JPH08503470A - 特異的免疫系モジュレーション - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
特異的抗原に対する哺乳類の免疫応答を改変させるための方法および薬剤学的組成物が提供される。この方法は、主要組織適合性複合体分子の発現を亢進させるための処理を抗原提示細胞に施し、そしてその処理済み抗原提示細胞を生体外で抗原と反応させて抗原結合型抗原提示細胞を形成させることを含む。
Description
【発明の詳細な説明】
特異的免疫系モジュレーション
発明の技術分野
本発明は、抗原に対する免疫応答を特異的に改変するための方法および薬剤学
的組成物に関する。この方法は、主要組織適合性複合体分子の発現を亢進させる
ための処理を抗原提示細胞に施して、その後に処理済み抗原提示細胞を生体外で
抗原と反応させて抗原結合型抗原提示細胞を形成させること含む。
発明の背景
免疫系応答は、体液性もしくは細胞介在性として分類することができる。体液
性応答は自由に拡散できる抗体分子の形態をとるB白血球により媒介される。細
胞介在性応答は、抗体よりはむしろT白血球(「T細胞」)のような特異的反応
性白血球により媒介される。
T細胞は、各T細胞クローンに特有な表面レセプターを介して外来性抗原と反
応する。T細胞表面レセプターは一般的に、独特なアミノ酸配列を有するジスル
フィドで結合化された2つの蛋白質でできている(Edelson,R.,”Photopheres
is:A Clinically Relevant Immunobiologic Response Modifier”,Annals of N.Y.Academy of Sciences 636
:154-164(1991))。これらのレセプターの物
理学的特性により特異的結合の可能性が付与され、そしてある個体内のT細胞の
数百万ものクローンの各々が独立に作用することが可能になる。
T細胞レセプターは、マクロファージのような抗原提示細胞上の表面マーカー
と結合した場合にのみ特有の抗原を認識することが可能である。これらの表面マ
ーカーは、主要組織適合性複合体(MHC)として知られる一群の分子に属する
。T細胞レセプターが、抗原提示細胞上の抗原に結合するとT細胞の変化が誘導
されるが、この変化には包括的に細胞介在性応答が含まれる。
「空の」、すなわちペプチドが結合していない主要組織適合性複合体クラスI
分子の発現の低温条件下での誘導が、マウスリンパ腫突然変異細胞株で証明され
ている(Ljunggren et al.,Nature 346:476-480(1990))。この突然変異細胞
株は、細胞内ペプチドを新しく合成されたクラスI分子の結合用の溝に詰め込む
ための適切な細胞内メカニズムが欠損している。この突然変異細胞株のクラスI
分子は、実質的に空であり、そして37℃では熱力学的に不安定であるが、空の
クラスI分子に結合する外因性起源のペプチドを提供することにより安定化する
。主要組織適合性複合体クラスI発現のレベルの増大が、対応する野生型細胞株
(上述)について37℃を下回る温度で増殖させた際に報告されている。しかし
ながら、その系においてクラスI発現を同定するのに用いた検査では、空のクラ
スIと、ペプチドと結合しているクラスI分子とを区別しなかった。
外因性で遊離のベーター−2−ミクログロブリンの添加により、既にクラスI
分子の裂け目に存在しているペプチドを外から添加したペプチドに交換する際の
の比較的芳しくない交換率が改善されることも証明されている(Rock et al,PN AS(USA)87
:7517-7521(1990))。
2つのシグナルが、抗原と結合している抗原提示細胞に対するT細胞介在性応
答を誘導するための主原因となっている。第一のシグナルは、T細胞が抗原提示
細胞上の抗原に結合することが原因で生じる。第二の共刺激化シグナルは、抗原
提示細胞からの「アクセサリー」膜分子すなわち可溶性メッセンジャーにより応
答性T細胞へと送られる。これらの可溶性細胞内メッセンジャーが免疫応答の度
合いおよび持続期間を調節し、そしてこれらにはサイトカインという包括的名称
が与えられている。サイトカインには、リンホカイン、モノカイン、インターロ
イキン、およびインターフェロンとして既に引用されている群が含まれる(Esse ntial Immunology
,seventh edition,Blackwell Scientific Publications,Ox
ford,Great Britain,1991,pp.140-150)。抗原提示細胞がこの第二シグナル
を送らなければT細胞は実際上には麻痺した状態になっており、すなわち抗原に
対する免疫応答を開始することができない。休止T細胞を例とする所定の種類の
抗原提示細胞は、この第二シグナルを送ることができない。従って、外因性サイ
トカインもしくは他の第二シグナルが存在しなければ、抗原提示細胞として作用
するこのような休止T細胞は提示される抗原に対する免疫応答を負の方向に調節
し、そしてT細胞の膜レセプターが携わるT細胞の抗原特異的免疫応答を麻痺さ
せる原因となる。
T細胞はまた、免疫系によるT細胞表面レセプターの認識を介する免疫応答の
調節にも機能している。そのため、本明細書に記載される数々の研究により、異
常T細胞クローンのレセプターを抗原性を示すものとして認識する免疫系の能力
のために、T細胞の病原性クローンに対する患者のワクチン投与が可能になるこ
とが示唆されている。
皮膚のT細胞リンパ腫(CTCL)は、異常T細胞の単一クローンの大量増殖
により引き起こされる免疫系疾患の一例である。皮膚のT細胞リンパ腫の治療の
ための生体外光化学療法(「光フェレーシス」)が記載されている(Edelson,R
.,”Light-activated Drugs”,Scientific American 256(8):68-75(1988);E
delson,R.,”Photopheresis:A Clinically Relevant Immunobiologic Respons
e Modifier”,Annals of N.Y.Academy of Sciences 636:154-164(1991))。
この治療は、患者のT細胞を単離し、光活性化剤(8−MOP)の存在下でその
細胞を照射し、そして損傷を受けたT細胞を再注入することを含む。8−MOP
は紫外光により活性化されて細胞性DNAを光改変させることが可能な一過性の
分子を形成する。この療法により悪性T細胞クローンの選択的破壊がもたらされ
ることが報告されている。
悪性クローンを8−MOPおよび紫外光に露出させ、その後に照射済みであっ
て損傷を受けている細胞を患者に戻してやることにより、T細胞表面レセプター
により媒介される異常T細胞に対する特異的応答が誘導される、すなわち悪性ク
ローンの内の損傷を受けた細胞が実際に免疫系を開始させて特異的にそのクロー
ンを破壊すると考えられている。本質的には、CTCL患者は光フェレーシスに
より患者自身のガンに対する「ワクチン投与」を施されたことになる。
光フェレーシスは、尋常性天疱瘡および全身性硬化症(Rook,A.,”Photopher
esis in the Treatment of Autoimmune Disease:Experience with Pemphigus V
ulgaris and Systemic Sclerosis”,Annals of N.Y.Academy of Science 636:
209-216(1991))、ならびに慢性関節リウマチ(Malawista,S.,et al.,”Photop
heresis for Rheumatoid Arthritis”,Annals of N.Y.Academy of Science 636
:217-226(1991))を初めとする数々の自己免疫性疾患の治療にも用いられてい
る。
Edelsonらに対して与えられた米国特許第4,838,852号(今後
、Edelson「852」とする)(この内容は引用することにより本明細書
に取り込まれる)は、抗原に対する哺乳類の免疫系応答を変化させるための方法
を記載している。Edelson「852」の方法は、(a)被検体の免疫系と
特異的抗原を適切な時間接触させて、その免疫系を人工的に刺激し、(b)その
被検体から抗原刺激済み血液細胞材料を採取し、(c)採取した材料に抗原刺激
済み細胞を変化させるための処理を施し、そして(d)処理済み材料を被検体に
戻すことを含む。被検体の免疫系を特異的抗原と接触させるのは、例えば、血流
、リンパ系、もしくはリンパ系組織内に直接注射することによるような哺乳類の
免疫系内に抗原を導入するいずれかの方法で達成する。更にEdelson「8
52」は、血液細胞含有性材料を被検体から採取し、先と同様に採取済み材料を
処理し、処理済み材料を被検体に戻し、そしてその被検体の免疫系を特異的抗原
と接触させることにより、その細胞がその抗原を認識できないようにさせること
が恐らく可能であることも開示している。
Edelsonに対して与えられた米国特許第5,147,289号(今後、
Edelson「289」とする)(この内容は引用することにより本明細書に
取り込まれる)は、抗原に対する哺乳類の免疫系応答を非特異的に亢進させるた
めの方法を記載している。この方法は、(A)(a)哺乳類から白血球含有性材
料を採取し、(b)採取した白血球に細胞を変化させるための処理を施し、(c
)処理済み白血球をその哺乳類に戻すことにより免疫系応答を亢進させ、そして
(B)免疫系応答を刺激するのに適する時間の間、その哺乳類の免疫系と抗原と
を人工的に接触させることを含む。
Edelson「852」および「289」の特許によれば、採取した白血球
を、例えば、光フェレーシスによりその細胞を不活性化させること、その細胞を
高温もしくは低温、高pH値もしくは低pH値、高圧もしくは低圧、低張性溶液
、化学療法剤、もしくは他の多様な不活性化条件にさらすことより変化させるこ
とができる。
光フェレーシスは、光不活化済みエフェクターT(「PET」)細胞を含む調
製物をマウスに注射することにより移植片拒絶を回避するために予防的にも用い
られている(Perez,M.et al.,”Inhibition of Antiskin Allograft Immunity
Induced by Infusions with Photoinactivated Effector T Lymphocytes(PET
Cells);”The Congenic Model”,Transplantation 51:1283-1289(1991))。
PET細胞を調製するために、皮膚移植片拒絶を媒介するT細胞クローンをイン
ビトロで増殖させ、そして8−MOPを用いる光不活性化を施した。Perez
らはこの方法により、PET細胞の受容者中での同種異型移植片の生着期間が長
期化したことにより示されるように、皮膚の同種異型臓器移植術について寛容の
養子移入(adopotive transfer)がもたらされたことを報告している。
エイズ関連症候群(ARC)を患う数々の患者における光フェレーシスの治療
価値の可能性を評価するための予備研究が報告されている(Bisaccia,E.et al.
,”Viral-Specific Immunization in AIDS-Related Complex by Photopheresis
”,Annals of N.Y.Academy of Science 636:321-330(1991))。エイズ患者の
ような免疫無防備状態の患者の治療についての光フェレーシスの一つの利点は、
抗ウイルス剤治療とは異なり、体外の光フェレーシスは組織に固着している免疫
系の成分をこの療法に露出させないようにすることができ、そしてそのことによ
り抗原のプロセシング系に対する損傷が最低限に押さえられることである。
光フェレーシスは、T細胞調節の疾患を特徴とする多様な自己免疫疾患につい
て総合的な臨床上の利益をもたらすことが証明されている。光フェレーシスは、
自己反応性T細胞のクローンに対する免疫化効果をもたらす以外にも、例えば腫
瘍壊死因子等の、多数の疾患状態についての治療的補助効果を有する可溶性細胞
外メッセンジャーの誘導をももたらすことができる。
既述の療法は共通して、活性の原因となるクローンの単離もしくは同定を伴わ
ずに、特別なT細胞活性に対してワクチン接種を施す能力を有する。引用される
引用文献および/または特許はいずれも、免疫系応答を特異的に調節するための
方法を開示してはいない。従って、特異的抗原に対する免疫系応答を厳密に調節
する方法および薬剤学的組成物についての必要性が依然として存在している。こ
のような方法によって、適合もしくは不適合んな免疫系の刺激が可能になり、か
つ抗原で既に弱く刺激されている被検体の免疫系を刺激することが可能になるで
あろう。好ましくはこのような方法および組成物により、ブースター免疫化の形
で免疫系を刺激することが可能になるであろう。
発明の概要
本発明は、抗原に対する免疫系応答を特異的に改変するための方法および薬剤
学的組成物を提供する。具体的には、本発明は自己免疫性疾患の原因となる悪性
細胞もしくはリンパ球に対して患者を積極的に免疫化させるための方法および組
成物を提供する。また、自己のもしくは外因性の抗原に対して免疫学的寛容を誘
導するための方法、および臨床的に望ましくない免疫学的反応を抑制するのに役
立つ組成物も与えられる。
本発明のある態様に従うと、抗原結合型抗原提示細胞を形成するための方法が
提供される。この方法は、抗原提示細胞を含む調製物にその細胞による主要組織
適合性複合体分子の発現を亢進させるための処理を施し、そして処理済み抗原提
示細胞を生体外でその抗原と反応させて抗原結合型抗原提示細胞を形成すること
を含む。好ましい態様においては、抗原提示細胞は主要組織適合性複合体クラス
I分子の発現を亢進させるための処理を施してあるT細胞であり、そして抗原は
ペプチドである。ペプチド抗原は、充実性悪性腫瘍、免疫不全性疾患、もしくは
過敏性疾患に関連している。
主要組織適合性複合体分子の発現を亢進させるための好ましい方法は、抗原提
示細胞を含む調製物を室温に供することによるものである。抗原提示細胞の処理
の別法も提供される。
本発明の他の態様に従うと、哺乳類への投与のための薬剤学的調製物を作成す
るための方法が与えられる。この方法は、既述の抗原結合型抗原提示細胞もしく
はその成分を薬剤学的に許容される担体内に配置することを含む。
本発明の更に別の態様に従うと、抗原に対する哺乳類の免疫系応答を特異的に
改変させるための方法が与えられる。この方法は、既述の薬剤学的調製物をその
哺乳類に投与することを含む。好ましい態様においては、抗原提示細胞を、ヒト
受容者(recipient)から単離し、処理を施し、そして抗原結合型抗原提示細胞
の形態においてその患者に戻す。場合によっては、この薬剤学的調製物を、患者
の免疫応答を増幅させるのに十分な量の抗原結合型抗原提示細胞を含むアリコー
トとして保存する。患者の免疫応答を増幅するのに必要な細胞の量の選択は、不
当な実験の必要なく、当業者の能力の範囲内に含まれるものである。細胞の量は
部分的には、患者の年齢、体重、および医学上の性質に依存する。最低でも約2
5,000から最大でも約200×106までの範囲にわたる抗原提示細胞の細
胞量が患者の免疫応答を増幅するのに十分であることが好ましい(Ben-Nun,A.,
et al.,”Vaccination against autoimmune encephalomyelitis with T lympho
cyte line cells reactive against myelin basic protein”,Nature 292:60-
61(1981);Holoshitz,J.,et al.,”Lines of T lymphocytes induce or va
ccinate against autoimmune arthritis”,Science 219:56-58(1983);Lide
r,0.,et al.,”Anti-idiotypic network induced by T cell vaccination aga
inst experimental autoimmune encephalomyelitis”,Science 239:181-183(
1988);Khavari,P.,et al.,”Specific vaccination against photoinactiva
ted cloned T cells”、Abstract Clin.Res.36:662A(1988);and Edelson,R
.,et al.,”Treatment of cutaneous T cell lymphoma by extracorporeal ph
otochemotherapy”,N.Engl.J.Med.316:297-303(1987))。
ある態様においては、主要組織適合性複合体分子の発現を亢進させるための抗
原提示細胞の処理には、光活性化剤の存在下で抗原提示細胞を照射することが含
まれる。幾つかの事例においては、光活性化剤を亢進段階の前に患者に経口投与
することができる。
本発明の更に別の態様に従うと、抗原に対する免疫系応答を改変させるための
薬剤学的組成物が与えられる。この組成物には、薬剤学的に許容される担体およ
び複数の抗原提示細胞が含まれており、各細胞の表面には抗原と結合している主
要組織適合性複合体分子が存在する。好ましい態様においては、複数の主要組織
適合性複合体分子が比較的等質な集団となっている。本発明の抗原提示細胞は、
対応する天然の抗原提示細胞と比較して主要組織適合性分子の密度が高くなって
いる。この調製物には患者の免疫系応答を改変するのに十分な量の抗原提示細胞
が含まれている。患者の免疫応答を改変するのに必要な細胞量の選択は不当な実
験の必要なく、当業者の能力の範囲内に含まれるものである。この細胞量は部分
的には、患者の年齢、体重、および医学上の性質に依存する。最低でも約25,
000から最大でも約200×106までの範囲にわたる抗原提示細胞の細胞量
が患者の免疫応答を増幅するのに十分であることが好ましい(Ben-Nun,A.,et a
l.,上述;Holoshitz,J.,et al.,上述;Lider,0.,et al.,上述;Khavari,P.
,et al.,上述;and Edelson,R.,et al.,N.Engl.J.Med.316,上述)。
本発明のこれらの態様および他の態様、ならびに多様な利点および利用性は、
好ましい態様の詳細な説明および添付される図面を参照にすると一層明らかにな
るであろう。
図面の簡単な説明
図1は、8−MOPとUVAでの処理後のリゾチームのキモトリプシン開裂の
後に産生されるオリゴペプチド断片のHPLC曲線を示す。
図2は、トリパンブルー染色細胞排除を行うことにより決定されるRMA細胞
の生存率についての8−MOPとUVAの効果を示す。
図3は、複合実験(composite set of experiment)について、100ng/
mlの8−MOPおよび1 J/cm2のUVAでの処理を施したRMA細胞上
のDbクラスI MHC分子の増加についての時間経過(処理後の時間数)を示
す。
図4は、複合実験について、100ng/mlの8−MOPおよび1 J/c
m2のUVAでの処理を施したRMA細胞上のKbクラスI MHC分子の増加に
ついての時間経過(処理後の時間数)を示す。
発明の詳細な説明
抗原結合型抗原提示細胞を形成するための方法の1つは、(a)主要組織適合
性複合体分子の発現を亢進させるための処理を抗原提示細胞を含む調製物に施し
、そして(b)処理済み抗原提示細胞を生体外で反応させて抗原結合型抗原提示
細胞を形成することが含まれる。
本明細書において用いられるように、抗原という用語には、ペプチド、核蛋白
質、核酸、多糖、およびこれらの分子のアナログが含まれる。アナログという用
語には、例えば化学的試薬もしくは酵素開裂により改変させた先に特定される抗
原、先に特定された抗原の全部もしくは一部分を含む合成分子、ならびに少なく
とも2つの異なる抗原の一部分を含む分子を例とする融合分子が含まれる。アナ
ログは、当業者の技術範囲内に含まれる方法に従って、化学的合成法もしくは例
えばクローニング技術を利用することによる生化学的合成法を使用して調製する
。一般的には、抗原は免疫系応答を誘導する可能性のあるいずれかの分子である
。従って、抗原という用語には、自己免疫性疾患に関連する循環性組織抗原、お
よび自己の癌細胞内に存在するが非新形成状態では発現されない癌抗原を例とす
る自己抗原、ならびに外因性抗原が含まれる。
好ましい抗原には、アレルギー性反応(例えば、毒キズタ、ペニシリン)、病
理学的症状、免疫不全性疾患、もしくは過敏性疾患に関連する蛋白質および/ま
たはペプチドが含まれる。実例として挙げる免疫不全性疾患には、後天性免疫不
全症候群(AIDS)、所定の形態の癌、高齢者の免疫不全症、および免疫抑制
療法の後の免疫不全症が含まれる。過敏性疾患は、遅延型過敏性反応、自己免疫
性疾患、アレルギー、感染性疾患、同種異型移植片の拒絶、および対宿主移植片
反応を含むとして広義に特定される。より具体的には、実例として挙げる自己免
疫性疾患には、慢性関節リウマチ、尋常性天庖癒、全身性硬化症、および全身性
紅斑性狼瘡が含まれる。実例として挙げるエイズ関連性抗原には、コア蛋白質p
24、被膜(envelope)蛋白質gp120、 gp41、gp55、およびgp
66/31が含まれる(Bisaccia、E.et al.,上述)。
充実性悪性腫瘍に由来するペプチドを例とする病理学的症状に関連する抗原は
、腫瘍の全部もしくは一部分を外科手術により除去し、そして腫瘍関連性抗原を
抽出することにより単離する。さらに、悪性細胞の懸濁物からの組織培養上清、
および悪性腫瘍を患う患者の血漿は、腫瘍関連性抗原の源として役立つことがで
きる。実例として挙げる癌抗原には、「癌拒絶抗原の遺伝学的分析に向けて」(Adv.Cancer Res.58
:177-210(1992))においてP.Boonにより記載される
もののような腫瘍抗原が含まれる。Boon(上述)において開示されるように
、実例として挙げる腫瘍抗原には(抗原の正常形態および突然変異形態の各々に
ついてのアミノ酸配列を含む)、P91A(配列番号1)(イソロイシン−セリ
ン
−スレオニン−グルタミン−アスパラギン−アルギニン−アルギニン−アラニン
−ロイシンアスパラギン酸−バリン−アラニン);(配列番号2)(イソロイシ
ン−セリン−スレオニン−グルタミン−アスパラギン−ヒスチジン−アルギニン
−アラニン−ロイシン−アスパラギン酸−バリン−アラニン);P35B(配列
番号3)(グリシン−プロリン−ヒスチジン−セリン−セリン−アスパラギン−
フェニルアラニン−グリシン−チロシン);(配列番号4)(グリシン−プロリ
ン−ヒスチジン−セリン−アスパラギン−アスパラギン−フェニルアラニン−グ
リシン−チロシン);P198(配列番号5)(リシン−チロシン−グルタミン
−アラニン−バリン−スレオニン−アラニン−スレオニン−ロイシン−グルタミ
ン酸−グルタミン酸);(配列番号6)(リシン−チロシン−グルタミン−アラ
ニン−バリン−スレオニン−スレオニン−スレオニン−ロイシン−グルタミン酸
−グルタミン酸);およびP1A(配列番号7)(グルタミン酸−イソロイシン
−ロイシン−プロリン−ロイシン−グリシン−トリプトファン−ロイシン−バリ
ン−フェニルアラニン−アラニン−バリン−バリン);(配列番号8)(グルタ
ミン酸−イソロイシン−ロイシン−プロリン−ロイシン−グリシン−トリプトフ
ァン−ロイシン−アラニン−フェニルアラニン−アラニン−バリン−バリン)、
が含まれる。
本発明の方法に従うと、使用前に患者の悪性細胞から得られるペプチドを精製
する必要はない。しかしながら、本発明の方法に従って抗原提示細胞の表面上の
抗原の密度を増加させる目的で精製を行うことが所望されることもある。更に、
ペプチド抗原の精製および配列決定を行えば、所定の事例においてはこれらを合
成により調製することができる。
抗原という用語には、過敏性疾患に関連する抗原、および具体的には、循環性
の異常T細胞のクローン増幅により媒介される過敏性疾患に関連する抗原も含ま
れる。好ましい態様においては、抗原はクローン特有のT細胞レセプターから得
られる。従って本発明は、T細胞の異常集団を殺すもしくはその増殖を阻害する
クローン特異的免疫応答を亢進させるための方法を提供する。
抗原提示細胞は、例えば、血液、リンパ液、骨髄、リンパ器官組織、もしくは
それらから得られる細胞培養物の単離物である調製物中に含まれている。抗原提
示細胞はヒト正常細胞、すなわち突然変異を生じていない細胞、もしくは合成起
源のものであることが好ましい。本明細書中で用いられる用語「突然変異細胞」
は、新しく合成されたクラスI分子の結合用の溝の中に細胞内ペプチドを詰め込
むための細胞内メカニズムに影響を与える突然変異を生じている細胞を意味する
。好ましい態様においては、正常ヒト抗原提示細胞は、白血球、より好ましくは
T細胞である。これらの細胞は、当該技術分野において良くに知られる標準的な
方法に従って、抹消血を例とするヒト液体試料から単離することができる。
「抗原提示細胞」というフレーズは、抗原が主要組織適合性複合体分子と結合
している場合に、それを認識することが可能な免疫系細胞に対して、抗原を提示
することが可能な一群の細胞を意味する。抗原提示細胞は、抗原提示細胞の表面
上の主要組織適合性複合体分子と結合することが可能な形態に抗原をプロセシン
グすることによって特異的抗原に対する免疫応答を媒介する。抗原提示細胞には
、マクロファージ、T細胞、および合成(「人工」)細胞のような多様な細胞種
が含まれる。ある態様においては、人工細胞は、天然の細胞の脂質二分子層に類
似する脂質二分子層を有する、例えばリポソームのような小胞である。リポソー
ムはさらに、脂質二分子層と結合している主要組織適合性複合体分子を含んでい
る。これらの多様な細胞種は、共通して特異的T細胞レセプターにより認識され
る形態で抗原を提示する能力を有している。
T細胞にはヘルパーT細胞と細胞障害性T細胞とが含まれる。各々のT細胞ク
ローンは、抗原提示細胞の表面上の主要組織適合性複合体分子と結合している場
合にのみ抗原を認識する、異なる表面レセプターを発現する。T細胞は抗原と組
合わさることにより活性化され、そしてクローン増殖により増幅して、抗原に対
する特異的免疫を提供するエフェクターおよびメモリー細胞へと成熟してゆく(Essential Immunology
,上述,pp.28-31)。細胞障害性T細胞は、主要組織適合
性複合体クラスI分子と結合している抗原に結合する。Tヘルパー細胞は、主要
組織適合性複合体クラスII分子と結合している抗原を認識し、そしてそれに結
合する。
用語「主要組織適合性複合体分子」は、抗原と結合して抗原結合型抗原提示細
胞を形成する能力を有する抗原提示細胞上の分子を意味する。T細胞による抗原
結合型抗原提示細胞の認識は、T細胞表面レセプターにより媒介される。好まし
い態様においては、主要組織適合性複合体分子はクラスIもしくはクラスII分
子である。
クラスI分子は、一本の重鎖および非共有結合により結合している1つのべー
タ−2−マクログロブリン分子とでできており、抗原を受け入れるための溝すな
わち裂け目が付いている。従って抗原は、その抗原がその裂け目に入ってゆける
ようなサイズおよび寸法になっている。裂け目のサイズおよび寸法は通常の当業
者に知られている(F.Latron,”A Critical Role for Conserved Residues in
the Cleft of HLA-A2”in the Presentation of a Nonapeptide to T-cells”,Science 257
:964-967(1992))。抗原が実質的にその裂け目に適合しながらも、
抗原がクラスI分子と結合した際にそれを認識することが可能なT細胞に接近す
ることがなおも可能であることが好ましい。最も好ましい態様においては、抗原
は8個から10個の間のアミノ酸を有するペプチドであって、そしてそれらのア
ミノ酸の内の2つがそのペプチドを裂け目の中に保持しておくための疎水性残基
になっている。このペプチドは、例えば腫瘍、組織、ウイルス性蛋白質、もしく
は細菌性蛋白質から取得することができる。
主要組織適合性複合体分子の発現を亢進させるための数々の方法が開示されて
いる。最も単純な亢進方法には、温度低下、すなわち抗原提示細胞を含む調製物
を、例えば約21℃と約28℃との間のだいたいの室温までに冷ますことが含ま
れる。調製物の温度を21℃と22℃との間に低下させることが好ましい。
温度の低下により、生理学的温度においては熱力学的に不安定である「空の」
クラスI分子の不安定性を回避させることによって主要組織適合性複合体クラス
I分子の発現が亢進する。本明細書において用いられる用語「発現の亢進」は、
天然の細胞の表面に保持されるであろうものと比較すると実質的により多くの空
の主要組織適合性複合体分子を表面上に保持している細胞を意味する。本明細書
において用いられる用語「空の]は、抗原と結合していないクラスI分子を意味
する。生理学的温度においては、細胞表面に存在する本質的に全てのクラスI分
子がそれぞれの裂け目に小さなペプチドを保持している。しかしながら、室温に
おいては(21−28℃)、「空の」クラスI分子が安定であり、そして適切な
細胞外ペプチドに結合することが可能である。
主要組織適合性複合体分子の発現を亢進させるための、そして特に空の主要組
織適合性複合体分子の発現を亢進させるための更に別の方法は、その調製物をサ
イトカインと接触させることである。サイトカインという用語には、リンホカイ
ン、モノカイン、インターロイキン、およびインターフェロンとして既に引用さ
れている分子(Essential Immunology)上述、pp.14
0−150)が含まれ、そして、例えばガンマー−インターフェロン、腫瘍壊死
因子α、および顆粒球−単球コロニー刺激因子、ならびにインターロイキンのフ
ァミリーの分子が含まれる。サイトカインは、単球を例とする幾つかの抗原提示
細胞上での主要組織適合性複合体分子の発現を増加させることが知られている。
主要組織適合性複合体分子の発現を亢進させるための更に別の方法には、調製
物を光フェレーシスに供する、すなわちその調製物を光活性化剤の存在下で照射
することが含まれる。光フェレーシスは、細胞内抗原を主要組織適合性複合体分
子により特定される裂け目の中に適合する形態にプロセシングする原因となって
いる細胞の代謝回路を破壊すると考えられている。光フェレーシスの結果、抗原
提示細胞の表面上の主要組織適合性複合体分子は抗原で飽和されていない状態に
なる。
その上、光フェレーシスもしくは他の手段によるアポトーシス、すなわちプロ
グラム化された細胞死により、アポトーシスを生じている細胞からの無数のオリ
ゴヌクレオチドおよび/または蛋白質の放出が誘導される可能性がある。以前に
は観察されていなかったこれらのペプチド/蛋白質は、生存細胞の空の主要組織
適合性複合体分子に入ってゆきそして結合して、天然には存在しない種類の抗原
結合型抗原提示細胞を形成する可能性があり、従ってこれを、受容者に有益な免
疫系応答を付与する能力について検査することができる。
本明細書において用いる際には、光フェレーシスは、抗原提示細胞の調製物を
光活性化剤の存在下での照射に対して露出することを意味する。光活性化剤がプ
ソラレン(後述)である場合には、照射は紫外線照射であることが好ましいが、
可視光であることもできる(Gasparro,F.,et al.,”The Excitation of 8-met
hoxypsoralens with Visible Light.Reversed Phase HPLC Quantitation of Mo
n
oadducts and Crosslinks”(印刷中))。光フェレーシス法は米国特許第5、
147、289号において記載されており、この内容は引用することにより本明
細書に取り込まれる。光フェレーシスは、Edelson「289」特許におい
て記載されるように連続的な流れによって実施することができるか、あるいはバ
ッチ様工程により実施することができる。簡潔に述べると、連続的光フェレーシ
スには、細胞の調製物を生体外の流れに形成し、その流れを紫外線放射に対して
実質的に透過性を示す処理用チャンバーを通して流出させ、そしてチャンバー内
の流れを光活性化剤の存在下において紫外線放射で照射することが含まれる
照射段階は、光活性化剤の存在下において行う。本発明のある態様に従うと、
抗原提示細胞の調製物は細胞外液を含むが、その中に光活性化剤が含まれている
。更に別の態様に従うと、光活性化剤は抗原提示細胞の中もしくはその表面上に
存在する。従って光活性化剤は、治療のために患者から抗原提示細胞材料を採取
する前に患者に投与することが可能である。
光活性化剤は、抗原提示細胞の重要成分に対する親和性を有し、そしてその成
分に結合することにより主要組織適合性複合体分子の発現を亢進および/または
安定化させるいずれかの薬剤であることができる。実例として挙げる光活性化剤
は、プソラレン、ポルフィリン、ピレン、フタロシアニン、光活性化済みコルチ
ゾン、抗原提示細胞と特異的に反応する光活性化された抗体、およびポルフィリ
ン分子に連結させてあるモノクローナル抗体である。
プソラレンは好ましい種類の光活性化剤である。プソラレンとT細胞のDNA
、蛋白質、および脂質成分との相互作用が記載されている(”T Cell Molecular
Targets for Psoralens”,Annals of N.Y.Academy of Science 636:196-208
(1991),Malane,M.and Gasparro,F)。経口投与後には、プソラレンは消化管
から吸収され、1−4時間目に血液および他の組織中でのピークレベルに達し、
そして経口投与後24時間以内にはほとんど全てが***される。これらの試薬は
生体外細胞調製物に直接添加することも可能である。プソラレン分子は紫外線照
射に露出する以前は不活性であり、そして照射後には一時的に活性化されて励起
状態に至る。一時的に活性化されるこれらの分子はDNAを光改変させ、そして
他の細胞性成分を改変することが可能な一重項酸素を例とする他の反応性種を作
り出す
ことができる。マイトマイシンCおよびシス−プラチナ化合物を例とする他の薬
剤は、核酸の鎖を架橋結合することによりDNAに損傷を与える。しかしながら
、このような薬剤は患者に戻した際にも活性化状態であり続け、そしてそのため
プソラレン程には細胞の治療用に望ましくない。
好ましいプソラレンには、8−メトキシプソラレン(8−MOP)、4’−ア
ミノメチル−4,5’,8−トリメチル−プソラレン(AMT)、5−メトキシ
プソラレン(5−MOP)、およびトリメチルプソラレン(TMP)がある。8
−MOPは、抗癌剤および免疫系調節剤の双方であり、光活性化することが可能
な種類の薬物の開発のための基本型となっている。AMTは8−MOPの合成水
溶性アナログである。8−MOPのこのアナログおよび他の合成水溶性アナログ
は、Bergerら「光の医学的及び生物学的効果」(Annals of N.Y.Academy of Science 453
:80-90(1985))において記載されている。幾人かの研究者は、
5−MOPは乾癖の治療において8−MOP程には効果的でないことを報告して
いる(Calzavara-Pinton,et al.,Exptl.Dermatol.1:46-51(1992))。TMPは
白斑患者の治療に広く用いられており、皮膚の脱色領域の色素再沈着をもたらす
。
照射済み細胞内の8−MOP−DNA光付加物を認識するモノクローナル抗体
を使用することにより、最大T細胞不活性化を達成するための紫外線もしくは可
視光照射の至適量を決定することができる(Yang,et al.,”8-MOP DNA Photoad
ducts in Patients Treated with 8-MOP and UVA”,J.Invest.Dermatol.92:59
-63(1989)を参照)。アポトーシスの際には選択された遺伝子が活性化される
ことにより、ヌクレアーゼおよびプロテアーゼの合成が生じ、これらの酵素が最
終的には細胞の破壊に関与する。
8−MOPの経口投与のための条件は、米国特許第5,147,289号にお
いて記載されており、この内容は引用することにより本明細書に取り込まれる。
光活性化剤への生体外露出により、経口用量投与に勝る数々の利点がもたらされ
る。インビトロでは、用量レベルのモニターおよび維持がより簡便である。さら
に生体外で投与される薬剤は、経口投与の場合には毒性が強すぎて使用できない
であろう薬剤担体に結合させることができる。このような担体を使用すると、こ
の試薬は、ある特異的な細胞を標的としてその中に入って行くことが可能となる
。例えば、インシュリンは、フルオレセインおよびプソラレンを例とする大きな
光活性性分子を活性化Tリンパ球内に運ぶのに用いられ、そしてモノクローナル
抗体は、光活性性ピレンを膜内に挿入してあるリポソームを標的T細胞に輸送す
るのに用いられている(Berger,C.,et al.,”Comparison of Synthetic Psora
len Derivatives and 8-MOP in the Inhibition of Lymphocyte Proliferarion
”,Annals of N.Y.Academy of Science 453:80-90(1985)を参照)。このよ
うな担体介在性光活性化剤輸送を、本発明に従って、光活性化剤を直接標的抗原
提示細胞へと輸送するのに用いることができる。
本発明は、哺乳類への投与用の薬剤学的調製物を作成するための方法をも提供
する。処理された抗原提示細胞(主要組織適合性複合体分子の発現が亢進してい
る)を抗原と生体外で反応させて、抗原結合型抗原提示細胞を形成する。抗原提
示細胞を、発現を亢進させるための処理を細胞に施す前、処理済み細胞を生体外
で抗体と反応させる前、あるいは抗原結合性抗原提示細胞の形成後に薬剤学的に
許容される担体内に入れることができる。主要組織適合性複合体分子と外因性抗
原との結合を増加させるであろう濃度のベーター−2ミクログロブリンの存在下
において、抗原提示細胞を抗原と反応させることが好ましい。ベーター−2ミク
ログロブリンの濃度は、インビボにおいて見いだされるであろうベーター−2ミ
クログロブリンの濃度よりも大きい。外因性抗原と主要組織適合性複合体分子と
の結合を増加させるのに必要なベーター−2ミクログロブリンの濃度の選択は、
当該技術分野の通常の技術範囲内に含まれるものである。一般的には、約2−約
10マイクログラム/mlの範囲の濃度となる量のベーター−2ミクログロブリ
ンを添加する(Rock et al.,PNAS(USA)87:7517-7521(1990))。
本発明は更に、抗原に対する哺乳類の免疫系応答を特異的に改変するための方
法も提供する。この方法は、既述の薬剤学的組成物を哺乳類に投与することを含
む。好ましい態様においては、抗原結合型抗原提示細胞を、哺乳類の免疫応答を
増幅させるのに十分な量の抗原結合型抗原提示細胞を含むアリコートにして保存
する。先に記載したように、患者の免疫応答を増幅させるのに必要な細胞量の決
定は当該技術分野の通常の技術範囲内に含まれるものである。最低約25,00
0から最高約200×106の範囲にわたる細胞量が患者の免疫応答を増幅させ
るのに十分であることが好ましい。用いる細胞量は、部分的には抗原提示細胞が
有効であるか(例えば、B細胞もしくは単球)、あるいは無効であるか(例えば
、T細胞)に依存するであろう。本発明のある態様に従うと、光活性化剤は、ヒ
ト患者から抗原提示細胞を単離する前にその患者に投与する。抗原結合型抗原提
示細胞は、当該技術分野において知られている投与のいずれかの適切な方法に従
って患者に戻すが、それらの方法の一例は、患者の血流もしくは免疫系中への注
射である。
抗原に対する免疫応答を改変するための薬剤組成物もやはり本発明の範囲内に
含まれる。この組成物には、薬学的に許容される適切な担体中に含まれる複数の
抗原結合型抗原提示細胞が含まれている。複数の抗原結合型抗原提示細胞は、対
応する天然の細胞とは数々の点で異なっている。本発明の抗原結合型抗原提示細
胞は、比較的均質な細胞集団である。これは主に、抗原は、抗原提示細胞と反応
する際にはその最終形態をとっていること、すなわち抗原提示細胞の表面上の主
要組織適合性複合体分子と結合する前に抗原提示細胞はもはやプロセシングを受
けない状態になっているということがその理由となっている。本発明の抗原結合
型抗原提示細胞は更に、対応する天然の細胞とは、前者の細胞が細胞当たりを基
にする際の主要組織適合性複合体分子の濃度が増加している点で識別可能である
。従って、本発明の抗原提示細胞は有利なことに、患者の免疫系に対する抗原類
似分子数が増加している。抗原が、循環性組織抗原、もしくは非新形成状態にお
いては発現されないペプチドのような腫瘍関連性抗原を例とする自己由来のもの
であることが好ましい。外因性抗原(アレルゲン性薬剤、もしくは毒キヅタを例
とするような環境性アレルゲンのようなもの)に対する免疫学的寛容が所望され
る特定の事例においては、その外因性抗原を使用することができる。同様に、人
工の交差反応性抗原が「自己」抗原に対する免疫化を強く剌激する場合には、こ
の製造抗原を添加することができる。所望により、薬剤学的組成物は、インビボ
で見いだされるであろう濃度よりもより高い濃度のベーター−2ミクログロブリ
ンを含む。抗原と主要組織適合性複合体分子との結合を増加させるのに必要なペ
ーター−2ミクログロブリン濃度の選択は、当該技術分野の通常の技術範囲内に
含
まれるものである。ベーター−2ミクログロブリンの通常濃度は、約2−約10
μg/mlの範囲内に含まれる(Rock et al.、上述)。ベーター−2ミクログ
ロブリンは、抗原と主要組織適合性複合体分子との結合を容易にさせるために薬
剤学的製剤中に含まれている。
実施例
本発明は、特異的抗原に対する哺乳類の免疫応答を改変するための方法および
薬剤学的組成物を提供する。本発明の方法に従うと、使用前に抗原を単離する必
要はない。従って、抗原は、例えば腫瘍の組織培養液から得られるペプチド含有
性抽出物であることができる。または、抗原は、T細胞の異常クローンに対する
、十分に特定されているクローン特有の表面レセプターに相当する合成ペプチド
であることができる。以下に示す実施例は、本発明の代表的な利用法を説明する
。実施例1. 8 −MOP光付加物の性質決定
:
アミノ酸に対するプソラレンの光反応性は数々の研究者が調査しているが、プ
ソラレン−アミノ酸光付加物はこれまでには性質決定が行われていない。UVA
−活性化させたプソラレンに露出させた蛋白質のアミノ酸分析により、光改変(
しかし、必ずしも光添加ではない)の標的は芳香族アミノ酸、すなわちチロシン
、トリプトファン、ヒスチジン、およびフェニルアラニン、ならびにメチオニン
であることが示された。
A.リゾチームの光改変.
(1)リゾチームの直接的光改変:
リゾチーム(0.4mg/ml)および微量の[3H]8−MOPを含む8−
MOP(0.04mg/ml)をUVA(3.6mW/cm2;UVBを除去す
るために窓ガラスで濾光してある)に対して露出した。アリコート(aliquote)
を、15、30、60、および120分のUVA露出後に採取し、そして微量用
透析装置(BRL社、Bethesda、MD)中の蒸留水を用いて徹底的に透
析した。各試料のアリコートを液体シンチレーション分析法により分析して8−
MOPの共有光結合の度合いを決定した。結果を以下の表に示す。
UVA露出時間(分) 8−MOP(モル数)/リゾチーム(モル数)
0 0
30 0.90
60 2.04
120 1.86
(2)酵素的プロセシングにおけるリゾチームに対するプソラレン光結合の効
果:
リゾチームの8−MOP光改変により、キモトリプシンによる酵素的プロセシ
ングに変化がもたらされた。既述の光改変を施してあるリゾチーム試料を、トリ
プシンおよび/またはキモトリプシンを用いて酵素的に加水分解した(イエール
大学蛋白質センター)。トリプシンは限定された数の開裂部位を認識し、そのた
めキモトリプシンよりも更に特異性が高い。キモトリプシンはチロシンおよびト
リプトファン残基を含む開裂部位を特異的に認識する。従って、リゾチームのプ
ソラレン光改変は、これらのアミノ酸(TYR、TRP)に対するプソラレン光
付加の結果としてキモトリプシン断片数を減少させることが期待された。
HPLCの結果(図1:上段=B−MOP/UVA処理済み;下段=未処理)
により、8−MOPおよびUVAでのリゾチームの処理は、リゾチーム試料をキ
モトリプシンで処理した後に産生されるオリゴペプチド断片のパターンを変化さ
せることが証明された。変化したオリゴヌクレオチドを、図中に星印(*)を付
して示す。
B.ニワトリオバルブミンの光改変.
ニワトリオバルブミンのアミノ酸に対する8−MOPの光結合を可視光(41
9nm)を用いて励起させた後に証明した。1アミノ酸あたり約0.1%の光付
加物が観察された。
オバルブミン(0.4mg/ml)および微量の[3H]8−MOPを含む8
−MOP(0.04mg/ml)を可視光放射(419nm)に60分間露出し
、そしてその後に微量用透析装置(BRL社、Bethesda、MD)中で蒸
留
水を用いて徹底的に透析した。その試料の1つのアリコートを、液体シンチレー
ション分析法により分析した。8−MOPのオバルブミンに対する共有光結合の
程度は約0.039 8−MOP分子/オバルブミン分子であることを見いだし
た。
C.8アミノ酸残基のオリゴペプチド(HIV Tペプチド)の直接的光改変
8アミノ酸残基のオリゴペプチドD-ala-ser-thr-thr-thr-asn-tyr-thr-NH2(
ペプチドT−アミドHIVインヒビター)を光改変用に選択したが、その理由は
、8−MOPの光改変についての標的となる可能性のある1つのチロシン残基が
含まれているためである。HIVペプチドT(0.4mg/ml)および微量の
[3H]8−MOPを含む8−MOP(0.04mg/ml)をUVA(3.5
mW/cm2;UVBを除去するために窓ガラスで濾光してある)に対して露出
した。アリコートを15および30分のUVA露出後に採取し、既述のように蒸
留水を用いて徹底的に透析し、そして液体シンチレーション計測法により分析し
た。8−MOPの共有光結合の度合いが以下に示す値であることを決定した。
UVA露出時間(分) 8−MOP付加物/HIVペプチド
15 0.028
30 0.041
処理済みHIVペプチドの分注を逆相HPLC(Vydac C4逆相分析用カ
ラム 4.6×250mm)によっても分析した。未改変のHIVpは、アセト
ニトリル(ACN)および0.1%のトリフルオロ酢酸(TFA)(30分の期
間で0−60%)からなる濃度勾配液を用いると約16分に溶出された。8−M
OPで光改変させたHIVpは、逆相分析の際に回収した分画の液体シンチレー
ション分析により決定したところ約17分で溶出した。溶出されたオリゴペプチ
ドは、走査式ダイオードアレイ検出機(scanning diode array detection,Spec
tra-Physics)を用いて部分的な性質決定を行った。200−360nmの紫外
線吸収をモニターし、そしてIBM PS2/Model 60のインターフェ
ースマイクロコンピュータにより累算した。クロマトグラフィーデータの分析を
行うと、クロマトグラム中のいずれのピークでもその完全なUVスペクトルを取
得することが可能である。未改変のオリゴペプチド(一つの芳香族アミノ酸を含
む)は、280nmに特徴的なショルダーを有する典型的な「蛋白質」スペクト
ルおよびペプチド結合吸収により生じるより短い波長のピークを示した。アジド
部分を含むオリゴペプチドは、320nm付近に追加的なUVバンドを示し、そ
してそのためHPLCクロマトグラフィーの位置を決定するのが容易であった。
プソラレンは、上述の実施例においては用いていないが、用いる場合にはやはり
プソラレンもより長い波長吸収成分を示す。実施例2.
抗原結合型抗原提示細胞の形成:
A.主要組織適合性複合体クラスI分子の発現を亢進させるための単核性白血球
の処理:
抗原提示細胞を含む単核性白血球をロイコフェレーシス法(leukopheresis pr
ocedure)を用いて患者から採取する。採取した白血球を約1ng/mlと約1
0,000ng/mlとの間の濃度の8−MOPならびに紫外線Aもしくは可視
光に露出して、約20℃から約28℃までの範囲の温度で光活性化剤を活性化さ
せる。所望により、処理済み白血球を、γ−インターフェロンもしくは腫瘍壊死
因子αを例とする、主要組織適合性複合体クラスI分子の発現を増加させること
が知られている作用物質と接触させる。
B.抗原結合型抗原提示細胞を形成するための抗原提示細胞と抗原との反応:
処理済み白血球を以下に示される源のいずれかから得られるペプチドと反応さ
せる。それらの源とは、培養物中の自己の腫瘍細胞の上清、新鮮な腫瘍細胞の化
学抽出物、自己反応性T細胞、もしくは自己反応性T細胞の組織標的である。得
られた抗原結合型抗原提示細胞を薬剤学的に許容される担体内に入れ、そして免
疫系応答を誘導するために患者に注射する。実施例3.
免疫応答を負の方向に調節するための露出後ワクチン接種−慢性関 節リウマチの治療
:
通常のワクチン接種は初回免疫応答を樹立させるために、例えば感染性作用物
質の無害形態のような抗原で患者を接種することによって行う。2つの基本的な
種類の細胞が初回免疫応答の際に生じるが、それらは細胞媒介性免疫のためのエ
フェクター細胞、ならびにメモリー細胞である。これらの細胞種各々は初回免疫
化に用いられる抗原と反応する白血球を源として生じてくる。抗原に対する後続
露出を行うとメモリー細胞のレベルが迅速に増幅され、そしてそれにより抗原に
特異的な高レベルの抗体が産生される(Essential Immunolo gy
、上述、p.27)。
自己免疫性疾患、および組織拒絶反応を伴う対宿主移植片反応を例とする過敏
性疾患の治療のための露出後ワクチン接種は、通常のワクチン接種の基本原理に
のっとったものである。しかしながら、通常の方法とは対照的に、ワクチン接種
は抗原に対して患者の免疫系を露出させた後に行う。
慢性関節リウマチを患う患者は、患者自身の関節の蛋白質成分と反応するT細
胞が血中に存在する。慢性関節リウマチのような疾患を治療するために2つの選
択的な方法が利用される。それらの手法とは、(A)患者の免疫系応答を効果的
に麻痺させるためのクローン性アネルギー(anergy)、および(B)その
疾患を開始させるT細胞に対する患者の免疫応答の誘導である。
(A)望ましくないエフェクター細胞からできている現存の免疫集団に対する
患者の免疫系応答を麻痺させるためのクローン性アネルギー
適切な自己抗原(一つもしくは複数)を、例えば合成(自己抗原の性質決定が
既に行われている場合)により、あるいは滑膜生検材料の抽出物を例とする、自
己抗原を含むと考えられる組織もしくは細胞源から得られる生物学的抽出物を調
製することにより取得する。異常な免疫応答を引き起こす適切な自己抗原(一つ
もしくは複数)を含む調製物を、空のクラスI分子の発現を亢進させるための処
理を予め施してある患者の抗原提示細胞と反応させる。この抗原提示細胞は、T
細胞介在性免疫応答に必要な共刺激化(第二)シグナル(一つもしくは複数)を
送る能力が欠損していることを特徴とする。従って、正常T細胞を例とする第二
シグナルを送る能力が自然に欠損している抗原提示細胞を選択するか、あるいは
最初は第二シグナルを送る能力を有している抗原提示細胞については、例えば固
定化剤での処理、UVB照射への露出、もしくはUVA照射の存在下における8
−MOPへの露出によりその能力を失わせる。
抗原結合型抗原提示細胞で患者を免疫化した結果、患者は細胞障害性T細胞を
産生する。これらの細胞障害性細胞は、主要組織適合性複合体クラスI分子と結
合している関節蛋白質由来のペプチド抗原を含む抗原提示細胞を認識する。しか
しながらこの抗原提示細胞は免疫応答に必要な第二シグナルを送ることが不可能
であるため、患者の細胞障害性T細胞は効果的に麻痺した状態となり、すなわち
クローン性アネルギーが生じ、そして患者の関節に向かう自己免疫応答が事前に
押さえられる。
(B)抗−イディオタイプ抑制応答の誘導:
慢性関節リウマチのような疾患を治療するための別法は、恐らくは患者の関節
内の自己抗原(一つもしくは複数)を認識するT細胞の能力が原因であると思わ
れるこの疾患を開始させるT細胞に対して患者の免疫応答を誘導すること、すな
わち抗−イディオタイプ抑制応答を誘導することである。
この治療法に従うと、患者の異常な、すなわち自己反応性のT細胞のレセプタ
ーに対応するペプチドもしくは蛋白質を含む調製物を調製する。T細胞レセプタ
ーのペプチドをex vivoにおいて抗原提示細胞と反応させ、そしてこれを
患者に戻す。クローン性アネルギーを誘導するための既述の方法とは対照的に、
この別法は共剌激化シグナルを送る能力を有する抗原提示細胞を利用する。従っ
て、抗原結合型抗原提示細胞の再注入後に、T細胞の異常クローンに対する患者
の免疫応答が誘導される。実施例4.
免疫応答を負の方向に調節するための露出後ワクチン接種−同種異 型移植片拒絶の予防
移植片拒絶は、患者の免疫系が、ドナー細胞上に存在するペプチドを例とする
抗原決定基を攻撃する際に生じる。臓器移植手術の前にこれらのペプチド抗原に
対する寛容を患者にもたらすことによりこのような拒絶を回避する。腎臓の同種
異型移植片を例とするある組織移植を予定する受容者に、慢性関節リウマチの治
療に関して既述したものに類似する様式でドナー組織に対する寛容をもたらす。
従って、患者の抗原提示細胞にクラスI分子の発現を最大限にさせるための処理
を施し、そしてこれをin vitroで予め増殖させてある抹消血細胞を例と
するドナーの組織細胞と一緒にインキュベートする。ドナー細胞の抗原性ペプチ
ドはクラスI分子と結合し、抗原結合型抗原提示細胞を形成する。この抗原提示
細胞は、例えば固定化剤での処理、UVB照射への露出、もしくはUVA照射の
存在下における8−MOPでの処理によりそれらの共刺激化シグナルをなくさせ
るような方法で処理する。そして移植手術前にこれらの抗原提示細胞を薬剤学的
に許容される担体内に入れ、そして患者に注入するが、このことによりドナー抗
原に対して応答する可能性があるこれらの細胞に寛容がもたらされる。ドナーの
腎臓を臓器移植する際に、患者の免疫系は免疫応答を開始することはない。それ
はドナー特有の抗原性ペプチドの存在に対する寛容を予め患者にもたらしてある
からである。実施例5.
免疫応答を負の方向に調節するための露出後ワクチン接種−アレル ギー性接触皮膚炎の予防
接触皮膚炎は化学物質が直接皮膚に接触する際に生じ、皮膚に対する損傷の度
合いの変化およびかゆみを初めとする症状の変化を伴う炎症性応答を引き起こす
。アレルギー性接触皮膚炎(ACD)はT細胞媒介性の遅延型過敏性反応であり
、これは免疫学的な特異的感作(免疫化)、およびその後に局所的に適応される
アレルゲンへの再露出の結果として感受性を示す個体の皮膚に生じる。これらの
アレルゲンは典型的には分子量が小さく、高い化学的反応性を示す物質(ハプテ
ンと称する)であり、この物質は宿主蛋白質と結合して、T細胞によって認識可
能な完全抗原を形成することができる。ACDを誘導することができる広範囲に
わたる化学物質については十分な記載がなされている(Fisher,A.A.,Contact D er
matitis,2nd Edition,Philadelphia:Lea & Febiger,1973)。
免疫T細胞が、それらのT細胞レセプターにより認識される特異的抗原/MH
C複合体を発現する抗原提示細胞(APC)に対して露出されるものの、この抗
原提示細胞が適切な第二シグナル(すなわち、適切な共刺激性サイトカインもし
くは細胞表面分子)を発現しない場合には、この免疫T細胞は増殖および前炎症
性サイトカインの放出による応答を示さないばかりか、それらはアネルギーの状
態に陥ってしまうであろう。すなわち、実質的な期間(恐らく数週間)の間この
ようなT細胞は、適切な抗原/MHC(第一シグナル)の両方ばかりか適切な共
刺激化(第二)シグナルをも発現する完全に反応性を有するAPCに対して応答
することもできないであろう(Jenkins,Marc K.,Immunology Today 13:69-73
,1992)。他の研究により、他の面では有能な抗原パルス済みAPCを紫外線B
放射に対して露出させたところ、このような細胞を免疫T細胞の内の幾つかのサ
ブセットを刺激することができないようにさせるばかりではなく、このようなT
細胞はUVB−処理済みAPCに対する前記露出の結果としてアナジー状態に陥
ることが示されている(Gerometta,J.S.,Takashima,A.,Simon,J.,Edelbaum,D
.,Beergstresser,P.,Mueller,D.,and Cruz,Jr.,P.D.,”UVB radiation ina
ctivates a co-stimulatory factor expressed on the surface of Langerhans
cells,thus rendering them capable of inducing clonal anergy in CD4+ cel
ls,”J.Invest.Dermatol.96:626(abstract),1991)。最後に、非常に最近の
報告(H.P.van Iperen and G.M.J.Beijersbergen van Henegouwen,”An animal
model for extracorporeal photochemotherapy based on contact hypersensit
ivity,”J.Photchem.Photobiol.B:Biol.15:361-366,1992)により、アレル
ギー性接触皮膚炎の動物モデルにおいて、8−MOPおよび免疫化ドナーからの
UVA−処理済みリンパ節細胞(リンパ節は免疫T細胞と抗原パルス済みAPC
との両方を含む)で免疫マウスのワクチン接種を行うと、そのアレルゲンに対す
る免疫性が迅速に消失し(1週間以内)、その結果処理済みマウスの皮膚にアレ
ルゲンの後続適用を行ってもアレルギー性接触皮膚炎の最小限の形跡が生じるに
過ぎないという証拠が示されている。不応答性の誘導が迅速であることから、処
理済み動物において作用する免疫学的不応答性のメカニズムはクローン性アネル
ギーであることが示唆される(その引用文献の著者らが考えた可能性ではない)
。
従って、抹消血細胞(抗原提示細胞を含む)のアリコートをアレルギーを示す
個体から採取し、適切なアレルゲンに対して露出し、そしてそれらの細胞が免疫
T細胞に共刺激化第二シグナルを輸送することができないようにさせるように処
理を施す(例えばUVA照射の存在下における8−MOPに対する露出)。これ
らの抗原結合性抗原提示細胞をその後に薬剤学的に許容される担体内に入れ、そ
して患者にもどす。
前述の事柄は単に特定の好ましい態様の詳細な説明に過ぎないことと理解され
るべきである。従って当業者には、本発明の思想もしくは範囲を逸脱することな
く様々な改変法および等価物を作成することができるということが明白であるは
ずである。実施例6.
細胞表面上の空のMHCクラスI分子の8−MOP/UVA誘導: 空のMHCクラスI分子と外因性ペプチドとの結合
実験計画:
概要:RMA細胞(Ljunggren et al.、Nature 3
46:476−480(1990))を8−MOP/UVAでの処理後に空のク
ラスI発現についてサイトフルオロメトリーによりアッセイして、8−MOP/
UVAが細胞表面へのペプチド結合性MHCクラスI複合体の輸送を脱共役させ
ているか否かを決定した。光処理を施した細胞を空のクラスI MHCの出現を
特異的に亢進させる温度に露出させた(約28℃)。光不活性化後に、3つのペ
プチド(配列番号9、10)および11)の内のいずれか(各々のペプチドはM
HC分子に結合し、そしてそれを安定化させることが知られている)を添加する
ことにより空のクラスI分子の定量を行った。配列番号9および10は2つの特
異的インフルエンザ核蛋白質断片であり、そして配列番号3は、SFI RGT KVS PR
G KLSTである。処理済み細胞がクラスIに結合するオリゴペプチドを放出してい
るか否かを決定するために、空のクラスI分子についても処理後に初めて定量を
行った。
細胞. 幾つかの空のクラスI分子のみを含むマウスRMA細胞、および空
のクラスI分子が室温では安定であるが体温では不安定であることが示されてい
る突然変異株であるRMA−S細胞は、P.Cresswell(イエール大学
免疫生物学教室)により与えられた。
8−MOP/UVA処理. PBS中に懸濁させたRMA細胞を、光処理に
対するこれらの細胞の特異的感受性を決定する目的で、治療用用量の8−MOP
(20−300ng/ml)およびUVA(1−10J/cm2)に露出させた
。生存率は処理直後のトリパンブルー染色性細胞排除により検定した。
免疫化学的測定. クラスI MHCに対する特異的反応性を示すモノクロ
ーナル抗体(Kb、Y3マウスハイブリドーマATCC No.HB176およ
びDb、28148SマウスハイブリドーマATCC No.HB27)をAT
CC(Rockville MD)から取得した。インフルエンザウイルスの核
蛋白質オリゴヌクレオチド(NP365−380およびNP345−360)は
、ケック(Keck)蛋白質センターにおいて調製した。Kb結合用16量体(
配列SFIRGTKVSPRGKLSTを有する配列番号10)およびDb至適結合用9量体(配
列AENENMETMを有する配列番号9)を、50μMでPBS中のIMDM(イスコ
フの改変型ダルベッコー培地(Iscove’s modified Dulb
ecco’s medium)、GIBCO社、Grand Island N
Y)培地中に溶解し、そして4℃下に保存した。16量体(配列番号11)を同
様に調製した。
MHCクラスI分子のFACS分析. RMA−S細胞は、クラスI MH
C分子の発現についての陽性対照として利用した。この細胞を1%のペニシリン
−ストレプトマイシン抗生物質(pen−strep antibiotics
)(GIBCO社)を添加してある5%のIMDM、10%のウシ胎児血清(F
CS)中で培養した。細胞を培養装置(37℃、5%CO2)から取り出し、そ
してキャップを堅く締めて組織培養用フラスコ(106/ml)内で培養した。
クラスI分子の熱不安定性/安定性を決定するために、細胞を所定の温度下、可
調節水浴槽中で48時間インキュベートした。サイトフルオロメトリーアッセイ
のためには、2×106の細胞を10%のAB型ヒト血清(GIBCO社)と一
緒に氷上で、その後0.15mlの抗−クラスIモノクローナル抗体組織培養上
清と一緒に氷上で30分間インキュベートし、PBSで2度洗浄し、そしてその
後0.15mlのフルオレセインイソチオシアン酸(FITC)と複合体形成し
ているヤギの抗−マウス免疫グロブリン(Sigma社、St Louis M
O)
と一緒に氷上で30分間インキュベートし、PBSで2度洗浄し、1%ホルムア
ルデヒドで固定化し、そしてFACS細胞分別機で分析した。クラスI MHC
分子を安定化させるために、インフルエンザの核蛋白質断片(配列番号9、10
、もしくは11)を添加した(50μM)。
結果:
図2は、RMA細胞の増殖性質に対する8−MOP(10−300ng/ml
)およびUVA(1 J/cm2)の影響を示す(トリパンブルー染色性細胞排
除により決定した)。8−MOPもしくはUVAに露出させなかった細胞を図中
「noTx」(すなわち、未処理)と表示する。UVAには露出させたが8−M
OPには露出させなかった細胞の生存率を、図中「1 J/cm」と表示する。
1 J/cm2と組み合わせた際には、用いる8−MOPの用量を増加させると
成長阻害として示される細胞損傷の用量依存的増大が観察された。増加用量を図
中に示す(すなわち、10、30、100、および300という表示はng/m
l単位での8−MOPの濃度を意味する)。
クラスI発現および特異的オリゴペプチド(配列番号9)のRMAクラスI分
子に対する結合における8−MOP(100ng/ml)とUVA(1 J/c
m2)の影響を決定した。図3は、100ng/mlの8−MOPおよび1 J
/cm2のUVAで処理したRMA細胞におけるDbクラスI MHC分子の増幅
についての時間経過を示す混合実験を示す。この一連の実験においては、8−M
OP/UVA処理済み細胞を、UVAのみ(1 J/cm2)に露出した細胞と
比較した。図4は、300ng/mlの8−MOPと1 J/cm2のUVAと
で処理したRMA細胞におけるKbクラスI MHC分子の阻害についての時間
経過を示す。
DbおよびKbクラスI分子に特異的なATCC抗体を用いるFACS分析を用
いてクラスI発現の程度を判定した。平均チャンネル蛍光量の変化(Δ%MCF
)は、クラスIオリゴペプチド(配列番号10、すなわち )と共にお
よびそれなしでインキュベートした細胞についてのシグナルの違いを計ることに
より算出した。図3および図4は、至適シグナル(すなわち、クラスI分子
発現の最大増加)が8−MOP/UVA処理の10時間以内に検出されることを
示している。追加として一連の未処理対照細胞(図中「No Tx」と表示され
る)についてのアッセイも行った。クラスI発現の誘導についての至適時間を、
例えば8−MOP/UVA処理後に一層頻繁に、かつ多数の異なる温度条件下で
細胞をアッセイすることによるような、より詳細な動力学的研究を実施すること
により決定する。
抗原に関しては、既述のFACS法を用いて空のクラスI分子と結合する能力
についての選択を行う。このように、FACSアッセイは、空のクラスI分子発
現を増加させるための至適条件の選択のためのスクリーニング法として、そして
空のクラスI分子と結合しそしてそれを安定化させることが可能な抗原を選択す
るためのスクリーニング法として役立つ。この方法においては様々なペプチド、
およびその各々についての至適濃度を、空のクラスI分子を安定化させる能力に
ついて選択する。
配列表を以下に示し、その後に請求の範囲を示す。
配列表
(2)配列番号:1
(i)配列の特性
(A)配列の長さ: 12アミノ酸残基
(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー: 直鎖状
(ii)配列の種類: ペプチド
(iii)ハイポセティカル: NO
(iv)アンチセンス: NO
(vi)起源:
(A)生物名: マウス
(xi)配列: 配列番号1:
(2)配列番号:2
(i)配列の特性
(A)配列の長さ: 12アミノ酸残基
(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー: 直鎖状
(ii)配列の種類: ペプチド
(iii)ハイポセティカル: NO
(iv)アンチセンス: NO
(vi)起源:
(A)生物名: マウス
(xi)配列: 配列番号2:
(2)配列番号3:
(i)配列の特性
(A)配列の長さ: 9アミノ酸残基
(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー: 直鎖状
(ii)配列の種類: ペプチド
(iii)ハイポセティカル: NO
(iv)アンチセンス: NO
(vi)起源:
(A)生物名: マウス
(xi)配列: 配列番号3:
(2)配列番号4:
(i)配列の特性
(A)配列の長さ: 9アミノ酸残基
(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー: 直鎖状
(ii)配列の種類: ペプチド
(iii)ハイポセティカル: NO
(iv)アンチセンス: NO
(vi)起源:
(A)生物名: マウス
(xi)配列: 配列番号4:
(2)配列番号5:
(i)配列の特性
(A)配列の長さ: 11アミノ酸残基
(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー: 直鎖状
(ii)配列の種類: ペプチド
(iii)ハイポセティカル: NO
(iv)アンチセンス: NO
(vi)起源:
(A)生物名: マウス
(xi)配列: 配列番号5:
(2)配列番号6:
(i)配列の特性
(A)配列の長さ: 11アミノ酸残基
(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー: 直鎖状
(ii)配列の種類: ペプチド
(iii)ハイポセティカル: NO
(iv)アンチセンス: NO
(vi)起源:
(A)生物名: マウス
(xi)配列: 配列番号6:
(2)配列番号7:
(i)配列の特性
(A)配列の長さ: 13アミノ酸残基
(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー: 直鎖状
(ii)配列の種類: ペプチド
(iii)ハイポセティカル: NO
(iv)アンチセンス: NO
(vi)起源:
(A)生物名: マウス
(xi)配列: 配列番号7
(2)配列番号8:
(i)配列の特性
(A)配列の長さ: 13アミノ酸残基
(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー: 直鎖状
(ii)配列の種類: ペプチド
(iii)ハイポセティカル: NO
(iv)アンチセンス: NO
(vi)起源:
(A)生物名: マウス
(xi)配列: 配列番号8:
(2)配列番号9:
(i)配列の特性
(A)配列の長さ:9アミノ酸残基
(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー: 直鎖状
(ii)配列の種類: ペプチド
(iii)ハイポセティカル: NO
(iv)アンチセンス: NO
(xi)配列: 配列番号9:
(2)配列番号10:
(i)配列の特性
(A)配列の長さ: 16アミノ酸残基
(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー: 直鎖状
(ii)配列の種類: ペプチド
(iii)ハイポセティカル: NO
(iv)アンチセンス: NO
(vi)起源:
(A)生物名: マウス
(xi)配列: 配列番号10:
(2)配列番号11:
(i)配列の特性
(A)配列の長さ: 16アミノ酸残基
(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー: 直鎖状
(ii)配列の種類: ペプチド
(iii)ハイポセティカル: NO
(iv)アンチセンス: NO
(vi)起源:
(A)生物名: マウス
(xi)配列: 配列番号11:
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.(a)複数の正常な非合成性抗原提示細胞を含む調製物を生理学的温度を 下回る温度で光活性化剤の存在下において照射して、主要組織適合性複合体分子 の抗原提示細胞による発現を亢進させ、そして (b)主要組織適合性複合体分子の発現が冗進している照射済み抗原提示 細胞を生体外で抗原と反応させて抗原結合型抗原提示細胞を形成させる、 ことを含む、抗原結合型抗原提示細胞を形成するための方法。 2.正常な抗原提示細胞がヒト起源のものである、請求の範囲1に記載の方法 。 3.抗原提示細胞が白血球である、請求の範囲1に記載の方法。 4.主要組織適合性複合体分子がクラスI分子である、請求の範囲1に記載の 方法。 5.主要組織適合性複合体分子がクラスII分子である、請求の範囲1に記載 の方法。 6.調製物を約20℃と約28℃との間の温度に供する、請求の範囲1に記載 の方法。 7.調製物を約21℃と約22℃との間の温度に供する、請求の範囲6に記載 の方法。 8.光活性化剤がプソラレンである、請求の範囲1に記載の方法。 9.プソラレンが、8−メトキシプソラレン、アミノ−メチル−トリメチルプ ソラレン、5−メトキシプソラレン、およびトリメチルプソラレンからなる群よ り選択される、請求の範囲8に記載の方法。 10.プソラレンが8−メトキシプソラレンである、請求の範囲9に記載の方法 。 11.調製物をサイトカインと接触させることを更に含む、請求の範囲1に記載 の方法。 12.抗原が自己抗原である、請求の範囲1に記載の方法。 13.自己抗原が循環性組織抗原である、請求の範囲12に記載の方法。 14.抗原が充実性悪性腫瘍に関連している、請求の範囲1に記載の方法。 15.抗原が免疫不全性疾患に関連している、請求の範囲1に記載の方法。 16.抗原が過敏性疾患に関連している、請求の範囲1に記載の方法。 17.抗原が自己免疫性疾患に関連している、請求の範囲16に記載の方法。 18.照射済み抗原提示細胞を抗原と反応させる際に、照射済み抗原提示細胞に 対してベーター−2ミクログロブリンを添加する段階を更に含む、請求の範囲1 に記載の方法。 19.複数の抗原結合型抗原提示細胞およびベーター−2ミクログロブリンを含 む調製物であって、免疫系応答を改変させるのに十分な密度の抗原提示細胞、お よびインビボにおいて見いだされるであろうベーター−2ミクログロブリンの量 より大きいベーター−2ミクログロブリンの量を含む調製物、ならびに薬剤学的 に許容される担体を含む、抗原に対する免疫系応答を改変させるための薬剤学的 組成物。 20.主要組織適合性複合体分子の発現が亢進している複数の抗原提示細胞およ び主要組織適合性複合体分子と結合している自己抗原を含む調製物であって、免 疫系応答を改変させるのに十分な量の抗原提示細胞を含む調製物、ならびに薬剤 学的に許容される担体を含む、抗原に対する免疫系応答を改変させるための薬剤 学的組成物。
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