JP6325534B2 - 膵臓癌患者用dnaワクチン - Google Patents

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Description

本発明は、VEGF受容体タンパク質をコード化する組換DNA分子を含むサルモネラ(Salmonella)の弱毒化変異株に関する。特に本発明は、当該サルモネラ(Salmonella)の弱毒化変異株の癌免疫療法における使用に関する。
サルモネラ・エンテリカ(Salmonella enterica)の弱毒化誘導体は、腫瘍抗原や腫瘍間質抗原等の異種抗原を哺乳類免疫系に送達するための魅力的なビヒクルである。S.エンテリカ(S. enterica)株は粘膜免疫化経路を介して、即ち経口又は経鼻的に送達できる可能性がある。斯かる投与により、非経口(消化管外)投与と比較して簡便且つ安全であるという利点がある。更に、サルモネラ(Salmonella)株は、全身及び粘膜区画の両レベルで、体液性及び細胞性免疫応答を強く誘発する。バッチ調製のコストは比較的安く、生存細菌ワクチン製剤は安定性に優れる。種々の遺伝子、例えば毒性遺伝子、調節遺伝子、及び代謝遺伝子等を欠失させることにより、弱毒化を行うことも可能である。
aro 変異により弱毒化したネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)株が、安全且つ効果的な異種抗原の送達ビヒクルとなることが、動物モデルにおいて示されてきた。
抗原(特にVEGF受容体タンパク質)をコード化するDNAコンストラクトを、生存弱毒化ネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)株を介してマウス標的細胞に送達するアプローチが、国際公開第03/073995号公報に記載されている。Niethammer等 (Nature Medicine 2002, 8(12), 1369) は、マウス血管内皮成長因子受容体2(vascular endothelial cell growth factor-2:VEGFR−2、又はFLK−1)をコード化する発現ベクターを保有する弱毒化S.チフィリウム(S. typhimurium)aroA株SL7207、及びその癌ワクチンとしての用途を記載する。
しかし、ヒトへの使用が認められた弱毒化サルモネラ・エンテリカ(Salmonella enterica)血清型株はこれまで唯一、サルモネラ・エンテリカ(Salmonella enterica)血清型typhi Ty21a(略称:S.typhi Ty21a)のみである。
この耐容性に優れた腸チフス用生存経口ワクチンは、野生型毒性細菌単離株S. typhi Ty2 の化学的突然変異生成によって誘導されたもので、galE遺伝子の機能喪失型突然変異を有すると共に、他の詳細不明の突然変異を有する。野外試験でその有効性及び安全性が示されて以来、多くの国で腸チフスワクチンとして認可されている。
血管新生は固体腫瘍の増殖及び転移に関与する。ベバシズマブやその他の腫瘍新生脈管構造を特異標的とする化合物、例えばスニチニブやアキシチニブ等の低分子等は、一連の腫瘍適応に有効であることが示されている(Powles et al., Br J Cancer 2011, 104(5):741-5; Rini et al., Lancet 2011, 378:1931-1939)。
腫瘍新生脈管構造は、血管内皮成長因子受容体(vascular endothelial growth factor receptor:VEGFR)2を過剰発現する内皮細胞によって覆われており、血流を介して容易にアクセス可能である。これらの細胞は、その遺伝的安定性、及び内皮細胞1つ当たり数百もの腫瘍細胞を支持する能力ゆえに、抗体、チロシンキナーゼ阻害剤、或いはワクチンの何れを用いるかによらず、抗癌治療の主要標的となっている(Augustin, Trends Pharmacol Sci 1998,19:216-222)。近年、T細胞に基づく免疫療法が、前立腺癌に対して一定の臨床的成果を収め、これまでも前臨床段階ではしばしば示されてきた抗癌ワクチン接種の有効性を、改めて実証する形となった(Sharma et al., Nat Rev Cancer 2011, 11:805-812)。免疫系を癌細胞に対して賦活化するには、多数の困難を乗り越えなければならない。例えば、癌病巣はしばしば多クローン性であり、癌細胞は突然変異を生じ易い。抗原特異的治療では、非抗原保有細胞のみが選択されてしまう場合も多い。更なる障害として、腫瘍の封入化や、MHC分子の喪失又は下方制御等が挙げられる。腫瘍新生脈管構造を標的とするワクチン接種のアプローチでは、理論上これらの障害を乗り越えなければならない。
斯かる従来技術に鑑み、本発明の目的は、新規の安全な経口VEGF受容体標的化癌ワクチンの提供である。斯かるVEGF受容体標的化癌ワクチンによって、癌患者の治療選択肢が改善されるという大きな利点が得られるであろう。
本発明は、VEGFR−2を標的とする抗血管新生治療とワクチン化とを組み合わせるべく、新たなワクチン(VXM01)を用いる。即ち、VEGF受容体タンパク質2をコード化するプラスミドを含む弱毒化・再改変細菌株チフス菌(Salmonella typhi)Ty21aである。
VXM01は、腫瘍細胞常在型抗原ではなく、腫瘍新生脈管構造の非悪性内皮細胞により過剰発現されている腫瘍間質常在型抗原を標的化するという、新たな方策を提示するものである。
本発明品は、遺伝的に安定且つアクセスが容易な内皮細胞を標的とすることにより、腫瘍細胞を直接標的化する従前のワクチンが直面してきた限界、例えば腫瘍細胞の不均質性、MHC喪失、細胞レベルでの免疫抑制、及び腫瘍の封入化等の限界を乗り越え、更には血液脳関門等の生理学的な障壁をも乗り越えようとするものである。更に、本発明のワクチンによれば、治療標的が腫瘍タイプと独立しているので、種々の異なる固体悪性腫瘍に対して賦活化できる可能性もある。本発明品は、患者に依存しない「既製品」(off-the-shelf)の経口ワクチンを提示する。これは保存も可能であり、使用に際して臨床現場に送達することも可能である。低分子又は抗体を用いた抗血管新生治療は、既にその有効性が示されているが、本発明に係るアプローチは、患者自身の免疫系を腫瘍新生脈管構造に対して賦活化するという点で、これらと顕著に異なるものである。更にそれ自体、長期薬効を提供するT細胞記憶作用を生成する可能性をも有する。大腸癌及び卵巣癌にベバシズマブを用いた研究によれば、有益な治療効果を長期間維持するためには、継続的な抗血管新生作用が必要である(Allegra et al., J Clin Oncol 2011, 29:11-16; Burger et al., N Engl J Med 2011, 365:2473-2483; Perren et al., N Engl J Med 2011, 365:2484-2496)。
本発明者等の知る限り、これは経口癌ワクチンの最初の臨床試験である。更に、このワクチンは複数の腫瘍タイプに対して有効である可能性もある。
この最初の臨床試験により、本発明に係るワクチン(VXM01)は、患者内での腫瘍増殖に顕著な影響を及ぼす免疫応答の誘発に、大変有効であることが示された。注目すべき点として、驚くべきことにこの免疫応答は、ごく低用量のVXM01の経口投与によって誘発され得る。このワクチンは、1×10又は1×10〜1×10コロニー形成単位(colony forming units:CFU)から始まる用量でも既に有効である。最初の結果は、VXM01によるワクチン化によって、既存の腫瘍血管系の破壊が生じ得ると共に、増殖内皮細胞に対する免疫記憶の発生が補助され得ることを示している。
このワクチンは単剤療法でも、また、標準的な化学療法剤、放射線療法、及び/又は、生物学的癌治療との組み合わせ治療にも有効である。
これまでの臨床試験では、ステージIVの患者に対する治療は、化学療法剤ゲムシタビン及びVXM01に先行して、及び/又は、これらと同時に行われた。しかし、患者が化学療法に対する耐性を示している場合(化学療法抵抗性患者)には、VXM01での処置も有効である。
ある側面によれば、本発明は、VEGF受容体タンパク質をコードする発現カセットを含む組換DNA分子を少なくとも1コピー含む、ワクチンとして使用されるチフス菌(Salmonella typhi)の弱毒化変異株に関する。
特定の実施形態によれば、VEGF受容体タンパク質は、ヒトVEGFR−2、及び、これと少なくとも約80%の相同性を共有するそのホモログからなる群より選択される。
特定の実施形態によれば、VEGF受容体タンパク質は、ヒトVEGFR−2配列番号1に示すアミノ酸配列を有する。
別の観点によれば、本発明は、本発明のチフス菌(Salmonella typhi)の弱毒化変異株を含むDNAワクチンに関する。
特定の実施形態によれば、チフス菌(Salmonella typhi)の弱毒化変異株は、Ty21aである。
特定の実施形態によれば、発現カセットは真核性発現カセットである。
特定の実施形態によれば、本発明のDNAワクチンは、癌免疫療法に用いられる。
特定の実施形態によれば、DNAワクチンは、配列番号1のVEGFR−2タンパク質をコードするDNAを含むプラスミドによって形質転換された弱毒化チフス菌(Salmonella typhi)株Ty21aを含む。
特定の実施形態によれば、DNAワクチンは、抗血管新生癌免疫療法に用いられる。
特定の実施形態によれば、プラスミドは、図2に示す7580bpのpVAX10.VR2−1であり、配列番号3に示す配列を有すると共に、DNAワクチンは、VXM01で示される。
特定の実施形態によれば、前記癌は膵臓癌である。
特定の実施形態によれば、前記膵臓癌は、ステージIV又は局所進行性の膵臓癌である。
特定の実施形態によれば、癌は転移を含む。
特定の実施形態によれば、前記処置に続いて、化学療法及び/又は放射線療法が実施される。
特定の実施形態によれば、化学療法剤はゲムシタビンである。
特定の実施形態によれば、ワクチンによる免疫療法処置は、化学療法の治療周期中に実施される。
特定の実施形態によれば、ワクチンは経口投与される。
特定の実施形態によれば、前記ワクチンの単回用量量は1×10、1×10、1×10、1×10、1×10、1×1010、又は1×1011コロニー形成単位(colony forming units:CFU)である。
特定の実施形態によれば、前記ワクチンの単回用量量は、1×10CFU未満である。特定の実施形態によれば、前記ワクチンの単回用量量は、1×10〜1×10CFUである。
特定の実施形態によれば、前記ワクチンの単回用量量は、1×10CFU未満である。特定の実施形態によれば、前記ワクチンの単回用量量は、1×10〜1×10CFUであり、より具体的には、前記ワクチンの単回用量量は、1×10〜1×10CFUである。
特定の実施形態によれば、単回用量量は、約10〜約1011、具体的には約10〜約1010、より具体的には約10〜約10、より具体的には約10〜約10、最も具体的には約10〜約10コロニー形成単位(colony forming units:CFU)を含む。
別の観点によれば、本発明は、配列番号1のVEGFR−2タンパク質をコードするDNAを含むプラスミドで形質転換された弱毒化チフス菌(Salmonella typhi)株Ty21aを含むDNAワクチンVXM01であって、プラスミドが7580bpのプラスミドDNAであり、CMVプロモーターの制御下にあるVEGFR−2のcDNA、カナマイシン耐性遺伝子、及びpMB1 oriを含むと共に、pVAX10.VR2−1として示される、DNAワクチンVXM01に関する。
プラスミドpVAX10.VR2−1内にクローン化されたVEGFR−2 cDNAのアミノ酸配列 同上(続き) pVAX10.VR2−1のプラスミドマップ ワクチンVXM01の用量漸増デザイン 試験スキーム全体 VXM01に特異的なT細胞応答 腫瘍灌流に対するVXM01の効果 VEGF A血清レベルに対するVXM01の効果 IV型コラーゲン血清レベルに対するVXM01の効果 血圧に対するVXM01の効果 VXM01由来抗担体免疫 VXM01排出の分析カスケード VXM01排出
本発明は、以下の発明の詳細な説明及びそこに含まれる実施例を参照することで、より容易に理解することができる。
ある側面によれば、本発明は、VEGF受容体タンパク質をコード化する発現カセットを含む組換DNA分子を少なくとも1コピー含むチフス菌の弱毒化変異株に関する。
本発明によると、チフス菌の弱毒化変異株は、標的細胞内への前記組換DNA分子の送達のためのVEGF受容体タンパク質をコード化する発現カセットを含む組換DNA分子の細菌担体として機能する。
本発明との関連において、「弱毒化」という用語は、親菌株と比較して低い病原力の菌株を指し、弱毒突然変異を担持していない。弱毒化菌株は、好ましくはそれらの病原力を失っているが、保護免疫を誘発するそれらの能力は保持している。弱毒化は、病原力遺伝子、調節遺伝子、及び代謝遺伝子を含めた様々な遺伝子の欠失によって達成される。弱毒化細菌は、天然に見い出されてもよいし、それらは、例えば新しい培地又は細胞培養への適応によって、研究室で人工的に生み出されてもよいし、それらは、組換DNA技術で生み出されてもよい。
本発明との関連において、「突然変異株」という用語は、そのゲノム内に突然変異を担持している菌株を指す。これに関連して、「突然変異」という用語は、点突然変異、挿入、欠失、転座、及び逆位を含めた核酸配列の変化を指す。
本発明との関連において「含む」(comprises)又は「含んでいる」(comprising)という用語は、「含むが、これだけに限定されるものではない」という意味を有する。本用語は非限定的であり、列記される全ての特徴、要素、整数値、工程又は成分が存在する旨を明示するが、他の1又は2以上の特徴、要素、整数値、工程又は成分、又はそれらの群の存在又は付加を排除するものではないことを意図する。即ち、「含んでいる」(comprising)という用語は、より限定的な用語である「からなる」(consisting of)及び「から実質的になる」(essentially consisting of)を包含する。ある態様によれば、本願を通じ、特に特許請求の範囲の中では、「含んでいる」(comprising)という用語は、「からなる」(consisting of)という用語に置き換えることもできる。
本発明との関連において、「組換DNA分子」(recombinant DNA molecule)という用語は、遺伝子操作されたDNA構築物を指し、好ましくは異なった起源のDNA断片で構成されたDNA構築物を指す。組換DNA分子は、線状の核酸であってもよいが、好ましくは発現ベクタープラスミド内にVEGF受容体タンパク質をコード化するオープンリーディングフレームを導入することによって作製された環状遺伝子組換DNAプラスミドであってもよい。
本発明との関連において、「発現カセット」(expression cassette)という用語は、その発現を制御する調節配列の調節下にある少なくとも1つのVEGF受容体タンパク質を含む核酸ユニットを指す。サルモネラ(Salmonella)の弱毒化変異株内に含まれている発現カセットは、標的細胞内においてVEGF受容体タンパク質をコード化する、そこに含まれているオープンリーディングフレームの転写を媒介することが好ましい。発現カセットは、概してプロモーター、少なくとも1つのオープンリーディングフレーム、及び転写終結シグナルを含む。
VEGF受容体タンパク質は、リガンドである血管内皮増殖因子(VEGF)が結合し得る内皮細胞特異的受容体チロシンキナーゼであって、リガンドがそれらの二量化を引き起こし、そしてリン酸基転移によって活性化されるようになる。VEGFファミリーの増殖因子(Kd75−760pM)には6つのファミリー、VEGF−A〜E(VEGFとしても知られている)及びPLGF(胎盤増殖因子、PGF又はPIGF−2としても知られている)が含まれる。VEGF増殖因子は、血管系の複数の要素、具体的には血管及びリンパ管の増殖と分化を調整している。VEGFRには3つの主なサブタイプ、VEGFR−1(又はFLT1)、VEGFR−2(又はKDR、FLK1)及びVEGFR−3(又はFLT4)が存在する。膜結合型VEGF受容体は、7つの免疫グロブリン様領域からなる細胞外部分、1つの膜貫通領域、及び分割チロシン−キナーゼドメインを含む細胞内部分を有する.VEGFR転写産物は、可溶性VEGF受容体タンパク質をコード化する代替スプライス変異体を生じさせる。
キナーゼ挿入ドメイン含有受容体(KDR)としても知られているVEGFR−2は、VEGFに対する既知の細胞応答のほとんど全てを媒介しているように見える。例えば、血管新生におけるVEGFの役割は、VEGFR−2とのこのタンパク質の相互作用によって媒介されるているように見える。VEGFR−2は、1356アミノ酸の長さがある、200〜230kDaの分子量を有する、VEGF、並びにVEGF−C及びVEGF−Dの高親和性レセプターである。VEGFR−2は、チロシンキナーゼ受容体に関する内皮cDNAのスクリーニングによってヒトで同定され、それ以前に発見されていたマウス胎児肝臓キナーゼ1(Flk−1)と85%の配列同一性を有している。VEGFR−2は通常、内皮及び造血前駆細胞、並びに内皮細胞、新生造血幹細胞、及び臍帯間質で発現される。しかし、静止期の成人血管系において、VEGFR−2のmRNAは下方調整されているように見える。
VEGFR−2の細胞外ドメインは、18個の潜在的なN結合型グリコシル化部位を含んでいる。VEGFR−2は最初、150kDaのタンパク質として合成され、すぐに200kDaの中間体にグリコシル化され、次に、細胞表面に発現される成熟230kDaタンパク質へとゆっくりとした速度で更にグリコシル化される。
pVAX10.VR2−1プラスミド内にクローン化されたヒトVEGFR−2のアミノ酸配列をコード化するcDNA配列を、図1に示す。
具体的な態様によれば、本発明のチフス菌の弱毒化変異株は、薬剤として使用される。
具体的な態様によれば、本発明のチフス菌の弱毒化変異株は、ワクチンとして使用される。
本発明との関連において「ワクチン」(vaccine)という用語は、投与によって対象に免疫応答を誘発することができる作用物質を指す。ワクチンは、好ましくは疾患を予防するか、改善するか、又は処置することができる。本発明によるワクチンには、チフス菌、好ましくはS.チフス(S. typhi)Ty21aの弱毒化変異株が含まれる。本発明によるワクチンには更に、好ましくはヒトVEGFR−2又はそれと少なくとも約80%の配列同一性を有するタンパク質から選択されたVEGF受容体タンパク質をコード化する発現カセット、好ましくは真核性発現カセットを含む組換DNA分子が少なくとも1コピー含まれる。
VEGF受容体タンパク質をコード化する組換DNA分子を含む本発明による生菌の弱毒化サルモネラ突然変異株は、この組換DNA分子の経口送達のためのビヒクルとして使用できる。VEGF受容体タンパク質等の異型抗原をコード化するDNA分子を含むそういった送達ベクターは、DNAワクチンと呼ばれる。
遺伝的免疫化は、従来のワクチン接種を超える有利性を有するであろう。標的DNAはかなりの長期間に渡って検出され、これにより抗原のデポー剤として機能し得る。GpCアイランドのようないくつかのプラスミド内の配列モチーフは、免疫賦活性であり、そして、LPSや他の細菌成分による免疫賦活化によって促進されるアジュバントとして機能し得る。生菌ベクターは、マイクロカプセル化等の他の投与形態を超える利点を構成し得る、リポ多糖(LPS)等のそれら自身の免疫調節因子を現場で生じさせる。そのうえ、サルモネラ等の多くの細菌が、パイアー斑のM細胞を介して腸管内腔から出て、最終的にリンパ節と脾臓に移行し、これにより免疫系の誘導部位へのワクチンのターゲッティングが可能なので、天然の侵入経路の使用が有益であると判明した。
更に、サルモネラ・エンテリカ(Salmonella enterica)の弱毒化誘導体は、異型抗原の送達のためのビヒクルとして哺乳類の免疫系を誘発する。なぜなら、S.エンテリカ(S. enterica)株が潜在的に、非経口投与と比較して簡単且つ安全である利点を有する、免疫化の粘膜経路を介して、すなわち、経口的又は経鼻的に送達され得からである。更に、サルモネラ株は、全身及び粘膜部分の両方のレベルで強い液性及び細胞性免疫反応を誘発する。
具体的な態様によれば、チフス菌の弱毒化変異株は、チフス菌Ty21aである。ワクチン株Ty21aは、これまで優れた安全性プロフィールを有することが実証されてきた。M細胞を介して腸管内腔から出ると、この細菌はマクロファージや樹状細胞等の食細胞によって溶かされる。これらの細胞は、病原菌によって活性化され、分化を開始し、そして、恐らくリンパ節及び脾臓に移行する。弱毒化突然変異のため、S.チフスTy21a株の細菌は、これらの食細胞内に留まれないが、この時点で死滅する。組換DNA分子が放出され、それに続いて、特定の輸送システムを介すか、又はエンドソーム漏出によって食作用性免疫細胞のサイトゾル内に移動する。最終的に、組換DNA分子は核に入り、そこでそれらは転写され、そして、食細胞のサイトゾルにおけるVEGF受容体発現に至る。VEGFR受容体タンパク質に対抗する特定の細胞毒性T細胞が、活性化された抗原提示細胞(APC)によって誘発される。
S.チフスTy21aが全身の血流に入ることができることを示唆するデータはこれまで存在していない。そのため、弱毒化チフス菌Ty21a生ワクチン株が、優れた安全性プロフィールを呈しながら、免疫系の特異的なターゲッティングを可能にする。
具体的な態様によれば、VEGF受容体タンパク質は、ヒトVEGFR−2及びヒトVEGFR−2と少なくとも80%の相同性を有するホモログからなる群より選択される。
これに関連して「約」(about)及び「およそ」(approximately)という用語は、所与の値又は範囲の80%〜120%以内、或いは90%〜110%以内、特に95%〜105%以内を意味する。
本発明との関連において「ヒトVEGFR−2と少なくとも約80%の配列同一性を有するタンパク質」(protein that has at least about 80% sequence identity with human VEGFR-2)という記載は、アミノ酸配列及び/又はヒトVEGFR−2のアミノ酸配列をコード化する核酸配列が異なっているタンパク質を指す。前記タンパク質は、自然起源のもの、例えば、異なった種のVEGFR−2のホモログであっても、又は改変タンパク質、例えば、遺伝子操作されたVEGFR−2誘導体であってもよい。コドンの用法は種間で異なることが知られている。よって、標的細胞内で異種タンパク質を発現する場合、標的細胞のコドン利用に核酸配列を適合させることが必要であるか、又は少なくとも有用である。所与のタンパク質の誘導体を定義及び構築する方法は、すべての当業者にとって周知である。
ヒトVEGFR−2と少なくとも約80%の配列同一性を有するタンパク質は、1又は2以上のアミノ酸の付加、欠失及び/又は置換を含めた1又は2以上の突然変異を含んでいてもよい。本発明に関する教示によると、前記欠失、付加及び/又は置換されたアミノ酸は、連続したアミノ酸であっても、ヒトVEGFR−2と少なくとも約80%の配列同一性を有するタンパク質のアミノ酸配列の全長にわたって点在していてもよい。本発明に関する教示によると、ヒトVEGFR−2と少なくとも約80%の配列同一性を有している限り、多くのアミノ酸が付加、欠失及び/又は置換されてもよい。具体的な態様によれば、ヒトVEGFR−2との配列同一性は、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、又は最も具体的には少なくとも約95%である。親のタンパク質、及び親の配列に対する付加、欠失及び/又は置換を有するその誘導体との比較を含めた配列同一性の決定するための方法及びアルゴリズムは、当業者に周知である。DNAレベルでは、ヒトVEGFR−2と少なくとも約80%の配列同一性を有するタンパク質をコード化する核酸配列は、遺伝コードの縮重により、より重度に異なっていてもよい。
具体的な態様によれば、VEGF受容体タンパク質は、配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するヒトVEGFR−2である。
もう一つの側面によれば、本発明は、本発明のチフス菌の弱毒化変異株を含むDNAワクチンに関する。
具体的な態様によれば、チフス菌の弱毒化変異株はチフス菌Ty21aである。弱毒化S.チフスTy21a株は、Vivotif(登録商標)としても知られているTyphoral L(登録商標)の活性成分である(Berna Biotech Ltd., a Crucell Company, Switzerlandによって製造されている)。現在、それは腸チフスに対して唯一認可されている経口生ワクチンである。このワクチンは、大規模に試験され、患者の毒性に関して安全であることが判明していて、並びに第三者に譲渡されている(Wahdan et al., J. Infectious Diseases 1982, 145:292-295)。このワクチンは、40を超える国々で認可されている。Typhoral L(登録商標)の販売認可番号はPL15747/0001である(1996年12月16日付)。ワクチンの1回の用量は、少なくとも2×109生菌S.チフスTy21aコロニー形成単位、そして、少なくとも5×109非生菌S.チフスTy21a細胞を含んでいる。
チフス菌Ty21a菌株の生化学的性質の1つは、ガラクトースを代謝できないことである。弱毒化変異株もまた硫酸塩を亜硫酸塩に還元することができず、この点で野性型サルモネラTy2株と区別される。その血清学的特徴に関して、チフス菌Ty21a株は、細菌の外膜の多糖類であるO9抗原を含み、且つ、同じくチフス菌チフィムリウム(Salmonella typhimurium)の特徴的成分であるO5抗原を欠いている。この血清学的特徴は、バッチ放出のための同定テストのパネルにおけるそれぞれの試験を含むための理論的根拠を支持している。
具体的な態様によれば、発現カセットは、真核性発現カセットである。本発明との関連において用語「真核性発現カセット」(eukaryotic expression cassette)とは、真核細胞内でオープンリーディングフレームの発現を可能にする発現カセットを指す。適当な免疫応答を誘発するのに必要な異型抗原の量が細菌にとって毒性であってもよいので、細胞死、異型抗原の過度の弱毒化又は発現消失をもたらすことが示された。細菌ベクターでは発現されないが、標的細胞だけで発現される真核性発現カセットを使用すると、この毒性の課題が克服でき、且つ、発現されたタンパク質は真核生物のグリコシル化パターンを呈し得る。
真核性発現カセットは、真核細胞でオープンリーディングフレームの発現を制御できる調節配列、好ましくはプロモーター及びポリアデニル化シグナルを含む。本発明のサルモネラ弱毒化変異株に含まれる組換DNA分子に含まれるプロモーター及びポリアデニル化シグナルは、好ましくは免疫される対象の細胞内で機能するように選ばれる。ヒトのためのDNAワクチンの製造に好適なプロモーターの例としては、これだけに限定されるものではないが、サイトメガロウイルス(CMV)由来のプロモーター、例えば強力前初期CMVプロモーター等、シミアンウイルス40(SV40)由来のプロモーター、マウス乳癌ウイルス(MMTV)由来のプロモーター、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)由来のプロモーター、例えばHIF長末端反復(LTR)プロモーター等、モロニーウイルス由来のプロモーター、エプスタインバーウイルス(EBV)由来のプロモーター、及びニワトリ肉腫ウイルス(RSV)由来のプロモーター、並びにヒト遺伝子、例えばヒトアクチン、ヒトミオシン、ヒトヘモグロビン、ヒト筋クレアチン、及びヒトメタロチオネイン等由来のプロモーターが挙げられる。具体的な態様によれば、真核性発現カセットはCMVプロモーターを含む。本発明との関連において「CMVプロモーター」(CMV promoter)という用語は、強力前初期サイトメガロウイルスプロモータを指す。
具体的にはヒトのためのDNAワクチンの製造のための、好適なポリアデニル化シグナルに関する例としては、これだけに限定されるものではないが、ウシ増殖ホルモン(BGH)ポリアデニル化部位、SV40ポリアデニル化シグナル、及びLTRポリアデニル化シグナルが挙げられる。具体的な態様によれば、本発明のサルモネラ弱毒化変異株によって含まれる組換DNA分子に含まれている真核性発現カセットには、BGHポリアデニル化部位が含まれる。
プロモーターやポリアデニル化シグナルのようなVEGF受容体タンパク質の発現に必要な調節エレメントに加えて、他の要素もまた組換DNA分子に含まれている。そういった追加要素としては、エンハンサーが挙げられる。例えば、エンハンサーは、ヒトアクチン、ヒトミオシン、ヒトヘモグロビン、ヒト筋クレアチンのエンハンサー、及びウイルス性エンハンサー、例えばCMV、RSV及びEBV等である。
調節配列とコドンは、通常種に依存するので、タンパク質酸性を最大するために、調節配列とコドンが免疫される種で有効であるように選択されることが好ましい。当業者は、所定の対象種で機能的な組換DNA分子を作製できる。
具体的な態様によれば、本発明のDNAワクチンは、癌免疫療法で使用するためのものである。
具体的な態様によれば、DNAワクチンには、配列番号1のVEGFR−2タンパク質をコード化するDNAを含むプラスミドによって形質転換された弱毒化チフス株Ty21aが含まれる。
具体的な態様によれば、DNAワクチンは、抗血管新生癌免疫療法で使用される。
具体的な態様によれば、組換DNA分子には、CMVプロモーターの調節下にある、カナマイシン抗生物質抵抗性遺伝子、pMB1 ori、及びヒトVEGFR−2又はヒトVEGFR−2と少なくとも80%の配列相同性を有するタンパク質をコード化する真核性発現カセットが含まれる。具体的な態様によれば、ヒトVEGFR−2は、配列番号2に記載の核酸配列を有する。
真核性サイトメガロウイルス(CMV)前初期プロモーターは、宿主細胞におけるVEGFR−2タンパク質の効果的な翻訳を確実にし、そして、原核性複製開始点(ori)は細菌宿主内で増殖を媒介する。
具体的な態様によれば、組換DNA分子は、市販のpVAX1TM発現プラスミド(Invitrogen, San Diego, California)に由来する。この発現ベクターは、
高コピー数のpUC複製開始点を、pBR322の低コピー数のpMB1複製開始点で置換することによって改変された。低コピー数の変更は、代謝負担を低減し、構築物をより安定化させるようになる。プラスミドpVAX10.VR2−1構築物の詳細は、図2に示されている。作製された発現ベクター骨格は、指定されたpVAX10であった。この発現ベクター骨格内への配列番号2に記載のヒトVEGFR−2の核酸配列を挿入することで、発現プラスミドpVAX10.VR2−1を得た。
発現プラスミドpVAX10.VR2−1は、図2に図式的に示されている。具体的な態様によれば、プラスミドは、図2で示されるように7580bpのpVAX10.VR2−1であって、配列番号3に記載の配列を有し、そして、DNAワクチンは指定されたVXM01である。VXM01は、ヒト血管内皮増殖因子受容体−2(VEGFR−2)の真核性発現カセットをコード化するプラスミドDNA、pVAX10.VR2−1を少なくとも1コピー担持しているチフス菌(Salmonella enterica serovar typhi)Ty21aの弱毒化株からなる経口ワクチンである。
具体的な態様によれば、癌は膵臓癌である。
具体的な態様によれば、前記膵臓癌は、ステージIV又は局所進行性の膵臓癌である。
具体的な態様によれば、癌には転移癌が含まれる。
具体的な態様によれば、癌免疫療法は、腫瘍抗原及び/又は腫瘍間質抗原をコード化する発現カセットを含む組換DNA分子の少なくとも1コピー含む1又は2以上の更なるサルモネラ弱毒化変異株の投与を更に含む。具体的な態様によれば、前記の1又は2以上の更なるサルモネラ突然変異株は、真核性発現カセットを含むチフス菌Ty21aである。具体的な態様によれば、前記の1又は2以上の更なるサルモネラ株には、ヒトWT1をコード化するサルモネラ弱毒化変異株が含まれる。
本発明のサルモネラ弱毒化変異株を、第二の腫瘍間質抗原又は腫瘍抗原をコード化するDNA分子を含む第二の弱毒化変異株と組み合わせることにより、相乗的な抗癌効果を有し得る。特に、腫瘍と腫瘍間質とを同時に標的化することで、腫瘍回避のリスクを最小化することができる。WT1を過剰発現するヒト細胞及び腫瘍血管系を同時に攻撃できるので、VEGFR−2系免疫療法とWT1系癌免疫療法との組み合わせは特に効果的であると考えられる。
具体的な態様によれば、サルモネラ弱毒化変異株は、前記の1又は2以上の更なるサルモネラ弱毒化変異株と同時投与される。
本発明との関連において「同時投与」(co-administration)又は「同時投与する」(co-administer)という用語は、連続した3日以内、より具体的には連続した2日以内、より具体的にはその日のうちに、より具体的には12時間以内に、2つの別々のサルモネラ弱毒化突然変異株を投与することを意味する。最も具体的には、本発明との関連において「同時投与」(co-administration)という用語は、2つの別々のサルモネラ弱毒化突然変異株の同時投与を指す。
具体的な態様によれば、処置は、化学療法及び/又は放射線療法及び/又は生物学的癌療法を伴う。癌の療法に関しては、癌幹細胞の完全な根絶は不可欠であってもよい。最大有効性に関しては、異なった処置アプローチの組み合わせが有益になり得る。
本発明との関連において「生物学的癌療法」(biological cancer therapy)又は「癌免疫療法」(cancer immunotherapy)という用語は、悪性腫瘍細胞又は腫瘍間質を攻撃するために患者の免疫系を刺激することを指す。生物学的癌療法アプローチには、腫瘍抗原の送達、薬物としての処置抗体の送達、免疫賦活サイトカインの投与、及び免疫細胞の投与が含まれる。
本発明のサルモネラ弱毒化変異株と組み合わせて使用してもよい化学療法剤としては、例えば:アミホスチン(ethyol)、カバジタキセル、シスプラチン、ダカルバジン(DTIC)、ダクチノマイシン、ドセタキセル、メクロールエサミン、ストレプトゾシン、シクロホスファミド、カルムスチン(BCNU)、ロムスチン(CCNU)、ドキソルビシン(adriamycin)、ドキソルビシン脂肪(doxil)、フォリン酸、ゲムシタビン(gemzar)、ダウノルビシン、ダウノルビシン脂肪(daunoxome)、プロカルバジン、ケトコナゾール、マイトマイシン、シタラビン、エトポシド、メトトレキサート、5−フルオロウラシル(5−FU)、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ブレオマイシン、パクリタキセル(taxol)、ドセタキセル(taxotere)、アルデスロイキン、アスパラギナーゼ、ブスルファン、カルボプラチン、クラドリビン、カンプトテシン、CPT−11、10−ヒドロキシ−7−エチルカンプトテシン(SN38)、ダカルバジン、フロクシウリジン、フルダラビン、ヒドロキシウレア、イホスファミド、イダルビシン、メスナ、インターフェロンアルファ、インターフェロンベータ、イリノテカン、ミトキサントロン、トポテカン、ロイプロリド、メゲストロール、メルファラン、メルカプトプリン、オキサリプラチン、プリカマイシン、ミトタン、ペガスパルガーゼ、ペントスタチン、ピポブロマン、プリカマイシン、ストレプトゾシン、タモキシフェン、テニポシド、テストラクトン、チオグアニン、チオテパ、ウラシルマスタード、ビノレルビン、クロラムブシル及びその組み合わせが挙げられる。
本発明においてVXM01と組み合わせる最も好ましい化学療法剤は、カバジタキセル、カルボプラチン、オキサリプラチン、シスプラチン、シクロホスファミド、ドセタキセル、ゲムシタビン、ドキソルビシン、パクリタキセル(taxol)、イリノテカン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビノレルビン、フォリン酸、5−フルオロウラシル及びブレオマイシンであり、特にゲムシタビンである。
具体的な態様によれば、化学療法剤はゲムシタビンである。
可能性のある副作用の発生によっては、抗生物質又は抗炎症薬での処置を含めることも好ましい。
ヒスタミン、ロイコトリエン又はサイトカインによって媒介される過敏反応に類似する有害事象が生じる場合には、発熱、過敏症、血圧不安定、気管支痙攣、及び呼吸困難のための処置の選択肢が利用可能である。望ましくないT細胞由来自動攻撃性における処置の選択肢は、幹細胞移植後に適用される急性及び慢性の移植片対宿主疾患に対する標準的療法スキームに由来する。シクロスポリン及びグルココルチコイドが、処置の選択肢として提案される。
稀な全身性チフス菌Ty21a型感染の場合には、例えばシプロフロキサシン又はオフロキサシンを含めたフルオロキノロンを用いた、適切な抗生物質療法が推奨される。胃腸管の細菌感染は、リファキシミン等のそれぞれの作用物質を用いて処理すべきである。
具体的な態様によれば、サルモネラ弱毒化変異株は、化学療法若しくは放射線療法治療周期中、又は生物学的癌療法中に投与される。具体的な態様によれば、ワクチンによる免疫療法処置は、化学療法の治療周期中に実施される。
具体的な態様によれば、サルモネラ弱毒化変異株は、化学療法若しくは放射線療法処置周期前、又は生物学的癌療法前に投与される。このアプローチは、化学療法又は放射線療法が、賦活された免疫条件下で実施され得るという利点を有し得る。
具体的な態様によれば、サルモネラ弱毒化変異株は、化学療法若しくは放射線療法処置周期後、又は生物学的癌療法後に投与される。
具体的な態様によれば、ワクチンは経口投与される。経口投与は、非経口投与に比べて簡単で、より安全で、且つ、より快適である。非経口、皮下又は皮内投与の有害影響は、本発明のDNAワクチンの経口投与によって克服できる。しかしながら、本発明のサルモネラ弱毒化変異株はまた、いずれかの他の好適な経路によっても投与され得る。好ましくは、処置的有効量を対象に投与し、そして、この用量は、特殊適用、悪性腫瘍のタイプ、対象の体重、年齢、性別及び容態、投与様式、並びに製剤等に依存している。投与は、必要に応じて、単回であっても、複数回であってもよい。
本発明のサルモネラ弱毒化変異株は、溶液、懸濁液、凍結乾燥物の形態又はその他の好適な形態で提供され得る。それは、医薬的に許容し得る担体、希釈剤、及び/又は賦形剤と組み合わせて提供され得る。pH値を調整するための作用物質、バッファー、毒性を調整するための作用物質等が含まれていてもよい。本発明との関連において、「医薬的に許容され得る」という用語は、哺乳動物(例えば、ヒト)に投与した際に、生理学的に許容でき、且つ、概して有害反応を生じさせない医薬組成物の分子的実体及び他の構成要素を指す。「医薬的に許容され得る」という用語はまた、哺乳動物、具体的にはヒトにおける使用について連邦政府又は州政府の監督官庁によって認可されていること、或いは米国薬局方又は他の一般に認識された薬局方に挙げられていることも意味し得る。
本発明のワクチンは、驚いたことに比較的低い用量で有効である。具体的な態様によれば、ワクチンの単回用量は、約1×10、約1×10、約1×10、約1×10、約1×10、約1×1010、又は約1×1011コロニー形成単位(colony forming units:CFU)である。この天然な細菌性生ワクチンの低用量の投与は、排出のリスクを最小限にし、それにより第三者への伝播のリスクを最小限にする。
これに関連して「約」(about)又は「およそ」(approximately)という用語は、所与の値又は範囲の3倍の範囲内、或いは2倍の範囲内、特に1.5倍の範囲内を意味する。
具体的な態様によれば、ワクチンの単回用量は、1×109CFUより少ない。具体的な態様によれば、ワクチンの単回用量は、1×108〜1×109CFUである。
具体的な態様によれば、ワクチンの単回用量は、1×108CFUより少ない。具体的な態様によれば、ワクチンの単回用量は、1×105〜1×108CFUであって、具体的にはワクチンの単回用量は、1×106〜1×107CFUである。
具体的な態様によれば、単回用量は、約105〜約1011、具体的には約106〜約1010、より具体的には約106〜約109、より具体的には約106〜約108、最も具体的には約106〜約107コロニー形成単位(colony forming units:CFU)を含む。
具体的な態様によれば、サルモネラ弱毒化変異株は、個別化された癌免疫療法に使用される。個別化された癌免疫療法は、患者の腫瘍間質抗原発現パターン及び/又は腫瘍抗原発現パターンを評価する工程を含んでもよい。また、個別化された癌免疫療法は、腫瘍間質抗原又は腫瘍抗原に対する免疫前応答、好ましくはVEGFR−2に対する免疫前応答を評価する工程を含んでもよい。これに伴い、VEGFR−2に対する既存の免疫応答は、VXM01の陽性臨床反応、具体的には腫瘍灌流の減少と強く相関することが示されている。
VXM01はそれ自体単独で、或いは真核性発現系を含む他のチフス菌Ty21a系癌ワクチンと組み合わせて、様々な癌タイプの処置に使用することができる。具体的な態様によれば、VXM01を、個別化された患者特異的癌処置に使用してもよい。斯かる目的の場合、第1工程として、患者の間質及び/又は腫瘍抗原発現パターンを、例えば患者の固有の間質及び/又は腫瘍抗原パターンを標的化する随伴診断によって評価してもよい。或いは、間質及び/又は腫瘍抗原に対する既存の免疫応答を評価してもよい。患者の間質及び/又は腫瘍抗原発現パターンに応じて、VMX01を単独で、或いは真核性発現系を含む追加的な1又は2以上の好適なチフス菌Ty21a系癌ワクチンとの組み合わせで投与することができる。しかし、VXM01と追加的な1又は2以上のチフス菌Ty21a系癌ワクチンとの組み合わせを、固定の併用療法として投与してもよい。2以上のチフス菌Ty21a系癌ワクチンを組み合わせたこれらのカクテル療法は、別々の既製品から構成することができる。固定併用剤又は個別化併用剤は、抗血管形成系療法としてVXM01を含んでもよい。
別の側面によれば、本発明は、配列番号1に記載のVEGFR−2タンパク質がコード化されたDNAを含むプラスミドによって形質転換された弱毒化チフス株Ty21aを含むDNAワクチンVXM01に関する。前記プラスミドは、7580bpのプラスミドDNAであって、CMVプロモーターの調節下にあるVEGFR−2のcDNA、カナマイシン耐性遺伝子、及びpMB1 oriを含み、pVAX10.VR2−1と表される。
表の簡単な説明
表1:患者の選択基準
表2:VMX01に特異的なT細胞応答
実施例1 チフス菌Ty21a株の調製及びプラスミドの調製
研究シードロット(RSL)調製の第1工程は、弱毒化チフス菌Ty21a株の分離と、それに続くプラスミドDNA(pVAX10.VR2−1)を用いた弱毒化細菌の形質転換から成った。
液体培地にチフス菌Ty21a単離物を植菌し、次に、単一の細菌コロニーを単離する目的のために、液中培養物を寒天培地に平板培養した。単一コロニーを単離し、液体培地中で培養した。次に、2つの培養物、すなわち、VAX.Ty21−1とVAX.Ty21−2を、グリセロールと配合し、アリコート(1ml)を得、そして、使用するまで−75℃±5℃で保存した。2つの培養物それぞれの独自性を更に確認した。
プラスミド合成の本質は、以下の工程による二重鎖の試験管内遺伝子合成に基づいた。
−7.58kbのpVAX10−VR2.1プラスミド配列の全体を、(ソフトウェア解析によって)〜1.5kbの5つの部分に細分した。各部分を、両方の鎖のオリゴヌクレオチド間に重複領域を有する、それぞれ40〜50bpのオリゴヌクレオチドに細分した。
−次に、試験管内合成オリゴヌクレオチドを、T4ポリヌクレオチドキナーゼと共にインキュベーションすることによってリン酸化した。
−適当な条件下での重複オリゴヌクレオチドのアニーリング処理後に、Taq DNAリガーゼ酵素で整列したオリゴヌクレオチドを接続した。
−連結工程の完了時に、PCRを、連結プラスミド断片(〜1.5kb)の収率を高めるために、外へ向かう位置にアニーリングしたプライマーを使用して実施した。
−調製用アガロースゲル電気泳動法を実施して、PCR産物を単離した。
−単離したPCR産物を、TOPOベクター(Invitrogen K#4575-40)にクローン化し、繁殖のためのTOP10E.コリ(E. coli)細胞内に形質転換した。
−TOPOプラスミドの分離後に、制限処理と配列検定をおこなった。
−単離した整列断片を、オーバラップPCRを介して組み立てた。このプロセスのあとには、pVAX10.VR2−1プラスミドを線状に構築することが続いた。
−XhoI制限消化(図2は、ただ一つの制限部位がpVAX10.VR2−1プラスミド内に存在しているのを見る)とT4リガーゼを介した共有結合後に、繁殖のためにE.コリを環状プラスミドで形質転換した。
−最終的なプラスミド配列検定後に、pVAX10.VR2−1プラスミドをS.チフスTy21a株に形質転換した。
これにより、プラスミドpVAX10.VR2−1を首尾よく合成した(参照配列への偏位がない)。このプラスミドを、、S.チフスTy21a株の形質転換のために更に使用された。
実施例2 VXM01−第I相臨床試験;試験の説明
この第I相試験では、安全性、耐容性、並びにVXM01に対する免疫学的及び臨床的応答を調べた。無作為化、プラセボ対照、二重盲検用量漸増試験には、局所進行性又はステージIV膵臓癌の45人の患者を含んでいた。患者には、標準的治療としてのゲムシタビンに加えて4つの用量のVXM01又はプラセボを与えた。106CFU〜1010CFUのVXM01の用量を本試験で評価した。独立したデータ安全性モニタリング委員会(DSMB)が用量漸増決定にかかわった。主要評価項目としての安全性に加えて、VXM01特異的免疫反応、並びに臨床反応パラメーターを評価した。
前臨床有効性評価:
動物におけるこのアプローチの有効性及び安全性を、発明者らによって複数回、正当であると確認した。発明者らによる追実験では、膵臓癌の2つの異なったモデルにおけるこのワクチンの活性が示された。
VXM01(この試験に使用されるワクチン)は、以前にマウスで試験した抗VEGFR−2ワクチンのヒト化バージョンである。それは、ヒト完全長VEGFR−2をコード化しており、且つ、担体としてチフス菌チフィムリウムの代わりに認可されたチフス株Ty21aを使用する。ワクチンは、腸のM細胞を介したパイアー斑でのVXM01の侵入、抗原提示細胞による内面化とそれに続くコード化DNAの翻訳後に、単球及び樹状細胞におけるVEGFR−2タンパク質発現に至ると思われた。
前臨床安全性評価:
マウスにおける前臨床毒性試験には、ヒトワクチンVXM01を用いて行われたマウスにおける単回用量毒性試験が含まれるが、それに制限されなかった。VXM01がヒト宿主に特異的なので、マウスにおけるヒトワクチンの試験は、プロセス関連の不純物の推定される影響、及び心血管、呼吸、又は中枢神経系障害に関連する可能性がある標徴及び症状に注目した。抗VEGFR−2のT細胞応答に関する毒性プロフィールを調査するために、反復投与毒性試験を、マウスにおいて用量依存的T細胞反応を引き起こすVXM01のマウスアナログ構築物を使用して実施した。発明者らの先の観察によると、処置関連死及び毒物学的に重要な臨床徴候は、これらの試験を通じて観察されることはなく、そして、これらの試験は、製薬認可基準(GLP)に従って実施した。
ここで使用したベクターであるチフス菌Ty21aは、ワクチンVXM01の経口送達を可能にする生菌の弱毒化細菌担体である。それはそれ自体で大規模に試験し、そして、患者の毒性、並びに第三者への伝播に関する安全性が実証された腸チフス(Vivotif(登録商標)、Crucell, formerly Berna Biotech Ltd., Switzerland)に対する認可されたワクチンである(Wahdan et al., J. Infectious Diseases 1982, 145:292-295)。VXM01は遺伝子移行医薬品に分類され、それぞれのガイダンス及び規則の認可が必要である。
試験の説明及び目的:
実施した試験は、
手術不能又はステージIV膵臓癌の患者における実験用ワクチンVXM01の単−センター、プラセボ対照、二重盲検用量漸増試験であった。前記ワクチンを、標準的治療のゲムシタビン処置に対する追加物として与えた。
目的は、安全性と耐容性、及び治験用抗VEGFR−2ワクチンVXM01に対する免疫学的及び臨床的反応を調べること、並びにVXM01の最大許容用量(MTD)を確認することである。MTDは、VXM01処置下で最大6人の患者のうちの2人未満しか用量制限毒性(DLT)を経験しない最も高い用量水準と定義される。
安全性と耐容性に関する主要評価項目は、以下のとおりであった。国際有毒事象共通用語規準(CTCAE)に準拠した消化管瘻、下痢症状、消化管穿孔、多臓器不全、過敏症、あらゆる自己免疫性疾患、サイトカイン放出症候群、腸内出血、腎不全、タンパク尿、血栓塞栓症、脳卒中、心不全、又は血管炎に関するグレード4以上又はグレード3以上の試験薬物に関連したいずれかの有害事象(AE)と規定されたDLTの数。
VEGFR−2に対する特異的免疫反応を誘発するための実験用ワクチンの有効性を評価する第二の評価項目には、免疫陽性患者の数が含まれる。
更なる第二の評価項目は臨床反応:固形腫瘍における応答評価基準による腫瘍ステージ分類(RECIST)、全奏功率、無進行生存率、全生存、及び腫瘍灌流の変化、であった。腫瘍灌流は、1.5テスラシステム(Magnetom Aera, Siemens, Erlangen, Germany)による動的造影磁気共鳴画像化(DCE-MRI)によって決定した。
VXM01を、適正製造基準(GMP)に従って製造し、そして、緩衝液の状態で得た。プラセボ対照は、整理食塩液からなる。
患者の選択及び治験デザイン:
試験には、局所進行且つ手術不能膵臓癌又はステージIV膵臓癌を有する最大45人の患者が組み入れられた。適任基準を表1に纏めて示す。
合計371人の患者を、試験のためにスクリーニングした。除外薬物療法(179人)、患者の病歴にある既存の病状(129)及び一身上の理由(18)により、326人の患者が不適格であった。45人の患者が、登録され、無作為化され、試験プロトコールに合致して、Clinical Research Unit at the University Clinics of Heidelberg(KliPS)での10日間の院内試験相を首尾よく完了した。その患者の層基礎疾病特性は、2つの群で有意な差異はなかったが、診断後経過時間がVXM01群においてより長く(8カ月対6カ月)、VXM01群の患者は組み入れ時点でより進行した腫瘍ステージを有していた(CA19.9>1000では40%対20%及び転移性疾患では83%対53%)。
男性及び閉経後女性患者をこの試験に登録した。しかしながら、2つの性別の相違は調査されなかった。この治験に参加した患者の平均した生存期間は6カ月未満であった。しかしながら、プロトコール単位で規定される患者の追跡期間は最長24カ月であった。試験処置を、標準的治療に対する追加物として第一線で与えた。それらの複数の第一次及び第二次薬力学的前臨床試験の中で、他の要素を更に考慮すると、リスク−利益解析では選択された患者集団に関して好ましい結果を有すると思われた。
開始用量は、106コロニー形成単位(colony forming units:CFU)のVXM01を含む溶液又はプラセボから成っていた。このVXM01用量は、安全上の理由で選ばれ、そして、免疫応答を誘発するための最小有効量未満であると思われた。比較のために、1つの用量のTyphoral(登録商標)(腸チフスに対する認可されたワクチン)が2×109〜6×109CFUのチフス菌Ty21aを含んでおり、これはVXM01開始用量の約1000倍に相当した。用量は、10進数の対数的工程で漸増され、そしてそれが、細菌生ワクチンを正当化すると思われた。用量の漸増デザインを図3に示す。
最初にヒトによる試験のガイドラインに従って、1つの用量群の患者をコホートで処置した。いずれの用量群においても、VXM01の最初の投与は、プラセボを受ける1人の患者に随伴された1人の患者にしか与えられなかった。それぞれの用量群の第二のコホートは、VXM01を受ける2人の患者とプラセボを受ける1人の患者から構成された。1人の先頭のヒトがいるこの交互の投与(すなわち、最初にVXM01を受ける1人の患者だけ)は、リスクを緩和するのに役立った。
患者の第三のコホート(3人がVXM01を受け、そして1人がプラセボを受ける)は108、109、及び1010用量群に含まれていた。このアプローチは、次善処置薬と思われたVXM01用量への暴露を最小にした。次のより高い処置群の第三のコホートと最初の2つのコホートを、明確に規定された無作為化ストラテジーに基づいて並行して処理した。このストラテジーは、参加可能な患者の動員を可能にし、そして、低用量群と高用量群で並行して処置される患者の選択バイアスを回避した。106用量群と107用量群では、患者の第三のコホートには、1人の患者が、DLTを経験し、そして、データ安全性モニタリング委員会(DSMB)の決定によって確認が必要とされたそれぞれの用量群のVXM01を受けた最初の3人の患者からの患者である場合に限って含まれていた。
全ての患者が、1日おきの4つの用量からなる7日間のワクチン接種コースを、全く用量を減らすことなくプロトコールに沿って、完了した。用量制限毒性(DLT)が観察されなかったので、最大耐量には到達しなかった。VXM01は全ての用量水準で良好な耐容性を示した。AE及びSAEは、両群内で等しく分布し、そして、前記群内で用量依存的副作用の標徴は観察されなかった。
経口ワクチンに対する特有の環境リスクは、環境への排出の可能性と、標的集団以外の人々へのその後のワクチン接種である。全ての試験患者が、ワクチン接種を実施した期間に加えて更に3日間、観測施設(KliPS)を出られなかった。試験患者の全ての糞便を回収し、そして焼却処分した。体液及び糞便サンプルを、VXM01流出について調査した。VXM01の糞便中排出は2人の患者で観察され、10用量群で1人、及び1010用量群で1人観察された。両患者の糞便中へのVXM01排出は、1回目又は2回目の投与後にそれぞれ一過性で現れ、そして、抗生物質処置なしで見えなくなった。他の体液中では、排出は全く測定されなかった。
衛生予防措置を、偶然の摂取から試験人員を保護するために適用した。試験人員は、この状況での試験のために特別に訓練を積んだ。
患者は、彼らが治験薬の最後の投与後にワクチン排出に関して検査で陰性となった場合にだけ、病院から退院することができた。最後の投与後に排出に関して検査で陽性となった場合には、患者が退院する前に、胃腸管の抗生物質の汚染除去が行われた。結果が陰性になるまで、排出を追跡調査した。これらの計測は、正当であって、流出プロフィールが解明されるまで、環境及び試験人員のVXM01への暴露から保護するために十分であったと思われる。
図4(試験スキーム全体)に示したように、VXM01を、ゲムシタビン背景療法と並行して適用した。要するに、ゲムシタビンを、1、8、及び15日目の28日間の化学療法サイクルで与えた。ワクチンは、ゲムシタビンの最終用量の3日後に開始して、1、3、5及び7日目に4回与えた。二重盲検相の試験は、最後の患者が最後の投与を受けてから31日後に終了した。
この第I相治験(進行性又はグレードIVの膵臓癌患者)に関して、予後不良を有する患者集団や免疫抑制に関して比較的ゆるやかな標準的治療が選ばれた。化学療法剤であるゲムシタビンと腫瘍ワクチンとの同時投薬計画は、相乗効果を示す可能性がある。加えて、特異的なT細胞活性化が、この患者設定において計測され、そして、ワクチンVXM01の有効性が実証された。活性なワクチン対背景処置に関連する組織の特有の安全性に関して更なる知識を得るために、本治験にはプラセボ対照が含まれていた。加えて、集められたプラセボ患者は、特有の免疫活性化を評価するための妥当な比較対象や臨床的有効性の他の標徴として役立った。第II相に移行するのであれば、そのときには、観察される安全性プロフィールによっては、もっと長い平均余命を有する別の患者が構想される。そういった試験には、抗血管形成処置に対してより高い感受性を有することが示された腫瘍タイプも含まれるであろう。
実施例3 VXM01に特異的なT細胞応答
VXM01に対する応答を、ワクチン接種前、その最中、及びその後の様々な時点でINFγ ELISpotによって検出した、VXM01やプラセボ処置した患者の末梢血におけるVEGFR2に特異的なT細胞の頻度を観察することによって評価した。
まず、T細胞及びペプチドパルスDCを、抗INFγ抗体でコートしたウェルに加えた。インキュベーション期間後に、細胞を、コート抗体に結合したINFγを残して、分泌されたINFγと共に取り除いた。次に、検出抗体を加えて、結合したINFγを検出し、そして、シグナル増幅後に、最終的な生成物を、一様に活性化された、特異的なT細胞を表す「カラースポット」として見ることができた。
ELISpotサンプルの正値性を、サンプルごとにシグナルの増大がグレード0〜3になると規定する所定の規則に従って格付けした:
増大なし: グレード0
明らかな増大だが<3×: グレード1
≧3×だが<5×の増大: グレード2
≧5×の増大: グレード3
試験患者のELISpot免疫応答を表2に示す:
試験患者のELISpot免疫応答の結果を図5にグラフを使って示す。
実施例4 腫瘍灌流に対する効果
腫瘍灌流を、動的造影磁気共鳴画像化(DCE-MRI)中の造影剤通過時間(Ktrans)によって評価して、処置応答を特徴づけした。動的造影T1加重画像化を実施した。DCE-MRIを、処置の0日後、38日後及び3か月後に1.5テスラシステム(Magnetom Aera, Siemens, Erlangen, Germany)で評価した。動的造影MR画像化を、VIBE(容量補間息止め)シークエンスを用いて実施した。その目的のために、8mlのガドビストからなる用量を注射した。
あらゆる検査法において、着目の領域を、腫瘍組織内に手作業で描き、それに続いてシーメンスソフトウェアパッケージ(Tissue4D)を使用してピクセルごとに分析した。ROIモデリングは、想定T10(1000ms)及びParker AIFを用いたToftsモデルに基づいていた。腫瘍灌流の見積りのために、Ktransを主要評価項目と見なした。
腫瘍灌流における平均変化は、VXM01群(n=26)において−9%であったのに対して、プラセボ群(n=11)において+18%であった。腫瘍灌流の33%超の低下を、評価可能VXM01処置患者の35%で検出されたのに対して、プラセボ群の10%で検出された。最も強い応答者は、サブグループ分析で更に分析した。最大平均効果を、d38の時点にて検出した。腫瘍灌流に対する様々な用量のVXM01の効果を図6にグラフを使って示す。
実施例5 血管新生のバイオマーカー
VEGFR−2に特異的なT細胞媒介性を更に特徴づけるために、VXM01の抗血管形成活性、血管新生バイオマーカーであるVEGF Aの付随的変化、ヒトIV型コラーゲン及び血圧を観察した。
VEGF A:
VEGF Aを、市販のアッセイキット(ELISA Kit Quantikine Human VEGF A Immunoassay, R&D Systems, Cat.-No.: DVE00)を使用したELISAによって、ヒト血清サンプル中で評価した。そのアッセイを添付文書に記載のとおり使用し、そして、事前におこなったバリデーションに従ってこの試験プランの一部を改変した(580.132.2786)。
このアッセイは、定量的サンドイッチ酵素免疫アッセイ技術を利用している。ヒトVEGF Aに特異的なモノクローナル抗体をマイクロプレート上に前もってコートしておいた。標準、品質管理(商業的に得た)及びサンプルを、ウェルにピペットで計り入れ、そして、存在するあらゆるVEGF Aが固定化抗体に結合した。キャリブレーター、品質管理サンプル、及びサンプルを二重反復試験として分析した。結合していない物質を全て洗い流した後に、VEGF Aに特異的な酵素結合ポリクローナル抗体をウェルに加えた。洗浄して結合していない抗体酵素試薬を全て取り除いたのに続いて、基質溶液をウェルに加え、最初の工程で結合したVEGF Aの量に比例して発色させた。発色を止め、そして、呈色の強さを450nmにて分光光度法マイクロタイタープレートリーダを使用して評価した。各標準についてそれぞれのVEGF A濃度に対して吸光度をプロットすることによって、検量線を作成した。サンプル中のVEGF A濃度は、この検量線から直接決定した。
VEGF−A血清レベルは、VXM01群においてd38及びm3の両方で235%上昇したのに対して、プラセボ群では17%及び31%上昇した(m3にてp=0.05)。患者血清サンプル中のVEGF Aの定量化を、図7にグラフを使って示している。
IV型コラーゲン:
ヒトIV型コラーゲンを、市販のアッセイキット(Human Collagen IV ELISA, Serum, KAMIYA BIOMEDICAL COMPANY, Cat.-No.: KT-035)を使用したELISAによってヒト血清サンプル中で評価した。そのアッセイを添付文書に記載のとおり使用し、そして、事前におこなったバリデーションに従ってこの試験プランの一部を改変した(580.132.3645)。
ヒトIV型コラーゲンのELISAは、固相ワン工程サンドイッチELISAであった。サンプル中のIV型コラーゲンは、固相モノクローナル抗体とモノクローナル抗体−酵素結合体に同時に結合し、各々が異なった抗原部位に向かっていた。これが、固相と酵素標識抗体との間でサンドイッチされたIV型コラーゲン分子をもたらした。結合していない酵素標識抗体及びサンプルを取り除いた後に、プレートを発色基質(TMB)と共にインキュベートした。得られた発色は、サンプル中のIV型コラーゲン量に正比例していた。
IV型コラーゲンの血清レベルは、VXM01群においてd38及びm3にそれぞれ平均で7%及び22%上昇したのに対して、プラセボ群で2%及び−7%変化した(m3にてp=0.02)。患者血清サンプル中のIV型コラーゲンの定量化を、図8にグラフを使って示す。
血圧:
抗血管形成有効性の薬力学的マーカーとしての血圧(収縮期と弛緩期)及びパルスレートを、仰臥位での5分間の安静後に評価した。平均収縮期血圧の変化は、処置群において+3.6mmHg及び+3.9mmHgであったのに対して、プラセボでは−8.8mHg及び9.1mmHgであった(d38にてp=0.08)。最初のワクチン接種用量後(38日目まで)の平均血圧に対する効果を、図9にグラフを使って示す。
実施例6 抗担体免疫
細菌ビヒクルに対する免疫応答を評価するために、抗チフス菌IgG及びIgM免疫グロブリンを、2種類の市販アッセイキット(チフス菌IgG ELISA, Cat. No. ST0936G及びチフス菌IgM ELISA, Cat. No. ST084M; Calbiotech. Inc., 10461 Austin Dr, Spring Valley, CA 91978, USA)を使用したELISAによって検出した。これらのアッセイは定性分析であった。そのアッセイを添付文書に記載のとおり使用し、そして、事前におこなったバリデーションに従ってこの試験プランの一部を改変した(580.132.2785)。
両アッセイには、酵素結合免疫吸着アッセイ技術が用いられた。キャリブレーター、陰性対照、陽性対照、及びサンプルを、二重反復試験で分析した。希釈した患者血清(1:101希釈)を、精製抗原によってコートしたウェルに加えた。存在しているのであれば、IgG又はIgM特異的抗体が抗原に結合した。結合していない物質を全て洗い流し、そして、存在するのであれば、酵素結合体を加えて、抗体抗原複合体に結合させた。余分な酵素結合体を洗い流し、そして、基質を加えた。プレートをインキュベートして、酵素によって基質を加水分解させた。発色の強さは、サンプル中のIgG又はIgM特異的抗体の量に比例していた。呈色性の強さを、450nmにて分光光度法マイクロタイタープレートリーダを使用して評価した。カットオフを以下のとおり計算した:
キャリブレーターOD×キャリブレーター係数(CF)。
抗体指数のそれぞれの決定は、それぞれのサンプルのOD値をカットオフ値で割ることによって決定した。
抗体指数の解釈:
<0.9 ELISAではチフス菌IgG又はIgMに対する検出可能な抗体がない
0.9〜1.1 境界線上の陽性
>1.1 ELISAによってチフス菌IgG又はIgMに対する抗体が検出可能
検出可能な抗チフス菌IgG免疫グロブリンを有するる患者数を、図10に示す。
実施例7 排出
大便、体液、涙液、唾液、尿及び血液中の細菌流出を、既存のある中央サービス研究室(Huntingdon Life Sciences, Huntingdon, UK)にて、GLPに従いかつて正当であると確認されたと伝えられた正当であると確認した方法に従って、VXM01−01−DE試験において観察した。体液中のVXM01の流出及び生体分布を、平板及び濃縮培養で決定した。VXM01担体細菌の同定を、血清学的凝集及びPCR法で決定した。
試験サンプル(血液、涙液、尿、唾液及び糞便)を、ハイデルベルグ内のサイトで採集し、そして、ワクチン接種後サンプルの即日発送がKarlsruhe, GermanyのMicroMol GmbHに向けておこなわれた。細菌ベクター流出及び生体分布分析カスケードを、VXM01の生きたCFU又は水平プラスミド移行を検出するように設計した。それは2つの個別分析部門からなる(部門Iと部門II):
部門I:あらゆる水平プラスミド移行を検出するための平板培養法
部門II:VXM01の生きたCFUを検出するための液体濃縮培養
分析カスケードには、生菌VXM01の排出を決定するためのマトリックス決定又は水平プラスミド移行の観察があとに続いている。カスケードを図11に概説した。
水平プラスミド移行の検出のための分析部門I:
−0日目:5つの試験サンプルをそれぞれ3枚のTSA(+カナマイシン)平板上に播種し、37℃にて一晩インキュベートする。
−1日目:選択プレート上のVXM01(Ty21a)と非VXM01形態型とを視覚的に識別。非VXM01形態型を選抜し(それぞれ9つのコロニー)、凝集用の寒天平板(+カナマイシン)及び翌日のPCR分析用のそれぞれのプールした形態型の並行液中培養(+カナマイシン)に画線接種する。
−2日目:液状の形態型プールそれぞれのPCR。
VXM01の検出のための分析部門II:
−0日目:5つの試験サンプルそれぞれのための液体濃縮培養(+カナマイシン)の調製。
−1日目:それぞれの液体濃縮培養に対する直接的なPCR。プラスミドに関してPCRが陽性であった場合の翌日の血清学的解析のための寒天平板培養(+カナマイシン)上への画線接種。
−2日目:VXM01(Ty21a)の存在の血清学的確認。
全ての試験サンプルのPCRが生きたCFU及び/又は浮動プラスミド又はTy21ゲノムDNAの間で弁別的ではないであろう事実のため、且つ、凝集は試験サンプルに直に適用できないため、PCR並びに凝集法を第二の方法として、平板培養法を適用した後に使用した。カナマイシン含有平板上で増殖する、同定された生きたコロニーを、これらの方法で更に特徴づけした。平板法でのみ、(VXM01又は水平プラスミド移行による外来非VXM01のプラスミド形質転換体のいずれかの)生きている細胞と死滅した細胞の間の識別が可能になった。
VXM01の糞便中排出が、2人の患者、109用量群において1人及び1010用量群において1人で観察された。両患者の糞便中のVXM01排出は、それぞれ1回目又は2回目の投与後の一過性のものであったので、抗生物質処置なしで消失した。様々な用量群におけるVMX01排出患者の数を、図12にグラフを使って示す。
要約すれば、VXM01は、さまざまな腫瘍型を標的化して、他の既存の癌ワクチンアプローチが遭遇したいくつものハードルを克服する可能性を有している。魅力的なビジョンは、本発明のワクチンを複数の他の抗癌税や免疫調節薬と組み合わせる可能性である。ここで提示した試験の結果は、発明者らがこの非常に興味深いアプローチを前進させるための動機となっている。

Claims (12)

  1. VEGF受容体タンパク質をコードする真核性発現カセットを含む組換DNA分子を少なくとも1コピー含む、チフス菌(Salmonella typhi)の弱毒化変異株Ty21aを含むヒトの癌免疫療法に用いられるワクチンであって、ここで前記VEGF受容体タンパク質が、配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するヒトVEGFR−2からなる群より選択され、前記ワクチンは経口投与されると共に、前記ワクチンの単回用量量が10〜10コロニー形成単位(colony forming units:CFU)である、ワクチン。
  2. 前記プラスミドが、図2に示す7580bpのpVAX10.VR2−1であると共に、配列番号3に記載の配列を有し、前記ワクチンがVXM01で表される、請求項に記載のワクチン。
  3. 前記癌が膵臓癌である、請求項又はに記載のワクチン。
  4. 前記膵臓癌がステージIV又は局所進行性の膵臓癌である、請求項に記載のワクチン。
  5. 前記癌が転移を含む、請求項の何れか一項に記載のワクチン。
  6. 免疫療法処置が化学療法及び/又は放射線療法を伴う、請求項の何れか一項に記載のワクチン。
  7. 化学療法剤がゲムシタビンである、請求項に記載のワクチン。
  8. 前記ワクチンによる免疫療法処置が化学療法による治療周期の間に実施される、請求項又はに記載のワクチン。
  9. 前記ワクチンの単回用量量が1×10、1×10、又は1×10コロニー形成単位(colony forming units:CFU)である、請求項の何れか一項に記載のワクチン。
  10. 前記ワクチンの単回用量量が1×10CFU未満であり、又は前記ワクチンの単回用量量が1×10〜1×10CFUである、請求項の何れか一項に記載のワクチン。
  11. 前記単回用量量が、10〜10、又は10〜10のコロニー形成単位(colony forming units:CFU)を含む、請求項の何れか一項に記載のワクチン。
  12. 配列番号1のVEGFR−2タンパク質をコードするDNAを含むプラスミドにより形質転換された弱毒化チフス菌(Salmonella typhi)株Ty21aを含むワクチンVXM01であって、前記プラスミドが、7580bpのプラスミドDNAであると共に、CMVプロモーターの調節下にあるVEGFR−2のcDNAと、カナマイシン耐性遺伝子と、pMB1 oriとを含み、pVAX10.VR2−1で表されると共に、ヒトの癌免疫療法のワクチンとして使用され、ここで前記ワクチンは経口投与されると共に、前記ワクチンの単回用量量が10〜10コロニー形成単位(colony forming units:CFU)であるワクチンVXM01。
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