JP2002053597A - パピローマウイルス様キメラ粒子 - Google Patents
パピローマウイルス様キメラ粒子Info
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Abstract
しているパピローマウイルス様キメラ粒子を提供する。 【解決手段】 ヒト又はウシパピローマウイルス含み、
パピローマウイルス粒子の融合パートナーがパピローマ
ウイルスE6又はE7ペプチドである、パピローマウイ
ルス粒子の形状エピトープを有するパピローマウイルス
様粒子。
Description
ス様キメラ粒子および関連する合成DNA分子、宿主細
胞、方法並びにワクチンに関する。
の動物の上皮に感染し、当該上皮の感染部位に一般に良
性の増殖を誘導する。しかしながら、幾つかの事例では
ある種のパピローマウイルスによって誘導された病巣は
悪性に経過する。ヒトの性器病巣の悪性進行とヒトパピ
ローマウイルス(HPV)のある種の型(例えばHPV
16)との間には密接な関係が存在する。これらのウイ
ルス型による感染は、子宮頸癌(世界的に最も一般的な
女性の癌の1つ)の進行における最も重要な危険因子で
あると考えられる(H. zur Hausen, Science 254:1167
(1991); M.H. Schiffman, J. Natl. Cancer Inst. 84:3
94(1992))。子宮頸癌の大半はHPV初期遺伝子(例え
ばE6およびE7)を含み、該遺伝子を発現している。
さらに、これらの遺伝子は培養細胞において強力な形質
転換活性および永代化(immortalizing)活性を有するこ
とが示された(B.A. Wemess, K. Munger & P.M. Howley
(1991)、「腫瘍学の進歩」(Advances in Oncology)、V.
T. DeVita, S. Hellman & S.A.Rosenberg編、(Lipponc
ott、フィラデルフィア)pp.3-18)。
のエンベロープを持たない二本鎖DNAウイルスで、ヌ
クレオヒストンのコアの中に約8kbのゲノムを含む(B
akerら、Biophys. J. 60:1445(1991))。キャプシドは、
ウイルスによってコードされる2つの蛋白L1およびL
2で構成され、これらはSDS−PAGEにおいて、そ
れぞれ約55kDaおよび75kDaに移動する(Mose
Larsonら、J. Virol.61:3596(1987))。L1(これは主
要キャプシド蛋白である)は、T−7の二十面体対称と
結合する72ペンタメーターとして配列されている。L
2の機能およびビリオン内の位置は不明である(Baker
ら、Biophys. J. 60:1445(1991))。
よって、大量のウイルス様粒子(virus-like particle
s, VLPs)が、多数のパピローマウイルス種に由来する
L1蛋白の種々の組換え体(リコンビナント)発現系で
の発現により生成できる(Hagenseeら、J. Virol. 67:3
15(1993);Kirnbauerら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA,8
9:12180(1992);Kirnbauerら、J. Virol. 67:6929(199
3);Roseら、J. Virol. 67:1936(1993))。集合組立には
必要ではないが、L2は、細胞内でL1とともに同時に
発現される場合(L1/L2VLPs)VLPsに取り
込まれる。
ギを免疫することによって高力価の中和血清抗体が誘導
されるが、大腸菌で発現させた集合組立されていないL
1による免疫では誘導されなかった(N.D. Christensen
& J.W. Kreider, J. Virol.64:3151(1990);Kirnbauer
ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:12180(1992);Pila
cinskiら、Bio/Technology 2:356(1984);Segreら、Am.
J. Vet. Res. 16:517(1955))。天然の粒子に対して作製
した多クローン性および単クローン性抗体は形状依存性
エピトープを認識する(N.D. Christensen & J.W. Kreid
er, Virus Res.28:195(1993); Christensenら、J. Viro
l. 64:5678(1990); Christensenら、Virology 181:572
(1991))。
形状依存性エピトープを認識する。感染性BPV1(こ
れはウシの病巣から容易に得られ、インビトロBPV1
感染性アッセーで定量できる(Dvoretzkyら、Virology 1
03:369(1980))を用いて、ウシパピローマウイルスから
得られたVLPsは高レベルの中和抗体を誘導すること
が示された(Kirnbauerら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA
89:12180(1992))。この中和抗体は形状依存性エピトー
プに対して誘導され、免疫の前に粒子を変性させると中
和活性を誘導するこの調製物の能力は失われた(上掲
書)。
スによってL1主要キャプシド蛋白を発現させるために
非進行性病巣から得られたHPV16分離株のL1遺伝
子を用いた場合、L1は、プロトタイプのHPV16
(癌病巣から最初に分離された)に由来するL1を用い
て得られた収量より3乗高い収量で自己集合組立を行な
い、天然のビリオンと形態学的に同様なVLPsを形成
した(Kirnbauerら、J. Virol. 67:6929(1993))。DNA
配列の比較によって、プロトタイプL1の効率の悪い自
己集合組立をもたらすただ1つの非保存的アミノ酸変化
が明らかにされた(上掲書)。集合組立能をもつクロー
ンのL1はしたがって野性型遺伝子と考えられ、集合組
立不全クローンのプロトタイプL1は変異体と考えられ
る。
を抗原として用いて、HPV16に感染した患者におけ
る血清抗体を検出するELISAを開発した(Kirnbauer
ら、L. Natl. Cancer Inst. 86:494(1994))。対照的
に、変性HPV16粒子もプロトタイプL1蛋白調製物
もこれらの抗体を検出できなかった(上掲書)。これら
の結果は、プロトタイプL1蛋白は形状エピトープをも
たないことを明らかにした。
L1/L2に対して作製したウサギ血清は、HPV16
VLPが細胞表面分子に結合するのを妨げることが分か
った(Rodenら、J. Virol. (印刷中、1994年、10月))。
対照的に、HPV16L1/L2のプロトタイプ株に対
して作製された血清はそのような結合を阻止しなかった
(上掲書)。このデータは、プロトタイプHPV株は形
状エピトープを欠いていることを示している。
(CRPV)のL1またはL1/L2から構成されたウ
イルス様粒子で免疫したウサギは、その後の感染性CR
PVによる実験的感染から防御された(Breitburdら、第
12回国際パピローマウイルスワークショップ(於:アム
ステルダム)、印刷中(1994年、10月))。対照的に、変
性粒子で免疫した動物は防御されなかった(上掲書)。
これらの発見は、形状エピトープをもつVLPは防御免
疫を誘導できるという結論と一致する。
ピローマウイルス感染を防止する予防ワクチンとして魅
力的な候補物である。しかしながら、これらVLPワク
チンがすでに成立したパピローマウイルス感染に対して
治療的効果を有することはおそらくないであろう。E6
およびE7と異なり、このキャプシド蛋白は進行性病巣
または基底上皮感染細胞(これらはパピローマの免疫退
行の推定標的である)での発現は検出されない。
蛋白に対する免疫はパピローマウイルス感染の制御を助
けるかもしれないということが実験モデルによって証明
される。E6およびE7は腫瘍発生過程で選択的に維持
されるので、これらの腫瘍蛋白に由来するペプチドは、
HPV含有腫瘍細胞に対する細胞性免疫反応のための標
的として役立つ可能性がある。動物モデル実験によって
HPV16のE7蛋白は腫瘍拒絶抗原として作用するこ
とが示唆された(Chenら、Proc. Natl. Acad.Sci. USA,
88:110(1981); Feltkempら、Eur. J. Immunol. 23:224
2(1993))。のみならず、HPV感染頻度、HPV感染
の持続、並びに子宮頸癌および他のHPV関連癌のリス
クは細胞性免疫の抑制をもつ患者で高まる(Alloutら、
Br. Med.J. 298:153(1989);Lagaら、Int. J. Cancer 5
0:45(1992))。これらの観察によって、細胞性免疫は、
HPV感染およびそれに付随する腫瘍の発達を防御する
ために重要であることが示唆される。そのような免疫の
誘導は予防的であるとともに治療的であるかもしれな
い。
物に取り込まれ得ること、さらにこれらキメラ粒子を用
いて外来抗原を免疫系に呈示することが可能なことが明
らかになった。報告された実施例には、ヒトライノウイ
ルス2型エピトープ(Francisら、Proc. Natl. Acad. Sc
i. USA, 87:2545(1990))、HIVのgp41(Borisova
ら、FEBS Lett. 259:121(1989))のB型肝炎コア抗原粒
子の表示、並びに単純ヘルペスウイルス1型およびネズ
ミ肝炎ウイルス由来ペプチドのB19パルボウイルス粒
子の表示(Brownら、Virology 198:477(1994))が含まれ
る。パルボウイルスキメラは、対応するウイルスによる
実験的感染攻撃からマウスを防御した。上記の系の全て
で、外来配列はキャプシド構造に必須の蛋白内に挿入さ
れ、20アミノ酸未満に限定されていた。しかしなが
ら、最近の実験(Miyamuraら、Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, 91:8507(1994))は、パルボウイルスL1マイナー
キャプシド蛋白に融合させた場合、完全な147アミノ
酸のニワトリ卵白リゾチーム蛋白がB19パルボウイル
ス粒子に取り込まれ得ることを明らかにした。このリゾ
チームは生物的活性を保持し、ウサギに注射したとき免
疫反応を誘導した。別の関連性が低い実験でも、HIV
−1エンベロープ糖蛋白の84アミノ酸を含むB型肝炎
ウイルス表面抗原粒子(これは脂質膜構造である)(Mi
chelら、J. Virol. 64:2452(1990))およびHIV−1V
3ループの一部分を含む酵母Tyウイルス様粒子(Griff
ithsら、J. Virol. 65:450(1991))もまた、動物に接種
したとき挿入したペプチドに対して免疫反応を起こさせ
ることが示された。パピローマウイルスに関しては、H
PV16E7ペプチド(全て20アミノ酸未満)を含む
B型肝炎ウイルスコア抗原粒子は、マウスでペプチド特
異的抗体およびTヘルパー応答を誘導することが報告さ
れた(Tindleら、Virology 200:547(1994))。
材にしたキメラ粒子はこれまで報告がなく、またキメラ
VLPを作製する目的でウイルス性融合パートナーとし
て使用したという報告もない。上記に記載したキメラ粒
子実験は、パピローマウイルスと無関係のウイルスを含
み、したがってパピローマウイルスを含むキメラ粒子実
験の結果を予測することはできない。実際、カーンバウ
エルらによるパピローマウイルスの研究(Kirnbauerら、
J. Virol. 67:6929(1993)上掲書)では、L1のただ1
つの非保存的アミノ酸変化が、VLPsへの効果的な自
己集合組立および形状エピトープの表示(これらは臨床
的に関連する免疫反応の誘導および検出に必須であるら
しい)をもたらすことが明らかにされた。したがって、
パピローマウイルスに無関係のウイルスを用いた研究
は、L1のただ1つのアミノ酸置換によって効果的な自
己集合組立が失われると仮定した場合、外来ペプチドま
たは蛋白を含むパピローマウイルスL2がパピローマウ
イルスL1との同時集合組立によって粒子を形成するこ
とができるか否かを予測することは不可能である。さら
にまた、これらの実験は、L1のただ1つのアミノ酸置
換が形状エピトープの表示を妨げることができると仮定
した場合、生じたキメラ粒子のいずれかが中和抗体もし
くは他の免疫関連反応を誘導または検出する能力を保持
しているか否かを予測することも不可能である。
め、パピローマウイルス様キメラ粒子を提供することが
本発明の目的である。これらのキメラ粒子は多価抗原を
表示するための土台として機能することができる。また
これらのキメラ粒子は、蛋白を細胞内に運び、ペプチド
に加工し続いてMHC分子の中にこれらのペプチドを表
示させて細胞性免疫反応を誘導させるために役立てるこ
とができる。このキメラ粒子は、有効スペクトルの広い
効果的なパピローマウイルスワクチンを作製する費用効
率の良い方法を提供する。また別に、このパピローマウ
イルス用キメラ粒子はVLPおよび/または融合パート
ナーの精製にも利用できる。またこのキメラ粒子は、活
性を有する無傷の蛋白(例えば酵素、毒素または薬剤)
を細胞内に運ぶために機能することができる。
ローマウイルスL1融合生成物を含み、パピローマウイ
ルス粒子の形状エピトープを有することを特徴とするパ
ピローマウイルス様粒子を提供する。
前記パピローマウイルスL1融合生成物は、ヒトパピロ
ーマウイルスL1融合生成物またはウシパピローマウイ
ルスL1融合生成物であることを特徴としていてもよ
い。
物は、HPV16L1融合生成物であり、前記ウシパピ
ローマウイルスL1融合生成物が、BPV1L1融合生
成物であることを特徴としていてもよい。
物が、ペプチド若しくは全長蛋白である単一の融合パー
トナー、または、ペプチド、全長蛋白、若しくは縦並び
に連結されたこれらの組み合わせである複数の融合パー
トナーを含むことを特徴としていてもよい。
E6またはE7生成物であることを特徴としていてもよ
い。
が、そのN末端またはC末端で融合パートナーに融合す
ることを特徴としていてもよい。
が、L1アミノ酸の間に挿入された融合パートナーを有
することを特徴としていてもよい。
ことを特徴としていてもよい。
PV16L2生成物またはBPV1L2生成物であるこ
とを特徴としていてもよい。
ウイルス様粒子を含む組成物も含まれる。
2融合生成物が、パピローマウイルスL1生成物を基材
とする、形状エピトープを表示するパピローマウイルス
様粒子に取り込まれるという結果から得られた。これら
の結果は予期せぬものであった。
J. Virol. 67:6929(1993)上掲書)において、L1のた
だ1つの非保存的アミノ酸変化がVLPsへのL1の効
果的な自己集合組立および形状エピトープの表示をもた
らすことが示された。この形状エピトープの表示は、臨
床的に関連のある免疫反応の誘導および検出に必要なよ
うに思える。したがって、L1内のただ1つのアミノ酸
置換が効果的な自己集合組立を失わせると仮定した場
合、外来ペプチドまたは蛋白を含むパピローマウイルス
L2がパピローマウイルスL1とともに集合組み立てさ
れて粒子を形成するか否かは予測不可能であった。L1
内のただ1つのアミノ酸置換が形状エピトープの表示を
妨げることができると仮定した場合、生成されるどのよ
うなキメラ粒子が中和抗体もしくは他の免役関連反応の
誘導または検出能を保持しているかを予測することもま
た不可能であった。
のアミノ酸の鎖を意味し、この場合該鎖の一部分はL2
の蛋白配列に由来し、さらに該鎖の一部分は別の1つ蛋
白配列(または複数の蛋白配列)に由来する。
数の蛋白)のための読み取り枠をL2のための読み取り
枠の隣にまたはその中に(枠内で)スプライシングする
ことによって製造される。
決定する。蛋白工学分野の従事者にとって日常的な作業
で天然蛋白L2の変種が作製される。作製されるこのよ
うな変形はL2の構造を詳細に知った上での経験に基づ
いて予測されるものでもよく、また完全に任意のもので
あってもよい。構造情報とランダム変異および選別との
組合せによってもまた劇的な結果を得ることができる。
に挿入されるL2アミノ酸の選別はこの基準によって実
施することができる。アミノ酸の配列と長さがパピロー
マウイルス間で変化する領域が存在することは、この領
域がL2の組み込みおよび/または粒子への取り込みに
必須ではない構造を表していることを示唆する。融合ペ
プチドまたは蛋白をL2内へ挿入するこの観察された能
力は、そのような領域が存在することを暗示させる。
状エピトープを表示するパピローマウイルスL1生成物
を基材にしたパピローマウイルス様粒子への取り込みが
生じるL2融合生成物の能力をもとに実施される。
イルスL1生成物を基材とするパピローマウイルス様粒
子へのL2融合生成物の取り込み効率および/または純
正度を測定するアッセーを含む。
たは純正度は形状エピトープの表示と関連がある(上掲
書)。
り込みのそれと同じような効率および/または純正度で
L1基材VLPsへ取り込まれるようになるであろう。
の好ましい手段は、中和抗体の誘発および/または検出
を測定するアッセーを含む。
誘導される(上掲書)ので、中和抗体の誘導および/ま
たは検出は形状エピトープの表示と関連がある。
1またはL1/L2VLPsと比較したときパピローマ
ウイルス様キメラ粒子による中和抗体の誘導および/ま
たは検出を抑制しない。
成物は、形状エピトープ(上記の手段または当技術分野
で既知の他のいずれかの手段で特定されたか否かにかか
わらず)を表示するパピローマウイルスL1生成物基材
パピローマウイルス様粒子へ取り込まれることができる
能力をもつ。
1)の構造は、完全な長さのL2蛋白(およびL1蛋
白)並びに完全な長さの融合パートナー蛋白およびその
フラグメント(5’フラグメントであれ、3’フラグメ
ントであれまたは内部フラグメントであれ)を含むこと
が意図される。前記フラグメントは、少なくとも約20
アミノ酸残基、有利には少なくとも約10アミノ酸残
基、さらに好ましくは少なくとも約5アミノ酸残基であ
る。L2(およびL1)のタイプ、サブグループおよび
株間変動並びに、融合パートナー蛋白のヒト対立遺伝子
および種間変動も明らかに本発明の範囲内に含まれると
解される。本発明はまた、完全な長さのL2蛋白(およ
びL1蛋白)並びに完全な長さの融合パートナー蛋白お
よびそのペプチドフラグメントの保存的変種を含むが、
この場合、保存的アミノ酸が野性型L2(およびL1)
および融合パートナー蛋白のアミノ酸残基に代わって置
換される。遺伝暗号の縮退のために、本発明はまた、L
2(およびL1)および融合パートナー遺伝子のDNA
がコードするのと同じアミノ酸残基をコードするDNA
を含む。
は、どのようなパピローマウイルスに由来するどのよう
なL2融合生成物もいずれのL1生成物と一緒に(該ゲ
ノムが密接に関係しようと、関係が薄かろうと粒子への
取り込みが生じるかぎり)取り込むと予想される。した
がって、例えばBPV−1、BPV−2、BPV−4、
CRPV、DPV、EEPV、HPV−1、HPV−
5、HPV−6、HPV8、HPV−11、HPV−1
6、HPV−18、HPV−31またはHPV−33の
何れかと関係があるL2融合生成物は、例えば上記のウ
イルスの何れか、またはパピローマウイルスのいずれか
のタイプ、サブグループもしくは株間変種に由来する何
れのL1生成物とも粒子内に取り込まれ得る。
必要な形状依存性エピトープを表示するので、L2融合
生成物を含むVLPキメラは、液性免役の刺激のために
最適化されたサブユニットワクチンとして機能し、パピ
ローマウイルス感染を予防し、したがってパピローマウ
イルス関連癌およびパピローマウイルスに付随する他の
病的状態の発生を排除する。
する増殖性病巣の退縮を誘導する治療用ワクチンとして
有効であるということはありそうもないので、キメラV
LPsは、治療用ワクチンを開発しようと長い間熱望さ
れ、これまで果たされなかった要請を達成するために機
能することができる。
表面レセプターに結合して内在化されて細胞質中に遊離
され、したがって細胞性免疫を惹起させる細胞毒性T細
胞に向けて呈示されるMHCクラスI分子と組み合わさ
れたペプチドの表示を促進するであろう。これは、特異
的に細胞に進入したり、細胞毒性T細胞反応を誘導する
ためにMHCクラスI分子と一体となってペプチドの表
示を促進することが期待されない非複合体化蛋白と対照
的な点である(この場合は、MHCクラスII分子と結
合してヘルパーT細胞に呈示され、ペプチドの表示が促
進される可能性の方が高い)。
のパートナーを包含することは、(臨床的病巣の治療お
よび予防の改善を含む)広い利用スペクトルをもつ効果
的なパピローマウイルスワクチンを作製するために明ら
かに経費効率が良い方法である。
潜在的標的を広げる方法を提供するような融合パートナ
ー(例えばE6もしくはE7ペプチドまたは完全な長さ
のE6もしくはE7、他のパピローマウイルスペプチド
もしくは蛋白、または他のSTDもしくは感染性病原体
(例えば単純ヘルペス、HIV、トラコーマクラミジ
ア、淋菌、梅毒トレポネーマ)のペプチドもしくは蛋
白)から成る群から選択できる。
の融合パートナーとは限らず、また別の融合パートナ
ー、例えば縦並びに連結したまた別のペプチドまたは完
全な長さの蛋白、または同じかもしくは異なる蛋白に由
来するそれらの組合せを含むことができる。さらにま
た、1つ以上のL2融合生成物をただ1つのVLP中に
同時に集合組み立てさせることができる。例えば、補助
刺激蛋白の結合ドメインまたは免疫反応に必要な補助レ
セプターもしくはリガンドを含むように操作して、ウイ
ルス標的エピトープを含むL2融合生成物またはキメラ
VLPをまた作製できる。これらは、例えばB7(これ
はT細胞上でCD28と相互作用する)、細胞内粘着分
子(ICAM)、リンパ球機能抗原(LFA)、血管細
胞粘着分子(VCAM−1)および熱耐性抗原(HS
A)(補助刺激物質またはリガンドをVLP表面に誘導
するため、実施例14参照)である。
クチンとして実際に好ましいパピローマウイルス様キメ
ラ粒子の量は、製剤化された具体的な組成物、適用態
様、処置される具体的な部位および器官によって変動す
ることは理解されよう。ある宿主の投与量は通常の方法
によって、例えば適切な慣用的免疫付与プロトコルによ
って決定できる。
も用いることができる。VLPsはそれ自体予防用ワク
チンとして、さらに免疫診断として有用である(上掲
書)。簡単に記せば、融合パートナーに対する抗体は標
準的な免疫学的技術によって作製され、アフィニティー
クロマトグラフィーカラムはこの抗体を用いて構築され
る。続いてVLPsはアフィニティークロマトグラフィ
ー工程で精製される。また、キメラVLPsは融合パー
トナーの精製方法で用いることができる。例えば、L2
−E7融合生成物を含むVLPsは、正しく折り畳まれ
たE7を得る手段として有用である。子宮頸癌患者の血
清は、細菌から分離されたような変性E7に対するより
も高い割合で形状的に正確なE7に対して陽性であるこ
とが報告された(Viscidiら、Int. J. Cancer 55:780(19
93))。この報告でE7を生成させるために用いられたイ
ンビトロ転写−翻訳系は困難かつ高価で、しかも放射能
標識E7を用いる。キメラE7VLPsを精製し、この
材料をE7ELISAで用いることが有利であろう。ヒ
トL1またはL2との血清反応性の複雑さを避けるため
に、BVP基材粒子を用いることができるであろう。E
7の血清反応性(これは前癌病変とは対照的に癌と相関
する)をモニターすることは、子宮頸癌患者で疾患の進
行を追跡するために、さらに再発をスクリーニングする
ために有用であると提唱された(上掲書)。
有する完全な蛋白を細胞に輸送させる方法で用いること
ができる。この蛋白は、例えば酵素または毒素または薬
剤であろう。このキメラVLPsは細胞にインビトロ、
インビボ、そのままの場所でまたは生体外のいずれかで
投与され、この蛋白はその後細胞に輸送され、該細胞で
その意図された目的(例えば酵素または毒素または薬剤
として)のために機能する。
またはペプチドを取り込んだパピローマウイルス様キメ
ラ粒子の作製に成功した。
伝子の3’末端に枠内で融合させた場合、またはL2読
み取り枠部分内で融合させた場合、ウイルス様粒子に取
り込んだL2−E7融合蛋白をL1蛋白の存在下で発現
させた。VLPsへのL2−E7の取り込み効率と純正
度は野性型L2蛋白のそれと同様であった。BPVL1
/L2−E7ウイルス様粒子は、BPVL1/L2粒子
と同じ効率で中和抗体を誘導させることが分かった。キ
メラ粒子は、L2−E7キメラ粒子で免疫したウサギで
融合パートナーエピトープに特異的な液性免疫を誘導
し、E7に対する抗体を生じることが観察された。
ることが可能になったことによって、実際上どのような
蛋白またはペプチドもL2生成物に融合させ、パピロー
マウイルス様キメラ粒子に取り込ませることが可能にな
る。
し、これらの蛋白を昆虫細胞でリコンビナントバキュロ
ウイルスを介してL1とともに発現させることによって
キメラVLPsを製造することに成功した。我々は3つ
のキメラVLPsを作製した:HPV16L1+HPV
16L2−HPV16E7(完全な長さ)、BPVL1
+BPVL2−HPV16E7(完全な長さ)およびB
PVL1+BPVL2−HPV16E7(アミノ酸1〜
30)。BPVL2はHPV16E7にその3’末端で
融合させた。HPV16L2はHPV16E7にその
3’末端で融合させた。さらにHPV16E7の最初の
30コドンはBPVL2のコドン274と275との間
に挿入させた。
る同時沈降並びに免疫沈澱によって、キメラ蛋白がVL
Psに取り込まれていることが示された。
合蛋白を含む粒子はL1またはL1/L2VLPsと同
じ効率で集合組立が行なわれ、形態学的に区別できない
ことが明らかになった。
て、BPVL1含有キメラVLPsは中和抗血清を誘導
できることが示された。力価はBPVL1/L2を用い
て得られるものに匹敵した。30000に匹敵する中和
力価がBPVL1/L2VLPsおよびBPVL1/L
2−HPV16E7(完全な長さ)キメラVLPsの両
方に対して得られた。
E7に対する抗体を生じたが、このことは、キメラVL
Psによる融合パートナーエピトープに対して特異的な
液性免疫が誘導されることを示し、さらにE7の存在部
位がVLPsの外部であることを確認させた。
ビナントバキュロウイルスを作製することができる。キ
メラの遺伝子は、ゲノム源またはcDNAから直接的合
成またはそのいずれかの組合せによって得ることができ
る。L2およびその融合パートナー遺伝子はリコンビナ
ントPCR技術によって増幅できる。このPCR技術
は、例えば融合を促進し、さらに発現、移転および/ま
たはクローニングのためのベクター(例えばプラスミ
ド)へのクローニングを促進する制限酵素部位を含むオ
リゴヌクレオチドを用いる。
ーでクローニングできる。L1を含む別のバキュロウイ
ルス発現ベクターを作製できる。または、融合遺伝子
は、既にL1を含むバキュロウイルス二重発現ベクター
でクローニングできる。
イルス選別の典型的な方法が説明される。CsCl精製
(またはそれに匹敵する)リコンビナントプラスミドを
バキュロウイルスDNAとSf9昆虫細胞にリポフェク
チン(またはそれと同等なもの)を用いて同時トランス
フェクションさせることができる。続いて、通常のバキ
ュロウイルスベクターおよび昆虫細胞培養方法を用い
て、リコンビナントバキュロウイルスを(例えば)プラ
ーク精製することができる。
りに2種の単一発現バキュロウイルスを用いる方が有利
であるかもしれない。この場合には、キメラVLPsは
Sf9細胞を2つのリコンビナントバキュロウイルス
(1つはL1生成物を他方はL2融合生成物をコードす
る)で感染させることによって生成できる。該遺伝子を
異なるベクターに配置することによって、産生されるL
1生成物およびL2融合生成物量を操作することができ
る。このアプローチは、VLPにおけるL2融合生成物
のL1生成物に対する比を変化させることを可能にす
る。天然のビリオンではL2はL1に比べて少ない成分
であるが、2種の単一発現ベクターを用いてVLPへの
L2融合生成物のより大量の取り込みを達成することが
できる。
塩化セシウム(または同等物)中でのバンド形成によっ
て精製することができる。Sf9昆虫細胞にバキュロウ
イルスを例えば感染価10で感染させることができる。
72時間後(またはその辺りで)、細胞を採取し燐酸緩
衝食塩水中で60秒(またはその辺りで)音波破砕でき
る。低速(または同等な処理)で清澄にした後、溶解物
を40%(重量/容積)の蔗糖/PBSクッション中で
例えば110000×g、25時間遠心する(SW−2
8ローター)。再懸濁させた沈殿物を、例えば10−4
0%(重量/重量)のCsCl/PBS勾配中で室温で
20時間141000×gで平衡に達するまで遠心す
る。目に見えるバンドを採取し、同一条件を用いて再び
平衡となるまで遠心し、PBSに対して十分に透析して
(例えば)4℃で保存する。
の同時沈降を、例えば分析用濃度勾配遠心で実施でき
る。例えば、12から45%蔗糖の段階勾配は4℃で一
晩で直線化して透析したサンプルを最上部に重層し、こ
の濃度勾配を41000rpm(288000×g)で
2時間SW−41ローターで遠心する。分画を採集し、
同時沈降について例えばウェスタンブロット分析または
同時免疫沈澱によって分析する。
えば免疫沈澱によって達成される。
きる。これは、文献に記載されたように(Dvoretskyら、
Virology 103:369(1980))、BPV1中和アッセー(ま
たは同等なもの)を実施するために行なわれる。抗血清
は例えば以下のように作製される。PBS中のCsCl
勾配精製粒子330μl(濃度1mg/ml)を皮下注
射してウサギを免疫する。続いて、最初の注射から2週
間後および4週間後に同じ量の粒子でウサギを追加免疫
する。
ッセー(または同等なもの)を実施し、BPVキメラ粒
子が形状エピトープを表示しているか否かを調べる。例
えば2回目の追加免疫注射後3週間して得られた血清の
段階希釈を=500フォーカス形成単位のBPV1ウイ
ルスと30分保温し、このウイルスをC127細胞に1
時間吸着させ、この細胞を3週間培養する。続いてフォ
ーカスをメタノール中の0.5%メチレンブルー/0.
25%石炭酸フクシンで染色する。キメラVLPsおよ
びコントロールBPVL1−L2VLPsについて中和
力価を得る。匹敵する中和力価は、キメラ粒子が適切に
折り畳まれて有効に形状エピトープが表示されているこ
とを示す。
例えば透過型電子顕微鏡で調べることができる。例え
ば、精製粒子を炭素被覆グリッドに吸着させ、1%酢酸
ウラニルで染色し、フィリップス電子顕微鏡モデルEM
400Tで36000倍で調べる。キメラ粒子およびL
1またはL1/L2VLPsの取り込み効率並びに形態
を比較する。取り込みおよび形態が区別不可能であると
いうことは、キメラ粒子の適切な自己集合組立を示唆す
る。
は、例えば融合パートナーエピトープに対して特異的な
液性免疫誘導について調べられる。例えば、ウサギにキ
メラVLPsを接種する。例えば融合パートナー抗原サ
ンプルをSDS−PAGEに、続いてウェスタンブロッ
テイング分析に付してこの血清を抗体について調べる。
免疫血清および免疫前血清(コントロール)を適切に希
釈して用いることができる。免疫ウサギから得た血清に
よってウェスタンブロットで融合パートナーのバンドが
検出されれば、融合パートナーエピトープに対して特異
的な抗体が誘導されたことが示唆される。
ラVLPsをマウスに注射し抗原特異的T細胞増殖を測
定することによって、融合ペプチドについて特異的な細
胞性免疫の誘導についてキメラ粒子を調べる。
予防免疫を失わせないことを明らかにするために、例え
ばウサギをキメラCRPVVLPsおよび非キメラCR
PVVLPs(コントロール)で免疫し、続いて感染性
CRPVで試験感染させることによって、または、ST
D病原体を含むキメラVLPsで実験動物を免疫し、続
いてSTDで試験感染させてから致死的感染に対する生
存の向上もしくは致死量以下の試験感染後の感染の減少
を測定することによって、キメラ粒子を試験感染に対す
る予防免疫の誘導について調べることができる。
ラCRPVVLPsおよび非キメラCRPVVLPs
(コントロール)を用いて(既にパピローマをもつ)ウ
サギを免疫し、存在するパピローマの退縮を測定するこ
とによって、既に存在するパピローマに対する治療的免
疫誘導についてキメラ粒子を調べることができる。
の免疫療法および免疫的予防についてキメラ粒子を調べ
ることができる。
に本発明の範囲を限定することなく本発明の例示を目的
とする以下の実施例を参考にいっそう容易に理解されよ
う。
明は以下の実施例になんら限定されるものではない。 (実施例1) [キメラリコンビナントバキュロウイルスの作製]3種
のキメラを作製した:HPV16L2−HPV16E
7、BPVL2−HPV16E7およびBPVL2−H
PV16E7(アミノ酸1〜30)。HPV16L2−
HPV16E7は、HPV16L2のC−末端(アミノ
酸473)に融合させた完全な長さのHPV16E7を
含んでいた。BPVL2−HPV16E7は、BPVL
2のC−末端(アミノ酸469)に融合した完全な長さ
のHPV16E7を含んでいた。BPVL2−HPV1
6E7(アミノ酸1〜30)は、アミノ酸274と27
5の間でBPVL2の中央に融合させたHPV16E7
の最初の30アミノ酸を含んでいた。
PCR技術(R. Higuchi(1990)、「PCRプロトコル:
方法と応用の手引」(PCR Protocols: A Guide toMethod
s and Applications)より、M.A. Innis, D.H. Gelfan
d, J.J. Sninsky & T.J. White編、(Academic, NY), p
p.177-180))によって作製した。完全な長さのHPV1
6E7を含むキメラについては、制限酵素部位を含む
5’オリゴおよび、E7の5’オリゴと相補的な3’オ
リゴを用いてL2を増幅させた。それぞれ別個の反応
で、L2の3’オリゴと相補的な5’オリゴ、および制
限酵素部位を含む3’オリゴを用いてE7を増幅させ
た。続いて、外側(L2の5’およびE7の3’)オリ
ゴのみを用いて、L2およびE7遺伝子を第二のプライ
マー伸長反応で融合させた。HPV16E7のアミノ酸
1〜30のみを含むキメラについては、“内部”プライ
マーはHPV16E7の最初の30アミノ酸をコードし
た。
重発現ベクターpSynwtV1−(これはポリヘドロ
ンプロモーター下でクローニングされたL1を既に含む
(Kirnbauerら、Virol. 67:6929(1993))でpSynプロ
モーターの直ぐ下流でクローニングした。
BgIIIから3’BgIIIフラグメントとしてクロ
ーニングした。HPV16L2−HPV16E7キメラ
は5’SstIIから3’SstIIフラグメントとし
てクローニングした。BPVL2−HPV16E7(完
全な長さ)のために用いたプライマーは以下の通りであ
った:BPVL2のセンス(鎖)は、5'GCGGTAGATCTACC
TATAAATATGAGTGCACGAAAAAGAGTAAAACGT3' (配列番号:
1)、アンチセンス(鎖)は、5'GCAATGTAGGTGTATCTCCA
TGCATGGCATGTTTCCGTTTTTTTCGTTTCCTCAACAAGGAGGG3'(配
列番号:2)HPV16E7、センスは、5'CCCTCCTTGT
TGAGGAAACGAAAAAAACGGAAACATGCCATGCATGGAGATACACCTACA
TTGC3'(配列番号:3)およびアンチセンスは5'CCGCTA
GATCTGGTACCTGCAGGATCAGCCATGG3' (配列番号:4)B
PVL2−HPV16E7(アミノ酸1〜30)のため
に用いたプライマーは以下の通りであった:BPVL
2、センスは上記と同じで、内部プライマーのアンチセ
ンスは5'CAGTTGTCTCTGGTTGCAAATCTAACATATATTCATGCAATG
TAGGTGTATCTCCATGCATGGATGAAAACACTTCAGGATCTTCCGTGGGC
3' (配列番号:5)、内部プライマーのセンスは5'GCA
TGAATATATGTTAGATTTGCAACCAGAGACAACTGATCTCTACTGTTATG
AGCAATTAAATGACCAAACATTTGCAAACCCACTGTATGAAGCAGAACC
3' (配列番号:6)、BPVL2、アンチセンスは5'C
CGCTAGATCTAGGGAGATACAGCTTCTGGCCTTGTTGCCACAACGC3'
(配列番号:7)。HPV16L2−HPV16E7キ
メラのために用いたプライマーは以下の通りであった:
HPV16L2、センスは5'GCGGTCCGCGGAATATGCGACACA
AACGTTCTGCAAAACGCACAAAACGT3'(配列番号:8)、およ
びアンチセンスは5'ATCTCCATGCATGGCAGCCAAAGAGAC3'
(配列番号:9)、HPV16E7、センスは5'GTCTCT
TTGGCTGCCATGCATGGAGAT3'(配列番号:10)、および
アンチセンスは5'GCTCCGCGGGGTACCTGCAGGATCAGCC3'
(配列番号:11)。 (実施例2) [リコンビナントバキュロウイルスの選別]リポフェク
チン(GIBCO/BRL製、ガイザースバーグ、メリーランド)
を用いて、CsCl精製リコンビナントプラスミドをS
f9昆虫細胞(ATCC,CRL1711)にバキュロ
ウイルスDNA(Baculo-Gold;PharMingen製、サンディ
エゴ、カリフォルニア)と同時トランスフェクションさ
せた(P.C. Harting, Biotechniques 11:310(1991))。
リコンビナントバキュロウイルスは、記載(M.D. Summe
rs & G.E. Smith (1987)、「バキュロウイルスベクター
と昆虫細胞培養手順の手引」(A Manual of Methods for
Baculovirus Vectors and Insect Cell Culture Proce
dures)、Texas Agricultural Experiment Station Bull
etin(Tex. Agric. Exp. Stn., College Station, TX)、
1555巻)にしたがってプラーク精製した。 (実施例3) [キメラ粒子の精製]Sf9昆虫細胞は、感染価10で
リコンビナントバキュロウイルスで感染させられた。7
2時間後、採取細胞を燐酸緩衝食塩水(PBS)中で6
0秒間音波で破砕した。低速で清澄にした後、溶解物を
40%(重量/容積)の蔗糖/PBSクッション中で1
10000×g、25時間遠心した(SW−28ロータ
ー)。再懸濁させた沈殿物を、10〜40%(重量/重
量)のCsCl/PBS勾配中で室温で20時間141
000×gで平衡に達するまで遠心した。目に見えるバ
ンドを採取し、同一条件を用いて再び平衡となるまで遠
心し、PBSに対して十分に透析して4℃で保存した。 (実施例4) [L1/L2−E7複合体の同時沈降]L2−E7融合
蛋白が粒子内に取り込まれているか否かを決定するため
に、分析用濃度勾配遠心を、L1およびL2の同時集合
組立について調べるために先に報告されたように実施し
た(Kirnbauerら、Virol. 67:6929(1993))。
濃度勾配を4℃で一晩直線化させて透析サンプルを最上
部に重層し、この濃度勾配をSW−41ローターで41
000rpm(288000×g)で2時間遠心した。
分画を採取し、これら分画をクーマシー染色SDS−P
AGE(L1)またはウェスタンブロット分析(抗BP
VL2ポリクローナル抗体または抗HPV16E7ポリ
クローナル抗体および 125I標識抗ウサギIgGを用い
る)で調べた。
合は同時沈降分析によって確認された。 (実施例5) [L1/L2−E7複合体の同時免疫沈澱]L2−E7
融合蛋白はL1と安定な複合体を形成するという証拠を
得るために、同時免疫沈澱実験を実施した。
16E7(完全な長さ)およびBPVL1/L2−HP
V16E7(アミノ酸1〜30)VLP調製物を、PB
S、1%トリトンRX−100中で抗L1モノクローナ
ル抗体5B6(Rodenら、J. Virol. 印刷中(1994年11
月))、抗L1ポリクローナル抗体、免疫前血清または無
関係抗体(抗E1Aモノクローナル抗体)および蛋白A
セファロースを用いて免疫沈澱させ、さらにSDS−P
AGEに付した。蛋白を免疫ブロッティングに付し、抗
BPVL2もしくは抗HPV16E7血清または抗HP
V16E7モノクローナル抗体(Triton Diagnostics
製、アラメダ、カリフォルニア)をプローブとして調べ
た。
合は同時免疫沈澱によって確認された。 (実施例6) [抗血清の作製]PBS中で1mg/mlの濃度の33
0μlのCsCl濃度勾配精製粒子を皮下注射してウサ
ギを免疫した。最初の注射から2週間および4週間後で
同じ量の粒子でウサギを追加免疫した。 (実施例7) [BPV1中和アッセー]報告(Kirnbauerら、Proc. Na
tl. Acad. Sci. USA, 89:12180(1992))にしたがってフ
ォーカス形成アッセーを実施した。
週間後に得たウサギの血清の段階希釈を、=500フォ
ーカス形成単位のBPV1ウイルスと30分保温し、こ
のウイルスをC127細胞に1時間吸着させ、さらにこ
の細胞を3週間培養した(Dvoretzkyら、Virology 103:3
69(1990))。フォーカスをメタノール中の0.5%メチ
レンブルー/0.25%石炭酸フクシンで染色した。
1/L2VLPsおよびBPVL1/L2−HPV16
E7(完全な長さ)キメラVLPsについて得られた。 (実施例8) [電子顕微鏡]透過型電子顕微鏡観察を報告(Kirnbauer
ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89:12180(1992))に
したがって実施した。
ドに吸着させ、1%酢酸ウラニルで染色し、フィリップ
ス電子顕微鏡モデルEM400Tで36000倍で調べ
た。
よび取り込み効率に関してL1VLPsまたはL1/L
2VLPsと区別できないことが分かった。 (実施例9) [抗体の誘導]BPVL1/L2−HPV16E7パピ
ローマウイルス様粒子を接種したウサギはE7を認識す
る抗血清を産生した。
2.5μgのHPV16E7および2.5μgのBSA
(コントロール)をSDS−PAGEに付し、続いてウ
ェスタンブロッティングで調べた。免疫血清および免疫
前血清(コントロール)を1:10の希釈で用いた。
ットでHPV16E7蛋白バンドを特異的に検出し、E
7エピトープに特異的な抗体の誘導を示唆した。 (実施例10) [細胞性免疫の誘導]E7ペプチドに特異的な細胞性免
疫の誘導について、例えばキメラVLPsをマウスに注
射し、抗原特異的T細胞増殖を測定することによって、
キメラ粒子を調べた。 (実施例11) [予防的免疫]キメラ粒子を、試験感染に対する予防的
免疫の誘導について調べる。例えばE7キメラCRPV
VLPsおよび非キメラCRPVVLPs(コントロー
ル)でウサギを免疫し、続いて感染性CRPVで試験感
染させて、L2−E7融合が予防的免疫を失わせないこ
とを示すか、またはSTD病原体を含むキメラVLPs
で実験動物を免疫し、続いてSTD病原体で試験感染さ
せ、致死的感染に対する生存度の向上または致死量以下
の試験感染後の感染の減少を測定する。 (実施例12) [治療的免疫]例えば、ウサギ(既にパピローマをも
つ)をE7キメラCRPVVLPsおよび非キメラCR
PVVLPs(コントロール)で免疫し、既に存在する
パピローマの退縮を測定することによって、既に存在す
るパピローマに対する治療的免疫の誘導についてキメラ
粒子を調べる。 (実施例13) [腫瘍の免疫療法および免疫予防]例えば、実験動物
(例えばマウス)で既に存在する腫瘍を治療する能力、
または腫瘍の発達を予防する能力について、例えばE7
を発現している腫瘍細胞を用いてキメラ粒子を調べる。
動物を、例えばL2−E7キメラVLPsで免疫し、例
えばE7を発現している接種腫瘍原性細胞の増殖につい
て調べる。このアプローチは、非複合E7および補助刺
激蛋白で免疫した動物で機能することが示された(Chen
ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:110(1991))。 (実施例14) [キメラVLPsの表面への誘導]細胞表面に結合する
例えば補助刺激物質またはリガンドのようなある種の分
子は、キメラVLPsの表面に存在することが望ましい
かもしれない。ローデンら(Rodenら、J. Virol. 印刷中
(1994年、11月))は、L2の領域はVLPsの表面存在
することを見出した。BPVL2アミノ酸44〜173
を含むペプチドは、ウサギに接種されたとき、1:10
00の血清希釈で活性を有する中和抗体を誘導した。こ
れらの結果は,L2の領域は中和エピトープを明示し、
さらにこれらの領域は天然のビリオン表面に接近できる
ことを示唆している。したがって、非L2ポリペプチド
をこれらの領域の1つに融合させることによって、おそ
らくこのペプチドをキメラVLP表面に誘導することが
できるであろう。
たが、当業者には、これらの実施形態は制限的ではなく
例示であって、本発明の真正の範囲は添付の請求の範囲
に限定されることは明らかであろう。
Claims (10)
- 【請求項1】 パピローマウイルスL1融合生成物を
含み、パピローマウイルス粒子の形状エピトープを有す
るパピローマウイルス様粒子。 - 【請求項2】 前記パピローマウイルスL1融合生成
物が、ヒトパピローマウイルスL1融合生成物またはウ
シパピローマウイルスL1融合生成物である請求項1に
記載のパピローマウイルス様粒子。 - 【請求項3】 前記ヒトパピローマウイルスL1融合
生成物が、HPV16L1融合生成物であり、前記ウシ
パピローマウイルスL1融合生成物が、BPV1L1融
合生成物である請求項2に記載のパピローマウイルス様
粒子。 - 【請求項4】 前記ヒトパピローマウイルスL1融合
生成物が、ペプチド若しくは全長蛋白である単一の融合
パートナー、または、ペプチド、全長蛋白、若しくは縦
並びに連結されたこれらの組み合わせである複数の融合
パートナーを含む請求項1に記載のパピローマウイルス
様粒子。 - 【請求項5】 前記融合パートナーがパピローマウイ
ルスE6またはE7生成物である請求項4に記載のパピ
ローマウイルス様粒子。 - 【請求項6】 前記パピローマウイルスL1融合生成
物が、そのN末端またはC末端で融合パートナーに融合
する請求項1に記載のパピローマウイルス様粒子。 - 【請求項7】 前記パピローマウイルスL1融合生成
物が、L1アミノ酸の間に挿入された融合パートナーを
有する請求項1に記載のパピローマウイルス様粒子。 - 【請求項8】 更にパピローマウイルスL2生成物を
含む請求項1に記載のパピローマウイルス様粒子。 - 【請求項9】 前記パピローマウイルスL2生成物
が、HPV16L2生成物またはBPV1L2生成物で
ある請求項8に記載のパピローマウイルス様粒子。 - 【請求項10】 請求項1に記載のパピローマウイル
ス様粒子を含む組成物。
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