KR20110091669A - 소아 급성 림프구성 백혈병의 치료방법 - Google Patents

소아 급성 림프구성 백혈병의 치료방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL)의 치료, 개선 또는 제거 방법에 관한 것으로, 소아 ALL 환자의 수요에 맞추어 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조를 포함하는 약학 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.

Description

소아 급성 림프구성 백혈병의 치료방법{Treatment of Pediatric Acute Lymphoblastic Leukemia}
본 발명은 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL)의 치료, 개선 또는 제거 방법에 관한 것으로, 소아 ALL 환자의 수요에 맞추어 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조를 포함하는 약학 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
현재 유년기 ALL 치료에 있어서, 무사건생존률(event-free survival)은 약 75%이다. 그러므로, 재발이 아직 빈번하다. ALL 재발을 조절하는데 있어서의 문제점은 높은 차후 재발 발생률 뿐만 아니라 낮은 완화율 및 전체적으로 낮은 결과를 초래하는 백혈병 세포의 저항성 및 이미 강도 높은 프론트라인 치료를 받은 후에 받는 2차 치료에 대한 환자의 내성 감소이다. 그러므로 강화된 복합화학요법은 2차로 완전한 병의 완화 유도를 위해 현재 필수적이다. 다양한 예후 인자에 따라, 병의 완화는 화학 요법 및 두개강 방사선 조사(cranial irradiation) 단독 또는 강화된 줄기세포 이식 치료를 통해 유지될 수 있다 (Henze G, von Stackelberg A, Relapsed acute lymphoblastic leukemia. In: Childhood Leukemias, C-H Pui ed. Cambridge: Cambridge University Press; 2006, p. 473-486).
급성 림프구성 백혈병 (ALL)을 가진 소아의 치료 방법에 많은 진보가 있어왔음에도 불구하고 (see e.g. Moricke et al. Blood 111 (2008), p. 4477; Moghrabi et al., Blood 109 (2007), p. 896), 재발된 ALL은 소아 암 중 4번째로 흔한 암이다 (Gaynon, Cancer 82 (1998), p. 1387). 특히 3년 이내 초기 골수 재발 진단을 받은 환자에 있어서, 이러한 환자들의 치료는 만족스럽지 못하고, 현재까지 동종줄기세포 이식만이 치유력이 있는 접근방법으로 알려져 있다. 이식 후 공여자 림프구 주입(DLI, 공여자 림프구 투입)이 이식편대-백혈병 (GvL) 효과의 유도를 통해 몇몇 환자에게 증상의 완화를 초래할 수 있음 (Loren et al. BMT 41 (2008), p. 483) 에도 불구하고, 조혈 줄기세포 이식(HSCT) 후 화학적난치 (hemorefractory) 의 재발은 불량한 예후와 관련된다. 두번째 HSCT는 선택사항이 될 수 있고, 장기 생존자 사례가 보고된 바 있다. 그러나, 병의 HSCT 전 상태는 이식 후 결과 예측이 가능하고, 형태학적 질병 또는 지속적으로 >10-4의 백혈병성 모세포의 MRD 레벨을 갖는 환자는 재발 위험성이 매우 높고, 매우 불량한 결과를 보임이 알려져 왔다 (Bader et al. J Clin. Oncol. 27 (2009), p. 377-84). 이러한 견지에서, 두 번째 HSCT전 병의 상태는 가장 중요하고, 병을 완화시키기 위해 모든 노력이 취해져야 한다. 난치 백혈병을 위해 최근 도입된 화학요법제제의 사용에도 불구하고 (Jeha, Semin Hematol. 46 (2009), 76-88), HSCT 후 재발되는 환자는 종종 화학적 난치병(chemorefractory)을 가지고 있고, 이러한 환자들은 화학요법-관련된 독성에 매우 취약하다. 이러한 환자들을 위해 비-화학요법 및 적은 독성을 가지는 접근이 이러한 환자들의 치유에 있어 필요하다.
일반적인 소아 ALL 치료에 있어 상기 언급된 단점들로 인해, 보다 발전된 치료 요법에 대한 요구가 계속되고 있다.
본 발명은 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL)의 치료, 개선 또는 제거 방법에 관한 것으로, 소아 ALL 환자의 수요에 맞추어 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조를 포함하는 약학 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 최초로 항체 관련 T 세포를 사용하는 이러한 면역학적인 접근은 소아 ALL에 비-화학요법 및 적은 독성 치료법을 제공한다.
최근, 임상 1상 시험은 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 (blinatumomab)의 재발한 CD19-양성 B세포 비호지킨 림프종(B-cell non-Hodgkin's lymphoma, NHL) 에 있어 중요한 임상 활성을 확인하여 왔고, 여기서의 인상적인 부분 및 완전 항암 효과가 보고되어 왔다 (Bargou et al. Science 321 (2008): 974-7).
더욱이, 현재 진행되고 있는 임상 시험에서, 상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 이용한 치료는 CD19+ ALL인 비-이식 MRD-양성 성인 환자의 화학적 난치 (chemorefractory) 백혈병 세포를 제거하는 결과를 보인다.
상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체는 비-이식 성인 환자의 ALL 치료에만 적합한 것이 아니라, 화학요법 및 동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT)을 포함하는 일반적인 ALL 치료에 대해 난치성인 소아 (또는 유년기) 재발된 ALL 치료에도 사용될 수 있다.
도 1은 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 (CD19xCD3 bscab) 의 활동 모드를 나타낸다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 (서열번호 1)는 CD3-양성 세포독성 T 세포를 CD19 항원을 지니는 인간 급성 림프구성 백혈병 세포로 향하게 한다.
도 2는 일반(common) ALL을 가진 7세 환자에서 일반적인 ALL 치료의 실패를 보여주는 그래프이다. HSCT 수행 1년 후, 소아 환자는 두번째 골수 재발을 겪었고, 그 후 1사이클의 클로파라빈(Clofarabine)/사이클로포스파아마이드(Cyclophosphamide)/VP16, 2사이클의 암사크린(Amsacrine), VP16, 프리드니손(Prednisone), 및 1사이클의 멜파란(Melphalan)/사이타라빈(Cytarabine) 을 포함하는 화학요법을 받았다. 이러한 공격적인 화학요법에도 불구하고, 환자는 치료에 걸쳐 지속되는 형태학적 질병이 있었으며, 이는 높은 MRD레벨로 확인할 수 있다. 좌측 y-축은 FACS-MRD % 를 나타내며, 우측 y-축은 PCR-MRD (100 내지 <10-4) 를 나타내고, x-축은 처음 HSCT로부터의 날짜를 나타낸다; 실시예 4 참조.
도 3은 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 (CD19xCD3 bscab; SEQ ID NO. 1)의 투여를 통한 소아 환자의 성공적인 치료를 나타내며, 이는 치료 전, 치료 중, 치료 후의 MRD레벨을 통해 알 수 있다. 일반적인 ALL 치료의 실패 후, 환자는 5주간 15 ㎍/m2 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 (서열번호 1)의 지속적인 투입으로 치료되었다. 항체 치료로 인해, MRD 음성 상태가 달성되었다. 10/2008, 즉 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료를 마치고 2주 후 (도 3 내지 5에서 0일), 환자는 그의 일배수동종 모체로부터 두번째 HSCT를 조건 바 (conditioning bar) 에 나타난 클로파라빈(Clofarabine), 티오테파(Thiotepa) 및 멜파란(Melphalan)으로 구성된 골수 비파괴성 조제 계획을 사용하여 받았다. 좌측 y-축은 FACS-MRD % 를 나타내며, 우측 y-축은 PCR-MRD (100 내지 <10-4) 를 나타내고, x-축은 처음 HSCT로부터의 날짜를 나타낸다. "0"일은 두번째 HSCT (항체 치료 후) 를 받은 날을 나타낸다; 실시예 4 참조.
도 4는 이중특이성 단일 사슬 항체 (CD19xCD3 bscab; 서열번호 1)를 사용한 치료 전 및 후의 모세포 수의 일시적인 변화를 나타낸다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 처리 10일째의 골수 분석은 상기 항체에 의해 골수 모세포의 완전한 제거 (MRD < 10-4) 가 일어났음을 보여준다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 치료의 마지막인 35일째에 수행된 다른 골수 분석은 골수에서 백혈병 모세포가 전혀 존재하지 않음 (MRD <10-4) 을 보여준다. 좌측y-축은 유세포분석기로 측정한 모세포수의 %를 나타내고, 우측 y-축은 현미경으로 측정한 모세포 수의 %를 나타내며, x-축은 HSCT로부터의 날짜를 나타낸다. 음수로 나타낸 날은 첫번째 HSCT로부터의 날짜, "0"일은 두번째 HSCT (항체 치료 후) 를 받은 날, 양수로 나타낸 날은 두번째 HSCT 받은 후의 날을 나타낸다.
도 5는 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 (CD19xCD3 bscab; 서열번호 1)의 치료에 따른 MRD 레벨의 감소를 나타낸다. 항체 치료에 따라, MRD 음성 상태가 달성되었다. 6/2009, 환자는 완전한 분자적 완화 상태인 MRD-음성이다. 좌측y-축은 FACS-MRD % 를 나타내고, 우측 y-축은 PCR-MRD (100 내지 <10-4) 를 나타내며, x-축은 HSCT로부터의 날짜를 나타낸다. 음수로 나타낸 날은 첫번째 HSCT로부터의 날짜, "0"일은 두번째 HSCT를 받은 날, 양수로 나타낸 날은 두번째 HSCT 받은 후의 날을 나타낸다.
본 발명의 발명자들은 B-전구체 급성 림프구성 백혈병 (ALL)을 갖고 비혈연간 일배수동종 공여자에게서 동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT) 후 화학적 난치 재발이 발생한 두명의 소아에게서 (이하 환자1, 환자2라 함) CD19xCD3 이중특이성 항체의 항-백혈병 효과를 보고한다.
CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료 전, 환자 1은 동종 HSCT 및 복합 화학요법으로 미리 치료되었다. 그러나, 이러한 일반적인 소아 ALL 치료법은 실패하였고, 따라서 환자는 여러 차례 질병이 재발하였으며, 따라서 매우 불량한 예후를 보였다. 계속적으로, 소아 ALL 환자는 5주간 계속하여 15 microgram/m2/24 hr 의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 주입을 처방받았다. 항체 치료 중, 환자는 이식편대-호스트 병 (GvHD) 없이 공여자-유래 CD8+ T-림프구의 증가를 보였다. 이러한 T-세포 증가는 환자의 백혈병 모세포의 빠른 제거와 관련이 있으며, 항체 치료 10일 후, 어떤 모세포도 환자의 골수에서 미세잔존질환 (MRD) 검출 레벨인 10000분의 1 세포 범위에서 검출되지 아니하였다. 환자는 항체 치료 내내 MRD-음성으로 유지되었다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체치료 2주 후 그의 일배수동종 모체로부터 2차 줄기세포를 이식받고, 그 후로부터 MRD-음성으로 유지되었다 (2009년 11월 현재).
15세 환자 2는 2001년 4월에 필라델피아 염색체-및 CD19-양성 B-전구체 ALL로 진단되었다. 화학요법 후, 그는 HLA-동일 형제자매로부터 2001년 10월 HSCT를 받았다. 2002년, 골수 재발이 진단되었고, 마티니브 (matinib) 및 화학요법의 처리로 재발이 완화되었다. 그는 그 후 2004년 10월 HLA-동일 비혈연 공여자로부터 두번째 HSCT 를 받았다. 2008년 3월, 두번째 재발이 진단되었고, 그는 이마티닙 (Imatinib) 에 대한 저항성으로 인해 저량의 화학요법 및 다사티닙 (Dasatinib) 으로 치료되었다. 클로파라빈 (Clofarabin) 및 시토신/아라비노시드 (Cytosin/Arabinosid)을 사용한 추가적인 화학요법 후, 환자는 분자적으로 회복되었고, 이식 후 다사티닙 (Dasatinib) 으로 치료하며 6중 3 HLA-형질-불일치 일배수동종 부계로부터 세번째 동종 HSCT를 받았다. 위장 출혈 및 심근증 확장으로 인해, 다사티닙 (Dasatinib) 처리는 이식 5달 후 중지되었다. 2009년 4월, 복합 중앙 신경 시스템 (CNS) 재발이 CNS에 CNA7x109/L 모세포 및 골수에 3% 모세포로 진단되었다. 환자는 경막내 화학요법인 닐로티닙 (Nilotinib)으로 처리되었고, CNS는 18 Gy로 간헐조사되었다. 이러한 치료 3달 후, CNS에는 모세포가 존재하지 아니하였지만, 환자의 골수는 1.1 x10-3수준으로 MRD-양성으로 나타났다. 말초 혈액의 키메라 분석 (Chimerism analysis) 은 그의 일배수동종 부계로부터의 공여자-유래 조혈작용이 완료되었음을 나타내었다.
환자는 그후 어떤 부작용 없이 단독 제제인 이중특이성 단일 사슬 항체 (blinatumomab)가 15 ㎍/m2/day, 4주간 주입 처방되었다. 치료 완료 후 골수흡입은 골수의 MRD가 <1x10-4 이하로 검출되지 않음으로써, 완벽한 치료를 보였다. 환자 1, 환자 2는 이중특이성 단일 사슬 항체 (blinatumomab) 치료 중 또는 치료 후 어떤 GvHD 징후를 보이지 않았다. 그들은 현재 양호하며, 학교에 출석하고 있다.
상기 데이터는 이중특이성 항체 연관 T-세포가 재발된 및 동종 HSCT후 치료-난치성 B-전구체 ALL을 갖는 소아 환자에 있어, GvHD 없이 강력한 이식편대-백혈병 (GvL) 효과를 가져옴을 시사한다. 이에 따라, 이하 기술되는 소아 환자의 치료법은 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조가 이식편대-백혈병 (GvL) 효과를 가져온다는 점에 기초한다. 또한, 상기 치료법은 소아 환자에게 효과가 좋다. 이러한 견지에서, 본 발명의 수단 및 방법은 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL)의 현저히 개선된 치료 방법을 제공하고, 특히 화학요법 및/또는 동종HSCT 를 포함하는 일반적인 소아 ALL치료에 난치성을 보이는 소아 ALL환자의 치료에 적합하다. 이에 따라, 본 발명의 한 구체예에 따르면, 이중특이성 단일 사슬 구조 (anti CD19xCD3) 와 연관된 본 발명T-세포는 (동종) 조혈 줄기세포 이식 (HSCT) 을 받아왔던 소아 환자에 적용될 수 있다. 본 발명에 기술되는 바와 같이, 비혈연 또는 일배수동종 공여자로부터의 HSCT 후 ALL이 재발된 소아 환자 및/또는 화학요법에 난치성을 보이는 소아 환자일지라도 본 발명에 기술된 수단 및 방법을 통해 성공적으로 치유될 수 있다. 본 발명에 기술된 실험에 참여한 환자는 본 발명에 개시된 약학 조성물의 도입으로 인해 인상적인 항-백혈병 반응을 보였고, 어떠한 GvHD (graft-versus -host disease) 징후 없이 MRD 음성을 나타냈다. ALL 소아의 생존률이 지난 10년간 급격하게 증가했음에도 불구하고, ALL의 재발률은 아직도 치료 실패의 중요한 원인이다. 2번째 재발한 환자에 있어서, 동종 HSCT만이 현재까지 치료 가능한 접근 방법이다. HSCT 의 중요한 항-백혈병 반응 중 하나는 GvL 효과 유도이다. 불행하게도, GvL의 발생은 종종 GvHD와 연관되어 있는데, 이는 아직 HSCT 후 질병률 및 사망률의 중요한 요인이다. 그러므로, GvHD 없이 GvL을 유도하는 것이 집중 연구의 주제이다. GvL 효과를 유도하기 위한 한가지 접근방법은 이식 후 공여자 림프구 주입(DLI, donor lymphocyte 투입s)이고, 이는 HSCT 후 재발된 ALL의 치료를 위해 우선적으로 사용된다. DLI가 CML의 치료에 매우 효과적이지만 (Kolb, Blood 76 (1990), 2462), 이는 재발된 ALL의 이식 후 치료에 있어 덜 효과적이고 (Loren, BMT 41 (2008), 483) 종종 GvHD를 일으킨다.
본 발명의 약학적이고 의학적인 방법 및 수단은 GvHD 없이 GvL을 유도하는 신규한 접근방법을 제공한다. 이러한 접근방법은 HSCT 후 환자의 CD19+ ALL 모세포에 대항하는 T-세포를 유발하는 낮은 용량의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 연관 T-세포를 사용하는 공여자-유래 림프구의 in vivo 활성화이다. 상기 항체는 자가 환경에서 인상적인 항-림프종 효과를 보이며, 항-백혈병 활성을 보이나, HSCT 후 소아 ALL 재발의 경우에 있어서는 테스트 된 적이 없다. 이하 실시예에 기술된 두 소아 환자는 비혈연간 또는 일배수동종 공여자로부터의 HSCT 후 ALL 재발이 있었으며, 화학요법에 난치성을 보였다. 환자들은 치료 개시 후 인상적인 항-백혈병 반응을 보였으며, GvHD 의 어떠한 징후 없이 MRD 음성이 되었다. 이러한 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 면역학적 반응은 펩타이드 항원 표출에 무관하고, 이는 in vivo 공여자-유래 T-세포 대량 증식에도 불구하고, GvHD가 유도되지 않는 이유일 것이다. 낮은 용량의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체는 환자에게서 ALL 모세포를 MRD 검출 레벨을 넘어 제거시키는데 충분하다. 그러므로, 이러한 항체 반응 모드와 관련된 T-세포는 보다 높은 용량을 필요로 하고, T-세포의 Fc수용체 결핍으로 항체 분자의 Fc 부위를 통해 T-세포와 연결될 수 없는 일반적인 항체와 매우 다르다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용하면, 매우 효과적인 이펙터(effector) 또는 T-세포가 GvHD 로 인한 동종 면역 반응 없이 ALL-모세포에 대해 세포독성을 가지게 된다. 발명자들은 환자 1에서 일배수동종 공여자로부터의 이차 동종 HSCT 을 수행하기로 결정하였고, 그 후 환자는 MRD 음성으로 되었다. 현재까지 (November 2009), 이 환자는 아직 MRD 음성이다.
이식 후 ALL재발한 화학요법 난치성을 가진 상기 두 환자에 대한 초기 임상 실험으로부터, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체는 GvHD 없이 완전한 증세 호전을 유도한다는 결론을 낼 수 있다. 그러므로, 이식 전 백혈병의 면역학적 반응 감소 및 이식 후 재발의 치료를 위한 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료는 발달된 ALL을 가지는 소아 환자를 위한 새로운 치료법상의 기회를 제공한다.
본 발명의 방법은 아래의 중요한 이점들을 제공한다:
1. 아래의 실시예에 기술된 바와 같이, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 투여는 재발된 및/또는 난치성인 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL)의 치료에 사용될 수 있다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체는 동종줄기세포 이식이 비적합한 소화 환자에게 일반적인 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 치료 (예를 들면 화학요법)를 대체할 수 있을 뿐 만 아니라, 소아 ALL 환자가 상기 이식에 적합한 MRD 음성 상태가 되도록 전환시키는 용도로 사용될 수 있다. 본 발명의 이러한 측면은 MRD-음성 환자가 MRD-양성 환자보다 이식 후 낮은 재발율을 보인다는 점에서 중요하다. 가장 최상의 시나리오에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용하는 소아 ALL 치료는 화학요법 및/또는 HSCT를 능가한다.
2. 형태학적 질병 또는 지속적으로 >10-4의 백혈병성 모세포의 MRD 레벨을 갖는 환자는 재발 위험성이 매우 높고, 매우 불량한 결과를 보임이 알려져 왔다. (Bader et al., J Clin Oncol. 27 (2009), p. 377-84). CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체로 치료된 소아는 치료 개시 후 인상적인 항-백혈병 반응을 보였고, 어떠한 GvHD (graft-versus -host disease) 징후 없이 치료 중 MRD 음성이 되었다. 그러므로 본 발명의 제약학적 방법 및 수단은 소아 ALL에 있어서 MRD 의 개선 또는 제거를 위한 치료적인 접근 방법을 제공하며, 이를 통해 환자의 재발 위험도를 감소시키거나 또는 심지어 소멸시킨다. 동종 HSCT의 치료 잠재능은 이식 전의 MRD 레벨에 의존한다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료는 상기 고 위험군 소아 환자를 MRD-음성 상태로 전환시키기 위해 사용될 수 있다. 이에 따라, 난치성 소아 ALL의 MRD 는 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 초기에 처리함으로써 치료될 수 있다.
3. 본 발명의 약학적 방법 및 수단은 강한 항-백혈병 효과를 보여줄 뿐만 아니라, 화학요법 및/또는 동종 HSCT를 포함하는 일반적인 ALL 치료보다 독성이 적고 및 부작용이 적다. 현재까지 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 치료 후 장기 부작용이 관측된 바 없다. 반면, 일반적인 소아 ALL 치료법은 매우 공격적이고, 따라서 소아 환자에게 심각한 건강상의 위험과 관련되어 있다. 또한, 유년기에 일반적인 ALL치료를 받은 후의 만발효과 (late effect) 가 보고된 바 있다 (see e.g. Hudson MM, Late complications after leukemia therapy. In: Childhood Leukemias, C-H Pui ed. Cambridge: Cambridge University Press; 2006, p. 750-773; Schmoll, Hoffken, Possinger: Kompendium Internistische Onkologie, S. 2660 ff.; 4. Auflage, Springer Medizin Verlag Heidelberg; http://www.cancer.gov/cancertopics/pdq/treatment/lateeffects/HealthProfessional). 사실, 일반적인 소아 ALL 치료는 어른 ALL을 위한 치료 접근방식보다 더 공격적인 치료 계획을 사용한다. 그러나, 약 25%의 소아 ALL 재발률이 입증하듯이, 이러한 공격적인 치료도 모든 환자를 완벽하게 치료하기에 부족하다. 이러한 견지에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용하는 난치성 및/또는 재발된 소아 ALL환자의 치료가 상기 환자를 음성 상태로 전환시켜 이러한 고위험군 환자에게 새로운 치료 기회일 수 있다는 점은 매우 놀라운 점이다. 이러한 결과는 화학요법 및/또는 HSCT와 같은 일반적인 소아 ALL 치료에서 얻을 수 없는 결과이다.
4. 예를 들어, Ph+ ALL (bcr/abl) 소아 환자는 ALL 아종 (아래 참조) 을 가진 모든 환자 중에서 매우 높은 재발률을 가진다. 동종 HSCT가 현재 Ph+ ALL의 선택가능한 치료법이라고 여겨지고 있음에도 불구하고, 약 3분의 1의 이식 환자가 재발한다. 또한, 이하 상술하는 바와 같이, ALL 유아 (<12 달) 환자는MLL (t(4;11)) 유전자 재배열로 인한 매우 불량한 예후와 함께 일반적인 또는 표준화된 ALL 치료 실패에 대한 위험성이 매우 높다. 이하의 환자 2에서 보여진 결과 및 상기 언급된 성인(비이식) ALL 환자 대상으로 진행중인 임상 시험에서 얻어진 데이터는 Ph+ ALL (bcr/abl) 및 MLL 유전자 재배열이 있는 ALL 환자라도 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 투여로 성공적으로 치료될 수 있음을 보여준다. 그러므로 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 투여는 소아 Ph+ ALL 또는 t(4;11) 유전자 재배열 ALL, 특히 미세잔존질환(MRD)가 있는 소아 ALL에게 새로운 치료 접근방법을 제공한다. 미세잔존질환 (MRD) 에 대한 구체적인 사항은 PCR 또는 FACS 분석에 규정되어 있다.
5. 세포독성 활성으로 인해서, 낮은 용량의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 만으로도 소아 ALL의 치료에 효과적이고, 이를 통해 골수에서도 백혈병 세포의 제거가 가능하다.
6. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료는 일반적인 소아 ALL 치료에 비해 기간이 짧다. 일반적인 소아 ALL 화학요법은 일반적으로 2 내지 3년이 걸리는 반면, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용하는 경우 이하의 실시예에서 매우 빠른 반응이 소아 환자에게서 관측되었다. 게다가 반응은 오래 지속되었다: 환자 1은 이식 후 12달 넘게 MRD-음성상태를 유지하였다 (아래 실시예 참조).
7. 재발된 소아 ALL 환자는 종종 화학 난치성 질병을 가지고, 이러한 환자들은 화학요법과 관련된 독성에 매우 취약하다. 이러한 환자들을 위해, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료는 처음으로 상기 환자들의 질병 완화를 위한 비-화학요법 및 독성이 적은 전략을 제공한다.
8. 성인 ALL 환자를 대상으로 진행되고 있는 상술된 임상 시험에서 볼 수 있는 바와 같이, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 이용한 치료는 비-이식된 MRD-양성 성인 CD19+ ALL 환자에게서 화학적 난치성 백혈병 세포를 제거한다. 이러한 환자들에서, 관련된 세포독성 T-세포는 환자-유래이고, 현재까지 관련 T-세포가 공여자-유래라는 가정에서 동종 이식 후 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용하는 것에 관한 데이터가 없다. 여기서, 본 발명의 발명자들은 동종 HSCT 후 CD19+ALL 가 재발한 화학적 난치성을 가진 두 소아 환자에 있어서, 공여자-유래 T-세포와 관련된 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체가 GvHD 없이 Gv L 효과를 강하게 유도한다는 것을 최초로 보고한다.
요약하자면, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료는 신규하고 진보한 소아 ALL, 특히 난치 및/ 또는 재발된 소아 ALL을 위한 치료법을 제공한다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 바람직한 실시예에서, 소아 또는 유년기 급성 림프구성 백혈병 (ALL)은 소아 B-리니지(lineage) ALL이고, 바람직하게는 소아 B-전구 급성 림프구성 백혈병 ALL이며, 보다 바람직하게는 소아 pro-B ALL, pre-B ALL, 또는 일반 (common) ALL (cALL) 이다. 보다 더 바람직한 소아 B-전구 ALL은 일반(common) ALL (cALL) 이다.
소아 또는 유년기 ALL 사례 (>85%) 의 가장 대표적인 것은 B 전구 세포 표현형이다 (Schultz et al., Blood 109 (2007): 926-935). 본 발명에서 기술되는 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체는 B 세포-관련 마커 CD19에 대항하고, 상기 항체는 특히 소아 B-리니지(lineage) 급성 림프구성 백혈병, 보다 바람직하게는 소아 B-전구체 ALL치료제로 적합하다. 소아 B-전구체 ALL은 소아 pro-B ALL, pre-B ALL 및 일반(common) ALL (cALL) 로 분리될 수 있다 (e.g. Behm F.G., Immunophenotyping. In: Childhood Leukemias, C-H Pui ed. Cambridge: Cambridge University Press; 2006, p. 150-209). 소아 B-전구 급성 림프구성 백혈병 및 다른 유형의 소아 B (세포) 리니지(lineage) ALL을 포함하는 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 및 이들의 치료방법은 이하의 문헌에서 다뤄진 바 있다 (Pui CH, Clin Adv Hematol Oncol. 4 (2006): 884-6; Pui CH, Evans WE, N Engl J Med 354 (2006): 166-178; Pui CH et al., Lancet 371 (2008): 1030-1043; Pui CH, Jeha S, Nat Rev Drug Discov 6 (2007): 149-165). 소아 ALL에 대한 추가적인 정보는 http://www.cancer.gov or http://www. leukemia - lymphoma . org 에서 볼 수 있다.
역사적인 관점에서, 1993년, 소아 암 그룹(Pediatric Oncology Group, POG) 및 어린이 암 그룹 (Children's Cancer Group, CCG) 가 국제 암 협회 (National Cancer Institute) 로부터 지원받는 국제 컨퍼런스에서 일반적인 위험도 판단기준이 마련되었다 (Smith M, et al., J Clin Oncol 14 (1996), 18-24). NCI 판단기준은 국제적 인증 및 재현력을 갖는 인자 (나이, 최초 백혈구 수(WBC), 진단시 골수외조혈병 존재) 를 기초로 한다. 보다 정밀한 치료를 위해, POG 및 CCG 모두 환자 결과에 영향을 주는 걸로 밝혀져 온 추가 위험 인자를 사용한다 (e.g. 배수성, 블라스트 핵형, 초기 형태학적 반응). 2000년, CCG 및 POG는 소아 암 그룹 (Children's Oncology Group, COG)을 설립하였다. 이러한 합병은 새로운 분류 시스템 및 치료 알고리즘을 구축하기 위해 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 의 무사고생존률 (event-free survival, EFS)을 예측할 수 있는 임상, 생물학적, 및 초기 반응 데이터를 제공한다. 새롭게 B-전구 ALL을 진단받은 11,770명의 소아 (1세부터 21.99세까지)가 CCG (1988년 12월부터 1995년 8월까지, n= 4986) 및 POG (1986년 1월부터 1999년 11월까지, n = 6793) 에 의해 등록되었고, 연구는 정보적인 세포 유전학적 데이터를 이용하여 소급하여 6238환자 (CCG, 1182; POG, 5056) 를 분석하였다 (Schultz et al. Blood 109 (2007): 926-935). 네개의 위험 그룹이 매우 높은 위험 (VHR; 5-년 EFS, 45% 또는 이하), 낮은 위험 (5-년 EFS, 적어도 85%), 및 표준 및 높은 위험 (각각 National Cancer Institute [NCI] 위험 그룹에 있다)으로 규정되었다. VHR 판단 기준은 고도의 저배수군 (44 염색체 미만), t(9;22) 및/또는 BCR/ABL, 및 유도 실패를 포함한다. 낮은 위험 환자는 t(12;21) (TEL/AML1) 또는 염색체 4, 10 및 17의 동시적 삼염색체성과 함께 NCI 표준 위험이다. 치료의 차이에도 불구하고, CCG 및 POG 분석간에 연관성이 존재하였다. COG 위험 분류 설계는 COG 시험에서 나이, 백혈구 세포 (WBC) 수, 세포 유전학, 14일 골수 반응 및 유세포분석을 통한 말기 유도 미세잔존질환 (MRD) 에 기초하여 B-전구체 ALL을 낮은- (27%), 표준- (32%), 높은- (37%), 및 매우 높은 (4%) 위험 그룹으로 나누는 용도로 사용된다.
최근, 위험-기초 치료 연구는 유년기 또는 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 에 최적화되어 있다. 이러한 접근방법은 종래 좋은 결과를 보였던 소아는 적정 치료를 받고, 강도 높은 독성 치료는 받지 않도록 하는 반면, 종래 장기 생존률이 낮았던 소아는 보다 강한 치료를 받아 치료의 확률을 높이도록 한다. 좀더 나이가 많은 소아 또는 청소년 (=10 세) 및 유아 (<12 달) 는 진단 시점에 1 내지 9세였던 소아보다 결과가 조금 덜 유리하게 나타났으며, 좀더 공격적인 치료는 일반적으로 이러한 환자들에게 이루어졌다 (Nachman J, Br J Haematol 130 (2005): 166-73). CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료는 이러한 화학요법 및/또는 HSCT와 같은 일반적인 ALL 치료법의 결과가 덜 유리하게 나오는 소아 환자, 즉 10세 이상의 소아 및 청소년 및 유아(<12달)에게 덜 독성이고, 진보한 치료법을 제공한다.
성공적인 소아 ALL의 치료는 골수외 병 (extramedullary disease), 특히 중앙 신경 시스템 (CNS) 의 예방 또는 치료와 함께 전신병 (e.g., 골수, 간 및 비장, 림프절) 의 조절이 필요하다. 오직 3%의 환자만이 진단 시점에서 일반적인 기준(림프 아세포 존재 하 =5 WBC/마이크로리터)으로 검출 가능한 CNS 연관을 가진다. 특정 치료는 CNS를 타겟으로 하는 것임에도 불구하고, 50% 내지 70% 또는 그 이상의 소아가 결국 명백한 CNS 백혈병에 걸린다. 그러므로, 현재 모든 ALL 소아가 일정 유형의 CNS예방법과 함께 전신 복합 화학요법을 받는 것이 추천된다. 현재, 대부분의 그룹이 진단시 (>5 WBC/㎕ 모세포 존재 하; CNS3), 기록된CNS 백혈병 환자를 치료하고 있는데, 이들은 진단시 이러한 T-세포 표현형 및 높은 백혈구수를 갖고, 척추 강내 치료 및 계속적인 두개 조사를 받는다. 이에 따라, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료는 바람직하게는 척추 강내 치료 및/또는 두개 조사와 같은 CNS 예방법과 같이 수행된다.
소아 ALL을 위한 일반적인 또는 표준 치료는 기(stage) 별로 나뉜다: 완화 유도, 강화 또는 증대, 및 유지(또는 계속) 치료. CNS 보호 치료가 일반적으로 각 기마다 제공된다. 치료의 강화기는 완화 유도기 후에 모든 환자에게 사용된다. 유도 치료 및 후-유도 치료의 강도는 위험-기반 치료 연구 및 조기 반응 분석 유형에 의한 임상 및 생물학적 예후 인자에 의해 결정된다. 상기 분석은 7일 및/또는 14일 골수 모세포 분율, 8일 말초 혈액 모세포 수 및 유도 후 또는 유도 중 골수 및/또는 말초 혈액의 미세잔존질환 여부를 포함한다 (Pui CH, Evans WE, N Engl J Med 354 (2006): 166-78). 소아 ALL 치료 기간은 2 내지 3년이다. 반면, 이하의 실시예에서 확인할 수 있는 바와 같이, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 치료에 대한 매우 빠른 반응이 소아 환자에서 관측된다. 또한 환자 1은 현재 (2009년, 11월) 까지 MRD 음성이고, 이는 장기간 치료가 얻어질 수 있음을 시사한다.
최근의 표준 또는 일반적인 치료를 받은 불량한 예후를 가진 환자의 소집단은 다른 치료법을 필요로 할 수 있다. 예를 들면, ALL을 가진 유아는 치료 실패에 대한 고 위험성을 가지고, MLL 유전자 재배열 가장 불량한 예후를 보인다 (Rubnitz JE, et al.: Blood 84 (1994): 570-3; Biondi A, et al., Blood 96 (2000): 24-33; Pui CH, et al., Lancet 359 (2002): 1909-15;　Silverman LB, et al.: Cancer 80 (1997): 2285-95). 이러한 소아는 일반적으로 유아를 위해 최적화된 투약 방식으로 치료된다 (Silverman, et al., (1997), loc. cit., Chessells JM, et al., J Haematol 117 (2002): 306-14;　Reaman GH, et al., J Clin Oncol 17 (1999): 445-55; Pieters R, et al., Lancet 370 (2007): 240-50). 현재 유아를 위한 투약 방식은 강화된 치료 방법을 사용하고, 이전의 덜 강화된 접근 방법과 비교할 때 증진된 질병 조절 효과를 제공할 수 있으나, 장기 결과 및 독성은 아직 알려져 있지 않다 (Reaman (1999), loc. cit.; Pieters (2007), loc. cit.; Kosaka Y, et al., Blood 104 (2004): 3527-34; Hilden JM, et al., Blood 108 (2006): 441-51). 이러한 ALL 소아 (1세 이상) 는 현재 치료법으로는 50% 이하의 장기 완화 가능성을 보일 수 있다 (e.g., t[9;22] 필라델피아 염색체-양성 ALL, 저이배체 환자 및 초기 유도 실패 환자). 이러한 환자들에게, 사람 백혈구 항체(HLA, human leukocyte antigen)-일치 형제자매로부터의 동종골수 이식은 첫번째 완화기로 인식된다. (Snyder DS, et al., Leukemia 13 (1999): 2053-8; Arico M, et al., N Engl J Med 342 (2000): 998-1006; Schrauder A, et al., J Clin Oncol 24 (2006): 5742-9). 그러나, HLA-일치 형제자매 공여자 이식은 백혈구 수, 성별, 및 나이를 통해 고-위험군으로 분리된 환자에게 효과가 있는지가 증명된 바 없다.
골수억제 및 일반적인 면역억제가 백혈병 및 화학요법을 수반한 백혈병의 치료에 수반된다고 예상되기 때문에, 환자는 일반적인 소아 ALL 치료 동안 매우 철저히 모니터링 되어야 한다. 백혈병 치료의 모든 단계동안 혈액 공급, 감염 치료 및 다른 합병증을 위한 충분한 제반시설이 즉시 사용 가능해야 한다. 치료-관련 복합증에 의해 약 1%의 환자가 유도 치료 중 죽고, 다른 1 내지 3%의 환자가 첫번째 완화기에 죽는다 (Christensen MS, et al., Br J Haematol 131 (2005): 50-8).
CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료는 소아 ALL, 특히 난치성 및/또는 재발된 소아 ALL을 위한 선택적이고 덜 독성인 치료법을 제공한다. 상기 치료법은 치료 실패, 독성 및 장기 부작용과 같은 일반적인 유년기 치료법의 단점을 극복한다. 그러므로 이는 건강-위험상 화학요법 및/또는 동종 HSCT와 선택적으로 사용할 수 있는 매우 효과적이면서, 독성이 적은 대안이다.
이에 따라, 본 발명의 약학적 방법 및 수단의 다른 구체예에서, 상기 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 은 난치성 및/또는 재발된 ALL이다.
상기 소아 ALL은 화학요법 또는 동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT) 또는 화학요법 및 동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT) 에 난치성일 수 있다. 상기 ALL은 재발된 또는 화학요법 및/또는 동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT)을 포함하는 일반적인 ALL 치료에 난치성인 재발된 ALL일 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위에서 ALL은 새롭게 진단된 ALL일 수 있다. 이러한 가정에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 통한 치료는 첫번째(프론트라인) 치료, 단독 또는 HSCT와 함께 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "난치성 소아 ALL"은 화학요법 및/또는 HSCT와 같은 소아 ALL의 일반적인 또는 표준 ALL 치료에 대한 저항성을 의미한다. 최근, 소아 ALL의 재발률은 약 25% 이다. 다시 말하면, 일반적인, 또는 표준 소아 ALL 치료는 모든 소아 환자를 완벽하게 치료하지 못한다.
본 발명에서 사용되는 용어 "재발된 소아 ALL"은 소아 환자가 질병이 완화된 후 ALL 질병의 징후 및 증상이 돌아온 것을 의미한다. 예를 들면, 일반적인 화학요법 및/또는 HSCT를 사용한 ALL 치료 후, 소아 ALL 환자는 ALL의 징후 및 증상 없이 완화될 수 있고, 이 상태로 몇 년 지속 후, 재발되고, ALL 치료가 한번 더 필요하게 된다.
재발된 소아 ALL 환자는 종종 화학적 난치병을 가질 수 있다. 이러한 환자들은 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료로 극복할 수 있는 화학요법-관련 독성에 매우 취약하다.
본 발명에 사용되는 용어 "표준 치료" 또는 "일반적인 치료"는 화학요법 및/또는 HSCT사용하는 ALL 치료법을 의미한다. 소아 B-전구 급성 림프구성 백혈병 및 다른 유형의 소아 B (세포) 리니지(lineage) ALL, 및 이들의 치료법은 이하의 문헌에서 다뤄진 바 있다 (e.g. in Pui CH, Clin Adv Hematol Oncol. 4 (2006): 884-6; Pui CH, Evans WE, N Engl J Med 354 (2006): 166-178; Pui CH et al., Lancet 371 (2008): 1030-1043; Pui CH, Jeha S, Nat Rev Drug Discov 6 (2007): 149-165); Henze G, von Stackelberg A, Relapsed acute lymphoblastic leukemia. In: Childhood Leukemias, C-H Pui ed. Cambridge: Cambridge University Press; 2006, p. 473-486). 소아 ALL에 대한 추가적인 정보는 http://www.cancer.gov or http://www. leukemia - lymphoma . org 에서 볼 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "이중특이성 단일 사슬 항체" 또는 "단일 사슬 이중특이성 항체" 또는 본 발명에 따른 연관된 용어는 전체 면역글로불린에 존재하는 불변 및/또는 Fc 영역 없이, 적어도 두개의 항체 가변 영역 (variable region)을 결합하여 제작된 하나의 폴리펩타이드 사슬 구조를 의미한다. 상기 이중특이성 단일 사슬 항체는 모노머로 기능적인, 즉, 세포독성 활성이 있으며, 그러므로 명백하게 다이머, 또는 멀티머로서 기능을 가지는 diabody(단일-사슬 가변 단편), 또는 tandab 으로부터 구별된다. 본 발명의 "링커"는 같은 활성의 V 도메인을 연결하고, "스페이서"는 다른 활성의 V 도메인을 연결한다. 예를 들면, 이중특이성 단일 사슬 항체는 서로 짧은(일반적으로 아미노산 10개 미만) 합성 폴리펩타이드 스페이서로 연결된 각각 다른 항체와 결합하는 활성을 가진 총 두개의 항체 가변영역, 예를들면 두 VH 구역을 갖도록 제작될 수 있고, 사이에 스페이서를 둔 상기 두 항체 가변영역은 근접한 폴리펩타이드 단일 사슬로서 존재한다. 이중특이성 단일 사슬 항체의 다른 예는 세개의 항체 가변영역을 가진 단일 폴리펩타이드 사슬일 수 있다. 여기서, 두 항체 가변영역은, 예를들면 하나의 VH 및 하나의 VL은, scFv를 형성할 수 있고, 여기서 두개의 항체 가변영역은 서로 합성 폴리펩타이드 링커로 연결되는데, 이는 최대한의 단백질분해효소 저항성을 유지하면서 최소한의 면역성을 갖도록 종종 유전공학적으로 조작된다. 상기 scFv는 특이 항체에 특이적으로 결합할 수 있고, 이는 다른 항체 가변영역, 예를들면 scFv에 의해 결합되는 항체가 아닌 다른 항체와 결합할 수 있는 VH영역과 연결된다. 이중특이성 단일 사슬 항체의 다른 예는 네개의 항체 가변영역을 가진 단일 폴리펩타이드 사슬일 수 있다. 여기서, 처음 두 항체 가변영역, 예를들면 VH영역 및 VL영역은, 하나의 항체에 결합하는 하나의 scFv를 형성할 수 있고, 두 번째 VH영역 및 VL 영역은 다른 항체에 결합하는 두번째 scFv를 형성할 수 있다. 근접한 폴리펩타이드 단일 사슬에서, 하나의 활성의 각각의 항체 가변영역은 상기 언급된 합성 폴리펩타이드 링커로 적합하게 분리될 수 있고, 각각의 scFv는 상기 언급된 짧은 폴리펩타이드 스페이서로 적합하게 분리될 수 있다. 이중특이성 단일 사슬 항체의 제한되지 않는 예와 이를 제조하는 방법은 아래 문헌에서 볼 수 있다: WO 2007/068354, Mack, J. Immunol. (1997), 158, 3965-70; Mack, PNAS, (1995), 92, 7021-5; Kufer, Cancer Immunol. Immunother., (1997), 45, 193-7; Loffler, Blood, (2000), 95, 6, 2098-103; Bruhl, J. Immunol., (2001), 166, 2420-2426.
본 발명의 "CD3"는 T세포, 바람직하게는 인간 T-세포에서 발현되는 다분자 T세포 수용체 복합체의 일부로서의 항원을 의미하며, 이는 다섯개의 다른 사슬로 구성되어 있다: CD3-엡실론, CD3-감마, CD3-델타, CD3-에타 및 CD3 제타. T세포에서의 CD3 클러스터, 예를들면 항-CD3 항체는 항체의 결합과 유사하지만 T세포 서브셋의 클로날 활성화와는 독립적으로 T세포를 활성화시킨다. 그러므로 본 발명의 용어 "CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체"는 인간 T세포의 인간 CD3 복합체에 결합할 수 있으며, 목적 세포의 제거/용해를 유도할 수 있는 CD3 특이 구조와 관련되며, 상기 목적 세포는 이중특이성 단일 사슬 항체의 다른 비-CD3-결합 부위와 결합된 항체를 운반/표시 한다. CD3-특이 바인더를 통한 CD3 복합체에의 결합은(예를들면, 본 발명의 약학적 수단 및 방법에 따라 투여된 이중특이성 단일 사슬 항체) 당업계에 일반적으로 알려진 바와 같이 T세포를 활성화시킨다 (WO 99/54440 또는 WO 2007/068354 참조). 이에 따라, 본 발명의 약학적 수단 및 방법에 적합한 구조체는 in vivo 및/또는 in vitro에서 목적 세포의 제거/용해에 최적화되어 있다. 이에 따른 목적 세포는 CD19와 같은 암 항원을 표현하는 세포를 포함하고, 상기 CD19는 상기 언급된 구조체의 두번째 특이부 (즉, 이중특이성 단일 사슬 항체의 비-CD3 결합 부위) 에 의해 인식된다. 바람직하게는, 두번째 특이부는 인간 CD19에 대한 것일 수 있고, 이는 WO 99/54440, WO 2004/106381 또는 WO 2007/068354에 기술되어 있다. 상기 구체예에 따르면, 이중특이성 단일 사슬 항체 각각의 항원-특이부위는 항체 VH 지역, 및 항체 VL 지역을 포함한다. 이러한 이중특이성 단일사슬 항체의 바람직한 가변 부위는 N말단부터 C말단까지는 다음과 같다:
VL(CD19)-VH(CD19)-VH(CD3)-VL(CD3).
본 발명에 있어서, 용어 "특이 결합" 또는 "특이성"과 같이 이와 관련된 용어는 우선적으로 두 척도에 의해 규정된다고 이해되어야 한다. 두 척도는 질적 척도 (결합 에피토프, 또는 항체 결합부위) 및 양적 척도 (결합 강도, 또는 얼마나 항체가 강하게 결합하는지) 이다. 항체에 의해 결합되는 에피토프는 FACS 방법론, ELISA, 펩타이드-스팟 에피토프 매핑 또는 질량 분석기(mass spectroscopy)를 통해 주로 결정될 수 있다. 항체가 특이 에피토프에 결합하는 강도는 Biacore 및/또는 ELISA 방법론으로 주로 측정될 수 있다. 상기 방법들을 복합하여 사용하면 결합 특이성을 대표하는 측정법으로 신호 대 잡음비를 계산할 수 있다. 상기 신호 대 잡음비에서, 신호는 항체가 대응 에피토프에 결합하는 강도를 나타내고, 잡음은 항체가 다른, 대응 에피토프가 아닌 비-연관 에피토프에 결합하는 강도를 나타낸다. 신호 대 잡음비는, Biacore, ELISA 또는 FACS에 의해 측정된 값이 예를 들어 적어도 50이나, 바람직하게는 대응 에피토프 당 80이며, 이는 특정 조건에서 대응 에피토프에 결합하는 항체를 나타내는 것으로 측정될 수 있고, 이는 즉 "특정 바인더"이다. 용어 "~에 결합/~간 상호작용"은 또한 두개 또는 이상의 인간 타겟 분자 또는 이들의 부분 지역으로 구성된 입체적인 에피토프, 구조적인 에피토프 또는 불연속적인 에피토프와 연관된다. 입체적인 에피토프는 두개 또는 그 이상의 1차 서열로 분리된 별개의 아미노산 서열로 규정되고, 이는 폴리펩타이드가 생단백질로 폴딩될 때, 분자 표면에서 합쳐진다 (Sela, (1969) Science 166, 1365 and Laver, (1990) Cell 61, 553-6). 용어 "불연속적인 에피토프"는 폴리펩타이드 사슬의 다른 부위에 위치하는 잔기들이 조립되어 제작된 비-선형 에피토프를 의미한다. 이러한 잔기들은 폴리펩타이드 사슬이 입체적인/구조적인 에피토프를 구성하기 위해 삼차원적인 구조로 폴딩될 때 분자 표면에서 합쳐진다.
본 발명의 용어 "치료"는 의학 절차 또는 적용의 가장 넓은 관점에서 볼 때, 질병의 완화이다. 본 사안에서, 본 발명에서 기술된 (소아 ALL 환자의 투여를 위해 제조된) CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 투여는 소아 ALL 질병의 치료, 개선 또는 제거를 위한 것이다.
본 발명의 용어 "개선"은 향상과 같은 의미이다. 만일 소아 ALL 환자의 상태가 개선되면, 환자는 명백하게 더 나아진- 이는 환자의 임상 상태가 향상된 것이다. 예를 들면, ALL 질병의 안정화가 이루어졌다면, 즉 ALL 질병이 더 이상 진행되지 않는다면, ALL 환자의 상태에 향상이 있을 수 있다. 이러한 병의 상태는 또한 안정한 질병이라 표현될 수 있다. 개선은 소아 ALL 환자의 MRD 상태 향상을 가져올 수 있다. 예를 들면, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료 전, 104 골수 세포 당 100개의 백혈병 세포가 소아 ALL환자에서 검출가능하다. 본 발명의 실시예에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 치료로 인해, 백혈병 세포의 수는 104 골수 세포 당 10 또는 이보다 적은 수 (하나 미만) 로 존재한다.
본 발명의 "제거"는 소아 ALL 환자 신체에서 백혈병 세포의 제거를 의미한다. 아래 실시예에 나타난 바와 같이, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 투여는 MRD-양성 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 환자를 MRD-음성 상태, 즉 어떤 MRD도 검출되지 않는(<10-4, 즉, 104 골수 세포 당 1 백혈병 세포 미만으로 검출) 상태로 전환시킨다. 이러한 경우, 완벽한 분자적 완화가 달성된다.
본 발명의 "투여"는 치료상 효과있는 용량의 전술한 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 (바람직하게는 서열번호 1)의 개개인, 즉 인간 소아 환자에의 투여를 의미한다. "치료상 효과있는 양" 이란 투여 대상에게 효과를 낼 수 있는 양, 즉 급성 림프구성 백혈병 세포를 죽일 수 있는 충분한 양을 의미한다. 바람직하게는, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 투여 용량은 소아 환자의 신체에서 모든 급성 백혈병 세포를 제거하며, 환자는 본 발명에 정의된 바와 같이 MRD-음성 ALL 상태가 된다. 정확한 용량은 치료의 목적에 따라 다르며, 당업계에서 일반적인 지식을 가진 자가 적절한 용량으로 사용할 수 있다. 주치 내과의사 및 임상 요소가 복용량 요법을 결정할 것이다. 의료계에서 알려져 있는 바와 같이, 소아 환자의 복용량은 소아 환자의 크기, 신체 표면적, 나이, 몸무게, 투여되어야 하는 특이 화합물, 성별, 시간 및 투여 경로, 일반적인 건강 상태 및 다른 공동 투여 약물을 포함하는 많은 인자들에 의존한다.
일반적인 용량은, 예를 들면, 본 발명의 방법 및 수단의 실시예 및 추가 실시예에 기재된 범위일 수 있으나, 실시예의 용량보다 높거나 낮은 용량도 사용 가능하고, 특히 상기 언급된 인자들을 고려하여 조절될 수 있다.
용어 "지속적인 투입"은 영구적으로 시간에 걸쳐, 즉 방해 없이 진행되는 투입을 의미한다. "지속적인 투입"은 영구적으로 투여되는 투입을 의미한다. 이에 따라, 본 발명에서, 용어 "영구적인" 및 "지속적인"은 동의어이다. 상기 의미와 관련하여, 용어 "(적어도) 4주간 지속적인 투입을 통한 투여" 또는 유사한 상황의 의미는, 본 발명에 따른 약학적 수단 및 방법에 사용되는 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 (적어도) 4주에 걸쳐서 소아 환자의 신체에 본 발명의 약학적 수단 및 방법에서 요구되는 전체 기간동안 일정량을 지속적으로 투여하라는 의미이다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 계속적인 투여 계획은 WO 2007/068354에 상세하게 기술되어 있다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 투여의 중단은 바람직하지 않은데, 소아 환자의 신체로 상기 항체가 투여된 시기부터 소아 환자의 신체로 상기 항체가 더 이상 투여되지 않을 상태까지의 변화가 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 투여가 다시 이루어진 경우보다 본 발명의 약학적 수단 및 방법에서 요구되는 총 투여 기간동안 크지 않다. 상기 필수적인 재공급이 항체 투여의 단기적인 중단을 가져오는 한에 있어서는, 상기 투여는 본 발명의 약학적 수단 및 방법의 관점에서 아직 "비중단" 또는 "영구적"으로 이해된다. 대부분의 경우, 상기 재공급은 짧은 기간 이루어져, 항체가 소아 환자의 신체 내에 도입되지 않는 시간은 본 발명의 약학적 수단 및 방법에 따른 총 투약 계획 시간에 비하면 매우 미미하다. 본 발명에 따르면, 한번의 치료 사이클은 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 ALL 환자에 대한 (적어도) 4주동안의 지속적인 투입으로 이해될 수 있고, 이후 2주간의 치료 없는 기간이 있다. 상기 용어 "적어도"는 2주간의 치료 없는 기간이 후에 수반되는 지속적인 투입이 4주 이상, 예를들면 5, 6, 7, 8주 또는 보다 긴 기간동안 이루어 질 수 있다는 것을 의미한다. 소아 환자 치료의 MRD 상태와 관련하서, (적어도) 4주간의 지속적인 투여 (또는 하나의 치료 싸이클) 후에 작은 또는 부분적인 반응은 있으나 MRD 음성 상태는 획득되지 아니할 수 있다. 이러한 상태에서, 지속적인 투여는 더 우수한 치료 결과, 즉 완벽한 혈액학적으로, 또는 보다 완전한 분자적 반응을 얻기 위해 추가적으로 1, 2, 3, 4, 5 또는 이 이상 10번까지의 치료 사이클로 연장되어 실시될 수 있다. 상기 완벽한 분자적 반응은 ALL 질병 재발 위험을 감소시키는 MRD 음성 (이하 규정되는 바와 같음) 이다. 예를 들면, 동종 HSCT 전 MRD-음성 또는 낮은 MRD 레벨을 갖는 소아 ALL환자는 재발률이 낮음이 알려져 있다 (Bader P, et al., J Clin Oncol 27 (2009): 377-384). 이하 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이, MRD 음성은 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 소아 ALL 환자의 치료에 의해서 얻어진다.
그러므로, 본 발명의 약학적 방법 및 수단의 한 구체예에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 소아 ALL환자에 대한 지속적인 투여가 이루어지는 한번 또는 그 이상의 치료 사이클 후에 동종 HSCT가 수행될 수 있다. 다시 말해서: 바람직한 구체예에서, 본 발명의 방법은 MRD 양성 ALL을 MRD 음성 상태로 전환시키기 위해 동종줄기세포 이식 (HSCT) 의 전에 수행될 수 있다. 이러한 경우, 재발률은 눈에 띄게 감소한다.
본 발명의 방법의 다른 구체예에서, 이는 동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT) 후에 수행될 수 있다.
이식 과정은 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 이용한 한번 또는 그 이상의 치료 사이클 전에 수행될 수 있다. 이러한 구체예는 환자가 화학요법 및 HSCT를 받아온 재발된 소아 ALL의 경우 중요하다. 상기 일반적인 치료의 실패로, 질병은 재발할 수 있고, 이제 상기 항체의 투여로 치료된다. 또한, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 통한 치료는 또 다른 ALL 질병 재발을 막기 위해 HSCT 후의 단독 치료법으로 사용될 수 있다.
이하의 실시예는 연관 T 세포가 공여자-유래인 경우, 동종 HSCT 후 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 사용이 이루어진 경우의 데이터를 제시한다. 동종조혈 HSCT 후 화학적 난치성 CD19+ALL이 재발된 두 환자에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료를 통해 이식편대-호스트 질병(GvHD) 없이, 강한 이식편대-백혈병 (GvL) 효과가 유도되었음을 볼 수 있었다. 그러므로, 본 발명의 약학적 방법 및 수단의 또 다른 바람직한 구체예에서, 소아 ALL 환자는 동종 HSCT 를 받은 후 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체로 치료될 수 있다.
가장 좋은 시나리오는 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 소아 ALL 환자의 치료가 화학요법 및/또는 동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT) 과 같은 일반적인 소아 ALL 치료를 대체하는 것이라고 예견된다.
이하의 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 환자의 치료는 림프아구성 급성 백혈병 세포를 환자의 신체에서 검출 한계 이하로 제거할 수 있다.
바람직하게는, 모든 ALL 소아 환자에게 HSCT와 더불어, 또는 단독으로 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 투여하는 주된 치료적인 목적은 MRD-양성 상태를 이하 규정되는 백혈병 없는 생존자와 같은 MRD 음성 상태로 전환하는 것이다. 이에 서술된 바와 같이, MRD-양성 소아 ALL환자는 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체가 5주간(환자 1), 또는 4주간(환자 2) 지속적으로 투여되는 첫번째 치료 사이클 후 MRD-음성으로 전환된다. 환자1에서, 치료 사이클 후에 반수체 HSCT가 이루어졌다. 2009년 11월까지 환자 1은 완벽한 완화, 즉 암이 없는 상태인 MRD-음성을 유지하였다.
본 발명에 따른 약학적 수단 및 방법의 조건에서의 장시간 지속적인 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 투여는 실시예에 언급된 신체에서 급성 림프구성 백혈병 세포 모두를 제거하기에 충분한 효과를 가져오는 유익한 T세포 활성화를 이끌어낸다. 이중특이성 단일 사슬 항체의 비중단적인 투여 비율이 낮게 유지므로, 치료제의 적용은 환자에게 해로운 부작용 위험 없이 오랜 기간 지속될 수 있다.
본 발명의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체는 급성 림프구성 백혈병 (ALL)을 진단받은 인간 소아 환자에의 투여를 위해서 바람직하게 약학 조성물 형태로 제조될 수 있다. 상기 ALL은 새롭게 진단된 ALL, 화학요법 및/또는 동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT) 난치성 ALL, 재발된 ALL 또는 화학요법 및/또는 동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT) 난치성 재발된 ALL일 수 있다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 바람직한 구체예에 있어서, 상기 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 은 소아 B-리니지(lineage) 급성 림프구성 백혈병 (ALL), 바람직하게는 소아 B-전구체 급성 림프구성 백혈병이다. 소아 ALL의 가장 많은 사례 (>85%) 는 B 전구 세포 표현형이다. B-리니지(lineage) ALL에 대한 분류화가 제안되어오고 있다 (e.g. Schultz et al. Blood 109 (2007): 926-935). 환자의 재발 위험과 관련하여 치료 강도를 조절하기 위해, B 전구체 ALL 환자는 현재 "낮은", "표준", "높은" 또는 "매우 높은" 위험 그룹으로 실험적이고 임상적인 척도 (환자 나이, 성별, 질병 발생시 백혈구세포(WBC) 수 및 세포유전학적 이상 특이세포의 존재유무)를 사용하여 분류되고 있다. 종종 일어나는 유전자 이상은 이러한 위험 그룹을 규정하는 데에 도움이 된다. 예를 들면, t(12;21)[TEL-AML1]; t(1;19;)[E2A-PBX]; t(4;11)[AF4-MLL]; t(9;22)[BCR-ABL]; 고배수체(hyperdiploidy) (또는 3염색체성 염색체 4, 10, 및 17), 및 저배수체(hypodiploidy)로 구별할 수 있다 (e.g. Schultz et al.; Bader et al., loc. Cit). 다양한 연구의 결과를 이용하여, 분류 시스템이 발전되어 왔고, COG AALL03B1(급성 림프구성 백혈병의 분류)로 시행되었다 (Raetz et al., Personalized Med. 2 (2005), 349-361; Schultz et al., Blood 109 (2007): 926-935). 본 발명에 언급된 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체는 B 세포-관련 마커 CD19에 작용하기 때문에, 상기 항체는 특히 소아 B-리니지(lineage) 급성 림프구성 백혈병, 바람직하게는 소아 B-전구 ALL의 치료제로 적합하다. 소아 B-전구 ALL은 소아 pro-B ALL, pre-B ALL 및 일반(common) ALL (cALL) 로 보다 세분화될 수 있다. 이하의 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이, 어떤 치료에도 난치성이고 따라서 사망하기 쉬운 일반(common) ALL 7세 환자 1에 대한 본 발명의 방법에 따른 치료는 완전한 혈액적 완화뿐만 아니라 완벽한 분자적 완화까지 이끌어 냈다. 다시 말하면: CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료 후 환자에게서 미세잔존질환이 더 이상 검출되지 않았다. 특히 바람직하게는, 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 는 B-전구 ALL이고 보다 바람직하게는 cALL이다.
중요한 점은, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체는 TCR 또는 면역글로불린 재배열이 있는 ALL 세포뿐만 아니라, 다양한 다른 세포 유전학적 이상이 있는 ALL 세포도 죽일 수 있다는 점이다. 예를들면, 이하의 실시예에 기재된 환자 2 및 성인ALL환자에서 상기 항체는 면역글로불린 또는 TCR 재배열, t(4;11) 재배열 또는 bcr/abl fusion transcripts (Ph+)로 특정지어진 ALL을 치료할 수 있다. 특히, Ph+ ALL 및 t(4;11) 재배열이 있는 ALL은 일반 ALL 치료법으로 치료하기가 극히 어려운 것으로 알려져 있으나, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용하여 성공적으로 치료될 수 있다. 상기 언급된 데이터는 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체가 다양한 형태의 ALL (예를 들면, 면역글로불린 또는 TCR 재배열을 비롯하여, t(12;21)[TEL-AML1]; t(1;19;)[E2A-PBX]; t(4;11)[AF4-MLL]; t(9;22)[BCR-ABL]; 고배수체(hyperdiploidy) (또는 3염색체성 염색체 4, 10, 및 17), 저배수체(hypodiploidy) 로 특정지어진 ALL, 표 1 참조) 을 치료할 수 있음을 시사한다.
소아 ALL의 진단은 Wright-Giemsa-stained 골수 도말, terminal deoxynucleotide transferase (TdT) 양성 염색 및 2 이상의 B-세포 전구체 림프 분화 항원의 세포 표면 발현에 대한 림프아세포 형태학을 포함하는 세포의 형태학적, 세포화학적 및 면역학적 특징에 기초한다. 면역아형검사는 예를 들면, Behm F.G.에 의해 (Immunophenotyping. In: Childhood Leukemias, C-H Pui ed. Cambridge: Cambridge University Press; 2006, p. 150-209), 기술되어 있고, 간접 면역형광염색법, 면역조직화학 및/또는 유세포분석 등으로 수행될 수 있다.
본 발명의 용어 "환자"는 인간 환자를 의미한다. 본 발명의 용어 "소아 ALL" 또는 "소아 ALL 환자"는 1개월 내지 18세 까지의 소아를 의미한다. 상기 나이는 ALL 질병 진단시 소아의 나이로 이해되어야 한다. 상기 소아는 보다 세밀하게 유아 (1 내지 12개월), 유소아 (1 내지 9세), 및 소아 및 청소년 (10세 내지 18세) 서브그룹으로 분리된다.
본 발명에서, "X 내지 Y"로 규정된 시간 간격은 "X 및 Y 사이"로 규정된 시간 각격과 동등하다. 상기 두 시간 간격은 특히 상한 및 하한을 포함한다. 예를 들면 시간 간격이 "1개월 내지 18세"인 경우, 이는 "1개월" 및 "18세"를 포함하는 것이다. 바람직하게는, 본 발명에 따라 치료되는 환자는 최대 18세이다 (18세 환자 포함).
이하의 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이, 환자 1은 ALL 진단을 2세 때 받고, 7세때 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체로 치료되었다. 환자 2는 ALL 진단을 2001년에 받고, 15세때 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체로 치료되었다.
상기 정의는 필요한 부분만 약간 수정하여 용어 "소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL)", "유년기 ALL" 또는 이와 관련된 용어에 적용될 수 있다. 예를 들면, 소아 또는 유년기 ALL은 ALL 진단받은 소아 환자의 나이가 1개월(1개월 포함) 및 18세(18세 포함) 사이인 것으로 이해되어야 한다.
CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체는 그 자체로 투여될 수 있지만, 약학적으로 혀용되는 운반체로 투여되는 것이 바람직하다. 적합한 약학적 운반체는 당업계에 일반적으로 알려져 있고, 포스페이트 버퍼 생리 식염수, 물, 리포좀, 다양한 습윤제, 멸균액 등을 포함한다. 상기 운반체를 포함하는 조성물은 일반적인 방법으로 제형화될 수 있다. 이러한 약학 조성물은 소아 환자에게 적정 용량 투여될 수 있다. 용량 계획은 주치 내과의 및 임상 인자에 의해 결정될 것이다. 의료계에 잘 알려진 바와 같이, 소아 환자에 대한 투여 용량은 환자의 신체 사이즈, 신체 표면적, 나이, 체중, 투여되어야 하는 특이 화합물, 성별, 시간 및 투여 경로, 일반적인 건강상태 및 같이 투여되어야 하는 다른 약물을 포함하는 여러 인자에 의존한다. 비경구 투여를 위한 조제는 멸균수 또는 비-수성용액, 또는 서스펜션(suspensions)을 포함한다. 비-수성 용액의 예는 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 및 에틸 올레이트와 같은 주사 가능한 유기 에스터가 있다. 수성 운반체는 물, 수성용액 또는 염분의 완충용액을 포함하는 서스펜션을 포함한다. 비경구 운반체는 소듐 클로라이드 용액, Ringer's dextrose, 및 소듐 클로라이드, 또는 lactated Ringer's를 포함한다. 정맥 주사 운반체는 플루이드 및 영양 보충제, 전해액 보충제 (예: Ringer's dextrose 기초한 것들) 및 유사체들을 포함한다. 보존제 및 다른 첨가제 또한 사용될 수 있는데, 예를 들면, 항균제, 항산화제, 킬레이트제, 및 비활성 기체 및 유사체를 사용할 수 있다. 또한, 조성물은 세럼 알부민 또는 면역글로불린, 바람직하게는 인간 유래의 세럼 알부민 또는 면역글로불린과 같은 단백질 운반체를 포함할 수 있다. 조성물은 단백질 이중특이성 단일 사슬 항체 외에도 약학 조성물의 사용하고자 하는 용도에 따라 생물학적 활성 제제를 포함할 수 있다. 상기 제제는 정균 작용(cytostatica)을 수행 제제, 고뇨산혈증을 방지하는 제제, 면역 작용 억제제 (e.g. corticosteroids, FK506), 혈액 순환 시스템에 작용하는 약제 및/또는 T세포 보조 자극 분자 또는 당업계에 알려진 싸이토카인과 같은 제제일 수 있다. 예를 들면, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료는 CNS 예방을 위한 척추 강내의 화학요법, 코르티코이드 및/또는 알로퓨리놀과 함께 이루어 질 수 있다.
바람직하게는, 본 발명 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체는 버퍼, 안정화제 및 계면활성제로 제형화될 수 있다. 버퍼는 포스페이트, 시트레이트, 석시네이트 또는 아세테이트 버퍼일 수 있다. 안정화제는 아미노산 및/또는 당일 수 있다. 계면활성제는 세정제(detergent), PEG, 또는 그 유사체일 수 있다. 보다 바람직하게는, 본 발명 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체는 시트레이트, 리신, 트레할로스 및 Tween 80으로 제형화 될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물의 희석을 위해, 등장액(isotonic saline) 및 Tween 80이 바람직하게 사용될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 약학적 방법 및 수단에서, 약학 조성물은 급성 림프구성 백혈병 (ALL)으로 진단된 인간 소아 환자에의 투여를 위해 제조될 수 있다.
CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 치료의 성공은 각각의 질병별로 구축된 표준 방법을 통해 모니터링될 수 있다:
B 세포 ALL 치료를 위해, Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS), 골수 흡입 및 다양한 백혈병 특이 임상 화학 파라미터 및 당업계에 알려진 기타 구축된 표준 방법이 사용될 수 있다. 미세잔존질환(MRD) 상태 측정을 위한 방법 및 수단은 본 발명에 기술되어 있다.
CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 세포독성 활성은 당업계에 알려진 일반적인 방법으로 측정될 수 있고, 예를 들면 WO 99/54440, WO 2004/106381, WO 2007/068354에 기술되어 있다. .
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 바람직한 구체예에서, 소아 환자의 B-전구체 ALL은 재발된 것 및/또는 치료에 난치성인 것이다. 현재 유년기 ALL치료에 있어서, B-전구체 ALL의 무사고 생존률은 약 75%이다. 그러므로, 25%의 환자가 독성 및 건강 위협적인 치료에도 불구하고 재발을 겪는다. ALL재발을 조절하는데 있어서의 문제점은 백혈병 세포의 저항성 및 이미 강한 프론트라인 치료를 받은 후 받는 두번째 주기의 치료에 대한 소아 환자의 내성 감소이고, 이는 낮은 회복률 및 높은 재발률로 나타나며 결국 불량한 결과가 나타난다. 강화된 복합 화학요법은 두번째 완벽한 회복 유도를 위해 필수적이다 (Henze G, von Stackelberg A, Relapsed acute lymphoblastic leukemia. In: Childhood Leukemias, C-H Pui ed. Cambridge: Cambridge University Press; 2006, p. 473-486). 본 발명의 용어 “화학요법 및/또는 동종 줄기세포 이식에 대한 난치성”은 소아 ALL 환자가 이러한 치료법에 저항성이 있는 것을 의미하고, 이에 따라 일반적인 ALL 치료 후 재발하게 된다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료 후 재발된 소아 환자는 MRD 음성을 유도하기 위해 한번 또는 그 이상의 상기 항체를 통한 치료 사이클을 더 수행할 수 있다. 상기 환자는 예를 들면 두 번째 동종 HSCT를 후에 받을 수 있다.
이하의 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 약학적 방법 및 수단은 특히 일반적인 ALL 치료에 저항성이 있는 소아 환자의 치료에 적합하다. 소아 환자는 화학요법 및 동종 줄기세포이식으로 혹독하게 선-치료를 거쳤왔음에도 불구하고, 종종 재발한다. 그러므로 극도로 불량한 예후를 보인다. 그러나, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료 후, 환자는 MRD 음성이었고, 즉 완벽한 분자적 완화를 보였다. 다시 말하면, 상기 치료는 소아 환자의 신체에서 급성 림프구성 백혈병 세포를 검출 한계 미만으로 제거하였다. 가장 중요한것은, 소아 환자의 골수에 있는 백혈병 세포가 모두 제거되었다는 점이다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 가장 바람직한 구체예에서, 소아 환자의 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 은 MRD와 관련하여 화학요법 및/또는 동종HSCT에 난치성이다. 다시 말하면, 소아 ALL 환자의 MRD는 화학요법 및/또는 동종HSCT에 저항성을 가진다.
본 발명의 약학적 수단 및 방법은 또한 새롭게 진단받은 소아 ALL 치료에 적합하여, 일반적인 소아 ALL 치료법인 화학요법 및/또는 동종 HSCT를 대체하여 사용될 수 있다.
보다 바람직한 구체예에서, 상기 급성 림프구성 백혈병 (ALL)은 진단 후 3년, 바람직하게는 2년, 보다 바람직하게는 1년 이내에 재발한 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 재발은 골수 재발이다.
본 발명의 용어 "화학요법"은 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL)의 치료에 사용되는 화학 요법이다. 화학요법은 소아 ALL의 초기 선택 방안이다 (e.g. Pui CH, Jeha S, Nat Rev Drug Discov 6 (2007): 149-165; Schmiegelow K, Gustaffson G. Acute lymphoblastic leukemia. In: Cancer in Children: Clinical Management. Voute PA, Barret A, Stevens MCG, Caron HN (eds). London, UK, Oxford University Press, 2005, p. 138-170; Schmoll, Hoffken, Possinger, loc. cit.). 대부분의 소아 ALL 환자는 종래에는 다른 치료를 병행한다. 소아 ALL의 치료에 있어서, 악성 세포가 신체 전체에 분포되어 있기 때문에 수술적인 선택사항은 없다. 일반적으로, 소아 ALL을 위한 세포독성 화학요법은 다수의 항-백혈병 약제와 다양한 조합으로 결합된다. 소아 ALL을 위한 화학요법은 다음의 세 단계로 구성된다: 완화 유도, 강화, 및 유지 치료. 화학요법은 또한 백혈병으로부터 중앙 신경 시스템을 보호하기 위해 사용된다. 완화유도 단계의 목적은 빠르게 가장 많은 암세포를 죽이는 것이고, 소아 환자를 완전한 혈액학상 완화 상태로 전환시키는 것이다. 이는 골수에서 5% 이하의 백혈병 모세포 존재로 정의되는데 (광 현미경으로 결정), 예를 들면, 클로파라빈(Clofarabine), 사이클로포스파아마이드(Cyclophosphamide), VP16, 암사크린(Amsacrine), 프리드니손(Prednisone), 멜파란(Melphalan), 또는사이타라빈(Cytarabine) 단독 또는 혼합이 완화 유도 단계에서 사용된다. 강화 단계는 고용량의 정맥 복합제 화학요법을 추가적인 암세포 제거를 위해 사용한다. 일반적인 강화 단계 프로토콜은 빙크리스틴(vincristine), 사이클로포스파아마이드( Cyclophosphamide), 사이타라빈 ( Cytarabine ), 다우노루비신(daunorubicin), 에토포사이드(etoposide), 싸이오구아닌(thioguanine) 또는 머캅토퓨린(mercaptopurine) 을 다양한 조합으로 사용한다. ALL 세포가 종종 중앙 신경 시스템 (CNS) 으로 침투하므로, 대부분의 프로토콜은 CNS 플루이드로 화학요법을 전달하는 일반적으로 알려져 있는 척추 강내 화학요법을 포함한다. 어떤 암센터는 약물을 옴마야 리저버(Ommaya reservoir) (두개 아래 위치되어 CNS 플루이드로 약물을 전달하는데 사용되며, CNS 플루이드를 다양한 테스트를 위해 추출하는 역할을 수행한다)를 통해 전달한다. 다른 센터는 테스트 및 치료 전달을 위해 복합 요추천자(multiple lumbar punctures)를 사용한다. 척추 강내의 메토트렉세이트(methotrexate) 또는 사이타라빈(Cytarabine)은 이러한 목적을 위해 사용된다. 유지 치료 단계의 목적은 완화 유도 단계 및 강화 요법에서 죽지 않은 남아있는 세포를 죽이는 것이다. 이러한 세포가 적음에도 불구하고, 이를 근절하지 않으면 재발의 원인이 된다. 이러한 목적을 위하여, 매일 경구 머캅토퓨린(mercaptopurine), 일주일에 한번 경구 메토트렉세이트(methotrexate), 한달에 5일 코스로 정맥 투여방식의 빙크리스틴(vincristine)을 사용할 수 있다. 유지 치료의 기간은 남아의 경우 3년, 여아 및 성인의 경우 2년이다. 신경 시스템 재발은 하이드로코르티존(hydrocortisone), 메토트렉세이트 및 사이타라빈의 척추 강내 투여로 치료될 수 있다. 화학요법은 강화되거나 연장될 수 있으며(GMALL UKALL, Hyper CVAD 또는 CALGB 프로토콜의 경우 2년; COG 프로토콜의 남자의 경우 3년), 많은 환자들이 큰 혈관에 삽입된 정맥 카테터 (중심 정맥 카테터 또는 Hickman line) 또는 Portacath (실리콘 코의 콘-모양 포트로 수술에 의해 일반적으로 쇄골 근처 피부 내부로 삽입됨)을 갖고 있다. 그러나, 화학요법은 특히 소아 환자에게 높은 독성을 가진다.
환자는 첫 번째 치료 후 ALL의 재발을 경험할 수 있고, 이후 수반되는 화학요법에 난치성이 될 수 있다. 화학요법에 난치성을 보이는 소아 ALL 환자는 주목할만한 불량한 예후를 보인다. 특히, 화학요법만으로 처리된 Ph+ ALL 또는 ALL t(4;11) 재배열 ALL을 가진 소아 환자는 불량한 예후를 보인다. 본 발명의 방법이 소아 ALL 환자를 MRD-음성 상태로 유도할 수 있으므로, 이는 화학요법 및/또는 동종 HSCT에 난치성인 ALL환자의 치료에 특히 유용하다. 이러한 견지에서, 상기 용어 "화학요법 및/또는 동종HSCT에 대한 난치성"은 화학요법 및/또는 동종HSCT에 대한 급성 림프구성 백혈병 세포의 저항성을 의미한다.
본 발명의 용어 "동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT)" 은 조혈 줄기세포 (HSC) 의 이식을 포함하는 혈액학적 및 종양학적 분야에서 사용되는 의학적 절차인 동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT) 또는 골수 이식을 의미한다. 이는 종종 혈액 또는 골수에 질병이 있는 환자, 또는 일종의 암, 예를 들면 ALL 환자에게 수행된다. HSCT를 가장 많이 받는 사람은 백혈병 (예: ALL) 환자이고, 이들은 고용량 화학요법 또는 전체 신체 조사를 사용한 치료를 통해 질병이 완화된다. 소아 ALL 환자의 동종 HSCT는 예를 들면 Schrauder A, et al. (골수 이식 41 (2008): Suppl2 S71-74)에 기술되어 있다. 그러나, 동종줄기세포이식은 특히 소아 환자에게 위험한 절차이다.
본 발명의 용어 "동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT) 적합"은 소아 ALL환자에게 동종 줄기세포이식이 필요함을 의미한다. 이와 같이, 소아 ALL 환자가 동종 줄기세포 이식 적합인 경우, 이하의 두 시나리오가 연상될 수 있다. 첫째, 본 발명의 약학적 방법 및 수단의 한 구체예에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체(단독 또는 바람직하게는 약학 조성물로서)의 투여는 일반적인 이식 적합 소아 ALL환자의 치료방법으로 사용되어 왔던 동종줄기세포 이식 대신에 사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 방법은 동종 HSCT와 관련된 소아 ALL환자의 건강상의 위험을 피하게 할 수 있다. 또한, 이식된 소아 ALL 환자의 약 30%가 이식 후 재발한다. 따라서 본 발명의 방법은 이러한 환자의 치료를 위해 사용될 수 있다. 선택 가능한 구체예에서, 소아 ALL환자에 대한 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 지속적인 투입은 후에 동종줄기세포 이식을 수반할 수 있다. 이러한 구체예에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조를 포함하는 약학 조성물의 투여는 소아 ALL환자를 이식 전 이식에 적합한 MRD 음성 상태로 전환시키는 용도로 사용될 수 있다. 이러한 경우, 본 발명의 방법은 MRD를 제거하기 위해 사용되고, 이는 MRD-양성 환자의 이식치료보다 재발률을 낮추는 결과를 가져온다. 이하의 실시예는 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료를 통해 MRD-음성 상태로 전환된 이후 동종 이식 치료를 받은 소아 환자 (환자 1)를 보여준다. 현재까지(2009년 11월), 이 소아 환자는 아직 MRD 음성이다.
본 발명의 용어 "동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT) 비적합" 은 동종줄기세포이식이 ALL치료에 있어 예를 들면, 의학적 이유로 인해 선택사항이 아닌 소아 환자를 의미한다. 이러한 경우는 동종줄기세포이식에 사용할 수 있는 적합한 공여자가 존재하지 않을 때 일어날 수 있다.
이에 따라, 한 구체예에서, 급성 백혈구성 백혈병 (ALL)은 비적합, 또는 더 이상 동종 HSCT에 적합하지 않은 소아 환자에서 화학요법 및/또는 동종HSCT에 난치성이다. 예를 들면, 소아 환자는 임상 상태가 매우 나빠, 어떠한 동종줄기세포 이식도 의학적인 이유로 수행되지 않을 수 있다.
이하 실시예에서의 환자 1은 건강 상태가 나빠 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 치료 전 동종줄기세포이식에 적합하지 않았다. 이 경우, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료는 소아 ALL을 위한 새로운 치료상 접근방법을 제공한다.
현재까지, ALL은 화학요법에 난치성이고, 동종 HSCT에 비적격인 소아 환자에게 사형 선고였다. 본 발명의 방법은 최초로 이러한 소아 환자를 위한 치료 방법을 제공하고 이는 재발 요인이며, 상기 환자를 최종적으로 죽음에 이르게 하는 미세잔존질환 (MRD) 을 제거한다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 범위 내에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 화학요법, 단독 또는 동종줄기세포 이식과 함께 화학요법을 받아왔으며, 이후 재발한 소아 ALL환자에게 투여될 수 있다.
다른 바람직한 구체예에서, 본 발명의 방법은 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 소아 환자에서 미세잔존질환 (MRD) 의 치료, 개선 또는 제거를 위한 것이다.
본 발명에서 규정된 용어 "미세잔존질환 (MRD)" 은 치료, 예를 들면 화학요법과 같은 치료 후 백혈병 세포가 현미경 방법과 같은 일반 테스트를 사용하여 골수에서 검출될 수 없을 때 사용되는 용어이다. 이보다는 유동세포계수법 (FACS 에 기초한 방법) 또는 중합효소 연쇄 반응(PCR)과 같은 보다 민감한 테스트가 소아 ALL 환자의 골수 내에 남아있는 백혈병 세포를 검출하기 위해 사용되어야 한다. 보다 구체적으로, 백혈병 세포의 잔존률이 세포학적 검출 한계 (5% 백혈병 세포) 미만인 경우 이를 미세잔존질환 (MRD) 이라 규정한다. 어떤 MRD도 검출되지 않을 때 (<10-4, 즉 104 골수 세포 당 하나의 백혈병 세포 미만이 검출가능할 때), 완전한 분자적 완화가 달성된 것이다 (MRD 음성 또는 MRD 음성 상태). 본 발명의 "MRD 양성 상태"는 PCR 또는 FACS 검출 한계 또는 계량 역치를 넘어서 측정된 신호를 의미한다. 본 발명의 "MRD 음성 상태"는 PCR 또는 FACS 의 검출 한계 및/또는 계량 역치 미만인 경우를 의미한다. 유년기 ALL에 있어서 미세잔존질환 정량화의 예후 값 (prognostic value) 은 예를 들면 Bader et al. (J. Clin. Oncol. 27 (2009): 377-384) 또는 Eckert et al. (Lancet 358 (2001): 1239-41)에 기술되어 있다. MRD 상태는 PCR 또는 FACS 분석으로 측정되며, 각각의 세포 유적학적 이상 및/또는 면역글로불린유전자의 재배열 또는 T-세포 수용체(TCR) 재배열은 양적으로 측정된다. 예를 들면, PCR분석은 bcr/abl 또는 t(4;11) 재배열 및 면역글로불린 (IgH) 및/또는 T-세포 수용체 유전자 (TCR)의 각 클로날 재배열과 같은 복합 전사(fusion transcripts)를 검출할 수 있다.
이하의 실시예에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료에서, 모든 급성 림프구성 백혈병 세포는 소아ALL 환자의 신체에서 제거될 수 있고, 따라서 완전한 분자적 완화 (즉, MRD 음성 상태) 가 이루어질 수 있다.
급성 림프구성 백혈병의 소아 및 성인 환자의 악성 세포에 있어서 반복 염색체 이상은 질병의 표지이다 (Harrison and Foroni, Rev. Clin. Exp. Hematol. 6 (2002), 91-113). 일관된 분자 병변을 빈번하게 암시하는 특이 변형은 진단을 보조 또는 수립할 수 있고, 최적 치료를 결정할 수 있다. 유년기 ALL에 있어서, 많은 양호하거나 고위험인 세포 유전학적 소그룹이 확인되어 왔고, 이는 특별 치료에 따른 환자 분류에 주기적으로 사용되었다 (Pui and Evans, N. Engl. J. Med. 354 (2006), 166-178). 성인 ALL에서, 환자 관리에서의 세포 유전학의 역할은 Philadelphia (Ph) 염색체의 존재에 크게 집중되어 왔다. 이는 t(9;22)(q34;q11.2)로부터 야기되고, BCR-ABL 복합을 초래한다 (Faderl et al., Blood 91 (1998), 3995-4019). 성인 Ph+ ALL 발병이 약 25%임에도 불구하고, 이는 나이와 연관되어 있으며, 55세 이상의 환자 중에서는 50% 이상으로 상승한다 (Appelbaum, American Society of Clinical Oncology 2005 education book. Alexandria: ASCO, 2005: 528-532). 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 에서 다른 특이 분자 유전자 이상 관련 세포 유전학적 전좌는 표 1에 나타내었고, 또한 Schultz et al. 또는 Bader et al., loc. cit에 기술되어 있다.
세포 유전학적 전좌 분자 유전자 이상
t(9;22)(q34;q11) BCR-ABL fusion(P185)
t(12;21)CRYPTIC TEL-AML1fusion
t(1;19)(q23;p13) E2A-PBX fusion
t(4;11)(q21;q23) MLL-AF4 fusion
t(8;14)(q24;q32) IGH-MYC fusion
t(11;14)(p13;q11) TCR-RBTN2 fusion
세포 유전학은 ALL의 결과에 있어서 중요한 예측 변수로 점점 더 인식되어오고 있다 (Moormann et al., Blood 109 (2007), 3189-97).
몇몇 세포 유전학적 아류형은 다른것보다 좋지 않은 예후를 보인다. 이는 이하를 포함한다:
(i) 염색체 9 및 22간의 전좌, Philadelphia 염색체 (Ph+)는 ALL 성인 20% 및 소아 5%에서 일어남.
(ii) 염색체 4 및 11간의 전좌는 사례의 약 4% 에서 일어나고, 12개월 이하의 유아에서 가장 일반적임.
면역글로불린 유전자의 재배열 또는 T-세포 수용체 (TCR) 재배열 및 ALL에서 이들의 역할은 당업계에 기술되어 왔다 (e.g. Szczepanski et al., Leukemia 12 (1998), 1081-1088).
본 발명의 약학적 수단 및 방법의 또다른 바람직한 구체예에서, 상기 소아 ALL 환자는 완전한 혈액학적 완화의 경우 MRD-양성이다.
본 발명의 "완화" 또는 "완전한 혈액학적 완화"는 화학요법 및/또는 이식과 같은 표준 치료 후 어떠한 ALL징후가 나타나지 않는 상태으로 이해되어야 한다. 이는 광 현미경으로 확인시 골수가 5% 미만의 모세포를 포함하고, 혈액 세포수는 일반 한계 내이며, ALL 질병의 어떠한 사인이나 징후가 없는 상태이다. 그럼에도 불구하고, 신체에서 모든 백혈병 세포가 제거될 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 환자는, 완화기 또는 완전환 혈액학적 완화 상태에 있음에도 불구하고, 여전히 MRD 양성이다. 이러한 남아있는 암세포는 백혈병을 재발시킬 수 있다. 본 발명의 약학적 수단 및 방법은 이러한 남아있는 암세포를 죽여 치료 후 남아있는 백혈병 치료로부터 유래된 백혈병의 재발을 방지하는데 사용될 수 있다. 이러한 방법으로, 약학적 수단 및 방법은 소아 ALL 환자에의 질병 재발을 방지하는 것을 돕는다.
반면, "분자적 완전한 완화"는 PCR 또는 FACS분석과 같은 매우 민감한 테스트를 사용한 경우일지라도 골수 생검(biopsies) 에서 백혈병 세포가 검출되지 않는 상태를 의미한다. 다시 말하면, MRD가 검출가능하지 않으면 (<10-4, 즉, 104 골수 세포 당 백혈병 세포 하나 미만) 완전한 분자적 완화가 달성된다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 다른 바람직한 구체예에서, 상기 약학 조성물의 투여는 MRD-양성 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 을 MRD 음성 상태로 전환시킨다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 다른 바람직한 구체예에서, MRD는 이하로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 세포유전학적 이상 또는 재배열의 정량 검출을 통해 측정된다:
t(12;21)[TEL-AML1];
t(1;19;)[E2A-PBX];
t(4;11)[AF4-MLL];
t(9;22)[BCR-ABL];
고배수체(hyperdiploidy) 또는 염색체 4, 10, 및 17의 동시적 삼염색체성(trisomies);
저배수체(hypodiploidy) (즉, 44 염색체 미만);
면역글로불린 유전자 재배열; 및
T-세포 수용체 (TCR) 재배열.
MRD는 이하 중 어느 하나의 정량검출로부터 측정된다: (i) 본 발명에 언급된 t(12;21)[TEL-AML1]; t(1;19;)[E2A-PBX]; t(4;11)[AF4-MLL]; t(9;22)[BCR-ABL]; 고배수체(hyperdiploidy) (또는 염색체 4, 10, 및 17의 동시적 삼염색체성(trisomies)), 저배수체(hypodiploidy) (즉, 44 염색체 미만) 과 같은 각각의 세포 유전학적 이상 또는 (ii) 면역글로불린 유전자 재배열 또는 T-세포 수용체 (TCR) 재배열; Table 1참조. 상기 언급된 세포 유전학적 이상 또는 재배열의 정량검출은 바람직하게는 PCR 또는 FACS 분석을 사용하여 수행될 수 있다. 본 발명의 방법은 MRD의 치료, 개선 또는 제거를 위한 치료학적인 접근방법을 제공하여, 소아 ALL 환자의 재발을 감소 또는 심지어 근절시킨다. 주목할 점은, 소아 ALL환자의 효과적인 MRD치료법은 현재까지 사용 가능한 것이 없다는 점이다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 다른 바람직한 구체예에서, 상기 MRD를 가지는 환자는 검출 한계 이상의 세포 유전학적 이상 신호 및/또는 적어도 하나의 재배열 마커가 민감도 ≥10- 4 의 신호를 보인다. 바람직하게는, MRD는 PCR 및/또는 FACS 분석으로 검출된다.
본 발명에 언급된 각각의 세포 유전학적 이상은 예를 들면 t(12;21)[TEL-AML1]; t(1;19;)[E2A-PBX]; t(4;11)[AF4-MLL]; t(9;22)[BCR-ABL]; 고배수체(hyperdiploidy) (또는 염색체 4, 10, 및 17의 동시적 삼염색체성(trisomies)), 저배수체(hypodiploidy)를 포함한다. 재배열은 예를 들면 면역글로불린 유전자의 재배열 또는 T-세포 수용체 (TCR) 재배열을 포함한다 (표 1 참조). 상기 세포 유전학적 이상 및/또는 재배열을 수반하는 ALL 세포에 의한 MRD는 PCR 및/또는 FACS 분석으로 검출될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 용어 "검출한계 이상의 bcr/abl 신호"는 PCR 또는 FACS 분석이 검출 가능한 bcr/abl 신호를 도출한다는 의미이다. 유사하게, t(4;11) 전좌 신호는 상기 전좌가 PCR 또는 FACS로 검출 가능하다는 의미이다. 이러한 사항은 필요한 부분만 약간 수정하여 본 발명에 언급된 다른 세포의 유전학적 이상 또는 재배열에 적용 가능하다. 재배열 문맥에서의 용어 "민감도 ≥10-4으로" 는 104 골수 세포 당 적어도 하나의 백혈병 세포 또는 그 이상의 백혈병 세포(상기 언급된 TCR 또는 면역글로불린 재배열이 수반된) 가 상기 언급된 방법으로 검출 가능하다는 것을 의미한다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 다른 바람직한 구체예에서, 분자적 재발이 일어나는 시간 (상기 언급된 분석에 의해 검출되는) 은 6개월 이상이고, 바람직하게는 7, 8, 9, 10, 11 또는12 달 이상이며, 더욱 바람직하게는 2, 3, 4, 5 년 또는 그 이상이다.
본 발명의 용어 "분자적 재발"은 상기 소아 환자가 상기 언급된 PCR 및/또는 FACS를 통해 검출 한계 이상의 세포 유전학적 이상 신호 및/또는 적어도 하나의 민감도 ≥10-4의 신호를 보이는 것을 의미한다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 다른 바람직한 구체예에서, 상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조의 대응하는 가변 중쇄 영역 (VH) 및 대응하는 가변 경쇄 영역 (VL) 은 N-말단 부터 C-말단까지 VL(CD19)-VH(CD19)-VH(CD3)-VL(CD3)순으로 배열되어 있다.
CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 CD3 및 CD19 결합 도메인의 대응하는 가변 중쇄 영역 (VH) 및 대응하는 가변 경쇄 영역 (VL) 을 각각 서열번호 3 내지 10에 나타내었다. 상기 언급한 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 각각의 VH 및 VL 영역의 대응하는 CDR 영역은 서열번호 11 내지 22에 나타내었다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 다른 바람직한 구체예에서, 상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 서열번호 1의 아미노산 서열, 또는 이와 90%, 바람직하게는 95% 상동성이 있는 서열을 포함할 수 있다.
본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열, 또는 서열번호 1의 서열과 적어도 90%, 바람직하게는 95% 상동성, 가장 바람직하게는 적어도 96, 97, 98, 또는 99%의 상동성을 가지는 아미노산 서열을 포함하는 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 분자를 개시한다. 본 발명은 또한 서열번호 2로 표현되는, 또는 서열번호 2의 서열과 적어도 90%, 바람직하게는 95% 상동성, 가장 바람직하게는 적어도 96, 97, 98, 또는 99%의 상동성을 가지는 대응하는 핵산서열을 개시한다. 서열 상동성은 전체 핵산 또는 아미노산 서열에 기초한 것임이 이해되어야 한다. 또한, 서열번호 1의 아미노산 서열, 이와 적어도 90% 또는 바람직하게는 95% 상동성, 가장 바람직하게는 적어도 96, 97, 98, 또는 99%의 상동성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 이중특이성 단일 사슬 항체는 서열번호 11 내지 22로 나타난 모든 CDR 서열을 포함하는 것임이 이해되어야 한다. 서열 정렬을 위하여, 예를 들면, 프로그램 Gap 또는 BestFit이 사용될 수 있고 (Needleman and Wunsch J. Mol. Biol. 48 (1970), 443-453; Smith and Waterman, Adv. Appl. Math 2 (1981), 482-489), 이는 GCG 소프트웨어 패키지에 포함된다 (Genetics Computer Group, 575 Science Drive, Madison, Wisconsin, USA 53711 (1991). 본 발명의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 핵산 또는 아미노산 서열과 상동성이 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%인 핵산 또는 아미노산 서열의 상동성을 판별하는 것은 당업자에게 일반적인 방법이다. 예를 들면, Crick's Wobble 가설에 의하면, 안티-코돈의 5' 염기는 다른 두 염기만큼 공간적으로 한정되지 않고, 따라서 비-일반적인 염기쌍을 가진다. 다시 말하면, 코돈 트리플렛 중 세번째 자리는 다양할 수 있고, 따라서 세번째 자리가 다른 두 트리플렛은 동일한 아미노산 잔기를 암호화 할 수 있다. 상기 가설은 당업자에게 자명하다 (e.g. http://en.wikipedia.org/wiki/Wobble_Hypothesis; Crick, J Mol Biol 19 (1966): 548-55). 또한 본 발명의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 핵산 또는 아미노산 서열과 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 서열 상동성을 갖는 아미노산 서열의 세포독성 활성을 결정하는 것은 당업자에게 일반적인 방법이다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 또는 이의 아미노산 서열과 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 서열 상동성을 갖도록 제조된 항체의 세포독성 활성은 이하의 문헌에 개시된 방법을 통해 결정될 수 있다: WO 99/54440, WO 2004/106381, 또는 WO 2007/068354.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 다른 바람직한 구체예에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 포함하는 약학 조성물은 2주간의 치료 휴지기를 수반하는 적어도 4주간의 지속적인 투입을 통해 투여되어야 한다. 하나의 치료 사이클은 2주간의 치료 휴지기를 수반하는 적어도 4주간 상기 항체의 지속적인 투입으로 이해되어야 한다. 이러한 휴지기 후에는 한번 또는 그 이상의 치료 사이클 또는 동종 HSCT가 올 수 있다. 바람직하게는, 상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 지속적인 투입을 통한 투여(즉 한 치료 사이클) 는 MRD 음성 상태 결정 후 이의 강화를 위해 적어도 두번, 세번, 넷, 다섯, 여섯, 일곱, 여덟, 아홉 또는 10번까지 반복된다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 한 구체예에서, 상기 방법은 동종줄기세포이식 전에 MRD 양성 ALL을 MRD 음성 상태로 전환시키기 위해 사용된다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 다른 바람직한 구체예에서, 상기 방법은 동종 HSCT 후에 수행되는데, 예를 들면 이는 화학요법 및/또는 동종줄기세포 이식을 사용한 일반적인 ALL치료 후 재발된 소아 ALL의 경우에 수행될 수 있다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 다른 바람직한 구체예에서 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 10㎍ 내지 100㎍로 투여되어야 한다.
본 발명에서 "X 내지 Y"로 규정되는 용량 범위는 "X 및 Y 사이"로 규정되는 용량 범위와 동등하다. 상기 범위는 상한 및 하한을 포함한다. 이는, 예를 들면 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 10㎍ 내지 100㎍는 "10㎍" 및 "100㎍"를 포함한다는 의미이다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 보다 바람직한 구체예에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 15㎍, 30㎍, 60 ㎍ 또는 90 ㎍가 투여되어야 한다. 보다 바람직하게는, 상기 항체는 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 15 내지 30 ㎍, 가장 바람직하게는 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 15 또는 30 ㎍ 가 투여되어야 한다.
본 발명에 따른 방법 또는 용도에서 계산된 소아 환자의 평균 신체 표면적은 0.2 내지 2.2m2로 계산된다. 계산을 위해서는 이하 홈페이지에서 제공되는 양식을 사용할 수 있다: http://www.cato.eu/koerperoberflaeche-kinder.html
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 다른 바람직한 구체예에서 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 새롭게 진단된 것, 난치성 또는 재발된 소아 ALL 이다. 본 발명의 새롭게 진단된 ALL 은 소아 환자에게 ALL 질병이 처음으로 진단되었음을 의미한다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단의 다른 바람직한 구체예에서, 상기 방법은 급성 림프구성 백혈병의 COGAALL03B1 분류에 따라 높은 재발 위험성이 있는 환자를 위해 사용된다.
바람직하게는, 본 발명의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 포함하는 약학 조성물은 추가로 선택적으로 반응 버퍼, 저장액 및/또는 남은 시약 또는 본 발명의 방법 또는 용도에 요구되는 물질을 포함한다. 또한, 상기 화합물은 각각 바이알(vial) 또는 병으로 포장될 수 있고, 또는 용기 또는 복합용기 유닛에 복합하여 포장될 수 있다.
본 발명의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 안정성 및 내약성을 위해, 상기 화합물은 장시간 지속적인 투입을 통해 투여되어야 한다.
환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 10 마이크로그램 내지 100마이크로그램의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 투여로 인해 본 발명의 약학적 수단 및 방법의 유익하거나 기대하지 않은 효과가 얻어질 수 있다. 일일량은 투여 기간동안 일정하게 유지될 수 있다. 그러나, 투입기의 초기에는 상기 약학적 방법에 개시된 양보다 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 낮은 용량 투여하고("초기용량"), 남은 기간동안 보다 높은 용량("유지용량")을 투여하는 것 또한 본 발명의 범위 내이다. 이러한 방법은 환자의 신체를 항체 치료에 적응되게 하는 것 및/또는 원치않은 부작용을 피하는 것에 도움이 될 수 있다. 예를 들면, 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 5 마이크로그램의 이중특이성 단일 사슬 항체가 초기용량으로 투입기의 초기에 투여될 수 있고 (e.g. 첫날, 또는 첫날 및 둘째날, 또는 첫날, 둘째날 및 셋째날, 등 최대 7일까지), 이후 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 15마이크로그램이 남은 기간동안 투여될 수 있다. 또는 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 5 마이크로그램의 이중특이성 단일 사슬 항체가 첫날에 초기 용량으로 투여될 수 있고, 이후 남은 기간 동안 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 30 또는 45 마이크로그램이 투여될 수 있다. 또한 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 5 마이크로그램의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 적어도 4주간의 총 투여 기간의 첫날 투여하고, 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 15 마이크로그램의 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 다음 기간 투입 투여하며, 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일 (유지) 용량 30 또는 45마이크로그램을 나머지 기간 동안 투여할 수 있다. 두 초기용량이 첫날 뿐 만 아니라 2, 3, 4, 5, 6 또는 7일 또는 그보다 긴 기간동안 투여될 수 있다. 환자의 평균 신체 표면적은 본 발명에 따른 약학적 방법 및 수단에서 계산되고, 0.2 내지 2.2 m2이다.
지속적인 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 투여는 정맥주사, 비경구, 피하, 피부 외용, 복강 내, 근육 내 또는 폐를 통해 이루어질 수 있다. 투여가 정맥 주사로 이루어지는 경우가 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 지속적인 투여를 위해 가장 많이 선택될 것이며, 이러한 경우, 공동 치료(co-therapy) 계획의 일부로서 약학적 제제를 같이 투입하는 것 또한 이루어 질 수 있다. 따라서, 정맥주사를 통한 투여가 특히 바람직하다. 이러한 경우, Baxter에 의해 제작된 복합 치료 투입 펌프 모델 6060과 같은 적합한 계량기(metering device)가 바람직하게 선택될 수 있다. 어떤 계량기가 선택되더라도, 카트리지 교환 및/또는 전지(power cell) 교체 또는 충전시 치료 제제 투여의 중단을 최소화, 또는 방지하는 구조여야 한다. 이는 예를 들면 교환될 카트리지로부터 분리된 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 용액의 2차 저장기를 가져, 이로부터 지속적인 소아 환자에의 투입이 가능하여 비거나 거의 빈 카트리지가 제거되고 새 것으로 교체될 때도 지속적인 투입이 이루어지는 구조를 통해 달성될 수 있다.
정맥 주사를 통한 투여 모드 및 공동 치료(co-therapy) 계획의 일부로서 공동 투여가 이루어진 경우는 소아 환자의 신체로 상기 투여를 계량하기 위한 펌프의 주입이 필요하다. 당업계에서 일반적인 지식을 가진 자에게 이러한 계량 펌프는 자명하며, 예를 들면 Baxter에 의해 제작된 상기 언급된 모델 6060이 이에 해당한다.
비-한계 예로서, 중단 없는, 즉, 지속적인 투여가 환자 신체 내로의 치료 제제의 유입량 측정을 위해 소아 환자에게 투입된, 또는 소아 환자에 의해 쓰여진 작은 펌프 시스템으로 인해 현실화된다. 이러한 펌프 시스템은 일반적으로 당업계에 알려져 있고, 일반적으로 주입되는 치료 제제를 포함하는 카트리지의 주기적인 교체에 의존한다. 이러한 펌프 시스템에 카트리지의 교체가 일어날 때, 지속적인 치료 제제의 소아 환자 신체 내로 주입 대신 일시적인 중단이 일어난다. 이러한 경우, 카트리지 교체 전의 투여와 카트리지 교체 후가 본 발명의 약학적 수단 및 방법의 의미에서 둘이 함께 합쳐져 상기 치료 제제의 하나의 "지속적인 투여"를 이룬다는 점에서 고려되어야 한다. 동일한 사항은 카트리지가 한번 이상의 교체가 요구되는, 또한 펌프를 움직이는 전지(power cell)의 교체가 요구되어 치료 제제가 환자의 신체로 들어가는 흐름이 일시적으로 정지되는 경우가 발생하는 장기 투여에도 적용될 것이다.
또한 환자 신체에 있는 천자 부위의 감염 위험을 최소화하는 적합한 수단이 취해져야 하는데, 이러한 장 시간 상처는 특히 감염되기 쉽다. 이러한 수단은 유사 전달 시스템을 통한 근육 내 주사 투여의 경우 또한 적용될 수 있다.
지속적인 투여는 피부 위의 패치 부착 및 이의 주기적인 교체와 같은 방식인 피부를 통한 방법으로 이루어질 수 있다. 이러한 목적에 적합한 약물 전달을 위한 패치 시스템은 당업자에게 자명한 것이다. 피부를 통한 투여는 특히 지속적인 투여에 적합하고, 이는 첫번째 소진된 패치를 동시에 새로운, 두번째 패치로 교체하는 방식, 예를 들면 첫번째 소진된 패치가 접착되어 있던 피부 표면의 바로 옆에 첫번째 패치의 제거 직전에 두 번째 패치를 부착하는 방식으로 이루어 질 수 있다. 이 경우, 투여 약물 중단이나 전지(power cell) 교체 등의 문제는 발생하지 않는다.
또한 본 발명은 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL)의 치료, 개선 또는 제거를 위한 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조에 관한 것이고, 상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체는 소아 환자에의 투여를 위해 제조된다.
본 발명은 또한 약학 조성물의 조제를 위한 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조의 소아 급성 림프구성 백혈병의 치료, 개선 또는 제거를 위한 용도에 관한 것이다. 그러므로, 본 발명은 또한 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 의 치료, 개선, 또는 제거를 위한 본 발명에서 정의된 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조에 관한 것이다. 본 발명에 개시된 약학적 수단 및 방법에 관한 구체예는 필요한 부분만 약간 수정하여 소아 환자에의 투여, 특히 소아 급성 림프구성 백혈병의 치료, 개선 또는 제거를 위한 단일 사슬 항 CD19xCD3구조를 포함하는 대응하는 약학 조성물의 조제에 적용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 은 소아 B-리니지(lineage) 급성 림프구성 백혈병 (ALL), 바람직하게는 소아 B-전구체 급성 림프구성 백혈병 ALL, 보다 바람직하게는 소아 pro-B ALL, pre-B ALL 또는 일반(common) ALL (cALL) 이다. 보다 더 바람직하게는, ALL 은 cALL이다.
상기 언급된 의학적 용도의 바람직한 구체예에서, 상기 B-전구체 ALL은 재발된 것 및/또는 화학요법 및/또는 HSCT와 같은 일반적인 ALL치료에 난치성이다.
바람직하게는, 상기 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 은 진단 후 3년 이내에 재발된 것이다.
상기 언급된 의학적 용도의 다른 바람직한 구체예에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 을 가진 소아 환자에서 미세잔존질환 (MRD)의 치료, 개선 또는 제거를 위한 것이다. 바람직하게는, 상기 소아 환자는 혈액학적 완전한 완화 상태에서 MRD-양성이다.
상기 언급된 의학적 용도의 보다 바람직한 구체예에서, 상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 투여는 MRD 양성 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 을 MRD 음성 상태로 전환시킨다.
바람직하게는, MRD는 각각의 세포 유전학적 이상 또는 재배열을 본 발명에 언급된 바와 같이 PCR 및/또는 FACS 분석을 사용한 정량검출을 수행하여 측정된다.
보다 더 바람직하게는, 소아 ALL 환자는 검출 한계 이상의 세포 유전학적 이상 신호 및/또는 민감도 ≥10-4인 적어도 하나의 재배열 마커 신호를 보인다.
상기 언급된 의학적 용도의 다른 바람직한 구체예에서, 상기 검출 방법에 의해 검출가능한 분자적 재발에 일어난 시간은 6개월 이상이다.
상기 언급된 의학적 용도의 다른 바람직한 구체예에서, 상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조의 대응하는 가변 중쇄 영역 (VH) 및 대응하는 가변 경쇄 영역 (VL) 은 N-말단 부터 C-말단까지 VL(CD19)-VH(CD19)-VH(CD3)-VL(CD3)순으로 배열되어 있다.
바람직하게는, 상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 서열번호 1의 아미노산 서열, 또는 이와 90%, 바람직하게는 95% 상동성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다.
상기 언급된 의학적 용도의 보다 바람직한 구체예에서, 한 치료 사이클은 2 주의 치료 휴지기를 후에 수반하는 적어도 4주간의 지속적인 투입이다.
바람직하게는, 상기 투여는 MRD음성 상태가 결정된 후, 적어도 두번, 세번, 네번, 다섯 번, 여섯 번, 일곱 번, 여덟 번, 열 번 중 아홉 번 반복되어야 한다. 다른 구체예에서, 투여는 동종줄기세포 이식 전 MRD 양성 ALL 을 MRD 음성 상태로 전환시키기 위해 사용될 수 있다.
선택 가능한 구체예에서, 상기 투여는 동종줄기세포 이식 후에 이루어질 수 있다.
상기 언급된 의학적 용도의 다른 바람직한 구체예에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 10㎍ 내지 100㎍ 투여되어야 한다.
바람직하게는, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 15㎍ 내지 30㎍ 투여되어야 한다.
상기 언급된 의학적 용도의 다른 구체예에서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 동종줄기세포 이식이 적합한 소아 환자에 있어서, 동종줄기세포 이식을 대체할 수 있다.
본 발명의 약학적 방법 및 수단을 위해 제공되는 구체예, 정의 및 설명은 필요한 부분만 약간 수정하여 본 발명에 기재된 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조의 의학적 용도를 위해 적용된다.
본 발명은 이하의 실시예에서 더욱 설명된다.
실시예 :
1. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체
CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 제너레이션, 발현 및 세포 독성 효과는 WO 99/54440에 기술되어 있다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체에 대응하는 아미노산 및 핵산 서열은 각각 서열번호 1 및 2에 개시되어 있다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 CD3 결합 도메인의 VH 및 VL 영역은 서열번호 7 내지 10에 각각 개시되어 있고, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 CD19 결합 도메인의 VH 및 VL 영역은 각각 서열번호 3 내지 6에 개시되어 있다.
2. 림프구 표현형 분석 및 키메라 현상 분석
림프구의 표현형 분석 및 키메라 현상 분석을 위해, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료 전, 치료 중, 치료 후에 EDTA-포함 수집 튜브를 사용하여 환자의 혈액 샘플을 채취하였다. 혈액 샘플 내의 림프구 수의 절대값은 Advia에서 differential blood analysis을 통해 결정되었다. 림프구는 CD3, CD4, CD8, CD19 및 CD56에 대한 형광 표지된 항체를 사용하여 염색되었다 (모두 Becton-Dickinson, Heidelberg, Germany에서 획득). 표지된 세포의 분석 및 데이터 수집은 FACSCalibur (Becton-Dickinson)를 사용하여 수행하였다.
3. MRD 검출
MRD 검출을 위해, 중합효소 연쇄 반응 (PCR)- 기초 분석 (Bader et al., loc. cit.) 또는 FACS 분석이 사용되었다. 요약하자면, DNA 는 DNeasy Blood&Tissue Kit (Qiagen GmbH, Hilden, Germany)을 사용하여 분리되었다. PCR-기초 타겟으로서의 면역글로불린 및 T-세포 수용체 유전자 재배열은 최근 줄기세포 이식 후 급성 림푸구성 백혈병에서의 MRD 모니터링을 위한 안정한 마커로 보여지고 있다 (Kreyenberg, Leukemia, 2009).
4. 사례 보고
4.1 사례 보고 환자 1
7세 환자는 고위험 CD10+ 일반(common) ALL (CD19-, CD34-양성; CD45 감소된; TCR 재배열; CNS 음성)을 2004년 진단받았다. 치료 후, 2006년 6월 골수 재발이 일어났고, S3 arm의 ALL-REZ BFM study에 따라 치료되었다. 두 화학요법 사이클 후, 환자의 질병은 계속되었고, 3 코스의 클로파라빈(Clofarabine) 후에 완전히 완화되었다. 2007년, 그는 신체 조사 및 에토포시드(Etoposide)로 조절된 후 10개중 9개의 HLA-형질이 일치하는 비혈연간 공여자로부터 동종 HSCT를 받았다. HSCT 후 1년, 그는 또다른 골수 재발을 경험하였고, 이어 1 사이클의 클로파라빈(Clofarabine)/사이클로포스파아마이드(Cyclophosphamide)/VP16 (Nobuko), 2 사이클의 암사크린(Amsacrine), VP16, 프리드니손(Prednisone) (Hamburg), 및 1사이클의 멜파란(Melphalan)/사이타라빈(Cytarabine)를 포함하는 화학요법을 받았다 (도 2 참조). 이러한 공격적인 화학 요법에도 불구하고, 환자는 치료에 걸쳐 지속되는 형태학적 질병이 있었으며, 이는 도 2의 높은 MRD레벨로 확인할 수 있다. 환자는 그 후 5주간 15 ㎍/m2 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 (blinatumomab, 서열번호 1)의 지속적인 투입으로 특별 치료되었다 (도 3 참조). 상기 항체를 이용한 치료 전(0일) 및 치료 중의 림프구 수의 계속적인 분석은 인상적인 CD8+ T-림프구의 증가를 보인 반면 CD4+ T-세포 및 CD56+ NK 세포의 수는 변화가 없음을 보여준다. 항체 치료로 인해, MRD 음성 상태가 달성될 수 있었다. 수반되는 키메라 현상 분석은 100% 공여자 유래 키메라 현상을 보였다. 도4에서 볼 수 있는 바와 같이, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 치료 후 10일째의 골수 분석은 골수 모세포의 완전한 제거 (MRD < 10-4) 가 일어났음을 보여주었다. CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 치료의 마지막에 수행된 다른 골수 분석은 골수에서 백혈병 모세포가 전혀 존재하지 않음 (MRD <10-4) 을 보였다. 상기 항체를 이용한 치료 전, 치료 중, 및 치료 후의 계속적인 MRD 분석을 도 5에 나타내였다. 항체 치료 전, 상기 소아 환자는 매우 불량한 예후를 보였으며, 그의 나쁜 임상 상태로 인해 HSCT 에 부적합한 상태였다. 항체 치료로 인해, MRD 음성이 획득될 수 있었다. 운동 실조증의 일시적, 산발적인 사인 외에는 큰 부작용은 관측되지 않았고, 공여자-유래 CD8+ T-림프구 의 인상적인 증가에도 불구하고 GvHD의 징후도 없었다. 2008년 10월, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 치료가 끝난 시점 으로부터 2주 후 (즉, 도 3 내지 5에서의 0일), 그는 그의 일배수동종 모체로부터 두번째 HSCT를 클로파라빈(Clofarabine), 티오테파(Thiotepa) 및 멜파란(Melphalan) (Lang) 으로 구성된 골수 비파괴성 조제 계획을 사용하여 받았다. 2009년 11월, 상기 환자는 완벽한 완화상태인 MRD-음성을 유지하고 있다.
4.2 사례 보고 환자 2
15세 환자는 Philadelphia 염색체- 및 CD19-양성 B-전구체 ALL을 2001년 4월 진단받았다. 화학요법 후, 그는 12Gy의 TBI 및 에토포시드(Etoposide)로 조절된 후 HLA-동일 형제자매로부터 HSCT를 2001년 10월 받았다. 2002년, 골수 재발이 진단되었고, 마티닙(matinib) 및 화학요법을 통해 다시 완화되었다. 그는 그후 2004년 10월에 HLA-동일 비혈연간 공여자로부터 두번째 HSCT를 받았다. 2008년 5월, 두번째 재발이 진단되었고, 그후 이마티닙(Imatinib) 에 대한 저항성으로 인해 낮은 용량 화학요법 및 다사티닙(Dasatinib) 으로 치료되었다. 클로파라빈(Clofarabin) 및 시토신(Cytosin)/아라비노시드(Arabinosid)를 사용한 추가적인 화학요법 후, 그는 분자적 완화 상태가 되었고, 6개 중 3개의 HLA-형질-비매치 일배수동종 부계로부터 세번째 동종 HSCT를 받고, 이식후 다사티닙(Dasatinib)으로 치료되었다.
위장 출혈 및 팽창된 심근병증으로 인해, 다사티닙(Dasatinib)은 이식 후 5달 후 중단되었다. 2009년 4월, 복합 중앙 신경 시스템 (CNS) 이 CNS에서 7x109/L 모세포로 재발하였고, 골수에서 3%의 모세포가 진단되었다. 환자는 그 후 닐로티닙(Nilotinib), 척추 강내의 화학요법 및 18 Gy CNS의 구역 조사로 치료되었다. 상기 치료 3달 후, CNS에서는 모세포가 없었지만, 환자의 골수는 1.1 x10- 3레벨로 MRD 양성 상태였다. 말초 혈액의 키메라 현상 분석은 그의 일배수동종 부계로부터의 완전한 공여자-유래 조혈작용이 이루어졌음을 보였다.
환자는 그 후 어떤 부작용 없이 4주간 15 ㎍/m2/day의 blinatumomab단독 제제의 지속적인 투입으로 치료되었다. 치료 종료 후의 골수 흡입은 골수에서의 MRD 검출 없이 (<1x10-4 ) 완전한 완화를 보여준다. 환자1, 환자2는 blinatumomab을 사용한 치료 중, 또는 치료 후 어떠한 GvHD 징후를 보이지 않았다. blinatumomab 을 사용한 치료 종료 2주 후, 환자는 감염으로 인한 일시적인 용혈반응을 보였다. 환자 2는 치료 후 4주인 현재 재발되지 않았으며, 상태가 양호하고 현재 학교에 출석중이다.
4.3 요약
현재까지 ALL의 치료능이 있는 약물은 낮은 특이성 및 다른 다양한 세포들에게도 영향을 미쳐 면역 억제, 골수 결여증, 점막염, 신경장애, 심장독성 및 탈모증과 같은 심각한 부작용을 초래한다. 그러므로 적은 부작용을 가지는 보다 목적이 명확한 접근이 시급하게 필요하다. 또한, 환자들에 있어서, ALL 클론은 일반적인 화학요법에 완전한 저항성을 형성한다. 특히 이러한 클론은 HSCT 후 형성되고, 이러한 달라진 반응의 조건에 따른 약물이 요구된다. 화학요법과 함께 NK 세포 및 과립성백혈구의 Fc 수용체를 통한 항체-의존적인 세포독성의 효능은 소아 ALL에서 모노클로날 키메라성 항체 리툭시맵(rituximab)을 사용하여 입증될 수 있다. 현재, blinatumomab은 임상 시험에서 B-세포 non-Hodgkin lymhomas 및 림프성 백혈병에서의 CD19를 세포독성 T세포가 타게팅하도록 하는 유일한 항체이다. T세포는 일반적인 모노클로날 항체와 관련된 면역 세포보다 높은 세포독성 잠재능을 갖는 것으로 여겨진다.
동종GvL 효과는 HSCT의 항-백혈병 효과를 위한 중요한 요인 중 하나로 여겨진다. 불행하게도, GvL의 발생은 종종 GvHD와 관련되고, GvHD는 아직 동종 HSCT후의 질병률 및 사망률의 중요한 요인이다. 그러므로, GvHD 이 수반되지 않는 GvL의 유도는 집중 연구의 주제이다. GvL효과 유도를 위한 하나의 접근 방법은 공여자 림프구 투입(donor lymphocyte infusion, DLI) 이다. DLI가 CML의 치료에 매우 효과적인 반면, 재발된 ALL의 이식 후 치료에 있어서는 효과가 적고, 종종 감염된 소아에게 현저한 삶의 질 저하를 가져오는 만성 GvHD의 발생을 유도한다.
GvHD 이 수반되지 않는 GvL의 유도를 위한 가능한 접근 방법은 HSCT 후 적은 용량의 항체 blinatumomab 관련 T세포를 사용한 공여자-유래 T림프구의 in-vivo 활성화이고, 상기 blinatumomab은 환자의 CD19-양성 ALL 모세포에 T-림프구가 대항하도록 한다. 상기 항체는 자가 환경에서 인상적인 항-림프종 및 항-백혈병 효과를 보여왔지만, HSCT후 재발된 ALL 또는 소아에 대해서 시험된 바 없다. 자가 환경에서, 분자적 완화가 MRD-양성 ALL인 평가 가능한 16 명 중 13명의 성인 환자에게서 유도되었다. 상기 언급된 두 소아 환자는 치료 개시 후 인상적인 항-백혈병 반응을 보였다. 두 사례에서, MRD는 공여자-유래 T-세포의 급격한 증폭에도 불구하고, 어떠한 GvHD 징후 없이 검출 수준 미만으로 떨어졌다. 이는 blinatumomab의 작용이 일반적인 펩타이드 항원의 그것과 독립적인 사실에 기인할 수 있고, 순수 T세포 레파토리 연관에 속해 있지 않을 수 있다.
blinatumomab의 용량 레벨은 하루 당 15 ㎍/m2 만큼 낮아도 공여자-유래 T-림프구의 증폭을 유도하고, ALL 모세포를 MRD 검출레벨 미만으로 제거하는 데 충분하다. 이는 T-T세포 연관이 보다 많은 용량을 요구하고, Fc 수용체의 부재로 인해 세포독성 T-세포와 연관될 수 없는 일반적인 모노클로날 항체의 활성 모드와 다르다는 점을 강조한다.
Blinatumomab은 오직 피로감, 약한 운동 실조증 및 CTCAE 등급 1 내지 2의 발작만을 야기하며 두 환자 모두에 잘 적용되었고, 강한 이전의 치료에도 불구하고 어떤 부작용도 관측되지 않았다. 몇주에 걸친 지속적인 i.v. 투입은 두 소아 환자 모두에게 잘 적용되었다.
소아 ALL에 있어서의 이러한 첫번째 임상 시험으로부터, 본 발명자들은 blinatumomab이 잘 적용되며, 동종HSCT후 CD19-양성 B-전구체 ALL의 복합 재발 이후의 난치성 질병 치료를 받은 소아에 있어서 빠르게 완전한 혈약학적 및 MRD-음성 완화를 유도할 수 있다는 결론을 내렸다. 공여자 유래 T-림프구의 증폭에도 불구하고, 심지어 불일치한 일배수동종 이식 후에도, 어떤 환자도 GvHD 징후를 보이지 않았다는 점은 주목할만한다.
이러한 첫번째 결과는 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체를 사용한 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 환자의 치료가 소아 환자의 신체로부터 급성 림프구성 백혈병 세포를 완벽하게 제거할 수 있다는 점을 시사한다. 중요하게도, 이러한 치료는 완전한 혈약학적 완화뿐만 아니라 완전한 분자적 완화까지도 도출 해 내고, 여기서 미세잔존질환 (MRD) 양성 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 은 MRD 음성 상태로 전환된다. 치료는 잘 용인된다. 이러한 견지에서, 본 발명에 개시된 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체의 투여는 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL), 특히 화학요법 및/또는 동종HSCT에 대한 난치성 및/또는 재발된 ALL 에 대한 진보한 치료 방법을 제공한다.
상기 결과는 간략하게 아래와 같이 요약될 수 있다:
두 소아 환자가 동정적 사용에 기초하여 치료되었다.
상기 환자들에 있어서 MRD는 음성 상태 유지중이다.
주요 부작용(adverse events, AEs)은 관측되지 않았다.
모든 부작용은 치료 중단 필요성이 없는 것이었다.
<110> Micromet AG <120> Novel treatment of pediatric acute lymphoblastic leukemia <130> R2201 PCT S3 <150> US 61/112,323 <151> 2008-11-07 <150> US 61/221,269 <151> 2009-06-29 <160> 22 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 498 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> /note="Description of artificial sequence: CD19xCD3 bispecific single chain antibody" <400> 1 Asp Ile Gln Leu Thr Gln Ser Pro Ala Ser Leu Ala Val Ser Leu Gly 1 5 10 15 Gln Arg Ala Thr Ile Ser Cys Lys Ala Ser Gln Ser Val Asp Tyr Asp 20 25 30 Gly Asp Ser Tyr Leu Asn Trp Tyr Gln Gln Ile Pro Gly Gln Pro Pro 35 40 45 Lys Leu Leu Ile Tyr Asp Ala Ser Asn Leu Val Ser Gly Ile Pro Pro 50 55 60 Arg Phe Ser Gly Ser Gly Ser Gly Thr Asp Phe Thr Leu Asn Ile His 65 70 75 80 Pro Val Glu Lys Val Asp Ala Ala Thr Tyr His Cys Gln Gln Ser Thr 85 90 95 Glu Asp Pro Trp Thr Phe Gly Gly Gly Thr Lys Leu Glu Ile Lys Gly 100 105 110 Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gln Val 115 120 125 Gln Leu Gln Gln Ser Gly Ala Glu Leu Val 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Claims (21)

  1. 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL)의 치료, 개선 또는 제거 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 소아 ALL 환자의 수요에 맞추어 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조를 포함하는 약학 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 은 소아 B-리니지(lineage) 급성 림프구성 백혈병 (ALL), 바람직하게는 소아 B-전구체 급성 림프구성 백혈병 ALL, 보다 바람직하게는 소아 pro-B ALL, pre-B ALL 또는 일반(common) ALL (cALL)인 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 급성 림프구성 백혈병 (ALL)는 난치성 및/또는 재발된 ALL인 것인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 급성 림프구성 백혈병 (ALL) 은 재발된 ALL, 바람직하게는 진단 후 3년 내에 재발된 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 소아 ALL 환자의 미세잔존질환 (MRD)의 치료, 개선 또는 제거를 위한 것인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 소아 ALL 환자는 완전한 혈액학적 완화 상태에서 MRD-양성인 방법.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 방법은 MRD 양성 ALL을 MRD 음성 상태로 전환시키는 것인 방법.
  8. 제 5 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 MRD 는 이하로 구성되는 그룹에서 선택되는 세포 유전학적 이상 또는 재배열의 정량검출로 측정되는 것인 방법:
    t(12;21)[TEL-AML1];
    t(1;19;)[E2A-PBX];
    t(4;11)[AF4-MLL];
    t(9;22)[BCR-ABL];
    고배수체(hyperdiploidy) 또는 염색체 4, 10, 및 17의 삼염색체성(trisomies);
    저배수체(hypodiploidy);
    면역글로불린 유전자의 재배열; 및
    T-세포 수용체 (TCR) 재배열.
  9. 제8항에 있어서, 상기 소아 ALL 환자는 검출 한계 이상의 세포 유전학적 이상 신호 및/또는 민감도 ≥10-4인 적어도 하나의 재배열 마커 신호를 보이는 것인 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조에서 대응하는 가변 중쇄 영역 (VH) 및 대응하는 가변 경쇄 영역 (VL)은 N-말단 부터 C-말단까지 VL(CD19)-VH(CD19)-VH(CD3)-VL(CD3)순으로 배열되어 있는 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 서열번호 1의 아미노산 서열, 또는 이와 적어도 90%, 바람직하게는 95% 상동성을 가지는 아미노산 서열을 포함하는 것인 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조를 포함하는 약학 조성물은 2주간의 치료 휴지기를 후에 수반하는 적어도 4주간의 지속적인 투입을 통해 투여되는 것인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 투여는 MRD음성 상태가 결정된 후, 적어도 열번 중 두번, 세번, 네번, 다섯 번, 여섯 번, 일곱 번, 여덟 번, 아홉 번 반복되는 것인 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 방법은 동종줄기세포 이식 전 MRD 양성 ALL 을 MRD 음성 상태로 전환시키기 위해 이루어지는 것인 방법.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 방법은 동종조혈 줄기세포 이식 (HSCT) 후에 이루어지는 것인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 이식편대-백혈병 (GvL) 효과를 유도하는 것인 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 10㎍ 내지 100㎍ 투여되는 것인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조는 환자 신체 표면적 제곱미터 당 일일량 15㎍ 내지 30㎍ 투여되는 것인 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 급성 림프구성 백혈병의 COGAALL03B1 분류에 따른 재발의 고 위험성을 가진 소아 ALL 환자를 위한 것인 방법.
  20. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 환자는 동종줄기세포이식에 비적격인 것인 방법.
  21. 소아 급성 림프구성 백혈병 (ALL)의 치료, 개선 또는 제거를 위한 CD19xCD3 이중특이성 단일 사슬 항체 구조.
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