用于生成个性化癌症疫苗的癌症突变选择制造技术

本发明专利技术涉及选择用于个性化疫苗的癌症新生抗原的方法。本发明专利技术还涉及构建携带用于个性化疫苗的新生抗原的载体或载体集合的方法。本发明专利技术还涉及包含个性化基因疫苗的载体或载体集合及所述载体在癌症治疗中的应用。集合及所述载体在癌症治疗中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成个性化癌症疫苗的癌症突变选择
[0001]本专利技术涉及选择用于个性化疫苗的癌症新生抗原的方法。本专利技术还涉及构建携带用于个性化疫苗的新生抗原的载体或载体集合的方法。本专利技术还涉及包含个性化疫苗的载体或载体集合及所述载体在癌症治疗中的应用。

技术介绍

[0002]几种肿瘤抗原已被鉴定并分为不同的类别：癌细胞系、组织分化抗原和衍生自突变的自身蛋白的新生抗原(Anderson等人，2012)。对自身抗原的免疫反应是否对肿瘤生长有影响仍是一个有争议的问题(Anderson等人的综述，2012)。相反，最近令人信服的证据支持以下观点，即肿瘤中表达基因的编码序列中的突变而产生的新生抗原是一种很有希望的抗癌疫苗靶点(Fritsch等人，2014)。
[0003]癌症新生抗原指仅存在于癌细胞而不存在于正常细胞上的抗原。新生抗原由肿瘤细胞的DNA突变产生，并被证明在T细胞，主要是通过CD8
+ T细胞介导的免疫反应中识别和杀死肿瘤细胞方面发挥着重要作用(Yarchoan等人，2017)。通常称为下一代测序技术(NGS)的大规模并行测序法的出现揭示了人类肿瘤的突变谱，它能以及时和廉价的方式确定癌症基因组的完整序列(Kandoth等人，2013)。最常见的突变类型是单核苷酸变异，肿瘤中发现的单核苷酸变异的中位数根据其组织学差异很大。由于患者之间通常很少共享突变，因此鉴定产生新生抗原的突变需要个性化的方法。
[0004]许多突变确实无法被免疫系统发现，因为肿瘤细胞没有加工/呈递潜在表位，或者因为免疫耐受性导致与突变序列反应的T细胞的清除。因此，在所有潜在的新生抗原中选择免疫原性最强的抗原是有利的，以定义由疫苗编码的理想数量，最后确定优化免疫原性的优选疫苗布局。此外，由单核苷酸变异产生的新生抗原以及由产生移位肽的插入/缺失突变产生的新生抗原都很重要，预期后者是特别具有免疫原性的。最近，在I期临床研究中评估了两种基于RNA或肽的不同个性化疫苗接种方法。得到的数据表明疫苗接种确实既可以扩增已有的新生抗原特异性T细胞，也可以在癌症患者中诱导更广泛的新T细胞特异性库。这两种方法的主要局限性是疫苗所针对的新生抗原的最大数量。根据其公布的数据，基于肽的方法的上限是20种肽，并且因为肽在某些情况下不能合成，没有在所有患者中达到上限。所述基于RNA的方法的上限甚至更低，因为他们在每种疫苗中仅包含10种突变(Sahin等人，2017)。
[0005]癌症疫苗治疗癌症的挑战是一次诱导出能够识别并消灭尽可能多的癌细胞的免疫T细胞的不同群体，以减少癌细胞“逃逸”T细胞反应而不被免疫反应识别的机会。因此，希望疫苗能编码大量的癌症特异性抗原，例如新生抗原。这与基于个体癌症特异性新生抗原的个性化基因疫苗方法特别相关。以优化成功的概率，疫苗应靶向尽可能多的新生抗原。此外，实验数据支持以下观点：患者体内有效的免疫原性新生抗原涵盖了患者MHC等位基因的广泛的预测亲和力(例如Gros等人，2016)。相反，大多数当前的优先排序方法都应用了亲和力阈值，例如经常使用的500nM限制，这可能会限制免疫原性新生抗原的选择。因此需要能够避免现有方法局限性(例如由于低预测亲和性而产生的排斥)的优先排序方法，并且需要
允许个性化疫苗的疫苗接种方法，所述个性化疫苗针对大量且因此更广泛和更完整的新生抗原。

技术实现思路

[0006]在第一方面，本专利技术提供了选择用于个性化疫苗的癌症新生抗原的方法，包括以下步骤：
[0007](a)在从个体获得的癌细胞样本中确定新生抗原，其中每种新生抗原
[0008]‑
包含在编码序列中，
[0009]‑
在编码序列中包含至少一种突变，所述突变导致经编码的氨基酸序列的改变并且不存在于所述个体的非癌细胞样本中，而且
[0010]‑
由癌细胞样本中的编码序列的9个至40个，优选19至31个，更优选23至25个，最优选25个连续氨基酸组成，
[0011](b)在编码序列内确定每种新生抗原的步骤(a)的每个所述突变的突变等位基因频率，
[0012](c)(i)在所述癌细胞样本中，或
[0013](ii)在与所述癌细胞样本的癌症类型相同的表达数据库中，
[0014]确定含有至少一种所述突变的每种编码序列的表达水平，
[0015](d)预测新生抗原的MHC I类结合亲和力，其中
[0016](I)从所述个体的非癌细胞样本确定HLA I类等位基因，
[0017](II)对于(I)中确定的每个HLAI类等位基因，预测新生抗原的由8至15个，优选9至10个，更优选9个连续氨基酸组成的每个片段的MHC I类结合亲和力，其中每个片段包含由步骤(a)的突变引起的至少一种氨基酸改变，和
[0018](III)具有最高MHC I类结合亲和力的片段决定了新生抗原的MHC I类结合亲和力，
[0019](e)根据步骤(b)至(d)中确定的值，对每种新生抗原从最高值到最低值进行排序，产生第一排位列表、第二排位列表和第三排位列表，
[0020](f)根据所述第一排位列表、第二排位列表和第三排位列表计算排位总和，并通过排位总和升序来对新生抗原进行排序，得到新生抗原的排位列表，
[0021](g)从(f)中获得的新生抗原排位列表中，从最低的排位开始，选择30至240个，优选40至80个，更优选60个新生抗原。
[0022]在第二方面，本专利技术提供了用于构建编码根据本专利技术第一方面的新生抗原的组合的个性化载体以用作疫苗的方法，所述方法包含以下步骤：
[0023](i)以至少10^5种至10^8种，优选10^6种不同组合对新生抗原列表排序，
[0024](ii)生成每种组合的新生抗原连接区段的所有可能的对，其中每个连接区段在连接的任一侧包含15个相邻连续氨基酸，
[0025](iii)预测连接区段中所有表位的MHC I类和/或MHC II类结合亲和力，其中仅检测载体设计所针对的个体中存在的HLA等位基因，以及
[0026](iv)选择具有最小连接表位数量且IC50≤1500nM的新生抗原的组合，其中如果多个组合的连接表位的最小数量相同，则选择第一次遇到的组合。
[0027]在第三方面，本专利技术提供了编码根据本专利技术第一方面的新生抗原的列表或根据本专利技术第二方面的新生抗原的组合的载体。
[0028]在第四方面，本专利技术提供了分别编码根据本专利技术第一方面的新生抗原的不同组或根据本专利技术第二方面的新生抗原的组合的载体的集合，其中集合包含2至4个，优选2个载体，并且优选地，其中这些编码列表的一部分的载体中的插入物在氨基酸的数量上具有大约相等的大小。
[0029]在第五方面，本专利技术提供了根据本专利技术第三方面的载体或根据本专利技术第四方面的载体的集合，其用于癌症疫苗接种。
附图说明
[0030]以下将描述本说明书中所包含附图的内容。在此上下文中，请同时参阅上述和/或以下对本专利技术的详细描述。
[0031]图1：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种选择用于个性化疫苗的癌症新生抗原的方法，其包括以下步骤：(a)在从个体获得的癌细胞样本中确定新生抗原，其中每种新生抗原
‑
包含在编码序列中，
‑
在编码序列中包含至少一种突变，所述突变导致经编码的氨基酸序列的改变并且不存在于所述个体的非癌细胞样本中，和
‑
由癌细胞样本中的编码序列的9个至40个，优选19个至31个，更优选23个至25个，最优选25个连续氨基酸组成，(b)在编码序列内确定每种新生抗原的步骤(a)的每个所述突变的突变等位基因频率，(c)(i)在所述癌细胞样本中，或(ii)在与所述癌细胞样本的癌症类型相同的表达数据库中，确定含有至少一种所述突变的每种编码序列的表达水平，(d)预测新生抗原的MHC I类结合亲和力，其中(I)从所述个体的非癌细胞样本确定HLA I类等位基因，(II)对于(I)中确定的每个HLA I类等位基因，预测新生抗原的由8个至15个，优选9个至10个，更优选9个连续氨基酸组成的每个片段的MHC I类结合亲和力，其中每个片段包含由步骤(a)的突变引起的至少一种氨基酸改变，和(III)具有最高MHC I类结合亲和力的片段决定了新生抗原的MHC I类结合亲和力，(e)根据步骤(b)至(d)中确定的值，对每种新生抗原从最高值到最低值进行排序，产生第一排位列表、第二排位列表和第三排位列表，(f)根据所述第一排位列表、第二排位列表和第三排位列表计算排位总和，并通过排位总和升序来对新生抗原进行排序，得到新生抗原的排位列表，(g)从(f)中获得的新生抗原排位列表中，从最低的排位开始，选择30个至240个，优选40个至80个，更优选60个新生抗原。2.根据权利要求1所述的方法，其中使用样本的大规模并行DNA测序进行步骤(a)和(d)(I)，并且其中在经识别的突变的染色体位置包含突变的读段的数量为：
‑
癌细胞样本中至少2个，优选至少3个，
‑
非癌细胞样本中2个或少于2个，优选0个。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括作为步骤(d)的附加步骤或替换步骤的步骤(d
′
)，其中步骤(d
′
)包括：
·
在所述个体的非癌细胞样本中确定HLA II类等位基因，
·
预测新生抗原的MHC II类结合亲和力，其中
‑
对每个确定的HLA II类等位基因，预测针对新生抗原的11个至30个，优选15个连续氨基酸的每个片段的MHC II类结合亲和力，其中每个片段包含由步骤(a)中的突变产生的至少一种经突变的氨基酸，和
‑
具有最高MHC II类结合亲和力的片段决定了新生抗原的MHC II类结合亲和力；其中MHC II类结合亲和力从最高到最低排序，得到第四个排位列表，包含在步骤(f)的排位总和中。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中步骤(a)的至少一个突变是单核苷酸变异(SNV)或产生移码肽(FSP)的插入/缺失突变。
5.根据权利要求4所述的方法，其中突变是SNV，并且新生抗原具有步骤(a)中定义的总尺寸并且由突变产生的氨基酸组成，所述突变产生的氨基酸的两侧各有若干相邻连续氨基酸，其中除非编码序列在任一侧不包含足够数量的氨基酸，否则每一侧的数量相差不超过一个氨基酸，其中新生抗原具有步骤(a)中定义的总尺寸。6.根据权利要求4所述的方法，其中突变产生了FSP，每个由突变引起的单个氨基酸改变产生了具有步骤(a)中定义的总尺寸的新生抗原并且所述新生抗原组成为：(i)所述由突变引起的单个氨基酸改变和7个至14个，优选8个N端相邻连续氨基酸，和(ii)在任一侧与步骤(i)的片段相邻的若干连续氨基酸，其中除非编码序列在任一侧不包含足够数量的氨基酸，否则每一侧的数量相差不超过一个氨基酸，其中预测步骤(i)的片段的步骤(d)的MHC I类结合亲和力和/或步骤(d
′
)的MHC II类结合亲和力。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在癌细胞样本中由步骤(b)确定的新生抗原的突变等位基因频率为至少2％，优选为至少5％，更优选为至少10％。8.根据前述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔弗雷多，
申请(专利权)人：NOUSCOM股份公司，
类型：发明
国别省市：