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JP7419351B2 - 免疫原性がん検診検査 - Google Patents

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Description

分野
対象ががんを発症するリスクを、彼らのHLAクラスI遺伝子型に基づいて決定するための方法が、本明細書中に提供される。がんを治療する方法、特に、がんを発症するリスクが高いと決定されている対象の予防的治療が、本明細書中に更に提供される。
背景
検診及び(可能な場合)早期診断は、転移性疾患を予防し、多くのがんについての予後を改善するために非常に重要である。
遺伝性変異はがんを発症するリスクを高め得るが、がん発症リスクへの遺伝的寄与は、既知の遺伝的要因によって完全には説明されていない。例えば、BRCA1、BRCA2における変異は、一般集団における乳がん症例の5%で確認されているが、これらの症例の50%近くが乳がんを発症した。過去10年間に亘る、がんの発症の遺伝性の欠如を説明するための努力は、高リスク遺伝子の発見と、共通する遺伝的変異体の同定に焦点を合わせている。
しかしながら、がんを発症する遺伝的リスクが高い個人をよりよく特定する必ニーズが、当技術分野に残っている。
要旨
がん発生についての予測因子としての、対象のヒト白血球抗原(HLA)クラスI遺伝子型に関連する方法が、本明細書中に提供される。
抗原提示細胞(APC)においては、腫瘍関連抗原(TAA)を含むタンパク質抗原がペプチドにプロセシングされる。これらのペプチドはHLA分子に結合し、T細胞に対し、ペプチド-HLA複合体として細胞表面に提示される。異なる個人は異なるHLA分子を発現し、異なるHLA分子は異なるペプチドを提示する。対象において発現した単一のHLAクラスI対立遺伝子に結合するTAAエピトープは、腫瘍特異的T細胞応答を誘導するには必須であるが、十分ではない。代わりに、腫瘍特異的T細胞応答は、TAAのエピトープが、個人の少なくとも3のHLAクラスI遺伝子(本明細書ではHLAトリプレット又は「HLAT」と称される)によってコードされるHLA分子によって認識及び提示されるときに最適に活性化される。(PCT/EP2018/055231、PCT/EP2018/055232、PCT/EP2018/055230、EP3370065及びEP3369431)。
本発明者らは、がんを有する対象をバックグラウンド集団から分離することができるバイナリー分類子を開発した。この分類子を用いて、本発明者らは、HLA遺伝子型とがんリスクとの明確な関連を実証することができた。これらの知見は、腫瘍増殖の制御における腫瘍特異的T細胞応答の中心的な役割を確認し、HLA遺伝子型分析を用いて、がんを発症するリスクが高い対象を早期に特定するための診断試験が改善され得ることを意味する。
従って、第1の態様においては、本開示は、ヒト対象ががんを発症するリスクを決定するための方法であって、腫瘍関連抗原(TAA)のアミノ酸配列中のT細胞エピトープに結合することができる、対象のHLAトリプレット(HLAT)を定量化し、ここでHLATの各HLAは、同じT細胞エピトープに結合することができること、及び、対象ががんを発症するリスクを決定し、ここでTAAに関して、TAAのT細胞エピトープに結合することができるHLATの数がより少ないほど、対象ががんを発症するリスクが高いことに対応すること、を含む、方法を提供する。
本明細書中に記載の知見は、対象の免疫系を効果的に活性化して腫瘍細胞を殺すように個別化されたワクチンを用いることによって、がんのリスクを減らし得ることも示唆している。
従って、更なる態様においては、本開示は、対象におけるがんを治療する方法であって、対象が、上記方法を用いて、がんを発症するリスクが高いと決定されており、治療の方法が、対象に、(i)TAAの断片である;且つ(ii)対象のHLATに結合することができるT細胞エピトープを含む、アミノ酸配列を含む、1以上のペプチド、又は1以上のペプチドをコードする1以上のポリ核酸若しくはベクターを投与することを含む、方法を提供する。
更なる態様においては、本開示は、
-特定のヒト対象のがんを治療する方法における使用のためのペプチド、又はペプチドをコードするポリ核酸又はベクターであって、ペプチドが(i)TAAの断片である;且つ(ii)対象のHLATに結合することができるT細胞エピトープを含む、アミノ酸配列を含む、ペプチド、又はペプチドをコードするポリ核酸又はベクター;及び
-特定のヒト対象におけるがんを治療するための医薬の製造における使用のためのペプチド、又はペプチドをコードするポリ核酸又はベクターであって、ペプチドが、(i)TAAの断片である;且つ(ii)対象のHLATに結合することができるT細胞エピトープを含む、アミノ酸配列を含む、ペプチド、又はペプチドをコードするポリ核酸又はベクターを提供する。
更なる態様において、本開示は、ヒト対象ががんを発症するリスクを決定するためのシステムであって:
(i)対象のHLAクラスI遺伝子型及びTAAのアミノ酸配列を含むデータを記憶するように構成された記憶モジュール;
(ii)TAAのアミノ酸配列中のT細胞エピトープに結合することができる、対象のHLATを定量化するように構成された計算モジュールであって、HLATの各HLAは同じT細胞エピトープに結合することができる、モジュール;及び
(iii)対象ががんを発症するリスクの指標及び/又は対象について推奨される治療を表示するように構成された出力モジュール
(iv)
を含むシステムを提供する。
本開示の方法及び組成物は、限定ではなく例として、及び添付の図面を参照することによって、より詳細に説明される。本開示が与えられると、当業者には、多くの均等的改変及び変形が明らかになるであろう。従って、記載された開示の例示的な実施形態は、事例的であり、限定的ではないと見なされる。記載された実施形態に対する様々な変更は、本開示の範囲から逸脱することなく為され得る。本明細書で引用されるすべての文書は、上記又は下記を問わず、その全体が参照により明示的に組み込まれる。
本開示は、記載された態様及び好ましい特徴の組み合わせを、かかる組み合わせが明らかに許容されないか、又は明示的に回避されると述べられている場合を除いて含む。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、単数形「a」、「an」、及び「the」は、内容が明確に別段の指示をしない限り、複数の指示対象を含む。従って、例えば、「ペプチド」への言及は、2以上のかかるペプチドを含む。
節の見出しは、便宜上本明細書中でのみ用いられており、決して限定的として解釈すべきではない。
図面の説明
図1 HLA拘束性PEPIバイオマーカーのROC曲線。 図2 診断精度の決定のためのPEPI3+試験のROC曲線。AUC=0.73は、PEPIバイオマーカーの有望な診断値に分類される。 図3 様々な民族集団における48のTSAの平均合計HLATスコア。極東アジア及び太平洋地域の民族グループは、世界(word)の他の地域よりも明らかに高いHLAT数を有している。国に関連付けられる民族を黒で強調表示する。y軸上の符号:1:アイルランド人、2:北米人(Eu)、3:チェコ人、4:フィンランド人、5:ジョージア人、6:メキシコ人、7:ウガンダ人、8:北米人(Hi)、9:ニューデリー、10:クルド人、11:ブルガリア人、12:ブラジル人(Af、Eu)、13:アラブドルーズ族、14:北米人(Af)、15:タミル人、16:アメリカインディアン、17:ザンビア人、18:ケニア人、19:トゥバ人、20:グアラニー・ナンデバ族、21:ケニア低地人、22:ショナ族、23:グアラニー・カイオワ族、24:ズールー族、25:ドゴン族、26:サイシャット族、27:イスラエルユダヤ人、28:カノンシート、29:北米人(As)、30:朝鮮人、31:グルートアイランド、32:タロコ(Toroko)族、33:シラヤ族、34:ヨーク岬、35:沖縄人、36:バリ族、37:ケニア高地人、38:客家、39:アタヤル族、40:中国人、41:フィリピン人、42:ミナン族、43:ユピック族、44:キンバリー、45:ジャワ人(インドネシア人)、46:イバタン族、47:タイ人、48:マレー人、49:ツォウ族、50:アミ族、51:ブヌン族、52:ユエンドゥーム族、53:パゼ族、54:サオ族、55:アメリカ領サモア人、56:ルカイ族、57:パイワン族、58:プユマ族、59:ヤミ族 図4 HLATスコアが低い(s<75)国及びHLATスコアが高い(s>75)国における発生率。平均を、水平の黒色のバーで示す。標準誤差を垂直のバーで示す。発生率の差は非常に有意である(p<0.0001)。 図5 一般集団と比較した黒色腫患者を分類する免疫学的予測因子(HLATスコア)のROC曲線。AUC=0.645;黒色の実線はROC曲線であり、x=yの線を、比較のために灰色の点線で示す。 図6 5の同じ大きさの亜集団における、黒色腫を発症する相対的な免疫学的リスク。亜集団を定義するHLATスコア範囲を横軸上に表示する。黒色のバーは95%の信頼区間を示す。最初の亜群と最後の亜群間の差は有意である(p=0.001)。 図7 5の同じ大きさの亜集団における、がんを発症する相対的な免疫学的リスク。亜集団を定義するHLATスコア範囲を横軸上に表示する。黒色のバーは95%の信頼区間を示す。A.非小細胞肺がん;B.腎細胞がん;C.結腸直腸がん。 図8 5の同じ大きさの亜群における、黒色腫を発症する相対リスク(RR)。亜群を定義するHLAスコアの範囲を、x軸上に示す。黒色のバーは95%の信頼区間を示す。最初の亜群と最後の亜群間の差は有意である(p<0.05)。 図9 ワクチン特異的T細胞応答(10人の患者)をもたらす抗原の数(n=7)と48のTSAのパネルについて算出したHLATスコアとの間の正の相関。 図10 異なる59か国及び民族集団における平均HLAスコア。国の支配的な民族として国に関連付けられる民族グループを黒で強調表示する。y軸上に記号化した民族:1:アイルランド人、2:北米人(Eu)、3:チェコ人、4:フィンランド人、5:ブラジル人(Af、Eu)6:ジョージア人、7:アラブドルーズ族、8:グアラニー・カイオワ族、9:ウガンダ人、10:北米人(Hi)、11:ニューデリー、12:ブルガリア人、13:北米人(Af)、14:グアラニー・ナンデバ族、15:クルド人、16:イスラエルユダヤ人、17:メキシコ人、18:タミル人、19:ケニア人、20:ケニア低地人、21:ザンビア人、22:ドゴン族、23:アメリカインディアン、24:ショナ族、25:ケニア高地人、26:ズールー族、27:カノンシート、28:トゥバ人、29:サイシャット族、30:ジャワ人(インドネシア人)、31:フィリピン人、32:北米人(As)、33:ヨーク岬、34:マレー人、35:朝鮮人、36:タイ人、37:客家、38:沖縄人、39:中国人、40:グルートアイランド、41:ミナン族、42:イバタン族、43:バリ族、44:キンバリー(オーストラリア)、45:タロコ(Toroko)族、46:ユエンドゥーム族、47:アタヤル族、48:シラヤ族、49:アメリカ領サモア人、50:ユピック族、51:パゼ族、52:ブヌン族、53:ヤミ族、54:ツォウ族、55:アミ族、56:サオ族、57:ルカイ族、58:パイワン族、59:プユマ族。ここで、Euはヨーロッパ、非ヒスパニック系を意味し、Hsはヒスパニック系を意味し、Afはアフリカ系を意味し、Asはアジア系を意味する。 図11 黒色腫の発生率と民族集団の平均HLAスコアとの相関。相関は有意である(p<0.001、変換されたtスコアは4.25、df=18)。ASRW:世界標準人口による年齢標準化率。 図12 単一のHLA対立遺伝子又は不完全なHLA遺伝子型では、遺伝子型ベースの、非UNPC集団からのUNPC集団の分離において限界がある。A02:01/B18:01 AUC=0.556(有意ではない)。 図13 OBERTO試験デザイン(NCT03391232) 図14 OBERTO試験のCRCコホート(n=10)における抗原発現。A:2391生検に基づいて決定したPolyPEPI1018ソース抗原の発現頻度。B:7のTSAのうち3が95%超の確率でCRC腫瘍で発現するように指定された、PolyPEPI1018ワクチンの設計。C:患者の腫瘍におけるTSAの実際の発現を参照すると、平均して、10人の患者のうち4人は、各標的抗原に対する既存の免疫応答を示した。D:10人の患者のうち7人は、最低1のTSAに対して、平均して3の異なるTSAに対して既存の免疫応答を示した。 図15 CRC患者におけるPolyPEPI1018の免疫原性により、適切な標的抗原と標的ペプチドの選択が確認される。上部:PolyPEPI1018ワクチン組成物の標的ペプチド選択及びペプチド設計。代表的なモデル集団において支配的な9マーのPEPI3+を含有するように選択したCRC特異的CTA(TSA)からの2の15マー。表:PolyPEPI1018ワクチンは、CRCコホートにおける前臨床試験中に後ろ向きに試験し、PEPI3+を生じさせることにより、試験されたすべての個人において少なくとも1の抗原に対して免疫原性があることが証明された。ワクチンが含むペプチドについて特異的に測定したIFNyフルオロスポットアッセイにより試験したところ、患者の90%において、少なくとも1の抗原に特異的な臨床免疫応答があり、多抗原免疫応答も、少なくとも2の抗原に対して患者の90%において、また少なくとも3の抗原に対して患者の80%において見出された。 図16 PolyPEPI1018治療に対する臨床反応。A:OBERTO試験(NCT03391232)の臨床反応のスイマープロット。 図16 PolyPEPI1018治療に対する臨床反応。B:無増悪生存期間(PFS)とAGPカウントとの関連。C:腫瘍体積とAGPカウントとの関連。 図17 患者-Aの腫瘍細胞におけるワクチン抗原発現の確率。ワクチン療法の13の標的抗原のうち5が患者の腫瘍で発現する確率は95%超ある。その結果、13のペプチドワクチンを合わせると、少なくとも5の卵巣がん抗原に対する免疫応答を、95%の確率で誘導できる(AGP95)。各ペプチドが患者-Aにおいて免疫応答を誘発する確率は84%である。AGP50は、平均(期待値)=7.9である(これは、患者-Aの腫瘍を攻撃する際のワクチンの有効性の尺度である)。 図18 患者-Aの治療スケジュール。 図19 患者-AのT細胞応答。A.左:ワクチンペプチド特異的T細胞応答(20-マー)。右:CD8+細胞傷害性T細胞応答(9-マー)。予測されたT細胞応答はバイオアッセイによって確認する。 図20 個別化(PIT)ワクチンで治療した患者-AのMRI所見。この後期段階で、高度に前治療された卵巣がん患者は、PITワクチン治療後に予期しない客観的反応を示した。これらのMRI所見は、化学療法と組み合わせたPITワクチンが、彼女の腫瘍負荷を有意に減少させたことを示唆する。 図21 患者-Bの腫瘍細胞におけるワクチン抗原発現の確率と患者Bの治療スケジュール。A:ワクチン中の13の標的抗原のうち4が患者の腫瘍で発現する確率は95%を超ある。B:その結果、12のペプチドワクチンを合わせると、少なくとも4の乳がん抗原に対する免疫応答を、95%の確率で誘発できる(AGP95)。各ペプチドが患者-Bにおいて免疫応答を誘導する確率は84%である。AGP50=6.45;これは、患者-Bの腫瘍を攻撃する際のワクチンの有効性の尺度である。C:患者-Bの治療スケジュール。 図22 患者-AのT細胞応答。左:患者の、ワクチンペプチド特異的T細胞応答(20-マー)。右:ワクチン特異的CD8+細胞傷害性T細胞応答(9-マー)の動態。予測されたT細胞応答はバイオアッセイによって確認する。 図23 患者-Cの治療スケジュール。 図24 患者-CのT細胞応答。A:ワクチンペプチド特異的T細胞応答(20-マー)。B:ワクチンペプチド特異的CD8+T細胞応答(9-マー)。C-D:それぞれ、ワクチン特異的CD4+T細胞及びCD8+細胞傷害性T細胞応答(9-マー)の動態。CD4T細胞特異的及びCD8T細胞特異的の両方の長期的な免疫応答が、14ヶ月後に存在する。 図25 患者-Dの治療スケジュール。 図26 PIT治療に対する患者-Dの免疫応答。A:CD4+特異的T細胞応答(20マー)及びB:CD8+T細胞特異的T細胞応答(9マー)。0.5~4ヶ月は、最後のワクチン接種後PBMCサンプル収集までの期間を指す。
配列の説明
配列番号1~13は、患者-Aの個別化ワクチンの配列を示し、表23中に記載されている。
配列番号14~25は、患者-Bの個別化ワクチンの配列を示し、表25中に記載されている。
配列番号26は、30アミノ酸のCRC_P3ペプチドを示している(図15)。
詳細な説明
HLA遺伝子型
HLAは、ヒトゲノムの最も多型の遺伝子によってコードされる。各人は、3のHLAクラスI分子(HLA-A、HLA-B、HLA-C)及び4のHLAクラスII分子(HLA-DP、HLA-DQ、HLA-DRB1、HLA-DRB3/4/5)についての母方及び父方の対立遺伝子を有する。実際には、各人は、異なる組み合わせの、同じタンパク質抗原からの異なるエピトープを提示する6のHLAクラスI分子及び8のHLAクラスII分子を発現する。
HLA分子のアミノ酸配列を指定するために用いられる命名法は、以下:遺伝子名対立遺伝子:タンパク質番号(例えば、HLA-A02:25のように見える)の通りである。この例においては、「02」は対立遺伝子を指す。殆どの場合においては、対立遺伝子は血清型によって定義される。これは、ある特定の対立遺伝子のタンパク質は、血清学的アッセイにおいては互いに反応しないことを意味する。タンパク質が発見されると、タンパク質番号(上記の例においては「25」)が連続して割り当てられる。非自己抗原ペプチドへの結合特異性を決定する異なるアミノ酸配列を有する任意のタンパク質に対しては、新しいタンパク質番号が割り当てられる(例、配列中の1のアミノ酸変化でさえ異なるタンパク質番号と見なされる)。ある特定の遺伝子座の核酸配列に関する更なる情報は、HLA命名法に付加され得るが、かかる情報は、本明細書に記載される方法には必要とされない。
個人のHLAクラスI遺伝子型又はHLAクラスII遺伝子型は、個人の各クラスI又はクラスII HLAの実際のアミノ酸配列を指す場合があり、又は上記のように、各HLA遺伝子の対立遺伝子及びタンパク質番号を最小限に指定する命名法を指す場合がある。いくつかの実施形態においては、個人のHLA遺伝子型は、個人からの生物学的サンプルをアッセイすることによって得られるか、又は決定される。生物学的サンプルには、典型的には、対象のDNAが含まれている。生物学的サンプルは、例えば、血液、血清、血漿、唾液、尿、呼気、細胞又は組織サンプルであり得る。いくつかの実施形態においては、生物学的サンプルは唾液サンプルである。いくつかの実施形態においては、生物学的サンプルは頬スワブサンプルである。HLA遺伝子型は、任意の好適な方法を用いて取得又は決定され得る。例えば、配列は、当該技術分野において公知の方法及びプロトコルを用いて、HLA遺伝子座を配列決定することによって決定され得る。いくつかの実施形態においては、HLA遺伝子型は、配列特異的プライマー(SSP)技術を用いて決定される。いくつかの実施形態においては、HLA遺伝子型は、配列特異的オリゴヌクレオチド(SSO)技術を用いて決定される。いくつかの実施形態においては、HLA遺伝子型は、配列ベースのタイピング(SBT)技術を用いて決定される。いくつかの実施形態においては、HLA遺伝子型は、次世代シーケンシングを用いて決定される。代替的に、個人のHLAセットは、当該技術分野において公知の方法を用いて、データベースに保存され、アクセスされ得る。
HLA-エピトープ結合
対象のある特定のHLAは、APCにおけるタンパク質抗原のプロセシングによって産生される限られた数の異なるペプチドのみをT細胞に提示する。本明細書で用いられる場合、「表示する」又は「存在する」は、HLAに関連して使用される場合、ペプチド(エピトープ)とHLAとの結合を指す。これに関して、ペプチドを「表示」又は「提示」することは、ペプチドを「結合する」ことと同義である。
本明細書で用いられる場合、用語「エピトープ」又は「T細胞エピトープ」は、1以上のHLAに対する結合親和性を有する(結合することができる)、タンパク質抗原内に含まれる連続するアミノ酸の配列を指す。エピトープはHLA及び抗原に特異的である(HLA-エピトープペア、公知の方法により予測)が、対象特異的ではない。
本明細書で用いられる場合、用語「個人エピトープ」又は「PEPI」は、対象特異的エピトープをHLA特異的エピトープから区別する。「PEPI」は、特定のヒト対象の1以上のHLAクラスI分子に結合することができるT細胞エピトープである、ポリペプチドの連続するアミノ酸の配列からなる、ポリペプチドの断片である。言い換えれば、「PEPI」は、特定の個人のHLAクラスIセットによって認識されるT細胞エピトープである。「エピトープ」とは対照的に、PEPIは個人に固有である。これは、異なる個人が異なるHLA分子を有し、それぞれが異なるT細胞エピトープに結合するためである。適切な場合において、「PEPI」は、特定のヒト対象の1以上のHLAクラスII分子に結合することができるT細胞エピトープである、ポリペプチドの連続するアミノ酸の配列からなる、ポリペプチドの断片も指し得る。
本明細書で用いられる場合、「PEPI1」は、個人の1のHLAクラスI分子(又は、特定の状況では、HLAクラスII分子)に結合できるペプチド又はポリペプチドの断片を指す。「PEPI1+」は、個人の1以上のHLAクラスI分子に結合できるペプチド又はポリペプチドの断片を指す。
「PEPI2」は、個人の2のHLAクラスI(又はII)分子に結合できるペプチド又はポリペプチドの断片を指す。「PEPI2+」は、個人の2以上のHLAクラスI(又はII)分子に結合できるペプチド又はポリペプチドの断片、即ち本明細書に開示される方法に従って同定された断片を指す。
「PEPI3」は、個人の3のHLAクラスI(又はII)分子に結合できるペプチド又はポリペプチドの断片を指す。「PEPI3+」は、個人の3以上のHLAクラスI(又はII)分子に結合できるペプチド又はポリペプチドの断片を指す。
「PEPI4」は、個人の4のHLAクラスI(又はII)分子に結合できるペプチド又はポリペプチドの断片を指す。「PEPI4+」は、個人の4以上のHLAクラスI(又はII)分子に結合できるペプチド又はポリペプチドの断片を指す。
「PEPI5」は、個人の5のHLAクラスI(又はII)分子に結合できるペプチド又はポリペプチドの断片を指す。「PEPI5+」は、個人の5以上のHLAクラスI(又はII)分子に結合できるペプチド又はポリペプチドの断片を指す。
「PEPI6」は、個人の6のHLAクラスI(又は6のHLAクラスII)分子すべてに結合できるペプチド又はポリペプチドの断片を指す。
一般的に言えば、HLAクラスI分子によって提示されるエピトープは、約9アミノ酸の長さである。しかしながら、本開示の目的のために、エピトープがHLAに結合することができる限り、エピトープは9アミノ酸の長さより長くても短くてもよい。例えば、1以上のHLAクラスI分子によって提示される(結合する)ことができるエピトープは、7、又は8又は9~9又は10又は11アミノ酸の長さであり得る。
当該技術分野における公知の技術を用いて、公知のHLAに結合するエピトープを決定することが可能である。直接比較される複数のHLA-エピトープ結合ペアを決定するために同じ方法が用いられるという条件で、任意の好適な方法が用いられ得る。例えば、生化学的分析を用いられ得る。ある特定のHLAが結合することが知られているエピトープのリストを用いることも可能である。予測ソフトウェア又はモデリングソフトウェアを用いて、ある特定のHLAが結合し得るエピトープを決定することもできる。例を表1に示す。T細胞エピトープが5000nM未満、2000nM未満、1000nM未満、又は500nM未満のIC50又は予測IC50を有している場合、ある特定のHLAに結合できる場合がある。
HLA分子はT細胞応答を調節する。最近まで、個々のエピトープに対する免疫応答の誘発は、単一のHLA対立遺伝子の産物によるエピトープ、即ちHLA拘束性エピトープの認識によって決定されると考えられていた。しかし、HLA拘束性エピトープは、ごく一部の個人でのみT細胞応答を誘導する。ある個人でT細胞応答を活性化するペプチドは、HLA対立遺伝子のマッチングにもかかわらず、他の個人では不活性である。従って、個人のHLA分子が、T細胞応答を積極的に活性化する抗原由来のエピトープをどのように提示するかは、以前は知られていなかった。
本明細書に記載されるように、個人が発現する複数のHLAは、T細胞応答を誘発するために同じペプチドを提示する必要がある。従って、特定の個人に対して免疫原性であるポリペプチド抗原の断片(エピトープ)(PEPI)は、その個人が発現する複数のクラスI(細胞傷害性T細胞を活性化)又はクラスII(ヘルパーT細胞を活性化)HLAに結合できる断片である。この発見は、PCT/EP2018/055231、PCT/EP2018/055232、PCT/EP2018/055230、EP3370065及びEP3369431に記載されている。
本明細書で言及される「HLAトリプレット」又は「HLAT」又は「任意の組み合わせHLAT」は、ヒト対象が発現する6のHLAクラスI対立遺伝子のうちの3の任意の組み合わせである。トリプレットの3のHLA対立遺伝子すべてがPEPIに結合することができる場合、HLATは特定のPEPIに結合することができる。「HLAT数」は、1以上の定義されたポリペプチド又はポリペプチド断片、例えば、1以上の抗原又はPEPIに結合することができる、対象の3のHLA対立遺伝子の任意の組み合わせから構成されるHLATの総数である。例えば、対象の6のHLAクラスI対立遺伝子のうち3が特定のPEPIに結合することができる場合、HLAT数は1である。対象の6のHLAクラスI対立遺伝子のうち4が特定のPEPIに結合することができる場合、HLAT数は4である(4の結合HLA対立遺伝子のうちの任意の3の組み合わせが4)。対象の6のHLAクラスI対立遺伝子のうち5が特定のPEPIに結合することができる場合、HLAT数は10である(5の結合HLA対立遺伝子のうちの任意の3の組み合わせが10)。対象の6のHLAクラスI対立遺伝子のうち3がポリペプチド中の第1のPEPIに結合することができ、対象の6のHLAクラスI対立遺伝子のうちの、同じ又は異なる組み合わせの3がポリペプチド中の第2のPEPIに結合することができる場合、HLAT数は2であり、そのように続く。
一部の対象は、同じHLA分子をコードする2のHLA対立遺伝子を有している場合がある(例えば、ホモ接合性の場合における、HLA-A*02:25についての2のコピー)。これらの対立遺伝子によってコードされるHLA分子は、同じT細胞エピトープのすべてに結合する。この開示の目的のために、異なる対立遺伝子によってコードされるHLAは、たとえ2の対立遺伝子が同じであっても、異なるHLAである。「言い換えれば、「対象の少なくとも3のHLA分子への結合」等は、そうでなければ、「対象の少なくとも3のHLA対立遺伝子によってコードされるHLA分子への結合」として表現され得る。
がんリスクの決定
本明細書に提供されるのは、対象が彼らのHLAクラスI遺伝子型及び腫瘍関連抗原を認識するその能力に基づいてがんを発症するリスクを決定するための方法である。HLATがT細胞応答を調節する方法であるため、対象のクラスI HLA遺伝子型は、固有の遺伝的がんリスク決定因子を表し得る。親から特定のHLA遺伝子を受け継いだ一部の対象は、腫瘍細胞を効果的に殺す幅広いT細胞応答を開始できる。わずかな腫瘍抗原しか認識できないHLA遺伝子を有する他の人は、腫瘍細胞に対する防御が不十分である。受け継がれた6のHLA対立遺伝子に基づいて、親と子孫は異なるHLA対立遺伝子セットを有している。HLAT結合PEPIが対象においてT細胞応答を誘導するため、親の腫瘍特異的T細胞応答は子孫に直接受け継がれない。
本開示によれば、TAAにおける、対象のHLATに結合することができるT細胞エピトープ(PEPI)であるアミノ酸配列の存在は、対象におけるTAAの発現がT細胞応答を誘発することを示す。TAAのエピトープに結合することができるHLATの数が多いほど、TAAの発現に対する対象のT細胞応答はより効果的であり、対象は、TAAを発現するがん細胞を殺すことにおいてより効果的である。逆に、TAAのエピトープに結合することができるHLATの数が少ないほど、TAAの発現に対する対象のT細胞応答の効果が低くなり、対象は、TAAを発現するがん細胞を殺すことにおいて、効果が低い。腫瘍は、TAAを発現するがん細胞が対象の免疫応答によって検出及び殺されない場合にのみ対象に発生する。従って、HLA遺伝子型は、対象におけるがんの発症に対する遺伝的リスク因子又は保護因子のいずれかを表し得る。TAAのT細胞エピトープに結合することができるHLATの数が多いほど、対象がTAAを発現する腫瘍(がん)を発症するリスクが低くなり得る。TAAのT細胞エピトープに結合することができるHLATの数が少ないほど、対象がTAAを発現する腫瘍(がん)を発症するリスクが高くなり得る。
いくつかの場合においては、がんは特定の種類のがん又は組織の特定の細胞種のがんである。いくつかの場合においては、がんは固形腫瘍である。いくつかの場合においては、がんはがん腫、肉腫、リンパ腫、白血病、胚細胞腫瘍、又は芽細胞腫である。がんは、ホルモン関連又は依存性のがん(例、エストロゲン又はアンドロゲン関連のがん)又は非ホルモン関連又は依存性のがんであり得る。腫瘍は悪性であっても良性であってもよい。がんは転移性であっても非転移性であってもよい。がんは、ウイルス感染又はウイルスがん遺伝子に関連している場合と関連していない場合がある。いくつかの場合においては、がんは、黒色腫、肺がん、腎細胞がん、結腸直腸がん、膀胱がん、神経膠腫、頭頸部がん、卵巣がん、非黒色腫皮膚がん、前立腺がん、腎臓がん、胃がん、肝臓がん、子宮頸がん、食道がん、非ホジキンリンパ腫、白血病、膵臓がん、子宮体がん、唇がん、口腔がん、甲状腺がん、脳がん、神経系がん、胆嚢がん、喉頭がん、咽頭がん、骨髄腫、鼻咽頭がん、ホジキンリンパ腫、精巣がん、乳がん、胃がん、膀胱がん、結腸直腸がん、腎細胞がん、肝細胞がん、小児がん(pediactric cancer)、カポジ肉腫から選択される1以上である。
他の場合においては、方法は、対象が任意のがん、又は本明細書に開示されるがんの任意の組み合わせを発症するリスクを決定するために用いられ得る。
他の場合においては、方法は、対象が1以上の特定のTAAを発現するがんを発症するリスクを決定するために用いられ得る。以下で更に説明するように、本開示の方法において用いるために、好適なTAAが選択され得る。
本明細書で用いられる場合、用語「T細胞応答」及び「免疫応答」は、互換的に使用され、1以上のHLA-エピトープ結合対の認識後のT細胞の活性化及び/又は1以上のエフェクター機能の誘導を指す。いくつかの場合においては、HLAクラスII分子が、長続きするCTL応答及び抗体応答の両方の誘導に関与するヘルパー応答を刺激するため、「免疫応答」には抗体応答が含まれる。エフェクター機能には、細胞毒性、サイトカイン産生及び増殖が含まれる。
本開示の方法は、がんを発症する免疫学的リスクを決定するために用いられ得る。具体的には、本明細書に記載の方法は、対象の、TAA又はそれらのTAAを発現するがん細胞を認識し、及びそれらに対する免疫応答を開始する能力を決定するために用いられ得る。他の多くの要因が、対象の、がんを発症する全体的なリスクに寄与し得る。従って、いくつかの場合においては、本明細書に開示される方法は、他のリスク決定因子と組み合わされるか、又はがんリスク予測のためのより広範なモデルに組み込まれ得る。例えば、本開示の方法は、いくつかの実施形態においては、環境要因、ライフスタイル要因、他の遺伝的リスク要因、及び対象のがんを発症する全体的なリスクに寄与する他の任意の要因等の他のがんリスク要因を決定することを更に含む。
対象のすべてのHLAT、及び/又はすべてのTAAががんの免疫学的制御において等しく重要な役割を果たすわけではない場合がある。従って、いくつかの場合においては、本開示によれば、異なる重み付けは、異なるHLA対立遺伝子に(例えば、本明細書の実施例7~9に記載される「HLAスコア」ベースの方法を用いて)、異なるHLATに、及び/又は異なるTAAのT細胞エピトープに結合することができるHLATに(例えば、本明細書の実施例5及び6に記載される「HLATスコア」ベースの方法を用いて)適用され得る。本発明を例示するHLATスコア及びHLAスコアベースの方法は、技術的計算の点で異なるが、どちらの場合においても、TSAに対する免疫応答を生じさせる彼/彼女の予測能力が良好である場合、対象はより高いスコアを有する。どちらの方法も統計的学習アルゴリズムを用いる。HLATスコアの場合、学習アルゴリズムは、特定のがんと戦うためにTSAに対する免疫応答がどれほど重要であるかに基づいてTSAに重みを割り当てる。このとき、最終的なHLATスコアは、対象がTSAに対して生じさせられるHLAトリプレットの加重和である。HLAスコアの場合、学習アルゴリズムは、HLA対立遺伝子を保有する対象における、TSAに対してHLATをどれだけ適切に生じさせられるかに基づいて、個々のHLA対立遺伝子にスコアを割り当てる。このとき、対象の最終的なHLAスコアは、彼/彼女が所有するHLA対立遺伝子の重みの合計である。
いくつかの場合においては、適用される重み付けは経験的に決定され得る。例えば、いくつかの場合においては、特定のTAAのT細胞エピトープに結合することができるHLATに適用される重み付けは、本明細書に記載の方法を用いて、(前記)がんを有する対象を、(前記)がんを有さない対象から、又は(前記)がんを有する対象を含む対象のバックグラウンド集団から、独立して分離する各TAAの能力により、それに基づいて、又はそれに相関して、決定され得る。
代替的に、又は更に、特定のTAAのT細胞エピトープに結合することができるHLATに適用される重み付けは、TAAが、がん又はがんの種類に発現する頻度によって、それに基づいて、又はそれに相関して決定され得る。様々ながんにおけるTAAの発現頻度は、公開された数値及び科学刊行物から決定され得る。
いくつかの場合においては、特定のHLATに適用される重み付けは、HLATががんを有する対象、又はがんを有する対象及び/若しくはがんを有する対象の疾患にマッチする亜集団に存在する頻度によって、それに基づいて、又は相関して、決定され得る。
いくつかの場合においては、各TAAのT細胞エピトープに結合することができるHLATに適用される重みは、以下の重み(w(c)):
(式中、t(c)は、がんあり又はなしの集団のTAA cのHLATスコアに対する片側t検定のp値を示し、Bはボンフェローニ補正(TAAの数)である)として、又はこれを用いて定義される。この重み付けは、本明細書に記載のHLATスコアベースの方法のために用いられる。
いくつかの場合においては、HLA対立遺伝子(h)の有意性スコア(重み付け)は:
(式中、u(h)は、HLAT数が2の個人サブセット:一方のサブセットは個人がHLA hを有し、一方のサブセットは個人がHLA hを有していない、で異なるか否かを決定する、対立遺伝子hについての両側u検定のp値である。Bはボンフェローニ補正であり、sign(h)は、平均HLAT数が、h対立遺伝子を有する亜集団の方が、hを有さない亜集団よりも多い場合、+1であり、それ以外の場合は-1である。)と定義される。この重み付けは、本明細書に記載のHLAスコアベースの方法のために用いられる。
いくつかの場合においては、初期の重み付けは、当業者に公知の任意の好適な方法を用いて、更に最適化され得る。いくつかの場合においては、これらの有意性スコアの合計を用いて、対象ががんを発症するリスクが決定され、対象ががんを発症するリスクと相関する。
例えば、いくつかの場合においては、以下のHLATスコア(s(x)):
(式中、CはTAAのセットであり、cは特定のTAAであり、w(c)はTAA cの重みであり、p(x、c)は対象xにおけるTAA cのHLAT数である)に、対象ががんを発症するリスクが相関し、又はこれを用いて対象ががんを発症するリスクが決定される。
本明細書の実施例に記載されているHLATスコアベースの方法及びHLAスコアベースの方法は、本発明による方法の2例である。個人のHLAクラスI遺伝子型データを用いることにより、更なるスコアリングスキームが開発され得る。使用される具体的なスコアは、適応症及び事前データによって異なる。いくつかの場合においては、利用可能な試験データセットでの様々な計算のパフォーマンスに基づいて選択が行われる。パフォーマンスは、AUC値(ROC曲線の下の面積)又は当業者によって知られているパフォーマンススコアの任意の他の良さによって評価され得る。
腫瘍関連抗原(TAA)
がん又は腫瘍関連抗原(TAA)は、がん細胞又は腫瘍細胞において発現するタンパク質である。TAAの例としては、新しい抗原(腫瘍形成中に発現し、正常又は健康な細胞中の類似のタンパク質から変化する新抗原)、がん遺伝子及び腫瘍抑制遺伝子の産物、過剰発現又は異常に発現した細胞タンパク質(例えば、HER2、MUC1)、発がん性ウイルス(例、EBV、HPV、HCV、HBV、HTLV)によって産生される抗原、がん精巣抗原(CTA、例、MAGEファミリー、NY-ESO)、細胞種特異的分化抗原(例、MART-1)及び腫瘍特異的抗原(TSA)が挙げられる。TSAは、特定の種類の腫瘍によって産生される抗原であり、腫瘍が発生した組織の正常細胞上には現れない。TSAには、共有抗原、新抗原、及び固有の抗原が含まれる。TAA配列は、実験的に、又は公開された科学論文中、又はルードヴィヒがん研究所(Ludwig Institute for Cancer Research)のデータベース(www.cta.lncc.br/)、Cancer Immunityデータベース(cancerimmunity.org/peptide)/)及びTANTIGEN腫瘍T細胞抗原データベース(TANTIGEN Tumor T cell antigen database)(cvc.dfci.harvard.edu/tadb/)、等の公的に利用可能なデータベースを通じて見つけられ得る。例示的なTAAを表2及び11に列記する。



いくつかの場合においては、本明細書に記載の方法は、対象が1以上の特定のTAAを発現するがんを発症する(that that)リスクを決定するために用いられる。他の場合においては、本方法は、対象が任意のがん又は特定の種類のがんを発症するリスクを決定するために用いられる。いくつかの場合においては、異なるTAAが異なる種類のがんに関連し得るが、特定の種類のすべてのがんが同じTAAの組み合わせを発現するわけではない。従って、いくつかの場合においては、エピトープ結合HLATが複数のTAA、いくつかの場合においては、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45又はそれ超のTAAで定量化される。一般的に、TAAが、より高い割合のがん又はがん患者又は選択されたタイプのがんにおいて発現する場合、より少ないTAAが用いられ得る。TAAが、より低い割合のがん又はがん患者又は選択された種類のがんにおいて発現する場合、より多くのTAAが用いられ得る。いくつかの場合においては、がん、がん患者、又は選択された種類のがんの最小割合、例えば、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%以上で一緒に発現又は過剰発現する一連のTAAが用いられ得る。様々ながんにおけるTAAの発現頻度は、公表された数値及び科学刊行物から決定され得る。
本開示に従って用いるために選択されたTAAは、典型的には、高い割合のがん又は特定の種類のがんで発現又は過剰発現するものである。いくつかの場合においては、1以上又はそれぞれのTAAは、少なくとも1%、2%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%(or)のがんにおいて、又は疾患のがん及び/若しくは対象がマッチするヒト集団において、発現又は過剰発現され得る。例えば、対象は、民族性、地理的位置、性別、年齢、疾患、疾患のタイプ又は段階、遺伝子型、1以上のバイオマーカー等の発現、又はそれらの任意の組み合わせによってマッチし得る。
いくつかの場合においては、1以上又はそれぞれのTAAが腫瘍特異的抗原(TSA)又はがん精巣抗原(CTA)である。CTAは、典型的には、健康な細胞における胚発生を超えて発現はしない。健康な成人においては、CTAの発現は、HLAを発現せず、T細胞に抗原を提示できない男性の生殖細胞に限定される。従って、CTAは、がん細胞で発現した場合、発現性の新抗原と見なされる。CTAの発現は、(i)腫瘍細胞に特異的であり、(ii)転移において原発腫瘍よりもより頻繁であり、(iii)同じ患者の転移間で保存されている(Gajewski ed.Targeted Therapeutics in Melanoma.Springer New York.2012)。
いくつかの場合においては、本方法は、本明細書に開示される方法において用いるための好適なTAA又は好適な一式のTAAを選択及び/又は同定する工程を含む。
治療方法
いくつかの場合においては、本明細書に記載の方法は、対象におけるがんの治療の選択、準備、及び/又は実施を含む。対象は、本明細書に記載の方法を用いて、がんを発症するリスクが高いと判断されていてもよい。本明細書で用いられる場合、「治療」は、がんの発症を予防又は遅延させるため、1以上の症状又は合併症を改善するため、寛解を誘導又は延長するため、再発(relapse)、再発(recurrence)又は悪化を遅延させるため、又はその他の方法で対象の疾患状態又はがんのリスクを改善又は安定化させるために取られる任意の行為である。典型的には、治療は、がん又はがんに関連する任意の症状又は合併症の発症を遅延又は予防することを目的とした予防的治療である。治療は免疫療法又はワクチン接種であり得る。
本明細書で用いられる場合、用語「治療」は、いくつかの場合においては、対象ががん又はがんに関連する任意の症状又は合併症を発症するリスクを低減することを目的とする対象の行動、環境曝露又はライフスタイルに関する推奨を包含する場合がある。例えば、黒色腫を発症するリスクが高いと決定されている対象に関しては、治療には、対象の紫外線への曝露を減らすことを推奨することが含まれ得る。これには、例えば、人工紫外線源の回避、日光への曝露の低減、又は1日の特定の時間における日光への曝露の回避、適切な保護を提供する日焼け止めの塗布、保護服の着用、バーニングの回避、及び/又はビタミンDの摂取が含まれる。他の例においては、治療には、栄養補助食品(例えば抗酸化サプリメント又はカルシウム摂取量の増加)の使用、薬物使用(タバコ及び/又はアルコールの消費量の削減を含む)、運動、潜在的な発がん物質、感染性物質及び/又は放射線への曝露を含む、食事に関連する推奨事項が含まれる場合がある。
他の場合においては、治療は、がんの早期診断を達成することを目的とした検診又は検査の追加又は頻度増加を含み得る。他の場合においては、治療には、アスピリン又は非ステロイド性抗炎症薬等の抗炎症薬の投与、又は免疫抑制薬の投与の回避又は削減が含まれる場合がある。いくつかの場合においては、治療には、肥満等の潜在的な危険因子である他の状態、又は潰瘍性大腸炎及びクローン病等の慢性炎症に関連する状態の管理への配慮の増加が含まれる場合がある。
他の場合においては、治療は、外科手術、化学療法、細胞毒性又は非細胞毒性化学療法、放射線療法、標的療法、ホルモン療法、又は標的化された小分子薬又は抗体(例、モノクローナル抗体又は共刺激抗体)の投与等、がんの任意の既知の治療的又は予防的治療であり得、本明細書に記載の任意のがん治療を含む。
がん細胞に対する対象の免疫応答を増強することを目的とする治療は、本明細書に記載の方法を用いてがんのリスクが高いと決定される対象におけるがんの発症を予防又は遅延させることにおいて特に効果的である可能性が高い。従って、いくつかの場合においては、治療は免疫療法又はチェックポイント遮断療法又はチェックポイント阻害剤療法であり得る。いくつかの場合においては、方法は、(i)がんにおける発現に関連する抗原の断片である;及び(ii)対象のHLATに結合することができるT細胞エピトープであるアミノ酸配列を含む、以下に記載される通りの1以上のペプチド、又は1以上のペプチドをコードする1以上のポリ核酸若しくはベクターを対象に投与することを含む。
個別化治療方法
本開示によれば、対象のHLATの、TAAを認識する能力は、対象ががんを発症するリスクを予測する。従って、対象のHLATによって認識されるTAAのエピトープに対応するペプチドを用いて対象の免疫応答を刺激することにより、対象のがんを発症するリスクが低減され得る。
従って、いくつかの場合においては、本開示は、がんの予防的治療の方法に関し、該方法は、(i)TAAの断片である;且つ(ii)対象のHLATに結合することができるT細胞エピトープ(即ち、PEPI3+)である、アミノ酸配列を含む、1以上のペプチド、又は1以上のペプチドをコードする1以上のポリ核酸又はベクターを対象に投与することを含む。いくつかの場合においては、対象は、本明細書に記載の方法を用いて、がんを発症するリスクが高いと判断されている。
対象のHLATに結合する1以上の好適なTAA及びTAA内の好適なエピトープは、本明細書に記載の通り選択され得る。いくつかの場合においては、方法は、好適なTAA、エピトープ及び/又はペプチドを同定及び/又は選択する工程を含み得る。典型的には、各TAAの1以上は、がん細胞で頻繁に発現するTAAである。
いくつかの場合においては、対象は、がん細胞が特定のTAAを発現するがんを発症するリスクが高いと決定される。これは、TAAが特定の対象についてのPEPI3+であるエピトープをほとんど含まない場合、又はTAAのエピトープが対象のごく僅かなHLATによって認識される場合に当てはまり得る。対象の治療は、(i)そのTAAの断片である、且つ(ii)対象の1以上のHLATに結合することができるT細胞エピトープを含む、アミノ酸配列を含む、ペプチドの投与を含み得る。
他の場合においては、対象は、1以上の特定の種類のがん、例えば、本明細書に開示される任意の種類のがんを発症するリスクが高いと決定される。対象の治療は、(i)そのがんの種類における発現に関連するTAAの断片である、且つ(ii)対象の1以上のHLATに結合することができるT細胞エピトープを含む、アミノ酸配列を含む、ペプチドの投与を含み得る。
いくつかの場合においては、TAAは対象のごく僅かなHLATによって認識されるものである。かかる治療は、TAAに対するT細胞応答を強化する。他の場合においては、TAAは複数のHLATによって認識されるものであり得る。対象は、一般的に、かかるTAAに対して幅広いT細胞応答を既に開始することができる。これは特に、標的TAAを、対象のHLATによってあまり認識されない場合がある他のTAAと共に、頻繁に共発現するがん細胞を殺すのに役立ち得る。
ペプチドは、改変されたものでも、天然に存在しないものでもよい。断片及び/又はペプチドは、最大50、45、40、35、30、25、20、15、14、13、12、11、10又は9アミノ酸の長さであり得る。典型的には、ペプチドは、15又は20~30又は35アミノ酸の長さであり得る。いくつかの場合においては、TAAの連続配列の一部ではない追加のアミノ酸が、TAAの断片に対応するアミノ酸配列に、N末端及び/又はC末端で隣接している。いくつかの場合においては、最大41又は35又は30又は25又は20又は15又は10、又は9又は8又は7又は6又は5又は4又は3又は2又は1の追加のアミノ酸が、配列に、N末端及び/又はC末端で隣接している。他の場合においては、各ペプチドは、TAAの断片からなるか、又は端から端まで配置された(ペプチドの端から端まで連続して配置された)又は単一のペプチドにおいてオーバーラップする2以上のかかる断片からなるかのいずれかであり得る。
いくつかの場合においては、治療方法は、少なくとも2、又は3、又は4、又は5、又は6、又は7、又は8、又は9、又は10、又は11、又は12、又は13、又は14、又は15、又は20、又は25、又は30、又は35、又は40、又は45、又は50又はそれ超の異なるそれぞれ(i)TAAの断片に含まれる、且つ(ii)対象のHLATに結合することができる、T細胞エピトープ(PEPI)を含む、1以上のペプチド、又は1以上のペプチドをコードする1以上の核酸若しくはベクターを対象に投与することを含む。いくつかの場合においては、2以上のPEPIが、少なくとも2、又は3、又は4、又は5、又は6、又は7、又は8、又は9、又は10、又は11、又は12又はそれ超の異なるTAAの断片に含まれている。いくつかの場合においては、1以上又はそれぞれのTAAはTSA及び/又はCTAである。
いくつかの場合においては、ペプチド断片の1以上は、対象の少なくとも3又は少なくとも4のHLAクラスII対立遺伝子に結合することができるT細胞エピトープであるアミノ酸配列を含む。かかる治療は、治療を受けている対象において、CD8+T細胞応答及びCD4+T細胞応答の両方を誘発し得る。
いくつかの場合においては、治療方法は、対象に任意の1以上のペプチド、又は1以上(one of more of)のペプチドをコードする1以上の核酸若しくはベクターを投与すること、或いはPCT/EP2018/055231、PCT/EP2018/055232、PCT/EP2018/055230、EP3370065及びEP3369431のいずれか1に記載の通りの医薬組成物のいずれかを投与することを含む。いくつかの特定の場合においては、治療は、乳がん、卵巣がん、又は結腸直腸がんの予防のためであり、PCT/EP2018/055230及び/又はEP3369431に記載の組成物の投与を含む。
本明細書で用いられる場合、用語「ポリペプチド」は、全長タンパク質、タンパク質の一部分、又は一連のアミノ酸として特徴付けられるペプチドを指す。用語「ペプチド」は、短いポリペプチドを指す。本明細書で用いられる場合、用語「断片」又は「ポリペプチドの断片」は、参照ポリペプチドと比較して、典型的には短縮された長さの、共通部分にわたって参照ポリペプチドと同一のアミノ酸配列を含む、一連のアミノ酸又はアミノ酸配列を指す。本開示によるかかる断片は、適切な場合、それが構成要素であるより大きなポリペプチドに含められ得る。いくつかの、例えば、9アミノ酸ペプチド等のポリペプチド全体が単一のT細胞エピトープである場合においては、断片はポリペプチドの全長を含み得る。いくつかの場合においては、ペプチド又はポリペプチドの断片は、7、又は8、又は9、又は10、又は11、又は12、又は13、又は14、又は15~10、又は11、又は12、又は13、又は14、又は15、又は20、又は25、又は30、又は35、又は40、又は45、又は50アミノ酸の長さであり得る。
医薬組成物及び投与様式
いくつかの場合においては、本開示は、本明細書に記載の1以上のペプチドを対象に投与することを含む治療方法に関する。1以上のペプチドは、一緒に又は連続して対象に投与され得る。 例えば、治療は、例えば、最大1年の期間にわたるいくつかのペプチドの投与を含み得る。 いくつかの場合においては、免疫応答を高めるために、治療サイクルが繰り返される場合もある。
対象に投与するための医薬組成物は、1以上のペプチドに加えて、医薬的に許容される賦形剤、担体、希釈剤、緩衝液、安定剤、防腐剤、アジュバント、又は当業者に周知の他の材料を含み得る。かかる材料は、好ましくは無毒であり、好ましくは有効成分の医薬活性を妨害しない。医薬担体又は希釈剤は、例えば、水含有溶液であり得る。担体又は他の材料の正確な性質は、投与経路、例、経口、静脈内、皮膚又は皮下、経鼻、筋肉内、皮内、及び腹腔内の経路、に依存し得る。
組成物の免疫原性を高めるために、医薬組成物は、1以上のアジュバント及び/又はサイトカインを含み得る。
適切なアジュバントとしては、水酸化アルミニウム若しくはリン酸アルミニウム等のアルミニウム塩が挙げられるが、カルシウム、鉄若しくは亜鉛の塩であってもよく、又はアシル化チロシン又はアシル化糖の不溶性懸濁液であってよく、又はカチオン性若しくはアニオン性の誘導体化糖類、ポリホスファゼン、生分解性ミクロスフェア、モノホスホリル脂質A(MPL)、(例、毒性を低下させた)脂質A誘導体、3-O-脱アシル化MPL[3D-MPL]、キルA、サポニン、QS21、不完全フロイントアジュバント(Difco Laboratories,Detroit,Mich.)、Merck Adjuvant 65(Merck and Company、Inc.、Rahway,NJ)、AS-2(Smith-Kline Beecham、Philadelphia、PA)、CpGオリゴヌクレオチド、生体接着剤及び粘膜接着剤、微粒子、リポソーム、ポリオキシエチレンエーテル製剤、ポリオキシエチレンエステル製剤、ムラミルペプチド又はイミダゾキノロン化合物(例、イミキモド(imiquamod)及びその同族体)であってよい。インターロイキン(例、IL-1、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-12等)、マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)、腫瘍壊死因子(TNF)、顆粒球・マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)等のサイトカインを含む、本開示においてアジュバントとして用いるのに好適なヒト免疫調節剤もアジュバントとして使用され得る。
いくつかの実施形態においては、組成物は、モンタニドISA-51(Seppic,Inc.,Fairfield,N.J.,United States of America)、QS-21(Aquila Biopharmaceuticals,Inc.,Lexington,Mass.,United States of America)、GM-CSF、シクロホスファミド、カルメットゲラン桿菌(BCG)、コリネバクテリウム・パルバム(corynbacterium parvum)、レバミソール、アジメゾン、イソプリニソン、ジニトロクロロベンゼン(dinitrochlorobenezene)(DNCB)、キーホールリンペットヘモシアニン(KLH)、フロイントアジュバント(完全及び不完全)、ミネラルゲル、水酸化アルミニウム(アラム)、リゾレシチン、プルロニックポリオール、ポリアニオン、ペプチド、オイルエマルジョン、ジニトロフェノール、ジフテリア毒素(DT)から成る群から選択されるアジュバントを含む。
ポリペプチド断片の好適な組成物及び投与方法の例は、Esseku and Adeyeye(2011)及びVan den Mooter G.(2006)中に提供されている。ワクチン及び免疫療法組成物の調製は、一般的に、Vaccine Design(“The subunit and adjuvant approach”(eds Powell M.F.& Newman M.J.(1995)Plenum Press New York)に記載されている。リポソーム内のカプセル化も想定されており、米国のFullerton,米国特許第4,235,877号により記載されている)。
治療方法は、本明細書に記載の1以上のペプチドを有効成分として含む医薬組成物を対象に投与することを含み得る。本明細書で用いられる場合、用語「有効成分」は、医薬組成物が投与され得る対象において免疫応答を誘導することが意図されるペプチドを指す。有効成分ペプチドは、いくつかの場合においては、対象への投与後にインビボで産生される、ワクチン又は免疫療法組成物のペプチド産物であり得る。DNA又はRNA免疫療法組成物に関しては、ペプチドは、組成物が投与される対象の細胞によってインビボで産生され得る。細胞ベースの組成物に関しては、ポリペプチドは、組成物の細胞、例えば、ポリペプチドでパルスされた、又はポリペプチドをコードする発現コンストラクトを含む自己樹状細胞又は抗原提示細胞によってプロセシング及び/又は提示され得る。
いくつかの実施形態においては、本明細書に開示される組成物は、核酸ワクチンとして調製され得る。いくつかの実施形態においては、核酸ワクチンは、DNAワクチンである。いくつかの実施形態においては、DNAワクチン、又は遺伝子ワクチンは、プロモーター及び適切な転写及び翻訳制御エレメントを有するプラスミド、並びに本開示の1以上のポリペプチドをコードする核酸配列を含む。いくつかの実施形態においては、プラスミドはまた、例えば、発現レベル、細胞内ターゲティング、又はプロテアソームプロセシングを増強するための配列も含む。いくつかの実施形態においては、DNAワクチンは、本開示の1以上のポリペプチドをコードする核酸配列を含有するウイルスベクターを含む。更なる態様においては、本明細書に開示される組成物は、生物学的サンプルと免疫反応性を有すると決定されたペプチドをコードする1以上の核酸を含む。例えば、いくつかの実施形態においては、組成物は、患者の少なくとも3のHLAクラスI分子に結合することができるT細胞エピトープである断片を含む1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、又はそれ超のペプチドをコードする1以上のヌクレオチド配列を含む。いくつかの実施形態においては、DNA又は遺伝子ワクチンは、結果として生じる免疫応答を操作する(ワクチンの効力を増強する、免疫系を刺激する、又は免疫抑制を低減する等)ための免疫調節分子もコードする。DNA又は遺伝子ワクチンの免疫原性を増強するための戦略としては、異種型の抗原のコード化、T細胞活性化又は結合認識を引き起こす分子への抗原の融合、DNAベクターによるプライミングと続くウイルスベクターによる追加免疫、及び免疫調節分子の利用が挙げられる。いくつかの実施形態においては、DNAワクチンは、他の形態の中でもとりわけ、針、遺伝子銃、エアロゾル注射器によって、パッチを用いて、マイクロニードルを介して、表皮剥脱によって導入される。いくつかの形態においては、DNAワクチンは、リポソーム又は他の形態のナノボディに組み込まれる。いくつかの実施形態においては、DNAワクチンは、トランスフェクション剤;プロタミン;プロタミンリポソーム;多糖類粒子;カチオン性ナノエマルジョン;カチオン性ポリマー;カチオン性ポリマーリポソーム;カチオン性ナノ粒子;カチオン性脂質及びコレステロールナノ粒子;カチオン性脂質、コレステロール、及びPEGナノ粒子;デンドリマーナノ粒子からなる群から選択される送達システムを含む。いくつかの実施形態においては、DNAワクチンは、吸入又は摂取によって投与される。いくつかの実施形態においては、DNAワクチンは、血液、胸腺、膵臓、皮膚、筋肉、腫瘍、又は他の部位に導入される。
いくつかの実施形態においては、本明細書に開示される組成物は、RNAワクチンとして調製される。いくつかの実施形態においては、RNAは、非複製mRNA又はウイルス由来の自己増幅RNAである。いくつかの実施形態においては、非複製mRNAは、本明細書に開示されるペプチドをコードし、5’及び3’非翻訳領域(UTR)を含有する。いくつかの実施形態においては、ウイルス由来の自己増幅RNAは、本明細書に開示されるペプチドだけでなく、細胞内RNA増幅及びタンパク質大量発現を可能にするウイルス複製機構もコードする。いくつかの実施形態においては、RNAは、個人に直接導入される。いくつかの実施形態においては、RNAは、インビトロで化学的に合成又は転写される。いくつかの実施形態においては、mRNAは、T7、T3、又はSp6ファージRNAポリメラーゼを用いて線状DNAテンプレートから生成され、結果生じる産物は、本明細書に開示されるペプチドをコードするオープンリーディングフレーム、隣接するUTR、5’キャップ及びポリ(A)テールを含有する。いくつかの実施形態においては、ワクシニアウイルスのキャッピング酵素を用いるか、又は合成キャップ若しくは抗リバースキャップアナログを組み込むことにより、転写反応中又は転写反応後に、様々な型の5’キャップが付加される。いくつかの実施形態においては、最適な長さのポリ(A)テールは、コード化DNAテンプレートから直接か、又はポリ(A)ポリメラーゼを用いることによるかのいずれかで、mRNAに付加される。RNAは、患者の少なくとも3のHLAクラスI分子に結合できるT細胞エピトープである断片を含む1以上のペプチドをコードする。いくつかの実施形態においては、RNAは、安定性及び翻訳を増強するためのシグナルを含む。いくつかの実施形態においては、RNAはまた、半減期を増加させるための非天然ヌクレオチド又は免疫刺激プロファイルを変化させるための修飾ヌクレオシドも含む。いくつかの実施形態においては、RNAは、他の形態の中でもとりわけ、針、遺伝子銃、エアロゾル注射器によって、パッチを用いて、マイクロニードルを介して、表皮剥脱によって導入される。いくつかの形態においては、RNAワクチンは、RNAの細胞取り込みを促進し、それを分解から保護するリポソーム又は他の形態のナノボディに組み込まれる。いくつかの実施形態においては、RNAワクチンは、トランスフェクション剤;プロタミン;プロタミンリポソーム;多糖類粒子;カチオン性ナノエマルジョン;カチオン性ポリマー;カチオン性ポリマーリポソーム;カチオン性ナノ粒子;カチオン性脂質及びコレステロールナノ粒子;カチオン性脂質、コレステロール、及びPEGナノ粒子;デンドリマーナノ粒子;及び/又はネイキッドmRNA;インビボエレクトロポレーションによるネイキッドmRNA;プロタミン複合mRNA;正に帯電した水中油型カチオン性ナノエマルジョンに結合したmRNA;化学的に修飾されたデンドリマーと結合し、ポリエチレングリコール(PEG)-脂質と複合体を形成したmRNA;PEG-脂質ナノ粒子中のプロタミン複合mRNA;ポリエチレンイミン(PEI)等のカチオン性ポリマーと結合したmRNA;PEI及び脂質成分等のカチオン性ポリマーと結合したmRNA;多糖類(例えば、キトサン)粒子又はゲルと結合したmRNA;カチオン性脂質ナノ粒子(例えば、1,2-ジオレオイルオキシ-3-トリメチルアンモニウムプロパン(DOTAP)又はジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)脂質)中のmRNA;カチオン性脂質及びコレステロールと複合体を形成したmRNA;又はカチオン性脂質、コレステロール及びPEG-脂質と複合体を形成したmRNAからなる群から選択される送達システムを含む。いくつかの実施形態においては、RNAワクチンは、吸入又は摂取によって投与される。いくつかの実施形態においては、RNAは、血液、胸腺、膵臓、皮膚、筋肉、腫瘍、若しくは他の部位に、及び/又は皮内、筋肉内、皮下、鼻腔内、結節内、静脈内、脾臓内、腫瘍内又は他の送達経路によって導入される。
ポリヌクレオチド又はオリゴヌクレオチドの成分は、ネイキッドヌクレオチド配列であり得るか、又はカチオン性脂質、ポリマー又は標的化システムと組み合わせられ得る。それらは、利用可能な任意の手法で送達され得る。例えば、ポリヌクレオチド又はオリゴヌクレオチドは、針注射によって、好ましくは皮内、皮下又は筋肉内に導入される。あるいは、ポリヌクレオチド又はオリゴヌクレオチドは、粒子媒介遺伝子送達(particle-mediated gene delivery)等の送達デバイスを用いて、皮膚をまたいで直接送達される。ポリヌクレオチド又はオリゴヌクレオチドは、例えば、鼻腔内、経口、又は直腸内投与によって、皮膚又は粘膜表面に局所的に投与され得る。
ポリヌクレオチド又はオリゴヌクレオチドコンストラクトの取り込みは、いくつかの既知のトランスフェクション技術、例えば、トランスフェクション剤の使用を含むものによって増強され得る。これらの剤の例としては、カチオン性剤、例えば、リン酸カルシウム及びDEAE-デキストラン、並びにリポフェクタント、例えば、リポフェクタム及びトランスフェクタムが挙げられる。投与されるポリヌクレオチド又はオリゴヌクレオチドの投与量は変更され得る。
投与は、典型的には、「予防有効量」又は「治療有効量」(場合によっては、予防は治療法と見なされる場合もあるが)であり、これは、臨床反応をもたらすか、又は個人に臨床的利益を示すのに十分であり、例えば疾患又は状態の発症を予防又は遅延させる、1以上の症状を改善する、寛解を誘導又は延長する、又は再発(relapse)又は再発(recurrence)を遅延させるのに有効な量である。いくつかの場合においては、本開示による治療方法は、治癒した原発性がん疾患を有する人におけるがんの再発又は転移の予防のために行われ得る。
用量は、様々なパラメータに従って、特に使用される物質;治療される個人の年齢、体重及び状態;投与経路;そして必要な投与計画に従って決定され得る。各用量における抗原の量は、免疫応答を誘発する量として選択される。医師は、任意の特定の個人に必要な投与経路及び投与量を決定することができる。用量は、単回用量として提供されても、複数回用量として提供されてもよく、例えば、一定の間隔をとって、例えば、1時間に2、3、又は4回投与される。典型的には、ペプチド、ポリヌクレオチド又はオリゴヌクレオチドは、粒子媒介送達のためには、典型的には1pg~1mg、より典型的には1pg~10μgの範囲で、及び他の経路のためには、1μg~1mg、より典型的には1~100μg、より典型的には5~50μgの範囲で投与される。一般的に、各用量は0.01~3mgの抗原を含むと予想される。特定のワクチンについての最適量は、対象における免疫応答の観察を含む研究によって確認され得る。
上記の技術及びプロトコルの例は、Remington’s Pharmaceutical Sciences,20th Edition,2000,pub.Lippincott, Williams & Wilkins中に見出され得る。
投与経路としては、鼻腔内、経口、皮下、皮内、及び筋肉内が挙げられるが、これらに限定されない。典型的には、投与は皮下である。皮下投与は、例えば、腹部、上腕若しくは大腿の側面及び前面、背中の肩甲骨領域、又は上部腹側臀部への注射によるものであり得る。
当業者は、組成物が1以上の用量で、及び他の投与経路によっても投与され得ることを認識する。例えば、かかる他の経路としては、皮内、静脈内、血管内、動脈内、腹腔内、髄腔内、気管内、心臓内、小葉内、髄内、肺内、及び膣内が挙げられる。治療の所望の期間に応じて、本開示による組成物は、1回又は数回、また断続的に、例えば、数ヶ月又は数年にわたって月ベースで、異なる投与量で投与され得る。
本開示による治療方法は、単独で、又は他の薬理学的組成物又は治療、例えば、行動若しくはライフスタイルの変化、化学療法、免疫療法、及び/又はワクチンと組み合わせて行われ得る。他の治療用組成物又は治療は、例えば、本明細書で検討されるものの1以上であり得、本開示の組成物又は治療と同時に又は順次(前若しくは後に)投与され得る。
いくつかの場合においては、治療は、手術、化学療法、細胞毒性又は非細胞毒性化学療法、放射線療法、標的療法、ホルモン療法、又は標的化された小分子薬又は抗体(例、モノクローナル抗体又は共刺激抗体)の投与と組み合わせて実施され得る。化学療法は、腫瘍を、ワクチン接種によって誘発された腫瘍特異的細胞傷害性T細胞によって殺されるように感作することが実証されている(Ramakrishnan et al.J Clin Invest.2010;120(4):1111-1124)。化学療法剤の例としては、メクロレタミン(HN2)、シクロホスファミド、イホスファミド、メルファラン(L-サルコリシン)、クロラムブシル等のナイトロジェンマスタードを含むアルキル化剤;アントラサイクリン;エポチロン;カルムスチン(BCNU)、ロムスチン(CCNU)、セムスチン(メチル-CCNU)及びストレプトゾシン(ストレプトゾトシン)等のニトロソウレア;デカルバジン(DTIC;ジメチルトリアゼノイミダゾール-カルボキサミド等のトリアゼン;ヘキサメチルメラミン、チオテパ等のエチレンイミン/メチルメラミン;ブスルファン等のアルキルスルホネート;メトトレキサート(アメトプテリン)等の葉酸類似体を含む代謝拮抗剤;フルオロウラシル(アメトプテリン等);アルキル化剤、代謝拮抗剤、フルオロウラシル(5-フルオロウラシル;5-FU)、フロクスウリシン(フルオロデオキシウリシン;FUdR)及びシタラビン(シトシンアラビノシド)等のピリミジン類似体;プリン類似体及びメルカプトプリン(6-メルカプトプリン;6-MP)、チオグアニン(6-チオグアニン;TG)及びペントスタチン(2’-デオキシコホルマイシン)等の関連阻害剤;エピポドフィロトキシン;L-アスパラギナーゼ等の酵素;IFNα、IL-2、G-CSF、GM-CSF等の生物反応調節剤;シスプラチン(cis-DDP)、オキサリプラチン及びカルボプラチン等の白金配位複合体;ミトキサントロン及びアントラシクリン等のアントラセンジオン;ヒドロキシ尿素等の置換尿素;プロカルバジン(N-メチルヒドラジン、MIH)及びプロカルバジンを含むメチルヒドラジン誘導体;ミトタン(o,p’-DDD)及びアミノグルテチミド等の副腎皮質抑制剤;タキソール及び類似体/誘導体;ホルモン/ホルモン療法及びアゴニスト/アンタゴニスト(プレドニソン及び同等物、デキサメタゾン並びにアミノグルテチミド等の副腎皮質ステロイドアンタゴニスト、ヒドロキシプロゲステロンカプロエート、酢酸メドロキシプロゲステロン及び酢酸メゲストロール等のプロゲスチン、ジエチルスチルベストロール及びエチニルエストラジオール同等物等のエストロゲン、タモキシフェン等の抗エストロゲン、プロピオン酸テストステロン及びフルオキシメステロン/同等物等のアンドロゲン、フルタミド、ゴナドトロピン放出ホルモン類似体及びロイプロリド等の抗アンドロゲン、並びにフルタミド等の非ステロイド性抗アンドロゲン;ビンブラスチン(VLB)及びビンクリスチン等のビンカアルカロイド等の天然物、エトポシド及びテニポシド等のエピポドフィロトキシン、ダクチノマイシン(アクチノマイシンD)、ダウノルビシン(ダウノマイシン;ルビドマイシン)、ドキソルビシン、ブレオマイシン、プリカマイシン(ミトラマイシン)及びマイトマイシン(マイトマイシンC)等の抗生物質、L-アスパラギナーゼ等の酵素、並びにインターフェロンアルフェノーム等の生物反応調節剤が挙げられる。
システム
本開示はシステムを提供する。システムは、対象のHLAクラスI遺伝子型及びTAAのアミノ酸配列を含むデータを記憶するように構成された記憶モジュールを含み得る。システムは、TAAのアミノ酸配列中のT細胞エピトープに結合することができる、対象のHLATを定量化するように構成された計算モジュールであって、HLATの各HLAは、同じT細胞エピトープに結合することができる、モジュールを含み得る。システムは、少なくとも1の対象から少なくとも1のサンプルを受領するためのモジュールを含み得る。システムは、対象のクラスI及び/又はクラスIIのHLA遺伝子型を決定するためのHLA遺伝子型決定モジュールを含み得る。記憶モジュールは、遺伝子型決定モジュールからのデータ出力を記憶するように構成され得る。HLA遺伝子型決定モジュールは、対象から得られた生物学的サンプルを受領し、対象のクラスI及び/又はクラスIIのHLA遺伝子型を決定してよい。サンプルは、典型的には、対象のDNAを含有する。サンプルは、例えば、血液、血清、血漿、唾液、尿、呼気、細胞又は組織サンプルであり得る。システムは、本明細書に記載されるように、対象ががんを発症するリスクの指標及び/又は対象について推奨される治療を表示するように構成された出力モジュールを更に含み得る。
開示の更なる実施形態
1.がんを発症するリスクがあるヒト対象を治療するための方法であって、
a.腫瘍関連抗原(TAA)のアミノ酸配列中のT細胞エピトープに結合することができる、対象のHLAトリプレット(HLAT)を定量化し、ここでHLATの各HLAは、同じT細胞エピトープに結合することができること
b.対象ががんを発症するリスクを決定し、ここでTAAに関して、TAAのT細胞エピトープに結合することができるHLATの数がより少ないほど、対象ががんを発症するリスクが高いことに対応すること、
c.対象に、
i.TAAの断片である;且つ
ii.対象のHLATに結合することができるT細胞エピトープを含む
アミノ酸配列を含む、ペプチド、又はペプチドをコードするポリ核酸若しくはベクターを投与すること
を含む、方法。
2.TAAの配列の一部ではない追加のアミノ酸が、TAAの断片に、N末端及び/又はC末端で隣接している、項1の方法。
3.がんが、黒色腫、肺がん、腎細胞がん、結腸がん、膀胱がん、神経膠腫、頭頸部がん、卵巣がん、非黒色腫皮膚がん、前立腺がん、腎臓がん、胃がん、肝臓がん、子宮頸がん、食道がん、非ホジキンリンパ腫、白血病、膵臓がん、子宮体がん、唇がん、口腔がん、甲状腺がん、脳がん、神経系がん、胆嚢がん、喉頭がん、咽頭がん、骨髄腫、鼻咽頭がん、ホジキンリンパ腫、精巣がん、乳がん及びカポジ肉腫から選択される、項1~2のいずれか1に記載の方法。
4.TAAが、表2又は表11に列記されたもののいずれか1から選択される、請求項1の方法。
5.がんの治療を、それを必要とする個人において、がん治療によりするための方法であって:
腫瘍関連抗原(TAA)のアミノ酸配列中のT細胞エピトープに結合することができる、個人のHLAトリプレット(HLAT)を決定するために、個人からの生物学的サンプルに対して定量化アッセイを実行し、ここでHLATの各HLAは、同じT細胞エピトープに結合することができること;及び
個人のTAAのT細胞エピトープに結合することができるHLATの数が、対照の個人のコホートに由来する閾値よりも少ない場合、その個人にがん治療を施すこと
により、個人ががんを発症するリスクがより高いかどうかを決定することを含む、方法。
6.個人から生物学的サンプルを得ることを更に含む、項5の方法。
7.がんが、黒色腫、肺がん、腎細胞がん、結腸がん、膀胱がん、神経膠腫、頭頸部がん、卵巣がん、非黒色腫皮膚がん、前立腺がん、腎臓がん、胃がん、肝臓がん、子宮頸がん、食道がん、非ホジキンリンパ腫、白血病、膵臓がん、子宮体がん、唇がん、口腔がん、甲状腺がん、脳がん、神経系がん、胆嚢がん、喉頭がん、咽頭がん、骨髄腫、鼻咽頭がん、ホジキンリンパ腫、精巣がん、乳がん及びカポジ肉腫から選択される、項5に記載の方法。
8.がんの治療が、個人に、
(i)TAAの断片である;且つ
(ii)個人のHLATに結合することができるT細胞エピトープを含む
アミノ酸配列を含む、ペプチド、又はペプチドをコードするポリ核酸若しくはベクターを投与することを含む、項5の方法。
9.TAAの配列の一部ではない追加のアミノ酸が、TAAの断片に、N末端及び/又はC末端で隣接している、項8の方法。
10.TAAが、表2又は表11に列記されたもののいずれか1から選択される、項5の方法。
11.生物学的サンプルが、血液、血清、血漿、唾液、尿、呼気、細胞又は組織を含む、項5の方法。
12.がんの治療を、それを必要とする個人においてするための方法であって:腫瘍関連抗原(TAA)のT細胞エピトープに結合することができるHLAトリプレット(HLAT)の数が、対照の個人のコホートに由来する閾値よりも少ない個人にがん治療を施すことを含む、方法。
13.がんの治療が、個人に、
(i)TAAの断片である;且つ
(ii)個人のHLATに結合することができるT細胞エピトープを含む
アミノ酸配列を含む、ペプチド、又はペプチドをコードするポリ核酸若しくはベクターを投与することを含み、
場合により、TAAの配列の一部ではない追加のアミノ酸が、TAA断片に、N末端及び/又はC末端で隣接している、項12の方法。
14.TAAが、表2又は表11に列記されたもののいずれか1から選択される、項12の方法。
15.がんが、黒色腫、肺がん、腎細胞がん、結腸がん、膀胱がん、神経膠腫、頭頸部がん、卵巣がん、非黒色腫皮膚がん、前立腺がん、腎臓がん、胃がん、肝臓がん、子宮頸がん、食道がん、非ホジキンリンパ腫、白血病、膵臓がん、子宮体がん、唇がん、口腔がん、甲状腺がん、脳がん、神経系がん、胆嚢がん、喉頭がん、咽頭がん、骨髄腫、鼻咽頭がん、ホジキンリンパ腫、精巣がん、乳がん及びカポジ肉腫から選択される、態様12に記載の方法。
16.ヒト対象ががんを発症するリスクを決定するためのシステムであって:
(i)対象のHLAクラスI遺伝子型及びTAAのアミノ酸配列を含むデータを記憶するように構成された記憶モジュール;
(ii)TAAのアミノ酸配列中のT細胞エピトープに結合することができる、対象のHLATを定量化するように構成された計算モジュールであって、HLATの各HLAは同じT細胞エピトープに結合することができる、モジュール;及び
(iii)対象ががんを発症するリスクの指標及び/又は対象について推奨される治療を表示するように構成された出力モジュール
を含むシステム。
実施例
実施例1-HLA-エピトープ結合予測過程及び検証
予測する、特定のHLAとエピトープ(9マーペプチド)との結合は、エピトープ予測のためのImmune Epitope Databaseツール(www.iedb.org)に基づいて行った。
HLA I-エピトープ結合予測過程を、実験室での実験によって決定したHLAクラスI-エピトープペアとの比較によって検証した。データセットは、査読済みの刊行物又は公開の免疫学的データベースで報告されたHLA I-エピトープペアで編集した。
実験的に決定されたデータセットとの一致率を決定した(表3)。データセットの結合HLA I-エピトープペアは、93%の確率で正しく予測された。偶然にも、非結合HLA I-エピトープペアも93%の確率で正しく予測された。
複数のHLA結合エピトープの予測の精度も決定した(表4)。真陽性及び真陰性の両方の予測で93%の確率、並びに偽陽性と偽陰性の予測で7%(=100%-93%)の確率を用いる、分析の特異性及び感度に基づいて、人における、複数のHLA結合エピトープが存在する確率が算出され得る。複数のHLAがエピトープに結合する確率は、エピトープに結合するHLAの数と予想される実際の結合の最小数との関係を示している。PEPIの定義によれば、3がエピトープに結合するHLAの予想最小数である(太字)。
検証済みのHLA-エピトープ結合予測過程を用いて、以下の実施例において説明するすべてのHLA-エピトープ結合ペアを決定した。
実施例2-複数のHLAによるエピトープ提示は、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)応答を予測する
本研究は、個人の1以上のHLAクラスI分子によるポリペプチド抗原の1以上のエピトープの提示がCTL応答を予測するか否かを調査する。
本研究は、71人のがん患者と9人のHIV感染患者を対象に行われた6の臨床試験の後ろ向き分析によって実施された(表5)。これらの研究の患者を、HPVワクチン、3の異なるNY-ESO-1特異的がんワクチン、1のHIV-1ワクチン、及び黒色腫患者のNY-ESO-1抗原に対してCTLを再活性化することが示されたCTLA-4特異的モノクローナル抗体(イピリムマブ)で治療した。これらの臨床試験はすべて、ワクチン接種後の、研究対象における抗原特異的CD8+CTL応答(免疫原性)を測定した。いくつかの場合においては、CTL応答と臨床反応との相関関係が報告された。
データの入手可能性以外のいかなる理由によっても、患者は、該後ろ向き研究から除外されなかった。157人の患者データセット(表5)を、標準の乱数ジェネレーターを用いて無作為化し、トレーニング及び評価の研究のための2の独立したコホートを作成した。いくつかの場合においては、コホートに同じ患者からの複数のデータセットが含まれ、48人の患者からの76のデータセットのトレーニングコホートと51人の患者からの81個のデータセットの試験/検証コホートがもたらされた。
報告された、トレーニングデータセットのCD8+T細胞応答を、ワクチン抗原のエピトープ(9マー)のHLAクラスI拘束性プロファイルと比較した。各患者の抗原配列及びHLAクラスI遺伝子型は、公開されているタンパク質配列データベース又は査読済み刊行物から取得し、HLA I-エピトープ結合予測過程を、CD8+T細胞が、ワクチンペプチド(9マー)に特異的であるIFN-yを産生するCTLである、患者の臨床CD8+T細胞応答データに対して盲検にした。各患者の、少なくとも1(PEPI1+)、又は少なくとも2(PEPI2+)、又は少なくとも3(PEPI3+)、又は少なくとも4(PEPI4+)、又は少なくとも5(PEPI5+)又は、6すべての(PEPI6)HLAクラスI分子に結合すると予測される各抗原からのエピトープの数を決定し、結合したHLA数を、報告されたCTL応答の分類子として用いた。真陽性率(感度)及び真陰性率(特異度)を、各分類子(結合したHLA数)についてのトレーニングデータセットから個別に決定した。
ROC分析を、各分類子に対して行った。ROC曲線においては、真陽性率(感度)を、様々なカットオフポイントについての偽陽性率(1-特異度)の関数としてプロットした(図1)。ROC曲線の各ポイントは、特定の決定閾値(エピトープ(PEPI)数)に対応する感度/特異度のペアを表す。ROC曲線の下の面積(AUC)は、分類子が2の診断群(CTL応答者又は非応答者)をどの程度良好に区別できるかの尺度である。
分析により、意外にも、対象の複数のクラスI HLA(PEPI2+、PEPI3+、PEPI4+、PEPI5+、又はPEPI6)による予測エピトープ提示は、すべての場合において、単に1以上のHLAクラスIによるエピトープ提示よりも、CD8+T細胞応答又はCTL応答の良好な予測因子であることが明らかになった。(PEPI1+、AUC=0.48、表6)。
個人のCTL応答は、個人の少なくとも3のHLAクラスI対立遺伝子によって提示され得る抗原のエピトープを考慮することにより、最も良好に予測された(PEPI3+、AUC=0.65、表7)。陽性のCTL応答を最も良好に予測したPEPI3+の閾値カウント(個人の3以上のHLAによって提示された抗原特異的エピトープの数)は1であった(表7)。言い換えれば、少なくとも1の抗原由来エピトープが対象の少なくとも3のHLAクラスIによって提示され(1PEPI3+)、その結果抗原が少なくとも1のCTLクローンを誘発でき、対象はCTL応答し得る者である。CTL応答し得る者を予測するために1PEPI3+閾値を用いると(「1PEPI3+試験」)、76%の真陽性率(診断感度)が得られた(表7)。
後ろ向き分析においては、51人の患者からの81データセットの試験コホートを用いて、PEPI3+閾値を検証し、抗原特異的CD8+T細胞応答又はCTL応答を予測した。試験コホートにおける各データセットについて、PEPI3+閾値が満たされているか否か(個人の少なくとも3のクラスI HLAによって提示される少なくとも1の抗原由来エピトープ)を決定した。これを、臨床試験から報告された、実験的に決定したCD8+T細胞応答(CTL応答)と比較した(表8)。
後ろ向き検証により、PEPI3+ペプチドは、84%の確率で、個人においてCD8+T細胞応答(CTL応答)を誘導することが実証された。84%は、PEPI3+予測(個人の少なくとも3のHLAに結合するエピトープ)の分析的検証において決定された値と同じ値である(表4)。これらのデータは、免疫応答が個人におけるPEPIによって誘発されるという強力な証拠を提供する。
ROC分析により、PEPI3+カウントを用いて、診断精度をカットオフ値として決定した(図2)。AUC値=0.73。ROC分析に関しては、一般的に、0.7~0.8のAUCが有望な診断値と見なされる。
少なくとも1のPEPI3+カウント(1PEPI3+)が、試験データセット中のCTL応答を最もよく予測した(表9)。この結果により、トレーニング中に決定された閾値が確認された(表6)。
PEPI3+バイオマーカーに基づくワクチン設計は、OBERTO第I/II相臨床試験(NCT03391232)での転移性結腸直腸がん(mCRC)患者における第I相臨床試験で初めて試験された。我々は、本研究において、mCRCの対象における維持療法への追加として、PolyPEPI1018の単回投与又は複数回投与の安全性、忍容性、及び免疫原性を評価した。PolyPEPI1018は、mCRCにおいて頻繁に発現する7の保存されたTSAに由来する12の固有のエピトープを含有するペプチドワクチンである(WO2018158455 A1)。これらのエピトープは、単一のHLAによって提示されるエピトープよりもT細胞応答を誘導する可能性が高い少なくとも3の自己HLA対立遺伝子に結合するように設計された(実施例2及び3を参照)。第1選択治療におけるmCRC患者は、フルオロピリミジン及びベバシズマブによる維持療法への移行直後にワクチン(用量:0.2mg/ペプチド)を投与された。ワクチン特異的T細胞応答は、最初にインシリコでPEPI3+-を同定することによって予測され(患者の完全なHLA遺伝子型とCRCに特異的な抗原発現率を使用)、次いでワクチン接種の1サイクル後にELISpotによって測定された(試験の第I相部分))。
10人の患者からの70のデータセット(第1相コホート及びOBERTO試験のデータセット)を用いて、PEPI3+バイオマーカーが抗原特異的CTL応答を予測することを前向きに検証した。各データセットについて、予測PEPI3+-をインシリコで決定し、患者の血液からELISPOTアッセイによって測定したワクチン特異的免疫応答と比較した。次いで、この方法で決定した診断特性(陽性予測値、陰性予測値、全体一致率)を、実施例3で説明した後ろ向き検証結果と比較した。
全体一致率は64%で、陽性予測値は79%と高く、PEPI3+が予測された患者が、分析した抗原に対してCD8 T細胞特異的免疫応答を生じる確率は79%であった。臨床試験データは後ろ向き試験結果と有意に相関し(p=0.01)、患者の完全なHLA遺伝子型に基づいて抗原特異的T細胞応答を予測するための、PEPI試験によるPEPI3+算出を支持する証拠を提供する(表10)。
実施例5-HLAクラスI遺伝子型は黒色腫のリスクを予測する(HLATスコアベースの方法)
想定される免疫防御腫瘍抗原の選択
自発的なTSA特異的T細胞応答を有するがん患者は好ましい臨床経過を有するため、腫瘍特異的抗原(TSA)は免疫防御抗原であると仮定されている。防御的腫瘍特異的T細胞応答を研究するために、異なる種類の腫瘍で発現した48のTSAを選択した(表11)。これらのTSAは黒色腫及び他のがんで研究されており、自発的なT細胞応答を誘導することが示されている。
黒色腫の発生率は、黒色腫特異的T細胞応答の幅を示すHLAT数と相関している
黒色腫の発生率が高い集団における48のTSAのHLAT数は、発生率が高い集団よりも少ないと仮定されている。これを示すために、48のTSAのHLAT数を、黒色腫の発生率が入手可能な様々な民族集団において決定した(図3)。
極東アジア/太平洋地域における対象は、ヨーロッパ又は米国出身の対象よりもはるかに高いHLAT数を有していることがわかった(図3)。例えば、黒色腫の発生率は、米国内の台湾及びアジア太平洋島民の両方で10万人あたり1.5であり、米国内全体よりも大幅に低い(年間10万人あたり21.1)。
HLATスコアは、様々な国における黒色腫の発生率と整合している(図4)。平均HLATスコアと発生率を計算するために、20のデータポイントを取得した(発生率は国ごとに入手可能であり、HLAデータは民族ごとに入手可能であったため、ペアの実測値は、支配的な民族を有する国についてのみ取得できた)。図4は、平均HLATスコアが75未満の国における発生率と、平均HLATスコアが75超の国における発生率との有意差を示す。これらの結果は、対象のHLA遺伝子型が、様々な民族集団において、メラノーマの発生率に影響を与えることを示唆しており、HLAT数が対象のメラノーマ特異的T細胞応答を推定できることを示している。
対象のHLATスコアは、HLA遺伝子型に関連する、黒色腫の発症に関するリスク因子である。
HLAT数は、48の選択されたTSAに対するT細胞応答の幅を予測した。対象のすべてのHLATが黒色腫の免疫学的制御において等しく重要な役割を果たすわけではないという仮説が立てられている。従って、HLAT(48 TSAに関する)は、黒色腫患者を一般集団から分離する能力に基づいて重み付けされた。一般に、重みが大きいほど、対応するTSAが重要になる。実際、AUCは、初期の重み(切り捨てられたlog p値)を用いて既に0.6超であった。
黒色腫患者をバックグラウンドから分離する際の二項分類子のパフォーマンス
本研究では、dbMHCデータセット(7,189人の患者コホート)からの米国の亜集団(n=1400)を、二項分類子を用いて、やはり米国起源の黒色腫対象(n=513)と比較した(方法を参照)。図5は、HLATスコアを二項分類子として用いて達成されたROC曲線を示す。HLATスコアは、対象が候補の2群:黒色腫がん群又はバックグラウンド集団、のどちらに属するかを予測する。ROC曲線は、様々なHLATスコア閾値設定での偽陽性率(FPR)に対して真陽性率(TPR)をプロットすることによって表示される。
得られたAUC値は0.645であった。この値は、特に黒色腫/がんの発生率の場合、区別の理由(HLAT等)が1つしかないわけではないため、2群間の有意な分離を示す。非常に意外なことに、Read et al.により記載された、ブロンド又は赤毛、青い目とそばかす等の表現型、及び黒色腫に関連する高浸透度、3の中浸透度、16の低浸透度遺伝子等の遺伝的要因(J. Med. Genet. 2016; 53(1): 1-14)のように、日光曝露と屋内の日焼け曝露が、黒色腫のリスクの重要な決定要因である。実際、本研究において達成された10.065の変換されたzスコアは非常に有意である(p<0.001)。
対象のHLATスコアは、HLA遺伝子型に関連する、黒色腫の発症に関するリスク因子である。
総試験集団(がん集団と混合したバックグラウンド集団と)を、HLATスコアに基づいて5の同じ大きさの群に分けた。各群における相対免疫学的リスク(RiR)は、平均的な米国の集団におけるリスクと比較して決定した(図6)。例えば、最初の亜集団において黒色腫を発症するリスクは4.4%であるが、米国の平均は2.6%であるため、この亜群の相対的な免疫学的リスクは1.7である。HLATスコアが最も低い群は、がんを発症する免疫学的リスクが最も高い集団を表している。HLATスコアが最も高い群は、がんを発症する免疫学的リスクが最も低い集団を表している。最もリスクの高い亜群は、HLATスコアが26未満の対象から成る。HLATスコアは、2番目にリスクの高い亜群中で29から51の間で変動する。中央の20%においては、HLATスコアが51以上88未満で、RiR<1の対象であり、このことは、特定のHLATスコアが黒色腫リスクの低下に関連することを示唆している。興味深いことに、51~88のこのHLATスコア範囲は、黒色腫についての発生率が低い集団と高い集団を分離し得るHLATスコア(75)に類似している(図6)。2番目に防御された亜集団では、HLATスコアは88~164である。最後に、最も防御された亜集団においては、各対象のHLATスコアは少なくとも164である。これらの亜集団においては、黒色腫を発症する相対的な免疫学的リスクは図6に示すように単調に減少している。連続する群間で有意な変化はないが、最初の群と最後の群の間の差は有意である(p=0.001)。
実施例6-HLAクラスI遺伝子型は、様々な種類のがんのリスクを予測する(HLATスコアベースの方法)
同様の分析を、他の6のがん適応症について行った。結果を表12にまとめている。AUC値は、黒色腫、肺がん、腎細胞がん、結腸直腸がん、膀胱がんについて有意であった。p値は頭頸部がんについては有意ではない。しかし、頭頸部がんはウイルス性HPV感染症に関連している。本研究ではTSAのみを用い、ウイルスタンパク質は含められていなかった。頭頸部がん等、ウイルス感染に関連し得る特定のがんを発症するリスクは、分析にウイルス抗原を含めることでより良好に決定され得る。
我々は、HLATスコアに基づいて試験集団(がん集団と混合したバックグラウンド集団)を5の同じ大きさの亜群に分けることにより、非小細胞肺がん、腎細胞がん、及び結腸直腸がんの場合における、特定のHLATスコアに関連した相対的な免疫学的リスクを算出できた(図7A-C)。他の適応症については、亜集団内のがん対象の数が少なすぎて同様の分析を行えなかった。
相対免疫学的リスク比を、リスク亜集団(HLATスコアが最も低い試験集団の20%)と防御亜集団(HLATスコアが最も高い試験集団の20%)の間で、米国の平均的な集団におけるリスクと比較して算出した。例えば、特性解析した最もリスクの高い亜集団において黒色腫を発症するリスクは4.4%である。米国の平均は2.4%であるため、リスク群の相対的な免疫学的リスクは1.7である。防御群において黒色腫を発症するリスクは0.7%である。つまり、最も防御された群の相対的な免疫学的リスクは0.31である。言い換えれば、この群は、黒色腫を発症するリスクが、平均的な集団と比較して、3分の1超低くなっている。黒色腫について得たリスク比は5.53である(表12)。
実施例5、6、及び10のための方法
一般集団における対象のHLA遺伝子型データ
完全な4ディジットのHLA遺伝子型を有する7,189人の適格な対象がdbMHCデータベースから特定された。各対象の民族性が示された。我々の分析により、異なる地理的的地域に由来する亜集団のHLAバックグラウンドがかなり異なることが明らかになった。我々は、この地理的影響を排除するために、バックグラウンド(健常)集団としてアメリカの亜集団(1400人の対象)を選択し、この亜集団のHLAセットを、地理的/民族的にマッチするがん対象のHLAセットと比較した。アメリカの亜集団は、白人、ヒスパニック、アジア系アメリカ人、アフリカ系アメリカ人、及び先住民族のすべてで構成されている。
がん患者のHLA遺伝子型データ
適格な患者は完全な4ディジットのHLAクラスI遺伝子型を有していた。黒色腫の513人の患者からのデータを、以下の情報源から取得した:
429人の黒色腫対象が、3の査読済み刊行物(Snyder et al.N Engl J Med.2014;371(23):2189-99;Van Allen et al.Science.2015;350(6257):207-11;Chowell et al.Science.2018;359(6375):582-7)から完全な4ディジットのHLAクラスI遺伝子型で利用可能であった。患者を、ニューヨークのスローンケタリング記念がんセンター(MSKCC)において抗CTLA-4及び/又はPD-1/PD-L1阻害剤で治療した。正常なDNAからの高解像度HLAクラスI遺伝子型決定を、DNA配列決定データ用いて行ったか、又は17のステージIII/IV黒色腫患者(LabCorp.)のHLA遺伝子型による臨床的に検証されたHLAタイピングアッセイが、MSKCCの厚意により提供された。これらの患者を、ニューヨークのMSKCCにおいてイピリムマブで治療した(Yuan etal.Proc Natl Acad Sci USA.2011;108(40):16723-8)。第3相の無作為化二重盲検多施設共同試験(CA184007、NCT00135408)並びに切除不能なステージIII又はIVの悪性黒色腫の患者及びそれに対応する、以前に治療した切除不能なステージIII又はステージIVの黒色腫の患者における第2相(CA184002、NCT00094653)の65人の黒色腫患者。ニューヨークのMSKCCで治療したこれらの65人の患者は、ブリストルマイヤーズスクイブの厚意により提供されたHLA検査に利用できるサンプルを有していた。サンプルをNGSGグループの解像度で後ろ向きに試験し、HLA対立遺伝子の解明を、IMGT/HLAデータベースバージョン3.15に基づいて行った。HLAの結果を、必要な解像度を得るために、必要に応じて配列ベースのタイピング(SBT)、配列特異的オリゴヌクレオチドプローブ(SSOP)、及び/又は配列特異的プライマー(SSP)を用いて得た。HLA試験は、米国のLabCorpによって行った。
非小細胞肺がん患者370人、腎細胞がん対象129人、膀胱がん対象87人、神経膠腫対象82人、頭頸部がん対象58人のHLA遺伝子型データを、査読済みの刊行物(Chowell et al.)から収集した。
37人の結腸直腸がん(CRC)患者のHLA遺伝子型からのデータを、米国国立生物工学情報センター(NCBI)のSequence Read Archive,Encyclopedia of deoxyribonucleic acid elementsから取得した(Boegel et al. Oncoimmunology.2014;3(8):e954893)。211人のベトナム人及び84人の白人(非ヒスパニック)のCRC患者からの血液サンプルを、Asterand Bioscienceから入手し、HLA遺伝子型をLabCorp(Burlington NC)によって特定した。
TSA配列データ
48のTSAが選択された。これらの抗原のアミノ酸配列データはUniProtから入手した。
発生率
発生率はhttp://globocan.iarc.fr/Pages/online.aspxから入手した
ヒト白血球抗原トリプレット(HLAT)
HLAクラスI遺伝子はほとんどの細胞で発現し、T細胞受容体によって認識されるエピトープに結合する。人の6のHLA対立遺伝子の少なくとも3のHLA(HLAトリプレット又はHLAT)に結合するエピトープは、T細胞応答を生じさせ得る。我々は、各j=1、2、…6について、エピトープにどれだけうまく結合できるかに基づいて対象の免疫系をスコアリングするスコアリングシステムを設定した。組み合わせ論に基づいて、特定のエピトープに対する、
のHLA対立遺伝子jセットの候補がある(式中、kはエピトープに結合できる自己HLA対立遺伝子の数である)。我々がHLAトリプレットに関心がある場合、j=3である。従って、対象の、抗原に対するHLAT数は、HLATの合計として定義される。
対象のHLATはPEPI試験で特定され、93%の精度でHLA結合エピトープを特定することが確認されている。
免疫遺伝学的予測因子:HLATスコア
対象xのHLATスコアは:
(式中、CはTSAのセットであり、cは特定のTSAであり、w(c)はTSA cの重みであり、p(x、c)は対象xにおけるTSA cのHLAT数である)と定義される。
HLATスコアの重みの最適化
HLATスコアががん患者をバックグラウンド集団から有意に分離しなかった各TSAについての初期重みは0であった。我々は、HLATを有することががんを発症する可能性を上昇させないと想定したため、負でない重みのみを考慮した。初期の重みは:
(式中、t(c)は、がん及びバックグラウンドの集団のTSA cのHLATスコアに対する片側t検定のp値を示し、48はボンフェローニ補正である)と定義される。
初期の重みを、パラレルテンパリングを用いて更に最適化した。6の並列マルコフ連鎖が温度RT=0.001、0.01、0.02、0.04、0.1、0.2で適用されている。仮想エネルギーは、RiRR(相対免疫学的リスク比、以下を参照)とAUCの合計の-1倍として定義した。最大の相対リスク比を提供する重みが報告されている。
相対免疫学的リスク(RiR)
RiRを、95%信頼区間(CI)で、亜集団と全試験集団(がん集団とバックグラウンド集団)とのリスクの比によって算出した。この目的のために、一般集団を、生涯リスクを考慮して、一般的な米国の集団における様々ながん患者の割合に似るように集めた。様々な種類のがんを発症する生涯リスクを、アメリカがん協会のウェブサイトから入手した。典型的には、男性と女性の生涯リスクは異なるため、我々は、それらの(調和)平均を取った。このようにして得たリスクは:黒色腫について1:38、肺がんについて1:16、腎細胞がんについて1:61、結腸直腸がんについて1:23、膀胱がんについて1:41、頭頸部がんについて1:55、神経膠腫について1:161である。RiR>1は、平均的な集団中の対象と比較して、対象が特定のがんを発症するリスクが高いことを示す。
RiR比(RiRR)
RiR比を、HLATスコアが最高と最低のグループ間の比率として算出した。
実施例7-HLAトリプレットに基づくHLAスコアは、がん対象とバックグラウンド対象の間の最良の分離を提供する
ふるい分け試験を開発する際に、我々は、いくつかのスコアリングスキームを検討した。スコアリングスキームの候補は、対象のスコアに寄与すると考えられる1の特定のエピトープに結合するHLA対立遺伝子セットの最小サイズにおいて異なる。HLA対立遺伝子サブセットj=1、2、…、6の各サイズについて、我々は、特定のエピトープに結合するトレーニング対象のHLA jタプルに関与する頻度に基づいて、各対立遺伝子についての有意性スコアを計算した。簡単に述べると、我々は、ある特定のHLA対立遺伝子を有する対象が、該特定のHLA対立遺伝子を有さない対象よりも、HLA j-マーを有するエピトープが有意に多い場合、有意性スコアは正と見なした。該特定のHLA対立遺伝子を有する対象が、該特定のHLA対立遺伝子を有さない対象よりも、HLA j-マーを有するエピトープが有意に少ない場合、有意性スコアは負であった。我々は、次いで、各対象について、彼ら/彼女らのHLA対立遺伝子の有意性スコアを合計した。次に、我々は、受信者動作特性曲線の下の面積(ROC-AUC、AUC)を計算することにより、これらの合計スコアが黒色腫対象とバックグラウンド対象とをどれだけうまく区別できるかを試験した。表13によると、黒色腫集団とバックグラウンド集団との最良の分離は、j=2とj=3について等しく達成された。1-セットとj-セット(j>1)との比較に基づく異なるスコアについてのAUC値間の顕著な違いは、複数のHLA対立遺伝子によるエピトープの提示は、効率的な抗腫瘍免疫応答の進展に重要な役割を果たし得ることを示唆している。更に、これらの結果は、HLA遺伝子型の単一の対立遺伝子に基づく、がん対象とバックグラウンド(健常)対象との分離が困難であることを示唆している。j=6の場合のAUC値における低下は、対象の6のHLA対立遺伝子すべてがエピトープに結合できる、エピトープとHLA対立遺伝子との組み合わせの数が非常に限られているという事実で説明され得る。
実施例8-HLAスコアは黒色腫のリスク指標又は防御指標である(RiR及びRiRRの説明による)
米国の黒色腫及びバックグラウンドの対象を比較したAUC値(0.69)は、HLAスコアを用いて、2群間の有意な分離を示している。実際、変換されたzスコアは12.57であり、これは非常に有意であった(p<0.001)。これらの結果は、対象のHLA遺伝子型が黒色腫を発症する遺伝的リスクに影響を与えることを実証している。
HLAスコアに基づいて、バックグラウンドと黒色腫の集団を、それらのHLAスコアに基づいて5の同じ大きさの亜群:s<34、34s<55、55s<76、76s<96及び96<sに分けた。各亜群の相対リスク(RR)を計算した(図8)。我々は、黒色腫を発症する免疫学的リスクが最も高い対象(6.1%)は、HLAスコアが最も低い亜群(s<34)中にいることを見出した。米国における黒色腫の平均リスクは2.6%であるため、s<34亜群中の対象は、黒色腫についてのリスクが、平均的な米国の対象よりも2.3倍高い。対照的に、HLAスコアが最も高い亜群(96<s)は、黒色腫を発症する免疫学的リスクが最も低い対象(1.1%)を表している。この亜群中の対象は、リスクが、米国における平均的な対象よりも0.42倍低い。最初と最後の亜群間の差は有意であった(p<0.05)。
我々は、最も防御された群と最もリスクの高い群の間のリスク比(RRextremities)を計算した。我々は、黒色腫についてのRRextremitiesは5.69であることを見出した。このことは、HLAスコアが34未満の対象は、HLAスコアが96超の対象と比較して、黒色腫を発症するリスクが約6倍高いことを示している(表14)。
実施例9-様々な種類のがんを発症するリスクの予測因子としてのHLAスコアのパフォーマンス
いくつかの場合においては、HLA対立遺伝子(h)の有意性スコアは次のように定義される。
(式中、u(h)は、HLAT数が2の個人サブセット:一方のサブセットは個人がHLA hを有し、一方のサブセットは個人がHLA hを有していない、で異なるか否かを決定する、対立遺伝子hについての両側u検定のp値である。Bはボンフェローニ補正であり、sign(h)は、平均HLAT数が、h対立遺伝子を有する亜集団の方が、hを有さない亜集団よりも多い場合、+1であり、それ以外の場合は-1である。)と定義される。いくつかの場合においては、この初期スコアは、当業者に知られている任意の好適な方法を用いて更に最適化され得る。いくつかの場合においては、これらの有意性スコアの合計は、対象ががんを発症するリスクを決定するために用いられ、対象ががんを発症するリスクと相関する。
使用される具体的なスコアは、適応症と事前データによって異なる。いくつかの場合においては、利用可能な試験データセットでの様々な計算のパフォーマンスに基づいて選択が行われる。パフォーマンスは、AUC値(ROC曲線の下の面積)又は当業者に公知の、任意の他の良好なパフォーマンススコアによって評価され得る。
我々は、非小細胞肺がん、腎細胞がん、結腸直腸がん、膀胱がん、頭頸部がん、及び神経膠腫について、黒色腫について説明したのと同じ方法を用いて、ROC曲線、RR及びRRextremitiesを決定した(表14)。ROC-AUC値は、結腸直腸がんを除くすべての種類のがんについて有意であった。
研究されたがん適応症について、我々は2.35~5.69のRRextremitiesを得た。これは、様々な種類のがんに対する様々なレベルの免疫防御を示唆している(表14)。ただし、すべてのがん適応症についてのRRextremities>2は、HLA遺伝子型が、がんを発症する実質的な遺伝的リスクを表すことを示している。
実施例10-CRCについての、患者-Dのためのリスク検診及びワクチン設計
本実施例は、実施例20において説明した患者-DのHLATスコアを計算する方法を示す。患者-Dは転移性結腸直腸がんと診断されている。患者-DのHLA遺伝子型を用いて、48の選択されたTSA上のPEPI3、PEPI4、PEPI5、及びPEPI6エピトープの予測数を決定した(表15)。統計に基づいて、各TSAについてのHLATの総数(表15の行6、14、及び22)及び各TSAについての加重スコア(表15の行8、16、及び24)を計出した。この加重スコアは、HLATの総数とTSAの重み(表15の行7、15、及び23)の積にすぎない。重みは、実施例6の、「HLATスコアの重みの最適化」の節で説明した方法で取得した。合計された加重スコア(式(1)で説明)は43.09である。アメリカのCRCとアメリカのバックグラウンド集団との比較に基づくと、患者-Dは、米国における平均的な人よりも、結腸直腸がんを発症するリスクが1.26倍ある。米国でCRCを発症するリスクは4.2%であるため、我々の結果に基づく患者-Dのリスクは5.3%である。
実施例11-CRC第I相試験結果:PEPIとHLATと免疫原性との比較
OBERTO試験においては、我々は、7の抗原及び11の対象の免疫応答を予測し、10人の患者の検体における免疫応答も測定した。ワクチンの7の抗原は48のTSAの一部である。予測及び測定を表16にまとめる。全体一致率は64%である。
我々は、HLATスコア及び抗原の数を、測定された免疫応答と比較した(図9)。我々は、HLATスコアと免疫応答を伴う抗原の数との間に正の相関を見出した。しかし、我々はかかる少数の測定値(n=10)では、また、HLATスコアは48の抗原についての予測エピトープ結合を考慮しているのに対し、免疫応答は48のうち7の抗原のみで測定されているため、有意な相関は予期しない。従って、本分析は、相関関係を示すことはできるが、統計的検出力は低くなる。)
実施例12-HLATスコアベースの分類とHLAスコアベースの分類との比較
理解できる通り、HLATスコアベースの分類は結腸直腸がんの場合に優れているが、HLAスコアベースの分類は頭頸部がんの場合に優れている。
実施例13-民族集団における遺伝的差異とそのがんのリスクとの関連
HLA遺伝子型が集団レベルでもがんを発症するリスクに影響を与えることを更に実証するために、我々は国別の発生率との関係を調査した。我々は、平均HLAスコア、つまり黒色腫の発生率が高い集団のがん特異的T細胞応答は、発生率が低い集団のHLAスコアよりも大幅に低いと仮定した。従って、我々は、異なる59カ国を代表する対象についてのHLAスコアを決定した。我々は、極東アジア及び太平洋地域における対象は、かなり高いHLAスコア(範囲75~140)及び低い発生率(範囲0.4~3.4)を、ヨーロッパ又は米国起源の対象(範囲50及び90)(発生率は最も高い(範囲12.6~13.8)よりも有していることを見出した(図10)。米国の集団に注目すると、米国内の台湾及びアジア太平洋の島民の両方についての10万人あたり1.5の発生率は、一般的な米国の集団(年間10万人あたり21.1)よりも大幅に低く、このことは我々の結果を確認している。発生率は国ごとに入手でき、HLA遺伝子型データは民族別に入手できた。従って、我々は、支配的な民族を有する国についてのみ、観測値のペアを取得できた。支配的な民族からのHLA遺伝子型データ(図10で黒で強調表示)を用いて20か国を特定し、それらについて平均HLAスコアを決定して黒色腫の発生率と比較した。我々は、黒色腫の発生率と平均HLAスコアとの間に有意な相関関係があることを見出した(図11)。相関係数R=0.5005は、一定数の点(n=20;自由度、df=18)で非常に有意である(p<0.001)。黒色腫の発生率が低い国と高い国は、80超の閾値の見かけのHLAスコアによって十分に分離されている。これは、米国において低リスクと高リスクの対象を分離する閾値と一致している(HLAスコア96、図11)。
これらの結果は、対象のHLA遺伝子型が異なる民族集団における黒色腫の発生率に影響を及ぼすことを示唆し、HLAスコアを用いて黒色腫についての免疫遺伝学的リスクを決定し得ることを一貫して示唆している。
実施例14-CLL関連HLAのHLA-スコア。
02:01、C05:01、C07:01は、CLL(慢性リンパ性白血病)に関連するHLA対立遺伝子であり(Gragert et al,2014)、これらのHLAクラスI対立遺伝子のいずれかを有する対象はCLLを発症するリスクが増加していることを意味する。我々は、HLAスコアのトレーニング中に、これらのHLAのいずれかを有するトレーニング集団における対象は、これらのHLAを有さない対象よりも、分析した48のTSAについてのHLATが大幅に少ないことを認めた。表19に、最も頻度の高い9のHLA対立遺伝子の場合の48のTSAについての平均HLAT数を示す。
しかし、これらの僅かなHLA対立遺伝子は、集団のごく一部にしか見出だせないため、がんとこれらの僅かな対立遺伝子との関連から得られ得る情報は、これらの対立遺伝子のいずれをも有さない対象については使用できない。一方、HLAスコア法は、すべての対象に有益なスコアを割り当てるため、集団全体を分類するために使用できる。従って、HLAスコア法は、個々のHLA対立遺伝子とがんとの関連に関する情報のみを用いる方法よりも優れた分類を提供する。
実施例-15-1の対立遺伝子又は不完全なHLA遺伝子型は、遺伝的リスクを決定するのに適切ではない
エプスタインバーウイルス(EBV)感染は未分化な鼻咽頭がん(UNPC)を誘導し得ることが知られている。Pasini et al.は、同集団からの82人のイタリア人UNPC患者と286人の骨髄ドナーを分析し、ある特定の領域においていくつかのEBVエピトープに結合できる一部の保存された対立遺伝子、A0201、B1801、及びB3501HLAがUNPC対象で過小評価されていることを観察した(Pasini E et al.Int.J.Cancer:125、1358-1364(2009))。しかし、集団内の高頻度対立遺伝子の調査は、個人のHLATプール分析のように、実際の標的HLAの組み合わせを誘導する免疫応答の調査とは完全に異なるアプローチである。後者は、疾患細胞を殺すT細胞レパートリーを生み出す、人の潜在力を示唆しているので、免疫遺伝学的な「進展」又はリスクを説明するメカニズムである。更に、彼らは保護HLA対立遺伝子に対する相加効果を発見した。しかし、彼らは、これらのHLA対立遺伝子が異なるEBV抗原上の同じエピトープ又は異なるエピトープに結合できるか否かを推測しなかった。彼らはまた、UNPCにポジティブに関連するHLA対立遺伝子を発見したが、EBVエピトープに結合するこれらのHLA対立遺伝子の能力の低下を測定できなかった。彼らはEBVからの抗原のみを考慮したため、それらの方法を他のがんに一般化することはできない。最も頻度の高いHLA対立遺伝子でさえ、集団全体の限られた部分しかカバーしていないため、それらだけに基づいて診断デバイスを構築することはできない。例えば、A02:01対立遺伝子のみに基づくデバイスは、0.573のAUC値しか有し得ない(図12)。組み合わされたハプロタイプA02:01/B18:01は更にまれであり、高いOR値にもかかわらず、その単一の「ハプロタイプ」の分析に基づくデバイスのAUC値はたった0.556である。つまり、82人のUNPC患者からなる集団を286人の対象のバックグラウンドから有意に分離することはできず、変換されたZ値は1.65であり、対応するp値(片側検定の場合)は0.06である。
実施例16-OBERTO第I/II相臨床試験の試験設計及び予備的な安全性データ
OBERTO試験は、転移性結腸直腸がんの治療のためのPolyPEPI1018ワクチンとCDxの第I/II相試験(tria)である(NCT03391232)。研究設計を図13に示す。
登録基準
・結腸又は直腸に由来する組織学的に確認された転移性腺がん
・RECIST1.1に準拠した少なくとも1の測定可能な参照病変の存在
・全身化学療法レジメンと1の生物学的療法レジメンによる一次治療中のPR又は安定疾患
・フルオロピリミジン(5-フルオロウラシル又はカペシタビン)と、誘導時に用いたのと同じ生物学的薬剤(ベバシズマブ、セツキシマブ、又はパニツムマブ)による維持療法(治験薬による治療の初日の前に開始する予定)。
・最後のCTスキャンは治療初日の3週間以内
対象の撤退及び中断。

・最初の研究期間(12W)中に、患者が疾患の進行を経験し、二次治療を開始する必要がある場合、患者は研究から撤退する。
・試験の第2部(2回目の投与後)中に、患者が疾患の進行を経験し、二次治療を開始する必要がある場合、患者は試験を継続し、予定どおりに3回目のワクチン接種を受け、完全なフォローアップを受ける。
・予想通り、ワクチン接種部位での一過性の局所紅斑及び浮腫、並びに軽度の発熱及び倦怠感を伴うインフルエンザ様症候群が観察された。これらの反応はペプチドワクチン接種に関して既に周知であり、発熱及びインフルエンザ様症候群が免疫応答の誘導の結果及び兆候であり得るため、通常は作用機序に関連している(これは小児ワクチン接種に関する典型的なワクチン反応として知られている)。
・ワクチンに「関連の可能性あり」の重篤な有害事象(SAE)が1のみ記録された(表20)。
・ワクチンとは関連性なしの1回の用量制限毒性(DLT)が発生した(失神)。
安全性の結果は表19にまとめられている。
実施例17-ワクチン設計時における発現頻度に基づく標的抗原の選択とmCRCに対する臨床的検証
共有腫瘍抗原により、変異負荷の低いものも含め、すべての腫瘍タイプを正確にターゲティングできる。以前に2,391のCRC生検から収集された集団発現データは、世界中のCRC患者における抗原発現の変動性を表している(図14A)。
PolyPEPI1018は、mCRCで頻繁に発現する7の保存された精巣特異的抗原(TSA)に由来する12の固有のエピトープを含有するように設計されたペプチドワクチンである。我々のモデルにおいては、CRCで頻繁に発現するTSAを選択することにより、標的の同定が正確になり、腫瘍生検の必要性がなくなると想定した。我々は、7のTSAのうち3が各腫瘍で発現する確率が95%超であると算出した(図14B)。
第I相試験においては、我々は、転移性結腸直腸がん(mCRC)の対象(NCT03391232)における維持療法の追加としてのPolyPEPI1018の安全性、忍容性、及び免疫原性を評価した(実施例4も参照)。
免疫原性の測定により、既存の免疫応答が証明され、患者における標的抗原の発現が間接的に確認された。免疫原性を、ワクチン接種前に単離されたPBMCサンプルから濃縮フルオロスポットアッセイ(enriched Fluorospot assay)(ELISPOT)を用いて測定し、PolyPEPI1018による1回の免疫後(following a following)の様々な時点で、ワクチン誘導T細胞応答を確認した(PBMCサンプルを、ワクチン特異的ペプチド(9マー及び30マー)でインビトロ刺激して、ベースラインを超えるワクチン誘導性T細胞応答を決定した)。平均4人で、少なくとも2人の患者が、各標的抗原に対して既存のCD8T細胞応答を示した(図14C)。10人の患者のうち7人は、少なくとも1(平均3)の抗原に対して既存の免疫応答を示した(図14D)。PolyPEPI1018ワクチンによるワクチン接種前のCRC特異的標的TSAに対するCD8+T細胞応答により、分析された患者におけるその標的抗原の発現が確認されるため、これらの結果は適切な標的選択についての証拠を提供する。実際の(発現した)TSAを標的にすることは、効果的な腫瘍ワクチンの前提条件である。
実施例18-PolyPEPI1018ワクチンの前臨床免疫原性及び臨床免疫原性は適切なペプチド選択を証明する
PolyPEPI1018ワクチンには6の30マーペプチドが含有されており、それぞれが7のTSAに由来する2の免疫原性15マー断片(それぞれが9マーPEPIを含み、その結果設計により各30マーに2のPEPIがある)を接合することによって設計されている(図15)。これらの抗原は、2,391の生検の分析ベースで、CRC腫瘍で頻繁に発現する(図14)。
モデル集団(n=433)について、及びCRCコホート(n=37)について計算された前臨床免疫原性の結果は、PEPI試験予測に基づいて98%及び100%の予測免疫原性をもたらし、これは、OBERTO試験(n=10)において、患者の90%で少なくとも1の抗原について測定された免疫応答により、臨床的に証明された。更に興味深いことに、患者の90%は少なくとも2の抗原に対してワクチンペプチド特異的免疫応答を示し、80%は3以上の異なるワクチン抗原に対してCD8+T細胞応答を示し、このことはPolyPEPI1018の設計中の適切な標的抗原の選択の証拠を示している。CD4+T細胞特異的及びCD8+T細胞特異的臨床免疫原性を表21において詳述する。CD4+T細胞及びCD8+T細胞の両方で、エフェクターT細胞及びメモリーエフェクターT細胞の両方で高い免疫応答率が見られ、10人中9人の患者の免疫応答が増強されたか、又はワクチンによってde novoで誘発された。また、CRC反応性の多機能CD8+T細胞及びCD4+T細胞の割合は、ワクチン接種後、患者のPBMC中でそれぞれ2.5倍及び13倍増加している。
実施例19-PolyPEPI1018治療についての臨床反応
実施例4、16、17及び18に更に記載されているOBERTO臨床試験(NCT03391232)を、予備的な客観的腫瘍寛解率(RECIST1.1)について分析した(図16)。維持療法を受けている11人のワクチン接種患者のうち、5人は予備分析(12週間)の時点で安定疾患(SD)を有し、3人は治療(維持療法+ワクチン接種)で観察された予期しない腫瘍寛解(部分寛解、PR)を経験し、3人はRECIST1.1基準に従う進行疾患(PD)を有していた。維持療法(カペシタビン及びベバシズマブ)を受けている患者の69%で、最良の反応としての安定疾患が達成された。患者020004は12週間後に持続的な治療効果があり、患者010004は長期にわたる治療効果があり、治癒手術に適格となった。3回目のワクチン接種後、この患者は、図16のスイマープロットに示されるように、疾患の証拠がなく、従って完全な寛解者であった。
1回のワクチン接種後、ORRは27%、DCRは63%であり、少なくとも2回の投与(3回の投与のうち)を受けた患者では、5人中2人がORR(40%)であり、DCRは80%(SD+5人中4人の患者におけるPR+CR)(表22)に達した。
OBERTO-101臨床試験においてPolyPEPI1018ワクチンを複数回投与された5人の患者のデータに基づくと、予備データは、AGPカウントが多い(>2)とPFSが長くなり、腫瘍サイズが縮小することを示唆している(図14B及びC)。
実施例20-卵巣がん、乳がん、及び結腸直腸がんに対する個別化免疫療法(PIT)の設計及び治療
本実施例は、細胞傷害性T細胞応答を誘導するための、対象の複数のHLAによるエピトープ結合の原理(本開示の一部は該原理に基づく)を裏付けするために、個別化免疫療法ワクチン組成物で治療した4人の転移性がん患者からの概念実証データを提供する。
POC01-PITによる卵巣がんの治療のための組成物(患者-A)
本実施例は、個別化免疫療法組成物であって、本明細書に記載の開示に基づき、患者のHLA遺伝子型に基づいて彼女のために特別に設計された、組成物による卵巣がん患者の治療を説明する。
転移性卵巣腺がん患者(患者-A)のHLAクラスI及びクラスII遺伝子型は、唾液サンプルから決定された。
患者-Aのために個別化された医薬組成物を作製するために、13のペプチドが選択され、それぞれが次の2の基準:(i)査読済みの科学刊行物において報告された、卵巣がんで発現する抗原に由来する;及び(ii)患者-Aの少なくとも3のHLAクラスIに結合することができるT細胞エピトープである断片を含む、を満たした(表23)。更に、各ペプチドは、患者の最多数のHLAクラスIIに結合するように最適化されている。
表4中に示すPEPI試験の検証によると、この免疫療法組成物中の11のPEPI3ペプチドは、は84%の確率で患者-AにT細胞応答を誘導でき、2のPEPI4ペプチド(POC01-P2及びPOC01-P5)は98%の確率でできる。T細胞応答は、卵巣がんで発現する13の抗原を標的とする。患者-Aにおけるこれらのがん抗原の発現は試験されてなかった。代わりに、がん細胞の殺傷が成功する確率は、患者のがん細胞における抗原発現の確率と、PEPI3+試験(AGPカウント)の陽性予測値に基づいて決定された。AGPカウントは、対象におけるワクチンの有効性:PEPIを用いて患者の腫瘍(卵巣腺がん)で発現したワクチン抗原の数、を予測する。AGPカウントは、ワクチンが認識し、患者の腫瘍に対するT細胞応答を誘導する(標的にヒットする)腫瘍抗原の数を示す。AGPカウントは、対象の腫瘍におけるワクチン抗原の発現率と対象のHLA遺伝子型に依存する。正しい値は、0(発現した任意の抗原によってPEPIが提示されない)から抗原の最大数(すべての抗原が発現し、PEPIを提示する)の間である。
患者-Aが13の抗原の1以上を発現する確率を図17中に示す。AGP95(95%の確率のAGP)=5、AGP50(離散確率分布の平均-期待値-)=7.9、mAGP(AGPが少なくとも2である確率)=100%、AP=13。
患者-Aのための医薬組成物は、13のペプチドからの少なくとも2で構成され得る(表23)。なぜなら、ワクチン又は免疫療法組成物中に、個人の少なくとも3のHLAに結合できる少なくとも2のポリペプチド断片(エピトープ)(2PEPI3+)の存在が、臨床反応を予測できると決定されたからである。ペプチドを合成し、医薬的に許容される溶媒中に溶解させ、注射前にアジュバントと混合する。患者が少なくとも2のペプチドワクチンを用いた個別化免疫療法を受けることが望ましいが、がん細胞を殺す可能性を高め、再発の可能性を減らすために、より多くが望ましい。
患者-Aの治療のために、13のペプチドを4x3又は4ペプチド(POC01/1、POC01/2、POC01/3、POC01/4)として処方した。1治療サイクルは、30日以内の、13種類のペプチドすべての投与と定義する。
患者の病歴:
診断:転移性卵巣腺がん
年齢:51歳
家族の既往歴:結腸がん及び卵巣がん(母親)乳がん(祖母)
腫瘍病理学:
2011年:卵巣腺がんの最初の診断;ヴェルトハイム手術と化学療法;リンパ節の除去
2015年:心膜脂肪組織における転移、切除
2016年:肝臓転移
2017年:後腹膜及び腸間膜リンパ節が進行。小量の腹水を伴う初期腹膜がん症
以前の治療:
2012年:パクリタキセル-カルボプラチン(6x)
2014年:カエリックス-カルボプラチン(1x)
2016-2017年(9ヶ月):リンパルザ(オラパリブ)2x400mg/日、経口
2017年:ハイカムチン 注入。5x2,5mg(3x1連/月)
PITワクチン治療を2017年4月21日に開始した。図18。
2017-2018年:患者-Aは追加療法として8サイクルのワクチン接種を受容し、治療開始後17ヶ月(528日)生存した。この期間中、3回目と4回目のワクチン治療後、彼女は最良の反応として部分寛解を経験した。彼女は2018年10月に亡くなった。
インターフェロン(IFN)-γELISPOTバイオアッセイにより、13のペプチドに対する患者-Aの予測T細胞応答を確認した。陽性T細胞応答(>対照の5倍超、又は>対照の3倍超及び>50スポットとして定義)を、患者-Aの最多HLAクラスI対立遺伝子へ結合することができる各ペプチドのPEPIの配列を有する13の20-マーペプチドすべて及び13の9-マーペプチドすべてについて検出した(図19)。
患者の腫瘍MRI所見(ベースライン2016年4月15日)(BL:図20の腫瘍反応評価のベースライン)
疾患は主に肝臓とリンパ節に限局していた。MRIの使用は、肺(lung)(肺(pulmonary))転移の検出を制限する。
2016年5月-2017年1月:オラパリブ治療(FU1:図20におけるフォローアップ1)
2016年12月25日(PITワクチン治療前)(FU2:図20におけるフォローアップ2)で得られた反応の確認により、腫瘍負荷が劇的に減少した。
2017年1月~3月-TOPOプロトコル(トポイソメラーゼ)
2017年4月6日(図20におけるFU3)は、既存の病変の再成長と、疾患の進行につながる新しい病変の出現を証明した。腹水の量が増加した腹膜がん腫症。進行性肝臓腫瘍及びリンパ節
2017年4月21日PIT開始
2017年7月26日(PITの第2サイクル後):(図20におけるFU4)進行/偽進行
リンパ節、肝臓、後腹膜及び胸部の領域における急速な進行、相当量の胸水及び腹水。カルボプラチン、ゲムシタビン、アバスチンを開始する。
2017年9月20日(PITの3サイクル後):(図20におけるFU5)部分寛解
胸膜領域/体液及び腹水における完全寛解
肝臓、後腹膜領域及びリンパ節における寛解
知見は、偽進行を示唆している。
2017年11月28日(PITの4サイクル後):(図20におけるFU6)部分寛解
胸部における完全寛解。肝臓、後腹膜領域及びリンパ節における寛解
2018年4月13日:進行
胸部及び後腹膜領域における完全寛解。肝臓中枢及びリンパ節における進行
2018年6月12日:安定疾患
胸部及び後腹膜領域における完全寛解。肝臓中枢及びリンパ節における僅かな退行
2018年7月:進行
2018年10月:患者-Aが死亡
患者-Aの部分的MRIデータを表24及び図20中に示す。
転移性乳がんの治療のための個別化免疫療法組成物PBRC01の設計、安全性及び免疫原性(患者-B)
転移性乳がん患者-BのHLAクラスI及びクラスII遺伝子型を、唾液サンプルから決定した。患者-B用に個別化医薬組成物を作製するために、それぞれが以下の2の基準:(i)査読済みの科学刊行物において報告されている、乳がんで発現する抗原に由来する;及び(ii)患者-Bの少なくとも3のHLAクラスIに結合することができるT細胞エピトープである断片を含む(表25)、を満たす12のペプチドが選択された。更に、各ペプチドは、患者の最多数のHLAクラスIIに結合するように最適化される。12のペプチドは12の乳がん抗原を標的とする。患者-Bが12の抗原のうちの1以上を発現する確率を図21中に示す。
予測される効力:AGP95=4;PITワクチンが患者-Bの乳がん細胞において発現する4のTSAに対してCTL応答を誘導する可能性は95%。追加の有効性パラメータ:AGP50=6.45、mAGP=100%、AP=12。
患者-Bの治療のために、12のペプチドを4x3ペプチド
(PBR01/1、PBR01/2、PBR01/3、PBR01/4)として処方した。1の治療サイクルは、30日以内の12の異なるペプチドワクチンすべての投与として定義する(図21C)。
患者の病歴:
2013年:診断:乳がんの診断;CTスキャン及び骨スキャンにより転移性疾患は除外。
2014年:両側乳房切除術、術後化学療法
2016年:横隔膜の上下両方にリンパ節転移を伴う広範な転移性疾患。複数の肝臓転移及び肺転移。
治療:
2013~2014年:アドリアマイシン-シクロホスファミド及びパクリタキセル
2017年:レトロゾール、パルボシクリブ及びゴセレリン(Gosorelin)並びにPITワクチン
2018年:状態が悪化し、患者は1月に死亡した
2017年4月7日にPITワクチン治療を開始した。患者-Bの治療スケジュール及び疾患の主な特徴を表26中に示す。
95%の信頼度で、8~12のワクチンペプチドが患者-BにおいてT細胞応答を誘導すると予測した。ペプチド特異的T細胞応答を、インターフェロン(IFN)-γELISPOTバイオアッセイを用いて、利用可能なすべてのPBMCサンプルで測定した(図22)。結果により予測が確認された:9のペプチドが陽性反応し、T細胞がFISP1、BORIS、MAGE-A11、HOM-TES-85、NY-BR-1、MAGE-A9、SCP1、MAGE-A1及びMAGE-C2抗原を発現する患者-Bの腫瘍細胞を認識できることを示している。一部の腫瘍(例、MAGE-A1)特異的T細胞は、1回目のワクチン接種後に存在し、追加の治療で追加免疫され、他(例、MAGE-A9等)は追加免疫後に誘導された。かかる広範な腫瘍特異的T細胞応答は、後期がん患者において顕著である。
患者-Bの病歴及び結果
2017年3月7日:以前のPITワクチン治療
総胆管の起源の真に外因性の圧迫及び肝内胆管全体の大規模な拡張を伴う肝多転移性疾患。セリアック病、肝門及び後腹膜リンパ節腫脹
2017年3月:治療開始-レトロゾール、パルボシクリブ、ゴセレリン及びPITワクチン
2017年5月:薬物の中断
2017年5月26日:1サイクルPIT後
肝臓、肺リンパ節及びその他の転移の腫瘍代謝活性(PET CT)の83%の減少。
2017年6月:正規化された好中球の値が、患者が同意したパルボシクリブの中断を示す
腫瘍マーカーのリバウンドが4ヶ月遅延した
2017年3月~5月:CEA及びCAは、彼女の抗がん治療の結果と整合して上昇したままであった(Ban,Future Oncol 2018)
2017年6月~9月:CEA及びCAは、免疫療法への反応の遅延とともに一貫して減少した
生活の質
2017年2月~3月:不良、黄疸ありで入院
2017年4月~10月:良好
2017年11月:状態悪化(腫瘍エスケープ?)
2018年1月:患者-B死亡。
免疫原性の結果を図22中にまとめる。
患者の臨床結果測定:PITワクチン治療開始の1ヶ月前に、PET CTにより、横隔膜の上下両方にリンパ節転移を伴う広範なDFG高集積疾患を記録した(表26)。彼女は進行性の多発性肝臓転移、多発性骨転移及び肺転移及び後腹膜リンパ節腫脹を有していた。彼女の肝臓内酵素は、ビリルビン及び黄疸の増加を伴う肝臓転移によって引き起こされた損傷と整合して上昇した。彼女は、レトロゾール、パルボシクリブ及びゴセレリンを抗がん治療として受諾した。PITワクチン接種の開始から2ヶ月後、患者は非常に気分が良くなり、生活の質は正常化した。実際、彼女のPET CTは、肝臓、肺、骨及びリンパ節の転移において有意な形態代謝的退行を示した。横隔膜上段階では代謝性リンパ節腫脹は確認できなかった。
パルブロシクリブと個別化ワクチンの組み合わせは、ワクチンの投与後に観察された顕著な初期反応の原因である可能性が高かった。パルボシクリブは、HLAによるTSA提示を増加させ、Tregの増殖を減少させることにより、免疫療法の活性を向上することが示されている(Goel et al.Nature.2017:471-475)。患者-Bの治療結果は、PITワクチンを最先端の治療方法の追加として用いて最大の効果を得られ得ることを示唆している。
患者-Bの腫瘍バイオマーカーを追跡して、最先端の治療方法の効果をPITワクチンの効果から解明した。腫瘍マーカーは、治療の最初の2~3ヶ月間は変化せず、その後急激に低下し、免疫療法に典型的な遅延効果を示唆した(表26)。また、腫瘍バイオマーカーが低下した時点で、患者は既に自発的に治療を中断しており、好中球数の増加によって確認されていた。
5回目のPIT治療後、患者は症状を経験した。腫瘍マーカー及び肝臓酵素のレベルが再び増加した。最後のPITワクチン接種の33日後、彼女のPET CTは、検査所見を確認して、肝臓、腹膜、骨格及び左副腎部位において有意な代謝的進行を示した。遠隔転移における別々の再発は、おそらく、PIT誘導T細胞による腫瘍の認識を損なう、両方のHLAの発現のダウンレギュレーションによって引き起こされる、潜在的な免疫抵抗性に起因し得る。しかし、PET CTは、すべての腋窩及び縦隔腋窩横隔膜上標的の代謝的活性の完全な退行を検出していた(表26)。これらの局所的な腫瘍反応は、抗がん剤治療の中断後に、これらの腫瘍部位が再発しない可能性が低いため、免疫療法に対する、既知の、遅延した持続的な反応とみなされ得る。
転移性乳がんの患者(患者-C)の治療のための個別化免疫療法組成物
患者-A及び患者-Bについて説明したものと同様の設計のPITワクチンを、転移性乳がんの患者(患者-C)の治療のために調製した。PITワクチンには12のPEPIが含有されていた。PITワクチンは、AGP=4の予測される効力を有する。患者の治療スケジュールは、図23中に示す。
腫瘍病理学
2011年 原発性腫瘍:HER2-、ER+、センチネルリンパ節陰性
2017年 複数の骨転移:ER+、サイトケラチン7+、サイトケラチン20-、CA125-、TTF1-、CDX2-
治療
2011年 広範囲局所切除、センチネルリンパ節陰性;放射線療法
2017年-抗がん療法(Tx):レトロゾール(2.5mg/日)、デノスマブ;
放射線(Rx):骨1本
標準治療への追加としてのPITワクチン(3サイクル)
バイオアッセイにより、患者の最多HLAクラスI対立遺伝子に結合することができる各ペプチドのPEPIの配列を有する、PITワクチンの12の20-マーペプチドのうち11及び12の9-マーペプチドのうち11に対して陽性のT細胞応答(>対照の5倍超、又は>対照の3倍超及び>50スポットとして定義)が確認された(図24)。最後のワクチン接種の14ヶ月後に、長期にわたるメモリーT細胞応答を検出した(図24C~D)。
治療結果
患者-Cの治療の臨床結果を表27中に示す。患者-Cは部分寛解及び骨転移の治癒の兆候がある。
免疫応答を図24に示す。予測される免疫原性、PEPI=12(CI95%[8,12]
検出された免疫原性:3回のPITワクチン接種後の11(20-マー)及び11(9-マー)の抗原特異的T細胞応答(図24A、B)。最後のワクチン接種の4.5、11又は14ヶ月後、依然としてPITワクチン特異的免疫応答を検出することができた(図24C、D)。
転移性結腸直腸がんの患者(患者-D)の治療のための個別化免疫療法組成物
腫瘍病理学
2017年(2月)肝臓転移を伴うmCRC(MSS)、原発性腫瘍の手術(S状結腸中)。pT3 pN2b(8/16)M1。KRAS G12D、TP53-C135Y、KDR-Q472H、MET-T1010I変異。SATB2発現。EGFR wt、PIK3CA-I391M(非ドライバー)。
2017年(6月)肝臓部分切除:KRAS-G12D(35G>A)NRAS wt、
2018年(5月)2回目の切除:SATB2発現、肺転移3→21
治療
2017年 FOLFOX-4(オキサリプラチン、フォリン酸Ca、5-FU)→2回目の治療中にアレルギー反応
デグラモン(5-FU+フォリン酸Ca)
2018年(6月)→FOLFIRIとラムシルマブ、隔週;化学塞栓療法
2018年(10月)標準治療への追加としてのPITワクチン接種(13の患者特異的ペプチド、4回の投与)。
患者の治療スケジュールを図25中に示す。
治療結果
全体的に良好な状態の患者、8ヶ月後、肺における疾患進行がCTにより確認。
PIT誘導T細胞応答及び既存のT細胞応答の両方を、刺激のために9マー及び20マーペプチドを用いて、PBMCからの濃縮されたフルオロスポットによって測定した(図26)。
免疫応答率及び免疫原性の結果のまとめにより、標的抗原の選択について、及びCD4+とCD8+の両方に特異的な、複数ペプチド標的化免疫応答誘導についての適切な設計が証明される。

Claims (6)

  1. ヒト対象ががんを発症するリスクを予測するための方法であって、
    腫瘍関連抗原(TAA)のアミノ酸配列中のT細胞エピトープに結合することができる、対象のHLAトリプレット(HLAT)を定量化し、
    ここでHLATの各HLAは、同じT細胞エピトープに結合することができること、及び、対象ががんを発症するリスクを予測し、
    ここでTAAに関して、TAAのT細胞エピトープに結合することができるHLATの数がより少ないほど、対象ががんを発症するリスクが高いことに対応すること、
    を含む、方法。
  2. がんが、黒色腫、肺がん、腎細胞がん、結腸がん、膀胱がん、神経膠腫及び頭頸部がんから選択される、請求項1に記載の方法。
  3. 対象におけるがんを治療するための医薬の製造において使用するための、1以上のペプチド、又は1以上のペプチドをコードする1以上のポリ核酸若しくはベクターここで、対象が、請求項1又は請求項2に記載の方法を用いて、がんを発症するリスクが高いと予測されており、該1以上のペプチドは、
    (i)TAAの断片である;且つ
    (ii)対象のHLATに結合することができるT細胞エピトープを含む
    アミノ酸配列を含む
  4. 医薬の製造において使用するための、請求項3に記載の1以上のペプチド、又は1以上のペプチドをコードする1以上のポリ核酸若しくはベクター、ここでTAA、表2又は表11に列記されたものから選択される
  5. 医薬の製造において使用するための、請求項3又は請求項4に記載の1以上のペプチド、又は1以上のペプチドをコードする1以上のポリ核酸若しくはベクター、ここで該1以上のペプチドは配列番号1~25から選択されるアミノ酸配列からなる
  6. ヒト対象ががんを発症するリスクを決定するためのシステムであって:
    (a)対象のHLAクラスI遺伝子型及びTAAのアミノ酸配列を含むデータを記憶するように構成された記憶モジュール;
    (b)TAAのアミノ酸配列中のT細胞エピトープに結合することができる、対象のHLATを定量化するように構成された計算モジュールであって、HLATの各HLAは同じT細胞エピトープに結合することができる、モジュール;及び
    (c)対象ががんを発症するリスクの指標及び/又は対象について推奨される治療を表示するように構成された出力モジュール
    を含むシステム。
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