用于细胞免疫治疗的组合物和方法技术

技术编号:26609672 阅读:67 留言:0更新日期:2020-12-04 21:35
本公开内容提供了包含修饰的CD28共刺激信号传导域的融合蛋白及其在免疫疗法中的用途,该疗法用于治疗癌症。在一些实施方案中,提供了表达融合蛋白并在细胞免疫疗法中用于治疗癌症和其他疾病的宿主免疫细胞。在某些实施方案中,融合蛋白包含根据本发明专利技术的嵌合抗原受体(CAR)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于细胞免疫治疗的组合物和方法关于序列表的声明与本申请相关联的序列表以文本格式代替纸质副本提供,并且据此通过引用结合到说明书中。包含序列表的文本文件的名称为360056_458WO_SEQUENCE_LISTING.txt。文本文件为274KB,其创建于2019年2月20日,正在通过EFS-Web电子提交。政府权益声明本专利技术是在美国国立卫生研究院授予CA114536的政府支持下完成的。政府拥有本专利技术的某些权利。
技术介绍
使用针对癌症抗原的经基因工程改造的受体修饰的T细胞进行的过继免疫疗法已证明在血液系统癌症中具有临床成功,并显示出在治疗其他癌症和疾病中的潜力。工程化的受体包括嵌合抗原受体(CAR)和增强的亲和力T细胞受体(TCR)。参见,例如,Harris和Kranz,TrendsPharmacol,Sci.37(3):220(2016)。通过工程改造的受体与癌症抗原结合后,修饰的T细胞通过诱导靶肿瘤细胞的细胞溶解并释放细胞因子来刺激免疫反应,从而介导抗肿瘤反应。除抗原驱动的刺激外,CAR和TCR还可在T细胞中表现出强直性(非抗原依赖性或组成性)或过度信号传导。高表面表达、工程受体的自我聚集特性(例如,scFv寡聚)、在γ逆转录病毒载体中的表达以及某些共刺激信号域的存在可能有助于滋补和/或过度的信号传导(Gomes-Silva等人,CellReports21:17-26(2017);Long等人,Nat.Med.21:581-590(2015);Frigault等人,CancerImmunol.Res.3:356-367(2015))。进补和/或过度信号传导可导致转导T细胞的组成性激活和增殖、加速T细胞分化、限制T细胞持久性、增加T细胞疲劳、增加T细胞凋亡、增加免疫检查点分子受体的表达(例如PD-1、TIM-3和AG-3)和/或降低T细胞的抗肿瘤活性(Gomes-Silva等,同上;Frigault等,同上;Long等,同上;Eyquem等,Nature543:113(2017))。此外,CART细胞疗法还与明显的毒性相关,包括细胞因子释放综合征(CRS)和CART细胞相关性脑病综合征(CRES)。细胞因子释放综合征是指与T细胞活化和增殖相关的细胞因子水平升高引起的全身性炎症反应。CRS可能是轻度的、自限性的、伴有发烧和肌痛的症状,甚至更严重,伴有血管渗漏、低血压、呼吸和肾脏功能不全、血细胞减少、凝血病、多器官功能衰竭和神经系统毒性的症状。神经毒性可能表现为多种神经和精神症状,包括癫痫发作、神志失常、失语症和幻觉。CRES可与CRS同时或之后发生,并可能导致致命的脑水肿。因此,在过继性细胞疗法中需要新的策略来治疗癌症。当前公开的实施例解决了这些需求并提供了其他相关的优点。附图说明图1A-1G显示在CD28/CD3ζ和4-1BB/CD3ζCAR的间隔区中包含(STII)标签提供了一种激活嵌合抗原受体(CAR)信号传导的精确方法。图1A:示意图STIICAR设计在细胞外铰链中包含单个STII序列。CAR包含CD19特异性FMC63scFv(SEQIDNO:8)或ROR1特异性R12scFv(SEQIDNO:9)。图1B:STIICART细胞与涂有STIImAb的STII磁珠结合的示意图。图1C:CD19+LCL扩增后分选纯化的CD19特异性CART细胞的代表性FACS图。图1D和1E:代表性FACS图显示了细胞表面CAR的STII染色(D)和分选纯化的CD19特异性CD19的表型(E)或扩增后的ROR1特异性CART细胞。虚线:CD28/CD3ζCART细胞,实线:4-1BB/CD3ζCART细胞,阴影直方图:同种型对照。图1F:代表性的FACS图显示了CART细胞的DNA含量染色。门控量化了G0/G1中细胞的频率。图1G:用不同数量的STII磁珠、K562细胞或ROR1共培养45分钟后,分析从CART细胞(4-1BB/CD3ζ)制备的裂解物的蛋白质印迹。将裂解物印迹到PLC-γ1pY783、PLC-γ1、SLP-76pS376、SLP-76、CD247pY142和CD247。图1C-1F中的数据代表了四个独立的实验。图1G中的印迹代表两个独立的实验。图2A-2G对CAR磷蛋白信号进行定量分析,表明CAR通过内源性T细胞信号蛋白进行信号传递。图2A和2B:CART细胞刺激条件和实验设计。图2C:图2C:条形图显示了在图2A和2B中所述的三种质谱(MS)实验中鉴定出的独特的磷酸丝氨酸(“pS”),磷酸苏氨酸(“pT”)和磷酸酪氨酸(“pY”)位点的总数。图2D:Venn图显示了在所有MS实验中检测到的PO4位点之间的重叠。图2E和2F:散点图显示了在CAR刺激10分钟(E)和45分钟(F)之后规范性TCR信号PO4事件的平均和log2倍变化范围。图2G:10和45分钟裂解物的蛋白质印迹分析刺激CD28/CD3ζ和4-1BB/CD3ζ+CART细胞。印迹代表图2A和2B中描述的三个独立实验。图3A-3F显示CD28/CD3ζ或4-1BB/CD3ζCAR刺激以不同的动力学和强度调节相似的蛋白质磷酸化事件。图3A-3D:火山图显示已鉴定PO4位点的log2倍变化和假发现率(FDR)由MS在两个或多个实验中进行。使用Limma定义符合CAR刺激的PO4位置(火山图的左上(C,D)和右上(A,C,D)部分的灰点),满足log2倍变化和FDR截止值。图3E:散点图在45分钟的时间点比较CD28/CD3ζ和4-1BB/CD3ζCAR刺激响应的PO4位点。网格中上部和中下部的灰点(由虚线定义;包括灰点)垂直的“0”线)表示受4-1BB/CD3ζCAR刺激更强烈地调节的PO4位点。网格右下部和左上部的浅灰色点表示CD28/CD3ζCAR刺激反应性PO4位点,其被4-1BB/CD3ζCAR刺激以相反的方向调制。图3F:散点图显示了平均值刺激后,已知CD28和4-1BB信号通路成员的PO4位点的log2倍变化范围和范围。图4显示CD28/CD3ζ或4-1BB/CD3ζCAR刺激改变了类似信号通路和细胞区室的蛋白质磷酸化。来自所有MS实验分析的CART细胞刺激45分钟后,差异蛋白磷酸化的选择蛋白图谱。图5A-5C显示,与4-1BB/CD3ζCAR刺激相比,CD28/CD3ζCAR刺激在蛋白质PO4中产生更大的幅度变化。图5A:点图显示CAR刺激后20个最磷酸化位点的平均log2倍变化。图5B:点图显示在CAR刺激后,在已知KEGGTCR信号通路蛋白上检测到的每个PO4位点的绝对log2倍变化。因为在CAR激活后某些位点被去磷酸化,所以绝对log2倍变化用于量化PO4改变的幅度。图5C:用STII磁珠刺激给定时间的CART细胞的Western印迹分析。印迹代表3个独立实验。图5A和5B中的P值是使用未配对的两样本t检验计算的。图6A-6K显示了CD28/CD3ζCAR信号促进了效应细胞样表型,体内抗肿瘤活性降低。图6A-6B:条形图显示了与刺激的对照CD28/CD3ζ或4-1BB/CD本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种融合蛋白,其包含:/n(a)包含特异性结合靶抗原的结合域的细胞外组分;/n(b)包含修饰的功能性CD28共刺激信号结构域的细胞内组分,其中所述修饰的功能性CD28共刺激信号结构域包含至少一个氨基酸取代;和/n(c)位于细胞外组分和细胞内组分之间的疏水部分,/n其中所述融合蛋白具有与包含野生型CD28共刺激信号结构域的融合蛋白不同的一种或多种功能活性。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180226 US 62/635,450;20180525 US 62/676,787;20181.一种融合蛋白,其包含:
(a)包含特异性结合靶抗原的结合域的细胞外组分;
(b)包含修饰的功能性CD28共刺激信号结构域的细胞内组分,其中所述修饰的功能性CD28共刺激信号结构域包含至少一个氨基酸取代;和
(c)位于细胞外组分和细胞内组分之间的疏水部分,
其中所述融合蛋白具有与包含野生型CD28共刺激信号结构域的融合蛋白不同的一种或多种功能活性。


2.权利要求1的融合蛋白,其中CD28共刺激信号传导域中的至少一个酪氨酸残基由不同的氨基酸残基取代。


3.权利要求2的融合蛋白,其中所述至少一个酪氨酸残基选自位置191、206、209和218中的任何一个。


4.权利要求2的融合蛋白,其中选自位置191、206、209和218中任一个的至少两个酪氨酸残基各自由不同的氨基酸残基取代。


5.权利要求2的融合蛋白,其中选自位置191、206、209和218中任一个的至少三个酪氨酸残基各自由不同的氨基酸残基取代。


6.权利要求2的融合蛋白,其中在位置191、206、209和218的四个酪氨酸残基由不同的氨基酸残基取代。


7.权利要求2-6中任一项的融合蛋白,其中每个酪氨酸残基独立地由色氨酸残基或苯丙氨酸残基取代。


8.权利要求2-6中任一项的融合蛋白,其中每个酪氨酸残基由苯丙氨酸残基取代。


9.权利要求2-6中任一项的融合蛋白,其中每个酪氨酸残基由色氨酸残基取代。


10.权利要求2-7中任一项的融合蛋白,其中所述修饰的CD28共刺激信号传导结构域包含Y218F取代。


11.权利要求2-7中任一项的融合蛋白,其中所述修饰的CD28共刺激信号传导域包含Y206F、Y209F和Y218F取代。


12.权利要求2-7中任一项的融合蛋白,其中所述修饰的CD28共刺激信号传导域包含Y191F、Y206F、Y209F和Y218F取代。


13.权利要求1-12中任一项的融合蛋白,其中所述CD28共刺激信号域中的至少一个脯氨酸残基由不同的氨基酸残基取代。


14.权利要求13的融合蛋白,其中所述至少一个脯氨酸残基选自位置196、199、208和211中的任何一个。


15.权利要求13的融合蛋白,其中选自位置196、199、208和211中的任一个的至少两个脯氨酸残基各自由不同的氨基酸残基取代。


16.权利要求13的融合蛋白,其中选自位置196、199、208和211中任一个的至少三个脯氨酸残基各自由不同的氨基酸残基取代。


17.权利要求13的融合蛋白,其中在196、199、208和211位的四个脯氨酸残基由不同的氨基酸残基取代。


18.权利要求13-17中任一项的融合蛋白,其中每个脯氨酸残基由丙氨酸残基取代。


19.权利要求1-18中任一项的融合蛋白,其中所述修饰的CD28共刺激信号传导域还包含L186和L187取代。


20.权利要求19的融合蛋白,其中所述L186取代为L186G,所述L187取代为L187G。


21.权利要求1-11、13-15和18-20中任一项的融合蛋白,其中所述修饰的CD28共刺激信号结构域在Y191、P208、P211或其任何组合上不包含取代。


22.根据权利要求1-21中任一项所述的融合蛋白,其中所述结合结构域是scFv、scTCR、受体胞外域或配体。


23.权利要求1-22中任一项的融合蛋白,其中所述结合结构域不包含CD8的细胞外结合结构域或部分或其包含功能性IgV样结构域的任何部分。


24.根据权利要求23所述的融合蛋白,其中所述结合结构域不包含来自CD8α链的结合结构域、来自CD8β链的结合结构域、来自CD8α同二聚体的结合结构域,或来自CD8αβ异二聚体的结合结构域。


25.根据权利要求1至24中任一项所述的融合蛋白,其中所述结合结构域是嵌合的、人的或人源化的。


26.根据权利要求1至25中任一项所述的融合蛋白,其中所述细胞外组分还包括位于所述结合结构域和所述疏水性部分之间的间隔子。


27.根据权利要求26所述的融合蛋白,其中所述间隔物包含免疫球蛋白铰链区,CH2结构域、CH3结构域或其任何组合。


28.根据权利要求27所述的融合蛋白,其中所述免疫球蛋白铰链区是IgG4铰链区。


29.根据权利要求1-28中任一项所述的融合蛋白,其中所述细胞外组分还包含位于所述结合结构域和所述疏水性部分之间的标签。


30.根据权利要求29所述的融合蛋白,其中所述标签具有Trp-Ser-His-Pro-Gln-Phe-Glu-Lys的氨基酸序列(SEQIDNO:40)。


31.根据权利要求1至30中任一项所述的融合蛋白,其中所述细胞内组分还包含含ITAM的T细胞活化域。


32.权利要求31的融合蛋白,其中所述含ITAM的T细胞活化结构域包含CD3γ、CD3δ、CD3ε、CD3ζ、FcεRI的γ链或FcγRI的γ链的细胞内信号传导域。


33.根据权利要求32所述的融合蛋白,其中所述细胞内组分还包含CD3ζ细胞内信号传导结构域。


34.根据权利要求1-33中任一项所述的融合蛋白,其中所述细胞内组分还包含至少一个另外的共刺激信号传导域。


35.根据权利要求34所述的融合蛋白,其中所述至少一个另外的共刺激信号传导结构域选自CD27、CD40L、GITR、NKG2C、CARD1、CD2、CD7、CD27、CD30、CD40、CD54(ICAM)、CD83、CD134(OX-40)、CD137(4-1BB)、CD150(SLAMF1)、CD152(CTLA4)、CD223(LAG3)、CD270(HVEM)、CD273(PD-L2)、CD274(PD-L1)、CD278(ICOS)、DAP10、LAT、NKD2CSLP76、TRIM、ZAP70、CD5、BAFF-R、SLAMF7、NKp80、CD160、B7-H3、与CD83特异性结合的配体或其组合。


36.根据权利要求1-35中任一项所述的融合蛋白,其中所述疏水部分是跨膜结构域。


37.根据权利要求36所述的融合蛋白,其中所述跨膜结构域包含CD28、CD2、CD3ε、CD3δ、CD3ζ、CD25、CD27、CD40、CD79A、CD79B、CD80、CD86、CD95(Fas)、CD134(OX40)、CD137(4-1BB)、CD150(SLAMF1)、CD152(CTLA4)、CD200R、CD223(LAG3)、CD270(HVEM)、CD272(BTLA)、CD273(PD-L2)、CD274(PD-L1)、CD278(ICOS)、CD279(PD-1)、CD300、CD357(GITR)、A2aR、DAP10、FcRα、FcRβ、FcRγ、Fyn、GAL9、KIR、Lck、LAT、LRP、NKG...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·索尔特S·里德尔
申请(专利权)人:弗雷德哈钦森癌症研究中心
类型:发明
国别省市:美国;US

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