IL-13/IL-4超级因子：免疫细胞靶向性构建体及其使用方法技术

提供了用于用包括人IL‑13超级因子和/或人IL‑4超级因子的靶向型构建体增强抗肿瘤效应免疫细胞的方法和组合物。还可以包含细胞因子或另外的共刺激序列以增强细胞的杀肿瘤作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】IL-13/IL-4超级因子：免疫细胞靶向性构建体及其使用方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年6月1日提交的美国临时申请第62/679,692号以及于2018年6月19日提交的美国临时申请第62/687,225号的优先权，所述美国临时申请的公开内容出于所有目的通过引用整体并入本文。
技术介绍
细胞因子是由许多细胞分泌的小型细胞信号传导分子，并且是在细胞间通讯中广泛使用的一类信号传导分子。细胞因子调节关键的细胞功能，包含分化、增殖和凋亡/抗凋亡。许多细胞因子通过首先与相对较高亲和力的细胞因子受体链(通常被称为“a”)相互作用，然后通过与不同细胞因子之间共享的受体链(共享受体链)的相对低亲和力相互作用来介导刺激。细胞因子与第一个高亲和力受体的结合产生了复合表面，共享受体链随后可以结合所述复合表面。白介素-4(IL-4)代表了这种细胞因子。IL-4的主要结合链是IL-4受体α(IL-4Rα)。IL-4/IL-4Rα复合物充当IL-4受体第二组分γc的配体。另外，IL-4/IL-4Rα复合物充当白介素-13(IL-13)受体α1(IL-13Rα1)的配体。与IL-4不同，IL-13不与IL-4Rα结合，但是IL-13/IL-13Rα1复合物确实与IL-4Rα结合。因为IL-4和IL-13可以通过不同的受体发出信号，所以可以假定它们能够激活不同的信号转导通路。实际上，γc活化酪氨酸激酶Janus激酶3(JAK3)，而IL-13Rα1活化Tyk2和JAK2。活化的JAK介导IL-4R胞质尾在保守酪氨酸残基上的磷酸化，所述保守酪氨酸残基充当含有Src同源2(SH2)结构域的蛋白质的对接位点。三个紧密聚集的酪氨酸残基充当信号转导子和转录激活子6(STAT6)的对接位点，所述STAT6是选择性偶联至IL-4Rα链的转录因子。IL-13与IL-13Rα1的结合也通过IL-13/IL-13Rα1复合物与IL-4Rα的结合而活化STAT6。除STAT6外，IL-4募集并活化IRS-2。结构功能分析表明，IL-4Rα的跨膜结构域上的酪氨酸残基[Tyr.sup.497，胰岛素/IL-4R基序(I4R)的部分]对于IL-4活化IL-4Rα后的IRS-2与IL-4Rα的对接是必要的。然后，JAK1和JAK3使结合IL-4Rα的IRS-2磷酸化。IRS-2的活化导致磷酸肌醇3激酶(PI3K)和下游蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶Akt的活化，该通路被认为可介导许多细胞类型的生长和存活信号。实际上，该通路对于表达I型IL-4R的细胞(NK细胞、T细胞和B细胞)中IL-4介导的生长很重要。尽管普遍存在IL-4Rα，但在T细胞、自然杀伤(NK)细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞和大多数小鼠B细胞中发现了γc而非IL-13Rα1(大多数人B细胞表达γc和IL-13Rα1两者)。因此，IL-4(而非IL-13)促进原初T细胞向TH2细胞的分化，并且IL-4在诱导小鼠IgE应答方面显得比IL-13更为重要。一些骨髓来源的细胞(包含巨噬细胞和树突状细胞)表达γc和IL-13Rα1两者，因此对IL-4和IL-13两者均产生应答。这两个受体亚基在这些细胞的不同亚群上的相对丰度的差异可能部分解释了它们对IL-4和IL-13的相对反应性。在大多数非骨髓来源的细胞(包含平滑肌和上皮细胞)中发现了IL-13Rα1，但很少或没有γc亚基；因此，在刺激这些细胞方面，与IL-13相比，IL-4没有固有的优势。在1990年代初期，利用IL-4进行了治疗癌症的临床试验。已经观察到IL-4在体外诱导白血病淋巴母细胞中的生长停滞和凋亡。在植入免疫缺陷小鼠的人类白血病细胞的实验中证实了这些观察结果。不幸的是，IL-4的临床实用性受到细胞因子的多效性活动的限制，所述多效性活动包含肾脏、肝脏、神经、胃肠道毒性以及血管渗漏综合征，这些与IL-4与非造血细胞的结合有关。因此，“野生型”IL-4作为治疗剂的用途受到其结合引起不良应答的细胞类型的能力的限制。因此，本领域中需要相对于一种受体对另一种受体选择性增加的分子；以IL-4为例，相对于IL-13Rα1，对γc的选择性增加可能是有利的，反之亦然。此外，与使用野生型细胞因子相关的一些毒性可能是施用高剂量的结果。因此，可以以较低的剂量实现期望的共享受体的活化的分子也是有利的。白介素-13(IL-13)是由T淋巴细胞和肥大细胞分泌的一种细胞因子，与过敏性炎症和疾病的介导因子IL-4共享多种生物活性。IL-13通过其对上皮和平滑肌细胞的作用而参与过敏反应。IL-13引起过敏性肺部疾病的许多特征，包含气道高反应性、杯状细胞增生和粘液分泌过多，这些都导致气道阻塞。IL-13还诱导将过敏效应细胞募集至肺所需的趋化因子的分泌。IL-13生物学中的重要因素是其受体相互作用的性质。其多种功能由一个复杂的受体系统介导，所述系统包含IL-4受体α(IL-4Rα；CD124)和另外两个同系细胞表面蛋白，IL-13Rα1(CD213a1)和IL-13Rα2(CD213a2)。IL-13Rα1与IL-4Rα形成异二聚体，所述异二聚体是信号传导性IL-13受体。相反，由于IL-13Rα2的胞质尾较短，因此被认为是诱饵受体。IL-13Rα2以细胞内形式和可溶形式存在于细胞膜上。IL-13Rα2对IL-13具有极高的亲和力，可以与抗体竞争结合IL-13。另一个受体IL-13Rα1具有低得多的亲和力，但其与IL-4Rα介导的信号传导事件有关。其通过包含IL-4受体(IL-4Rα)和IL-13Rα1的α链的多亚基受体诱导其作用。与IL-4的生物学效应一样，IL-13的大多数生物学效应与单个转录因子、信号转导子和转录激活子6(STAT6)相关。IL13Rα2在许多肿瘤类型(如结直肠癌、胶质母细胞瘤、卵巢癌、头颈癌、乳腺癌、胰腺癌、肾癌和间皮瘤)中高表达，但大多数正常细胞(如免疫细胞或内皮细胞)不表达IL13Rα2。IL13Rα2也与人类癌症的不良预后和癌症疗法的目标有关。已显示，IL13Rα2的高水平表达可促进脑癌、胰腺癌、卵巢癌、乳腺癌和结直肠癌的侵袭和转移。IL13Rα2水平升高也与乳腺癌患者的无转移生存不良有关。IL13Rα2表达也是神经胶质瘤恶性程度和患者生存不良的预后标志物。靶向免疫疗法已成为治疗恶性肿瘤的有前景的研究领域，并且近年来受到了广泛的关注。实际上，已经报道了用靶向CD19恶性细胞的经工程改造或基因修饰的T细胞治疗淋巴瘤患者的方法。这就增加了对存在于癌细胞中的抗原作为基因疗法和免疫疗法靶标的关注。对自体或异体T细胞或NK细胞进行基因操纵以特异性地靶向特定肿瘤抗原提供了一种绕过大多数肿瘤细胞的细胞毒性免疫应答诱导失败的策略。这些技术基于人类免疫细胞的基因修饰，其中可以通过白细胞分离术从患者或供体中提取细胞。纯化并工程改造特定的细胞(通常为T细胞)以表达靶向所关注癌症抗原的受体。工程改造可以利用逆转录病毒、慢病毒、转座子、mRNA电穿孔等的转导。可以将免疫细胞扩增至期望剂量，并引入患者体内。经工程改造的细胞可以通过细胞介导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种免疫细胞靶向性构建体，其包括：/nIL-13超级因子，所述IL-13超级因子被工程改造成相对于天然人IL-13蛋白对白介素13受体α2(IL-13Rα2)具有增加的亲和力而相对于天然人IL-13蛋白对白介素13受体α1(IL-13Rα1)具有降低的亲和力，并且相对于野生型IL-13包括至少一个氨基酸变化，所述氨基酸变化位于选自L10、R11、E12、I14、V18、R65、R86、D87、T88、K89、L101、K104、K105、F107和R108中的位置中的一个或多个位置处；所述IL-13超级因子连接至免疫细胞靶向性构建体，其中所述免疫细胞靶向性构建体靶向肿瘤和/或肿瘤微环境和/或靶向性肿瘤抗原。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180601 US 62/679,692;20180619 US 62/687,2251.一种免疫细胞靶向性构建体，其包括：
IL-13超级因子，所述IL-13超级因子被工程改造成相对于天然人IL-13蛋白对白介素13受体α2(IL-13Rα2)具有增加的亲和力而相对于天然人IL-13蛋白对白介素13受体α1(IL-13Rα1)具有降低的亲和力，并且相对于野生型IL-13包括至少一个氨基酸变化，所述氨基酸变化位于选自L10、R11、E12、I14、V18、R65、R86、D87、T88、K89、L101、K104、K105、F107和R108中的位置中的一个或多个位置处；所述IL-13超级因子连接至免疫细胞靶向性构建体，其中所述免疫细胞靶向性构建体靶向肿瘤和/或肿瘤微环境和/或靶向性肿瘤抗原。


2.根据权利要求1所述的构建体，其中所述构建体是嵌合抗原受体(CAR)，并且其中所述IL-13超级因子融合至跨膜结构域；连接至细胞内信号传导区。


3.根据权利要求2所述的CAR，其中所述细胞内信号传导区包括CD3ζ信号传导结构域。


4.根据权利要求2或权利要求3所述的CAR，其中所述细胞内信号传导区包括CD28信号传导结构域、CD137信号传导结构域、OX-40信号传导结构域、ICOS信号传导结构域、DAP10信号传导结构域中的一个或多个。


5.根据权利要求1所述的构建体，其中所述构建体是T细胞抗原偶联剂(TAC)，其中所述IL-13超级因子融合至结合与所述TCR复合物相关联的蛋白质的配体；融合至T细胞受体信号传导结构域多肽。


6.根据权利要求5所述的TAC，其中与所述TCR复合物相关联的蛋白质是CD3。


7.根据权利要求5或6所述的TAC，其中所述T细胞受体信号传导结构域多肽包括CD4胞质结构域和CD4跨膜结构域。


8.根据权利要求1所述的构建体，其中所述构建体是与抗体偶联的T细胞受体(ACTR)，其包括以高亲和力与所述IL-13超级因子结合的嵌合抗原受体组分。


9.根据权利要求8所述的ACTR，其中所述CAR组分包括CD16，并且所述IL-13超级因子融合至Fc序列。


10.根据权利要求1所述的构建体，其中所述构建体是双特异性T细胞交换子(BiTE)，其包括融合至与T细胞受体的组分结合的抗体的可变区的IL-13超级因子。


11.根据权利要求10所述的BiTE，其中所述T细胞受体的组分是CD3。


12.根据权利要求1到11中任一项所述的构建体，其中所述IL-13超级因子包括选自以下的氨基酸取代集合：[L10D、R11I、V18I、R86K、D87K、K89R、R108K]；[L10A、R86T、D87G、T88K、K89R、L101N、K104R、K105A、R108K]；[L10V、K89R、L101N、K105E、R108T]；[R11S、I14M、T88S、L101N、K105A、R108K]；[L10H、R11L、V18I、R86K、D87E、K89R、L101N、K105T、R108K]；[L10H、R11L、V18I、R86M、K89R、R108K]；[L10H、R86T、D87G、T88R、R108K]；[L10H、R86M、T88S、K89R、L101N、K104R、K105A、R108K]；和[L10A、V18F、R86K、K89R、L101I、K104R、R108K]。


13.根据权利要求12所述的构建体，其中所述IL-13超级因子包括氨基酸取代集合：[L10H、R86T、D87G、T88R、R108K]。


14.根据权利要求1到13中任一项所述的构建体，其中所述构建体包括SEQIDNO:2-SEQIDNO:48、SEQIDNO:56、SEQIDNO:57和/或SEQIDNO:63中所示的氨基酸序列。


15.一种核酸，其编码根据权利要求1到14中任一项所述的构建体。


16.一种载体，其包括根据权利要求15所述的核酸。


17.一种T细胞，其包括根据权利要求1到14中任一项所述的构建体。


18.一种NK细胞，其包括根据权利要求1到14中任一项所述的构建体。


19.根据权利要求17所述的T细胞，其中所述T细胞是CD4+T细胞。


20.根据权利要求17所述的T细胞，其中所述T细胞是CD8+T细胞。


21.根据权利要求17或18所述的分离的免疫细胞群体。


22.一种药物调配物，其包括根据权利要求21所述的免疫细胞群体。


23.一种靶向表达IL-13Rα2受体的细胞的方法，所述方法包括使细胞与根据权利要求22所述的药物调配物接触。


24.根据权利要求23所述的方法，其中所述接触是体外的。


25.根据权利要求23所述的方法，其中所述接触是体内的。


26.一种治疗癌症的方法，所述方法包括使患有癌症的个体与有效剂量的根据权利要求22所述的药物调配物接触。


27.根据权利要求26所述的方法，其中所述癌症是白血病、淋巴瘤、胶质母细胞瘤、髓母细胞瘤、乳腺癌、头颈癌、肾癌、卵巢癌、卡波西氏肉瘤(Kaposi'ssarcoma)、急性骨髓性白血病、B-恶性肿瘤、结直肠癌、胰腺癌、肾癌或间皮瘤。


28.一种免疫细胞靶向性构建体，其包括：
连接至免疫细胞靶向性构建体IL-4超级因子，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯南·克里斯托弗·加西亚，伊格纳西奥·莫拉加·冈萨雷斯，法赫尔·麦钱特，
申请(专利权)人：利兰斯坦福初级大学董事会，梅迪塞纳医疗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US