用于椎间盘退变的IL-1Ra基因疗法的制作方法

背景技术：

1、80％的群体在他们生命中的某个时刻受到下背部疼痛的影响，其中几乎一半的病例归因于椎间盘(ivd)退变。ivd退变是由天然ivd细胞本身触发的，其中细胞因子和分解代谢酶的级联产生导致细胞外基质(ecm)的破坏和椎间盘生物力学的改变，导致ivd功能丧失，其与神经内向生长的诱导和神经营养因子的产生相结合被认为是导致背部疼痛的原因。然而，迄今为止，大多数治疗集中在短期疼痛控制、物理疗法和手术切除疝入组织，没有一种治疗是针对ivd退变的潜在病理生理学原因。基因疗法方法为治疗多种疾病提供了新的和令人兴奋的可能性。

技术实现思路

1、在敲除模型诱导的自发性椎间盘退变中，已知在椎间盘退变和il-1ra丧失过程中il-1充当多效性细胞因子。因此，对于通过阻断在ivd的细胞和组织中的il-1来治疗ivd的更有效、持续且有成本效益的方法存在明确且还未满足的医学需求。本公开文本描述了包含腺病毒递送和表达系统(fx201，humantakinogene hadenovec，在本文中也称为pcrx-201)的组合物；和使用所述组合物感染人椎间盘的细胞以增加il-1ra的产生和释放的方法，所述人椎间盘的细胞包括患有退变性椎间盘疾病(ddd)或与ddd相关的病症的受试者中的那些；以及治疗ddd或与ddd相关的病症的方法。

2、在一些实施方案中，本公开文本提供了一种用于治疗有需要的受试者的退变性椎间盘疾病(ddd)或与ddd相关的病症的药物组合物，所述药物组合物包含一定量的、任选地有效量的基于腺病毒的生物递送和表达系统(基于腺病毒的载体或辅助依赖性腺病毒载体)，所述基于腺病毒的生物递送和表达系统包含编码人白细胞介素-1受体拮抗剂(il-1ra)蛋白的核酸序列、左反向末端重复和右反向末端重复、腺病毒包装信号以及非病毒非编码填充核酸序列，其中所述人il-1ra基因的表达受nf-kb诱导型启动子调节，所述启动子位于编码所述人il-1ra蛋白的所述核酸序列的阅读框的上游，并且其中包含所述启动子、编码所述il-1ra的所述核酸序列、所述左反向末端重复和所述右反向末端重复、所述腺病毒包装信号以及所述非病毒非编码填充核酸序列的所述基于腺病毒的生物递送和表达系统的核酸序列与seq id no:7的核酸序列至少95％同源或相同。

3、所述与ddd相关的病症可以是下背部疼痛、背部肌肉张力降低、背部柔韧性降低或血块或其组合。

4、包含所述启动子、编码所述il-1ra的所述核酸序列、所述左反向末端重复和所述右反向末端重复、所述腺病毒包装信号以及所述非病毒非编码填充核酸序列的所述基于腺病毒的生物递送和表达系统的核酸序列与seq id no:7的核酸序列至少99％同源或相同。

5、包含所述启动子、编码所述il-1ra的所述核酸序列、所述左反向末端重复和所述右反向末端重复、所述腺病毒包装信号以及所述非病毒非编码填充核酸序列的所述基于腺病毒的生物递送和表达系统的核酸序列与seq id no:7的核酸序列相同。

6、所述基于腺病毒的生物递送和表达系统的核酸序列中的所述il-1ra可以包含seqid no:4的核酸。

7、根据seq id no:4的核酸可以表达与seq id no:6至少95％同源或相同的氨基酸序列的人il-1ra蛋白。

8、在一些实施方案中，本文所公开的用于治疗ddd或与ddd相关的病症的药物组合物被配制用于将所述基于腺病毒的生物递送和表达系统直接递送至所述有需要的受试者的一个或多个椎间盘的细胞中。在一些实施方案中，本文所公开的药物组合物被配制用于将所述基于腺病毒的生物递送和表达系统递送至所述一个或多个椎间盘的软骨终板(cep)区域的细胞、高度组织化的纤维环(af)区域的细胞和中央凝胶状髓核(np)区域的细胞(髓核(np)细胞)或其组合中。所述有需要的受试者的一个或多个椎间盘是退变的椎间盘或非退变的椎间盘或两者。

9、在一些实施方案中，本公开文本还提供了一种用基于腺病毒的生物递送和表达系统感染患有退变性椎间盘疾病(ddd)的受试者的一个或多个椎间盘的细胞的方法，其中所述方法包括以下步骤：a)用包含一定量的、任选地有效量的本公开文本的基于腺病毒的生物递送和表达系统的药物组合物感染所述有需要的受试者的一个或多个椎间盘的细胞；以及b)在所述一个或多个椎间盘的细胞中表达il-1ra。

10、在一些实施方案中，所述方法进一步包括步骤c)在(b)中表达所述il-1ra之后，监测所述受试者的退变的椎间盘中ddd的治疗或进展。在一些实施方案中，所述方法进一步包括以下步骤：(d)如果(c)的监测显示所述受试者的椎间盘中的退变性椎间盘疾病未得到控制或治疗，则继续向(a)的所述一个或多个椎间盘的细胞施用相同有效量的所述基于腺病毒的生物递送和表达系统；或(e)如果(c)的监测显示所述受试者的椎间盘中的退变性椎间盘疾病已经进展，则进一步调整所述基于腺病毒的生物递送和表达系统的所述量，并且施用至(a)的所述椎间盘。

11、任何上述方面或本文另外公开的方面都可以与任何其他方面组合。

12、本公开文本的实施方案包括以下编号的实施方案：

13、1.一种用于治疗有需要的受试者的退变性椎间盘疾病(ddd)或与ddd相关的病症的药物组合物，所述药物组合物包含基于腺病毒的生物递送和表达系统，所述基于腺病毒的生物递送和表达系统包含编码白细胞介素-1受体拮抗剂(il-1ra)蛋白的核酸。

14、2.根据实施方案1所述的药物组合物，其中所述核酸进一步包含左反向末端重复和右反向末端重复、腺病毒包装信号以及非病毒非编码填充核酸序列。

15、3.根据实施方案1或2所述的药物组合物，其中所述核酸进一步包含位于编码所述il-1ra蛋白的核酸序列的阅读框的上游的炎症敏感性启动子，使得il-1ra基因的表达受所述炎症敏感性启动子调节，任选地其中所述炎症敏感性启动子选自可由以下诱导的启动子：nf-κb、白细胞介素6(il-6)、白细胞介素-1(il-1)、肿瘤坏死因子(tnf)、环氧合酶2(cox-2)、补体因子3(c3)、血清淀粉样蛋白a3(saa3)和巨噬细胞炎症蛋白-1a(mip-1a)或其杂合构建体。

16、4.根据实施方案1或3所述的药物组合物，其中所述核酸进一步包含位于编码所述il-1ra蛋白的核酸序列的阅读框的上游的nf-kb诱导型启动子，使得il-1ra基因的表达受所述nf-kb诱导型启动子调节。

17、5.根据实施方案1或4所述的药物组合物，其中所述核酸包含与seq id no:7的核酸序列为或为至少80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的核酸序列或由其组成。

18、6.根据实施方案1-5中任一项所述的药物组合物，其中所述与ddd相关的病症是下背部疼痛、背部肌肉张力降低、背部柔韧性降低、血块或其组合。

19、7.根据实施方案1-6中任一项所述的药物组合物，其中编码il-1ra的所述核酸的序列包含与seq id no:4的核酸为或为至少80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的核酸序列或由其组成。

20、8.根据实施方案1-7中任一项所述的药物组合物，其中编码il-1ra的所述核酸的序列包含编码如下il-1ra蛋白的核酸序列或由其组成，所述il-1ra蛋白包含与seq id no:6的氨基酸序列为或为至少80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％相同的氨基酸序列或由其组成。

21、9.根据实施方案1-8中任一项所述的药物组合物，其中所述il-1ra蛋白是人il-1ra。

22、10.根据实施方案1-9中任一项所述的药物组合物，其中所述基于腺病毒的生物递送和表达系统进一步包含编码除白细胞介素-1受体拮抗剂(il-1ra)蛋白之外的蛋白质的核酸，任选地其中所述另外的蛋白质是治疗性蛋白质。

23、11.根据实施方案1-10中任一项所述的药物组合物，其中所述药物组合物被配制用于将所述基于腺病毒的生物递送和表达系统直接递送至所述有需要的受试者的一个或多个椎间盘的细胞中。

24、12.根据实施方案1-11中任一项所述的药物组合物，其中所述有需要的受试者的所述一个或多个椎间盘是退变的椎间盘或非退变的椎间盘或两者。

25、13.根据实施方案12所述的药物组合物，其中所述有需要的受试者的所述一个或多个椎间盘是退变的椎间盘。

26、14.根据实施方案1-13中任一项所述的药物组合物，其中所述药物组合物被配制用于将所述基于腺病毒的生物递送和表达系统递送至所述一个或多个椎间盘的软骨终板(cep)区域的细胞、高度组织化的纤维环(af)区域的细胞和中央凝胶状髓核(np)区域的细胞(髓核(np)细胞)或其组合中。

27、15.根据实施方案14所述的药物组合物，其中所述药物组合物被配制用于将所述基于腺病毒的生物递送和表达系统递送至所述髓核(np)细胞中。

28、16.根据实施方案14所述的药物组合物，其中所述细胞是髓核(np)细胞。

29、17.根据实施方案1-16中任一项所述的药物组合物，其中只有用所述基于腺病毒的生物递送和表达系统感染的退变的椎间盘的细胞才产生il-1ra。

30、18.根据实施方案1-17中任一项所述的药物组合物，其中所述有需要的受试者的一个或多个椎间盘的细胞表达il-1ra持续至少2周、至少1个月、至少3个月、至少6个月或至少1年的时间段。

31、19.根据实施方案1-18中任一项所述的药物组合物，其中所述药物组合物包含一定量的所述基于腺病毒的生物递送和表达系统，所述量的所述基于腺病毒的生物递送和表达系统在施用至受试者时有效治疗所述受试者的所述退变性椎间盘疾病(ddd)和/或所述与ddd相关的病症。

32、20.根据实施方案1-18中任一项所述的药物组合物，其中所述受试者未患小关节综合征(facet joint syndrome，fjs)。

33、21.根据实施方案1-18中任一项所述的药物组合物，其中所述受试者患有小关节综合征(fjs)。

34、22.一种在患有退变性椎间盘疾病(ddd)或与ddd相关的病症的受试者的一个或多个椎间盘的细胞中表达il-ira的方法，所述方法包括：

35、a)用根据实施方案1-21中任一项所述的药物组合物感染所述有需要的受试者的一个或多个椎间盘的细胞；以及

36、b)在所述一个或多个椎间盘的细胞中表达il-1ra。

37、23.根据实施方案22所述的方法，其中所述基于腺病毒的生物递送和表达系统进一步包含编码除白细胞介素-1受体拮抗剂(il-1ra)蛋白之外的蛋白质的核酸，任选地其中所述另外的蛋白质是治疗性蛋白质，并且其中所述方法进一步包括在所述一个或多个椎间盘的细胞中表达所述另外的蛋白质。

38、24.根据实施方案22或23所述的方法，其中用所述基于腺病毒的生物递送和表达系统感染所述一个或多个椎间盘的细胞一次。

39、25.根据实施方案22或23所述的方法，其中用所述基于腺病毒的生物递送和表达系统感染所述一个或多个椎间盘的细胞两次或更多次。

40、26.根据实施方案25所述的方法，其中当用基于腺病毒的生物递送和表达系统感染所述一个或多个椎间盘的细胞两次或更多次时，每次感染包括不同基因组拷贝数的所述基于腺病毒的载体。

41、27.根据实施方案25所述的方法，其中当用基于腺病毒的生物递送和表达系统感染所述一个或多个椎间盘的细胞两次或更多次时，每次感染包括相同基因组拷贝数的所述基于腺病毒的载体。

42、28.根据实施方案25-27中任一项所述的方法，其中当用基于腺病毒的生物递送和表达系统感染所述一个或多个椎间盘的细胞两次或更多次时，每次感染在所述受试者的同一椎间盘中进行。

43、29.根据实施方案25-27中任一项所述的方法，其中当用基于腺病毒的生物递送和表达系统感染所述一个或多个椎间盘的细胞两次或更多次时，第二次感染和后续感染中的每一次在所述受试者的与进行前一次感染的椎间盘不同的椎间盘中进行。

44、30.根据实施方案22-29中任一项所述的方法，其中所述一个或多个椎间盘的细胞的所述感染包括将所述药物组合物注射至所述一个或多个椎间盘的软骨终板(cep)区域、高度组织化的纤维环(af)区域或中央凝胶状髓核(np)区域(髓核(np)细胞)或其组合中。

45、31.根据实施方案30所述的方法，其中所述一个或多个椎间盘的细胞的所述感染包括将所述药物组合物注射至所述一个或多个椎间盘的髓核(np)区域中。

46、32.根据实施方案22-31中任一项所述的方法，其中所述方法治疗所述受试者的所述退变性椎间盘疾病(ddd)和/或所述与ddd相关的病症。

47、33.根据实施方案22-32中任一项所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：

48、c)在(b)中表达所述il-1ra之后，监测所述受试者的退变的椎间盘中ddd或所述与ddd相关的病症的治疗或进展。

49、34.根据实施方案33所述的方法，其中对ddd或所述与ddd相关的病症的治疗或进展的所述监测是通过确定来自患者报告的疼痛和/或功能测量的得分进行的。

50、35.根据实施方案34所述的方法，其中确定来自患者报告的疼痛的得分是使用视觉模拟量表(vas)进行的。

51、36.根据实施方案22-35中任一项所述的方法，其中在用所述药物组合物感染所述受试者的一个或多个椎间盘的细胞之后，所述受试者的vas得分更低。

52、37.根据实施方案34-36中任一项所述的方法，其中所述确定来自患者功能测量的得分是使用oswestry功能障碍指数(odi)进行的。

53、38.根据实施方案22-37中任一项所述的方法，其中在用所述药物组合物感染所述受试者的一个或多个椎间盘的细胞之后，所述受试者的vas得分更低。

54、39.根据实施方案33所述的方法，其中对ddd或所述与ddd相关的病症的治疗或进展的所述监测包括确定所述受试者中选自以下的标记物的水平：ngf、nt-3、vegf、p物质、细胞因子、聚集蛋白聚糖、ii型胶原蛋白及其组合。

55、40.根据实施方案39所述的方法，其中所述细胞因子选自il-1β、il-6、il-8、tnfα、mmp3、mmp13、adamts4及其组合。

56、41.根据实施方案22-40中任一项所述的方法，其中在用所述药物组合物感染所述受试者的一个或多个椎间盘的细胞之后，在所述一个或多个椎间盘中发生以下中的一种或多种：

57、(a)以下中的一种或多种的水平降低或无变化：ngf、nt-3、vegf、p物质、il-1β、il-6、il-8、tnfα、mmp3、mmp13或adamts4或其组合；

58、(b)聚集蛋白聚糖或ii型胶原蛋白或其组合的水平增加；或

59、(c)以上两种情况。

60、42.根据实施方案22-41中任一项所述的方法，其中在用所述药物组合物感染所述受试者的一个或多个椎间盘的细胞之后，所述一个或多个椎间盘中的聚集蛋白聚糖的水平增加。

61、43.根据实施方案33所述的方法，其中对ddd或所述与ddd相关的病症的治疗或进展的所述监测是通过以下方式进行的：在用所述药物组合物感染所述受试者的一个或多个椎间盘的细胞之后，确定所述一个或多个椎间盘的基于人椎间盘退变的组织病理学评分系统的得分的变化。

62、44.根据实施方案22-43中任一项所述的方法，其中在用所述药物组合物感染所述受试者的一个或多个椎间盘的细胞之后，发生所述一个或多个椎间盘的基于人椎间盘退变的组织病理学评分系统的得分的降低。

63、45.根据实施方案33-44中任一项所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：

64、(d)如果(c)的监测显示所述受试者的椎间盘中的退变性椎间盘疾病未得到控制或治疗，则继续向(a)的所述一个或多个椎间盘的细胞施用相同量的所述基于腺病毒的生物递送和表达系统；或

65、(e)如果(c)的监测显示所述受试者的椎间盘中的退变性椎间盘疾病已经进展，则进一步调整所述基于腺病毒的生物递送和表达系统的量，并且施用至(a)的所述有需要的受试者的一个或多个椎间盘的细胞。

66、46.根据实施方案22-45中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括将皮质类固醇和/或局部麻醉剂施用至所述受试者的椎间盘中。

67、47.根据实施方案46所述的方法，其中所述皮质类固醇和/或所述局部麻醉剂与所述基于腺病毒的生物递送和表达系统在单一药物配制品中，使得同时施用所述皮质类固醇和/或所述局部麻醉剂与所述基于腺病毒的生物递送和表达系统。

68、48.根据实施方案46所述的方法，其中所述皮质类固醇和/或所述局部麻醉剂不与所述基于腺病毒的生物递送和表达系统在单一药物配制品中，使得在所述基于腺病毒的生物递送和表达系统之前和/或之后施用所述质类固醇和/或所述局部麻醉剂。

69、49.根据实施方案22-48中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括在所述基于腺病毒的生物递送和表达系统之后将流体施用至所述受试者的椎间盘中，任选地其中所述流体的量是、是约、小于、小于约、大于、大于约25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000μl，或在由前述值中的任何两个值定义的范围内，任选地25-1000、25-500、25-200、50-150、500-1000、200-800、200-600、400-800或600-800μl。

70、50.根据实施方案49所述的方法，其中所述流体是盐水。

71、51.根据实施方案46-50中任一项所述的方法，其中所述进一步施用包括椎间盘内注射所述皮质类固醇和/或所述局部麻醉剂和/或所述流体。

72、52.根据实施方案22-51中任一项所述的方法，其中所述受试者未患小关节综合征(fjs)。

73、53.根据实施方案22-51中任一项所述的方法，其中所述受试者患有小关节综合征(fjs)。

74、54.根据实施方案22-53中任一项所述的方法，其中所述方法包括椎间盘内注射所述药物组合物。

75、55.根据实施方案51或54所述的方法，其中所述椎间盘内注射是针对所述中央凝胶状髓核(np)区域。

76、56.根据实施方案22-55中任一项所述的方法，其中所述方法不包括腱内、肌肉内、关节内或肩峰下注射所述药物组合物。

77、57.根据实施方案1-56中任一项所述的组合物或方法，其中在所述药物配制品中的所述基于腺病毒的生物递送和表达系统的浓度是或是约1x108至5x1011个vp/ml、2x108至2x1011个vp/ml、2x109至2x1011个vp/ml、1x108至2x109个vp/ml或小于1x109个vp/ml。

78、58.根据实施方案1-56中任一项所述的组合物或方法，其中在所述药物配制品中的所述基于腺病毒的生物递送和表达系统的浓度是或是约1x108至5x1011个gc/ml、2x108至2x1011个gc/ml、2x109至2x1011个gc/ml、1x108至2x109个gc/ml或小于1x109个gc/ml。

79、59.根据实施方案1-58中任一项所述的组合物或方法，其中施用至椎间盘内的所述药物组合物的单剂量是如下量，所述量是、是约或小于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、2、3、4或5ml，或在由前述值中的任何两个值定义的范围内，任选地0.1ml至5ml、0.5ml至5ml、0.5ml至2ml、1ml至5ml、2ml至5ml、4ml至5ml或3ml至5ml。

80、60.根据实施方案17-59中任一项所述的组合物或方法，其中所感染的细胞包括np细胞。

81、61.根据前述实施方案中任一项所述的组合物或方法，其中所述基于腺病毒的生物递送和表达系统包含fx201/pcrx-201、由其组成或基本上由其组成。

82、除非另有定义，否则本文所用的所有技术和科学术语都具有与本公开文本所属领域的普通技术人员在根据本公开文本阅读时通常所理解的相同的含义。在本公开文本中，除非上下文另外明确规定，否则单数形式也包括复数形式；作为例子，术语“一种/一个(a)”、“一种/一个(an)”和“所述”应理解为单数或复数，并且术语“或”应理解为包含性的。举例来说，“一种/一个要素”是指一种或多种/一个或多个要素。在整个说明书中，词语“包含(comprising)”或变体(如“包含(comprises)”或“包含(comprising)”)应理解为意指包括所述的要素、整体或步骤，或要素、整体或步骤的组，但是不排除任何其他要素、整体或步骤，或要素、整体或步骤的组。约可以理解为在所述的值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非根据上下文另外清楚，否则本文提供的所有数值都被术语“约”修饰。

83、如本文所述，术语“退变性椎间盘疾病”与术语“椎间盘源性下背部疼痛”、“椎间盘破裂”或“椎间盘退变”或“退变的椎间盘疾病”可互换使用。

84、尽管与本文所述的方法和材料类似或等同的方法和材料可以用于本公开文本的实践或测试，但以下描述了合适的方法和材料。本文提及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献都通过引用以其整体并入，并且用于本文所讨论的特定信息。本文引用的参考文献不被认为是要求保护的公开文本的现有技术。在冲突的情况下，应以本说明书(包括定义)为准。此外，材料、方法和实施例仅仅是说明性的，并不旨在是限制性的。根据以下具体实施方式和权利要求，本公开文本的其他特征和优点应变得清楚。