用于由患者的细胞样品体外除去病原体和/或过量成分的方法和装置与流程

文档序号:17725932发布日期:2019-05-22 02:30阅读:178来源:国知局
用于由患者的细胞样品体外除去病原体和/或过量成分的方法和装置与流程

本发明涉及由人类或动物患者的细胞样品体外除去致病和/或过量成分的方法和装置。

很多疾病的体内治疗(incorporealtreatment)通常与强烈的副作用有关,或者在此之前甚至是不可能的。备选地,已知多种装置,其位于患者肌体的外部(体外),并且借助于该装置,可以对患者的细胞样品进行处理并随后在此返回。由此,在一些情况下,所关注的疾病的更温和的治疗是可行的,这是因为例如患者的免疫系统受所述治疗的影响的程度低于比通过体内治疗可以达到的程度。

被认为不利的是,已知的体外治疗方法以及用于实施这些方法的装置是相对非特异性的,因此,仅适用于相对少数疾病的相应的非特异性治疗。

本发明的目的是详细说明由人类或动物患者的细胞样品体外除去致病和/或过量成分的方法和装置,其可以更特异性的且更灵活的治疗多种疾病。

根据本发明,通过具有权利要求1所述的特征的方法以及通过根据权利要求16所述的装置解决所述的目的。便于研发本发明的有利构造在各个从属权利要求中详细说明,其中所述的方法的有利构造被认为是所述的装置的有利构造,反之亦然。

本发明的第一个方面涉及用于由患有疾病的人类或动物患者的细胞样品体外除去致病和/或过量成分的方法,其中实施至少以下步骤:a)测定至少一个蛋白质簇(cmp),其为患者疾病的特征;b)提供患者的细胞样品;以及c)由细胞样品体外除去多种成分,其具有在还少一个测定的cmp。由此,多种疾病可以高度特异性地治疗,并具有较少的副作用,这是因为受影响的细胞样品成分被除去到患者的肌体以外,而未受疾病影响的细胞样品的细胞未被除去,或者保持至少大部分是未改变的。在本发明的内容中,术语“除去”不仅包括所关注的成分的部分或全部的“除去”,而且备选地或此外,还包括这些成分的部分或完全灭活或破坏,由此它们至少不再以它们的致病形式存在于细胞样品中或者尽可能大地被耗尽。

在本发明的内容中,组合分子表现型(cmp)理解为蛋白质簇,其描述了在细胞某一位置处共同定位的和/或抗-共同定位的cd(分化簇)、蛋白质和/或分子。因此,cmp簇代表了细胞样品的细胞或细胞复合物中共同定位的和/或抗-共同定位的cd、蛋白质或其他分子的区域。在该内容中,cmp可以以例如二进制码形式详细说明,其中如果预定的cd/蛋白质/分子在细胞中在某一预定的位置和/或以超过某一极限值的浓度(例如l,1或真性)形成,则可以通过二进制编号(例如通过各种“二进制单位”)的各种图形进行编码。在其他的情况下,如果预定的cd/蛋白质/分子并未在细胞的所述的位置或者仅以低于极限值的浓度形成,则使用偏离编码(例如a,0或假性)。类似地,可以提供的是某些cd/蛋白质/分子仅有时与一种或多种其他的cd/蛋白质/分子共同定位,而有时并非共同定位。这些cd/蛋白质/分子可以使用“通配符”编码(例如w,*)。

本发明是基于以下认识:某些cd/蛋白质/分子以疾病特异性和/或患者特异性的方式发挥所谓的前导蛋白质的作用。在高水平的分子细胞组织下,蛋白质通常彼此偶联成簇或网络(相当于所述的cmp基序),其中这种偶联受到前导蛋白质的控制。如果前导蛋白质被抑制或除去,则这些簇分解,这导致它们的生物学功能丧失。因此,通过测定cmp或cmp组,在至少基本上不具有副作用的条件下可以高效地治疗多种疾病,其中所述的cmp或cmp组为某种疾病的特征,于是由细胞样品体外除去携带这些病理学“标志物”的细胞样品的所关注的成分或灭活。

基本而言,根据本发明的方法可以根据治疗的疾病和成功情况一次或多次实施。例如可以在某种一致的或改变的间隔下实施多个周期。方法通道的数量和频率应该由医生确定并控制。

其中如果体液、特别是血液和/或血浆,和/或患者的组织样品以细胞样品的形式提供,已经证明是有利的。由此,可以根据待治疗的疾病,最佳地选择细胞样品。

通过基于数据库测定至少一个cmp,和/或分别通过多表位配体制图(melk)和icm方法(多表位配体制图/成像循环显微镜),和/或通过melk自动控制系统,产生其他的益处。对于其中特征性cmp或cmp的特征簇已经已知并且通常并非是患者特异性的疾病而言,由相应的医学数据库可以足够测定cmp或多种cmp。melk/icm方法和melk自动控制系统分别由例如文件us6,150,173,de19709348a1,ep0810428a1,de10043470a1和wo02/21137a2已知。

备选地或此外,提供的是,监测和/或控制通过melk或icm方法和/或melk自动控制系统体外除去成分。由此,可以控制并可任选地操纵或调节理想地耗尽细胞样品的疾病特异性成分。

如果疾病为肿瘤疾病和/或炎性疾病,在本发明的其他构造中,可以由细胞样品特别特异性地并由此有效地除去致病和/或过量的成分,并具有较少的副作用。这种疾病具有特别高的程度的细胞组织,由此在本发明的范围内可以相应地特异性地查找。

通过单采方法和/或通过单采装置进行体外除去,产生其他的益处。由此,可以由血液和/或血浆特别高效地除去特别致病的和/或过量的成分(其在生病患者的血液和/或血浆中至少是主要的),并且具有较少的副作用。

其中,如果非选择性单采和/或选择性单采和/或全血单采和/或光泳作为单采方法实施,和/或由非选择性单采、选择性单采、全血单采和光泳实施用于执行至少一种单采方法的单采装置,进一步证明是有利的。这允许分别最佳地适用于各种疾病和所关注的疾病的特征成分。在体外单采中,在一些实施方式中,患者的血液首先通过离心分离,从而相对于非致病成分富集致病成分。类似地,可以完全分离和/或取代某些成分。在光泳范围内,致病成分暴露于某种波长(多种)的光的辐射,从而达到破坏或耗尽。可以根据致病成分的特征,选择波长(多种)、辐射时间和辐射持续时间。例如可以将可任选的分离或分级的细胞样品暴露于受控的uv-a和/或uv-b辐射。单采后,其中致病成分已经被耗尽或完全除去的血液或血浆可以再次返回至患者中。由此,治疗的细胞样品被呈递给未治疗的免疫系统,并且在一些情况下,可以影响免疫系统的其他调控。

在本发明的另一个有利的构造中,提供的是至少一种streptamer和/或至少一种抗体和/或至少一种配体,特别是可变单链片段(scfv)和/或多价抗体片段(scfv多聚体),用于体外除去。由此,可以进行最佳地适用于待除去的成分的选择。基本上,可以将至少一种streptamer和/或至少一种抗体和/或至少一种配体加入细胞样品中,和/或固定在载体材料上使用。抗体片段分别提供高结合亲和性和亲和力的益处,以及对光谱的靶结构和半抗原的特异性。单链片段分别可以另外地交联并以双特异性抗体(60kda)、三特异性抗体(90kda)、四特异性抗体(120kda)等形式表达,其中v结构域之间的不同的连接体长度都是可行的。此外,特别有利的是60-120kda的分子会增加细胞的渗透,并具有比相应的ig(150kda)更快的清除率。此外,可以提供的是抗体和/或配体是双特异性抗体、三特异性抗体、四特异性抗体、五特异性抗体、六特异性抗体、七特异性抗体或八特异性抗体。换言之,提供的是形成单特异性-、双特异性-、三特异性-、四特异性-、五特异性-、六特异性-、七特异性-、八特异性-、九特异性-或多特异性-抗体和/或配体。这允许两个、三个、四个、五个、六个、七个或八个靶结构或靶蛋白质交联,其中scfv多聚体可以特别精确地且单独地适用于某些组合蛋白质簇(cmp)的靶表位的可任选的亲代特异性空间排布。scfv多聚体的增加的结合价得到特别高的亲和力。

至少一种streptamer和/或至少一种抗体和/或至少一种配体特异性地结合和/或灭活疾病的前导蛋白质特征,产生其他的益处。由此,可以特别高效且大量地除去致病和/或过量的成分,并且可以相应可靠地治疗所关注的疾病。

在本发明的另一个有利的构造中,提供的是所述的疾病为侧索硬化(als),和/或所述的细胞样品为患者的血液样品,和/或至少一种cmp包括cd16,cd8,neun,bax,bcl2,cd11b,cd138,cd16a,cd29,cd2,cd45ra,cd49d,cd54,cd56,cd57,cd58,cd62l,cd3,hladr,免疫球蛋白g,mhcii,mhci,sirt1,rac1,bmx,gak,jnk2,mapkk6,otub2,prkar2a,smad2,smad4和stap2的一种或多种,和/或通过至少一种抗体和/或配体,其中所述的抗体和/或配体结合cd16,cd8,neun,bax,bcl2,cd11b,cd138,cd16a,cd29,cd2,cd45ra,cd49d,cd54,cd56,cd57,cd58,cd62l,cd3,hladr,免疫球蛋白g,mhcii,mhci,sirt1,rac1,bmx,gak,jnk2,mapkk6,otub2,prkar2a,smad2,smad4和stap2的至少一种,和/或通过cd16胞外区脱落分子体外除去多种成分。侧索硬化(als)是基于肌肉组织的不停的且快速进展的不可逆的瘫痪,这是因为控制肌肉组织的某些神经细胞退化造成的。此前,已经进行超过50项的临床治疗研究,但是这些研究的治疗理念主要证明是无效的。借助于根据本发明的方法,可以初次体外除去或抑制致病als特异性细胞,由此疾病进程可以停止或者至少大幅减慢。造成als的致病成分为异常t淋巴细胞,除了cd8受体以外,其还表达cd16受体复合物。因此,它们表征为cmp,其包含cd8和/或cd16作为前导蛋白质。前导蛋白质可以与其他指定的cd和蛋白质共同定位或抗-共同定位。因此,如果用于除去致病成分的抗体和/或配体结合cd16,cd8,sttp1,neun,bax,bcl2,cd11b,cd138,cd16a,cd29,cd2,cd45ra,cd49d,cd54,cd56,cd57,cd58,cd62l,cd3,hladr,免疫球蛋白g,mhcii,mhci,sirt1,rac1,bmx,gak,jnk2,mapkk6,otub2,prkar2a,smad2,smad4和stap2的一种、两种、三种、四种、五种或多种,已经证明是有利的。换言之,前提条件是抗体和/或配体形成单特异性-、双特异性-、三特异性-、四特异性-、五特异性-、六特异性-、七特异性-、八特异性-、九特异性-或多特异性-的。所提及的蛋白质在als特异性细胞中以不同的组合形成超个体和个体簇,因此可以体外治疗性交联并由此被阻断,从而als特异性细胞丧失它们的功能性。由此,可以特别特异性地治疗als,并由此具有较少的副作用或者甚至不具有副作用。如果抗体和/或配体结合至少cd16,cd8和sttp1,可以产生其他的益处。再次,sttp1表示可任选的患者特异性信号蛋白质(信号传导蛋白质1,例如激酶),其介导由细胞表面蔓延至细胞核的信号级联,并且与模块“cd16a和cd8”一起偶联在细胞的表面上,其中其与cd16a和cd8共同定位。对于所关注的患者,可以借助于本身已知的melk和/或icm技术(分别为多表位配体制图/成像循环显微镜)单独测定和监测sttp1。此外,可以提供的是sttp1为得自rac1,stap2和smad2的至少一种蛋白质。如果抗体和/或配体为重组的、人类或重新生产的,则形成其他的益处。

抗体和/或配体用于体外除去,形成其他的益处,其中所述的抗体和/或配体结合cd16,cd8,rac1,stap2和smad2的两种或多种。由此,als特异性蛋白质簇可以被阻断,除了一种或多种细胞表面蛋白质(例如cd8,cd16,cd45ra)以外,所述的als特异性蛋白质簇额外与得自rac1,stap2和/或smad2的一种或多种信号链分子直接相关。rac1(ras相关的c3肉毒杆菌毒素底物1)作为rac亚家族的一员,调节多种细胞事件,包括细胞生长的控制,细胞骨架重组建以及蛋白质激酶的激活。stap2(信号传导接头蛋白质2)和smad2(母系反对decapentaplegic同系物2)也是信号传导链的一部分,并且在als特异性细胞中调节中心信号途径的信号传导和转录。

备选地,提供的是所述的疾病为前列腺癌,和/或细胞样品为前列腺组织,和/或至少一种cmp包含cd26和cd29的一种或多种,和/或通过至少一种抗体和/或配体体外除去多种成分,其中所述的抗体和/或配体结合cd26和cd29的至少一种。由此,可以初次体外治疗前列腺癌并监测治疗。其中,本发明是基于以下认识:前列腺癌表征为cmp,其包含cd26和/或cd26作为前导蛋白质,其分别与其他的cd和蛋白质可任选地共同定位或抗-共同定位。

如果至少一种cmp还包含cd44和/或cd54和/或cd138,和/或如果至少一种cmp缺乏cd3,cd4,cd8,cd10,cd13,cd19,cd20,cd38,cd49d,cd58和cd80的至少一种,形成其他的益处。这可以特别可靠地鉴定并监测对造成前列腺癌的细胞样品的致病成分的除去。具体而言,如果细胞样品来源于前列腺组织的腺泡的基质和/或肿瘤上皮,和/或如果至少70%、优选为至少75%的cmp在至少一种细胞的细胞表面上包含cd26和/或cd29,和/或如果至少20%、优选为至少35%的cmp在至少一种细胞的细胞表面上包含cd26和/或cd29,并且它们缺乏至少cd3,cd4,cd8,cd10,cd13,cd19,cd20,cd38,cd49d,cd58和cd80,则存在前列腺癌。

因此,在本发明的其他构造中,可以特别可靠地体外除去细胞样品的致病成分,其中抗体和/或配体用于除去,所述的抗体和/或配体结合cd26,cd29,cd44,cd54和cd138的至少一种或多种。

备选地,提供的是所述的疾病为皮肤淋巴瘤,特别是蕈样肉芽肿,和/或细胞样品为皮肤样品,和/或至少一种cmp包括hla-dq,cd2,cd3,cd4,cd7,cd8,cd10,cd13,cd18,cd18,cd26,cd29,cd36,cd44,cd45,cd49f,cd54,cd56,cd57,cd58,cd62l,cd71,cd80和hla-dr的一种或多种,和/或通过至少一种抗体和/配体体外除去多种成分,其中所述的抗体/配体结合hla-dq,cd2,cd3,cd4,cd7,cd8,cd10,cd13,cd18,cd18,cd26,cd29,cd36,cd44,cd45,cd49f,cd54,cd56,cd57,cd58,cd62l,cd71,cd80和hla-dr的至少一种。由此,可以初次体外治疗和治疗性控制皮肤淋巴瘤。其中,本发明是基于以下认识:皮肤淋巴瘤表征为cmp,其特别包含hla-dq作为前导蛋白质,其分别与所提及的cd和蛋白质的一种或多种共同定位或抗-共同定位。

在本发明的另一个有利的构造中,在部分或完全体外除去多种成分以后,细胞样品再次返回至患者,其中所述的成分具有至少一种测定的cmp。

本发明的第二个方面涉及装置,其形成用于实施根据本发明的第一个方面的方法。其中,在本发明的范围内,装置理解为表达“其形成用于”,其不仅具有实施此类方法的基本的适应性,而且仅特定的排布和装配而执行所述的方法。通过本发明的第一个方面的描述,可以得到多个特征以及由这些特征得到的益处,其中本发明的第一个方面的有利的构造被视为本发明的第二个方面的有利的构造,反之亦然。

用于实施至少一种单采方法的装置选自非选择性单采、选择性单采、全血单采和光泳,形成其他的益处。在非选择性单采中,其还称为血浆置换,血浆与血液分离,并通过所述的装置完全取代。大多数情况下,人类血液产物被用作置换液。在选择性血浆单采(血浆灌流)中,携带蛋白质簇(cmp)(其为患者的疾病的特征)的细胞通过所述的装置的过滤或吸附与血浆分离。纯化的血浆随后可以返回至患者中。在全血单采(血液灌流)中,携带蛋白质簇(cmp)(其为患者的疾病的特征)的细胞为例如通过所述的装置由血液通过亲和层析直接过滤的。在体外光泳中,患者的细胞样品或血液首先可以通过装置的离心而分离,白细胞富集的血浆可以通过所述的装置收集,并且通过装置的uv辐射手段在体外循环中暴露于受控的uv辐射。uv辐射的波长通常为340至380纳米,例如365纳米(uv-a)。通常,0.1至5j/cm2,例如1.5j/cm2,可以作为例如白细胞的平均uv展示提供。根据细胞或血液样品的体积,治疗的整体持续时间为2至5小时。在体外光泳中,可以通过所述的装置将光活化的药物(例如甲氧沙林)加入样品中。在辐射后,细胞样品或血液可以部分或全部返回至患者中。益处在于患者的免疫系统未受损伤或者仅低程度的损伤,使得除了对辐射细胞或血液样品的直接细胞抑制或细胞毒性作用以外,还可以影响未辐射的免疫系统的免疫调控。在各个2-20天的间隔下,治疗频率可以为4至20个周期。单独治疗之间的间隔在一段时间内可以增加。可以通过测定细胞浓度的减少情况实现治疗的成功,其中所述的细胞携带蛋白质簇(cmp),其为患者疾病的特征。单采方法的另一个益处在于相对低的成本。根据澳大利亚人的分析,每位als患者每年的成本目前相当于大约750,000至1,000,000欧元的量。由于例如在早期,人们能够使用光泳治疗至少停止als,所以可以防止进程性严重的残基以及与此相关的应激的发展,并且每年多达大约26次治疗,这是可以实现的,其为之前每年成本的一小部分,除了不可定量地增加患者的寿命和质量以外,还可以相当大地挽救健康系统。

本发明的第三个方面涉及用于根据本发明的第一个方面的方法的streptamer和/或抗体和/或配体。由该方面得到的特征和益处可以得自本发明的第一个方面的描述,其中本发明的第一个方面的有利构造被认为是本发明的第三个方面的有利构造,反之亦然。在其他的构造中,streptamer、抗体和/或配体可以与吸附剂和/或发色团偶联。由此,它们特别适用于波长分别与吸附剂和发色团匹配的光泳的范围。备选地或此外,streptamer、抗体和/或配体可以标志物偶联,特别是磁标志物(磁细胞分离)。其可以通过亲和层析简单地体外分离与streptamer/抗体/配体结合的致病成分,例如借助于所谓的微珠。它们是大约50纳米大的磁颗粒,其分别与streptamer、抗体和配体结合。streptamer/抗体/配体识别致病成分(细胞)表面上的疾病特异性cmp(多种),由此确保微珠与这种细胞群结合。在细胞样品通过柱(其为强磁场围绕)时,被微珠标记的细胞被保留。按照这种方式,在冲洗所述的柱时,人们仅获得未标记的并由此为非致病的细胞,使得标记的细胞群以及由此得到的疾病特征成分由初始细胞混合物中除去。在除去磁场后,标记的细胞群还可以另外通过冲洗所述的柱获得,并由此可以用于其他的试验中。通过使用多个磁珠重复处理细胞混合物,所谓的分级分离也是可行的,由此分成多个细胞群。在其他的构造中,streptamer、抗体和/或配体可以与荧光染料、量子点、放射性标志物、旋转标志物和/或标签偶联用于其他的抗体/配体和/或酶。

本发明的其他特征由权利要求书、附图和附图说明而显而易见。上述说明书中提及的特征和特征组合、以及下文附图说明中提及的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合在不脱离本发明的范围的情况下,不仅用于各个详细说明的组合,而且还可以用于其他的组合中。因此,实施方式也被认为被本发明所涵盖并公开,其并未在附图明确地示出并说明,但是可以由所说明的实施方式得到的分开的特征组合产生并且可以生成。实施方式和特征组合也被认为是公开的,因此其不包含原始构想的从属权利要求的全部特征。如所示:

图1a至1f为als特异性异常细胞的多个toponome图像;

图2a至2f为这些异常细胞的阶段过程,其导致als特异性综合征;

图3为toponome内蛋白质的拓扑层次的示意图;

图4为toponome图,其示出在前列腺癌中由超过2000个不同的cmp得到的30个最频繁的位置;

图5为在前列腺腺泡肿瘤的亚细胞位置处,前列腺癌特异性cmp的选择性表达的图;

图6为25种生物分子的周期定位以及随后借助于melk/icm方法测定cmp的示意图;

图7为描绘皮肤淋巴瘤的组织结构的toponome;

图8为als的病理学机制的示意图;以及

图9为als治疗的示意图。

toponome中als的机制

alstoponome的概况:血液免疫细胞的细胞表面分析显示,在als中发生特异性异常的toponome。基本的特征存在于异常的t淋巴细胞中,除了cd8受体以外,其还表达cd16受体复合物。在脊髓锥体束的毛细血管后微静脉中,在形态学良好保持的als死后组织中,确实发现相同的细胞形式(图1a,b:方框内)。详细的3dtoponome分辨率显示这些细胞表达cd16复合物(图1,箭头1),是极化的,并且显示具有cd3阳性膜的“前导边缘”,其渗透通过血管的内皮细胞层(图1c;箭头2),同时cd3阳性小泡在细胞内转运至“前导边缘”(图1c;方框内)。单独的小泡包含cd8/cd16复合物(图1d,e,f)。需要这些cd8/cd16复合物用于通过细胞表面中的“小泡出芽”通过“向前转运”将这些细胞迁移通过内皮细胞层,从而将迁移作为异常“归巢码”(参照码)的一部分推进。cd16还分别称为fc区域受体iii-a和fcgiii。在迁移后,由于锥体束的实质中cd8阳性t细胞不具有cd16复合物,所以这种复合物降解。相反,它们作为有髓神经元之间的单个细胞被发现(图2a,cd8+cd16–蓝色细胞)。这种细胞的更大的3d放大图像展示细胞延伸,其深深地渗透至形态学完整的轴突的表面中(图2b,方框内;图2c:方框内放大:星号=形态学完整的轴突体)。这种细胞延伸表达cd3和cd8(图2;箭头1,2)。几何学精确的3d计算得到图2f中的细胞延伸(箭头3)和图2f中的轴突(用星号标记)。基于图2d中相同的细胞,发现相似的细胞延伸(图像下半部分)。再次,细胞延伸(红色)明显地渗透完整的髓鞘(白色)。至此为了比较,图2e示出完整的髓鞘。

总而言之:需要cd16控制异常的cd8细胞异常地“归巢”至锥体束中。当这种归巢过程完成时,细胞降解(失去)cd16复合物,然后作为cd8+cd16细胞在有髓神经元之间迁移,渗透通过髓鞘并axotomize神经元。由于在细胞“碎片”(原代神经元降解的迹象)中从未观察到细胞,所以上述过程显然主要是自发的。因此,细胞发挥原发性致病作用。该说明得到以下事实的支持:cd16的下调节使得疾病进程停止:如果cd16不再可利用,如图1f所示,内皮归巢操作可以不再实施。因此,部分(散发性)als可以描述为免疫细胞toponome疾病,其通过高度选择性“归巢码”生成als特异性锥体束损伤(轴突横切)。许多基因发现和蛋白质聚集(在als描述)也在轴突横切试验中描述,使得通过免疫细胞toponome介导的轴突横切说明这些发现。

共表达模式

根据图1c的浸润性细胞进一步共表达以下分子:bax,bcl2,cd11b,cd138,cd16a,cd29,cd2,cd45ra,cd49d,cd54,cd56,cd57,cd58,cd62l,cd8,hladr,免疫球蛋白g,mhcii,mhci,neun,sirt1,rac1,bmx,gak,jnk2,mapkk6,otub2,prkar2a,smad2,smad4和stap2.

neun(fox-3,rbfox3或六核糖核苷酸结合蛋白-3)为神经元核抗原,其通常用作神经元的生物标志物。

neun和cd49d的核共表达、免疫球蛋白g(igg)与cd16(携带图1d-f的小泡)一起在细胞质中表达、以及以及cd8和cd3的细胞表面表达显示,该细胞具有异常的分化状态:具有t细胞特征的细胞(cd3,cd8)、神经元细胞(细胞核中的neun)、单核细胞(cd16)和b淋巴细胞(igg)。

表1示出多种蛋白质,这些蛋白质是部分患者特异性的,在als指示性细胞中与cd8和/或cd16共同定位,并且具有单独不同的几率或频率。因此,由于这些蛋白质的钝化导致细胞内信息流崩溃并由此导致异常细胞的功能丧失,所以所有这些蛋白质都代表了单独的或者与cd8和/或cd16组合的治疗靶结构(靶物)。

表1

图2c,f的细胞(在图1的细胞浸润后,其表达cd16阴性表现型,如上文证实)保持neun阳性。

意义:上文所述的浸润性细胞作为als特异性细胞是可检测的,并且通过空间toponome分析,在血液或组织样品中具有上文提及的特性。由于其浸润至锥体束中的行为是已知的,如上文列出,并且由于进一步已知得到细胞通过表现型开关(cd16-)明显转化成neun阳性t细胞(其axotomize神经元),所以检测图1c的cd16/cd8表现型细胞表明轴突横切的过程。由此断定,图1c的细胞的浸润必须通过分子阻断或溶解而进行治疗性阻止,从而防止轴突横切,并停止als的进程。

所述的两步过程(异常的“neun”阳性血液细胞归巢至锥体束中,并且其转化成“neun”阳性t细胞,这会损伤神经细胞的表面)呈现出违反了不同胚层的细胞合作的基本规则。在完整的系统中,这些规则是基于以下事实:由不同胚层得到的细胞符合相互细胞表面未损伤的规则。在als的情况下,转化的t细胞样细胞(胚层间质)损伤神经元(外胚层)的表面。由此,通向任意肌肉组织的神经途径发生中断的结果是,两个胚层的跨细胞物理交联发挥功能。在作用细胞(循环中的以及在浸润至锥体束的神经系统之后的免疫细胞)的细胞核中表达“neun”的事实是指这些细胞符合异常神经元干细胞的程序,这是因为neun仅在生理学条件下在神经元中表达。由此,neun可以用作标志物,用于呈现引起als的细胞,即,用于诊断als。

为了阻断这些异常细胞的细胞“程序”(其为治疗患有als的患者的治疗量度),多种体外方法使得它们在体外除去表达前导蛋白质cd16的致病细胞。

至此,患者的血液可以经历治疗单采,其中借助于优选固化的抗体和/或配体,除去致病细胞,其中所述的抗体和/或配体结合cd16。备选地或此外,还可以优选地使用固化的抗体和/或配体,其结合cd8和/或rac1和/或stap2和/或samd2。类似地,可以使用多种不同的抗体和/或配体,其一起排布和/或在血液流向看一个接一个的排布,从而使得血液的致病成分多阶段耗尽。备选地或此外,可以通过例如离心将血液分级,然后体外除去致病细胞。

备选地或此外,可以通过光泳处理血液,其中使用某种波长(多种)将可任选地分级的血液辐射预定的时间,从而灭活致病细胞。

患者(其受到als影响)血液中“als细胞”(其为携带als特异性cmp的细胞)治疗性耗尽可以通过以下过程实现:

首先,借助于成像循环技术(melk/icm方法)(组合分子分辨率高达4.5x10481)检查疑似受到侧索硬化(als)影响的多位患者的血液。至此,使用toposnomosltd.(munich,germany)公司的toponome成像系统(tis)。其中检测到所谓的“als细胞”(其为具有als典型cmp的细胞)患者被分类为受到als影响,其中个体患者均具有不同的疾病进展持续时间。然后使所鉴定的患者经历光泳治疗。光泳可以实施特异性的耗尽方法,使得患者血液中“als细胞”的数量和浓度可以大幅减少,即,降低至检测极限以下。如所证明的那样,如果1升血液体积(即,至少2、优选至多5升血液体积)在光泳周期范围内通过用于治疗的装置,患者主观上感觉更好。

如借助于成像循环技术通过初始检查和随后的进程控制所评估的那样,血液中“als细胞”的细胞数量与疾病的进程速度极大相关。例如在每升血液具有大约50,000,000个“als细胞”的患者中,疾病进程比每升血液具有大约140,000,000个“als细胞”的患者慢一半以上。这种情况以及上文讨论的事实(这些“als细胞”在细胞表面转变后迁移至锥体束(病理归巢)中,其中它们在锥体束中使轴突axotomize)代表了另一个证据:在血液中检测的“als细胞”是重要的致病相关细胞,并由此为als治疗的中心靶物。

在至今为止治疗的所有患者中,通过光泳总是极其把握地成功地治疗性耗尽血液中的这些“als细胞”。已经在几轮光泳循环后(通常为2至6个循环),实际上在血液中不能再检测到“als细胞”。人们观察到在als疾病的初始阶段特别有效。因此,根据之前的观察自从大约5个月或更长的时间,电生理学参数(emg等)未显示任何进一步的进程并且治疗的患者感觉相当良好,所以该疾病在治疗患者中不再progredient。具体而言,在治疗患者中不能或者几乎不能评估任何floridemg活性。

如一些患者中显现的那样,“als细胞”在光泳循环之间的暂停期间,可以返回至血液中。返回的“als细胞”可以再次通过光泳而完全被耗尽。根据之前的了解,该过程可以重复任何次数,使得至少als疾病的进程可以被停止或大幅减慢。此外,显而易见的是,在返回至血液后,“als细胞”的致病als特异性组合cmp基序减少至少100倍。类似地,单个“als细胞”的细胞表面上疾病特异性分子组合(所谓的组合分子表现型cmp,具有密码(=1)和抗密码(=0)(schubertw.etal.,nat.biotechnol2006))的数量大幅减少。在检查直至今天的时间内,这种效果稳定地显现。由于这些致病“als细胞”的表面上细胞表面cmp“减慢”滚动显现,直到在后毛细管(浸润的位点)中停止,所以由光泳诱导的这些cmp的数量的减少会损害滚动后致病归巢,并由此停止或者至少大幅减慢在浸润致病位点处的疾病进程。

借助于单采方法体外除去致病细胞的其他可能性包括:

1.使用分子(抗体/配体),其分别结合和/或阻断/抑制igg(1/3),以及阻断/抑制cd16的igg介导的活性的生理学机制。其实例为针对igg和(可任选的重组)链球菌蛋白质g的抗体;

2.通过例如至少一种双特异性-、三特异性-或多特异性-抗体(重组的、人类、重新生产的等)阻断(例如通过交联)als特异性簇cd16a+cd8+sttp1,其中所述的抗体优选地以与基质结合的方式呈现。在此,sttp1表示可任选的患者特异性信号蛋白质(信号传导蛋白质1,例如激酶),其分别介导由细胞核开始的信号级联,并且与模块“cd16a和cd8”一起偶联在细胞的表面上,而且与cd16a和cd8共同定位。可以借助于本身已知的melk和/或icm技术(分别为多表位配体制图和成像循环显微镜)多所关注的患者分别单独地测定和控制sttp1。sttp1可以例如为得自rac1,stap2和/或smad2的一种或多种蛋白质,和/或得自als细胞的信号传导链的另一种蛋白质。相应的抗体(例如三特异性抗-cd16a-cd8-sttp1抗体)随后还可以通过本身抑制的生产方法生产,并且用于所关注的患者的治疗。由于这种三特异性抗体对异常的als特异性细胞具有极高的选择性,所以这种治疗的副作用是特别低的;

3.使用分子,其对细胞外cd16结构域(胞外区)(分别为所谓的脱落和胞外脱落)实施蛋白水解分离。其实例为使用优选固化的adam17(金属肽酶结构域17),其还称为tace(肿瘤坏死因子,一种转化酶)。adam17为70kda酶,其属于去整合蛋白和金属蛋白酶的adam蛋白质家族。能够脱落的adam17和各种cd16分子可以可任选地与单特异性-、双特异性-、三特异性-或多特异性-抗体(参见项目2)偶联,从而有利地增加其特异性;

4.使用至少一种单特异性-、双特异性-、三特异性-或多特异性-抗-cd16抗体(重组的、人类、重新生产的等),其优选地固定在基质材料上;

5.至少一种一种单特异性-、双特异性-、三特异性-或多特异性-抗-neun抗体(重组的、人类、重新生产的等),其优选地固定在基质材料上;

6.使用streptamer和/或磁珠,用于除去致病cd16细胞。

其中,可以提供的是致病细胞没有或者不完全由血液样品中除去,但是被体外灭活,使得它们失去了它们的生物学功能。

在单采方法的范围内,上文提及的化合物(药品)基本上可以单独给予或者以任意的组合给予。除去的效力和程度应该监测,并且可任选地通过规则控制而适应。所述的控制可以例如借助于上文所述的诊断方法来实施。在成功除去时,在所关注的患者的细胞或血液样品中,通常可以评估明显减少的或者优选地不再异常的als特异性细胞(参见上文)。

由此,通常产生多种als特异性超个体和/或个体治疗选项。超个体治疗可以分别定向于als特异性表面蛋白质(cd)和表面蛋白质簇,其是交联的、受到抑制的或与基质结合的。此外,als细胞的中心信号链分子可以可任选地交联的、受到抑制的或与基质结合的。例如细胞表面蛋白质cd8/cd16a/cd45ra可以与信号链分子rac1一起可任选地在体外阻断,这是因为它们专门在als细胞中直接相关。这种治疗可以分别例如借助于双特异性-、三特异性-和/或四特异性-抗体,并且通过相应的单链可变片段(scfv)或多价抗体片段(scfv多聚体)(其为所谓的双特异性抗体、三特异性抗体或四特异性抗体)实施。

单个靶物(备选地或此外,其可以治疗性地在上文所示的als特异性簇中找寻)包括具有分子stap2和/或smad2的cd16/cd8的单个簇,以及表1中所示的分子与cd8/cd16簇的可任选的组合,或者不具有cd8/cd16的分离的簇。这些簇还可以借助于可任选的多特异性抗体和/或抗体片段灭活。

图3示出在toponome内蛋白质的拓扑层次的示意图。使用星号、方块、三角形和五角形表示蛋白质。人们意识到使用星号标记的蛋白质在所有三种cmp1-3中形成,使得这种蛋白质为前导蛋白质(l,1,真性)。相反,通过方块鉴定的蛋白质不在cmp1-3中形成,使得这种蛋白质是抗-共同定位的蛋白质(a-缺省,0,假性)。其他蛋白质(三角形,五角形)与前导蛋白质可变地相关,并由此表示所谓的通配符蛋白质(w,*)。

图4示出toponome图,其示出在前列腺癌中由超过2000个不同的cmp得到的30个最频繁的位置。这些cmp在组织中的位置显示为与cd138荧光信号重叠。图4通过不同的颜色示出这些cmp的位置(各种灰度等级),其以cd138荧光信号为参照。相关的cmp显示在下表2中,并且具有cd26和cd29作为前导蛋白质(=l),而cd3/cd4/cd8/cd19/cd20/cd44/cd80在所有这些cmp中都是缺省的(抗-共同定位的,a,0),并且cd10/cd13/cd38/cd49d/cd54/cd58/cd138是可变相关的(w,*)。如所提及的那样,这得到蛋白质簇(cmp基序)的符号代码(l,a,w)。由此,cd26和cd29应该鉴定为患者前列腺组织细胞表面上的前导蛋白质,其中所述的患者受到前列腺癌的影响。

表2

图5示出在前列腺腺泡肿瘤的亚细胞位置处,前列腺癌特异性cmp的选择性表达的图。图5示出在前列腺腺泡肿瘤的亚细胞位置处,cmp1的选择性表达。cmp1为表2的cmp基序中最频繁的cmp。图5a示出概况,其中箭头1和箭头2确认分泌细胞的顶端位置,而箭头3确认腺泡的基底侧位置的投射。图5b-c示出细节,其通过箭头确认。人们识别cmp1的环状排布(褐色),其具有cd133的细胞表面荧光信号(白色)。“be”是指基底上皮细胞层(柱:5a:100μm;5b-d:10μm)。

因此,与als相似,可以通过体外除去成分和细胞来治疗前列腺癌,其中所述的成分和细胞具有cmp,其至少包含cd26和/或cd29作为疾病特异性前导蛋白质。至此,例如可以分别使用单采和光泳方法,其中按照上文所述的方式分离和/或灭活或破坏表达cd26/cd29的细胞。

图6示出25种生物分子的周期定位以及随后借助于melk/icm方法测定cmp的示意图。图6a示出在z方向上20个公共映射平面的光学平面,并且用于示出图7详细说明的生物分子的荧光信号。图6b示出图6a的平行示出的原始信号的二进制化。图6c示出所得的组合分子表现型(cmp)的2d图,其是由二进制数据库得到的所有数据点计算得到的(图6b)。图6d示出由数据点得到的两个示例性cmp(图6b)。

图7示出描绘皮肤淋巴瘤的组织结构的toponome(柱:在a-d,j中为10μm;在f,g,k中为1μm)。图7a示出根据图7b(方框内区域),受到皮肤淋巴瘤(蕈样肉芽肿)影响的患者组织样品的冷冻切片区域内3213个cmp(得自7161个cmp)的3d共同绘图。不同的cmp使用不同的颜色编码。图7b示出低温皮肤切片的相衬图像,其中组蛋白的核为蓝色,而cd49f的基膜为白色。图7c示出方框内区域的放大图(图7b)并且与图7d相同取向,其中示出图7a的cmp的前导蛋白质。人们意识到五种细胞类型的延长的多细胞复合物(在a,d,c中细胞1-5)。细胞3,4,5的延长的细胞透射(a中箭头1)由真皮经过基底膜(a,bl)延伸进入表皮,其中其接近cd8+/cd3+t细胞(在a,c,d中细胞2,d中为褐色,以及相邻的角质形成细胞(在a,c,d中细胞1))。图7e示出由不同观察角度得到的这种结构的上基部部分的细节(e,f,g,h)。包含细胞角蛋白的细胞透射(ck)由角化细胞延伸(e,箭头),并通过cd8+/cd3+t细胞表面投射(与h比较,其以绿色显示ck;与g比较,其示出相同的位置,不具有ck)。图7k示出通过cd8+/cd3+t细胞的横向虚拟解剖切片(j中的细胞2)。角化细胞的透射渗透至t细胞中(箭头)。图7i示出共同绘制的分子的列表。图7l详细说明皮肤淋巴瘤的cmp基序特征。

l:hla-dq

a:cd2,cd10,cd18,cd54,cd57,cd58,cd62l,cd80

w:cd3,cd4,cd7,cd8,cd13,cd26,cd29,cd36,cd44,cd45,cd49f,cd56,cd71,hla-dr,细胞因子,组蛋白。

因此,类似于als,可以通过体外除去成分和细胞来治疗皮肤淋巴瘤,其中所述的成分和细胞具有cmp,其至少包含hla-dq作为疾病特异性前导蛋白质。至此,可以分别使用例如单采和光泳方法,其中按照上文所述的方式分离和/或灭活或破坏表达hla-dq的细胞。

因此,所述的方法基本上包括toponome技术以及由体液和/或组织分离细胞的方法的组合。通过应用toponome技术,通过共同绘制数千个多蛋白质复合物可以特别精确地将细胞分类。按照这种方式,分别发现疾病特异性细胞和cmp。接着,可以使用本身已知的方法特意分离所关注的细胞,并进一步用于多种目的,例如克隆、体外扩张、分别再次转移至组织和血液中、治疗用途等。特定的方法为由血液循环分离疾病特异性细胞,其作为自身免疫细胞或免疫系统的异常细胞迁移至器官中,其中它们特异性地破坏组织结构。在这种情况下,例如通过治疗性单采/光泳由血液循环分离所述的细胞是更靶向的措施,其目的在于停止疾病进程,这是因为疾病特异性细胞可以通过高维toponome制图确切地预定义,使得它们基于抗体通过分离由循环中特异性地除去。通过血液的toponome制图的连续监测,可以控制方法的效力。另一个益处在于使用这种细胞用于研发选择性阻断/消除此类细胞的医药;或者在干细胞的情况下,用于再灌流至组织中(例如治疗性器官再生或肿瘤治疗);或者通过由血液循环中除去致病细胞,用于诊断或治疗侧索硬化(als)或其他疾病的研发,从而防止其生物学机制,在als的情况下,浸润至运动神经元系统中,以及其神经毒性损伤机制。

图8示出als的病理学机制的示意图。正常的或健康的t细胞10在胸腺外环境12(皮肤)中首先成熟,并被释放至血流14中。由于缺乏归巢码,正常的t细胞10不能(并且将不能)渗透至锥体系统16中,其负责哺乳动物的微小运动活性和任意运动活性。相反,“als细胞”18表示具有缺陷型归巢码的异常t细胞,其可以表征为上文所述的cmp。因此,血液中循环的als细胞18可以由血液渗透至锥体系统16中,其中它们使神经元axotomize,其使得运动神经系统退化,并由此导致患者进行性瘫痪的als典型疾病模式。因此,als治疗的目的必须预防als细胞18的发育和/或已经存在的als细胞18浸润至锥体系统16中。例如als细胞18可以通过阻断前导蛋白质和/或通过诱导凋亡而灭活(灭活的als细胞18'),由此它们失去它们的生物学功能性,并且不再迁移至锥体系统16中。

图9示出als治疗的示意图。如已经提及的那样,异常的als细胞18在胸腺外环境12(皮肤)中成熟,并被释放至血流14中。通过血液14的治疗性治疗,例如通过光泳和/或通过与双特异性-或多特异性-抗体交联而灭活als前导蛋白质cd8和cd16,在血流14中循环的als细胞18将凋亡(灭活的als细胞18'),并且可以不再迁移至锥体系统16中。灭活的als细胞18'的凋亡体演变。这些凋亡体22被相邻的细胞24接收(吞噬作用)并降解。其中,凋亡体22还被呈递给免疫系统。根据目前的知识状态,假设(具有高度的可能性)针对异常的als细胞18产生的内源免疫应答还可以通过这种机制诱导,使得异常的als细胞18的胸腺外成熟至少可以部分被抑制,并且再次形成的als细胞18的数量减少。

在用于定义过程和测量条件的文件中所示的参数值被认为涵盖在本发明的范围内,还涵盖在偏差范围内,例如由于测量误差、系统误差、称量误差、din容差等,其中所述的过程和测量条件用于表征本发明的主题的特定特征。

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