JP7711038B2 - 有効性が増強された治療法のための疾患特異的標的としてのネオエピトープの選択 - Google Patents

有効性が増強された治療法のための疾患特異的標的としてのネオエピトープの選択

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Description

本発明は、疾患特異的標的としての疾患特異的ネオエピトープの適合性を決定するための方法、及び同定された適したネオエピトープのうち1種又は複数を発現する腫瘍組織等の患者の罹患組織に特異的に標的化された免疫療法における斯かる同定された適したネオエピトープの使用に関する。
癌は、全死亡の4例のうち1例を占める死亡率の主原因である。癌の処置は伝統的に、平均の法則に基づいており、これは、最多数の患者に最も良く当てはまる。しかし、癌における分子的不均一性のために、多くの場合、処置した個体のうち25%未満が、承認された治療法から利益を得る。患者に対する各個調整された処置に基づく個別化医療は、創薬における技術革新のための低い有効性及び高いコストに対する潜在的な解決法として考慮される。
個別化癌免疫療法は、世界中で毎年診断される数百万名の癌患者のための標準治療に変革をもたらす潜在力を有する、癌処置における有望なブレイクスルーとして出現しつつある。個別化癌免疫療法の統合的側面は、免疫系が、患者の癌に特有の遺伝的異常(突然変異)を標的とすることを可能にしている。斯かる疾患特異的突然変異は、ネオエピトープをコードすることができ、このネオエピトープは、疾患特異的標的である。個別化免疫療法のための疾患特異的標的として使用することができる、癌ゲノムが被る最も蔓延した遺伝的異常は、非同義一塩基多様性(SNV)である。従って、ゲノムのコード領域における患者のSNVの正確で徹底的な同定は、個別化癌免疫療法を産生するプロセスにおける決定的な工程である。
しかし、本明細書に記載されている通り、疾患特異的突然変異のアイデンティティーを知ることは、全体像の一部でしかない。寧ろ、突然変異の完全な遺伝的プロファイリングは、罹患細胞、例えば、腫瘍細胞における突然変異を含有する遺伝子のコピーの正確な数(野生型及び突然変異したアレルの両方を含む)、腫瘍細胞における突然変異したアレルのコピーの数(本明細書では突然変異の接合状態と称される)、及び腫瘍試料等、罹患細胞の試料における突然変異のサブクロナリティー(subclonality)の程度の知識を要求する。実際に、罹患細胞において発生するコピー数多様性は、大部分の疾患徴候にわたって、罹患細胞における遺伝的多様性の重要な成分である。更に、コピー数多様性の程度、コピー数多様性によって影響される遺伝子のアイデンティティー、及びコピー数多様性の正確な遺伝的構成は、各個体に特有であり、個体間で広く変動し得る。全般的には、Shlien及びMalkin、2009、Genome Med. 1:62頁; Yangら、2013, Cell 153:919～929頁を参照されたい。このような遺伝的特色に関する正確な知識は、標的化された場合に、腫瘍回避に対する免疫となり、従って、全体的腫瘍制御を付与する潜在力を有する突然変異の選択に決定的となり得る。
欧州特許第2 198 292(B1)号 欧州特許第2 002 016(B1)号 欧州特許出願公開第2 835 752(A)号 国際特許出願公開番号WO 2014/014497 WO 2014/138153 WO 97/24447号 PCT/EP2006/009448号 WO96/33739号
Shlien及びMalkin、2009、Genome Med. 1:62頁 Yangら、2013, Cell 153:919～929頁 Tamboreroら、2013、Comprehensive identification of mutational cancer driver genes across 12 tumor types、Scientific Reports 3:2650頁 Younら、2011、Identifying cancer driver genes in tumor genome sequencing studies、Bioinformatics 27(2):175～181頁 Sakoparnigら、2015、Identification of constrained cancer driver genes based on mutation timing、PLoS Comput. Biol. 11(1):e1004027頁 Forbesら、2008、Current protocols in human genetics 10～11頁 Liaoら、2008、Proc. Nat. Acad. Sci. USA 105: 6987～6992頁 Georgiら、2013、PLoS Genetics 9 (5):e1003484頁 Liaoら、2007、Trends Genet. 23:378～381頁 Spradlingら、1999、Genetics 153:135～177頁 Kamathら、2003、Nature 421:231～237頁 Amsterdamら、2004、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101:12792～12797頁 Tzafrirら、2004、Plant Physiol. 135:1206～1220頁 Kimら、2010、Nat. Biotechnol. 28:617～623頁 Wangら、2015、Science 350:1096～1101頁 Zhangら、2009、Nucleic Acids Res. 37:D455～D458頁 Nijman、2011、Synthetic lethality: General principles, utility and detection using genetic screens in human cells、FEBS Lett. 585:1～6頁 Machadoら、2013、Copy Number Variation of Fc Gamma Receptor Genes in HIV-Infected and HIV-Tuberculosis Co-Infected Individuals in Sub-Saharan Africa、PLoS、8(11):e78165頁 Carterら、2012、Absolute quantification of somatic DNA alterations in human cancer、Nature Biotechnology 30:413～421頁 Cibulskisら、2013、Sensitive detection of somatic point mutations in impure and heterogeneous cancer samples, Nature Biotechnology 31:213～219頁 Li及びLi、2014、A general framework for analyzing tumor subclonality using SNP array and DNA sequencing data、Genome Biology 15:473～495頁 「A multilingual glossary of biotechnological terms: (IUPAC Recommendations)」、H. G. W. Leuenberger、B. Nagel、及びH. Kolbl編、(1995) Helvetica Chimica Acta、CH-4010、スイス、Basel Molecular Cloning: A Laboratory Manual、第2版、J. Sambrookら編、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor 1989 Mahviら、Immunology and cell Biology 75:456～460頁、1997 Maloyら、2001、Proc Natl Acad Sci USA 98:3299～303頁 Zhangら、2011: The impact of next-generation sequencing on genomics. J. Genet Genomics 38(3)、95～109頁 Voelkerdingら、2009: Next generation sequencing: From basic research to diagnostics. Clinical chemistry 55、641～658頁 Ronaghiら、1998: A sequencing method based on real-time pyrophosphate. Science 281(5375)、363～365頁 Teer及びMullikin、2010、Human Mol Genet 19(2): R145～51頁 Hodgesら、2007、Nat. Genet. 39: 1522～1527頁 Choiら、2009、Proc. Natl. Acad. Sci USA 106: 19096～19101頁 Hoytら(EMBO J. 25(8)、1720～9頁、2006) Zhangら(J. Biol. Chem.、279(10)、8635～41頁、2004) Abastadoら、1993、J. Immunol. 151(7): 3569～75頁 Schlessingerら、2005、Proteins、61(1): 115～26頁 Allardら、2004、Clinical Cancer Research 10:6897～6904頁 Nagrathら、2007、Nature 450: 1235～1239頁 Soら、1997、Mol. Cells 7:178～186頁 Kriegら、1995、Nature 374:546～549頁 Science 268:1432～1434頁、1995 Remington's Pharmaceutical Sciences、Mack Publishing Co.(A. R Gennaro編、1985) Chinら、2008、Comprehensive genomic characterization defines human glioblastoma genes and core pathways、Nature 455:1061～1068頁 Benitoら、2009、Neuropathology 30 (4):392～400頁 Taylor、2012、Curr Cancer Drug Targets. Mar; 12(3):197～209頁 Georgiら、2013、From mouse to human: evolutionary genomics analysis of human orthologs of essential genes、PLoS Genetics 9 (5):e1003484頁 Liaoら、2007、Mouse duplicate genes are as essential as singletons、Trends Genet. 23:378～381頁
個別化癌免疫療法の有効性を最大化し、処置された患者の大部分に対して持続する腫瘍制御を付与するために、治療法は、何らかの方法で、例えば、突然変異した標的の発現をサイレンシングすることにより、例えば、遺伝子を欠失させることにより、免疫監視を回避する腫瘍の能力を迂回する必要がある。突然変異が発現されなければ、例えば、ゲノムから欠失されれば、免疫療法は、突然変異を標的とすることができないため、この問題に取り組まなければ、免疫療法は、再発のリスクを冒す。腫瘍制御を増強する適したネオエピトープの選択は、どのように実行されるかにかかわらず、ネオエピトープを標的とするあらゆる個別化免疫療法アプローチに利益をもたらすであろう。よって、当該技術分野において、腫瘍制御増強をもたらす疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープを選択する方法の必要がある。
本発明は、罹患組織が免疫監視を容易に回避することができない、癌の場合は腫瘍制御増強をもたらすであろう、疾患特異的標的としての、遺伝子における疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープの適合性を決定するための方法を提供することにより、当該技術水準の欠乏を克服する方法を提供する。適したネオエピトープが同定されたら、斯かる適したエピトープを疾患特異的標的として使用して、疾患を有する患者における特異的免疫応答を誘導することができる。例えば、疾患は、癌及び潜在的に原発腫瘍であり得、適したネオエピトープを発現する腫瘍転移は、より有効な処置のために標的化され得る。
本発明は、遺伝子におけるアレル(突然変異したアレル)における疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープの、疾患特異的標的としての適合性を決定するための方法であって、罹患細胞又は罹患細胞集団における、ネオエピトープをコードする突然変異したアレルのコピー数を決定する工程を含む方法に関する。本明細書中で使用する場合、例えば、突然変異したアレルのコピー数が4である場合、突然変異したアレルが、4の接合状態を有するように、コピー数は、接合状態と称することもできる。本明細書中で使用する場合、アレルは、特異的ヌクレオチドアイデンティティーを有するゲノム中の部位であり、このアイデンティティーは、ゲノムの母方及び父方コピーの両方で同じであり得る(ホモ接合型遺伝子型)、又はアイデンティティーは、ゲノムの母方及び父方コピーで異なり得る(ヘテロ接合型遺伝子型)。突然変異したアレルは、疾患特異的突然変異により、対応する正常ゲノム、例えば、同じ個体の非罹患細胞、好ましくは、罹患細胞と同じ組織型の非罹患細胞由来のゲノム(マッチしたゲノム)における該部位とは異なるアイデンティティーを有するアレルである。罹患組織が、例えば、ネオエピトープに対するワクチン接種又はネオエピトープを標的化(これに結合)することができる免疫細胞の投与によって、ネオエピトープに対して生成される応答、好ましくは、免疫学的応答を回避することができる可能性が低くなるように、疾患特異的標的として適したネオエピトープ(適したネオエピトープ)は、本明細書中で使用する場合、免疫系によって標的化される場合に、その発現が罹患組織によって下方調節又はサイレンシングされる(例えば、欠失により)可能性が低いネオエピトープである。ある実施形態では、突然変異したアレルのコピー数は、突然変異したアレルを含む遺伝子のコピー数と同じであり得、従って、本発明は、また、遺伝子における疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープの、疾患特異的標的としての適合性を決定するための方法であって、罹患細胞又は罹患細胞集団における、疾患特異的突然変異を有する遺伝子のコピー数を決定する工程を含む方法に関する。
一実施形態では、疾患特異的突然変異を有する突然変異したアレル又は遺伝子のコピー数が高いほど、ネオエピトープの疾患特異的標的としての適合性が高くなるように、疾患特異的突然変異を有する突然変異したアレル又は遺伝子の高コピー数は、ネオエピトープの疾患特異的標的としての適合性を示す。一実施形態では、罹患細胞における疾患特異的突然変異を有する突然変異したアレル又は遺伝子のコピー数が、2を超える場合、これは、ネオエピトープの疾患特異的標的としての適合性を示す。一実施形態では、疾患特異的突然変異を有する遺伝子のコピー数が、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90を超える、又は100を超える場合、これは、ネオエピトープの疾患特異的標的としての適合性を示す。
少なくとも1コピーが突然変異したアレルを有する遺伝子の全コピーが、突然変異を有する訳ではない場合、遺伝子の多くのコピーが、突然変異したアレルを有することが好ましい、即ち、遺伝子のより低いのではなくより高い割合のコピーが、突然変異したアレルを有する(より低いのではなくより高い接合率(fractional zygosity))ことが好ましい。よって、ある特定の実施形態では、突然変異したアレルが、その少なくとも1コピーが突然変異したアレルを有する遺伝子のコピーに高割合で見出され(接合率)、接合率は、突然変異したアレルがマッピングされるヌクレオチド部位のコピーの総数に対する、特に、参照ゲノム又は対応する野生型ゲノム又はマッチしたゲノム、即ち、同じ個体由来の野生型ゲノムに対する、突然変異したアレルのコピー数(突然変異したアレルの接合状態)の比である。突然変異したアレルのコピーの接合率が高くなるほど、ネオエピトープの疾患特異的標的としての適合性が高くなる。好ましくは、接合率は、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.95を超えることができ、最も好ましくは、接合率は1である、即ち、罹患細胞における遺伝子の全コピーが、突然変異したアレルを有する。接合率が1である場合、罹患細胞が、対応する野生型エピトープの発現に復帰できないように、遺伝子の野生型コピーは存在しない。本明細書中で使用する場合、1の割合は、突然変異したアレル/遺伝子の遺伝的配置、例えば、コピー数、接合状態が同じであるという仮説が、データによって反証できない、即ち、統計学的に整合した場合である。
腫瘍等の罹患組織は、遺伝的構成及び遺伝子発現が不均一であり得ることが知られており、従って、罹患組織における罹患細胞の全てが、同じコピー数の遺伝子及び/又はその少なくとも1コピーが突然変異したアレルを有する遺伝子(遺伝子の総コピー数)及び/又は突然変異したアレルを有する遺伝子のコピーを有する訳ではなく、これは、疾患特異的突然変異それ自体の場合は更にそうである可能性がある。従って、例えば突然変異したアレルのコピー数、及び/又は接合率、及び/又は突然変異したアレルがマッピングされるヌクレオチド部位のコピーの総数が、罹患組織における低割合の罹患細胞ではなく高割合の罹患細胞において同じ又は同様であることが判明するなら、それは好ましいことである(低いのではなく高いクローナル割合)。例えば突然変異したアレルの同じ又は同様のコピー数、及び/又は接合率、及び/又は突然変異したアレルがマッピングされるヌクレオチド部位のコピーの総数を有する罹患細胞の割合が高いほど、ネオエピトープの疾患特異的標的としての適合性が高くなる。例えば、クローナル割合は、少なくとも0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8又は少なくとも0.9であり得る。好ましい実施形態では、罹患組織における全罹患細胞は、同じ又は同様のコピー数を有する、即ち、クローナル割合は1である、即ち、統計学的に整合している。本明細書中で使用する場合、同じ又は同様のコピー数は、同じコピー数、又はコピー数、例えば、誤差補正あり若しくはなしの、コピー数若しくは絶対的コピー数の30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%以下内のコピー数を包含する。
好ましくは、突然変異のクローナル割合は、突然変異の同じ又は同様の遺伝的配置を有する罹患細胞の割合によって得ることができ、突然変異の遺伝的配置は、突然変異がマッピングされるヌクレオチド部位のコピーの総数、及び突然変異したアレルのコピー数を含む。特徴が、利用できるデータによって統計学的に反証できない程度まで全罹患細胞に存在する場合、特徴は、罹患細胞の集団において固定されていると言われる。好ましくは、1のクローナル割合は、突然変異の遺伝的配置が、罹患細胞の集団において固定されていることを意味する。好ましくは、突然変異が、罹患細胞の集団において固定されており、突然変異をコードする部位に影響するCNVが、罹患細胞の集団において固定されている場合、突然変異の遺伝的配置は、罹患細胞の集団において固定されている。好ましくは、突然変異がマッピングされるヌクレオチド部位のコピーの総数が2であり、罹患(腫瘍)ゲノムの平衡領域に存在する突然変異が、罹患細胞の集団において固定されていると決定される場合、突然変異の遺伝的配置は固定されている。
疾患特異的突然変異が見出される遺伝子は、潜在的に、ゲノム中のいかなる遺伝子に存在することもできる。適したネオエピトープをもたらす突然変異が見出される遺伝子の好ましい型は、その発現が癌性表現型への細胞の形質転換をもたらす、又はその発現欠如がその癌性表現型を失う癌性細胞をもたらす遺伝子である、即ち、その発現が腫瘍進行に寄与する遺伝子である。斯かる遺伝子は、ドライバー遺伝子として公知である。腫瘍の多くの型のためのドライバー遺伝子の例は周知である。例えば、12種の異なる癌型に由来する3,205種の腫瘍に作用する291種の高信頼度癌ドライバー遺伝子のリストが、Tamboreroら、2013、Comprehensive identification of mutational cancer driver genes across 12 tumor types、Scientific Reports 3:2650頁に開示されている。Younら、2011、Identifying cancer driver genes in tumor genome sequencing studies、Bioinformatics 27(2):175～181頁、Sakoparnigら、2015、Identification of constrained cancer driver genes based on mutation timing、PLoS Comput. Biol. 11(1):e1004027頁及びForbesら、2008、Current protocols in human genetics 10～11頁に開示されている方法を使用して、更に別のドライバー遺伝子が同定された。ドライバー遺伝子における疾患特異的突然変異は、癌性表現型に寄与しても寄与しなくてもよい。好ましくは、罹患細胞に見出されるドライバー遺伝子の全コピーが、疾患特異的突然変異を有する。また、好ましくは、罹患組織における全細胞は、ドライバー遺伝子の全コピーが疾患特異的突然変異を有する罹患細胞である。
遺伝子の別の好ましい型は、必須遺伝子である。ある実施形態では、必須遺伝子は、サイレンシングされる又はその発現が低下されると(例えば、欠失されることにより)、細胞、好ましくは罹患細胞の成長不全又は適応度の低下を少なくとももたらす遺伝子である。斯かる遺伝子は、本明細書において、必須遺伝子と命名されている。一実施形態では、必須遺伝子は、その遺伝子がサイレンシングされず発現低下もされていない細胞と比較して、その遺伝子がサイレンシングされる又はその発現が低下される罹患細胞で少なくとも10%の成長の低下又は適応度低下が見られる遺伝子である。一実施形態では、成長の低下又は適応度の低下は、少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、75%、80%、90%又は少なくとも95%であり、最も好ましくは、必須遺伝子のサイレンシング又は発現低下は、罹患細胞の致死をもたらす。好ましくは、罹患細胞に見出される必須遺伝子の全コピーは、疾患特異的突然変異を有する。
必須遺伝子は、当該技術分野で周知であり、例えば、ヒトにおける(例えば、ヒト細胞株における又は他の生物から推量される)必須遺伝子のリストは、Liaoら、2008、Proc. Nat. Acad. Sci. USA 105: 6987～6992頁及びGeorgiら、2013、PLoS Genetics 9 (5):e1003484頁に開示されており、それと共に、マウス(Liaoら、2007、Trends Genet. 23:378～381頁)、ショウジョウバエ(fruit fly)(Spradlingら、1999、Genetics 153:135～177頁)、線虫(C. elegans)(Kamathら、2003、Nature 421:231～237頁)、ゼブラフィッシュ(Amsterdamら、2004、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101:12792～12797頁)、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)(Tzafrirら、2004、Plant Physiol. 135:1206～1220頁)、酵母(Kimら、2010、Nat. Biotechnol. 28:617～623頁)等々、他の真核生物における対応するオルソログも開示されている。ヒト癌細胞株に由来する必須遺伝子のリストは、Wangら、2015、Science 350:1096～1101頁に開示されており、必須遺伝子のリストは、必須遺伝子のデータベース、DEG5.0(Zhangら、2009、Nucleic Acids Res. 37:D455～D458頁)に見出すことができる。
その上、その欠失/サイレンシングが細胞株のコホートの適応度を有意に低下させる必須遺伝子のリストは、複数の健康組織及び/又は癌細胞株から経験的に生成することができ、この細胞株は、ドナー又は患者に由来することができる。遺伝子の欠失/サイレンシングは、CRISPR技術、RNA干渉等々、様々な分子生物学技法を使用して実験的に行うことができ、細胞の生存又は適応度は、推定的必須遺伝子の発現の有無により決定される。必須遺伝子のリストは、細胞若しくは細胞株から実験的に決定することもできる、又は必須遺伝子のリストは、バイオインフォマティクスアプローチによって得ることができる。細胞又は細胞株は、罹患細胞若しくは細胞株(腫瘍細胞又は細胞株)又は非罹患(健康/正常)細胞若しくは細胞株であり得、ドナー又は疾患を有する患者から得ることができる。好ましくは、非罹患細胞又は細胞株は、罹患細胞と同じ組織型に由来し、より好ましくは、同じ患者に由来する。疾患が癌である実施形態では、細胞又は細胞株は、原発腫瘍、又は存在するのであればいずれかの転移から得ることができる。更に、必須遺伝子のリストは、身体内の多種多様な組織において発現される遺伝子の最小セットと本質的に同じであり得る。例えば、必須遺伝子は、多種多様な異なる組織において発現される遺伝子であり、0を超える、好ましくは、0.1、0.5、1、2、3、4、5、10、20、25を超えるRPKM(百万個のマッピングされた読み取りデータ当たりの転写物1キロベース当たりの最小読み取りデータ数(minimum reads per kilobase of transcript per million mapped reads))閾値で発現される。必須遺伝子の斯かるリストは、少なくとも5、6、7、8、9、10、15、20、25種以上の異なる組織から得られる細胞試料のパネルから得られるRNA発現データ(例えば、RNAseq)を解析することにより得ることができる。更に、患者由来の腫瘍細胞株を利用できる場合、全コピーが、ネオエピトープをコードする突然変異を含有する遺伝子を、一度に1個ずつ欠失させ、各修飾細胞株の成長速度を測定することができる。斯かる測定/解析は、当該技術分野で公知のハイスループット方法によって行うことができ、この方法は、罹患又は非罹患細胞の適応度におけるその効果を評価するために、一度に少なくとも1種の遺伝子、好ましくは、一度に多くの遺伝子のスクリーニングを可能にする。斯かる方法は、後述する遺伝子の合成病的又は致死的組合せの検出も可能にする。簡潔に説明すると、遺伝子の欠失の細胞における効果を決定することができるように、各細胞株が1種の遺伝子を欠損する細胞株のライブラリーを使用して、1種又は複数の候補遺伝子の欠失を検査することができる。
本発明は、更に、遺伝子における疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープの、疾患特異的標的としての適合性を決定するための方法であって、罹患細胞又は罹患細胞集団における、遺伝子のコピー数を決定する工程、即ち、その少なくとも1コピーが疾患特異的突然変異を有する遺伝子のコピー数を決定する工程を含む方法に関する。遺伝子が、例えば限局的増幅により、腫瘍細胞等の罹患細胞において高コピー数を有する場合、遺伝子がドライバー遺伝子となり得る確率は非常に高い。よって、遺伝子の高コピー数は、ネオエピトープの疾患特異的標的としての適合性を示し、遺伝子のコピー数が高いほど、ネオエピトープの疾患特異的標的としての適合性が高くなる。例えば、高コピー数は、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90を超える又は100を超えるコピー数であり得る。高コピー数は、対応する非罹患細胞における遺伝子のコピー数よりも少なくとも50%大きいコピー数であってもよい。高コピー数は、少なくとも1コピーが疾患特異的突然変異を有する遺伝子のコピー数が、対応する非罹患細胞における遺伝子のコピー数よりも少なくとも2×、3×、5×、10×、15×、20×、25×、30×、40×、50×、60×、70×、80×、90×又は少なくとも100×大きい場合であってもよい。正常ゲノムにも存在し得るコピー数多様性により、正常ゲノムにおける遺伝子のコピー数は、必ずしも2ではない。更に、限局的増幅が、上皮成長因子受容体遺伝子が頻繁に限局的に増幅される神経膠芽腫における等、ある特定の疾患において、他の疾患よりも頻繁に観察されることが知られており、よって、本実施形態は、これらの疾患における使用に良く適する。
更に、同じ又は同様のコピー数を有する罹患細胞の割合が高いほど、ネオエピトープの疾患特異的標的としての適合性が高くなるように、遺伝子のコピー数が、低割合の罹患細胞ではなく高割合の罹患細胞において同じ又は同様であると判明することが好ましい。好ましい実施形態では、罹患組織における全罹患細胞は、少なくとも1コピーが疾患特異的突然変異を有する遺伝子の同じ又は同様のコピー数を有する、即ち、クローナル割合が1である。本明細書中で使用する場合、同じ又は同様のコピー数は、同じコピー数、又はコピー数、例えば、誤差補正あり若しくはなしの、コピー数若しくは絶対的コピー数の30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%以下内のコピー数を包含する。
更に、少なくとも1コピーが、ネオエピトープをもたらす疾患特異的突然変異を有する、高コピー数を有する遺伝子は、好ましくは、その発現が、癌性表現型への細胞の形質転換をもたらす、若しくはその発現欠如が、その癌性表現型を失う癌性細胞をもたらす、遺伝子、即ち、当該技術分野で公知のドライバー遺伝子等のドライバー遺伝子であり得る、又は必須遺伝子、例えば、サイレンシングされる若しくはその発現が低下されると、罹患細胞の成長不全若しくは適応度の低下を少なくとももたらす遺伝子であり得る。
本発明は、また、遺伝子における疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープの、疾患特異的標的としての適合性を決定するための方法であって、罹患細胞又は罹患細胞集団において、疾患特異的突然変異を有する遺伝子が必須遺伝子であるか決定する工程を含む方法に関する。一実施形態では、必須遺伝子は、サイレンシングされる又はその発現が低下されると(例えば、遺伝子の欠失により)、罹患細胞の成長不全又は適応度の低下を少なくとももたらす遺伝子である。本実施形態では、遺伝子が、必須遺伝子であり、必須遺伝子の全コピーが、疾患特異的突然変異を有する(1の接合率)場合、ネオエピトープの、好ましい疾患特異的標的としての適合性を示す。ある実施形態では、必須遺伝子は、多種多様な異なる組織において発現され、0を超える、好ましくは、0.1、0.5、1、2、3、4、5、10、20、25を超えるRPKM(百万個のマッピングされた読み取りデータ当たりの転写物1キロベース当たりの最小読み取りデータ数)閾値で発現される遺伝子である。好ましくは、必須遺伝子の全コピーは、突然変異を含有する。更に、その全コピーが疾患特異的突然変異を有する必須遺伝子のコピーを含有する罹患細胞の割合が高いほど、ネオエピトープの疾患特異的標的としての適合性が高くなるように、高割合の罹患細胞が、その全コピーが疾患特異的突然変異を有する必須遺伝子のコピーを含有する(低ではなく高クローナル割合)ことが好ましい。より好ましい実施形態では、罹患組織における全罹患細胞は、その全コピーが疾患特異的突然変異を有する必須遺伝子を有する、即ち、クローナル割合は1である。
ある特定の遺伝子は、個々にサイレンシングされると、又はその発現が個々に低下された場合、罹患細胞の適応度又は成長能力に、あるとしてもごく僅かな効果しかない場合があることが知られている。しかし、斯かる遺伝子のうち2種が、両者共にサイレンシングされると、又はそれぞれの発現が低下された場合、致死に至る、はるかにより強い成長減損をもたらし得ることが観察された。斯かる遺伝的組合せは、合成致死的又は合成病的/減損と称される。合成致死的及び合成病的遺伝子、並びに斯かる遺伝子を同定するための方法に関する考察については、Nijman、2011、Synthetic lethality: General principles, utility and detection using genetic screens in human cells、FEBS Lett. 585:1～6頁を参照されたい。両方の遺伝子が、細胞の生存に要求されるため、細胞が、両方の遺伝子をサイレンシングする又は発現低下させる可能性は低い。よって、疾患特異的標的としてのネオエピトープの適した組合せは、少なくとも2種の遺伝子における疾患特異的突然変異に起因し得、これらの遺伝子は共に、合成的に致死的又は合成的に病的である。これを考慮すると、本発明は、更に、少なくとも2種の遺伝子における疾患特異的突然変異に起因する少なくとも2種のネオエピトープの組合せの、疾患特異的標的の組合せとしての適合性を決定するための方法であって、疾患特異的突然変異をそれぞれ有する少なくとも2種の遺伝子の組合せが、合成致死的又は合成病的遺伝子であるか決定する工程を含む方法に関する。少なくとも2種の遺伝子の組合せが、合成致死的又は合成病的表現型をもたらす場合、これは、その結果得られるネオエピトープが、疾患特異的標的の適した組合せであることを示す。好ましい実施形態では、合成病的は、個々に各遺伝子の欠失/発現低下の相加的効果から期待されるであろう、細胞成長/適応度における少なくともより優れた効果をもたらす。ネオエピトープの数が多いほど、合成病的又は致死的となり得る組合せの数は大きくなるため、多数の適したネオエピトープが存在する場合、このアプローチが好ましい。例えば、10種の突然変異は、45通りの可能な組合せに対応し、100種の突然変異は、4950通りの組合せに対応し、1000種の突然変異は、約500,000通りの組合せに対応する。ある特定の実施形態では、少なくとも2種の遺伝子は、それぞれ、より低いのではなくより高い接合率、好ましくは、1の接合率を有する、及び/又はそれぞれ、より低いのではなくより高いクローナル割合、好ましくは、1のクローナル割合を有し、これらは両者共に、罹患細胞及び罹患組織の罹患細胞におけるものである。本明細書中で使用する場合、適したネオエピトープの組合せにおいて見出される各ネオエピトープはそれぞれ、本発明の目的に適したネオエピトープであると考慮される。
本明細書に参照される通り、罹患又は非罹患細胞のいずれかにおける遺伝子のコピー数は、相対的コピー数であり得るが、好ましくは、絶対的コピー数であり、より好ましくは、倍数性、例えば、罹患細胞のゲノムの倍数性、即ち、ゲノムのコピー数に対して正規化された絶対的コピー数である。更により好ましくは、相対的、絶対的及び正規化されたコピー数は、誤差補正される。
例えば、突然変異したアレル又は遺伝子の絶対的コピー数又はその接合状態を推定する場合、推定は不正確になる場合があり、誤差供給源を考慮に入れるように絶対的コピー数を補正することを希望する。ゲノム及びエクソームから配列情報を得るために次世代シーケンシングが使用される実施形態では、誤差供給源は、以下を含むことができる:腫瘍試料等の罹患組織の試料の推定純度におけるバイアス、純度及び/又は絶対的コピー数を導き出すために要求される推定パラメータにおけるバイアス、シーケンシングされている試料の有限被覆度による確率論的誤差、低い純度、低いクローナル割合による限定的な検出能力等々。
絶対的コピー数が、その開示全体を参照により本明細書に組み込む、本明細書と同日付けで出願された表題「Tumor Modeling Based on Primary Balanced Heterozygous Segments」の国際PCT特許出願に開示されているもの等、ヘテロ接合型SNPを含有する平衡ヘテロ接合型セグメントを使用して決定される、ある実施形態では、セグメントの絶対的コピー数における誤差は、突然変異したアレルの絶対的コピー数、例えば、ネオエピトープをコードするSNV、突然変異したアレルの接合状態、クローナル割合等々、他の推定パラメータへと伝わり得る。斯かる下流推定パラメータは、本明細書に記載されている患者のための疾患特異的標的としてのネオエピトープの適合性を決定するための臨床意義を有するため、絶対的コピー数における誤差を補正して、絶対的コピー数の最も正確な値を得ることが望ましい。更に、ネオエピトープをコードする突然変異は、本明細書に記されている判断基準を使用して、患者に与えられるワクチンに含まれるためのその適合性に関して優先順位付けされ得るため、また、特に、突然変異を含有する遺伝子が必須遺伝子である場合、1の割合接合状態は、1より小さい割合接合状態よりも定性的に優れているため、絶対的コピー数及びそれから導き出される任意のパラメータの最も正確な推定値を有することが有益である。
好ましい実施形態では、突然変異したアレル、例えばSNVの絶対的コピー数及び/又はSNVの接合状態は、誤差補正することができる。ある実施形態では、SNVの絶対的コピー数が先ず誤差補正され、次いでSNVの接合状態が、SNVの誤差補正された絶対的コピー数を反映するように補正される。SNVの絶対的コピー数及び/又はSNVの接合状態が誤差補正されたら、クローナル割合の推定値を、クローナル割合が、1の値と統計学的に整合しているかに関する決定を含め、誤差補正された絶対的コピー数を反映するように補正することもできる。
SNVの絶対的コピー数は、好ましくは、SNVがマッピングされるセグメントの絶対的コピー数によって得られる。罹患、例えば、腫瘍ゲノムにおける全セグメントの絶対的コピー数は、誤差補正することができ、これはSNVの絶対的コピー数を含む。ゲノムにおける全セグメントの絶対的コピー数が誤差補正されたら、罹患、例えば、腫瘍ゲノムにおけるセグメントの誤差補正された絶対的コピー数に基づき、誤差補正された倍数性を計算することができる。
具体的な実施形態では、新たな絶対的コピー数が、本来の絶対的コピー数とは異なるように、SNVの絶対的コピー数が誤差補正される場合、これは、SNVの推定絶対的コピー数が信頼できない徴候として解釈することができる。
セグメントの絶対的コピー数の誤差補正の一例は、セグメントが平衡領域にある場合、偶数絶対的コピー数に対するセグメントの奇数絶対的コピー数の補正を含む、パリティ(parity)誤差補正である。平衡領域は、罹患、例えば、腫瘍ゲノムの領域であり、この領域内の母方及び父方アレルは、同等(平衡)増幅を起こした、又は母方及び父方アレルの両方は、いかなる増幅も全く起こさなかった。
最も近いより高い偶数絶対的コピー数又は最も近いより低い偶数絶対的コピー数に対するセグメントの奇数絶対的コピー数を誤差補正することの決定は、セグメントにマッピングされる疾患読み取りデータ及び正常読み取りデータ、並びにセグメントの絶対的コピー数を定義する予測境界に対する比較に依存することができる。正常読み取りデータが、シーケンシングされた正常試料に関係する読み取りデータである場合、疾患読み取りデータは、シーケンシングされた罹患試料に関係する読み取りデータである。特に、疾患が癌である場合、腫瘍読み取りデータは、シーケンシングされた腫瘍試料に関係する読み取りデータである。
例えば、第1の種類のパリティ誤差補正において、CNmutが、突然変異がマッピングされるセグメントの罹患ゲノムにおける絶対的コピー数である場合、CNmutの値を有すると予測されるセグメントの絶対的コピー数は、r>ρthであればCNmut+1へと補正することができ、r<ρthであればCNmut-1へと補正することができ、rは、正常に対する疾患セグメント読み取りデータカウント比(セグメントにマッピングされる正常読み取りデータの数に対する、セグメントにマッピングされる疾患、例えば、腫瘍読み取りデータ数の比)であり、ρthは、予測決定境界であり、その値は、疾患組織試料、例えば、腫瘍試料の純度にも依存する。
セグメントのアレル特異的コピー数は、セグメントの母方アレル又は父方アレルのいずれかの罹患ゲノムにおけるコピーの数である。セグメントが、ヘテロ接合型SNP(ヘテロ接合型セグメント)を含有する場合、ヘテロ接合型SNPを使用して、セグメントのアレル特異的コピー数を決定することができる。ヘテロ接合型セグメントは、好ましいノードに割り当てることができ、ノードは、ヘテロ接合型セグメントの絶対的コピー数及びヘテロ接合型セグメントのアレル特異的コピー数の特有の組合せであると定義することができる。偶数ノードは、セグメントの絶対的コピー数が偶数であるノードのサブセットである。ヘテロ接合型セグメントが、1個を超えるヘテロ接合型SNPを含有する場合、各ヘテロ接合型SNPのアレル頻度が、罹患ゲノムにおいてより多い又は少ない数のコピーを有するアレルのいずれかについて整合した形で計算される限り、2個以上のヘテロ接合型SNPの群が、群の単一メンバーによって表されてよい、又は群の全メンバーのアレル頻度が平均されてよい、又は中央値が採用されてよい。
ヘテロ接合型セグメントの第1の種類のパリティ誤差補正は、例えば、セグメントにマッピングされる測定される疾患(例えば、腫瘍)読み取りデータ及び正常読み取りデータを考慮する最大尤度フレームワークに基づき、ヘテロ接合型セグメントに対応する可能性が最もある偶数ノードを見出すことを伴い得る。
第2の種類のパリティ誤差補正において、パリティ誤差補正を要求しない最近接上流及び下流セグメントは、好ましくは、SNVを含有するセグメントの10Mb、5Mb、1Mb以内に同定される。最近接上流及び下流セグメントの両方の絶対的コピー数が同一である場合、SNVを含有するセグメントの絶対的コピー数は、最近接セグメントの絶対的コピー数に変化される。一般に、第2の種類のパリティ誤差補正は、適した隣接セグメントが同定できないせいで実行できない場合を除いて、第1の種類のパリティ誤差補正に好まれ、この場合、第1の種類のパリティ誤差補正を提供することができる。
パリティ誤差補正の代わりに又はこれに加えて、セグメントの絶対的コピー数の誤差補正の他の形態を導入することもできる。例えば、罹患ゲノムにおける突然変異を含有する遺伝子の直近におけるセグメントの絶対的コピー数を考慮する方法であって、好ましくは、絶対的コピー数の変化が、3、2以下、好ましくは1である場合、また、好ましくは、隣接セグメントの大部分(50%、60%、70%、80%、90%、100%)が、モードと同等の絶対的コピー数を有する場合、SNVを含有するセグメントの絶対的コピー数が、隣接セグメントの絶対的コピー数のモードに変化される方法が挙げられる。
絶対的コピー数のための異なる誤差補正スキームを組み合わせることができる。好ましい実施形態では、第1のパリティ誤差補正は、誤差補正の第1の層として適用され、その上に、追加的な誤差補正方法を適用することができる。
本明細書中で使用する場合、セグメントは、所定のゲノム領域、例えば、参照ゲノムに基づく所定のものであり得る。セグメントは、例えば、読み取りデータが整列される参照ゲノムにおいて定義される遺伝子にまたがることができる。セグメントは、遺伝子の断片、エクソン、エクソンのユニオン又は所与の遺伝子に関連するエクソンのユニオンであってもよい。セグメントは、参照ゲノムにおける所定の領域の別のセット(イントロンあり又はなし)、又は正常ゲノムに基づく参照ゲノムにおける所定の領域の別のセットであってもよい。具体的な実施形態では、セグメントは、罹患、例えば、腫瘍ゲノムにおける所与の一定コピー数及び/又は所与のアレル特異的コピー数を有する参照ゲノムの領域、或いは、罹患、例えば、腫瘍ゲノムにおける所与の一定コピー数及び/又はアレル特異的コピー数を有する遺伝子の断片であり得る。セグメントは、イントロンを含む又は除外するものと定義することができる。
所与のゲノム(例えば、正常ゲノム又は腫瘍ゲノム)におけるセグメントの多数のコピーは、突然変異、挿入、欠失及び/又は他の癌関係の遺伝的バリアント等が挙げられるがこれらに限定されない、SNP及び/又はSNV及び/又は他の癌関連の変化に起因する多様性を無視して、総計でセグメントのヌクレオチド配列がゲノムに発生する頻度として定義することができる。好ましくは、所与のゲノムにおけるセグメントの異なるコピーは、同じ長さ又はほぼ同じ長さを有する。
ゲノムにおけるセグメントのコピーの数は、ゲノムを含有する細胞におけるセグメントの物理的コピーの数を意味することができる。正常ゲノムにおけるセグメントの絶対的コピー数は、健康細胞における所与のセグメントの物理的コピーの数として定義することができる。罹患、例えば、腫瘍ゲノムにおけるセグメントの絶対的コピー数は、罹患、例えば、腫瘍細胞における所与のセグメントの物理的コピーの数として定義することができる。ゲノムにおけるセグメントのコピーの数は、前記ゲノムにおけるセグメントの絶対的コピー数と称することができる。コピー数は、絶対的コピー数を意味することができる。
具体的な実施形態では、セグメントの部分のみが、ゲノムにおいて増幅又は欠失される場合、セグメントの斯かる部分的コピーは、セグメントのコピーとしてカウントされてもよい、又はセグメントのコピーとしてカウントされなくてもよい。好ましい実施形態では、セグメント長さの90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%又は5%未満に及ぶセグメントのコピーが無視されてよい。
参照ゲノムは、読み取りデータのマッピング並びに正常ゲノム及び罹患、例えば、腫瘍ゲノムのための座標系の提供に使用され、座標系は、染色体番号、染色体におけるヌクレオチド位置及び読み取りデータの方向性の提供を含むことができ、染色体における位置は、線で示される。
参照ゲノムは、罹患組織の試料を提供する対象と同じ種由来の1若しくは複数メンバーのゲノムに基づくことができる、又は対象の正常ゲノムに基づくことができる。
腫瘍試料等、罹患組織の試料は、正常ゲノム、特に、試料を採取した同じ患者の正常ゲノムからの混入を含むこともできる、及び/又は腫瘍内不均一性の場合、1種を超える腫瘍ゲノムも含む。純度、腫瘍試料純度、腫瘍純度及び試料純度は全て、同等の用語であると解釈され、好ましくは、腫瘍試料に存在する腫瘍細胞の割合を意味する。正常混入は、好ましくは、腫瘍試料に存在する正常細胞の割合を意味し、1マイナス純度によって得ることができる。
細胞の倍数性に対する正規化は、ゲノム重複事象による遺伝子のコピーの存在に対して制御する。ある実施形態では、絶対的コピー数は、ゲノムの倍数性に対して正規化することができ、この倍数性は、各セグメントの長さによって加重された所与の細胞における所与のゲノムにおける全セグメントの絶対的コピー数の平均である。ある実施形態では、絶対的コピー数は、目的の突然変異した遺伝子(突然変異を含む)を含有する染色体の倍数性に対して正規化することができ、この倍数性は、染色体上の各セグメントの長さによって加重された所与の細胞における所与の染色体上の全セグメントの絶対的コピー数の平均である。ある実施形態では、絶対的コピー数は、目的の突然変異した遺伝子を含有する染色体の隣接領域の倍数性に対して正規化することができ、この倍数性は、領域における各セグメントの長さによって加重された所与の細胞における所与の領域における各セグメントの平均である。隣接領域は、疾患特異的突然変異を有する遺伝子の所定の距離内、例えば、疾患特異的突然変異を有する遺伝子の100メガベース(Mb)、75Mb、50Mb、25Mb、10Mb、5Mb、4Mb、3Mb、2Mb又は1Mb内であり得る。セグメントのコピー数は、実験的及び計算的の両方で、当該技術分野で公知の方法によってルーチンに計算することができる。例えば、欧州特許第2 198 292(B1)号及び欧州特許第2 002 016(B1)号は、それぞれ核酸配列の相対的コピー数及びコピー数頻度を決定するための方法を開示する。更に、欧州特許出願公開第2 835 752(A)号並びに国際特許出願公開番号WO 2014/014497及びWO 2014/138153も、コピー数多様性を決定するための方法を開示する。Machadoら、2013、Copy Number Variation of Fc Gamma Receptor Genes in HIV-Infected and HIV-Tuberculosis Co-Infected Individuals in Sub-Saharan Africa、PLoS、8(11):e78165頁も参照されたい。他の方法は、FACS、FISH又は他の蛍光に基づく方法、スペクトル核型決定(SKY)及びデジタルPCRの使用を含む。セグメントは、遺伝子であってもよい。
疾患特異的突然変異は、好ましくは、罹患細胞の表面に、ネオエピトープの発現をもたらすいずれかの突然変異であり得る。特に、突然変異は、インデル若しくは遺伝子融合事象であり得る、又は一塩基多様性(点突然変異)であり得る。好ましくは、疾患特異的突然変異は、非同義突然変異、好ましくは、腫瘍又は癌細胞において発現されるタンパク質の非同義突然変異である。疾患特異的突然変異を決定するための当該技術分野で公知のいずれかの方法を使用することができ、特に、次世代シーケンシングデータを使用して、対応する非罹患野生型細胞のゲノム/エクソームと比較して、罹患細胞のゲノム/エクソームの間のいずれかの変化を決定する方法が好ましい。例えば、Carterら、2012、Absolute quantification of somatic DNA alterations in human cancer、Nature Biotechnology 30:413～421頁;Cibulskisら、2013、Sensitive detection of somatic point mutations in impure and heterogeneous cancer samples, Nature Biotechnology 31:213～219頁;並びにLi及びLi、2014、A general framework for analyzing tumor subclonality using SNP array and DNA sequencing data、Genome Biology 15:473～495頁は、疾患特異的突然変異を同定するための方法を開示するのみならず、遺伝子コピー数、接合率及び接合状態の割合的サブクロナリティー及び接合率を決定するための方法も開示する。絶対的コピー数等、コピー数を決定するための別の方法は、ゲノムのセグメントの使用に関係し、各セグメントは、少なくとも1個のヘテロ接合型一塩基多型(SNP)を含有し、このセグメントは平衡され(同等数の各バージョンのヘテロ接合型SNP)、共通の数のコピー(一次コピー数)を共有し、これは、好ましくは、ゲノムの全平衡セグメントの最も高頻度で観察される絶対的コピー数であり、これは、本明細書と同日付けで出願された表題「Tumor Modeling Based on Primary Balanced Heterozygous Segments」の国際PCT特許出願に開示されており、その開示全体を参照により本明細書に組み込む。更に、絶対的コピー数の決定に加えて、本願は、突然変異したアレル又は少なくとも1コピーが突然変異したアレルを含む遺伝子の接合状態、接合率及びサブクロナリティーを決定することもできる。更に、その中の方法論は、絶対的コピー数に対する誤差補正も行い、これは、絶対的コピー数及び接合状態の精度並びにサブクロナリティー、倍数性等々、そこに導き出されるパラメータを改善する。
一般に、突然変異したアレルがマッピングされるヌクレオチド部位のコピーの総数は、突然変異の絶対的コピー数を意味することができ、これは、特に、突然変異がSNVである場合、SNVの絶対的コピー数を意味することができる。一般に、突然変異の絶対的コピー数は、好ましくは、突然変異がマッピングされるセグメントの絶対的コピー数によって得ることができる(絶対的コピー数は、罹患、例えば、腫瘍ゲノムにおけるものである)。
一般に、ネオエピトープをコードする突然変異したアレルのコピー数は、突然変異の突然変異したアレルの絶対的コピー数を意味することができ、これは、SNVの代替アレルの絶対的コピー数を意味することができ(SNVの接合状態)、特に、突然変異がSNVである場合、SNVの代替アレルは、突然変異したアレルである。
好ましくは、突然変異がSNVではない場合、突然変異の突然変異したアレルの絶対的コピー数は、SNVに適用される方法と同様の様式で推定することができる。
一般に、遺伝子のコピー数は、セグメントの絶対的コピー数を意味することができ、セグメントは、遺伝子であり得る、又は遺伝子を包含し得る。遺伝子のコピー数は、遺伝子の絶対的コピー数を意味することができる。
好ましくは、疾患は、ウイルスに感染した細胞等、罹患細胞/組織に対する免疫応答が望まれるいずれかの疾患であり得る。好ましくは、疾患は癌である。
本発明の方法は、癌ワクチンにおける適したネオエピトープの包含等、適したネオエピトープに対する免疫応答をもたらすための方法における使用に適した疾患特異的標的としての、本発明の方法によって同定される適したネオエピトープの有用性/妥当性を決定する更に別の工程を含むことができる。よって、更に別の工程は、次のうち1種又は複数を伴うことができる:適したネオエピトープの抗原性及び/又は免疫原性を決定する工程;適したネオエピトープが、罹患細胞の表面において発現されるか評価する工程;MHC提示エピトープとして提示される、適したネオエピトープを含むペプチドの能力;コード核酸からの適したネオエピトープの発現の有効性を決定する工程;想定される適したネオエピトープが、特に、その天然配列の文脈で存在する場合、例えば、天然起源のタンパク質においても同様に前記ネオエピトープに隣接するアミノ酸配列によって隣接される場合、また、抗原提示細胞において発現される場合、所望の特異性を有する患者のT細胞等、T細胞を刺激することができるか決定する工程。
その抗原性/免疫原性、発現される能力、MHC提示エピトープとして提示される能力等を考慮して、ネオエピトープが、標的としての使用に適している/適切であることが決定されたら、同定された適したネオエピトープは、下方調節又は罹患細胞から欠失されないその潜在力に関してランク付け、即ち、優先順位付けすることができ、この潜在力は、罹患組織が、ネオエピトープの標的化を回避し得る可能性が低い。例えば、ある優先順位付けは、「最良の」ネオエピトープから始まり、これは、必須遺伝子によってコードされるネオエピトープであり、必須遺伝子の全コピーは、ネオエピトープをコードする突然変異を有し、その次は、一対の合成病的又は致死的遺伝子であり、各遺伝子の各コピーは、ネオエピトープをコードする突然変異を有し、その次は、非常に高い絶対的コピー数を有する公知ドライバー遺伝子によってコードされるネオエピトープであり、この遺伝子の全コピーは、突然変異を有し、その次は、非常に高い絶対的コピー数及び高い接合状態を有するドライバー遺伝子であることが知られていない遺伝子によってコードされるネオエピトープであり、その次は、高コピー数(接合状態)を有する遺伝子によってコードされるネオエピトープである、等々。
ある実施形態では、1の接合率を有する必須遺伝子によってコードされるネオエピトープが、必須遺伝子によってコードされない他のネオエピトープよりも好ましい。ある実施形態では、1の接合率を有するネオエピトープをコードする2種の必須遺伝子の間では、より高い絶対的コピー数を有する遺伝子によってコードされるネオエピトープが好ましい。ある実施形態では、ネオエピトープをコードする2種の必須遺伝子の間では、欠失されるとより低い適応度をもたらす遺伝子によってコードされるネオエピトープが好ましい。ある実施形態では、全遺伝子が1の接合率を有するネオエピトープをコードする遺伝子の間では、より高い絶対的コピー数を有する遺伝子によってコードされるネオエピトープが好ましい。ある実施形態では、接合率が1未満である場合、高い接合状態を有する遺伝子によってコードされるネオエピトープが、高接合率を有する遺伝子よりも好まれ、接合状態が同じ又は同様である場合、高い絶対的コピー数を有する遺伝子が、高接合率を有する遺伝子よりも好ましい(10コピーの突然変異したアレル/20総コピーのヌクレオチド部位は、より高い接合状態のため3/4よりも優れている;10/100は、10/20よりも優れているが、その理由として、前者がドライバー遺伝子であり得ることが挙げられる;9/100は、10/20よりも優れているが、その理由として、接合状態が同様であるが、前者がドライバー遺伝子であり得ることが挙げられる)。ある実施形態では、疾患特異的突然変異が、癌性表現型への細胞の形質転換の原因となるドライバー遺伝子によってコードされるネオエピトープが、突然変異が、癌性表現型への細胞の形質転換における役割を持たないものよりも好ましい。更に、ネオエピトープが、より低いのではなくより高いクローナル割合を有することが好ましい。
本発明の更なる実施形態は、ワクチン、例えば、個別化癌ワクチン等、医薬の製造のための疾患特異的標的としてのネオエピトープの適合性を決定する方法の使用に関する。ワクチンは、1種若しくは複数の適したネオエピトープ、又は本発明の方法によって同定される適したネオエピトープの組合せに由来することができる。好ましい実施形態では、ワクチンは、1種若しくは複数の適したネオエピトープを含むペプチド若しくはポリペプチド、又は本発明の方法によって同定される適したネオエピトープの組合せ、又は前記ペプチド若しくはポリペプチドをコードする核酸を含む。
特に、患者に投与されると、MHC提示エピトープのコレクションを好ましくはもたらす組換えワクチンを提供することができ、コレクションのうち少なくとも1種が、適したネオエピトープである、又は2種以上、5種以上、10種以上、15種以上、20種以上、25種以上、30種以上、好ましくは最大60種、最大55種、最大50種、最大45種、最大40種、最大35種若しくは最大30種のMHC提示エピトープ等、コレクションのうち少なくとも2種が、本発明の方法によって同定されるネオエピトープの適した組合せである。患者の細胞、特に、抗原提示細胞によるこれらのエピトープの提示は、好ましくは、MHCに結合した場合にエピトープを、よって、MHC提示エピトープが由来する抗原を発現し、腫瘍細胞の表面に同エピトープを提示する患者の腫瘍、好ましくは、原発腫瘍及び腫瘍転移を標的化するT細胞をもたらす。
本発明の方法は、また、適したネオエピトープ、又は適したネオエピトープの組合せにおける1種のネオエピトープに標的化された抗原受容体を発現する組換え免疫細胞の製造において有用である。好ましくは、免疫細胞はT細胞であり、抗原受容体はT細胞受容体である。
本発明は、また、適したネオエピトープ、又は適したネオエピトープの組合せにおける1種のエピトープに標的化された組換え免疫細胞をもたらすための方法であって、疾患特異的標的としてのネオエピトープの適合性を決定するための本発明の方法によって同定される適したネオエピトープ、又は適したエピトープの組合せにおける1種のエピトープに標的化された組換え抗原受容体を免疫細胞にトランスフェクトする工程を含む方法と共に、斯かる方法によって産生された組換え免疫細胞に関する。
本発明は、また、1種又は複数のネオエピトープを発現する細胞集団又は組織を標的化するための方法を提供する。例えば、ネオエピトープのうち1種又は複数に対する抗体を使用して、本明細書に記載されている方法によって同定される1種又は複数のネオエピトープを発現する細胞又は組織を標的化することができる。一実施形態では、本発明は、哺乳類における1種又は複数のネオエピトープを発現する標的細胞集団又は標的組織に対する免疫応答をもたらすための方法であって、(a)1種若しくは複数のネオエピトープに標的化された1種若しくは複数の抗原受容体を発現する1個若しくは複数の免疫細胞を哺乳類に投与する工程;(b)ネオエピトープのうち1種若しくは複数をコードする核酸を投与する工程;又は(c)ネオエピトープのうち1種若しくは複数を含むペプチド若しくはポリペプチドを投与する工程を含み、ネオエピトープが、疾患特異的標的としてのネオエピトープの適合性を決定するための本発明の方法に従って同定される、方法を提供する。一実施形態では、哺乳類における1種又は複数のネオエピトープを発現する標的細胞集団又は標的組織に対する免疫応答をもたらすための方法は、(i)罹患細胞又は罹患細胞集団における、ネオエピトープをコードする遺伝子における突然変異したアレルのコピー数(疾患特異的突然変異)を決定する工程;及び(ii)(a)疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープに標的化された抗原受容体を発現する免疫細胞を投与する工程;(b)疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープをコードする核酸を投与する工程;又は(c)疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープを含むペプチド若しくはポリペプチドを投与する工程を含む。
一実施形態では、哺乳類における1種又は複数のネオエピトープを発現する標的細胞集団又は標的組織に対する免疫応答をもたらすための方法は、(i)罹患細胞又は罹患細胞集団における、遺伝子のコピー数を決定する工程であって、遺伝子の少なくとも1コピーが、ネオエピトープをもたらす疾患特異的突然変異を有する、工程;及び(ii)(a)疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープに標的化された抗原受容体を発現する免疫細胞を投与する工程;(b)疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープをコードする核酸を投与する工程;又は(c)疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープを含むペプチド若しくはポリペプチドを投与する工程を含む。一実施形態では、哺乳類における1種又は複数のネオエピトープを発現する標的細胞集団又は標的組織に対する免疫応答をもたらすための方法は、(i)罹患細胞又は罹患細胞集団において、ネオエピトープをもたらす疾患特異的突然変異を有する遺伝子が必須遺伝子であるか決定する工程;及び(ii)(a)疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープに標的化された抗原受容体を発現する免疫細胞を投与する工程;(b)疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープをコードする核酸を投与する工程;又は(c)疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープを含むペプチド若しくはポリペプチドを投与する工程を含む。好ましくは、必須遺伝子の全コピーは、疾患特異的突然変異を有する、即ち、接合率は1である。
一実施形態では、哺乳類における1種又は複数のネオエピトープを発現する標的細胞集団又は標的組織に対する免疫応答をもたらすための方法は、(i)罹患細胞又は罹患細胞集団において、ネオエピトープをもたらす疾患特異的突然変異をそれぞれ有する少なくとも2種の遺伝子の組合せが、合成致死的又は合成病的遺伝子であるか決定する工程;及び(ii)(a)少なくとも2種の遺伝子の疾患特異的突然変異に起因する1種若しくは複数のネオエピトープに標的化された1種若しくは複数の抗原受容体を発現する1個若しくは複数の免疫細胞を投与する工程;(b)少なくとも2種の遺伝子の疾患特異的突然変異に起因する1種若しくは複数のネオエピトープをコードする核酸を投与する工程;又は(c)少なくとも2種の遺伝子の疾患特異的突然変異に起因する1種若しくは複数のネオエピトープを含むペプチド若しくはポリペプチドを投与する工程を含む。好ましくは、少なくとも2種の遺伝子の疾患特異的突然変異に起因する全ネオエピトープは、投与される免疫細胞によって標的化される、投与される核酸によってコードされる、又は投与されるペプチド若しくはポリペプチド内に含まれる。
更に、疾患、障害又は状態が、処置又は予防されるように、疾患特異的突然変異に起因するネオエピトープの発現に関連する疾患、障害又は状態を有する哺乳類に免疫応答をもたらすことができる。好ましくは、疾患、障害又は状態は、癌である。
好ましくは、免疫細胞はT細胞であり、抗原受容体はT細胞受容体であり、免疫応答はT細胞媒介性免疫応答である。より好ましくは、免疫応答は抗腫瘍免疫応答であり、1種又は複数の適したネオエピトープを発現する標的細胞集団又は標的組織は、腫瘍細胞又は腫瘍組織である。
本発明の他の特長及び利点は、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかであろう。
本発明を以下に詳述するが、方法、プロトコル及び試薬は変動し得るため、本発明は本明細書中に記載の特定の方法、プロトコル及び試薬に限定されないことを理解されたい。また、本明細書中で使用する用語は特定の実施形態を説明する目的のみのものであり、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の範囲を限定することを意図しないことも理解されたい。別段に定義しない限りは、本明細書中で使用する全ての技術用語及び科学用語は、当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
以下に本発明の要素を記載する。これらの要素は具体的な実施形態を用いて記載するが、これらを任意の様式及び任意の数で組み合わせて追加の実施形態を作製し得ることを理解されたい。様々に記載した好ましい実施形態は、本発明を明白に記載した実施形態のみに限定すると解釈されるべきでない。この記載は、明白に記載した実施形態を任意の数の開示した及び/又は好ましい要素と組み合わせる実施形態を支援及び包含すると理解されたい。更に、内容により別段に示される場合以外は、本出願中の全ての記載した要素の任意の順列及び組合せが、本出願の説明によって開示されているとみなされるべきである。例えば、好ましい実施形態では、ネオエピトープが、高接合率ではなく高接合状態を有する場合、また、好ましい一実施形態では、ネオエピトープが、必須遺伝子における突然変異に起因する場合、好ましい実施形態では、適したネオエピトープは、高接合率を有し、必須遺伝子における突然変異に起因し、より好ましい実施形態では、接合率は、1に等しい。
好ましくは、本明細書中で使用する用語は、「A multilingual glossary of biotechnological terms: (IUPAC Recommendations)」、H. G. W. Leuenberger、B. Nagel、及びH. Kolbl編、(1995) Helvetica Chimica Acta、CH-4010、スイス、Baselに記載されている通りに定義する。
別段に指定しない限りは、本発明の実施には当分野の文献(例えばMolecular Cloning: A Laboratory Manual、第2版、J. Sambrookら編、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor 1989を参照)に記載されている生化学、細胞生物学、免疫学、及び組換えDNA技法の慣用方法を用いる。
内容により別段に要する場合以外は、本明細書全体及び続く特許請求の範囲全体にわたって、単語「含む(comprise)」、並びに「含む(comprises)」及び「含むこと(comprising)」等の変形は、記述したメンバー、整数若しくはステップ又はメンバー、整数若しくはステップの群の包含を暗示するが、任意の他のメンバー、整数若しくはステップ又はメンバー、整数若しくはステップの群を排除せず、ただし、一部の実施形態では、そのような他のメンバー、整数若しくはステップ又はメンバー、整数若しくはステップの群を排除し得る、即ち、対象が記述したメンバー、整数若しくはステップ又はメンバー、整数若しくはステップの群の包含からなると理解されたい。用語「a」及び「an」及び「the」並びに本発明の記載との関連で(特に特許請求の範囲との関連で)で使用する同様の言及は、本明細書中に別段に指定しない又は内容により明らかに矛盾しない限りは、単数形及び複数形をどちらもカバーすると解釈されたい。本明細書中の値の範囲の列挙は、範囲内のそれぞれの別々の値を個々に言及する省略方法としての役割を果たすことのみを意図する。本明細書中で別段に指定しない限りは、それぞれの個々の値は、本明細書中で個々に列挙されているかのように、本明細書中に組み込まれている。
本明細書中に記載の全ての方法は、本明細書中で別段に指定しない又は内容により明らかに矛盾しない限りは、任意の適切な順序で行うことができる。例えば、コード遺伝子のコピー数を決定することによる、ネオエピトープが適した疾患特異的標的であるか否かの決定は、遺伝子がドライバー遺伝子若しくは必須遺伝子であることの決定の前、その後若しくはそれと同時に決定することができる、又はネオエピトープが、細胞の表面に発現される、若しくはワクチンにおいて適するように良好な免疫応答を誘導することの決定の前、その後若しくはそれと同時に決定することができる。
本明細書中で提供する任意かつ全ての例、又は例示的な言葉(例えば「等(such as)」)の使用は、本発明をより良好に例示することのみを意図し、他の箇所で特許請求の範囲に記載した本発明の範囲に対する限定を提示しない。本明細書中のいかなる言葉も、本発明の実施に必須である任意の非特許請求要素を示すと解釈されるべきでない。
いくつかの文書が本明細書の本文全体にわたって引用されている。本明細書中で引用した文書のそれぞれ(全ての特許、特許出願、科学的出版物、製造者の仕様書、指示書等が含まれる)は、上記であるか下記であるかにかかわらず、その全体で本明細書中に参考として組み込まれている。本明細書中にいかなるものも、先行発明に基づいて本発明がそのような開示に先行する権利を有さないという承認として解釈されるべきでない。
本発明は、罹患細胞の内部又はその表面のみで発現され、罹患細胞が、標的化ネオエピトープにより免疫監視を回避できる可能性が低くなるように、罹患細胞によってサイレンシングされる可能性が低い遺伝子から発現される特徴を有するネオエピトープ(「適したネオエピトープ」)を標的化することによる、特定の癌における免疫療法及び放射線療法を含む疾患の治療法を想定する。免疫療法は、能動及び/又は受動免疫療法の方法によってもたらされ得る。例えば、一実施形態では、ネオエピトープを特異的に標的化し、ネオエピトープを発現する細胞を死滅させることができる毒性薬剤にコンジュゲートされる抗体又は他の分子を本発明に従って使用して、該細胞を標的化及び死滅させることができる。
本発明は、特に、免疫療法における疾患特異的標的としての斯かる適したネオエピトープの同定を対象にする。適したネオエピトープが同定されたら、これをワクチンにおいて使用して、T細胞受容体又は人工的T細胞受容体等の適切な抗原受容体を介して、特に、MHCの文脈で提示されたときに、特に、同定された適したネオエピトープを認識するT細胞等の適切なエフェクター細胞を誘導及び/又は活性化することにより、ネオエピトープに対する免疫応答を誘導することができ、これは、適したネオエピトープを発現する罹患細胞の死亡をもたらす。代替的に又はその上、適切な抗原受容体を介して、同定された適したネオエピトープを認識する免疫細胞を投与することができ、これも、適したネオエピトープを発現する細胞の死亡をもたらすであろう。
本発明に従った免疫療法アプローチは、適したネオエピトープを含有するペプチド又はポリペプチドによる免疫化、ii)適したネオエピトープを含有するペプチド又はポリペプチドをコードする核酸、iii)適したネオエピトープを含有するペプチド又はポリペプチドをコードする組換え細胞、iv)ネオエピトープを含有するペプチド又はポリペプチドをコードする組換えウイルス、及びv)ネオエピトープを含有するペプチド若しくはポリペプチドをパルスした、又はペプチド若しくはポリペプチドをコードする核酸をトランスフェクトした抗原提示細胞を含む。本発明に従った他の免疫療法アプローチは、vi)ネオエピトープを認識するT細胞受容体、及びvii)特に、MHCの文脈で提示されたときにネオエピトープを認識する受容体をコードするエフェクター細胞(T細胞等)の移入を含む。
用語「疾患特異的突然変異」は、本発明の文脈において、罹患細胞の核酸に存在するが、対応する正常な罹患していない細胞の核酸には存在しない体細胞突然変異に関する。疾患は癌であり得るため、用語「腫瘍特異的突然変異」又は「癌特異的突然変異」は、腫瘍又は癌細胞の核酸に存在するが、対応する正常な、即ち、非腫瘍性又は非癌性細胞の核酸には存在しない体細胞突然変異に関する。用語「腫瘍特異的突然変異」及び「腫瘍突然変異」並びに用語「癌特異的突然変異」及び「癌突然変異」は、本明細書において互換的に使用される。
本明細書中で使用する場合、一塩基多型(SNP)は、2個のアレルのうち少なくとも一方(母方又は父方)が、正常ゲノムにおけるものとは異なる又は例えば参照ゲノムに対して異なるアイデンティティーを有する、正常ゲノムにおける部位である。
本明細書中で使用する場合、ヘテロ接合型一塩基多型(ヘテロ接合型SNP)は、2個のアレル(母方及び父方アレル)が異なるアイデンティティーを有する正常ゲノムにおける部位として定義される。
本明細書中で使用する場合、用語「接合率」は、遺伝子が突然変異を有するか否かにかかわらず、遺伝子の総コピー数を考慮した、疾患特異的突然変異を有する遺伝子のコピー数の割合を指す。例えば、総計20コピーの遺伝子が存在し、コピーのうち10個が疾患特異的突然変異を有する場合、接合率は0.5である。遺伝子の全コピーが疾患特異的突然変異を有する場合、接合率は1である。接合率は、少なくとも0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9又は少なくとも0.95であり得る。本発明の文脈において、より低い接合率よりも、より高い接合率が好ましい。ある実施形態では、エピトープ、好ましくは、ネオエピトープをコードする突然変異したアレルの接合率は、例えば参照ゲノムにおける、突然変異したアレルがマッピングされるヌクレオチド部位のコピーの総数に対する、突然変異したアレルのコピー数の比である。
本明細書中で使用する場合、用語「クローナル割合」は、罹患細胞が同じ遺伝子における同じ突然変異を有するか否かにかかわらず、罹患細胞の総数を考慮した、同じ遺伝子における同じ疾患特異的突然変異並びにコピー数及び接合率等のその遺伝的特徴を含有する罹患細胞の数の割合を指す。クローナル割合が、腫瘍組織における細胞の総数を考慮した、同じ遺伝子における同じ疾患特異的突然変異及びコピー数等のその遺伝的特徴を含有する腫瘍組織における罹患細胞の割合であるという点において、この用語は、腫瘍組織に適用することもできる。例えば、腫瘍細胞の総数の半分のみが同じ遺伝子における同じ突然変異を有する腫瘍から得られる試料において、クローナル割合は0.5である。クローナル割合は、少なくとも0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9又は少なくとも0.95であり得る。本発明の文脈において、より低いクローナル割合よりも、より高いクローナル割合が好ましい。全罹患細胞が、同じ遺伝子における同じ疾患特異的突然変異を有する、1のクローナル割合が最も好ましい。「クローナル割合」、「割合的クローナリティ」及び「割合的サブクロナリティー」は、本明細書において互換的に使用される。
用語「限局的増幅」は、ゲノムの部分の増幅又はコピー数増加、例えば、同じ染色体上に共に位置する1個又は複数の遺伝子の増幅を指し、これは、ゲノムの同じ部分に対する欠失事象が発生していない場合、ゲノムの該部分に関して2を超える、好ましくは、5、10、15、20、25、50、75、100を超えるコピー数をもたらす。よって、本発明の目的のため、罹患細胞において限局的に増幅される遺伝子は、2の野生型コピー数又は男性におけるX及びY染色体上の該遺伝子の場合は1の野生型コピー数と比較して、増加したコピー数を有し得る遺伝子である。限局的増幅は、全ゲノム重複及び/又は増幅事象とは別個のものである。
用語「免疫応答」は、抗原に対する統合された身体的応答をいい、好ましくは、細胞性免疫応答又は細胞性及び液性免疫応答をいう。免疫応答は保護的防止的/予防的及び/又は治療的であり得る。
「免疫応答の誘導」は、誘導前に特定の抗原に対する免疫応答が存在しなかったことを意味することができるが、誘導前に特定の抗原に対するあるレベルの免疫応答が存在し、誘導後に、前記免疫応答が増強されたことを意味することもできる。したがって、「免疫応答を誘導する」には「免疫応答を亢進させる」ことも含まれる。好ましくは、対象において免疫応答を誘導した後、前記対象は癌疾患等の疾患を発症することから保護される、又は免疫応答を誘導することによって病状が寛解される。例えば、腫瘍発現抗原に対する免疫応答を、癌疾患に罹患している患者又は癌疾患を発症する危険性にある対象において誘導し得る。この場合、免疫応答を誘導することは、対象の病状が寛解されている、対象が転移を発症しない、又は癌疾患を発症する危険性にある対象が癌疾患を発症しないことを意味し得る。
「細胞性免疫応答」、「細胞性応答」、「抗原に対する細胞性応答」又は同様の用語は、クラスI又はクラスII MHCを有する抗原の提示によって特徴付けられる細胞に対する細胞性応答を含むことを意味する。細胞性応答は、「ヘルパー」又は「キラー」のいずれかとして作用するT細胞又はTリンパ球と呼ばれる細胞に関する。ヘルパーT細胞(CD4+T細胞とも呼ばれる)は免疫応答を調節することによって中心的な役割を果たし、キラー細胞(細胞毒性T細胞、細胞溶解性T細胞、CD8+T細胞又はCTLとも呼ばれる)は癌細胞等の疾患細胞を死滅させ、さらなる疾患細胞の産生を防止する。好ましくは、抗腫瘍CTL応答は、1種又は複数の腫瘍発現抗原を発現し、好ましくは、クラスI MHCを有する腫瘍発現抗原を提示する腫瘍細胞に対し刺激される。
本発明による「抗原」は、抗体若しくはTリンパ球(T細胞)との特異的反応等、免疫応答の標的である、及び/又はこれを誘導するいずれかの物質、好ましくは、ペプチド又はタンパク質をカバーする。好ましくは、抗原は、T細胞エピトープ等、少なくとも1つのエピトープを含む。好ましくは、本抗原は、発明との関連において、任意選択でプロセシング後に、好ましくは抗原(抗原を発現する細胞が含まれる)に特異的である免疫反応を誘導する分子である。抗原又はそのT細胞エピトープは、抗原(抗原を発現する細胞を含む)に対する免疫応答をもたらす、MHC分子の文脈において、疾患細胞、特に癌細胞を含む、好ましくは細胞、好ましくは抗原提示細胞によって提示される。
好ましくは、抗原は、本発明の文脈において、任意選択でプロセシング後に、抗原に好ましくは特異的な免疫反応を誘導する分子である。本発明によれば、免疫反応の候補であるいずれか適した抗原を使用することができ、免疫反応は、液性及び細胞性免疫反応の両方であり得る。本発明の文脈において、抗原は、好ましくは、MHC分子の文脈において細胞、好ましくは抗原提示細胞によって提示され、これは、抗原に対する免疫反応をもたらす。抗原は、好ましくは、天然起源の抗原に対応する又はこれに由来する産物である。斯かる天然起源の抗原は、アレルゲン、ウイルス、細菌、真菌、寄生生物並びに他の感染病原体及び病原体を含むことができる若しくはこれに由来することができる、又は抗原は、腫瘍抗原であってもよい。本発明によれば、抗原は、天然起源の産物、例えば、ウイルスタンパク質又はその部分に対応することができる。好ましい実施形態では、抗原は、表面ポリペプチド、即ち、細胞、病原体、細菌、ウイルス、真菌、寄生生物、アレルゲン又は腫瘍の表面に天然にディスプレイされるポリペプチドである。抗原は、細胞、病原体、細菌、ウイルス、真菌、寄生生物、アレルゲン又は腫瘍に対する免疫応答を誘発することができる。
用語「疾患関連抗原」又は「疾患特異的抗原」は、疾患に関連する又はこれに特異的ないずれかの抗原を指すようにその最も広義で使用される。斯かる抗原は、宿主の免疫系を刺激して、疾患に対する細胞性抗原特異的免疫応答及び/又は液性抗体応答を生じるであろうエピトープを含有する分子である。従って、疾患関連抗原を治療目的で使用することができる。疾患関連抗原は、好ましくは、微生物による感染、典型的には微生物抗原に関連する、又は癌、典型的には腫瘍に関連する。
用語「病原体」は、生物、好ましくは、脊椎動物の生物において疾患を引き起こすことができる病原性生物学的材料を指す。病原体は、細菌、単細胞性真核生物(原生動物)、真菌等の微生物と共にウイルスを含む。
本発明の文脈において、用語「腫瘍抗原」又は「腫瘍関連抗原」は、正常条件下で、限定された数の組織及び/又は器官において、又は特異的発生段階で特異的に発現されるタンパク質に関し、例えば、腫瘍抗原は、正常条件下で、胃組織、好ましくは胃粘膜、生殖器、例えば精巣、栄養膜組織、例えば胎盤又は生殖系列細胞において特異的に発現され得、1種又は複数の腫瘍又は癌組織において発現又は異常に発現される。この関連において、「限定された数」とは、好ましくは3つ以下、より好ましくは2つ以下を意味する。本発明との関連において、腫瘍抗原には、例えば、分化抗原、好ましくは細胞種特異的分化抗原、即ち正常状態下では特定の細胞種中で特定の分化段階において特異的に発現されるタンパク質、癌/精巣抗原、即ち正常状態下では精巣中及び場合によっては胎盤中で特異的に発現されるタンパク質、並びに生殖系列特異的抗原が含まれる。本発明の文脈において、腫瘍抗原は、好ましくは、癌細胞の細胞表面に関連し、好ましくは、正常組織において発現されない又はごく稀にしか発現されない。好ましくは、腫瘍抗原又は腫瘍抗原の異常な発現が癌細胞を同定する。本発明との関連において、対象、例えば癌疾患を患っている患者において癌細胞によって発現される腫瘍抗原は、好ましくは前記対象中の自己タンパク質である。好ましい実施形態では、腫瘍抗原は、本発明との関連において、正常状態下では、非必須である組織若しくは器官、即ち免疫系によって損傷を受けた場合に対象の死をもたらさない組織若しくは器官中、又は免疫系によって接近可能でない若しくはわずかしか接近可能でない身体の器官若しくは構造体中で特異的に発現される。好ましくは、腫瘍抗原のアミノ酸配列は、正常組織において発現される腫瘍抗原及び癌組織において発現される腫瘍抗原の間で同一である。
本発明によれば、用語「腫瘍抗原」、「腫瘍発現抗原」、「癌抗原」及び「癌で発現される抗原」は均等物であり、本明細書中で互換性があるように使用される。
用語「エピトープ」、「抗原ペプチド」、「抗原エピトープ」、「免疫原性ペプチド」及び「MHC結合ペプチド」は、本明細書において互換的に使用されており、抗原等の分子における抗原決定基、即ち、免疫系によって認識される、例えば、特に、MHC分子の文脈で提示されたときにT細胞によって認識される免疫学的に活性な化合物の部分又は断片を指す。タンパク質のエピトープは、好ましくは前記タンパク質の連続的又は不連続的な一部分を含み、好ましくは5～100、好ましくは5～50、より好ましくは8～30、最も好ましくは10～25個のアミノ酸の長さである。例えば、エピトープは、好ましくは9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、又は25個のアミノ酸の長さであり得る。本発明によれば、エピトープは、細胞の表面におけるMHC分子等、MHC分子に結合することができるため、「MHC結合ペプチド」又は「抗原ペプチド」であり得る。用語「主要組織適合抗原複合体」及び略語「MHC」は、MHCクラスI及びMHCクラスII分子を含み、あらゆる脊椎動物に存在する遺伝子の複合体に関する。MHCタンパク質又は分子は、免疫反応におけるリンパ球及び抗原提示細胞又は罹患細胞の間のシグナリングに重要であり、MHCタンパク質又は分子は、ペプチドに結合し、これをT細胞受容体による認識のために提示する。MHCによってコードされるタンパク質は、細胞の表面に発現され、T細胞に対して自己抗原(細胞それ自体に由来するペプチド断片)及び非自己抗原(例えば、侵入微生物の断片)の両方をディスプレイする。好ましい斯かる免疫原性部分は、MHCクラスI又はクラスII分子に結合する。本明細書中で使用する場合、当該技術分野で公知のいずれかのアッセイを使用して結合が検出可能である場合、免疫原性部分は、MHCクラスI又はクラスII分子「に結合する」と言われる。用語「MHC結合ペプチド」は、MHCクラスI及び/又はMHCクラスII分子に結合するペプチドに関する。クラスI MHC/ペプチド複合体の場合、結合ペプチドは、典型的に8～10アミノ酸長であるが、より長い又は短いペプチドが有効となる場合もある。クラスII MHC/ペプチド複合体の場合、結合ペプチドは、典型的に10～25アミノ酸長、特に13～18アミノ酸長であるが、より長い及び短いペプチドが有効な場合もある。
本明細書中で使用する場合、用語「ネオエピトープ」は、正常非癌性又は生殖系列細胞等の参照には存在しないが、癌細胞等の罹患細胞に見出されるエピトープを指す。これには、特に、正常な非癌細胞又は生殖系列細胞中に対応するエピトープが見つかるが、癌細胞中の1つ又は複数の突然変異が原因でエピトープの配列が変化することよってネオエピトープを生じるような状況が含まれる。更に、ネオエピトープは、罹患細胞に対して特異的であるのみならず、疾患を有する患者に対して特異的であってもよい。本発明の方法によって同定されるネオエピトープ及び適したネオエピトープは、エピトープのサブセットであるため、一般に免疫学的標的としてのエピトープに関する本明細書における開示は、ネオエピトープ及び適したネオエピトープに同等に適用される。
本発明の特に好ましい一実施形態では、エピトープ又はネオエピトープは、T細胞エピトープである。本明細書中で使用する場合、用語「T細胞エピトープ」は、T細胞受容体によって認識される立体配置におけるMHC分子に結合するペプチドをいう。典型的には、T細胞エピトープは、抗原提示細胞の表面に提示される。
本明細書中で使用する場合、用語「免疫原性アミノ酸修飾の予測」は、斯かるアミノ酸修飾を含むペプチドが、ワクチン接種において免疫原性となるか、従って、エピトープ、特にT細胞エピトープとして有用となるかに関する予測をいう。
本発明によれば、T細胞エピトープは、2つ以上のT細胞エピトープを含むワクチン配列及び/又はポリペプチド等、より大きな実体の一部としてワクチン中に存在することができる。提示されたペプチド又はT細胞エピトープは、適したプロセシング後に産生される。
T細胞エピトープは、TCR認識又はMHCへの結合に必須ではない1つ又は複数の残基において修飾することができる。斯かる修飾されたT細胞エピトープは、免疫学的に均等と考慮することができる。
好ましくは、T細胞エピトープは、MHCによって提示され、T細胞受容体によって認識されると、適切な共刺激シグナルの存在下で、ペプチド/MHC複合体を特異的に認識するT細胞受容体を保有するT細胞のクローン増大を誘導することができる。
好ましくは、T細胞エピトープは、抗原の断片のアミノ酸配列に実質的に対応するアミノ酸配列を含む。好ましくは、抗原の前記断片は、MHCクラスI及び/又はクラスII提示ペプチドである。
本発明によるT細胞エピトープは、好ましくは、抗原、又は疾患細胞、特に癌細胞等、抗原の発現によって、好ましくは抗原の提示によって特徴付けられる細胞に対する免疫応答、好ましくは細胞性応答を刺激することができる抗原の部分又は断片に関する。好ましくは、T細胞エピトープは、クラスI MHCを有する抗原の提示によって特徴付けられる細胞に対する細胞性応答を刺激することができ、好ましくは、抗原応答性細胞傷害性Tリンパ球(CTL)を刺激することができる。
一部の実施形態では、抗原は、自己抗原、特に、腫瘍抗原である。腫瘍抗原及びその決定は、当業者に知られている。
用語「免疫原性」は、好ましくは、癌に対する処置等、治療的処置に関連する免疫応答を誘導するための相対的有効性に関する。本明細書中で使用する場合、用語「免疫原性(である)」は、免疫原性を有するという特性に関する。例えば、用語「免疫原性修飾」は、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質の文脈で使用する場合、前記修飾に起因する及び/又はこれに対して向ける免疫応答を誘導するための、前記ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質の有効性に関する。好ましくは、修飾されていないペプチド、ポリペプチド又はタンパク質は、免疫応答を誘導しない、異なる免疫応答を誘導する、又は異なるレベル、好ましくはより低レベルの免疫応答を誘導する。
本発明によれば、用語「免疫原性」又は「免疫原性である」は、好ましくは、生物学的に関連性がある免疫応答、特に、ワクチン接種に有用な免疫応答を誘導するための相対的有効性に関する。よって、好ましい一実施形態では、アミノ酸修飾又は修飾されたペプチドは、対象における標的修飾に対する免疫応答を誘導する場合、免疫原性であり、この免疫応答は、治療又は予防目的に有益となることができる。
「抗原プロセシング」又は「プロセシング」とは、ポリペプチド又は抗原の、前記ポリペプチド又は抗原の断片のプロセシング産物への分解(例えばポリペプチドのペプチドへの分解)、及び、細胞、好ましくは抗原提示細胞による、特異的T細胞に対する提示のための、これらの断片のうちの1つ又は複数とMHC分子との会合(例えば結合による)をいう。
「抗原提示細胞」(APC)とは、その細胞表面上にMHC分子と会合したタンパク質抗原のペプチド断片を提示する細胞である。一部のAPCは抗原特異的T細胞を活性化し得る。
プロフェッショナル抗原提示細胞は、貪食又は受容体媒介エンドサイトーシスのどちらかによって抗原を内部移行し、その後、クラスII MHC分子と結合した抗原の断片をその膜上に表示することに、非常に効率的である。T細胞は抗原提示細胞の膜上の抗原-クラスII MHC分子複合体を認識してそれと相互作用する。その後、さらなる共刺激シグナルが抗原提示細胞によって生成され、T細胞の活性化をもたらす。共刺激分子の発現はプロフェッショナル抗原提示細胞の決定的な特長である。
プロフェッショナル抗原提示細胞の主な種類は、最も広範囲の抗原提示を有しており恐らく最も重要な抗原提示細胞である樹状細胞、マクロファージ、B-細胞、及び特定の活性上皮細胞。
樹状細胞(DC)とは、末梢組織中で捕捉された抗原を、MHCクラスII及びIの抗原提示経路の両方によってT細胞に提示する白血球集団である。樹状細胞が免疫応答の強力な誘導因子であり、これらの細胞の活性化が抗腫瘍免疫の誘導の重要なステップであることは周知である。樹状細胞は「未成熟」及び「成熟」細胞へと都合よく分類され、これは2つの十分に特徴付けられる表現型間を区別するための簡単な方法として使用することができる。しかし、この命名法は分化の全ての可能な中間段階を排除すると解釈されるべきでない。未成熟樹状細胞は抗原の取り込み及びプロセシングの高い能力を有する抗原提示細胞として特徴付けられ、これはFcγ受容体及びマンノース受容体の高い発現に相関している。成熟表現型は、典型的には、これらのマーカーの発現はより低いが、クラスI及びクラスII MHC、接着分子(例えば、CD54及びCD11)並びに共刺激分子(例えば、CD40、CD80、CD86及び4-1BB)等のT細胞活性化を司っている細胞表面分子の発現が高いことによって特徴付けられる。
樹状細胞の成熟は、そのような抗原提示樹状細胞がT細胞の初回刺激をもたらす樹状細胞活性化の状態をいう一方で、未成熟樹状細胞による提示は寛容をもたらす。樹状細胞の成熟は、生得的受容体によって検出された微生物特長を有する生体分子(細菌DNA、ウイルスRNA、内毒素等)、炎症誘発性サイトカイン(TNF、IL-1、IFN)、CD40Lによる樹状細胞表面上のCD40のライゲーション、及びストレス性の細胞死を経験している細胞から放出された物質によって主に引き起こされる。樹状細胞は、骨髄細胞をインビトロで顆粒球-マクロファージコロニー-刺激因子(GM-CSF)及び腫瘍壊死因子アルファ等のサイトカインと共に培養することによって誘導することができる。
非プロフェッショナル抗原提示細胞は、ナイーブT細胞との相互作用に必要なMHCクラスIIタンパク質を構成的に発現しない。これらは、IFNγ等の特定のサイトカインによる非プロフェッショナル抗原提示細胞の刺激の際にのみ発現される。
「抗原提示細胞」は、提示しようとするペプチドを含むペプチド又はポリペプチドをコードする核酸、好ましくはRNA、例えば、抗原をコードする核酸を細胞に形質導入することにより、MHCクラスI提示ペプチドを負荷することができる。
一部の実施形態では、樹状又は他の抗原提示細胞を標的とする遺伝子送達媒体を含む本発明の医薬組成物又はワクチンを患者に投与し、in vivoで起こるトランスフェクションをもたらすことができる。例えば、樹状細胞のインビボ形質移入は、一般に、WO 97/24447号に記載のもの、又はMahviら、Immunology and cell Biology 75:456～460頁、1997によって記載されている遺伝子銃手法等の、当技術分野で知られている任意の方法を使用して行い得る。
用語「抗原提示細胞」には標的細胞も含まれる。
「標的細胞」とは、細胞性免疫応答等の免疫応答の標的である細胞を意味するものとする。標的細胞には、抗原又は抗原エピトープ、即ち抗原に由来するペプチド断片を提示する細胞が含まれ、癌細胞等の全ての望ましくない細胞が含まれる。好ましい実施形態では、標的細胞とは、本明細書中に記載の抗原を発現しており、好ましくはクラスI MHCを用いて前記抗原を提示している細胞である。
用語「一部分」とは画分をいう。アミノ酸配列又はタンパク質等の特定の構造に関して、用語、その「一部分」は、前記構造の連続的又は不連続的な画分を指定し得る。好ましくは、アミノ酸配列の一部分は、前記アミノ酸配列のアミノ酸のうちの少なくとも1%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、好ましくは少なくとも40%、好ましくは少なくとも50%、より好ましくは少なくとも60%、より好ましくは少なくとも70%、更により好ましくは少なくとも80%、最も好ましくは少なくとも90%を含む。好ましくは、一部分が不連続的な画分である場合、前記不連続的な画分は構造の2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、又はそれより多くの部分から構成され、それぞれの部分は構造の連続的な要素である。例えば、アミノ酸配列の不連続的な画分は、前記アミノ酸配列の2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、又はそれより多く、好ましくは4個以下の部分から構成されていてよく、それぞれの部分は、好ましくはアミノ酸配列の少なくとも5個の連続的なアミノ酸、少なくとも10個の連続的なアミノ酸、好ましくは少なくとも20個の連続的なアミノ酸、好ましくは少なくとも30個の連続的なアミノ酸を含む。
用語「部分」及び「断片」は本明細書中で互換性があるように使用され、連続的な要素をいう。例えば、アミノ酸配列又はタンパク質等の構造の一部とは、前記構造の連続的な要素をいう。構造の一部分、一部又は断片は、好ましくは前記構造の1つ又は複数の機能的特性を含む。例えば、エピトープ、ペプチド又はタンパク質の一部分、一部又は断片は、好ましくはそれが由来するエピトープ、ペプチド又はタンパク質に免疫学的に均等である。本発明との関連において、アミノ酸配列等の構造の「一部」は、構造又はアミノ酸配列全体の少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも92%、少なくとも94%、少なくとも96%、少なくとも98%、少なくとも99%を好ましくは含み、好ましくはそれからなる。
本発明との関連における用語「免疫反応性細胞」とは、免疫反応中にエフェクター機能を発揮する細胞に関する。「免疫反応性細胞」は、好ましくは、抗原、又は抗原若しくは抗原に由来する抗原ペプチドの提示によって特徴付けられる細胞に結合し、免疫応答を媒介することができる。例えば、そのような細胞は、サイトカイン及び/又はケモカインを分泌し、抗体を分泌し、癌細胞を認識し、任意選択でそのような細胞を排除する。例えば、免疫反応性細胞は、T細胞(細胞毒性T細胞、ヘルパーT細胞、腫瘍浸潤性T細胞)、B細胞、ナチュラルキラー細胞、好中球、マクロファージ、及び樹状細胞を含む。好ましくは、本発明のとの関連において、「免疫反応性細胞」はT細胞、好ましくはCD4+及び/又はCD8+T細胞である。
好ましくは、「免疫反応性細胞」は、特にMHC分子の文脈で抗原提示細胞又は癌細胞等の疾患細胞の表面上等に提示された場合に、抗原又は抗原に由来する抗原ペプチドをある程度の特異性で認識する。好ましくは、前記認識は、抗原又は前記抗原に由来する抗原ペプチドを認識する細胞が応答性又は反応性となることを可能にする。細胞が、MHCクラスII分子の文脈において抗原又は抗原に由来する抗原ペプチドを認識する受容体を保有するヘルパーT細胞(CD4+T細胞)である場合、そのような応答性又は反応性は、サイトカインの放出並びに/又はCD8+リンパ球(CTL)及び/若しくはB細胞の活性化を含み得る。細胞がCTLである場合、そのような応答性又は反応性は、例えばアポトーシス又はパーフォリン媒介性細胞溶解による、MHCクラスI分子の文脈において提示された細胞、即ちクラスI MHCを用いた抗原の提示によって特徴付けられる細胞の排除を含み得るCTL応答性には、持続的なカルシウム流、細胞分裂、IFN-γ及びTNF-α等のサイトカインの産生、CD44及びCD69等の活性化マーカーの上方制御、並びに抗原発現標的細胞の特異的細胞溶解性死滅が含まれ得る。また、CTL応答性は、CTL応答性を正確に示す人工レポーターを使用しても決定し得る。抗原又は抗原に由来する抗原ペプチドを認識し、応答性又は反応性であるようなCTLは、本明細書中で「抗原応答性CTL」とも呼ばれる。細胞がB細胞である場合、そのような応答性は免疫グロブリンの放出を含み得る。
用語「T細胞」及び「Tリンパ球」は、本明細書中で互換性があるように使用され、Tヘルパー細胞(CD4+T細胞)及び細胞溶解性T細胞を含む細胞毒性T細胞(CTL、CD8+T細胞)が含まれる。
T細胞はリンパ球として知られる白血球の群に属しており、細胞媒介性免疫において中心的な役割を果たす。これらは、T細胞受容体(TCR)と呼ばれる特別な受容体がその細胞表面上に存在することによって、B細胞及びナチュラルキラー細胞等の他のリンパ球種から識別することができる。胸腺はT細胞の成熟を司っている主要な器官である。T細胞のいくつかの異なる部分組が発見されており、それぞれが明白に異なる機能を有する。
Tヘルパー細胞は、他の機能のなかでとりわけB細胞の形質細胞への成熟並びに細胞毒性T細胞及びマクロファージの活性化を含めた免疫プロセスにおいて、他の白血球を援助する。これらの細胞は、その表面上にCD4タンパク質を発現するため、CD4+T細胞としても知られる。ヘルパーT細胞は、抗原提示細胞(APC)の表面上に発現されるMHCクラスII分子によってペプチド抗原が提示された際に活性化される。活性化された後、これらは迅速に分裂し、活性免疫応答を調節又は援助するサイトカインと呼ばれる小タンパク質を分泌する。
細胞毒性T細胞はウイルス感染細胞及び腫瘍細胞を破壊し、また移植片拒絶にも関連付けられている。これらの細胞は、その表面上にCD8糖タンパク質を発現するため、CD8+T細胞としても知られる。これらの細胞は、身体のほぼ全ての細胞の表面上に存在するMHCクラスIと会合した抗原と結合することによって、その標的を認識する。
大多数のT細胞では、T細胞受容体(TCR)がいくつかのタンパク質の複合体として存在する。実際のT細胞受容体は、独立したT細胞受容体アルファ及びベータ(TCRα及びTCRβ)遺伝子から産生される2つの別々のペプチド鎖から構成されており、α-及びβ-TCR鎖と呼ばれている。γδT細胞(ガンマデルタT細胞)は、その表面上に明白に異なるT細胞受容体(TCR)を保有するT細胞の小さな部分組を表す。しかし、γδT細胞中では、TCRは1本のγ-鎖及び1本のδ-鎖からなっている。このT細胞の群はαβT細胞よりもはるかに稀である(全T細胞の2%)。
本発明によれば、用語「抗原受容体」は、T細胞等の免疫エフェクター細胞におけるモノクローナル抗体の特異性等の任意の特異性を付与する、T細胞受容体及び操作された受容体等の天然起源の受容体を含む。このようにして、多数の抗原特異的T細胞を養子細胞移入のために生成することができる。よって、本発明に従った抗原受容体は、例えば、T細胞自身のT細胞受容体の代わりに又はこれに加えて、T細胞に存在し得る。斯かるT細胞は、標的細胞の認識のために抗原のプロセシング及び提示を必ずしも要求しないが、寧ろ、好ましくは特異性により、標的細胞に存在するいずれかの抗原を認識することができる。好ましくは、前記抗原受容体は、細胞の表面に発現される。本発明の目的のため、抗原受容体を含むT細胞は、本明細書中で使用する場合、用語「T細胞」によって含まれる。特に、本発明によれば、用語「抗原受容体」は、癌細胞等の標的細胞における標的構造(例えば、抗原)を認識する、即ち、これに結合し(例えば、標的細胞の表面に発現された抗原への抗原結合部位又は抗原結合ドメインの結合により)、細胞表面に前記抗原受容体を発現するT細胞等の免疫エフェクター細胞に特異性を付与することができる、単一分子又は分子の複合体を含む人工的受容体を含む。好ましくは、抗原受容体による標的構造の認識は、前記抗原受容体を発現する免疫エフェクター細胞の活性化をもたらす。抗原受容体は、1個又は複数のタンパク質単位を含むことができ、前記タンパク質単位は、本明細書に記載されている1個又は複数のドメインを含む。本発明によれば、「抗原受容体」は、「キメラ抗原受容体(CAR)」、「キメラT細胞受容体」又は「人工的T細胞受容体」であってもよい。
抗原は、同じ又は異なるペプチド鎖に存することができる、抗体及びT細胞受容体の抗原結合部分を介する等、抗原結合部位を形成することができるいずれかの抗原認識ドメイン(本明細書において単に「ドメイン」とも称される)を介して抗原受容体によって認識され得る。一実施形態では、抗原結合部位を形成する2個のドメインは、免疫グロブリンに由来する。一実施形態では、抗原結合部位を形成する2個のドメインは、T細胞受容体に由来する。モノクローナル抗体に由来する単鎖可変断片(scFv)並びにT細胞受容体可変ドメイン、特にTCRアルファ及びベータ単鎖等、抗体可変ドメインが特に好ましい。高い親和性で所与の標的に結合する実際にほぼ全てのものを抗原認識ドメインとして使用することができる。
T細胞の活性化における第1のシグナルは、別の細胞における主要組織適合抗原複合体(MHC)によって提示される短いペプチドへのT細胞受容体の結合によってもたらされる。これは、該ペプチドに特異的なTCRを有するT細胞のみが活性化されることを確実にする。パートナー細胞は通常、プロフェッショナル抗原提示細胞(APC)、通常、ナイーブ応答の場合は樹状細胞であるが、B細胞及びマクロファージが重要なAPCとなる場合もある。MHCクラスI分子によってCD8+ T細胞に提示されるペプチドは典型的に、8～10アミノ酸の長さである;MHCクラスII分子の結合間隙の端は開いているため、MHCクラスII分子によってCD4+ T細胞に提示されるペプチドは典型的により長い。
本発明によれば、分子は、標準のアッセイにおいて標的に対して有意な親和性を有しており、前記事前に決定された標的と結合する場合に、前記事前に決定された標的と結合することができる。「親和性」又は「結合親和性」は多くの場合、平衡解離定数(KD)によって測定する。分子は、標準のアッセイにおいて標的に対して有意な親和性を有しておらず、前記標的と有意に結合しない場合に、前記標的と(実質的に)結合することができない。
細胞毒性Tリンパ球は、抗原又は抗原ペプチドを抗原提示細胞内にインビボで取り込ませることによって、インビボで産生し得る。抗原又は抗原ペプチドはタンパク質として、DNA(例えばベクター内)として、又はRNAとして表し得る。抗原はプロセシングされてMHC分子のペプチドパートナーを生じ得る一方で、その断片はさらなるプロセシングを必要とせずに提示され得る。特にこれらがMHC分子と結合できる場合は後者の状況である。一般に、皮内注射による患者への投与が可能である。しかし、リンパ節内への結節内注射も実施し得る(Maloyら、2001、Proc Natl Acad Sci USA 98:3299～303頁)。生じる細胞は目的の複合体を提示し、自己細胞毒性Tリンパ球によって認識され、これはその後に増殖する。
CD4+又はCD8+T細胞の特異的活性化は様々な方法で検出し得る。特異的T細胞活性化を検出する方法には、T細胞の増殖、サイトカイン(例えばリンホカイン)の産生、又は細胞溶解活性の発生を検出することが含まれる。CD4+T細胞では、特異的T細胞活性化を検出する好ましい方法はT細胞の増殖の検出である。CD8+T細胞では、特異的T細胞活性化を検出する好ましい方法は細胞溶解活性の発生の検出である。
「抗原の提示によって特徴付けられる細胞」若しくは「抗原を提示する細胞」又は同様の表現とは、MHC分子、特にMHCクラスI分子の文脈において、それが発現する抗原又は前記抗原に由来する断片を、例えば抗原のプロセシングによって提示する疾患細胞、例えば癌細胞、又は抗原提示細胞等の細胞を意味する。同様に、用語「抗原の提示によって特徴付けられる疾患」とは、特にクラスI MHCを用いた抗原の提示によって特徴付けられる細胞を含む疾患を示す。細胞による抗原の提示は、細胞に、抗原をコードしているRNA等の核酸を形質移入させることによって達成し得る。
「提示されている抗原の断片」又は同様の表現とは、例えば抗原提示細胞に直接加えた場合に、MHCクラスI又はクラスII、好ましくはMHCクラスIによって提示され得る断片を意味する。一実施形態では、断片は、抗原を発現する細胞によって天然に提示される断片である。
用語「免疫学的に均等」とは、免疫学的に均等なアミノ酸配列等の免疫学的に均等な分子が、例えば液性及び/若しくは細胞性免疫応答の誘導等の免疫学的効果の種類、誘導された免疫反応の強度及び/若しくは持続期間、又は誘導された免疫反応の特異性に関して、同じ若しくは本質的に同じ免疫学的特性を示す及び/又は同じ若しくは本質的に同じ免疫学的効果を発揮することを意味する。本発明の文脈において、用語「免疫学的に均等」は、好ましくは、免疫化に使用するペプチドの免疫学的効果又は特性に関して使用する。例えば、アミノ酸配列が対象の免疫系に曝された際に参照アミノ酸配列と反応する特異性を有する免疫反応を誘導する場合に、前記アミノ酸配列は参照アミノ酸配列に免疫学的に均等である。
本発明の文脈における用語「免疫エフェクター機能」には、例えば腫瘍細胞の死滅、又は腫瘍の内転移及び転移の阻害を含めた腫瘍成長の阻害及び/若しくは腫瘍発生の阻害をもたらす、免疫系の構成要素によって媒介される任意の機能が含まれる。好ましくは、本発明の文脈における免疫エフェクター機能はT細胞に媒介されるエフェクター機能である。そのような機能は、ヘルパーT細胞(CD4+T細胞)の場合は、MHCクラスII分子の文脈におけるT細胞受容体による抗原又は抗原に由来する抗原ペプチドの認識、サイトカインの放出並びに/又はCD8+リンパ球(CTL)及び/若しくはB細胞の活性化、CTLの場合は、MHCクラスI分子の文脈におけるT細胞受容体による抗原又は抗原に由来する抗原ペプチドの認識、例えばアポトーシス又はパーフォリン媒介性細胞溶解による、MHCクラスI分子の文脈において提示された細胞、即ちクラスI MHCを用いた抗原の提示によって特徴付けられる細胞の排除、IFN-γ及びTNF-α等のサイトカインの産生、並びに抗原発現標的細胞の特異的細胞溶解性死滅を含む。
用語「主要組織適合抗原複合体」及び略語「MHC」は、MHCクラスI及びMHCクラスII分子を含み、あらゆる脊椎動物に発生する遺伝子の複合体に関する。MHCタンパク質又は分子は、免疫反応におけるリンパ球及び抗原提示細胞又は罹患細胞の間のシグナリングに重要であり、MHCタンパク質又は分子は、ペプチドに結合し、これをT細胞受容体による認識のために提示する。MHCによってコードされるタンパク質は、細胞の表面に発現され、T細胞に自己抗原(細胞自身に由来するペプチド断片)及び非自己抗原(例えば、侵入微生物の断片)の両方をディスプレイする。
MHC領域は、3つのサブグループのクラスI、クラスII及びクラスIIIに分けられる。MHCクラスIタンパク質は、α鎖及びβ2ミクログロブリン(第15染色体によってコードされるMHCの部分ではない)を含有する。これらは、細胞傷害性T細胞に抗原断片を提示する。大部分の免疫系細胞、特に、抗原提示細胞において、MHCクラスIIタンパク質は、α及びβ鎖を含有し、これらは、Tヘルパー細胞に抗原断片を提示する。MHCクラスIII領域は、補体成分等の他の免疫成分をコードし、そのいくつかはサイトカインをコードする。
MHCは、多遺伝子性(いくつかのMHCクラスI及びMHCクラスII遺伝子が存在する)及び多型(各遺伝子の複数のアレルが存在する)の両方である。
本明細書中で使用する場合、用語「ハプロタイプ」は、1本の染色体に見出されるHLAアレル及びそれにコードされるタンパク質を指す。ハプロタイプは、MHC内のいずれか1個の遺伝子座に存在するアレルを指すこともできる。MHCの各クラスは、いくつかの遺伝子座によって表される:例えば、クラスIはHLA-A(ヒト白血球抗原-A)、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、HLA-G、HLA-H、HLA-J、HLA-K、HLA-L、HLA-P及びHLA-V、並びにクラスIIはHLA-DRA、HLA-DRB1-9、HLA-DQA1、HLA-DQB1、HLA-DPA1、HLA-DPB1、HLA-DMA、HLA-DMB、HLA-DOA及びHLA-DOB。用語「HLAアレル」及び「MHCアレル」は、本明細書において互換的に使用される。
MHCは、極度の多型を呈する。ヒト集団内において、各遺伝子座において、別個のアレルを含む多数のハプロタイプが存在する。各アレルが、特定の配列パターンを呈するペプチドに結合するタンパク質をコードするという点において、クラスI及びクラスIIの両方の異なる多型MHCアレルは、異なるペプチド特異性を有する。
本発明の文脈において、MHC分子は、好ましくは、HLA分子である。
本発明の文脈において、用語「MHC結合ペプチド」は、MHCクラスI及び/又はクラスII結合ペプチド、又はプロセシングされてMHCクラスI及び/又はクラスII結合ペプチドを産生することができるペプチドを含む。クラスI MHC/ペプチド複合体の場合、結合ペプチドは典型的に、8～12、好ましくは8～10アミノ酸長であるが、より長い又は短いペプチドが有効な場合もある。クラスII MHC/ペプチド複合体の場合、結合ペプチドは典型的に、9～30、好ましくは10～25アミノ酸長、特に13～18アミノ酸長であるが、より長い及び短いペプチドが有効な場合もある。
「抗原ペプチド」は、好ましくは、抗原、又は罹患細胞、特に癌細胞等、抗原の発現、好ましくは抗原の提示によって特徴付けられる細胞に対する免疫応答、好ましくは細胞性応答を刺激することができる、抗原の部分又は断片に関する。好ましくは、抗原ペプチドは、クラスI MHCを有する抗原の提示によって特徴付けられる細胞に対する細胞性応答を刺激することができ、好ましくは、抗原応答性細胞傷害性Tリンパ球(CTL)を刺激することができる。好ましくは、抗原ペプチドは、MHCクラスI及び/又はクラスII提示ペプチドである、又はプロセシングして、MHCクラスI及び/又はクラスII提示ペプチドを産生することができる。好ましくは、抗原ペプチドは、抗原の断片のアミノ酸配列に実質的に対応するアミノ酸配列を含む。好ましくは、抗原の前記断片は、MHCクラスI及び/又はクラスII提示ペプチドである。好ましくは、抗原ペプチドは、斯かる断片のアミノ酸配列に実質的に対応するアミノ酸配列を含み、プロセシングされて、斯かる断片、即ち、抗原に由来するMHCクラスI及び/又はクラスII提示ペプチドを産生する。
ペプチドは、直接的に、即ち、プロセシングなしで、特に、切断なしで提示される必要がある場合、MHC分子、特にクラスI MHC分子への結合に適した長さを有し、好ましくは、7～20アミノ酸の長さ、より好ましくは7～12アミノ酸の長さ、より好ましくは8～11アミノ酸の長さ、特に9又は10アミノ酸の長さである。
ペプチドが、追加的な配列、例えば、ワクチン配列の又はポリペプチドを含むより大きい実体の部分であり、プロセシング後に、特に、切断後に提示される必要がある場合、プロセシングによって産生されるペプチドは、MHC分子、特に、クラスI MHC分子への結合に適した長さを有し、好ましくは、7～20アミノ酸の長さ、より好ましくは7～12アミノ酸の長さ、より好ましくは8～11アミノ酸の長さ、特に9又は10アミノ酸の長さである。好ましくは、プロセシング後に提示される必要があるペプチドの配列は、抗原のアミノ酸配列に由来する、即ち、その配列は、抗原の断片に実質的に対応し、好ましくはこれと完全に同一である。よって、MHC結合ペプチドは、抗原の断片に実質的に対応し、好ましくはこれと完全に同一である配列を含む。
クラスI MHCによって提示されるペプチドの配列に実質的に対応するアミノ酸配列を有するペプチドは、クラスI MHCによって提示されるペプチドのTCR認識に、又はMHCへのペプチドの結合に必須ではない1個又は複数の残基が異なり得る。斯かる実質的に対応するペプチドも、抗原応答性CTLを刺激することができ、免疫学的に同等であると考慮することができる。TCR認識に影響を与えないが、MHCへの結合の安定性を改善する残基が提示されるペプチドとは異なるアミノ酸配列を有するペプチドは、抗原ペプチドの免疫原性を改善することができ、本明細書において、「最適化されたペプチド」と称することができる。これらの残基のいずれが、MHC又はTCRのいずれかに結合に影響を与える可能性が高くなり得るかに関する現存知識を使用して、実質的に対応するペプチドの設計のための合理的アプローチを用いることができる。機能的なその結果得られるペプチドは、抗原ペプチドとして考慮される。
抗原ペプチドは、MHCによって提示されると、T細胞受容体によって認識可能となるべきである。好ましくは、抗原ペプチドは、T細胞受容体によって認識される場合、適切な共刺激シグナルの存在、抗原ペプチドを特異的に認識するT細胞受容体を保有するT細胞のクローナル増大を誘導することができる。好ましくは、抗原ペプチドは、特に、MHC分子の文脈で提示される場合、これが由来する抗原、又は抗原の発現によって特徴付けられ、好ましくは、抗原の提示によって特徴付けられる細胞に対する免疫応答、好ましくは、細胞性応答を刺激することができる。好ましくは、抗原ペプチドは、クラスI MHCを有する抗原の提示によって特徴付けられる細胞に対する細胞性応答を刺激することができ、好ましくは、抗原応答性CTLを刺激することができる。斯かる細胞は、好ましくは、標的細胞である。
用語「ゲノム」とは、生物又は細胞の染色体中の遺伝情報の総量に関する。
用語「エクソーム」は、発現される遺伝子のコード部分であるエクソンによって形成された、生物のゲノムの一部をいう。エクソームはタンパク質及び他の機能的遺伝子産物の合成において使用される遺伝的青写真を提供する。これはゲノムの最も機能的に関連性のある部分であり、したがって生物の表現型に寄与する可能性が最も高い。ヒトゲノムのエクソームは全ゲノムの1.5%を構成すると推定されている(Ngら、2008、PLoS Gen.、4(8):1～15頁)。
用語「トランスクリプトーム」は、1個の細胞又は細胞の集団において産生されるmRNA、rRNA、tRNA及び他の非コードRNAを含むあらゆるRNA分子のセットに関する。本発明の文脈において、トランスクリプトーム又はRNA配列は、1個の細胞、細胞の集団、好ましくは、癌細胞の集団、又はある時点における所定の個体のあらゆる細胞において産生されるあらゆるRNA分子のセットを意味する。
「核酸」とは、好ましくはデオキシリボ核酸(DNA)又はリボ核酸(RNA)、より好ましくはRNA、最も好ましくはインビトロ転写RNA(IVT RNA)又は合成RNAである。核酸にはゲノムDNA、cDNA、mRNA、組換え産生及び化学合成の分子が含まれる。核酸は一本鎖又は二本鎖の直鎖状又は共有結合の環状閉鎖分子として存在し得る。核酸は単離することができる。用語「単離した核酸」とは、核酸が、(i)インビトロ、例えばポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって増幅された、(ii)クローニングによって組換え産生された、(iii)例えば切断及びゲル電気泳動による分離によって精製された、又は(iv)例えば化学合成によって合成されたことを意味する。核酸(nucleic)は細胞内への導入、即ち形質移入のために、特にDNA鋳型からのインビトロ転写によって調製することができるRNAの形態で用いることができる。RNAは、施用前に配列の安定化、キャッピング、及びポリアデニル化によって更に修飾することができる。
用語「遺伝物質」とは、DNA若しくはRNAのどちらかの単離した核酸、二重らせんの一区間、染色体の一区間、又は生物若しくは細胞のゲノム全体、特にそのエクソーム若しくはトランスクリプトームをいう。
用語「突然変異」は、参照、好ましくはマッチした正常ゲノムと比較した、罹患ゲノムにおける核酸配列の変化又は差(ヌクレオチド置換、付加又は欠失)を指す。「体細胞突然変異」は生殖細胞(精子及び卵子)以外の身体の細胞のうちの任意のもので起こる場合があり、したがって子供には伝わらない。これらの変更は(必ずしもではないが)癌又は他の疾患を引き起こす場合がある。好ましくは、突然変異は非同義突然変異である。用語「非同義突然変異」は、ネオエピトープの形成を好ましくはもたらす、翻訳産物におけるアミノ酸置換等のアミノ酸変化をもたらす突然変異、好ましくはヌクレオチド置換を指す。
用語「一塩基バリアント/多様性(SNV)」は、腫瘍細胞等の罹患細胞由来のゲノム及び好ましくはマッチした(対応する)正常、非罹患細胞のゲノム又は参照ゲノムを比較した場合の、特定の部位(アレル)における核酸配列の差を指す。本明細書中で使用する場合、突然変異という用語は、好ましくは、SNVを包含する。
罹患(腫瘍)ゲノムにおけるコピー数多様性(CNV)事象は、罹患細胞のみで発生する体細胞コピー数多様性事象であり、マッチした正常ゲノムに対する罹患(腫瘍)ゲノムの領域の母方及び/又は父方アレルのコピーの数の変化として定義され、この変更(alternation)は、好ましくは、およそ1kb以上に及ぶゲノムの領域に影響を与える。
用語「突然変異」には点突然変異、インデル、融合、クロモスリプシス及びRNA編集が含まれる。
用語「インデル」とは、共存する挿入及び欠失並びにヌクレオチドの正味増加又は減少をもたらす突然変異として定義される、特別な突然変異クラスを説明する。ゲノムのコード領域では、インデルの長さが3の倍数でない限り、これらはフレームシフト突然変異を生じる。インデルは点突然変異と対照させることができる。インデルが配列からヌクレオチドを挿入及び欠失させる場合には、点突然変異はヌクレオチドのうちの1つを置き換える置換の一形態である。
融合は、2つの以前は別々の遺伝子から形成されたハイブリッド遺伝子を生じることができる。これは転座、中間部欠失、又は染色体逆位の結果として生じることができる。多くの場合、融合遺伝子は癌遺伝子である。発癌性融合遺伝子は、新しい又は2つの融合パートナーからの異なる機能を有する遺伝子産物をもたらし得る。或いは、原癌遺伝子は強力なプロモーターと融合しており、したがって、発癌性機能は上流融合パートナーの強力なプロモーターによって引き起こされる上方制御によって機能し始める。また、発癌性融合転写物は、トランス-スプライシング又はリードスルー事象によっても引き起こされ得る。
用語「クロモスリプシス」とは、単一の破壊事象によってゲノムの特異的領域が砕かれ、その後に縫合される遺伝的現象をいう。
用語「RNA編集」又は「RNA編集する」とは、塩基構成中の化学的変化によってRNA分子中の情報内容が変更される分子プロセスをいう。RNA編集には、シチジン(C)からウリジン(U)及びアデノシン(A)からイノシン(I)等のヌクレオシド改変、脱アミノ化、並びに非鋳型のヌクレオチド付加及び挿入が含まれる。mRNAのRNA編集は、ゲノムDNA配列によって予測されているものと異なるように、コードされているタンパク質のアミノ酸配列を有効に変更する。
用語「癌突然変異シグネチャ」とは、非癌性の参照細胞と比較した場合に癌細胞中に存在する一組の突然変異をいう。
本発明の文脈における「参照」を使用して、腫瘍検体から得られる結果を相関及び比較することができる。典型的には、「参照」は、患者又は1つ若しくは複数の異なる個体、好ましくは健康な個体、特に同じ種の個体のどちらかから得られた、1つ又は複数の正常検体、特に癌疾患によって影響を受けていない検体に基づいて入手し得る。「参照」は、十分に多数の正常検体を試験することによって経験的に決定することができる。
用語「参照ゲノム」は、正常ゲノム及び罹患ゲノムのための座標系を提供するゲノムを指す。参照ゲノムは、読み取りデータのマッピング並びに正常ゲノム及び腫瘍ゲノムのための座標系の提供に使用され、座標系は、染色体番号、染色体におけるヌクレオチド位置及び読み取りデータの方向性の提供を可能にする。参照ゲノムは、罹患試料を提供する対象と同じ種由来の1種若しくは複数のメンバーのゲノムに基づくことができる、又は対象の正常ゲノム(マッチしたゲノム)に基づくことができる。
いずれか適したシーケンシング方法を本発明の文脈において使用して、疾患特異的突然変異を同定することができ、次世代シーケンシング(NGS)技術が好まれ、任意選択でSNPアレイと組み合わせて、絶対的コピー数情報を得ることができる。方法のシーケンシングステップの速度を上げるために、将来は第三世代シーケンシング方法がNGS技術を置き換える可能性がある。明確にする目的のために、本発明の文脈における用語「次世代シーケンシング」又は「NGS」とは、ゲノム全体を小片に切断することによって核酸鋳型をゲノム全体に沿ってランダムに並行して読み取る、サンガー化学として知られる「従来の」シーケンシング方法とは対照的に、全ての新規高スループットシーケンシング技術を意味する。そのようなNGS技術(超並列シーケンシング技術としても知られる)は、全ゲノム、エクソーム、トランスクリプトーム(ゲノムの全ての転写された配列)又はメチローム(ゲノムの全てのメチル化された配列)の核酸配列情報を非常に短期間、例えば、1～2週間以内、好ましくは1～7日間以内、又は最も好ましくは24時間未満以内に送達することができ、原理上は単一細胞シーケンシング手法を可能にする。市販されている又は文献中例えば、Zhangら、2011、The impact of next-generation sequencing on genomics. J. Genet Genomics 38(3): 95～109頁又はVoelkerdingら、2009、Next generation sequencing: From basic research to diagnostics. Clinical chemistry 55: 641～658頁に詳述されているものに言及されている複数のNGSプラットフォームを、本発明の文脈において使用することができる。そのようなNGS技術/プラットフォームの非限定的な例は以下のとおりである。
1)例えば、最初にRonaghiら、1998、A sequencing method based on real-time pyrophosphate、Science 281: 363～365頁に記載されている、Roche関連会社454 Life Sciences社(コネチカット州Branford)のGS-FLX 454 Genome Sequencer(商標)で実装されるパイロシーケンシングとして知られる合成技術によるシーケンシング。この技術は、エマルジョンPCR増幅のために油に取り囲まれたPCR反応物質を含有する水性ミセル中で激しく渦撹拌することによって一本鎖DNA結合ビーズがカプセル封入される、エマルジョンPCRを使用する。パイロシーケンシング工程中、ポリメラーゼがDNA鎖を合成する際にヌクレオチドの取り込み中にリン酸分子から放出される光が記録される。
2)可逆的色素-ターミネーターに基づいており、例えばIllumina/Solexa Genome Analyzer(商標)及びIllumina HiSeq 2000 Genome Analyzer(商標)で実装されているSolexa社(現在はIllumina Inc.社の一部、カリフォルニア州San Diego)によって開発された、合成手法によるシーケンシング。この技術では、4つ全てのヌクレオチドを同時に、DNAポリメラーゼと共にフローセルチャネル中のオリゴ初回刺激したクラスター断片に加える。架橋増幅によりシーケンシングのために4つ全ての蛍光標識ヌクレオチドを有するクラスター鎖を伸長させる。
3)例えばApplied Biosystems社(現在はLife Technologies Corporation、カリフォルニア州Carlsbad)のSOLid(商標)プラットフォームで実装されている、ライゲーション手法によるシーケンシング。この技術では、固定長の全ての可能なオリゴヌクレオチドのプールを、シーケンシングした位置に従って標識する。オリゴヌクレオチドがアニーリング及びライゲーションされ、DNAリガーゼによる一致した配列の優先的なライゲーションは、その位置でのヌクレオチドの情報を与えるシグナルをもたらす。シーケンシングの前に、DNAをエマルジョンPCRによって増幅する。それぞれ同じDNA分子のコピーしか含有しない、生じるビーズをスライドガラス上に載せる。2つ目の例として、Dover Systems社(ニューハンプシャー州Salem)のPolonator(商標)G.007プラットフォームも、ランダムにアレイ配置したビーズに基づくエマルジョンPCRを使用して、並列シーケンシングのためにDNA断片を増幅することによって、ライゲーション手法によるシーケンシングを用いる。
4)例えば、Pacific Biosciences社(カリフォルニア州Menlo Park)のPacBio RSシステム又はHelicos Biosciences社(マサチューセッツ州Cambridge)のHeliScope(商標)プラットフォームで実装されている単一分子シーケンシング技術。この技術の明確な特徴は、単一分子リアルタイム(SMRT)DNAシーケンシングと定義される、単一のDNA又はRNA分子を増幅なしにシーケンシングするその能力である。例えば、HeliScopeは、それぞれのヌクレオチドが合成されていく最中にそれを直接検出するために、高感度の蛍光検出システムを使用する。蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)に基づく同様の手法がVisigen Biotechnology社(テキサス州Houston)から開発されている。他の蛍光に基づく単一分子技法は、U.S.Genomics(GeneEngine(商標))及びGenovoxx(AnyGene(商標))からのものである。
5)例えば複製中に単一鎖上のポリメラーゼ分子の動きを監視するためにチップ上に配置されている様々なナノ構造を使用する、単一分子シーケンシングのためのナノ技術。ナノ技術に基づく手法の非限定的な例は、Oxford Nanopore Technologies社(英国Oxford)のGridON(商標)プラットフォーム、Nabsys社(ロードアイランド州Providence)によって開発されたハイブリダイゼーション支援のナノポアシーケンシング(HANS(商標))プラットフォーム、及びコンビナトリアルプローブアンカーライゲーション(cPAL(商標))と呼ばれるDNAナノボール(DNB)技術を用いた商標を有するリガーゼに基づくDNAシーケンシングプラットフォームである。
6)単一分子シーケンシングのための電子顕微鏡観察に基づく技術、例えばLightSpeed Genomics社(カリフォルニア州Sunnyvale)及びHalcyon Molecular社(カリフォルニア州Redwood City)によって開発されたもの。
7)DNAの重合中に放出される水素イオンの検出に基づくイオン半導体シーケンシング。例えば、Ion Torrent Systems社(カリフォルニア州San Francisco)は、この生化学的プロセスを超並列の様式で行うために微小測定ウェルの高密度アレイを使用する。それぞれのウェルは異なるDNA鋳型を有する。ウェルの下にイオン感受性層があり、その下に商標を有するイオンセンサーがある。
一実施形態では、その開示全体を参照により本明細書に組み込む、本明細書と同日付けで出願された表題「Highly Accurate Mutation Detection, In Particular for Personalized Therapeutics」の国際PCT特許出願に開示される通り、疾患特異的突然変異が発生したか否かは、正常ゲノムにおける部位が、正常アレル及び3個のノイズアレルによって反映されるホモ接合型遺伝子型並びに理想的ノイズ分布と整合することの決定に関する方法によって決定することができ、腫瘍ゲノムにおける対応する部位が、ホモ接合型遺伝子型及び理想的ノイズ分布と整合しない場合、突然変異であることを断定し、読み取りデータが、一塩基当たりの誤差率の3分の1の確率でノイズアレルのそれぞれにマッピングされる場合、読み取りデータは理想的ノイズ分布と整合する。
好ましくは、DNA及びRNA調製物はNGSの出発物質として役割を果たす。そのような核酸は、生体物質等の試料から、例えば、新鮮な、フラッシュ凍結した若しくはホルマリン固定したパラフィン包埋腫瘍組織(FFPE)から又は新たに単離した細胞から又は患者の末梢血中に存在するCTCから、容易に得ることができる。正常な突然変異していないゲノムDNA又はRNAは正常な体性組織から抽出することができるが、本発明の文脈においては生殖系列細胞が好ましい。生殖系列DNA又はRNAを、非血液学的悪性腫瘍に罹患している患者における末梢血単核細胞(PBMC)から抽出する。FFPE組織又は新鮮に単離した単一細胞から抽出した核酸は非常に断片化されているが、これらはNGSの応用には適している。
エクソームシーケンシングのためのいくつかの標的NGS方法が文献(総説には、例えばTeer及びMullikin、2010、Human Mol Genet 19(2): R145～51頁を参照)に記載されており、これらの全てを本発明と併せて使用することができる。これらの方法の多く(例えばゲノム捕捉、ゲノム分配、ゲノム濃縮等として記載)はハイブリダイゼーション技法を使用し、アレイに基づく(例えばHodgesら、2007、Nat. Genet. 39: 1522～1527頁)及び液体に基づく(例えばChoiら、2009、Proc. Natl. Acad. Sci USA 106: 19096～19101頁)ハイブリダイゼーション手法が含まれる。また、DNA試料の調製及び続くエクソームの捕捉のための市販のキットも入手可能であり、例えば、Illumina Inc.社(カリフォルニア州San Diego)は、TruSeq(商標)DNA試料の調製キット(DNA Sample Preparation Kit)及びTruSeq(商標)エクソーム濃縮キット(Exome Enrichment Kit)を提供している。
例えば腫瘍試料の配列を生殖系列試料の配列等の参照試料の配列と比較する際に癌特異的体細胞突然変異又は配列相違の検出において偽陽性の発見数を減らすために、これらの試料種のうちの一方又は両方の複製中の配列を決定することが好ましい。したがって、生殖系列試料の配列等の参照試料の配列を2回、3回又はそれより多く決定することが好ましい。或いは又はそれに加えて、腫瘍試料の配列を2回、3回又はそれより多く決定する。また、生殖系列試料の配列等の参照試料の配列及び/又は腫瘍試料の配列はまた、ゲノムDNA中の配列を少なくとも1回決定し、前記参照試料及び/又は前記腫瘍試料のRNA中の配列を少なくとも1回決定することによって、複数回決定することも可能であり得る。例えば、生殖系列試料等の参照試料の複製間の変異を決定することによって、予想される体細胞突然変異の偽陽性率(FDR)を統計的量として推定することができる。1つの試料の技術的反復は同一の結果を生じるはずであり、この「対同一物比較」中に検出された全ての突然変異は偽陽性である。特に、参照試料に対する腫瘍試料における体細胞突然変異検出の偽発見率を決定するために、参照試料の技術的反復を、偽陽性の数を推定するための参照として使用することができる。更に、様々な品質関連の測定基準(例えばカバレッジ又はSNP品質)を、機械学習手法を使用して単一の品質スコアへと合わせ得る。任意選択で、所定の体性変異について、上回る品質スコアを有する全ての他の変異を計数してよく、これによりデータセット中の全ての変異の順位付けが可能となる。
本発明の文脈において、用語「RNA」とは、少なくとも1つのリボヌクレオチド残基を含み、好ましくは完全に又は実質的にリボヌクレオチド残基から構成される分子に関する。「リボヌクレオチド」とは、β-D-リボフラノシル基の2'位にヒドロキシル基を有するヌクレオチドに関する。用語「RNA」は、二本鎖RNA、一本鎖RNA、部分的又は完全に精製したRNA等の単離したRNA、本質的に純粋なRNA、合成RNA、並びに1つ又は複数のヌクレオチドの付加、欠失、置換及び/又は変更によって天然に存在するRNAと異なる修飾RNA等の組換え産生したRNAを含む。そのような変更には、例えば、RNAの末端への又は内部での、例えばRNAの1つ若しくは複数のヌクレオチドでの非ヌクレオチド物質の付加を含めることができる。また、RNA分子中のヌクレオチドは、天然に存在しないヌクレオチド又は化学合成ヌクレオチド又はデオキシヌクレオチド等の非標準のヌクレオチドも含むことができる。これらの変更されたRNAは、類似体又は天然に存在するRNAの類似体と呼ぶことができる。
用語「RNA」には「mRNA」が含まれ、好ましくはそれに関する。用語「mRNA」とは「メッセンジャーRNA」を意味し、DNA鋳型を使用することによって作製され、ペプチド又はポリペプチドをコードしている「転写物」に関する。典型的には、mRNAは、5'-UTR、タンパク質コード領域、及び3'-UTRを含む。mRNAは細胞中及びインビトロにおいて限定された半減期しか持たない。本発明の文脈において、mRNAはDNA鋳型からインビトロ転写によって作製し得る。インビトロ転写方法は当業者に知られている。例えば、様々なインビトロ転写キットが市販されている。
RNAの安定性及び翻訳効率は必要に応じて改変し得る。例えば、RNAの安定化効果を有する及び/又は翻訳効率を増加させる1つ又は複数の修飾によって、RNAを安定化させ、その翻訳を増加させ得る。そのような修飾は、例えば、本明細書中に参考として組み込まれているPCT/EP2006/009448号に記載されている。本発明の実施形態で使用するRNAの発現を増加させるために、コード領域、即ち発現されるペプチド又はタンパク質をコードしている配列内で、好ましくは発現されるペプチド又はタンパク質の配列を変更させずに修飾することによって、GC含有率を増加させてmRNAの安定性を増加させ、コドン最適化を行い、したがって細胞内の翻訳を亢進させ得る。
本発明で使用するRNAの文脈における用語「修飾」には、前記RNA中に天然で存在しない、RNAの任意の修飾が含まれる。
本発明の一実施形態では、本発明に従って使用するRNAは非キャップ5'-三リン酸を有さない。そのような非キャップ5'-三リン酸の除去は、RNAをホスファターゼで処理することによって達成することができる。
本発明によるRNAは、その安定性を増加する及び/又は細胞毒性を低下するために、修飾されたリボヌクレオチドを有し得る。例えば、一実施形態では、本発明に従って使用するRNA中で、シチジンを5-メチルシチジンで部分的又は完全に、好ましくは完全に置換する。或いは又はそれに加えて、一実施形態では、本発明に従って使用するRNA中で、ウリジンをプソイドウリジンで部分的又は完全に、好ましくは完全に置換する。
一実施形態では、用語「修飾」とは、RNAに5'-cap又は5'-cap類似体を提供することに関する。用語「5'-cap」とは、mRNA分子の5'末端上に見つかるcap構造をいい、一般に、普通ではない5'から5'の三リン酸結合を介してmRNAと連結したグアノシンヌクレオチドからなる。一実施形態では、このグアノシンは7位でメチル化されている。用語「従来の5'-cap」とは、天然に存在するRNA5'-cap、好ましくは7-メチルグアノシンキャップ(m7G)をいう。本発明の文脈において、用語「5'-cap」には、RNAcap構造に似ており、好ましくはインビボ及び/又は細胞内でそれと付着している場合にRNAを安定化させる及び/又はRNAの翻訳を亢進させる能力を有するように修飾されている、5'-cap類似体が含まれる。
RNAに5'-cap又は5'-cap類似体を提供することは、前記5'-cap又は5'cap類似体の存在下におけるDNA鋳型のインビトロ転写によって達成してよく、前記5'-capが作製されたRNA鎖内に同時転写的に取り込まれるか、又は、RNAは、例えばインビトロ転写によって作製されてよく、5'-capは、キャッピング酵素、例えばワクシニアウイルスのキャッピング酵素を使用して転写後にRNAに付着させてよい。
RNAはさらなる修飾を含み得る。例えば、本発明で使用するRNAのさらなる修飾は、天然に存在するポリ(A)テイルの伸長若しくは切断、又は、前記RNAのコード領域に関連していないUTRの導入、例えば、グロビン遺伝子、例えばアルファ2-グロビン、アルファ1-グロビン、ベータ-グロビン、好ましくはベータ-グロビン、より好ましくはヒトベータ-グロビンに由来する1つ若しくは複数、好ましくは2コピーの3'-UTRによる既存の3'-UTRの交換若しくはその挿入等の、5'-若しくは3'-非翻訳領域(UTR)の変更であり得る。
マスキングされていないポリ-A配列を有するRNAは、マスキングされたポリ-A配列を有するRNAよりも効率的に翻訳される。用語「ポリ(A)テイル」又は「ポリ-A配列」とは、典型的にはRNA分子の3'末端上に位置するアデニル(A)残基の配列に関し、「マスキングされていないポリ-A配列」とは、RNA分子の3'末端のポリ-A配列がポリ-A配列のAで終了し、ポリ-A配列の3'末端、即ち下流に位置するA以外のヌクレオチドが続かないことを意味する。更に、約120塩基対の長いポリ-A配列は、RNAの最適な転写安定性及び翻訳効率をもたらす。
したがって、本発明に従って使用するRNAの安定性及び/又は発現を増加させるために、好ましくは10～500、より好ましくは30～300、更により好ましくは65～200、特に100～150個のアデノシン残基の長さを有するポリ-A配列と共に存在するようにこれを修飾し得る。特に好ましい実施形態では、ポリ-A配列は約120個のアデノシン残基の長さを有する。本発明に従って使用するRNAの安定性及び/又は発現を更に増加させるために、ポリ-A配列をマスキングしないことができる。
更に、RNA分子の3'-非翻訳領域内への3'-非翻訳領域(UTR)の取り込みは、翻訳効率の亢進をもたらすことができる。2個以上のそのような3'-非翻訳領域を取り込ませることによって、相乗効果を達成し得る。3'-非翻訳領域は、それらが導入されるRNAに対して自己又は異種であり得る。特定の一実施形態では、3'-非翻訳領域はヒトβ-グロビン遺伝子に由来する。
上述の修飾の組合せ、即ちポリ-A配列の取り込み、ポリ-A配列の脱マスキング及び1つ又は複数の3'-非翻訳領域の取り込みは、RNAの安定性及び翻訳効率の増加に対して相乗的な影響を有する。
用語、RNAの「安定性」とは、RNAの「半減期」に関連する。「半減期」とは、分子の活性、量、又は数の半分を排除するために必要な期間に関する。本発明の文脈において、RNAの半減期は前記RNAの安定性の指標である。RNAの半減期は、RNAの「発現の持続期間」に影響を与え得る。長い半減期を有するRNAは長期間の間発現されることを予測することができる。
もちろん、RNAの安定性及び/又は翻訳効率を減少させることが望ましい場合は、RNAの安定性及び/又は翻訳効率を増加させる上述の要素の機能を妨害するようにRNAを修飾することが可能である。
用語「発現」とは、最も一般的な意味で使用され、例えば転写及び/又は翻訳による、RNA及び/又はペプチド若しくはポリペプチドの産生を含む。RNAに関して、用語「発現」又は「翻訳」とは、特にペプチド又はポリペプチドの産生に関する。また、これは核酸の部分的発現も含む。更に、発現は一過性又は安定であることができる。
用語発現には、「異常な発現」又は「異常発現」も含まれる。「異常な発現」又は「異常発現」とは、参照、例えば、特定のタンパク質、例えば腫瘍抗原の異常な発現又は異常発現に関連している疾患に罹患していない対象の状態と比較して、発現が変更されている、好ましくは増加していることを意味する。発現の増加とは、少なくとも10%、特に少なくとも20%、少なくとも50%若しくは少なくとも100%、又はそれより多くの増加をいう。一実施形態では、発現は患部組織中でのみ見つかり、健康な組織中の発現は抑制されている。
用語「特異的に発現される」とは、タンパク質が本質的に特異的組織又は器官中でのみ発現されることを意味する。例えば、胃粘膜中で特異的に発現される腫瘍抗原とは、前記タンパク質が主に胃粘膜中で発現され、他の組織中では発現されない又は他の組織若しくは器官種中では有意な程度には発現されないことを意味する。したがって、胃粘膜の細胞中で排他的に発現され、精巣等の任意の他の組織中では有意により少ない程度に発現されるタンパク質は、胃粘膜の細胞中で特異的に発現される。一部の実施形態では、腫瘍抗原はまた、正常状態下では、複数の組織型又は器官、例えば2つ又は3つの組織型又は器官であるが、好ましくは3つ以下の異なる組織又は器官種中で特異的に発現され得る。この場合、腫瘍抗原はこれらの器官中で特異的に発現される。例えば、腫瘍抗原が正常状態下で肺及び胃中で好ましくはほぼ同程度に発現される場合、前記腫瘍抗原は肺及び胃中で特異的に発現される。
本発明の文脈において、用語「転写」とは、DNA配列の遺伝暗号がRNAへと転写されるプロセスに関する。続いて、RNAはタンパク質へと翻訳され得る。本発明によれば、用語「転写」は「インビトロ転写」を含み、用語「インビトロ転写」とは、RNA、特にmRNAが、無細胞系中で、好ましくは適切な細胞抽出物を使用してインビトロ合成されるプロセスに関する。好ましくは、クローニングベクターを転写物の作製に応用する。これらのクローニングベクターは一般に転写ベクターと命名され、用語「ベクター」によって包含される。本発明で使用するRNAは好ましくはインビトロ転写RNA(IVT-RNA)であり、適切なDNA鋳型のインビトロ転写によって得られ得る。転写を制御するためのプロモーターは、任意のRNAポリメラーゼの任意のプロモーターであることができる。RNAポリメラーゼの具体的な例は、T7、T3、及びSP6 RNAポリメラーゼである。好ましくは、インビトロ転写は、T7又はSP6プロモーターによって制御される。インビトロ転写のためのDNA鋳型は、核酸、特にcDNAをクローニングし、それをインビトロ転写のための適切なベクター内に導入することによって得られ得る。cDNAはRNAの逆転写によって得られ得る。
用語「翻訳」とは、メッセンジャーRNAの鎖がアミノ酸の配列のアセンブリを指示してペプチド又はポリペプチドを作製する、細胞のリボソーム中のプロセスに関する。
本発明の文脈において核酸と機能的に連結することができる発現制御配列又は調節配列は、該核酸に関して相同又は異種であり得る。コード配列及び調節配列は、コード配列の転写又は翻訳が調節配列の制御下又は影響下となるように一緒に共有結合されている場合に、「機能的に」一緒に連結されている。調節配列とコード配列との機能的連結を用いてコード配列を機能的タンパク質へと翻訳させる場合は、調節配列の誘導は、コード配列の読み枠のシフト又はコード配列が所望のタンパク質若しくはペプチドへと翻訳されないことを引き起こさずに、コード配列の転写をもたらす。
本発明との関連において、用語「発現制御配列」又は「調節配列」とは、核酸の転写又は誘導されたRNAの翻訳を制御する、プロモーター、リボソーム結合配列及び他の制御要素を含む。特定の実施形態では、調節配列を制御することができる。調節配列の正確な構造は種又は細胞種応じて変動する可能性があるが、一般に、TATAボックス、キャッピング配列、CAAT配列等の転写又は翻訳の開始に関与している5'-非転写並びに5'-及び3'-非翻訳配列を含む。特に、5'-非転写調節配列は、機能的に結合した遺伝子の転写制御のプロモーター配列が含まれるプロモーター領域を含む。また、調節配列は、エンハンサー配列又は上流の活性化配列も含むことができる。
好ましくは、細胞中で発現させるRNAを前記細胞内に導入する。本発明による方法の一実施形態では、細胞内に導入するRNAは適切なDNA鋳型のインビトロ転写によって得られる。
「発現することができるRNA」及び「コードしているRNA」等の用語は本明細書中で互換性があるように使用され、特定のペプチド又はポリペプチドに関しては、RNAは、適切な環境中で、好ましくは細胞内に存在する場合、発現させて前記ペプチド又はポリペプチドを産生することができることを意味する。好ましくは、RNAは、細胞の翻訳機構と相互作用して、それが発現することができるペプチド又はポリペプチドを提供することができる。
「移す」、「導入する」又は「形質移入する」等の用語は本明細書中で互換性があるように使用され、核酸、特に外因性又は異種の核酸、特にRNAを細胞内に導入することに関する。本発明によれば、細胞は、器官、組織及び/又は生物の一部を形成することができる。本発明によれば、核酸の投与は、裸の核酸として達成する、又は投与試薬と組み合わせて達成するのいずれかである。ある。好ましくは、核酸の投与は裸核酸の形態である。好ましくは、RNAはRNase阻害剤等の安定化物質と組み合わせて投与する。また、本発明は、長期間の持続的発現を可能にするために核酸を細胞内に繰返し導入することも想定している。
細胞は、例えばRNAと複合体を形成すること又はRNAを封入若しくはカプセル封入する小胞を形成することによってRNAと会合させ、裸RNAと比較して増加したRNAの安定性をもたらすことができる、任意の担体を用いて形質移入することができる。有用な担体には、例えば、カチオン性脂質、リポソーム、特に陽イオン性リポソーム、及びミセル等の脂質含有担体、並びにナノ粒子が含まれる。カチオン性脂質は負荷電の核酸と複合体を形成し得る。任意のカチオン性脂質を使用し得る。
好ましくは、細胞、特にインビボで存在する細胞内へのペプチド又はポリペプチドをコードしているRNAの導入は、細胞中での前記ペプチド又はポリペプチドの発現をもたらす。特定の実施形態では、核酸を特定の細胞に標的化することが好ましい。そのような実施形態では、核酸を細胞に投与するために適用する担体(例えばレトロウイルス又はリポソーム)は、標的化分子を示す。例えば、標的細胞上の表面膜タンパク質又は標的細胞上の受容体のリガンドに特異的な抗体等の分子を、核酸担体内に取り込ませ得る、又はそれと結合させ得る。核酸をリポソームによって投与する場合、標的化及び/又は取り込みを可能にするために、エンドサイトーシスに関連している表面膜タンパク質と結合するタンパク質をリポソーム配合物内に取り込ませ得る。そのようなタンパク質は、特定の細胞種、内部移行されるタンパク質に対する抗体、細胞内の位置を標的とするタンパク質等に特異的なカプシドタンパク質又はその断片を包含する。
用語「細胞」又は「宿主細胞」は、好ましくは、無処置の細胞、即ち、酵素、オルガネラ、又は遺伝物質等のその正常な細胞内成分を放出していない無処置の膜を有する細胞である。無処置の細胞は、好ましくは、生細胞、即ちどの正常な代謝機能を実施することができる生細胞である。好ましくは、前記用語は、外因性の核酸を用いて形質転換又は形質移入することができる任意の細胞に関する。用語「細胞」には、原核細胞(例えば大腸菌(E.coli))又は真核細胞(例えば、樹状細胞、B細胞、CHO細胞、COS細胞、K562細胞、HEK293細胞、HELA細胞、酵母細胞、及び昆虫細胞)が含まれる。外因性の核酸は、細胞内に(i)それ自体で自由に分散して、(ii)組換えベクター内に組み込まれて、又は(iii)宿主細胞ゲノム若しくはミトコンドリアDNA内に組み込まれて見つかり得る。ヒト、マウス、ハムスター、ブタ、ヤギ、及び霊長類からの細胞等の哺乳動物細胞が特に好ましい。細胞は多数の組織型に由来していてよく、初代細胞及び細胞系が含まれる。具体的な例には、ケラチノサイト、末梢血白血球、骨髄幹細胞、及び胚性幹細胞が含まれる。さらなる実施形態では、細胞は抗原提示細胞、特に樹状細胞、単球、又はマクロファージである。
核酸分子を含む細胞は、好ましくは核酸によってコードされているペプチド又はポリペプチドを発現する。
用語「クローン増殖」とは、特定の実体が増えるプロセスをいう。本発明の文脈において、この用語は、好ましくは、リンパ球が抗原によって刺激され、増殖し、前記抗原を認識する特異的リンパ球が増幅される免疫学的応答との関連で使用される。好ましくは、クローン増殖はリンパ球の分化をもたらす。
「低下させる」又は「阻害する」等の用語は、好ましくは5%以上、10%以上、20%以上、より好ましくは50%以上、最も好ましくは75%以上の全体的なレベルの減少を引き起こす能力に関する。用語「阻害する」又は同様の語句には、完全な又は本質的に完全な阻害、即ちゼロ又は本質的にゼロまでの低下が含まれる。
「増加させる」、「亢進させる」、「促進する」又は「延長する」等の用語は、好ましくは、少なくとも約10%、好ましくは少なくとも20%、好ましくは少なくとも30%、好ましくは少なくとも40%、好ましくは少なくとも50%、好ましくは少なくとも80%、好ましくは少なくとも100%、好ましくは少なくとも200%、特に少なくとも300%の増加、亢進、促進又は延長に関する。また、これらの用語は、ゼロ又は測定不可能又は検出不可能なレベルからゼロより高いレベル又は測定可能若しくは検出可能なレベルへの増加、亢進、促進又は延長にも関し得る。
本発明によれば、用語「ペプチド」とは、ペプチド結合によって共有結合した、2個以上、好ましくは3個以上、好ましくは4個以上、好ましくは6個以上、好ましくは8個以上、好ましくは10個以上、好ましくは13個以上、好ましくは16個以上、好ましくは21個以上、かつ好ましくは8、10、20、30、40又は50個まで、特に100個のアミノ酸を含む物質をいう。用語「ポリペプチド」又は「タンパク質」とは、大きなペプチド、好ましくは100個を超えるアミノ酸残基を有するペプチドをいうが、一般に、用語「ペプチド」、「ポリペプチド」及び「タンパク質」は同義語であり、本明細書中で互換性があるように使用される。本発明によれば、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質に関する用語「修飾」又は「配列変化」は、野生型ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質の配列等、親配列と比較した、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質における配列変化に関する。この用語は、アミノ酸挿入変異体、アミノ酸付加変異体、アミノ酸欠失変異体及びアミノ酸置換変異体、好ましくはアミノ酸置換変異体を含む。本発明によるこれらの配列変化は全て、新たなエピトープを潜在的に生じ得る。
アミノ酸挿入変異体は、特定のアミノ酸配列中に1個若しくは2個又はそれより多くのアミノ酸の挿入を含む。
アミノ酸付加変異体は、1、2、3、4若しくは5個、又はそれより多くのアミノ酸等の1つ又は複数のアミノ酸のアミノ及び/又はカルボキシ末端融合を含む。
アミノ酸欠失変異体は、配列からの1個又は複数のアミノ酸の除去、例えば、1、2、3、4若しくは5個又はそれ以上のアミノ酸の除去を特徴付けられる。
アミノ酸置換変異体は、配列中の少なくとも1つの残基が除去され、別の残基がその代わりに挿入されることによって特徴付けられる。
本発明によれば、本発明の方法における検査に使用される修飾又は修飾されたペプチドは、修飾を含むタンパク質に由来することができる。
本発明によれば、用語「由来する」とは、特定の実体、特に特定のペプチド配列が、それが由来する物体に存在することを意味する。アミノ酸配列、特に特定の配列領域の場合、「由来する」とは、特に、関連するアミノ酸配列が、それが存在するアミノ酸配列に由来することを意味する。
本明細書に記載されている薬剤、組成物及び方法を使用して、疾患、例えば、抗原を発現し、抗原ペプチドを提示する罹患細胞の存在によって特徴付けられる疾患を有する対象を処置することができる。特に好ましい疾患は、癌疾患である。本明細書に記載されている薬剤、組成物及び方法を免疫化又はワクチン接種に使用して、本明細書に記載されている疾患を予防することもできる。
斯かる薬剤の1種は、本発明の方法によって同定される免疫回避を抵抗する適したネオエピトープに基づいて設計された癌ワクチン等、ワクチンである。
本発明によれば、用語「ワクチン」とは、投与の際に、病原体又は癌細胞等の疾患細胞を認識して攻撃する免疫応答、特に細胞性免疫応答を誘導する、医薬調製物(医薬組成物)又は生成物に関する。ワクチンは、疾患の防止又は処置に使用し得る。用語「個人化癌ワクチン」又は「個別化癌ワクチン」は、特定の癌患者に関わり、癌ワクチンが、個々の癌患者の必要又は特殊な状況に適応されることを意味する。
本発明に従って提供される癌ワクチンは、患者(patent)に投与した場合に、患者の腫瘍に特異的なT細胞の刺激、プライミング及び/又は増大用の1つ又は複数のT細胞エピトープを提供する。T細胞は、好ましくは、T細胞エピトープが由来する抗原を発現している細胞に対して方向付けられる。よって、本明細書中に記載されているワクチンは、好ましくは、クラスI MHCによる1つ又は複数の腫瘍関連ネオ抗原の提示によって特徴付けられる癌疾患に対する細胞性応答、好ましくは、細胞傷害性T細胞活性を誘導又は促進することができる。本明細書において提供されたワクチンは癌特異的突然変異を標的とするため、これは患者の腫瘍に特異的となる。
本発明の文脈において、ワクチンは、患者に投与されると、適したエピトープであると予測されるアミノ酸修飾又は修飾ペプチドを取り込む、2種以上、5種以上、10種以上、15種以上、20種以上、25種以上、30種以上、好ましくは最大60種、最大55種、最大50種、最大45種、最大40種、最大35種又は最大30種のT細胞エピトープ等、1種又は複数のT細胞エピトープ(ネオエピトープ、適したネオエピトープ、本明細書で同定される適したネオエピトープの組合せ)を好ましくは提供するワクチンに関する。患者の細胞、特に抗原提示細胞によるこれらのエピトープの提示は、好ましくは、MHCに結合した際にT細胞がエピトープを標的化すること、したがって、患者の腫瘍、好ましくは原発性腫瘍及び腫瘍転移が、MHCに提示されたT細胞エピトープが由来する抗原を発現し、腫瘍細胞の表面上に同じエピトープを提示することをもたらす。
本発明の方法は、癌ワクチン接種に対する同定されたアミノ酸修飾又は本明細書で同定される適したネオエピトープを含む修飾されたペプチドの有用性を決定する更に別の工程を含むことができる。したがって、さらなる工程は以下のうちの1つ又は複数を含むことができる:(i) 修飾が既知の又は予測されたMHCに提示されたエピトープ中に位置するかどうかの評価、(ii)修飾がMHCに提示されたエピトープ中に位置するかどうかのインビトロ及び/又はin silico試験、例えば、修飾が、MHCに提示されたエピトープへとプロセシングされる及び/又はそれとして提示されるペプチド配列の一部であるかどうかの試験、並びに(iii)想定された修飾されたエピトープが、特にその天然の配列構成で存在する場合、例えば天然に存在するタンパク質中で前記エピトープにも隣接するアミノ酸配列に隣接している場合、及び抗原提示細胞中で発現された場合に、所望の特異性を有する患者のT細胞等、T細胞を刺激することができるかどうかのインビトロ試験。そのような隣接配列は、それぞれ3個以上、5個以上、10個以上、15個以上、20個以上、好ましくは50個まで、45個まで、40個まで、35個まで又は30個までのアミノ酸を含んでいてよく、N末端及び/又はC末端でエピトープ配列に隣接していてよい。
本発明に従って決定される修飾されたペプチドは、癌ワクチン接種用のエピトープとしてその有用性について順位付けし得る。したがって、一態様では、本発明の方法は、同定された修飾されたペプチドが、提供するそれぞれのワクチンにおけるその有用性について分析及び選択される、手動又はコンピュータベースの分析処理を含む。好ましい実施形態では、前記分析処理はコンピュータアルゴリズムベースの処理である。好ましくは、前記分析処理は、以下の工程のうちの1つ又は複数、好ましくは、前記分析方法は、免疫原性となるその能力の予測に従ってエピトープを決定及び/又はランク付けする工程を含む。
本発明に従って同定され、ワクチン中に提供されるエピトープは、好ましくは、ポリエピトープポリペプチド又は前記ポリペプチドをコードする核酸、特にRNA等、前記エピトープ(ネオエピトープ、適したネオエピトープ、本明細書で同定される適したネオエピトープの組合せに見出されるネオエピトープ)を含むポリペプチドの形態で存在する。更に、エピトープは、ワクチン配列の形態でポリペプチド中に存在し得る、即ち、その天然配列の文脈で、例えば、天然起源のタンパク質において前記エピトープに同様に隣接するアミノ酸配列に隣接して存在し得る。そのような隣接配列は、それぞれ5個以上、10個以上、15個以上、20個以上、好ましくは50個まで、45個まで、40個まで、35個まで又は30個までのアミノ酸を含んでいてよく、N末端及び/又はC末端でエピトープ配列に隣接していてよい。したがって、ワクチン配列は、20個以上、25個以上、30個以上、35個以上、40個以上、好ましくは50個まで、45個まで、40個まで、35個まで又は30個までのアミノ酸を含み得る。一実施形態では、エピトープ及び/又はワクチン配列はポリペプチド中で頭-尾で並んでいる。
一実施形態では、エピトープ/本明細書で同定される適したネオエピトープ及び/又はワクチン配列はリンカー、特に中性リンカーによって離間されている。本発明との関連において使用される用語「リンカー」とは、エピトープ又はワクチン配列等の2つのペプチドドメインの間に付加して前記ペプチドドメインを接続するペプチドに関する。リンカー配列に関して特に制限はない。しかし、リンカー配列は2つのペプチドドメイン間の立体障害を減らし、良好に翻訳され、エピトープのプロセシングを支援又は許可することが好ましい。更に、リンカーは免疫原性の配列要素を有さない、又は僅かしか有さないべきである。リンカーは、好ましくは、所望しない免疫反応を生じ得る、近接エピトープ間の接合部縫合から生じたもの等の非内在性エピトープを作成するべきではない。したがって、ポリエピトープワクチンは、好ましくは、所望しないMHC結合性接合部エピトープの数を減らすことができるリンカー配列を含有するべきである。Hoytら(EMBO J. 25(8)、1720～9頁、2006)及びZhangら(J. Biol. Chem.、279(10)、8635～41頁、2004)は、グリシンに富んだ配列はプロテアソームプロセシングを損なわせ、したがって、グリシンに富んだリンカー配列の使用は、プロテアソームによるプロセシングが可能なリンカーに含有されるペプチドの数を最小限にする働きを持つことを示している。更に、グリシンは、MHC結合溝位置で強力な結合を阻害することが観察された(Abastadoら、1993、J. Immunol. 151(7): 3569～75頁)。Schlessingerら、2005、Proteins、61(1): 115～26頁は、アミノ酸配列中に含められたアミノ酸グリシン及びセリンは、プロテアソームによってより効率的に翻訳及びプロセシングされ、コードされているエピトープへのより良好な接近を可能にする、より柔軟なタンパク質をもたらすことを発見した。リンカーは、それぞれ3個以上、6個以上、9個以上、10個以上、15個以上、20個以上、好ましくは50個まで、45個まで、40個まで、35個まで又は30個までのアミノ酸を含み得る。好ましくは、リンカーはグリシン及び/又はセリンアミノ酸に富んでいる。好ましくは、リンカーのアミノ酸の少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、又は少なくとも95%はグリシン及び/又はセリンである。好ましい一実施形態では、リンカーはアミノ酸グリシン及びセリンから実質的に構成される。一実施形態では、リンカーはアミノ酸配列(GGS)a(GSS)b(GGG)c(SSG)d(GSG)eを含み、式中、a、b、c、d及びeは独立して、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20から選択される数字であり、a+b+c+d+eは0とは異なり、好ましくは2以上、3以上、4以上又は5以上である。一実施形態では、リンカーは、配列GGSGGGGSG等の、実施例中に記載のリンカー配列を含めた本明細書中に記載の配列を含む。
特に好ましい一実施形態では、ポリエピトープポリペプチド等、1つ又は複数の本明細書における方法で同定される適したネオエピトープを取り込むポリペプチドは、抗原提示細胞等、患者の細胞中で発現されてポリペプチドを産生し得る核酸、好ましくはin vitro転写された又は合成RNA等のRNAの形態で患者に投与される。また、本発明は、本発明の目的のために用語「ポリエピトープポリペプチド」によって含まれる1つ又は複数のマルチエピトープポリペプチドを、好ましくは、抗原提示細胞等の患者の細胞中で発現させて1つ又は複数のポリペプチドを産生させ得る核酸、好ましくはインビトロで転写された又は合成RNA等のRNAの形態で投与することも想定する。複数のマルチエピトープポリペプチドを投与する場合、異なるマルチエピトープポリペプチドによって提供される適したネオエピトープは異なる又は部分的に重複していてよい。ひとたび抗原提示細胞等の患者の細胞中に存在すると、本発明によるポリペプチドはプロセシングされ、本発明に従って同定された適したネオエピトープを産生する。本発明に従って提供されるワクチンの投与は、MHCに提示されたエピトープが由来する抗原を発現する細胞に対するCD4+ヘルパーT細胞応答を誘発することができる、MHCクラスIIに提示されたエピトープを好ましくは提供し得る。代替的に又はその上、本発明に従って提供されるワクチンの投与は、MHCに提示されたネオエピトープが由来する抗原を発現する細胞に対するCD8+T細胞応答を誘発することができる、MHCクラスIに提示されたネオエピトープを提供し得る。更に、本発明に従って提供されるワクチンの投与は、1つ又は複数のネオエピトープ(既知のネオエピトープ及び本発明に従って同定された適したネオエピトープが含まれる)、並びに癌特異的体細胞突然変異を含有しないが、癌細胞によって発現され、好ましくは癌細胞に対する免疫応答、好ましくは癌特異的免疫応答を誘導する1つ又は複数のエピトープを提供し得る。一実施形態では、本発明に従って提供されるワクチンの投与は、MHCクラスIIに提示されたエピトープである及び/又はMHCに提示されたエピトープが由来する抗原を発現する細胞に対するCD4+ヘルパーT細胞応答を誘発することができるネオエピトープ、並びに癌特異的体細胞突然変異を含有せず、MH
CクラスIに提示されたエピトープである及び/又はMHCに提示されたエピトープが由来する抗原を発現する細胞に対するCD8+T細胞応答を誘発することができるエピトープを提供する。一実施形態では、癌特異的体細胞突然変異を含有しないエピトープは腫瘍抗原に由来する。一実施形態では、癌特異的体細胞突然変異を含有しないネオエピトープ及びエピトープは癌の処置において相乗効果を有する。好ましくは、本発明に従って提供されるワクチンは細胞毒性及び/又はヘルパーT細胞応答のポリエピトープ刺激に有用である。
本発明に従って提供されるワクチンは組換えワクチンであり得る。
別の種類の薬剤は、T細胞受容体を発現するT細胞、又はT細胞受容体を組換えにより発現する、若しくは人工的若しくはキメラT細胞受容体(CAR)を発現するT細胞等、免疫細胞であり、この受容体は、抗原、例えば、適した疾患特異的標的として本発明の方法によって同定される適したネオエピトープに標的化され、好ましくは、斯かるネオエピトープは、MHC分子との複合体で細胞の表面に発現される。好ましくは、免疫細胞が、受容体-抗原結合によって抗原を認識すると、免疫細胞(免疫反応性細胞)は、刺激、プライミング及び/又は増大される、又は上述の免疫反応性細胞のエフェクター機能を発揮する。
用語「抗原特異的T細胞」又は同様の用語は、MHCクラスI分子内で複合体形成した抗原、例えば、適したネオエピトープを認識し、前記抗原への結合後に、上述のT細胞のエフェクター機能を好ましくは発揮するT細胞に関する。T細胞及び他のリンパ系細胞は、抗原を発現する標的細胞を死滅させる場合、抗原に特異的であると考慮される。T細胞特異性は、例えば、クロム放出アッセイ又は増殖アッセイ内の種々の標準技法のいずれかを使用して評価することができる。代替的に、リンホカイン(インターフェロン-γ等)の合成を測定することができる。
T細胞受容体及び他の抗原受容体は、上に記載されている。用語「CAR」(又は「キメラ抗原受容体」)は、癌細胞等の標的細胞における標的構造(例えば、抗原)を認識する、即ち、これに結合し(例えば、標的細胞の表面に発現される抗原への抗原結合ドメインの結合により)、細胞表面に前記CARを発現するT細胞等の免疫エフェクター細胞に特異性を付与することができる、単一分子又は分子の複合体を含む人工的受容体に関する。好ましくは、CARによる標的構造の認識は、前記CARを発現する免疫エフェクター細胞の活性化をもたらす。CARは、1個又は複数のタンパク質単位を含むことができ、前記タンパク質単位は、本明細書に記載されている1個又は複数のドメインを含む。用語「CAR」は、T細胞受容体を含まない。
一実施形態では、モノクローナル抗体に由来する単鎖可変断片(scFv)は、CD3-ゼータ膜貫通及びエンドドメイン(endodomain)に融合される。斯かる分子は、標的細胞におけるその抗原標的のscFvによる認識及び標的抗原を発現する標的細胞の死滅に応答してゼータシグナルの伝達をもたらす。同様に使用することができる抗原認識ドメインは、とりわけT細胞受容体(TCR)アルファ及びベータ単鎖を含む。高い親和性で所与の標的に結合する実際にほぼ全てのものを抗原認識ドメインとして使用することができる。
抗原認識後に、受容体はクラスター形成し、シグナルが細胞に伝達される。この点において、「T細胞シグナリングドメイン」は、抗原が結合した後にT細胞に活性化シグナルを伝達するドメイン、好ましくはエンドドメインである。最も一般的に使用されるエンドドメイン成分は、CD3-ゼータである。
CAR修飾T細胞は、罹患細胞で発現される実質的にいかなる抗原、例えば腫瘍抗原も標的化するように操作することができるため、キメラ抗原受容体を発現するCAR操作T細胞による養子細胞移入治療法は、治療法の有望なモードである。好ましくは、腫瘍抗原は、適した腫瘍特異的標的として本発明の方法によって同定される腫瘍特異的突然変異に起因するネオエピトープである。例えば、患者のT細胞は、患者の腫瘍細胞の表面でMHC分子と複合体形成した腫瘍特異的ネオエピトープに対して特異的に作製されたCARを発現するように遺伝的に操作(遺伝的に修飾)し、次いで患者に戻し注入することができる。
CARは、T細胞受容体の機能を置き換えることができ、特に、T細胞等の細胞に細胞溶解活性等の反応性を付与することができる。しかし、上述の抗原ペプチド-MHC複合体へのT細胞受容体の結合とは対照的に、CARは、特に、細胞表面に発現されたときに、抗原に結合することもできる。
本発明によれば、CARは一般に、3個のドメインを含むことができる。第1のドメインは、抗原を認識及び結合する結合ドメインである。第2のドメインは、共刺激ドメインである。共刺激ドメインは、標的化部分へのCARの結合後に細胞傷害性リンパ球の増殖及び生存の増強に機能する。共刺激ドメインのアイデンティティーは、CARによる標的化部分の結合後に細胞性増殖及び生存を増強する能力を有するという点においてのみ限定される。適した共刺激ドメインは、CD28、CD137(4-1BB)、腫瘍壊死因子(TNF)受容体ファミリーのメンバー、CD134(OX40)、受容体のTNFRスーパーファミリーのメンバー、及びCD278(ICOS)、活性化T細胞で発現されるCD28スーパーファミリー共刺激分子を含む。第3のドメインは、活性化シグナリングドメイン(又はT細胞シグナリングドメイン)である。活性化シグナリングドメインは、抗原へのCARの結合後に細胞傷害性リンパ球の活性化に機能する。活性化シグナリングドメインのアイデンティティーは、CARによる抗原の結合後に選択された細胞傷害性リンパ球の活性化を誘導する能力を有するという点においてのみ限定される。適した活性化シグナリングドメインは、T細胞CD3[ゼータ]鎖及びFc受容体[ガンマ]を含む。
CARは、融合タンパク質の形態で3個のドメインを一体に含むことができる。斯かる融合タンパク質は一般に、N末端からC末端の方向で連結された、結合ドメイン、1個又は複数の共刺激ドメイン、及び活性化シグナリングドメインを含むであろう。しかし、CARは、この配置に限定されず、他の配置が許容され、これは、結合ドメイン、活性化シグナリングドメイン、及び1個又は複数の共刺激ドメインを含む。結合ドメインは、抗原に自由に結合しなければならないため、融合タンパク質における結合ドメインの設置は一般に、細胞外部での領域のディスプレイが達成されるようになるであろうことが理解されよう。同じ様式で、共刺激及び活性化シグナリングドメインは、細胞傷害性リンパ球の活性及び増殖の誘導に機能するため、融合タンパク質は一般に、これら2ドメインを細胞内部にディスプレイするであろう。CARは、細胞表面への融合タンパク質の適切な搬出を確実にするためのシグナルペプチド、融合タンパク質が膜内在性タンパク質として維持されることを確実にするための膜貫通ドメイン、及び結合ドメインに可動性を付与し、抗原への強い結合を可能にするヒンジドメイン(又はスペーサー領域)等の追加的なエレメントを含むことができる。
CAR及び他の人工的抗原受容体との関連で使用される細胞は、好ましくは、T細胞、特に細胞傷害性リンパ球であり、好ましくは、細胞傷害性T細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞及びリンホカイン活性化キラー(LAK)細胞から選択される。活性化後に、これらの細胞傷害性リンパ球のそれぞれは、標的細胞の破壊を誘発する。例えば、細胞傷害性T細胞は、次の手段のいずれか一方又は両方により標的細胞の破壊を誘発する。第一に、活性化後に、T細胞は、パーフォリン、グランザイム及びグラニュライシン等の細胞毒を放出する。パーフォリン及びグラニュライシンは、標的細胞にポアを作製し、グランザイムは、細胞に進入し、細胞質においてカスパーゼカスケードを誘発し、これは、細胞のアポトーシス(プログラム細胞死)を誘導する。第二に、アポトーシスは、T細胞及び標的細胞の間のFas-Fasリガンド相互作用を介して誘導され得る。細胞傷害性リンパ球は、好ましくは、自家細胞となるであろうが、異種細胞又は同種異系間細胞を使用してもよい。
CAR内に存在し得る抗原に対する結合ドメインは、抗原に結合(これを標的化)する能力、即ち、抗原に存在するエピトープに結合(これを標的化)する能力、好ましくは、適した疾患特異的標的として本発明の方法によって同定されるネオエピトープに結合(これを標的化)する能力を有し、ネオエピトープは、細胞の表面におけるMHCの文脈で提示される。好ましくは、抗原に対する結合ドメインは、抗原に特異的である。
別の種類の薬剤は、本発明の方法によって同定される適したネオエピトープを含有するペプチドをロードされたリンパ系細胞等の免疫細胞である。好ましい実施形態では、リンパ系細胞は、樹状細胞である。本発明の文脈において、処置されるべき患者から好ましくは単離されるリンパ系細胞は、標的化されるべき抗原と共にインキュベートされ、次いでインキュベートされた細胞は、患者に投与され、抗原を発現する細胞に対する免疫応答が誘導される。よって、適したエピトープを含むペプチドを樹状細胞と共にインキュベートすることができ、適したネオエピトープを発現する細胞に対する免疫応答を誘導するために、インキュベートされた細胞を投与することができる。
用語「組換え」とは、本発明との関連において、「遺伝子操作によって作製された」ことを意味する。好ましくは、本発明との関連での組換えポリペプチド等の「組換え実体」は天然に存在せず、好ましくは、天然では組み合わされないアミノ酸又は核酸配列等の実体の組合せの結果である。例えば、組換えポリペプチドは、本発明との関連において、ネオエピトープ、又は異なるタンパク質若しくは同じタンパク質の異なる部分が例えばペプチド結合若しくは適切なリンカーによって一緒に融合されたものに由来するワクチン配列等の、いくつかのアミノ酸配列を含有し得る。
本明細書中で使用する用語「天然に存在する」とは、物体を自然で見つけることができることをいう。例えば、生物(ウイルスを含めて)中に存在し、天然源から単離することができ、人によって実験室内で意図的に改変されていないペプチド又は核酸は、天然に存在する。
本発明によれば、用語「疾患」とは、癌疾患、特に本明細書中に記載の癌疾患の形態を含めた任意の病理状態をいう。
用語「正常な」とは、健康な状態又は健康な対象若しくは組織、即ち非病的状態における状態をいい、「健康な」とは、好ましくは非癌性であることを意味する。
「抗原を発現する細胞を含む疾患」とは、患部組織又は器官の細胞において抗原の発現が検出されることを意味する。患部組織又は器官の細胞中の発現は、健康な組織又は器官の状態と比較して増加していてよい。増加とは、少なくとも10%、特に少なくとも20%。少なくとも50%、少なくとも100%、少なくとも200%、少なくとも500%、少なくとも1000%、少なくとも10000%又は更にそれより多くの増加をいう。一実施形態では、発現は患部組織中でのみ見つかり、健康な組織中の発現は抑制される。本発明によれば、抗原を発現する細胞を含む又はそれに関連する疾患には癌疾患が含まれる。
癌(医学用語は悪性新生物)とは、細胞の群が非制御の成長(正常な限界を超えた分裂)、侵襲(近接組織の侵入及び破壊)、並びに場合によっては転移(リンパ又は血液を介した身体内の他の位置への拡散)を示す疾患のクラスである。これら3つの癌の悪性特性により、これらが自己限定的であり浸潤又は転移しない良性腫瘍から区別される。ほとんどの癌は腫瘍を形成するが、白血病等の一部のものは形成しない。
悪性腫瘍は、癌と本質的に同義である。悪性疾患、悪性新生物、及び悪性腫瘍は癌と本質的に同義である。
本発明によれば、用語「腫瘍」又は「腫瘍疾患」とは、好ましくは腫脹又は病変を形成する、細胞の異常成長(新生細胞、腫瘍形成性細胞又は腫瘍細胞と呼ばれる)をいう。「腫瘍細胞」とは、迅速な非制御の細胞増殖によって成長し、新しい成長を開始した刺激が終わった後に成長し続ける異常細胞を意味する。腫瘍は構造的組織化及び正常組織との機能的協調の部分的又は完全な欠如を示し、通常は、良性、前悪性又は悪性のいずれかであり得る明確な組織塊を形成する。
良性腫瘍は、癌の悪性特性のうち全3種を欠如する腫瘍である。よって、定義によると、良性腫瘍は、無制限の侵襲性様式で成長せず、周囲の組織に侵入せず、非隣接性組織に拡散(転移)しない。
新生物とは、新形成の結果としての異常な組織塊である。新形成(ギリシャ語で新しい成長)とは、細胞の異常増殖である。細胞の成長は、その周りの正常組織の成長を上回り、協調的でない。成長は刺激が終わった後さえも同じ過剰な様式で持続する。これは通常は塊又は腫瘍を引き起こす。新生物は良性、前悪性又は悪性であり得る。
本発明との関連による「腫瘍の成長」又は「腫瘍成長」とは、腫瘍の大きさが大きくなる傾向及び/又は腫瘍細胞が増殖する傾向に関する。
本発明の目的のために、用語「癌」及び「癌疾患」は、用語「腫瘍」及び「腫瘍疾患」と互換性があるように使用される。
癌は腫瘍に似ている細胞の種類、したがって腫瘍の起源であると推定される組織の種類によって分類される。これらはそれぞれ組織学及び位置である。
本発明による用語「癌」は、白血病、精上皮腫、黒色腫、奇形腫、リンパ腫、神経芽細胞腫、神経膠腫、直腸癌、子宮内膜癌、腎臓癌、副腎癌、甲状腺癌、血液癌、皮膚癌、脳癌、子宮頸癌、腸癌、肝臓癌、結腸癌、胃癌、腸管癌、頭頸部癌、胃腸癌、リンパ節癌、食道癌、結腸直腸癌、膵臓癌、耳、鼻及び咽頭(ENT)癌、乳癌、前立腺癌、子宮癌、卵巣癌及び肺癌並びにその転移を含む。その例は、肺癌腫、乳房癌腫、前立腺癌腫、結腸癌腫、腎細胞癌腫、子宮頸癌腫、又は上述の癌種若しくは腫瘍の転移である。また、本発明によれば、用語癌は癌の転移及び癌の再発(relapse)も含む。
「転移」とは、その元の部位から身体の別の部分への癌細胞の拡散を意味する。転移の形成は非常に複雑なプロセスであり、原発性腫瘍からの悪性細胞の脱離、細胞外基質の侵襲、体腔及び血管に入るための内皮基底膜の貫通、その後、血液によって輸送された後に、標的器官の浸潤に依存する。最後に、標的部位での新しい腫瘍、即ち二次腫瘍又は転移性腫瘍の成長は血管形成に依存する。腫瘍転移は、多くの場合、原発性腫瘍の除去後にも起こり、これは腫瘍細胞又は構成要素が残って転移能を発生し得るためである。一実施形態では、本発明による用語「転移」とは、原発性腫瘍及び所属リンパ節系から離れた転移に関する「遠隔転移」に関する。
二次又は転移性腫瘍の細胞は元の腫瘍のものに似ている。これは、例えば卵巣癌が肝臓に転移する場合、二次腫瘍は異常肝細胞ではなく異常卵巣細胞から構成されていることを意味する。この場合、肝臓中の腫瘍は肝臓癌ではなく転移性卵巣癌と呼ばれる。
用語「循環腫瘍細胞」又は「CTC」とは、原発性腫瘍又は腫瘍転移から脱離して血流中に循環する細胞に関する。CTCは、続く様々な組織中のさらなる腫瘍(転移)の成長の種子を構成し得る。循環腫瘍細胞は、転移性疾患に罹患している患者の全血1mLあたり約1～10個のCTCの頻度で見つかる。CTCを単離するための研究方法が開発されている。当技術分野においてCTCを単離するためのいくつかの研究方法、例えば、上皮細胞が正常な血液細胞中では存在しない細胞接着タンパク質EpCAMを一般的に発現することを使用する技法が記載されている。免疫磁気ビーズに基づく捕捉は、血液検体を、磁気粒子とコンジュゲートさせたEpCAMに対する抗体で処理し、続いて、タグ付けされた細胞を磁場中で分離することを含む。その後、単離した細胞を別の上皮マーカー、サイトケラチン、及び一般的な白血球マーカーCD45に対する抗体で染色することによって、稀なCTCを汚染白血球から識別する。この頑強かつ半自動的な手法は、CTCを約1個のCTC/mLの平均収率及び0.1%の純度で同定する(Allardら、2004、Clin Cancer Res 10: 6897～6904頁)。CTCを単離するための第2の方法は、EpCAMに対する抗体でコーティングすることによって機能的にした80,000個のマイクロポストを包埋したチャンバに全血を流すことを含む、マイクロ流体に基づくCTC捕捉装置を使用する。その後、CTCをサイトケラチン又は前立腺癌におけるPSA若しくは乳癌におけるHER2等の組織特異的マーカーのいずれかに対する二次抗体で染色し、マイクロポストを複数の平面で三次元座標に沿って自動走査することによって可視化する。CTC-チップは、患者中のサイトケラチン(cytokerating)陽性循環腫瘍細胞を、収率の中央値が50個の細胞/ml、純度の範囲が1～80%で同定することができる(Nagrathら、2007、Nature 450: 1235～1239頁)。CTCを単離するための別の可能性は、血液の管中のCTCを捕捉、同定、及び計数するVeridex,LLC社(ニュージャージー州Raritan)のCellSearch(商標)循環腫瘍細胞(CTC)試験を使用することである。CellSearch(商標)システムは、全血中のCTCを数え上げるための米国食品医薬品局(FDA)に認可された方法であり、免疫磁気標識及び自動デジタル顕微鏡観察の組合せに基づく。CTCを単離するための他の方法が文献中に記載されており、その全てを本発明と併せて使用することができる。
再発(relapse又はrecurrence)は、人が、過去に影響を受けていた状態によって再度影響を受ける場合に起こる。例えば、患者が腫瘍疾患を患い、前記疾患の処置を受けて成功し、前記疾患を再度発症する場合、前記新しく発症した疾患は再発(relapse又はrecurrence)としてみなされ得る。しかし、本発明によれば、腫瘍疾患の再発(relapse又はrecurrence)は、元の腫瘍の部位疾患で起こってもよいが、必ずしもそうである必要はない。したがって、例えば、患者が卵巣腫瘍を患っており、受けた処置が成功した場合、再発(relapse又はrecurrence)は、卵巣腫瘍の発生又は卵巣とは異なる部位での腫瘍の発生であり得る。また、腫瘍の再発(relapse又はrecurrence)には、腫瘍が元の腫瘍の部位とは異なる部位で発生する状況及び元の腫瘍の部位で発生する状況も含まれる。好ましくは、患者が処置を受けた元の腫瘍は原発性腫瘍であり、元の腫瘍の部位とは異なる部位での腫瘍は二次又は転移性腫瘍である。
用語「免疫応答」は、細菌又はウイルス、細胞又は物質等、免疫原性生物等に対する免疫系の反応に関する。用語「免疫応答」は、自然免疫応答及び適応免疫応答を含む。好ましくは、免疫応答は、免疫細胞の活性化、サイトカイン生合成の誘導及び/又は抗体産生に関係する。
本発明の組成物によって誘導される免疫応答は、樹状細胞及び/又はマクロファージ等の抗原提示細胞の活性化、前記抗原提示細胞による抗原又はその断片の提示、並びにこの提示による細胞傷害性T細胞の活性化の工程を含むことが好ましい。
用語「免疫細胞」は、個体の身体の防御に関与する免疫系の細胞を指す。用語「免疫細胞」は、マクロファージ、単球(マクロファージの前駆体)、好中球、好酸球及び好塩基球等の顆粒球、樹状細胞、マスト細胞、並びにB細胞、T細胞及びナチュラルキラー(NK)細胞等のリンパ球を含む白血球を含む、特異的な種類の免疫細胞及びその前駆体を包含する。マクロファージ、単球(マクロファージの前駆体)、好中球、樹状細胞及びマスト細胞は、貪食細胞である。
用語「免疫療法」は、免疫応答の誘導、増強又は抑制による、疾患又は状態の処置に関する。免疫応答を誘発又は増幅するように設計された免疫療法は、活性化免疫療法として分類されるが、免疫応答を低下又は抑制する免疫療法は、抑制免疫療法として分類される。用語「免疫療法」は、抗原免疫化若しくは抗原ワクチン接種又は腫瘍免疫化若しくは腫瘍ワクチン接種を含む。用語「免疫療法」は、また、不適切な免疫応答が、リウマチ性関節炎、アレルギー、糖尿病又は多発性硬化症等の自己免疫性疾患の文脈で、より適切な応答にモジュレートされるような免疫応答の操作に関する。
用語「免疫化」又は「ワクチン接種」は、例えば治療上又は予防上の理由から、免疫応答を誘導する目的で、個体に抗原を投与するプロセスを表す。
「処置する」とは、対象中の腫瘍の大きさ若しくは腫瘍の数を低下させること、対象において疾患を停止若しくは遅延させること、対象において新しい疾患の発症を阻害若しくは遅延させること、疾患に現在罹患している若しくは以前に罹患していた対象において症状及び/若しくは再発(recurrence)の頻度若しくは重篤度を減少させること、並びに/又は対象の寿命を延長、即ち増加させることを含めて、疾患を防止又は排除するために、本明細書中に記載の化合物又は組成物を対象に投与することを意味する。特に、用語「疾患の処置」には、疾患の発症又はその症状を治癒すること、持続期間を短縮すること、進行若しくは悪化を寛解、防止、遅延若しくは阻害すること、又は防止若しくは遅延させることが含まれる。
「危険性がある」とは、一般集団と比較して疾患、特に癌を発症する可能性が正常よりも高いと同定された対象、即ち患者を意味する。更に、疾患、特に癌を患っていた、又は現在患っている対象とは、そのような対象は疾患を発症し続け得るため、疾患を発症する危険性が増加した対象である。また、癌を現在患っている、又は患っていた対象も癌の転移の危険性が増加している。
免疫療法の予防的投与、例えば本発明の組成物の予防的投与は、好ましくはレシピエントを疾患の発症から保護する。免疫療法の治療的投与、例えば本発明の組成物の治療的投与は、疾患の進行/成長の阻害をもたらし得る。これは、好ましくは疾患の排除をもたらす疾患の進行/成長の減速、特に疾患の進行の破壊を含む。
免疫療法は、本明細書中に提供する薬物が疾患細胞を患者から除去するように機能する、様々な技法のうちの任意のものを使用して行い得る。そのような除去は、患者において抗原又は抗原を発現する細胞に特異的な免疫応答を亢進又は誘導することの結果として起こり得る。
特定の実施形態では、免疫療法は活性免疫療法であってよく、処置は、疾患細胞に反応するように免疫応答改変剤(本明細書中に提供するポリペプチド及び核酸等)の投与を用いて宿主の内在免疫系をインビボ刺激することに依存する。
本明細書中に提供する薬物及び組成物は、単独で、又は手術、照射法、化学療法及び/若しくは骨髄移植(自己、同系の、アロジェネイック又は非関連)等の従来の治療レジメンと組み合わせて使用し得る。
用語「インビボ」とは、対象内の状況に関する。
用語「対象」、「個体」、「生物」又は「患者」は、脊椎動物、特に、哺乳類に関する。例えば、本発明の文脈における哺乳類は、ヒト、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ヒツジ、ウシ、ヤギ、ブタ、ウマ等の飼い慣らされた哺乳類、マウス、ラット、ウサギ、モルモット等の実験動物と共に、動物園の動物等の檻に入れられた動物である。これらの用語は、また、鳥類(特に、ニワトリ、アヒル、ガチョウ、シチメンチョウ等の飼い慣らされた鳥類)及び魚類(特に、養殖魚類、例えば、サケ又はナマズ)等の非哺乳類脊椎動物に関する。また、本明細書中で使用する用語「動物」にはヒトも含まれる。
用語「自己」とは、同じ対象に由来する全てのものを記載するために使用する。例えば、「自己移植」とは、同じ対象に由来する組織又は器官の移植をいう。そのような手順は、そうでなければ拒絶をもたらす免疫学的障壁を克服するため有利である。
用語「異種」とは、複数の異なる要素からなるものを記載するために使用する。一例として、1つの個体の骨髄を別の個体内に移入することは異種移植を構成する。異種遺伝子とは、対象以外の供給源に由来する遺伝子である。
免疫化又はワクチン接種のための組成物の一部として、好ましくは本明細書中に記載の1種又は複数の薬剤を、免疫応答を誘導する又は免疫応答を増加させるための1種又は複数のアジュバントと一緒に投与する。用語「アジュバント」とは、免疫応答を延長又は亢進又は加速する化合物に関する。本発明の組成物は、好ましくはアジュバントを加えずにその効果を発揮する。それでも、本出願の組成物は任意の既知のアジュバントを含有し得る。アジュバントは油乳濁液(例えばフロイントアジュバント)、無機化合物(ミョウバン等)、細菌産物(百日咳菌(Bordetella pertussis)毒素等)、リポソーム、及び免疫刺激複合体等の化合物の異種群を含む。アジュバントの例は、モノホスホリル-脂質-A(MPL SmithKline Beecham)、QS21(SmithKline Beecham)、DQS21(SmithKline Beecham、WO96/33739号)、QS7、QS17、QS18、及びQS-L1等のサポニン(Soら、1997、Mol. Cells 7:178～186頁)、不完全フロイントアジュバント、完全フロイントアジュバント、ビタミンE、モンタナイド(montanid)、ミョウバン、CpGオリゴヌクレオチド(Kriegら、1995、Nature 374:546～549頁)、並びにスクワレン及び/又はトコフェロール等の生分解性の油から調製される様々な油中水乳濁液である。
また、患者の免疫応答を刺激する他の物質も投与し得る。例えば、リンパ球に対するその調節特性のおかげで、ワクチン接種中でサイトカインを使用することが可能である。そのようなサイトカインは、例えば、ワクチンの保護作用を増加させることが示されたインターロイキン-12(IL-12)(Hall、1995、IL-12 at the crossroads、Science 268:1432～1434頁を参照)、GM-CSF及びIL-18を含む。
免疫応答を亢進し、したがってワクチン接種において使用し得るいくつかの化合物が存在する。前記化合物は、B7-1及びB7-2(それぞれCD80及びCD86)等のタンパク質又は核酸の形態で提供される同時刺激分子を含む。
本発明によれば、「腫瘍検体」は、循環腫瘍細胞(CTC)等の腫瘍又は癌細胞を含有する身体試料、特に、体液を含む組織試料及び/又は細胞性試料等の試料である。本発明によれば、「非腫瘍性検体」は、循環腫瘍細胞(CTC)等の腫瘍又は癌細胞を含有しない身体試料、特に、体液を含む組織試料及び/又は細胞性試料等の試料である。そのような身体試料は、パンチ生検を含めた組織生検によって、及び血液、気管支吸引液、痰、尿、糞便又は他の体液を採取することによって等の従来の様式で得られ得る。本発明によれば、用語「試料」には、生体試料の画分又は単離物、例えば核酸若しくは細胞の単離物等の加工試料も含まれる。
本明細書に記載されている治療活性剤、ワクチン及び組成物は、注射又は注入によるものを含むいずれか従来の経路により投与することができる。投与は、例えば、経口的に、静脈内に、腹腔内に、筋肉内に、皮下に又は経皮に実施し得る。一実施形態では、投与はリンパ節内への注射によって等の結節内で実施する。他の投与形態は、本明細書中に記載の核酸を用いた樹状細胞等の抗原提示細胞のインビトロ形質移入、次いで抗原提示細胞の投与を想定している。
本明細書中に記載の薬剤は有効量で投与する。「有効量」とは、単独で、又はさらなる用量と一緒に、所望の反応又は所望の効果を達成する量をいう。特定の疾患又は特定の状態の処置の場合、所望の反応は、好ましくは疾患の経過の阻害に関する。これは、疾患の進行の遅延、特に疾患の進行の中断又は逆行を含む。また、疾患又は状態の処置における所望の反応は、前記疾患又は前記状態の発症の遅延又は発症の防止であってもよい。
有効量の本明細書中に記載の薬剤は、処置する状態、疾患の重篤度、年齢、生理的状態、大きさ及び重量を含めた患者の個々のパラメータ、処置の持続期間、付随する治療の種類(存在する場合)、特定の投与経路及び同様の要因に依存する。したがって、本明細書中に記載の薬剤の投与用量は、そのようなパラメータに様々に依存し得る。患者における反応が初期用量では不十分な場合、より高い用量(又は、異なるより局所的な投与経路によって達成される有効により高い用量)を使用し得る。
用語「薬学的に許容される」は、医薬組成物の活性成分の作用と相互作用しない材料の無毒性を指す。
本発明の医薬組成物は、塩、バッファー、保存剤、担体及び任意選択で他の治療剤を含有することができる。好ましくは、本発明の医薬組成物は、1種又は複数の薬学的に許容される担体、希釈剤及び/又は賦形剤を含む。
用語「賦形剤」は、結合剤、潤滑剤、増粘剤、表面活性剤、保存料、乳化剤、バッファー、調味料又は着色料等、活性成分ではない、医薬組成物中のあらゆる物質を示すことが意図される。
用語「希釈剤」は、希釈及び/又は菲薄化用の薬剤に関する。更に、用語「希釈剤」は、流体、液体又は固体懸濁液及び/又は混合培地のうちいずれか1種又は複数を含む。
用語「担体」は、ヒトへの投与に適した、1種又は複数の適合性固体又は液体フィラー又は希釈剤に関する。用語「担体」は、活性成分の適用を容易にするために活性成分と組み合わされる、天然又は合成の有機又は無機成分に関する。好ましくは、担体成分は、ピーナッツ油、ダイズ油、ゴマ油、ヒマワリ油等、鉱物油、動物又は植物に由来するものを含む、水又は油等の無菌液体である。塩溶液並びに水性デキストロース及びグリセリン溶液を水性担体化合物として使用することもできる。
治療用途のための薬学的に許容される担体又は希釈剤は、医薬品技術分野で周知であり、例えば、Remington's Pharmaceutical Sciences、Mack Publishing Co.(A. R Gennaro編、1985)に記載されている。適した担体の例として、例えば, 炭酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、タルク、糖、ラクトース、ペクチン、デキストリン、デンプン、ゼラチン、トラガント、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース・ナトリウム、低融点ワックス、カカオバターその他が挙げられる。適した希釈剤の例として、エタノール、グリセロール及び水が挙げられる。
医薬品担体、賦形剤又は希釈剤は、意図される投与経路及び標準薬務に関して選択することができる。本発明の医薬組成物は、担体、賦形剤若しくは希釈剤として又はこれに加えて、いずれか適した結合剤、潤滑剤、懸濁剤、コーティング剤及び/又は可溶化剤を含むことができる。適した結合剤の例として、デンプン、ゼラチン、グルコース、無水ラクトース、フリーフローラクトース、ベータ-ラクトース、トウモロコシ甘味料等の天然の糖、アカシア、トラガント等の天然及び合成のガム、又はアルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース並びにポリエチレングリコールが挙げられる。適した潤滑剤の例として、オレイン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウム、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウムその他が挙げられる。保存料、安定剤、色素及び更には調味料が、医薬組成物中に提供されて良い。保存料の例として、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸及びp-ヒドロキシ安息香酸のエステルが挙げられる。抗酸化剤及び懸濁剤が使用されてもよい。
一実施形態では、組成物は、水性組成物である。水性組成物は、溶質、例えば、塩を任意選択で含むことができる。一実施形態では、組成物は、フリーズドライされた組成物の形態である。フリーズドライされた組成物は、それぞれの水性組成物をフリーズドライすることによって得ることができる。
本明細書に提供される薬剤及び組成物は、単独で、又は外科手術、放射線照射、化学療法及び/又は骨髄移植(自家、同系間、同種異系間又は非血縁者間)等の他の治療レジメンと組み合わせて使用することができる。
本発明を、図及び実施例によって詳述し説明し、これらは例示目的でのみ使用し、限定することを意図しない。説明及び実施例のおかげで、同様に本発明に含まれるさらなる実施形態が当業者によって利用可能である。
上皮成長因子受容体遺伝子(EGFR)の高い限局的増幅を有する神経膠芽腫試料。第7染色体上のEGFR周囲の局所的遺伝子のグラフ表示。 上皮成長因子受容体遺伝子(EGFR)の高い限局的増幅を有する神経膠芽腫試料。最高の絶対的コピー数を有する12個の一塩基多様性のリスト。 接合状態(Cx)によって選別されたメラノーマ試料の疾患特異的突然変異を有する多数の遺伝子のリスト。 全コピーが疾患特異的突然変異を有する(接合率が1に等しい)、メラノーマ試料の多数の遺伝子のリストであり、そのうち3種の遺伝子が、ヒトにおける必須遺伝子である、又はヒトにおける必須遺伝子であると推量される。 図中の略語:chr_pos、染色体位置;CN、絶対的コピー数;Cx、接合状態;EC、絶対的コピー数の誤差補正;VAF、バリアントアレル頻度;rho、突然変異したアレル(SNV)を含有する腫瘍細胞の推定パーセント;FLRT+u、突然変異における信頼度スコア;部位分類は、突然変異の信頼度クラスである;必須遺伝子、Y、遺伝子が必須であると判明する場合。
高コピー数を有する遺伝子における疾患特異的突然変異の標的化
高コピー数を有し、遺伝子の少なくとも1コピーが疾患特異的突然変異を含有した遺伝子を探索することにより、神経膠芽腫試料に関するゲノム情報(Chinら、2008、Comprehensive genomic characterization defines human glioblastoma genes and core pathways、Nature 455:1061～1068頁)を解析した。品質解析は、解析した11,574種の個々の遺伝子のコピー数割り当ての高忠実度が存在することを示し、試料のゲノムの倍数性を1.95であると決定した。図1aは、公知ドライバー遺伝子であり、処置のための標的であった、第7染色体上の上皮成長因子受容体(EGFR)周囲の局所的遺伝子のグラフ表示を示す。このゲノムにおけるEGFRが、76の誤差補正された絶対的コピー数を有し、そのうち13コピーが、疾患特異的一塩基多様性を含有したことが示された。図1bは、最高の絶対的コピー数を有する、このゲノム試料における遺伝子のリストを提供する。2を超える絶対的コピー数を有する4種の追加的な遺伝子が存在する。実際に、EGFR増幅は、原発性神経膠芽腫の公知遺伝的特徴であり(Benitoら、2009、Neuropathology 30 (4):392～400頁)、この遺伝子は、処置のための標的として考慮されてきた(Taylor、2012、Curr Cancer Drug Targets. Mar; 12(3):197～209頁)。
高接合状態を有する疾患特異的突然変異の標的化
遺伝子の少なくとも1コピーが疾患特異的突然変異を有する遺伝子を探索し、疾患特異的突然変異を有する遺伝子のコピーの数及び遺伝子のコピーの総数、遺伝子が突然変異を有するか否かに着目することにより、ヒトにおける腫瘍由来のメラノーマ細胞の試料から得られるエクソームを解析した。図2は、疾患特異的突然変異が遺伝子の複数のコピーに見出される接合状態によって選別された遺伝子のリストを提供する。例えば、OXGR1遺伝子における疾患特異的突然変異は、最高の接合状態(4)を有し、特に、総計5コピーのOXGR1遺伝子が存在し、そのうち4コピーが疾患特異的突然変異を含有するため、4/5又は0.8の最高の接合率も有する。リストは、総計4コピーのうち3コピーの遺伝子が突然変異を有する10種の追加的な遺伝子を提供し、これらの遺伝子における疾患特異的突然変異が、3/4又は0.75の接合率を有することを示す。残っている収載された遺伝子は、総計3コピーのうち2コピーが突然変異を有するため、2/3又は0.66の接合率を有する突然変異を有する。
必須遺伝子の全コピーに存在する疾患特異的突然変異の標的化
遺伝子の全コピーが同じ疾患特異的突然変異を有する遺伝子を探索し、これらの遺伝子のいずれが必須遺伝子であるか決定することにより、ヒトにおける腫瘍由来のメラノーマ細胞の試料から得られるエクソームを解析した。これらの遺伝子は、マウスにおいて必須であるという知識から、ヒトにおけるその必須の度合を推量することにより、必須であると決定された(Georgiら、2013、From mouse to human: evolutionary genomics analysis of human orthologs of essential genes、PLoS Genetics 9 (5):e1003484頁;Liaoら、2007、Mouse duplicate genes are as essential as singletons、Trends Genet. 23:378～381頁)。図3は、遺伝子の全コピーが同じ疾患特異的突然変異を有する多数の遺伝子を収載する。更に、3種の強調された遺伝子は、マウスデータからその必須の度合を推量することにより、必須であると決定された。

Claims (26)

  1. 患者における癌の治療又は予防方法において使用するための医薬の製造における個別化癌ワクチンの使用であって、前記患者の癌は、1又は複数の癌特異的ネオエピトープを含む癌細胞によって特徴付けられており、各ネオエピトープは、患者の遺伝子のアレルにおける突然変異に起因し、
    前記医薬の製造は、以下の工程
    (1) 罹患細胞又は罹患細胞集団における、1以上の突然変異したアレルのコピー数を決定する工程であって、各突然変異したアレルは癌特異的ネオエピトープをコードし、前記決定は、
    (a) 各ネオエピトープをコードする各突然変異したアレルのコピー数は2を超えることを決定すること、及び/又は
    (b) 遺伝子の総コピー数に対する各ネオエピトープをコードする突然変異したアレルのコピー数は0.5を超えることを決定すること、
    を含む工程、及び、
    (2) (i) 組み換えペプチド又は組み換えポリエピトープポリペプチドであって、組み換えペプチドが前記工程(a)及び(b)で同定された1の癌特異的ネオエピトープを含み、又は、組み換えポリエピトープポリペプチドが前記工程(a)及び(b)で同定された2以上の癌特異的ネオエピトープを含み、組み換えポリエピトープポリペプチドのネオエピトープがペプチド結合又はリンカーで一緒に融合されている、組み換えペプチド又は組み換えポリエピトープポリペプチド、もしくは
    (ii)前記工程(a)及び(b)で同定された1の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えペプチド又は前記工程(a)及び(b)で同定された2以上の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えポリエピトープポリペプチドをコードするRNA
    を含むワクチンを含む医薬を製造すること、
    を含む工程を含む、
    使用。
  2. 前記方法が遺伝子の総コピー数に対する各ネオエピトープをコードする突然変異したアレルのコピー数が1であることを決定する工程を含む、請求項1に記載の使用。
  3. 前記患者が3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90を超える又は100を超える突然変異したアレルのコピー数によって特徴づけられる、請求項1に記載の使用。
  4. 前記組み換えポリエピトープポリペプチドが、異なるタンパク質に由来するネオエピトープ、又は、ペプチド結合又はリンカーによって一緒に融合された同じタンパク質の異なる部分に由来するネオエピトープを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の使用。
  5. 前記ワクチンを含む医薬は、前記工程(a)及び(b)で同定された1の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えペプチド又は前記工程(a)及び(b)で同定された2以上の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えポリエピトープポリペプチドをコードするRNAを含み、
    前記RNAは、5'-cap又は5'-cap類似体を含む、請求項1に記載の使用。
  6. 前記ワクチンを含む医薬は、前記工程(a)及び(b)で同定された1の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えペプチド又は前記工程(a)及び(b)で同定された2以上の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えポリエピトープポリペプチドをコードするRNAを含み、
    前記RNAは、7-メチルグアノシンcap（m7G）を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の使用。
  7. 前記ワクチンを含む医薬は、前記工程(a)及び(b)で同定された1の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えペプチド又は前記工程(a)及び(b)で同定された2以上の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えポリエピトープポリペプチドをコードするRNAを含み、
    前記RNAにおいて、シチジンを5-メチルシチジンで部分的又は完全に置換する、又は、ウリジンをプソイドウリジンで部分的又は完全に置換する、請求項1から6のいずれか一項に記載の使用。
  8. 前記ワクチンを含む医薬は、前記工程(a)及び(b)で同定された1の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えペプチド又は前記工程(a)及び(b)で同定された2以上の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えポリエピトープポリペプチドをコードするRNAを含み、
    前記RNAが、5'-又は3'-非翻訳領域(UTR)を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の使用。
  9. 前記ワクチンを含む医薬は、前記工程(a)及び(b)で同定された1の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えペプチド又は前記工程(a)及び(b)で同定された2以上の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えポリエピトープポリペプチドをコードするRNAを含み、
    前記RNAが、ポリ(A)配列を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の使用。
  10. 前記ポリ(A)配列が、100～150個のアデノシン残基の長さを有する、請求項9に記載の使用。
  11. 前記ワクチンを含む医薬は、前記工程(a)及び(b)で同定された1の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えペプチド又は前記工程(a)及び(b)で同定された2以上の癌特異的ネオエピトープを含む前記組み換えポリエピトープポリペプチドをコードするRNAを含み、
    前記RNAが、担体と結合している、請求項1から10のいずれか一項に記載の使用。
  12. 前記担体が、脂質含有担体を含む、請求項11に記載の使用。
  13. 前記担体が、カチオン性脂質、リポソーム、ミセル又はナノ粒子を含む、請求項11に記載の使用。
  14. 前記癌は、白血病、精上皮腫、黒色腫、奇形腫、リンパ腫、神経芽細胞腫、神経膠腫、直腸癌、子宮内膜癌、腎臓癌、副腎癌、甲状腺癌、血液癌、皮膚癌、脳癌、子宮頸癌、腸癌、肝臓癌、結腸癌、胃癌、腸管癌、頭頸部癌、胃腸癌、リンパ節癌、食道癌、結腸直腸癌、膵臓癌、耳、鼻及び咽頭(ENT)癌、乳癌、前立腺癌、子宮癌、卵巣癌及び肺癌並びにその転移からなる群から選択される、請求項1から13のいずれか一項に記載の使用。
  15. 前記1又は複数のネオエピトープがT細胞エピトープである、請求項1から14のいずれか一項に記載の使用。
  16. 癌ワクチンに対する組み換えペプチド又は組み換えポリエプトープポリペプチドの適合性が
    (i)突然変異が既知の又は予測されたMHCに提示されたエピトープ中に位置するかどうかの評価、(ii)突然変異がMHCに提示されたエピトープ中に位置するかどうかのインビトロ及び/又はin silico試験、及び、(iii)想定された修飾されたエピトープが、天然に存在するタンパク質中で前記エピトープにも隣接するアミノ酸配列に隣接している場合、及び抗原提示細胞中で発現された場合に、所望の特異性を有する患者のT細胞を刺激することができるかどうかのインビトロ試験、の1又は複数によって決定される、請求項1から15のいずれか一項に記載の使用。
  17. 癌ワクチンを製造するための方法であって、
    罹患細胞又は罹患細胞集団における、1又は複数の癌特異的ネオエピトープをコードする1又は複数の突然変異したアレルのコピー数を決定する工程を含み、
    (a) ネオエピトープをコードする突然変異したアレルのコピー数が2を超えること、又は
    (b) 遺伝子の総コピー数に対するネオエピトープをコードする突然変異したアレルのコピー数が0.5を超えること、
    が、ネオエピトープの癌特異的標的としての適合性を示す、工程、及び、
    1又は複数のネオエピトープを含むペプチド又はポリペプチドあるいは当該ペプチド又はポリペプチドをコードする核酸を含むワクチンを製造する工程、
    を含み、
    前記コピー数が、少なくとも1つのヘテロ接合型SNPを含むヘテロ接合型セグメントを用いて決定され、前記セグメントは、参照ゲノム又はFACS、FISH等の蛍光に基づく方法、スペクトル核型決定(SKY)又はデジタルPCRに基づく所定の領域である、方法。
  18. 遺伝子の総コピー数に対する各ネオエピトープをコードする突然変異したアレルのコピー数が1である、請求項17に記載の方法。
  19. 前記ヘテロ接合型セグメントが、同等数の各バージョンのヘテロ接合型SNPを含む、請求項18に記載の方法。
  20. 前記ヘテロ接合型SNPが、該セグメントのアレル特異的コピー数の決定に用いられる、請求項17に記載の方法。
  21. 前記コピー数が、相対的又は絶対的コピー数である、好ましくは前記コピー数が絶対的コピー数である、請求項17に記載の方法。
  22. 前記絶対的コピー数が、一塩基多型(SNP)アレイと組み合わせた次世代シーケンシング(NGS)を用いて決定される、請求項21に記載の方法。
  23. 絶対的コピー数が、誤差補正された絶対的コピー数である、請求項21に記載の方法。
  24. 絶対的コピー数又は誤差補正された絶対的コピー数が、倍数性、好ましくは、罹患細胞のゲノムの倍数性、又は染色体、又は罹患細胞において突然変異若しくは突然変異した遺伝子が位置する染色体の部分の倍数性に対して正規化される、請求項21に記載の方法。
  25. ワクチンの提供において使用するための、1又は複数の遺伝子のアレルにおける癌特異的突然変異(突然変異したアレル)に起因する1又は複数のネオエピトープを分析及び選択するためのコンピュータベースの分析処理方法であって、前記コンピュータベースの分析処理方法が
    (a) 請求項17に記載の方法により、癌特異的標的として適合することが決定された1又は複数のネオエピトープを同定する工程、及び
    (b)癌特異的標的としての適合性に従って1又は複数のネオエピトープを順位付けする工程、
    を含む、方法。
  26. 遺伝子の総コピー数に対する各ネオエピトープをコードする突然変異したアレルのコピー数が1である、請求項25に記載の方法。
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