CD4+ T-Lymphozyten spezifische Hepatitis C Virus-EpitopeCD4 + T lymphocyte specific hepatitis C virus epitopes
Die Erfindung betrifft Hepatitis C Virus-Epitope, die gegenüber CD4+ T- Lymphozyten spezifisch sind, sowie Impfstoffe, die diese Epitope enthalten.The invention relates to hepatitis C virus epitopes which are specific for CD4 + T lymphocytes and to vaccines which contain these epitopes.
Das Hepatitis C Virus, im nachstehenden HCV genannt, wurde 1989 identifiziert und ist ein RNA Virus aus der Familie der Flaviviridae. Es besteht aus einem RNA-Einzelstrang von ca. 9400 Nukleotiden, die ein ca. 3000 Aminosäuren langes Vorläuferpolyprotein kodieren. Dieses Polyprotein wird in einem offenen Leserahmen translatiert und posttranslationell proteolytisch gespalten. Das Virus ist hochvariabel, und es existieren verschiedene Virusisolate, die als Genotypen bezeichnet werden und deren geographische Verteilung sehr unterschiedlich ist. Mehr als sechs Genotypen werden heute weltweit unterschieden. Diese Genotypen wiederum werden in Subtypen unterteilt. Die genetische Variabilität besteht interindividuell und intraindividuell (innerhalb eines infizierten Individuums). Die intraindividuellen Subtypen sind die sogenannten HCV Quasispezies, verwandte aber unterschiedliche Virussequenzen, die bei ungenauer Replikation entstehen.The hepatitis C virus, hereinafter referred to as HCV, was identified in 1989 and is an RNA virus from the Flaviviridae family. It consists of an RNA single strand of approximately 9400 nucleotides that encode a precursor polyprotein of approximately 3000 amino acids. This polyprotein is translated in an open reading frame and proteolytically cleaved post-translationally. The virus is highly variable, and there are various virus isolates known as genotypes, whose geographical distribution is very different. Today, more than six genotypes are differentiated worldwide. These genotypes are subdivided into subtypes. The genetic variability is inter-individual and intra-individual (within an infected individual). The intra-individual subtypes are the so-called HCV quasi-species, but they are related to different virus sequences that result from inaccurate replication.
Mit einer Prävalenz von ca. ein bis drei Prozent weltweit ist Hepatitis C eine der bedeutendsten chronischen Virusinfektionen. Man geht derzeit von mindestens 180 Mio. infizierten Individuen aus. Nach Berechnungen des Center of Disease Control in den USA wird es aufgrund der langen Latenzzeit nach der Infektion mit dem HCV außerdem noch zu einem Anstieg der Hepatitis C assoziierten Erkrankungen bis zum Jahre 2010 kommen.
Das HCV wird überwiegend parenteral übertragen und war bis zu seiner Entdeckung die Hauptursache für die Posttransfusionshepatitis NonA-NonB. Durch routinemäßiges Testen aller Blutprodukte mit HCV-Antikörpertests der 2. und 3. Generation hat die Zahl der Posttransfusionshepatitiden drastisch abgenommen. Die sogenannte sporadische Hepatitis C sowie iv.- Drogenmißbrauch gelten heute als Hauptübertragungswege neuer HCV Infektionen. Es sind derzeit keine Maßnahmen bekannt, um Neuinfektionen auf diesen Wegen wirksam zu verhindern.With a prevalence of around one to three percent worldwide, hepatitis C is one of the most important chronic viral infections. At least 180 million infected individuals are currently expected. According to calculations by the Center of Disease Control in the USA, there will also be an increase in hepatitis C-associated diseases by 2010 due to the long latency period after infection with HCV. The HCV is predominantly transmitted parenterally and was the main cause of post-transfusion hepatitis NonA-NonB until it was discovered. Routine testing of all blood products with 2nd and 3rd generation HCV antibody tests has dramatically reduced the number of post-transfusion hepatitis. The so-called sporadic hepatitis C and IV drug abuse are now considered the main transmission pathways for new HCV infections. No measures are currently known to effectively prevent new infections in this way.
Das HCV verursacht eine chronische Leberentzündung (Hepatitis), die im langjährigem Verlauf zu weiteren Komplikationen, wie einer Leberzirrhose, führen kann. Im Rahmen einer jahrelang bestehenden Leberzirrhose kommt es bei ca. 5% aller Infizierten zur Entwicklung eines hepatozellulären Karzinoms. In der westlichen Welt nimmt die Hepatitis C deshalb den ersten Rang als Ursache einer Lebertransplantation ein. Die Kosten für das Gesundheitswesen durch diese Transplantationen sind erheblich.HCV causes chronic inflammation of the liver (hepatitis), which over the course of many years can lead to further complications, such as cirrhosis of the liver. As part of cirrhosis of the liver that has existed for years, about 5% of all infected people develop hepatocellular carcinoma. In the western world, hepatitis C therefore ranks first as the cause of a liver transplant. The health care costs of these transplants are significant.
Bei chronischer Hepatitis C sind zwar gegen fast alle Virusproteine Antikörper nachweisbar, es gibt im Gegensatz zur Hepatitis B jedoch keine Anti-HCV-Antikörperkonstellation, die eine Immunität gegenüber HCV oder eine Ausheilung anzeigt. Auch die Präsenz von Antikörpern gegen das HCV während einer chronischen HCV Infektion mildert den Verlauf nicht. Im Gegenteil scheint eine erfolgreiche Therapie mit einem Absinken der Antikörpertiter verbunden zu sein. Daher ist es nicht möglich, eine Infektion mit Hepatitis C durch eine konventionelle, prophylaktische Impfung mit Hüllprotein, wie sie bei der Hepatitis B erfolgreich durchgeführt wird, zu verhindern. Eine therapeutische Impfung ist daher derzeit nicht verfügbar.In chronic hepatitis C, antibodies to almost all virus proteins are detectable, but in contrast to hepatitis B, there is no anti-HCV antibody constellation that indicates immunity to HCV or a cure. The presence of antibodies to the HCV during a chronic HCV infection does not reduce the course. On the contrary, successful therapy appears to be associated with a decrease in antibody titers. It is therefore not possible to prevent infection with hepatitis C by conventional prophylactic vaccination with coat protein, as has been successfully done in hepatitis B. A therapeutic vaccination is therefore currently not available.
Die einzige derzeit zugelassene Therapie ist eine Behandlung mit Interferon alpha allein oder in Kombination mit Ribavirin für 3 bis 12 Monate. Diese Therapieform ist sehr kostenintensiv, häufig mit Nebenwirkungen belastet und führt nur in ca. 40% der Fälle zu einer dauerhaften Viruselimination.
Aus Journal of Virology, Band 71 , Seiten 6011 bis 6019 und Hepatology, Band 30, Nr. 4, 1999, Seiten 1088 bis 1098 ist bekannt, daß durch direkte periphere Blut-T-Zellstimulation und Spezifitätsanalyse von HCV- spezifischen T-Zelllinien, hoch-immunogene T-Zell-Epitope innerhalb der Gore, NS3- und NS4-Region des Hepatitis C Virus identifiziert werden können. Dabei werden aus peripherem Blut T-Lymphozyten isoliert und die darin enthaltenen HCV spezifischen CD4+ T-Lymphozyten durch wiederholte Stimulation mit dem entsprechenden Virusprotein in vitro zu sogenannten spezifischen T-Zelllinien angereichert. Durch die Analyse des Wachstumsverhaltens (Einbau radioaktiv markierter Nukleotide) dieser spezifischen T-Zelllinien nach Stimulation mit HCV-Protein und/oder den kleineren Untereinheiten, den Peptiden, kann die Sequenz des T-Zell- Epitops eingeengt werden. Insbesondere die Analyse von T-Zelllinien ergibt im Vergleich zu T-Zell-Klonen aufgrund des Zellgemisches ungenaue Ergebnisse hinsichtlich der von den CD4+ T-Lymphozyten spezifisch erkannten Sequenz.The only therapy currently approved is treatment with interferon alpha alone or in combination with ribavirin for 3 to 12 months. This form of therapy is very expensive, often has side effects and only leads to permanent virus elimination in approx. 40% of cases. From Journal of Virology, Volume 71, pages 6011 to 6019 and Hepatology, Volume 30, No. 4, 1999, pages 1088 to 1098 it is known that direct peripheral blood T cell stimulation and specificity analysis of HCV-specific T cell lines, Highly immunogenic T cell epitopes can be identified within the Gore, NS3 and NS4 regions of the hepatitis C virus. T-lymphocytes are isolated from peripheral blood and the HCV-specific CD4 + T-lymphocytes contained therein are enriched by repeated stimulation with the corresponding virus protein in vitro to produce so-called specific T cell lines. By analyzing the growth behavior (incorporation of radioactively labeled nucleotides) of these specific T cell lines after stimulation with HCV protein and / or the smaller subunits, the peptides, the sequence of the T cell epitope can be narrowed. In particular, the analysis of T cell lines, in comparison to T cell clones, gives inaccurate results due to the cell mixture with regard to the sequence specifically recognized by the CD4 + T lymphocytes.
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, gegenüber CD4+ T-Lymphozyten spezifische HCV-Epitope zu isolieren und die durch den CD4+ T-Lymphozyten identifizierten HCV-Epitope für einen Impfstoff zur Prophylaxe und/oder Therapie einer HCV-Infektion zur Verfügung zu stellen.It is therefore the object of the present invention to isolate HCV epitopes specific to CD4 + T lymphocytes and to make available the HCV epitopes identified by the CD4 + T lymphocytes for a vaccine for the prophylaxis and / or therapy of an HCV infection ,
Die Lösung der Aufgabe sind die nachstehend genannten gegenüber CD4+ T-Lymphozyten spezifischen HCV-Epitope, enthaltend die Sequenz:The solution to the problem are the HCV epitopes which are specific to CD4 + T lymphocytes and which contain the sequence:
1 ) YLVAYQATVC;1) YLVAYQATVC;
2) WTSTWVLVGGVLAALAAYCL; 3) QYLAGLSTLPG;2) WTSTWVLVGGVLAALAAYCL; 3) QYLAGLSTLPG;
4) IASLMAFTA;4) IASLMAFTA;
5) FNILGGWVA; und/oder
6) SPVFTDNSSPPAVPQSFQVA5) FNILGGWVA; and or 6) SPVFTDNSSPPAVPQSFQVA
und Derivate davon mit vergleichbarer Spezifität.and derivatives thereof with comparable specificity.
Insbesondere bevorzugt sind die folgenden Derivate der HCV-Epitope, die die HCV-Epitope 1 ) bis 5) enthalten:The following derivatives of the HCV epitopes which contain the HCV epitopes 1) to 5) are particularly preferred:
7) GENLPYLVAYQATVCARAQA7) GENLPYLVAYQATVCARAQA
8) EWTSTWVLVGGVLAALAA 9) FISGIQYLAGLSTLPGNPAIA8) EWTSTWVLVGGVLAALAA 9) FISGIQYLAGLSTLPGNPAIA
10) PGNPAIASLMAFTAAVTSP und/oder10) PGNPAIASLMAFTAAVTSP and / or
11 ) SQTLLFNILGGWVAAQLAA und Derivate davon mit vergleichbarer Spezifität.11) SQTLLFNILGGWVAAQLAA and derivatives thereof with comparable specificity.
Eine weitere Lösung der Aufgabe sind die nachstehenden, gegenüber CD4+ T-Lymphozyten spezifischen HCV-Epitope, enthaltend die Sequenz:Another solution to the problem are the following HCV epitopes, which are specific to CD4 + T lymphocytes and contain the sequence:
12) TSVRLRAYLNTPGLPVCQDH12) TSVRLRAYLNTPGLPVCQDH
13) STEDLVNLLPAILSPGALW 14) KLVALGINAVAYYRGLDVSVIPTSGDVW13) STEDLVNLLPAILSPGALW 14) KLVALGINAVAYYRGLDVSVIPTSGDVW
15) SGKPAIIPDREVLYREFDEM15) SGKPAIIPDREVLYREFDEM
16) LGIGTVLDQAETAGA16) LGIGTVLDQAETAGA
17) ETAGARLWLATATP17) ETAGARLWLATATP
18) CVTQTVDFSLDPTFT 19) RPSGMFDSSVLCECY18) CVTQTVDFSLDPTFT 19) RPSGMFDSSVLCECY
20) VFPDLGVRWCEKMAL und/oder20) VFPDLGVRWCEKMAL and / or
21 ) KLGVPPLRVWRHRAR sowie deren Derivate mit vergleichbarer Spezifität.21) KLGVPPLRVWRHRAR and their derivatives with comparable specificity.
Eine weitere Lösung ist ein Impfstoff, der mindestens eines der erfindungsgemäßen Epitope 1 ) bis 21 ) enthält. Vorzugsweise enthält der Impfstoff das Epitop mit der Lage aal 773-1783, nämlich 3) QYLAGLSTLPG.
Der Impfstoff kann insbesondere bevorzugt ein Gemisch aus den erfindungsgemäßen Epitopen 1 ) bis 21 ) enthalten. Allerdings können auch weitere HCV Epitope anwesend sein.Another solution is a vaccine which contains at least one of the epitopes 1) to 21) according to the invention. The vaccine preferably contains the epitope with the layer eel 773-1783, namely 3) QYLAGLSTLPG. The vaccine can particularly preferably contain a mixture of the epitopes 1) to 21) according to the invention. However, other HCV epitopes may also be present.
Die Erfindung wird mittels der Figuren verdeutlicht. Es zeigenThe invention is illustrated by means of the figures. Show it
Fig. 1 die Epitopenkartierung des Epitops an der Position aa1765 - 1784;Figure 1 shows the epitope mapping of the epitope at position aa1765-1784.
Fig. 2 das Kartieren des Epitops an der Position aa1773 - 1783 mittels N- oder C-terminal trunkierter Peptide;2 shows the mapping of the epitope at position aa1773-1783 using N- or C-terminally truncated peptides;
Fig. 3 die Epitopenkartierung des Epitops an der Position aa1785 - 1804;3 shows the epitope mapping of the epitope at position aa1785-1804;
Fig. 4 das Kartieren des Epitops an der Position aa1787 - 1795 mittels N- oder C-terminal trunkierter Peptide;4 the mapping of the epitope at position aa1787-1795 using N- or C-terminally truncated peptides;
Fig. 5 die Epitopenkartierung des Epitops an der Position aa1655 - 1674; und5 shows the epitope mapping of the epitope at position aa1655-1674; and
Fig. 6 das Kartieren des Epitops an der Position aa1585 - 1594 mittels N- oder C-terminal trunkierter Peptide.Fig. 6 mapping the epitope at position aa1585-1594 using N- or C-terminally truncated peptides.
Fig.7 die Epitopkartierung des Epitops an der Position aal 535-1554 mit 20mer Peptiden,7 shows the epitope mapping of the epitope at position eal 535-1554 with 20mer peptides,
Fig.8 die Epitopkartierung des Epitops an der Position aal 1875-1894 mit 20mer Peptiden,8 the epitope mapping of the epitope at the position eal 1875-1894 with 20mer peptides,
Fig.9 das Kartieren des Epitops an der Position aa1689 - 1708 mittels N- oder C-terminal trunkierter Peptide.
Die erfindungsgemäßen Epitope werden spezifisch von CD4+T- Lymphozyten erkannt, die bei einer selbstlimitierten HCV-Infektion im Patienten gebildet werden.9 the mapping of the epitope at position aa1689-1708 using N- or C-terminally truncated peptides. The epitopes according to the invention are specifically recognized by CD4 + T lymphocytes which are formed in the patient in the case of a self-limited HCV infection.
Die Lage der erfindungsgemäßen Epitope auf dem HCV-Protein ist jeweils für 1 ) aa1585 - 1594, 2) aa1655 - 1675, 3) aa1773 - 1783, 4) aa1787 - 1795, 5) aa1809 - 1817 und 6) aa1207 - 1226, 7) aa1580 - 1599, 8) aal 654 - 1673, 9) aal 768 - 1788, 10) aal 782 - 1800, 11 ) aal 804 - 1822, 12) aa1535 - 1554, 13) aa1875 - 1894, 14) aa1406 - 1434, 15) aa1689 - 1708, 16) aa1327 - 1341, 17)1337 - 1352, 18) aa1457 - 1472, 19) aa1507 - 1522, 20) aa2581 - 2595 und 21) aa2911 - 2930 wobei sich die angegebenen Positionen beispielsweise auf die Veröffentlichung CHOO, Q.-L. et al. PNAS 1991 beziehen.The position of the epitopes according to the invention on the HCV protein is in each case for 1) aa1585-1594, 2) aa1655-1675, 3) aa1773-1783, 4) aa1787-1795, 5) aa1809-1817 and 6) aa1207-1226.7 ) aa1580 - 1599, 8) eel 654 - 1673, 9) eel 768 - 1788, 10) eel 782 - 1800, 11) eel 804 - 1822, 12) aa1535 - 1554, 13) aa1875 - 1894, 14) aa1406 - 1434 , 15) aa1689 - 1708, 16) aa1327 - 1341, 17) 1337 - 1352, 18) aa1457 - 1472, 19) aa1507 - 1522, 20) aa2581 - 2595 and 21) aa2911 - 2930 where the specified positions refer to, for example Publication CHOO, Q.-L. et al. Relate to PNAS 1991.
Die erfindungsgemäßen Epitope, enthaltend die vorstehend genannten Sequenzen 1) bis 21), sind vorzugsweise die Sequenzen 1) bis 21) selbst. In dieser Ausführungsform der Erfindung sind die erfindungsgemäßen Epitope ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 1) YLVAYQATVC, 2) WTSTWVLVGGVLAALAAYCL, 3) QYLAGLSTLPG, 4) IASLMAFTA, 5) FNILGGWVA, 6) SPVFTDNSSPPAVPQSFQVA, 7) GENLPYLVAYQATVCARAQA, 8) EWTSTWVLVGGVLAALAA, 9) FISGIQYLAGLSTLPGNPAIA, 10) PGNPAIASLMAFTAAVTSP, 11) SQTLLFNILGGWVAAQLAA, 12) TSVRLRAYLNTPGLPVCQDH, 13) STEDLVNLLPAILSPGALW, 14) KLVALGINAVAYYRGLDVSVIPTSGDVW, 15) SGKPAIIPDREVLYREFDEM, 16) LGIGTVLDQAETAGA, 17) ETAGARLWLATATP, 18) CVTQTVDFSLDPTFT, 19) RPSGMFDSSVLCECY, 20) VFPDLGVRWCEKMAL und 21 ) KLGVPPLRVWRHRAR.The epitopes according to the invention, containing the sequences 1) to 21) mentioned above, are preferably the sequences 1) to 21) themselves. In this embodiment of the invention, the epitopes according to the invention are selected from the group consisting of 1) YLVAYQATVC, 2) WTSTWVLVGGVLAALAAYCL, 3) QYLAGLSTLPG, 4) IASLMAFTA, 5) FNILGGWVA, 6) SPVFTDNSSPPAVPQSFQVA, 7) GENLPYLVAYQATVCARAQA, 8) EWTSTWVLVGGVLAALAA, 9) FISGIQYLAGLSTLPGNPAIA, 10) PGNPAIASLMAFTAAVTSP, 11) SQTLLFNILGGWVAAQLAA, 12) TSVRLRAYLNTPGLPVCQDH, 13) STEDLVNLLPAILSPGALW, 14) KLVALGINAVAYYRGLDVSVIPTSGDVW, 15) SGKPAIIPDREVLYREFDEM, 16) LGIGTVLDQAETAGA, 17) ETAGARLWLATATP, 18) CVTQTVDFSLDPTFT, 19) RPSGMFDSSVLCECY, 20) VFPDLGVRWCEKMAL and 21) KLGVPPLRVWRHRAR.
Zur Identifizierung dieser gegenüber CD4+ T-Lymphozyten spezifischen HCV-Epitope wurden bei Patienten mit akuter Hepatitis C Infektion, die einen selbstlimitierten Verlauf der Erkrankung hatten und bei denen
gleichzeitig in vitro eine starke HCV-spezifische T-Lymphozytenaktivität nachgewiesen werden konnte, T-Zellklone dieser virusspezifischen T- Lymphozyten aus T-Zelllinien mit Hilfe der klassischen Grenzverdünnungsmethode isoliert und kloniert. Dieses Verfahren gestattet die Multiplikation einer einzelnen Zelle um viele Zehnerpotenzen und ermöglicht die Charakterisierung der Antigenspezifität mit einer klonalen Zellpopulation. Mit Hilfe der HCV-spezifischen T-Zellklone erfolgte eine genaue Charakterisierung des jeweils erkannten Epitops mittels N-terminal und C-terminal trunkierter Peptide, wie in den Fig. 2, 4 und 6 gezeigt.To identify these HCV epitopes specific to CD4 + T lymphocytes, infection was found in patients with acute hepatitis C who had a self-limited course of the disease and in whom At the same time, a strong HCV-specific T-lymphocyte activity could be detected in vitro, T-cell clones of these virus-specific T-lymphocytes isolated and cloned from T-cell lines using the classic limiting dilution method. This method allows multiplication of a single cell by many powers of ten and enables the characterization of antigen specificity with a clonal cell population. The HCV-specific T cell clones were used to precisely characterize the epitope recognized in each case by means of N-terminally and C-terminally truncated peptides, as shown in FIGS. 2, 4 and 6.
Die erfindungsgemäßen Derivate der Epitope 1) bis 21) mit vergleichbarer Spezifität können in derselben Weise wie diese Epitope unter Verwendung der HCV-spezifischen T-Zellklone mittels N- und C-terminalen trunkierter Peptide gefunden werden oder durch Austausch einzelner oder mehrerer Aminosäuren in den Sequenzen 1) bis 21) und Überprüfen der Spezifität dieser geänderten Sequenzen.The derivatives according to the invention of epitopes 1) to 21) with comparable specificity can be found in the same way as these epitopes using the HCV-specific T cell clones by means of N- and C-terminal truncated peptides or by exchanging single or several amino acids in the sequences 1) to 21) and checking the specificity of these changed sequences.
Die erfindungsgemäßen Epitope sind hochimmunogene, hochkonservierte und in unmittelbarer Nachbarschaft zu bekannten, gegenüber CD8+ T- Lymphozyten spezifischen HCV-Epitopen gelegene Sequenzen des HCVs.The epitopes according to the invention are highly immunogenic, highly conserved and in the immediate vicinity of known HCV epitopes which are specific to CD8 + T lymphocytes.
Als gegenüber CD4+ T-Lymphozyten spezifische HCV-Epitope können diese neben der Induktion von CD4+ T-Lymphozyten auch sogenannte T-Zell- Hilfe für zytotoxische CD8+ T-Lymphozyten vermitteln. Diese CD8+-T- Lymphozyten werden durch die Zytokine stimulierter CD4+ T-Lymphozyten aktiviert. Besonders wichtig ist in diesem Zusammenhang auch die unmittelbare Nachbarschaft der hier gefundenen HCV-Epitope zu bekannten CD8+ Epitopen.As HCV epitopes specific to CD4 + T lymphocytes, they can mediate so-called T cell help for cytotoxic CD8 + T lymphocytes in addition to induction of CD4 + T lymphocytes. These CD8 + T lymphocytes are activated by the cytokines of stimulated CD4 + T lymphocytes. In this context, the immediate proximity of the HCV epitopes found here to known CD8 + epitopes is particularly important.
Die Epitope 1) bis 16) wurden durch frische periphere mononukleäre Zellen (PBMC) von 18 Patienten mit akuter HCV erkannt, nämlich für 1 ) von 6 Patienten, für 2) von 4 Patienten, für 3) von 6 Patienten, für 4) von 3
Patienten für 5) von 4 Patienten, für 7) von einem Patienten, für 8) von zwei unterschiedlichen Klonen eines Patienten, und für 9) und 10) von einem Patienten. Die Epitope 11) bis 16) wurden mit Hilfe HCV-spezifischer T- Zellklone von Patienten nach Lebertransplantation ermittelt, bei denen trotz Immunsuppression nach der Transplantation eine Viruselimination stattgefunden hatte.Epitopes 1) to 16) were recognized by fresh peripheral mononuclear cells (PBMC) from 18 patients with acute HCV, namely for 1) of 6 patients, for 2) of 4 patients, for 3) of 6 patients, for 4) of 3 Patients for 5) of 4 patients, for 7) from one patient, for 8) from two different clones of a patient, and for 9) and 10) from one patient. Epitopes 11) to 16) were determined with the help of HCV-specific T cell clones from patients after liver transplantation, in whom virus elimination had taken place after the transplantation despite immunosuppression.
Die erfindungsgemäßen Epitope stimulierten nicht nur die T-Lymphozyten der Patienten, von denen die T-Zellklone stammen, sondern auch die frischen peripheren mononukleären Zellen (PBMC) unterschiedlicher Patienten mit akuter Hepatitis C und selbstlimitiertem Verlauf. Das für die Antigenpräsentation bedeutsame HLA (Klasse I und II) dieser Personen mit positiver Reaktion auf diese Epitope war unterschiedlich, so daß von einer gewissen Promiskuität der Peptide (Präsentation auf unterschiedlichen HLA-Rezeptoren) ausgegangen werden kann. Somit sind sie im Falle einer protektiven T-Zellimpfung hervorragend zur Impfung von gesunden Menschen oder Hepatitis C-Patienten mit jeweils unterschiedlichen HLA- Merkmalen geeignet.The epitopes according to the invention not only stimulated the T lymphocytes of the patients from whom the T cell clones originate, but also the fresh peripheral mononuclear cells (PBMC) from different patients with acute hepatitis C and a self-limited course. The HLA (class I and II) of these persons with a positive reaction to these epitopes, which is important for the antigen presentation, was different, so that a certain promiscuity of the peptides (presentation on different HLA receptors) can be assumed. In the case of a protective T cell vaccination, they are therefore ideally suited for vaccinating healthy people or hepatitis C patients with different HLA characteristics.
Die erfindungsgemäßen Epitope können allein oder mit einem oder mehreren Hilfsstoffen als Arzneimittel, vorzugsweise als Impfstoff, eingesetzt werden. Der erfindungsgemäße Impfstoff enthält mindestens ein erfindungsgemäßes Epitop, vorzugsweise ein Gemisch aus erfindungsgemäßen Epitopen, insbesondere das Epitop an der Position aa1773 - 1783, dem gegebenenfalls weitere erfindungsgemäße Epitope oder Epitope an anderen Positionen zugesetzt werden können.The epitopes according to the invention can be used alone or with one or more auxiliary substances as medicaments, preferably as vaccines. The vaccine according to the invention contains at least one epitope according to the invention, preferably a mixture of epitopes according to the invention, in particular the epitope at position aa1773-1783, to which further epitopes or epitopes according to the invention can optionally be added at other positions.
Die Hilfsstoffe werden vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus fowlpoxvirus, modifiziertes Vakziniavirus Ankara, Virosomen, Transvax® und anderen die Immunreaktion verstärkenden Stoffen.
Der erfindungsgemäße Impfstoff kann oral, parenteral, intramuskulär, intravenös, subcutan oder intracutan verabreicht werden.The excipients are preferably selected from the group consisting of fowl pox virus, modified vaccinia virus Ankara, virosomes, TransVax ® and other immune response enhancing substances. The vaccine according to the invention can be administered orally, parenterally, intramuscularly, intravenously, subcutaneously or intracutaneously.
Bei den erfindungsgemäßen Epitopen handelt es sich um Epitope, die als T- Zell-stimulierender Impfstoff eingesetzt werden können. Ein Impfstoff, der die erfindungsgemäßen Epitope enthält, hat gegenüber einer Impfung mit dem gesamten Virusprotein, das verschiedenste Epitope für virusspezifische T-Lymphozyten enthält und nur B-Lymphozyten undThe epitopes according to the invention are epitopes that can be used as a T cell stimulating vaccine. A vaccine, which contains the epitopes according to the invention, has a vaccination with the entire virus protein, which contains various epitopes for virus-specific T-lymphocytes and only B-lymphocytes and
CD4+T-Lymphozyten induziert, den Vorteil, dass es spezifische T- Lymphozyten, CD4+- und/oder CD8+-T-Lymphozyten selektiv induziert.CD4 + T lymphocytes induce the advantage that it selectively induces specific T lymphocytes, CD4 + and / or CD8 + T lymphocytes.
Außerdem werden dadurch antagonistische Effekte bzw. die Gefahr von iatrogen erzeugten Autoimmunreaktionen, die bei Impfungen mit ganzenIn addition, this causes antagonistic effects or the risk of iatrogenic autoimmune reactions that occur with vaccinations with whole
Proteinen auftreten können, vermieden. Die erfindungsgemäßen Epitope haben zusätzlich eine höhere Immunogenität im Vergleich zu dem gesamten Virusprotein, wodurch ein besseres Impfergebnis erreicht wird.Proteins can be avoided. The epitopes according to the invention additionally have a higher immunogenicity compared to the entire virus protein, as a result of which a better vaccination result is achieved.
Der erfindungsgemäße Impfstoff ermöglicht somit im gesunden Menschen die Induktion einer Immunantwort und dient daher als prophylaktische Impfung. Auch bei chronisch HCV-infizierten Menschen kann der erfindungsgemäße Impfstoff eine Immunantwort induzieren und somit als therapeutischer Impfstoff dienen.The vaccine according to the invention thus enables the induction of an immune response in healthy people and therefore serves as a prophylactic vaccination. The vaccine according to the invention can also induce an immune response in chronically HCV-infected people and thus serve as a therapeutic vaccine.
Die kodierende c-DNA dieser Epitope kann in einem DNA-Impfstoff, einer speziellen Impfmethode, eingesetzt werden. Dabei wird die für die entsprechenden Epitope codierende DNA in einen Vector kloniert. Dieses Konstrukt wird wiederum dem zu impfenden Individuum parenteral verabreicht (z.B. Immunology and Cell Biology, Band 75, Seite 382 bis 388). Entsprechend des degenerierten genetischen Codes können verschiedene DNA-Sequenzen eines der erfindungsgemäßen Epitope kodieren (siehe Current protocols, Wiley).
Die erfindungsgemäßen Epitope können auch in der Diagnose des Verlaufs einer HCV-Infektion Verwendung finden, indem die Menge an CD4+ T- Lymphozyten, die spezifisch das betreffende Epitop erkennen, im Blut des Patienten mit einer Hepatitis C Infektion überwacht wird. Dies kann beispielsweise mit einem diagnostischen Kit durchgeführt werden, der eines oder mehrere der erfindungsgemäßen Epitope umfaßt.The coding c-DNA of these epitopes can be used in a DNA vaccine, a special vaccination method. The DNA coding for the corresponding epitopes is cloned into a vector. This construct is in turn administered parenterally to the individual to be vaccinated (eg Immunology and Cell Biology, Volume 75, pages 382 to 388). According to the degenerate genetic code, different DNA sequences can encode one of the epitopes according to the invention (see Current protocols, Wiley). The epitopes according to the invention can also be used in the diagnosis of the course of an HCV infection by monitoring the amount of CD4 + T lymphocytes which specifically recognize the epitope in question in the blood of the patient with a hepatitis C infection. This can be carried out, for example, using a diagnostic kit which comprises one or more of the epitopes according to the invention.
Beispiel 1example 1
Von Patienten mit selbstlimitiertem Verlauf einer akuten Hepatitis C wurde in den ersten 6 Monaten nach Erkrankungsbeginn heparinisiertes Blut abgenommen. Durch Dichtegradientenzentrifugation auf Ficollgradienten wurden die frischen peripheren mononukleären Blutzellen (PBMC) isoliert und in einem Kulturmedium (RPMI1640, Gibco) suspendiert. 50 μl dieser Zellsuspension (Konzentration von 1x106 Zellen pro ml) wurde auf sterile 96 Loch-Kulturplatten verbracht. Jeweils zehn Proben dieses Zellgemisches wurden durch Zugabe eines rekombinanten HCV-Proteins stimuliert. Die Endkonzentration des Proteins betrug 1 μg/ml. Die Zellkulturplatten wurden über 5 Tage bei 37°C und 5%CO2 kultiviert. Am Tag 6 wurde der Kultur lL-2 zugegeben. Die Endkonzentration von lL-2 betrug 15U/ml und die Zellen wurden für weitere drei Tage bei 37°C und 5%CO2 kultiviert. Diejenigen Löcher der Kulturplatte, die am Tag zehn bei mikroskopischer Kontrolle stark stimuliert erschienen, wurden eingesammelt und in seriellen Verdünnungsstufen auf eine weitere Kulturplatte verteilt. Mikroskopisch wurde ein Loch ausgewählt, welches annähernd 150 Zellen enthielt. Diese 150 Zellen wurden mit Medium- erdünnt und auf 300 Löcher verteilt, so daß statistisch eine halbe Zelle in jedem Loch enthalten war. Sodann wurde IL-2 bis zu einer Endkonzentration von 15U/ml zugesetzt. Zusätzlich wurden 3x104 autologe und mit 3000 Rad bestrahlte PBMC sowie Phythaemagglutinin (PHA) als Wachstumsfaktor zu jedem Loch zugegeben. Die Klone wurden expandiert (vermehrt) und anschließend in einem
Proliferationsassay mit HCV-Proteinen auf Antigenspezifität geprüft. Die Antigenspezifität wurde zunächst durch Stimulation mit Proteinen und sodann, im Falle eines positiven Ergebnisses, mit 20 Aminosäuren langen Peptiden (20mer-Peptiden) bestimmt, wie in Figur 1 gezeigt.Heparinized blood was drawn from patients with a self-limited course of acute hepatitis C in the first 6 months after the onset of the disease. The fresh peripheral mononuclear blood cells (PBMC) were isolated by density gradient centrifugation on Ficoll gradients and suspended in a culture medium (RPMI1640, Gibco). 50 μl of this cell suspension (concentration of 1x10 6 cells per ml) was placed on sterile 96-well culture plates. Ten samples of this cell mixture were stimulated by adding a recombinant HCV protein. The final concentration of the protein was 1 μg / ml. The cell culture plates were cultivated for 5 days at 37 ° C. and 5% CO 2 . On day 6, culture IL-2 was added. The final concentration of IL-2 was 15U / ml and the cells were cultivated for a further three days at 37 ° C. and 5% CO 2 . Those holes in the culture plate that appeared to be strongly stimulated under microscopic control on day ten were collected and distributed to a further culture plate in serial dilution stages. A hole was selected microscopically, which contained approximately 150 cells. These 150 cells were diluted with medium and spread over 300 holes so that statistically half a cell was contained in each hole. IL-2 was then added to a final concentration of 15U / ml. In addition, 3x10 4 autologous and 3000 Rad irradiated PBMC and phythema agglutinin (PHA) were added to each hole as growth factor. The clones were expanded and then expanded into one Proliferation assay with HCV proteins tested for antigen specificity. The antigen specificity was first determined by stimulation with proteins and then, in the case of a positive result, with 20 amino acid long peptides (20mer peptides), as shown in FIG. 1.
Dazu wurden T-Zellklone mit Proteinen, wie in Figur 1 links dargestellt, und antigenpräsentierenden Zellen stimuliert, und die Stimulation wurde als Einbau radioaktiv markierten 3H, wie in Figur 1 rechts dargestellt, gemessen. Zur weiteren Einengung des spezifisch erkannten Epitops wurde mit zu der Proteinsequenz korrespondierenden 20 mer-Peptiden, die jeweils um 10 Aminosäuren überlappen, stimuliert und der Einbau des 3H erneut gemessen. So wurde das entsprechende Epitop auf 20 Aminosäuren eingeengt.For this purpose, T cell clones were stimulated with proteins, as shown in FIG. 1 on the left, and antigen-presenting cells, and the stimulation was measured as incorporation of radioactively labeled 3 H, as shown in FIG. 1 on the right. To further narrow the specifically recognized epitope, stimulation was carried out with 20 mer peptides corresponding to the protein sequence, each overlapping by 10 amino acids, and the incorporation of 3 H was measured again. The corresponding epitope was reduced to 20 amino acids.
Das Epitop, die kleinste noch stimulierende Sequenz innerhalb des 20mer Peptides, wurde mit trunkierten Peptiden analysiert, d.h. das ursprüngliche 20mer Peptid wurde in aufsteigender Reihe von N-terminal gekürzt, wie in Figur 2 gezeigt. Ebenso wurde mit Peptiden, die von C-terminal trunkiert waren, verfahren. Ein Proliferationsassay zeigte, bis zu welcher Aminosäure das Peptid gekürzt werden konnte, ohne nennenswerte Stimulationsverluste hinnehmen zu müssen.The epitope, the smallest still stimulating sequence within the 20mer peptide, was analyzed with truncated peptides, i.e. the original 20mer peptide was truncated in the ascending order from the N-terminal as shown in Figure 2. The same procedure was used with peptides truncated from the C-terminal. A proliferation assay showed the amino acid to which the peptide could be truncated without having to accept any significant loss of stimulation.
Man erhält das Epitop QYLAGLSTLPG, wie in Figur 2 gezeigt. Durch Sequenzvergleich der charakterisierten Epitope mit Sequenzen der bekannten Genotypen ganzer HCV-Proteine stellte sich trotz der bekannt hohen genetischen Variabilität des-HCV ein hoher Konservierungsgrad der Epitope heraus.The epitope QYLAGLSTLPG is obtained, as shown in FIG. 2. By comparing the characterized epitopes with sequences of the known genotypes of entire HCV proteins, a high degree of conservation of the epitopes was found despite the known high genetic variability of the HCV.
Da Peptide höchst empfindlich gegen Degradation sind und die antigenspezifische Erkennung des Peptid-HLA-Komplexes durch den T-Since peptides are highly sensitive to degradation and the antigen-specific recognition of the peptide-HLA complex by the T-
Zellrezeptor interindividuell geringen Schwankungen unterliegen kann bzw. durch Verlust einer einzigen Aminosäure veroren werden kann, wie auch
die Syntheselänge der Peptide Schwankungen unterworfen sein kann, sollten die Epitope 1 bis 5 bei Verwendung in einer Vaccine jeweils N- terminal und C-terminal fünf Aminosäuren als Schutz vor Degradation bzw. zur Optimierung der Synthese und Sicherstellung der Antigenpräsentation tragen, wobei diese verlängerten Epitope beispielsweise die Epitope 7 bis 11 sein können.Cell receptor can be subject to minor fluctuations in individual cases or can be fermented by loss of a single amino acid, as well the synthesis length of the peptides can be subject to fluctuations, the epitopes 1 to 5, when used in a vaccine, should each carry five amino acids N-terminal and C-terminal as protection against degradation or to optimize the synthesis and ensure the antigen presentation, these extended epitopes for example, epitopes 7 through 11 can be.
Beispiel 2Example 2
Gemäß dem Verfahren nach Beispiel 1 wurden Klone erhalten. Die Antigenspezifität dieser Klone wurde dann, wie in Figur 3 gezeigt, bestimmt. Man erhält das entsprechende Epitop mit 20 Aminosäuren. Das Epitop innerhalb dieses 20mer Peptids wurde sodann, wie in Figur 4 gezeigt, bestimmt. Man erhält das Epitop IASLMAFTA.Clones were obtained according to the procedure of Example 1. The antigen specificity of these clones was then determined as shown in Figure 3. The corresponding epitope with 20 amino acids is obtained. The epitope within this 20mer peptide was then determined as shown in Figure 4. The epitope IASLMAFTA is obtained.
Beispiel 3Example 3
Gemäß dem Verfahren nach Beispiel 1 wurden Klone erhalten. Die Antigenspezifität dieser Klone wurde dann, wie in Figur 5 gezeigt, bestimmt. Man erhält das entsprechende Epitop mit 20 Aminosäuren, nämlich WTSTWVLVGGVLAALAAYCL, gemäß Beispiel 1.Clones were obtained according to the procedure of Example 1. The antigen specificity of these clones was then determined as shown in Figure 5. The corresponding epitope with 20 amino acids, namely WTSTWVLVGGVLAALAAYCL, is obtained according to Example 1.
Beispiel 4Example 4
Gemäß dem Verfahren nach Beispiel 1 wurden Klone erhalten. Die Antigenspezifität wurde ebenfalls, wie in Beispiel 1 beschrieben, bestimmt und das entsprechende Epitop mit 20 Aminosäuren erhalten. Wie in Figur 6 gezeigt, wurde sodann das Epitop bestimmt, nämlich YLVAYQATVC.
Beispiel 5Clones were obtained according to the procedure of Example 1. The antigen specificity was also determined as described in Example 1 and the corresponding epitope with 20 amino acids was obtained. Then, as shown in Figure 6, the epitope was determined, namely YLVAYQATVC. Example 5
Gemäß dem Verfahren nach Beispiel 1 wurden Klone von Patienten nach Lebertransplantation aus routinemäßig entnommenem Blut hergestellt. Bei Patienten nach Lebertransplantation wurde die Spezifität der T-Zellklone mit Hilfe des ELISPOT-assays analysiert. Dabei wird auf eine Nitrocellulose beschichtete Mikrotitterplatte ein Detektionsantikörper, in diesem Fall gegen Interferon gamma, aufgebracht, der sich an die Nitrocellulose anhaftet.Following the procedure of Example 1, clones from patients after liver transplantation were made from routinely drawn blood. In patients after liver transplantation, the specificity of the T cell clones was analyzed using the ELISPOT assay. A detection antibody, in this case against interferon gamma, is attached to a nitrocellulose-coated microtiter plate and adheres to the nitrocellulose.
Im zweiten Schritt werden die spezifischen T-Zellklone zusammen mit antigenpräsentierenden Zellen und den zu testenden Antigen zugegeben. Nach Zugabe des spezifischen Antigens sezemieren die klonalen T- Lymphozyten u.a. Interferon gamma. Dies Zytokin wird über 48 Stunden durch die Detektionsantikörper „abgefangen". Nach Entfernung des Zellgemisches wird ein zweiter spezifischer Antikörper zugegeben, der den fixierten Zytokin-Antikörperkomplex erkennt und markiert. Der zweite Antikörper kann dann durch eine Farbstoffreaktion sichtbar gemacht werden, so daß die antigenspezifisch sezernierten Zytokine als Punkte (Spots) imponieren, die schließlich unter dem Mikroskop ausgezählt werden können und in Bezug auf die Kontrolle ein Maß für die Antigenspezifität darstellen. In Analogie zum zuvor beschriebenen Proliferationstest können auch mit dem ELISPOT-assay Epitope kartiert werden.
In the second step, the specific T cell clones are added together with antigen presenting cells and the antigen to be tested. After adding the specific antigen, the clonal T lymphocytes secrete Interferon gamma. This cytokine is "captured" by the detection antibodies over 48 hours. After removal of the cell mixture, a second specific antibody is added which recognizes and labels the fixed cytokine-antibody complex. The second antibody can then be visualized by a dye reaction so that the antigen-specific impress secreted cytokines as spots, which can finally be counted under the microscope and represent a measure of the antigen specificity in relation to the control.In analogy to the previously described proliferation test, epitopes can also be mapped with the ELISPOT assay.