JP2014510070A - 治療用癌ワクチン - Google Patents

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Abstract

【解決手段】本発明は、抗原を発現する癌細胞、賦形剤、所望によりアジュバントを含む癌治療用ワクチンであって、前記抗原は、前記癌細胞がp38インデューサと接触する際に発現されるワクチンに関する。本ワクチン組成物は、組織/器官の同種および異種癌細胞に対する特異的免疫反応を引き起こす。また、本発明はこのワクチンの製造方法を提供する。

Description

本発明は、組織/器官に特異的な異種癌抗原に対する免疫原性を有する、悪性腫瘍の治療に使用するための、治療用ワクチンに関する。本発明はまた、このワクチンの製造方法を提供する。
悪性腫瘍は、その中に多数の異なる型の細胞を有することが知られている。これらの細胞は、互いに大きく異なる遺伝子およびタンパク質を有する。また、それらは種々の速度で成長する。これは異種(heterogeneity)として知られる。異種は、悪性腫瘍の有効な治療のための、化学療法と放射線治療との組み合わせ、および/または種々の化学療法の組み合わせにも関与する。
器官/組織に特異的な癌について特定された抗原はない。この問題を克服するため、癌細胞が抗原として使用される。癌細胞を使用することにより、癌細胞上に存在する抗原のレパートリーの恩恵が得られる。
癌細胞は、同一の患者(自己)または異なる患者(同種異系)から供給することができる。
ワクチンに自己癌細胞を使用することは個別療法であり、実用上の困難を伴う。自己細胞は全ての患者において入手できない場合がある。入手できる場合でも、所望の質および/または量ではない場合がある。このアプローチはまた多大な時間を要する。このアプローチには規制のハードルもある。
同種異系癌細胞の使用は、治療用ワクチン中の抗原として魅力的である。しかし、組織/器官からの癌細胞は実際には異種であるため、共通抗原がないことが問題である。同種異系癌細胞は、組織/器官に特異的な異種癌細胞に対する免疫反応を引き起こさない。例えば、膵臓癌の同種異系細胞株であるMia-paca-2およびPanc-1は、自分自身に対して免疫反応を起こす。しかし、Mia-paca-2細胞株は、Panc-1に対する免疫反応を引き起こさず、Panc-1はMia-paca-2に対する免疫反応を引き起こさない。
これは、ワクチン中に多数の異種の同種異系癌細胞を使用するか、癌組織中に存在する抗原を同定し、それに対して特異的なワクチンを使用することによって克服できる。
腫瘍の異種により、腫瘍に含まれる全ての細胞/大多数の細胞に対する免疫反応を起こす、単一の抗原を用いた治療用ワクチンを有することが困難である。この理由のため、治療用ワクチンのために同種異系細胞/抗原を組み合わせて、全体として腫瘍に対して有効にすることが必要である。
癌/腫瘍の異種の問題を克服するため、抗原として2以上の細胞を用いることが示されている。エメンス(Emens)らは、2以上の同種異系細胞株を用いて、異種の腫瘍/癌の抗原レパートリーをカバーすることを実証した(エメンスLAら;J Clin Oncol. 2009年12月10日;27(35)巻:5911-8頁)。一方、ラヘル(Laheru) Dらは、GM CSFを使用して、癌治療のための同種異系癌細胞ワクチンの免疫原性を向上させることを実証した(Clin Cancer Res. 2008年5月1日;14(5)巻:1455-63頁)。
ホルマリンで固定した癌細胞は、予防的および治療的条件の両方で抗腫瘍免疫を有効に誘導することが、チカゲ・オバタ(Chikage Obata)により、Journal of dermatological science、34巻、2号、209-219頁(2004年5月)で説明されたが、一方、多形成膠芽腫患者に対する、自己のホルマリン固定腫瘍ワクチンの臨床試験が、イシカワ(Ishikawa)Eにより、Cancer Sci. 2007年8月;98(8)巻:1226-33頁、Epub 2007年5月22日において研究された。両研究において、効果は同種癌細胞/腫瘍に対するものであるが、組織/器官に特異的な異種癌細胞の死滅が、ワクチンによって死滅させられることは、誰も実証していない。
従って、癌の治療に使用するための抗原として同種異系細胞を使用し、組織/器官に特異的な異種癌抗原に対する免疫反応を引き起こす、治療用ワクチンが必要である。例えば、Mia-paca-2細胞株を用いる膵臓癌の治療用ワクチンは、Panc-1および他の膵臓癌細胞に対する免疫反応を引き起こす。
組織/器官に特異的な異種癌細胞は、同一の組織/器官に存在する/由来する癌細胞であるが、同一の組織/器官に存在する/由来する癌細胞によって生じる免疫反応を引き起こさず、および/または、反応しない。
癌細胞を採取し、それらを保存又は増殖させる方法は、よく知られている。これらの方法は、自己細胞および同種異系細胞に使用できる。種々のタイプの腫瘍に利用可能な同種異系癌細胞株のいくつかを以下に列挙する。この細胞株は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(American Type Culture Collection)、米国;セル・バンク・オーストラリア(Cell bank Australia)、オーストラリア;コリエル・セル・レポジトリーズ(Coriell Cell Repositories)、米国ニュージャージー;欧州細胞カルチャーコレクション(European Collection of Cell Culture)(ECACC)、英国;ドイツ微生物および細胞カルチャーコレクション(German Collection of Microorganisms and Cell Cultures)、ドイツ;日本リサーチバイオリソースコレクション(Japanese Collection of Research Bioresources)(JCRB)、日本;ドイツ微生物および細胞カルチャーコレクション(German Collection of Microorganisms and Cell Cultures)、ドイツ;韓国セル・バンク(Korean Cell Bank)、韓国;理研バイオリソース・センター(RIKEN Bioresource Centre)、日本;ヒューマン・ジェネティクス・リソース・センター(Human Genetics Resource Center)、米国;国立細胞科学センター(National Centre for Cell Science)、インド;MMRRC:ミュータント・マウス・リージョナル・リソース・センターズ(Mutant Mouse Regional Resource Centers)、米国;国立ヒト神経幹細胞リソース(National Human Neural Stem Cell Resource)、米国;UK幹細胞バンク(UK Stem Cell Bank)、英国、およびインドのNCCS等の、様々なレポジトリから入手することができる。
また、これらのまたは新規な細胞株または特異的癌細胞は、イートン(Eton) Oらが、「転移性メラノーマ患者における、B照射自己全メラノーマ細胞およびDETOXによる能動免疫療法(Active immunotherapy with B irradiated autologous whole melanoma cells plus DETOX in patients with metastatic melanoma)」、クリニカル・キャンサー・リサーチ(Clinical Cancer Research)、1998年3月、4巻、619-627頁に記載した通り分離することができる。凍結切片研究室から手術時に新しい腫瘍を回収し、スライスにより断片化した。ワクチン製造用に生きた腫瘍細胞の収率を最大にするため、腫瘍の大部分を、コラゲナーゼ1型(2 mg/ml)およびIV型DNase(0.4 mg/ml)を用いて解離した(シグマ・ケミカル社(Sigma chemical Co.)、米国ミズーリ州セントルイス、参照25)。これらの酵素は、得られる細胞製剤の免疫原性を変える可能性がある。解離した細胞をHBSSおよびゲンタマイシン中で洗浄し、等量のHBSSおよび冷却10% DMSO + 4%ヒト血清アルブミン中に再懸濁した。生きた腫瘍細胞1.5〜2 x107個を含有する一定分量を液体窒素下で保存した。
ロバート・オー(Robert O)らは、癌生物療法および放射性医薬品(Cancer biotherapy and Radiopharmaceuticals)、17巻、No.1、2002年の「自己腫瘍に対する遅延型過敏症の誘発は、生存の改善に関係する(Induction of Delayed-Type Hypersensitivity to Autologous Tumor is Associated with Improved Survival)」に、転移性癌患者125例における患者特有のワクチン療法として、自己腫瘍細胞株由来の照射細胞を記載した。彼らは、患者特有の免疫療法の効果を研究する目的で、自己腫瘍細胞ワクチンとして使用するための、純粋な腫瘍細胞の短期培養物を樹立した。外科的に切除された新鮮腫瘍を転移性癌患者から得た。良好な腫瘍細胞株(5 x107)を108細胞に増殖させ、照射し、臨床使用のため凍結保存した。106個の照射自己腫瘍細胞の皮内注射に対する遅延型過敏症(DTH)のベースライン検査後に、週ごとに107個の細胞の皮下注射を3回した患者に、4週目に繰り返しのDTH試験を行い、その後5ヶ月間、月に一度ワクチン接種した。DTH試験陽性は、≧10 mmの硬化と定義し、生存は初回のDTH試験から測定した。
ディルマン・アールオー(Dillman RO)らは、特にTumor Immunol. 1993年7月;14(1)巻65-9F頁において、能動的特異的免疫療法における使用のための自己腫瘍細胞のインビトロ培養物の樹立を記載した。彼らは新鮮腫瘍を採取し、腫瘍細胞の短期培養物の樹立を試みて10(8)細胞を得たが、これはその後の自己腫瘍細胞ワクチンプログラムにおいて使用することができた。新鮮腫瘍を機械的に処理して、1 mMピルビン酸ナトリウム、2 mMグルタミン、10 mM N-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン-N'-(2-エタンスルホン酸)、15%ウシ胎児血清、および抗生物質を含有するRPMI-1640において、5% CO2中37℃でインキュベートして初代培養を開始した。我々は、142例中87例の生長に成功した[全腫瘍の61%(95%信頼限界[55-68%])]が、これはメラノーマ58例中39例(67%)、腎細胞癌10例中10例(100%)、肉腫14例中14例(100%)、および種々の腺癌54例中23例(43%)を含む。
ジャフィー・イーエム(Jaffee EM)は、Cancer journal from scientific American、4巻、3号、194頁において、臨床試験に使用するための原発腫瘍からのサイトカイン分泌膵臓腺癌ワクチンの開発および特性評価を述べた。新たに消化された腫瘍細胞を、25 cm2のフラスコ当り2x106個の細胞で二重に固定した。各成長条件を、別々に、および、他の成長補助剤と組み合わせて評価した。RPMI、DMEM、Ham'sおよびAid V製剤、および多量のFBS等の種々の培地は、スクリーニングされる増殖培地の初期要素であった。最適な培地および血清の確認後、さらなる添加剤を体系的に評価した。各補助剤を、上皮または線維芽様細胞が培地中で優位を占めるまで評価した。
書籍「Culture of animal cells - A manual of Basic technique」、第5版、プロトコル24.3、429-430頁にも、初代細胞および腫瘍を成長させ、それらを細胞株として樹立する方法が記載されている。
種々のレポジトリより入手可能な癌細胞のリスト
子宮頸癌:HeLa S3、HeLa 229、H1HeLa、Hs 588.T、GH329、GH354、HeLa NR1、C-4 I、C-4 II、DoTc2 4510、C-33 A、SW756 SiHa
大腸癌:NCI-H548、Hs 255.T、HCT-8 (HRT-18)、Hs 675.T
膀胱癌:Hs 195.T、Hs 228.T、Hs 172.T5637、HT-1376、HT-1197、UM-UC-3、SW 780、J82 SCaBER、T24、TCCSUP、Hs 789.T、Hs 769.T、RT4
腎臓癌:#A704、A-704、NCI-H1373、NCI-H1395、Hs 618.T、SK-LU-1、HCC2935、HCC4006、HCC827、ACHN 786-O769-P、Caki-2、HTB-47、A-498、A549、A-427、SW 156、G-402、Hs 926.T、G-401
乳癌:#Hs 274.T、Hs 280.T、Hs 281.T、Hs 343.T、Hs 362.T、Hs 739.T、Hs 741.T、Hs 742.T、Hs 190.T、Hs 319.T、Hs 329.T、Hs 344.T、Hs 350.T、Hs 371.T、Hs 748.T、Hs 841.T、Hs 849.T、Hs 851.T、Hs 861.T、Hs 905.T、Hs 479.T、Hs 540.T、Hs 566(B).T、Hs 605.T、Hs 606 BT-20、HT 762.T、UACC-812、HCC1954、Hs 574.T、BT-483、BT-549、DU4475、Hs 578T、BT-474、HCC1806、UACC-893、HCC38、HCC70、HCC202、HCC1143、HCC1187、HCC1395、HCC1419、HCC1500、HCC1599、HCC1937、HCC2157、HCC2218、HCC1569
卵巣癌:Caov-3、TOV-21G、Hs 38.T、Hs 571.T、ES-2、TE 84.T
膵臓癌:BxPC-3、HPAF-II、HPAC、Panc 03.27、Panc 08.13、Panc 02.03、Panc 02.13、Panc 04.03、Panc 05.04、Capan-2、CFPAC-1、PL45、Panc 10.05、MIA PaCa-2、PANC-1
肺癌:Hs 229.T、NCI-H2135、NCI-H2172、NCI-H2444、NCI-H835、UMC-11、NCI-H727、NCI-H720、Hs 573.T、NCI-H596、NCI-H1688、NCI-H1417、NCI-H1836、NCI-H1672、HLF-a、NCI-H292、NCI-H2126、Calu-6、NCI-H2170、NCI-H520、SW 900、Hs 57.T
結腸直腸癌:NCI-H716、NCI-H747、NCI-H508、NCI-H498、SNU-C2B、SNU-C2A、LS513、LS1034、LS411N、WiDr、COLO 320DM、COLO 320HSR、DLD-1、HCT-15、SW480、SW403、SW48、SW1116、SW948、SW1417、LS123、LS 180、LS 174T、C2BBe1、Hs 257.T、Hs 587.Int、Caco-2、HT-29、HCT 116、ATRFLOX、SW1463、Hs 200.T、Hs 219.T、Hs 722.T
非小細胞肺癌:NCI-H1581、NCI-H23、NCI-H522、NCI-H1435、NCI-H1563、NCI-H1651、NCI-H1734、NCI-H1793、NCI-H1838、NCI-H1975、NCI-H2073、NCI-H2085、NCI-H2228、NCI-H2342、NCI-H2347、NCI-H2066、NCI-H2286、NCI-H1703、SW 1573、NCI-H358、NCI-H810、DMS 79、DMS 53、DMS 114、SW 1271、NCI-H2227、NCI-H1963、SHP-77、H69AR
皮膚癌:182-PF、SK 166-ME、SK、TE 354.T、A-431、A431NS、A253 *、Hs 357.T、Hs 941.T、Hs 295.T、Hs 63.T、Hs 892.T、Hs 898.T、Hs 416.T、Hs 925.T、Hs 156.T、WM-115、Hs 600.T、Hs 688(A).T、Hs 839.T、Hs 852.T、Hs 906(A).T、Hs 906(B).T、Hs 908.Sk、Hs 936.T、Hs 936.T (C1)、Hs 939.T、A101D、CHL-1、HMCB(ヒトメラノーマ細胞ボーズ(Bowles))、C32TG、C32、G-361、A-375、A375.S2、COLO 829、Hs 940.T、HT-144、Malme-3M、RPMI-7951、SK-MEL-5、SK-MEL-24、SK-MEL-28、SK-MEL-31、WM278、451Lu、WM1552C、WM35、WM793B、1205Lu、WM39、A7
肝臓癌:C3A、SNU-398、SNU-449、SNU-182、SNU-475、Hep 3B2.1-7、Hep G2、SNU-387、SNU-423、PLC/PRF/5
脳腫瘍:A172、U-138 MG、DBTRG-05MG、LN-18、LN-229、U-87 MG、U-118 MG、M059K、M059J、LNZTA3WT4、LNZTA3WT11、Hs 683、PFSK-1、CHP-212、IMR-32、H4
骨/骨髄癌:Hs 819.T、SW 1353、TF-1、TF-1a、TF-1.CN5a.1、HEL 92.1.7、KG-1、Hs 709.T、Hs 454.T、NCI-H929、143.98.2、G-292、clone A141B1、MG-63、HOS、KHOS/NP (R-970-5)、KHOS-240S、KHOS-321H、MNNG/HOS (Cl #5)、Hs 3.T、Hs 39.T、Hs 184.T、Hs 188.T、Hs 387.T、Hs 704.T、Hs 707(A).T、Hs 735.T、Hs 755(B).T、Hs 781.T、Hs 792(B).T、Hs 805.T、Hs 811.T、Hs 866.T、Hs 870.T、Hs 871.T、Hs 889.T、Hs 890.T、R-970-5、TE 417.T、TE 418.T、TO 203.T、HT 728.T、Hs 14.T、T1-73、143B、143B PML BK TK、Saos-2、U-2 OS、Hs 88.T、Hs 864.T、SJSA-1、Hs 900.T、Hs 903.T、Hs 919.T、SK-ES-1、Hs 706.T、Hs 737.T、Hs 821.T、Hs 846.T、Hs 883.T、Hs 822.T、Hs 863.T、RD-ES、TE 76.T、TE 130.T、Hs 814.T、Hs 324.T、SW 982、MEG-01
血液癌:SUP-B15、CCRF-SB、8E5、TALL-104、MOLT-4、CCRF-CEM、CCRF-HSB-2、MOLT-3、CEM/C2、CEM/C1、THP-1、TIB-202、AML-193、Kasumi-1、Kasumi-3、BDCM、AML14.3D10/CCCKR3 Clone 16、Kasumi-6、HL-60、Clone 15 HL-60、HL-60/MX2、HL-60/MX1、J.CaM1.6、Jurkat、Clone E6-1、J.RT3-T3.5、D1.1、J45.01、MV-4-11、Kasumi-4、KU812、KU812E、KU812F、RPMI 6666、U266B1、RPMI 8226、Mo、Mo-B、SUP-T1、JM1、GDM-1、CESS、ARH-77、1A2、H9/HTLV-IIIB、HuT 78、JSC-1、BCP-1、2B8、Daudi、EB-3、Raji、Jiyoye、NAMALWA、HS-Sultan、CA46、GA-10、GA-10 (Clone 4)、GA-10 (Clone 20)、NC-37、20B8、HKB-11、1G2、HH、H9、MJ、BC-1、BC-2、Toledo、U-937、TUR、DB、BC-3
肉腫:#TE 441.T、TE 617.T、Hs 729.T、TE 381.T、RD, A-673、Hs 729、A-204、Hs 94.T、Hs 132.T、Hs 127.T、Hs 701.T、HT-1080、Hs 778(A).T、Hs 778(B).T、Hs 15.T SW 684、TE 115.T、Hs 93.T、Hs 934.T、Hs 935.T
リンパ節癌:#Hs 604.T、Hs 751.T、Hs 445、Hs 611.T、Hs 616.、Hs 505.T、Hs 491.T
本発明の目的は、癌細胞がより良好な免疫原となるような方法で、癌細胞の免疫原性プロファイルを変更することである。
本発明の目的は、癌細胞が組織/器官に特異的な異種癌抗原に対して免疫原性を有するような方法で、癌細胞の免疫原性プロファイルを変更することである。
本発明の目的は、組織/器官に特異的な異種癌抗原に対する免疫原性を有する、悪性腫瘍の治療に使用するための、治療用ワクチンを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、組織/器官に特異的な異種癌抗原に対する免疫原性を有する、悪性腫瘍の治療に使用するための、治療用ワクチンの製造方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、組織/器官に特異的な異種癌抗原に対する免疫反応を引き出す、悪性腫瘍の治療に使用するための、治療用ワクチン用の抗原を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、発癌性を誘導しない同種癌ワクチンを提供することである。
さらに別の目的は、組織/器官に特異的な同種および異種癌細胞に特異的な細胞性免疫反応を刺激する、悪性腫瘍のための治療用ワクチンを提供することである。
さらに別の目的は、組織/器官に特異的な同種および異種癌細胞に特異的な体液性免疫反応を刺激する、悪性腫瘍のための治療用ワクチンを提供することである。
本発明に関して、ウェスタンブロットを用いた抗体検出によって測定した、膵臓由来の同種癌細胞に対する、癌ワクチン製剤の免疫反応性。 多数のIFN-g分泌細胞によって測定した、膵臓由来の同種および異種癌細胞に対する、本発明に関する癌ワクチン製剤の免疫反応性。 同種および異種癌細胞の死滅によって測定した、膵臓由来の同種および異種癌細胞に対する、本発明に関する癌ワクチン製剤の免疫反応性。 同種および異種癌細胞の死滅によって測定した、膵臓由来の同種および異種癌細胞に対する、本発明に関する癌ワクチン製剤の免疫反応性。 本発明に関して、同種および異種癌細胞のウェスタンブロットを用いた抗体検出によって測定した、膵臓由来の同種および異種癌細胞に対する、癌ワクチン製剤の免疫反応性。 「マイコバクテリウムW」の添加により、治療用癌ワクチンとしての、熱殺菌した癌細胞のエフェクター機能が向上する。 「マイコバクテリウムW」の添加により、治療用癌ワクチンとしての、ホルムアルデヒドで処理した癌細胞のエフェクター機能が向上する。 種々のアジュバントの添加により、悪性腫瘍の治療に使用するための、死滅させた癌細胞を用いた、治療用癌ワクチンの有効性が向上する。 インビボでのメラノーマ腫瘍の退縮:本発明に関する哺乳類における癌の治療であるが、本発明の範囲を限定しない。 インビボでの膵臓癌の退縮:本発明に関する哺乳類における癌の治療であるが、本発明の範囲を限定しない。
驚くべきことに、癌細胞はマイコバクテリウムwの存在下で、その免疫学的特徴が変化することが観察される。免疫学的特徴が変化した後、癌細胞は免疫原を有し、これは組織/器官に特異的な異種癌細胞と共通である。しかし、このように獲得された免疫原は、正常細胞や、他の器官/組織から発生した腫瘍と反応しない。
従って、本発明によれば、ある器官が起源の癌細胞の免疫原性プロファイルは、マイコバクテリウムw(Mw)の存在下で変化する。変化した免疫原性プロファイルにより、癌細胞は、同一の器官/組織に存在するかそこから発生する同種細胞および異種細胞に対して、免疫反応を起こす。異種細胞に対する免疫反応の発生は、典型的には癌細胞では見られない。
本発明による癌細胞は、細胞内p38が同レベルになるときに、免疫原性プロファイルを変化させる。本発明の癌細胞は、生きているもの、死滅したもの、または老化状態でもよい。
本発明の癌細胞は、物理的処理および/または化学的処理により死滅したものでもよいが、これらに限定されない。
本発明の癌細胞は、加熱または煮沸によって死滅させるか、スチームで処理される。
本発明の癌細胞は、アルデヒド、ケトン、酸、アルカリ、塩、エーテル、エステル等の化学物質/薬物を用いた処理によって死滅させる。
本発明では、癌細胞のマイコバクテリウムwに対する割合は、10:1〜1:10000の範囲内であり、それにより癌細胞の免疫学的特徴が変化する。
本発明では、癌細胞のマイコバクテリウムwに対する割合は、好ましくは1:10〜1:1000の範囲内である。
本発明では、癌細胞のマイコバクテリウムwに対する最も好ましい割合は、1:10〜1:100の範囲内である。
本発明によれば、癌細胞は、この新規な免疫原性プロファイルを獲得するために、体内にある必要はない。
癌細胞の免疫原性プロファイルを変化させるために必要なマイコバクテリウムwの存在時間は、1分以上である。この時間は、癌細胞を体内に投与するまででもよい。
癌細胞の免疫プロファイルの変化が起こる温度は、1〜60℃の範囲である。
癌細胞の免疫プロファイルの変化に必要な培地環境は、生理食塩水、緩衝液、栄養培地またはこれらの組み合わせから選択される。栄養倍地は、癌細胞が繁殖および/または生存し続ける培地である。
本発明では、癌細胞はマイコバクテリウムwの存在下で死滅する。
本発明では、マイコバクテリウムwによって引き起こされる死滅は、全細胞の10%より多く、好ましくは30%より多く、最も好ましくは全癌細胞の60〜80%である。
本発明の目的のための癌細胞は、生きている癌細胞であるか、死滅した癌細胞でもよい。
本発明では、免疫学的プロファイルを獲得した癌細胞は、死滅しても、同一のプロファイルを保持する。本発明によって調製した癌細胞は、免疫反応を引き起こす。
本発明に使用される癌細胞は、同種癌細胞または自己癌細胞でもよい。この同種癌細胞は、同種の他の生物/哺乳類/ヒト/患者から、単離、精製、誘導および/または修飾される。この同種癌細胞はまた、レポジトリより製造または購入した、樹立細胞株および/または不死化細胞株であってもよい。
自己癌細胞は、同一の生物/哺乳類/ヒト/患者から、単離、精製、誘導および/または修飾される。
マイコバクテリウムwは、土から単離されたマイコバクテリウム種の非病原菌株である。蛍光増幅断片長多型法(FAFLP)、腸内細菌反復遺伝子間コンセンサス(ERIC)に基づく遺伝子型決定および候補オルソログ配列決定による分子系統解析を伴うゲノム全体の比較によって、Mwが、還元遺伝子進化による寄生性適応を用いず、従って自由生活性の生活様式を好んだ、病原性の高いマイコバクテリウム・アビウム・イントラセルラーレ複合体(MAIC)の前身であったことが判明した。後者が「スペシャリスト」として分化するかなり以前に、さらなる分析により、MAIC菌の、マイコバクテリウムの初期の病原型との、共通の水生相が提案された(アフメド(Ahmed) Nら(2007年)ハンセン病免疫療法細菌の分子解析は、マイコバクテリウム進化の洞察を提供する(Molecular Analysis of a Leprosy Immunotherapeutic Bacillus Provides Insights into Mycobacterium Evolution)。PLoS ONE 2(10): e968)。この微生物は、ウレアーゼ、ツイーン80加水分解およびナイアシンを用いて試験した場合、陰性の結果となる。硝酸塩還元試験では陽性の結果となる。
細胞の免疫学的プロファイルの変化は、ワクチンを投与した宿主の免疫系による免疫反応の変化として現れる。免疫反応の変化は、細胞性免疫反応または/および液性反応を測定することによって測定することができる。この目的のために実施される通常の方法は、ELISPOT、エフェクター機能、ウェスタンブロット等である。
治療用癌ワクチンの効果は、特異的抗原に対する免疫反応を誘導する能力、また、抗原に対して反応する能力によって測定する。本発明では、抗原は、癌細胞をマイコバクテリウムWと共にインキュベートすることによって免疫学的特性を変化させた癌細胞である。
これらの癌細胞の効果を、好適な宿主の免疫系によって、抗原を誘導する能力および抗原に反応する能力の両方について測定した。治療用ワクチンが免疫反応を誘導する効果は、ELISPOTにより、抗原に対する反応において、インターフェロンγを産生する細胞数の増加を測定することによって試験した。この技術により、細胞性免疫反応誘導の指標が得られた。液性免疫反応は、マウスの血清を用いて試験し、ワクチンに対する特異的抗体反応の存在を検出した。
同様に、異種免疫反応であるが、組織/器官に特異的な反応を誘導する能力も、非同種組織/器官に特異的な癌細胞株(異種)の刺激に反応した、特異的免疫反応によって測定した。異種反応もまた、インターフェロンγELISPOTを用いた細胞性反応およびウェスタンブロットを用いた液性反応の両方について評価した。
標的細胞に対して反応する能力は、エフェクター機能を用いて測定した。エフェクター機能は、標的細胞(癌)が、ワクチン投与によって刺激/活性化された免疫系の細胞によって死滅するかどうかを決定することによる方法である。治療用癌ワクチンは、両方のタイプの標的癌細胞、即ち同一組織/器官の同種および異種癌細胞の死滅を示した。
実施例1:癌細胞が組織/器官特異的な異種癌抗原に対して免疫原性を有するように、癌細胞の免疫原性プロファイルを変化させる方法
A) 同種Mia-paca-2癌細胞を採取し、ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水(DPBS)で洗浄して、微量の血清を除去する。生存細胞を計数し、「マイコバクテリウムW」を、細胞1個:「マイコバクテリウムW」比が1:100で、細胞に添加する。この細胞懸濁液を37℃で6時間インキュベートする。細胞懸濁液を350gで10分間遠心分離し、「マイコバクテリウムW」を分離除去する。細胞内p38値を測定する。p38値が上昇した細胞は、ワクチンとして使用するか、さらに調製してもよい。要すれば、アジュバントをそれに添加してもよい。
B) 同種B16メラノーマ癌細胞を採取し、DPBSで洗浄して、微量の血清を除去する。生存細胞を計数し、「マイコバクテリウムW」を、細胞1個:「マイコバクテリウムW」比が1:100で、細胞に添加する。この細胞懸濁液を温度10℃で、投与するまで、好ましくは4〜6時間インキュベートする。細胞内p38値を測定する。p38値が上昇した細胞は、ワクチンとして使用するか、さらに調製してもよい。要すれば、アジュバントをそれに添加してもよい。
C) 同種癌細胞NFS60(白血病細胞)を採取し、ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水(DPBS)で洗浄して、微量の血清を除去する。生存細胞を計数し、「マイコバクテリウムW」を、細胞1個:「マイコバクテリウムW」比が1:10で、細胞に添加する。この細胞懸濁液を60℃の温度で10分間インキュベートする。細胞を350gで10分間遠心分離し、「マイコバクテリウムW」を分離する。細胞内p38値を測定する。p38値が上昇した細胞は、ワクチンとして使用するか、さらに調製してもよい。要すれば、アジュバントをそれに添加してもよい。
D) 同種癌細胞(Panc-1)を採取し、DPBSで洗浄して、微量の血清を除去する。生存細胞を計数し、「マイコバクテリウムW」を、細胞1個:「マイコバクテリウムW」比が1:10で、細胞に添加する。この細胞懸濁液を37℃の温度で4〜6時間インキュベートする。細胞内p38値を測定する。p38値が上昇した細胞は、ワクチンとして使用するか、さらに調製してもよい。要すれば、アジュバントをそれに添加してもよい。
E) 同種癌細胞A549(肺癌)を採取し、ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水(DPBS)で洗浄して、微量の血清を除去する。生存細胞を計数し、「マイコバクテリウムW」を、細胞1個:「マイコバクテリウムW」比が1:1000で、細胞に添加する。この細胞懸濁液を温度37℃で4〜6時間インキュベートする。細胞を350gで10分間遠心分離し、「マイコバクテリウムW」を分離する。細胞内p38値を測定する。p38値が上昇した細胞は、ワクチンとして使用するか、さらに調製してもよい。要すれば、アジュバントをそれに添加してもよい。
F) 同種癌細胞PC-3(前立腺癌)を採取し、DPBSで洗浄して、微量の血清を除去する。生存細胞を計数し、「マイコバクテリウムW」を、細胞1個:「マイコバクテリウムW」比が1:1000で、細胞に添加する。この細胞懸濁液を温度25℃で24時間インキュベートする。細胞内p38値を測定する。p38値が上昇した細胞は、ワクチンとして使用するか、さらに調製してもよい。要すれば、アジュバントをそれに添加してもよい。
G) 同種癌細胞AsPCを採取し、ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水(DPBS)で洗浄して、微量の血清を除去する。生存細胞を計数し、「マイコバクテリウムW」を、細胞1個:「マイコバクテリウムW」比が1:10000で、細胞に添加する。この細胞懸濁液を30℃の温度で6時間インキュベートする。細胞を350gで10分間遠心分離し、「マイコバクテリウムW」を分離する。細胞内p38値を測定する。p38値が上昇した細胞は、ワクチンとして使用するか、さらに調製してもよい。要すれば、アジュバントをそれに添加してもよい。
H) 同種癌細胞Mia-paca-2を採取し、DPBSで洗浄して、微量の血清を除去する。生存細胞を計数し、「マイコバクテリウムW」を、細胞1個:「マイコバクテリウムW」比が1:10000で、細胞に添加する。この細胞懸濁液を温度37℃で120分間インキュベートする。細胞内p38値を測定する。p38値が上昇した細胞は、ワクチンとして使用するか、さらに調製してもよい。要すれば、アジュバントをそれに添加してもよい。
I) 同種癌細胞MCF 1(乳癌)を採取し、ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水(DPBS)で洗浄して、微量の血清を除去する。生存細胞を計数し、「マイコバクテリウムW」を、細胞1個:「マイコバクテリウムW」比が1:1で、細胞に添加する。この細胞懸濁液を温度40℃で5時間インキュベートする。細胞を350gで10分間遠心分離し、「マイコバクテリウムW」を分離する。細胞内p38値を測定する。p38値が上昇した細胞は、ワクチンとして使用するか、さらに調製してもよい。要すれば、アジュバントをそれに添加してもよい。
J) メラノーマを罹患する患者から単離した同種癌細胞を実験室で培養し、採取し、DPBSで洗浄して、微量の血清を除去する。生存細胞を計数し、「マイコバクテリウムW」を、細胞1個:「マイコバクテリウムW」比が1:1で、細胞に添加する。この細胞懸濁液を温度50℃で4〜6時間インキュベートする。細胞内p38値を測定する。p38値が上昇した細胞は、ワクチンとして使用するか、さらに調製してもよい。要すれば、アジュバントをそれに添加してもよい。
K) 同種癌細胞(Panc-1)を採取し、DPBSで洗浄して、微量の血清を除去する。生存細胞を計数し、「マイコバクテリウムW」を、細胞1個:「マイコバクテリウムW」比が1:10で、細胞に添加する。この細胞懸濁液を37℃の温度で4〜6時間インキュベートする。添加したMwを350gで10分間遠心分離して分離する。細胞内p38値を測定する。p38値が上昇した細胞は、ワクチンとして使用するか、さらに調製してもよい。要すれば、アジュバントをそれに添加してもよい。
L) メラノーマを罹患する患者から単離した同種癌細胞を実験室で培養し、採取し、DPBSで洗浄して、微量の血清を除去する。生存細胞を計数し、「マイコバクテリウムW」を、細胞1個:「マイコバクテリウムW」比が1:1で、細胞に添加する。この細胞懸濁液を50℃で4〜6時間インキュベートする。添加したMwを350gで10分間遠心分離して分離する。細胞内p38値を測定する。p38値が上昇した細胞は、ワクチンとして使用するか、さらに調製してもよい。要すれば、アジュバントをそれに添加してもよい。
実施例2:以下の実施例は、本発明による免疫反応の向上を示すが、発明の範囲を限定しない。
A. インターフェロンγELISPOTによって示される通り、治療用ワクチンは、同種癌細胞に対する細胞性免疫反応を引き起こす。
マウスモデルにおける免疫原性試験によって示される通り、実施例1に記載された方法によって調製された治療用癌ワクチンは免疫原性を有し、Th1型の免疫反応を引き起こす。簡単に説明すると、マウスを、賦形剤の対照薬か、2x106個の細胞を含むワクチン製剤で、0日目および21日目に皮内免疫した。28日目に、動物をCO2の過剰暴露によって安楽死させ、脾細胞のうちのIFN-g分泌細胞数による試験で、免疫状態を測定した。表1に示す通り、賦形剤対照群と比較して、ワクチン製剤で免疫した群においては、IFN-g分泌細胞の数の有意な増加(8.4倍)が見られた。
B. ウェスタンブロットによる同種癌細胞の溶解物に対する抗体反応性によって示される通り、治療用ワクチンは、同種癌細胞に対する体液性免疫反応を引き起こす。
マウスをランダムに2群に分けた。マウスの第一群は、実施例1〜6で調製した治療用癌ワクチンで0および21日目に皮内に免疫し、第二群、即ち対照群はPBSで免疫した。試験28日目に全てのマウスから血清サンプルを分離し、ワクチンに対する抗体産生を検出した。
各群のマウスの血清サンプルを用い、同種癌細胞(Miapaca-2)溶解物のウェスタンブロットを実施した。溶解物タンパク質と結合した抗体の検出には、着色剤としてのDAB(ジアミノベンジジン)および基質としてのH2O2と共に、HRP標識ヤギ抗マウスIgG抗体を使用した。
図1に示すウェスタンブロット分析から、治療用癌ワクチンでの免疫化によって、同種細胞溶解物に対する抗体が産生されることが分かる。
実施例3:以下の実施例は、本発明による組織/器官に特異的な異種癌細胞に対する免疫反応を示すが、発明の範囲を限定しない。
A. インターフェロンγ産生細胞におけるELISPOT上昇によって示される通り、治療用ワクチンは、組織/器官に特異的な異種癌細胞に対する細胞性免疫反応を引き起こす。
マウスを、対照薬か、実施例1の通りに調製した癌ワクチン製剤による2x106個のMia-Paca-2細胞で、0日目および21日目に皮内免疫した。28日目に、マウスをCO2の過剰暴露によって安楽死させた。各マウスから脾臓を採取し、脾細胞を単離した。各マウスから、5x105個の脾細胞を、IFN-gの捕捉抗体でコートした、R&DシステムズのELISPOTプレートに播種した。細胞をインビトロで、Mia-PaCa-2、Panc-1およびAsPC-1の溶解物10 ug/mlで刺激し、37℃および6% CO2で〜36時間インキュベートした。インキュベーション期間の最後に、プレートを製造元の使用説明書に従って展開した。簡単に説明すると、細胞を洗い流し、検出抗体を加えた。プレートを室温で2時間インキュベートした。次に、ストレプトアビジン-ALP結合酵素を加え、その後、沈殿基質BCIP-NBTを加えた。自動免疫スポットリーダーを用いて、スポット数を計測した。膵臓起源の同種癌細胞(Mia-paca-2細胞)および異種癌細胞(Panc-1およびAsPC-1)に対する癌ワクチン製剤の免疫反応性を、図2に示した通り、IFN-g分泌細胞数によって測定した。この知見より、mia-paca-2細胞を用いて本発明で調製された癌ワクチンは、Mia-paca-2細胞(同種)のみならず、Panc-1およびAsPC-1細胞(異種)に対する免疫反応を引き起こす能力があることが示唆される。種々の細胞型に対して引き起こされる免疫反応に有意差はない。
B. エフェクター機能である標的癌細胞の死滅によって示される通り、治療用ワクチンは、組織/器官に特異的な異種癌細胞に対する細胞性免疫反応を引き起こす。
Balb/cマウスを、癌細胞(Mia-Paca-2)か、実施例1〜6に従って調製した治療用癌ワクチンで、0日目および21日目に免疫した。マウスを屠殺し、単離した脾細胞をMia-paca2およびPanc-1細胞株に対するエフェクター細胞として使用した。図3に示した結果から、治療用癌ワクチンは、癌細胞における交差免疫をもたらす能力があることが示される。治療用癌ワクチンは、両細胞株、即ち、膵臓起源の同種癌細胞(Mia-paca-2細胞)および異種癌細胞(Panc-1およびAsPC-1)に対してエフェクター機能を示す。
C. 「マイコバクテリウムW」による処置は、癌細胞の交差提示を増加させて、異種免疫を提供する。
マウスの第一群は、MiaPaCa-2細胞で0日目および21日目に皮内免疫し、第二群は、実施例1〜6で調製した通りの治療用癌ワクチンで免疫した。試験28日目に、全てのマウスから脾細胞懸濁液(細胞107個/mL)を調製し、ELISPOTによりIFN-g分泌細胞を評価した。
対照群および試験群の両者の脾細胞を、ELISPOTプレートの別個のウェルに細胞1x106個/ウェルの密度で加えた。プレートを37℃および6% CO2で36〜48時間インキュベートした。インキュベーション期間の完了後、プレートから細胞をデカントし、DPBSで洗浄した。各ウェルに、1:100に希釈した検出抗体100μlを加えた。プレートを4℃で一晩インキュベートし、その後、洗浄し、軽く叩いて水分を切った。ストレプトアビジン-ALP結合体をPBS - 5% FBSで1:1000に希釈した。1:1000に希釈したストレプトアビジン-ALP結合体100μlを各ウェルに加えた後、暗所で、室温で1時間インキュベートした。プレートを洗浄し、軽く叩いて水分を切った。各ウェルにBCIP-NBT基質100μlを加えた。再度、プレートを、はっきりしたスポットが現れるまで、暗所で室温でインキュベートした。プレートを水洗することによって反応を停止した。プレートを37℃で一晩保持して乾燥させた。図4に示される結果から、本発明によって調製される治療用癌ワクチンは、異種癌細胞に対するマウスの免疫反応を高めることが明らかであった。
D. ウェスタンブロットによる異種癌細胞の溶解物に対する抗体反応性によって示される通り、治療用ワクチンは、同一組織/器官の異種癌細胞に対して体液性免疫反応を引き起こす。
マウスを治療用癌ワクチンで、0日目および21日目に皮内免疫した。試験の28日目にマウスから血清サンプルを単離して、ワクチンに対する抗体の産生、およびマウス癌ワクチン抗体の、(異種の)膵臓起源の他の細胞、即ちSW1990およびAsPCとの異種反応性を検出した。
MiaPaCa-2、AsPC-1、SW-1990の溶解物、および、HEK-293(腎臓)、PC-3(前立腺)、MCF-7(***)、A549(肺)、PA-1(卵巣)等の種々の起源の癌によるウェスタンブロットを、治療用癌ワクチンに対してマウスにおいて産生された一次抗体を用いて実施した。溶解物抗原と結合した一次抗体を検出するため、HRP標識ヤギ抗マウスIgG抗体を、着色/検出剤としてのDAB(ジアミノベンジジン)と共に使用した。
ウェスタンブロット分析(図5)により、マウス抗癌ワクチン抗体が、膵臓起源(異種)の他の癌細胞の溶解物に対する異種反応性を有し、異なる組織/器官の癌細胞溶解物には反応性がないことが示される。
E. 「マイコバクテリウムW」をアジュバントに用いた熱殺菌癌細胞は、エフェクター機能によって測定した場合、同一の組織/器官の同種および異種癌細胞に対する免疫反応を引き起こす。
Balb/cマウスに、「マイコバクテリウムW」と1:100の割合で混合した、熱殺菌癌細胞(Mia-Paca-2膵臓癌)細胞、熱殺菌癌細胞(Mia-Paca-2膵臓癌)細胞を0日目および21日目に投与して免疫した。28日目にマウスを屠殺し、脾細胞を単離し、同種の癌細胞株に対するエフェクター細胞として使用した。
図6に示した結果から、「マイコバクテリウムW」の添加により、悪性腫瘍の治療に使用するための熱殺菌細胞を用いた治療用ワクチンの効果は向上し、これは、エフェクター機能である標的癌細胞の死滅によって示される通り、組織/器官に特異的な異種癌細胞に対する免疫反応を引き起こすことが示される。
F. 「マイコバクテリウムW」をアジュバントに用いた、ホルムアルデヒド処理した死滅癌細胞は、エフェクター機能によって測定した場合、同一の組織/器官の同種および異種癌細胞に対する免疫反応を引き起こす。
Balb/cマウスを、ホルムアルデヒド処理した癌細胞(Mia-Paca-2膵臓癌)細胞、「マイコバクテリウムW」と種々の割合で混合したホルムアルデヒド処理した癌細胞(Mia-Paca-2膵臓癌)細胞で、0日目および21日目に免疫した。マウスを屠殺し、単離した脾細胞を、同種の癌細胞株に対するエフェクター細胞として使用した。
図7に示した結果から、「マイコバクテリウムW」の添加により、悪性腫瘍の治療に使用するための熱殺菌細胞を用いた治療用ワクチンの効果は向上し、これは、エフェクター機能である標的癌細胞の死滅によって示される通り、組織/器官に特異的な異種癌細胞に対する免疫反応を引き起こすことが示される。
G. 他のアジュバントを用いた死滅癌細胞は、Elispot分析によって測定した場合、同一の組織/器官の同種癌細胞に対する免疫反応を引き起こす。
Balb/cマウスを、種々のアジュバント、即ち「マイコバクテリウムW」、BB2、G1、Cadi OFF 10、およびこれらの組み合わせと混合した死滅癌細胞(Mia-Paca-2膵臓癌)で0日目および21日目に免疫した。マウスを屠殺し、単離した脾細胞を、IFN-γELISPOT同種癌細胞溶解物に使用した(図8)。
図8に示した結果から、アジュバントの添加は、悪性腫瘍の治療に使用するための死滅細胞を用いた治療用癌ワクチンの効果を向上させることが示される。
実施例4:以下の実施例は、本発明による哺乳類における癌の治療を説明するが、本発明の範囲を限定しない。
A. インビボでの腫瘍退縮:本発明の範囲を限定しない、本発明による哺乳類における癌の治療
雄のBalb/Cマウス(6〜8週)30匹を試験に用いた。動物は体重に基づいてランダムに分けた。マウスの後肢に1x105個のB16-F1細胞を皮下注射することによって、腫瘍誘導を行った。マウスは平均腫瘍サイズを100〜150 mm3まで増殖させ、腫瘍サイズに基づいて各15匹ずつ2群にランダムに分けた。マウスの第一群は、ランダム分類後0および10日目にメラノーマワクチン(実施例1により調製)で皮内免疫し、一方、第二群、即ち対照マウスは免疫しなかった(非処置)。腫瘍サイズが動物の体重の10%に達するまで、腫瘍サイズを週に2回記録した。
処置群の腫瘍体積は、非処置群と比較して大きくならなかった(図9)。その上、処置群は、腫瘍サイズの減少を示したが、このことは病状の改善を示唆する。処置群では、全生存は向上し、マウスの腫瘍サイズは縮小した。
処置群では、非処置の動物と比較して、増殖の遅延および腫瘍量の退縮が示された。
B. インビボでの腫瘍退縮:本発明の範囲を限定しない、本発明による哺乳類における癌の治療
雄のC57マウス(6〜8週)20匹を試験に用いた。動物は体重に基づいてランダムに分けた。マウスの後肢に1x105個のPan 02細胞を皮下注射することによって、腫瘍誘導を行った。マウスは平均腫瘍サイズを200 mm3まで増殖させ、腫瘍サイズに基づいて各10匹ずつ2群にランダムに分けた。マウスの第一群は、ランダム分類後0および10日目に膵臓癌ワクチン(実施例1により調製)で皮内免疫し、一方、第二群、即ち対照マウスは免疫しなかった(非処置)。腫瘍サイズが動物の体重の10%に達するまで、腫瘍サイズを週に2回記録した。
処置群の腫瘍体積は、非処置群と比較して大きくならなかった(図10)。その上、処置群は、腫瘍サイズの減少を示したが、このことは病状の改善を示唆する。処置群では、全生存は向上し、マウスの腫瘍サイズは縮小した。
処置群では、非処置の動物と比較して、増殖の遅延および腫瘍量の退縮が示された。
これらの実施例により、製剤中に「マイコバクテリウムW」を用いる癌細胞ワクチンは、その免疫原性、および組織/器官に特異的な異種癌抗原に対する反応性を増強することが明確に実証される。
マウスおよびエクスビボの免疫分析を用いる他の実験から、癌細胞ワクチンはエフェクター機能を引き起こす能力があることが示され、即ち、免疫系およびその一部は、組織/器官に特異的な異種性の標的癌細胞を効果的に死滅させる能力があることを意味する。また、このワクチンは、癌の治療において、インビボでの有効性を示す。
従って、癌ワクチンは、癌を遅延させ、高め、または治療する観点で癌の管理に使用した。また、このワクチンは、既存の腫瘍および癌細胞の負担を退縮させるために使用できる。

Claims (11)

  1. 抗原を発現する癌細胞、賦形剤、所望によりアジュバントを含む癌ワクチン組成物であって、前記抗原は、前記癌細胞がp38インデューサと接触する際に発現され、前記の発現された抗原が、前記癌細胞が属するものと同種の器官/組織に特異的である、上記組成物。
  2. 抗原を発現する癌細胞が104〜109である、請求項1に記載の組成物。
  3. 哺乳類に投与された場合に、癌細胞が属する組織/器官に特異的な細胞性免疫反応を引き起こす、請求項1に記載の組成物。
  4. 哺乳類に投与された場合、癌細胞が属する組織/器官に特異的な体液性免疫反応を引き起こす、請求項1に記載の組成物。
  5. アジュバントがマイコバクテリウムwである、請求項1に記載の組成物。
  6. 癌細胞が患者および/または細胞リポジトリより得られる、請求項1に記載の組成物。
  7. 請求項1に記載された組成物の治療的有効量を哺乳類に投与することを含む、哺乳類において癌を治療する方法。
  8. 癌が同種または異種細胞で構成される、請求項7、8及び9に記載の方法。
  9. 治療用ワクチン組成物が同一または他の哺乳類から得た癌細胞を含む、請求項7に記載の方法。
  10. 投与経路が非経口経路から選択される、請求項7に記載の方法。
  11. 好ましい投与経路が皮内である、請求項7に記載の方法。
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