JP2003510099A - ペプチドおよび核酸組成物を使用する、ヒト免疫不全ウイルス−1に対する細胞性免疫応答の誘導 - Google Patents
ペプチドおよび核酸組成物を使用する、ヒト免疫不全ウイルス−1に対する細胞性免疫応答の誘導Info
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Abstract
Description
2,863号(本明細書中で参考として援用される)に対する優先権を主張する
。
提供された。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。
疾患関連抗原由来のタンパク質配列のコンピュータースクリーニング H.ペプチドエピトープの調製 I.T細胞応答を検出するためのアッセイ J.免疫応答を評価するためのペプチドエピトープの使用 K.ワクチン組成物 1.ミニ遺伝子ワクチン 2.CTLペプチドとヘルパーペプチドとの組み合わせ L.治療目的または予防目的のためのワクチンの投与 M.キット V. 実施例 VI. 特許請求の範囲 VII.要約 (I.発明の背景) ヒト免疫不全ウイルス−1(HIV−1)による感染によって引き起こされる
後天性免疫不全症候群(AIDS)は、主要な世界的保健衛生問題を提示する。
推定上、毎日、世界中で約16,000人の人々がHIVに感染することが示さ
れている。
load)を減少するにおいて、大きく前進してきた。高度活性レトロウイル
ス療法(Highly active retroviral therapy
)(HAART)は、ほぼ検出不可能なレベルまで、ウイルス血症を減少させる
ことが示された。しかし、現在の薬物療法は、HIV流行に対する長期の解決策
として実用的ではない。HAART療法は、薬物に対する乏しい耐性および薬物
耐性ウイルスの出現に起因して、極めて制限される。さらに、複製能を有するH
IVは、HAARTに応答性の患者のリンパ組織中に持続し、従って、ウイルス
の貯蔵所として作用する。最後に、現在の抗レトロウイルス薬物療法は、世界的
な流行に対してほとんど影響を有さない:世界中のHIV感染集団のほぼ90%
が、これらの薬物に対する財源を欠く国々に存在する。従って、HIV感染を予
防および処置するという両方のために有効なワクチンについての必要性が存在す
る。
パ球(CTL)は、インビボにおけるウイルス感染の予防およびクリアランスに
おいて主要な役割を果たすことが公知である(Oldstoneら,Natur
e 321:239,1989;Jamiesonら,J.Virol.61.
3930,1987;Yapら,Nature 273:238,1978;L
ukacherら,J.Exp.Med.160:814,1994;McMi
chaelら,N.Engl.J.Med.309:13,1983;Seth
iら,J.Gen.Virol.64:443,1983;Watariら,J
.Exp.Med.165:459,1987;Yasukawaら,J.Im
munol.143:2051,1989;Tiggesら,J.Virol.
66:1622,1993;Reddenhaseら,J.Virol.55:
263,1985;Quinnanら,N.Engl.J.Med.307:6
,1982)。HLAクラスI分子は、ほぼすべての有核細胞の表面上に発現さ
れている。抗原の細胞内プロセシング後、抗原由来のエピトープは、このような
表面上のHLAクラスI分子との複合体として提示される。CTLは、ペプチド
−HLAクラスI複合体を認識し、次いで、CTLによって直接的にか、および
/または、ウイルス複製を阻害する非破壊的機構(例えば、インターフェロンの
産生)の活性化を介して、HLA−ペプチド複合体を保有する細胞の破壊を生じ
させる。
LがHIV感染を制御するにおいて重要であることを示唆する、増大しつつある
一連の証拠が存在する。HIV特異的CTL応答は、感染初期に検出され得、そ
して応答の出現は、最初のウイルス血症が低減される、感染中の時点に対応する
(Pantaleoら,Nature 370:463,1994;Walke
rら,Proc.Natl.Acad.Sci.86:9514,1989)。
さらに、感染リンパ球中におけるHIV複製は、自己CTLとのインキュベーシ
ョンによって阻害され得る(例えば、Tsubotaら,J Exp.Med.
169.1421,1989を参照のこと)。これらのデータは、CTLがSI
V/アカゲザル動物モデルにおけるウイルス複製を制御するために必要とされる
という近年の研究によって支持され(Schmitzら,Science 28
3:857,1999)、そしてさらに、CTLがHIV集団に対して選択圧を
及ぼすということを実証する研究によって支持される。これは、CTL応答が指
向されるウイルスのそれらの領域においてアミノ酸置換を有するウイルスが最終
的に優勢であることによって、証拠付けられる(例えば、Borrowら,Na
ture Med.3:205−211,1997;Priceら,Proc.
Nat.Acad.Sci.94:12890−1895,1997;Koen
igら,Nature Med.1:330−336,1995;およびHaa
sら,J Immunol.157:4212−4221,1996を参照のこ
と)。
免疫を維持するために重要であることが公知である。歴史的に、HTL応答は、
特定のCTLおよびB細胞集団の増殖を主に支持するものと見られていた;しか
し、より近年のデータによって、HTLは、ウイルス複製の制御に直接的に寄与
し得ることが示されている。例えば、CD4+T細胞における減少およびHTL
機能において対応する損失は、HIVによる感染を特徴付ける(Laneら,N
ew Engl.J Med.313:79,1985)。さらに、HIV感染
患者における研究によって、ウイルス特異的HTL応答とウイルス負荷との間に
逆比例関係が存在することもまた示された。これは、HTLが、ウイルス血症に
おいて役割を果たすことを示唆する(例えば、Rosenbergら,Scie
nce 278:1447,1997を参照のこと)。
る不均質性である。他のレトロウイルスと同様に、このウイルスは、複製の間に
急速に変異して、抗ウイルス療法および免疫認識をエスケープし得るウイルスの
生成を生じる(Borrowら,Nature Med.3:205,1997
)。さらに、HIVは、顕著な配列分岐を示す種々のサブタイプに分類され得る
(例えば、Lukashovら,AIDS 12:S43,1998を参照のこ
と)。HIVの不均質性質およびHIV感染で観察される不均質性免疫応答の点
から、複数のHIVエピトープに対して同時に指向される多重特異性細胞性免疫
応答の誘導が、HIVに対して有効なワクチンの開発のために重要であるように
思われる。HIV感染を予防および/または一掃するに十分な幅および力の免疫
応答を誘発するようなワクチン実施形態を確立する必要性が存在する。
が、単一のワクチン組成物における、種々のタンパク質由来の種々の抗体エピト
ープ、CTLエピトープおよびHTLエピトープの組み込みを可能にするという
点で、この問題の解決を提示し得る。このような組成物は、複数の優性および亜
優性エピトープを同時に標的し得、これによって、多様な集団において効果的な
免疫を達成するために使用され得る。
る技術状態を開示することが意図される。本出願の優先日後に得られた情報は、
この節に含まれる。従って、この節の情報は、いかようにも、本発明の優先日で
線引きすることが意図されない。
めに、抗原がT細胞によって認識される機構についての本発明者らの知識を適用
する。より詳細には、この適用が、特異的エピトープの薬学的組成物ならびにH
IV感染の予防および処置における使用方法についての、本発明者らの発見を導
く。
ワクチン組成物における抗原全体の使用と比較した場合に、現在のワクチンを超
えるいくつかの利点を有する。抗原全体に対する免疫応答が、抗原の可変領域に
ほとんど指向され、このことが、変異に起因して免疫回避を可能にするという証
拠が存在する。エピトープに基づくワクチンに含めるためのエピトープは、ウイ
ルス抗原または腫瘍関連抗原の保存領域から選択され得、これによって、回避性
変異体の可能性を減少する。さらに、抗原全体において存在し得る免疫抑制エピ
トープは、このエピトープに基づくワクチンの使用によって避けられ得る。
ープ(CTLおよびHTL)を組み合わせる能力であり、さらに(例えば、増強
された免疫原性を達成する)これらのエピトープの組成を改変する能力である。
従って、免疫応答は、標的疾患について適切なように調節され得る。この応答の
類似の操作は、従来のアプローチでは可能でない。
それ自体の内因性の生物学的活性を有し得る感染因子またはタンパク質抗原全体
によって引き起こされる、可能性のある病理学的副作用は、排除される。
に対して免疫応答を指向する能力を提供する。従って、特定の病原体に対する免
疫応答における患者間の可変性は、ワクチン組成物に、この病原体由来の複数の
抗原由来のエピトープを含めることによって軽減される。HIVの場合、複数の
株由来のエピトープもまた含まれ得る。「病原体」とは、感染因子または腫瘍関
連分子であり得る。
な障壁の1つは、HLA分子の極度な多型性であった。今日まで、効果的な非遺
伝子学的傾向にあった集団の適用範囲は、かなり複雑な課題であり;このような
適用範囲は、各々個々のHLA対立遺伝子に対応するHLA分子に特異的なエピ
トープを使用することを必要とした。従って、民族的に多様な集団をカバーする
ためには、実行不可能な多くの数のエピトープを使用しなければならなかった。
従って、エピトープに基づくワクチンにおける使用のための、複数のHLA抗原
分子が結合したペプチドエピトープの必要性が存在していた。結合するHLA抗
原分子数が多いほど、ワクチンによる集団の適用範囲の広さは大きくなる。
する(例えば、複数のHLA抗原に結合し得るペプチドが、免疫応答を刺激する
親和性で複数のHLA抗原に結合するように)必要性が存在していた。免疫原性
に相関する親和性で1より多いHLA対立遺伝子によって限定されるエピトープ
の同定が、十分な集団適用範囲を提供するため、そしてその集団の多様な部分に
おいて感染を予防または排除するに十分に強力な応答の誘発を可能にするために
、重要である。このような応答はまた、広範な多くのエピトープを標的し得る。
本明細書中に開示される技術は、このような好ましい免疫応答を提供する。
は、既知の抗原のタンパク質配列を、モチーフ保有エピトープまたはスーパーモ
チーフ保有エピトープの存在について評価するプロセスによって、選択される。
次いで、モチーフ保有エピトープまたはスーパーモチーフ保有エピトープに対応
するペプチドを合成し、そしてそれらのペプチドを、その選択されたモチーフを
認識するHLA分子に結合する能力について試験する。中程度の親和性または高
い親和性(すなわち、HLAクラスI分子ついては、500nM未満のIC50(
またはKD値)、またはHLAクラスII分子については、1000nM未満の
IC50)で結合するこれらのペプチドを、CTL応答またはHTL応答を誘導す
るそれらの能力についてさらに評価する。免疫原性ペプチドエピトープを、ワク
チン組成物に含むために選択する。
の対立遺伝子に結合する能力について、さらに試験し得る。さらに、ペプチドエ
ピトープを、HLAスーパータイプ内の複数の対立遺伝子に対する結合親和性お
よび/または結合する能力を改変するために、アナログ化し得る。
答をモニターまたは評価するための方法を含む、実施形態を包含する。このよう
な方法は、患者由来のTリンパ球サンプルを、HIVエピトープを含むペプチド
組成物と共にインキュベートする工程であって、このHIVエピトープは、その
患者に存在する少なくとも1つのHLA対立遺伝子の産物を結合する、表VII
〜表XXに記載のアミノ酸配列を有する、工程、および、このペプチドに結合す
るTリンパ球の存在について検出する工程を包含する。CTLペプチドエピトー
プは、例えば、この型の分析のためのテトラマー複合体の成分として使用され得
る。
遺伝子特異的HLA分子または対立遺伝子特異的HLA分子のグループへの結合
に相関される、物理的特性(例えば、長さ;一次構造;または電荷)を引用する
ことである。ペプチドエピトープを規定するためのさらなる様式は、HLA結合
ポケットの物理的特性またはいくつかの対立遺伝子特異的HLA結合ポケットに
共有される特性(例えば、ポケットの形状および電荷分布)を引用すること、お
よびこのペプチドエピトープがポケット(単数または複数)に適合しそして結合
することを引用することである。
さらに、本明細書中の方法のいずれかによって生成された新規合成ペプチドもま
た、本発明の一部である。
HTL応答の生成を刺激することによって、HIVに対する免疫応答を刺激する
ために有用である。これらのペプチドエピトープは、ネイティブHIVタンパク
質アミノ酸配列に直接的または間接的に由来し、HLA分子に結合し得そしてH
IVに対する免疫応答を刺激し得る。分析されるHIVタンパク質の完全配列は
、Genbankより入手され得る。以下に提供する開示から明らかなように、
ペプチドエピトープおよびそのアナログはまた、配列情報から容易に決定され得
、配列情報は、今後、以前に未知であったHIVの改変体について発見されるか
もしれない。
された。特定のアミノ酸残基を改変して、変化した免疫原性を示すペプチドアナ
ログを作製することによって、アナログペプチドを誘導し、そしてHLA分子の
結合活性が調節されることもまた、より詳細に議論する。さらに、本発明は、種
々の対立遺伝子によってコードされるHLA分子と相互作用し得るエピトープに
基づくワクチンに、先行技術のワクチンよりも広い集団適用範囲を提供させ得る
、組成物および組成物の組み合わせを提供する。
解され得る。
える:プロセッサー;少なくとも1つの情報記憶/検索装置(例えば、ハードド
ライブ、ディスクドライブまたはテープドライブなど);少なくとも1つの入力
装置(例えば、キーボード、マウス、タッチスクリーン、またはマイクロホンな
ど);およびディスプレイ構造。さらに、コンピューターは、ネットワークと連
絡する通信チャネルを備える。このようなコンピューターは、多かれ少なかれ、
上記に列挙したものを備え得る。
物を示す。構築物は、核酸またはアミノ酸についての合成技術(例えば、組換え
DNAの調製および発現)または化学合成技術によって、生成され得る。構築物
はまた、結果としてその形態が天然において見い出されないように、ある材料へ
の別の材料の付加または添加によって生成され得る。
し;同義語は、縮重(degenerate)結合である。
が、そのエピトープを含むインタクトなタンパク質全体が抗原として使用される
場合に、その応答は、インビトロで交差反応性でない。
するエピトープである(例えば、Sercarzら、Annu.Rev.Imm
unol.11:729−766,1993を参照のこと)。このような応答は
、単離されたペプチドエピトープでは、インビトロで交差反応性である。
る認識に関与するアミノ酸残基のセットであるか、またはT細胞の状況下では、
T細胞レセプタータンパク質および/または主要組織適合遺伝子複合体(MHC
)レセプターによる認識に必要な残基である。インビボまたはインビトロでの免
疫系の設定において、エピトープは、免疫グロブリン、T細胞レセプターまたは
HLA分子によって認識される部位を共に形成する、分子(例えば、一次ペプチ
ド構造、二次ペプチド構造および三次ペプチド構造のような)および電荷の集団
的特徴である。本開示を通して、エピトープおよびペプチドは、しばしば、交換
可能に使用される。しかし、本発明のエピトープより大きくかつ本発明のエピト
ープを含む単離または精製されたタンパク質またはペプチド分子が、なお本発明
の範囲内にあることが理解される。
分子が、なお本発明の範囲内にあることが理解される。特定の実施形態において
、さもなければ構築物ではない本発明のペプチドの長さに対して、制限が存在す
る。長さが制限される実施形態は、本発明のエピトープを含むタンパク質/ペプ
チドがネイティブ配列と100%同一性を有する領域(すなわち、一連の連続す
るアミノ酸)を含む場合に、生じる。例えば、天然分子全体に対する読み枠由来
のエピトープの定義を回避するために、ネイティブペプチド配列との100%同
一性を有する任意の領域の長さに対して制限が存在する。従って、本発明のエピ
トープおよびネイティブペプチド配列との100%同一性を有する領域を含み、
そしてさもなければ構築物ではない、ペプチドについて、ネイティブ配列に対す
る100%同一性を有するその領域は、一般に、600アミノ酸以下、しばしば
、500アミノ酸以下、しばしば、400アミノ酸以下、しばしば、250アミ
ノ酸以下、しばしば、100アミノ酸以下、しばしば、85アミノ酸以下、しば
しば、75アミノ酸以下、しばしば、65アミノ酸以下、そしてしばしば、50
アミノ酸以下を有する。特定の実施形態において、本発明の「エピトープ」は、
ネイティブペプチド配列に対して100%同一性を有する51アミノ酸未満(任
意の数(49、48、47、46、45、44、43、42、41、40、39
、38、37、36、35、34、33、32、31、30、29、28、27
、26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15
、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5)のアミノ酸から5アミ
ノ酸まで)の領域を有するペプチドに含まれる。
、構築物でない場合に、ネイティブペプチド配列との100%同一性を有する6
00アミノ酸よりも大きいいかなる連続する配列を含まない限り、本発明の範囲
内にある。ネイティブ配列に対応する5以下連続する残基を有する任意のペプチ
ドについては、本発明の範囲内にあるための、そのペプチドの最大長さに対する
制限は存在しない。本発明において、CTLエピトープは、600未満の任意の
残基長から8アミノ酸残基であることが好ましい。
主要組織適合遺伝子複合体(MHC)タンパク質(例えば、Stitesら、I
mmunology、第8版、Lange Publishing,Los A
ltos,CA(1994)を参照のこと)である。
ー」とは、共有するペプチド結合特性に基づいてグループ化したHLA分子のセ
ットを記載する。特定のアミノ酸モチーフを保有するペプチドに対する幾分類似
の結合親和性を共有するHLAクラスI分子は、HLAスーパータイプにグルー
プ化される。用語HLAスーパーファミリー、HLAスーパータイプファミリー
、HLAファミリーおよびHLA xx様分子(ここで、xxは、特定のHLA
型を示す)は、同義である。
結合の50%阻害が観察される、結合アッセイにおけるペプチドの濃度である。
アッセイを行う条件(すなわち、律速のHLAタンパク質濃度および標識ペプチ
ド濃度)を考慮して、これらの値は、KD値と近似する。結合を測定するための
アッセイは、例えば、PCT公開WO94/20127およびWO94/032
05に、詳細に記載される。IC50値が、アッセイ条件が変化する場合に、そし
て使用する特定の試薬(例えば、HLA調製物など)に依存して、(しばしば、
劇的に)変化し得ることに留意する。例えば、過剰濃度のHLA分子は、所定の
リガンドの見かけの測定されたIC50を増加する。
り高感度またはより低感度になるにつれて、試験するペプチドのIC50は、幾分
変化し得るが、参照ペプチドに関連する結合は、有意に変化しない。例えば、参
照ペプチドのIC50が10倍増加するような条件下で行うアッセイにおいて、試
験ペプチドのIC50もまた、約10倍シフトする。従って、あいまい性を回避す
るために、ペプチドが良好な結合因子であるか、中程度の結合因子であるか、弱
い結合因子であるかまたはネガティブな結合因子であるかの評価は、一般に、標
準ペプチドのIC50に対する、そのペプチドのIC50に基づく。
定され得る:生細胞(例えば、Ceppelliniら、Nature 339
:392,1989;Christnickら、Nature 352:67、
1991;Buschら、Int.Immunol.2:443、19990;
Hillら、J.Immunol.147:189、1991;del Gue
rcioら、J.Immunol.154:685,1995)、界面活性剤溶
解物を使用する無細胞系(例えば、Cerundoloら、J.Immunol
.21:2069,1991)、固定した精製MHC(例えば、Hillら、J
.Immunol.152,2890,1994;Marshallら、J.I
mmunol.152:4946,1994)、ELISA系(例えば、Rea
yら、EMBO J.11:2829,1992)、表面プラスモン共鳴(例え
ば、Khilkoら、J.Biol.Chem.268:15425,1993
);高フラックス可溶相アッセイ(Hammerら、J.Exp.Med.18
0:2353,1994)、およびクラスI MHCの安定化またはアセンブリ
の測定(例えば、Ljunggrenら、Nature 346:476、19
90;Schumacherら、Cell 62:563、1990;Town
sendら、Cell 62:285、1990;Parkerら、J.Imm
unol.149;1896,1992)。
は、50nM未満のIC50またはKD値での結合として定義され;「中程度の親
和性」とは、約50nMと約500nMとの間のIC50またはKD値での結合で
ある。HLAクラスII分子に関する「高い親和性」とは、100nM未満のI
C50またはKD値での結合として定義され;「中程度の親和性」とは、約100
nMと約1000nMとの間のIC50またはKD値での結合である。
」とは、配列比較アルゴリズムを使用してかまたは手動の整列化および目視検査
によって測定されるように、比較ウインドウにわたる最大対応について比較およ
び整列化した場合に、同じであるかまたは特定のパーセンテージの同じであるア
ミノ酸残基を有する、2以上の配列またはサブ配列をいう。
LA分子を結合しそしてCTL応答および/またはHTL応答を誘導するような
、対立遺伝子特異的モチーフまたはスーパーモチーフを含むペプチドである。従
って、本発明の免疫原性ペプチドは、適切なHLA分子に結合し得、そしてその
後、免疫原性ペプチドが由来する抗原に対する、細胞傷害性T細胞応答またはヘ
ルパーT細胞応答を誘導し得る。
て見い出される場合に通常その材料に付随する成分を、実質的または本質的に含
まない材料をいう。従って、本発明に従う単離されたペプチドは、好ましくは、
そのインサイチュ環境下でそのペプチドに通常会合する物質を含まない。
公知の任意の方法をいい、これらには、組換え融合、共有結合、ジスルフィド結
合、イオン結合、水素結合、および静電結合が挙げられるが、これらに限定され
ない。
細胞性相互作用の制御において役割を担う遺伝子のクラスターである。ヒトにお
いて、MHC複合体はまた、HLA複合体として既知である。MHC複合体およ
びHLA複合体の詳細な記載については、Paul、FUNDAMENTAL
IMMUNOLOGY,第3版、Raven Press,New York,
1993を参照のこと。
う。一般に、クラスI HLAモチーフについて約8〜約13アミノ酸およびク
ラスII HLAモチーフについて約6〜約25アミノ酸のペプチドであり、こ
れは、特にHLA分子によって認識される。ペプチドモチーフは、代表的には、
各々のヒトHLA対立遺伝子によってコードされる各々のタンパク質について異
なり、そして一次アンカー残基および二次アンカー残基のパターンにおいて異な
る。
定の位置に存在する場合(代表的には一次アンカー位置ではない)、対応するH
LA分子に対するペプチドの結合親和性の減少を生じるアミノ酸である。
ち、「非天然に存在する」)配列をいう。このような配列としては、例えば、脂
質化(lipidate)されるかさもなくば改変されるペプチド、およびネイ
ティブなタンパク質配列中に連続しないエピトープを含むポリエピトープ性(p
olyepitopic)組成物が挙げられる。
に使用され、(代表的には、隣接するアミノ酸のα−アミノ基とカルボキシル基
との間のペプチド結合によって)互いに連結される一連の残基(代表的にはL−
アミノ酸)を示す。本発明の好ましいCTL誘導ペプチドは、13以下の残基長
であり、そして通常、約8残基と約11残基との間(好ましくは9または10残
基)からなる。好ましいHTL誘導オリゴペプチドは、約50残基長未満であり
、そして通常、約6残基と約30残基との間、より通常には、約12残基と25
残基との間、そしてしばしば約15残基と20残基との間からなる。
理学的に適合性の組成物をいう。
供することが理解されるペプチド配列の間で特定の位置におけるアミノ酸をいう
。規定された長さのペプチド内の1〜3(通常は2)の一次アンカー残基は、一
般に、免疫原性ペプチドについての「モチーフ」を規定する。これらの残基は、
結合溝(groove)自身の特定のポケットにおいて埋められるこれらの側鎖
を有する、HLA分子のペプチド結合溝(groove)と密接に接触して適合
することが理解される。1つの実施形態において、例えば、一次アンカー残基は
、本発明に従って9残基ペプチドエピトープの位置2(アミノ末端位から)およ
びカルボキシル末端位に配置される。各々のモチーフおよびスーパーモチーフに
ついての一次アンカー位置は、表1に示される。例えば、アナログペプチドは、
これらの一次アンカー位置における特定の残基の存在または非存在を変更するこ
とによって作製され得る。このようなアナログを使用して、特定のモチーフまた
はスーパーモチーフを含むペプチドの結合親和性を調節する。
胞クローンによって認識されることである。乱雑な認識または結合は、交差反応
性結合と同義である。
来の抗原に対するCTL応答および/またはHTL応答をいい、これは、疾患の
症状または進行を予防するかまたは少なくとも部分的に抑制する。免疫応答はま
た、ヘルパーT細胞の刺激によって容易にされた抗体応答を含み得る。
に組み込まれるアミノ酸またはアミノ酸模倣物をいう。
、ペプチド結合を影響し得るアミノ酸である。二次アンカー残基は、結合したペ
プチドの中で1つの位置でのアミノ酸の無秩序な分布によって期待されるより顕
著に高い頻度で生じる。二次アンカー残基は、「二次アンカー位置」で生じると
いわれる。二次アンカー残基は、高い親和性もしくは中程度の親和性で結合する
ペプチドの中でより高頻度で存在する残基、またはさもなくば高い親和性もしく
は中程度の親和性の結合と関連する残基として同定され得る。例えば、アナログ
ペプチドは、これらの二次アンカー位置における特定の残基の存在または非存在
を変更することによって作製され得る。このようなアナログを使用して、特定の
モチーフまたはスーパーモチーフを含むペプチドの結合親和性を良好に調節する
。
ほとんど引き起こさないかまたは全く引き起こさないが、単離されたペプチドで
の免疫によって応答が得られ得るエピトープであり、そして(潜在エピトープの
場合とは異なり)この応答は、タンパク質全体を使用してインビトロまたはイン
ビボでの応答をリコール(recall)する場合に、検出される。
HLA分子によって共有されるペプチド結合特異性である。好ましくは、スーパ
ーモチーフ保有ペプチドは、2つ以上のHLA抗原によって高い親和性または中
程度の親和性(本明細書中に規定される場合)で認識される。
てヒトが作製したペプチドをいう。
を含む組成物である。本発明に従うワクチンの実施形態(例えば、1つ以上のペ
プチドのカクテルによって;ポリエピトープ性のペプチドによって含まれる本発
明の1以上のエピトープ;または、このようなペプチドもしくはポリペプチドを
コードする核酸(例えば、ポリエピトープ性のペプチドをコードするミニ遺伝子
(minigene)))が多く存在する。「1つ以上のペプチド」は、1〜1
50の単位整数全体のいずれか(例えば、少なくとも2、3、4、5、6、7、
8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20
、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32
、33、34、35、36、37、38、39、40、45、50、55、60
、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、11
5、120、125、130、135、140、145もしくは150またはそ
れ以上)の本発明のペプチドを含み得る。これらのペプチドまたはポリペプチド
は、必要ならば、例えば、脂質化、標的化配列もしくは他の配列の付加によって
改変され得る。本発明のHLAクラスI結合ペプチドは、細胞傷害性Tリンパ球
およびヘルパーTリンパ球の両方の活性化を容易にするために、HLAクラスI
I結合ペプチドと混合され得るかまたは連結され得る。ワクチン接種はまた、ペ
プチドでパルスされた抗原提示細胞(例えば、樹状細胞)を含む。
ここで、アミノ基は各々のアミノ酸残基の左(N末端)そしてカルボキシル基は
右(C末端)に示される。アミノ酸残基位置がペプチドエピトープにおいていわ
れる場合、これらは、エピトープ、または一部分であり得るペプチドもしくはタ
ンパク質のアミノ末端に近接する位置である位置を有してアミノからカルボキシ
ルの方向において番号付けられる。本発明の選択された特定の実施形態を示す形
式において、特定には示されないが、さもなくば特定されない場合は、アミノ末
端基およびカルボキシル末端基は、生理学的pH値でとる形態である。アミノ酸
構造の形式において、各残基は、一般に、標準的な3文字表記または1文字表記
によって示される。L−型のアミノ酸残基は、大文字の1文字または3文字記号
の最初の文字の大文字によって示され、そしてD−型を有するこれらのアミノ酸
についてのD−型は、小文字の1文字または小文字の3文字記号によって示され
る。グリシンは、非対称の炭素原子を有さず、そして単に「Gly」またはGと
していわれる。アミノ酸についての記号は、以下に示される。
発明者らの理解に基づいて、本発明者らは、広範な集団においてHIVに対する
治療的免疫応答または予防的免疫応答を誘導し得る、効果的なペプチドエピトー
プワクチン組成物を開発した。特許請求された組成物の価値および効力の理解に
ついて、免疫関連技術の簡単な総説が提供される。
識されるリガンドとして働く(Buus,Sら、Cell 47:1071,1
986;Babbitt,B.P.ら、Nature 317:359,198
5;Townsend,A.およびBodmer,H.Annu.Rev.Im
munol.7:601,1989;Germain,R.N.Annu.Re
v.Immunol.11:403,1993)。単一アミノ酸置換された抗原
アナログの研究、および内因性に結合され、天然にプロセスされたペプチドの配
列決定を通じて、HLA抗原分子に特異的に結合するために必要とされるモチー
フに対応する重要な残基は、同定されかつ本明細書中に記載され、そして表I、
II、およびIIIに示される(また、例えば、Southwoodら、J.I
mmunol.160:3363,1998;Rammenseeら、Immu
nogenetics 41:178,1995;Rammenseeら、SY
FPEITHI、(http://134.2.96.221/scripts
.hlaserver.dll/home.htmでのwebを介してアクセス
する);Sette,A.およびSidney,J.Curr.Opin.Im
munol.10:478,1998;Engelhard,V.H.Curr
.Opin.Immunol.6:13,1994;Sette,A.およびG
rey,H.M.Curr.Opin.Immunol.4:79,1992;
Sinigaglia,F.およびHammer、J.Curr.Biol.6
:52、1994;Ruppertら、Cell 74:929−937,19
93;Kondoら、J.Immunol.155:4307−4312,19
95;Sidneyら、J.Immunol.157:3480−3490,1
996;Sidneyら、Human Immunol.45:79−93,1
996;Sette,A.およびSidney、J.Immunogeneti
cs、印刷中、1999を参照のこと)。
でペプチドリガンドによって提示される残基を適応する、HLA分子のペプチド
結合開裂内のポケットを示し;これらの残基が存在するペプチドのHLA結合能
を、これらの残基は順に決定する(例えば、Madden,D.R.Annu.
Rev.Immunol.13:587,1995;Smithら、Immun
ity 4:203、1996;Fremontら、Immunity 8:3
05,1998;Sternら、Structure 2:245,1994;
Jones,E.Y.Curr.Opin.Immunol.9:75,199
7;Brown,J.H.ら、Nature 364:33,1993;Guo
,H.C.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:805
3,1993;Guo,H.C.ら、Nature 360:364,1992
;Silver,M.L.ら、Nature 360:367,1992;Ma
tsumura,Mら、Science 257:927,1992;Madd
enら、Cell 70:1035,1992;Fremont,D.H.ら、
Science 257:919,1992;Saper,M.A.,Bjor
kman,P.J.およびWiley,D.C.J.Mol.Biol.219
:277,1991を参照のこと)。
またはクラスIもしくはクラスIIのスーパーモチーフの規定は、特定のHLA
抗原を結合する可能性を有するタンパク質内の領域の同定を可能にする。
補ペプチドを評価する場合に考慮されるべき重要な因子であることを見出した。
従って、モチーフ探索とHLAペプチド結合アッセイとの組合わせによって、エ
ピトープに基づくワクチンについての候補が、同定された。これらの結合親和性
を決定した後、さらなる確認の研究を実施して、これらのワクチン候補の中から
集団適用範囲、抗原性および免疫原性についての好ましい特徴を有するエピトー
プを選択し得る。
P.A.ら、Mol.Immunol.32:603,1995;Celis,
Eら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:2105,19
94;Tsai,Vら、J.Immunol.158:1796,1997;K
awashima,Iら、Human Immunol.59:1,1998を
参照のこと);この手順は、抗原提示細胞の存在下で数週間にわたる正常被験体
由来の末梢血リンパ球(PBL)の試験ペプチドでの、インビトロにおける刺激
を含む。ペプチドに特異的なT細胞は、この期間中活性化され、そして例えば、
ペプチド感受性標的細胞を含む51Cr放出アッセイを使用して検出される 2)HLAトランスジェニックマウスの免疫(例えば、Wentworth,
P.A.ら、J.Immunol.26:97,1996;Wentworth
,P.A.ら、Int.Immunol.8:651,1996;Alexan
der,J.ら、J.Immunol.159:4753,1997を参照のこ
と);この方法において、不完全フロインドアジュバント中のペプチドは、HL
Aトランスジェニックマウスに皮下的に投与される。免疫の数週間後、脾細胞を
回収して、そして試験ペプチドの存在下で約1週間インビトロで培養する。ペプ
チド特異的T細胞は、例えば、ペプチド感受性標的細胞および内因性に作製され
た抗原を発現する標的細胞を含む51Cr放出アッセイを使用して検出される 3)効果的にワクチン接種されて感染から回復した免疫個体からの、および/
または慢性的に感染した患者からのリコール(recall)T細胞応答の実証
(例えば、Rehermann,B.ら、J.Exp.Med.181:104
7,1995;Doolan,D.L.ら、Immunity 7:97,19
97;Bertoni,R.ら、J.Clin.Invest.100:503
,1997;Threlkeld,S.C.ら、J.Immunol.159:
1648,1997;Diepolder,H.M.ら、J.Virol.71
:6011,1997を参照のこと);この戦略を適用する際に、リコール応答
は、抗原に対して天然に曝露され(例えば、感染を通じて)従って免疫応答を「
天然に」作製された被験体由来、または感染に対してワクチン接種された患者由
来のPBLを培養することによって検出される。被験体由来のPBLを、試験ペ
プチドに加えて抗原提示細胞(APC)の存在下でインビトロで1〜2週間培養
し、「ナイーブ」T細胞に比べて「メモリー」T細胞の活性化を可能にする。培
養期間の最後に、T細胞活性化を、ペプチド感受性標的を含む51Cr放出、T細
胞増殖、またはリンホカイン放出を含むT細胞活性についてのアッセイを使用し
て検出する。
ためにエピトープに基づく手段を考慮されるべき重要な因子である。この因子を
扱うために、多様なHLA分子に対して高い親和性または中程度の親和性で結合
し得るペプチドの同定を含むエピトープ選択は、好ましくは利用され、最も好ま
しくは、これらのエピトープは、2以上の対立遺伝子特異的HLA分子に対して
高い親和性または中程度の親和性で結合する。
またはそれよりよい(すなわち、値が≦500nMである)クラスI HLA分
子に対するIC50または結合親和性値を有するものを含む。HTL誘導ペプチド
は、好ましくは、1000nMまたはそれよりよい(すなわち、値が≦1000
nMである)クラスII HLA分子に対するIC50または結合親和性値を有す
るものを含む。例えば、ペプチド結合は、インビトロで精製HLA分子に結合す
る候補ペプチドの能力を試験することによって評価される。次いで、高い親和性
または中程度の親和性を示すペプチドは、さらなる分析について考慮される。選
択されるペプチドは、スーパータイプファミリーの他のメンバーに試験される。
好ましい実施形態において、交差反応性の結合を示すペプチドは、次いで、細胞
性スクリーニング分析またはワクチンにおいて使用される。
原性に相関する。より高い免疫原性は、いくつかの異なる方法において明示され
得る。免疫原性は、免疫応答が少しでも誘発されるか否か、および任意の特定の
応答の活力、ならびに応答が誘発される集団の範囲に相関する。例えば、ペプチ
ドは、多様なアレイの集団において免疫応答を誘発し得るが、活発な応答を産生
する例は未だない。これらの原理に従って、中程度の親和性で結合するペプチド
の約50%と比較して、高度に結合するペプチドの90%近くは、免疫原性であ
ることが見出されている。さらに、より高度な結合親和性のペプチドは、より活
発な免疫原性応答を導く。結果として、高い親和性で結合するペプチドが使用さ
れる場合、同様の生物学的効果を誘発することが必要とされるペプチドはほとん
どない。従って、本発明の好ましい実施形態において、高い親和性の結合エピト
ープは、特に有用である。
ープの免疫原性との間の関係は、本発明者らにより当該分野で初めて決定された
。結合親和性と免疫原性との間の相関を、2つの異なる実験的アプローチにおい
て分析した(例えば、Setteら、J.Immunol.153:5586−
5592,1994を参照のこと)。第1のアプローチにおいて、10,000
倍の範囲を超えるHLA結合親和性に及ぶ潜在エピトープの免疫原性を、HLA
−A*0201トランスジェニックマウスにおいて分析した。第2のアプローチ
において、B型肝炎ウイルス(HBV)由来の約100の異なる潜在的エピトー
プ(全て、A*0201結合モチーフを有する)の抗原性を、急性肝炎患者に由
来するPBLを用いて評価した。これらのアプローチに続いて、約500nM(
好ましくは、50nM以下)の親和性閾値により、ペプチドエピトープがCTL
応答を誘起する能力が決定されることを決定した。これらのデータは、天然にプ
ロセシングされたペプチドについて、および合成T細胞エピトープについてのク
ラスI結合親和性測定値に該当する。これらのデータはまた、T細胞応答の方向
付け(shaping)における決定基選択の重要な役割を示す(例えば、Sc
haefferら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:4
649−4653,1989を参照のこと)。
また記載されている(例えば、Southwoodら、J.Immunolog
y 160:3363−3373,1989および98年1月21日出願の同時
係属中の米国特許出願第09/009,953号を参照のこと)。DR結合親和
性の生物学的に有意な閾値を規定するために、DR拘束エピトープの拘束エレメ
ント(すなわち、モチーフを結合するHLA分子)について、32のDR拘束エ
ピトープのの結合親和性のデータベースをコンパイルした。例の約半分(32エ
ピトープのうち15)において、DR拘束は、高い結合親和性(すなわち、10
0nM以下の結合親和性値)と関連していた。例の他方の半分(32のうち16
)においては、DR拘束は、中間の親和性(100〜1000nM範囲の結合親
和性値)と関連していた。32例のうちわずか1つにおいて、DR拘束は、10
00nM以上のIC50と関連していた。従って、1000nMがDR分子の状況
において免疫原性と関連した親和性閾値であると規定され得る。
に決定され得る。
されたペプチドの配列決定の研究を通して、HLA分子に対する対立遺伝子特異
的結合に必要な重要残基を同定した。これらの残基の存在は、HLA分子の結合
親和性と相関する。高い親和性結合および中間の親和性結合と相関するモチーフ
および/またはスーパーモチーフの同定は、ワクチンに含ませるための免疫原性
ペプチドエピトープの同定に関して重要な論点である。Kastら(J.Imm
unol.125:3904−3912,1994)は、モチーフ保有ペプチド
が、対立遺伝子特異的HLAクラスI分子に結合するエピトープの90%を担う
ことを示した。この研究において、9アミノ酸長かつ8アミノ酸だけ重複する全
ての可能なペプチド(240ペプチド)(これらは、ヒトパピローマウイルス1
6型のE6およびE7タンパク質の配列全体を包含する)を、種々の人種群の中
で高い頻度で発現される、5つの対立遺伝子特異的HLA分子に対する結合につ
いて評価した。このペプチドの偏りのないセットは、HLAクラスIモチーフの
推定値の評価を可能にした。240ペプチドのセットから、22ペプチドが、高
親和性または中間の親和性で対立遺伝子特異的HLA分子に結合したことが同定
された。これらの22ペプチドのうち、20(すなわち、91%)が、モチーフ
を保有していた。従って、この研究により、ワクチンに含ませるためのペプチド
エピトープを同定するためのモチーフの値が示される:モチーフに基づく同定技
術の適用により、標的抗原タンパク質配列における潜在的エピトープの約90%
が同定される。
を含み得る。このペプチドのN末端およびC末端に対して、モチーフのサイズお
よび結合フレーム位置の両方におけるより大きな不均質性の程度がクラスIIペ
プチドリガンドに存在する。HLAクラスIIペプチドリガンドのこの増加した
不均質性は、HLAクラスI対応分子とは異なり、両方の末端で開いているHL
AクラスII分子の結合溝の構造に起因する。HLAクラスII DRB*01
01ペプチド複合体の結晶解析により、主要な結合エネルギーはDRB*010
1分子上の相補性ポケットと複合体化したペプチド残基により与えられているこ
とが示された。重要なアンカー残基は、最も深いところにある疎水性ポケットに
結合し(例えば、Madden,D.R.Ann.Rev.Immunol.1
3:587,1995を参照のこと)、そして1位(P1)と呼ばれる。P1は
、クラスII結合ペプチドエピトープのN末端残基を表し得るが、より代表的に
は、1以上の残基だけN末端の方向に隣接している。他の研究によってもまた、
種々のDR分子に対する結合のために、P1に対して、C末端の方向の6位のペ
プチド残基の重要な役割が指摘された。
スーパータイプ(各々、大きく重複するペプチド結合レパートリーおよびお主要
なペプチド結合ポケットのコンセンサス構造により特徴付けられる)に分類され
得ることを実証する証拠が蓄積された。従って、本発明のペプチドは、いくつか
のHLA特異的アミノ酸モチーフのいずれか1つ(例えば、表I〜IIIを参照
のこと)、またはモチーフの存在がいくつかの対立遺伝子特異的HLA抗原に結
合する能力に対応する場合はスーパーモチーフにより同定される。特定のアミノ
酸スーパーモチーフを有するペプチドに結合するHLA分子はまとめて、HLA
「スーパータイプ」とよばれる。
パーモチーフは、本発明に従ってペプチドエピトープの同定および使用について
の手引きを提供する。
を、以下の各モチーフまたはスーパーモチーフの説明に示されるように、表に含
める。この表は、ペプチドエピトープのいくつかを列挙する結合親和性比を含む
。この比は、以下の式を用いることによりIC50に変換され得る:標準的ペプチ
ドのIC50/比=試験ペプチド(すなわち、ペプチドエピトープ)のIC50。ク
ラスIペプチドに対する結合親和性を決定するために用いた標準的ペプチドのI
C50値を、表IVに示す。クラスIIペプチドに対する結合親和性を決定するた
めに用いた標準的ペプチドのIC50値を、表Vに示す。本明細書中に記載の結合
アッセイについての標準物質として用いたペプチドは、標準物質の例である;代
わりの標準的ペプチドもまた、結合研究を行う場合に用いられ得る。
os Alamosデータベース(http://hiv−web.lanl.
gov)に示されたHIV−1単離物の全てについてのタンパク質配列データを
、指定されたスーパーモチーフまたはモチーフの存在について評価した。株の表
を、表XXVIに示す。9つのHIV−1構造タンパク質および調節タンパク質
(gag、pol、env、nef、rev、tat、vif、vprおよびv
pu)を、分析に含めた。ペプチドエピトープを、さらに、各HIV抗原に対し
て利用可能なタンパク質配列の中で、それらの保存性(すなわち、分散量)に基
づいて評価した。表VII〜XXに示されたペプチドを生成するために用いた保
存性の基準は、HLAクラスI結合ペプチドの配列全体が、特定のHIV抗原に
利用可能な配列の15%で完全に保存されていることを必要とする。同様に、保
存性の基準は、HLAクラスII結合ペプチドの9マーコア領域全体が、特定の
タンパク質について利用可能な配列の15%で完全に保存されていることを必要
とする。選択されたペプチドエピトープの保存性%を、表に示す。頻度(すなわ
ち、完全に保存されたペプチド配列が同定されるHIVタンパク質抗原の配列の
数)もまた示す。表中の「pos(位置)」列は、エピトープの最初のアミノ酸
残基に対応するHIVタンパク質におけるアミノ酸位置を示す。「アミノ酸の数
」は、エピトープ配列中の残基の数を示す。
チーフの第1のアンカー残基を、表Iにまとめる。表I(a)に示されたHLA
クラスIモチーフは、本願発明に最も詳細に関連するものである。一次および二
次アンカー位置を、表IIにまとめる。HLAクラスIスーパータイプファミリ
ーを含む対立遺伝子特異的HLA分子を、表VIに列挙する。いくつかの場合、
ペプチドエピトープをモチーフおよびスーパーモチーフ表の両方に列挙し得る。
特定のモチーフと代表的なスーパーモチーフとの関係は、個々のモチーフの説明
に示される。
(L、I、VまたはM)の一次アンカー残基がペプチドリガンド中に存在し、そ
してエピトープのC末端位置に芳香族(Y、FまたはW)の一次アンカー残基が
存在することにより特徴付けた。A1スーパーモチーフに結合するHLA分子の
対応するファミリー(すなわち、HLA−A1スーパータイプ)は、少なくとも
A*0101、A*2601、A*2602、A*2501、およびA*3201を
含む(例えば、DiBrino,M.ら、J.Immunol.151:593
0,1993;DiBrino,M.ら、J.Immunol.152:620
,1994;Kondo,A.ら、Immunogenetics 45:24
9,1997を参照のこと)。A1スーパーファミリーのメンバーであると推定
された他の対立遺伝子特異的HLA分子を、表VIに示す。個々のHLAタンパ
ク質の各々に結合するペプチドを、第1および/または二次アンカー位置での置
換により、好ましくは、スーパーモチーフに特化されたそれぞれの残基を選択す
ることにより調節し得る。
。
ば、Falkら、Nature 351:290−296,1991;Hunt
ら、Science 255:1561−1263,1992;Parkerら
、J.Immunol.149:3580−3587,1992;Rupper
tら、Cell 74:929−937,1993)およびHLA−A2および
HLA−A28分子の間での交差反応性結合を示した(例えば、関連データの総
説については、Fruciら、Human Immunol.38:187−1
92,1993;Tanigakiら、Human Immunol.39:1
55−162,1994;Del Guercioら、J.Immunol.1
54:685−693,1995;Kastら、J.Immunol.152:
3904−3912,1994を参照のこと)。これらの一次アンカー残基は、
HLA−A2スーパーモチーフを規定し;ペプチドリガンド中の存在は、いくつ
かの種々のHLA−A2およびHLA−A28分子を結合する能力に対応する。
HLA−A2スーパーモチーフは、2位に一次アンカー残基としてL、I、V、
M、A、TまたはQを有するペプチドリガンド、およびエピトープのC末端位置
に一次アンカー残基としてL、I、V、M、AまたはTを有するペプチドリガン
ドを含む。
LA−A2スーパータイプ)は、少なくとも以下を含む:A*0201、A*02
02、A*0203、A*0204、A*0205、A*0206、A*0207、
A*0209、A*0214、A*6802およびA*6901。A2スーパーファ
ミリーのメンバーであると推定される他の対立遺伝子特異的HLA分子を、表V
Iに示す。以下で詳細に説明されるように、個々の対立遺伝子特異的HLA分子
の各々に対する結合を、一次および/または二次アンカー位置での置換により、
好ましくは、スーパーモチーフに特化されたそれぞれの残基を選択することによ
り調節し得る。
す。2位に一次アンカー残基V、A、TまたはQを、C末端位置にL、I、V、
AまたはTを含むモチーフは、本願発明に最も詳細に関連するものである。
、M、SまたはTがペプチドリガンド中に存在し、そしてエピトープのC末端位
置に(例えば、9マーの9位に)正に荷電した残基RまたはKが存在することに
より特徴付けられる(例えば、Sidneyら、Hum.Immunol.45
:79,1996を参照のこと)。A3スーパーモチーフを結合するHLA分子
の対応するファミリー(HLA−A3スーパータイプ)の例示的メンバーとして
は、少なくとも以下が挙げられる:A*0301、A*1101、A*3101、
A*3301およびA*6801。A3スーパータイプのメンバーであると推測さ
れる他の対立遺伝子特異的HLA分子を、表VIに示す。以下で詳細に説明され
るように、個々の対立遺伝子特異的HLAタンパク質の各々に結合するペプチド
を、ペプチドの一次および/または二次アンカー位置でのアミノ酸の置換により
、好ましくは、スーパーモチーフに特化されたそれぞれの残基を選択することに
より調節し得る。
F、W、またはY)または疎水性脂肪族残基(L、I、V、M、またはT)がペ
プチドリガンド中に存在し、そしてエピトープのC末端位置に一次アンカーとし
てY、F、W、L、IまたはMが存在することにより特徴付けられる(例えば、
SetteおよびSidney,Immunogenetics(印刷中)19
99を参照のこと)。A24スーパーモチーフに結合するHLA分子の対応する
ファミリー(すなわち、A24スーパータイプ)としては、少なくともA*24
02、A*3001およびA*2301が挙げられる。A24スーパータイプのメ
ンバーであると推測される他の対立遺伝子特異的HLA分子を、表VIに示す。
対立遺伝子特異的HLA分子の各々に結合するペプチドを、一次および/または
二次アンカー位置での置換により、好ましくは、スーパーモチーフに特化された
それぞれの残基を選択することにより調節し得る。
るペプチド、およびエピトープのC末端位置に一次アンカーとして疎水性アミノ
酸または脂肪族アミノ酸(L、I、V、M、A、F、W、またはY)により特徴
付けられる。B7スーパーモチーフを結合するHLA分子の対応するファミリー
(すなわち、HLA−B7スーパータイプ)は、少なくとも26のHLA−Bタ
ンパク質を含み、これらとしては以下が挙げられる:B*0702、B*0703
、B*0704、B*0705、B*1508、B*3501、B*3502、B*3
503、B*3504、B*3505、B*3506、B*3507、B*3508
、B*5101、B*5102、B*5103、B*5104、B*5105、B*5
301、B*5401、B*5501、B*5502、B*5601、B*5602
、B*6701、およびB*7801(例えば、関連データの総説については、S
idneyら、J.Immunol.154:247,1995;Barber
ら、Curr.Biol.5:179,1995;Hillら、Nature
360:434,1992;Rammenseeら、Immunogeneti
cs 41:178,1995を参照のこと)。B7スーパータイプのメンバー
であると推測される他の対立遺伝子特異的HLA分子を、表VIに示す。以下に
より詳細に説明されるように、個々の対立遺伝子特異的HLAタンパク質の各々
に結合するペプチドを、ペプチドの一次および/または二次アンカー位置での置
換により、好ましくは、スーパーモチーフに特化されたそれぞれの残基を選択す
ることにより調節し得る。
残基(R、H、またはK)がペプチドリガンド中に存在し、そしてエピトープの
C末端位置に一次アンカーとして疎水性残基(F、Y、L、W、M、I、A、ま
たはV)が存在することにより特徴付けられる(例えば、SidneyおよびS
ette,Immunogenetics(印刷中)1999を参照のこと)。
B27スーパーモチーフに結合するHLA分子の対応するファミリー(すなわち
、HLA−B7スーパータイプ)の例示的なメンバーとしては、少なくとも以下
が挙げられる:B*1401、B*1402、B*1509、B*2702、B*2
703、B*2704、B*2705、B*2706、B*3801、B*3901
、B*3902、およびB*7301。B27スーパータイプのメンバーであると
推測される他の対立遺伝子特異的HLA分子を、表VIに示す。対立遺伝子特異
的HLA分子の各々に結合するペプチドを、一次および/または二次アンカー位
置での置換により、好ましくは、スーパーモチーフに特化されたそれぞれの残基
を選択することにより調節し得る。
。
残基(DまたはE)がペプチドリガンド中に存在し、そしてエピトープのC末端
位置に一次アンカーとして疎水性残基(F、W、Y、L、I、M、V、またはA
)が存在することにより特徴付けられる(例えば、Sidneyら,Immun
ol.Today 17:261,1996参照のこと)。B44スーパーモチ
ーフに結合するHLA分子の対応するファミリー(すなわち、B44スーパータ
イプ)の例示的なメンバーとしては、少なくとも以下が挙げられる:B*180
1、B*1802、B*3701、B*4001、B*4002、B*4006、B* 4402、B*4403、およびB*4006。対立遺伝子特異的HLA分子の各
々に結合するペプチドを、一次および/または二次アンカー位置での置換により
、好ましくは、スーパーモチーフに特化されたそれぞれの残基を選択することに
より調節し得る。
族残基(A、S、またはT)の、エピトープの2位での一次アンカー残基として
の存在、および芳香族または疎水性の残基(F、W、Y、L、I、V、M、また
はA)の、C末端位置での一次アンカー残基としての存在によって、特徴付けら
れる(例えば、関連するデータの概説についてはSidneyおよびSette
,Immunogenetics,印刷中、1999を参照のこと)。B58ス
ーパーモチーフ(例えば、B58スーパータイプ)に結合するHLA分子の対応
するファミリーの例示的なメンバーとしては、少なくとも以下が挙げられる:B * 1516、B*1517、B*5701、B*5702、およびB*5801。B
58スーパータイプのメンバーであると予測された他の対立遺伝子特異的HLA
分子を、表VIに示す。対立遺伝子特異的LHA分子の各々に結合するペプチド
は、一次アンカー位置および/または二次アンカー位置における置換によって、
好ましくはこのスーパーモチーフに対して特異的なそれぞれの残基を選択して、
調節され得る。
示す。
残基Qまたは疎水性脂肪族残基(L、V、M、I、またはP)の、エピトープの
2位での一次アンカーとしての存在、および疎水性残基(F、W、Y、M、I、
V、L、またはA)の、C末端位置での一次アンカーとしての存在によって、特
徴付けられる(例えば、SidneyおよびSette,Immunogene
tics,印刷中、1999を参照のこと)。B62スーパーモチーフ(例えば
、B62スーパータイプ)に結合するHLA分子の対応するファミリーの例示的
なメンバーとしては、少なくとも以下が挙げられる:B*1501、B*1502
、B*1513、およびB5201。B62スーパータイプのメンバーであると
予測された他の対立遺伝子特異的HLA分子を、表VIに示す。対立遺伝子特異
的LHA分子の各々に結合するペプチドは、一次アンカー位置および/または二
次アンカー位置における置換によって、好ましくはこのスーパーモチーフに対し
て特異的なそれぞれの残基を選択して、調節され得る。
す。
2位での一次アンカー残基としての存在、およびYの、エピトープのC末端位置
での一次アンカー残基としての存在によって、特徴付けられる。代替の対立遺伝
子特異的A1モチーフは、2位よりむしろ3位における、一次アンカー残基によ
って特徴付けられる。このモチーフは、D、E、A、またはSの、一次アンカー
残基としての3位における存在、およびYの、エピトープのC末端位置における
一次アンカー残基としての存在によって、特徴付けられる(例えば、関連するデ
ータの概説については、DiBrinoら、J.Immunol.,152:6
20、1994;Kondoら、Immunogenetics 45:249
、1997;およびKuboら、J.Immunol.152:3913、19
94を参照のこと)。HLA A1に結合するペプチドは、一次アンカー位置お
よび/または二次アンカー位置における置換によって、好ましくはこのモチーフ
に対して特異的なそれぞれの残基を選択して、調節され得る。
。T、S、またはMを2位に含み、そしてYをC末端位置に含むエピトープもま
た、表VIIに列挙するHLA−A1スーパーモチーフ保有ペプチドエピトープ
の列挙に含まれる。なぜなら、これらの残基は、A1スーパーモチーフ一次アン
カーのサブセットであるからである。
の、9残基ペプチドの2位での一次アンカー残基としての存在、およびLまたは
Vの、C末端位置での一次アンカー残基としての存在によって特徴付けられるこ
とが決定され(例えば、Falkら、Nature 351:290−296、
1991を参照のこと)、そしてさらに、9アミノ酸ペプチドの2位にIを含み
、そしてC末端位置にIまたはAを含むことが、見出された(例えば、Hunt
ら、Science 255:1261−1263、3月6日、1992;Pa
rkerら、J.Immunol.149:3580−3587、1992を参
照のこと)。A*0201対立遺伝子特異的モチーフはまた、本発明者らによっ
て、さらにVA、T、またはQを、一次アンカー残基としてこのエピトープの2
位に含み、そしてMまたはTを、一次アンカー残基としてC末端位置に含むこと
が決定された(例えば、Kastら、J.Immunol.152:3904−
3912、1994を参照のこと)。従って、HLA−A*0201モチーフは
、2位における一次アンカー残基としてL、I、V、M、A、T、またはQを有
し、そしてこのエピトープのC末端位置における一次アンカー残基としてL、I
、V、M、A、またはTを有する、ペプチドリガンドを含む。HLA−A*02
01モチーフの一次アンカー位置を特徴付ける、好ましい許容される残基は、A
2スーパーモチーフを記載する残基と同一である(関連するデータの概説に関し
ては、例えば、Del Guercioら、J.Immunol.154:68
5−693,1995;Ruppertら、Cell 74:929−937、
1993;Sidneyら、Immunol.Today 17:261−26
6、1996;SetteおよびSidney,Curr.Opin.Immu
nol.10:478−482、1998を参照のこと)。A*0201モチー
フを特徴付ける二次アンカー残基は、さらに規定されている(例えば、Rupp
ertら、Cell 74:929−937、1993を参照のこと)。これら
を表IIに示す。HLA−A*0201分子に結合するペプチドは、一次アンカ
ー位置および/または二次アンカー位置における置換によって、好ましくはこの
モチーフに対して特異的なそれぞれの残基を選択して、調節され得る。
す。一次アンカー残基V、A、T、またはQを2位に含み、そしてL、I、V、
A、またはTをC末端に含むA*0201モチーフは、本明細書中で特許請求さ
れる本発明に最も特に関連するモチーフである。
A、T、F、C、G、またはDの、2位での一次アンカー残基としての存在、お
よびK、Y、R、H、F、またはAの、エピトープのC末端位置での一次アンカ
ー残基としての存在によって、特徴付けられる(例えば、DiBrinoら、P
roc.Natl.Acad.Sci.USA 90:1508、1993;お
よびKuboら、J.Immunol.152:3913−3924、1994
を参照のこと)。HLA−A3に結合するペプチドは、一次アンカー位置および
/または二次アンカー位置における置換によって、好ましくはこのモチーフに対
して特異的なそれぞれの残基を選択して、調節され得る。
ーパーモチーフをも含むエピトープもまた、表IXに列挙する。A3スーパーモ
チーフ一次アンカー残基は、A3およびA11対立遺伝子特異的モチーフ一次ア
ンカー残基のサブセットを含む。
、S、A、G、N、C、D、またはFの、2位での一次アンカー残基としての存
在、およびK、R、Y、またはHの、エピトープのC末端位置での一次アンカー
残基としての存在によって、特徴付けられる(例えば、Zhangら、Proc
.Natl.Acad.Sci.USA 90:2217−2221、1993
;およびKuboら、J.Immunol.152:3913−3924、19
94を参照のこと)。HLA−A11に結合するペプチドは、一次アンカー位置
および/または二次アンカー位置における置換によって、好ましくはこのモチー
フに対して特異的なそれぞれの残基を選択して、調節され得る。
3対立遺伝子特異的モチーフ含むペプチドエピトープもまた、この表に存在する
。なぜなら、A3とA11とのモチーフ間の一次アンカー特異性が広範に重なる
からである。さらに、A3スーパーモチーフを含むペプチドエピトープはまた、
表IXに列挙される。
Mの、2位での一次アンカー残基としての存在、およびF、L、I、またはWの
、エピトープのC末端位置での一次アンカー残基としての存在によって、特徴付
けられる(例えば、Kondoら、J.Immunol.155:4307−4
312、1995;およびKuboら、J.Immunol.152:3913
−3924、1994を参照のこと)。HLA−A24分子に結合するペプチド
は、一次アンカー位置および/または二次アンカー位置における置換によって、
好ましくはこのモチーフに対して特異的なそれぞれの残基を選択して、調節され
得る。
これらのエピトープはまた、HLA−A24スーパーモチーフ保有ペプチドエピ
トープを示す表Xに列挙される。なぜなら、A24対立遺伝子特異的モチーフを
特徴付ける一次アンカー残基は、A24スーパーモチーフ一次アンカー残基のサ
ブセットを含むからである。
モチーフの一次および二次アンカー残基を、表IIIに要約する。
(HLA DRB1*0401、DRB1*0101、およびDRB1*0701
)に結合するペプチドに関して同定した(例えば、Southwoodらによる
概説、J.Immunology 160:3363−3373、1998を参
照のこと)。包括的に、これらのモチーフ由来の共通の残基は、HLA DR−
1−4−7スーパーモチーフを描写する。これらのDR分子に結合するペプチド
は、1位の一次アンカー残基としての大きな芳香族または疎水性の残基(Y、F
、W、L、I、V,またはM)、および9マーコア領域の6位の一次アンカー残
基としての小さな非荷電残基(S、T、C、A、P、V、I、L、またはM)に
よって特徴付けられる、スーパーモチーフを保有する。これらのHLA型の各々
に対する対立遺伝子特異的二次効果および二次アンカーもまた、同定された(S
outhwoodら、前出)。これらを表IIIに示す。HLA−DRB1*0
401、DRB1*0101、および/またはDRB1*0701に結合するペプ
チドは、一次アンカー位置および/または二次アンカー位置における置換によっ
て、好ましくはこのスーパーモチーフに対して特異的なそれぞれの残基を選択し
て、調節され得る。
ち、分析のために使用されるHIV抗原タンパク質配列の少なくとも15%にお
いて100%保存される配列)(ここで、このスーパーモチーフの1位は、9残
基コアの1位にある)を、表XIXaに示す。15アミノ酸残基長の代表的な例
示的なペプチドエピトープ(これらの各々が、保存された9残基コアを含む)も
また、表の「a」部分に示される。例示的な15残基のスーパーモチーフ保有ペ
プチドについての交差反応性結合データを、表XIXbに示す。
子に結合するペプチドエピトープを特徴付ける(例えば、Gelukら、J.I
mmunol.152:5742,1994を参照のこと)。第一のモチーフ(
サブモチーフDR3A)において、大きな疎水性の残基(L、I、V、M、F、
またはY)は、9マーコアのアンカーの1位に存在し、そしてDは、このエピト
ープのカルボキシル末端に向かう4位のアンカーとして存在する。他のクラスI
Iモチーフにおいてと同様に、コアの1位は、ペプチドのN末端を占有しても占
有しなくてもよい。
て6位の正の電荷の存在によって、アンカーの1位における大きな疎水性の残基
の欠失、および/または負に荷電したかもしくはアミド様のアンカー残基の4位
における欠失を提供する。従って、代替の対立遺伝子特異的DR3のチーフ(サ
ブモチーフDR3B)に関して:L、I、V、M、F、Y、A、またはYは、ア
ンカーの1位に存在し;D、N、Q、E、S、またはTは、アンカーの4位に存
在し;そしてK、R、またはHは、アンカーの6位に存在する。HLA−DR3
に結合するペプチドは、一次アンカー位置および/または二次アンカー位置にお
ける置換によって、好ましくはこのモチーフに対して特異的なそれぞれの残基を
選択して、調節され得る。
(すなわち、分析のために使用されるHIV抗原タンパク質配列の少なくとも1
5%において100%保存される配列)(ここで、このサブモチーフの1位は、
9残基コアの1位にある)を、表XXaに示す。15アミノ酸残基長の代表的な
例示的なペプチドエピトープ(これらの各々が、保存された9残基コアを含む)
もまた、表XXaに示される。表XXbは、例示的なDR3サブモチーフA保有
ペプチドの結合データを示す。
めに使用されるHIV抗原タンパク質配列の少なくとも15%において100%
保存される配列)、およびDR3サブモチーフBエピトープを含むそれぞれの例
示的な15マーペプチドを、表XXcに示す。表XXdは、例示的なDR3サブ
モチーフB保有ペプチドの結合データを示す。
トープの各々は、別々に、本願発明の局面であるとみなされる。さらに、各ペプ
チドエピトープが他の任意のペプチドエピトープと組み合わせて使用され得るこ
ともまた、本願発明の局面である。
的により価値があり、そして一般に、大部分の人々に対して適用可能であるから
である。広範な集団適用範囲は、全体で考慮した場合に集団の大部分に存在する
HLA対立遺伝子に結合するペプチドエピトープを選択することによって、本発
明のペプチド(およびこのようなペプチドをコードする核酸組成物)を使用して
得られ得る。表XXIは、種々の民族性におけるHLAクラスIスーパータイプ
の全体的な頻度(表XXIa)、ならびにA2、A3、およびB7スーパータイ
プによって達成される組み合わせられた集団適用範囲(表XXIb)を列挙する
。A2、A3、およびB7スーパータイプは、各々が、これら5つの主要な民族
性群の各々において、平均40%を超えて存在する。80%を超える適用範囲は
、これらのスーパーモチーフの組み合わせによって達成される。これらの結果は
、効果的かつ民族的に変位していない集団適用範囲が、制限された数の交差反応
性ペプチドの使用の際に達成されることを示唆する。これら3つの主要なペプチ
ド特異性を用いて達成される集団適用範囲は高いが、適用範囲は、95%以上の
集団適用範囲に達するよう拡張され得、そしてさらなるスーパーモチーフまたは
対立遺伝子特異的モチーフを保有するペプチドの使用によって、真に多重特異性
の応答をより容易に達成する。
族性集団において25%〜40%の範囲で各々存在する(表XXIa)。全体と
してはさほど流行していないが、B27、B58、およびB62スーパータイプ
は、各々が、少なくとも1つの主要な民族性群において、25%より大きな頻度
で存在する(表XXIa)。表XXIbは、5つの主要な民族性群において同定
されたHLAスーパータイプの組み合わせの推定された流行を要約する。A1、
A24、およびB44スーパータイプを、A2、A3、およびB7の適用範囲に
含めることによって得られる増加した適用範囲、ならびに本明細書中に記載され
る全てのスーパータイプを用いて得られる適用範囲を示す。
以前の定義とともに、全ての抗原(A29、B8、およびB46の例外が可能で
ある)が、合計で9のHLAスーパータイプに分類され得ることを示す。6つの
最も頻繁なスーパータイプ由来のエピトープを含めることによって、平均99%
の集団適用範囲が、5つの主要な民族性群に対して得られる。
けではない。むしろ、これらは、少数の「免疫優性な」決定因子に制限される(
Zinkernagelら、Adv.Immunol.27:5159、197
9;Benninkら、J.Exp.Med.168:1935−1939、1
988;Rawleら、J.Immunol.146:3977−3984、1
991)。免疫優性(Benacerrafら、Science 175:27
3−279、1972)は、所定のエピトープが選択的に特定のHLAタンパク
質を結合する能力(決定因子選択理論)(Vitielloら、J.Immun
ol.131:1635、1983;Rosenthalら、Nature 2
67:156−158、1977)、または既存のTCR(T細胞レセプター)
特異性によって選択的に認識されること(レパートリー理論)(Klein,J
.,IMMUNOLOGY,THE SCIENCE OF SELFNONS
ELF DISCRIMINATION,John Wiley & Sons
、New York,270−310頁、1982)のいずれかによって説明さ
れ得ることが、理解された。さらなる因子(大部分が先行する事象に連結する)
もまた、制限された免疫原性を超えて、多くの潜在決定因子のどれが免疫優性と
して提示されるかを決定する際に、主要な役割を果たし得ることが、実証された
(Sercarzら、Annu.Rev.Immunol.11:729−76
6、1993)。
例えば、慢性ウイルス性疾患の経過において、亜優性エピトープの漸増は、優性
のCTLまたはHTL特異性がウイルスの機能的許容、抑制、変異および他の機
構によって不活化された場合に特に、感染の首尾よいクリアランスのために重要
であり得る(Francoら、Curr.Opin.Immunol.7:52
4−531,1995)。癌および腫瘍の抗原の場合には、最も高い結合親和性
のペプチドの少なくともいくらかを認識するCTLは、機能的に不活化され得る
。より低い結合親和性のペプチドは、優先的に、これらの時点で認識され、従っ
て、治療用または予防用の抗癌ワクチンにおいて、好ましくあり得る。
プが、中程度の親和性(50〜500nMの範囲のIC50)でHLAクラスIを
結合することが、注目された。例えば、15の公知のTAAペプチドのうちの8
つが、腫瘍浸潤性リンパ球(TIL)によって認識されるかまたは50〜500
nMの範囲でCTLに結合されることが見出された。(これらのデータは、90
%の既知のウイルス性抗原がHLAクラスI分子によって50nM以下のIC50 で結合され、一方でほんの約10%が50〜500nMの範囲で結合されるとい
う推定と、対照的である(Setteら、J.Immunol.153:558
−5592、1994))。癌の硬化において、この現象は恐らく、T細胞許容
事象に恐らく起因する、最も結合が高いペプチドのいくつかを認識するCTLの
排除または機能的阻害に起因する。
ローン的に除去され得、亜優性(subdominant)なエピトープの選択
は、補強されるT細胞の存在を可能にし、これは次いで、治療的応答または予防
的応答を導くと考えられる。しかし、HLA分子の亜優性エピトープに対する結
合は、しばしば、優性エピトープに対するより活発ではない。従って、1以上の
HLA分子に対する特定の免疫原性エピトープの結合親和性を調節し得、それに
よって、例えば、より活発な応答を誘発するアナログペプチドを調製するために
、ペプチドによって誘発される免疫応答を調節する必要がある。この能力は、ペ
プチドエピトープに基づくワクチンおよび治療剤の有用性を非常に向上する。
ドは、上記のスクリーニング手順によって同定されるが、交差反応性は、必ずし
も可能な限り完全ではなく、特定の場合において、ペプチドの交差反応性を増加
するための手順は、有用であり得;さらに、このような手順はまた、結合親和性
またはペプチド安定性のようなペプチドの他の特性を改変するために使用され得
る。所与のモチーフまたはスーパーモチーフ内のHLA対立遺伝子についてのペ
プチドの交差反応性を支配する一般的法則が確立しているため、より広い(また
は別に改変された)HLA結合能力を達成するための特定の目的のペプチドの構
造の改変(すなわち、アナログ化)が実施され得る。より具体的には、最も広い
交差反応性パターンを示すペプチドは、本明細書中の教示に従って産生され得る
。アナログ発生に関する本概念は、1/6/99に出願した同時係属中U.S.
S.N.09/226,775により詳細に記載される。
るモチーフまたはスーパーモチーフを利用する。このモチーフまたはスーパーモ
チーフは、一次アンカー、多くの場合は、二次アンカーを有することによって定
義される。アナログペプチドは、一次アンカー、二次アンカー、または一次およ
び二次アンカー位置において、アミノ酸残基を置換することによって形成され得
る。一般的に、アナログは、すでにモチーフまたはスーパーモチーフを有するペ
プチドに対して作製される。HLAクラスI結合ペプチドおよびHLAクラスI
I結合ペプチドについて規定されているスーパーモチーフおよびモチーフの好ま
しい二次アンカー残基は、それぞれ、表IIおよびIIIに示される。
伝子特異的HLA分子または各モチーフまたはスーパーモチーフに結合するHL
Aスーパータイプのメンバーに対する結合に対して有毒であると定義される(表
IIおよびIII)。従って、結合に対して有害であるこのような残基の除去は
、本発明に従って実施され得る。例えば、A3スーパータイプの場合、このよう
な有害残基を有する全てのペプチドが、分析に使用されるペプチドの集団から除
去される場合、交差反応性の発生率は、22%から37%まで増加した(例えば
、Sidney,Jら、Hu.Immunol.45:79、1996を参照の
こと)。従って、所与のスーパーモチーフ内のペプチドの交差反応性を改善する
1つのストラテジーは、ペプチド内に存在する有害残基の1つ以上を除去し、そ
してAla(ペプチドのT細胞認識に影響を及ぼし得ない)のような小さな「中
性」残基を置換するのに簡単である。交差反応性の向上した見込みは、ペプチド
内の有害残基の排除とともに、対立遺伝子特異的HLA分子またはスーパーファ
ミリー内の複数HLA分子に対する高親和性結合に関連した「好ましい」残基が
挿入される場合に期待される。
エピトープに対するCTL応答を誘発する(または、クラスIIエピトープの場
合、野生型ペプチドと交差反応するヘルパーT細胞を誘発する)ことを確実にす
るため、このアナログペプチドは、適切なHLA対立遺伝子の個体からインビト
ロでT細胞を免疫するために使用され得る。従って、野生型ペプチド感作標的細
胞の溶解を誘導するための免疫した細胞の能力が評価される。抗原提示細胞とし
て、適切な遺伝子で感染またはトランスフェクトされた細胞、あるいは、クラス
IIエピトープのみの場合、全タンパク質抗原でパルス化された細胞を使用する
ことが所望され、それによって、内生的に産生された抗原が関連T細胞によって
も認識されるかどうかを確実にする。
、それによって、適切な数の交差反応性細胞バインダーを確実にする。500〜
5000nMの結合親和性を示し、そして1つまたは2つの位置において受容可
能であるが、部分最適な一次アンカー残基を保有する、クラスI結合ペプチドは
、それぞれのスーパータイプに従って、好ましいアンカー残基を置換することに
よって「固定」され得る。次いで、アナログペプチドは、交差結合活性について
試験され得る。
におけるペプチド安定性または溶解性に悪影響を有する残基の置換を含む。この
置換は、ペプチドエピトープの任意の位置にて起こる。例えば、システイン(C
)は、α−アミノ酪酸を選択して置換され得る。その化学的性質のために、シス
テインは、ジスルフィド架橋を形成し、そして構造的に十分にペプチドを変更し
て、結合能力を低減する傾向を有する。Cの代わりにα−アミノ酪酸で置換する
ことは、この問題を緩和するのみならず、実際に、特定の場合における結合能力
および交差結合能力を改善する(例えば、Setteら、In:Persist
ent Viral Infections編、R.AhmedおよびI.Ch
en,John Wiley & Sons,England、1999による
総説を参照のこと)。システインのα−アミノ酪酸による置換は、ペプチドエピ
トープの任意の残基、すなわち、アンカー位置または非アンカー位置のいずれか
において生じ得る。
する疾患関連抗原由来のタンパク質配列のコンピュータースクリーニング) 標的抗原内のスーパーモチーフまたはモチーフ保有エピトープを同定するため
に、天然タンパク質配列、例えば、腫瘍関連抗原、または感染生物由来の配列、
または移植のためのドナー組織は、計算するための手段(例えば、知的計算また
はコンピューター)を使用してスクリーンされ、この配列内のスーパーモチーフ
またはモチーフの存在を決定する。天然ペプチドの分析から得られた情報は、天
然ペプチドの状態を評価するために直接使用され得るか、またはペプチドエピト
ープを発生するために続いて利用され得る。
フまたはモチーフの発生のためのタンパク質配列の迅速なスクリーニングを可能
にするコンピュータープログラムは、本発明によって包含される。これらのプロ
グラムは、任意の同定されたアミノ酸配列を分析するか、または未知の配列に作
動して同時にその配列を決定し、そのモチーフ保有エピトープを同定するために
実施される;アナログは、同様に、同時に決定され得る。一般的に、同定された
配列は、病原性生物由来または腫瘍関連ペプチド由来である。例えば、本明細書
中で考慮される標的分子として、HIVのgag、pol、env、nef、r
ev、tat、vif、vpr、およびvpuタンパク質が挙げられるが、これ
らに限定されない。
チドエピトープもまた、それらの保存に基づいて選択され得る。例えば、保存に
ついての基準は、HLAクラスI結合ペプチドの全配列またはクラスII結合ペ
プチドの全9マーコアが、特異的なタンパク質抗原について評価された配列の示
されたパーセントで保存されることを規定し得る。
の発生を生じるため、ワクチン組成物中への封入のためのエピトープを選択する
代替の方法が、本明細書中で利用される。多くの異なる株で感染され得る広範な
集団を標的化するために、異なるHIV株由来のHIV抗原配列の代表であるエ
ピトープをワクチン組成物に含むことが好ましい。例えば、同じ領域から5エピ
トープを選択することによって、それらの各々は、HIV株間で20%保存され
、それらのエピトープの組み合わせは、その領域の100%の範囲を達成する。
当業者によって理解されるように、より低いかまたはより高い程度の保存(例え
ば、表VII−XXに設定されたエピトープの同定のために使用される15%保
存)が、所与の抗原性標的に適切であるとして使用され得る。
するように、可能な限り正確であることが重要である。適切な一次アンカーの存
在に基づいて、例えば、HLA−A*0201に結合するペプチドの予測は、約
30%の割合で陽性(positive)である(例えば、Ruppert,J
ら、Cell 74:929、1993を参照のこと)。しかし、本明細書中に
開示されるペプチド−HLA結合データ、関連した特許出願のデータ、および当
該分野のデータを広範に分析することによって、本発明者らは、一次アンカー残
基単独の存在を基準に、同定についての予測的な値を劇的に増加する多数の対立
遺伝子特異的な多項式アルゴニズムを開発した。これらのアルゴニズムは、一次
アンカーの存在または非存在のみならず、(異なる位置の異なるアミノ酸の影響
を説明するために)二次アンカー残基の陽性または有害な存在を考慮する。この
アルゴニズムは、本質的に、ペプチド−HLAインターカレーションの全親和力
(またはΔG)が、以下:
n個のアミノ酸のペプチドの配列に沿った所与の位置(i)における所与のアミ
ノ酸(j)の存在の影響を表す係数である。この方法の重要な仮定は、各位置に
おける影響が、本質的に互いに独立しているという点である。この仮定は、ペプ
チドがHLA分子に結合され、本質的に伸長したコンフォメーションでT細胞に
よって認識されることを証明した研究によって、妥当とされる。特定のアルゴニ
ズム係数の誘導は、例えば、Gulukota,Kら、J.Mol.Biol.
267:1258,1997に記載されている。
を使用する)は、中性ネットワークおよび分子モデリングプログラムの使用を含
む(例えば、Milikら、Nature Biotechnology 16
:753、1998;Altuviaら、Hum.Immunol.58:1、
1997;Altuviaら、J.Mol.Biol.249:244、199
5;Buus,S.Curr.Opin.Immunol.11:209−21
3、1999;Brusic、Vら、Bioinformatics 14:1
21−130、1998;Parkerら、J.Immunol.152:16
3、1993;Meisterら、Vaccine 13:581、1995;
Hammerら、J.Exp.Med.180:2335,1994;Stur
nioloら、Nature Biotechnol.17:555 1999
を参照のこと)。
個の好ましい二次アンカー残基を含むA*0201モチーフ保有ペプチドのセッ
トにおいて、ペプチドの69%が500nM未満のIC50を有するA*0201
と結合することが示されている(Ruppert,Jら、Cell 74:92
9,1993)。これらのアルゴニズムはまた、カットオフが、所望される際に
、より高いまたはより低い予測された結合特性を有するペプチドの組を選択する
ために調節され得るという点で融通性がある。
る場合、タンパク質配列または翻訳された配列は、モチーフについて研究するた
めに開発されたソフトウエア(例えば、「FINDPATTER」プログラム(
Devereuxら、Nucl.Acids Res.12:387−395、
1984)またはMotifSearch 1.4 software pro
gram(D.Brown,San Diego,CA))を使用して分析され
、適切なHLA結合モチーフを含有する潜在ペプチド配列を同定し得る。この同
定されたペプチドは、カスタマイズされた多項式アルゴニズムを使用して記録さ
れ(score)、特異的なHLAクラスI対立遺伝子またはHLAクラスII
対立遺伝子を結合する能力を予測し得る。当業者によって理解されるように、多
くのコンピュータープログラミングソフトウエアおよびハードウエアオプション
は、公知または未知のペプチド配列を評価するために(例えば、限定されないが
、エピトープを同定するために、単位ペプチド長あたりのエピトープ濃度を同定
するために、またはアナログを発生するために)、本発明のモチーフを実施する
ために使用され得る関連分野において利用可能である。
A分子と結合し得るHIVペプチドエピトープおよびそれらのアナログが、同定
された(表VII−XX)。
て、あるいは、天然腫瘍または病原性生物のような天然源から、調製され得る。
ペプチドエピトープは、個々にまたはポリエピトープペプチドとして、合成され
得る。ペプチドが好ましくは、幾つかの実施形態において、他の天然に存在する
宿主細胞タンパク質およびそれらのフラグメントを実質的に有しないが、これっ
らのペプチドは、天然フラグメントまたは粒子に合成的に複合体化され得る。
)形態または塩である形態であり得る。本発明に従うペプチドは、グリコシル化
、側鎖酸化、またはリン酸化反応のような修飾を有しないか、またはそれらは修
飾が本明細書中に記載されるようなペプチドの生物学的活性を破壊しない条件に
供せられるこれらの修飾を含む。
13アミノ酸残基の長さ、好ましくは9〜10に最適化することが所望され得る
。HLAクラスII結合ペプチドエピトープは、約6〜約30のアミノ酸長、好
ましくは、約13残基と約20残基との間に最適化され得る。好ましくは、ペプ
チドエピトープは、関連HLA分子に結合される内生的に処理された病原体誘導
ペプチドまたは腫瘍細胞ペプチドとサイズが釣り合っている。
して、またはポリエピトープペプチドをコードするミニ遺伝子として、連結され
得る。
Iエピトープを含む天然ペプチド領域を同定することが好ましい。このような配
列は、一般的に、単位アミノ酸長あたり最大数のエピトープを含むことに基づい
て選択される。エピトープが、入れ子または重なり合った様式で存在し得、例え
ば、10アミノ酸長のペプチドが、2個の9アミノ酸長のエピトープおよび1個
の10アミノ酸長のエピトープを含み;細胞内処理の際に、各エピトープが、曝
露され得、そしてこのようなペプチドの投与の際にHLA分子によって結合され
得ることが理解される。このより長い、好ましくは、多重エピトープ性ペプチド
は、合成的に、組換え的に、または天然源からの切断を介して、発生され得る。
サイズの場合、このペプチドは、従来の技術に従って、溶液中でまたは固体支持
体上で合成され得る。種々の自動合成装置は、市販され、公知のプロトコールに
従って使用され得る。(例えば、Stewart & Young,Solid
Phase Peptide Synthesis、第二版、Pierce
Chemical Co.、1984)。さらに、個々のペプチドエピトープは
、化学連結を使用して接合され、本発明の範囲内にあるより大きなペプチドを産
生し得る。
をコードするヌクレオチド配列は、発現ベクター内に挿入され、適切な宿主細胞
に形質転換またはトランスフェクトされ、そして発現に適切な条件下で培養され
る。これらの手順は、一般にSambrookら、Molecular Clo
ning、A Laboratory Manual、Cold Spring
Harbor Press、Cold Spring Harbor、New
York(1989)に記載されるように、一般に当該分野で公知である。従
って、本発明の1個以上のペプチド配列を含む組換えポリペプチドは、適切なT
細胞エピトープを提示するために使用され得る。
オチドコード配列は、化学的技術(例えば、Matteucciら、J.Am.
Chem.Soc.103:3185(1981)のホスホトリエステル法)に
よって合成され得る。ペプチドアナログは、天然ペプチド配列をコードする核酸
塩基を適切かつ所望の核酸塩基に置き換えることによって単純に作製され得る;
例示的な核酸置換は、本明細書中において、モチーフ/スーパーモチーフによっ
て規定されるアミノ酸をコードする置換である。次いで、コード配列は、適切な
リンカーが提供され得、そして当該分野で市販される発現ベクターに溶解され得
、そしてベクターは、所望の融合タンパク質を産生するために適切な宿主を形質
転換するために使用される。多くのこのようなベクターおよび適切な宿主系は、
ここで利用可能である。この融合タンパク質の発現のために、コード配列は、作
動可能に連結した開始コドンおよび終止コドン、プロモーターおよびターミネー
ター領域および通常、複製システムを備え、所望の細胞性宿主における発現のた
めの発現ベクターを提供する。例えば、細菌性宿主と適合したプロモーター配列
は、所望のコード配列の挿入のための好都合な制限部位を含むプラスミドに提供
される。得られる発現ベクターは、適切な細菌性宿主に形質転換される。当然の
ことながら、酵母、昆虫または哺乳動物の細胞宿主もまた、適切なベクターおよ
びコントロール配列を利用して、使用され得る。
能力について試験され得る。モチーフ保有ペプチドの調製および評価は、PCT
公報WO94/20127およびWO94/03205に記載される。簡単に述
べると、特定の抗原由来のエピトープを含むペプチドが合成され、適切なHLA
タンパク質に結合するそれらの能力について試験される。これらのアッセイは、
放射ヨウ素標識した参照ペプチドの結合に関して、精製されたHLAクラスI分
子への本発明のペプチドの結合を評価する工程を包含し得る。あるいは、空のク
ラスI分子を発現する細胞(すなわち、その中にペプチドを含まない)は、免疫
蛍光染色およびフロー微蛍光測定によってペプチド結合について評価され得る。
ペプチド結合を評価するために使用され得る他のアッセイは、ペプチド依存クラ
スIアセンブリアッセイおよび/またはペプチド競合によるCTL認識の阻害を
含む。代表的に、500nM以下の親和性でクラスI分子に結合するそれらのペ
プチドは、感染された個体または免疫された個体から誘導体化されたCTLのた
めの標的として作用する能力について、および、疾患に付随した選択された標的
細胞と反応し得るCTL集団を誘発し得る一次インビトロCTL応答または一次
インビボCTL応答を誘発する能力について、さらに評価される。対応するアッ
セイは、HLAクラスII結合ペプチドの評価のために使用される。代表的に、
1000nM以下の親和性で結合することが示されるHLAクラスIIモチーフ
保有ペプチドは、HTL応答を刺激する能力についてさらに評価される。
、リンホカイン分泌アッセイ、直接細胞傷害性アッセイ、および制限希釈アッセ
イ(limiting dilution assay)が挙げられる。例えば
、ペプチドを用いて培養された抗原提示細胞は、応答細胞集団(respond
er cell population)のCTL応答を誘発する能力について
アッセイされ得る。抗原提示細胞が、末梢血液単核細胞または樹状細胞のような
正常細胞であり得る。あるいは、内部的に処理されたペプチドを有するクラスI
分子を装填するそれらの能力に欠乏し、そして適切なヒトクラスI遺伝子でトラ
ンスフェクトされた変異体非ヒト哺乳動物細胞株が、ペプチドのインビトロで一
次CTL応答を誘発する能力について試験するために使用され得る。
得る。適切な抗原提示細胞は、ペプチドと共にインキュベートされ、次いで、ペ
プチド装填した抗原提示細胞が、最適な培養条件下で応答細胞集団と共にインキ
ュベートされる。陽性CTL活性化は、放射標識した標的細胞を殺傷するCTL
の存在について培養物をアッセイすることによって決定され得る。特定のペプチ
ドパルス化標的およびペプチド配列が誘導される抗原の内生的に処理された形態
を発現する標的細胞。
とによって抗原特異的T細胞の直接的定量を可能にする方法が、考案された(A
ltman,J.D.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 9
0:1993;Altman,J.D.ら、Science 274:94,1
996)。他の比較的最近の技術的開発として、細胞内リンホカインを染色する
工程、およびインターフェロン放出アッセイまたはELISPOTアッセイが挙
げられる。テトラマー染色、細胞内リンホカイン染色およびELISPOTアッ
セイは全て、より従来のアッセイより少なくとも10倍より感度が高いようであ
る(Lalvani,Aら、J.Exp.Med.186:859、1997;
Dunbar、P.R.ら、Curr.Biol.8:413、1998;Mu
rali−Krishna,K.ら、Immunity 8:177、1998
)。
ンホカイン(例えば、IL−2)の分泌)を使用して評価され得る(例えば、A
lexanderら、Immunity 1:751〜761、1994を参照
のこと)。
免疫原性を決定するために使用され得る。いくつかのトランスジェニックマウス
モデル(ヒトA2.1、A11(これはHLA−A3エピトープを分析するため
にさらに使用され得る)、およびB7対立遺伝子を有するマウスを含む)が特徴
付けられ、そして他のマウス(例えば、HLA−A1およびA24に対するトラ
ンスジェニックマウス)が開発されている。HLA−DR1およびHLA−DR
3マウスモデルもまた開発されている。他のHLA対立遺伝子を有するさらなる
トランスジェニックマウスモデルが、必要に応じて作製され得る。マウスは、不
完全フロイトアジュバントに乳化したペプチドで免疫され得、そして得られるT
細胞は、ペプチドパルス化(pulsed)標的細胞を認識し、適切な遺伝子で
トランスフェクトされた細胞を標的化するそれらの能力について試験される。C
TL応答は、上記の細胞傷害性アッセイを使用して分析され得る。同様に、HT
L応答は、T細胞増殖またはリンホカインの分泌のようなアッセイを使用して分
析され得る。
プの使用) 本発明の一実施形態において、本明細書中に記載されるようなHLAクラスI
およびクラスII結合ペプチドが、免疫応答を評価するための試薬として使用さ
れる。評価されるべき免疫応答は、免疫源として、試薬として用いられるペプチ
ドエピトープを認識しそしてこれに結合する抗原特異性CTLまたはHTLを生
成し得る任意の物質を使用することによって、誘導され得る。ペプチド試薬は、
免疫原として使用される必要はない。このような分析のために使用され得るアッ
セイシステムとしては、比較的最近の技術開発(例えば、細胞内リンホカインお
よびインターフェロン放出アッセイのためのテトラマー染色、またはELISP
OTアッセイ)が挙げられる。
CTLの存在について末梢血単核細胞を評価するために、テトラマー染色アッセ
イにおいて使用され得る。HLAテトラマー複合体を使用して、抗原特異性CT
Lを直接可視化し(例えば、Oggら、Science 279:2103〜2
106、1998;およびAltmanら、Science 174:94〜9
6、1996を参照のこと)、そして末梢血単核細胞のサンプル中の抗原特異性
CTL集団の頻度を決定する。
れ得る:HLA分子に結合するペプチドは、三分子複合体を生成するために、対
応するHLA重鎖およびβ2−ミクログロブリンの存在下で再折り畳みされる。
この複合体は、先にタンパク質に操作された部位において重鎖のカルボキシル末
端でビオチン化される。テトラマー形成は、次いで、ストレプトアビジンの付加
によって誘導される。蛍光標識されたストレプトアビジンを用いて、抗原特異性
細胞を染色するためにテトラマーが使用され得る。これらの細胞は、次いで、例
えば、フローサイトメトリーによって同定され得る。このような分析は、診断目
的または予後目的のために使用され得る。
される(例えば、Bertoniら、J.Clin.Invest.100:5
03〜513、1997、およびPennaら、J.Exp.Med.174:
1565〜1570、1991を参照のこと)。例えば、HIVに罹患した個体
由来の患者のPBMCサンプルは、特定のペプチドを使用して、抗原特異性CT
LまたはHTLの存在について分析され得る。単核細胞を含む血液サンプルは、
PBMCを培養し、そして本発明のペプチドでその細胞を刺激することによって
評価され得る。適切な培養期間の後、拡大された細胞集団は、例えば、CTLま
たはHTL活性について分析される。
疫原をワクチン接種された患者から得たPBMCは、例えば、上記の方法のいず
れかを使用して分析され得る。患者は、HLAタイプであり、そしてその患者に
存在する対立遺伝子特異的分子を認識するペプチドエピトープ試薬は、分析のた
めに選択される。ワクチンの免疫原性は、PBMCサンプル中のHIVエピトー
プ特異性CTLおよび/またはHTLの存在によって示される。
ために使用され(例えば、CURRENT PROTOCOLS IN IMM
UNOLOGY、Wiley/Greene、NY;およびAntibodie
s A Laboratory Manual Harlow、Harlow
and Lane、Cold Spring Harbor Laborato
ry Press、1989を参照のこと)、これはHIV感染を診断するため
の試薬として有用であり得る。このような抗体としては、HLA分子の状況にお
いてペプチドを認識する抗体(すなわち、ペプチド−MHC複合体に結合する抗
体)が挙げられる。
上のペプチドを含むワクチンを調製する方法は、本発明のさらなる実施形態であ
る。一旦適切な免疫原性ペプチドが規定されると、これらは様々な手段によって
識別されそして送達され得る(本明細書中で「ワクチン」組成物と称される)。
このようなワクチン組成物としては、例えば、リポペプチド(例えば、Viti
ello,A.ら、J.Clin.Invest.95:341,1995)、
ポリ(DL−ラクチド−co−グリコリド)(「PLG」)ミクロスフェアにカ
プセル化されたペプチド組成物(例えば、Eldridgeら、Molec.I
mmunol.28:287〜294,1991:Alonsoら、Vacci
ne 12:299〜306,1994;Jonesら、Vaccine 13
:675〜681,1995を参照のこと)、免疫刺激複合体(ISCOMS)
に含まれたペプチド組成物(例えば、Takahashiら、Nature 3
44:873〜875,1990;Huら、Clin Exp Immunol
.113:235〜243,1998)、多抗原ペプチドシステム(MAP)(
例えば、Tam,J.P.、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.
A.85:5409〜5413、1988;Tam,J.P.、J.Immun
ol.Methods 196:17〜32,1996)、多価ペプチドして処
方されたペプチド;弾道的(ballistic)送達システムで使用するため
のペプチド、典型的に結晶化されたペプチド、ウイルス送達ベクター(Perk
us、M.E.ら、Concepts in vacine developm
ent,Kaufmann、S.H.E.編、379頁、1996;Chakr
abarti,S.ら、Nature 320:535,1986;Hu,S.
L.ら、Nature 320:537、1986;Kieny,M.P.ら、
AIDS Bio/Technology 4:790、1986;Top,F
.H.ら、J.Infect.Dis.124:148,1971;Chand
a,P.K.ら、Virology 175:535,1990)、ウイルスま
たは合成起源の粒子(例えば、Kofler,N.ら、J.Immunol.M
ethods.192:25,1996;Eldridge,J.H.ら、Se
m.Hematol.30:16,1993;Folo,L.D.Jr.ら、N
ature Med.7:649,1995)、アジュバント(Warren,
H.S.、Vogel,F.R.およびChedid,L.A.Annu.Re
v.Immunol.4:369,1986;Gupta,R.K.ら、Vac
cine 11:293,1993)、リポソーム(R4eddy,R.ら、J
.Immunol.148:1585、1992;Rock,K.L.、Imm
unol.Today 17:131,1996)、または裸のまたは粒子吸収
性のcDNA(Ulmer,J.B.ら、Science 259:1745,
1993;Robinson,H.L.、Hunt,L.A.、およびWebs
ter,R.G.、Vaccine 11:957、1993;Shiver,
J.W.ら、Concepts in vaccine developmen
t,Kaufmann,S.H.E.編、423頁、1996;Cease,K
.B.およびBerzofsky、J.A.、Annu.Rev.Immuno
l.12:923、1994およびEldridge,J.H.ら、Sem.H
ematol.30:16、1993)が挙げられ得る。Avant Immu
notherapeutics,Inc.(Needham.Massachu
setts)の技術のようなレセプター媒介性標的化として公知のトキシン標的
化送達技術もまた使用され得る。
ドをコードするDNAまたはRNAもまた、患者に投与され得る。このアプロー
チは、例えば、Wolffら、Science 247:1465(1990)
、ならびに米国特許第5,580,859号;同第5,589,466号;同第
5,804,566号;同第5,739,118号;同第5,736,524号
;同第5,679,647号;WO 98/04720に記載され、そして以下
でより詳細に記載される。DNAに基づく送達技術の例としては、「裸のDNA
」、(ブピバカイン、ポリマー、ペプチド媒介性の)促進化(facilita
ted delivery)送達、カチオン性脂質複合体送達、および粒子媒介
性(「遺伝子銃(gene gun)」)または圧力媒介性送達(例えば、米国
特許第5,922,687号を参照のこと)が挙げられる。
ーまたは細菌性ベクターによって発現され得る。発現ベクターの例としては、ワ
クチンまたは鶏痘のような弱毒化ウイルス宿主が挙げられる。このアプローチは
、例えば、本発明のペプチドをコードするヌクレオチド配列を発現するベクター
としてワクチンウイルスを使用することを包含する。急性または慢性的に感染さ
れた宿主あるいは非感染宿主へ導入されると、組換えワクチンウイルスは、免疫
原性ペプチドを発現し、それにより宿主CTLおよび/またはHTL応答を誘発
する。免疫プロトコールにおいて有用なワクチンベクターおよび方法は、米国特
許第4,722,848号に記載される。別のベクターは、BCG(Bacil
le Calmette Guerin)である。BCGベクターは、Stov
erら、Nature 351:456〜460(1991)に記載される。本
発明のペプチドの治療的投与または免疫のために有用な広範な他のベクター(例
えば、アデノおよびアデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクター、S
almonella typhiベクター、弱毒化炭疽毒素ベクターなど)は、
本明細書中の記載から当業者に明らかである。
む。ペプチドは、個々にワクチン中に存在し得る。あるいは、ペプチドは、同じ
ペプチドの複数のコピーを含むホモポリマーとして、または様々なペプチドのヘ
テロポリマーとして存在し得る。ポリマーは、増加した免疫反応(ここで、異な
るペプチドエピトープはポリマーを作製するために使用される)の利点である、
免疫応答について標的化された病原体または腫瘍関連ペプチドの異なる抗原性決
定因子と反応する抗体および/またはCTLを誘導するさらなる能力を有する。
この組成物は、天然に存在する範囲の抗原であり得るか、または例えば、組換え
的にまたは化学合成によって調製され得る。
して例えば、サイクログロブリン、アルブミン(例えば、ヒト血清アルブミン)
、破傷風トキソイド、ポリアミノ酸(例えば、ポリL−リジン、ポリL−グルタ
ミン酸)、インフルエンザ、B型肝炎ウイルスコアタンパク質などが挙げられる
。このワクチンは、生理学的耐性の(すなわち、受容可能な)希釈剤(例えば、
水、または生理食塩水、好ましくは、リン酸緩衝生理食塩水)を含み得る。ワク
チンはまた、典型的にアジュバントを含む。アジュバント(例えば、非完全フロ
イトアジュバント、リン酸アルミニウム、水酸化アルミニウムまたはミョウバン
)は、当該分野で周知の材料の例である。さらに、本明細書中に開示されるよう
に、CTL応答は、脂質(例えば、トリパルミトイル−S−グリセリルシステイ
ンリセリル(glycerylcysteinlyseryl)−セリン(P3
CSS)に本発明のペプチドを結合することによってプライム化され得る。
な経路を介して本発明に従うペプチド組成物で免疫すると、宿主の免疫系は、所
望の抗原に対して特異的な多量のCTLおよび/またはHTLを産生することに
よって、ワクチンに応答する。従って、この宿主は、少なくとも部分的に後の感
染に対して免疫があるか、または少なくとも部分的に進行中の慢性的な感染の発
症に対して耐性であるか、または抗原が腫瘍関連である場合、少なくともいくつ
かの治療的利点を誘導する。
する中和抗体および/またはヘルパーT細胞の応答を誘導または促進する成分と
を組み合わせることが所望され得る。このような組成物の好ましい実施形態は、
本発明に従うクラスIおよびクラスIIpエピトープを含む。このような組成物
の代替の実施形態は、本発明に従うクラスIおよびクラスIIエピトープを、汎
(Pan)DR分子(例えば、PADRETM)と共に含む(Epimmune,
San Diego,CA;例えば、米国特許第5,736,142号に記載さ
れる)。
胞(DC))を本発明のペプチドを提示するためのベシクルとして含み得る。ワ
クチン組成物は、樹状細胞の可動化および収集に続いてインビトロで作製され得
、それにより、樹状細胞の負荷はインビトロで起こる。例えば、樹状細胞は、本
発明に従うミニ遺伝子でトランスフェクトされるか、またはペプチドでパルス化
される。次いで、樹状細胞は、インビボでの免疫応答を誘発するために患者に投
与され得る。
また、樹状細胞可動化と組み合わせてインビボで投与され得、これにより樹状細
胞の負荷はインビボで起こる。
応答を誘導するために使用される。得られるCTLまたはHTL細胞は、他の従
来の形態の治療に応答しないか、または本発明に従う治療的ワクチンペプチドま
たは核酸に応答しない患者における慢性感染または腫瘍を処置するために使用さ
れ得る。特定の抗原(感染または腫瘍関連の抗原)に対するエキソビボにおける
CTLまたはHTL応答は、組織培養において、患者の、すなわち遺伝的に適合
性のCTLまたはHTL前駆細胞をAPCの供給源(例えば、CD)および適切
な免疫原性ペプチドと共にインキュベートすることによって誘導される。適切な
インキュベート時間(典型的には、約7〜28日)の後、この前駆細胞は活性化
され、そしてエフェクター細胞に拡大され、これらの細胞は患者に注入し戻され
、ここでこれらの細胞は特定の標的細胞(感染細胞または腫瘍細胞)を破壊する
かまたはその破壊を促進する。トランスフェクトされた樹状細胞はまた、抗原提
示細胞として使用され得る。
共に使用され得、プロテアーゼインヒビターおよびLI−2のような他の免疫ア
ジュバントを含む治療レジメンと組み合わせた使用を含む。
成物に含有するためのエピトープのアレイを選択する場合、またはワクチンに含
有されるべき別個のエピトープおよび/またはミニ遺伝子のような核酸によって
コードされるべきエピトープを選択するために、使用される。HIV感染を処置
または予防するためのワクチンにおいて使用され得る代表的な例示的なエピトー
プは、表XXXVIIおよびXXXVIIIに記載される。以下の原理の各々が
、選択を行うためにバランスを保たれることが好ましい。所定のワクチン組成物
に組み込まれる複数のエピトープは、エピトープが駆動されるネイティブの抗原
における配列で連続し得るが、これは必ずしもその必要はない。
を模倣するエピトープが選択される。HLAクラスIについて、これはHIVの
少なくとも1つの抗原に由来する3〜4個のエピトープを含む。HLAクラスI
Iに付いて、類似の原理が用いられる;また3〜4個のエピトープは、少なくと
も1つのHIV抗原から選択される(例えば、Rosenbergら、Scie
nce 278:1447〜1450を参照のこと)。
眼選択される:HLAクラスIは、500nM以下のIC50を有し、クラスII
について、1000nM以下のIC50を有する。
有ペプチドの十分なアレイは、広い集団適用範囲を与えるように選択される。例
えば、少なくとも80%の集団適用範囲を有することが好ましい。Monte
Carlo分析(当該分野で公知の統計的評価)を使用して、集団適用範囲の広
さまたは重複性を評価し得る。
ープに対して発達した耐性を有し得るため、アナログを選択することがしばしば
有用である。感染疾患関連性抗原についてエピトープを選択する場合、ネイティ
ブのエピトープまたはアナログのエピトープのいずれかを選択することが好まし
い。
関連性を有する。少なくとも2つのエピトープが所定のペプチド配列において重
複している入れ子状エピトープが生じる。入れ子状ペプチド配列は、HLAクラ
スIおよびHLAクラスIIエピトープの両方を含み得る。入れ子状エピトープ
を提供する場合、一般的な目的は、一配列あたりの最多数のエピトープを提供す
ることである。従って、1つの局面は、ペプチド中のアミノ末端エピトープのア
ミノ末端およびカルボキシル末端エピトープのカルボキシル末端より長いペプチ
ドを提供しないようにすることである。多重エピトープ性配列(例えば、入れ子
状エピトープを含む配列)を提供する場合、一般に、これが病理学的または他の
有害な生物学的特性を有さないことを保証するために、この配列をスクリーニン
グすることが重要である。
る場合、目的のエピトープを含む最小のペプチドを生成することが目的である。
入れ子状エピトープを含むペプチドを選択する場合に用いられるものと同じでは
ない場合、この原理は類似している。しかし、人工ポリエピトープペプチドを用
いて、サイズ最小化の目的は、ポリエピトープタンパク質中のエピトープ間の任
意のスペーサー配列を組み込む必要性に対してバランスを保たれる。スペーサー
アミノ酸残基は、例えば、接合部エピトープ(免疫系により認識されるエピトー
プであって、標的抗原には存在せず、そしてエピトープの人工並列によってのみ
作製される)を回避するため、またはエピトープ間の切断を促進し、それにより
エピトープ提示を増大するために導入され得る。接合部エピトープは一般的に回
避される。なぜなら、レシピエントは、非ネイティブのエピトープに対する免疫
応答を生成し得ないからである。「優性エピトープ」である接合部エピトープは
特に関心をもたれる。優性エピトープは、他のエピトープに対する免疫応答が減
少または抑制されるこのような強力な応答を導き得る。
なペプチドエピトープはまたそれらの保存性に基づいて選択され得る。例えば、
保存性についての基準は、HLAクラスI結合ペプチドの配列全体またはクラス
II結合ペプチドの9マーコア全体が、特定のタンパク質抗原について評価され
た配列の指定された割合で保存されることを定義する。
る。本発明のペプチドをコードする核酸は、本発明の特に有用な実施形態である
。ミニ遺伝子に含まれるエピトープは、好ましくは、前の章に記載されるガイド
ラインに従って選択される。本発明のペプチドをコードする核酸を投与する好ま
しい手段は、本発明の1つまたは複数のエピトープを含むペプチドをコードする
ミニ遺伝子構築物を使用する。
中の出願U.S.S.N. 09/311,784;Ishiokaら,J.I
mmunol 162:3915−3925,1999;An,L.およびWh
itton,J.L.,J Virol 71:2292,1997;Thom
son,S.A.ら,J Immunol 157:822,;Whitton
,J.L.ら,J Virol.67:348,1993;Hanke,Rら,
Vaccine 16:426,1998)。例えば、9個の優性HLA−A*
0201−をコードする多重エピトープ性DNAプラスミド、ならびにポリメラ
ーゼ、エンベロープ、ならびにHBVおよびヒト免疫不全ウイルス(HIV)の
中心タンパク質、PADRETM汎用ヘルパーT細胞(HTL)エピトープ、なら
びに小胞体転座シグナル配列由来の全制限エピトープを遺伝子操作した。
て、この試験したエピトープに対するCTL誘導応答の大きさを評価し得る。さ
らに、インビボにおいてDNAでコードされたエピトープの免疫応答を、DNA
プラスミドで形質移入した標的細胞に対する特異的CTL系統のインビトロ応答
と相関させ得る。従って、これらの実施例は、このミニ遺伝子が以下の両方に有
用であることを示し得る:1)CTL応答を発生させること、および2)コード
されたエピトープを発現する誘導CTL認識細胞。
をコードするDNA配列を産生するために、このエピトープのアミノ酸配列は、
逆転写され得る。ヒトコドン使用表を利用して、各アミノ酸配列に対するコドン
選択を誘導し得る。これらのエピトープをコードするDNA配列は、直接隣接さ
れてもよく、翻訳される場合、連続ポリペプチド配列を産生する。発現および/
または免疫原性を最適にするために、さらなるエレメントがミニ遺伝子の設計に
取り込まれ得る。逆転写され、そしてミニ遺伝子配列に含まれ得るアミノ酸配列
の例としては、以下が挙げられる:HLAクラスIエピトープ、HLAクラスI
Iエピトープ、ユビキチン結合シグナル配列、および/または小胞体標的シグナ
ル。さらに、CTLおよびHTLエピトープのHLA提示は、合成(例えば、ポ
リ−アミン)または天然に存在する、CTLエピトープまたはHTLエピトープ
に隣接する側方配列を含むことによって改良され得;エピトープ(単数または複
数)を含むこれらのより大きなペプチドは、本発明の範囲内である。
チドを構築することによってDNAに変換され得る。重複性オリゴヌクレオチド
(30〜100の塩基長)を、周知の技術を使用する適切な条件下で、合成、リ
ン酸化、精製およびアニールし得る。オリゴヌクレオチドの末端を、例えば、T
4 DNAリガーゼを使用して結合し得る。次いで、この合成ミニ遺伝子(エピ
トープポリペプチドをコードする)を、所望の発現ベクターにクローニングし得
る。
ためにベクター中に含まれる。いくつかのベクターエレメントが所望される;ミ
ニ遺伝子の挿入のための下流クローニング部位を有するプロモーター;効果的な
転写終結のためのポリアデニル化シグナル;E.coliの複製起点;およびE
.coli分泌標識(例えば、アンプリコンまたはカナマイシン耐性)。多数の
プロモーター(例えば、ヒトサイトメガロウイルス(hCMV)プロモーター)
が、この目的のために使用され得る。他の適切なプロモーター配列について、例
えば、米国特許第5,580,859号および同第5,589,466号を参照
のこと。
めに所望される。いくつかの場合において、イントロンは、効果的な遺伝子発現
のために必要とされ、そして1以上の合成イントロンまたは天然に存在するイン
トロンは、ミニ遺伝子の転写領域に取り込まれ得る。ミニ遺伝子の発現を増加さ
せるために、mRNA安定化配列および哺乳動物細胞中での複製のための配列の
封入が考慮され得る。
リリンカー領域にクローニングされる。このプラスミドを、適切なE.coli
株に形質転換され、そしてDNAが標準的な技術を使用して調製される。ミニ遺
伝子の起点およびDNA配列、ならびにベクター中に含まれる他の全エレメント
は、制限マップおよびDNA配列分析を使用して確認される。正確なプラスミド
を有する細菌細胞は、マスター細胞バンクおよび作業用細胞バンクとして保存さ
れ得る。
の役割を果たすようである。これらの配列は、所望の場合、免疫原性を増強する
ために、ミニ遺伝子コード配列の外側のベクター中に含まれ得る。
ク質の両方の産生を可能にするbi−シストロン発現ベクター(免疫原性を増強
または減少させるために含まれる)を使用し得る。同時発現する場合、免疫応答
を有利に増強し得るタンパク質またはポリペプチドの例としては、サイトカイン
(例えば、IL−1、IL−12、GM−CSF)、サイトカイン−誘導分子(
例えば、LeIF)、同時刺激分子、またはHTL応答、汎DR結合タンパク質
(PADRETM、Epimmune、San Diego,CA)が挙げられる
。ヘルパー(HTL)エピトープを細胞内標的シグナルに結合し、そして発現し
たCTLエピトープから別個に発現し得る。これにより、HTLエピトープをC
TLエピトープと異なる細胞画分に指向することを可能にする。必要である場合
、これにより、HTLエピトープのHLAクラスII経路へのより効果的な侵入
を可能にし、これによりHTL誘導を改良する。HTLまたはCTL誘導に対し
て、免疫抑制分子(例えば、TGF−β)の同時発現による免疫応答を特異的に
減少させることは、特定の疾患において有用であり得る。
産生され得る。作業用細胞バンクからのアリコートを、増殖培地を播種するため
に使用し、周知の技術に従って、振盪フラスコまたはバイオリアクター中で飽和
まで増殖させる。プラスミドDNAを、標準的なバイオ分離技術(例えば、QI
AGEN,Inc.(Valencia,California)によって供給
される固相陰イオン交換樹脂)を使用して精製され得る。必要とされる場合、高
次コイルDNAを、ゲル電気泳動または他の方法を使用する、開環形態および線
状形態から単離し得る。
る。これらの最も単純なものは、滅菌リン酸−緩衝生理食塩水(PBS)中の凍
結乾燥したDNAの再構築物である。「裸のDNA」として公知のこのアプロー
チは、現在、臨床試験において筋内(IM)投与のために使用されている。ミニ
遺伝子のDNAワクチンの免疫治療効果を最大にするために、精製したプラスミ
ドDNAを処方するための代替方法が所望され得る。種々の方法が記載され、そ
して新規の技術が利用可能であり得る。カチオン性脂質、糖脂質、および融合誘
導リポソームがまた処方物中で使用され得る(例えば、WO93/24640;
Mannino & Gould−Fogerite,BioTechnisq
ues6(7):682(1988);米国特許第5,279,833号;WO
91/06309号;およびFelgerら,Proc.Nat’l Acad
.Sci.USA 84:7413(1987)を参照のこと)。さらに、保護
的、相互作用的、非融合化合物(PINC)として集合的に言及されるペプチド
および化合物はまた、精製されたプラスミドDNAに複合体化され、安定性、筋
内分散、または特定の器官もしくは細胞型の輸送に影響を与える。
クラスI提示のための機能的アッセイとして使用され得る。例えば、プラスミド
DNAを、標準的なCTLのクロム放出アッセイに対する標的として適切である
、哺乳動物細胞株に導入される。使用される形質移入方法は、最終の処方物に依
存する。エレクトロポレーションが「裸の」DNAのために使用され、一方、カ
チオン性脂質は、インビトロでの形質移入に指向することを可能にする。プラス
ミド発現緑色蛍光タンパク質(GFP)を同時形質移入して、蛍光活性化細胞分
類(FACS)を使用する形質移入細胞の濃縮を可能にし得る。次いで、これら
の細胞は、エピトープ−特異的CTL株のための標的細胞として標識および使用
されるクロミウム−51(51Cr)であり;51Cr放出によって検出された細胞
溶解は、ミニ遺伝子コード化CTLエピトープの産物およびミニ遺伝子コード化
CTLエピトープのHLA提示の両方を示す。HTLエピトープの発現は、HT
L活性を評価するためのアッセイを使用して、類似様式で評価され得る。
第2のアプローチである。適切なヒトHLAタンパク質を発現するトランスジェ
ニックマウスは、DNA産物で免疫される。投与の用量および経路は、処方物に
依存する(例えば、PBS中でのDNAに対するIM、脂質複合体化DNAに対
する腹腔内(IP))。免疫の21日後、球状赤血球を収集し、そして試験され
る各エピトープをコードするペプチドの存在下で1週間、再刺激した。その後、
CTLエフェクター細胞について、標準的な技術を使用してペプチド負荷した51 Cr標識でした標的細胞の細胞溶解についてアッセイを行った。ミニ遺伝子コー
ド化エピトープに対応する、ペプチドエピトープで負荷したHLAによって感作
された標的細胞の溶解は、CTLのインビボでの誘導についてDNAワクチン機
能を証明する。HTLエピトープの免疫原性を、アナログ様式でトランスジェニ
ックマウスにおいて評価する。
送達を使用して、核酸を投与し得る。この技術を使用して、単独でDNAを含む
粒子を投与する。さらなる代替の実施形態において、DNAは、粒子(例えば、
金粒子)に接着され得る。
刺激性活性を有する)を改変して、所望の属性(例えば、改良された血清の半減
期)を提供するか、または免疫原性を増強し得る。
を含み得る少なくとも1つのエピトープを含む配列にペプチドを連結することに
よって増強し得る。免疫原性を増強するために、CTLエピトープと組合せたT
ヘルパーエピトープの使用は、例えば、同時係属中のU.S.S.N.08/8
20,360号、U.S.S.N.08/197,484号、およびU.S.S
.N.08/464,234号に例示される。
Lエピトープ/HTLエピトープ結合体をスペーサー分子によって連結する。こ
のスペーサーは、代表的に、比較的小さな中性分子(例えば、アミノ酸またはア
ミノ酸模倣物)からなり、これは生理学的条件下で実質的に荷電されていない。
このスペーサーは、代表的に、例えば、Ala、Gly、または非極性アミノ酸
もしくは中性の極性アミノ酸の他の中性スペーサーから選択される。任意に、本
スペーサーは、同一の残基を含む必要がなく、従ってヘテロ−オリゴマーまたは
ホモ−オリゴマーであり得ることが理解される。存在する場合、このスペーサー
は、通常、少なくとも1個または2個の残基、より通常、3〜6個の残基、そし
て時々、10以上の残基である。CTLペプチドエピトープは、CTLペプチド
のアミノ末端またはカルボキシ末端のいずれかのスペーサーを介して、または直
接的かのいずれかで、Tヘルパーペプチドエピトープに連結され得る。免疫原性
ペプチドまたはTヘルパーペプチドのいずれかのアミノ末端をアシル化し得る。
るTヘルパー細胞によって認識されるペプチドである。これは、多くの、ほとん
どの、または全てのHLAクラスII分子に結合するペプチドを選択することに
よって達成され得る。これらは、「緩やかにHLAで拘束された」または「乱雑
」Tヘルパー配列として公知である。乱雑であるアミノ酸配列の例としては、位
置830〜843(QYIKANSKFIGITE;配列番号51484)の破
傷風トキソイド、位置378〜398(DIEKKIAKMEKASSVFNV
VNS;配列番号51485)のPlasmodium falciparum
circumsporozoite(CS)タンパク質および位置116(G
AVDSILGGVATYGAA;配列番号51486)のStreptoco
ccus18kDタンパク質のような抗原由来の配列を含む。他の例としては、
DR1−4−7過剰モチーフ、またはDR3モチーフのいずれかを有するペプチ
ドが挙げられる。
列を使用して、Tヘルパーリンフォサイトを刺激し得る合成ペプチドを調製する
ことが可能である(例えば、PCT公開WO95/07707を参照のこと)。
汎DR−結合エピトープと呼ばれる合成化合物(例えば、PADRETM、Epi
mmune,Inc.,San Diego,CA)は、最も好ましくは、ほと
んどのHLA−DR(ヒトHLAクラスII)分子に結合するように設計される
。例えば、以下の式を有する汎DR−結合エピトープペプチド:aKXVAAW
TLKAAa(ここで、「X」は、シクロヘキシルアラニン、フェニルアラニン
、またはチロシンのいずれかであり、そしてaは、D−アラニンまたはL−アラ
ニンのいずれかである)は、ほとんどHLA−DR対立遺伝子に結合し、そして
HLA型に関係なく、ほとんどの固体由来のTヘルパーリンホカインの応答を刺
激することが見出された。汎DR結合エピトープの代替物は、全て「L」点検ア
ミノ酸を含み、そしてこのエピトープをコードする核酸の形態で提供され得る。
され得る。例えば、このエピトープは、D−アミノ酸を有するように改変され得
、プロテアーゼに対する耐性を上げ、従って血清の半減期を伸ばすか、またはこ
のエピトープは、脂質、タンパク質、炭水化物などのような他の分子に結合され
、生物学的活性を上げ得る。例えば、Tヘルパーペプチドを、アミノ末端または
カルボキシル末端のいずれかで1以上のパルミチン酸鎖に結合させ得る。
ォサイトを初回刺激する少なくとも1成分を含むことが所望され得る。脂質は、
ウイルス抗原に対してインビボでCTLを初回刺激し得る薬剤として同定された
。例えば、パルミチン酸残基は、リシン残基のε−およびα−アミノ基に結合さ
れ得、次いで、例えば、Gly、Gly−Gly、Ser、Ser−Serなど
の1以上の連結残基を介して免疫原性ペプチドに連結される。次いで、この脂質
化ペプチドを、ミセルまたは粒子のいずれかで直接投与し、リポソームに組み込
まれるか、またはアジュバント(例えば、フロイント不完全アジュバント)に乳
化され得る。好ましい実施形態において、特に有効な免疫原性組成物は、Lys
のε−アミノ基およびα−アミノ基に結合するプラスミン酸を含み、これは、例
えばSer−Serの連結を介して、免疫原性ペプチドのアミノ末端に結合され
る。
(例えば、トリパルミトイル−S−グリセリルシステイニルセリル−セリン(P 3 CSS))を使用して、適切なペプチドに共有結合する場合に、ウイルス特異
的CTLを初回刺激し得る(例えば、Deresら、Nature 342:5
61,1989を参照のこと)。例えば、本発明のペプチドをP3CSSに連結
して、そしてリポペプチドを、標的抗原に対するCTL応答を特異的に初回刺激
するために、個体に投与され得る。さらに、抗体を中和する誘導は、P3CSS
結合体化エピトープで初回刺激され得るので、これらの2種の組成物は、体液性
応答と細胞媒介応答との両方をより有効に惹起するように組み合わせられる。
加することによって改変され得、キャリア支持体またはより大きなペプチドに連
結するため、ペプチドまたはオリゴペプチドの物理学的特性または化学的特性を
改変するためなどに、一方のペプチドを別のペプチドに連結する容易性を提供す
る。アミノ酸(チロシン、システイン、リジン、グルタミン酸またはアスパラギ
ン酸など)を、ペプチドまたはオリゴペプチド(特に、クラスIペプチド)のC
末端またはC末端に誘導し得る。しかし、CTLエピトープのカルボキシル末端
の改変は、いくらかの場合、ペプチドの結合特性を変化させ得ることに注目すべ
きである。さらに、ペプチドまたはオリゴペプチド配列は、末端−NH2アシル
化(例えば、アルカノイル(C1−C20)またはチオグリコリルアセチル化、
カルボキシル末端のアミド化(例えば、アンモニアまたはメチルアミンなど))
によって改変することによって天然の配列とは異なり得る。いくつかの場合にお
いて、これらの改変体は、支持体または他の分子に連結するための部位を提供し
得る。
含むワクチン組成物) 本発明に従うワクチン組成物の実施形態は、エピトープ含有ペプチドのカクテ
ルの、患者の血液からのPBMCまたはそこから単離されたDCへのエキソビボ
での投与を含む。DCの収集を促進するための薬学的組成物(例えば,Prog
enipoietinTM(Monsanto,St.Louis,MO)または
GM−CSF/IL−4)が使用される。DCをペプチドでパルスした後、およ
び患者への再灌流の前に、DCを洗浄して、非結合ペプチドを除去する。この実
施形態において、パルス化ペプチドエピトープに存在する、ペプチドパルス化D
Cを含むワクチンを、それらの表面上でHLA分子と共に複合体化した。
くらかは、目的の1以上のHIV抗原に対するCTL応答を刺激する。必要に応
じて、ヘルパーT細胞(HTL)ペプチド(例えば、PADREファミリー分子
)を誘導して、CTL応答を促進し得る。従って、本発明の従うワクチン(好ま
しくは、複数のHIV抗原由来のエピトープを含む)を使用して、HIV感染を
処置する。
乳動物(特に、ヒト)への投与のために有用であり、HIV感染を処置および/
または予防する。本発明のペプチドを含むワクチン組成物は、HIVに感染した
患者あるいはHIVに感染しやすい、または危険性がある患者に投与され、HI
V抗原に対する免疫応答を惹起し、従って患者自身の免疫応答能力を向上させる
。
ープを含むペプチドは、HLA分子によって提示される場合、およびペプチドに
よって含まれるエピトープに特異的なCTLまたはHTLと接触される場合に、
免疫応答を誘導する。このペプチド(またはこのペプチドをコードするDNA)
は、個々に、または1以上のペプチド配列の融合として投与され得る。このペプ
チドをCHLまたはHTLと接触させる様式は、本発明にとって重要ではない。
例えば、このペプチドは、インビボまたはインビトロのいずれかでCTLまたは
HTLと接触され得る。インビボでこの接触が生じる場合、このペプチド自体は
、患者に投与され得るか、または他のベシクル(例えば、1以上のペプチドをコ
ードするDNAベクター、このペプチドをコードするウイルスベクター、リポソ
ームなど)が、本明細書中に記載されるように使用され得る。
えば、ペプチドパルス樹状細胞、またはHIV特異的CTL)を含み得、これは
、抗原提示細胞をインビトロでペプチドに適用することによってか、または抗原
提示細胞を本発明のミニ遺伝子でトランスフェクトすることによって導入されて
いる。続いて、このような細胞集団は、治療的有効用量で患者に投与される。
対する有効なCTLおよび/またはHTL応答を引き出し、そして症状および/
または合併症を治癒するかあるいは少なく部分的に阻止するかまたは遅くするの
に十分な量で患者に投与される。これを達成するのに適切な量は、「治療的有効
用量」として規定される。この使用に有効な量は、例えば、投与される特定の組
成物、投与の方法、処置される疾患の段階および重症度、患者の体重および健康
の一般的状態、ならびに処方する医師の判断に依存する。
、最初の予防的免疫についての投薬量は、下限の値が約1、5、50、500、
または1000μgであり、そして上限の値が約10,000;20,000;
30,000;または50,000μgである単位投薬範囲で一般に存在する。
ヒトについての投薬量の値は、典型的に、70キログラムの患者あたり約500
μg〜約50,000μgの範囲である。これに続いて、ワクチンの最初の投与
の約4週間〜6ヶ月後に、規定された間隔で投与される約1.0μgと約50,
000μgの間のペプチドの投薬量をブーストする。ワクチンの免疫原性は、患
者の血液のサンプルから得られたCTLおよびHTLの特異的活性を測定するこ
とによって評価され得る。
れ得、従って、より大きな集団への投与の必要を最小化する。
るDNAは、一般的にHIVですでに感染された個体に投与される。ペプチドま
たはそれらをコードするDNAは、個々にまたは1つ以上のペプチドの配列の融
合物として投与され得る。HIV感染患者は、免疫原性ペプチドを用いて別々に
または適切なように他の処置と組み合わせて処置され得る。治療的使用のために
、投与は、一般的に、HIV感染の最初の診断において始まる。これに続いて、
少なくとも症状が実質的に弱めるまでそしてその後のある期間の間、用量をブー
ストする。患者に送達されるワクチン組成物の実施形態(すなわち、ペプチドカ
クテル、ポリエピトープポリペプチド、ミニ遺伝子、あるいはHIV抗原特異的
CTLまたはパルス樹状細胞のような実施形態を含むが、これらに限定されない
)は、疾患の段階または患者の健康状態に従って変化し得る。例えば、いくつか
の患者において、HIV特異的CTLを含むワクチンは、HIV感染細胞を殺傷
する際に、代替の実施形態よりも効果的であり得る。
ば、疾患の症状を表していないが、疾患ベクターとして働くヒトにおいて使用さ
れ得る。この文脈において、細胞傷害性T細胞応答を効果的に刺激するのに十分
な投与の様式によって送達される量のペプチドエピトープを提供することが一般
的に重要である;ヘルパーT細胞応答を刺激する組成物はまた、本発明のこの実
施形態に従って与えられ得る。
500、または1000μgであり、そして上限の値が約10,000;20,
000;30,000;または50,000μgである単位投薬範囲で存在する
。ヒトについての投薬量の値は、典型的に、70キログラムの患者あたり約50
0μg〜約50,000μgの範囲である。数週間〜数ヶ月(例えば、4週間〜
6ヶ月)にわたってブースティングレジメンに従って約1.0μg〜約50,0
00μgのペプチドのブースティング投薬は、多分、個体を効果的に免疫するた
めの長期の時間の間、必要とされ得る。ブースティング用量は、患者の血液から
得られるCTLおよびHTLの特異的活性を測定することによって決定される患
者の応答および状態に依存して投与され得る。
状況または潜在的に生命を危うくする状況で使用され得る。このような場合にお
いて、最小量の外来の物質および本発明の好ましい組成物におけるペプチドの比
較的非毒性の性質の結果として、これらの記述された投薬量に対して実質的に過
剰のこれらのペプチド組成物を投与することが、可能であり、そして処置する患
者によって望ましいと感じられ得る。
は実質的に弱まったことを示すまでそしてその後のある期間の間、投薬が続けら
れるべきである。投薬、投与の経路、および投薬スケジュールは、当該分野で公
知の方法論に従って調節される。
くも膜下投与、または局所投与に意図される。好ましくは、薬学的組成物は、非
経口的に、例えば、静脈内に、皮下に、皮内に、または筋内に投与される。従っ
て、本発明は、受容可能なキャリア(好ましくは、水性キャリア)に溶解される
かまたは懸濁される免疫原性ペプチドの溶液を含む非経口投与のための組成物を
提供する。種々の水性キャリアは、例えば、水、緩衝化水、0.8%生理食塩水
、0.3%グリシン、ヒアルロン酸などが使用され得る。これらの組成物は、従
来の周知の滅菌化技術によって滅菌化され得るか、または滅菌濾過され得る。得
られる水溶液は、そのままでの使用のためにパッケージングされ得るか、または
凍結乾燥され得、この凍結乾燥された調製物は、投与の前に滅菌溶液と組み合わ
せられる。この組成物は、およそ生理学的条件に必要とされる薬学的に受容可能
な補助物質、例えば、pH調節剤、緩衝化剤、張性調節剤、湿潤剤、保存剤など
(例えば、酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、
塩化カルシウム、ソルビタンモノラウレート、オレイン酸トリエタノールアミン
など)を含み得る。
量%未満、通常、約2重量%または少なくとも約2重量%から、20重量%〜5
0重量%以上の多さまでで変化し得、主に、選択される投与の特定の様式に従っ
て、流体容積、粘度などによって選択される。
キャリア(好ましくは、水性キャリア)を含む薬学的組成物中に含まれ、そして
このような組成物のヒトへの投与に使用されるための当業者によって公知の流体
の容積で投与される(例えば、Remington’s Pharmaceut
ical Sciences、17th Edition、A.Gennaro、
Editor、Mack Publishing Co.、Easton、Pe
nnsylvania、1985)。
プチドを特定の組織(例えば、リンパ組織)に標的化させるために、または感染
した細胞に選択的に標的化させるために、そしてペプチド組成物の半減期を増加
させるために役立つ。リポソームには、エマルジョン、泡状物、ミセル、不溶性
単層、液晶、リン脂質分散物、層状層などが挙げられる。この調製物において、
送達されるべきペプチドは、リポソームの一部として、単独であるいはリンパ系
細胞に広く行き渡るレセプターに結合する分子(例えば、CD45抗原に結合す
るモノクローナル抗体)とともに、または他の治療組成物もしくは免疫原性組成
物とともに組み込まれる。従って、本発明の所望のペプチドで負荷されるかまた
は装飾(decorated)されるかのいずれかのリポソームが、リンパ球の
部位に指向され、ここで、そのときリポソームがペプチド組成物を送達する。本
発明に従う使用のためのリポソームは、標準的な小胞形成脂質から形成され、こ
れには、一般的に、中性および陰性に荷電されたリン脂質およびステロール(例
えば、コレステロール)が挙げられる。脂質の選択は、一般的に、例えば、リポ
ソームサイズ、酸不安定性および血流中のリポソームの安定性を考慮してガイド
される。種々の方法が、リポソームを調製するために利用可能であり、例えば、
Szokaら、Ann.Rev.Biophys.Bioeng.9:467(
1980)および米国特許第4,235,871号、同第4,501,728号
、同第4,837,028号、および同第5,019,369号に記載される。
例えば、所望の免疫系細胞の細胞表面決定基に特異的な抗体またはそのフラグメ
ントが挙げられ得る。ペプチドを含むリポソーム懸濁物は、静脈内、局所的(l
ocally、topically)などで、特に投与の方法、送達されるペプ
チド、および処置される疾患の段階に従って変化する用量で投与され得る。
えば、薬学的等級のマンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネ
シウム、サッカリンナトリウム、タルク、セルロース、グルコース、スクロース
、炭酸マグネシウムなどが挙げられる。経口投与のために、薬学的に受容可能な
非毒性組成物は、任意の通常使用される賦形剤(例えば、先に列挙されたもの)
および一般的に10〜95%の活性成分(すなわち、本発明の1つ以上のペプチ
ド)、より好ましくは、25%〜75%の濃度で組み込むことによって形成され
る。
び噴霧剤とともに細かく分割された形態で供給される。ペプチドの代表的な割合
は、0.01重量%〜20重量%、好ましくは、1重量%〜10重量%である。
界面活性剤は、もちろん非毒性でなければならず、そして好ましくは噴霧剤に可
溶である。このような薬剤の代表は、6〜22個の炭素原子を含む脂肪酸のエス
テルまたは部分エステル、例えば、カプロン酸、オクタン酸、ラウリン酸、パル
ミチン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレン酸、オレステリン酸(oles
teric acid)およびオレイン酸と、脂肪族多水酸基アルコールまたは
その環式無水物である。混合エステル(例えば、混合または中性グリセリド)が
使用され得る。界面活性剤は、組成物の0.1重量%〜20重量%、好ましくは
、0.25〜5重量%を構成し得る。組成物の残りは、通常、噴霧剤である。キ
ャリアはまた、望ましいならば、例えば、鼻腔内送達のためのレシチンとともに
含まれ得る。
キットの形態で提供され得る。代表的なキットは、容器内に、好ましくは、単位
用量形態の所望のペプチド組成物および投与のための指示書を含む。代替的なキ
ットは、投与のための指示書とともに、容器内に、好ましくは単位用量形態で、
本発明の所望の核酸を伴なうミニ遺伝子構築物を含む。IL−2またはIL−1
2のようなリンホカインもまた、キットに含まれ得る。所望であり得る他のキッ
ト構成要素には、例えば、滅菌シリンジ、ブースター投薬、および他の所望の賦
形剤が挙げられる。
これらのエピトープを用いる免疫応答は、種々の形態においてエピトープを投与
することによって導入された。エピトープは、ペプチドとして、核酸として、そ
して本発明のエピトープをコードする核酸を含むウイルスベクターとして投与さ
れた。ペプチドに基づくエピトープ形態の投与において、免疫応答は、エピトー
プを細胞で発現される空のHLA分子上に直接負荷することによって、そしてエ
ピトープのインターナリゼーションを介して、そしてHLA I型経路を介して
プロセスすることによって導入された;いずれの場合においても、エピトープを
発現するHLA分子は、次いで、相互作用し得、そしてCTL応答を誘導し得た
。ペプチドは、直接的に、またはリポソームのような薬剤を使用して送達され得
る。これらは、さらに、弾道的送達(ballistic delivery)
(ここで、ペプチドは、代表的には、結晶形態である)を使用して送達され得る
。DNAが免疫応答を誘導するために使用される場合、裸のDNAとして(一般
的に、約1〜5mgの投薬範囲)または銃式「遺伝子銃」送達を介して(代表的
に、約10〜100μgの投薬範囲)のいずれかで投与される。DNAは、種々
のコンホメーション(例えば、線状、環状など)で送達され得る。種々のウイル
スベクターもまた、本発明に従ってエピトープをコードする核酸を含んで首尾良
く使用されている。
れらの組成物形態のそれぞれの実施形態は、免疫応答を誘導するために首尾良く
使用されている。
ルのペプチドは、一般的に、1つ以上の薬学的に受容可能な賦形剤と混合される
。ペプチドカクテルは、同じペプチドの複数のコピーを含み得るか、またはペプ
チドの混合物を含み得る。ペプチドは、天然のエピトープのアナログであり得る
。ペプチドは、人工のアミノ酸および/または化学的改変(例えば、脂質化;ア
セチル化、グリコシル化、ビオチニル化、リン酸化のような表面活性分子の添加
)を含み得る。ペプチドは、CTLまたはHTLエピトープであり得る。好まし
い実施形態において、ペプチドカクテルは、複数の異なるCTLエピトープおよ
び少なくとも1つのHTLエピトープを含む。HTLエピトープは、天然または
非天然(例えば、PADRE(登録商標)、Epimmune Inc.,Sa
n Diego、CA)であり得る。本発明の実施形態における異なるエピトー
プの数は、一般的に、1〜150の整数(whole unit intege
r)である(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12
、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24
、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36
、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48
、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60
、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72
、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84
、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96
、97、98、99、100、または150)。
築物(すなわち、ポリエピトープペプチド)を含む。本発明に従うポリエピトー
プペプチドは、当該分野において周知の技術の使用によって調製される。これら
の公知の技術の使用によって、本発明に従うエピトープは、互いに接続される。
ポリエピトープペプチドは、線状または非線状(例えば、多価)であり得る。こ
れらのポリエピトープ構築物は、人工アミノ酸、スペーシングまたはスペーサー
アミノ酸、隣接アミノ酸、または隣接エピトープ間の化学改変を含み得る。ポリ
エピトープ構築物は、ヘテロポリマーまたはホモポリマーであり得る。ポリエピ
トープ構築物は、一般的に、2〜150の間の任意の整数の量(例えば、2、3
、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17
、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29
、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41
、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53
、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65
、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77
、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89
、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、ま
たは150)でエピトープを含む。ポリエピトープ構築物は、CTLおよび/ま
たはHTLエピトープを含み得る。構築物中の1つ以上のエピトープは、例えば
、表面活性物質(例えば、脂質)の付加によって改変され得るか、または化学的
に改変され得る(例えば、アセチル化など)。さらに、多重エピトープ性構築物
における結合は、ペプチド結合以外(例えば、共有結合、エステルまたはエーテ
ル結合、ジスルフィド結合、水素結合、イオン結合など)であり得る。
(すなわち、対応するかまたは接触する)アミノ酸の系列、配列、ストレッチ(
stretch)を含む構築物を含む。このアミノ酸のストレッチは、より長い
系列のアミノ酸から切断されるかまたは単離される場合、本発明に従って、HL
A I型エピトープまたはHLA II型エピトープとして機能するアミノ酸の
少なくとも1つのサブ配列(subsequence)を含む。この実施形態に
おいて、ペプチド配列は、当該分野で公知であるかまたは提供される多数の技術
を使用することによって、本明細書中に規定されるような構築物になるように改
変される。ポリエピトープ構築物は、70〜100%(例えば、70、71、7
2、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、8
4、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、9
6、97、98、99、または100%)の任意の整数の増分でネイティブな配
列に対して相同性を含み得る。
プを含む抗原提示細胞である。抗原提示細胞は、「専門的」抗原提示細胞(例え
ば、樹状細胞)であり得る。抗原提示細胞は、当該分野において公知の任意の手
段または当該分野において決定された任意の手段によって本発明のエピトープを
含み得る。このような手段には、樹状細胞を1つ以上の個々のエピトープまたは
複数のエピトープを含む1つ以上のペプチドで、銃式核酸送達のような核酸投与
によって、または核酸の投与について当該分野の他の技術(ベクターに基づく(
例えば、ウイルスベクター)核酸の送達を含む)によって適用することを含む。
ードする核酸、または本発明に従うポリエピトープペプチドをコードする核酸を
含む。当業者によって理解されるように、種々の核酸組成物が、遺伝子コードの
重複性に起因して同じペプチドをコードする。これらの核酸組成物のそれぞれは
、本発明の範囲内に含まれる。本発明のこの実施形態は、DNAまたはRNAを
含み、特定の実施形態において、DNAおよびRNAの組み合わせを含む。本発
明に従うペプチドをコードする核酸を含む任意の組成物または本発明に従う任意
の他のペプチドに基づく組成物が、本発明の範囲内であることが理解される。
該分野で既に公知であるかまたは公知になる原理を使用して作製される、本発明
のエピトープのアナログを含み得ることが理解される。アナログ化に関する原理
は、現在、当該分野において公知であり、本明細書中に開示される;さらに、ア
ナログ化原理(ヘテロクリティックアナログ化)が、1999年1月6日に出願
された同時係属出願シリアル番号U.S.S.N.第09/226,775号に
開示される。一般的に、本発明の組成物は、単離されているかまたは精製されて
いる。
の目的のために提供され、そして任意の様式においても本発明を制限することを
意図しない。当業者は、本発明に従って代替の実施形態を得るために変化または
改変され得る重要でない種々のパラメータを容易に認識する。
ラスIIペプチドエピトープの同定、選択、および使用を例示する。
プチドの結合親和性の定量化を示す。結合アッセイは、モチーフを保有するかま
たはモチーフを保有しないペプチドを用いて実施され得る。
製した(Sidneyら,Current Protocols in Imm
unology 18.3.1(1998);Sidney,ら,J.Immu
nol.154:247(1995);Sette,ら,Mol.Immuno
l.31:813(1994))。HLA分子の供給源として使用される細胞株
(表XXIV)および細胞溶解物からのHLA分子の抽出のために使用される抗
体もまた、これらの刊行物に記載される。
株、線維芽細胞、CIRまたは721.221−形質転換体を、HLAクラスI
分子の供給源として使用した。これらの細胞を、2mM L−グルタミン(GI
BCO,Grand Island,NY)、50μM 2−ME、100μg
/mlのストレプトマイシン、100U/mlのペニシリン(Irvine S
cientific)および10%熱非働化FCS(Irvine Scien
tific,Santa Ana,CA)を補充したRPMI1640培地中で
培養した。
et P−40(Fluka Biochemika,Buchs,Switz
erland)、150mM NaCI、5mM EDTA、および2mM P
MSFを含む50mM Tris−HCI、pH 8.5中に、108細胞/m
lの濃度で溶解した。溶解物は、壊死組織片および核を、15,000×gで3
0分間の遠心分離によって取り除かれた。
溶解物を不活性化Sepharose CL4−BおよびプロテインA−Sep
haroseの2つのプレカラムに通過させた。次いで、溶解物を、適切な抗体
に結合したSepharose CL4−Bビーズのカラムに通過させた。抗H
LAカラムを、1%NP−40、PBS、2−カラム容量のPBS、および2カ
ラム容量のPBS(0.4%n−オクチルグルコシドを含む)中の10カラム容
量の10mM Tris−HCL、pH 8.0で洗浄した。最後に、MHC分
子を、0.4%n−オクチルグルコシドを含む0.15mM NaCl中の50
mMジエチルアミン、pH 11.5で溶出した。1/25容量の2.0M T
ris、pH 6.8を溶出液に添加し、pHを約8.0に減少させた。次いで
、溶出液をCentriprep 30濃縮器(Amicon,Beverly
,MA)における2000rpmでの遠心分離によって濃縮した。タンパク質含
量を、BCAタンパク質アッセイ(Pierce Chemical Co.,
Rockford,IL)によって評価し、そしてSDS−PAGEによって確
認した。
されるプロトコールの詳細な記述が公開されている(Setteら,Mol.I
mmunol.31:813,1994;Sidneyら,Current P
rotocols in Immunology,Margulies,編,J
ohn Wiley & Sons,New York,18.3節,1998
)。簡潔には、精製されたMHC分子(5〜500nM)は、プロテアーゼイン
ヒビターカクテルの存在下で、種々の非標識ペプチドインヒビターおよび1〜1
0nM 125I放射標識プローブペプチドと共に、0.05% Nonidet
P−40(NP40)(またはH−2 IAアッセイのための20% w/v
ジギトニン)を含むPBSにおいて48時間インキュベートした。プロテアーゼ
インヒビター(各々は、CalBioChem,La Jolla,CAから得
た)の最終濃度は、1mM PMSF、1.3nM 1.10フェナントロリン
、73μMペプスタチンA、8mM EDTA、6mMN−エチルマレイミド(
クラスIIアッセイについて)、そして200μM Nα−p−トシル−L−リ
ジンクロロメチルケトン(TLCK)であった。全てのアッセイを、DRB1*
0301(これは、pH 4.5で実施した)ならびにDRB1*1601(D
R2w21β1)およびDRB4*0101(DRw53)(これらは、pH 5
.0で実施した)を除いてpH 7.0で実施した。pHを、他に記載されるよ
うに調節した(Sidneyら,Current Protocols in
Immunology,Margulies,編,John Wiley &
Sons,New York,18.3節,1998を参照のこと)。
、7.8mm×15cm TSK200カラム(TosoHaas 16215
,Montgomeryville,PA)上でのゲル濾過によって分離し、そ
して0.5% NP40および0.1% NaN3を含むPBS pH 6.5
を用いて、1.2ml/分で溶出した。DRB1*1501(Dr2w2β1)ア
ッセイに使用される大きなサイズの放射標識されたペプチドが未結合ピークから
の結合ピークの分離を、これらの条件下でより困難にしているので、全てのDR
B1*1501(DR2w2β1)アッセイを、0.6ml/分で溶出する7.8
mm×30cm TSK2000カラムを使用して実施した。TSKカラムから
の溶出液を、Beckman 170放射性同位体検出器を通過させ、そして放
射能を、Hewlett−Packard 3396A積分器を使用して、プロ
ットおよび積分し、そして結合したペプチドの画分を決定した。
において使用される代表的な放射標識プローブペプチド、およびそのアッセイ特
異的なIC50 nMを、表IVおよびVに要約する。代表的に、予備実験におい
て、各MHC調製物を、全放射能の10〜20%を結合するに必要とされるHL
Aの濃度を決定するために、固定量の放射標識ペプチドの存在下で滴定した。全
ての引く続く阻害および直接結合アッセイを、これらのHLA濃度を用いて実施
した。
れたIC50値は、真のKD値の適切な近似である。ペプチドインヒビターは、代
表的に、120μg/ml〜1.2ng/mlの範囲の濃度で試験され、そして
2〜4の完全に独立した実験において試験される。異なる実験から得られてたデ
ータの比較を可能にするために、相対的な結合の数値が、各々の試験されたペプ
チド(代表的に、放射標識されたプローブペプチドの標識されていなバージョン
)についてのIC50で、阻害についての陽性コントロールのIC50を割ることに
よって、各ペプチドについて計算した。実験間比較のために、相対的な結合値を
編集する。これらの値は、続いて、目的の相対的な結合によって、阻害について
の陽性コントロールのIC50 nMを割ることによってIC50nM値に変換し得
る。このデータの編集方法は、異なる日、または精製されたMHCの異なるロッ
トで試験されたペプチドを比較するために、最も正確でかつ一貫していることが
証明された。
あるために、β1分子は、β3(および/またはβ4およびβ5)分子から分離され
ない。結合アッセイのβ1特異性は、DRB1*0101(DR1)、DRB1*
0802(DR8w2)およびDRB1*0803(DR8w3)の場合に明ら
かであり、ここで、β3は、発現されない。これはまた、DRB1*0301(D
R3)およびDRB3*0101(DR52a)、DRB1*0401(DR4w
4)、DRB1*0404(DR4w14)、DRB1*0405(DR4w15
)、DRB1*1101(DR5)、DRB1*1201(DR5w12)、DR
B1*1302(DR6wl9)ならびにDRB1*0701(DR7)について
も立証されている。DRB1*1501(DR2w2β1)、DRB5*0101
(DR2w2β2)、DRB1*1601(DR2w21β1)、DRB5*020
1(DR51Dw21)およびDRB4*0101(DRw53)アッセイにつ
いてのβ鎖特異性の問題は、線維芽細胞の使用によって回避される。DRβ分子
特異性に関するアッセイの開発および確証は、以前に記載されている(例えば、
Southwoodら,J.Immunol.160:3363−3373,1
998を参照のこと)。
ーモチーフおよび/またはモチーフを保有するエピトープを分析するために使用
され得る。
ピトープの同定)。
LAすスーパーモチーフまたはモチーフを含む複数のエピトープを含み得る。こ
の実施例は、このようなワクチン組成物に含ませるためのスーパーモチーフおよ
びモチーフを保有するエピトープの同定を例示する。集団適用範囲の計算を、以
下に記述されるストラテジーを用いて実施した。
めのコンピュータ検索およびアルゴリズム) 実施例2および5において、モチーフ保有ペプチド配列を同定するために実施
される検索は、1994 Los Almaosデータベースにおいて入手可能
であったHIV−1クレードBウイルス株からのタンパク質配列データを使用し
た。
たはモチーフについてのコンピュータ検索は、以下のように実施された。全ての
翻訳されたHIVタンパク質配列を、テキスト記号検索(text strin
g search)ソフトウェアプログラム(例えば、MotifSearch
1.4(D.Brown,Sna Diego))を使用して分析して、適切
なHLA結合モチーフを含む潜在ペプチド配列を同定した;代替のプログラムは
、明細書中でのモチーフ/スーパーモチーフの開示の観点から、当該分野の情報
に従って容易に生成される。さらに、このような計算は、頭の中で行われ得る。
同定されたA2スーパーモチーフ配列、A3スーパーモチーフ配列およびDRス
ーパーモチーフ配列を、特定のHLAクラスIまたはクラスII分子に結合する
それらの能力を予測するための多項式アルゴリズムを使用してスコア付けした。
これらの多項式アルゴリズムは、伸長したモチーフおよび精製されたモチーフの
両方を考慮し(すなわち、異なる位置で異なるアミノ酸の影響を考慮すること)
、そしてペプチド−HLA分子相互作用の全親和性(つまり、ΔG)が以下の型
の線形多項式関数として近似され得るという事実に本質的に基づく:
の所定のアミノ酸(j)の存在の効果を表す係数である。この方法の重要な仮定
は、各位置での効果が、本質的に互いに独立である(すなわち、個々の側鎖の独
立な結合)ことである。残基jが、ペプチドの位置iに生じる場合、一定の量の
jiがペプチドの残りの配列に関わらず、このペプチドの結合の自由エネルギー
に寄与することを仮定する。この仮定は、ペプチドが、実質的に伸びたコンホメ
ーションで、MHCに結合し、そしてT細胞によって認識されるということを立
証した本発明者らの研究室からの研究によって証明される(本明細書においてデ
ータは省略した)。
iol.267:1258−126,1997に記載されている;(Sidne
yら,Human Immunol.45:79−93,1996;およびSo
uthwoodら,J.Immunol.160:3363−3373,199
8をまた、参照のこと)。簡潔には、全てのi位置について、アンカーおよび非
アンカーと同様に、jを保有する全てのペプチドの平均相対結合(ARB)の幾
何平均は、群の残りに対して計算され、そしてjiの推定値として使用される。
クラスIIペプチドについて、複数の整列が可能である場合、最も高いスコアの
配列のみが使用され、反復手順に続く。試験セットにおける所定のペプチドのア
ルゴリズムスコアを計算するために、ペプチドの配列に対応するARB値が、掛
け算される。この積が、選択された閾値を超えた場合、このペプチドは、結合す
ると予測される。適切な閾値は、所望の予測の厳密さの程度の関数として選択さ
れる。
配列が、モチーフ同定ソフトウェアを使用して、整列され、次いでスキャンされ
て、HLA−A2−スパーモチーフ一次アンカー特異性を含む保存された9マー
および10マー配列を同定した。この分析は、1994 Los Alamos
データベースにおける全ての単離物を含む。保存基準は、抗原に従って変化した
:gag、pol、envについてはクレードB単離物の80%より大きい;n
ef、tat、vif、vprについては70%より大きい;vpuについては
60%より大きい。
。次いで、これらの配列に対応するペプチドを合成し、そしてインビトロで精製
したHLA−A*0201分子を結合するそれらの能力について試験した(HL
A−A*0201は、原型のA2スーパータイプ分子であると考えられる)。3
0のペプチドが、≦500nMのIC50値で結合した;30のうちの5個は、高
い結合親和性(IC50値≦50nM)を有し、そして25個は、中程度の結合親
和性(50〜500nMの範囲)を有した(表XXVII)。
子(A*0202、A*0203、A*0206およびA*6802)に結合する能
力について試験した。表XXVIIに示されるように、30のペプチドのうちの
20は、試験された5つのA2−スーパータイプ対立遺伝子の少なくとも3つを
結合するA2スパータイプ交差反応性バインダーであることが見出された。
ーフ一次(primary)アンカーを有するペプチドの存在について試験した
。総計353個の保存された9マーまたは10マーモチーフ含有配列を同定した
。対応するペプチドを合成し、そしてHLA−A*0301およびHLA−A*1
101分子(2つの最も一般的なA3スーパータイプ対立遺伝子)への結合につ
いて試験した。66のペプチドが、2つの対立遺伝子のうちの1つに、≦500
nMの結合親和性で結合することが見出された(表XXVIII)。これらのペ
プチドを、次いで、他の一般的なA3スーパータイプ対立遺伝子(A*3101
、A*3301、およびA*6801)への結合交差反応性について試験した。2
1個のペプチドが、試験された5個のHLA−A3スーパータイプ分子のうちの
少なくとも3個に結合した(表XXVIII)。表XXVIIIはまた、上に概
略された検索基準を使用して選択されなかったが、A3スーパータイプ交差反応
性バインダーであることが示されている2つの11マーペプチドを含む。
有する保存された9マーまたは10マーの存在について分析する場合、54の配
列が同定された。対応するペプチドを合成し、そしてHLA−B*0702(も
最も一般的なB7スーパータイプ対立遺伝子(すなわち、原型のB7スーパータ
イプ対立遺伝子))への結合について試験した。16のペプチドは、B*070
2に、≦500nMのIC50で結合した(表XXIX)。次いで、これらのペプ
チドを、他の一般的なB7スーパータイプ分子(B*3501、B*5101、B * 5301およびB*5401)への結合について試験した。表XXIXに示され
るように、16のペプチドのうちの8が、試験された5個のB7スーパータイプ
対立遺伝子の3つ以上に結合し得た。
A−A24エピトープを、ワクチン構築物に組み込み得る。上で利用されたHI
V標的抗原からのタンパク質配列データの分析をまた、保存配列を含むHLA−
A1−およびA24−モチーフを同定するために実施する。
101に、500nM以下のIC50で結合する(表XXX)。11の保存された
HLA−A*2402結合HIV誘導ペプチドをまた同定し、これらのうちの5
つは、100nM以下のIC50で結合した(表XXXI)。
ト系で誘導されたCTLに類似する特異性を示すことが示されている(例えば、
Vitielloら,J.Exp.Med.173:1007−1015,19
91;Wentworthら,Eur.J.Immunol.26:97−10
1,1996を参照のこと)。従って、これらのマウスは、上の実施例2に同定
された20のA2スーパータイプ交差反応性ペプチドの免疫原性を評価するため
に使用した。
れている(Vitielloら,J.Exp.Med.173:1007−10
15,1991;Alexanderら,J.Immunol.159:475
3−4761,1997)。これらの研究において、マウスに、過剰のIAb拘
束ヘルパーペプチド(140μl/マウス)の存在下でIFAに乳化された各ペ
プチド(50μl/マウス)を用いて、尻尾の根元に皮下注射した(HBVコア
128〜140、Setteら,J.Immunol.153:5586−55
92,1994)。注射の11日後、脾細胞をペプチド負荷同系LPS芽細胞(
blast)の存在下でインキュベートした。6日後、培養物を、ペプチドパル
ス標的を使用して細胞傷害活性についてアッセイした。表XXXIIに要約され
たデータは、8つのペプチドがA*0201/Kbトランスジェジェニックマウス
において初期CTL応答を誘導し得たことを示す。(これらの研究について、ペ
プチドは、それがCTLを誘導する場合、陽性であると考えられた(少なくとも
2つのトランスジェニック動物において、L.U.30/106細胞≧2(We
ntworthら,Eur.J.Immunol.26:97−101,199
6)))。
TL応答HIV感染患者を刺激する能力について試験した。簡潔には、HIVに
感染した患者からのPBMCを、10μg/mlの合成ペプチドの存在下で培養
した。7日目および14日目の後に、培養物をペプチドで再刺激した。この培養
物を、21日目に、51Cr放出アッセイにおける特定のペプチドでパルスされた
標的細胞を使用して、細胞溶解活性についてアッセイした。これらのデータをま
た、表XXXIIに要約する。示されるように、分析した19のペプチドのうち
の15は、HIV感染患者からのPBMCを使用してリコールCTL応答におい
て認識された。
プチド、1261.14および1261.04(これらは単一アミノ酸で長さが
異なる)を含んだ。両方のペプチドは、スーパータイプの縮重結合を示すが、2
つのペプチドのうちの短いもののみが、免疫原性を示した。試験されなかった1
つのスーパータイプペプチド(1211.09)は、HIV感染患者から単離さ
れたCTL株によって認識されることが報告された。要約すると、ヒトにおいて
免疫原性である16個のA2−スーパータイプ交差反応性ペプチドが、同定され
;これらのペプチドのうちの53%はまた、HLA−A2トランスジェニックマ
ウスにおいて認識される。16個のペプチドは、5つのHIV抗原由来のエピト
ープを提示する:env、gag、pol、vpr、およびnef。
21個を、免疫原性に関して評価した(表XXXIII)。ペプチドをHLA−
A11/Kbトランスジェニックマウスを用いて、HLA−A2トランスジェニ
ックマウスに関して上記のプロトコールを用いて(Alexanderら、J.
Immunol.159:4753−4761、1997)およびHIV感染患
者から得られたPBMCを用いてスクリーニングし、CTLリコール応答を刺激
するための能力に関して試験した。HLA−A11トランスジェニックマウスに
おいてCTLを誘導し得た10個のペプチドを同定した。
V感染患者において免疫原性であることが共同研究者によって示された。ペプチ
ド966.01および1069.47はまた、トランスジェニックマウスにおい
てCTL応答を誘導し、ペプチド940.03は、患者のみにおいて免疫原性を
示した。
11個が、HLA−A11トランスジェニックマウスまたはHIV感染患者のい
ずれかにおいて免疫原性であることが見出された。これらのペプチドは、3つの
HIV抗原由来のエピトープを提示する:pol、env、およびnef。
性スクリーニングを使用して、HLA−B7トランスジェニックマウスおよびH
IV感染患者由来のPBMCを用いて、A2−スーパーモチーフ保有ペプチドお
よびA3−スーパーモチーフ保有ペプチドの評価と類似の様式で免疫原性を評価
する。これらのペプチドのうちの3つは、HIV感染患者において免疫原性であ
ると報告されている。
力を改善するための、拡大されたスーパーモチーフの実行) HLAモチーフおよびHLAスーパーモチーフ(第1の残基および/または第
2の残基を含む)は、本明細書中に実証されるように、高度に交差反応性のネイ
ティブなペプチドの同定および調製において有用である。さらに、HLAモチー
フおよびHLAスーパーモチーフの定義はまた、アナログ化され得るかあるいは
ペプチドに特定の特徴(例えば、スーパータイプを含むHLA分子の群内でのよ
り大きな交差反応性、および/またはこれらのHLA分子のうちのいくらかもし
くは全てに対するより大きな結合親和性)を与えるために「固定化」され得るネ
イティブなペプチド配列内の残基を同定することによって、高度に交差反応性の
エピトープを操作することを可能にする。調節された結合親和性を示すアナログ
ペプチドの例を、本実施例に示す。
エピトープを同定した。ペプチド操作戦略を実行して、試験されたA2スーパー
タイプ対立遺伝子の3/5を結合する上記で同定された候補エピトープの交差反
応性をさらに増加する。開示されたデータ(例えば、関連かつ同時係属中のU.
S.S.N.09/226,775)に基づいて、A2−スーパーモチーフ保有
ペプチドの主要なアンカーを、例えば、好ましくは2位にL、I、V、もしくは
Mを、およびC末端にIもしくはVを導入するために変更する。
原型A2スーパータイプ対立遺伝子A*0201への結合に関して最初に試験し
て、次いで、A*0201結合能力が維持される場合、A2スーパータイプ交差
反応性に関して試験した。
に関して試験し得、次いで、アナログ化して、集団の適用範囲を付加するために
いずれか1つ(またはより多く)のスーパータイプメンバーへの結合親和性を調
節する。
する。例えば、A3−スーパータイプ分子のうちの3/5へのペプチド結合を、
2位に好ましい残基(V、S、M、またはA)を保有するために一次アンカー残
基において操作し得る。
プ対立遺伝子)を結合する能力に関して試験する。次いで、代表的に、500n
M以下の結合能力を示すペプチドを、A3−スーパータイプ交差反応性に関して
試験する。
ーパーモチーフ保有ペプチドをまたアナログ化(analogue)する。例え
ば、3以上のB7−スーパータイプ対立遺伝子を結合するペプチドを、増加した
交差反応性結合を達成するために調節する。B7スーパーモチーフ保有ペプチド
は、例えば、Sidneyら(J.Immunol.157:3480−349
0、1996)によって示されるように、C末端の一次アンカー位置に好ましい
残基(V、I、L、またはF)を保有するために操作され得る。
ー残基をまた、改変された結合活性、代表的には増加した交差反応性結合および
/または増加した親和性を有するペプチドを操作するために使用する。例えば、
1位に控えめな単一アミノ酸置換を提示するB7スーパーモチーフ保有ペプチド
の結合能力を分析する。例えば、ペプチド1261.01(表XXIX)のよう
なペプチドを、1位においてFの代わりにLを置換するためにアナログ化し得、
続いて、改変された結合活性(例えば、増加した結合親和性および/または増加
した交差反応性)に関して評価し得る。この手順は、改変された結合特性を有す
るアナログ化ペプチドを同定する。
、IFA免疫またはリポペプチド免疫の後に、HLA−B7トランスジェニック
マウスにおいて免疫原性に関して試験する。アナログ化ペプチドを、代表的に、
HIV感染患者由来のPBMCを用いてリコール応答を刺激する能力に関してさ
らに試験する。
子に対するペプチドリガンドの結合親和性および/または交差反応性を増加する
ことは可能である。
るペプチドエピトープは、実施例1〜3に記載される方法論と同様の方法論を用
いて以下に概説されるように同定される。
クラスIスーパーモチーフ/モチーフ配列の同定のために使用された同じHIV
抗原由来のタンパク質配列を、HLA−DR−モチーフまたはHLA−DR−ス
ーパーモチーフを保有する配列の存在に関して分析した。詳細には、DR−スー
パーモチーフを含む15マーの配列(9マーのコア、ならびにN末端およびC末
端の隣接領域に3つの残基をさらに含む(全部で15アミノ酸))を選択した。
(Southwoodら、J.Immunol.160:3363−3373、
1998)。個々のDR分子に特異的なこれらのプロトコールは、9マーコア領
域のスコア付けおよび格付けを可能にする。各プロトコールは、9マーコア内の
DR−スーパーモチーフ一次アンカーの存在に関してペプチド配列をスコア付け
する(すなわち、1位および6位において)のみでなく、二次アンカーの存在に
関して配列をさらに評価する。対立遺伝子特異的選択表(例えば、Southw
oodら、同書を参照のこと)を用いて、これらのプロトコールが、特定のDR
分子を結合する高い可能性を有するペプチド配列を効率的に選択することが見出
されている。さらに、これらのプロトコールを連繋して実施すること(詳細には
、DR1、DR4w4、およびDR7に関するもの)が、効率的にDR交差反応
性ペプチドを選択し得ることが見出されている。
に対するその結合能力に関して試験した。全てのペプチドを、一次パネルにおい
てDR分子(DR1、DR4w4、およびDR7)への結合に関して最初に試験
した。次いで、これら3個のDR分子のうちの少なくとも2個に結合するペプチ
ドを、2次アッセイにおいてDR2w2 β1分子、DR2w2 β2分子、D
R6w19分子、およびDR9分子への結合に関して試験した。最後に、4個の
二次パネルのDR分子のうちの少なくとも2個(従って、蓄積的に7個の異なる
DR分子のうちの少なくとも4個)に結合するペプチドを、3次アッセイにおい
てDR4w15分子、DR5w11分子、およびDR8w2分子への結合に関し
てスクリーニングした。1次、2次および3次スクリーニングアッセイを含む1
0個のDR分子のうちの少なくとも7個を結合するペプチドを、交差反応性DR
結合因子とみなした。これらのスクリーニングパネルの組成物および関連抗原の
表現型頻度を、表XXXIVに示す。
うちの少なくとも7個に結合することを見出した。これらの13個のペプチドの
配列、および1次〜3次パネルにおける各アッセイに関するこれらの結合能力を
、表XXXVに示す。ペプチドエピトープのこのセットは、主にpolから由来
するが、gagおよびenv由来のエピトープもまた含む。
て優勢な対立遺伝子であるので、DR3結合能力は、HTLエピトープの選択に
おいて重要な判断基準である。しかし、以前に作成されたデータは、DR3が単
にめったに他のDR対立遺伝子と交差反応しないことを示した(Sidneyら
、J.Immunol.149:2634−2640、1992;Gelukら
、J.Immunol.152:5742−5748、1994;Southw
oodら、J.Immunol.16:3363−3373、1998)。DR
3ペプチド結合モチーフが大部分の他のDR対立遺伝子の特異性と異なるようで
ある点から、これは全く驚くべきことではない。ワクチン候補物を開発する際の
最大効率のために、DR3モチーフがDRスーパーモチーフ領域に近接してクラ
スター形成されることが望ましい。従って、候補物であることが示されたペプチ
ドはまた、そのDR3結合能力に関してアッセイされ得る。しかし、DR3モチ
ーフの異なる結合特異性を考慮して、DR3のみに対するペプチド結合はまた、
ワクチン処方物中の含有物に関する候補物としてみなされ(ocnsider)
得る。
、Gelukら(J.Immunol.152:5742−5748、1994
)によって報告された2つのDR3特異的結合モチーフのうちの1つの保有する
保存配列に関して分析した。次いで、対応するペプチドを、合成し、そして1μ
Mまたはより良好な親和性(すなわち、1μM未満)を有するDR3を結合する
能力に関して試験した。(ive)この結合判断基準に合うペプチドを見出し(
表XXXVI)、そしてこれによって、HLAクラスIIの高い親和性結合因子
として性格付けた。これら5個のうち、4個は、pol由来のエピトープを提示
し、そして1個はvpu由来である。
スモデルを用いたCTLエピトープの免疫原性の決定に類似した様式で、そして
/またはHIV感染個体から単離されたPBMCを用いてリコール応答を刺激す
る能力を評価することによって、評価する。
合エピトープのうちの11個の免疫原性を、リコール増殖応答に関して、HIV
感染された個体から単離されたPBMCを試験する研究において評価した。これ
らのペプチドの全て11個は、DR拘束増殖応答を刺激することが見出された(
表XXXVII)。
ような研究は、HIV患者由来のクラスIIエピトープの免疫原性を実証する。
LA−スーパータイプの表現型頻度の算出) 本実施例は、複数スーパーモチーフおよび/または複数モチーフを含む多重エ
ピトープからなるワクチン組成物の集団適用範囲の幅に関する評価を示す。
た。各HLA対立遺伝子に関する遺伝子頻度分布は、二項式分布式 gf=1−
(SQRT(1−af))を使用して抗原または対立遺伝子頻度から算出した(
例えば、Sidneyら、Human Immunol.45:79−93、1
996を参照のこと)。全部の表現型頻度を得るために、累積遺伝子頻度を算出
し、そして累積抗原頻度を逆関数式[af=1−(1−Cgf)2]の使用によ
って誘導した。
る血清学的に規定された抗原頻度を、想定した。全ての潜在スーパータイプ集団
の適用範囲を得るために、連鎖不平衡は想定せず、そして、スーパータイプの各
々に属することが確認された対立遺伝子のみ、含めた(最小概算)。座の間(i
nter−loci)の組み合わせによって達成された潜在適用範囲の全体の概
算は、A適用範囲に非Aでカバーされた集団の比(これは、考慮されるB対立遺
伝子によってカバーされると予想され得る)を加算することによって作成した(
例えば、全体=A+B*(1−A))。A3様スーパータイプの確認されたメン
バーは、A3、A11、A31、A*3301、A*6801である。A3様スー
パータイプはA34、A66、およびA*7401もまた含み得るが、これらの
対立遺伝子は、全体の頻度算出には含まれなかった。同様に、A2様スーパータ
イプファミリーの確認されたメンバーは、A*0201、A*0202、A*02
03、A*0204、A*0205、A*0206、A*0207、A*6802、
およびA*6901である。最後にB7様スーパータイプの確認された対立遺伝
子は、B7、B*3501−03、B51、B*5301、B*5401、B*55
01−2、B*5601、B*6701、およびB*7801である(潜在的には
、B*1401、B*3504−06、B*4201およびB*5602もである)
。
を組み合わせることによって達成される集団適用範囲は、5個の主要な民族群に
おいて約86%である(表XXIを参照のこと)。適用範囲は、A1モチーフお
よびA24モチーフを保有するペプチドを含むことによって拡大され得る。平均
して、5個の異なる主要な民族群(白人、北米黒人、中国人、日本人、およびヒ
スパニック)にわたって、A1は、集団の12%で、そしてA24は集団29%
で存在する。これらを考え合わせると、これらの対立遺伝子は、これら同じ民族
集団において39%の平均頻度で提示される。A1およびA24がA2−スーパ
ータイプ対立遺伝子、A3−スーパータイプ対立遺伝子、B7−スーパータイプ
対立遺伝子の適用範囲と組み合わされる場合、主要な民族集団にわたる全適用範
囲は、95%より上である。類似のアプローチを使用して、クラスIIモチーフ
保有エピトープの組み合わせを用いて達成される集団適用範囲を概算し得る。
47個の免疫原性および/または交差反応性結合の好ましいCTLペプチドエピ
トープが、同定された(表XXXVIIIを参照のこと)。これら47個のエピ
トープのうち、6個は、gag由来であり、22個はpol由来であり、10個
はenv由来であり、3個はnef由来であり、そして各々rev由来の1つ、
vif由来の1つ、およびvpr由来の1つのエピトープである。このエピトー
プのセットは、16個のHLA−A2スーパーモチーフ保有エピトープ(2個は
gag由来、8個はpol由来、3個はenv由来、2個はvpr由来、1つは
nef由来)を含み、これらの全ては、HIV感染患者において認識される。1
0個のHLA−A3スーパーモチーフ保有候補エピトープは、6個のpol由来
エピトープ、2個のenv由来エピトープおよび各々gagから1つ、vifか
ら1つおよびnefから1つのエピトープを含む。ペプチド1273.08およ
び1273.03を除外して、全てのエピトープは、HLAトランスジェニック
マウスにおいて免疫原性である。抗原多様性を増強するために2個のさらなるペ
プチドが含まれる。
のうち、3個のエピトープは、患者において免疫原性であると報告されている。
5個のB7スーパーモチーフ保有ペプチドを、スーパータイプ結合に基づく候補
物として含めた。ヒトにおける免疫原性研究(例えば、Bertoniら、J.
Clin.Invest.100:503,1997;Doolanら、Imm
unity 7:97、1997;およびThrelkeldら、J,Immu
nol.159:1648、1997)は、高度に交差反応性な結合ペプチドが
ほとんど常にエピトープとして認識されることを示した。これらの結果を提供し
、そしてB7スーパーモチーフ保有ペプチドに関して利用可能な制限された免疫
原性データを考慮すると、B7−スーパータイプ結合親和性の使用は、多様な集
団において免疫原性であるワクチンへの封入に関して候補エピトープを同定する
際に、重要な選択判断基準である。
証された免疫原性および結合親和性の両方に基づいて含めた。好ましいエピトー
プのうちの5個は、HIV感染患者由来(form)のリコールCTL応答にお
いて認識されることが報告されている。100nM以下の結合親和性を有する高
いパーセンテージペプチドが免疫原性であることが見出されているので、4個の
A24拘束ペプチドを、ワクチン候補物として含めた。500nM以下のIC50 を有するそれぞれの対立遺伝子に結合する、さらなる5個のA24拘束エピトー
プおよび4個のA1拘束エピトープをまた含めて、より大きな程度の集団適用範
囲を提供した。
要な民族集団の各々において95%よりも大きいことが予想される。ゲーム理論
モンテカルロシミュレーション分析(これは、当該分野で公知である(例えば、
Osborne,M.J.およびRubinstein,A.「A cours
e in game theory」MIT Press、1994))を用い
て、白人、北米黒人、日本人、中国人、およびヒスパニックの民族群からなる集
団において90%の個体が、本明細書中に記載されるワクチンエピトープの7個
以上を認識することが概算された(図1)。
XXXIXに要約する。HTLエピトープのセットは、13個のDRスーパーモ
チーフ保有ペプチドおよび5個のDR3モチーフ保有ペプチドを含む。大多数の
エピトープは、polから誘導され、3個はgagから、2個はenvから、そ
して1個はvpuから誘導される。HTLエピトープのこのパネルによって示さ
れる概算された集団適用範囲全体は、5個の主要な民族群の各々において91%
よりも多いことを概算する(表XL)。
たネイティブなペプチドエピトープおよびアナログペプチドにより誘導されるC
TLが、内因的に合成された(すなわち、ネイティブな)抗原を認識することを
決定する。
モチーフ保有エピトープ)で免疫されたトランスジェニックマウスから単離した
エフェクター細胞を、ペプチドコーティングされた刺激細胞を使用してインビト
ロで刺激する。6日後、細胞傷害性についてエフェクター細胞をアッセイし、そ
してペプチド特異的細胞傷害性活性を含む細胞株をさらに再刺激する。さらに6
日後、ペプチドの存在下または非存在下で51Cr標識化Jurkat−A2.1
/Kb標的に対する細胞傷害性活性についてこれらの細胞株を試験し、そしてま
た、内因的に合成された抗原を保有する51Cr標識化標的細胞(すなわち、HI
V発現ベクターで安定にトランスフェクトした細胞)に対して試験する。
CTL株が、内因的に合成されたHIV抗原を認識することを実証する。このよ
うな分析のために使用されるトランスジェニックマウスモデルの選択は、評価さ
れるエピトープに依存する。HLA−A*0201/Kbトランスジェニックマウ
スに加えて、ヒトA11(これはまた、A3エピトープを評価するために使用さ
れ得る)およびB7対立遺伝子を有するマウスを含むいくつかの他のトランスジ
ェニックマウスモデルを特徴づけ、そして他(例えば、HLA−A1およびA2
4についてのトランスジェニックマウス)が開発されている。HLA−DR1マ
ウスおよびHLA−DR3マウスモデル(これは、HTLエピトープを評価する
ために使用され得る)も開発されている。
ピトープの活性) 本実施例は、HIV CTL/HTLペプチド結合体の使用によるトランスジ
ェニックマウスにおけるCTLおよびHTLの誘導を例示する。ここでワクチン
組成物は、HIVに感染した患者またはHIVの危険にある個体に投与されるペ
プチドを含む。このペプチド組成物は、多重CTLおよび/またはHTLエピト
ープを含み得る。この分析は、ワクチン組成物に1以上のHTLエピトープを含
ませることにより達成され得る免疫原性の増強を示す。このようなペプチド組成
物は、例えば、表XXVI−XXIXから選択される少なくとも1つのCTLエ
ピトープまたはそのエピトープのアナログを含む好ましいCTLエピトープに結
合体化されたHTLエピトープを含み得る。HTLエピトープは、例えば、表X
XXIIから選択される。このペプチドは、所望ならば、脂質化(lipida
te)され得る。
erら、J.Immunol.159:4753〜4761、1997)ように
行った。例えば、A2/Kbマウス(これは、ヒトHLA A2.1対立遺伝子
についてトランスジェニックであり、そしてHLA−A*0201モチーフまた
はHLA−A2スーパーモチーフ保有エピトープの免疫原性の評価のために有用
である)を、不完全フロイントアジュバント中か、またはペプチド組成物が脂質
化CTL/HTL結合体である場合は、DMSO/生理食塩水中、またはペプチ
ド組成物がポリペプチドである場合にはPBSまたは不完全フロイトアジュバン
ト中で0.1mlのペプチドで皮下に(尾部の基部)プライムする。プライミン
グの7日後、これらの動物から得た脾細胞をペプチドでコーティングした同系照
射LPS活性化リンパ芽球で再刺激する。
2.1/Kbキメラ遺伝子でトランスフェクトしたJurkat細胞である(例
えば、Vitielloら、J.Exp.Med.173:1007,1991
)。
胞/フラスコ)を10mlの培養培地/T25フラスコ中で、同系照射(300
0ラド)ペプチドコートリンパ芽球(10×106細胞/フラスコ)と共に、3
7℃にて共存培養する。6日後、エフェクター細胞を回収し、そして細胞傷害性
活性についてアッセイする。
200μlの51Crの存在下で、37℃にてインキュベートする。60分後、細
胞を3回洗浄し、そしてR10培地に再懸濁する。必要な場合、ペプチドを1μ
g/mlの濃度で添加する。アッセイのために、U字型底の96ウェルプレート
において104の51Cr標識化標的細胞を異なる濃度のエフェクター細胞に添加
する(200μlの最終容量)。37℃にて6時間インキュベーション後、上清
の0.1mlのアリコートを各ウェルから取りだし、そして放射活性をMicr
omedic自動γ計数器において決定する。パーセント比溶解を、式:パーセ
ント比溶解=100×(実験的放出−自発的放出)/(最大放出−自発的放出)
により決定する。同じ条件化で行った別のCTLアッセイ間の比較を容易にする
ために、51Cr放出データ(%)を溶解単位/106細胞として表現する。1溶
解単位は、6時間51Cr放出アッセイにおける10,000標的細胞の30%溶
解を達成するために必要とされるエフェクター細胞の数として任意に決定する。
比溶解単位/106を得るために、ペプチドの非存在下で得た溶解単位/106を
ペプチドの存在下で得た溶解単位/106から減算する。例えば、ペプチドの非
存在下にて30%51Cr放出を50:1のエフェクター(E):標的(T)比(
すなわち、10,000標的について5×105エフェクター細胞)で得る場合
およびペプチド存在下(すなわち、10,000標的について5×104エフェ
クター細胞)で5:1にて得る場合、比溶解単位は:[(1/50,000)−
(1/500,000)]×106=18LUである。
TL応答の大きさを評価するために分析し、そして実施例3において概説したよ
うにCTLエピトープを使用して達成したCTL応答の大きさと比較する。これ
に類似の分析を行い、複数のCTLエピトープおよび/または複数のHTLエピ
トープを含むペプチド結合体の免疫原性を評価し得る。これらの手順に従って、
CTL応答が誘導されること、そして同時に、HTL応答が、このような組成物
の投与の時に誘導されることを見出した。
ピトープの選択) 本実施例は、本発明のワクチン組成物についてのペプチドエピトープの選択の
ための手順を例示する。組成物中のペプチドは、核酸配列の形態、ペプチドをコ
ードする単一または1以上のいずれかの配列(すなわちミニ遺伝子(minig
ene))での形態あり得るか、または単一ペプチドおよび/またはポリエピト
ープペプチドであり得る。
る時に使用する。以下の原則の各々は、選択を行うために平衡化される。
が選択される。例えば、HIVを一掃する患者が、少なくとも1つのHIV抗原
における少なくとも3エピトープに対する免疫応答を生じることが観察された場
合、3〜4エピトープが、HLAクラスIについて含まれるべきである。同様の
比率をHLAクラスIIエピトープを決定するために使用する。
かが初期タンパク質または後期タンパク質から誘導されることが好ましい。急性
感染または、潜伏感染のいずれかの後に、ウイルスが複製される場合に、HIV
の初期プロモーターが発現される。従って、可能な最も初期の段階で疾患の症状
を軽減するために初期段階タンパク質由来のエピトープを使用することが特に好
ましい。
は、1000nM以下のIC50の結合親和性を有するエピトープがしばしば選択
される。十分なスーパーモチーフ保有ペプチドまたは対立遺伝子特異的モチーフ
保有ペプチドの十分なアレイを、広範な集団適用範囲を与えるために選択する。
例えば、エピトープを、少なくとも80%集団適用範囲を提供するために選択す
る。モンテカルロ分析(当該分野で公知の統計学的評価)が、集団適用範囲の幅
または重複性を評価するために使用され得る。
的のエピトープを含む可能な限り最小のペプチドを生成することが所望される。
使用される原理は、入れ子状(nested)エピトープを含むペプチドを選択
する場合に使用される原理と、同一でなければ類似するものである。
プチドエピトープはまた、それらの保存に基づいて選択され得る。例えば、保存
基準は、HLAクラスI結合ペプチドの配列全体、またはクラスII結合ペプチ
ドの9マーのコア全体が、特定のタンパク質抗原について評価される配列に関し
て指示されたパーセンテージで保存されていることを規定し得る。
IXおよび表XXXIIに列挙されたものから選択される。選択されたペプチド
から構成されるワクチン組成物は、投与された場合に、安全であり、有効であり
、そして急性HIV感染を一掃する免疫応答と同様の大きさで免疫応答を誘発す
る。
。当然のことながら、ミニ遺伝子プラスミドは、本明細書中に記載されるような
、種々の構造のCTLおよび/またはHTLのエピトープまたはエピトープアナ
ログを含み得る。発現プラスミドは、例えば、同時係属中のU.S.S.N.0
9/311,784(5/13/99付け出願)およびIshiokaら,J
Immunol 162:3915−3925,1999において記載されるよ
うに構築され、そして評価される。HIVエピトープの発現のためのこのような
プラスミドの例を、図2に示す。図2は、ミニ遺伝子構築物におけるHIVペプ
チドエピトープの方向を例示する。
エピトープを含む。本実施例では、HLA−A2、−A3、−B7スーパーモチ
ーフ保有ペプチドエピトープ、およびHLA−A1および−A24モチーフ保有
ペプチドエピトープが、DR−スーパーモチーフ保有エピトープおよび/または
DR3エピトープと組み合わせて使用される(図2)。好ましいエピトープは、
例えば、表XXVI〜XXIXおよびXXXIIにおいて同定される。HLAク
ラスIスーパーモチーフまたは複数のHIV抗原由来のモチーフ保有ペプチドエ
ピトープが選択され、その結果、複数のスーパーモチーフ/モチーフが提示され
て、広範な集団適用範囲を保証する。同様に、HLAクラスIIエピトープを、
複数のHIV抗原から選択して、広範な集団適用範囲を提供する。すなわち、H
LA−1−4−7スーパーモチーフ保有エピトープおよびHLA DR3モチー
フ保有エピトープの両方が、ミニ遺伝子構築物に含まれるために選択される。次
いで、選択されたCTLおよびHTLエピトープは、発現ベクターにおける発現
のためにミニ遺伝子中に組み込まれる。
み得る。例えば、Iiタンパク質を、同時係属中の出願U.S.S.N.09/
311,784(5/13/99付け出願)に記載のように、1以上のHTLエ
ピトープに融合し得る。ここで、Iiタンパク質のCLIP配列は取り除かれ、
そしてHLAクラスIIエピトープ配列で置き換えられ、その結果、HLAクラ
スIIエピトープは小胞体に指向され、この小胞体で、エピトープはHLAクラ
スII分子に結合する。
例示する。ミニ遺伝子組成物のために使用され得る他の発現ベクターは利用可能
であり、そして当業者に公知である。
サスマウスκIg軽鎖シグナル配列を含み、次いで、本明細書中に開示された原
理に従って選択されたCTLおよび/またはHTLエピトープを含む。この構築
物はまた、例えば、配列を含み得、この配列は、pcDNA3.1 Myc−H
isベクターによってコードされるMycおよびHis抗体エピトープタグに融
合されたオープンリーディングフレームをコードする。
ゴヌクレオチド(例えば、8オリゴヌクレオチド)は、合成され、そしてHPL
C精製される。このオリゴヌクレオチドは、選択されたペプチドエピトープ、な
らびに適切なリンカーヌクレオチド、Kozak配列、およびシグナル配列をコ
ードする。最終的な多重エピトープ性ミニ遺伝子は、PCRを使用する3セット
の反応において重複性オリゴヌクレオチドを伸長させることによってアセンブル
される。Perkin/Elmer 9600 PCR機を使用し、そして以下
の条件を使用して、合計30回実施する:95℃にて15秒間、アニーリング温
度(各プライマー対に関して最も低く算出されたTmより5度低い)で30秒間
、および72℃にて1分間。
リングし、そして伸長する:オリゴヌクレオチド1+2、3+4、5+6、およ
び7+8を、Pfuポリメラーゼ緩衝液(1×=10mM KCL,10mM(
NH4)2SO4,20mM Tris−塩化物,pH8.75,2mM MgS
O4,0.1%Triton X−100,100μg/ml BSA)、各0
.25mMのdNTP、および2.5UのPfuポリメラーゼを含む100μl
の反応物中で組み合わせる。全長のダイマー産物をゲル精製し、そして1+2お
よび3+4の産物、ならびに5+6および7+8の産物を含む2つの反応物を混
合し、アニーリングし、そして10回伸長させる。次いで、2つの反応物の半分
を混合し、そして5回のアニーリングおよび伸長を実施し、次いで、隣接プライ
マーを添加して、さらに25回、全長産物を増幅する。全長産物をゲル精製し、
そしてpCR−blunt(Invitrogen)中にクローン化し、そして
個々のクローンを、配列決定によってスクリーニングする。
る程度) プラスミド構築物(例えば、実施例11に従って構築されるプラスミド)が、
免疫原性を誘導し得る程度は、エピトープ発現核酸構築物でのAPCの形質導入
またはトランスフェクション後の、このAPCによるエピトープ提示を試験する
ことによって、インビトロで評価され得る。このような研究は、「抗原性」を決
定し、そしてヒトAPCの使用を可能にする。このアッセイは、細胞表面上での
エピトープ−HLAクラスI複合体の密度を定量することによって、T細胞によ
って認識される状況下でエピトープがAPCによって提示される能力を決定する
。定量は、APCから溶出されるペプチドの量を直接測定することによって実施
され得るか(例えば、Sijtsら,J Immunol 156:683−6
92,1996;Demotzら,Nature 342:682−684,1
989を参照のこと);または、ペプチド−HLAクラスI複合体の数は、感染
もしくはトランスフェクトされた標的細胞によって誘導される溶解もしくはリン
ホカイン放出の量を測定し、次いで、溶解もしくはリンホカイン放出の等価な量
を得るために必要とされるペプチドの濃度を決定することによって推定され得る
(例えば、Kageyamaら,J Immunol 154:567−576
,1995を参照のこと)。
TL活性のインビトロ評価とを通して評価され得る。これらは、同時係属中のU
.S.S.N.09/311,784(5/13/99付け出願)およびAle
xanderら,Immunity 1:751−761,1994において詳
述されるように、それぞれ、細胞傷害性アッセイおよび増殖アッセイを使用して
分析される。
NAミニ遺伝子構築物(例えば、U.S.S.N.09/311,784に記載
のように生成されたpMinミニ遺伝子構築物)が、インビボでCTLを誘導す
る能力を評価するために、例えば、HLA−A2.1/Kbトランスジェニック
マウスに、筋内で100μgの裸のcDNAを用いて免疫する。cDNA免疫に
よって誘導されるCTLのレベルを比較するための手段として、コントロール群
の動物もまた、実際のペプチド組成物で免疫する。この実際のペプチド組成物は
、それらがミニ遺伝子によってコードされるような、単一のポリペプチドとして
合成される多重性エピトープを含む。
れるペプチドエピトープまたはポリエピトープ性ペプチド)の各々で2回刺激し
、次いで、51Cr放出アッセイにおいて、ペプチド特異的細胞傷害性活性につい
てアッセイする。この結果によって、A2拘束エピトープに対して指向されたC
TL応答の大きさが示され、このようにして、ミニ遺伝子ワクチンおよびポリエ
ピトープ性ワクチンのインビボ免疫原性が示される。従って、ミニ遺伝子は、ポ
リエピトープ性ペプチドワクチンと同様に、HLA−A2スーパーモチーフペプ
チドエピトープに対して指向された免疫応答を誘発することが見出された。同様
の分析もまた、他のHLA−A3およびHLA−B7トランスジェニックマウス
モデルを使用して実施し、HLA−A3およびHLA−B7モチーフまたはスー
パーモチーフエピトープによるCTLの誘導を評価する。
る能力を評価するために、例えば、DRトランスジェニックマウス、または適切
なマウスMHC分子と交差反応するようなエピトープについては、I−Ab拘束
マウスに、筋内で100μgのプラスミドDNAを用いて免疫する。DNA免疫
によって誘導されるHTLのレベルを比較する手段として、コントロール動物群
もまた、完全フロイントアジュバント中に乳化された実際のペプチド組成物で免
疫する。CD4+T細胞(すなわち、HTL)を、免疫した動物の脾細胞から精
製し、そして各個々の組成物(ミニ遺伝子中にコードされるペプチド)で刺激す
る。HTL応答を、3H−チミジン取り込み増殖アッセイ(例えば、Alexa
nderら、Immunity 1:751−761,1994を参照のこと)
を使用して、測定する。この結果によって、HTL応答の大きさが示され、この
ようにして、ミニ遺伝子のインビボ免疫原性が示される。
ブーストプロトコールを使用するブースト剤と組み合わせるワクチンとして評価
され得る。ブースト剤は、組換えタンパク質(例えば、Barnettら,Ai
ds Res.and Human Retroviruses 14,補遺3
:S299−S309,1998)または例えば、目的の完全なタンパク質をコ
ードするミニ遺伝子またはDNAを発現する組換えワクシニア(例えば、Han
keら,Vaccine 16:439−445,1998;Sedegahら
,Proc.Natl.Acad.Sci USA 95:7648−53,1
998;HankeおよびMcMichael,Immunol.Letter
s 66:177−181,1999;ならびにRobinsonら,Natu
re Med.5:526−34,1999を参照のこと)から構成され得る。
の効力を、最初にトランスジェニックマウスにおいて評価する。この実施例にお
いて、A2.1/Kbのトランスジェニックマウスを、少なくとも1つのHLA
−A2スーパーモチーフ保有ペプチドを含む免疫原性ペプチドをコードするDN
Aミニ遺伝子100μgを用いて、IMで免疫する。インキュベーション期間の
後(3〜9週間の範囲)、このマウスを、このDNAミニ遺伝子によってコード
される同じ配列を発現する組換えワクシニアウイルスの107pfu/マウスを
用いてIPでブーストする。コントロールマウスを、ミニ遺伝子配列を有さない
か、またはこのミニ遺伝子をコードするDNAを有するがワクシニアブーストを
有さない、DNAまたは組換えワクシニアの100μgで免疫する。2週間のさ
らなるインキュベーション期間の後、マウス由来の脾細胞を、ELISPOTア
ッセイにおいてペプチド特異的活性について直ちにアッセイする。さらに、脾細
胞を、ミニ遺伝子および組換えワクシニアにおいてコードされるA2−拘束ペプ
チドエピトープを用いてインビトロで刺激し、次いで、IFN−γ ELISA
においてペプチド特異的についてアッセイする。
を有する場合よりも、HLA−A2スーパーモチーフペプチドに対するより大き
な免疫応答を誘発することが見出される。このような分析はまた、HLA−A1
1またはHLA−B7トランスジェニックマウスモデルを用いて行われて、HL
A−A3またはHLA−B7モチーフあるいはスーパーモチーフエピトープによ
るCTL誘導を評価し得る。
る。
うな感染を防ぐために使用し得る。例えば、複数のCTLおよびHTLエピトー
プ(例えば、実施例9および/または10で選択されるもの)を含むポリエピト
ープ性(polyepitopic)ペプチドエピトープ組成物(まはた同じも
のを含む核酸)(これらはまた、集団の80%より多くを標的化するために選択
される)を、HIV感染の危険性を有する個体に投与する。
チドとして提供され得る。このワクチンを、典型的には、アジュバント(例えば
、不完全フロイントアジュバント)を含む生理学的溶液中で投与する。最初の免
疫のためのペプチドの用量は、70kgの患者について約1〜約50,000μ
gであり、一般的には100〜5,000μgである。ワクチンの最初の投与の
後に、4週間でブースター投薬量を投与し、その後PBMCサンプル中のエピト
ープ特異的CTL集団の存在を決定する技術によって、この患者における免疫応
答の大きさを評価する。さらなるブースター用量を、必要に応じて投与する。こ
の組成物は、HIV感染に対する予防法として安全および有効の両方であること
が見出される。
の方法論および本明細書中で開示される方法論に従って、核酸に基づくワクチン
の投与のために使用し得る。
) 好ましくは、クラスIおよび/またはクラスIIのスーパーモチーフまたはモ
チーフの各々について規定されるコンピュータアルゴリズムを用いて、ネイティ
ブHIVポリタンパク質配列がスクリーニングされて、複数のエピトープを含む
ポリタンパク質の「比較的短い」領域を同定し、そしてこのネイティブHIVポ
リタンパク質配列は、好ましくはネイティブの抗原全体よりも長さが短い。複数
の異なるエピトープ(重複したものでさえ)を含むこの比較的短い配列は、ミニ
遺伝子構築物を作製するために選択され、そして使用される。この構築物は、こ
のペプチドを発現するために操作され、これはネイティブのタンパク質配列に対
応する。この「比較的短い」ペプチドは、一般には250アミノ酸長未満であり
、しばしば100アミノ酸長未満であり、好ましくは75アミノ酸長未満であり
、そしてより好ましくは50アミノ酸長未満である。このワクチン組成物のタン
パク質配列を選択する。なぜなら、これは、この配列内に含まれるエピトープの
最大数を有する(すなわち、これは高濃度のエピトープを有する)ためである。
本明細書中に示されるように、エピトープモチーフは、入れ子状でも重複しても
よく、例えば、2つの9マーエピトープおよび1つの10マーエピトープが、1
0アミノ酸ペプチド中に存在し得る。このようなワクチン組成物を、治療目的ま
たは予防目的のために投与する。
ープおよび少なくとも1つのHTLエピトープを含む。このポリエピトープ性の
ネイティブ配列を、ペプチドとしてか、またはこのペプチドをコードする核酸配
列をしてかのいずれかで投与する。あるいは、このネイティブ配列のアナログが
作製され得、これによってエピトープの1つ以上が、このポリエピトープ性ペプ
チドの交差反応性および/または結合親和性特性を変更する置換を含む。
イティブの入れ子状配列に適用され、それによって治療的または予防的な免疫応
答を誘導するワクチン組成物の生成を容易にするという可能性を提供する。さら
に、このような実施形態は、現在未知のHLAの構成についてのモチーフ保有エ
ピトープの可能性を提供する。さらに、この実施形態(アナログを欠く)は、ネ
イティブのHIV抗原に実際に存在する複数のペプチド配列に対する免疫応答に
関し、従って、任意の接合性エピトープの評価の必要性を回避する。最後に、こ
の実施形態は、核酸ワクチン組成物の生成の場合に、規模の節約を提供する。
誘導され得、これは、標的配列において、配列長当たりのエピトープの最大数を
同定する。
原由来のペプチドエピトープと共に使用して、HIVならびに1つ以上の他の疾
患の予防または処置に有用なワクチン組成物を生成する。他の疾患の例としては
、HCVおよびHBVが挙げられるがこれらに限定されない。
ープを含むポリエピトープ性ペプチド組成物を、HBVおよびHIV感染の両方
の危険性を有する個体に投与するために生成し得る。この組成物は、種々の疾患
に関連する原因由来の複数のエピトープを取り込む単一のポリペプチドとして提
供され得るか、または1つ以上の分散したエピトープを含む組成物として投与さ
れ得る。
対する免疫応答を分析するために使用し得る。このような分析を、Oggら,S
cience 279:2103−2106,1998によって記載されるよう
な様式で行い得る。以下の実施例において、本発明に従うペプチドを、免疫原と
してではなく、診断目的または予後判定目的のための試薬として使用する。
トラマー」)を、例えば、感染の異なる段階で、またはA*0201モチーフを
含むHIVペプチドを使用する免疫の後に、HLA A*0201−陽性個体か
らのHIV HLA−A*0201特異的CTLの頻度の断面分析のために使用
する。テトラマー複合体を、記載されるように合成する(Museyら,N.E
ngl.J.Med.337:1267,1997)。手短に言うと、精製され
たHLA重鎖(この実施例においてはA*0201)およびβ2−ミクログロブ
リンを、原核生物発現系によって合成する。この重鎖を、膜貫通細胞質ゾルの尾
の欠失およびBirA酵素学的ビオチン化部位を含む配列のCOOH末端付加に
よって改変する。この重鎖(2−ミクログロブリン)およびペプチドを、希釈に
よって再折り畳みする。45kDの再折り畳み産物を、高速タンパク質液体クロ
マトグラフィーによって単離し、次いで、ビオチン(Sigma,St.Lou
is,Missouri)、アデノシン5’三リン酸およびマグネシウムの存在
下でBriAによってビオチン化する。ストレプトアビジン−フィコエリトリン
結合体を、1:4のモル比で加え、そしてこのテトラマー産物を1mg/mlま
で濃縮する。得られた産物をテトラマー−フィコエリトリンと呼ぶ。
分間遠心分離し、そして50μlの冷却リン酸緩衝生理食塩水中に再懸濁する。
三色(Tri−color)分析を、抗CD8−三色、および抗CD38と一緒
に、テトラマー−フィコエリトリンを用いて行う。このPBMCを、テトラマー
および抗体と一緒に30〜60分間氷上でインキュベートし、次いで、ホルムア
ルデヒド固定化の前に2回洗浄する。コントロールサンプルのうち99.98%
より多くを含むために、ゲートを適用する。このテトラマーについてのコントロ
ールは、A*0201−陰性個体およびA*0201−陽性の非感染ドナーの両方
を含む。次いで、このテトラマーで染色された細胞のパーセンテージを、フロー
サイトメトリーによって決定する。この結果は、エピトープ拘束CTLを含むP
BMCサンプル中の細胞の数を示し、これによってHIVエピトープに対する免
疫応答の程度を容易に示し、従って、HIVでの感染の段階、HIVへの曝露の
状態、または防御応答または治療応答を誘発するワクチンへの曝露の状態を示す
。
またはリコール応答)を評価するための試薬として使用する。このような分析を
、感染から回復した患者、HIVで慢性的に感染した患者、またはHIVワクチ
ンでワクチン接種した患者で行い得る。
のワクチンは、任意のHIVワクチンであり得る。PBMCを、ワクチン接種さ
れた個体およびHLA型から収集する。次いで、本発明の適切なペプチドエピト
ープ(最適には、複数のHLAスーパータイプファミリーメンバーとの交差反応
性を提供するためのスーパーモチーフを保有するペプチドエピトープ)を、この
HLA型を保有する個体由来のサンプルの分析のために使用する。
ue密度勾配(Sigma Chemical Co.,St.Louis,M
O)で分離し、HBSS(GIBCO Laboratories)中で3回洗
浄し、L−グルタミン(2mM)、ペニシリン(50U/ml)、ストレプトマ
イシン(50μg/ml)、および10%の熱不活性化ヒトAB血清を含むHe
pes(10mM)を補充したRPMI−1640(GIBCO Labora
tories)(完全RPMI)中に再懸濁し、そしてミクロ培養形式を使用し
てプレーティングする。本発明のエピトープを含む合成ペプチドを、各ウェルに
10μg/mlで加え、そして刺激の最初の週の間のT細胞援助(help)の
供給源として、HBVコア128〜140エピトープを各ウェルに1μg/ml
で加える。
ート中の100μl/ウェルの完全RPMIにおいて、8つの複製培養物中のペ
プチドで刺激する。3日目および10日目に、100mlの完全RPMIおよび
20U/mlの最終濃度のrIL−2を各ウェルに加える。7日目に、この培養
物を96ウェルの平底プレートに移し、そしてペプチド、rIL−2および10 5 の照射された(3,000rad)自己支持細胞で再刺激する。この培養物を
、14日目に細胞傷害活性について試験する。陽性のCTL応答は、以前に記載
されるように(Rehermannら,Nature Med.2:1104,
1108,1996;Rehermannら,J.Clin.Invest.9
7:1655−1665,1996;およびRehermannら,J.Cli
n.Invest.98:1432−1440,1996)、非感染のコントロ
ール被験体との比較に基づいて、10%より高い特異的51Cr放出を示すために
、8つの複製培養物のうちの2つ以上を必要とする。
、米国組織適合性および免疫遺伝学協会(American Society
for Histocompatibility and Immunogen
etics)(ASHI,Boston,MA)から購入するか、または記載さ
れるように(Guilhotら,J.Virol.66:2670−2678,
1992)患者のプールから樹立するかのいずれかである。
致したか、または自己のEBVで形質転換されたBリンパ芽球腫細胞株のいずれ
かからなり、これを本発明の合成ペプチドエピトープと一緒に10μMで一晩イ
ンキュベートし、そして100μCiの51Cr(Amersham Corp.
,Arlington Heights,IL)を用いて1時間標識し、その後
これらをHBSSで4回洗浄する。
用して、標準的な4−h、分割ウェル51Cr放出アッセイにおいて決定する。刺
激されたPBMCを、14日目に、20〜50:1のエフェクター/標的(E/
T)比で試験する。細胞傷害性パーセントを、以下の式:100×[(実験の放
出−自発性の放出)/最大放出−自発性の放出)]から決定する。最大放出は、
界面活性剤(2% Triton X−100;Sigma Chemical
Co.,St.Louis,MO)による標的の溶解によって決定する。自発
性の放出は、全ての実験において最大放出の25%未満である。
てHLA拘束CTL集団が刺激される程度を示す。
×105細胞/ウェルの密度で96ウェル平底プレートで培養し、そして10μ
g/mlの合成ペプチド、抗原全体、またはPHAで刺激する。細胞を、各条件
について4〜6ウェルの複製物中に日常的にプレーティングする。7日の培養後
、この培地を除去し、そして10U/mlのIL−2を含む新鮮な培地に交換す
る。2日後、1μCi 3H−チミジンを各ウェルに加え、そしてさらに18時
間インキュベーションを続ける。次いで、細胞DNAをガラス繊維マットの上に
収集し、そして3H−チミジンの取り込みについて分析する。抗原特異的T細胞
の増殖を、抗原の存在下での3H−チミジン取り込みを抗原の非存在下での3H−
チミジン取り込みで除算した比として計算する。
の臨床試験を、INDのI期として調整し、段階的研究を行い、そして無作為で
二重盲のプラシーボ制御試験として行う。このような試験を、例えば以下のよう
に設計する: 合計約27の被験体を登録(enroll)し、そして3つのグループに分け
る: グループI:3つの被験体にプラシーボを注射し、そして6つの被験体に5μ
gのペプチド組成物を注射する; グループII:3つの被験体にプラシーボを注射し、そして6つの被験体に5
0μgのペプチド組成物を注射する; グループIII:3つの被験体にプラシーボを注射し、そして6つの被験体に
500μgのペプチド組成物を注射する。
させる。
らびにその免疫原性に関する。このペプチド組成物に対する細胞の免疫応答は、
このペプチド組成物の内因性(intrinsic)活性の指標であり、そして
従って、生物学的有効性の測定としてみなされ得る。以下は、安全性および有効
性の終点に関連する臨床的データおよび研究室データを要約する。
ープでモニターし、そして程度および可逆性の観点から評価する。
の前および注射の後に出血させる。末梢血単核細胞を、Ficoll−Hypa
que密度勾配遠心分離によって新鮮なヘパリン処理した血液から単離し、凍結
媒体中に等分し、そして凍結保存する。サンプルを、CTLおよびHTL活性に
ついてアッセイする。
めに、II期試験を行う。この試験の主な目的は、慢性的に感染したHIV患者
においてCTLを誘導するために効率的な用量およびレジメンを決定すること、
これらの患者におけるCTLおよびHTL応答の誘導の安全性を証明すること、
およびウイルス負荷における減少およびCD4+細胞の数における増加によって
明らかにされるように、慢性的に感染したHIV患者の臨床画像を改善するCT
Lの活性化の程度を見ることである。このような研究は、例えば以下のように設
計される: この研究は、複数の中央施設(center)で行われる。この試験設計は、
開放性標識(open−label)で非管理の用量段階的プロトコールであり
、ここでこのペプチド組成物は単一用量として投与され、その6週間後に同用量
の単一のブースターを投与する。この投薬量は、1回の注射当たり50、500
および5,000マイクログラムである。薬物に関連する有害な効果(重症度お
よび可逆性)を記録する。
ド組成物を注射され、第2および第3のグループは、それぞれ500および5,
000マイクログラムのペプチド組成物を注射される。各グループの患者は、2
1〜65歳の範囲(男性および女性の両方を含む)であり、そして多様な民族的
背景を表す。この患者の全てを5年間にわたってHIVで感染させ、そしてこの
患者はHCV、HBVおよびデルタ肝炎ウイルス(HDV)陰性であるが、陽性
レベルのHIV抗原を有する。
4+レベルをモニターする。このワクチン組成物は、HIV感染の処置において
安全および有効の両方であることが見出される。
使用され得る。このようなワクチンレジメンは、例えば、裸のDNAの最初の投
与、続いてこのワクチンをコードする組換えウイルス、あるいはアジュバントに
おいて投与される組換えタンパク質/ポリペプチドまたはペプチド混合物を使用
するブーストを含み得る。
CまたはID)で投与される裸の核酸の形態の発現ベクター(例えば、実施例1
1において構築される発現ベクター)を使用して行う。この核酸(0.1〜10
00μg)をまた、遺伝子銃を使用して投与し得る。3〜4週間のインキュベー
ション期間の後、ブースター用量を投与する。このブースターは、例えば5−1
07〜5×109pfuの用量で投与される組換え鶏痘ウイルスである。代替的な
組換えウイルス(例えば、MVA、カナリア痘ウイルス、アデノウイルス、また
はアデノ随伴ウイルス)をまた、ブースターについて使用し得るか、あるいはこ
のポリエピトープ性タンパク質またはこのペプチドの混合物を、投与し得る。ワ
クチンの有効性の評価のために、患者の血液サンプルを免疫の前、ならびに最初
のワクチンおよびこのワクチンのブースター用量の投与の後の間隔に得る。末梢
血単核細胞を、Ficoll−Hypaque密度勾配遠心分離によって新鮮な
ヘパリン処理した血液から単離し、凍結媒体中に等分し、そして凍結保存する。
サンプルを、CTLおよびHTL活性についてアッセイする。
応答が作製されていることを示す。
「専門的」APCを使用して投与し得る。この実施例において、ペプチドパルス
されたDCを患者に投与して、インビボでCTL応答を刺激する。この方法にお
いて、樹状細胞を単離し、拡大し、そして本発明のペプチドCTLおよびHTL
エピトープを含むワクチンでパルスする。この樹状細胞を患者に注入して戻して
、インビボのCTLおよびHTL応答を誘発する。次いで、この誘導されたCT
LおよびHTLは、このワクチン中のエピトープが誘導されるタンパク質を保有
する特定の標的細胞を破壊するか、またはこの標的細胞の破壊を促進する。
離されるDCにエキソビボで投与する。DCの収集を容易にするための薬学(p
harmaceutical)(例えば、ProgenipoietinTM(M
onsanto,St.Louis,MO)またはGM−CSF/IL−4)を
使用し得る。ペプチドでDCをパルスした後かつ患者に再注入する前に、このD
Cを洗浄して未結合ペプチドを除去する。
に決定されるように、患者に再注射されたDCの数は変化し得る(例えば、Na
ture Med.4:328,1998;Nature Med.2:52,
1996およびProstate 32:272,1997を参照のこと)。患
者当り2〜50×106DCが代表的に投与されるが、より大きい数のDC(例
えば、107または108)もまた提供され得る。このような細胞集団は、代表的
に50〜90%間のDCを含む。
者に注射する。例えば、ProgenipoietinTMなどの薬剤を使用して
処理後に産生された、DCを含むPBMCを、DCを精製せずに、患者に注射す
る。投与されたPBMCの総数は、しばしば、108〜1010まで変化する。一
般的に、患者に注射される細胞用量は、例えば、特異的な抗DC抗体を用いる免
疫蛍光分析によって決定されるような、各患者の血液中のDCの割合に基づく。
従って、例えば、ProgenipoietinTMが、所定の患者の末梢血液に
おける2%DCを動員し、その患者が、5×106DCを受容する場合、この患
者は、総量2.5×108ペプチド負荷PBMCで注射される。Progeni
poietinTMなどの薬剤によって動員される%DCは、代表的には、2〜1
0%の間であると推定されるが、当業者によって理解されるように変化し得る。
の供給源(例えば、DC)および適切な免疫原性ペプチドと共に患者または遺伝
的に適合性のCTLまたはHTL前駆細胞を組織培養の際に、インキュベートす
ることによって誘導され得る。適切なインキュベーション時間後(代表的には、
約7〜28日間)(ここで、前駆細胞は活性化され、そして、エフェクター細胞
へと増殖する)、細胞を患者に注入し戻す(ここで、エフェクター細胞は、これ
らの特異的な標的細胞を破壊するかまたはその破壊を容易にする)。
る細胞からこれらを溶出することである。例えば、組織分類に使用されるEBV
形質転換B細胞株は、どのHLA分子をこれらが発現するかを決定するために広
範に特徴付けられている。特定の場合において、これらの細胞は、HLA分子の
単一の型のみを発現する。次いで、これらの細胞は、病原性生物によって感染さ
れ得るかまたは目的の抗原(例えば、HIV調節または構造タンパク質)を発現
する核酸でトランスフェクトされ得る。その後、感染の結果として(またはトラ
ンスフェクションの結果として)産生されたペプチドの内因性抗原のプロセシン
グによって産生されたペプチドは、細胞内のHLA分子に結合し、そして輸送さ
れ、そして細胞表面に提示される。
出し、そして、これらのアミノ酸配列を、例えば、質量スペクトル分析(例えば
、Kuboら、J.Immunol.152:3913,1994)によって決
定した。特定のHLA分子に結合する大部分のペプチドはモチーフを保有してい
るので、このことは、細胞上に発現される特定のHLA分子と相関するモチーフ
保有ペプチドを獲得するための代替的な様式である。
立遺伝子をコードする発現構築物でトランスフェクトされ得る。次いで、これら
の細胞は、記載されるように使用され得る(すなわち、これらは、細胞の表面に
提示された目的の病原体または抗原に対応するペプチドを単離するために、目的
の抗原をコードする核酸を有する病原体生物で感染され得るかまたは目的の抗原
をコードする核酸でトランスフェクトされ得る)。このような分析から得られた
ペプチドは、細胞中で発現される単一のHLA対立遺伝子への結合に対応するモ
チーフを保有する。
を保有する細胞に対して同様の分析を行ない得、続いて、発現される各HLA対
立遺伝子に特異的なペプチドを決定し得る。さらに、当業者はまた、感染または
トランスフェクション以外の手段(例えば、タンパク質抗原の負荷)が抗原の供
給源を細胞に提供するために使用され得ることを認識する。
限するためではない。例えば、主要組織適合遺伝子複合体(すなわち、HLA)
についてのヒトの専門用語が、この文書の全体で使用される。これらの原則が他
の種に対してもまた及び得ることが理解される。従って、本発明の他の改変体は
、当業者にとって容易に明らかであり、添付の特許請求の範囲によって含まれる
。本明細書中で引用される全ての刊行物、特許、および特許出願は、全ての目的
のために本明細書中で参考として援用される。
に示されるように、ペプチドが、モチーフまたはスーパーモチーフの各主要なア
ンカー位置に主要なアンカーを有する場合、ペプチドはモチーフ保有であるとみ
なされる。
に示されるように、ペプチドが、モチーフまたはスーパーモチーフの各主要なア
ンカー位置に主要なアンカーを有する場合、ペプチドはモチーフ保有であるとみ
なされる。
表IIの情報は、他に示されない限り、9マーに特異的である。
する。
合されるPF候補エピトープの数の関数としての、遺伝子型の総頻度のグラフを
提供する。
例示する。
Claims (36)
- 【請求項1】 調製されたヒト免疫不全ウイルス−1(HIV−1)エピト
ープを含む組成物であって、該エピトープが、以下の配列: 【化1】 からなる群から選択されるアミノ酸配列からなる、組成物。 - 【請求項2】 請求項1に記載の群から選択される2個のエピトープを含む
、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項3】 請求項1に記載の群から選択される3個のエピトープを含む
、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項4】 請求項1に記載の組成物であって、該組成物が、以下: 【化2】 からなる群から選択される細胞傷害性Tリンパ球(CTL)エピトープをさらに
含む、組成物。 - 【請求項5】 前記組成物がヘルパーTリンパ球(HTL)エピトープをさ
らに含む、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項6】 前記HTLエピトープが、汎DR結合分子である、請求項5
に記載の組成物。 - 【請求項7】 前記エピトープが、リポソーム上またはリポソーム内にある
、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項8】 前記ペプチドが脂質に結合されている、請求項1に記載の組
成物。 - 【請求項9】 前記エピトープが、HLA重鎖とβ2−ミクログロブリンと
ストレプトアビジンとの複合体に結合され、それによってテトラマーを形成する
、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項10】 前記エピトープが、抗原提示細胞上のHLA分子に結合さ
れている、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項11】 前記抗原提示細胞が樹状細胞である、請求項1に記載の組
成物。 - 【請求項12】 前記組成物が薬学的賦形剤をさらに含む、請求項1に記載
の組成物。 - 【請求項13】 前記エピトープが単位用量形態である、請求項1に記載の
組成物。 - 【請求項14】 前記エピトープが、該エピトープをコードする組換え核酸
分子から発現される、請求項1に記載の組成物。 - 【請求項15】 請求項1に記載の調製されたエピトープをコードする組換
え核酸分子を含む、発現ベクター。 - 【請求項16】 組成物であって、該組成物は、以下: 【化3】 からなる群から選択される、少なくとも2個のヒト免疫不全ウイルス−1(HI
V−1)ペプチドエピトープを含む、500個未満のアミノ酸残基の調製された
ペプチドを含み、ここで該ペプチドは、ネイティブなペプチド配列との100%
同一性を有する50個未満連続したアミノ酸を含む、組成物。 - 【請求項17】 少なくとも2個のエピトープが、スペーサーを介して連結
されている、請求項16に記載の組成物。 - 【請求項18】 第3のエピトープをさらに含む、請求項16に記載の組成
物。 - 【請求項19】 前記第3のエピトープが、以下: 【化4】 からなる群から選択される、請求項18に記載の組成物。
- 【請求項20】 ヘルパーTリンパ球(HTL)エピトープである第3のエ
ピトープをさらに含む、請求項16に記載の組成物。 - 【請求項21】 前記HTLエピトープが、汎DR結合分子である、請求項
20に記載の組成物。 - 【請求項22】 前記ペプチドが、リポソーム上またはリポソーム内にある
、請求項16に記載の組成物。 - 【請求項23】 前記ペプチドが脂質に結合されている、請求項16に記載
の組成物。 - 【請求項24】 前記ペプチドが、請求項16に記載の群における少なくと
も3個のエピトープをさらに含む、請求項16に記載の組成物。 - 【請求項25】 前記ペプチドが、請求項16に記載の群における少なくと
も4個のエピトープをさらに含む、請求項16に記載の組成物。 - 【請求項26】 前記ペプチドが、請求項16に記載の群における少なくと
も5個のエピトープをさらに含む、請求項16に記載の組成物。 - 【請求項27】 前記ペプチドが、請求項16に記載の群における少なくと
も6個のエピトープをさらに含む、請求項16に記載の組成物。 - 【請求項28】 前記組成物が薬学的賦形剤をさらに含む、請求項16に記
載の組成物。 - 【請求項29】 さらに前記ペプチドが単位用量形態である、請求項16に
記載の組成物。 - 【請求項30】 前記ペプチドが、該ペプチドをコードする組換え核酸から
発現される、請求項16に記載の組成物。 - 【請求項31】 請求項16に記載の調製されたペプチドをコードする組換
え核酸を含む、発現ベクター。 - 【請求項32】 調製されたヒト免疫不全ウイルス−1(HIV−1)エピ
トープを含む組成物であって、該エピトープは、表VII〜XXにおいて示され
る配列からなる群から選択されるアミノ酸配列からなる、組成物。 - 【請求項33】 前記組成物が表VII〜XXにおいて示される配列からな
る群から選択されるアミノ酸配列からなる、さらなるエピトープを含む、請求項
32に記載の組成物。 - 【請求項34】 前記エピトープが、該エピトープをコードする組換え核酸
分子から発現される、請求項32に記載の組成物。 - 【請求項35】 表VII〜XXにおいて示される配列からなる群から選択
される、少なくとも2個のヒト免疫不全ウイルス−1(HIV−1)ペプチドエ
ピトープを含む、500個未満のアミノ酸残基の調製されたペプチドを含む、組
成物。 - 【請求項36】 前記調製されたペプチドが、該ペプチドをコードする組換
え核酸分子から発現される、請求項35に記載の組成物。
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