[发明专利]含有CG二核苷酸修饰的Toll样受体的新合成拮抗剂

说明书

相关申请

本申请要求2005年12月20日提交的美国临时申请流水号60/752,335和 2006年8月4日提交的美国临时申请流水号60/821,458的权益。以提述的方 式将上述申请教导的全部内容并入本文。

发明背景

发明领域

本发明一般性地涉及使用寡核苷酸作为免疫调节剂的免疫和免疫治疗应 用领域。更具体而言，本发明涉及新的化学组合物和使用它们的方法。这些 化合物可通过TLR9介导的免疫应答有效地产生独特的细胞因子/趋化因子谱 (cytokine/chemokine profile)。

相关领域概述

根据应答中涉及的细胞的亚群不同，免疫应答包括先天性和适应性应答。 例如，经典的细胞介导的功能，例如迟发型超敏反应和细胞毒性T淋巴细胞 (CTL)活化中涉及的T辅助(Th)细胞是Th1细胞；而充当B细胞活化辅助细 胞的Th细胞是Th2细胞。免疫应答的类型受到响应于抗原接触而产生的细 胞因子的影响。由Th1和Th2细胞分泌的细胞因子的差异可能是这两种亚群 不同的生物功能所导致的。

Th1细胞参与身体对抗原(例如病毒感染、细胞内病原体和肿瘤细胞)的先 天性应答。结果导致IL-2和IFN-γ的分泌并且伴随着CTL的活化。已知Th2 细胞响应于细菌和寄生物而活化，可以通过分泌IL-4和IL-5来介导身体的适 应性免疫应答(例如IgE的产生和嗜酸性粒细胞的活化)。

例如，在哺乳动物中，可以通过引入细菌或含有非甲基化CpG二核苷酸 的合成DNA来诱导Th1免疫应答，这种免疫应答是特异性的寡核苷酸序列(例 如非甲基化的CpG)被呈递给特定免疫细胞上的受体的结果，所述受体称作模 式识别受体(PRRs)。这些PRR中的某一些是Toll-样受体(TLRs)。

Toll-样受体(TLRs)与先天性免疫应答有紧密的关联。在脊椎动物中，已 知一个包含十种蛋白的称为Toll-样受体(TLRs)的家族识别病原体相关性分子 图式。在这十种蛋白之中，已知TLR3、7、8和9定位于细胞内的内体中， 识别核酸(DNA和RNA)和小分子，如核苷和核酸代谢物。已知TLR3和TLR9 分别识别存在于病毒DNA和细菌DNA和合成DNA中的核酸如dsRNA和非 甲基化的CpG二核苷酸。已经表明细菌DNA活化免疫系统和抗肿瘤活性 (Tokunaga T et al.，J.Natl.Cancer Inst.(1984)72:955-962；Shimada S，et al.，Jpn. H cancer Res，1986，77，808-816；Yamamoto S，et al.，Jpn.J.Cancer Res.，1986， 79，866-73)。使用含有CpG二核苷酸的反义寡核苷酸的其它研究已经显示刺 激了免疫应答(Zhao Q，et al.，Biochem.Pharmacol.1996，26，173-82)。后续的研 究显示了TLR9识别存在于细菌DNA和合成DNA中的非甲基化的CpG基序 (Hemmi H，Takeuchi O，Kawai T，Kaisho T，Sato S，Sanjo H，Matsumoto M， Hoshino K，Wagner H，Takeda K，Akira S.A Toll-like receptor recognizes bacterial DNA.Nature.(2000)；408:740-5)。对含有CpG的硫代磷酸酯寡核苷酸 的其它修饰也可影响它们通过TLR9作为免疫应答调节剂发挥功能的能力(参 见，例如Zhao et al.，Biochem.Pharmacol.(1996)51:173-182；Zhao et al.， Biochem Pharmacol.(1996)52:1537-1544；Zhao et al.，Antisense Nucleic Acid Drug Dev.(1997)7:495-502；Zhao et al.，Bioorg.Med.Chem.Lett.(1999) 9:3453-3458；Zhao et al.，Bioorg.Med.Chem.Lett.(2000)10:1051-1054；Yu et al.，Bioorg.Med.Chem.Lett.(2000)10:2585-2588；Yu et al.，Bioorg.Med.Chem. Lett.(2001)11:2263-2267；和Kandimalla et al.，Bioorg.Med.Chem.(2001) 9:807-813)。另外，通过结构活性关系研究已经鉴定了多种合成基序和新的基 于DNA的结构，它们诱导的特异性免疫应答谱(profile)与非甲基化CpG二核 苷酸产生的截然不同[Kandimalla ER，Bhagat L，Li Y，Yu D，Wang D，Cong YP， Song SS，Tang JX，Sullivan T,Agrawal S.Proc Natl Acad Sci U S A. 2005；102:6925-30.Kandimalla ER，Bhagat L，Zhu FG，Yu D，Cong YP，Wang D， Tang JX，Tang JY，Knetter CF，Lien E，Agrawal S.Proc Natl Acad Sci U S A. 2003；100:14303-8.Cong YP，Song SS，Bhagat L，Pandey RK，Yu D，Kandimalla ER，Agrawal S.Biochem Biophys Res Commun.2003；310:1133-9.Kandimalla ER， Bhagat L，Cong YP，Pandey RK，Yu D，Zhao Q，Agrawal S.Biochem Biophys Res Commun.2003；306:948-53.Kandimalla ER，Bhagat L，Wang D，Yu D，Zhu FG， Tang J，Wang H，Huang P，Zhang R，Agrawal S.Nucleic Acids Res. 2003；31:2393-400.Yu D，Kandimalla ER，Zhao Q，Bhagat L，Cong Y，Agrawal S. Bioorg Med Chem.2003；11:459-64.Bhagat L，Zhu FG，Yu D，Tang J，Wang H， Kandimalla ER，Zhang R，Agrawal S.Biochem Biophys Res Commun. 2003；300:853-61.Yu D，Kandimalla ER，Bhagat L，Tang JY，Cong Y，Tang J， Agrawal S.Nucleic Acids Res.2002；30:4460-9.Yu D，Kandimalla ER，Cong Y， Tang J，Tang JY，Zhao Q，Agrawal S.J Med Chem.2002；45:4540-8.Yu D，Zhu FG， Bhagat L，Wang H，Kandimalla ER，Zhang R，Agrawal S.Biochem Biophys Res Commun.2002；297:83-90.Kandimalla ER，Bhagat L，Yu D，Cong Y，Tang J， Agrawal S.Bioconjug Chem.2002；13:966-74.Yu D，Kandimalla ER，Zhao Q， Cong Y，Agrawal S.Nucleic Acids Res.2002；30:1613-9.Yu D，Kandimalla ER， Zhao Q，Cong Y，Agrawal S.Bioorg Med Chem.2001；9:2803-8.Yu D，Kandimalla ER，Zhao Q，Cong Y，Agrawal S.Bioorg Med Chem Lett.2001；11:2263-7. Kandimalla ER，Yu D，Zhao Q，Agrawal S.Bioorg Med Chem.2001；9:807-13.Yu D，Zhao Q，Kandimalla ER，Agrawal S.Bioorg Med Chem Lett.2000；10:2585-8， Putta MR，Zhu F，Li Y，Bhagat L，Cong Y，Kandimalla ER，Agrawal S.Nucleic Acids Res.2006，34:3231-8]。另外，对含有CpG的硫代磷酸酯寡核苷酸的其 它修饰也可影响它们作为免疫应答调节剂发挥作用的能力。参见，例如Zhao et al.，Biochem.Pharmacol.(1996)51:173-182；Zhao et al.，Biochem Pharmacol. (1996)52:1537-1544；Zhao et al.，Antisense Nucleic Acid Drug Dev.(1997) 7:495-502；Zhao et al.，Bioorg.Med.Chem.Lett.(1999)9:3453-3458；Zhao et al.， Bioorg.Med.Chem.Lett.(2000)10:1051-1054；Yu et al.，Bioorg.Med.Chem.Lett. (2000)10:2585-2588；Yu et al.，Bioorg.Med.Chem.Lett.(2001)11:2263-2267； 和Kandimalla et al.，Bioorg.Med.Chem.(2001)9:807-813。