用于基因治疗应用的胸苷激酶诊断分析制造技术

提供了编码改进的单纯疱疹病毒胸苷激酶的核酸序列，包括它们在诊断和治疗应用中的用途。可以使用保守突变、非保守突变或二者使胸苷激酶突变。还提供了基因治疗系统，包括病毒和逆转录病毒颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于基因治疗应用的胸苷激酶诊断分析交叉引用本申请要求2013年3月14日提交的美国临时申请号61/784,901的权益，该临时申请通过引用全文并入本文。本申请涉及以下共同未决的专利申请：与本申请同日提交的申请序列号[尚未指定]，代理卷号30863-722.201，该申请通过引用全文并入本文。专利技术背景增殖性疾病如癌症对社会构成了严峻挑战。癌性生长，包括恶性癌性生长，具有独特的特征，例如不可控的细胞增殖(其导致，例如恶性组织的不受调控的生长)，入侵局部以及甚至远端组织的能力，缺乏分化，缺乏可检测的症状，以及最显著的是，缺乏有效的治疗和预防。癌症可在任何年龄在任何器官的任何组织中发展。癌症的病因学尚未被明确地界定，但诸如遗传易感性、染色体断裂病症、病毒、环境因素和免疫失调等机制均已与恶性细胞生长和转化相关联。癌症包括一大类别的医学状况，影响到全球数百万的个人。癌细胞可能出现在身体的几乎任何器官和/或组织中。在世界范围内，每年超过1千万人被诊断出患有癌症，并且据估计到2020年，这一数字将增加至每年1500万新发病例。癌症导致每年600万例死亡或全世界死亡数的12％。
技术实现思路
本文提供了用于鉴定能够从基因疗法治疗中受益的受试者或患者的方法和组合物。更具体地说，本文提供了用于鉴定以足够的量表达包含在基因治疗剂中的治疗性蛋白质的受试者或患者的方法和组合物。优选地，所述治疗性蛋白质是酶，更具体地是病毒胸苷激酶或突变的病毒胸苷激酶。因此，本文提供了用于鉴定能够从基因疗法治疗中受益的患者的方法，所述方法包括：将包含HSV-TK多核苷酸的基因治疗逆转录病毒颗粒施用于所述患者；将与放射性示踪剂连接的HSV-TK底物施用于所述患者；测量存在于所述患者中的放射性信号的相对量和位置；以及确定所述患者的病变的位置，其中将具有以下特征的患者鉴定为能够从基因疗法治疗中受益：放射性信号在某一阈值之上，以及所述放射性信号的位置与所述患者的步骤(d)中测定的病变相关。在一些实施方案中，所述HSV-TK底物选自：FHBG(9-[4-氟-3-(羟基甲基)丁基]鸟嘌呤)，FHPG(9-([3-氟-1-羟基-2-丙氧基]甲基)鸟嘌呤)，FGCV(氟更昔洛韦)，FPCV(氟喷昔洛韦)，FIAU(1-(2'-脱氧-2'-氟-1-β-D-呋喃阿拉伯糖基)-5-碘尿嘧啶)，FEAU(氟-5-乙基-1-β-D-呋喃阿拉伯糖基尿嘧啶)，FMAU(氟-5-甲基-1-β-D-呋喃阿拉伯糖基尿嘧啶)，FHOMP(6-((1-氟-3-羟基丙-2-基氧基)甲基)-5-甲基嘧啶-2,4(1H,3H)-二酮)，更昔洛韦，缬更昔洛韦，阿昔洛韦，伐昔洛韦(valacivlovir)，喷昔洛韦，在N-1处具有4-羟基-3-(羟基甲基)丁基侧链的放射性标记的嘧啶(HHG-5-FEP)或带有2,3-二羟基丙基、阿昔洛韦、更昔洛韦和喷昔洛韦样侧链的5-(2-)羟基乙基)-和5-(3-羟基丙基)-取代的嘧啶衍生物。在其他实施方案中，所述HSV-TK底物是FHBG(9-(4-氟-3-(羟基甲基)丁基]鸟嘌呤)。在其他实施方案中，所述放射性示踪剂是18F、64Cu、99mTe、11C、14C、124I、123I、131I、15O、13N和/或82RbCl。在其他实施方案中，所述放射性示踪剂是18F。在一个实施方案中，所述HSV-TK底物是[18F]FHBG(9-(4-18F-氟-3-(羟基甲基)丁基]鸟嘌呤)。在其他实施方案中，使用正电子发射断层成像(PET)扫描来测量放射性示踪剂信号。在其他实施方案中，所述阈值水平是至少2.0SUV(标准摄取值)以上或比PET扫描背景高至少20％，或者是约1.0SUV至约3.0SUV，或比PET扫描背景高约20％至约40％。在一些实施方案中，本文公开的方法进一步包括采用HSV-TK逆转录病毒颗粒治疗所述患者。在其他实施方案中，使编码的HSV-TK多核苷酸的病毒核定位序列(NLS)突变。在其他实施方案中，使胸苷激酶多核苷酸突变以在所表达的胸苷激酶蛋白的氨基末端处或附近包含核输出序列(NES)。在一个实施方案中，使所述胸苷激酶多核苷酸突变以提高所表达的胸苷激酶蛋白的底物结合。在另一个实施方案中，所述突变是A168H。在其他实施方案中，本文公开的方法进一步包括使所述胸苷激酶多核苷酸突变以除去病毒核定位序列(NLS)并且在所表达的胸苷激酶蛋白的氨基末端处或附近包含核输出序列(NES)。在一些实施方案中，所述HSV-胸苷激酶多核苷酸是SEQIDNO:18。在一个实施方案中，本文公开的方法进一步包括在病毒包膜上表达的靶向蛋白。在一些实施方案中，所述靶向蛋白与胶原蛋白、层粘连蛋白、纤连蛋白、弹性蛋白、糖胺聚糖、蛋白聚糖或RGD结合。在其他实施方案中，所述靶向蛋白与胶原蛋白结合。在其他实施方案中，所述靶向蛋白是SEQIDNO:25。本文还提供了用于鉴定需要治疗病变并能够从基因疗法治疗中受益的患者或受试者的方法和组合物：a)施用包含HSV-TK多核苷酸的基因治疗逆转录病毒颗粒并采用编码HSV-胸苷激酶的多核苷酸转导来自所述患者的细胞；b)使用与放射性示踪剂连接的HSV-TK底物处理所述细胞；c)测量存在于靶组织中的放射性信号的相对量；d)鉴定其中放射性标记的HSV-TK底物的水平在阈值之上的患者；e)确定所述患者的病变的位置；以及f)当所述患者中测量的放射性信号在某一阈值之上并且所测量的放射性信号的位置与所述患者的步骤(e)中测定的病变相关时，使用包含HSV-TK多核苷酸的基因治疗逆转录病毒颗粒治疗所述患者或受试者。本文提供了用于测量转导的HSV-胸苷的酶活性的方法和组合物，所述方法包括：a)施用包含HSV-TK多核苷酸的基因治疗逆转录病毒颗粒并使用编码HSV-胸苷激酶的多核苷酸转导来自患者的细胞；b)使用与放射性示踪剂连接的HSV-TK底物处理所述细胞；以及c)测量存在于靶组织中的放射性信号的相对量。此外，本文提供了用于确定施用基因治疗颗粒后受试者或患者中的示踪剂信号的水平，并在所述示踪剂信号的水平在设定的阈值之上时选择所述受试者或患者用于采用所述基因治疗颗粒的治疗的方法和组合物。在一些实施方案中，该示踪剂是放射性、发光或荧光信号。在一些实施方案中，放射性示踪剂元素是18F、64Cu、99mTe、11C、14C、124I、123I、131I、15O、13N和/或82RbCl。在其他实施方案中，本文提供了用于确定施用胸苷激酶基因治疗构建体后受试者或患者中的放射性示踪剂信号的水平，并在所述示踪剂信号的水平在设定的阈值之上时选择所述受试者或患者用于采用所述基因治疗构建体的治疗的方法和组合物。在一些实施方案中，该示踪剂是放射性示踪剂。在其他实施方案中，放射性示踪剂元素是18F、64Cu、99mTe、11C、14C、124I、123I、131I、15O、13N和/或82RbCl。在其他实施方案中，所述放射性示踪剂元素与核苷或合成核苷靶标偶联以形成放射性靶标。在一些实施方案中，该核苷靶标是FHBG(9-[4-氟-3-(羟基甲基)丁基]鸟嘌呤)，FHPG(9-([3-氟-1-羟基-2-丙氧基]甲基)鸟嘌呤)，FGCV(氟更昔洛韦)，FPCV(氟喷昔洛韦)，FIAU(1-(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于鉴定能够从基因疗法治疗中受益的患者的方法，所述方法包括：a)将包含HSV‑TK多核苷酸的基因治疗逆转录病毒颗粒施用于所述患者；b)将与放射性示踪剂连接的HSV‑TK底物施用于所述患者；c)测量存在于所述患者中的放射性信号的相对量和位置；以及d)确定所述患者的病变的位置，其中将具有以下特征的患者鉴定为能够从基因疗法治疗中受益：放射性信号在某一阈值之上，以及所述放射性信号的位置与所述患者的步骤(d)中测定的病变相关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.14 US 61/784,9011.包含含有核输出序列的HSV-TK多核苷酸的基因治疗逆转录病毒颗粒在制备用于鉴定患有能够从基因疗法中受益的病变的患者的试剂盒中的用途，其中所述鉴定包括：a)将所述包含含有核输出序列的HSV-TK多核苷酸的基因治疗逆转录病毒颗粒施用于所述患者，其中所述HSV-TK多核苷酸编码包含在氨基酸残基32和33，以及25、26、或168至少之一处突变的HSV-TK的突变形式，其中所述氨基酸残基对应于SEQIDNO:2的位置32、33、25、26、和168，其中氨基酸残基32和33各自独立地突变为选自甘氨酸、丝氨酸和谷氨酸的氨基酸，并且其中所述HSV-TK的突变形式相对于野生型胸苷激酶增加细胞杀伤活性；b)将与放射性示踪剂连接的标记的核苷酸类似物HSV-TK底物施用于所述患者；c)测量存在于所述患者中的放射性信号的相对量和位置；以及d)确定所述患者的病变的位置，其中将具有以下特征的患者鉴定为能够从基因疗法治疗中受益：所述患者具有(i)与步骤(d)中测定的病变相关的放射性信号的位置；以及(ii)在某一阈值之上的放射性信号。2.如权利要求1所述的用途，其中所述HSV-TK底物选自：FHBG(9-[4-氟-3-(羟基甲基)丁基]鸟嘌呤)，FHPG(9-([3-氟-1-羟基-2-丙氧基]甲基)鸟嘌呤)，FGCV(氟更昔洛韦)，FPCV(氟喷昔洛韦)，FIAU(1-(2'-脱氧-2'-氟-1-β-D-呋喃阿拉伯糖基)-5-碘尿嘧啶)，FEAU(氟-5-乙基-1-β-D-呋喃阿拉伯糖基尿嘧啶)，FMAU(氟-5-甲基-1-β-D-呋喃阿拉伯糖基尿嘧啶)，FHOMP(6-((1-氟-3-羟基丙-2-基氧基)甲基)-5-甲基嘧啶-2,4(1H,3H)-二酮)，更昔洛韦，缬更昔洛韦，阿昔洛韦，伐昔洛韦，喷昔洛韦，在N-1处具有4-羟基-3-(羟基甲基)丁基侧链的放射性标记的嘧啶(HHG-5-FEP)或带有2,3-二羟基丙基、阿昔洛韦、更昔洛韦和喷昔洛韦样侧链的5-(2-)羟基乙基)-和5-(3-羟基丙基)-取代的嘧啶衍生物。3.如权利要求1所述的用途，其中所述HSV-TK底物是FHBG(9-[4-氟-3-(羟基甲基)丁基]鸟嘌呤)。4.如权利要求1所述的用途，其中所述放射性示踪剂是18F、64Cu、99mTe、11C、14C、124I、123I、131I、15O、13N和/或82RbCl。5.如权利要求1所述的用途，其中所述放射性示踪剂是18F。6.如权利要求1所述的用途，其中所述HSV-TK底物是[18F]FHBG(9-[4-18F-氟-3-(羟基甲基)丁基]鸟嘌呤)。7.如权利要求1所述的用途，其中使用正电子发射断层成像(PET)扫描来测量放射性示踪剂信号。8.如权利要求7所述的用途，其中当使用正电子发射断层成像扫描来测量所述放射性信号时，所述阈值水平是至少2.0SUV(标准摄取值)以上或比背景高至少20％。9.如权利要求7所述的用途，其中当使用正电子发射断层成像扫描来测量所述放射性信号时，所述阈值水平是1.0SUV至3.0SUV，或比背景高20％至40％。10.如权利要求1所述的用途，其中所述用途进一步包括采用所述基因治疗逆转录病毒颗粒制备用于治疗患有所述病变的患者的药物。11.如权利要求1所述的用途，其中所述突变是A168H。12.如权利要求1所述的用途，其中所述核输出序列(NES)位于所表达的HSV-TK的突变形式的氨基末端处或附近。13.如权利要求1所述的用途，其中所述HSV-TK多核苷酸是SEQIDNO:18。14.如权利要求13所述的用途，其中所述逆转录病毒颗粒进一步包括编码在病毒包膜上表达的靶向蛋白的多核苷酸。15.如权利要求14所述的用途，其中所述靶向蛋白与胶原蛋白、层粘连蛋白、纤连蛋白、弹性蛋白、糖胺聚糖、蛋白聚糖或RGD结合。16.如权利要求14所述的用途，其中所述靶向蛋白与胶原蛋白结合。17.如权利要求16所述的用途，其中所述靶向蛋白是SEQIDNO:25。18.如权利要求1所述的用途，其中所述HSV-TK多核苷酸编码包含在氨基酸残基32和33，以及25或26至少之一处突变的HSV-TK的突变形式，其中所述氨基酸残基对应于SEQIDNO:2的位置32、33、25、和26。19.如权利要求1所述的用途，其中所述HSV-TK多核苷酸编码包含在氨基酸残基32、33、和168处突变的HSV-TK的突变形式，其中所述氨基酸残基对应于SEQIDNO:2的位置32、33、和168。20.如权利要求1所述的用途，其中氨基酸残基25和26突变为选自甘氨酸、丝氨酸和谷氨酸的氨基酸。21.如权利要求1所述的用途，其中氨基酸残基168突变为选自组氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·利维，R·A·里德，约瑟夫·麦克纳尔蒂，小罗伯特·G·约翰逊，
申请(专利权)人：伊佩尤斯生物技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US