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DE3922444A1 - Virusmodifizierte tumorvakzine fuer die immuntherapie von tumormetastasen - Google Patents

Virusmodifizierte tumorvakzine fuer die immuntherapie von tumormetastasen

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DE3922444A1
DE3922444A1 DE3922444A DE3922444A DE3922444A1 DE 3922444 A1 DE3922444 A1 DE 3922444A1 DE 3922444 A DE3922444 A DE 3922444A DE 3922444 A DE3922444 A DE 3922444A DE 3922444 A1 DE3922444 A1 DE 3922444A1
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vaccine
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immunopotentiating
virus
tumor
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DE3922444A
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Volker Prof Dr Schirrmacher
Thorsten Dr Med Ahlert
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SCHIRRMACHER, VOLKER, PROF.DR., 69117 HEIDELBERG,
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Deutsches Krebsforschungszentrum DKFZ
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Virus-modifizierte, tumorspezifische Vakzine, die aus separierten, durch Bestrahlung inaktivierten entsprechenden Tumorzellen, inkubiert mit NDV-Virus unter sterilen Bedingungen in serumfreiem Medium, besteht, nach Patent ..... (Patentanmeldung P 38 06 565.7).
Die in der Hauptanmeldung beschriebene Vakzine ermöglicht es, eine Kombination von spezifischen und unspezifischen immunstimulierenden Agentien einzusetzen, mit der Folge, daß ein autologes Tumorantigen optimal präsentiert und eine zweite Komponente zur Stimulierung tumorspezifischer T-Lymphozyten optimal dosiert wird. Bei einer Vakzine, wie sie in der Hauptanmeldung beschrieben ist, hat es sich allerdings gezeigt, daß unter ungünstigen Bedingungen gelegentlich am Impfort stimulierte Immunzellen ohne weitere Stimulation in Lymphknoten und/oder in die Blutbahn abwandern. Manche spezifisch am Impfort voraktivierte Immunzellen erreichen daher nicht die endgültige für eine wirkungsvolle Anti-Tumor-Immunität notwendige Reifung, weil sie außerhalb des Impfortes keine weitere Stimulation erfahren. Darüber hinaus sind die aktivierten Lymphozyten suppressiven Einflüssen ausgesetzt, wie sie beispielsweise durch Suppressorzellen oder durch lösliche Faktoren, wie Prostaglandine ausgeübt werden.
Um hier Abhilfe zu schaffen und die Vakzine nach der Hauptanmeldung noch zu verbessern, werden dieser Vakzine erfindungsgemäß ein oder mehrere immunpotenzierende Substanzen zugegeben. Solche Substanzen aktivieren Faktoren, die an einer Immunreaktion beteiligt sind oder sie wirken immunsuppressiven Einflüssen entgegen. Dadurch soll folgendes bewirkt werden:
1. Eine Expansion der spezifisch aktivierten Zellen durch entsprechende Wachstumsfaktoren,
2. eine Stimulation unvollständig aktivierter Immunzellen zur vollen Reifung,
3. eine Verlängerung der Aktivierungsphase und damit der Zeitdauer der Wirksamkeit,
4. eine Unterdrückung von immunsuppressiven Einflüssen.
Wenn man die Therapie mit Zytostatika kombiniert, sollen zusätzlich zu den eigentlichen immunpotenzierenden Substanzen, Hämatopoese-stimulierende Faktoren eingesetzt werden. Hämatopoese-stimulierende Faktoren sollen nach Zytostatika-Therapie eingesetzt werden, um der Leukopänie entgegenzuwirken. Erst, wenn sich die Leukozytenzahl im Blut normalisiert hat, ist es sinnvoll, eine aktive Immunisierung mit der erfindungsgemäßen Vakzine durchzuführen (siehe hierzu Beispiel 2). Für diesen Fall der Kombinationstherapie ist somit eine Vakzine bevorzugt, die sowohl eine immunpotenzierende Substanz im eigentlichen Sinn als auch zusätzlich einen Hämatopoese-stimulierenden Faktor aufweist.
Als immunpotenzierende Substanz im eigentlichen Sinn können insbesondere genannt werden: Zytokine, immunmodulierende Substanzen und Prostaglandin-Hemmer.
Bevorzugte Zytokine sind dabei Interferon-alpha, beta und gamma, Interleukin 1, 2, 3, 4 und 6 sowie der Tumor-Nekrosefaktor-alpha.
Als bevorzugte immunmodulierende Substanzen seien genannt: Picibanil (OK-432); Muramyldipeptid (MDM) und sein Maleinsäureanhydrid-Divinyläther MVE-2; Glucan; Poly-IC-LC; Flavone-acetic-acid, FAA; Tuftsin; Bestatin; Levamisol; Nocardia rubra cell wall skeleton (CWS); BCG; Corynebacterium parvum; pflanzliche Mitogene; Mistel-Extrakt (Iscador®) und gereinigte Komponenten.
Bevorzugte Prostaglandin-Hemmer sind Indomethacin und Aspirin.
Bevorzugte Hämatopoese-stimulierende Faktoren sind G-CSF (Granulozyten-Kolonie-stimulierender Faktor) und GM-CSF (Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor) zur Reduzierung Chemotherapie-assoziierter Morbidität. Anti-Suppressiva, insbesondere Cyclophosphamid und Cimetidin sollen dann eingesetzt werden, wenn das Immunsystem supprimiert ist, was durch Austesten von Impfreaktionen oder durch Standard-in vitro-Tests zur Immunfunktion überprüft werden kann.
Die Unterdrückung von immunsuppressiven Einflüssen kann sowohl durch den Prostaglandin-Inhibitor Indomethacin als auch durch das Anti-Suppressivum Cyclophosphamid bewirkt werden, je nachdem, welche Art der Suppression im Einzelfall vorliegt.
In den erfindungsgemäßen Vakzinen wird ausgenutzt, daß Interferon-alpha, beta und gamma die T-Zell-Zytotoxizität verstärken können, daß Interleukin-1 vor allem bei der Antigen-Präsentation und der Induktion einer T-Zellimmunantwort wichtig ist und darüber hinaus auch Makrophagen und Endothelzellen aktivieren kann, daß Interleukin-2 ein Wachstums- und Aktivierungsfaktor für zytotoxische Lymphozyten ist, daß Interleukin 3 ein pluripotent wirkender hämatopoetischer Wachstumsfaktor, ein Multi-CSF ist, der auf Stammzellen und Mastzellen wirkt und der aufgrund seiner multiplen Wirkungen ebenfalls zur Potenzierung der inflammatorischen Reaktion beitragen kann, daß Interleukin 4 und 6 weiterere Kofaktoren für zytotoxische T-Zellen sind und/oder daß der Tumor-Nekrosefaktor alpha ein auf Tumorzellen zytotoxisch wirkender Faktor ist, der auch aktivierend auf Makrophagen und Endothelzellen wirkt.
Somit sind unter dem Begriff immunpotenzierende Substanzen nicht nur solche Substanzen im eigentlichen Sinn, von denen insbesondere Zytokine, immunmodulierende Substanzen und Prostaglandin-Hemmer zu nennen sind, sondern auch Hämatopoese-stimulierende Faktoren sowie Anti-Suppressiva für die Zwecke der vorliegenden Erfindung subsumiert.
Erfindungsgemäße Vakzine führen aufgrund solcher zugesetzter Substanzen zu deutlich stärkerer spezifischer Tumorimmunität als es Vakzine nach der Hauptanmeldung vermögen.
Wenn auch für die postoperative Grundbehandlung die erfindungsgemäße Vakzine, die alle Wirkstoffe umfaßt, bevorzugt ist, so kann es doch sinnvoll sein, insbesondere für die weitere Behandlung, die immunpotenzierenden Substanzen getrennt und/oder in Form einer Sequenzialtherapie, z.B. täglich oder alle paar Tage für sich zu verabreichen, bis die nächste Verabreichung der Gesamtvakzine oder die kombinierte Verabreichung der Vakzine gemäß Hauptpatent plus immunpotenzierende Substanz, wobei letztere zeitlich versetzt verabreicht werden kann, fällig ist.
Demgemäß betrifft die Erfindung auch einen Kit, welcher einerseits die Gesamtvakzine und andererseits mehrere Verabreichungsdosen der immunpotenzierenden Substanz selbst enthält sowie gegebenenfalls die Vakzine gemäß Hauptpatent und, je nach Art der Weiterbehandlung die immunpotenzierende Substanz in Form von Zytokinen, immunmodulierender Substanz oder Prostaglandin-Hemmer und/oder, wenn bei einer Nachbehandlung entsprechende Chemotherapeutika gegeben werden, Hämatopoese-stimulierende Faktoren und/oder Antisuppressiva, so daß eine Sequenzialtherapie durchgeführt werden kann, die je nach dem gegebenen Fall an das Gesamtbehandlungsschema angepaßt ist.
Die Verabreichung erfolgt bei der Vakzine üblicherweise i.c., kann jedoch auch s.c. erfolgen. Wenn die Vakzine nach dem Hauptpatent getrennt von der immunpotenzierenden Substanz verabreicht wird, erfolgt die Verabreichung der Vakzine in der Regel i.c. und die der immunpotenzierenden Substanz s.c.. Die Verabreichung der Gesamtvakzine oder der getrennt verabreichten Bestandteile kann für beide oder eine davon auch i.p. oder i.v. erfolgen. Die Vakzine wird gewöhnlich in einer Menge von 5 Millionen bis 100 Millionen Zellen bzw. Partikel an sowohl inaktivierten Tumorzellen als auch NDV verabreicht. Die Menge der verabreichten immunpotenzierenden Substanz liegt zwischen 1/1000 der bei der normalen systemischen Verabreichung einer solchen Substanz angewandten Menge bis zu der üblich angewandten Normalmenge, gleichgültig ob die Verabreichung in Kombination, also als Gesamtvakzine, oder einzeln, eventuell sequenziell, erfolgt. Die bevorzugte Dosierung ist z.B. bei Interleukin-2 und Interferon alpha und beta etwa 1/10 bis 1/100 der normalerweise systemisch verabreichten Dosis.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1 Nieren-Karzinom + Vakzine-NDV + Interferon alpha, beta
Es wurde humanes Interferon-alpha zusammen mit inaktivierten NDV-inkubierten Nieren-Karzinomzellen bei Patienten mit Nierenkarzinomen eingesetzt.
Humanes Interferon-alpha wird in diesem Test in für systemische Applikationen in der Klinik üblichen Dosen (ca. 106 Einheiten) verabreicht. Bei einer Anzahl von Patienten zeigte sich dosisabhängig (bis herunter zu ca. 105 Einheiten) eine bis 3fache Zunahme der lokalen Hautreaktion durch Verabreichung der Interferons-alpha enthaltenden Vakzine. Aus der Patentanmeldung P 38 05 565.7 ist bekannt, daß eine verstärkte Hautreaktion auf eine größere spezifische Tumorimmunität hinweist. Es zeigt sich auch, daß die Zunahme der immuntherapeutischen Effektivität der Vakzinierung bei den angesprochenen Patienten mit einem Anstieg der zirkulierenden T-Helfer-Zellen und einem Abfall der zirkulierenden T-Suppressorzellen einhergeht. (Anstelle von Interferon-alpha kann auch Interferon-beta oder ein Gemisch aus beiden verwendet werden).
Wie bei der Vakzine des Hauptpatentes beträgt in der Praxis das NDV/Tumorzellenverhältnis ca. 1 : 1 bis 10 : 1 (an Partikeln) und die verabreichte Dosis enthält pro Applikation 5 bis 10 Millionen bestrahlte Tumorzellen. Die Dosis der immunpotenzierenden Substanz kann von Substanz zu Substanz schwanken. Es hat sich gezeigt, daß die üblicherweise für solche Substanzen angewandte Dosis nicht überschritten werden braucht, sondern daß schon bei etwa 1/1000 der üblicherweise systemisch angewandten Normaldosis noch deutliche Effekte auftreten. Bevorzugt sind Dosen von etwa 1/100 bis zur normalen Dosis, insbesondere um etwa 1/10. Starke Steigerungen der DTH Hautreaktivität auf die Vakzine wurden beispielsweise bei 106 Einheiten von Interferon alpha und bei 105 Einheiten von Interleukin-2 beobachtet.
Beispiel 2 Mamma-Karzinom+Vakzine NDV+Interleukin-2
Die Vakzinierung erfolgt nach folgendem Behandlungsschema:
A = aktiv spezifische Immunisierung mit NDV-Tumorvakzine plus immunpotenzierenden Substanzen
Op = Operation
(C = Anti-Suppressiva (bei vorliegender Immunsuppression) z. B. Indomethacin oder Cyclophosphamid)
(B = Chemotherapie z. B. nach CMF-Schema)
D = Hämatopoese-stimulierende Faktoren (können auch schon während der Chemotherapie verabreicht werden). Der Beginn der erneuten Vakzine-Applikation hängt vom Zeitpunkt der Normalisierung des Blutbilds ab, was im Schema durch die Wellenlinie dargestellt ist, die keinen bestimmten Zeitabstand darstellen soll.
Für die Vakzinierung 1, 3, 4 und evtl. 5 (s. vorstehendes Behandlungsschema) wird ein Präparat, enthaltend jeweils mindestens eine Fraktion (a 5×106) bestrahlte und modifizierte sowie eine Fraktion (a 1×106) bestrahlte Zellen, die allesamt bei -180°C eingefroren aufbewahrt werden, schnell aufgetaut und mit serumfreiem Medium gewaschen. Anschließend werden Test- und Immunisationszellen in 300 µl albumin- und serumfreiem Medium aufgenommen und in 1 ml Tuberkulinspritzen aufgezogen. Diese können auf Eis bis zu 8 h gelagert werden, bevor sie intradermal injiziert werden.
Der Injektionsort ist für die Testinjektionen der nicht operierte Arm (oder die Oberschenkelinnenseite eines Beines), für die Immunisationen wechselt der Injektionsort von Mal zu Mal von der Oberschenkelinnenseite des einen auf die des anderen Beines. Für Injektionen 2 und evtl. 6 sind keine Testzellen erforderlich. Hier werden lediglich 5×106 bestrahlte und modifizierte Zellen appliziert.
Stehen mehr als 6 Injektionen mit 5×106 bestrahlten und modifizierten Zellen zur Verfügung, werden die überzähligen Injektionen auf die Impftermine der 4. und 6. Immunisierung verteilt. Stehen nur 5 Injektionen (a 5×106) Zellen zur Verfügung, wird die 5. Immunisation 2 Wochen nach der 4. gegeben.
Erfolgt die Vakzinierung in Kombination mit einer Chemotherapie, so wird die Chemotherapie zu den mit B bezeichneten Zeitpunkten durchgeführt und zusätzlich werden Anti-Suppressiva zu dem mit C bezeichneten Zeitpunkt gegeben (vgl. vorstehendes Behandlungsschema).
Beispiel 3 (Vergleich) In vitro Stimulation tumorspezifischer zytotoxischer T-Lymphozyten durch gleichzeitige Stimulation mit Tumorantigen und Interferon und/oder NDV.
Verwendung von Interferon-alpha und -beta als Ko-Stimulator für die in-vitro Induktion tumorspezifischer zytotoxischer T-Zellen.
Einer gemischten Kultur immuner Milzzellen von Tieren, die gegen den ESB-Tumor immunisiert und in Kultur mit inaktivierten ESB-Tumorzellen stimuliert wurden, wird in einem Ansatz Interferon-alpha und -beta und in einem zweiten Ansatz NDV als Ko-Stimulator zugegeben. Die Zugabe von Interferon-alpha und -beta wird in den Dosen von 1600 internationalen Einheiten pro ml bis herunter auf 2 Einheiten getestet, und es zeigt sich, daß noch mit sehr niedrigen Konzentrationen wie beispielsweise 25 Einheiten eine Verstärkung der Zytotoxizität erreicht wird. Die Zytotoxizität ist ferner strikt tumorspezifisch und wird nur erhalten, wenn sowohl das Tumor-Antigen in Form der ESB-Zellen wie auch der Ko-Stimulator entweder in Form von NDV oder Interferon-alpha und -beta zugegeben wird. Nach Zugabe eines Anti-Serums gegen Interferon-alpha und -beta wird sowohl bei Stimulation mit Tumorantigen plus Interferon alpha, beta als auch bei Stimulation mit NDV-modifizierten Tumorzellen die Generierung tumorspezifischer Zytotoxizität blockiert. Diese Blockierung kann nicht durch zusätzliches Interferon alpha,beta alleine, wohl aber in Kombination mit NDV-Tumorzellen wieder aufgehoben werden. Dieser Befund deutet darauf hin, daß NDV nicht durch Interferon alpha,beta ersetzt werden kann und daß NDV neben Interferon alpha,beta auch noch andere Faktoren zur Aktivierung zytotoxischer Zellen auslöst.

Claims (8)

1. Virus-modifizierte, tumorspezifische Vakzine, wobei sie besteht aus separierten, durch Bestrahlung inaktivierten entsprechenden Tumorzellen, inkubiert mit NDV-Virus unter sterilen Bedingungen in serumfreiem Medium nach Patent ......(Patentanmeldung P 38 06 565.7), dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein oder mehrere immunpotenzierende Substanzen aufweist.
2. Vakzine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die immunpotenzierenden Substanzen Zytokine, immunmodulierende Substanzen, Prostaglandin-Hemmer sowie Hämatopoese-stimulierende Faktoren und/oder Anti-Suppressiva umfassen.
3. Vakzine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakzine neben einer oder mehreren der eigentlich immunpotenzierenden Substanzen Zytokine, immunmodulierende Substanzen und Prostaglandin-Hemmer zusätzlich eine oder mehrere Hämatopoese-stimulierende Faktoren und/oder Anti-Suppressiva enthält.
4. Verwendung einer virusmodifizierten tumorspezifischen Vakzine, die besteht aus separierten, durch Bestrahlung inaktivierten entsprechenden Tumorzellen, inkubiert mit NDV-Virus unter sterilen Bedingungen in serumfreiem Medium, wobei die Vakzine gegebenenfalls vor Applikation nochmals bestrahlt ist, zusammen oder getrennt mit einer oder mehreren immunpotenzierenden Substanzen gemäß Anspruch 1 bis 3.
5. Verwendung eines in einer Verpackungseinheit konfektionierten, aus zwei oder mehr räumlich getrennten Zusammensetzungen bestehenden Mittels, von denen die eine Phase eine virusmodifizierte tumorspezifische Vakzine, die besteht aus separierten, durch Bestrahlung inaktivierten entsprechenden Tumorzellen, inkubiert mit NDV-Virus unter sterilen Bedingungen in serumfreiem Medium, gegebenenfalls mit zusätzlich einer oder mehreren immunpotenzierenden Substanzen gemäß Anspruch 1 bis 3, jeweils in einer zur Therapie wirksamen Menge aufweist, und die andere Phase eine oder mehrere Verabreichungsdosen der immunpotenzierenden Substanz für sich in einer Menge von 1/1000 bis zu der üblichen, in der systemischen Therapie mit diesen Substanzen angewandten Menge aufweist.
6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Phase Zytokine, immunmodulierende Substanzen und/oder Prostaglandin-Hemmer und zusätzlich Hämatopoese-stimulierende Faktoren und/oder Antisuppressiva aufweist.
7. Kit zur Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpackungseinheit jeweils eine Dosierungseinheit einer Zusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 und mehrere Dosierungseinheiten an immunpotenzierender Substanz nach Anspruch 2 oder 3 aufweist.
8. Kit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verpackungseinheit als erste Phase eine virusmodifizierte tumorspezifische Vakzine, die besteht aus separierten, durch Bestrahlung inaktivierten entsprechenden Tumorzellen, inkubiert mit NDV-Virus unter sterilen Bedingungen in serumfreiem Medium, und als zweite Phase eine immunpotenzierende Substanz, insbesondere eine solche nach Anspruch 2 oder 3, aufweist.
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