KR20220165254A

KR20220165254A - Cd28h 도메인을 함유하는 키메라 항원 수용체 및 그 사용 방법

Info

Publication number: KR20220165254A
Application number: KR1020227037236A
Authority: KR
Inventors: 에릭 오. 롱; 샤오솬 주앙
Original assignee: 더 유나이티드 스테이츠 오브 어메리카, 애즈 리프리젠티드 바이 더 세크러테리, 디파트먼트 오브 헬쓰 앤드 휴먼 서비씨즈
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2022-12-14
Also published as: JP2023537799A; EP4126922A1; AU2020437669A1; US20230190800A1; BR112022017512A2; CA3174779A1; WO2021194495A1

Abstract

본 발명은 (a) 항원 결합 도메인; (b) 막횡단 도메인; 및 (c) CD28 동족체(CD28H)로부터의 제 1 세포내 신호전달 도메인 및 제 2 세포내 신호전달 도메인을 포함하는 세포내 도메인을 포함하는 키메라 항원 수용체를 제공한다. 일부 실시예에서, 상기 제 2 세포내 도메인은 2B4, TCRζ, FcεR1γ 또는 DAP12로부터 유래한 것이다. 본 발명은 또한 (a) 항원 결합 도메인; (b) 막횡단 도메인; 및 (c) CD28H로부터의 제 1 세포내 신호전달 도메인, 2B4로부터의 제 2 세포내 신호전달 도메인, 및 제 3 세포내 신호전달 도메인을 포함하는 세포내 도메인을 포함하는 키메라 항원 수용체를 제공한다. 일부 실시예에서, 상기 제 3 세포내 도메인은 TCRζ, FcεR1γ 또는 DAP12에서 유래한 것이다. 또한, 본 발명은 CAR을 인코딩하는 핵산 분자 및 상기 핵산을 포함하는 발현 벡터를 제공한다. 본 발명은 또한 CAR을 발현하는 분리된 세포(T 세포 또는 자연 살해 세포와 같은) 및 상기 분리된 세포로 암에 걸린 대상 개체를 치료하는 방법을 제공한다.

Description

CD28H 도메인을 함유하는 키메라 항원 수용체 및 그 사용 방법

본 발명은 CD28H 신호전달 도메인을 함유하는 키메라 항원 수용체 및 특히 암을 치료하기 위한 그의 사용 방법에 관한 것이다.

CAR-T 세포를 이용한 면역요법은 혈액암의 임상 치료에 성공적이었고, 고형 종양을 표적화하는 데 상당한 진전이 있었다. 그러나, 중증 사이토카인 방출 증후군 (CRS) 및 신경독성과 같은 CAR-T 세포 주입과 관련된 독특한 부작용은 생명을 위협할 수 있으므로 주의 깊게 관리해야 한다. 조혈 줄기 세포 이식에서 관찰되는 바와 같이, 자연 살해 세포는 더 안전한 사이토카인 프로필과 낮은 이식편대 숙주병(GVHD) 활성으로 인해 입양 세포 치료에서 작동 세포로서 큰 잠재력을 가지고 있다. CAR-T 세포 치료의 비용을 줄이고 CAR-T 세포 생산 과정을 단순화하기 위해 "규격품(off-the-shelf)" CAR-T 세포 전략이 제안되었다. 건강한 공여자로부터 유래한 동종 CAR-T 세포의 T 세포 수용체(TCR)는 GVHD를 최소화하고 필요할 때 사용할 준비가 된 보편적인 냉동보존 CAR-T 세포 제품을 생산하기 위해 억제되어야 한다. 특히, T 세포와 달리 "규격품" CAR-NK 전략은 TCR을 유전적으로 억제할 필요 없이 개발될 수 있다. 공여자로부터 유래된 NK 세포의 안전성과 지속성은 수십 년에 걸친 조혈모세포 이식의 임상 실습을 통해 입증되었다. 더욱이, 종양 세포 상의 리간드에 대한 배선 유전 부호화 NK 세포 활성화 수용체에 의해 추가적인 유익한 효과가 제공될 수 있다.

NK 세포의 활성화는 활성화 수용체로부터의 신호의 상승적 조합을 필요로 하며, 이들의 리간드는 일반적으로 형질전환되거나 감염된 세포에서 상향조절된다. 그러나, 활성화 신호는 비고전적 MHC-1 HLA-E에 대한 수용체 CD94-NKG2A 및 고전적 MHC-1 분자에 대한 억제 킬러-세포 Ig-유사 수용체(KIR)를 포함하는 MHC-1에 대한 억제 수용체에 의해 상쇄된다. 구체적으로, KIR2DL1은 HLA-C 그룹 1(C1)에 대한 수용체이고, KIR2DL2/3은 HLA-C 그룹 2(C2)에 대한 수용체이고, KIR3DL1은 HLA-B의 특정 대립유전자에 대한 수용체이다. 이러한 억제 수용체에 의한 신호전달은 일반적으로 공동 활성화 수용체에 의한 신호전달보다 우세하다. 억제 수용체는 또한 NK 세포를 높은 반응성 상태로 유지하는 중요한 기능을 가지고 있으며, 이를 라이센싱 또는 교육이라고 한다.

본 발명의 목적은 CD28H 신호전달 도메인을 함유하는 키메라 항원 수용체 및 특히 암을 치료하기 위한 그의 사용 방법을 제공하는 것이다. NK 세포를 이용한 입양 세포 치료로 종양 세포 제거에 성공하려면 억제 수용체에 의한 신호 전달이 감소되거나 중단되어야 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 예를 들어, CD94-NKG2A 및 KIR2DL1에 의한 억제를 극복하는 능력을 CAR들에 부여하는 CD28 상동체 (CD28H) 활성화 도메인 (CD28H 세포내 신호전달 도메인으로도 지칭됨)을 포함하는 CAR들을 제공한다.

(a) 항원 결합 도메인; (b) 막횡단 도메인; 및 (c) CD28H로부터의 제 1 세포내 신호 도메인 및 제 2 세포내 신호 도메인을 포함하는 세포내 도메인을 포함하는 키메라 항원 수용체들(CARs)이 개시된다. 도메인 (a)-(c)는 N-말단부터 C-말단 순서로 존재하지만, 세포내 도메인의 제 1 및 제 2 세포내 신호 도메인은 어느 한 순서로 존내할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제 2 세포내 신호전달 도메인은 2B4, TCRζ, FcεR1γ, 또는 DAP12로부터 유래한 것이다. 하나의 특정 실시예에서, 상기 제 2 세포내 신호전달 도메인은 TCRζ로부터 유래한 것이다. 또 다른 특정 실시예에서, 상기 제 2 세포내 신호전달 도메인은 2B4로부터 유래한 것이다. 일부 구현예에서, 상기 CAR은 항원 결합 도메인에 대한 C-말단 및 막횡단 도메인에 대한 N-말단인 힌지 도메인 (예: CD8 힌지 도메인)을 추가로 포함한다.

또한, (a) 항원 결합 도메인; (b) 막 통과 도메인; (c) CD28H로부터의 제 1 세포내 신호 도메인, 2B4로부터의 제 2 세포내 신호 도메인 및 제 3 세포내 신호 도메인을 포함하는 키메라 항원 수용체들(CARs)이 제공된다. 일부 실시예에서, 상기 제 3 세포내 신호전달 도메인은 TCRζ, FcεR1γ, 또는 DAP12로부터 유래한 것이다. 도메인 (a)-(c)는 N-말단부터 C-말단 순서로 존재하지만, 제 1, 제 2 및 제 3 세포내 신호 전달 도메인은 임의의 순서로 존재할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 CAR은 항원 결합 도메인에 대한 C-말단 및 막횡단 도메인에 대한 N-말단인 힌지 도메인 (예: CD8 힌지 도메인)을 추가로 포함한다.

일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 CAR는 서열번호 2, 6, 12, 16 및 20 중 어느 하나의 아미노산 서열에 대해 적어도 90% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 특정 실시에서, 상기 CAR는 열번호 2, 6, 12, 16 및 20 중 어느 하나의 아미노산 서열을 포함하거나 그 서열로 구성된다.

본 발명은 또한 제공된 CAR들을 인코딩하는 핵산 분자들을 제공한다. 일부 구현예에서, 상기 핵산 분자는 발현 벡터(렌티바이러스 또는 레트로바이러스 벡터와 같은)에 포함되어 있다. 구현예에서, 상기 CAR는 서열번호 1, 5, 11, 15 및 19 중 어느 하나의 핵산 서열에 대해 적어도 90%의 서열 동일성을 갖는 핵산 서열을 포함하거나 서열번호 1, 5, 11, 15 및 19 중 어느 하나의 핵산 서열을 포함하거나 그 서열로 구성된다. 상기 CAR를 발현하는 분리된 세포(T 세포 또는 자연 살해 세포 등) 및 상기 세포 및 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 조성물이 제공된다.

본 발명은 또한 암(혈액학적 악성종양 또는 고형종양 등) 환자를 치료하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 본원에 개시된 분리된 세포 또는 조성물을 대상 개체에 투여하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 세포는 자가 NK 세포와 같은 CAR를 발현하는 NK 세포이다.

본 개시의 전술한 특징들 및 다른 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 진행되는 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

도 1A-1D는 인간 NK세포에서의 CD28H 발현을 보여준다. 도 1A: 새로이 분리된 NK 세포는 CD56 및 CD28H에 대해 형광물질이 결합된 mAbs로 염색되었다. 도 1B: CD56^bright 및 CD56^dim NK 세포 사이에서 CD28H의 발현을 비교하였다. 각 기호는 독립적인 공여자(n=4)를 나타낸다. 도 1C: KIR 및 NKG2A 발현에 의해 정의된 상이한 CD56^dim 서브세트에서 CD28H의 발현. KIR 패밀리의 수용체는 PE-결합 항체(EB6, GL183 및 DX9)의 칵테일을 사용하여 염색되었다. 각 기호는 독립적인 공여자(n=4)를 나타낸다. 도 1D: CD56^dimCD57^-　및 CD56^dimCD57⁺　NK 세포에서의 CD28H 발현. 각 기호는 독립적인 공여자(n=4)를 나타낸다. 모든 데이터는 평균 ± SEM으로 표시하였다. *P<0.05, n.s., 유의하지 않음(Mann-Whitney 검정, 양측 검정). 모든 실험은 적어도 두 번 반복되었다.
도 2A-2F. 도 2A: NKG2A 및 KIR 발현에 기초한 서로 다른 CD56^dimNK 세포 집단의 게이팅 전략. KIR 발현은 PE-결합 항체(EB6, GL183 및 DX9)의 칵테일에 의해 결정되었다. 도 2B: IL-2와 PHA에서 14일간 확장한 휴면 NK세포와 NK세포에서 CD28H에 대한 면역염색에 대한 대표적인 히스토그램. 새로 분리된 또는 IL-2 배양된 NK 세포를 동형 대조군(음영) 또는 CD28H mAb(실선)로 염색한 다음, PE-접합된 염소 항-마우스 이차 항체와 함께 배양하였다. 도 2C: IL-2에 의해 활성화된 휴면 NK세포(왼쪽) 또는 NK세포에서 CD28H에 대한 면역염색 및 CD2와 NKp46의 가교(오른쪽)의 대표적인 히스토그램. NK 세포는 CD2와 NKp46에 대한 플레이트-결합 mAbs 및 100 U/ml의 IL-2를 통해 7일 동안 활성화되었다. 도 2D: 도 2C에서와 같이 2명의 공여자로부터 얻은 NK세포가 활성화된 후 서로 다른 시점에서의 CD28H 발현. CD28H⁺인 NK 세포의 비율은 CD56과 CD28H에 대한 염색에 의해 결정되었다. 도 2E: IL-2 자극 후 서로 다른 시점에서 NK 세포에서의 CD25 발현. 도 2F: IL-2에서 24시간 동안 휴면 NK 세포를 활성화시킨 후 CD56, CD25 및 CD28H에 대해 염색하였다. CD25^- 및 CD25⁺ NK 세포에서의 CD28H의 발현은 히스토그램(오른쪽)에 표시되고 3명의 독립적인 공여자(왼쪽)의 데이터로 표시된다(왼쪽). 평균 ± SEM. n.s., 유의하지 않음(Mann-Whitney 검정, 양측 검정).
도 3A-3C. 도 3A: 리디렉션된 세포독성 분석의 개략도. 상기 분석에서 mAbs의 F(ab')₂ 부분은 특이적으로 NK 세포 수용체를 인식하는 반면, Fc 단편은 마우스 P815 세포의 Fc 수용체에 결합한다. NK 세포는 가교된 NK 세포 활성화 수용체에 의해 상승적으로 활성화된다. 도 3B: 형광-접합 mAbs로 면역염색하여 결정된 NKL, YTS, KHYG-1 및 NK-92 세포주에서 2B4, NKp46 및 CD28H의 표면 발현. 음영 처리된 히스토그램은 동형 대조군으로 염색한 것을 나타낸다. 도 3C: 리디렉션된 세포독성 분석에서 KHYG-1 세포에 의한 P815 세포의 용해. KHYG-1 세포를 IL-2 없이 24시간 동안 휴지시킨 후 P815 세포 및 표시된 mAb와 함께 1 및 5의 E 대 T 비율에서 6시간 동안 배양하였다.
도 4A-4K는 CD28H가 NK-세포 활성화를 위해 2B4 및 NKp46과 상승작용을 하고 CD16을 통한 활성화를 향상시킨다는 것을 보여준다. 도 4A: 리디렉션된 세포독성 분석에서 CD28H, 2B4 및 NKp46의 단독 또는 조합에 의해 유도된 NK 세포 탈과립의 대표적인 등고선도. 새로 분리된 NK 세포를 P815 세포 및 5 ㎍/ml의 표시된 mAb와 함께 37℃에서 2시간 동안 배양하였다. 이때, E 대 T의 비율은 1:2였다. NK-세포 탈과립은 CD107a에 대한 염색에 의해 결정되었다. CD56에 대한 mAb는 탈과립화에 대한 음성 대조군인 반면, NKp46 및 2B4의 공결합은 NK 활성화 수용체의 상승작용에 대한 양성 대조군이다. 도 4B: 도 4A에서와 같은 여러 공여자로부터의 NK-탈과립화. 각 기호는 독립적인 공여자(n=5)를 나타낸다. 도 4C-4F: 도 4A에서와 같이 수행된 리디렉션된 세포독성 분석에서 CD28H와 CD2(도 4C), DNAM-1(도 4D), NKG2D(도 4E), 및 CD16(도 4F)과의 공결합에 따른 NK-세포의 탈과립화. 각각의 기호는 독립적인 공여자를 나타낸다; 도 4C 에서 n=4, 도 4D 에서 n=3, 도 4E 에서 n=4, 및 도 4F 에서 n=5. 도 4G-4I: 리디렉션된 세포독성 분석에서 도 4A에서와 같은 NK-세포의 탈과립화. 2B4(도 4G), NKp46(도 4H) 및 CD16(도 4I)에 대한 고정된 농도(5㎍/ml)의 mAb를 사용하였고, CD28H 항체를 증가하는 농도로 첨가하였다. 각각의 기호는 독립적인 공여자를 나타낸다; 도 4G 에서 n=5, 도 4H 에서 n=5, 및 도 4I 에서 n=6. 도 4J-4K: NK 세포를 다양한 E 대 T 비율로 P815 세포 및 표시된 mAbs와 함께 6시간 동안 배양하였다. CD28H와 2B4(도 4J) 또는 NKp46(도 4K)의 공결합에 의해 유도된 P815 세포의 용해; 각 그래프는 두 개의 독립적인 실험 중 하나를 나타낸다. 모든 데이터는 평균 ± SEM으로 표시하였다. *P<0.05, ** P<0.01, n.s., 유의하지 않음(Mann-Whitney 검정, 양측 검정). 모든 실험은 적어도 두 번 반복되었다.
도 5A 및 도 5B는 초파리 S2 세포에서 B7H7 및 CD48에 의해 유도된 NK 세포 탈과립화 및 사이토카인 생성을 나타낸다. 도 5A: CD48, B7H7 또는 둘 다로 형질감염된 S2 세포에서 CD48 및 B7H7의 발현. 음영 처리된 히스토그램은 형질감염되지 않은 S2 세포의 염색을 나타낸다. 도 5B: 파이 차트는 표시된 수의 반응에 대해 양성인 NK 세포의 빈도를 나타낸다. 아크는 MIP-1α, IFN-γ, TNF-α 및 CD107a에 대해 양성인 NK 세포의 비율을 나타낸다. 값은 공여자 3명의 평균을 나타낸다.
도 6A-6F는 초파리 S2 세포에서 B7H7 및 CD48에 의해 유도된 NK-세포 탈과립화 및 사이토카인 생산을 보여준다. 도 6A: 1:2의 E:T 비율에서 2시간 동안 배양한 후 B7H7, CD48 또는 둘 다를 발현하는 S2 세포 및 S2 세포에 의해 유도된 NK-세포 탈과립화의 대표적인 등고선도. 탈과립화는 CD56 및 CD107a에 대한 염색을 통해 결정되었다. 도 6B: 도 6A와 같은 여러 공여자로부터의 NK-세포의 탈과립화. 각 기호는 독립적인 공여자를 나타낸다, n=5. 도 6C-6F: 표시된 S2 세포와 37°C에서 1:2의 E:T 비율로 6시간 동안 배양한 후 NK 세포에 의한 사이토카인 생산. B7H7-CD28H 상호작용을 차단하기 위해 CD28H에 대한 mAb(항-CD28H)가 10 ㎍/ml로 포함되었다. 세포를 CD56 및 CD107a에 대해 염색하고, 고정 및 투과화하고, 세포내 사이토카인에 대해 염색하였다. 다수의 공여자로부터의 NK 세포에서 IFNγ(도 6C), TNFα(도 6D), MIP-1α(도 6E) 및 MIP-1β(도 6F)의 발현. 각 기호는 독립적인 공여자를 나타낸다; 도 6C 에서 n=7, 도 6D 에서 n=5, 도 6E 에서 n=6, 및 도 6 F 에서 n=6. 모든 데이터는 평균 ± SEM으로 표시하였다. *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001 (Mann-Whitney 검정, 양측 검정). 모든 실험은 적어도 두 번 반복되었다.
도 7A-7E는 표적 세포 상의 B7H7이 NK 세포에 의한 ADCC를 향상시킨다는 것을 보여준다. 도 7A: 2시간 동안 항-S2 혈청의 존재 하에 표시된 S2 세포에 의해 유도되고 형광-결합된 CD56 및 CD107a mAbs로 염색하여 측정된 NK-세포 탈과립화의 대표적인 등고선도. 도 7B: 도 7A와 같이 다수의 공여자로부터의 NK 세포에 의한 탈과립화. 각 기호는 독립적인 공여자를 나타낸다, n=7. 도 7C: 221 및 다우디 세포상의 CD20에 대한 염색. 음영 처리된 히스토그램은 동형 대조군을 사용한 염색을 나타낸다. 도 7D 및 7E: 10 ㎍/ml의 리툭시맙의 존재 하에 5:1의 이펙터 대 표적 세포 비에서 NK 세포에 의한 표적 세포의 특이적 용해. 각 기호는 독립적인 공여자를 나타낸다, 도 7D 및 도 7E 모두에서 n=5. 표적 세포는 221(도 7D) 및 다우디(도 7E) 세포주로, 형질감염되지 않았거나 B7H7로 형질감염되었다. B7H7-CD28H 상호작용을 차단하기 위해 CD28H에 대한 mAb(항-CD28H)를 10 ㎍/ml로 포함시켰다. 모든 데이터는 평균 ± SEM으로 표시하였다. *P<0.05 (윌콕슨 부호 순위 검정, 대응 표본, 양측 검정). 모든 실험은 적어도 두 번 반복되었다.
도 8A-8C는 221 세포 상의 B7H7이 NK 세포에 의한 CD28H-의존성 용해를 촉진한다는 것을 보여준다. 도 8A: 다우디, K562 및 221 세포상의 B7H7 및 CD48에 대한 염색. 음영 처리된 히스토그램은 동종 대조군으로 염색한 것을 나타낸다. 도 8B: 형질감염된 221 및 다우디 세포에서 B7H7의 발현. 음영 처리된 히스토그램은 형질감염되지 않은 세포의 염색을 나타낸다. 도 8C: 표시된 E 대 T 비율로 NK 세포를 휴지시킨 6시간 후 221 및 221.B7H7 세포의 용해. CD28H-B7H7 상호작용을 차단하기 위해 CD28H에 대한 mAb를 10 μg/ml로 첨가하였다 (사각형 기호).
도 9A-9F는 CD28H의 Tyr192가 CD28H-매개 NK-세포 활성화에 필수적임을 예시한다. 도 9A: 퍼바나데이트 처리에 따른 CD28H 야생형 및 표시된 Tyr 돌연변이체의 티로신-인산화. 형질감염된 293T 세포를 10분 동안 퍼바나데이트로 처리하였다. 세포 용해물을 CD28H mAb로 면역침전시켰다. 포스포-티로신(4G10) 및 총 CD28H(항-2A)는 면역블롯에 의해 검출되었다. 도 9B: 표시된 mAb의 존재 하에 다양한 E:T 비율에서 NKL.CD28H 세포에 의한 6시간 후 P815 세포의 용해. 도 9C: 표시된 E:T 비율에서 2B4 및 CD28H에 대한 mAb의 존재 하에 NKL 세포 형질감염체에 의한 P815 세포의 용해. 2B4에 대한 mAb가 있는 NKL.CD28H-WT는 음성 대조군(Ctrl)으로 사용되었다. 그래프는 두 개의 독립적인 실험 중 하나를 나타낸다. 도 9D: 표시된 E:T 비율에서 NKL 세포 형질감염체에 의한 6시간 후 221.B7H7 세포의 용해. 형질감염되지 않은 221 세포가 음성 대조군으로 사용되었다. 그래프는 두 개의 독립적인 실험 중 하나를 나타낸다. 도 9E: CD28H 야생형 또는 Y192F 돌연변이체를 발현하는 NKL 세포와 함께 배양된 다우디 또는 다우디-B7H7 세포의 CD28H 항체를 사용한 면역형광 염색. 도 9F: 도 9E에서와 같은 시냅스로부터 떨어진(비IS) 세포 표면 영역과 비교한 면역시냅스(IS)에서의 CD28H의 형광 강도 배수 변화. 각 점은 단일 세포를 나타낸다. 샘플 크기(n)는 도면에 표시되어 있다. 데이터는 두 개의 독립적인 실험에서 얻어지고 결합되었으며 평균 ± SEM으로 표시되었다. ****P<0.0001 (Mann-Whitney 검정, 양측 검정). 모든 실험은 적어도 두 번 반복되었다.
도 10은 표시된 CD28H 돌연변이체로 형질감염된 NKL 세포 상의 CD28H 발현을 나타낸다. 음영 처리된 히스토그램은 형질감염되지 않은 세포의 염색을 나타낸다.
도 11A 및 11B는 순환 단핵구 및 골수성 수지상 세포 상의 B7H7 발현을 나타낸다. 도 11A: 미처리 또는 LPS- 및 폴리(I:C)-자극된 인간 PBMC를 CD14⁺ 집단에 게이팅하고 형광-결합된 B7H7 mAb를 사용하여 B7H7 발현에 대해 테스트하였다. 도 11B: 순환 골수성 수지상 세포에서 B7H7의 발현. 도 11A에서와 같이 처리된 인간 PBMC를 계열-음성(CD3^-CD19^-CD14^-NKp46^-) CD11c⁺ 세포에 게이팅하고, B7H7 mAb로 염색하여 B7H7의 발현에 대해 테스트하였다. 음영 처리된 히스토그램은 동종 대조군으로 염색한 것을 나타낸다.
도 12A-12J는 CD28H-TCRζ 키메라 항원 수용체를 발현하는 NKG2A⁺ NK 세포에 의한 B7H7⁺ HLA-E⁺ HDLM-2 종양 세포의 용해를 보여준다. 도 12A: NKL 세포에서 CD28H 키메라 항원 수용체의 설계 및 발현. 전장 또는 세포질 도메인이 삭제된(ΔCD) CD28H를 TCRζ의 세포질 도메인에 융합시키고 NKL 세포에 형질감염시켰다. 세포를 형광-결합 CD28H mAb로 염색하였다. 음영 처리된 히스토그램은 형질감염되지 않은 NKL 세포의 염색을 나타낸다. 도 12B-12C: 표시된 E:T 비율로 형질감염된 NKL 세포에 의한 5시간 후 221 세포(도 12B) 및 221.B7H7 세포(도 12C)의 용해. 도 12D: 221.AEH 및 221.AEH.B7H7 세포에서 HLA-E 및 B7H7에 대한 염색. 음영 처리된 히스토그램은 형질감염되지 않은 221 세포의 염색을 나타낸다. 도 12E: 면역염색에 의해 결정된 NKL 세포 상의 NKG2A 발현. 음영 처리된 히스토그램은 IgG 대조군으로 염색한 것을 나타낸다. 도 12F-12G: 표시된 E:T 비율로 형질감염된 NKL 세포에 의한 5시간 후 221.AEH 세포(도 12F) 및 221.AEH.B7H7 세포(도 12G)의 용해. 그래프는 두 개의 독립적인 실험 중 하나를 나타낸다. 도 12H: HDLM-2 종양 세포에서 B7H7 및 HLA-E의 염색. 음영 처리된 히스토그램은 동종 대조군으로 염색한 것을 나타낸다. 도 12I: 면역염색에 의해 결정된 KHYG-1 세포 상의 NKG2A 발현(좌측). NKG2A에 대한 차단 항체의 존재 또는 부재하에 KHYG-1 세포에 의한 5시간 후 HDLM-2 종양 세포의 용해(오른쪽). 그래프는 두 개의 독립적인 실험 중 하나를 나타낸다. 도 12J: 표시된 E:T 비율에서 형질감염된 NKL 세포에 의한 5시간 후 HHLA-2⁺ HLA-E⁺ HDLM-2 종양 세포의 용해. 모든 실험은 적어도 두 번 반복되었다.
도 13A-13E는 활성화 수용체의 조합에 의한 NK 세포 탈과립의 상승적 활성화, CD19.CAR의 설계 및 발현, 및 설계된 CD19.CAR을 발현하는 NK 세포에 의한 CD19⁺ MHC-I⁺ 종양 세포의 용해를 나타낸다. 도 13A: NK-세포 활성화 수용체의 가교 결합에 의해 유도된 휴지기 인간 NK 세포의 탈과립화. 표시된 활성화 수용체(n=2)에 대한 항체의 존재하에서 P815 세포를 사용한 리디렉티드 세포독성 검정에서 크로스링킹을 수행하였다. 도 13B: 세포외 도메인으로서 N-말단 myc-태그 및 CD8α 힌지를 갖는 항-CD19 scFv 및 막횡단 및 신호전달 도메인의 표시된 조합을 사용한 CAR 구조물의 개략도. 도 13C: NKL.2DL1 세포에서 CAR 구조물의 발현을 보여주는 히스토그램. 도 13D: 표시된 CAR-발현 NKL.2DL1 세포에 의한 표적 세포의 용해를 비교하는 사멸 검정. 돌연변이된 MHC-1 음성 림프모세포주 221 또는 MHC-I(HLA-E 또는 HLA-C/Cw15)로 형질감염된 221 세포를 표적으로 사용하였다(n=3). 도 13E: CAR2 또는 T-CAR을 발현하는 NKL.2DL1 세포에 의한 표적 세포 용해 비교(n=3). 도 13D에서와 동일한 표적 세포를 사용하였다.
도 14는 NKL.2DL1 세포에서 KIR2DL1(좌측) 및 NKG2A(우측)의 발현을 보여주는 한 쌍의 패널이다. NKL.2DL1 세포를 IgG 대조군(음영), 및 KIR2DL1(왼쪽, 열린 히스토그램) 및 NKG2A(오른쪽, 열린 히스토그램)에 대한 IgG 항체로 염색하였다.
도 15A-15D는 3세대 T-CAR 또는 NKG2D-2B4-TCRζ CAR을 발현하는 NK 세포와 비교하여 CD28H-CAR을 발현하는 NK 세포에 의한 B7H7⁺ MHC-I⁺ 종양 세포의 용해를 보여준다. 도 15A: CD28H의 세포외 도메인 및 신호전달 도메인의 표시된 조합으로 이루어진 CAR 구조물의 개략도. 도 15B: NKL.2DL1 세포에서 CD28H.T-CAR, CD28H.CAR2 및 CD28H.CAR3의 발현의 유세포 분석 측정. 도 15C: 효과기로서 CAR-형질도입된 NKL.2DL1 세포 및 표적(n=2)으로서 221.HLA-E 세포 또는 B7H7-형질감염된 221.HLA-E 세포를 사용한 사멸 검정. 도 15D: CD28H.CAR(n=2)을 발현하는 NKL.2DL1 세포에 의한 221.HLA-C(Cw15) 세포 또는 B7H7-형질감염된 221.HLA-C(Cw15) 세포의 용해.
도 16A-16E는 CD19.CAR2가 NKG2A-매개 억제를 극복하고 T-CAR보다 더 지속적인 활성화 신호를 전달한다는 것을 예시한다. 도 16A: 비드에 고정된 항체에 의한 CAR 자극의 다이어그램. 도 16B: 비드에 의한 자극 후 CAR-발현 NKL 세포의 용해물에서 활성화 신호의 웨스턴 블롯 검출. 표시된 항체를 비드에 미리 결합시킨 다음 CAR-NK 세포와 함께 10분 동안 배양하였다. 표시된 신호 분자에 대해 세포 용해물을 조사하였다. 도 16C: pErk/총-Erk 및 pPLCg1/총-PLCg1 비율의 웨스턴 블롯 정량화(n=2). 도 16D: T-CAR 또는 CAR2를 발현하는 NKL 세포의 비드 자극. 표시된 대로 비드와 NK 세포의 공동 배양을 10분 및 45분 동안 수행하였다. 세포 용해물을 표시된 항체로 웨스턴 블롯팅하였다. 도 16E: 항체와의 CAR-가교 후 T-CAR 또는 CAR2를 발현하는 NKL 세포에서 유도된 칼슘의 동원. NKL 세포를 Myc-tag 항체와 함께 얼음 위에서 30분 동안 사전 배양하였고 분석 전에 5분 동안 37°C에서 배양하였다. 가교를 위한 이차 염소-항-마우스 IgG 항체를 첨가하기 전에 30초 동안 기준 칼슘을 측정하였다.
도 17은 도 13B에 도시된 T-CAR 및 CAR2 내지 CAR6을 발현하는 NKL 세포의 자극을 나타낸다(N: CAR 없음). 표시된 항체와 결합된 비드를 37℃에서 10분 동안 CAR-NK 세포와 함께 배양하였다. 표시된 바와 같이 세포 용해물을 인산화된 또는 전체 Erk 및 PLCγ1에 대한 항체로 웨스턴 블롯팅하였다. 밴드 강도의 정량화는 도 16C에 도시되어 있다.
서열 목록
본원 또는 첨부된 서열 목록에 열거된 임의의 핵산 및 아미노산 서열은 37 C.F.R. § 1.822에 정의된 바와 같이 뉴클레오티드 염기 및 아미노산에 대한 표준 문자 약어를 사용하여 표시된다. 적어도 일부의 경우, 각 핵산 서열의 한 가닥만 표시되지만, 상보적인 가닥은 표시된 가닥에 대한 임의의 참조에 의해 포함되는 것으로 이해된다.
서열번호 1은 TCRζ의 세포질 도메인과 융합된 전장 CD28H의 핵산 서열이다. CD28H: 뉴클레오티드 1-846; TCRζ: 뉴클레오티드 847-1185.
ATGGGGTCCCCGGGCATGGTGCTGGGCCTCCTGGTGCAGATCTGGGCCCTGCAAGAAGCCTCAAGCCTGAGCGTGCAGCAGGGGCCCAACTTGCTGCAGGTGAGGCAGGGCAGTCAGGCGACCCTGGTCTGCCAGGTGGACCAGGCCACAGCCTGGGAACGGCTCCGTGTTAAGTGGACAAAGGATGGGGCCATCCTGTGTCAACCGTACATCACCAACGGCAGCCTCAGCCTGGGGGTCTGCGGGCCCCAGGGACGGCTCTCCTGGCAGGCACCCAGCCATCTCACCCTGCAGCTGGACCCTGTGAGCCTCAACCACAGCGGGGCGTACGTGTGCTGGGCGGCCGTAGAGATTCCTGAGTTGGAGGAGGCTGAGGGCAACATAACAAGGCTCTTTGTGGACCCAGATGACCCCACACAGAACAGAAACCGGATCGCAAGCTTCCCAGGATTCCTCTTCGTGCTGCTGGGGGTGGGAAGCATGGGTGTGGCTGCGATCGTGTGGGGTGCCTGGTTCTGGGGCCGCCGCAGCTGCCAGCAAAGGGACTCAGGTAACAGCCCAGGAAATGCATTCTACAGCAACGTCCTATACCGGCCCCGGGGGGCCCCAAAGAAGAGTGAGGACTGCTCTGGAGAGGGGAAGGACCAGAGGGGCCAGAGCATTTATTCAACCTCCTTCCCGCAACCGGCCCCCCGCCAGCCGCACCTGGCGTCAAGACCCTGCCCCAGCCCGAGACCCTGCCCCAGCCCCAGGCCCGGCCACCCCGTCTCTATGGTCAGGGTCTCTCCTAGACCAAGCCCCACCCAGCAGCCGAGGCCAAAAGGGTTCCCCAAAGTGGGAGAGGAGagagtgaagttcagcaggagcgcagacgcccccgcgtaccagcagggccagaaccagctctataacgagctcaatctaggacgaagagaggagtacgatgttttggacaagagacgtggccgggaccctgagatggggggaaagccgcagagaaggaagaaccctcaggaaggcctgtacaatgaactgcagaaagataagatggcggaggcctacagtgagattgggatgaaaggcgagcgccggaggggcaaggggcacgatggcctttaccagggtctcagtacagccaccaaggacacctacgacgcccttcacatgcaggccctgccccctcgc
서열번호 2는 TCRζ의 세포질 도메인과 융합된 전장 CD28H의 아미노산 서열이다. CD28H: 아미노산 1-282; TCRζ: 아미노산 283-395.
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서열번호 3은 TCRζ의 세포질 도메인과 융합된 CD28H의 세포외 및 막횡단 도메인의 핵산 서열이다. CD28H: 뉴클레오티드 1-513; TCRζ: 뉴클레오티드 514-852.
ATGGGGTCCCCGGGCATGGTGCTGGGCCTCCTGGTGCAGATCTGGGCCCTGCAAGAAGCCTCAAGCCTGAGCGTGCAGCAGGGGCCCAACTTGCTGCAGGTGAGGCAGGGCAGTCAGGCGACCCTGGTCTGCCAGGTGGACCAGGCCACAGCCTGGGAACGGCTCCGTGTTAAGTGGACAAAGGATGGGGCCATCCTGTGTCAACCGTACATCACCAACGGCAGCCTCAGCCTGGGGGTCTGCGGGCCCCAGGGACGGCTCTCCTGGCAGGCACCCAGCCATCTCACCCTGCAGCTGGACCCTGTGAGCCTCAACCACAGCGGGGCGTACGTGTGCTGGGCGGCCGTAGAGATTCCTGAGTTGGAGGAGGCTGAGGGCAACATAACAAGGCTCTTTGTGGACCCAGATGACCCCACACAGAACAGAAACCGGATCGCAAGCTTCCCAGGATTCCTCTTCGTGCTGCTGGGGGTGGGAAGCATGGGTGTGGCTGCGATCGTGTGGGGTGCCTGGagagtgaagttcagcaggagcgcagacgcccccgcgtaccagcagggccagaaccagctctataacgagctcaatctaggacgaagagaggagtacgatgttttggacaagagacgtggccgggaccctgagatggggggaaagccgcagagaaggaagaaccctcaggaaggcctgtacaatgaactgcagaaagataagatggcggaggcctacagtgagattgggatgaaaggcgagcgccggaggggcaaggggcacgatggcctttaccagggtctcagtacagccaccaaggacacctacgacgcccttcacatgcaggccctgccccctcgc
서열번호 4는 TCRζ의 세포질 도메인과 융합된 CD28H의 세포외 및 막횡단 도메인의 아미노산 서열이다. CD28H: 아미노산 1-171; TCRζ: 아미노산 172-284.
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서열번호 5는 2B4 및 TCRζ의 세포내 도메인과 융합된 전장 CD28H의 핵산 서열이다. CD28H의 DNA 서열은 gBlock 단편으로서 합성을 위해 코돈 최적화되었다. CD28H: 뉴클레오티드 1-846; 2B4: 뉴클레오티드 847-1206; TCRζ: 뉴클레오티드 1207-1545.
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서열번호 6은 2B4 및 TCRζ의 세포내 도메인과 융합된 전장 CD28H의 아미노산 서열이다. CD28H: 아미노산 1-282; 2B4: 아미노산 283-402; TCRζ: 아미노산 403-515.
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서열번호 7은 CD28의 막횡단 도메인 및 CD28, 41BB 및 TCRζ의 세포내 도메인과 융합된 CD28H의 세포외 도메인의 핵산 서열이다. CD28H: 뉴클레오티드 1-450; CD28: 뉴클레오티드 451-654; 4-1BB: 뉴클레오티드 655-780; TCRζ: 뉴클레오티드 781-1119.
ATGGGGTCCCCGGGCATGGTGCTGGGCCTCCTGGTGCAGATCTGGGCCCTGCAAGAAGCCTCAAGCCTGAGCGTGCAGCAGGGGCCCAACTTGCTGCAGGTGAGGCAGGGCAGTCAGGCGACCCTGGTCTGCCAGGTGGACCAGGCCACAGCCTGGGAACGGCTCCGTGTTAAGTGGACAAAGGATGGGGCCATCCTGTGTCAACCGTACATCACCAACGGCAGCCTCAGCCTGGGGGTCTGCGGGCCCCAGGGACGGCTCTCCTGGCAGGCACCCAGCCATCTCACCCTGCAGCTGGACCCTGTGAGCCTCAACCACAGCGGGGCGTACGTGTGCTGGGCGGCCGTAGAGATTCCTGAGTTGGAGGAGGCTGAGGGCAACATAACAAGGCTCTTTGTGGACCCAGATGACCCCACACAGAACAGAAACCGGATCGCAAGCTTCCCAGGATTTTGGGTGCTGGTGGTGGTTGGTGGAGTCCTGGCTTGCTATAGCTTGCTAGTAACAGTGGCCTTTATTATTTTCTGGGTGAGGAGTAAGAGGAGCAGGCTCCTGCACAGTGACTACATGAACATGACTCCCCGCCGCCCCGGGCCCACCCGCAAGCATTACCAGCCCTATGCCCCACCACGCGACTTCGCAGCCTATCGCTCCAAACGGGGCAGAAAGAAACTCCTGTATATATTCAAACAACCATTTATGAGACCAGTACAAACTACTCAAGAGGAAGATGGCTGTAGCTGCCGATTTCCAGAAGAAGAAGAAGGAGGATGTGAACTGagagtgaagttcagcaggagcgcagacgcccccgcgtaccagcagggccagaaccagctctataacgagctcaatctaggacgaagagaggagtacgatgttttggacaagagacgtggccgggaccctgagatggggggaaagccgcagagaaggaagaaccctcaggaaggcctgtacaatgaactgcagaaagataagatggcggaggcctacagtgagattgggatgaaaggcgagcgccggaggggcaaggggcacgatggcctttaccagggtctcagtacagccaccaaggacacctacgacgcccttcacatgcaggccctgccccctcgc
서열번호 8은 CD28의 막횡단 도메인 및 CD28, 4-1BB 및 TCRζ의 세포내 도메인과 융합된 CD28H의 세포외 도메인의 아미노산 서열이다. CD28H: 아미노산 1-150; CD28: 아미노산 151-218; 4-1BB: 아미노산 219-260; TCRζ: 뉴클레오티드 261-373.
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서열번호 9는 NKG2D의 막횡단 도메인 및 2B4 및 TCRζ의 세포내 도메인과 융합된 CD28H의 세포외 도메인의 핵산 서열이다. CD28H: 뉴클레오티드 1-450; NKG2D: 뉴클레오티드 451-513; 2B4: 뉴클레오티드 514-873; TCRζ: 뉴클레오티드 874-1212.
ATGGGGTCCCCGGGCATGGTGCTGGGCCTCCTGGTGCAGATCTGGGCCCTGCAAGAAGCCTCAAGCCTGAGCGTGCAGCAGGGGCCCAACTTGCTGCAGGTGAGGCAGGGCAGTCAGGCGACCCTGGTCTGCCAGGTGGACCAGGCCACAGCCTGGGAACGGCTCCGTGTTAAGTGGACAAAGGATGGGGCCATCCTGTGTCAACCGTACATCACCAACGGCAGCCTCAGCCTGGGGGTCTGCGGGCCCCAGGGACGGCTCTCCTGGCAGGCACCCAGCCATCTCACCCTGCAGCTGGACCCTGTGAGCCTCAACCACAGCGGGGCGTACGTGTGCTGGGCGGCCGTAGAGATTCCTGAGTTGGAGGAGGCTGAGGGCAACATAACAAGGCTCTTTGTGGACCCAGATGACCCCACACAGAACAGAAACCGGATCGCAAGCTTCCCAGGACCATTTTTTTTCTGCTGCTTCATCGCTGTAGCCATGGGAATCCGTTTCATTATTATGGTAACATGGAGGAGAAAGAGGAAGGAGAAGCAGTCAGAGACCAGTCCCAAGGAATTTTTGACAATTTACGAAGATGTCAAGGATCTGAAAACCAGGAGAAATCACGAGCAGGAGCAGACTTTTCCTGGAGGGGGGAGCACCATCTACTCTATGATCCAGTCCCAGTCTTCTGCTCCCACGTCACAAGAACCTGCATATACATTATATTCATTAATTCAGCCTTCCAGGAAGTCTGGATCCAGGAAGAGGAACCACAGCCCTTCCTTCAATAGCACTATCTATGAAGTGATTGGAAAGAGTCAACCTAAAGCCCAGAACCCTGCTCGATTGAGCCGCAAAGAGCTGGAGAACTTTGATGTTTATTCCagagtgaagttcagcaggagcgcagacgcccccgcgtaccagcagggccagaaccagctctataacgagctcaatctaggacgaagagaggagtacgatgttttggacaagagacgtggccgggaccctgagatggggggaaagccgcagagaaggaagaaccctcaggaaggcctgtacaatgaactgcagaaagataagatggcggaggcctacagtgagattgggatgaaaggcgagcgccggaggggcaaggggcacgatggcctttaccagggtctcagtacagccaccaaggacacctacgacgcccttcacatgcaggccctgccccctcgc
서열번호 10은 NKG2D의 막횡단 도메인 및 2B4 및 TCRζ의 세포내 도메인과 융합된 CD28H의 세포외 도메인의 아미노산 서열이다. CD28H: 아미노산 1-150; NKG2D: 아미노산 151-171; 2B4: 아미노산 172-291; TCRζ: 뉴클레오티드 292-404.
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서열번호 11은 CD19 scFv와 그 뒤의 CD28H의 막횡단 도메인과 CD28H, 2B4 및 TCRζ의 신호전달 도메인에 융합된 CD8α 힌지 도메인의 핵산 서열이다. 이 구조물에는 N-터미널 Myc 태그가 포함된다. CD8α 및 CD28H 부분의 DNA 서열은 gBlock 단편으로서 합성을 위해 코돈 최적화되었다. 신호 펩티드: 뉴클레오티드 1-63; Myc 태그: 뉴클레오티드 64-93; CD19 scFv: 뉴클레오티드 94-819; CD8α 힌지: 820-954; CD28H 막횡단 및 신호전달 도메인: 뉴클레오티드 955-1350; 2B4: 뉴클레오티드 1351-1710; TCRζ: 뉴클레오티드 1711-2049.
atggcgctccctgtcaccgcactgcttcttccgctggcactgctgctgcacgctgcacggcctgagcaaaaacttatctctgaagaggacctcgatatacagatgacgcagacaacgtcaagtctttccgccagcttgggagaccgagtgactatatcttgtagagcaagccaggatatttctaagtatcttaactggtaccaacaaaagcccgatggaacggttaagctgcttatataccataccagtagactccactccggcgtaccatcacggttttctggcagtggctccgggaccgactattctttgacgatctctaatctcgaacaagaggatattgcaacatacttttgtcagcaaggcaataccttgccatatacgtttgggggcgggacaaaacttgagataaccggcggcggtggttcaggcggtggcggttccggtggtgggggatcagaggttaagcttcaggaatccggaccaggtttggttgcccccagccaatctctcagcgttacatgcacggtttcaggcgtcagtctccccgattacggtgtaagttggattcggcaacctccgcgaaagggtctggaatggctgggggttatttgggggagtgagacaacttattacaactctgcacttaagagtcggcttaccatcatcaaggataattcaaaatcacaagtattcctgaagatgaactcattgcaaacagatgatacagctatatactattgtgccaagcattactattatggtggttcttatgcaatggattactgggggcaaggcacgtcagtgacagtgagttcaACCACCACCCCTGCACCAAGACCTCCAACTCCTGCCCCAACTATTGCAAGTCAGCCACTTTCTTTGCGACCAGAGGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCCTGTGATTTCCTCTTCGTGCTGCTGGGGGTGGGAAGCATGGGTGTGGCTGCGATCGTGTGGGGTGCCTGGTTCTGGGGCCGCCGCAGCTGCCAGCAAAGGGACTCAGGTAACAGCCCAGGAAATGCATTCTACAGCAACGTCCTATACCGGCCCCGGGGGGCCCCAAAGAAGAGTGAGGACTGCTCTGGAGAGGGGAAGGACCAGAGGGGCCAGAGCATTTATTCAACCAGTTTCCCTCAACCGGCTCCAAGACAACCACATCTCGCCAGTCGGCCTTGTCCGTCCCCTAGACCCTGCCCCAGTCCCAGGCCCGGCCACCCCGTCTCTATGGTCAGGGTCTCTCCTAGACCAAGCCCCACCCAGCAGCCGAGGCCAAAAGGGTTCCCCAAAGTGGGAGAGGAGTGGAGGAGAAAGAGGAAGGAGAAGCAGTCAGAGACCAGTCCCAAGGAATTTTTGACAATTTACGAAGATGTCAAGGATCTGAAAACCAGGAGAAATCACGAGCAGGAGCAGACTTTTCCTGGAGGGGGGAGCACCATCTACTCTATGATCCAGTCCCAGTCTTCTGCTCCCACGTCACAAGAACCTGCATATACATTATATTCATTAATTCAGCCTTCCAGGAAGTCTGGATCCAGGAAGAGGAACCACAGCCCTTCCTTCAATAGCACTATCTATGAAGTGATTGGAAAGAGTCAACCTAAAGCCCAGAACCCTGCTCGATTGAGCCGCAAAGAGCTGGAGAACTTTGATGTTTATTCCagagtgaagttcagcaggagcgcagacgcccccgcgtaccagcagggccagaaccagctctataacgagctcaatctaggacgaagagaggagtacgatgttttggacaagagacgtggccgggaccctgagatggggggaaagccgcagagaaggaagaaccctcaggaaggcctgtacaatgaactgcagaaagataagatggcggaggcctacagtgagattgggatgaaaggcgagcgccggaggggcaaggggcacgatggcctttaccagggtctcagtacagccaccaaggacacctacgacgcccttcacatgcaggccctgccccctcgc
서열번호 12는 CD19 scFv와 그 뒤의 CD28H의 막횡단 도메인과 CD28H, 2B4 및 TCRζ의 신호전달 도메인에 융합된 CD8α 힌지 도메인의 아미노산 서열이다. 이 구조물에는 N-터미널 Myc 태그가 포함된다. 신호 펩티드: 아미노산 1-21; Myc 태그: 아미노산 22-31; CD19 scFv: 아미노산 32-273; CD8α 힌지: 274-318; CD28H 막횡단 및 신호전달 도메인: 아미노산 319-450; 2B4: 아미노산 451-570; TCRζ: 아미노산 571-683.
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서열번호 13은 CD19 scFv와 그 뒤의 CD28의 막횡단 도메인과 CD28, 4-1BB 및 TCRζ의 신호전달 도메인에 융합된 CD8α 힌지 도메인의 핵산 서열이다. 이 구조물에는 N-터미널 Myc 태그가 포함된다. CD8α의 DNA 서열은 gBlock 단편으로서 합성을 위해 코돈 최적화되었다. 신호 펩티드: 뉴클레오티드 1-63; Myc 태그: 뉴클레오티드 64-93; CD19 scFv: 뉴클레오티드 94-819; CD8α 힌지: 뉴클레오티드 820-954; CD28 막횡단 및 신호전달 도메인: 뉴클레오티드 955-1158; 4-1BB: 뉴클레오티드 1159-1284; TCRζ: 뉴클레오티드 1285-1623.
atggcgctccctgtcaccgcactgcttcttccgctggcactgctgctgcacgctgcacggcctgagcaaaaacttatctctgaagaggacctcgatatacagatgacgcagacaacgtcaagtctttccgccagcttgggagaccgagtgactatatcttgtagagcaagccaggatatttctaagtatcttaactggtaccaacaaaagcccgatggaacggttaagctgcttatataccataccagtagactccactccggcgtaccatcacggttttctggcagtggctccgggaccgactattctttgacgatctctaatctcgaacaagaggatattgcaacatacttttgtcagcaaggcaataccttgccatatacgtttgggggcgggacaaaacttgagataaccggcggcggtggttcaggcggtggcggttccggtggtgggggatcagaggttaagcttcaggaatccggaccaggtttggttgcccccagccaatctctcagcgttacatgcacggtttcaggcgtcagtctccccgattacggtgtaagttggattcggcaacctccgcgaaagggtctggaatggctgggggttatttgggggagtgagacaacttattacaactctgcacttaagagtcggcttaccatcatcaaggataattcaaaatcacaagtattcctgaagatgaactcattgcaaacagatgatacagctatatactattgtgccaagcattactattatggtggttcttatgcaatggattactgggggcaaggcacgtcagtgacagtgagttcaACCACCACCCCTGCACCAAGACCTCCAACTCCTGCCCCAACTATTGCAAGTCAGCCACTTTCTTTGCGACCAGAGGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCCTGTGATTTTTGGGTGCTGGTGGTGGTTGGTGGAGTCCTGGCTTGCTATAGCTTGCTAGTAACAGTGGCCTTTATTATTTTCTGGGTGAGGAGTAAGAGGAGCAGGCTCCTGCACAGTGACTACATGAACATGACTCCCCGCCGCCCCGGGCCCACCCGCAAGCATTACCAGCCCTATGCCCCACCACGCGACTTCGCAGCCTATCGCTCCAAACGGGGCAGAAAGAAACTCCTGTATATATTCAAACAACCATTTATGAGACCAGTACAAACTACTCAAGAGGAAGATGGCTGTAGCTGCCGATTTCCAGAAGAAGAAGAAGGAGGATGTGAACTGagagtgaagttcagcaggagcgcagacgcccccgcgtaccagcagggccagaaccagctctataacgagctcaatctaggacgaagagaggagtacgatgttttggacaagagacgtggccgggaccctgagatggggggaaagccgcagagaaggaagaaccctcaggaaggcctgtacaatgaactgcagaaagataagatggcggaggcctacagtgagattgggatgaaaggcgagcgccggaggggcaaggggcacgatggcctttaccagggtctcagtacagccaccaaggacacctacgacgcccttcacatgcaggccctgccccctcgc
서열번호 14는 CD19 scFv와 그 뒤의 CD28의 막횡단 도메인과 CD28, 4-1BB 및 TCRζ의 신호전달 도메인에 융합된 CD8α 힌지 도메인의 아미노산 서열이다. 이 구조물에는 N-터미널 Myc 태그가 포함된다. 신호 펩티드: 아미노산 1-21; Myc 태그: 아미노산 22-31; CD19 scFv: 아미노산 32-273; CD8α 힌지: 아미노산 274-318; CD28 막횡단 및 신호전달 도메인: 아미노산 319-386; 4-1BB: 아미노산 387-428; TCRζ: 아미노산 429-541.
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서열번호 15는 CD19 scFv와 그 뒤의 CD28H의 막횡단 도메인과 CD28H 및 TCRζ의 신호전달 도메인에 융합된 CD8α 힌지 도메인의 핵산 서열이다. 이 구조물에는 N-터미널 Myc 태그가 포함된다. CD8α 및 CD28H 부분의 DNA 서열은 gBlock 단편으로서 합성을 위해 코돈 최적화되었다. 신호 펩티드: 뉴클레오티드 1-63; Myc 태그: 뉴클레오티드 64-93; CD19 scFv: 뉴클레오티드 94-819; CD8α 힌지: 뉴클레오티드 820-954; CD28H 막관통 도메인: 뉴클레오티드 955-1017; CD28H 신호전달 도메인: 뉴클레오티드 1018-1350; TCRζ: 뉴클레오티드 1351-1689.
atggcgctccctgtcaccgcactgcttcttccgctggcactgctgctgcacgctgcacggcctgagcaaaaacttatctctgaagaggacctcgatatacagatgacgcagacaacgtcaagtctttccgccagcttgggagaccgagtgactatatcttgtagagcaagccaggatatttctaagtatcttaactggtaccaacaaaagcccgatggaacggttaagctgcttatataccataccagtagactccactccggcgtaccatcacggttttctggcagtggctccgggaccgactattctttgacgatctctaatctcgaacaagaggatattgcaacatacttttgtcagcaaggcaataccttgccatatacgtttgggggcgggacaaaacttgagataaccggcggcggtggttcaggcggtggcggttccggtggtgggggatcagaggttaagcttcaggaatccggaccaggtttggttgcccccagccaatctctcagcgttacatgcacggtttcaggcgtcagtctccccgattacggtgtaagttggattcggcaacctccgcgaaagggtctggaatggctgggggttatttgggggagtgagacaacttattacaactctgcacttaagagtcggcttaccatcatcaaggataattcaaaatcacaagtattcctgaagatgaactcattgcaaacagatgatacagctatatactattgtgccaagcattactattatggtggttcttatgcaatggattactgggggcaaggcacgtcagtgacagtgagttcaACCACCACCCCTGCACCAAGACCTCCAACTCCTGCCCCAACTATTGCAAGTCAGCCACTTTCTTTGCGACCAGAGGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCCTGTGATTTCCTCTTCGTGCTGCTGGGGGTGGGAAGCATGGGTGTGGCTGCGATCGTGTGGGGTGCCTGGTTCTGGGGCCGCCGCAGCTGCCAGCAAAGGGACTCAGGTAACAGCCCAGGAAATGCATTCTACAGCAACGTCCTATACCGGCCCCGGGGGGCCCCAAAGAAGAGTGAGGACTGCTCTGGAGAGGGGAAGGACCAGAGGGGCCAGAGCATTTATTCAACCAGTTTCCCTCAACCGGCTCCAAGACAACCACATCTCGCCAGTCGGCCTTGTCCGTCCCCTAGACCCTGCCCCAGTCCCAGGCCCGGCCACCCCGTCTCTATGGTCAGGGTCTCTCCTAGACCAAGCCCCACCCAGCAGCCGAGGCCAAAAGGGTTCCCCAAAGTGGGAGAGGAGagagtgaagttcagcaggagcgcagacgcccccgcgtaccagcagggccagaaccagctctataacgagctcaatctaggacgaagagaggagtacgatgttttggacaagagacgtggccgggaccctgagatggggggaaagccgcagagaaggaagaaccctcaggaaggcctgtacaatgaactgcagaaagataagatggcggaggcctacagtgagattgggatgaaaggcgagcgccggaggggcaaggggcacgatggcctttaccagggtctcagtacagccaccaaggacacctacgacgcccttcacatgcaggccctgccccctcgc
서열번호 16은 CD19 scFv와 그 뒤의 CD28H의 막횡단 도메인과 CD28H 및 TCRζ의 신호전달 도메인에 융합된 CD8α 힌지 도메인의 아미노산 서열이다. 이 구조물에는 N-터미널 Myc 태그가 포함된다. 신호 펩티드: 아미노산 1-21; Myc 태그: 아미노산 22-31; CD19 scFv: 아미노산 32-273; CD8α 힌지: 아미노산 274-318; CD28H 막횡단 도메인: 아미노산 319-339; CD28H 신호전달 도메인: 아미노산 340-450; TCRζ: 아미노산 451-563.
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서열번호 17은 CD19 scFv와 그 뒤의 CD28의 막횡단 도메인과 CD28 및 TCRζ의 신호전달 도메인에 융합된 CD8α 힌지 도메인의 핵산 서열이다. 이 구조물에는 N-터미널 Myc 태그가 포함된다. CD8α의 DNA 서열은 gBlock 단편으로서 합성을 위해 코돈 최적화되었다. 신호 펩티드: 뉴클레오티드 1-63; Myc 태그: 뉴클레오티드 64-93; CD19 scFv: 뉴클레오티드 94-819; CD8α 힌지: 뉴클레오티드 820-954; CD28 막횡단 도메인: 뉴클레오티드 955-1035; CD28 신호전달 도메인: 뉴클레오티드 1036-1158; TCRζ: 뉴클레오티드 1159-1497.
atggcgctccctgtcaccgcactgcttcttccgctggcactgctgctgcacgctgcacggcctgagcaaaaacttatctctgaagaggacctcgatatacagatgacgcagacaacgtcaagtctttccgccagcttgggagaccgagtgactatatcttgtagagcaagccaggatatttctaagtatcttaactggtaccaacaaaagcccgatggaacggttaagctgcttatataccataccagtagactccactccggcgtaccatcacggttttctggcagtggctccgggaccgactattctttgacgatctctaatctcgaacaagaggatattgcaacatacttttgtcagcaaggcaataccttgccatatacgtttgggggcgggacaaaacttgagataaccggcggcggtggttcaggcggtggcggttccggtggtgggggatcagaggttaagcttcaggaatccggaccaggtttggttgcccccagccaatctctcagcgttacatgcacggtttcaggcgtcagtctccccgattacggtgtaagttggattcggcaacctccgcgaaagggtctggaatggctgggggttatttgggggagtgagacaacttattacaactctgcacttaagagtcggcttaccatcatcaaggataattcaaaatcacaagtattcctgaagatgaactcattgcaaacagatgatacagctatatactattgtgccaagcattactattatggtggttcttatgcaatggattactgggggcaaggcacgtcagtgacagtgagttcaACCACCACCCCTGCACCAAGACCTCCAACTCCTGCCCCAACTATTGCAAGTCAGCCACTTTCTTTGCGACCAGAGGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCCTGTGATTTTTGGGTGCTGGTGGTGGTTGGTGGAGTCCTGGCTTGCTATAGCTTGCTAGTAACAGTGGCCTTTATTATTTTCTGGGTGAGGAGTAAGAGGAGCAGGCTCCTGCACAGTGACTACATGAACATGACTCCCCGCCGCCCCGGGCCCACCCGCAAGCATTACCAGCCCTATGCCCCACCACGCGACTTCGCAGCCTATCGCTCCagagtgaagttcagcaggagcgcagacgcccccgcgtaccagcagggccagaaccagctctataacgagctcaatctaggacgaagagaggagtacgatgttttggacaagagacgtggccgggaccctgagatggggggaaagccgcagagaaggaagaaccctcaggaaggcctgtacaatgaactgcagaaagataagatggcggaggcctacagtgagattgggatgaaaggcgagcgccggaggggcaaggggcacgatggcctttaccagggtctcagtacagccaccaaggacacctacgacgcccttcacatgcaggccctgccccctcgc
서열번호 18은 CD19 scFv와 그 뒤의 CD28의 막횡단 도메인과 CD28 및 TCRζ의 신호전달 도메인에 융합된 CD8α 힌지 도메인의 아미노산 서열이다. 이 구조물에는 N-터미널 Myc 태그가 포함된다. 신호 펩티드: 아미노산 1-21; Myc 태그: 아미노산 22-31; CD19 scFv: 아미노산 32-273; CD8α 힌지: 아미노산 274-318; CD28 막횡단 도메인: 아미노산 319-345; CD28 신호전달 도메인: 아미노산 346-386; TCRζ: 아미노산 387-499.
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서열번호 19는 CD19 scFv와 그 뒤의 CD28H의 막횡단 도메인과 TCRζ의 신호전달 도메인에 융합된 CD8α 힌지 도메인의 핵산 서열이다. 이 구조물에는 N-터미널 Myc 태그가 포함된다. CD8α의 DNA 서열은 gBlock 단편으로서 합성을 위해 코돈 최적화되었다. 신호 펩티드: 뉴클레오티드 1-63; Myc 태그: 뉴클레오티드 64-93; CD19 scFv: 뉴클레오티드 94-819; CD8α 힌지: 뉴클레오티드 820-954; CD28H 막횡단 도메인: 뉴클레오티드 955-1017; TCRζ: 뉴클레오티드 1018-1356.
atggcgctccctgtcaccgcactgcttcttccgctggcactgctgctgcacgctgcacggcctgagcaaaaacttatctctgaagaggacctcgatatacagatgacgcagacaacgtcaagtctttccgccagcttgggagaccgagtgactatatcttgtagagcaagccaggatatttctaagtatcttaactggtaccaacaaaagcccgatggaacggttaagctgcttatataccataccagtagactccactccggcgtaccatcacggttttctggcagtggctccgggaccgactattctttgacgatctctaatctcgaacaagaggatattgcaacatacttttgtcagcaaggcaataccttgccatatacgtttgggggcgggacaaaacttgagataaccggcggcggtggttcaggcggtggcggttccggtggtgggggatcagaggttaagcttcaggaatccggaccaggtttggttgcccccagccaatctctcagcgttacatgcacggtttcaggcgtcagtctccccgattacggtgtaagttggattcggcaacctccgcgaaagggtctggaatggctgggggttatttgggggagtgagacaacttattacaactctgcacttaagagtcggcttaccatcatcaaggataattcaaaatcacaagtattcctgaagatgaactcattgcaaacagatgatacagctatatactattgtgccaagcattactattatggtggttcttatgcaatggattactgggggcaaggcacgtcagtgacagtgagttcaACCACCACCCCTGCACCAAGACCTCCAACTCCTGCCCCAACTATTGCAAGTCAGCCACTTTCTTTGCGACCAGAGGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCCTGTGATTTCCTCTTCGTGCTGCTGGGGGTGGGAAGCATGGGTGTGGCTGCGATCGTGTGGGGTGCCTGGagagtgaagttcagcaggagcgcagacgcccccgcgtaccagcagggccagaaccagctctataacgagctcaatctaggacgaagagaggagtacgatgttttggacaagagacgtggccgggaccctgagatggggggaaagccgcagagaaggaagaaccctcaggaaggcctgtacaatgaactgcagaaagataagatggcggaggcctacagtgagattgggatgaaaggcgagcgccggaggggcaaggggcacgatggcctttaccagggtctcagtacagccaccaaggacacctacgacgcccttcacatgcaggccctgccccctcgc
서열번호 20은 CD19 scFv와 그 뒤의 CD28H의 막횡단 도메인과 TCRζ의 신호전달 도메인에 융합된 CD8α 힌지 도메인의 아미노산 서열이다. 이 구조물에는 N-터미널 Myc 태그가 포함된다. 신호 펩티드: 아미노산 1-21; Myc 태그: 아미노산 22-31; CD19 scFv: 아미노산 32-273; CD8α 힌지: 아미노산 274-318; CD28H 막횡단 도메인: 아미노산 319-339; TCRζ: 아미노산 340-452.
MALPVTALLLPLALLLHAARPEQKLISEEDLDIQMTQTTSSLSASLGDRVTISCRASQDISKYLNWYQQKPDGTVKLLIYHTSRLHSGVPSRFSGSGSGTDYSLTISNLEQEDIATYFCQQGNTLPYTFGGGTKLEITGGGGSGGGGSGGGGSEVKLQESGPGLVAPSQSLSVTCTVSGVSLPDYGVSWIRQPPRKGLEWLGVIWGSETTYYNSALKSRLTIIKDNSKSQVFLKMNSLQTDDTAIYYCAKHYYYGGSYAMDYWGQGTSVTVSSTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDFLFVLLGVGSMGVAAIVWGAWRVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPQRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR
서열번호 21은 CD16(FCGR3A)의 예시적인 아미노산 서열이다.
MWQLLLPTALLLLVSAGMRTEDLPKAVVFLEPQWYRVLEKDSVTLKCQGAYSPEDNSTQWFHNESLISSQASSYFIDAATVDDSGEYRCQTNLSTLSDPVQLEVHIGWLLLQAPRWVFKEEDPIHLRCHSWKNTALHKVTYLQNGKGRKYFHHNSDFYIPKATLKDSGSYFCRGLFGSKNVSSETVNITITQGLAVSTISSFFPPGYQVSFCLVMVLLFAVDTGLYFSVKTNIRSSTRDWKDHKFKWRKDPQDK
서열번호 22는 NKp46의 예시적인 아미노산 서열이다.
MSSTLPALLCVGLCLSQRISAQQQTLPKPFIWAEPHFMVPKEKQVTICCQGNYGAVEYQLHFEGSLFAVDRPKPPERINKVKFYIPDMNSRMAGQYSCIYRVGELWSEPSNLLDLVVTEMYDTPTLSVHPGPEVISGEKVTFYCRLDTATSMFLLLKEGRSSHVQRGYGKVQAEFPLGPVTTAHRGTYRCFGSYNNHAWSFPSEPVKLLVTGDIENTSLAPEDPTFPADTWGTYLLTTETGLQKDHALWDHTAQNLLRMGLAFLVLVALVWFLVEDWLSRKRTRERASRASTWEGRRRLNTQTL
서열번호 23은 NKp30의 예시적인 아미노산 서열이다.
MAWMLLLILIMVHPGSCALWVSQPPEIRTLEGSSAFLPCSFNASQGRLAIGSVTWFRDEVVPGKEVRNGTPEFRGRLAPLASSRFLHDHQAELHIRDVRGHDASIYVCRVEVLGLGVGTGNGTRLVVEKEHPQLGAGTVLLLRAGFYAVSFLSVAVGSTVYYQGKCLTWKGPRRQLPAVVPAPLPPPCGSSAHLLPPVPGG
서열번호 24는 NKp44의 예시적인 아미노산 서열이다.
MAWRALHPLLLLLLLFPGSQAQSKAQVLQSVAGQTLTVRCQYPPTGSLYEKKGWCKEASALVCIRLVTSSKPRTMAWTSRFTIWDDPDAGFFTVTMTDLREEDSGHYWCRIYRPSDNSVSKSVRFYLVVSPASASTQTSWTPRDLVSSQTQTQSCVPPTAGARQAPESPSTIPVPSQPQNSTLRPGPAAPIALVPVFCGLLVAKSLVLSALLVWWGDIWWKTMMELRSLDTQKATCHLQQVTDLPWTSVSSPVEREILYHTVARTKISDDDDEHTL
서열번호 25는 KIR2DS4의 예시적인 아미노산 서열이다.
MSLMVIIMACVGFFLLQGAWPQEGVHRKPSFLALPGHLVKSEETVILQCWSDVMFEHFLLHREGKFNNTLHLIGEHHDGVSKANFSIGPMMPVLAGTYRCYGSVPHSPYQLSAPSDPLDMVIIGLYEKPSLSAQPGPTVQAGENVTLSCSSRSSYDMYHLSREGEAHERRLPAVRSINGTFQADFPLGPATHGGTYRCFGSFRDAPYEWSNSSDPLLVSVTGNPSNSWPSPTEPSSKTGNPRHLHVLIGTSVVKIPFTILLFFLLHRWCSDKKNAAVMDQEPAGNRTVNSEDSDEQDHQEVSYA

본원에서 입증된 바와 같이, CD28H로부터의 세포내 신호전달 도메인을 포함하는 CAR들은 증가된 항-종양 활성 및 억제를 극복하는 능력을 제공한다. 특정 예에서, CD28H 및 2B4의 세포내 신호전달 도메인들의 조합이 사용되었다. 실시예에 기술된 바와 같이, 3세대 T-세포 CAR(CD28-41BB-TCRζ)과 비교하여, 공동-활성화 수용체 CD28H 및 2B4(CD244)의 도메인을 포함하는 CAR (CD28H-2B4-TCRζ)은 NK 세포에 의한 종양 세포 독성을 더 강력하게 유도하여 CD94-NKG2A 및 KIR2DL1에 의한 억제를 극복하도록 하였다. 유사하게, 공동 활성화 수용체 CD28H 및 2B4를 포함하는 CAR(CD28H-2B4-TCRζ)은 NKG2D의 막횡단 도메인과 2B4 및 TCRζ의 세포내 신호전달 도메인을 포함하는 또 다른 CAR(NKG2D-2B4-TCRζ) 보다 NK 세포에 의한 항종양 세포독성을 더 강력하게 유도하였고, CD94-NKG2A 및 KIR2DL1에 의한 억제를 극복하는 능력도 더 강력하였다.

I. 용어

달리 명시되지 않는 한, 기술 용어는 통상적인 용도에 따라 사용된다. 분자생물학에서 일반적인 용어의 정의는 하기의 문헌에서 찾을 수 있다: Lewin's Genes X, ed. Krebs 등, Jones and Bartlett Publishers, 2009 (ISBN 0763766321); Kendrew 등, (eds.), The Encyclopedia of Molecular Biology, published by Blackwell Publishers, 1994 (ISBN 0632021829); Robert A. Meyers (ed.), Molecular Biology and Biotechnology: a Comprehensive Desk Reference, published by Wiley, John & Sons, Inc., 1995 (ISBN 0471186341); 및 George P. R

dei, Encyclopedic Dictionary of Genetics, Genomics, Proteomics and Informatics, 3^rd Edition, Springer, 2008 (ISBN: 1402067534), 및 이외에 다른 유사한 문헌들.

달리 설명되지 않는 한, 여기에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 단수 용어 "a", "an" 및 "the"는 문맥이 명백하게 달리 나타내지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. "A 또는 B를 포함하는"은 A, B, 또는 A와 B를 포함하는 것을 의미한다. 핵산 또는 폴리펩티드에 대해 주어진 모든 염기 크기 또는 아미노산 크기, 및 모든 분자량 또는 분자량 값은 근사치이며 이들은 설명을 위해 제공됨이 추가로 이해되어야 한다.

본 명세서에 기재된 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 개시내용의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료는 하기에 기재되어 있다. 여기에 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 기타 참고 문헌은 모두 GenBank 등록 번호(2020년 3월 26일 GenBank에 있는 서열의 경우)와 마찬가지로 그 전체가 참고로 포함된다. 상충되는 경우, 용어의 설명을 포함한 본 명세서가 우선한다. 또한, 재료, 방법 및 예는 예시적인 것일 뿐, 제한하려는 의도는 아니다.

본 개시내용의 다양한 구현예들에 대한 검토를 용이하게 하기 위해, 다음과 같은 특정 용어에 대한 설명이 제공된다:

항체: 항원의 에피토프를 인식하고 결합하는(예: 특이적으로 인식하고 특이적으로 결합하는) 적어도 하나의 가변 영역을 포함하는 폴리펩티드 리간드. 포유류의 면역글로불린 분자는 중쇄(H) 및 경쇄(L)로 구성되어 있으며, 각각 가변 중쇄(V_H) 영역 및 가변 경쇄(V_L) 영역이라고 불리는 가변 영역을 가지고 있다. V_H 영역과 V_L 영역은 함께 항체에 의해 인식되는 항원과 결합하는 역할을 한다. 포유류의 면역글로불린에는 항체 분자의 기능적 활성을 결정하는 다음과 같은 5가지 주요 중쇄 클래스(또는 이소타입)가 있다: IgM, IgD, IgG, IgA 및 IgE.

항체 가변 영역은 "프레임워크" 영역과 "상보성 결정 영역" 또는 "CDR"로 알려진 초가변 영역을 포함한다. CDR은 주로 항원의 에피토프에 대한 결합을 담당한다. 항체의 프레임워크 영역은 3차원 공간에서 CDR을 배치하고 정렬하는 역할을 한다. 주어진 CDR의 아미노산 서열 경계는 하기의 것들을 포함한 잘 알려진 넘버링 방식 중 임의의 것을 사용하여 쉽게 결정할 수 있다: Kabat 등 (Sequences of Proteins of Immunological Interest, U.S. Department of Health and Human Services, 1991; the “Kabat” numbering scheme), Chothia 등 (Chothia and Lesk, J Mol Biol 196:901-917, 1987; Chothia 등, Nature 342:877, 1989; 및 Al-Lazikani 등, (JMB 273,927-948, 1997; the “Chothia” numbering scheme), 및 the ImMunoGeneTics (IMGT) database (Lefranc, Nucleic Acids Res 29:207-9, 2001; the “IMGT” numbering scheme). 상기 Kabat 및 IMGT 데이터베이스는 온라인으로 유지관리된다.

단일 사슬 항체(scFv)는 유전적으로 융합된 단일 사슬 분자로서 적합한 폴리펩타이드 링커에 의해 연결된 하나 이상의 항체(들)의 V_H 및 V_L 도메인을 포함하는 유전적으로 조작된 분자이다 (Bird 등, Science, 242:423 426, 1988; Huston 등, Proc. Natl. Acad. Sci., 85:5879 5883, 1988; Ahmad 등, Clin. Dev. Immunol., 2012, doi:10.1155/2012/980250; Marbry, IDrugs, 13:543-549, 2010). scFv에서 V_H-도메인과 V_L-도메인의 분자 내 배향은 일반적으로 scFv에 대해 결정적이지 않다. 따라서, 두 가지 가능한 배열(V_H-도메인-링커 도메인-V_L-도메인; V_L-도메인-링커 도메인-V_H-도메인)을 갖는 scFv가 사용될 수 있다. dsFv에서 V_H와 V_L은 사슬의 결합을 안정화하기 위해 이황화 결합을 도입하도록 돌연변이되었다. 또한 V_H 및 V_L 도메인이 단일 폴리펩타이드 사슬에서 발현되는 2가 이중 특이 항체인 이량항체도 포함되지만, 동일한 사슬에서 두 도메인 간의 페어링을 허용하기에는 너무 짧은 링커를 사용함으로서 상기 도메인들을 다른 사슬의 상보적 도메인들과 페어링하도록 하여 두 개의 항원 결합 부위을 생성한다 (Holliger 등, Proc. Natl. Acad. Sci., 90:6444 6448, 1993; Poljak 등, Structure, 2:1121 1123, 1994).

항체는 또한 키메라 항체(예: 인간화 뮤린 항체) 및 이종접합 항체(예: 이중특이성 항체)와 같은 유전적으로 조작된 형태를 포함한다 (Pierce Catalog and Handbook, 1994-1995 (Pierce Chemical Co., Rockford, IL); Kuby, J., Immunology, 3rd Ed., W.H. Freeman & Co., New York, 1997).

2B4(CD244): 비-MHC 제한 살해를 매개하는 NK 세포 표면 수용체. 2B4는 또한 일부 T 세포, 수지상 세포 및 단핵구에서 발견된다. 2B4에 대한 리간드는 조혈 세포에서 발현되는 CD48이다. 두 개의 인간 동형 단백질이 확인되었다. 이들은 동일한 세포내 도메인을 가지며 세포외 도메인에서 5개의 아미노산의 유무에 따라 다르다.

2B4 서열은 공개적으로 사용이 가능하다. 예시적인 인간 2B4 핵산 서열은 NM_016382 및 NM_001166664를 포함한다. 예시적인 인간 2B4 아미노산 서열은 GenBank 등록 번호 NP_057466 및 NP_001160136을 포함한다. 당업계에서 통상적인 기술 중 하나는, 예를 들어, 현재 이용 가능하거나 후속적으로 개발된 서열 검색 및 데이터베이스 도구를 이용하여 추가적인 2B4 핵산 및 아미노산 서열을 확인할 수 있다.

CD28 동족체(CD28H): CD28H는 면역 수용체의 CD28 패밀리에 속하며, 여기에는 체크포인트 억제제 PD-1 및 CTLA-4와 같은 면역계의 조절제가 포함된다. CD28H는 초기에 세포-세포 상호작용, 세포 이동, 상피 및 내피 세포의 혈관신생에 관여하는 분자로 기술되었다. CD28H는 단일 세포외 면역글로불린 도메인과 그 뒤에 막횡단 도메인 및 110개의 아미노산 길이의 세포질 영역을 가진다. CD28H는 나이브 T 세포에 있는 공동자극 수용체이다. CD28H의 리간드는 B7 동족체 7(B7H7, 또한 B7-H5로도 알려짐, HLA2 유전자에 의해 암호화됨)이며, 이는 T 세포 성장 및 사이토카인 생산을 공동으로 자극한다. 자극 후 항원 제시 세포에서의 발현 외에도 B7H7은 종양 조직에서도 광범위하게 발현된다. CD28H⁺ 나이브 및 메모리 T 세포는 감소된 이펙터 기능과 증가된 나이브 특성을 보여준다. 인간 말초혈액의 NK세포, 선천성 림프세포(ILC) 및 플라스마사이토이드 수지상세포(pDC)에서의 CD28H 발현이 설명되었다.

CD28H 서열은 공개적으로 이용이 가능하다. 예시적인 인간 CD28H 핵산 서열은 NM_144615 및 NM_001308232를 포함한다. 예시적인 인간 CD28H 아미노산 서열은 GenBank 등록 번호 NP_653216 및 NP_001295161을 포함한다. 당업계에서 통상적인 기술 중 하나는, 예를 들어, 현재 이용 가능하거나 후속적으로 개발된 서열 검색 및 데이터베이스 도구를 이용하여 추가적인 CD28H 핵산 및 아미노산 서열을 확인할 수 있다.

키메라 항원 수용체(CAR): 표적 결합 부분(단일 도메인 항체 또는 scFv 등)과 T세포 수용체(예를 들어 CD3ζ, 본 명세서에서 "TCRζ"라고도 함)의 신호전달 도메인과 같은 신호전달 도메인을 포함하는 키메라 분자. 일반적으로, CAR는 표적-결합 부분, 막횡단 도메인 및 세포내 도메인을 포함한다. 상기 세포내 도메인은 전형적으로 TCRζ (CD3ζ) 또는 FcεR1γ과 같은 하나 이상의 면역수용체 티로신 기반 활성화 모티브(ITAM)를 갖는 신호전달 도메인을 포함한다. 일부 경우에, 상기 세포내 도메인은 또한 적어도 하나의 추가적인 공동자극 도메인 또는 세포내 신호전달 분자의 세포내 부분을 포함한다.

DAP12(TYROBP): 세포질 도메인에 ITAM 모티브를 포함하는 막횡단 단백질로서, 활성화 신호 전달 요소로 작용하고 ZAP70 및 SYK에 결합할 수 있다. DAP12 서열은 공개적으로 사용이 가능하다. 인간 DAP12 핵산 서열의 예로는 NM_198125 및 NM_001173515가 있다. 예시적인 인간 DAP12 아미노산 서열은 GenBank 등록 번호 NP_937758 및 NP_001166986을 포함한다. 당업계에서 통상적인 기술 중 하나는, 예를 들어, 현재 이용 가능하거나 후속적으로 개발된 서열 검색 및 데이터베이스 도구를 이용하여 추가적인 DAP12 핵산 및 아미노산 서열을 확인할 수 있다.

분리된(isolated): 핵산, 단백질(항체 포함) 또는 세포소기관과 같은 "분리된" 생물학적 구성 요소는 해당 구성 요소가 자연적으로 발생하는 환경(세포 등)의 다른 생물학적 구성 요소(예: 다른 염색체 및 염색체외 DNA, RNA, 단백질 및 세포소기관)로부터 실질적으로 분리되거나 정제된 것이다. "분리된" 핵산 및 단백질에는 표준 정제 방법에 의해 정제된 핵산 및 단백질이 포함된다. 이 용어는 또한 숙주 세포에서 재조합 발현에 의해 제조된 핵산 및 단백질뿐만 아니라 화학적으로 합성된 핵산도 포함한다.

NK(자연살해) 세포: 특정 항원 자극이 없을 때 MHC 클래스에 따라 제한 없이 표적 세포를 죽이는 면역계의 세포. 표적 세포는 종양 세포 또는 바이러스를 보유한 세포일 수 있다. NK 세포는 CD56의 존재와 CD3 표면 마커의 부재로 특징지어진다. NK 세포는 일반적으로 정상 말초혈액에서 단핵 세포 분획의 약 10-15%를 차지한다. 역사적으로, NK 세포는 사전 면역화 또는 활성화 없이 특정 종양 세포를 용해시킬 수 있는 능력에 의해 처음 확인되었다. NK 세포는 MHC 클래스 I의 제시를 하향 조절함으로써 CTL 반응에서 벗어날 수 있는 바이러스 및 종양에 대한 "백업(back up)" 보호 메커니즘을 제공하는 것으로 생각된다. 직접적인 세포독성 사멸에 관여하는 것 외에도, NK 세포는 암과 감염을 조절하는 데 중요할 수 있는 사이토카인 생성에도 역할을 한다.

일부 예에서, "변형된 NK 세포"는 이종 핵산(예: 본 명세서에 개시된 핵산 또는 벡터 중 하나 이상)으로 형질도입 또는 형질전환되거나 하나 이상의 이종 단백질을 발현하는 NK 세포이다. 용어 "변형된(modified) NK 세포" 및 "형질도입된(transduced) NK 세포"는 본 명세서의 일부 예에서 상호 교환적으로 사용된다.

정제된: "정제된"이라는 용어는 절대적인 순도를 요구하지는 않으며, 오히려 상대적인 용어로 사용된다. 따라서, 예를 들어, 정제된 단백질 또는 핵산 제제는 단백질 또는 핵산이 그의 자연 환경(예를 들어, 세포 내)에 있는 것보다 단백질 또는 핵산이 더 농축된 것이다. 한 구현예에서, 단백질 또는 핵산이 상기 제제의 총 단백질 또는 핵산 함량의 적어도 50%를 나타내도록 제제가 정제된다. 실질적인 정제는 다른 단백질 또는 세포 성분으로부터의 정제를 의미한다. 실질적으로 정제된 단백질 또는 핵산은 적어도 60%, 70%, 80%, 90%, 95% 또는 98%의 순도를 가진다. 따라서, 하나의 구체적이고 비제한적인 예에서, 실질적으로 정제된 단백질 또는 핵산에는 다른 성분이 90% 없다.

재조합체(Recombinant): 자연적으로 발생하지 않은 서열 또는 분리된 두 개의 서열 세그먼트(예: "키메라" 서열)의 인공적인 조합에 의해 만들어진 서열을 갖는 핵산 또는 단백질. 이러한 인공적인 조합은 화학적 합성에 의해 달성될 수 있고, 또는 예를 들어 유전 공학 기술에 의해 핵산의 분리된 부분을 인위적으로 조작함으로써 달성될 수 있다.

대상 개체: 살아있는 다세포 척추동물 유기체로, 인간과 비인간 포유동물을 포함한 인간과 수의학적 대상을 모두 포함하는 범주.

T 세포: 면역반응의 중요한 매개체인 백혈구(림프구). T 세포는 CD4⁺ T 세포 및 CD8⁺ T 세포를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. CD4⁺ T 림프구는 표면에 "분화 클러스터 4"(CD4)로 알려진 마커를 가지고 있는 면역 세포이다. 헬퍼 T 세포라고도 하는 이 세포들은 항체 반응과 킬러 T 세포 반응을 포함한 면역 반응을 조절하는 것을 돕는다. CD8⁺ T 세포는 "분화 클러스터 8"(CD8) 마커를 가지고 있다. 한 구현예에서, CD8⁺ T 세포는 세포독성 T 림프구(CTL)이다. 다른 구현예에서, CD8⁺ T 세포는 억제 T 세포이다.

활성화된 T 세포는 세포 증식 및/또는 하나 이상의 사이토카인(예: IL-2, IL-4, IL-6, IFNγ 또는 TNFα)의 발현 또는 분비의 증가에 의해 검출될 수 있다. CD8⁺ T 세포의 활성화는 또한 항원에 반응하는 세포 용해 활성의 증가에 의해 감지될 수 있다.

일부 예에서, "변형된 T 세포"는 이종 핵산(예: 본 명세서에 개시된 하나 이상의 핵산 또는 벡터)으로 형질도입 또는 형질전환되거나, 하나 이상의 이종 단백질을 발현하는 T 세포이다. 용어 "변형된 T 세포" 및 "형질도입된 T 세포"는 본원의 일부 예에서 상호교환적으로 사용된다.

형질도입된(Transduced) 또는 형질전환된(Transformed): 형질전환된 세포는 분자생물학 기술에 의해 핵산 분자가 도입된 세포이다. 본원에서 사용된 바와 같이, 형질도입 및 형질전환이라는 용어는 바이러스 벡터에 의한 전이, 플라스미드 벡터의 사용, 전기천공, 리포펙션 및 입자총 가속에 의한 DNA의 도입을 포함하여 핵산 분자가 세포에 도입될 수 있는 모든 기술을 포함한다.

질병의 치료 또는 개선: "치료"는 종양 크기 또는 종양 부담의 감소와 같이 발병하기 시작한 질병 또는 병리학적 상태의 징후나 증상을 감소시키거나 억제하는 치료적 개입을 의미한다. "개선"은 암과 같은 질병의 징후나 증상의 수 또는 심각성을 감소시키는 것을 의미한다.

벡터: 숙주 세포에 도입되어(예를 들어, 형질감염 또는 형질도입에 의해) 형질전환된 숙주 세포를 생성할 수 있는 핵산 분자. 재조합 DNA 벡터는 재조합 DNA를 갖는 벡터이다. 벡터는 복제 기점과 같은 숙주 세포에서 복제를 허용하는 핵산 서열을 포함할 수 있다. 벡터는 또한 하나 이상의 선택 가능한 마커 유전자 및 당 업계에 공지되어 있는 다른 유전적 요소를 포함할 수 있다. 바이러스 벡터는 하나 이상의 바이러스로부터 유래된 적어도 일부의 핵산 서열을 갖는 재조합 핵산 벡터이다. 복제 결핍 바이러스 벡터(replication deficient viral vector)는 적어도 하나의 복제 필수 유전자 기능의 결핍으로 인해 복제에 필요한 바이러스 게놈의 하나 이상의 영역을 보완해야 하는 벡터이다.

Ⅱ. 키메라 항원 수용체

CD28H로부터의 세포내 신호전달 도메인 및 적어도 하나의 추가 세포내 신호전달 도메인(예를 들어, 1 또는 2개의 추가 세포내 신호전달 도메인)을 포함하는 CAR이 본원에서 제공된다. 일부 구현예에서, 상기 CAR은 표적 결합 도메인(예를 들어 항원 결합 도메인), 임의의 힌지(또는 "줄기(stem)") 도메인, 막횡단 도메인, 및 CD28H의 제 1 세포내 신호전달 도메인 및 제 2 세포내 신호전달 도메인을 포함하는 세포내 도메인을 포함한다(N-말단에서 C-말단 순서로). 상기 제 1 및 제 2 세포내 신호 도메인들은 임의의 순서일 수 있다. 특정 구현예에서, 상기 세포내 도메인은 CD28H의 제 1 세포내 신호전달 도메인 및 2B4, TCRζ, FcεR1γ, 또는 DAP12로부터의 제 2 세포내 신호전달 도메인을 포함한다. 예시적인 CAR은 도 13B에 개략적으로 도시된 것들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.

또한 CD28H의 세포내 신호전달 도메인과 적어도 2개의 추가 세포내 신호전달 도메인을 포함하는 CAR이 제공된다. 일부 구현예에서, 상기 CAR은 표적 결합 도메인(예를 들어 항원 결합 도메인), 임의의 힌지(또는 "줄기") 도메인, 막횡단 도메인, 및 CD28H의 제 1 세포내 신호전달 도메인, 2B4의 제 2 세포내 신호전달 도메인 및 제 3 세포내 신호전달 도메인을 포함하는 세포내 도메인을 포함한다(N-말단에서 C-말단 순서로). 상기 제 1, 제 2 및 제 3 세포내 신호 도메인들은 임의의 순서일 수 있다. 일부 예에서, 상기 제 3 세포내 신호전달 도메인은 TCRζ, FcεR1γ, 또는 DAP12로부터 유래한 것이다. 예시적인 CAR는 도 15A에 개략적으로 도시된 바와 표 2에 설명된 것들을 포함하하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

일부 구현예에서, 상기 제 1 세포내 신호전달 도메인은 CD28H로부터 유래하며,서열번호 2의 아미노산 172-282와 적어도 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상 또는 99% 이상 동일하거나, 상기 서열을 포함하거나 또는 상기 서열로 구성된다. 추가 실시예에서, 상기 CD28H 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 1의 뉴클레오티드 514-846와 적어도 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상 또는 99% 이상 동일하거나, 상기 서열을 포함하거나 또는 상기 서열로 구성된 핵산 분자에 의해 암호화된다. 다른 실시예에서, 상기 CD28H 세포내 신호전달 도메인을 인코딩하는 핵산은 코돈-최적화되어 있고, 서열번호 15의 뉴클레오티드 1018-1350와 적어도 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상 또는 99% 이상 동일하거나, 상기 서열을 포함하거나 또는 상기 서열로 구성된다.

일부 구현예에서, 상기 세포내 도메인은 제 2 세포내 신호전달 도메인을 포함한다. 상기 제 2 세포내 신호전달 도메인은 상기 제 1 세포내 신호전달 도메인에 대한 C-말단일 수 있고, 또는 상기 제 1 세포내 신호전달 도메인에 대한 N-말단일 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제 2 세포내 신호전달 도메인은 TCRζ에서 유래한다. 일부 실시예에서, 상기 제 2 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 2의 아미노산 283-395와 적어도 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상 또는 99% 이상 동일한 아미노산 서열을 포함하거나, 상기 서열을 포함하거나 또는 상기 서열로 구성된다. 추가 실시예에서, 상기 TCRζ 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 1의 뉴클레오티드 847-1185와 적어도 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상 또는 99% 이상 동일하거나, 상기 서열을 포함하거나 또는 상기 서열로 구성된 핵산 분자에 의해 암호화된다. 다른 구현예에서, 상기 제 2 세포내 신호전달 도메인은 2B4로부터 유래하며,서열번호 10의 아미노산 171-291와 적어도 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상 또는 99% 이상 동일한 아미노산 서열을 포함하거나, 상기 서열을 포함하거나 또는 상기 서열로 구성된다. 추가 실시예에서, 상기 2B4 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 9의 뉴클레오티드 514-873와 적어도 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상 또는 99% 이상 동일하거나, 상기 서열을 포함하거나 또는 상기 서열로 구성된 핵산 분자에 의해 암호화된다. 또 다른 구현예에서, 상기 제 2 세포내 신호전달 도메인은 FcεR1γ 또는 DAP12로부터 유래한 것이다.

일부 구현예에서, 상기 세포내 도메인은 2B4로부터 유래한 제 2 세포내 도메인(예를 들어, 전술한 바와 같이) 및 제 3 세포내 신호 전달 도메인을 포함한다. 툭정 구현예에서, 상기 제 3 세포내 신호전달 도메인은, 예를 들어, 전술한 바와 같이, TCRζ, FcεR1γ 또는 DAP12로부터 유래한 것이다.

일부 구현예에서, 상기 표적 결합 도메인(항원 결합 도메인이라고도 함)은 암 또는 종양 세포 또는 종양 관련 항원상에 발현되는 단백질과 같은 관심 표적에 결합하는 항원 결합 도메인 또는 scFv이다. 임의의 표적 결합 도메인이 본원에 기재된 CAR에 삽입될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 표적 결합 도메인은 혈액 악성종양 또는 고형 종양 상에서 발현되는 단백질에 결합한다. 일부 비제한적 실시예에서, 상기 항원 결합 도메인은 CD19(예: CD19에 결합하는 scFv)에 결합한다. 다른 실시예에서, 상기 표적 결합 도메인은 B7H7(예: CD28H의 세포외 도메인)에 결합한다. 상기 세포외 결합 도메인의 표적 및 상응하는 악성종양을 표 1에 나타내었다.

예시적인 세포외 항원 결합 도메인 표적 및 악성종양

표적	악성종양
CD19	급성 림프구성 백혈병(ALL), 림프종, 비호지킨 림프종
CD22	ALL, 림프종, 비호지킨 림프종
B 세포 성숙인자(BCMA)	다발성 골수종
CD171	신경모세포종
표피 성장 인자 수용체 변이체 III(EGFRvIII)	교모세포종
인터루킨-13 수용체 알파(IL13Ra)	교모세포종
메소텔린	난소암, 자궁경부암, 유방암, 자궁관암, 췌장암, 폐암, 대장암, 복막암
뮤신 16 (MUC-16)	난소암
뮤신 1 (Muc1)	육종, 유방암, 자궁경부암, 췌장암, 폐암, 간암, 신경교종, 대장암, 위암
수용체 티로신 키나제 유사 희귀 수용체 1 (ROR-1)	유방암, 난소암, 폐선암, 림프모구 백혈병
전립선 줄기세포 항원 (PSCA)	췌장암, 폐암
CD33	골수성 백혈병
전립선 특이적 막 항원 (PSMA)	전립선암, 방광암, 자궁경부암
CD123	급성 골수성 백혈병 (AML), 백혈병
CD70	B 세포암, 유방암, 난소암, 췌장암, 흑색종, 신장암
인간 표피 성장 인자 수용체 2 (HER2)	유방암, 난소암, 폐암, 위암, 대장암, 췌장암, 교모세포종, 신경교종
암배아 항원 (CEA)	유방암, 폐암, 대장암, 위암, 췌장암, 전이성 간암
GTPase-활성화 단백질 (GAP)	고형암
CD5	T 세포 ALL, T 세포 비호지킨 림프종
CD38	다발성 골수종
에프린 A형 수용체 2 (EphA2)	신경교종
섬유아세포 활성화 단백질 알파 (FAP)	중피종
강글리오사이드 G2 (GD2)	신경교종, 신경모세포종, 육종, 자궁경부암
상피세포 접착분자 (EpCam)	유방암, 전립선암, 결장암, 췌장암, 위암, 간암종, 식도암종, 림프종, 백혈병
CD133	AML, 유방암, 난소암, 대장암, 신경교종, 췌장암, 간암
글리피칸 3 (GPC3)	림프종, 백혈병, 췌장암, 대장암, 폐암, 간암
B7H7 (HHLA2)	유방암

따라서, 일부 구현예에서 상기 세포외 표적 결합 도메인은 CD19, CD22, B 세포 성숙 인자(BCMA), CD171, 표피 성장 인자 수용체 변이체 III(EGFRvIII), 인터루킨-13 수용체 알파(IL-13Ra), 메소텔린, 뮤신 16, 뮤신 1, 수용체 티로신 키나제 유사 희귀 수용체 1(ROR-1), 전립선 줄기 세포 항원(PSCA), CD33, 전립선 특이적 막 항원(PMSA), CD123, CD70, 인간 표피 성장 인자 수용체 2(HER2), 암배아 항원(CEA), GTPase 활성화 단백질 (GAP), CD5, CD38, 에프린 A형 수용체 2(EphA2), 섬유아세포 활성화 단백질 알파(FAP), 강글리오사이드 G2(GD2), 상피 세포 부착 분자(EpCam), CD133 및 글리피칸 3(GPC3) 중 하나 이상과 결합한다. 이 목록은 비제한적이며 추가의 세포외 표적화 도메인도 사용할 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 표적화 도메인은 CD19에 결합하는 scFv이다(예: 서열번호 12의 아미노산 32-273 또는 서열번호 11의 뉴클레오티드 94-819에 의해 암호화됨). 다른 특정 실시예에서, 상기 세포외 표적 결합 도메인은 CD28H 세포외 도메인이다(예: 서열별번호 8의 아미노산 1-150 또는 서열번호 7의 뉴클레오티드 1-450에 의해 암호화됨).

일부 구현예에서, 상기 CAR의 세포외 영역은 세포 표면에서의 CAR 발현을 용이하게 하기 위해 신호 서열 도메인, 예를 들어 항원 결합 도메인에 대한 N-말단을 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 신호 서열 도메인은 합성 중 및/또는 세포 표면에서의 발현시 CAR로부터 절단될 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 상기 CAR은 신호 서열 도메인이 결여되어 있다. 상기 신호 서열 도메인은 임의의 적합한 신호 펩티드 서열을 포함할 수 있다. 하나의 비제한적 실시예에서, 상기 신호 서열 도메인은 CD8α 신호 서열이다. 일부 실시예에서, 상기 신호 서열은 서열번호 16의 아미노산 1-21을 포함하거나 그 서열로 구성되며 또는 서열번호 15의 뉴클레오티드 1-63에 의해 암호화된다. 또 다른 비제한적 실시예에서, 상기 신호 서열 도메인은 인간 과립구-대식세포 콜로니 자극 인자(GM-CSF) 신호 서열이다.

다른 구현예에서, 상기 CAR의 세포외 영역은, 예를 들어, NK 세포에서 CAR의 발현을 검출하는 것을 용이하게 하기 위해, 검출 가능한 라벨 또는 태그를 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 검출 가능한 라벨 또는 태그는 항원 결합 도메인에 대한 N-말단이지만, 당업자는 구조물의 다른 곳, 예를 들어 세포내 도메인의 C-말단에 상기 검출 가능한 라벨 또는 태그를 위치시킬 수 있다. 하나의 비제한적 실시예에서, 상기 검출 가능한 라벨 또는 태그는 Myc 태그이다. 형광 라벨을 포함하여 다른 검출 가능한 라벨 또는 태그를 선택할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

일부 구현예에서, 상기 개시된 CAR은 또한 힌지(또는 "줄기") 도메인을 포함하며, 이는 일부 실시예에서 세포외 표적 도메인과 막횡단 영역 사이의 스페이서이다. 그러나, 다른 구현예에서 상기 CAR은 힌지 도메인을 포함하지 않는다. 일부 구현예에서, 상기 세포외 힌지 도메인은 CD8α 힌지 도메인이다. 일부 실시예에서, 상기 힌지 도메인은 서열번호 12의 아미노산 274-318의 아미노산 서열과 적어도 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 동일하거나 그 서열을 포함하거나 또는 그 서열로 구성된 CD8α 힌지 도메인이다. 추가 실시예에서, 상기 CD8α 힌지 도메인은 서열번호 11의 뉴클레오티드 820-954와 적어도 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 동일하거나 그 서열을 포함하거나 또는 그 서열로 구성된 핵산 분자에 의해 암호화된다. 다른 실시예에서, 상기 힌지 도메인은 본 명세서에 개시된 CAR에 이용되는 CD28H 서열(예를 들어, Ig 도메인과 CD28H의 막횡단 도메인 사이의 힌지 도메인)에 포함된다.

상기 개시된 CAR은 존재하는 경우, 힌지 도메인(예를 들어, 힌지 도메인에 대한 C-말단)과 세포내 도메인(예를 들어, 세포내 도메인에 대한 N-말단)에 연결된 막횡단 도메인을 포함한다. 다른 실시예에서, 힌지 도메인이 존재하지 않는 경우 상기 막횡단 도메인은 세포외 표적화 도메인(예를 들어, 세포외 표적화 도메인에 대한 C-말단) 및 세포내 도메인(예를 들어, 세포내 도메인에 대한 N-말단)에 연결된다. 일부 구현예에서, 상기 막횡단 도메인은 CD28H 막횡단 도메인이다. 다른 실시예에서, 상기 막횡단 도메인은 CD28 막횡단 도메인, NKp30 막횡단 도메인, NKp46 막횡단 도메인, CD16(FCGR3A) 막횡단 도메인, NKP44 막횡단 도메인 또는 KIR2DS4 막횡단 도메인이다. 한 특정 실시예에서, 상기 막횡단 도메인은 CD28H로부터 유래한 것이다. 일부 실시예에서, 상기 막횡단 도메인은 서열번호 16의 아미노산 319-339의 아미노산 서열과 적어도 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 동일하거나 그 서열을 포함하거나 또는 그 서열로 구성된 CD28H 막횡단 도메인이다. 추가 실시예에서, 상기 막횡단 도메인은 서열번호 15의 뉴클레오티드 820-954와 적어도 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 동일하거나 그 서열을 포함하거나 또는 그 서열로 구성된 핵산 분자(적어도 일부 실시예에서 코돈 최적화될 수 있음)에 의해 암호화된다. 다른 특정 실시예에서, 상기 막횡단 도메인은 서열번호 23의 아미노산 136-156(NKp30), 서열번호 22의 아미노산 256-279(NKp46), 서열번호 21의 아미노산 209-229(CD16), 서열번호 24의 아미노산 193-213(NKp44), 또는 서열번호 25의 아미노산 246-265(KIR2DS4)과 적어도 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 동일하거나 그 서열을 포함하거나 또는 그 서열로 구성된다.

일부 구현예에서, 상기 CAR은 막횡단 도메인의 C-말단 및 제 1 세포내 신호전달 도메인에 대한 N-말단(예를 들어, 약 25-50개 아미노산, 약 35-60개 아미노산, 또는 약 45-70개 아미노산과 같은 약 20-70개 아미노산의 세포내 영역)을 포함한다. 특정 실시예에서, 상기 세포내 영역은 NKp30, NKp46, CD16, NKp44 또는 KIR2DS4에서 유래하며, C-말단에서 각각의 막횡단 도메인에 연결된다(표 2 참조). 특정 실시예에서, 상기 세포내 영역은 서열번호 21의 아미노산 230-254(CD16), 서열번호 22의 아미노산 280-304(NKp46), 서열번호 23의 아미노산 157-201(NKp30), 서열번호 24의 아미노산 214-276(NKp44), 또는 서열번호 25의 아미노산 266-304(KIR2DS4)과 적어도 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 동일하거나 그 서열을 포함하거나 또는 그 서열로 구성된다.

본 발명의 예시적인 CAR은, 도 13B 및 15A에 개략적으로 도시된 것들과 표 2에 기재된 것들을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

특정 구현예에서, 상기 CAR은 서열 번호 2, 6, 12, 16 및 20 중 어느 하나와 적어도 90%(예를 들어, 적어도 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99%의 서열 동일성)의 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 CAR은 서열번호 2, 6, 12, 16 및 20 중 어느 하나의 아미노산 서열을 포함하거나 그 서열로 구성된다. 특정 실시예에서, 서열번호 2, 6, 12, 16 및 20 중 어느 하나에 포함된 신호 펩티드 및/또는 Myc 태그는 사용 전에 제거된다.

또한, 본원에 개시된 CAR을 인코딩하는 핵산이 제공된다. 상기 CAR은 서열 번호 1, 5, 11, 15 및 19 중 어느 하나와 적어도 90%(예를 들어, 적어도 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99%의 서열 동일성)의 서열 동일성을 갖거나 그 서열을 포함하거나 또는 그 서열로 구성된 핵산 서열에 의해 암호화된다. 특정 실시예에서, 서열번호 1, 5, 11, 15 및 19 중 어느 하나에 포함된 신호 서열 및/또는 Myc 태그 암호화 서열은 사용 전에 제거된다.

예시적 CAR

	세포외			TM	세포질
CD28H + 다른 하나의 신호전달 도메인	Myc-tag	항-CD19 scFv	CD8α hinge	CD28H	CD28H	TCRζ
	Myc-태그	항-CD19 scFv	CD8α 힌지	CD28H	CD28H	FceR1γ
	Myc-태그	항-CD19 scFv	CD8α 힌지	CD28H	CD28H	DAP12
	Myc-태그	항-CD19 scFv	CD8α 힌지	CD28H	CD28H	2B4
	Myc-태그	항-CD19 scFv	CD8α 힌지	CD16^a	CD28H	2B4
	Myc-태그	항-CD19 scFv	CD8α 힌지	NKp46^a	CD28H	2B4
	Myc-태그	항-CD19 scFv	CD8α 힌지	NKp30^a	CD28H	2B4
	Myc-태그	항-CD19 scFv	CD8α 힌지	NKp44^a	CD28H	2B4
	Myc-태그	항-CD19 scFv	CD8α 힌지	KIR2DS4^a	CD28H	2B4
CD28H + 다른 2 개의 신호전달 도메인	Myc-태그	항-CD19 scFv	CD8α 힌지	CD28H	CD28H	2B4	TCRζ
	Myc-태그	항-CD19 scFv	CD8α 힌지	CD28H	CD28H	2B4	FceR1γ
	Myc-태그	항-CD19 scFv	CD8α 힌지	CD28H	CD28H	2B4	DAP12

^a이러한 TM 도메인들은 C-말단이 TM 도메인에 연결된, 표시된 단백질로부터 유래한 세포내 영역을 또한 포함할 수 있다.

또한, 변이체인 CAR의 생물학적 활성을 유지하거나 특정 도메인의 생물학적 활성을 유지하는, 본원에 기재된 CAR 또는 그의 도메인의 기능적 변이체가 제공된다. 상기 기능적 변이체는 모 CAR 또는 도메인에 대해 적어도 약 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 그 이상의 아미노산 서열 상동성을 가진다. 예를 들어, 상기 세포외 표적화 도메인, 힌지 도메인, 막횡단 도메인 및 세포내 신호전달 도메인 중 하나 이상에서 치환이 이루어질 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 기능적 변이체는 하나 이상의 보존적 아미노산 치환(최대 10개의 보존적 아미노산 치환, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 보존적 치환)을 갖는 모 CAR 또는 도메인의 아미노산 서열을 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 기능적 변이체는 하나 이상의 비보존적 아미노산 치환(최대 10개의 비보존적 아미노산 치환, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 비보존적 치환)을 갖는 모 CAR 또는 도메인의 아미노산 서열을 포함한다. 이 경우, 상기 비보존적 아미노산 치환은 상기 기능적 변이체의 생물학적 활성을 방해하거나 억제하지 않는다. 상기 비보존적 아미노산 치환은 기능적 변이체의 생물학적 활성을 향상시켜 상기 기능적 변이체의 생물학적 활성이 모 CAR 또는 도메인과 비교하여 증가될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 CAR 또는 그 도메인은 하나 이상의 자연적으로 발생하는 아미노산 대신에 하나 이상의 합성 아미노산을 포함할 수 있다. 이러한 합성 아미노산은 예를 들어 아미노사이클로헥산 카르복실산, 노르류신, α-아미노 n-데칸산, 호모세린, S-아세틸아미노메틸-시스테인, 트랜스-3- 및 트랜스-4-히드록시프롤린, 4-아미노페닐알라닌, 4-니트로페닐알라닌, 4-클로로페닐알라닌, 4-카르복시페닐알라닌, β-페닐세린 β-히드록시페닐알라닌, 페닐글리신, α-나프틸알라닌, 사이클로헥실알라닌, 사이시클로헥실글리신, 인돌린-2-카르복실산, 1,2,3,4-테트라히드로이소퀴놀린-3-카르복실산, 아미노말론산, 아미노말론산 모노아미드, N'-벤질-N'-메틸-리신, N',N'-디벤질-리신, 6-히드록시리신, 오르니틴, α-아미노사이클로펜탄 카르복실산, α-아미노사이클로헥산 카르복실산, oc-아미노사이클로헵탄 카르복실산, -(2-아미노-2-노르보르난)-카르복실산, γ-디아미노부티르산, α,β-디아미노프로피온산, 호모페닐알라닌 및 α-tert-부틸글리신을 포함한다. 상기 CAR은 글리코실화, 아미드화, 카르복실화, 인산화, 에스테르화, N-아실화, 또는 예를 들어 이황화 다리를 통해 고리화되거나, 산 부가염으로 전환되거나 및/또는 임의적으로 이량체화 또는 중합되거나 접합될 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 CAR을 인코딩하는 핵산은 예를 들어 관심 세포에서의 발현을 개선하기 위해 코돈 최적화될 수 있다.

일부 구현예에서, 개시된 CAR을 인코딩하는 핵산 분자는 T 세포 또는 NK 세포와 같은 숙주 세포에서의 발현을 위한 발현 벡터 (예컨대 바이러스 벡터)에 포함된다. 일부 실시예에서, 상기 발현 벡터는 CAR을 인코딩하는 핵산 분자에 작동가능하게 연결된 프로모터를 포함한다. 상기 발현벡터에는 또한 하나 이상의 인핸서, 전사 및/또는 번역 종결자, 및 개시 서열과 같은 추가적 발현 조절 서열이 포함될 수 있다. 일부 구현예에서, 본원에서 제공되는 CAR을 인코딩하는 핵산은 바이러스 벡터에 포함된다. 적합한 바이러스 벡터의 예로는 레트로바이러스(예를 들어, MoMLV 또는 렌티바이러스와 같은 감마레트로바이러스), 아데노바이러스, 아데노-관련 바이러스, 백시니아 바이러스 및 계두 벡터를 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 CAR을 인코딩하는 핵산은 SFG 레트로바이러스 벡터 또는 pHAGE-CPPT 렌티바이러스 벡터와 같은 MoMLV 벡터에 포함된다. 또 다른 실시예에서, 상기 CAR을 인코딩하는 핵산은 pCDH-EF1α-MSC-T2A-퓨로 렌티바이러스 발현 벡터에 포함된다. 다른 실시예에서, 상기 벡터는 DNA 벡터일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 CAR을 인코딩하는 핵산은 MSGV-1과 같은 γ-레트로바이러스 벡터에 포함된다.

일부 실시예에서, 상기 벡터는 적어도 하나의 추가 CAR을 인코딩하는 핵산 서열을 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 추가 CAR은 예를 들어 표적 항원을 발현하거나 과발현하는 종양 세포에 대한 개시된 CAR의 표적화 특이성을 증가시키기 위해 추가 종양 항원에 특이적이다.

Ⅲ. 키메라 어댑터 단백질을 발현하는 세포

본원에서는 또한 개시된 CAR을 발현하는 세포(예를 들어, 면역 세포) 및 개시된 CAR을 발현하는 세포를 포함하는 조성물이 제공된다. 특정 구현예에서, 상기 조성물은 개시된 CAR를 발현하는 세포(NK 세포 또는 T 세포 등) 및 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함한다.

일부 구현예에서, 개시된 CAR를 인코딩하는 핵산 분자는 T 세포 또는 NK 세포와 같은 숙주 세포에서의 발현을 위한 발현 벡터(바이러스 벡터 등)에 포함된다. 일부 실시예에서, 상기 발현 벡터는 CAR을 인코딩하는 핵산 분자에 작동가능하게 연결된 프로모터를 포함한다. 또한 상기 발현 벡터에는 하나 이상의 인핸서, 전사 및/또는 번역 종결자, 및 개시 서열과 같은 추가적인 발현 조절 서열이 포함될 수 있다.

상기 개시된 핵산은 CAR을 인코딩하는 핵산을 포함하는 발현 벡터를 사용하여 숙주 세포, 예컨대 박테리아, 식물, 효모, 곤충 또는 포유동물 세포에서 발현시킬 수 있다. 상기 숙주가 진핵생물인 경우에는 인산칼슘 공침, 미세주입, 전기천공, 리포솜에 싸인 플라스미드 삽입, 바이러스 벡터 등을 이용한 DNA 형질감염 방법을 사용할 수 있다. 진핵 세포는 또한 CAR을 인코딩하는 폴리뉴클레오타이드 서열, 및 허피스 심플렉스 티미딘 키나제 유전자와 같은 선택 가능한 표현형을 인코딩하는 제2 핵산 분자와 함께 공동-형질전환될 수 있다. 또 다른 방법은 진핵 세포를 유인원 바이러스 40(SV40), 렌티바이러스 또는 레트로바이러스와 같은 진핵 바이러스 벡터를 사용하여 형질도입 또는 형질전환시켜 CAR을 발현하도록 하는 것이다(Viral Expression Vectors, Springer Press, Muzyczka ed., 2011 참조). 일부 실시예에서, 이러한 발현 시스템은 293, COS, CHO, HeLa 또는 골수종 세포주와 같은 세포에서 재조합 단백질을 생산하는 데 사용된다.

일부 구현에서, CAR의 발현을 위해 바이러스 벡터가 이용된다. 바이러스 벡터는 유인원 바이러스 40, 아데노바이러스, 아데노-연관 바이러스(AAV), 렌티바이러스 벡터 및 감마 레트로바이러스와 같은 레트로바이러스 벡터를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 레트로바이러스 벡터는 진핵 세포로의 유전자 전달을 위한 매우 효율적인 방법을 제공한다. 또한, 레트로바이러스의 통합은 통제된 방식으로 일어나며 세포당 하나 또는 몇 개의 새로운 유전 정보 카피의 안정적인 통합을 초래한다. 이론에 얽매이지 않고, 렌티바이러스 벡터는 간세포와 같은 비증식 세포를 형질도입시킬 수 있다는 점에서 뮤린 백혈병 바이러스와 같은 종양-레트로바이러스로부터 유래된 벡터에 비해 이점을 갖는다. 레트로바이러스는 또한 낮은 면역원성을 가진다는 추가 이점이 있다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 벡터는 예를 들어 EF1a 프로모터를 갖는 pELNS와 같은 렌티바이러스 벡터이다. 다른 예시적인 벡터에는 네오마이신이 결실된 pLV-ER1a-IRES-Neo 또는 레트로바이러스 벡터 MSGV가 포함된다. 특정 실시예에서, 상기 벡터는 예를 들어 플라스미드 sPAX2 및 pMD2.G와 함께 렌티바이러스를 생산하는 데 사용할 수 있는 pCDH-EF1α-MCS-T2A 퓨로 렌티바이러스 발현 벡터이다.

또한, 본원에 개시된 CAR을 발현하는 면역 세포(예: NK 세포 또는 T 세포)가 제공된다. 상기 면역 세포는 CAR를 인코딩하는 핵산을 포함하는 발현 벡터로 형질도입된다. 일부 실시예에서, 상기 형질도입된 세포는 말초 혈액 림프구(예를 들어 대상 개체로부터 수득한 세포), 말초 혈액 단핵 세포(예를 들어 대상 개체로부터 수득 세포), 분리된 T 세포(예를 들어 대상 개체로부터 수득한 1차 T 세포 또는 T 세포) 또는 분리된 NK 세포(예를 들어 대상 개체로부터 수득한 1차 NK 세포 또는 NK 세포)이다. T 세포 또는 NK 세포는 대상 개체의 샘플 예를 들어 혈액, 혈장, 골수, 림프절 또는 흉선으로부터 얻을 수 있다. 일부 실시예에서, T 세포 또는 NK 세포는 예를 들어, CAR 발현 벡터로 형질도입하기 전 및/또는 후에 대상 개체의 샘플로부터 농축, 정제 및/또는 확장된다.

Ⅳ. 면역 요법의 방법

본원에는 CAR을 사용하여 암(혈액학적 악성종양 또는 고형종양 등)을 가진 대상 개체를 치료하는 방법이 개시된다. 일부 구현예에서, 상기 방법은 본원에 개시된 CAR를 발현하는 T 세포 또는 NK 세포 (예를 들어, CAR을 인코딩하는 벡터로 형질도입된) 및 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 조성물을 대상 개체에게 투여하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 방법은 개시된 CAR를 인코딩하는 발현 벡터 및 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약학적 조성물을 대상 개체에게 투여하는 단계를 포함한다. CAR의 세포외 표적화 도메인은 예를 들어 표 1에 나타낸 바와 같이 치료되는 암에 기초하여 선택된다. 혈액 악성종양의 예에는 급성 백혈병(11q23-양성 급성 백혈병, 급성 림프구성 백혈병(ALL), T-세포 ALL, 급성 골수세포 백혈병, 급성 골수성 백혈병(AML), 골수모구성 백혈병, 전골수구성 백혈병, 골수단핵구 백혈병, 단핵구 백혈병 및 적배혈병 등), 만성 백혈병(만성 골수(과립성) 백혈병, 만성 골수성 백혈병 및 만성 림프구성 백혈병 등), 림프모구성 백혈병, 진성적혈구증가증, 림프종, 미만성 거대 B 세포 림프종, 버킷 림프종, T 세포 림프종, 여포성 림프종, 외투 세포 림프종, 호지킨병, 비호지킨 림프종, 다발성 골수종, 발덴스트롬 거대글로불린혈증, 중쇄 질환, 골수이형성 증후군, 털 세포 백혈병 및 골수이형성증 등이 포함된다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 혈액 악성종양은 급성 림프구성 백혈병(ALL)이다.

고형 종양의 예로는 육종(섬유육종, 점액육종, 지방육종, 연골육종, 골육종 및 기타 육종 등), 활막암, 중피종, 유잉 육종, 평활근육종, 횡문근육종, 결장암, 결장직장암, 복막암, 식도암, 췌장암, 유방암(기저유방암, 유관암 및 소엽 유방암 포함), 폐암, 난소암, 전립선암, 간암(간세포암 포함), 위암, 편평세포암(두경부 편평세포암 포함), 기저세포암, 선암, 땀샘암, 수질갑상선암, 유두갑상선암, 갈색세포종, 피지선암, 유두암, 유두선암, 수질암, 기관지암, 간암, 담관암, 융모막암, 윌름스종양, 자궁경부암, 나팔관암, 고환종양, 정액종, 방광암(신세포암 등), 흑색종 및 CNS 종양(신경교종, 교모세포종, 성상세포종, 수모세포종, 두개인두종, 뇌실막종, 송과체종, 혈관모세포종, 청각 신경종, 희소돌기아교종, 수막종, 신경모세포종 및 망막모세포종 등) 등이 포함된다. 고형 종양에는 또한 종양 전이(예를 들어 폐, 간, 뇌 또는 뼈로의 전이)도 포함된다.

약학적으로 허용되는 다양한 담체, 예를 들어 완충 식염수 등이 본원에서 제공되는 세포 또는 벡터를 대상 개체에게 도입하기 위한 조성물에 사용될 수 있다. 이러한 용액은 멸균 상태이며 일반적으로 바람직하지 않은 물질은 들어 있지 않다. 상기 조성물은 멸균될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 조성물은 또한 약학적으로 허용되는 보조 물질, 예컨대 pH 조절 및 완충제, 독성 조절제 및 보존제, 예를 들어, 초산나트륨, 염화나트륨, 염화칼슘, 젖산나트륨 등을 포함한다. 이러한 제형의 농도는 다양할 수 있으며, 선택된 특정 투여 방식 및 대상 개체의 필요에 따라 주로 유체 부피, 점도, 체중 등에 기초하여 선택될 것이다.

투여할 조성물의 정확한 양은 환자(대상 개체)의 연령, 체중, 종양의 크기, 전이 정도, 상태 등의 개인차를 고려하여 의사가 결정할 수 있다. 일부 구현예에서, 본원에 기재된 CAR를 발현하는 T 세포 또는 NK 세포를 포함하는 약학적 조성물은 약 10⁴ - 10⁶ 세포/kg, 약 10⁵ - 10⁷ 세포/kg, 또는 약 10⁶- 10⁸ 세포/kg 과 같은 약 10⁴ - 10⁹ 세포/kg 체중 (예를 들어, 약 10⁴, 10⁵, 10⁶, 10⁷, 10⁸, 또는 10⁹ 세포/kg)의 용량으로 투여된다. 예시적인 용량은 약 10⁵ 세포/kg - 10⁹세포/kg, 예를 들어 약 10⁶ 세포/kg, 약 5 x 10⁶세포/kg, 약 10⁷ 세포/kg, 약 5 x 10⁷ 세포/kg, 약 10⁸ 세포/kg, 또는 약 5 x 10⁸ 세포/kg이다. 변형된 T 세포 또는 NK 세포의 집단은 일반적으로는 비경구적으로, 예를 들어 정맥주사로 투여되지만, 종양 또는 종양 가까이에 주사 또는 주입(국소 투여)할 수 있고 또는 복강에 투여할 수도 있다. 당업자는 적절한 투여량 및 투여 경로를 결정할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 조성물(예를 들어 CAR를 발현하는 T 세포 또는 NK 세포를 포함하는 조성물)은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10회 투여된다. 상기 조성물은 정맥 주사 또는 주입에 의해 투여될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 조성물은 매일, 매주, 격월 또는 매월 투여된다. 복수 투여할 경우 투여 간격은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14일 또는 그 이상일 수 있다. 일부 비제한적 실시예에서, 상기 조성물은 정맥내 투여용으로 제형화되고 여러 번 투여된다. 투여의 양과 빈도는 대상 개체의 상태, 대상 개체의 질병의 유형 및 중증도와 같은 요인에 의해 결정되지만 적절한 요법은 임상 시험에 의해 결정될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 CAR-변형된 NK 세포 또는 T 세포는 대상 개체의 생체내에서 지속 및/또는 복제될 수 있고, 결과적으로 지속적인 종양 제어를 가능케 하는 장기간 지속성을 초래한다. 동일한 실시예에서, 대상 개체에 투여된 NK 또는 T 세포, 또는 이들 세포의 자손은 대상 개체에 투여된 후 적어도 2개월, 3개월, 4개월, 5개월, 6개월, 7개월, 8개월, 9개월, 10개월, 11개월, 12개월, 13개월, 14개월, 15개월, 16개월, 17개월, 18개월, 19개월, 20개월, 21개월, 22개월, 23개월, 또는 수년 동안 대상 개체에서 지속된다. 다른 구현예에서, 상기 세포 또는 그 자손은 대상 개체에게 투여한 후 6개월, 5개월, 4개월, 3개월, 1개월 미만, 예를 들어 3주, 2주, 1주일 동안 존재한다.

한 구현예에서, 상기 CAR은 NK 세포 또는 T 세포와 같은 세포 내로 도입되고, 대상 개체(예: 암에 걸린 대상 개체)는 상기 세포의 투여를 받는다. 일부 구현예에서, 상기 방법은 대상 개체로부터 NK 또는 T 세포를 분리하는 단계, CAR를 인코딩하는 발현 벡터(렌티바이러스 벡터 또는 레트로바이러스 벡터 등)로 NK 또는 T 세포를 형질전환시키는 단계, 및 CAR를 발현하는 변형된 NK 세포 또는 T 세포를 대상 개체에게 투여하는 단계를 포함한다. 상기 NK 세포 또는 T 세포는 수용자에 대해 자가 또는 동종이계(예를 들어, 분리 및 형질전환된 NK 세포 또는 T 세포는 치료되는 대상 개체로부터 유래하지 않음)일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 대상 개체는 변형된 NK 세포 또는 T 세포를 투여하기 전에 면역억제 요법(예를 들어, 림프구 제거 또는 부분적 림프구 제거)을 받을 수 있다. 또한 대상 개체에서 상기 변형된 세포의 확장을 촉진하고 및/또는 호중구의 회복을 지원하기 위해 면역 시스템 지원 요법(IL-2 및/또는 G-CSF와 같은)을 대상 개체에게 실시할 수 있다.

일부 구현예에서, 림프구(PBMC와 같은)를 포함하는 세포 집단은 성분채집을 포함하나 이에 제한되지 않는 임의의 방법에 의해 수득될 수 있다. 상기 세포 집단의 전부 또는 일부는 즉시 이용될 수 있고 또는 향후 사용을 위해 동결보존될 수 있다. 사용할 준비가 되면 상기 세포 집단의 전체 또는 일부를 해동하고(이전에 동결보존된 경우) NK 세포 또는 T 세포는 배양에서 활성화, 농축 및/또는 확장된다. NK 세포 또는 T 세포를 분리, 활성화 및 확장하는 방법은 당업계에 공지되어 있다(예를 들어, WO 2018/006054 및 WO 2018/022646, 그 전체가 본원에 참조로 포함됨). 상기 세포는 CAR을 포함하는 벡터로 형질도입된다. 특정 실시예에서, 약 10⁷-10⁹ 개의 세포가 형질도입된다(예를 들어, 약 1x10⁷, 5x10⁷, 1x10⁸, 5x10⁸, 또는 1x10⁹ 세포). 형질도입된 T 세포 또는 NK 세포는 생체외에서 확장될 수 있고 확장 후에 적절한 투여량(예를 들어, 약 10⁶ - 10¹² 개 세포)으로 동결보존될 수 있다. 상기 형질도입된 NK 세포 또는 T 세포는 대상 개체에 투여하기 전에 해동된다(이전에 동결된 경우). 상기 대상 개체에게 상기 변형된 NK 세포 또는 T 세포를 투여하기 전에 면역억제 요법(예: 림프구 제거)을 시행할 수 있다. 상기 변형된 NK 세포 또는 T 세포는 예를 들어 주사 또는 주입에 의해 대상 개체에게 투여된다.

치료 효능은 종양 크기, 병변 수, 종양 단계, 반응률 또는 기타 기준과 같은 방법으로 모니터링된다. 일부 실시예에서, 원발성 종양 또는 전이의 크기 감소(예를 들어, 표준 RECIST 또는 irRECIST 기준에 의해 정의됨)는 대상 개체에서 암의 억제를 나타낸다. 다른 실시예에서 무진행 생존 및/또는 전반적 생존(예를 들어, 1개월, 3개월, 6개월, 9개월, 12개월, 18개월, 2년 또는 그 이상, 예컨대 1-12개월, 6- 18개월, 1-2년 또는 그 이상)은 대상 개체에서 암 억제를 나타낸다. 다른 실시예에서, 순환하는 CAR 발현 NK 세포 또는 T 세포의 지속성, 면역 세포 하위 집단의 변화, 면역 세포의 활성화 상태 및 다른 면역 결정 인자의 하나 이상의 지속성을 평가하며, 임상 결과는 치료 중 및/또는 질병 진행 시 상이한 시점에서 기준선(예를 들어, 변형된 세포의 투여 전 또는 투여 시)에서 평가된다.

일부 실시예에서, 상기 대상 개체는 또한 수술, 화학요법, 방사선, 면역억제제, 화학요법제, 또는 이들 중 둘 이상의 임의의 조합 중 하나 이상으로 치료된다. 예시적인 제제는 질소 머스타드(예: 클로람부실, 클로르메틴, 사이클로포스파미드, 이포스파미드 및 멜팔란), 니트로소우레아(예: 카무스틴, 포테무스틴, 로무스틴 및 스트렙토조신), 백금 화합물(예: 카보플라틴, 시스플라틴, 옥살리플라틴 및 BBR3464), 부술판, 다카르바진, 메클로레타민, 프로카르바진, 테모졸로미드, 티오테파 및 우라무스틴과 같은 알킬화제; 엽산(예: 메토트렉세이트, 페메트렉세드 및 랄티트렉세드), 퓨린(예: 클라드리빈, 클로파라빈, 플루다라빈, 머캅토퓨린 및 티오구아닌), 피리미딘(예: 카페시타빈), 시타라빈, 플루오로우라실 및 젬시타빈과 같은 대사길항물질; 포도필룸(예: 에토포시드 및 테니포시드), 탁산(예: 도세탁셀 및 파클리탁셀), 빈카(예: 빈블라스틴, 빈크리스틴, 빈데신 및 비노렐빈)와 같은 식물 알칼로이드; 안트라사이클린계 구성원(예: 다우노루비신, 독소루비신, 에피루비신, 이다루비신, 미톡산트론 및 발루비신), 블레오마이신, 히드록시우레아 및 미토마이신과 같은 세포독성/항종양 항생제; 토포테칸 및 이리노테칸과 같은 토포이소머라제 억제제; 알렘투주맙, 베바시주맙, 세툭시맙, 젬투주맙, 리툭시맙, 파니투무맙, 아테졸리주맙, 아벨루맙, 이필리무맙, 오파투무맙, 니볼루맙, 펨브롤리주맙, 리툭시맙, 두르발루맙 및 트라스투주맙과 같은 단클론 항체; 아미노레불린산, 메틸 아미노레불리네이트, 포르피머 나트륨 및 베르테포르핀과 같은 감광제; 보르테조밉, 카르필조밉, 오프로조밉, 익사조밉, 마리조밉 및 델란조밉과 같은 프로테아좀 억제제; 게피티닙, 이마티닙, 수니티닙, 소라페닙, 베무라페닙, 트라메티닙 및 룩소리티닙과 같은 키나제 억제제; 아시티닙, 엘로티닙, 카보잔티닙 및 크리조티닙과 같은 성장 인자 수용체 억제제; 에베롤리무스, 템시롤리무스 및 테미소로티무스와 같은 mTOR 억제제; 그리고 알리트레티노인, 알트레타민, 암사크린, 아나그렐리드, 삼산화비소, 아스파라기나제, 벡사로텐, 셀레콕시브, 데닐류킨 디프티톡스, 엔잘루타미드, 플루타미드, 닐루타미드, 비칼루타미드, 토필루타미드, 아팔루타미드, 에스트라무스틴, 히드록시카르바미드, 펜토스타틴, 마소프로콜, 미토탄, 페가스파가제, 타목시펜, 클로미펜, 랄록시펜, 아나스트로졸, 풀베스트란트 및 트레티노인과 같은 다른 제제 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 추가 제제로는 항체(예: 니볼루맙, 펨브롤리주맙, 이필리무맙, 더발루맙 및 아테졸리주맙) 또는 소분자 억제제(예: BMS-1001, BMS-1166 및 CCX4503)와 같은 체크포인트 억제제가 포함된다. 일부 실시예에서, 체크포인트 억제제는 대상 개체에게 투여되지 않는다. 당업자는 치료되는 대상 및 상태에 적합한 하나 이상의 이용가능한 제제를 선택할 수 있다.

실시예

하기의 실시예들은 특정 특징들 및/또는 구현예들을 설명하기 위해 제공된다. 이러한 실시예들은 설명된 특정 특징들 또는 구현예들로 본 개시를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

실시예 1

CD28 동족체는 B7H7 ⁺ 종양 세포의 용해를 위한 자연 살해 세포의 강력한 활성화제이다

이 실시예에 포함된 데이터는 하기 문헌에 게재된 것이며 이 문헌의 전체 내용이 본원에 참조로 포함된다: Zhuang 및 Long, Cancer Immunol. Res. 7(6):939-951, April 24, 2019에 온라인으로 출판.

재료 및 방법

플라스미드: B7H7 cDNA를 포함하는 플라스미드는 하바드 플라스미드 데이터베이스(#HsCD00044662)에서 수득하였다. B7H7 cDNA는 초파리 S2 세포에서의 발현을 위한 pAc5.1/V5-HisA 벡터(Thermo Fisher Scientific)의 EcoRI 및 NotI 클로닝 부위와 인간 세포주에서의 발현을 위한 pCDH-EF1-T2A-Puro 벡터(System Biosciences)의 EcoRI 및 NotI 클로닝 부위로 증폭 및 클로닝되었다. CD28H의 cDNA는 벡터 pLX304의 하바드 플라스미드 데이터베이스(#HsCD00416184)에서 수득하였다. CD28H cDNA는 인간 세포주의 형질도입을 위한 pCDH-EF1-T2A-Puro 렌티바이러스 벡터(System Biosciences)의 EcoRI 및 NotI 클로닝 부위로 증폭 및 클로닝되었다. CD28H 돌연변이체 및 키메라를 In-Fusion HD 클로닝 키트(Clontech)를 사용하여 생성하고 시퀀싱으로 확인하였다. PCDH 벡터에 클로닝된 모든 cDNA는 2A-펩티드와 프레임 내에 있었다. 발현된 단백질은 면역블롯에서 항-2A 항체에 의해 검출될 수 있다. 모든 플라스미드 구성은 In-Fusion HD 클로닝 키트(Clontech)를 사용하여 수행되었다.

세포: 인간 NK 세포를 건강한 미국 기증자의 말초 혈액으로부터 음성 선택(STEMCELL Technologies)에 의해 분리하였다. NK 세포를 10% 인간 혈청(Valley Biomedical)이 들어있는 IMDM (Iscove’s modified Dulbecco’s medium, Gibco)에 재현탁시키고 4일 이내에 사용되었다. IL2 및 PHA 활성화 NK 세포를 이전에 설명한 대로 배양하였다(Liu 등., Immunity 36:600-611, 2012). 간단히 설명하면, 새로 분리된 NK 세포를 조사된 자가 피더 세포와 함께 10%의 정제된 IL2(Hemagen), 100 unit/ml의 재조합 IL2(Roche) 및 5 ㎍/ml의 파이토헤마글루티닌(PHA, Sigma)이 보충된 옵티마이저(Invitrogen)에서 배양하고, PHA와 피더 세포가 없는 동일한 배지에서 확장시켰다. 활성화 2주 후에 CD28H 발현을 조사하였다. NKp46 및 CD2⁺ IL2에 의해 활성화된 NK 세포를 얻기 위해, 새로 분리된 NK 세포를 5 ㎍/ml의 CD2 및 NKp46 mAb로 코팅된 플레이트에서 100 유닛/ml의 재조합 IL2(Roche)의 존재하에 배양하였다. CD28H 발현을 3일째, 5일째 및 7일째에 조사하였다. NKL 세포 (M. J. Robertson, Indiana University Cancer Research Institute, Indianapolis, IN 으로부터 얻음) 및 KHYG-1 세포를 10%의 열-불활성화된 소태아 혈청(Gibco), 2 mM L-글루타민(Gibco) 및 100 유닛/ml의 재조합 IL-2(Roche)이 보충된 IMDM 배지(Gibco)에서 배양하였다. 721.221 세포 (221 세포로 지칭), P815 세포 (American Type Culture Collection, Manassas, VA 로부터 입수), 다우디 세포(ATCC Manassas, VA) 및 HDLM-2 세포 (Ju et 등, PNAS 113:1624-1629 , 2016) (T. Waldmann, NCI, NIH 로부터 입수)을 10%의 열-불활성화된 소태아 혈청(Gibco) 및 2 mM L-글루타민(Gibco)을 함유하는 RPMI 1640 배지(Gibco)에서 배양하였다. 적절한 HLA-E 발현을 달성하기 위해 HLA-A 신호 펩티드를 포함하는 HLA-E(221.AEH)로 형질감염된 221 세포(Lee 등, PNAS 95:199-204, 1998)는 D. Geraghty (Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle) 로부터 제공받았다. Lenti-X 293T 세포(Clontech)를 10%의 열-불활성화된 소태아 혈청(Gibco) 및 2 mM L-글루타민(Gibco)이 보충된 DMEM 배지(Gibco)에서 배양하였다. NIH(Office of Research Services)에서 테스트한 바에 따르면 세포에는 마이코플라스마가 없었다. 사용된 모든 세포주는 해동 후 2개월 이내에 배양된 상태로 유지되었으며, 형태, 성장 특성, 표면 마커의 발현 및 기능적 분석에 의해 인증되었다.

형질감염 및 렌티바이러스 생산: S2 세포 형질감염의 경우, 세포를 CD48 및 B7H7 발현용 플라스미드 둘 다 또는 각각 단독으로 형질감염시키거나, 6 ㎍/ml의 퓨로마이신에서 선별을 위한 pAc5.1/V5-His A-puroplasmid를 발현 플라스미드의 1/10 양으로 함께 형질감염시켰다. 내성 세포를 클로닝하고, CD48 및 B7H7 발현에 대해 테스트하였다. 렌티바이러스 생산을 위해, 형질감염 1일 전에 저계대 Lenti-X 293T 세포(Clontech)를 T75 플라스크에 플레이팅하였다. 세포를 PEI Max(폴리에틸렌이민)로 형질감염시켰다. 간략히 설명하면, 플라스미드 1.2 ㎍의 pMD2.G, 2.3 ㎍의 psPAX2, 4.6 ㎍의 PCDH 및 217 ㎕의 무혈청 DMEM을 15 ml 팔콘 튜브에서 혼합하였다. 65 ㎕의 PEI Max 40K(Polysciences) 스톡 용액(1 mg/ml)을 첨가하고, 샘플을 잠시 보텍스하였다. 실온에서 10분간 정치한 후, 10%의 FCS가 포함된 DMEM 배지 8.6 ml를 튜브에 첨가하였다. 293T 세포의 배양 배지를 형질감염 시약 혼합물을 함유하는 새로운 배지로 교체하였다. 형질감염 2일 후, 상청액을 수집하고, 0.45 μm 필터에 통과시키고, 분취한 후 -80℃에서 보관하였다. 형질도입을 위한 상청액은 직접 또는 바이러스 역가를 증가시키기 위해 PEG-it(System Biosciences)로 농축한 후에 사용되었다. 인간 세포주의 형질도입을 위해 최종 농도가 8 ㎍/ml의 폴리브렌과 함께 렌티바이러스를 세포에 첨가하고 2일 동안 배양하였다. 세포를 10분 동안 1200 rpm에서 원심분리하고, 미리 적정한 농도의 퓨로마이신이 있는 완전 배지에 재현탁시켰다. 퓨로마이신 내성 세포에서 형질도입된 유전자의 표면 발현은 유세포 분석에 의해 확인되었다.

유세포 분석: 대부분의 유세포 분석은 세포를 미리 혼합된 형광단-결합 항체와 함께 4℃에서 30분 동안 배양하여 수행되었다. HLA-E에 대한 염색은 먼저 세포를 항-HLA-E(3D12) 또는 대조군 마우스 IgG1(클론 MOPC-21)과 함께 배양한 다음 PE-결합 다클론 염소 F(ab')2 항-마우스 IgG Fc(Jackson)와 배양하여 수행하였다. IL2에서 확장된 NK 세포는 항체로 염색하기 전에 얼음 위에서 30분 동안 10% 인간 혈청에서 사전배양하여 Fc 수용체 CD16을 차단하였다. 휴지 NK 세포는 사용 전까지 10% 인간 혈청을 함유하는 IMDM에서 배양되었으므로 추가적인 Fc 수용체 차단이 필요하지 않았다. 염색 후 세포를 세척하고 LSR II(BD Biosciences) 또는 LSRFortessa™ X-20(BD Biosciences)에서 분석하였다.

탈과립화 및 세포독성 분석: 리디렉티드 세포독성 분석을 설명된 대로 수행하였다(Bryceson 등, Blood 107:159-166, 2006). 간단히 설명하면, P815 세포를 CD28H (R&D MAB83162), 2B4 (BioLegend 329502), NKp46 (BD 557847), NKG2D (R&D MAB139), CD2 (BD 555323), DNAM-1 (BD Biosciences 559787), CD16 (BD 555404) 및 CD56 (BD 555513)에 대한 mAbs의 표시된 조합 5 ㎍/ml와 함께 실온에서 15분 동안 배양하였다. 휴지 NK 세포를 1:2의 E:T 비율로 첨가하고 혼합한 후 300 rpm에서 1분 동안 부드럽게 원심분리하였다. 37℃에서 2시간 후, 세포를 Live/Dead-NIR(Thermo Fisher), 항-CD56-Bv421(BD 562751) 및 항-CD107a-PE(BD 555801)로 염색하고 유세포 분석법으로 분석하였다. 표적 세포 용해 분석은 제조업체의 지침에 따라 ToxiLight 비파괴 세포독성 바이오분석 키트(Lonza)를 사용하거나 흐름 기반 분석을 통해 수행되었다. 간단히 설명하면, NK 세포를 표시된 E:T 비율로 10%의 FCS를 포함하는 IMDM 배지에서 6시간 동안 PKH67-표지된 표적 세포와 함께 배양하였다. 세포를 Live/Dead NIR로 염색하고, 표적 세포의 용해를 유세포 분석으로 결정하였다. CD28H 차단을 위해, NK 세포를 221.B7H7 세포와 혼합하기 전에 15분 동안 10 ㎍/ml의 CD28H 항체(R&D Systems)와 함께 사전 배양하였다. KHYG-1 및 NKL 세포를 세포독성 분석에 사용하기 전에 IL-2가 없는 완전 IMDM 배지에서 1일 동안 휴지시켰다.

S2 세포 혼합 및 다중 기능 분석: 휴지 NK 세포를 1:2의 E:T 비율로 형질감염된 S2 세포와 혼합하였다. 세포를 10% FCS가 포함된 IMDM 배지에서 2시간 동안 배양하고, Live/Dead-NIR, 항-CD56-Bv421 및 항-CD107a-PE로 염색한 후 유세포 분석법으로 분석하였다. 세포내 사이토카인 및 케모카인 염색을 위해 NK 세포와 S2 세포를 1시간 동안 배양하고, 3 μM GolgiStop(BD Biosciences)의 존재하에서 5시간 동안 배양하였다. CD28H 차단을 위해, S2 세포와 혼합하기 전에 NK 세포를 10 μg/ml의 CD28H 항체(R&D Systems)와 15분 동안 사전 배양하였다. 세포를 항-CD107a-PE(BD 555801) 및 항-CD56-Bv421(BD 562751)로 염색하고, 4% 파라포름알데히드로 10분 동안 고정한 후, 세포내 염색 투과 세척 완충액(BioLegend)으로 투과시켰다. 세포를 항-IFN-γ-APC(BioLegend 506510), 항-TNF-?-BV650(BioLegend 502937), 항-MIP-1α-FITC(Invitrogen MA523564) 및 항-MIP-1β-PerCP-Cy5.5 (BD 560688)로 염색하였다. LSR II(BD Biosciences) 또는 LSRFortessa™ X-20(BD Biosciences)에서 데이터를 얻었고 FlowJo(FlowJo, LLC)로 분석하였다.

ADCC 분석: S2 세포를 1:10,000으로 희석된 토끼 항-S2 혈청과 함께 실온에서 15분 동안 사전 배양하였다. 휴지 NK 세포를 E:T 비율 1:2로 첨가하여 혼합하고 300 rpm에서 1분간 원심분리하였다. 10% FCS가 포함된 IMDM 배지에서 37°C에서 2시간 후, 세포를 Live/Dead-NIR, 항-CD56-Bv421 및 항-CD107a-PE로 염색하고 유세포 분석법으로 분석하였다. 리툭시맙을 사용한 ADCC 분석의 경우, 221 세포 및 다우디 세포를 실온에서 15분 동안 10 ㎍/ml의 리툭시맙과 함께 사전 배양하였다. 휴지 NK 세포를 E:T 비율 5:1로 첨가하고 5시간 동안 배양하였다. 표적 세포의 용해는 제조업체의 지침에 따라 ToxiLight 비파괴 세포독성 BioAssay Kit(Lonza)를 사용하여 결정되었다.

통계 분석: 통계 분석은 GraphPad PRISM V7을 사용하여 수행되었다. 데이터는 평균 ± SEM으로 표시하였으며 양측 Mann-Whitney 검정 또는 Wilcoxon 부호 순위 검정으로 비교하였다.

인간 기증자: 건강한 미국 성인의 말초 혈액 샘플은 사전 서면 동의와 함께 NIH 기관 검토 위원회가 승인한 프로토콜(99-CC-0168) 하에 Belmont 리포트에 따라 NIH 수혈의학과에서 얻었다.

결과

CD28H는 1차 휴지 인간 NK 세포에서 발현된다: 새로 분리된 인간 NK 세포의 대부분은 세포 표면에서 CD28H를 발현하였다(도 1A). 인간 NK 세포는 CD56의 발현에 따라 CD56^bright 및 CD56^dim NK 서브세트로 나눌 수 있다. 상기 2개의 서브세트는 별개의 표현형 및 특성을 갖는다(Cooper 등, Trends Immunol. 22:633-640, 2001). 본 발명자들은 상기 2개의 NK 서브세트에서 CD28H 발현을 조사하였고, CD56^bright 서브세트의 더 많은 부분이 CD28H를 발현하는 것을 확인하였다(도 1B). 대부분의 CD56^bright NK 세포는 표현형이 CD56^brightCD16^-KIR^-NKG2A⁺CD57^-로 나타나며, 덜 성숙한 NK 세포 집단을 나타낸다(Cooper 등, Trends Immunol. 22:633-640, 2001). KIR 및 NKG2A의 발현은 CD56^dim NK 세포를 여러 서브세트로 나눌 수 있다(도 2A). 그러나, NKG2A⁺KIR⁺, NKG2A⁺KIR^-, NKG2A^-KIR⁺ 및 NKG2A^-KIR^-　NK인 CD56^dim NK 세포 간에는 CD28H 발현의 유의한 차이가 발견되지 않았다(도 1C). CD57 발현은 또한 CD56^dim NK 세포를 추가로 분리하는데 사용될 수 있다(Lopez-Verges 등, Blood 116:3865-3874, 2010). CD57⁺ NK 세포는 성숙하고 말단 분화되어 있으며 증식 능력이 감소되어 있다(Lopez-Verges 등, Blood 116:3865-3874, 2010). CD56^dimCD57-NK 서브세트와 비교하여 더 낮은 비율의 CD57⁺ 세포가 CD28H를 발현하였다(도 1D). 생체외 확장 및 활성화된 NK 세포는 세포 독성이 높으며 수십 년 동안 임상 및 기본 연구에 사용되어 왔다(Bachanova 등, Crit Rev Oncog. 19:133-141, 2014; Granzin 등, Front Immunol. 8:458, 2017). 배양에서 NK 세포 확장을 위한 잘 확립된 전략은 피더 세포로서 조사된 자가 PBMC의 존재 하에서 IL2와 PHA의 결합이다(Liu 등, Immunity 36:600-611, 20012; Granzin 등, Front Immunol. 8:458, 2017). NK 세포에서의 CD28H 발현은 IL2 및 PHA에서 2주 후에 소실되었으며(도 2B), 이는 NK 세포가 IL2 및 플레이트에 코팅된 CD2와 NKp46에 대한 mAbs로 자극된 면역 세포의 정량적 단백질체학 분석과 일치하는 결과이다 (Rieckmann 등, Nat Immunol. 18:583-593, 2017). 동일한 자극 조건을 사용하여 면역염색에 의한 CD28H 발현의 감소를 확인하였다(도 2C). CD28H를 발현하는 NK 세포 비율의 감소는 활성화 3일 후에 관찰되었으며, 활성화 7일 후에 NK 세포의 ~20%로 점차적으로 감소하였다(도 2D). 본 발명자들은 또한 IL2에서 더 짧은 시간 동안 활성화된 NK 세포에서의 CD28H의 발현을 조사하였다. CD25 발현을 활성화 마커로 사용하였다(도 2E). 24시간 동안 IL2에서 활성화한 후 CD25⁺ 및 CD25^-NK 세포에서 CD28H 발현에는 유의한 차이가 관찰되지 않았다(도 2F). 상기 결과는 CD28H의 발현이 장기간의 자극 및 확장 후에는 감소하지만 IL2를 사용한 단기 활성화에 의해서는 감소하지 않는다는 것을 보여준다.

CD28H는 2B4 및 NKp46과 상승 작용을 하고 CD16에 의한 NK 세포 활성화를 향상시킨다: CD28H 단독 및 다른 수용체와 공존하는 CD28H에 의해 유도된 NK-세포 탈과립화는 리디렉티드 세포독성 분석(역 ADCC라고도 함)을 사용하여 조사되었다 (Bryceson 등, Blood 107:159-166, 2006; Vitale 등, J. Exp. Med. 187:2065-2072, 1998). FcR⁺ 마우스 세포주인 P815를 CD28H 및 기타 수용체에 대한 단클론 항체(mAbs)와 혼합하고 NK 세포와 함께 배양하였다. mAb의 F(ab')₂부분은 각각의 NK 세포 수용체에 결합한 반면, Fc 단편은 마우스 P815 세포의 FcR에 결합하였다. NK 세포의 활성화 및 P815 세포의 용해는 NK 활성화 수용체의 공동 결합에 의해 유도되었다(도 3A). CD56 및 CD107a에 대한 염색에 의해 결정되는 강한 NK-세포 탈과립화는 CD28H가 2B4 또는 NKP46(도 4A 및 4B)과 공동 결합한 후에는 발생하였으나, CD2, NKG2D 또는 DNAM-1(도 4C-4E)와의 공동 결합 후에는 발생하지 않았다. 말초 혈액의 CD56^dimNK 세포는 세포독성과 사이토카인 생성에 모두 능한 반면, CD56^bright NK 세포는 세포독성이 적으며 사이토카인 생성자로 간주되어 왔다(Cooper 등, Trends Immunol. 22:633-640, 2001; Fauriat 등, Blood 115:2167-2176, 2010). 따라서, CD56^bright NK 세포의 약간 더 많은 부분이 CD28H를 발현하였지만(도 1B), NK-세포의 탈과립화는 CD56^dim NK 세포에서만 관찰되었으며(도 4A), 이는 이전의 연구와 일치한다(Bryceson 등, Blood 107:159-166, 2006; Bryceson 등, Blood 114:2657-2666, 2009). CD28H는 또한 CD16에 의해 유도된 NK-세포 탈과립화를 향상시켰다(도 4F). CD28H를 통한 자극에 대한 NK 세포의 반응을 적정하기 위해, 2B4, NKp46 및 CD16에 대한 mAbs를 증가하는 농도의 CD28H 항체의 존재하에 리디렉티드 세포독성 분석에서 일정한 농도로 사용하였다(도 4G-4I). 100 ng/ml 정도의 CD28H 항체 존재시 탈과립화의 증진이 관찰되었으며, 자극은 약 5 μg/ml에서 평탄화에 도달하였다(도 4G-4I). 리디렉티드 세포독성 검정에서 P815 세포의 용해를 또한 상이한 이펙터 대 표적 비율에서 조사하였다(도 4J-4K). NK 세포는 2B4 및 NKp46과 CD28H의 공동 결합시 P815 표적 세포를 효율적으로 용해시켰고, 단독으로 3개의 수용체 중 어느 것도 단독으로는 NK 세포 세포독성을 유발하지 않았다(도 4J-4K).

일반적으로 사용되는 4개의 NK 세포주, 즉 NKL, YTS, KHYG-1 및 NK-92 중 KHYG-1만이 CD28H를 발현하는 반면, 4 세포주 모두 2B4 및 NKp46을 발현하였다(도 3B). KHYG-1 세포는 CD28H 및 2B4, 또는 CD28H 및 NKp46에 대한 항체의 존재 하에서 P815 표적 세포를 용해시켰다(도 3C). 따라서 휴지 NK 세포에서 관찰된 2B4 및 NKp46과 CD28H의 시너지 효과는 KHYG-1 세포에서 재현되었다.

B7H7 및 CD48의 동시발현은 NK 세포의 탈과립화 및 사이토카인 생산을 유발한다: 수용체-리간드 상호작용의 맥락에서 CD28H 및 2B4에 의한 NK 세포의 상승적 활성화를 연구하기 위해, 본 발명자들은 B7H7 및 CD48을 단독으로 또는 조합하여 초파리 S2 세포에서 발현시켰다(도 5A). 대부분의 조혈 세포에서 발현되는 CD48은 2B4의 리간드이다. B7H7(S2.B7H7) 또는 CD48(S2.CD48)을 발현하는 S2 세포와 2시간 동안 배양된 NK 세포는 탈과립화되지 않았다(도 6A). 대조적으로, B7H7 및 CD48 둘 다를 발현하는 S2 세포는 NK-세포의 탈과립화를 유도하였다(도 6A-6B). 상기 결과는 각각의 리간드에 의한 CD28H 및 2B4의 결합이 NK 세포의 상승적 활성화를 유도한다는 것을 보여준다. S2 세포상의 B7H7 및 CD48의 동시발현은 1차 NK 세포에서 IFNγ, TNFα, MIP-1α 및 MIP-1β의 생산을 유도하였다(도 6C-6F). NK 세포 탈과립화에서 관찰된 바와 같이, 사이토카인과 케모카인 생산은 CD28H와 2B4의 상승 작용에 의해서 촉발되었지만 수용체 단독으로는 촉발되지 않았다. 또한, IFNγ, TNF-α, MIP-1α 및 MIP-1β의 발현은 CD28H 차단 항체의 존재하에서 감소되어(도 6C-6F), CD28H를 통한 자극을 확인하였다. CD48과 B7H7은 단독으로 MIP-1α를 발현하도록 NK 세포의 작은 부분을 자극했지만, B7H7과 CD48은 함께 강력한 NK 세포 반응을 유도하였다 - NK 세포의 약 70%가 MIP-1α를 발현하였고, NK 세포의 약 10%가 3가지 이상의 상이한 반응을 나타내었다(도 5B). 탈과립 NK 세포와 IFNγ를 생성하는 NK 세포가 부분적으로만 중첩되었다는 점에 주목할 필요가 있다. 또한 CD28H에 대한 차단 항체는 모든 NK 반응을 약화시켰다.

CD28H는 CD16-매개 ADCC를 향상시킨다: CD28H에 의한 NK 세포-매개 ADCC의 가능한 향상을 조사하기 위해, S2 세포에 대한 토끼 항혈청으로 분석을 수행하였다(Bryceson 등, Blood 107:159-166, 2006). S2 세포를 항-S2 혈청으로 미리 코팅한 다음, 1차 인간 NK 세포와 함께 배양하였다. S2 세포에서 B7H7의 발현은 ADCC 검정에서 NK 활성화를 향상시킨 반면, B7H7 및 CD48 둘 다를 발현하는 것은 NK 탈과립화을 훨씬 더 증가시켰다(도 7A 및 7B). NK 세포-매개 ADCC는 리툭시맙(항-CD20) 및 세툭시맙(항-EGFR)과 같은 치료 항체의 작용 기전에서 중심 역할을 한다 (Scott 등, Nat Rev Cancer 12:278-287, 2012). B7H7의 발현에 대해 NK 세포의 표적으로 일반적으로 사용되는 3개의 MHC 클래스 I-결핍 세포주를 조사하였다(도 8A). B7H7은 K562 세포에서 발현되었지만, 다우디 세포 또는 221 세포에서는 발현되지 않았다(도 8A). CD48은 이들 3개의 세포주 중에서 221 세포에서만 발현되었다(도 8A). 본 발명자들은 B7H7의 발현을 위해 221 세포 및 다우디 세포를 렌티바이러스로 형질도입하여 B7H7의 밝고 균일한 발현을 얻었다(도 8B). 새로 분리된 인간 NK 세포는 B7H7(211.B7H7)을 발현하는 221개 세포를 형질감염되지 않은 221개 세포보다 더 효율적으로 용해시켰다(도 8C). 221.B7H7의 증가된 용해는 CD28H 특이적 mAb에 의해 차단되었다(도 8C). 다우디 및 211 세포는 둘 다 CD20⁺림프모구 B-세포주이므로(도 7C), 본 발명자들은 ADCC를 유도하기 위해 리툭시맙을 사용하였다. 리툭시맙에 의해 유도된 ADCC에서 표적 세포의 특이적인 용해는 B7H7의 발현에 의해 증가되었고, 사멸의 증진은 CD28H 항체에 의해 특이적으로 차단되었다(도 7D 및 7E). 본 발명자들은 CD28H-B7H7 상호작용이 1차 NK 세포에 의한 221 세포 및 다우디 세포의 자연 사멸뿐만 아니라 ADCC를 통한 221 세포 및 다우디 세포의 용해를 향상시켰다고 결론지었다.

Tyr192는 CD28H-매개 NK 세포 활성화에 필수적이다: CD28H 세포질 꼬리에는 3개의 티로신이 포함되어 있으며, 이는 활성화 신호 전달에 잠재적으로 기여할 수 있다. 각 티로신은 가능한 모든 조합에서 페닐알라닌으로 대체되었다. CD28H 야생형 및 돌연변이체 각각은 티로신 포스파타제 억제제인 퍼바나데이트로 처리한 후 형질감염된 HEK293T 세포로부터 면역침전되었다. 티로신 인산화는 Y192 또는 Y222 돌연변이에 의해 크게 감소되었다(도 9A). 각각의 돌연변이체의 기능을 NK 세포주에서 그들을 발현시켜 시험하였다. CD28H-2B4⁺ 세포주 NKL에서 야생형 CD28H의 외인성 발현은 P815 세포를 사용한 리디렉티드 ADCC 분석에서 나타난 바와 같이 CD28H와 2B4의 시너지 효과를 재현하였다(도 9B). NK 세포의 CD28H 의존적 활성화에 대한 각 티로신의 기여도를 시험하기 위해 CD28H 돌연변이체를 NKL 세포에서 발현시켰다(도 10). Y192(Y192F)의 단일 부위 돌연변이는 CD28H 및 2B4에 의한 상승적 활성화를 없앴다(도 9C). 야생형 CD28H 및 CD28H 돌연변이를 발현하는 NKL 세포에 의한 221.B7H7 세포의 용해를 또한 조사하였다. 리디렉티드 세포독성 분석에서와 같이, B7H7 발현에 의한 221세포의 사멸 증가는 돌연변이 Y192F에 의해 또한 상실되었으며(도 9D), 이는 Y192의 인산화가 NK-세포 활성화에 필수적일 수 있음을 나타낸다. Y192F 돌연변이는 면역학적 시냅스에서 CD28H의 축적을 변경시키지 않았으며(도 9E 및 9F), 이는 CD28H의 축적 및 세포독성에 대한 신호전달 능력이 결합되지 않았음을 시사한다. NK 세포의 면역학적 시냅스의 형성에는 여러 단계가 있다(Orange Nat. Rev. Immunol. 8:713-725, 2008). 시냅스에서 돌연변이 Y192F의 축적은 Y192에 의해 특이적으로 촉발된 신호가 시냅스 형성 단계에 필요하지 않음을 나타낸다. 세포질 꼬리에 있는 3개의 티로신 잔기 외에도 CD28H는 신호 전달에 관여할 수 있는 프롤린이 풍부한 도메인을 또한 포함한다.

CD28H-CAR을 가진 NK세포는 NKG2A에 의한 억제를 무시함으로써 B7H7 ⁺ 종양 세포를 사멸시킨다: CD28H 리간드인 B7H7의 발현은 활성화된 골수 세포(Zhu 등, Nat. Commun. 4;2043, 2013; Zhao 등, PNAS 110:9879-9884, 2013) 및 종양 세포(Janakiram 등, Clin. Cancer Res. 21:2359-2366, 2015)로 제한된다. 본 발명자들은 LPS 또는 폴리(I:C)에 의해 활성화된 단핵구 및 DC 상에서 B7H7의 한계 발현을 검출하였다(도 11A 및 11B). 종양 조직에서 B7H7의 광범위한 발현은 암 면역 요법에서 종양을 표적화하기 위해 CD28H-B7H7 상호 작용을 이용할 가능성을 탐구하도록 동기를 부여하였다. 본 발명자들은 전장 또는 세포질 도메인 절단된(ΔCD) CD28H를 TCRζ 사슬의 신호 전달 도메인과 융합시켜 2개의 CD28H CAR을 제작하였다(도 12A 및 서열 번호 1-4). NKL 세포에서 CD28H-CAR의 발현(도 12A)은 형질감염되지 않은 221 세포에 대한 세포독성 활성을 유의하게 변경시키지 않았고(도 12B), 221.B7H7 세포의 사멸을 증가시켰다(도 12C). 비고전적 MHC-1 항원 HLA-E는 NK 세포상의 억제 수용체 NKG2A에 결합하고 NK-세포 활성화를 억제한다(Long 등, Annu. Rev. Immnuol. 31:227-258, 2013). CD28H 또는 CD28H-CAR이 NKG2A-매개 억제를 극복할 수 있는지 여부를 시험하기 위해, 세포 표면에서 HLA-E를 발현하는 221.AEH 세포를 B7H7로 형질감염시켰다(도 12D). NKL 세포는 NKG2A를 발현한다(도 12E). 221.AEH 세포에 대한 NKL.CD28H 및 NKL.CD28H-CAR 세포의 세포독성은 낮았는데, 이는 NKG2A에 의한 억제 때문인 것으로 추정된다(도 12F). 놀랍게도, NKL.CD28H-TCRζ 세포는 221.AEH.B7H7 세포를 사멸시켰으며, 이는 NKG2A-매개 억제가 CD28H-B7H7 상호작용에 의해 극복되었음을 나타낸다(도 12G). NKL에서 야생형 CD28H 단독 또는 CD28HΔCD-TCRζ 키메라 수용체의 발현은 NKG2A 억제를 극복하지 못했으며, 이는 CD28H-TCRζ 키메라에서 CD28H의 필수적인 공동자극 기능을 나타낸다(도 12G). B7H7⁺ 호지킨 림프종 세포주인 HDLM-2를 사용하여 CD28H-CARs의 항종양 활성을 추가로 테스트하였다(도 12H). HLA-E를 발현하는 HDLM-2 세포(도 12H)는 NKG2A에 대한 mAb와의 NKG2A-HLA-E 상호작용을 차단한 후에만 CD28H⁺NKG2A⁺　KHYG-1 NK 세포주에 의해 용해되었다(도 12I). 그러나, 전장 CD28H와 함께 CAR을 발현하는 NKL 세포는 B7H7⁺　HLA-E⁺　HDLM-2 종양 세포를 효율적으로 사멸시켰고(도 12J), 이는 CD28H-CAR이 항종양 활성 및 치료 잠재력을 갖는다는 것을 보여준다.

토의

본 발명자들은 순환 혈액에 있는 대부분의 NK 세포가 T 세포에서 설명된 CD28 수용체 패밀리의 구성원인 CD28H를 발현한다는 것을 보여주었다. CD28H와 2B4의 동시 참여는 탈과립화, 표적 세포 용해, 사이토카인 및 케모카인 발현을 위해 새로 분리된 NK 세포의 상승적 활성화를 초래하였다. CD28H는 NK 세포 공동 활성화 수용체 계열에 추가되며 2B4 및 NKp46과 상승작용을 나타내지만 NKG2D, CD2 또는 DNAM-1과는 상승작용을 보이지 않는다. CD28H의 발현은 IL2로 장기간 활성화되는 동안에는 중단된다. CD28H의 하향 조절은 항원 자극 후 인간 T 세포에서도 관찰되었다. 일반적으로 '휴지'라 불리는 말초혈액에서 새로 분리된 NK 세포는 IL2와 IL15가 없어도 완전히 기능한다. CD28H와의 공동 참여는 또한 CD16-매개 NK 세포 탈과립화 및 세포독성을 증진시켰다. 시너지 효과가 필요한 공동 활성화 수용체와 달리, NK 세포의 CD16 신호 전달은 세포 독성을 활성화하기에 충분하다. 2B4, CD2, NKG2D 및 DNAM-1과 같은 다른 활성화 수용체도 ADCC를 향상시키는 것으로 보고되었다.

본 발명자들과 다른 연구자들은 B7H7이 활성화된 골수 세포에서 발현된다는 것을 보여주었다. CD48이 조혈 세포에서 광범위하게 발현된다는 사실을 고려할 때, 활성화된 골수 세포에서 B7H7의 발현은 NK 세포와 APC 사이의 상호작용에 기여할 수 있다. CD28H와 다른 활성화 수용체 사이의 다른 잠재적 시너지 효과의 관여는 NK-APC 상호작용 및 면역 항상성의 조절에 또 다른 복잡성을 추가할 수 있다. 실제로, NKp30 및 NKG2D와 같은 활성화 수용체는 NK-DC 상호작용의 조절자로 보고되었다. 공동자극 기능 외에도 B7H7은 T 세포에 대한 공동 억제 효과를 가지며 면역 체크포인트 억제제로 제안된 바 있다. 본 실시예에서는, 탈과립화, 표적 세포 용해 및 사이토카인 발현을 포함하여 여기서 수행된 기능적 분석에서 NK 세포주 및 1차 NK 세포에 대한 B7H7의 억제 효과는 없었다. 그러나 PD-1 및 LAG-3과 같은 체크포인트 공동 억제 수용체의 발현은 일반적으로 활성화 후 NK 세포에서 유도되거나 상향 조절된다. B7H7에 대한 공동 억제 수용체의 발현은 활성화 또는 다른 자극에 의해 NK 세포에서 유도될 수 있다.

본 발명자들은 CD28H를 통한 NK 세포의 활성화에 대한 세포주에서 발현된 B7H7의 기여도를 테스트하였다. 돌연변이 세포주인 221은 NK 세포 억제 수용체에 대한 여러 MHC-1 리간드의 손실로 인해 NK 세포 세포독성에 민감하다. 221 세포에서 B7H7이 발현되면 NK 세포에 더욱 민감해진다. 이는 CD28H와 2B4의 시너지 효과로 설명할 수 있으며, 이의 리간드인 CD48은 221에서 발현된다. 그러나, HLA-E도 발현하는 221 세포에서의 B7H7 발현은 NK 세포주 상에서 발현된 NKG2A에 의한 억제를 극복하는데는 충분하지 않았으며, 이는 NK 세포 상의 MHC-1 특이적 수용체의 우세한 억제 기능과 일치한다.

2B4 및 NKp46과 CD28H의 시너지 효과의 신호 기반은 알려져 있지 않다. 본 발명자들은 CD28H의 세포질 꼬리에 있는 3개의 티로신 잔기중 하나(티로신 192)만이 NK 세포의 세포독성을 공동 활성화하는 데 필요하고 충분하다는 것을 보여주었다. 다른 두 티로신을 페닐알라닌으로 대체해도 CD28H-매개 NK 세포 활성화가 손상되지 않았다. 티로신 192 및 인접 아미노산은 어댑터 Grb2 및 관련 단백질의 SH2 도메인의 결합을 예측하는 서열 모티프(YxN)를 형성한다.

본 발명자들은 CD28H 자체를 TCRζ의 세포내 도메인에 융합시켜 CAR로 사용할 가능성을 테스트하였다. NKL 세포에서 CD28H-TCRζ CAR의 발현은 CD28H를 발현하는 NKL 세포에 의한 용해에 이미 매우 민감한 221.B7H7 세포의 더 큰 민감성을 초래하지는 않았다. 그러나, NKL 세포의 CD28H-TCRζ CAR은 B7H7 및 HLA-E를 공동 발현하는 221 세포에서 나타난 바와 같이 NKG2A에 의한 억제에 대해 완전한 내성을 제공하였다. 억제에 대한 내성은 B7H7과 HLA-E를 모두 자연적으로 발현하는 호지킨 림프종 종양 세포인 HDLM-2에서도 관찰되었다. 예상했던 대로 CD28H^-NKG2A⁺ NKL 세포는 HDML-2 세포를 사멸시키지 않았다. 놀랍게도, NKL 세포에서 CD28H-TCRζ CAR의 발현은 HDML-2 세포의 매우 효율적인 용해를 초래한 반면, CD28H 세포질 꼬리나 TCRζ 사슬 자체로는 억제를 극복할 수 없었다. CD28H의 천연 막횡단 도메인과 세포질 꼬리를 NK 세포에서 사용하기 위한 CAR 구성 요소 목록에 추가할 수 있다.

NK 세포에 대한 MHC-I 특이적 억제 수용체에 의한 신호 전달을 극복하기 위해 제안된 해결책으로는 NK 세포에서 CAR 발현에 수반되는 억제 수용체를 침묵시키는 것 또는 억제 수용체 KIR 및 NKG2A의 차단과 함께 CAR 발현 NK 세포와 항체를 결합시키는 것 등이 있으며, 이들 중 일부는 이미 임상에서 사용되고 있다. 더 간단하고 비용이 적게 드는 접근 방식은 HLA-C 및 HLA-E를 발현하는 종양 세포에서 KIR 및 NKG2A에 의한 억제를 극복하는 NK 맞춤형 CAR을 설계하는 것이다. 예를 들어, CD28H-TCRζ CAR은 HLA-E⁺ 종양 세포와 접촉하는 동안 NKG2A에 의한 억제에 대해 완전한 내성이 있다. 요약하면, 본 발명자들은 CD28H가 NK 세포의 활성화 수용체임을 보여주었고, 억제 수용체에 의한 신호전달을 극복하고 B7H7을 발현하는 종양을 표적화하기 위해 NK-CAR의 설계에 CD28H를 사용할 가능성을 높였다.

실시예 2

NK 세포의 억제 저항성 키메라 항원 수용체는 강력하고 지속적인 활성화 신호를 전달한다.

재료 및 방법

세포: 인간 NK 세포의 분리는 이전에 설명한 대로 수행하였다. NKL 세포주는 M.J. Robertson(Indiana University Cancer Research Institute, Indianapolis, IN)으로부터 얻었고, 10% 열-불활성화된 소태아 혈청(FCS, Gibco)을 함유한 IMDM(Gibco)에서 배양하였다. P815 세포(ATCC), 721.221 세포(221 세포로 지칭), 및 HLA-E 또는 HLA-C(Cw15)로 형질감염된 221 세포를 10% 열-불활성화된 FCS가 보충된 RPMI-1640(Gibco)에서 배양하였다.

플라스미드 및 렌티바이러스 생산: CAR 구조는 gBlocks(IDT)로 직접 합성되거나 기존 주형에서 PCR에 의해 증폭된 후 pCDH-EF1-T2A-Puro 벡터(System Biosciences)의 EcoRI 및 NotI 제한 사이트로 클로닝되었다. 모든 플라스미드 구성은 In-Fusion HD 클로닝 키트(Clontech)를 사용하여 수행되었다. 렌티바이러스의 생산을 위해, 저계대 Lenti-X 293T 세포(Clontech)를 이전에 설명한 바와 같이 PEI Max(폴리에틸렌이민)로 형질감염시켰다(Zhuang 등, Cancer Immunol. Res. 7:939-951, 2019). Lenti-X 293T 세포의 배양 배지를 형질감염 2일 후에 수집하고 0.45 μM 필터에 통과시켰다. 배양 배지는 형질도입에 직접 사용하거나 PEG-it(System Biosciences)를 사용하여 농축시켰다.

세포독성 분석: 칼세인-AM 방출 검정을 사용하여 NK 세포에 의한 표적 세포의 용해를 결정하였다. 간단히 설명하면, 표적 세포를 15 μM 칼세인-AM(Invitrogen)과 함께 37℃에서 30분 동안 완전 배지에서 10⁶/ml의 최종 농도로 배양하였다. 완전 배지로 2회 세척한 후, 표지된 표적 세포를 10⁴/웰로 96-웰-플레이트에 첨가하였다. 이펙터 NK 세포를 상이한 E:T 비율로 첨가하고 4시간 동안 배양하였다. 표적 세포 용해는 플레이트 판독기(Enspire, Perkin Elmer, MA 및 SpectraMax plus, Molecular Devices, CA)에 의해 측정된 상등액에서 방출된 칼세인-AM의 형광에 의해 결정되었다.

비드 자극: 세포당 4개의 비드 비율로 항체 코팅된 염소-항-마우스 다이나비드(Invitrogen)로 세포를 자극하였다. 비드 코팅에 사용된 항체는 Myc-tag 항체(9B11, 마우스 IgG2a, Cell Signaling), NKG2A 항체(Z199, 마우스 IgG2b, Beckman Coulter), 대조군 마우스 IgG2b(MOPC-141, Sigma) 및 대조군 마우스 IgG2a(UPC- 10, Sigma)이었다. 10⁷개의 비드를 37℃에서 30분 동안 하기와 같은 서로 다른 조합에서 2 μg의 총 IgG로 코팅하였다: 1 μg mIgG2a + 1 μg mIgG2b, 1 μg mIgG2a + 1 μg anti-NKG2A, 1 μg anti-Myc-tag + 1 μg mIgG2b, 또는 1 μg anti-Myc-tag + 1 μg anti-NKG2A. 비드를 1% FCS HBSS (hank's-balanced-salt-solution, Corning)로 세척하여 과도한 항체를 제거하고 동일한 완충액에 재현탁시켰다. 미리 냉각된 비드와 세포를 얼음 위에서 혼합하고 37℃ 수조에서 10분 또는 45분 동안 배양하였다. 세포를 세척하고 용해시킨 후 웨스턴 블롯으로 분석하였다.

결과 및 토의

본 발명자들은 CD28H가 강력한 NK 세포 공동 활성화 수용체이고, CD28H와 TCRζ의 신호 전달 도메인을 모두 포함하는 키메라 수용체가 NKG2A-매개 억제에 대해 내성이 있음을 입증하였다(Zhuang 등, Cancer Immunol. Res. 7:939 -951, 2019). 휴지기의 인간 NK 세포는 NK 활성화 수용체들의 상승적 조합에 의해 활성화된다(Bryceson 등, Blood 107:159-166, 2006; Long 등, Annu. Rev. Immunol. 31:227-258, 2013). 상기 조합 중 하나로서, CD28H와 2B4 사이의 상승작용은 강력한 NK-세포 활성화 및 탈과립화를 유도할 수 있다(도 13A). 본 발명자들은 CD28H 및 2B4의 신호전달 도메인을 TCRζ 세포질 도메인과 함께 CAR 구조물로 결합하면 강력한 NK 세포 활성화를 유도할 수 있으며, 이는 억제 신호에 대한 더 강한 저항성을 달성할 수 있다고 가정하였다. 본 발명자들은 CD19⁺ 암 세포를 표적으로 하기 위한 세포외 도메인으로서 N-말단 Myc-tag 및 CD8α 힌지가 있는 항-CD19 scFv를 사용하여 CAR 구조물을 설계하였다. 상기 막횡단 도메인은 T-CAR의 경우 CD28에서, NK 맞춤형 CAR의 경우 CD28H에서 유래하였다. 상기 세포내 도메인은 NK 수용체인 CD28H 및 2B4, T 세포 수용체인 CD28 및 4-1BB, 그리고 T 세포 수용체(TCRζ)의 ζ 사슬로부터 유래한 1 내지 3개의 신호전달 도메인의 조합으로 만들어졌다(도 13B). 상기 CAR 구조물을 NKG2A의 내인성 발현 및 KIR2DL1의 이식된 발현을 갖는 NKL.2DL1 세포 내로 형질감염시켰다(도 14). NKL 세포 상의 상이한 CAR 구조물 사이에서 유사한 발현이 나타났다(도 13C). MHC-I-음성 CD19⁺ 721.221 림프모구 세포주(본원에서 221로 지칭)를 표적 세포로 사용한 사멸 분석은 CD28H, 2B4 및 TCRζ 신호전달 도메인의 조합을 함유하는 CD19.CAR2가 221 림프모세포에 대한 강력한 NK 세포 세포독성을 유도하였으며, CD28H 및 2B4의 신호전달 도메인은 이러한 강력한 활성에 기여하였다는 것을 입증하였다(도 13D). 3세대 T-세포 CAR(T-CAR로 표시)과 비교하여, CD19.CAR2(예를 들어, 서열 번호 12)는 221 표적 세포에 대해 더 높은 종양 용해 효능을 나타내었다(도 13E).

MHC-1에 대한 수용체에 의해 매개되는 억제에 대한 CAR 구조물의 저항성을 시험하기 위해, HLA-E 또는 HLA-C로 형질감염된 221 세포를 세포독성 분석에 사용하였다. CD19.CAR2는 NKG2A 또는 KIR2DL1에 의해 매개된 억제를 극복할 수 있었고, MHC-1⁺ 림프모구 표적 세포의 용해를 유도하였으며 이러한 억제-저항성 반응에는 두 개의 공동-자극 도메인이 필요하였다(도 13D). CD19.CAR2와 비교하여, NKL.2DL1 세포에서 발현된 3세대 CD19.T-CAR(CD28-41BB-ζ)은 NKG2A 및 KIR2DL1에 의한 억제를 극복하는 능력이 훨씬 더 약했다(도 13E). 세포외 항원-표적화 도메인으로서 CD19 scFv를 사용하는 CAR 구조물 외에, 본 발명자들은 또한 B7H7⁺ 종양 세포를 표적화하기 위한 세포외 도메인으로서 CD28H 수용체 자체를 사용하는 CAR을 시험하였다(도 15A 및 15B). 사멸 분석은 B7H7 및 MHC-I(HLA-E 또는 HLA-C)로 형질감염된 221 림프모세포를 사용하여 수행되었다(Zhuang 등, Cancer Immunol. Res. 7:939-951, 2019). CD28H.T-CAR과 비교하여, CD28H.CAR2(예를 들어, 서열번호 2)는 NKG2A 또는 KIR2DL1에 의한 억제에 대해 훨씬 더 저항성이 강한 NK 세포의 활성화를 유도하였다(도 15C 및 15D). 더욱이, CD28H.CAR2는 2B4 및 TCRζ의 세포질 도메인에 융합된 신호전달 분자 DAP10의 동원에 대해 NKG2D의 막횡단 도메인으로 구성된 또 다른 NK-맞춤형 CAR(CAR3)보다 우수한 억제-내성 활성을 입증하였다(도 15C 및 15D). 상기 NKG2D-2B4-ζ 막횡단 및 신호전달 도메인 구성(CAR3)은 이전에 iPSC에서 유래한 NK 세포에서 메조텔린 표적화 CAR의 일부로서 테스트되었다(Li 등, Cell Stem Cell 23:181-192 e5, 2018).

CAR을 통해 형질도입된 활성화 신호를 조사하기 위해, CD19.CAR을 발현하는 NKL 세포를 비드에 결합된 myc-태그 항체(Myc-beads)로 자극시켰고, 이는 N-말단 myc-태그를 가교함으로써 CAR을 통해 활성화 신호를 유도하였다(도 16A). 본 발명자들은 CD19.CAR을 발현하는 NKL 세포의 용해물에서 포스포리파제 Cγ1(PLC-γ1) Tyr783 및 마이토젠 관련 단백질 키나제(MAPK/Erk)의 인산화를 평가하였다. PLC-γ1 및 ERK의 인산화는 TCRζ만의 세포질 신호전달 도메인을 운반하는 CAR6을 제외한 각 CAR을 통한 자극 후에 검출가능하였다(도 16B 및 도 13B). 모든 시험된 CAR 중에서, CAR2는 PLC-γ1 및 Erk 둘 다의 가장 강한 인산화를 유도하였다(도 16B, 도 16C 및 도 15A). NKG2A 또는 Myc-태그, 또는 둘 다에 대한 항체와 결합된 비드를 사용한 자극을 사용하여 상이한 CAR의 억제에 대한 내성을 시험하였다(도 16A). 억제에 대한 가장 강한 저항성은 NKG2A와 CAR2를 공동 가교시킨 후에 검출되었다. NKG2A 및 CAR4가 가교되는 동안 상당한 PLC-γ1 및 Erk 인산화가 또한 유지되었다(도 16B 및 16C). T-CAR과 비교하여, CAR2 및 CAR4 둘 다 억제에 대해 더 저항성이 강한 NK 세포의 활성화 신호를 유도하였다(도 16B 및 16C). 더욱이, 지속된 Erk 인산화는 T-CAR의 활성화와 비교하여 CAR2-매개 NK-세포 활성화 과정 검출되었으며, 이는 보다 지속적인 활성화 신호가 CAR2에 의해 생성되었음을 나타낸다(도 16D). 이러한 결론은 T-CAR보다 CAR2의 가교결합 후 더 지속적인 칼슘 동원을 나타내는 칼슘 동원 분석에 의해 추가로 뒷받침되었다(도 16E).

여기에서 본 빌명자들은 CD28H-2B4-TCRζ의 융합된 신호전달 도메인을 포함하는 NK 맞춤형 CAR2가 3세대 T-CAR보다 NK 세포에서의 발현에 더 효과적인 CAR 구조물임을 입증하였다. CAR2는 T-CAR보다 더 강한 세포독성 및 활성화 신호를 유도하였다. 중요하게도, CAR-2는 억제 저항성 활성화 신호를 유발하여 NK 세포가 MHC 클래스 I에 대한 수용체에 의해 매개되는 억제를 극복하고 MHC 클래스 I⁺ 암세포를 사멸시킬 수 있도록 하였다. 일부 형질전환된 암세포가 T 세포 매개 감시를 피하기 위해 MHC 클래스 I을 하향 조절하지만, 많은 종양 세포는 여전히 MHC 클래스 I의 실질적인 발현을 유지하며, 이는 NKG2A 또는 억제성 KIR에 관여하고 NK 세포의 항암 반응을 제한할 수 있다. 이러한 결과는 T 세포를 사용한 세포 요법과 달리 NK 세포에서의 발현에 대한 CAR 구조물의 억제-저항 특성의 평가가 중요하다는 것을 뒷받침한다. CAR2 신호전달 도메인의 디자인은 활성화 수용체인 2B4와 CD28H 사이의 강력한 시너지 효과를 기반으로 한다.

실시예 3

CAR 효능의 생체 내 평가

이 실시예는 마우스 이종이식 모델의 생체내에서 상기 개시된 CAR 중 하나 이상의 효능을 평가하는 데 사용될 수 있는 방법을 설명한다. 그러나, 당업자는 이러한 특정 방법이 아닌 방법도 또한 생체내 CAR의 효능을 테스트하는 데 사용될 수 있음을 이해할 것이다.

NOD-scid IL2Rη^null 마우스 (NSG 마우스로도 알려짐)에 10⁵ - 10⁶ 개의 루시퍼라제를 발현하는 NALM-6 B-ALL 세포를 주사하였다. NK 세포는 면역 자기 방법을 사용한 양성 및/또는 음성 선택에 의해 건강한 기증자의 PBMC에서 분리되었다. 확장된 NK 세포는 본원에 기재된 것들(예를 들어, 서열번호 1, 5, 11 및 15)과 같은 CD19-CAR을 포함하는 레트로바이러스 벡터로 형질도입시켰다. 10⁶ 내지 10⁷개의 형질도입 및 확장된 NK 세포를 포함하는 조성물을 종양을 지닌 마우스에 정맥투여하였다. CAR을 발현하는 NK 세포의 생체내 증식 및 지속성은 인간 IL-2 또는 IL-15의 투여에 의해 뒷받침된다. 종양 부담은 생물발광 이미징(BLI)으로 추적되었다. CAR의 생체내 효능은 종양을 가진 NSG 마우스의 종양 부담 및 전체 생존(OS) 모두에 의해 평가되었다.

실시예 4

CD19-CAR을 발현하는 NK 세포로 B 세포 림프종 치료

이 실시예는 B-세포 림프종 환자를 치료하는 데 CD19-CAR이 형질도입된 NK 세포를 사용할 수 있는 방법을 설명한다. 그러나, 당업자는 이러한 특정 방법이 아닌 방법도 또한 B-세포 림프종을 갖는 대상 개체를 성공적으로 치료하는데 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 유사한 방법이 다른 CAR을 발현하는 NK 세포로 다른 암을 지닌 대상 개체를 치료하는 데 사용될 수 있다.

B세포 림프종이 있는 대상 개체로부터 성분채집을 통해 말초혈액 단핵세포를 수득하였다. NK 세포(예: CD56-양성/CD3-음성 세포)는 면역 자기 방법을 사용한 양성 및/또는 음성 선택에 의해 PBMC로부터 분리되었다. 분리된 NK 세포를 본원에 기재된 것들(예를 들어, 서열번호 1, 5, 11, 15 및 19)과 같은 CD19-CAR을 포함하는 레트로바이러스 벡터로 형질도입시켰다. 형질도입된 NK 세포는 나중에 사용하기 위해 냉동보존될 수 있고 또는 대상 개체에 투여하기 위해 제형화될 수 있다(예를 들어, 약학적으로 허용되는 담체에서). 10⁶ 내지 10¹²개의 확장된 NK 세포를 포함하는 조성물을 대상 개체에 정맥투여하였다.

본 개시의 원리가 적용될 수 있는 많은 가능한 구현예의 관점에서, 예시된 구현예는 단지 예일 뿐이며 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다는 것을 인식해야 한다. 오히려, 본 발명의 범위는 하기의 청구범위에 의해 정의된다. 따라서 본 발명자들은 이러한 청구의 범위와 정신 내에 있는 모든 것을 본 발명으로 청구한다.

Claims

하기의 구성 요소를 포함하는 키메라 항원 수용체:
(a) 표적 결합 도메인;
(b) 막횡단 도메인; 및
(c) CD28 동족체(CD28H)로부터의 제 1 세포내 신호전달 도메인 및 제 2 세포내 신호전달 도메인을 포함하는 세포내 도메인, 여기서 상기 제 1 및 제 2 세포내 신호전달 도메인은 어느 한 순서일 수 있다.
제 1항에 있어서, 상기 CD28H 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 2의 아미노산 172-282에 대해 적어도 90%의 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 2항에 있어서, 상기 CD28H 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 2의 아미노산 172-282의 아미노산 서열을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 세포내 신호전달 도메인은 2B4, TCRζ, FcεR1γ 또는 DAP12로부터 유래한 것인 키메라 항원 수용체.
제 4항에 있어서, 상기 제 2 세포내 신호전달 도메인은 TCRζ로부터 유래한 것인 키메라 항원 수용체.
제 5항에 있어서, 상기 TCRζ 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 2의 아미노산 283-395에 대해 적어도 90%의 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 6항에 있어서, 상기 TCRζ 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 2의 아미노산 283-395의 아미노산 서열을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 4항에 있어서, 상기 제 2 세포내 신호전달 도메인은 2B4로부터 유래한 것인 키메라 항원 수용체.
제 8항에 있어서, 상기 2B4 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 10의 아미노산 172-291에 대해 적어도 90%의 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 9항에 있어서, 상기 2B4 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 10의 아미노산 172-291의 아미노산 서열을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세포내 도메인은 막횡단 도메인과 제 1 세포내 신호전달 도메인 사이에 세포내 영역을 추가로 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 11항에 있어서, 상기 막횡단 도메인 및 세포내 영역은 CD16, NKp46, NKp30, NKp44 또는 KIR2DS4로부터 유래한 것인 키메라 항원 수용체.
하기의 구성 요소를 포함하는 키메라 항원 수용체:
(a) 표적 결합 도메인;
(b) 막횡단 도메인; 및
(c) CD28 동족체(CD28H)로부터의 제 1 세포내 신호전달 도메인, 2B4로부터의 제 2 세포내 신호전달 도메인 및 제 3 세포내 신호전달 도메인을 포함하는 세포내 도메인, 여기서 상기 제 1, 제 2 및 제 3 세포내 신호전달 도메인은 임의의 순서일 수 있다.
제 13항에 있어서, 상기 CD28H 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 2의 아미노산 172-282에 대해 적어도 90%의 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 14항에 있어서, 상기 CD28H 세포내 신호전달 도메인은 서열식호 2의 아미노산 172-282의 아미노산 서열을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2B4 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 10의 아미노산 172-291에 대해 적어도 90%의 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 16항에 있어서, 상기 2B4 세포내 신호전달 도메인은 서열번호 10의 아미노산 172-291의 아미노산 서열을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 13항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 세포내 신호전달 도메인은 TCRζ, FcεR1γ 또는 DAP12로부터 유래한 것인 키메라 항원 수용체.
제 18항에 있어서, 상기 제 3 세포내 신호전달 도메인은 TCRζ로부터 유래한 것인 키메라 항원 수용체.
제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표적 결합 도메인은 CD19 scFv 또는 CD28H 세포외 도메인을 포함하는 것인 키메라 항원 수용체.
제 1항 내지 제 10항 또는 제 13항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막횡단 도메인은 CD28H 막횡단 도메인을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 1항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표적 결합 도메인에 대해 C-말단이고 상기 막횡단 도메인에 대해 N-말단인 힌지 도메인을 추가로 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 22항에 있어서, 상기 힌지 영역은 CD8α 힌지 영역을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 1항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 키메라 항원 수용체는 아미노-말단 신호 서열을 추가로 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 24항에 있어서, 상기 신호 서열은 CD8α 신호 서열인 키메라 항원 수용체.
제 25항에 있어서, 상기 CD8α 신호 서열은 서열번호 16의 아미노산 1-21을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 1항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 키메라 항원 수용체는 서열번호 2, 6, 12, 16 및 20 중 어느 하나의 아미노산 서열에 대해 적어도 90%의 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 27항에 있어서, 상기 키메라 항원 수용체는 서열번호 2, 6, 12, 16 및 20 중 어느 하나의 아미노산 서열을 포함하는 키메라 항원 수용체.
제 1항 내지 제 28항 중 어느 한 항의 키메라 항원 수용체를 인코딩하는 핵산 분자.
제 29항에 있어서, 상기 핵산 분자는 서열번호 1, 5, 11, 15 및 19 중 어느 하나의 핵산 서열과 적어도 90%의 서열 동일성을 갖는 핵산 서열을 포함하는 핵산 분자.
제 30항에 있어서, 상기 핵산 분자는 서열번호 1, 5, 11, 15 및 19 중 어느 하나의 핵산 서열을 포함하는 핵산 분자.
제 29항 내지 제 31항 중 어느 한 항의 핵산 분자를 포함하는 벡터.
제 32항에 있어서, 상기 벡터는 바이러스 벡터인 벡터.
제 33항에 있어서, 상기 바이러스 벡터는 렌티바이러스 벡터 또는 레트로바이러스 벡터인 벡터.
제 1항 내지 제 28항 중 어느 한 항의 키메라 항원 수용체를 발현하는 세포.
제 29항 내지 제 31항 중 어느 한 항의 핵산 또는 제 32항 내지 제 34항 중 어느 한 항의 벡터를 포함하는 세포.
제 35항 또는 제 36항에 있어서, 상기 세포는 자연 살해 세포 또는 T 세포인 세포.
제 29항 내지 제 31항 중 어느 한 항의 핵산, 제 32항 내지 제 34항 중 어느 한 항의 벡터, 또는 제 35항 내지 제 37항 중 어느 한 항의 세포 및 약학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 조성물.
제 35항 내지 제 37항 중 어느 한 항의 세포 또는 제 38항의 약학적 조성물의 유효량을 대상 개체에게 투여하는 단계를 포함하는, 암에 걸린 대상 개체를 치료하는 방법.
제 39항에 있어서, 상기 약학적 조성물은 자연 살해 세포 또는 T 세포를 포함하는 것인 방법.
제 40항에 있어서, 상기 자연 살해 세포 또는 T 세포는 치료되는 대상 개체의 자가 조직인 방법.
제 39항 내지 제 41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 암은 혈액 악성종양 또는 고형 종양인 방법.
제 42항에 있어서, 상기 혈액 악성종양은 급성 림프구성 백혈병, 급성 골수성 백혈병, 만성 림프구성 백혈병, 비호지킨 림프종, 미만성 거대 B 세포 림프종 또는 다발성 골수종인 방법.
제 42항에 있어서, 상기 고형 종양은 유방암, 난소암, 결장직장암, 교모세포종, 신경모세포종, 췌장암, 폐암, 간암, 방광암, 전립선암 또는 육종인 방법.
제 39항 내지 제 44항 중 어느 한 항에 있어서, 수술, 화학요법, 방사선 요법, 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로 대상 개체를 치료하는 것을 추가로 포함하는 방법.