[发明专利]表达嵌合抗原受体或工程化TCR并包含选择性表达的核苷酸序列的细胞

说明书

本发明提供了表达嵌合抗原受体(CAR)或工程化T细胞受体(TCR)的细胞，该细胞包含感兴趣的核苷酸序列(NOI)，该感兴趣的核苷酸序列根据以下由该细胞选择性地表达：i)细胞的分化/耗竭状态；或ii)细胞的微环境中环境代谢物的存在。

发明领域

本发明涉及表达嵌合抗原受体(CAR)或T细胞受体(TCR)的细胞。CAR或TCR的表达和/或活性可以与表达它的细胞的分化和/或耗竭状态和/或细胞的微环境中一种或多种环境代谢物的存在有关。

发明背景

传统上，抗原特异性T细胞是通过天然对靶抗原具有特异性的外周血T细胞的选择性扩增而生成的。但是，选择和扩增对大多数癌症抗原具有特异性的大量T细胞是困难的，而且常常是不可能的。使用整合载体的基因疗法为该问题提供了解决方案，因为嵌合抗原受体(CAR)的转基因表达允许通过大量外周血T细胞群体的离体病毒载体转导生成大量针对任何表面抗原的T细胞。

嵌合抗原受体是将单克隆抗体(mAb)的特异性移植到T细胞的效应功能的蛋白质。它们通常的形式是I型跨膜结构域蛋白，其中抗原识别氨基末端、间隔区、跨膜结构域都与复合胞内域连接，该复合胞内域传输T细胞存活和活化信号(参见图2A)。

这些分子的最常见形式是衍生自识别靶抗原的单克隆抗体的单链可变片段(scFv)经由间隔区和跨膜结构域与信号传导胞内域融合的融合物。此类分子响应于scFv对其靶标的识别导致T细胞活化。当T细胞表达此类CAR时，它们识别并将杀伤表达靶抗原的靶细胞。已经开发出几种针对肿瘤相关抗原的CAR，并且使用此类表达CAR的T细胞的过继转移方法目前正处于用于治疗各种癌症的临床试验中。

CAR T细胞的临床研究已经确定，CAR T细胞植入、扩增和持久性是临床活性特别是持续反应的先决条件。例如，在B细胞急性淋巴母细胞性白血病的CD19 CAR疗法中，CAR T细胞植入失败和随后B细胞区室的恢复与复发相关。几种策略可以增加CAR T细胞植入、扩增和持久的倾向。这些包括使用施用制备性淋巴衰竭化疗，使用导致具有初始或中央记忆表型的CAR T细胞比例增加的CAR T细胞产生过程，以及CAR与共刺激信号的使用。尽管采取了这些策略，CAR T细胞通常仍无法植入，导致疗法无效。

当前的CAR T细胞疗法目前通常由T细胞的混合物组成，所述T细胞的混合物包含CD4+ T细胞、CD8+ T细胞以及初始、干细胞记忆、中央记忆和效应记忆的T细胞。

在生理上，处于不同状态的T细胞对不同信号的响应不同。然而，在当前的CAR疗法中，不论正在表达的T细胞的分化状态和耗竭状态，CAR类型和表达保持不变。因此，随着T细胞分化，它们目前正在接收次优信号。

根据其表型向T细胞递送最佳信号的一种方法是在产生期间对T细胞进行分类，并用不同的载体进行转导。例如，可以将T细胞分类为CD4和CD8群体，并对其进行转导以表达具有针对CD4或CD8细胞优化的不同共刺激信号的CAR。这种方法是昂贵的，因为它使每种产品所需的细胞和载体生产过程加倍。此外，对于大多数其他应用，例如分化/耗竭状态-表型是高度动态的-例如转化为生产的中央记忆T细胞可能保留在该区室中，或者可能随时间而分化。

因此，需要用于生成针对植入、扩增和持久性进行了优化的表达CAR的细胞和表达工程化TCR的T细胞的替代方法。

体内CAR-T细胞(尤其是用于治疗实体癌的CAR-T细胞)的持久性差的另一个原因是，细胞难以克服不利的肿瘤微环境。特别是，CAR T细胞可能无法在实体癌肿瘤床中植入并扩增。

存在针对此问题的实验证据，例如，用经PSCA CAR工程化改造的T细胞治疗的小鼠显示出肿瘤生长延迟(Hillerdal et al(2014)BMC Cancer 14:30；and Abate-Daga et al(2014)25:1003-1012)。尽管细胞显示出高的体外细胞毒性，但是在体内，肿瘤的生长得以延迟但荷瘤的小鼠却无法治愈。