突变的慢病毒ENV蛋白及其用作药物的用途
本发明涉及突变的慢病毒ENV蛋白以及它们用作药物的用途。
慢病毒属(Lentivirus)是逆转录病毒科(Retroviridae)的慢病毒的属,其特征在长潜伏期。慢病毒可将大量的遗传信息递送入宿主细胞的DNA,并且在逆转录病毒中具有能够在非分裂细胞中复制的独特能力,因此它们是最有效的基因递送载体的方法之一。HIV、SIV和FIV全都是慢病毒的实例。
根据WHO,人免疫缺陷病毒(HIV)是目前世界面临的最严重健康危机之一。AIDS自1981年来已造成超过2500万人死亡。在受到最严重影响的国家中,平均寿命期望现下降至49岁-比在AIDS不存在的情况下减少13岁。根据UNAIDS,估计在2006年3950万人携带有HIV病毒,并且430万人在2006年被感染。在许多地区,新的感染主要集中在年轻一代(15-24岁)。治疗和护理的获得途径近年来已大大增加。测定HIV发病率的实时趋势和特别地预防程序的影响理想地需要大量人的长期研究。鉴于进行这样的研究的实际困难,已将焦点置于年轻妇女及其婴儿上。携带HIV的儿童通常通过母婴传播(MTCT)获得感染,这在怀孕、分娩过程中或在母乳喂养过程中发生。现在迫切需要更新的努力来增加用于预防婴儿和幼儿的HIV感染的广泛整合的程序的获得途径,这将为实现无HIV世代指出途径。
存在两种已知类型的感染人的HIV;HIV-1和HIV-2。它们属于称为慢病毒的一组逆转录病毒,并且在非洲猴子中已发现与HIV相似的病毒。逆转录病毒将它们的基因以基因组RNA转录物的形式从生产者细胞转移至靶细胞,该转录物在感染后被反转录并整合进入靶细胞的DNA基因组。
第一个具有记录的HIV感染的人死于1959年。在20世纪80年代早期,美国的医生开始意识到,越来越多的患者遭受异常感染并且显示免疫衰竭的体征。该综合征称为获得性免疫缺陷综合征(AIDS),不久后发现HIV是观察到的免疫系统的破坏的致病因子。最初仅基于疼痛缓解给患者提供治疗,且患者几乎全部不可避免地死亡。在20世纪90年代中期,在治疗上取得了两个重大突破。首先,一组新的抗逆转录病毒剂被发现,其次开始能够测量血液中的HIV病毒的量。这两个进步使得能够利用不同试剂的组合来治疗患者,并且医生能够检查治疗实际上是否起作用。结果是受感染的患者的免疫系统逐渐变得正常并且患者活得更长。目前西方国家受感染的患者具有与未感染的人相同水平的生活质量,并且他们能够拥有孩子,尽管患有HIV的经济和生理后果是巨大的。然而,情况在发展中国家甚至更严重,在发展中国家超过95%的感染有HIV/AIDS的人活着。世界上超过2500万人在最近25年中死于AIDS。
约95%的感染的人目前生活在发展中国家,在发展中国家中昂贵的抗病毒药物是不可获得的。因此,迫切需要有效的疫苗--这是对不受控制的HIV流行的唯一有效解决方案。在过去几年中,研究已带来了关于HIV-病毒的基础生物学的新知识,这导致新的抗病毒药物和疫苗设计策略。尽管获得了这些重大进步,但仍然不存在有效的疫苗。仅减毒的(即,活的但被弱化的)HIV-菌株能够在灵长类动物研究中提供免疫,然而它们从未达到适合于大规模预防接种所需的安全特性。
HIV-1的复制过程具有约1/10,000个碱基对的错误率。
由于全病毒基因组正好在10,000个碱基对以下,因此,据估计在每一个病毒复制周期中,平均1个错误被引入HIV-1基因组。
该高突变率促成了任何一个人中的病毒的广泛变异性和甚至群体间的更广泛的变异性。
该变异性已导致描述了3个HIV-1变体,称为"进化枝"的病毒的亚种。区别基于包膜蛋白的结构,其是特别可变的。M(主要)变体迄今为止在世界范围内最流行。在M变体内有进化枝A、B、C、D、E、F、G、H、I、J和K,进化枝A至E代表全球的绝大部分的感染。进化枝A、C和D在非洲占主导,然而进化枝B在欧洲、北美洲和南美洲以及东南亚最流行。进化枝E和C在亚洲占主导。这些进化枝相异多达35%。另一个变体为进化枝O,其在HIV-1的咔麦隆分离株中被观察到。在包膜蛋白gpl20和gp41中看到结构的最大变化。
HIV-1的极高突变率导致了两个重要结果,其对于流行病具有深远后果。第一,高突变率是允许病毒逃避药物疗法的控制的机制之一。这些新的病毒代表抗性株。高突变率还允许病毒通过改变被免疫组分识别的结构来逃避患者的免疫系统。该广泛的变异性的另外的后果是病毒还可逃避疫苗的控制,从而使得难以发现有效的基于包膜蛋白的疫苗。
此外,该病毒产生具有免疫抑制性质的蛋白质,从而允许逃避患者的免疫系统监督(survey)。因此,表达此类蛋白质的细胞变成免疫系统“不可看见的”。
因此,对于疫苗,需要提供已丧失或大体上丧失它们的免疫抑制功能的蛋白质作为抗原,以产生有效应答。这将使得个体在被病毒感染后能够允许免疫系统破坏感染的细胞和预防/治愈感染。
现有技术已尝试提供这样的蛋白质。
例如,国际申请WO2005/095,442(发明人:Renard,Mangeney&Heidmann)公开了内源逆转录病毒(ERV)或致癌逆转录病毒例如HTLV或FeLV的ENV蛋白的免疫抑制结构域的突变。该文献显示,特定位置上的突变消除ERV或致癌逆转录病毒的ENV蛋白的免疫抑制性质。然而,国际申请WO2005/095,442从未提及或暗示,ERV-或致癌逆转录病毒的ENV蛋白的免疫抑制结构域中产生的突变可转用至慢病毒的ENV蛋白。
国际申请WO2010/022,740公开了如下描述的HIV ENV蛋白的区域的极其广泛的共有序列:
X(1-22)–C(23)–X(24-28)-C(29)-(X30-50)
其中共有序列的氨基酸残基选自:
X(1):L、S、R、P、F、A、V、M和I;和
X(2):Q、R、K、H、L、M和P;和
X(3):A、T、V、H、S、R、Q、G、M和E;和
X(4):R、K、G、E、T、S、C、M和H;和
X(5):V、I、L、D、A、S、F、M和G;和
X(6):L、Q、V、M、P、W、T和I;和
X(7):A、S、T、V、L、G、F、D、M和E;和
X(8):V、L、I、M、A、W、K、G和E;和
X(9):E、K、G、D、A、V、M和F;和
X(10):X;和
X(11):Y、L、F、H、C、I、T、M和N;和
X(12):L、I、V、M、Q、P、T、Y和A;和
X(13):K、R、Q、G、S、E、H、W、T、V、M、N、Z、Y、A、P和C;和
X(14):D、N、G、E、Y、V、S、H、A、M和I;和
X(15):Q、R、H、K、P、L、M和N;和
X(16):Q、K、R、T、H、E、S、P、M和L;和
X(17):L、F、I、R、V、P、S、M和H,和
X(18):L、M、P、I、H和S;和
X(19):X;和
X(20):I、L、M、V、S、F、T、D、A、R、P和J;和
X(21):W、R、G、F、L、M和T;和
X(22):G、D、A、R、M和C;和
X(24):X;和
X(25):G、R、E、N、A、M和D;和
X(26):K、R、N、E、Q、T、S、I、M和G;和
x(27):L、H、I、T、V、F、R、Q、S、P、A、J、M和Y;和
X(28):I、V、T、L、R、F和M;和
X(30):T、P、Y、A、N、S、I、V、R、L、M和H;和
X(31):T、S、P、N、M和I;和
X(32):A、N、T、S、D、R、F、Q、P、I、E、V、M、L、K、H、C和B;和
X(33):V、A、L、M、G、R和C;和
X(34):X;和
X(35):W、R、G、L、M和P;和
X(36):N、S、D、B、K、E、R、Q、M和G;和
X(37):S、T、A、N、D、V、I、E、Y、K、L、R、G、P、M、F、W、H、Q、B和C;和
X(38):S、T、N、I、G、R、L、C、A、W、M和E;和
X(39):W、G、A、R、E、C、Y、V、S、M和H;和
X(40):X;和
X(41):N、G、K、S、D、E、T、R、H、P、A、B、V、Q、Y、M和I;和
X(42):K、R、N、D、S、T、G、E、I、V、Y、Q、P、H、A、W、M和C,和
X(43):S、T、N、K、I、R、D、E、P、L、A、W、G、M、H、Y、F、V和C,
X(44):L、Y、Q、F、E、H、S、V、K、M、T、I、W、N、D、R、P、A和G;和
X(45):D、E、N、S、T、K、G、L、A、Q、H、I、Y、B、R、V、P、M、F、W、Z和C;和
X(46):E、D、Q、Y、K、N、T、S、A、W、H、M、R、I、G、L、V、Z、F、B和P;和
X(47):I、D、E、M、G、T、Q、S、W、L、N、Y、K、V、R、F、A、P和H,和
X(48):W、I、T、N、D、E、L、G、S、Y、R、V、K、H、A、Q、M和F;和
X((49):D、N、E、G、W、Q、K、H、L、B、S、I、Y、T、A、R、M、Z和V;以和及
X(50):N、D、T、K、S、H、L、G、E、W、I、Q、M、R、B、Y、P和A。
该共有序列包含50个氨基酸,其中位置10、19、24、34和40上的特定氨基酸被定义为影响HIV-1包膜多肽的免疫原性性质,并且45个剩余位置被随机地定义,包括野生型HIVENV蛋白的最常见氨基酸。
事实上,WO2010/022,740的教导为基于WO2005/095,442(发明人:Renard,Mangeney&Heidmann)的教导的从内源逆转录病毒(ERV)或致癌逆转录病毒至慢病毒的转用,但所述转用在慢病毒的情况下是不适当的,如本发明的发明人所显示的。
简而言之,Heidmann博士为WO2005/095,442和本发明的发明人。实际上,本发明的发明人也在慢病毒中测试了WO2005/095,442中描述的突变,但是当将内源逆转录病毒或致癌逆转录病毒中鉴定的突变转用入慢病毒的ENV蛋白时,未观察到效应。
此外,由于任何氨基酸可被分配至共有序列中的位置10,19,24,34或40,因此,WO2010/022,740教导,使用任何氨基酸残基的此类突变可以是有效的。该教导与本发明相矛盾,本发明显示,HIV-1ENV蛋白的免疫抑制性质仅受特定突变影响,所述突变不仅由它们的位置,而且还由置换的氨基酸残基的性质来定义。
此外,WO2010/022,740公开了,由50个氨基酸共有序列定义的HIV ENV蛋白的免疫抑制结构域内的仅一个特定突变的实验结果。该突变(即,R的置换,如国际申请WO2010/022,740中唯一例证的),在位置19的氨基酸上发生,这再次等同于国际申请WO2005/095,442中公开的位置,如果简单地比对ENV序列的话(参见WO2010/022,740的图3,其为Benit等人2001,Journal of Virology,Vol.75,No.23,p.11709-11719中的图3的拷贝)(注意,不仅氨基酸的位置,而且置换的性质(精氨酸的置换)与WO2005/095,442中描述的相似)。
更具体地,当比对内源逆转录病毒或致癌逆转录病毒与慢病毒各自的ENV序列时,根据Benit等人的图3:
内源或致癌逆转录病毒:
已显示,慢病毒中的位置19对应于WO2005/095,442中的位置,其中对于内源或致癌逆转录病毒,至精氨酸的特定置换E→R导致免疫抑制活性的丧失。
国际申请WO2010/022,740公开,所述突变的HIV ENV蛋白离体地抑制PBMC的增殖,但该离体结果不具有体内预测值。
然而,WO2010/022,740从未公开或暗示,突变体在体内是有效的,即表达突变体的细胞可被免疫系统检测到。
此外,如下文中公开的,这样的突变在体内是无效的。事实上,下文在实施例部分中公开的与本发明相关的结果显示,所述置换G19R在体内不抑制ENV蛋白的免疫抑制性质。
因此,WO2010/022,740提出了与本发明相同的技术问题,但未提供适当的技术方案。该现有技术文献显示了,鉴定影响慢病毒ENV蛋白的免疫抑制性质的有效突变的困难。
因此,仍然需要提供体内有效的非免疫抑制性的慢病毒ENV蛋白。
本发明的一个目的是,提供缺乏免疫抑制性质的新型突变ENV蛋白。
本发明的另一个目的是,提供对于治疗慢病毒感染是有效的新型药物组合物。
本发明的另一个目的是提供有效疫苗。
本发明涉及药物组合物,其包含与药学上可接受的载体结合的如下物质作为活性物质:
a)大体上不具有免疫抑制活性的分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白因野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白的跨膜(TM)亚基的突变而产生,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白与选自SEQ ID NO:216、SEQ ID NO:420和SEQID NO:421的一个序列具有至少70%的同一性,优选至少80%的同一性,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中,
X代表任何氨基酸,
并且
Xa为A,F,G,L,R或被删除,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,或者
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为A,F,G,R或被删除,或者
Xa为A,F,G,L,R或被删除,并且Xb为A,F,G,R或被删除,
或
b)大体上不具有免疫抑制活性的分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的至少一个片段,
所述片段包含至少40个氨基酸,
所述片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中,
X代表任何氨基酸,
并且
Xa为A,F,G,L,R或被删除,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为A,F,G,R或被删除,或
Xa为A,F,G,L,R或被删除,并且Xb为A,F,G,R或被删除,
上述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或上文中定义的片段的免疫抑制活性的所述大体上不存在,易于通过这样的事实来评估,即,在牵涉移植的肿瘤细胞排斥的体内测定中,
所述肿瘤细胞被转导以表达所述突变的ENV蛋白或所述片段(“突变的ENV肿瘤细胞”),
或所述肿瘤细胞被转导以表达野生型ENV蛋白或其片段(“野生型ENV肿瘤细胞”),
或所述肿瘤细胞未被转导(“正常肿瘤细胞”),
下列比率
所述突变的ENV蛋白或所述片段的免疫抑制指数(i突变的env)/野生型ENV蛋白的免疫抑制指数(i野生型env)小于0.5,
i突变的env被定义为:(突变的ENV肿瘤细胞达到的最大面积-正常肿瘤细胞达到的最大面积)/(正常肿瘤细胞达到的最大面积),和
i野生型env被定义为:(野生型ENV肿瘤细胞达到的最大面积-正常肿瘤细胞达到的最大面积)/(正常肿瘤细胞达到的最大面积)。
本申请基于本发明人的意外观察结果:慢病毒ENV蛋白的免疫抑制结构域的一些特定氨基酸可被突变,以使所述慢病毒ENV蛋白基本上无免疫抑制性质,或无免疫抑制性质,同时保留其抗原性,免疫抑制结构域的三维结构以及其在质膜上的表达。此外,根据本发明的突变的慢病毒ENV蛋白不改变表达其的病毒的感染性。
在本发明中,“突变的猿猴或人慢病毒ENV蛋白”意指,ENV蛋白衍生自人或猿猴的慢病毒的env基因的表达。
本发明所包括的根据本发明的慢病毒是HIV-1和2以及猿猴免疫缺陷病毒(SIV)。
由于HIV-1、HIV-2和SIV病毒的高突变率,“突变的ENV蛋白”,如本发明中定义的,包括两个含义。
根据第一含义,所述“突变的ENV蛋白”为人类的干预的非天然结果。
根据第二含义,突变的ENV蛋白还包括,迄今对于其的非免疫抑制性质仍然未知的天然存在的变体。
该第二含义考虑了相同感染个体中的HIV和SIV变体的天然变异性,其中所述“突变的ENV蛋白”可能是非免疫抑制性的,但其性质不可检测,因为HIV感染的患者总是携带许多HIV变体,其大部分为免疫抑制性的。
下列3种蛋白质分别对应于HIV-1、HIV-2和SIV的ENV蛋白的野生型序列。在本发明中,它们被当作野生型ENV蛋白的参照序列。
本发明中的变体包括SIV、HIV-1和HIV-2的ENV蛋白。
根据本发明的HIV-1突变的ENV蛋白的变体与HIV-1ENV蛋白的野生型氨基酸序列具有至少70%,优选至少80%,更优选至少90%的同一性,并且包含上述突变,以及不具有免疫抑制活性。
根据本发明的HIV-2突变的ENV蛋白的变体与HIV-2ENV蛋白的野生型氨基酸序列具有至少70%,优选至少80%,更优选至少90%的同一性,并且包含上述突变,以及不具有免疫抑制活性。
根据本发明的SIV突变的ENV蛋白的变体与SIV ENV蛋白的野生型氨基酸序列具有至少70%,优选至少80%,更优选至少90%的同一性,并且包含上述突变,以及不具有免疫抑制活性。
下列3种蛋白质(SEQ ID NO:216、420和421)分别对应于HIV-1、HIV-2和SIV的ENV蛋白的3个突变序列。在本发明中,它们被当作突变的ENV蛋白的参照序列。
更具体地,SEQ ID NO:216对应于其中序列A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q的位置5(Xa)中的氨基酸残基Y已被R置换的SEQ ID NO:417。
SEQ ID NO:420对应于其中序列A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q的位置5(Xa)中的氨基酸残基Y已被R置换的SEQ ID NO:418。
SEQ ID NO:421对应于其中序列A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q的位置5(Xa)中的氨基酸残基Y已被R置换的SEQ ID NO:419。
本发明还包括“突变的猿猴或人慢病毒ENV蛋白”的变体,其具有上述突变并且使所述变体缺乏免疫抑制性质。
根据本发明的HIV-1突变的ENV蛋白的变体与HIV-1ENV蛋白的参照突变的序列(SEQ ID NO:216)具有至少70%,优选至少80%,更优选至少90%的同一性,并且包含上述突变且不具有免疫抑制活性。
根据本发明的HIV-2突变的ENV蛋白的变体与HIV-2ENV蛋白的参照突变的序列(SEQ ID NO:420)具有至少70%,优选至少80%,更优选至少90%的同一性,并且包含上述突变且不具有免疫抑制活性。
根据本发明的SIV突变的ENV蛋白的变体与SIV ENV蛋白的参照突变的序列(SEQID NO:421)具有至少70%,优选至少80%,更优选至少90%的同一性,并且包含上述突变且不具有免疫抑制活性。
本发明的慢病毒的免疫抑制结构域(ISU)可通过序列SEQ ID NO:6,xGIVQQQxxLLxxxxxxQxxLxLxxWGxKxLQxRxxA[I/V]E[K/R]YLxDQxxLx(SEQ ID NO:6)来定界,其中x代表任意氨基酸。
SEQ ID NO:6对应于非突变的ISU结构域。
在该SEQ ID NO:6中,“x”(以小定字母表示)被认为独立于第一次用于本发明的SEQ ID NO:416的“X”(以大写字母表示)。
SEQ ID NO:6包括SEQ ID NO:1。
根据本发明的野生型ENV蛋白的最有利的免疫抑制结构域包括下列序列:
HIV-1ENV蛋白包括氨基酸序列AVERYLKDQ(SEQ ID NO:7),
HIV-2ENV蛋白包括氨基酸序列AIEKYLKDQ(SEQ ID NO:8),和
SIV ENV蛋白包括氨基酸序列SEQ ID NO:7或8。
当使用上文中定义的突变时,ISU结构域丧失其免疫抑制性质。
在所述SEQ ID NO:6中,加以下划线的氨基酸为必需氨基酸。
在本发明中,ISU结构域,如通过SEQ ID NO:6定义的,为根据本发明的具有免疫抑制活性的ENV蛋白的最小必需结构域。
可如Benit等人2001,Journal of Virology,第75卷,No.23,p.11709-11719中所述,测定所有病毒ENV蛋白中的ISU结构域的位置。在广义上,根据其结构和其位置定义ISU结构域,不论其是否具有免疫抑制活性。
在本发明中,ISU结构域是指,其中突变可影响ENV蛋白的免疫抑制性质的特定结构域。
ENV蛋白的免疫抑制性质优选使用代表生理环境的体内方法来测量。
按照先前公开的用于测定ENV蛋白的免疫抑制活性的体内方法[Mangeney和Heidmann,Proc Natl Acad Sci USA1998;95:14920-14925;Mangeney等人Proc Natl AcadSci USA,2007,104(51):20534-9]测量根据本发明的突变的ENV蛋白的免疫抑制性质。
作为生理测试,使用ENV蛋白或其片段进行该体内方法,所述蛋白或其片段不与另一种组分或载体蛋白例如BSA结合。
简而言之,通过已知的转染方法在肿瘤细胞系例如MCA205或Cl8.1细胞系中转染野生型(野生型慢病毒ENV蛋白)核酸或表达待测试的蛋白(突变的慢病毒ENV蛋白)的修饰的核酸。随后将表达待测试的蛋白质的肿瘤细胞特别地皮下(s.c.)注射至宿主(通常为小鼠)。在所述注射后,测定肿瘤的建立或相反地对其的排斥,测量肿瘤面积。肿瘤的建立通过触诊来测定,肿瘤面积(mm2)通过测量垂直的肿瘤直径来测定。免疫抑制指数定义为i=(Senv-Snone)/Snone,其中Senv为表达包膜蛋白的肿瘤所达到的最大面积,Snone为不表达ENV蛋白的肿瘤(阴性对照)所达到的最大面积。
根据本发明的实施方案,上文中定义的与免疫抑制指数相关的比率可小于0.2,甚至可具有负值(参见图2和3)。
体内测定可使用高剂量的合成肽来进行,但它们是间接的并且不太可信,因为表述“免疫抑制”当用于具有完全免疫系统的动物时是相关的,但对于细胞系,则不是。
关于ISU结构域的功能表征的另外的困难依赖于这样的事实:逆转录病毒ENV蛋白携带的ISU是高度结构化的蛋白结构域,在完整ENV蛋白内形成三聚体(Caffrey M.,Biochimica et Biophysica Acta,1536:116-122,2001;Caffrey等人,The EMBO Journal,第17卷,No.16,p.4572-4584,1998)。这样的结构不由具有有限长度的ISU肽天然形成,并且这是大多数利用肽进行的研究提供无关的结果和/或依赖于肽至载体蛋白(例如BSA,例如Denner等人,Current Science,AIDS1994,8:1063-1072)的特定偶联的最可能原因。
如上所述,根据本发明的ENV蛋白是突变的。该突变是体外进行的。因此,根据本发明的突变的ENV蛋白是分离的,不对应于天然存在的对应物。
如上所述,突变的慢病毒ENV蛋白大体上不具有免疫抑制性质。这意味着,根据本发明的突变的ENV蛋白相对于来自相同种的病毒的天然的非突变ENV蛋白不具有免疫抑制性质,或具有减小的免疫抑制性质。例如,根据本发明的突变的HIV ENV蛋白相对于野生型HIV ENV蛋白具有减小的免疫抑制性质。
在本发明中,术语“大体上不具有免疫抑制性质”意指,根据本发明的突变的ENV蛋白具有小于约0.2的免疫抑制指数[Mangeney and Heidmann Proc Natl Acad SciUSA1998;95:14920-14925;Mangeney等人Proc Natl Acad Sci USA,2007,104(51):20534-9]。
在本发明中,负责突变的慢病毒ENV蛋白的抗原性的结构基本上得到保持。
如本文中所述,表述“负责抗原性的结构”涉及,易于与免疫系统的组分例如抗体或免疫细胞(特别地T细胞)的膜受体相互作用的蛋白质结构。
慢病毒ENV蛋白的免疫抑制结构域内的突变足以减小突变的慢病毒ENV蛋白的免疫抑制活性(相对于对应的野生型ENV)。然而,可能有利的是,也突变另一个氨基酸,因为其确保突变的ENV蛋白的结构相对于对应的野生型ENV蛋白基本上得到保持。
突变的慢病毒ENV蛋白大体上保持最初测定的慢病毒ENV蛋白(即,野生型非突变的慢病毒ENV蛋白)的结构,特别地抗原性结构,例如免疫原性决定簇。
这些性质可通过测量所述突变的慢病毒ENV的融合和/或感染性质(与野生型非突变的慢病毒ENV蛋白的相同性质相比较)来评价(参见实施例)。
一般而言,本发明中涉及的突变的ENV蛋白具有约700至约950个氨基酸的平均长度。
本发明包括上述突变的ENV蛋白的片段,条件是所述片段:
-包含至少序列SEQ ID NO:2,如上文中定义的,
-包含至少40个氨基酸,优选包含至少50个氨基酸,
-大体上不具有免疫抑制性质,如上文中描述的,
-优选地,包含ENV蛋白的细胞外部分,
-保持其所源自的ENV蛋白的结构,
-具有与野生型ENV蛋白中的对应片段相同的表位。
根据具体实施方案,本发明的突变的ENV蛋白的片段可包含约40,50,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600,650或700个氨基酸。这些值仅以举例说明的方式给出,因为本领域技术人员将理解,片段可包含在40与700之间的任意数目的氨基酸。
有利地,根据本发明的片段是这样的片段,其在保持全长突变的ENV蛋白的抗原性结构,从而野生型ENV蛋白的抗原性结构的同时,已在除了对应于免疫抑制结构域的区域之外的另一个区域中丧失大部分负责抗原性的抗原性区域。
本发明还涉及药物组合物,其中活性物质为大体上不具有免疫抑制活性(如上文中定义的)的分离的非天然存在的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白,或其片段。
在具体实施方案中,本发明涉及如上定义的组合物,其包含与药学上可接受的载体结合的下列物质作为活性物质:
a)大体上不具有免疫抑制活性的分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白因野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白的跨膜(TM)亚基的突变而产生,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中,
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,F,G,L或R,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为A,F,G或R,或
Xa为A,F,G,L或R,并且Xb为A,F,G或R,
或
b)大体不具有免疫抑制活性的所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的至少一个片段,
所述片段包含至少40个氨基酸,
所述片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中,
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,F,G,L或R,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为A,F,G或R,或
Xa为A,F,G,L或R,并且Xb为A,F,G或R。
本发明涉及如上定义的药物组合物,其包含与药学上可接受的载体结合的下列物质作为活性物质:
a)大体上不具有免疫抑制活性的分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白因野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白的跨膜(TM)亚基的突变而产生,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,F,G,L或R,并且Xb为L,I,V,M或P,或
Xa为Y,I,H,C或T,并且Xb为A,F,G或R,或
Xa为A,F,G,L或R,并且Xb为A,F,G或R,
或
b)大体上不具有免疫抑制活性的所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的至少一个片段,
所述片段包含至少40个氨基酸,
所述片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,F,G,L或R,并且Xb为L,I,V,M或P,或
Xa为Y,I,H,C或T,并且Xb为A,F,G或R,或
Xa为A,F,G,L或R,并且Xb为A,F,G或R。
根据具体的实施方案,本发明涉及如上定义的药物组合物,其包含与药学上可接受的载体结合的下列物质作为活性物质:
a)大体上不具有免疫抑制活性的分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白因野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白的跨膜(TM)亚基的突变而产生,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,G,或R,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为F,G或R,
或
Xa为F或L,并且Xb为F,G或R,
或
Xa为A,G或R,并且Xb为A,
或
Xa为A,G或R,并且Xb为F,G或R,
或
b)大体上不具有免疫抑制活性的所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的至少一个片段,
所述片段包含至少40个氨基酸,
所述片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,G,或R,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,
或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为F,G或R,
或
Xa为F或L,并且Xb为F,G或R,
或
Xa为A,G或R,并且Xb为A,
或
Xa为A,G或R,并且Xb为F,G,R。
根据具体的实施方案,本发明涉及如上定义的药物组合物,其包含与药学上可接受的载体结合的下列物质作为活性物质:
a)大体上不具有免疫抑制活性的分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白因野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白的跨膜(TM)亚基的突变而产生,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,G,或R,并且Xb为L,I,V,M或P,
或
Xa为Y,I,H,C或T,并且Xb为F,G或R,
或
Xa为F或L,并且Xb为F,G或R,
或
Xa为A,G或R,并且Xb为A,
或
Xa为A,G或R,并且Xb为F,G或R,
或
b)大体上不具有免疫抑制活性的所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的至少一个片段,
所述片段包含至少40个氨基酸,
所述片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,G,或R,并且Xb为L,I,V,M或P,
或
Xa为Y,I,H,C或T,并且Xb为F,G或R,
或
Xa为F或L,并且Xb为F,G或R,
或
Xa为A,G或R,并且Xb为A,
或
Xa为A,G或R,并且Xb为F,G或R。
根据另一个具体实施方案,本发明还涉及如上定义的药物组合物,其包含与药学可接受的载体结合的下列物质作为活性物质:
a)大体上不具有免疫抑制活性的分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白因野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白的跨膜(TM)亚基的突变而产生,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中,
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,G,或R,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,
或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为F,G或R,
或
b)大体上不具有免疫抑制活性的所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的至少一个片段,
所述片段包含至少40个氨基酸,
所述片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中,
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,G,或R,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,
或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为F,G或R。
根据另一个具体实施方案,本发明涉及如上定义的药物组合物,其包含与药学上可接受的载体结合的如下物质作为活性物质:
a)大体上不具有免疫抑制活性的分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白因野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白的跨膜(TM)亚基的突变而产生,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中,
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,G,或R,并且Xb为L,I,V,M或P,
或
Xa为Y,I,H,C或T,并且Xb为F,G或R,
或
b)大体上不具有免疫抑制活性的所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的至少一个片段,
所述片段包含至少40个氨基酸,
所述片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中,
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,G,或R,并且Xb为L,I,V,M或P,
或
Xa为Y,I,H,C或T,并且Xb为F,G或R。
根据另一个具体实施方案,本发明涉及如上定义的药物组合物,
其中
Xa为R,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为R,或
Xa为R,并且Xb为R。
根据另一个具体实施方案,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的所述片段包含下列氨基酸序列之一::
A-I-E-K-Xa-Xb-X-DQ(SEQ ID NO:422),
A-I-E-R-Xa-Xb-X-DQ(SEQ ID NO:423),
A-V-E-K-Xa-Xb-X-DQ(SEQ ID NO:424),
A-V-E-R-Xa-Xb-X-DQ(SEQ ID NO:425)。
在一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中包含在突变的慢病毒蛋白中的所得的免疫抑制结构域包含由SEQ ID NO:9至SEQ ID NO:37组成的列表中的氨基酸序列。
在本发明中,“SEQ ID NO:9至SEQ ID NO:37”包括SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、SEQ ID NO:12、SEQ ID NO:13、SEQ ID NO:14、SEQ ID NO:15、SEQ ID NO:16、SEQ ID NO:17、SEQ ID NO:18、SEQ ID NO:19、SEQ ID NO:20、SEQ ID NO:21、SEQ IDNO:22、SEQ ID NO:23、SEQ ID NO:24、SEQ ID NO:25、SEQ ID NO:26、SEQ ID NO:27、SEQ IDNO:28、SEQ ID NO:29、SEQ ID NO:30、SEQ ID NO:31、SEQ ID NO:32、SEQ ID NO:33、SEQ IDNO:34、SEQ ID NO:35、SEQ ID NO:36和SEQ ID NO:37。
对应关系如下:
在一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中包含在突变的慢病毒蛋白中的所得的免疫抑制结构域包含由SEQ ID NO:38至SEQ ID NO:66组成的列表中的氨基酸序列。
在本发明中,“SEQ ID NO:38至SEQ ID NO:66”包括SEQ ID NO:38、SEQ ID NO:39、SEQ ID NO:40、SEQ ID NO:41、SEQ ID NO:42、SEQ ID NO:43、SEQ ID NO:44、SEQ ID NO:45、SEQ ID NO:46、SEQ ID NO:47、SEQ ID NO:48、SEQ ID NO:49、SEQ ID NO:50、SEQ IDNO:51、SEQ ID NO:52、SEQ ID NO:53、SEQ ID NO:54、SEQ ID NO:55、SEQ ID NO:56、SEQ IDNO:57、SEQ ID NO:58、SEQ ID NO:59、SEQ ID NO:60、SEQ ID NO:61、SEQ ID NO:62、SEQ IDNO:63、SEQ ID NO:64、SEQ ID NO:65和SEQ ID NO:66
对应关系如下:
在一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中包含在突变的慢病毒蛋白中的所得的免疫抑制结构域包含由SEQ ID NO:67至SEQ ID NO:95组成的列表中的氨基酸序列。
在本发明中,“SEQ ID NO:67至SEQ ID NO:95”包括SEQ ID NO:67、SEQ ID NO:68、SEQ ID NO:69、SEQ ID NO:70、SEQ ID NO:71、SEQ ID NO:72、SEQ ID NO:73、SEQ ID NO:74、SEQ ID NO:75、SEQ ID NO:76、SEQ ID NO:77、SEQ ID NO:78、SEQ ID NO:79、SEQ IDNO:80、SEQ ID NO:81、SEQ ID NO:82、SEQ ID NO:83、SEQ ID NO:84、SEQ ID NO:85、SEQ IDNO:86、SEQ ID NO:87、SEQ ID NO:88、SEQ ID NO:89、SEQ ID NO:90、SEQ ID NO:91、SEQ IDNO:92、SEQ ID NO:93、SEQ ID NO:94和SEQ ID NO:95。
对应关系如下:
如上所述,在它们的ISU中包含上述序列的先前的ENV蛋白不具有免疫抑制性质。
因此,换言之,在它们的ISU中具有包含序列SEQ ID NO:9至95的氨基酸序列的人或猿猴慢病毒的任何ENV蛋白不具有免疫抑制性质。
换言之,在其ISU结构域中包含选自SEQ ID NO:9至95的氨基酸序列的猿猴或人慢病毒ENV蛋白不具有免疫抑制性质。
具体地,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的所述片段包含下列氨基酸序列之一:
SEQ ID NO:13、SEQ ID NO:42、SEQ ID NO:71,
SEQ ID NO:9至12,
SEQ ID NO:14至41,
SEQ ID NO:43至70,和
SEQ ID NO:72至95。
具体地,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的所述片段包含下列氨基酸序列之一:
SEQ ID NO:13、SEQ ID NO:42、SEQ ID NO:71、
SEQ ID NO:9、11、15至21、23至29、31至38、40、44至50、52至58、60至67、69、73至79、81至87、89至95。
在本发明中,根据本发明的突变的ENV蛋白的片段包含下列序列或由下列序列组成:SEQ ID NO:67至211。
这些片段也不具有免疫抑制性质。
然而,这些片段保持未突变的对应免疫抑制结构域(即,野生型免疫抑制结构域)的结构和抗原性。
在本发明中,根据本发明的突变的ENV蛋白的片段包含下列序列或由下列序列组成:SEQ ID NO:96至211。
对应关系如下:
具体地,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的所述片段包含下列氨基酸序列之一:SEQ ID NO:96、98、100、102至108、110至116、118至125、127、129、131至137、139至145、147至154、156、158、160至166、168至174、176至183、185、187、189至195、197至203、205至211。
有利地,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述突变的蛋白质由下列序列SEQ ID NO:212至269之一组成。
HIV-1LAI
HIV-BH10
本发明还包括上述序列的变体,其具有上述突变并且使所述变体缺乏免疫抑制性质。
具体地,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白由下列氨基酸序列之一组成:SEQ ID NO:212、214、216、218至224、226至232、234至241、243、245、247至253、255至261、263至269。
本发明还涉及如上定义的药物组合物,其中所述突变的蛋白在序列SEQ ID NO:416的C末端下游或SEQ ID NO:416的N末端上游包含另外的突变。
这些另外的突变可有利地维持免疫抑制结构域和ENV蛋白的三维结构(参见关于ENV蛋白的膜表达[参见图4和实施例]和关于感染性[参见图5和实施例]的详细内容)。
在具体实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述突变的蛋白在SEQ ID NO:426的位置29、36和37上的至少一个氨基酸中包含另外的突变:
A[I/V]E[K/R]XaXbX1DQX2X3LX4X5WGC[A/S][F/G]X6X7CVX8TX9VPXcX10Z1Z2Z3Z4Z5XdXe[S/T](SEQ ID NO:426),其中
Xa和Xb是如上定义的,
X1至X10代表任意氨基酸,
Z1至Z5彼此独立地代表无氨基酸或代表任意氨基酸,
从而
●Xc为A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,Y或被删除,优选为A,D或N,
●Xd为A,C,D,E,F,G,H,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,Y,W或被删除,优选为A,G,S或Y,
●Xe为A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,T,V,Y,W或被删除,优选为A,D或N。
该序列包含其中存在另外的突变的、在其C末端上延长的下列氨基酸序列A[I/V]E[K/R]XaXbX1DQ(SEQ ID NO:416)。
应注意,上述序列SEQ ID NO:426中的“X1”具有与SEQ ID NO:416中的“X”相同的含义。
在一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,所述突变的蛋白包含由SEQ ID NO:271至SEQ ID NO:283组成的组中的氨基酸序列。
SEQ ID NO:271,包含突变Y41R、K72A:
SGIVQQQNNLLRAIEAQQHLLQLTVWGIKQLQARILAVERRLKDQQLLGIWGCSGKLICTTAVPWNASWSNASLEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
SEQ ID NO:272,包含突变Y41R、K72G:
SGIVQQQNNLLRAIEAQQHLLQLTVWGIKQLQARILAVERRLKDQQLLGIWGCSGKLICTTAVPWNASWSNGSLEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
SEQ ID NO:273,包含突变Y41R、K72S:
SGIVQQQNNLLRAIEAQQHLLQLTVWGIKQLQARILAVERRLKDQQLLGIWGCSGKLICTTAVPWNASWSNSSLEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
SEQ ID NO:274,包含突变Y41R、W65D:
SGIVOOQNNLLRAIEAQOHLLQLTVWGIKOLQARILAVERRLKDOQLLGIWGCSGKLICTTAVPDNASWSNKSLEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
SEQ ID NO:275,包含突变Y41R、W65A:
SGIVQQQNNLLRAIEAQQHLLQLTVWGIKQLQARILAVERRLKDQQLLGIWGCSGKLICTTAVPANASWSNKSLEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
SEQ ID NO:276,包含突变Y41R、W65N:
SGIVQQQNNLLRAIEAQQHLLQLTVWGIKQLQARILAVERRLKDQQLLGIWGCSGKLICTTAVPNNASWSNKSLEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
SEQ ID NO:277,包含突变Y41R、S73D:
SGIVQQQNNLLRAIEAQQHLLQLTVWGIKQLQARILAVERRLKDQOLLGIWGCSGKLICTTAVPWNASWSNKDLEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
SEQ ID NO:278,包含突变Y41R、S73A:
SGIVQQQNNLLRAIEAQQHLLQLTVWGIKQLQARILAVERRLKDQQLLGIWGCSGKLICTTAVPWNASWSNKALEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
SEQ ID NO:279,包含突变Y41R、S73N:
SGIVQQQNNLLRAIEAQQHLLQLTVWGIKQLQARILAVERRLKDQQLLGIWGCSGKLICTTAVPWNASWSNKNLEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
SEQ ID NO:280,包含突变Y41R、K72Y:
SGIVQQQNNLLRAIEAQQHLLQLTVWGIKQLQARILAVERRLKDQQLLGIWGCSGKLICTTAVPWNASWSNYSLEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
SEQ ID NO:281,包含突变R40A、Y41R、K72A:
SGIVQQQNNLLRAIEAQQHLLQLTVWGIKQLQARILAVEARLKDQQLLGIWGCSGKLICTTAVPWNASWSNA SLEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
SEQ ID NO:282,包含突变Y41R、K72A、S73A:
SGIVQQQNNLLRAIEAQQHLLQLTVWGIKQLQARILAVERRLKDQQLLGIWGCSGKLICTTAVPWNASWSNAALEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
SEQ ID NO:283,包含突变Y41R、W65A、K72A、S73A:
SGIVQQQNNLLRAIEAQQHLLQLTVWGIKQLQARILAVERRLKDQQLLGIWGCSGKLICTTAVPANASWSNAALEQIWNNMTWMEWDREINNYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQEL.
上述突变的肽中的突变以加以粗体和下划线的氨基酸残基来表示。
在另一个方面,本发明涉及如上定义的药物组合物,其包含下列序列(包含上文中定义的SEQ ID NO:416序列)中的氨基酸X11、X12、X13和X14中的至少一个的另外的突变:
X11X12X13X14I LA[I/V]E[K/R]XaXbX1DQ(SEQ ID NO:428),
其中
X1代表任意氨基酸,
Xa和Xb是如上定义的,
X11:
-被删除,
-或为A,C,D,E,F,G,H,I,K,M,N,P,Q,R,S,T,V,Y或W,特别地A,G或R,
和/或
X12:
-被删除
-或为A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,R,S,T,V,Y或W,特别地A,G或R,
和/或
X13:
-被删除
-或为C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,Y或W,特别地R或G,
和/或
X14:
-被删除
-或为A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,Y或W,特别地A或G。
该序列包含其中存在的另外的突变的、在其N末端上延长的下列氨基酸序列A[I/V]E[K/R]XaXbX1DQ(SEQ ID NO:416)。
应指出,SEQ ID NO:428中的“X1”具有与SEQ ID NO:416中的“X”相同的含义。
在另一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述突变的慢病毒,所述变体或所述片段具有与天然非突变的慢病毒ENV蛋白、其非突变的慢病毒ENV变体或非突变的慢病毒ENV片段的结构相似的三维结构。
本领域技术人员知道如何使用标准方法来测量抗原性。
在另一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述突变的慢病毒蛋白,所述变体或所述片段以与天然非突变的慢病毒ENV蛋白、其非突变的慢病毒ENV变体或非突变的慢病毒ENV片段在质膜上的表达大体上相同的水平在质膜上表达。
根据本发明的慢病毒ENV蛋白的膜表达可通过允许测定质膜蛋白的任何技术来测量。例如,可用允许表达根据本发明的突变的慢病毒ENV蛋白的表达载体转染细胞。随后用特异性识别所述突变的慢病毒ENV蛋白的细胞外部分的抗体温育细胞。复合物(抗体/ENV蛋白)通过另一种抗体来检测,复合物可通过流式细胞术来定量(参见例如图4,和实施例)。
如果未检测到复合物,则突变的ENV蛋白未在质膜上表达。相反地,如果蛋白质被表达,则这意味着突变的ENV蛋白在质膜上表达。
在另一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述突变的慢病毒ENV蛋白使得,表达所述突变的慢病毒ENV蛋白(而非非突变ENV蛋白)的慢病毒或假型具有与表达非突变的慢病毒蛋白的所述慢病毒或假型的病毒滴度相似的病毒滴度。
按照常用方案和如实施例中描述的,测量病毒滴度(参见图5)。
在另一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述突变的慢病毒ENV蛋白为由氨基酸序列SEQ ID NO:284至SEQ ID NO:292组成的HIV-1慢病毒蛋白。
此外,下列蛋白在本发明中也是有利的:
有利地,突变的慢病毒蛋白是:
1-SEQ ID NO:284至294;这些突变的ENV蛋白大体上不具有免疫抑制性质,
有利地,
2-SEQ ID NO:284至SEQ ID NO:292;这些突变的ENV蛋白大体上不具有免疫抑制性质并且在质膜上高表达,
更有利地,
3-SEQ ID NO:284至SEQ ID NO:291;这些突变的ENV蛋白大体上不具有免疫抑制性质,在质膜上高表达,并且赋予表达的它们的病毒以中等或高病毒滴度,
特别地,
4-Y41F(SEQ ID NO:291)、Y41L(SEQ ID NO:289)、Y41A(SEQ ID NO:290);这些突变的ENV蛋白大体上不具有免疫抑制性质,在质膜上高表达,并且赋予表达它们的病毒以高病毒滴度。
如上所述,“赋予表达它们的病毒以中等或高病毒滴度”意指,当慢病毒或假型逆转录病毒中的野生型ENV蛋白的序列被突变的ENV的序列置换时,病毒从而表达突变的慢病毒ENV蛋白,与其它野生型病毒蛋白(GAG、PRO、POL)一起,所述突变的ENV蛋白:
-以与野生型病毒的能力相当或比其更高的水平,即高能力
-或与野生型病毒的能力相比,以更低的水平,即中等或低能力
赋予病毒进入其靶细胞的能力。
进入靶细胞的能力可通过病毒负载(viral load)来测量。病毒负载为可被给定量(1mL)的病毒感染的靶细胞的量的量度(参见图5和实施例)。
本发明还涉及药物组合物,其包含与药学上可接受的载体结合的编码如上文中描述的突变的慢病毒ENV蛋白或所述蛋白的变体或其片段的核酸分子。
在一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述核酸包含在载体中,所述载体包含允许所述突变的慢病毒ENV蛋白或所述蛋白的变体或其片段表达的工具。
在另一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述核酸包含在载体中,所述核酸被置于允许所述突变的慢病毒ENV蛋白或所述蛋白的变体或其片段表达的序列的控制之下。
在另一个实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物(特别地作为疫苗),其包含编码所述突变的慢病毒ENV蛋白或所述蛋白的变体或其片段的DNA分子。
可如Bellier等人(DNA vaccines expressing retrovirus-like particles areefficient immunogens to induce neutralizing antibodies,Vaccine,27(42):5772-80,2009)中所述,产生表达ENV蛋白的DNA疫苗。
在另一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,所述载体选自真核或原核表达载体,特别地作为病毒载体的真核载体,特别地痘病毒载体例如禽痘、金丝雀痘或MVA(修饰的痘苗病毒Ankara)载体、腺病毒载体、慢病毒载体、麻疹病毒载体、仙台病毒或CMV(巨细胞病毒)载体。
在另一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其还包含至少一个核苷酸分子,所述核苷酸分子编码慢病毒,优选与突变的慢病毒ENV蛋白相同来源的慢病毒的GAG和/或PRO和/或POL蛋白和/或大体上不具有免疫抑制性质的突变的NEF蛋白。
有利的突变的Nef蛋白包含位置93上的置换,如国际申请WO2006/018289(发明人:Renard M.,Mangeney M.and Heidmann T.)中描述的,和参与其豆蔻酰化的蛋白N末端的缺失。
GAG表达将产生对于疫苗是特别有利的病毒样颗粒(VLP),特别地如果ENV蛋白与VLP结合的话(Guerbois等人,Virology,388:191-203,2009)。
在另一个具体实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中编码突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段的所述核酸分子,包含于与也包含所述至少一个编码GAG蛋白和/或PRO蛋白和/或POL蛋白和/或突变的NEF蛋白的核酸分子的载体相同的载体中,其中所述突变的NEF蛋白大体上不具有免疫抑制性质。
在另一个具体实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中编码突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段的所述核酸分子,包含于与也包含所有所述至少一个编码GAG蛋白和/或PRO蛋白和/或POL蛋白和/或突变的NEF蛋白的核酸分子的载体相同的载体中,其中所述突变的NEF蛋白大体上不具有免疫抑制性质。
在另一个具体实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中编码突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段的所述核酸分子,包含于与至少一个包含所述至少一个核酸分子(其编码GAG蛋白和/或PRO蛋白和/或POL蛋白和/或突变的NEF蛋白)的载体不同的载体中,其中所述突变的NEF蛋白大体上不具有免疫抑制性质。
在另一个具体实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中编码突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段的所述核酸分子、编码GAG蛋白的所述核酸分子、编码PRO蛋白的所述核酸分子、编码POL蛋白的所述核酸分子和编码大体上不具有免疫抑制性质的突变的NEF蛋白的所述核酸分子全都包含于彼此不同的载体中。
在另一个具体实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其包含至少一个编码人或猿猴慢病毒的GAG蛋白和/或突变的NEF蛋白的核酸分子,其中所述突变的NEF蛋白大体上不具有免疫抑制性质,所述慢病毒优选具有与突变的慢病毒ENV蛋白相同的来源。
在另一个具体实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中编码突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段的所述核酸分子,包含于与也包含所述至少一个编码GAG蛋白和/或突变的NEF蛋白的核酸分子的载体相同的载体中,其中所述突变的NEF蛋白大体上不具有免疫抑制性质。
在另一个具体实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中编码突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段的所述核酸分子,包含于与也包含编码GAG蛋白和突变的NEF蛋白的核酸分子的载体相同的载体中,其中所述突变的NEF蛋白大体上不具有免疫抑制性质。
在另一个具体实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中编码突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段的所述核酸分子,包含于与也包含编码GAG蛋白和突变的NEF蛋白的核酸分子的载体相同的载体中,其中所述突变的NEF蛋白大体上不具有免疫抑制性质,所述载体优选是麻疹病毒载体(Guerbois等人,Virology,388:191-203,2009)或金丝雀痘载体(Poulet等人,Veterinary Record,153(5):141-145,2003;Vaccari等人,Expert Review of Vaccines,第9卷,No9,pages997-1005,2010)。
在另一个具体实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中编码突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段的所述核酸分子,包含于与至少一个包含所述至少一个核酸分子(其编码GAG蛋白和/或突变的NEF蛋白)的载体不同的载体中,其中所述突变的NEF蛋白大体上不具有免疫抑制性质。
在另一个具体实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中编码突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段的所述核酸分子、编码GAG蛋白的所述核酸分子和编码大体上不具有免疫抑制性质的突变的NEF蛋白的所述核酸分子,全都包含在彼此不同的载体中。
本发明还涉及根据上述定义的药物组合物,其用作疫苗,用于治疗或预防慢病毒感染,特别地HIV-1感染、HIV-2感染和SIV感染。
如上所述,根据本发明的药物组合物包括疫苗,其包含如上定义的蛋白质,或如上定义的核酸,或如上定义的载体,或其组合作为活性物质。
在具体实施方案中,根据本发明的药物组合物包括疫苗,其包括如上定义的编码GAG蛋白的核酸、如上定义的编码突变的ENV蛋白的核酸以及如上定义的编码突变的NEF蛋白的核酸。
在具体实施方案中,根据本发明的药物组合物包括如上定义的疫苗,其包含如上定义的编码GAG蛋白的核酸、如上定义的编码突变的ENV蛋白的核酸以及如上定义的编码突变的NEF蛋白的核酸,所述核酸包含在相同载体中,所述相同载体优选是金丝雀痘载体或麻疹病毒载体,更优选麻疹病毒载体。
在具体实施方案中,根据本发明的药物组合物包括疫苗,其包含如上定义的GAG蛋白、如上定义的突变的ENV蛋白和如上定义的突变的NEF蛋白。
在具体实施方案中,根据本发明的药物组合物包括疫苗,其包含如上定义的GAG蛋白、如上定义的突变的ENV蛋白和如上定义的突变的NEF蛋白,所述蛋白与至少一种佐剂结合。
可用于HIV疫苗的佐剂的综合列表示于FRANKLIN PIERCE LAW CENTEREDUCATIONAL REPORT:PATENT LANDSCAPE OF ADJUVANT FOR HIV VACCINES(其通过引用并入本文)中。该列表包括:
-基于铝的化合物,例如磷酸铝和氢氧化铝。
-免疫刺激佐剂如CpG、MPL和QS21或MF59,其为角鲨烯水包油乳剂。
-还可使用,弗氏不完全佐剂(FIA)或弗氏完全佐剂(FCA)。
-磷酸钙,特别地正磷酸盐、偏磷酸盐或焦磷酸盐,以及偶尔地氢或氢氧离子。
-胞壁酰二肽(N-乙酰基胞壁酰基-L-丙氨酸-D-异谷酰胺,MDP)及其合成类似物例如胞壁酰三肽磷脂酰乙醇胺MTPPTdEtn),
-海藻糖-6,6’-二霉菌酸酯,
-皂苷类(三萜类糖苷)如QS-21,
-硬脂酰酪氨酸(酪氨酸的十八酯盐酸盐)。
免疫刺激佐剂可包括下列种类的化合物:
-多糖,如:
●壳聚糖
●菊糖
●β葡聚糖
●脂多糖或内毒素
●MGN-3毛花猕猴桃(Actinidia eriantha)(AEPS)
●依地索姆
●CpG ODN
-脂质体,如
●脱水-再水化脂质体囊泡(DRV)
●细胞毒性T淋巴细胞(CTL)
●CAF01
●含脂质A的脂质体(LA)
-脂质多聚赖氨酸核心肽(LCP)
-细胞因子如GM-CSF、IL-2、IL-12或IL-15
-脂质A和单磷酰脂质A(MPL)
-其为由连接于肽的脂质组成的分子的脂肽。它们来源于细菌细胞壁的脂蛋白。
-其为未在人体中发现的化合物或蛋白质的外源免疫刺激佐剂如:
●蛋白体,特别地多抗原性肽(MAP)或外毒素
适当地,单个剂量的免疫原性组合物中突变的慢病毒ENV蛋白的总量为l0μg和/或单个剂量的免疫原性组合物中未融合多肽的总量为20μg。在一个实施方案中,单个剂量的免疫原性组合物中所有抗原的总量为0.5-50μg、2-40μg、5-30μg、10μ-20μg或约30μg、约20μg或约l0μg。
一剂免疫原性组合物中突变的慢病毒ENV蛋白的量被选择为诱导典型接受者的免疫应答而无显著的不良副作用的量。这样的量可取决于所使用的具体免疫原或选择的给药或接种方案而变化。具体免疫原性组合物的最佳量可通过包括观察受试者的相关免疫应答的标准研究来确定。
药物组合物的施用可采用一份或超过一份的单次剂量的形式,例如作为重复剂量的包含相同多肽的组合物,或以异质性“初免-加强”接种方案(包含蛋白质和载体)来进行。在一个实施方案中,最初给受试者施用2或3个剂量的本发明的免疫原性组合物,其中剂量之间相隔两周至3个月,优选1个月的时期。
方便地,每6-24,或9-18个月一次,例如每年一次给受试者施用组合物(例如作为加强)。例如,以6个月或1年的间隔给受试者施用组合物(例如作为加强)。在这方面适当地,组合物对受试者的随后施用增强了对更早施用给相同受试者的组合物的免疫应答。
在一个实施方案中,本发明的免疫原性组合物用作用于治疗或预防由来自与免疫原性组合物中的一个或多个HIV-1进化枝不同的一个或多个进化枝的HIV-1株引起的疾病或感染的初免-加强方案的部分。方便地,组合物为初免剂量。或者,组合物为加强剂量。
适当地,施用两个或更多个初免和/或加强剂量。异质性初免-加强方案在初免和加强中施用不同形式的免疫原性组合物或疫苗,所述初免和加强各自可包括两次或更多次施用。初免组合物和加强组合物将具有至少一种共同的抗原,尽管其不一定是相同形式的抗原,其可以是相同抗原的不同形式。
根据本发明的初免加强免疫可以是均质性初免-加强方案或异质性初免-加强方案。均质性初免-加强方案将相同组合物用于初免和加强,例如本发明的免疫原性组合物。异质性初免-加强方案可利用基于蛋白质和基于DNA的制剂的组合来进行。这样的策略被认为在诱导广泛的免疫应答中是有效的。含有佐剂的蛋白质疫苗主要诱导抗体和CD4+T细胞免疫应答,而以质粒或重组载体形式递送的DNA诱导强CD8+T细胞应答。因此,蛋白质和DNA接种的组合可提供多种免疫应答。这在HIV的背景中是特别相关的,因为中和抗体、CD4+T细胞和CD8+T细胞被认为对于抗HIV-1的免疫防御是非常重要的。
本发明还涉及根据上述定义的药物组合物,其用于治疗慢病毒感染。
本发明还涉及用于治疗遭受与慢病毒感染相关的病状的患者的方法,包括给有此需要的患者施用药学有效量的如上定义的药物组合物。
本发明还涉及用于诱导抗已感染个体的慢病毒的免疫应答的方法,所述方法包括给有此需要的患者施用药学有效量的如上定义的药物组合物。
本发明还涉及如上定义的药物组合物,其还包含抗病毒剂。
根据本发明的组合物还可与下面表1中所列的抗病毒组合物组合使用:
表1:用于HIV治疗的不同抗病毒药的商品名以及它们的作用特异性。
本发明还涉及如上定义的药物组合物,其用于同时、分开地或相继地使用。
本发明涉及如上定义的药物组合物,其用于刺激宿主生物的免疫应答。
本发明涉及如上定义的药物组合物,其用于诱导针对HIV ENV蛋白的特异性免疫应答。
本发明涉及如上定义的药物组合物,其用于预防或治疗HIV感染或与AIDS相关的病状。
本发明涉及如上定义的药物组合物,其用作疫苗,用于诱导针对HIV ENV蛋白的特异性免疫应答。
本发明涉及如上定义的药物组合物,其作为疫苗,用于预防或治疗HIV感染或与AIDS相关的病状。
在另一个方面,本发明还涉及获得如上定义的药物组合物的活性物质的方法,其包括改变下列物质的免疫抑制性质:
野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白,
或所述野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段,所述片段包含至少40个氨基酸,
所述ENV蛋白或其片段提供包含含有下列氨基酸序列的免疫抑制结构域(ISU)的跨膜亚基(TM):
A-[I/V]-E-[K/R]-X’a-X’b-X-D-Q(SEQ ID NO:427),
其中
X代表任意氨基酸,
X’a为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,和
X’b为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,
所述方法包括引入至少一个X’a和/或X’b的突变的步骤,
以获得:
大体上不具有免疫抑制活性的分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白,
所述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白与选自SEQ ID NO:216、SEQ ID NO:420和SEQID NO:421的一个序列具有至少70%的同一性,优选至少80%的同一性,
或大体上不具有免疫抑制活性的所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段,所述片段包含至少40个氨基酸,
所述突变的ENV蛋白及其片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,F,G,L,R或被删除,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为A,F,G,R或被删除,或
Xa为A,F,G,L,R或被删除,并且Xb为A,F,G,R或被删除,
上述突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白或上文中定义的片段的免疫抑制活性的所述大体上不存在,易于通过这样的事实来评估,即,在牵涉移植的肿瘤细胞排斥的体内测定中,
所述肿瘤细胞被转导以表达所述突变的ENV蛋白或所述片段(突变的ENV肿瘤细胞),
或所述肿瘤细胞被转导以表达所述野生型ENV蛋白或其片段(野生型ENV肿瘤细胞),
或所述肿瘤细胞未被转导(正常肿瘤细胞),
下列比率
所述突变的ENV蛋白或所述片段的免疫抑制指数(i突变的env)/野生型ENV蛋白的免疫抑制指数(i野生型env)小于0.5,
i突变的env被定义为:(突变的ENV肿瘤细胞达到的最大面积-正常肿瘤细胞达到的最大面积)/(正常肿瘤细胞达到的最大面积),和
i野生型env被定义为:(野生型ENV肿瘤细胞达到的最大面积-正常肿瘤细胞达到的最大面积)/(正常肿瘤细胞达到的最大面积)。
本发明还涉及根据上述方法的获得药物组合物的活性物质的方法,其包括改变下列物质的免疫抑制性质:
野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白,
或所述野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段,所述片段包含至少40个氨基酸,
所述ENV蛋白或其片段提供包含含有下列氨基酸序列的免疫抑制结构域(ISU)的跨膜亚基(TM):
A-[I/V]-E-[K/R]-Y-L-X-D-Q(SEQ ID NO:1),
其中
X代表任意氨基酸,
所述方法包括在位置5的Y和/或位置6的L上引入至少一个突变的步骤,
以获得:
大体上不具有免疫抑制活性的分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白,
或大体上不具有免疫抑制活性的所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段,所述片段包含至少40个氨基酸,
所述突变的ENV蛋白及其片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,F,G,L,R或被删除,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为A,F,G,R或被删除,或
Xa为A,F,G,L,R或被删除,并且Xb为A,F,G,R或被删除。
本发明还涉及如上定义的获得药物组合物的活性物质的方法,
其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白大体上不具有免疫抑制活性,
或所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段大体上不具有免疫抑制活性,所述片段包含至少40个氨基酸,
所述突变的ENV蛋白及其片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,F,G,L或R,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为A,F,G或R,或
Xa为A,F,G,L或R,并且Xb为A,F,G或R。
本发明还涉及如上定义的获得药物组合物的活性物质的方法,
其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白大体上不具有免疫抑制活性,
或所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段大体上不具有免疫抑制活性,所述片段包含至少40个氨基酸,
所述突变的ENV蛋白及其片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,F,G,L或R,并且Xb为L,I,V,M或P,或
Xa为Y,I,H,C或T,并且Xb为A,F,G或R,或
Xa为A,F,G,L或R,并且Xb为A,F,G或R。
本发明还涉及如上定义的获得药物组合物的活性物质的方法,
其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白大体上不具有免疫抑制活性,
或所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段大体上不具有免疫抑制活性,所述片段包含至少40个氨基酸,
所述突变的ENV蛋白及其片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,G,或R,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为F,G或R,或
Xa为F或L,并且Xb为F,G或R,或
Xa为A,G或R,并且Xb为A。
本发明还涉及如上定义的获得药物组合物的活性物质的方法,
其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白大体上不具有免疫抑制活性,
或所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段大体上不具有免疫抑制活性,所述片段包含至少40个氨基酸,
所述突变的ENV蛋白及其片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,G,或R,并且Xb为L,I,V,M或P,或
Xa为Y,I,H,C或T,并且Xb为F,G或R,或
Xa为F或L,并且Xb为F,G或R,或
Xa为A,G或R,并且Xb为A,或
Xa为A,G或R,并且Xb为F,G或R。
本发明还涉及如上定义的获得药物组合物的活性物质的方法,
其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白大体上不具有免疫抑制活性,
或所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段大体上不具有免疫抑制活性,所述片段包含至少40个氨基酸,
所述突变的ENV蛋白及其片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中,
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,G,或R,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为F,G或R。
本发明还涉及如上定义的获得药物组合物的活性物质的方法,
其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白大体上不具有免疫抑制活性,
或所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段大体上不具有免疫抑制活性,所述片段包含至少40个氨基酸,
所述突变的ENV蛋白及其片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中,
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为A,G,或R,并且Xb为L,I,V,M或P,或
Xa为Y,I,H,C或T,并且Xb为F,G或R。
本发明还涉及如上定义的获得药物组合物的活性物质的方法,
其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白大体上不具有免疫抑制活性,
或所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段大体上不具有免疫抑制活性,所述片段包含至少40个氨基酸,
所述突变的ENV蛋白及其片段包含含有下列氨基酸序列的突变的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Xa-Xb-X-D-Q(SEQ ID NO:416),
其中,
X代表任意氨基酸,
并且
Xa为R,并且Xb为C,D,E,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,或
Xa为C,D,E,H,I,K,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y,并且Xb为R,或
Xa为R,并且Xb为R。
本发明还涉及如上定义的获得药物组合物的活性物质的方法,
其中所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白大体上不具有免疫抑制活性,
或所述分离的突变的人或猿猴慢病毒ENV蛋白的片段大体上不具有免疫抑制活性,所述片段包含至少40个氨基酸,
所述突变的ENV蛋白及其片段在SEQ ID NO:426的位置29、36和37处的至少一个氨基酸上包含突变:
A[I/V]E[K/R1XaXbX1DQX2X3LX4X5WGC[A/S][F/G]X6X7CVX8TX9VPXcX10ZlZ2Z3Z4ZsXdXe[S/T](SEQ ID NO:426)
其中
Xa和Xb如权利要求1至15的任一项中所定义,
X1至X10代表任意氨基酸,
Z1至Z5彼此独立地代表无氨基酸或代表任意氨基酸,从而
●Xc为A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,Y或被删除,优选为A,D,或N,
●Xd为A,C,D,E,F,G,H,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,Y,W或被删除,优选为A,G,S或Y,
●Xe为A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,T,V,Y,W或被删除,优选为A,D或N。
本发明涉及包含与药学上可接受的载体结合的如下物质作为活性物质的药物组合物:
a)大体上不具有免疫抑制活性的分离的非天然存在的突变的人或猿猴慢病毒ENV,所述突变的人或猿猴慢病毒ENV因野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白的跨膜亚基(TM)的突变而产生,跨膜亚基包含含有下列氨基酸序列的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Y-L-X-D-Q(SEQ ID NO:1),
所述序列包括
AIEKYLXDQ(SEQ ID NO:2)、AIERYLXDQ(SEQ ID NO:3)、AVEKYLXDQ(SEQ ID NO:4)和AVERYLXDQ(SEQ ID NO:5),其中X代表任意天然氨基酸,
其中在选自下列的位置处的氨基酸:
-SEQ ID NO:1的位置4,
-SEQ ID NO:1的位置5,
-SEQ ID NO:1的位置6,
-SEQ ID NO:1的位置4和5,
-SEQ ID NO:1的位置4和6,
-SEQ ID NO:1的位置5和6,以及
-SEQ ID NO:1的位置4、5和6
为:
-被删除,
-或被另一个氨基酸置换,从而
●当免疫抑制结构域包含SEQ ID NO:2或4时,
■SEQ ID NO:1的位置4上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W或Y置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置5上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V或W置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置6上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,K,M,N,P,Q,R,S,T,V,W或Y置换,
●当免疫抑制结构域包含SEQ ID NO:3或5时,
■SEQ ID NO:1的位置4上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置5上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V或W置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置6上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,K,M,N,P,Q,R,S,T,V,W或Y置换,
或
b)所述突变的人或猿猴慢病毒ENV的片段,所述片段至少包含所述野生型人或猿猴慢病毒ENV的含有下列氨基酸序列的免疫抑制结构域(ISU):
A-[I/V]-E-[K/R]-Y-L-X-D-Q(SEQ ID NO:1),
其中在选自下列的位置上的氨基酸
-SEQ ID NO:1的位置4,
-SEQ ID NO:1的位置5,
-SEQ ID NO:1的位置6,
-SEQ ID NO:1的位置4和5,
-SEQ ID NO:1的位置4和6,
-SEQ ID NO:1的位置5和6,以及
-SEQ ID NO:1的位置4、5和6
为:
-被删除,
-或被另一个氨基酸置换,从而
●当免疫抑制结构域包含SEQ ID NO:2或4时,
■SEQ ID NO:1的位置4上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W或Y置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置5上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V或W置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置6上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,K,M,N,P,Q,R,S,T,V,W或Y置换,
●当免疫抑制结构域包含SEQ ID NO:3或5时,
■SEQ ID NO:1的位置4上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置5上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V或W置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置6上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,K,M,N,P,Q,R,S,T,V,W或Y置换,
所述片段大体上不具有免疫抑制性质。
在一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中在选自下列的位置上的氨基酸
-SEQ ID NO:1的位置4,
-SEQ ID NO:1的位置5,
-SEQ ID NO:1的位置6,
-SEQ ID NO:1的位置4和5,
-SEQ ID NO:1的位置4和6,
-SEQ ID NO:1的位置5和6,以及
-SEQ ID NO:1的位置4、5和6
-被另一个氨基酸置换,从而
●当免疫抑制结构域包含SEQ ID NO:2或4时,
■SEQ ID NO:1的位置4上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,W或Y置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置5上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V或W置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置6上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,K,M,N,P,Q,R,S,T,V,W或Y置换,
●当免疫抑制结构域包含SEQ ID NO:3或5时,
■SEQ ID NO:1的位置4上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置5上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V或W置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置6上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,K,M,N,P,Q,R,S,T,V,W或Y置换。
有利地,包含在上文定义的组合物中的根据本发明的突变的慢病毒蛋白包含由SEQ ID NO:407至SEQ ID NO:414组成的列表中的氨基酸序列。
对应关系如下:
AVEAALKD |
SEQ ID NO:407 |
AIEAALKD |
SEQ ID NO:411 |
AVEEALKD |
SEQ ID NO:408 |
AIEEALKD |
SEQ ID NO:412 |
AVESALKD |
SEQ ID NO:409 |
AIESALKD |
SEQ ID NO:413 |
AVETALKD |
SEQ ID NO:410 |
AIETALKD |
SEQ ID NO:414 |
这些蛋白质已通过置换在SEQ ID NO:1的位置4上进行了突变,并且位置5上的氨基酸已被A置换。
在一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中在选自下列的位置上的氨基酸
-SEQ ID NO:1的位置5,
-SEQ ID NO:1的位置6,以及
-SEQ ID NO:1的位置5和6,
-被另一个氨基酸置换,从而
■SEQ ID NO:1的位置5上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V或W置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置6上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,K,M,N,P,Q,R,S,T,V,W或Y置换。
在一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述免疫抑制结构域(ISU)包含由SEQ ID NO:4或5组成的组中的氨基酸序列。
在一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述免疫抑制结构域(ISU)包含氨基酸序列SEQ ID NO:5,并且其中
■SEQ ID NO:5的位置5上的氨基酸残基被A,F,G,L或R置换,或
■SEQ ID NO:5的位置6上的氨基酸残基被A,F,G或R置换,或
■SEQ ID NO:5的位置5和6上的氨基酸残基被A,F,G或R置换。
当所述ENV蛋白是HIV1病毒的ENV蛋白,情况即为如此。
本发明还涉及如上定义的药物组合物,其中所述免疫抑制结构域(ISU)包含氨基酸序列SEQ ID NO:2,并且其中
■SEQ ID NO:2的位置5上的氨基酸残基被A,F,G,L或R置换,或
■SEQ ID NO:2的位置6上的氨基酸残基被A,F,G或R置换,或
■SEQ ID NO:2的位置5和6上的氨基酸残基被A,F,G,或R置换。
本发明还涉及如上定义的药物组合物,其中所述免疫抑制结构域(ISU)包含氨基酸序列SEQ ID NO:3,并且其中
■SEQ ID NO:3的位置5上的氨基酸残基被A,F,G,L或R置换,或
■SEQ ID NO:3的位置6上的氨基酸残基被A,F,G或R置换,或
■SEQ ID NO:3的位置5和6上的氨基酸残基被A,F,G,或R置换。
在一个有利的实施方案中,本发明涉及如上定义的药物组合物,其中所述突变的蛋白质还包括野生型氨基酸序列SEQ ID NO:270,
X1DQX2X3LX4X5WGC[A/S][F/G]X6X7CVX8TX9VPWX10Z1Z2Z3Z4Z5[N/S][E/D/N/A][S/T](SEQ ID NO:270)
其中X1-X10代表任意氨基酸,
其中Z1至Z5彼此独立地代表无氨基酸或任意天然氨基酸,
所述突变的慢病毒蛋白还在SEQ ID NO:270的位置23、30和31上的至少一个氨基酸中包含突变,
所述突变是:
-缺失,
-或置换,以便
●SEQ ID NO:270的位置25上的氨基酸被A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,Y置换,
●SEQ ID NO:270的位置32上的氨基酸被A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,T,V,Y,W置换,
●SEQ ID NO:270的位置33上的氨基酸被C,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,Y,W置换。
在一个有利的实施方案中,本发明涉及包含如下物质作为活性物质的药物组合物:
大体上不具有免疫抑制活性的分离的非天然存在的突变的人或猿猴慢病毒ENV,所述突变的人或猿猴慢病毒ENV因野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白的突变而产生,所述野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白包含下列氨基酸序列:
A[I/V]E[K/R]YLX1DQX2X3LX4X5WGC[A/S][F/G]X6X7CVX8TX9VPWX10Z1Z2Z3Z4Z5[N/S][E/D/N/A][S/T](SEQ ID NO:415),
其中X1-X10代表任意氨基酸,
其中Z1至Z5彼此独立地代表无氨基酸或任意天然氨基酸,
其中选自下列的位置上的氨基酸
-SEQ ID NO:1的位置4,
-SEQ ID NO:1的位置5,
-SEQ ID NO:1的位置6,
-SEQ ID NO:1的位置4和5,
-SEQ ID NO:1的位置4和6,
-SEQ ID NO:1的位置5和6,以及
-SEQ ID NO:1的位置4、5和6
为:
-被删除,
-或被另一个氨基酸置换,以便
■SEQ ID NO:1的位置4上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置5上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V或W置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置6上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,K,M,N,P,Q,R,S,T,V,W或Y置换,
并且进一步,其中
氨基酸序列SEQ ID NO:415的位置29、36和37上的至少一个氨基酸通过下列方式进行突变:
-删除
-或置换,以便
●SEQ ID NO:415的位置29上的氨基酸被A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,Y置换,
●SEQ ID NO:415的位置36上的氨基酸被A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,T,V,Y,W置换,
●SEQ ID NO:415的位置37上的氨基酸被C,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,Y,W置换。
在另一个方面,本发明涉及如上定义的药物组合物,其还在位置位置X4上包含突变
X1DQX2X3LX4X5WGC[A/S][F/G]X6X7CVX8TX9VPWX10Z1Z2Z3Z4Z5[N/S][E/D/N/][S/T](SEQ ID NO:270)
其中X1-X3和X5-X10代表任意氨基酸,
Z1至Z5彼此独立地代表无氨基酸或任意氨基酸,
所述突变是:
-缺失,
-或被A,C,D,E,F,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,Y或W置换。
在一个有利的实施方案中,本发明涉及包含如下物质作为活性物质的药物组合物:
大体上不具有免疫抑制活性的分离的非天然存在的突变的人或猿猴慢病毒ENV,所述突变的人或猿猴慢病毒ENV因野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白的突变而产生,所述野生型人或猿猴慢病毒ENV蛋白包含下列氨基酸序列:
A[I/V]E[K/R]YLX1DQX2X3LX4X5WGC[A/S][F/G]X6X7CVX8TX9VPWX10Z1Z2Z3Z4Z5[N/S][E/D/N/A][S/T](SEQ IDNO:415),
其中X1-X10代表任意氨基酸,
其中Z1至Z5彼此独立地代表无氨基酸或任意天然氨基酸,
其中在选自下列的位置上的氨基酸
-SEQ ID NO:1的位置4,
-SEQ ID NO:1的位置5,
-SEQ ID NO:1的位置6,
-SEQ ID NO:1的位置4和5,
-SEQ ID NO:1的位置4和6,
-SEQ ID NO:1的位置5和6,以及
-SEQ ID NO:1的位置4、5和6
为:
-被删除,
-或被另一个氨基酸置换,以便
■SEQ ID NO:1的位置4上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,L,M,N,P,Q,S,T,V,W或Y置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置5上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,I,L,M,N,P,Q,R,S,T,V或W置换,和/或
■SEQ ID NO:1的位置6上的氨基酸残基被A,C,D,E,F,G,H,I,K,M,N,P,Q,R,S,T,V,W或Y置换,
和可能地,进一步,其中
氨基酸序列SEQ ID NO:415的位置29、36和37上的至少一个氨基酸通过下列方式进行突变:
-缺失,
-或置换,以便
●SEQ ID NO:415的位置29上的氨基酸被A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,N,P,Q,R,S,T,V,Y置换,
●SEQ ID NO:415的位置36上的氨基酸被A,C,D,E,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,T,V,Y,W置换,
●SEQ ID NO:415的位置37上的氨基酸被C,F,G,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,Y,W置换,
和/或可能地,进一步,其中位置X4上的氨基酸被删除或被A,C,D,E,F,H,I,K,L,M,P,Q,R,S,T,V,Y或W,优选地被R或H置换。
附图概述
图1:
具有指定的长度的HIV胞外域缺失体和单突变的(置换以下划线标示)胞外域的氨基酸序列。
图2:
HIV包膜的免疫抑制结构域的功能描述。使用MCA205肿瘤排斥体内测定来测试115aa长的和截短的HIV包膜胞外域(参见左边的结构)的免疫抑制活性。免疫抑制指数在右边以直方图给出(平均值+/-SD)。
图3:
HIV包膜胞外域中的直接参与免疫抑制活性的氨基酸的功能性鉴定,和抑制该活性的氨基酸置换的搜寻。如图2中一样,体内测试免疫抑制活性。
图4:
使用表达全长HIVenv的载体和抗-SU HIVenv(110H)单克隆抗体(FACS)进行的突变的HIV包膜的表达表征。数据表达为相对于对照HIVenv WT的百分率。
图5:
显示全长WT和特异性突变的HIV包膜的功能性的HIVenv-假型化病毒颗粒的感染性。结果表达为病毒滴度(感染的靶细胞的数目/病毒上清液的mL)。
图6:
SIV包膜胞外域中的直接参与免疫抑制活性的氨基酸的功能性鉴定,和抑制该活性的氨基酸置换的搜寻。使用体内MCA205肿瘤排斥测定来测试免疫抑制活性。免疫抑制指数以直方图显示(平均值+/-SD)。
实施例
已在γ-(鼠MLV)或δ(例如人HTLV)类型的致癌逆转录病毒以及一些内源逆转录病毒(例如HERV-FRD)的包膜蛋白上鉴定了免疫抑制结构域。这些结构域具有高度保守的晶体结构,尽管它们的一级序列相当不同,先前已显示确定位置上的氨基酸(Q、E或K)是对应包膜蛋白的免疫抑制活性所必需的。还显示,该氨基酸至精氨酸(R)的突变导致突变的包膜蛋白的免疫抑制活性的抑制,在一些情况下包膜蛋白的其它功能性质(包括其在细胞膜上正常表达的能力,被新生逆转录病毒颗粒捕获的能力,和最终在体外赋予突变病毒感染性的能力)得到完全保持。此类突变体允许明确地显示,免疫抑制活性对于体内病毒血症的必需作用,突变的IS-病毒不能在具有免疫能力的动物中逃脱宿主免疫系统和繁殖[Schlecht-Louf等人,Proc Natl Acad Sci U S A.2010;107(8):3782-7]。
基于IS结构域的鉴定以及IS功能被IS结构域内不破坏对应病毒蛋白的抗原性结构的特定突变抑制的能力,用包含突变的《优化的》IS阴性病毒抗原的疫苗开发预防接种方法,所述疫苗与使用天然病毒抗原的疫苗相比,显示了增强的免疫原性。在非致癌--但仍然致病的--逆转录病毒例如HIV的情况下,相似IS结构域和适当的突变的搜寻从而对于尝试性地开发改进的疫苗是非常有吸引力的。
事实上,在其它主要种类的逆转录病毒,即慢病毒(其中有人HIV1和HIV2,以及SIV猿猴同源物)的情况下,包膜蛋白的晶体结构显然了一些相似性,但也存在非常重要的差异,特别是在对应于致癌逆转录病毒的IS结构域的结构域中,在HIV和SIV中存在严重延长的螺旋-环-螺旋结构域,然而不存在与致癌逆转录病毒的IS结构域的序列相似性。此外,在HIV和SIV的辅助蛋白即Nef蛋白内鉴定到了与致癌逆转录病毒的IS结构域具有强氨基酸相似性的IS结构域。该蛋白由这些复杂的逆转录病毒特异性产生并且不由致癌逆转录病毒编码。Nef蛋白是体内病毒血症所必需的,其具有几个负责免疫逃避的结构域,其中有鉴定的IS结构域,这强烈地表明,慢病毒已将在致癌逆转录病毒中在它们的包膜蛋白内发现的免疫抑制活性转移至辅助Nef蛋白。与该假说一致,Nef-缺失或Nef-突变的逆转录病毒在体内猕猴动物模型中具有严重弱化的致病性。
在本申请中,发明人报告了HIV和SIV包膜蛋白携带的IS活性的鉴定,以及抑制该活性而不显著破坏对应包膜蛋白的总体结构的特定突变。
结果
HIV包膜的免疫抑制结构域的描绘
使用体内肿瘤排斥测定对HIV包膜的免疫抑制结构域进行描绘,本发明人先前已使用所述测定来显示致癌逆转录病毒(鼠MoMLV和猿猴MPMV)的Env蛋白的免疫抑制活性。所述测定的原理可概述如下:虽然MCA205肿瘤细胞(H-2b)至同种异体Balb/c小鼠(H-2d)内的注射导致无肿瘤形成或被快速排斥的短暂肿瘤形成,但稳定地表达免疫抑制逆转录病毒Env蛋白的相同细胞的注射导致持续更长时间的更大肿瘤的生长--尽管表达了新的外源抗原。该差异与固有的细胞生长速率的差异无关,因为其未在同基因C57BL/6小鼠中被观察到,并且是免疫系统依赖性的。"免疫抑制"的程度可通过基于肿瘤尺寸的指数来定量:(Aenv-Anone)/Anone,其中Aenv和Anone分别是来自用表达env的细胞或对照细胞注射的Balb/c小鼠的肿瘤的生长峰时的平均面积。正指数表明,env表达由于其免疫抑制活性而促进肿瘤生长;0或负指数分别意味着无作用或甚至抑制作用。后者可通过宿主针对新的外来抗原(其由在肿瘤细胞表面上表达的非免疫抑制性Env蛋白代表)的免疫应答的刺激来解释。
为了首先阐明在体内具有活性的最小免疫抑制结构域(ISD),发明人分析了HIVenv基因内的一系列截短/缺失的作用。图1和2中的一系列C末端截短的测定鉴定了具有IS活性的49个残基长的结构域,短6个aa的HIV43片段和随后C端截短的HIV37和HIV30片段是IS阴性的。HIV49被包埋在所谓的胞外域内,其对应于TM亚基的细胞外结构域的可溶性部分,并且存在于参与HIV TM三聚化的α螺旋结构域中,环的N端部分包含2个在大多数逆转录病毒包膜中发现的相距6aa的高度保守的半胱氨酸残基。随后通过aa36与51之间(即,在与从IS阳性至阴性Env亚结构域的转换相关的结构域内)的精氨酸扫描进行负责IS活性的氨基酸的精细描绘。如图3中举例说明的,所有X-至-Arg的置换未导致HIV115的IS活性的显著变化,对于Y41和L42存在一个例外,其导致突变的肽的IS活性丧失。
位置41上的突变
本发明人随后通过将Y41R置换引入用于HIV包膜的表达载体,检查出,Y41R置换不改变由真核细胞表达并输出在细胞膜上的HIV包膜的总体能力。使用抗-SU特异性单克隆抗体对用野生型和Y41R突变体转染的细胞进行的FACS分析实际上显示了突变包膜在细胞表面上的定量表达,这表明Y41R突变未显著改变HIV Env结构和SU-TM相互作用(图4)。
最后进行一系列Y41位置上的不同置换,以尝试性地鉴定是否可置换其它氨基酸来产生IS阴性变体;所测定的氨基酸包括带正电荷的K和H(除了R以外)、小分子的A和G,以及疏水的L和F残基。再次地,检查出,这些置换不改变具有对应突变的HIV Env的总体结构。
其中,A、G、L和F对Y41的置换导致IS的丧失(图3),并且不改变具有对应突变的HIVEnv的总体结构(图4和5)。
ISU结构域之外的其它突变
还测试了一组第二突变的影响,所述第二突变位于在结构上靠近ENV胞外域三维结构内的Y41位置的位置上。其中的两个(Y41R-K72A和Y41R-K78G)维持在细胞膜上的高水平表达,并赋予感染性(图5)。
位置42上的突变
有趣地,当引入突变L42R时,与位置Y41相邻的位置,位置L42也导致突变的肽的IS活性丧失。该突变维持突变的HIV ENV蛋白在细胞膜上的高水平表达(图4)。
SIV ENV蛋白内的突变
有趣地,HIV-1ENV胞外域中的位置L42在SIV ENV(L42)中的同源位置上的突变也导致IS活性的特异性丧失(图6)。
因此,本研究已明确地鉴定了HIV env内导致其IS活性丧失的确定位置和确定置换。与人和猿猴慢病毒Env蛋白的总体结构的维持相容,应当将这些置换引入包含Env蛋白作为疫苗抗原的所有药物制剂。
材料和方法
小鼠和细胞系:6-10周龄的C57Bl/6和Balb/c小鼠获自CER Janvier(Laval,France)。按照制度条例将小鼠培养在Gustave Roussy Institute的动物设施中。将293T(ATCC CRL11268)和MCA205细胞培养在补充有10%胎牛血清(Invitrogen)、链霉素(100μg/ml)和青霉素(100units/ml)的DMEM中。
质粒构建:编码BRU/LAI HIV-1分离株的包膜蛋白的PCEL/E160为来自Dr MarcSitbon的礼物。为了产生编码HIV-1包膜胞外域的不同片段的pDFG质粒,用SfiI和MluI消化使用PCEL/E160(作为模板)和引物对1-2(pDFG-HIV115)、1-3(pDFG-HIV81)、1-4(pDFG-HIV67)、1-5(pDFG-HIV55)、1-6(pDFG-HIV49)、1-7(pDFG-HIV43)、1-8(pDFG-HIV37)、1-9(pDFG-HIV30)产生的PCR片段,随后将其插入用相同酶打开的pDFG-ectoSyncytin-1(Mangeney等人,2007)中。
突变的pDFG-HIV115通过使用适当的引物,通过连续PCR来获得。用pDFG HIV115作为模板,使用引物1-11和10-2、1-13和12-2、1-15和14-2或1-17和16-2(以分别引入E39R、Y41R、K43R或D44R突变)和引物1-18和19-2、1-20和21-2、1-22和23-2、1-24和25-2、1-26和27-2、1-28和29-2、1-30和31-2、1-32和33-2、1-34和35-2、或1-36和37-2(以分别引入L36R、A37R、V38R、L42R、Q45R、Q46R、L47R、L48R、G49R或I50R突变)来进行第一系列的PCR。然后,将PCR产物在使用引物1-2的随后PCR中用作模板。用SfiI和MluI消化这些PCR片段,随后将其插入用相同酶打开的pDFG-ectoSyncytin-1(Mangeney等人,2007)中。
在使用前对所有构建体进行测序。
表1.引物列表
HIV115Y41突变体的构建:为了探查免疫抑制的丧失所必需的氨基酸序列,使用pDFG HIV115WT质粒(作为模板)和成对的引物1-42和43-2、1-44和45-2、1-46和47-2、1-48和49-2、1-50和51-2或1-52和53-2(以分别引入Y41K,Y41H,Y41A,Y41G,Y41F或Y41L突变)通过PCR产生HIV115Y41突变体。然后将PCR产物在使用引物1-2的随后PCR中用作模板。用SfiI和MluI消化这些PCR片段,随后将其插入用相同酶打开的pDFG-ectoSyncytin-1(Mangeney等人,2007)。
在使用前对所有构建体进行测序。
HIV115Y41双突变体的构建:HIV115Y41R K72A、G或S双突变体通过使用pDFGHIV115Y41R质粒(作为模板)和成对的引物1-94和93-2、1-96和95-2或1-98和97-2,通过PCR来产生。随后将PCR产物在使用引物1-2的随后PCR中用作模板。用SfiI和MluI消化这些PCR片段,随后将其插入用相同酶打开的pDFG-ectoSyncytin-1(Mangeney等人,2007)中。HIV115R40X Y41R双突变体通过使用pDFG HIV115Y41R(作为模板)和成对引物1-54和55-2、1-56和57-2(以分别引入R40A和R40E突变),通过PCR来产生。HIV115R40X Y41A双突变体通过使用pDFG HIV115Y41A(作为模板)和成对引物1-58和59-2、1-60和61-2、1-62和63-2、1-64和65-2(以分别引入R40A、R40E、R40S、R40T突变),通过PCR来产生。还使用pDFG HIV115WT(作为模板)和成对的引物1-66和67-2、1-68和69-2、1-70和71-2、1-72和73-2来产生HIV115R40X单突变体。
随后将PCR产物在使用引物1-2的随后PCR中用作模板。用SfiI和MluI消化这些PCR片段,并将其插入用相同酶打开的pDFG-ectoSyncytin-1(Mangeney等人,2007)中。
HIV115突变至HIV Env表达载体的引入:为了将这些HIV包膜突变引入HIVenvpTr712表达载体(Schnierle等人PNAS1997)中,首先产生沉默突变,以产生SfiI插入位点。使用pTr712(作为模板)和引物对38-39和40-41来产生PCR片段。随后将PCR产物在使用引物38-14的随后PCR中用作模板。随后用BsaBI和HindIII消化所得的PCR片段,将其插入用相同酶打开的pTr712质粒,以产生pTr712-Sfi质粒。
随后通过使用引物40-41和pDFG HIV115突变质粒(作为模板)产生各个HIV115突变的PCR片段,将所述PCR片段用SfiI和HindIII进行消化,随后将其插入用相同酶打开的pTr712-Sfi质粒。
在使用前对所有构建体进行测序。
表达env的肿瘤细胞的建立和MCA205肿瘤-排斥测定:用待测试的表达env的pDFG逆转录病毒载体(1.75μg)和用于MLV蛋白的表达载体(对于双向性MLV env载体,0.55μg;以及对于MLV gag和pol载体,1.75μg)共转染7.5x105293T细胞。转染后36小时,收集上清液,用于MCA205肿瘤细胞的感染(2.5ml的上清液/5x105个细胞,使用8μg/ml聚凝胺)。将细胞维持在选择培养基(400个单位/ml潮霉素)中,进行3周,随后用PBS洗涤,用胰蛋白酶处理,将其皮下接种至每一只小鼠右肋腹的剃除毛发的区域,如Mangeney等人(1998,2007)中一样。通过每周触诊2次或3次监测肿瘤生长,通过测量垂直的肿瘤直径测定肿瘤面积(mm2)。"免疫抑制"的程度通过基于肿瘤尺寸的指数来定量:(Aenv-Anone)/Anone,其中Aenv和Anone分别是用表达env的细胞或对照细胞注射的Balb/c小鼠的肿瘤的生长峰值处的平均面积。
HIVenv表达的分析:通过磷酸钙沉淀,用4mg的野生型或在指定的位置上突变的HIV-1包膜(pTr712)的表达载体转染293T细胞。16h后洗涤细胞,随后在转染后2天,使用PBS-EDTA5mM收集细胞。使用110-H单克隆抗体(抗-V3环,来自Hybridolab,PasteurInstitute的礼物)(1/200的稀释物)来对HIV包膜进行染色。作为第二抗体,发明人使用山羊抗小鼠IgG Alexa488(1/400)(Invitrogen)。为了进行细胞内HIVenv染色,用甲醛缓冲液固定293T细胞,随后进行透化处理(BD cytofix/cytoperm,BD Biosciences)。将同种型小鼠抗IgG1Kappa(BD Biosciences)用于控制非特异性染色。荧光可使用FACS Calibur(BDBiosciences)通过流式细胞术来获得,并且数据利用CellQuest软件(BD Biosciences)来进行分析。
突变的Env的假型化和病毒滴度的测量:用3mg的具有GFP的报告MLV载体(CNCG)、1.75mg Mo-MLV gag-pol载体和0.55mg编码HIV-1包膜(wt或在指定的位置上突变的)的phCMV载体来三重转染293T细胞。使用U87细胞(CD4+,CXCR4+)作为靶细胞来测量转染后48小时收集的用HIV-1Env假型化的Mo-MLV病毒体的感染性。在4mg/mL聚凝胺存在的情况下,在暴露于稀释的0.45mm-过滤的上清液72h后分析包膜的感染性。使用FACS Calibur(BDBiosciences)通过流式细胞术获得荧光(GFP)。利用CellQuest软件(BD Biosciences)分析结果。如下计算所得的滴度(感染的细胞的数目/mL):(GFP+细胞(感染的)%x涂板的细胞数目)/上清液的体积x1000。
Env SIV突变体的构建:使用p239SPE3’(编码包含包膜蛋白的SIV半病毒的质粒)(作为模板)和引物对77-79和78-80、77-81和78-82、77-83和78-84、77-85和78-86、77-87和78-88、77-89和78-90(以分别引入E39R、K40R、Y41R、L42R、K43R、D44R突变)产生PCR片段。将PCR产物在随后使用引物77-78的PCR中用作模板。用BmgBI和NheI消化所得的PCR片段,随后将其插入用相同酶打开的p239SPE3’质粒。
在使用之前对所有构建体进行测序。
SIV突变体胞外域至pDFG的引入:为了产生编码SIV包膜胞外域-55的片段的pDFG质粒,使用p239 SPE3’WT和突变体(作为模板)和引物对91-92产生PCR片段,将所述片段用SfiI和MluI消化,随后将其插入用相同酶打开的pDFG。
77 |
Env SIV S |
ccgctcagtcccgaactttattggc |
SEQ ID NO:350 |
78 |
Env SIV AS |
ggtggggaagagaacactggcc |
SEQ ID NO:351 |
79 |
SIV env E39R s |
cagactagggtcactgccatcCGCaagtacttaaaggaccaggcg |
SEQ ID NO:352 |
80 |
SIV env E39R as |
cgcctggtcctttaagtacttGCGgatggcagtgaccctagtctg |
SEQ ID NO:353 |
81 |
SIV env K40R s |
actagggtcactgccatcgagCGCtacttaaaggaccaggcgcag |
SEQ ID NO:354 |
82 |
SIV env K40R as |
ctgcgcctggtcctttaagtaGCGctcgatggcaetgaccctagt |
SEQ ID NO:355 |
83 |
SIV env Y41R s |
GCCATCGAGAAGcgCTTAAAGGACCAGGCG |
SEQ ID NO:356 |
84 |
SIV env Y41R as |
CGCCTGGTCCTTTAAGcgCTTCTCGATGGC |
SEQ ID NO:357 |
85 |
SIV env L42R s |
gtcactgccatcgagaagtacCGCaaggaccaggcgcagctg |
SEQ ID NO:358 |
86 |
SIV env L42R as |
cagctgcgcctggtccttGCGgtacttctcgatggcafftgac |
SEQ ID NO:359 |
87 |
SIV env K43R s |
gccatcgagaagtacttaCGCgaccaggcgcagctgaatgcttgg |
SEQ ID NO:360 |
88 |
SIV env K43R as |
ccaagcattcagctgcgcctggtcGCGtaagtacttctcgatggc |
SEQ ID NO:361 |
89 |
SIV env D44R s |
gagaagtacttaaagCGCcaggcgcagctgaatgcttgg |
SEQ ID NO:362 |
90 |
SIV env D44R as |
attcagctgcgcctgGCGctttaagtacttctcgatggc |
SEQ ID NO:363 |
91 |
TMSIV55 Sfi S |
ACATggcccagccggccgctgggataetgcagcaac |
SEQ ID NO:364 |
92 |
TMSIV55 Mlu AS |
GTATacgcgtTTAaaacgcacatccccaagcattc |
SEQ ID NO:365 |
比较实施例:突变G49R的体内效果的测试,所述突变G49R对应于国际申请WO
2010/022,740中的突变“G19R”。
WO 2010/022,740公开了HIV ENV蛋白的50个氨基酸的共有序列。在该序列中,已提出位置10、19、24、34和40上的氨基酸的置换影响HIV ENV蛋白的免疫抑制性质。
这些突变是,局限于内源或致癌逆转录病毒的WO 2005/095,442的教导在慢病毒中的转用。WO 2005/095,442的发明人也是本申请的作者,他们早就观察到,这样的转用是无效的。
尽管可将任意氨基酸分配至WO 2010/022,740的共有序列中的位置10、19、24、34或40,但是仅一个置换(一个位置上的一个残基)在WO 2010/022,740中的离体实验中进行了测试。其为突变“G19R”,其对应于本申请图1和3中的突变G49R。
因为个体的免疫应答牵涉不同的器官以及不同的细胞和非细胞组分,离体结果不能提供关于病毒蛋白的体内免疫抑制性质的预测值。
为了确定先前在WO2010/022,740中公开的突变是否适合于医学用途,使用MCA205肿瘤排斥体内测定(如实施例的小节“表达env的肿瘤细胞的建立和MCA205肿瘤排斥测定”中定义的)测试突变G49R。
如图3中显示的,肽G49R保持几乎与野生型HIV115肽一样的体内免疫抑制作用,其免疫抑制指数高于0.5。因此,突变G49R不诱导HIV ENV蛋白的体内免疫抑制性质的显著减小,G49R突变的ENV HIV115肽的免疫抑制指数(i突变的env)/野生型ENV HIV115肽的免疫抑制指数(i野生型env)的比率为0.7(即,高于0.5)。
该结果显示,WO2010/022740描述的教导是不充分的,因为WO2010/022,740中唯一一个使用离体测定进行测试的突变未显著影响HIV ENV蛋白的体内免疫抑制性质。
因此,WO2010/022,740提出了与本发明相同的技术问题,但是未提供技术方案。