[发明专利]个性化癌症疫苗和过继免疫细胞治疗

说明书

鉴定了在来自癌症患者的癌细胞的表达基因中含有突变的癌抗原。通过将使用平行测序平台获得的来自癌细胞的序列与患者的正常基因或来自HLA匹配个体的正常基因比较来对该序列进行选择。通过鉴定癌症患者的HLA超类型并针对该HLA超类型选择在受影响基因中突变位置和/或相应野生型位置处具有特定氨基酸的序列，从而对序列进行进一步选择。可任选测试含有癌抗原的肽与癌症患者的HLA抗原的结合。评估含有癌抗原的肽对来自癌症患者或来自HLA匹配供体的细胞毒性T淋巴细胞(CTL)细胞系的激活。针对癌症患者鉴定的癌抗原用于制备癌症疫苗并用于治疗该癌症患者。

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年7月12日提交的美国临时申请61/670,931的权益，其通过引用纳入本文。

技术领域

本发明涉及来自癌症患者的癌细胞的表达基因中突变的鉴定和该突变在制备癌症疫苗和过继免疫细胞治疗中的用途。

发明背景

癌症是美国的第二大死因。估计在2010年，约570,000人会死于癌症并诊断出150万新病例(1)。对于早期癌症(未扩散到淋巴结且是非转移性的)，手术移除是非常有效的治疗。然而，对于较晚期的病例，使用标准的、非特异性癌症治疗(化疗和放疗)。这些治疗影响了许多健康细胞并导致毒性升高。医学伦理学最重要的原则之一“primum non nocere(首先不要造成伤害)”通常不适用于癌症治疗，其中需要对患者使用毒性很高的治疗方案，该治疗方案仅对一部分受治疗个体有效。此外，即使最初经成功治疗的个体也存在复发风险且在随后的各次复发后变得更难治疗。

使用适应性免疫系统杀死癌细胞而不损伤正常细胞的想法是数十年来的目标(关于综述，参见Dunn 2002(2))。为成为癌细胞，健康细胞经历了多次体细胞突变(3,4)。这类突变可以是适应性免疫系统的靶标，所述适应性免疫系统的功能是从自身中识别和消除微小变化。使用免疫疗法成功治疗癌症的可能性得到了以下发现的支持：(a)可从患有肿瘤的患者中分离肿瘤特异性淋巴细胞(6,7)；(b)浸润肿瘤(或在循环中)的肿瘤特异性淋巴细胞的存在与良好预后相关(8)；以及(c)已鉴定到肿瘤细胞上由T淋巴细胞识别的抗原(9,10,12)。相关的还有：(a)过继细胞免疫疗法对于经历骨髓移植(BMT)的患者中爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)相关的淋巴瘤和巨细胞病毒(CMV)感染显示出的有效性(11)，以及(b)过继细胞疗法在治疗患有转移性黑色素瘤的患者中的成功(7)。

然而，肿瘤抗原鉴定及其向免疫治疗的转化仍面临诸多问题。因此，能够在较早期以较有效的方式确定抗原是一个优势。如本文所述鉴定并使用抗原的方法使得对患者个性化的诊断和治疗成为可能，这增加了治疗成功的可能性。

发明内容

本发明提供了鉴定来自癌症患者的癌细胞的表达基因中的突变和使用该突变制备癌症疫苗和过继免疫细胞治疗以治疗癌症患者的方法。来自癌细胞的核酸序列获自平行测序平台，其采用平行处理癌细胞的核酸以生成序列读数并将序列读数映射至具有参考基因序列的数据库。在一些实施方式中，所述平行测序平台对测序结果使用某些过滤(如小于20x的覆盖深度)并且/或可不进行碱基比对质量(BAQ)算法过滤。

编码所有或部分表达基因的突变序列被鉴定为具有突变位置氨基酸，所述突变位置氨基酸取代了蛋白的野生型序列中同一位置的野生型位置氨基酸。

可通过鉴定HLA型和/或HLA超类型(supertype)癌症患者并随后针对特定HLA型和/或HLA超类型选择一种或多种氨基酸作为突变位置氨基酸和/或野生型位置氨基酸，从而实现突变序列的进一步选择。图7显示了各HLA型和/或HLA超类型的候选突变位置氨基酸和/或野生型位置氨基酸。或者，可以忽视个体的HLA型和/或HLA超类型并使用选自酪氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸和丙氨酸的一种或多种氨基酸进行进一步选择。