α 4抗体（那他珠单抗）用于治疗⑶的效力（Sandborn等，N Engl J Med 353:1912-25 (2005))，并且已经报道了抗 α 4 β 7 抗体（LDP02/MLN02/MLN0002/ vedolizumab)在治疗 UC(Feagan 等，N Engl J Med 352:2499-507(2005) ,Feagan 等，N Engl J Med 369(8):699-710(2013)),还有 CD(Sandborn 等，N Engl J Med369(8) :711-721 (2013))中的鼓舞人心的结果。这些发现帮助确认α4β 7作为可能的 治疗靶标并且支持这样的假设，即α4β 7与粘膜地址素细胞附着分子UMdCAM 1)之间的 相互作用促进炎性肠病（IBD)的发病。
[0015] 不像结合α 4并因此结合α4β1和α4β7的那他珠单抗，rhuMAb β 7特异性结 合α4β7和αΕβ7的β7亚基并且不结合α4或M整联蛋白各亚基。这由抗体在高达 IOOnM的浓度下不能抑制α 4 β 7+ α 4 β 7-Ramos细胞粘着血管细胞粘着分子I (VCAM 1)来 证明。重要的是，rhuMAb β 7的该特征表明了选择性：表达α 4 β 1而非β 7的T细胞亚组 不应该直接被rhuMAb β 7直接影响。
[0016] 对rhuMAbf3 7在白细胞归巢的消化道特异性影响的支持来自若干体内非临床研 宄。在利用⑶45RB?⑶4+T细胞再生的严重组合免疫缺陷（SCID)小鼠（结肠炎的动物模 型）中，rhuMAbf3 7阻断放射标记的淋巴细胞归巢到炎症结肠中，但不阻断归巢到外周淋 巴样器官脾中。参见例如，国际专利公开号W02006/026759。此外，大鼠-小鼠嵌合抗鼠类 β7(抗β7, muFIB504)不能够减少中枢神经系统（CNS)炎症的组织学程度并在患有实验 性自身免疫性脑炎（EAE)的髓磷脂碱性蛋白T细胞受体（MBP-TCR)转基因小鼠（多发性硬 化的动物模型）中提高疾病存活。Id.此外，在猕猴中的两项安全性研宄中，rhuMAbf3 7诱 导外周血淋巴细胞数量的适度增加，这主要是由于⑶45RA_β 7s外周血T细胞（在表型上与 人的消化道归巢记忆/效应T细胞相似的亚组）的显著（大约3-6倍）增加。参见例如， 国际专利公开号 W02009/140684 ;Stefanich 等，Br. J. Pharmacol. 162:1855-1870 (2011)。 相反的，rhuMAb β 7对⑶45RA+f3 7中间外周血T细胞（在表型上与人的天然T细胞相似的 亚组）的数量具有最小至没有影响，并且对⑶45RA1 71?外周血T细胞（在表型上与人的 外周归巢记忆/效应T细胞相似的亚组）的数量没有影响，证实了 rhuMAb β 7对消化道归 巢淋巴细胞亚群的特异性。国际专利公开号W02009/140684 ;Stefanich等，Br. J. Pharmac 〇1, 162:1855-1870(2011)〇
[0017] 尽管临床研宄已经证明了抗α 4抗体（那他珠单抗）用于治疗⑶的效力 (Sandborn 等，N Engl J Med 353:1912-25(2005))，并且已经报道了抗 α4β 7 抗体 (LDP02/MLN02/MLN0002/Vedolizumab)在治疗UC中的鼓舞人心的结果，但是仍然需要在治 疗这些病症中进一步的改善。例如，在患有克罗恩病（个别地多发性硬化）的患者（其接 受那他珠单抗和免疫抑制剂的共同治疗）中，那他珠单抗治疗已经与进行性多灶性白质脑 病（PML)的证实情况相关。PML是与脑中的多瘤病毒（JC病毒）再激活和活跃病毒复制关 联的潜在的致死神经学状况。如果其发生，没有任何已知的介入可以可靠地防止PML或适 当地治疗PML。vedolizumab治疗的一个限制是其经静脉施用，这对患者不方