인간 백혈구 항원(ＨＬＡ) 유형 ＩＩ 분자에 불규칙적으로결합하는 종양 관련 펩티드 document_id A220623063895

면역 반응은 숙주 면역계에 이종(foreign)으로서 인식되는 항원의 존재에 따라 일어난다. 종양 관련 항원의 발견으로 숙주의 면역계를 이용하여 종양의 성장을 막을 수 있는 가능성이 열렸다. 체액성(humoral)과 세포성(cellular) 면역계를 모두 이용하는 다양한 기전들이 현재 암 면역치료를 위해 활발히 연구되고 있다. 세포성 면역 반응의 특정 요소들은 종양 세포를 특이적으로 인식하여 파괴할 수 있다. 종양 침윤성 세포군(Tumor-infiltrating cell populations) 또는 말초 혈액으로부터 세포독성 T 세포(cytotoxic T-cells: CTL)를 단리하는 것은, 이 세포들이 암에 대항하여 자연적인 면역 방어작용에 중요한 역할을 수행함을 의미한다(문헌[Cheever 외, Annals N.Y. Acad. Sci. 1993 690:101-112]). 특히 CD8 양성 T 세포(TCD8+)는 세포질에 위치한 단백질에서 유래된 8 내지 10 개의 잔기를 갖는 주조직 적합성 복합체(major histocompatibility complex: MHC) 함유 펩티드의 유형 I 분자를 인식하며, 이 반응에서 매우 중요한 역할을 담당한다. 인간의 MHC 분자 또한 인간 백혈구 항원(HLA)을 의미한다. MHC 분자는 두 가지로 나뉘어진다: MHC-I- 분자는 핵을 가진 대부분의 세포에서 발견되며, 이 핵은 큰 펩티드 및 내인성 단백질의 단백질 가수 분해로 인해 발생되는 펩티드가 존재한다. 이와 달리 MHC-II-분자는 전문 항원제시세포(antigen presenting cells: APC)에서만 발견되며, 내포작용(endocytosis)이 이루어지는 동안 항원제시세포에 의해 이입된 후 가공된 외인성 단백질 펩티드가 존재한다. 펩티드 및 MHC-I의 복합체는 CD8 양성 세포독성 T 림프구(CD8-positive cytotoxic T-lymphocytes)에 의해 인식되며, 펩티드 및 MHC-II의 복합체는 CD4 양성 보조 T 세포(CD4-positive-helper-T-cells)에 의해 인식된다. CD4 양성 보조 T 세포는 항종양 T 세포(anti-tumor T-cell) 반응의 효과기 역할을 조율하는 데 아주 중요한데, 이러한 이유로 종양 관련 항원(tumor associated antigen: TAA)으로부터 유래된 CD4 양성 보조 T 세포 항원결정인자를 식별하는 것이, 항 종양 면역 반응을 일으킬 수 있는 약물 발명에 있어 주요한 과제이다(문헌[Kobayashi,H., R. Omiya, M. Ruiz, E. Huarte, P. Sarobe, J. J. Lasarte, M. Herraiz, B. Sangro, J. Prieto, F. Borras-Cuesta, and E. Celis. 2002, 암배아항원으로부터 보조 T 림프구에 대한 항원결정인자의 구별. Clin. Cancer Res. 8:3219-3225., Gnjatic, S., D. Atanackovic, E. Jㅴger, M. Matsuo, A. Selvakumar, N.K. Altorki, R.G. Maki, B. Dupont, G. Ritter, Y.T. Chen, A. Knuth, and L.J. Old. 2003. 암환자에서의 NY-ESO-1에 대해 자연적으로 발생하는 CD4+ T세포 반응 조사: 항체 반응과의 관련성: Proc. Natl. Acad. Sci.U.S.A. 100(15):8862-7]). 마우스와 같은 포유동물 모델에서 나타나듯이, CTL 효과기 세포(즉, CD8 양성 T 림프구)가 없더라도, CD4 양성 T 세포는 인터페론 감마(IFNγ) 분비로 인한 혈관신생 억제과정을 통해 종양의 가시화를 억제하기에 충분하다(문헌[Qin, Z. and T. Blankenstein. 2000. CD4+ T세포 매개의 종양 거부는 비조혈세포에 의한 인터페론 감마(IFNγ) 수용체 발현에 따른 혈관형성의 억제를 필요로 한다 Immunity. 12:677-686]). 또한, HLA 유형 II 분자에 의해 제시된 종양 관련 항원으로부터의 펩티드를 인식하는 CD4 양성 T 세포가, 항체(Ab) 반응을 유도하여 종양의 진행을 막을 수 있음이 입증되었다(문헌[Kennedy, R.C., M.H. Shearer, A.M. Watts, and R.K. Bright. 2003. CD4+ T 림프구는 원숭이 바이러스 40 큰 종양 항원에 대한 항체형성 및 종양면역에 결정적인 역할을 한다. Cancer Res. 63:1040-1045]). HLA 유형 I 분자에 결합하는 종양 관련 펩티드와 반대로, 종양 관련 항원의 유형 II 리간드 소수만이 알려져 있다(www.cancerimmunity.org, www.syfpeithi.de). HLA 유형 II 분자의 구조적 발현은 일반적으로 면역계의 세포로 제한되므로(문헌[Mach, B., V. Steimle, E. Martinez-Soria, and W. Reith. 1996. MHC II 유전자의 조절: 질병으로부터의 교훈. Annu. Rev. Immunol. 14:301-331]), 유형 II 펩티드를 일차 종양으로부터 직접적으로 단리하는 것은 가능한 것으로 고려되지 않는다. 따라서, 항원제시세포의 유형 II 처리 경로로 항원을 유인하는 수많은 전략이 기술되어 왔다(예를 들면, 항원제시세포가 이입되어 가공되고 제시될 수 있도록 관심 있는 항원과 함께 항원제시세포를 배양하는 것(문헌[Chaux, P., V. Vantomme, V. Stroobant, K. Thielemans, J. Corthals, R. Luiten, A.M. Eggermont, T. Boon, and B.P. van der Bruggen. 1999. CD4(+) T 림프구에 대해 HLA-DR이 발현하는 MAGE-3 항원결정인자의 구별. J. Exp. Med. 189:767-778]), 또는 관심 있는 항원을 암호화하고 불변 쇄에 융합된 유전자 또는 미니 유전자(minigene)에 의해 세포를 형질감염하여 항원의 리소솜 MHC 유형 II 가공 및 조립 구획(MIIC)으로의 전위를 매게하는 것이 있다). 펩티드가 세포성 면역 반응을 유도하기 위해서는, MHC 분자와 결합해야 한다. 이 과정은 MHC-분자의 대립유전자 및 펩티드의 아미노산 서열의 특이적 다형성(polymorphism)에 따라 달라진다. MHC-유형 I 결합 펩티드는 상응하는 MHC-분자의 결합 그루브(binding groove)와 상호작용하는 서열에서 보통 8 내지 10개의 잔기를 가지며, 2개의 보존성 잔기(고정(anchor))를 포함한다. 염증이 없을 시에, MHC 유형 II 분자의 발현은 면역계 세포(특히, 단핵구, 단핵구 유래 세포, 대식세포, 수지상세포 등의 전문 항원제시세포)로 주로 제한된다. 종양 특이적 CTL에 의해 인식되는 항원, 즉 항원결정인자는 효소, 수용체, 전사 인자 등과 같은 모든 종류의 단백질로부터 유래된 분자일 수 있다. 게다가 한 예로 종양 관련 항원은 종양 세포에만 존재하는데, 예를 들면 돌연변이 유전자의 산물로서, 또는 대체 오픈리딩프레임(ORF)으로부터 또는 단백 스플라이싱으로부터의 것일 수 있다(문헌[Vigneron N, Stroobant V, Chapiro J, Ooms A, Degiovanni G, Morel S, van der Bruggen P, Boon T, Van den Eynde BJ. 프로테아좀에서 펩티드 스플라이싱에 의해 생성된 항원성 펩티드. Science. 2004 Apr 23;304 (5670):587-90.]). 종양 관련 항원의 또 다른 중요 부류는 조직 특이적 구조, 예컨대 다양한 종류의 종양 및 고환의 건강한 조직에 발현되는 고환암 항원이다. 다양한 종양 관련 항원이 밝혀졌다. 게다가, 현재 추가적인 종양 관련 항원을 밝히기 위한 연구 노력이 활발하다. 종양 관련 항원의 일부 군들은 또한 종양 특이적 항원으로서 불리는데, 이들은 조직 특이적이다. 이 예로는 흑색종의 티로시아나제(tyrosinase), 전립선암에 대한 PSA와 PSMA, 림프종에 대한 bcr/abl 등의 염색체 교차가 있지만, 이에 제한되지 않는다. 그러나, 식별된 많은 종양 관련 항원은 다양한 종양 유형에서 발생하며, 실제로 형질전환을 유발하는 발암성 단백질 및/또는 종양 억제 유전자 같은 일부 종암 관련 항원은 거의 모든 종양 유형에서 발생한다(종양억제유전자는 한 예로 문헌[Linehan WM, Walther MM, Zbar B. 신장암의 유전적 근거. J Urol. 2003 Dec;170(6 Pt 1):2163-72]에서 신장암에 대한 보고가 있다). 예를 들어, p53(종양 억제 유전자의 예), ras, c-met, myc, pRB, VHL, 및 HER-2/neu와 같은 세포 성장 및 분화를 조절하는 정상 세포성 단백질은 돌연변이를 축적할 수 있는데, 이는 결국 이들 유전자 산물의 발현의 상향조절로 이어져 이들을 발암성 물질로 변화시키게 된다(문헌[McCartey 외. Cancer Research 1998 15:58 2601-5; Disis 외. Ciba Found. Symp. 1994 187:198-211]). 이러한 돌연변이 단백질은 다양한 유형의 암에서 종양 특이적 면역 반응의 표적일 수 있다. 종양 특이적 항원으로서 CTL에 의해 단백질이 인식되고, 이것이 치료에 사용되기 위해서는, 특정 선행조건들이 충족되어야 한다. 항원은 정상적인 건강한 조직이 아닌, 종양 세포에 의해 주로 또는 다소 적은 양으로 발현되어야 한다. 개개의 항원이 한 유형의 종양에 있는 것은 물론이고, 높은 농도로 존재하는 것이 더욱 바람직하다(예: 세포당 복사된 수). 무엇보다 항원의 아미노산 서열에서 항원결정인자의 존재가 필수적인데, 이는 종양 관련 항원으로부터 유래된 펩티드(면역성 펩티드)가 시험관내 또은 생체내에서 T 세포 반응을 유발하기 때문이다. 현재까지, 표적 항원을 유형 II 가공 경로에 도입하기 위한 수많은 전략들이 소개되었다. 관심 있는 항원과 함께 항원제시세포를 배양하면 항원이 도입되고 가동될 수 있다(문헌[Chaux, P., Vantomme, V., Stroobant, V., Thielemans, K., Corthals, J., Luiten, R., Eggermont, A. M., Boon, T. 0026# van der, B. P. (1999) J. Exp. Med. 189, 767-778]). 다른 전략은 융합 단백질을 사용하는데, 이 단백질은 리소솜 표적 서열(lysosomal target sequences)을 함유하고 있다. 항원제시세포에서 발현하는 이러한 융합 단백질은 항원을 직접적으로 유형 II 가공 구획으로 옮긴다(문헌[Marks, M. S., Roche, P. A., van Donselaar, E., Woodruff, L., Peters, P. J. 0026# Bonifacino, J. S. (1995) J. Cell Biol. 131, 351-369, Rodriguez, F., Harkins, S., Redwine, J. M., de Pereda, J. M. 0026# Whitton, J. L. (2001) J. Virol. 75, 10421-10430]). 보조 T 세포는 항 종양 면역에서 CTL의 효과기 기능을 조율하는데 매우 중요한 역할을 한다. TH1 유형의 보조 T 세포 반응을 유도하는 보조 T 세포 항원결정인자는 CD8 양성 살해 T 세포(CD8-positive Killer T-cells)의 효과기 기능을 지원하는데, 이 기능은 세포 표면에 종양 관련 펩티드/MHC 복합체를 나타내는 종양 세포에 대항하는 세포독성 기능을 포함한다. 이러한 방식으로, 종양 관련 보조 T 세포 펩티드 항원결정인자는 다른 종양 관련 펩티드와 함께 또는 단독으로 항 종양 면역 반응을 자극하는 백신 조성물의 활성 약학 성분으로서 작용할 수 있다. 그러므로, 종양 백신 발명의 주된 업무는 CD4 양성 CTL에 의해 인식될 수 있는 새로운 종양 관련 항원 및 이로부터 유래된 면역성 보조 T 세포 항원결정인자를 식별 및 특성화하는 것이다. 따라서, 인간의 MHC 유형 II 분자에 결합할 수 있는 펩티드에 대한 새로운 아미노산 서열을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 본 발명에 따라, 이러한 목적은 종양 관련 펩티드에 의해 성취될 수 있는데, 여기서 이 펩티드는 첨부된 서열 리스트의 임의의 서열 번호 1 내지 서열 번호 49에 따른 하나 이상의 서열을 포함하는 펩티드의 군으로부터 선택되며, 이때 펩티드가 무손상 인간 종양 관련 폴리펩티드가 아닌 한, 그 펩티드는 인간 MHC 유형-II 분자에 결합할 수 있다. 본 발명에서, 본 발명자들은 포유동물 종양, 우선적으로 인간 종양, 우선적으로 고형 종양, 예컨대 신장 세포 암종 및 결장 암종으로부터 직접적으로 HLA 유형 II 분자에 직접적으로 결합하는 펩티드를 단리하고 특성화하는 것이 가능하다는 것을 증명하였다. 침윤성 단핵구는 종양 세포뿐 아니라 MHC 유형 II 분자를 발현하며, 또한 종양 세포는 몇몇 시토카인 또는 케모카인 유도 유전자 산물, 예컨대 인터페론 감마 유도 유전자 산물의 상향조절을 보였다. 발명의 개요 본 발명은, 종양형성과 관련된 항원으로부터 비롯된 펩티드를 제공하며, 인간 백혈구, 특히 림프구, 특히 T 림프구 및 CD4 양성 T 림프구, 특히 TH1-유형 면역 반응을 매개하는 CD 양성 T 림프구의 면역 반응을 유도하기 위해 HLA 유형 II 분자에 충분히 결합할 수 있는 능력을 갖는 제공한다. 상기 펩티드는 종양 관련 항원, 특히 단백질 가수분해, 혈관 신생, 세포 성장, 세포 주기 조절, 세포 분화, 전사 조절, 번역 조절, 기질-금속단백분해효소(MMP) 7(MMP: 서열 번호 1) 및 인슐린 유사 성장 인자 결합 단백질 3(IGFBP3; 서열 번호 25)을 비롯한 조직 침투 등의 기능을 가진 종양 관련 항원으로부터 유도된다. 본 발명에서 발명자들은 HLA-유형 II 분자에 불규칙하게 결합하는 종양 관련 펩티드, 특히 인간 게놈의 HLA DR 부위에 의해 유전자적으로 암호화되는 HLA 유형 II 대립유전자가 인간 CD4 양성 T 세포에 의해 매개되는 면역 반응을 꾀할 수 있다는 증거를 제공하였다. CD4 양성 T 세포는 인간 말초 혈액으로부터 단리되는데, 상기한 펩티드들은 종양 세포 펩티돔의 선택된 펩티드에 대하여 인간 면역계의 T 세포 반응을 유도하는데 적합함을 보여준다. 펩티드가 화학적으로 합성될 수 있고 약학 제제의 활성 약학 성분으로서 사용될 수 있기 때문에, 발명자들의 발명에 의해 제공된 펩티드는 면역 요법, 특히 암 면역 요법에 사용될 수 있다.