JP2004524004A - 修飾ceaおよびその使用 - Google Patents
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Abstract
本発明は、アミノ酸配列YLSGADLNLを含む修飾エピトープを含む免疫原性CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクターおよび/または細胞、ならびにそれらの混合物および/または組成物について開示する。前記物質を用いてCEA特異的免疫反応を誘導する方法も開示する。
Description
【0001】
発明の分野
本発明は、免疫学、詳細には、修飾エピトープを含む新規な生物活性修飾CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクターおよび/または細胞、前記のものの混合物および/または組成物、ならびに免疫原としておよび/または癌治療におけるそれらの使用に関する。
発明の背景
本明細書を通して、本発明が属する分野の技術水準をより完全に記載するために様々な引例が括弧内に挙げられている。それら引例の開示内容は、参照によって本明細書中に組み込まれる。
【0002】
癌免疫療法の期待は、免疫系によって認識され得る腫瘍関連抗原の同定に基づくものである。特に、T細胞介在反応を誘導する標的抗原に高い関心がもたれている。このことは、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)が動物モデル(Kast W. et al(1989) Cell 59: 6035; Greendlberg P. (1991) Adv. Immunol. 49: 281)およびヒト(Boon T. et al., Annu. Rev. Immunol 12:337)の両方において腫瘍の緩解を誘導し得るという証拠に基づくものである。
【0003】
ヒト癌胎児性抗原(CEA)は、結腸癌、直腸癌、胃癌、および膵癌の大部分(Muaro et al. (1985) Cancer Res. 45:5769)、乳癌のおよそ50%(Steward et al. (1974) Cancer 33: 1246)、および肺癌の70%(Vincent, R.G., Chu, T.M.(1978) J. Thor. Cardiovas. Surg. 66:320)において発現されている180kDの糖タンパク質である。CEAは胎児の消化管組織、およびより少ない程度で正常結腸上皮組織においても発現される。CEAの免疫原性は曖昧であり、いくつかの研究が患者における抗CEA抗体の存在を報告している(Gold et al. (1973) Nature New Biology 239: 60; Pompecki, R. (1980) Eur. J. Cancer 16: 973; Ura et al. (1985) Cancer Lett. 25: 283; Fuchs et al. (1988) Cancer Immunol. Immunother. 26: 180)が、他の研究はその存在を報告していない(LoGerfo et al. (1972) Int. J Cancer 9:344; MacSween, J.M.(1975) Int J. Cancer 15: 246; Chester K.A., Begent, H.J.(1984) Clin. Exp. Immunol 58: 685)。CEAは、ヒト消化管の腺癌における癌特異的胎児性抗原として1965年に初めて報告された(Gold, P., Freeman, 5.0(1965) Exp. Med. 121; 439)。それ以来、CEAは、ヒト胃腸管のほぼ全ての固形癌において過剰に産生される細胞表面抗原として特徴付けられた。ヒトCEAタンパク質の遺伝子はクローン化されている(Oikawa et al(1987) Biochim. Biophys. Res. 142:511−518; 欧州特許出願第0346710号明細書)。
【0004】
前記のようなCEAの免疫原性の曖昧な証明にも関わらず、ワクシニア−CEAワクチン(「rV−CEA」)を用いた第I相臨床試験は、CEA特異的細胞傷害性Tリンパ球(CTL)反応がヒトにおいて誘導され得ることを実証した(Tsang, K.Y. et al. (1995) J. Natl. Cancer Instit 87: 982−990; Tsang K.Y. et al. (1997) Clin. Cancer Res. 3:2439−2449)。その試験の結果として、CEA主要(immunodominant)CTLエピトープが同定された。その9マー(すなわち、YLSGANLNL)はHLA−A2クラスI分子に結合することが示され、癌胎児性抗原ペプチド−1(「CAP−1」)と命名された。その後のいくつかの試験も、CAP−1エピトープ/ペプチド自体がCEA特異的ヒトCTL反応を誘導する能力を証明した(Alters, S.E. et al.(1998) J. Immunother. 21: 17−26; Tsang, K.Y. et al. (1997) Supra; Zaremba, S. et al. (1997) Cancer Res. 57: 4570−4577)。さらに、CAP−1およびインターロイキン(IL)−2でrV−CEAワクチン接種した患者由来の抹消血単核球(PBMC)の培養によって誘導された安定なCTL株が最近報告されている(Tsang, K.Y.(1997) Supra)。
【0005】
免疫原性ペプチドが保存態様(conserved mannner)で修飾された場合(すなわち、疎水性アミノ酸が疎水性アミノ酸で置換された場合)、その修飾ペプチドは、分子形状、電荷、および疎水性の維持に基づいて、類似の免疫活性を有する傾向があるという理論が受け入れられている。さらに詳細には、Maddenによる研究(Madden et al. (1993) Cell 75: 693)は、T細胞認識の前駆工程であるMHC−複合体形成に関して、ペプチドにおける特定アミノ酸選択を同定した。Maddenならびに他の研究者(Rammensee et al., (1995) Immunogenetics 41: 178)は、ペプチド中の特定アミノ酸位置がT細胞認識に利用可能であると主張した。
【0006】
Skipperらは、ペプチド配列がDNAから予測されるものとは異なっているチロシナーゼの天然ペプチドエピトープの同定および特徴付けについて記載している((1996) J. Exp. Med. 183:527)。その修飾ペプチドは、直接の翻訳産物よりも効率的にチロシナーゼ特異的ヒト細胞傷害性Tリンパ球(「CTL」)によって認識され、HLA−A2.1分子によって細胞表面上に提示されるべき2つのペプチドのうちの1つであった。その修飾は、アスパラギン酸によるアスパラギンの置換であった。著者は、タンパク質合成の間に小胞体でN−グリコシル化され、続いて、翻訳後に脱アミノ化されると提案した。
【0007】
CEAエピトープCAP−1に関して、(エピトープの)位置2、9、および1でのHLA結合のための第1および第2アンカー位置は好ましいアミノ酸によって既に占有されている。従って、Schlomおよび同僚達は、CAP−1特異的CTLのT細胞受容体(「TCR」)と相互作用すると予測される残基に対する単一アミノ酸置換を含むエピトープアナログを作成することによって、CAP−1の免疫原性を高める試みを行った。天然エピトープの免疫原性よりも高められた免疫原性を示すが、付随するMHC結合自体の上昇を示さない(すなわち、アゴニストとして作用する;Zaremba, S. et al(1997) Supra)、1つのそのようなアナログエピトープ(YLSGADLNL;CAP−1−6Dと命名された)が同定された。
【0008】
本発明は、修飾エピトープを含む新規な修飾CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクター、前記のものの混合物および/または組成物、ならびにCEA特異的免疫反応の誘導および/または癌治療におけるそれらの有利な使用について開示する。
【0009】
発明の概要
本発明は、配列YLSGADLNLを含む修飾エピトープを含む新規な修飾CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクター(例えば組換えウイルスおよび/または細菌)および/または細胞(例えば抗原提示細胞)、ならびに前記のものの混合物および/または組成物を含む。それら前記の全ての物質、混合物、および組成物は、CEAタンパク質またはその断片;前記修飾エピトープを含むCEAアゴニストポリペプチド;正常または修飾CEAエピトープ;あるいは前記のCEAタンパク質またはその断片、CEAアゴニストポリペプチド、または正常/修飾CEAエピトープを結合または発現する細胞;に対する免疫反応を誘導する能力によって特徴付けられる。
【0010】
従って、本発明の1つの実施形態において、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質は、修飾CEAエピトープを含むように提供され、その修飾エピトープは配列YLSGADLNLを含む。
【0011】
本発明の別の実施形態において、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質は、配列番号1(図1)のアミノ酸配列を有する。
【0012】
先に述べたように、本発明の実施形態は、前記のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸を含む。従って、本発明の実施形態は、配列番号2(図1)の核酸配列を含む。本発明のさらに別の実施形態において、核酸は、ウイルス核酸、プラスミド、細菌DNA、裸の/フリーDNA、およびRNAより成る群から選択されるDNAである。さらに別の実施形態において、ウイルス核酸は、アデノウイルス、アルファウイルス、およびポックスウイルスより成る群から選択される。さらに別の実施形態において、ポックスウイルスは、アビポックスウイルス、スイポックスウイルス、およびオルソポックスウイルスより成る群から選択される。さらに別の実施形態において、ポックスウイルス核酸は、TROVAC、NYVAC、ALVAC、MVA、アデノ随伴ウイルス(AAV)、Wyeth、およびPoxvacTCより成る群から選択される。
【0013】
本発明の追加の実施形態は、サイトカイン、リンホカイン、および補助的刺激分子より成る群から選択される少なくとも1つの物質をコードする第2配列に加えて、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする配列を含む核酸を含むことが考えられている。
【0014】
本発明の実施形態は、本発明の核酸を包含するベクターも提供する。特定実施形態において、それらベクターは、組換えウイルスまたは細菌の何れかである。別の実施形態において、組換えウイルスは、アデノウイルス、アルファウイルス、およびポックスウイルスより成る群から選択される。さらに別の実施形態において、ポックスウイルスは、アビポックスウイルス、スイポックスウイルス、およびオルソポックスウイルスより成る群から選択される;特定実施形態は、ALVAC、NYVAC、TROVAC、MVA、Wyeth、およびPoxvac−TCを含む。
【0015】
本発明は、本発明の前記核酸を包含する、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質を発現する細胞をさらに提供する。さらに別の実施形態において、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質を発現する細胞は、MHC HLAクラスI分子も発現する。さらに別の実施形態において、ポリペプチドを発現する細胞は抗原提示細胞である。
【0016】
本発明の実施形態は、前記のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、核酸、ベクターおよび細胞の混合物および/または組成物を含む。それら混合物および/または組成物は、必要に応じてアジュバントを含んでいて差し支えない。
【0017】
本発明は、
(i)CEAタンパク質またはその断片;および/または
(ii)本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質;および/または
(iii)CEAエピトープ;および/または
(iv)修飾CEAエピトープ;および/または
(v)CEAタンパク質またはその断片、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、CEAエピトープ、修飾CEAエピトープを発現する細胞;および/または
(vi)CEAタンパク質またはその断片、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、CEAエピトープ、修飾CEAエピトープを結合する細胞;に対する免疫反応を動物において誘導する方法であって、免疫反応を誘導するのに十分な量で本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、核酸、ベクター、細胞、あるいは混合物および/または組成物を投与することを含んで成る方法をさらに提供する。
【0018】
本発明は、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、核酸、ベクター、細胞、あるいは混合物および/または組成物を患者に投与することを含んで成る、患者においてCEAエピトープ発現癌細胞を阻害する方法をさらに提供する。
【0019】
さらに別の態様において、本発明は、免疫反応を誘導しおよび/またはCEAエピトープを発現する癌細胞を阻害するための前記方法の何れか1つを含む、癌の治療方法を提供する。
【0020】
本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、本発明の特定実施形態を示唆する詳細な説明および特定実施例は、単に例示の目的で与えられており、本発明の精神および範囲内に含まれる様々な変更および改変がその詳細な説明から当業者に明らかになるであろうことを理解すべきである。
【0021】
本発明は、図面の説明によってさらに理解されるであろう。
【0022】
発明の詳細な説明
本発明は、配列YLSGADLNLを含む修飾CEAエピトープを含むCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクターおよび/または細胞(総称して、本発明の「物質」と称される)、および前記のものの混合物/組成物について開示する。本発明の前記の物質および混合物/複合体の全てが、CEAタンパク質またはその断片、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、CEAエピトープおよび/または修飾CEAエピトープ、および/または前記のものを結合または発現する細胞に対する免疫反応を誘導する能力を有する。「免疫反応」は、例えば細胞性免疫(すなわち細胞傷害性Tリンパ球介在)または液性免疫(すなわち抗体介在)の何れかのような、免疫系の任意の反応として定義される。当業者に公知であるように、免疫反応の評価および/またはモニタリングのための様々な測定法/方法論が存在する。
【0023】
細胞性免疫反応において、腫瘍関連抗原タンパク質(例えばCEA)は、細胞内プロテアーゼによってより小さなエピトープペプチドにプロセシングされ、続いてそのエピトープペプチドは細胞表面に輸送され、MHC HLAクラスI分子上の収容溝(cleft)にしっかりと結合する。T細胞は、それら小さなエピトープペプチドがMHC HLAクラスI分子と結合して適切な細胞の表面上に提示された場合にのみそのエピトープペプチドを認識する。同様に、液性免疫反応において、タンパク質はより小さなエピトープペプチドにプロセッシングされ、続いてそのエピトープペプチドはMHC HLAクラスII分子と結合して細胞表面(すなわち抗原提示細胞)上に提示されるであろう。そのような複合体は、液性免疫系の適切な細胞によって認識される。
【0024】
当業者に公知であるように、抗原由来の約8から12アミノ酸のアミノ酸配列から成る短いペプチド(すなわちエピトープ)は、細胞内プロセッシング無しにHLAクラスI分子の収容溝内に直接結合することができる。先に述べたように、CEA由来の多くのそのようなエピトープが同定されている。さらには、それらCEA−特異的抗原エピトープは免疫反応を誘導する能力を示しており、適当なCEAを発現する標的細胞がそれによって融解される。本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質(修飾CEAエピトープを含む)は、正常な/非修飾CEA(正常エピトープを含む)が免疫原として用いられた場合に観察される免疫反応と比べて、改善された免疫反応を誘導する(従って、CEA「アゴニスト」と思われる)。
【0025】
本発明に含まれるCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質は、アミノ酸配列YLSGADLNL(「CAP16D」と称される)を含む修飾エピトープを含む。非修飾CEAにおける天然エピトープの対応配列は、YLSGANLNL(「CAP−1」と称される;Zaremba, S. et al. (1997) Cancer Res. 57:4570)である。本発明の特定実施形態において、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質は、配列番号1(図1)のアミノ酸配列を有する。本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質は、ポリペプチド/タンパク質の前駆体および/成熟形態の両方を含むと理解されている(例えば、Oikawa, S. et al. (1987) Biochem. Biophys. Res. Commun. 142:51 1−518)。
【0026】
本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質は、当業者に公知である様々な方法を用いて調製される。従って、当業者に公知の組換えDNA技術を用いて、そのようなポリペプチドを提供することができる。公知のやり方で、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸配列を、適当な発現ベクター(すなわち組換え発現ベクター)中に組み込ませることができる。可能性のある発現ベクターとして(限定はされないが)、そのベクターが用いられる宿主細胞に適合する限り、コスミド、プラスミド、または修飾ウイルス(例えば複製欠損レトロウイルス、アデノウイルスおよびアデノ随伴ウイルス、レンチウイルス、ヘルペスウイルス、ポックスウイルス)が含まれる。「ベクターが宿主細胞に適合する」という表現は、その発現ベクターが、本発明の核酸分子(下記に説明)および発現に用いられる宿主細胞に基づいて選択された付随調節配列を包含し、前記調節配列が核酸分子に作動可能に結合していることを意図するように定義される。「作動可能に結合」は、核酸の発現をもたらすような態様で核酸が調節配列に結合していることを意味することが意図されている。適切な調節配列は、細菌、真菌、またはウイルス遺伝子等を含む様々な供給源に由来するものであって差し支えない(例えば、Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990)に記載の調節配列を参照)。適切な調節配列の選択は選択された宿主細胞に依存し、当業者によって容易になし得ることである。そのような調節配列の例として以下のものが含まれる:転写プロモーターおよびエンハンサー、RNAポリメラーゼ結合配列、またはリボソーム結合配列(翻訳開始シグナルを含む)。選択された宿主細胞および用いられる発現ベクターに基づいて、他の付加的配列(例えば複製起点、付加的DNA制限酵素部位、エンハンサー、および転写誘導性をもたらす配列)を発現ベクター中に組み込んで差し支えない。
【0027】
前述した本発明の発現ベクターは、本発明の組換え分子で形質転換またはトランスフェクトした宿主細胞の選択を容易にする選択性マーカー遺伝子も包含していて差し支えない。選択性マーカー遺伝子の例は、例えばG418およびハイグロマイシン(特定薬剤に対する耐性をもたらす)、β−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、またはホタルルシフェラーゼのようなタンパク質をコードする遺伝子である。
【0028】
例えばβ−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、またはホタルルシフェラーゼのような選択性マーカータンパク質の濃度の変化によって、選択性マーカー遺伝子の転写をモニタリングする。選択性マーカー遺伝子が抗生物質耐性をもたらすタンパク質(例えばネオマイシン耐性におけるG418)をコードする場合、適切な選択分子を用いて形質転換細胞を選択することができる。当業者に公知であるように、選択性マーカー遺伝子が組み込まれた細胞は生存するが、そのような何れの選択性マーカーも組み込まれていない細胞は死ぬであろう。このことは、本発明の組換え発現ベクターからの発現を可視化および測定することを可能にする。関心核酸とは別個のベクターに選択性マーカーを導入できることも理解されるであろう。
【0029】
組換え発現ベクターは、本発明のポリペプチドの高められた発現を提供し;本発明のポリペプチドの高められた溶解性を提供し;および/またはアフィニティー精製においてリガンドとして働くことによって標的組換えタンパク質の精製を助けるような、融合部分をコードする遺伝子も包含していて差し支えない。例えば、タンパク質分解切断部位を標的組換えポリペプチドに付加して、融合タンパク質の精製に続く融合部分からの組換えポリペプチドの分離を可能にすることができる。
【0030】
固相合成(Merrifield(1964) J. Am. Chem. Assoc. 65: 2149)または均質溶液中での合成(Methods of Organic Chemistry, E. Wansch(Ed.) Vol. 15, pts. I, II, Thieme, Stuttgart(1987))のような、タンパク質化学において周知の技術を用いて、化学合成によって本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質を調製することができる。
【0031】
本発明の付加的な実施形態は、前記のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸を含む。この中に記載のように、「核酸」は(限定はされないが)、ウイルス核酸、プラスミド、細菌DNA、裸の/フリーDNAおよびRNAを含む。核酸は、一本鎖および二本鎖形態の両方を含む。従って、それら核酸は、前記のポリペプチドをコードする関連塩基配列を含む。定義の目的で、「前記のポリペプチドをコードする関連塩基配列」は、相補核酸配列をさらに含む。
【0032】
本発明の1つの実施形態において、核酸は配列番号2(図1)によって示される配列を有する。本発明の別の実施形態では、核酸はその配列(すなわち配列番号2(図1)の配列)を含む。本発明の付加的な実施形態は、前駆体または成熟CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸配列から成るおよび/またはそれらを含む。
【0033】
本発明の実施形態において有用である細菌DNAは当業者に公知である。それら細菌として、例えば、シゲラ属、サルモネラ属、コレラ菌、乳酸桿菌、カルメット・ゲラン桿菌(BCG)、および連鎖球菌属が上げられる。本発明の細菌DNAの実施形態において、本発明の核酸を、細菌ゲノム中に挿入しても、フリー状態に維持しても、またはプラスミド上に含んでいても差し支えない。
【0034】
本発明のウイルス核酸の実施形態は、ポックスウイルス、あるいは例えばアデノウイルスまたはアルファウイルスのような他のウイルスに由来するものであって差し支えない。好ましくは、ウイルス核酸は、レシピエント動物細胞中に一体化する能力が無いものである。前記核酸の発現のための要素として、レシピエント動物細胞中での発現に適したプロモーターを含んでいて差し支えない。
【0035】
本発明の実施形態は、アビポックスウイルス、オルソポックスウイルス、およびスイポックスウイルスの核酸より成る群から選択されるポックスウイルス核酸を含む。特定実施形態は、ワクシニアウイルス核酸、鶏痘ウイルス核酸、カナリア痘ウイルス核酸、および豚痘ウイルス核酸より成る群から選択されるポックスウイルス核酸を含み;特定実施例は、TROVAC、NYVAC、ALVAC、MVA、Wyeth、およびPoxvac−TCを含む(より詳細に以下に説明する)。
【0036】
本発明の核酸は、サイトカイン、リンホカイン、および補助的刺激分子より成る群から選択される少なくとも1つの物質をコードする核酸配列をさらに含んでいて差し支えない。例として(限定はされないが)、インターロイキン2、インターロイキン12、インターロイキン6、インターフェロンγ、腫瘍壊死因子α、GM−CSF、B7.1、B7.2、ICAM−1、LFA−3、およびCd72が含まれる。
【0037】
当業者に周知である核酸を調製および精製するための分子生物学の標準技術を本発明の態様の調製に用いることができる(例えば、Current Protocols in Molecular Biology, F.M. Ausubel et al.(Eds.), John Wiley and Sons, Inc, N.Y., U.S.A (1998), Chpts. 1, 2 and 4; Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd Ed.), J. Sambrook, E.F. Fritsch and T. Maniatis (Eds.), Cold Spring Harbor Laboratory Press, N.Y., U.S.A. (1989), Chpts. 1,2,3 and 7を参照)。
【0038】
本発明の態様は、前記の核酸を包含するベクターをさらに含む。特定実施形態において、前記のベクターは組換えウイルスまたは細菌であって差し支えない。
【0039】
それらの構築のためのアデノウイルスベクターおよび方法が記載されている(例えば、米国特許第5994132号、第5932210号、および第6057158号明細書、ならびに国際公開第98/17783号、第97/44475号、第99/61034号、第99/50292号、第99/27101号、第97/20575号、第96/40955号、および第96/39534号パンフレット(参照によってそれらの全てがこの中に組み込まれる)を参照)。アルファウイルスベクターも当業界で公知であり、本発明の実施形態において用いることができる(例えば、米国特許第5792462号、第5739026号、第5843723号、および第5789245号明細書、ならびに国際公開第92/10578号、第95/27044号、第95/31565号、および第98/15636号パンフレット(参照によってそれらの全てがこの中に組み込まれる)を参照)。また、レンチウイルスも記載されている(例えば米国特許第6013516号および第5994136号明細書、ならびに国際公開第96/17816号、第97/12622号、第98/17815号、第98/39463号、第98/46083号、第99/15641号、第99/19501号、第99/30742号、第99/31251号、第98/51810号、および第00/00600号パンフレット(参照によってそれらの全てがこの中に組み込まれる)を参照)。用いることができるポックスウイルスベクターとして、例えば、アビポックスウイルス、オルソポックスウイルス、またはスイポックスウイルスが挙げられる(米国特許第5364773号、第4603112号、第5762938号、第5378457号、第5494807号、第5505941号、第5756103号、第5833975号、および第5990091号明細書(参照によってそれらの全てがこの中に組み込まれる)を参照)。例えば、哺乳類細胞における発現に適した条件下でCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸をウイルスゲノム中に挿入する等(以下に記載)、当業者に公知である相同的組換えによって、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸を包含するポックスウイルスベクターを得ることができる。
【0040】
本発明の1つの実施形態において、ポックスウイルスベクターはALVAC(1)またはALVAC(2)(それらの両方がカナリア痘ウイルスに由来する)である。ALVAC(1)(またはALVAC(2))は、鳥類以外の宿主において生産的に複製せず、その安全プロフィールが改善されていると考えられる特性を有する。ALVAC(1)は、認可されたカナリア痘ワクチンであるカナポックス(Kanapox)のプラーククローン派生体である、弱毒化カナリア痘ウイルスベースのベクターである(Tartaglia et al.(1992) Virology 188: 217; 米国特許第5505941号、第5756103号、および第5833975号明細書(参照によってそれらの全てがこの中に組み込まれる))。ALVAC(1)は、カナポックスのいくつかの一般特性と同じ一般特性を有する。外来抗原を発現するALVACベースの組換えウイルスもワクチンベクターとして有効であることが示されている(Tartaglia et al., In AIDS Research Reviews (vol.3) Koff W., Wong−Staol F. and Kenedy R.C. (eds.), Marcel Dekker NY, pp.361−378 (1993a); Tartaglia, J. et al.(1993b) J. Virol. 67: 2370)。例えば、狂犬病ウイルス糖タンパク質を発現するALVAC(1)組換え体で免疫したマウスは、狂犬病ウイルスの致死的な攻撃接種に対して防御され(Tartaglia, J. et al., (1992) supra)、ワクチンベクターとしてのALVAC(1)の可能性を示している。ALVACベースの組換え体は、イヌジステンパーウイルス(Taylor, J. et al.(1992) Virology 187: 321)、および狂犬病ウイルス(Perkus, M.E. et al., In Combined Vaccines and Simultaneous Administration: Current Issues and Perspective, Annals of the New York Academy of Sciences (1994))を攻撃接種されたイヌにおいて、ならびにネコの白血病ウイルスを攻撃接種されたネコにおいて(Tartaglia, J. et al., (1993b) supra)、さらに、ウマのインフルエンザウイルスを攻撃接種されたウマにおいて(Taylor, J. et al., In Proceedings of the Third International Symposium on Avian Influenza, Univ. of Wisconsin−Madison, Madison, Wisconsin, pp. 331−335 (1993))、有用であることも証明されている。
【0041】
ALVAC(2)は、第二世代のALVACベクターである、ワクシニア転写要素E3LおよびK3LがC6遺伝子座に挿入されている(米国特許第5990091号明細書、参照によってこの中に組み込まれている)。E3Lは、dsRNAに特異的に結合できるタンパク質をコードする。K3L ORFは、E1 F−2にかなりの相同性を有する。ALVAC(2)内において、E3L遺伝子は天然プロモーターの転写制御下にあるのに対して、K3Lは初期/後期ワクチンH6プロモーターの制御下に置かれている。E3LおよびK3L遺伝子は、ALVAC(2)を感染させた細胞においてPKR活性を阻害する働きを有し、外来遺伝子発現のレベルおよび継続性の増強をもたらす。
【0042】
別のウイルスベクター系は、天然の宿主制限ポックスウイルスの使用に関連する。鶏豆ウイルス(FPV)は、ポックスウイルス科のアビポックスウイルス属の原型的ウイルスである。アビポックスウイルスの複製は鳥類に限定され(Matthews, R.E.F. (1982) Intervirology, 17: 42−44)、アビポックスウイルスが、ヒトを含む鳥類以外において増殖的感染を生じることの文献での報告は無い。その宿主制限は、ウイルスの他の種への伝染に対する固有の安全バリアを提供し、家畜およびヒトでの応用におけるアビポックスウイルスベースのベクターの使用を魅力的なものにする。
【0043】
FPVは、家禽の病原体由来の免疫原を発現するベクターとして好都合に利用されている。毒性の鳥類インフルエンザウイルスの血球凝集素タンパク質がFPV組換え体において発現された。その組換え体をニワトリおよび七面鳥に接種した後、同種または異種の毒性インフルエンザウイルスの攻撃接種に対する防御免疫反応が誘導された(Taylor, J. et (1968) Vaccine 6: 504)。ニューカッスル病ウイルスの表面糖タンパク質を発現するPFV組換え体も開発された(Taylor, J. et al.(1990) J. Virol. 64: 1441−1450; Edbauer, C.et al.(1990) Virology 179: 901; 米国特許第5766599号明細書(参照によってこの中に組み込まれる))。
【0044】
MVAと称される、非常に弱毒化されたワクシニア株も、ポックスウイルスベースワクチンのためのベクターとして用いられている。MVAの使用は、米国特許第5,185,146号明細書に記載されている。
【0045】
他の弱毒化ポックスウイルスベクターは、ウイルスの野生型株の遺伝子組換えによって調製された。例えば、NYVACベクターは、ワクシニアのコペンハーゲン株から、特定のビルレンス遺伝子および宿主域遺伝子を欠失させることによって誘導され(Tartaglia, J. et al. (1992), supra; 米国特許第5364773号および第5494807号明細書(参照によってこの中に組み込まれている))、発現された外来抗原に対する防御的免疫反応を誘導するのに組換えベクターとして有用であることが分かっている。
【0046】
組換えウイルスは、当業界で公知である方法によって構築することができる(例えば、ワクシニアウイルスおよびアビポックスウイルスについて、米国特許第4769330号;第4722848号;第4603112号;第5110587号;および第5174993号明細書−それら全てが参照によってこの中に組み込まれている−に記載されている)。
【0047】
本発明の別の実施形態において、生きたおよび/または弱毒化された細菌もベクターとして用いることができる。例えば、ビブリオ・コレラ変異体株は本発明の実施形態における細菌ベクターとして有用であろう;米国特許第4,882,278号明細書(機能的コレラ毒素が産生されないように、2つのctxA対立遺伝子のそれぞれのコード配列の相当量が欠失されている菌株を開示する)、国際公開第92/111354号パンフレット(突然変異によってirgA遺伝子座が不活化されている菌株;単一菌株において、その突然変異をctxA突然変異と組み合わせて差し支えない)、および国際公開第94/1533号パンフレット(機能的ctxAおよびattRS1 DNA配列を欠いている欠失変異体)に記載されている。国際公開第94/19482号パンフレットに記載されているように、異種抗原を発現するようにそれら菌株を遺伝子操作することができる(前記の全ての特許/特許出願が参照によってこの中に組み込まれている)。異種抗原の組換え発現のために遺伝子操作された弱毒化サルモネラ・タイフィムリウム(ネズミチフス菌)株、および経口免疫原としてのその使用について、国際公開第92/11361号パンフレットに記載されている。
【0048】
本発明の実施形態において細菌ベクターとして有用な他の細菌株として(限定はされないが)、シゲラ・フレキシネリー、ストレプトコッカス・ゴルドニー(Streptococcus gordonii)、およびカルメット・ゲラン桿菌(BCG)が挙げられる(国際公開第88/6626号、第90/0594号、第91/13157号、第92/1796号、および第92/21376号パンフレットに記載されており、それらの全てが参照によってこの中に組み込まれている)。本発明の細菌ベクターの実施形態において、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸は、細菌ゲノム中に挿入されていても、フリー状態のままであっても、あるいはプラスミド上に含まれていても差し支えない。
【0049】
本発明は、サイトカイン、リンホカイン、および補助的刺激分子より成る群から選択される少なくとも1つの物質をコードする核酸を包含するベクターを含むことをさらに考えている。前記核酸は、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする配列と隣接していても、あるいは別個の核酸上にコードされていても差し支えない。
【0050】
CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする前記核酸を包含する細胞も本発明の別の実施形態に含まれる。それら細胞は、前記の核酸を導入および/またはトランスフェクトすることができる任意の可能性のある細胞を含む(例えば、細菌、COS細胞、ベロ細胞、鶏胚繊維芽細胞、腫瘍細胞、および抗原提示細胞)。細胞中に導入および/またはトランスフェクトする方法の選択は、核酸の固有の性質(すなわちフリーDNA、プラスミド、組換えウイルス中に組み込まれたもの)に依存し、当業者に公知であろう(例えば、Current Protocols in Molecular Biology, F.M. Ausubel et al. (Eds.), John Wiley and Sons, Inc., N.Y., U.S.A (1998), Chpt.9; Molecular Cloning; A Laboratory Mannual(2nd Ed), J. Sambrook, E.F. Fritsch and T.Maniatis (Eds.), Cold Spring Harbor Laboratory Press, N.Y., U.S.A.(1989), Chpt’s. 1,2,3 and 16に教示されている)。
【0051】
主要組織適合複合体(MHC)のクラスIおよびクラスIIタンパク質は、免疫系のT−リンパ球(すなわちCD8+およびCD4+ Tリンパ球)を集めるのに中心的免疫機能を果たす。MHCクラスIタンパク質は、ヒトの体全体に亘り、ほぼ全ての有核細胞型において発現されている;MHCクラスII分子は、主に抗原提示細胞(APC;すなわち、単核食細胞、ランゲルハンス−樹状細胞、およびBリンパ球)において発現されている。それら別個のクラスの細胞表面分子(すなわちクラスIおよびクラスII)が、ペプチド/エピトープ(タンパク質抗原の細胞内プロセッシングから生じる)をTリンパ球(それぞれCD8+およびCD4+ Tリンパ球)に提示し、それによって細胞性および液性免疫反応の両方を開始させる。通常、アロ抗原、腫瘍抗原、またはウイルス由来のエピトープ/ペプチドは、MHCクラスI分子に関連して提示されるであろう;細胞外抗原/タンパク質は、MHCクラスII分子に関連して提示されるであろう。しかしながら、ある状況では、内因性抗原もMHCクラスII分子に関連して提示され得る(そのような一般的な免疫学的原理は、例えば、Encyclopedia of Immunology(2nd Ed.), Peter J. Delves (Ed.−in−Chief), Academic Press, San Diego, U.S.A., pp.174−8, 191−8, 1108−13, 1690−709(1998)に記載されている)。
【0052】
従って、本発明の実施形態は、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸を導入/トランスフェクトされ、そのポリペプチド/タンパク質を発現する細胞を考えている。
【0053】
さらにこの中で考えられているように、本発明の実施形態は、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸を導入/トランスフェクトされた細胞であって、MHC HLA分子(すなわち、クラスIおよび/またはクラスII)も発現する細胞を考えている。別の実施形態において、それら細胞は、おそらく単核食細胞、ランゲルハンス樹状細胞(「樹状細胞」)、およびBリンパ球より成る群から選択されるような、抗原提示細胞である。
【0054】
本発明の態様は、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクターまたは前記核酸を包含する細胞、ならびに、サイトカイン、リンホカイン、補助的刺激分子、およびそれらをコードする核酸より成る群から選択される少なくとも1つの物質の混合物を考えている。本発明の付加的実施形態は、in vivoで投与するのに適した生物学的適合形態で被験者に投与するための、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、ベクター細胞または混合物を含む薬剤組成物をさらに含む。「in vivoで投与するのに適した生物学的適合形態」は、治療効果が任意の毒性効果を上回るような、投与されるべき物質の形態を意味する。治療的活性量の本発明の薬剤組成物の投与、すなわち「効果量」は、ヒトにおいて免疫反応を誘導する所望の結果を達成するのに必要な用量および期間で効果的である量として定義される。物質の治療的効果量は、例えばレシピエントの疾患状態/健康、年齢、性別、および体重、ならびに特定ポリペプチド、それをコードする核酸、または組換えウイルスの所望の反応を誘導する能力等の因子によって変化する。最適な治療反応をもたらすように投薬計画を調整する。例えば、数回に分けた用量を毎日または定期に投与しても、および/または治療状況の緊急性に基づいて、比例的に用量を減らしても差し支えない。
【0055】
効果量の活性物質(すなわちCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸)を薬剤的に許容される媒体との混合物中に混ぜ合わせるように、被験者に投与することができる薬剤組成物の調製方法(それ自体公知である)によってこの中に記載の組成物を調製することができる。適切な媒体は、例えば、”Handbook of Pharmaceutical Additives”(Michael and Irene Ash, Gower Publishing Limited, Aldershot, England(1995))に記載されている。これに基づき、排他的ではないが、本組成物は、1つ以上の薬剤的に許容される媒体または希釈剤と物質の溶液を含み、適当なpHの緩衝液中に含まれおよび/または生体液と等張であって差し支えない。これに関して、米国特許第5,843,456号明細書を参照することができる。それら組成物は、アジュバントをさらに含んでいて差し支えない(以下に記載)。
【0056】
CEAタンパク質またはその断片;および/または
本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質;および/または
CEAエピトープ;および/または
修飾CEAエピトープ;および/または
CEAタンパク質またはその断片、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、CEAエピトープ、修飾CEAエピトープを発現する細胞;および/または
CEAタンパク質またはその断片、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、CEAエピトープ、修飾CEAエピトープを結合する細胞;に対する免疫反応を動物において誘導する方法であって、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質またはその断片、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクターまたは細胞、それらの混合物または前記のものの組成物(以下、「免疫物質」と総称する)を前記動物に投与することを含んで成る方法も本発明の範囲内に含まれる。先に述べたように、「免疫反応」は、例えば、細胞性免疫(すなわち細胞傷害性T−リンパ球介在)または液性免疫(すなわち、抗体介在)の何れかの免疫系の任意の反応として定義される。多くの当業者に周知のin vivoまたはin vitro測定法によって、それら免疫反応を評価することができる(例えば(限定はされないが)、抗原特異的細胞傷害性試験、細胞毒素の産生、CEA/CEA−エピトープを発現する腫瘍の緩解、CEA/CEA−エピトープを発現する癌細胞の阻害等)。
【0057】
本発明の別の実施形態は、効果量の本発明の免疫原を患者に投与することを含んで成る、患者においてCEAエピトープ発現癌細胞を阻害する方法を提供する。CEA(またはそのエピトープ)を発現する固形癌を有する患者として(限定はされないが)、結腸癌、肺癌、膵癌、子宮内膜癌、乳癌、甲状腺癌、メラノーマ、口腔癌、咽頭癌、精上皮腫、肝細胞癌、胆管癌、扁平上皮癌、および前立腺癌に罹っている患者が挙げられる。従って、免疫反応を誘導しおよび/またはCEAエピトープ発現癌細胞を阻害する前記の方法を含む、癌を有する患者を治療する方法自体も本発明の態様/実施形態に含まれる。
【0058】
当業者に公知であるように、任意の従来の経路を介して本発明の免疫原によって動物を免疫することができる。例えば、粘膜(例えば眼、鼻腔内、口腔、胃、肺、腸、直腸、膣、尿路)表面を介する、あるいは非経口経路(例えば皮下、皮内、筋肉内、静脈内、腹腔内)を介する免疫が挙げられる。好ましい経路は、免疫原(すなわちポリペプチド/核酸、組換え体/ウイルス、組成物等)の選択に依存する。単回投与で、あるいは間隔をあけて繰り返し投与することによって、投与を行うことができる。適切な用量は、例えば免疫原自体(すなわち、ポリペプチド/核酸(およびさらにそれらの特定タイプ)、投与経路、およびワクチン接種される動物の状態(体重、年齢等)のような、当業者に理解される様々なパラメーターに依存する。
【0059】
従って、本発明の組成物は、効果量の本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクターまたは細胞または組換えウイルス、それらの混合物、前記のものの薬剤組成物を投与することを含んでなる、動物において免疫反応を誘導する方法を提供する。
【0060】
先に述べたように、免疫反応を誘導する目的で、核酸(詳細には、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードするプラスミドおよび/またはフリーの/裸のDNAおよび/またはRNA)を動物に投与して差し支えない(例えば、米国特許第5589466号、McDonnell and Askari, NEJM 334: 42−45 (1996); Kowalczyk and Ertl, Cell Mol. Life Sci. 55: 751−770 (1999))。通常、その核酸は標的動物細胞において複製できず、かつその動物ゲノム中に組み込まれない形態である。CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードするDNA/RNA分子は、通常、動物細胞における発現に適したプロモーターの制御下に置かれる。プロモーターは、偏在的に機能してもまたは組織特異的に機能しても差し支えない。組織非特異的プロモーターの例として、初期サイトメガロウィルス(CMV)プロモーター(米国特許第4,168,062号明細書に記載されている)、およびラウス肉腫ウィルスプロモーターが挙げられる。デスミンプロモーターは組織特異的であり、筋肉細胞において発現をもたらす。より広く有用なベクターが記載されている(すなわち国際公開第94/21797号パンフレット)。
【0061】
本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸の投与に関して、その核酸は前記ポリペプチド/タンパク質の前駆体または成熟形態をコードしていて差し支えない。核酸が前駆体をコードする場合、その前駆体は同種(例えば、Oikawa, S. et al.(1987) Supra)であっても異種であっても差し支えない。後者(異種)の場合、例えば組織プラスミノーゲン活性化因子(tPA)のリーダー配列のような、真核生物のリーダー配列を用いることができる。
【0062】
免疫原として使用するため、当業者に公知である様々な方法に基づいて本発明の核酸を製剤化することができる。第一に、任意の輸送媒体(例えば陰イオンリポソーム、陽イオン脂質、微粒子(例えば金微粒子)、沈殿剤(例えばリン酸カルシウム)、あるいは任意の他のトランスフェクション−促進物質)無しで、裸の/フリーの形態の核酸を用いて差し支えない。その場合、担体の有無に関係無く、生理学的に許容される溶液(例えば滅菌生理食塩水または滅菌緩衝生理食塩水)で単に核酸を希釈するのみでよい。担体が存在する場合、担体は、好ましくは、等張、低張、または僅かに高張であり、比較的低いイオン強度を有する(例えば、20%スクロース含有溶液のような、スクロース溶液によってもたらされる)。
【0063】
あるいは、細胞取込みを助ける物質と核酸とを組み合わせて差し支えない。例えば以下の方法が挙げられる:(i)細胞透過性を変化させる化学物質(例えばブピバカイン;例えば国際公開第94/16737号パンフレットを参照)を補足し、(ii)リポソーム中に封入し、あるいは(iii)陽イオン脂質、あるいはシリカ、金またはタングステン微粒子と結合させる。
【0064】
陽イオン脂質は当業界で周知であり、一般的に遺伝子輸送に用いられる。そのような脂質として、リポフェクチン(DOTAP(N−[1−(2,3−ジオレイロキシ)プロピル]−N,N,N−トリメチル塩化アンモニウム)、DOTAP(1,2−ビス(オレイロキシ)−3−(トリメチルアンモニオ)プロパン、DDAB(ジメチルジオクタデシル−臭化アンモニウム)、DOGS(ジオクタデシルアミドログリシルスペルミン)、および例えばDC−Chol(3β−(N−(N’,N’−ジメチルアミノメタン)−カルバモイル)コレステロール)のようなコレステロール誘導体が挙げられる。それら陽イオン脂質の記載は、欧州特許第187,702号明細書、国際公開第90/11092号パンフレット、米国特許第5,283,185号明細書、国際公開第91/15501号および第95/26356号パンフレット、ならびに米国特許第5,527,928号明細書において見ることができる。遺伝子輸送のための陽イオン脂質は、好ましくは、例えばDOPE(ジオレイルホスファチジルエタノールアミン)のような中性脂質と組み合わせて用いられる(例えば、国際公開第90/11092号パンフレット)。
【0065】
陽イオンリポソーム含有製剤に、他のトランスフェクション−促進化合物を加えて差し支えない。それらの多くが、例えば国際公開第93/18759号、第93/19768号、第94/25608号、および第95/2397号パンフレットに記載されている。例えば、核膜を介したDNAの輸送を促進させるのに有用なスペルミン誘導体(例えば国際公開第93/18759号パンフレットを参照)および例えばGALA、グラミシジンS、および陽イオン性胆汁酸塩のような膜−透過化合物(membrane−permeabilizing compounds)(例えば国際公開第93/19768号パンフレットを参照)が挙げられる。
【0066】
金またはタングステン微粒子も遺伝子輸送に用いることができる(国際公開第91/359号および第93/17706号パンフレットに記載)。その場合、例えば米国特許第4,945,050号および第5,015,580号明細書、ならびに国際公開第94/24263号パンフレットに記載のような、針無しの注射装置(needleless injection device)(「遺伝子銃」)を用いて皮内または表皮内経路で、微粒子被覆ポリヌクレオチドを注射することができる。
【0067】
陰イオンおよび中性リポソームも当業界で周知であり(例えば、リポソームを作成する方法の詳述に関してLiposomes: A Practical Approach, RPC New Ed, IRL Press (1990)を参照)、ポリヌクレオチドを含む広範囲の産物を輸送するのに有用である。
【0068】
前記の方法(すなわち、免疫反応を誘導しおよび/または患者においてCEAエピトープを発現する癌細胞を阻害する方法)の特定実施形態は、本発明の免疫原を投与するためのプライム−ブーストプロトコルを含む。より詳細には、そのプロトコルは(限定はされないが)、特定の/別個の形態の免疫原(すなわち、免疫原をコードする核酸(例えばプラスミド、細菌/ウイルス/フリーまたは裸の)、あるいは前記核酸を包含するベクター(すなわち組換えウイルス、細菌))を用いた「プライミング」工程、それに続く、代わりの(すなわち、「プライミング」に用いられたものとは異なる)形態の免疫原(すなわち、タンパク質またはその断片(例えばエピトープペプチド)、免疫原(またはその断片)をコードする核酸、または前記核酸を包含するベクター)の投与を含む少なくとも1回の「ブースト(追加免疫)」工程を含む。「プライム−ブースト」方法論は当業者に公知である(例えば、国際公開第00/00216号、第98/58956号、第98/56919号、および第97/39771号パンフレットに教示されている)。前記プロトコルの1つの利点は、免疫原またはその断片をコードする核酸を挿入されたウイルスベクター自体に対する中和免疫反応が誘導されるという問題を回避できることである(例えば、R.M. Conty et al.(2000) Clin. Cancer Res. 6:34−41)。
【0069】
当業者に周知であるように、投与形態(すなわち組換えウイルス、核酸、ポリペプチド)に関わらず、アジュバントと共に共免疫した場合、免疫原の免疫反応を誘導する能力が改善される。アジュバントは、”Vaccine Design: the Subunit and Adjuvant Approach”, Powell and Newman, eds., Plenum Press, New York, U.S.A., pp.61−79 and 141−228(1995)に記載されている。アジュバントは通常、免疫原の免疫原性を高めるが、それ自体が必ずしも免疫原性である必要はない。アジュバントは、投与部位近くに局所的に免疫原を保持して、免疫系の細胞に対する抗原の緩慢な徐放を容易にする貯留効果をもたらすように作用する。また、アジュバントは、免疫系細胞を免疫原の貯留部位に引き付けて、それら細胞を刺激して免疫反応を誘導する。従って、本発明の実施形態はアジュバントをさらに含む組成物を提供する。
【0070】
理想的なアジュバントの望ましい特性として、以下の特性が挙げられる:
1)毒性が無いこと;
2)長期間、免疫反応を刺激できること;
3)製造が容易であり、かつ長期間の保存において安定であること;
4)必要であれば、様々な経路によって投与された抗原に対して細胞性免疫反応および液性免疫反応の両方を誘導できること;
5)他のアジュバントとの相乗効果を有すること;
6)抗原提示細胞(APC)の集団と選択的に相互作用できること;
7)適切なTH1またはTH2細胞特異的免疫反応を特異的に誘導できること;
8)抗原/免疫原に対して、適切な抗体アイソタイプ(例えばIgA)のレベルを選択的に上昇させることができること。
【0071】
しかしながら、多くのアジュバントは毒性であり、ヒトおよび多くの動物におけるそれらの使用を不適当なものとするような望ましくない副作用を生じる。例えば、いくつかのアジュバントは肉芽腫、急性および慢性の炎症(フロイント完全アジュバント、FCA)、細胞融解(サポニンおよびプルロニック重合体)、発熱、関節炎、および前部ブドウ膜炎(ムラミルジペプチド(MDP)およびリポ多糖類(LPS))を誘発する。実際、水酸化アルミニウムおよびリン酸アルミニウム(総称してミョウバンと称される)のみが、ヒトおよび家畜のワクチンにおけるアジュバントとして日常的に用いられている。ジフテリアトキソイドおよび破傷風トキソイドに対する抗体反応を高めるミョウバンの効果はかなり確立されている。それにも関わらず、ミョウバンは限界を有する。例えば、ミョウバンはインフルエンザワクチンに対して効果がなく、さらに他の免疫原での細胞性免疫反応を一貫性無く誘導する。ミョウバン補助抗原によって誘導される抗体は、マウスにおいて主にIgG1アイソタイプであり、それはワクチン物質による防御に最適ではない。
【0072】
アジュバントは、「本質的(intrinsic)」または「非本質的(extrinsic)」なものとして特徴付けられる。本質的アジュバント(例えばリポ多糖類)は、それ自体がワクチンとして用いられる物質(すなわち、死菌または弱毒化細菌)の全体および正常成分である。非本質的アジュバントは、通常、抗原に対して非共有結合し、さらに宿主免疫反応を増強するように製剤化された免疫調整剤である。
【0073】
本発明の実施形態において、アジュバントは、サイトカイン、リンホカイン、および補助的刺激分子より成る群から選択される1つ以上の物質であって差し支えない。例として(限定はされないが)、インターロイキン2、インターロイキン12、インターロイキン6、インターフェロンγ、腫瘍壊死因子α、GM−CSF、87.1、87.2、ICAM−1、LFA−3、CD72が挙げられる。特定実施例は、アジュバントとしてGM−CSFを特に含む(例えば、米国特許第5679356号、第5904920号、第5637483号、第5759535号、および第5254534号明細書、欧州特許出願第211684号明細書、ならびに国際公開第97/28816号パンフレット(その全てが参照によってこの中に組み込まれる)に教示されている)。
【0074】
アジュバントとしてのサポニン自体の使用も周知である(Lacaille−Dubois, M. and Wagner, H(1996) Phytomedicine 2:363)。例えば、Quil A(南アメリカの木、Quillaja Saponaria Molinaの樹皮に由来する)、およびその画分について広く記載されている(すなわち、米国特許第5057540号明細書;Kensil, C.R. (1996) Crit Rev Ther Drug Carrier Syst 12:1; 欧州特許第362279号明細書)。溶血性サポニンQ521およびQSI7(Quil AのHPLC精製画分)が強力な全身アジュバントとして記載されている(米国特許第5057540号明細書;欧州特許第362279号明細書)。全身ワクチンのための強力なアジュバントとして働くQS7(Quil Aの非溶血性画分)の使用もそれら引例中に記載されている。QS21の使用もさらに記載されている(Kensil et al. (1991) J. Immunol 146:431)。Q521とポリソルベートまたはシクロデキストリンとの組合せも公知である(国際公開第99/10008号パンフレット)。Quil Aの画分(例えばQS3IおよびQS7)を含む特定アジュバント系が国際公開第96/33739号および第96/11711号パンフレットに記載されている。
【0075】
別の好ましいアジュバント/免疫賦活剤は、非メチル化CpGジヌクレオチド(「CpG」)を含む免疫賦活オリゴヌクレオチドである。CpGは、DNA中に存在するシトシン−グアノシンジヌクレオチドモチーフの略語である。CpGは、全身経路および粘膜経路の両方によって投与される際のアジュバントとして当業界で公知である(国際公開第9602555号パンフレット;欧州特許第468520号明細書;Davies et al.(1998), J. Immunol. 160: 87; McCluskie and Davis(1998) J.Immunol 161: 4463)。多くの研究において、BCG遺伝子配列から派生した合成オリゴヌクレオチドも免疫賦活効果(in vitroおよびin vivoの両方; Krieg, (1995) Nature 374:546)を誘導できることが示されている。免疫賦活オリゴヌクレオチド配列の詳細な解析は、CGモチーフが特定配列中になければならず、そのような配列は細菌DNAにおいて共通であるが、脊椎動物DNAでは稀であることを示した(例えば、免疫賦活配列はしばしば:プリン、プリン、C、G、ピリミジン、ピリミジンであり、CGモチーフはメチル化されていない;しかしながら他の非メチル化CpG配列も免疫賦活性であることが分かっており、それ自体も本発明において用いることができる)。当業者に明らかであるように、前記CGモチーフ/配列を本発明の核酸自体に組み込ませて差し支えなく、または別個の核酸上に存在していても差し支えない。
【0076】
様々な他のアジュバントも教示されており、それらも本発明の実施形態に含まれる。Lockhoffらに特許付与された米国特許第4,855,283号(参照によってこの中に組み込まれる)は、それぞれアミノ酸によって糖残基が置換されている、N−グリコシルアミド、N−グリコシル尿素、およびN−グリコシルカルバメート等の糖脂質アナログを、免疫調節剤またはアジュバントとして教示している。さらには、Lockhoffらは、例えばリン糖脂質およびグリセロ糖脂質のような天然の糖脂質に構造類似性を有するN−結合糖脂質アナログが、単純ヘルペスウイルスワクチンおよび仮性狂犬病ウイルスワクチンの両方において強い免疫反応を誘導し得ることを報告した(Chem. Int. Ed. Engl. 30: 1611−1620 (1991))。
【0077】
Moloneyに特許付与された米国特許第4,258,029号(参照によってこの中に組み込まれる)は、オクタデシルチロシン塩酸(OTH)が、破傷風トキソイド、およびホルマリン不活性化I型、II型、III型ポリオウイルスワクチンと複合体を形成した場合に、アジュバントとして機能することを教示している。Nixon−Georgeらは、組換えB型肝炎表面抗原と複合体を形成した芳香族アミノ酸のオクタデシルエステルが、B型肝炎ウイルスに対する宿主免疫反応を増強することを報告した(J. Immunol. 14: 4798 (1990))。
【0078】
アクリル酸またはメタクリル酸の重合体、ならびに無水マレイン酸とアルケニル誘導体との共重合体から、アジュバント化合物を選択しても差し支えない。アジュバント化合物は、特に糖または多価アルコールのポリアルケニルエステルと、架橋しているアクリル酸またはメタクリル酸の重合体である。それら化合物はカルボマーの用語によって知られている(Pharmeuropa Vol. 8, No.2, June 1996)。好ましくは、本発明のアジュバント溶液、特にカルボマーは、好ましくは食塩の存在下、蒸留水中において調製され、得られる溶液は酸性pHである。(所望の最終濃度を得るための)所望の量の、あるいはそのかなりの部分のNaClを含む水、好ましくは生理食塩水(9g/l NaCl)を添加することによって保存溶液を希釈し、好ましくはNaOHで同時にまたは続いて中和を行う。生理的pHのその溶液は、特に凍結乾燥、液体、または凍結形態で保存されるワクチンと混合するために用いられる。
【0079】
当業者は、3つ以上(好ましくは8つ以下)のヒドロキシル基を有し、少なくとも3つのヒドロキシル基の水素原子が2つ以上の炭素原子を有する不飽和脂肪族ラジカルによって置換されているポリヒドロキシ化合物と架橋したアクリル重合体について記載している米国特許第2,909,462号明細書(参照によってこの中に組み込まれている)も参照できる。好ましいラジカルは、2つから4つの炭素原子を有するラジカル(例えばビニル、アリル、および他のエチレン不飽和基)である。不飽和ラジカルは、それ自体、例えばメチル等の他の置換基を含んでいて差し支えない。カルボポール(Carbopol)の名前で販売されている製品(BF Goodrich, Ohio, USA)は特に好ましい。その製品は、アリルスクロースまたはアリルペンタエリスリトールと架橋している。それらの中で、カルボポールについて言及している(例えば、974P、934P、および971P)。無水マレイン酸とアルケニル誘導体との共重合体の中で、共重合EMA(Monsanto; 無水マレイン酸とエチレンとの共重合体であり、直鎖結合また架橋している(例えばジビニルエーテルと架橋している))が好ましい。それら化学物質に関するさらなる説明のために、J. Fields et al. Nature,1960,186:778を参照する(参照によってこの中に組み込まれている)。
【0080】
本発明の別の態様において、免疫物質の非経口投与に有用なアジュバントとして、アルミニウム化合物(例えば水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム、およびリン酸水酸化アルミニウム(aluminum hydroxy phosphate))が挙げられる;しかしながら、カルシウム、鉄、または亜鉛のような塩であっても差し支えなく、あるいは、アシル化チロシンまたはアシル化糖、陽イオン性または陰イオン性に誘導体化された多糖類、あるいはポリホスファゼン(polyphosphazene)の不溶性懸濁液であっても差し支えない。当業者に周知の標準的プロトコルに基づいて、抗原をアルミニウム化合物で沈殿させまたはアルミニウム化合物に吸着させて差し支えない。
【0081】
本発明の実施形態に含まれる他のアジュバントとして、リピドA(特に3−デ−o−アシル化モノホスホリルリピドA(3D−MPL)が挙げられる。3D−MPLは、Ribi Immunochem, Montanaによって製造されている周知のアジュバントである。化学的に、そのアジュバントは、3−デ−o−アシル化モノホスホリルリピドAと4、5、または6アシル化鎖との混合物としてしばしば提供される。そのアジュバントは、英国特許第21222048号明細書に教示の方法によって調製できる。3D−MPLの好ましい形態は、直径0.2pm未満の粒子径を有する粒子製剤の形態である(欧州特許第689454号明細書)。
【0082】
粘膜免疫用のアジュバントとして、細菌毒素(例えば、コレラ毒素(CT)、大腸菌易熱性毒素(LT)、クロストリジウム・ディフィシレ毒素A、および百日咳毒素(PT)、あるいはそれらの組合せ、サブユニット、トキソイド、または変異体)が挙げられる。例えば、天然のコレラ毒素サブユニットB(CTB)の精製調製物は有用であろう。それら任意の毒素の断片、相同物、誘導体、および融合物も、アジュバント活性を保持している限り適している。低下した毒性を有する変異体を用いても差し支えない。変異体が記述されている(例えば国際公開第95/17211号(Arg−7−Lys CT変異体)、第96/6627号(Arg−192−Gly LT変異体)、および第95/34323号(Arg−9−LysおよびGlu−129−Gly PT変異体)明細書)。別のLT変異体として、例えばSer−63−Lys、Ala−69−Gly、Gly−1 10−Asp、およびGlu−1 12−Asp変異体が挙げられる。他のアジュバント(例えば様々な起源(例えば大腸菌、サルモネラ・ミネソタ、サルモネラ・タイフィムリウム、あるいはシゲラ・フレキシネリー)の細菌モノホスホリルリピドA(MPLA)も免疫物質の粘膜投与において用いることができる。
【0083】
粘膜免疫および非経口免疫の両方に有用なアジュバントとして、ポリホスファゼン(例えば国際公開第95/2415号パンフレット)、DC−chol(3β−(N−(N’,N’−ジメチルアミノメタン)−カルバモイル)コレステロール(例えば米国特許第5,283,185号明細書および国際公開第96/14831号パンフレット)、ならびにQS−21(例えば国際公開第88/9336号パンフレット)が挙げられる。
【0084】
例えばリポソーム、水中油型エマルジョン、および/またはアルミニウム塩を含む金属塩(例えば水酸化アルミニウム)のような担体と共に、この中に記載されているアジュバント/免疫賦活剤を製剤化して差し支えない。例えば、3D−MPLを水酸化アルミニウム(欧州特許第689454号明細書に記載)、または水中油型エマルジョン(国際公開第95/17210号パンフレットに記載)と共に製剤化することができ;あるいはQS21を、コレステロール含有リポソーム(国際公開第96/33739号パンフレットに記載)、水中油型エマルジョン(国際公開第95/17210号パンフレットに記載)、またはミョウバン(国際公開第98/15287号パンフレットに記載)と共に有利に製剤化することができる。ワクチンに製剤化される場合、免疫賦活オリゴヌクレオチド(すなわちCpG)は通常、フリーの抗原と共に(国際公開第96/02555号パンフレット;McCluskie and Davis(1998) Supra)、抗原に共有結合して(国際公開第98/16247号パンフレットに記載)、あるいは例えば水酸化アルミニウムまたはミョウバンのような担体と共に製剤化して(Davies et al Supra; Brazolot−Millan et al(1998) Proc, Natl. Acad. Sci. 95:15553に記載)、遊離溶液中に含まれて投与される。
【0085】
アジュバント/免疫賦活剤の配合物も本発明の範囲内に含まれる。例えば、モノホスホリルリピドAとサポニン誘導体との配合物(国際公開第94/00153号、第95/17210号、第96/33739号、第98/56414号、第99/12565号、および第99/11214号パンフレットに記載)、あるいはさらに詳細には、QS21と3D−MPLとの配合物(国際公開第94/00153号に記載)を用いることができる。免疫賦活オリゴヌクレオチドとサポニンとの配合物、またはモノホスホリルリピドA(好ましくは3D−MPL)とアルミニウム塩との配合物も本発明において使用するための強力なアジュバントを形成する。
【0086】
以下の非限定的実施例は本発明を例示する。
【0087】
実施例
実施例1:修飾CEA遺伝子の作成
天然CEAタンパク質内のT−細胞エピトープはCAP−1を含む;そのエピトープはアミノ酸配列YLSGANLNLを含む(Tsang et al. (1995) J. Natl. Cancer Inst 87: 982−990)。先に述べたように、そのエピトープ(ペプチドの形態)の免疫原性は、CAP−1エピトープの6番目のアミノ酸位置をN(アスパラギン)からD(アスパラギン酸)に代えることによって高められる(Zaremba et al. (1997) Cancer Res. 57:4570−4577)。in vivo突然変異誘発の標準的技術(Ausubel et al. (1997) Curr. Protocols in Mol. Blot)を用いて、コドンAAC(アスパラギンをコードする)のGAC(アスパラギン酸をコードする)への突然変異によって完全長CEA遺伝子に修飾を導入した。得られた修飾CEA遺伝子は修飾エピトープYLSGANLNLを含む(NからDへの変化を強調文字で示す)。CAP−1エピトープの6番目のアミノ酸位置においてアスパラギン(N)に代えてアスパラギン酸(D)を有するタンパク質をコードするその修飾CEA遺伝子はCEA(6D)と称される(例えば配列番号1(図1)を参照)。
【0088】
実施例2:組換え鶏痘、ワクシニア、およびMVA構築体の作成
組換えポックスウイルスの作成は、ポックスウイルスゲノムDNAと、挿入されるべき相同配列を担持するプラスミドベクターとの間の相同組換えによって達成される。ポックスウイルスへの外来配列の挿入のためのプラスミドベクターは、組換えDNA技術の標準的方法(例えば、Ausubel et al. (1997) Curr. Protocols. Mol. Biol)によって構築される。プラスミドベクターは、1つ以上のキメラ遺伝子を包含し、そのキメラ遺伝子の各々は、ポックスウイルスゲノムの非必須領域からのウイルス配列によって挟まれたタンパク質コード配列に結合したポックスウイルスプロモーターを含む。親ポックスウイルスを感染させた細胞にプラスミドをトランスフェクトさせ、プラスミド上のポックスウイル配列とウイルスゲノム中の対応DNAとの間の組換えによって、プラスミド上のキメラ遺伝子がウイルスゲノムに挿入される。任意の様々な選択またはスクリーニング(Mazzara et al. (1993) Meth. Enzymol. 217: 557−581; Jenkins et al. (1991) AIDS Res. Hum. Retroviruses 7: 991−998; Sutter et al. (1994) Vaccine 12: 1032−1040)を用いて組換えウイルスを選択および精製する。ワクシニアゲノムへの外来遺伝子の挿入は、通常、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)分析によって確認される。外来遺伝子の発現は、発現産物のウェスタン分析および/または免疫沈降によって証明される。
【0089】
組換えポックスウイルスの作成
組換え鶏痘ウイルスrF−CEA(6D)を作成するために、鶏痘ゲノムのBamHI J領域に外来配列の挿入を導くようにpT5071と称されるプラスミドベクターを構築した。CEA(6D)遺伝子は、ワクシニア40Kプロモーター (Gritz et al. (1990) J. Virol. 64: 5948−5957) の制御下にある。さらには、鶏痘ウイルスC1プロモーター(Jenkins et al. (1991) AIDS Res. Hum. Retroviruses 7: 991−998)の制御下にある大腸菌lacZ遺伝子が組換え子孫のスクリーニングのために含まれる。それら外来配列は鶏痘ゲノムのBamHI J領域からのDNA配列によって挟まれている。鶏痘ウイルスのPOXVAC−TC株からのプラーク精製単離体を組換えワクチンのための親ウイルスとして用いた。組換え鶏痘ウイルスの作成は、鶏痘ゲノム中の鶏痘配列と、pT5071をトランスフェクトさせた鶏痘ウイルス感染初代鶏胚皮膚細胞中のpT5071における対応配列との間の相同組換えによって達成される。組換えウイルスは、in situで、ウイルスプラークにおいて実施される発色法(chromogenic assay)を用いて同定された。その測定法は、ハロゲン化インドリル−β−D−ガラクトシド(Bluo−gal)(Chakrabarti et al. (1985) Mol. Cell Bio 3403−3409)の存在下、lacZ遺伝子産物の発現を検出する。透明な背景に対して、lacZを発現するウイルスプラークは青色に見える。陽性プラーク(vT233と命名)を単層の細胞から採り、その子孫を再びプレートに播いた。7回のプラーク単離およびBluo−Gal存在下での再播種によって、所望の組換え体の精製が行われた。vT233のゲノム構造の略図が図2(A)に示されている。
【0090】
組換えワクシニアrV−CEA(6D)を作成するために、チミジンキナーゼ遺伝子(ワクシニアゲノムのHind III J領域に位置する)に外来配列の挿入を導くようにpT2146と称されるプラスミドベクターを構築した。CEA(6D)遺伝子はワクシニア40Kプロモーター の制御下にあり、大腸菌lacZ遺伝子は鶏痘ウイルスC1プロモーターの制御下にある。それら外来配列はワクシニアゲノムのHind III J領域からのDNA配列によって挟まれている。ワクシニアウイルスのWyeth(New York City Board of Health)株からのプラーク精製単離体を組換えワクチンのための親ウイルスとして用いた。組換えワクシニアウイルスの作成は、Wyethワクシニアゲノム中のワクシニア配列と、pT2146をトランスフェクトさせたワクシニアウイルス感染細胞中のpT2146における対応配列との間の相同組換えによって達成される。組換えウイルスは、lacZ遺伝子産物に関する発色法(先に記載)を用いて同定された。陽性プラーク(vT237と命名)を単層の細胞から採り、その子孫を再びプレートに播いた。5回のプラーク単離およびBluo−Gal存在下での再播種によって、所望の組換え体の精製が行われた。vT237のゲノム構造の略図が図2(B)に示されている。
【0091】
CEA(6D)を発現する組換えMVAを作成するために、MVAゲノム中に外来配列の挿入を導くようにプラスミドベクターを構築した。CEA(6D)遺伝子および大腸菌lacZ遺伝子はそれぞれ、ポックスウイルスプロモーターの制御下に置かれた。それら外来配列は、外来配列が挿入されるMVAゲノムからのDNA配列によって挟まれている(例えば、deletion III (Sutter et al. (1994) Vaccine 12: 1032−1040))。組換えMVAの作成は、MVAゲノム中のMVA配列と、プラスミドペクターをトランスフェクトさせたMVA感染細胞中のプラスミドベクターにおける対応配列との間の相同組換えによって達成される。選択条件下で組換えプラークを単層の細胞から採り、その子孫を再びプレートに播いた。さらなるプラーク単離および再播種によって、所望の組換えウイルスの精製が行われた。MVA組換え構築体のゲノム構造の略図が図2(C)に示されている。
【0092】
実施例3:anAJ VAC(2)−修飾CEA−B7 . 1(ヒト)組換え構築体(vCP1586)の作成
ALVAC(2)−CEAmod/hB7.1を作成するために、C5挿入部位(以下を参照)に特異的なALVAC(総称)ドナープラスミド中に、H6(Perkins et al. (1989) J. Virol. 63:3829−3936)−プロモート修飾CEAを含むコード配列およびヒト67.1遺伝子(合成初期/後期プロモーターの制御下にある)をサブクローニングした。次に、ドナープラスミドを用いて、in vitro 組換え(Piccini et al. (1987) Meth. Enzymol. 153: 545)によってALVAC(2)ゲノム中のC5挿入遺伝子座に発現カセットを挿入した。
【0093】
ALVAC(2)ベクターへの修飾CEAおよびヒトB.7.1コード配列の挿入のためにC5と称される遺伝子座を用いた。ウイルスゲノムの広範囲に亘る逆方向末端反復(ITR)内に存在するC5遺伝子座によって、その遺伝子座への挿入は挿入配列の2つのコピーを生じさせる。組換え構築体の略図が図3に示されている。[好ましくは、C5がコードするポリペプチドは全く機能を持たず、またその領域においてコードされる推測アミノ酸読取り枠は既存のタンパク質データベース中の何れのタンパク質とも顕著な相同性を共有しない]。
【0094】
vCP1586 ALVAC組換え体の作成の詳細
(i)修飾CEA:
以下のPCRプライマーを用いた、プラスミドpT2147(修飾CEA(6D)の完全長配列を含む)からのPCT増幅によって得られる配列(Bg/II部位まで):
HM102: 5’−TTG−TCC−GAG−CTC−TCG−CGA−TAT−CCG−TTA−AGT−TTG−TAT−CGT−AAT−GGA−GTC−TCC−CTC−GGC−CCC−3’(配列番号3)
HM103: 5’−CCG−GAA−TTC−TCA−CAA−GAT−CTG−ACT−TTA−TGA−C−3’(配列番号4)。
【0095】
PCR産物をSacIおよびEcoRIで消化して、SacI、EcoRI、およびエビ由来アルカリホスファターゼによって消化されたpBSK+ベクター(DH5α細胞)中へのクローニングに適した適合末端を作成した。得られたプラスミド(pF102.103)をシークエンシングして、挿入の忠実性を確認した。BglIIおよびSalIでのプラスミドpT2147の消化によって、CEA(6D)配列の残りを単離した。得られた1.7Kbp断片はCEA(6D)の3’末端を含んでいた。その断片をBglII、SalI、およびエビ由来アルカリホスファターゼによって消化されたpF102.103プラスミドに連結させ、さらにDH5α細胞中に導入した。得られたプラスミドをp3’H6MCEAと命名した。
【0096】
p3’H6MCEAからALVAC挿入プラスミドNVQH6MC5にp3’H6−修飾CEA配列断片を転移させることによって、ALVACドナープラスミドを構築した。NVQH6MC5は、C5ドナープラスミドNVQH6C5LSP−18をBamHIによってそのポリリンカー領域内において消化することによって最初に作られた。次にそれをアルカリホスファターゼで処理し、さらにキナーゼ処理されかつアニーリングされたオリゴヌクレオチドSPC5PL1(5’−GAT−CGT−CGA−CGA−GCT−CGA−ATT−CG−3’)(配列番号5)およびSPC5PL2(5’−GAT−CCG−AAT−TCG−ACC−TCG−TCG−AC−3’)(配列番号6)に連結させ、それによってプラスミドNVQH6MC5を作成した。
【0097】
プラスミドp3’H6MCEAをNruIおよびSalIで消化し、3’H6修飾CEA配列を含む断片を精製し、その後、NruI、XhoIおよびエビ由来のアルカリホスファターゼで消化したNVQH6MC5ベクターに連結させた。完全長のH6プロモーターの制御下に修飾CEAコード配列を含む得られたドナープラスミドを、pAH6MCEAと命名した。
【0098】
(ii)B7.1
以下のプラスミドを用いて、42Kプロモーターを融合させ、かつプラスミドpT2147からの完全B7.1遺伝子をPCR増幅させた:
HMI04: 5’−TTG−TCC−GAG−CTC−GAA−TTC−TTT−ATT−GGG−AAG−AAT−ATG−ATA−ATA−TTT−TGG−GAT−TTC−AAA−ATT−GAA−AAT−ATA−TAA−TTA−CAA−TAT−AAA−ATG−GGC−CAC−ACA−CGG−AGG−CAG−3’(配列番号7)
HMI05: 5’−ACG−GCA−GTC−GAC−TTA−TAC−AGG−GCG−TAC−ACT−3’(配列番号8)。
【0099】
プライマーHMI04は42Kプロモーターの完全配列を含んでいた。得られたPCR産物(F104.105と命名)をEcoRIおよびSalIで消化して、EcoRI、SalI、およびエビ由来アルカリホスファターゼによって消化されたpBSK+ベクター(SURE細胞)中に連結させた。得られたプラスミドをpF104.105と命名し、シークエンシングして、挿入の忠実性を確認した。
【0100】
(iii)ドナープラスミドpA2147
EcoRIおよびSalIでの消化によってpF104.105から41K−67.1コード配列を含む断片を切り出し、続いて精製した。その断片を、EcoRI、SalI、およびエビ由来アルカリホスファターゼによって消化されたpAH6MCEAプラスミドに連結させ、SURA細胞中に導入した。得られたドナープラスミドをpA2147と命名した(ALVACへの挿入のためのpA2147のH6−プロモートヒト修飾CEA/42KプロモートB7.1カセットの配列に関して図4を参照)。
【0101】
(iv)vCP1586の作成
ドナープラスミドpA2147とALVAC(2)レスキューウイルス(rescuing virus)との間の組換えによって組換えウイルスvCP1586が作成された。その組換えウイルス構築体は、C5遺伝子座に、ワクシニアH6プロモート修飾ヒトCEA遺伝子配列および42Kプロモートヒト67.1遺伝子配列を含む(ALVAC挿入および挿入DNA配列の詳細に関して、図3および4を参照)。刊行物に記載されておりかつ当業者に公知である方法を利用して組換えを実施した(Piccini et al. (1987), supra;上記のおよび/または、例えば、米国特許第4769330号、第4722848号、第4603112号、第5174993号、および第5110587号明細書(参照によってそれらの全てがこの中に組み込まれる)に記載の他の方法も利用できる)。
【0102】
挿入の確認
(i)制限酵素分析
当業者に周知の方法に従って、vCP1586を感染させた細胞からウイルスゲノムDNAを単離した(例えば、Current Protocols in Molecular Biology, F.M. Ausubel et al. (Eds.), John Wiley and Sons, Inc., N.Y., U.S.A. (1998); Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd Ed.), J. Sambrook, E.F. Fritsch and T. Maniatis (Eds.), Cold Spring Harbor Laboratory Press, N.Y., U.S.A. (1998)に教示されている)。ウイルスゲノムDNAを制限エンドヌクレアーゼ(HindIII、Pst I、BamHI、またはXhol)で消化した。アガロースゲルを用いる電気泳動によって、得られたDNA断片を分画し、臭化エチジウム染色によって可視化した。C5遺伝子座への修飾CEAおよびB7.1発現カセットの挿入を確認した(例えば、vCP1586のXhol制限酵素地図の略図に関して図3を参照)。
【0103】
(ii)免疫沈降
以前述べたように、非感染HeLa細胞、あるいは、ALVAC(2)親ウイルス(vCP1468)、ALVAC−CEA/B7(vCP307)、ALVAC−hB7.1(vCP11334)、ALVAC−CEAmod/hB7.1(vCP1585)、またはALVAC(2)−CEAmod/hB7.1(vCP1586)の何れかを感染させたHeLa細胞由来の放射性標識溶解物を用いて、免疫沈降分析を実施した(Taylor et al. (1990) J. Virol. 64:1441−1450)。簡単に説明すると、[35S]−メチオニン/システイン(30μCi/ml)を補足したメチオニンおよびシステインフリーの培養液中において、10pfu/細胞の感染多重度(m.o.i.)で培養HeLa細胞に感染させた。感染の18時間後に、細胞を溶解させた。B7.1特異的モノクロナール抗体(HB71;ATCC#80991)を用いて免疫沈降を実施した。免疫沈降物を10%SDS−ポリアクリルアミドゲル上で分画した。ゲルを固定し、フルオログラフィーのために1M サリチル酸ナトリウムで30分間処理した。抗hB7.1抗体を用いた結果は、ALVAC(2)−CEAmod/hB7.1(vCP1586)およびhB7.1を発現する他のALVACベースの組換え体を感染させたHeLa細胞におけるヒトB7の発現を示したが、親ウイルスを感染させた細胞では発現は認められなかった(図5)。
【0104】
(iii)ウェスタンブロット分析
親ウイルス(vCP1468)、ALVAC−CEA/B7(vCP307)、ALVAC−CEA(vCP248)、ALVAC−CEAmod/hB7.1(vCP1585)、またはALVAC(2)−CEAmod/hB7.1(vCP1586)の何れかを、10pfu/細胞の感染多重度(m.o.i.)で18時間、HeLa細胞に感染させた。標準的技術を用いて、SDS−PAGEによって溶解物を分離し、ニトロセルロース膜に転写させた。そのブロットを抗CEAモノクロナール抗体Col−1(1/1000希釈)、続いて、HRP結合ウサギ抗マウス抗体と共にインキュベートし、DAB/Metal(Pierce)を用いたHRP過酸化物基質を利用して発色させた。得られた結果は、ALVAC(2)−CEAmod/hB7.1(vCP1586)およびCEAを発現する他のALVACベースの組換え体を感染させたHeLa細胞における完全長CEAの発現を示した。
【0105】
特定のおよび/または好ましい実施形態において本発明の原理を例示および説明したが、そのような原理から逸脱することなく、本発明の配列および詳細に変更を加え得ることを当業者は理解すべきである。我々は、以下の請求項の範囲に含まれる全ての変更を請求する。この中で参照された全ての刊行物、特許および特許出願は、各刊行物、特許または特許出願のそれぞれが特別かつ個別的に参照によってその全てが組み込まれることが指示されているのと同様にそれらの全てが参照によってこの中に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、修飾CEAを含む本発明の実施形態の核酸配列およびアミノ酸配列を示す
【図2】
図2は、修飾CEAを発現する、特定の組換え鶏痘ウイルス、ワクシニアウイルス、およびMVA構築体のゲノム構造を含む3つの略図を示す
【図3】
図3は、ALVAC(2)−CEA(修飾)/ヒトB7.1構築体のXhoI制限酵素地図プロフィールの略図を示す
【図4】
図4は、図3の構築体の作成に用いられるH6−プロモートCEA(修飾)/ヒトB7.1挿入カセットの核酸配列を示す
【図5】
図5は、様々なALVAC組換え構築体を感染させたHeLa細胞の免疫沈降分析の結果を示す
【図6】
図6は、様々なALVAC組換え構築体を感染させたHeLa細胞のウェスタンブロット分析の結果を示す
発明の分野
本発明は、免疫学、詳細には、修飾エピトープを含む新規な生物活性修飾CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクターおよび/または細胞、前記のものの混合物および/または組成物、ならびに免疫原としておよび/または癌治療におけるそれらの使用に関する。
発明の背景
本明細書を通して、本発明が属する分野の技術水準をより完全に記載するために様々な引例が括弧内に挙げられている。それら引例の開示内容は、参照によって本明細書中に組み込まれる。
【0002】
癌免疫療法の期待は、免疫系によって認識され得る腫瘍関連抗原の同定に基づくものである。特に、T細胞介在反応を誘導する標的抗原に高い関心がもたれている。このことは、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)が動物モデル(Kast W. et al(1989) Cell 59: 6035; Greendlberg P. (1991) Adv. Immunol. 49: 281)およびヒト(Boon T. et al., Annu. Rev. Immunol 12:337)の両方において腫瘍の緩解を誘導し得るという証拠に基づくものである。
【0003】
ヒト癌胎児性抗原(CEA)は、結腸癌、直腸癌、胃癌、および膵癌の大部分(Muaro et al. (1985) Cancer Res. 45:5769)、乳癌のおよそ50%(Steward et al. (1974) Cancer 33: 1246)、および肺癌の70%(Vincent, R.G., Chu, T.M.(1978) J. Thor. Cardiovas. Surg. 66:320)において発現されている180kDの糖タンパク質である。CEAは胎児の消化管組織、およびより少ない程度で正常結腸上皮組織においても発現される。CEAの免疫原性は曖昧であり、いくつかの研究が患者における抗CEA抗体の存在を報告している(Gold et al. (1973) Nature New Biology 239: 60; Pompecki, R. (1980) Eur. J. Cancer 16: 973; Ura et al. (1985) Cancer Lett. 25: 283; Fuchs et al. (1988) Cancer Immunol. Immunother. 26: 180)が、他の研究はその存在を報告していない(LoGerfo et al. (1972) Int. J Cancer 9:344; MacSween, J.M.(1975) Int J. Cancer 15: 246; Chester K.A., Begent, H.J.(1984) Clin. Exp. Immunol 58: 685)。CEAは、ヒト消化管の腺癌における癌特異的胎児性抗原として1965年に初めて報告された(Gold, P., Freeman, 5.0(1965) Exp. Med. 121; 439)。それ以来、CEAは、ヒト胃腸管のほぼ全ての固形癌において過剰に産生される細胞表面抗原として特徴付けられた。ヒトCEAタンパク質の遺伝子はクローン化されている(Oikawa et al(1987) Biochim. Biophys. Res. 142:511−518; 欧州特許出願第0346710号明細書)。
【0004】
前記のようなCEAの免疫原性の曖昧な証明にも関わらず、ワクシニア−CEAワクチン(「rV−CEA」)を用いた第I相臨床試験は、CEA特異的細胞傷害性Tリンパ球(CTL)反応がヒトにおいて誘導され得ることを実証した(Tsang, K.Y. et al. (1995) J. Natl. Cancer Instit 87: 982−990; Tsang K.Y. et al. (1997) Clin. Cancer Res. 3:2439−2449)。その試験の結果として、CEA主要(immunodominant)CTLエピトープが同定された。その9マー(すなわち、YLSGANLNL)はHLA−A2クラスI分子に結合することが示され、癌胎児性抗原ペプチド−1(「CAP−1」)と命名された。その後のいくつかの試験も、CAP−1エピトープ/ペプチド自体がCEA特異的ヒトCTL反応を誘導する能力を証明した(Alters, S.E. et al.(1998) J. Immunother. 21: 17−26; Tsang, K.Y. et al. (1997) Supra; Zaremba, S. et al. (1997) Cancer Res. 57: 4570−4577)。さらに、CAP−1およびインターロイキン(IL)−2でrV−CEAワクチン接種した患者由来の抹消血単核球(PBMC)の培養によって誘導された安定なCTL株が最近報告されている(Tsang, K.Y.(1997) Supra)。
【0005】
免疫原性ペプチドが保存態様(conserved mannner)で修飾された場合(すなわち、疎水性アミノ酸が疎水性アミノ酸で置換された場合)、その修飾ペプチドは、分子形状、電荷、および疎水性の維持に基づいて、類似の免疫活性を有する傾向があるという理論が受け入れられている。さらに詳細には、Maddenによる研究(Madden et al. (1993) Cell 75: 693)は、T細胞認識の前駆工程であるMHC−複合体形成に関して、ペプチドにおける特定アミノ酸選択を同定した。Maddenならびに他の研究者(Rammensee et al., (1995) Immunogenetics 41: 178)は、ペプチド中の特定アミノ酸位置がT細胞認識に利用可能であると主張した。
【0006】
Skipperらは、ペプチド配列がDNAから予測されるものとは異なっているチロシナーゼの天然ペプチドエピトープの同定および特徴付けについて記載している((1996) J. Exp. Med. 183:527)。その修飾ペプチドは、直接の翻訳産物よりも効率的にチロシナーゼ特異的ヒト細胞傷害性Tリンパ球(「CTL」)によって認識され、HLA−A2.1分子によって細胞表面上に提示されるべき2つのペプチドのうちの1つであった。その修飾は、アスパラギン酸によるアスパラギンの置換であった。著者は、タンパク質合成の間に小胞体でN−グリコシル化され、続いて、翻訳後に脱アミノ化されると提案した。
【0007】
CEAエピトープCAP−1に関して、(エピトープの)位置2、9、および1でのHLA結合のための第1および第2アンカー位置は好ましいアミノ酸によって既に占有されている。従って、Schlomおよび同僚達は、CAP−1特異的CTLのT細胞受容体(「TCR」)と相互作用すると予測される残基に対する単一アミノ酸置換を含むエピトープアナログを作成することによって、CAP−1の免疫原性を高める試みを行った。天然エピトープの免疫原性よりも高められた免疫原性を示すが、付随するMHC結合自体の上昇を示さない(すなわち、アゴニストとして作用する;Zaremba, S. et al(1997) Supra)、1つのそのようなアナログエピトープ(YLSGADLNL;CAP−1−6Dと命名された)が同定された。
【0008】
本発明は、修飾エピトープを含む新規な修飾CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクター、前記のものの混合物および/または組成物、ならびにCEA特異的免疫反応の誘導および/または癌治療におけるそれらの有利な使用について開示する。
【0009】
発明の概要
本発明は、配列YLSGADLNLを含む修飾エピトープを含む新規な修飾CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクター(例えば組換えウイルスおよび/または細菌)および/または細胞(例えば抗原提示細胞)、ならびに前記のものの混合物および/または組成物を含む。それら前記の全ての物質、混合物、および組成物は、CEAタンパク質またはその断片;前記修飾エピトープを含むCEAアゴニストポリペプチド;正常または修飾CEAエピトープ;あるいは前記のCEAタンパク質またはその断片、CEAアゴニストポリペプチド、または正常/修飾CEAエピトープを結合または発現する細胞;に対する免疫反応を誘導する能力によって特徴付けられる。
【0010】
従って、本発明の1つの実施形態において、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質は、修飾CEAエピトープを含むように提供され、その修飾エピトープは配列YLSGADLNLを含む。
【0011】
本発明の別の実施形態において、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質は、配列番号1(図1)のアミノ酸配列を有する。
【0012】
先に述べたように、本発明の実施形態は、前記のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸を含む。従って、本発明の実施形態は、配列番号2(図1)の核酸配列を含む。本発明のさらに別の実施形態において、核酸は、ウイルス核酸、プラスミド、細菌DNA、裸の/フリーDNA、およびRNAより成る群から選択されるDNAである。さらに別の実施形態において、ウイルス核酸は、アデノウイルス、アルファウイルス、およびポックスウイルスより成る群から選択される。さらに別の実施形態において、ポックスウイルスは、アビポックスウイルス、スイポックスウイルス、およびオルソポックスウイルスより成る群から選択される。さらに別の実施形態において、ポックスウイルス核酸は、TROVAC、NYVAC、ALVAC、MVA、アデノ随伴ウイルス(AAV)、Wyeth、およびPoxvacTCより成る群から選択される。
【0013】
本発明の追加の実施形態は、サイトカイン、リンホカイン、および補助的刺激分子より成る群から選択される少なくとも1つの物質をコードする第2配列に加えて、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする配列を含む核酸を含むことが考えられている。
【0014】
本発明の実施形態は、本発明の核酸を包含するベクターも提供する。特定実施形態において、それらベクターは、組換えウイルスまたは細菌の何れかである。別の実施形態において、組換えウイルスは、アデノウイルス、アルファウイルス、およびポックスウイルスより成る群から選択される。さらに別の実施形態において、ポックスウイルスは、アビポックスウイルス、スイポックスウイルス、およびオルソポックスウイルスより成る群から選択される;特定実施形態は、ALVAC、NYVAC、TROVAC、MVA、Wyeth、およびPoxvac−TCを含む。
【0015】
本発明は、本発明の前記核酸を包含する、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質を発現する細胞をさらに提供する。さらに別の実施形態において、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質を発現する細胞は、MHC HLAクラスI分子も発現する。さらに別の実施形態において、ポリペプチドを発現する細胞は抗原提示細胞である。
【0016】
本発明の実施形態は、前記のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、核酸、ベクターおよび細胞の混合物および/または組成物を含む。それら混合物および/または組成物は、必要に応じてアジュバントを含んでいて差し支えない。
【0017】
本発明は、
(i)CEAタンパク質またはその断片;および/または
(ii)本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質;および/または
(iii)CEAエピトープ;および/または
(iv)修飾CEAエピトープ;および/または
(v)CEAタンパク質またはその断片、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、CEAエピトープ、修飾CEAエピトープを発現する細胞;および/または
(vi)CEAタンパク質またはその断片、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、CEAエピトープ、修飾CEAエピトープを結合する細胞;に対する免疫反応を動物において誘導する方法であって、免疫反応を誘導するのに十分な量で本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、核酸、ベクター、細胞、あるいは混合物および/または組成物を投与することを含んで成る方法をさらに提供する。
【0018】
本発明は、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、核酸、ベクター、細胞、あるいは混合物および/または組成物を患者に投与することを含んで成る、患者においてCEAエピトープ発現癌細胞を阻害する方法をさらに提供する。
【0019】
さらに別の態様において、本発明は、免疫反応を誘導しおよび/またはCEAエピトープを発現する癌細胞を阻害するための前記方法の何れか1つを含む、癌の治療方法を提供する。
【0020】
本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、本発明の特定実施形態を示唆する詳細な説明および特定実施例は、単に例示の目的で与えられており、本発明の精神および範囲内に含まれる様々な変更および改変がその詳細な説明から当業者に明らかになるであろうことを理解すべきである。
【0021】
本発明は、図面の説明によってさらに理解されるであろう。
【0022】
発明の詳細な説明
本発明は、配列YLSGADLNLを含む修飾CEAエピトープを含むCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクターおよび/または細胞(総称して、本発明の「物質」と称される)、および前記のものの混合物/組成物について開示する。本発明の前記の物質および混合物/複合体の全てが、CEAタンパク質またはその断片、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、CEAエピトープおよび/または修飾CEAエピトープ、および/または前記のものを結合または発現する細胞に対する免疫反応を誘導する能力を有する。「免疫反応」は、例えば細胞性免疫(すなわち細胞傷害性Tリンパ球介在)または液性免疫(すなわち抗体介在)の何れかのような、免疫系の任意の反応として定義される。当業者に公知であるように、免疫反応の評価および/またはモニタリングのための様々な測定法/方法論が存在する。
【0023】
細胞性免疫反応において、腫瘍関連抗原タンパク質(例えばCEA)は、細胞内プロテアーゼによってより小さなエピトープペプチドにプロセシングされ、続いてそのエピトープペプチドは細胞表面に輸送され、MHC HLAクラスI分子上の収容溝(cleft)にしっかりと結合する。T細胞は、それら小さなエピトープペプチドがMHC HLAクラスI分子と結合して適切な細胞の表面上に提示された場合にのみそのエピトープペプチドを認識する。同様に、液性免疫反応において、タンパク質はより小さなエピトープペプチドにプロセッシングされ、続いてそのエピトープペプチドはMHC HLAクラスII分子と結合して細胞表面(すなわち抗原提示細胞)上に提示されるであろう。そのような複合体は、液性免疫系の適切な細胞によって認識される。
【0024】
当業者に公知であるように、抗原由来の約8から12アミノ酸のアミノ酸配列から成る短いペプチド(すなわちエピトープ)は、細胞内プロセッシング無しにHLAクラスI分子の収容溝内に直接結合することができる。先に述べたように、CEA由来の多くのそのようなエピトープが同定されている。さらには、それらCEA−特異的抗原エピトープは免疫反応を誘導する能力を示しており、適当なCEAを発現する標的細胞がそれによって融解される。本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質(修飾CEAエピトープを含む)は、正常な/非修飾CEA(正常エピトープを含む)が免疫原として用いられた場合に観察される免疫反応と比べて、改善された免疫反応を誘導する(従って、CEA「アゴニスト」と思われる)。
【0025】
本発明に含まれるCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質は、アミノ酸配列YLSGADLNL(「CAP16D」と称される)を含む修飾エピトープを含む。非修飾CEAにおける天然エピトープの対応配列は、YLSGANLNL(「CAP−1」と称される;Zaremba, S. et al. (1997) Cancer Res. 57:4570)である。本発明の特定実施形態において、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質は、配列番号1(図1)のアミノ酸配列を有する。本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質は、ポリペプチド/タンパク質の前駆体および/成熟形態の両方を含むと理解されている(例えば、Oikawa, S. et al. (1987) Biochem. Biophys. Res. Commun. 142:51 1−518)。
【0026】
本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質は、当業者に公知である様々な方法を用いて調製される。従って、当業者に公知の組換えDNA技術を用いて、そのようなポリペプチドを提供することができる。公知のやり方で、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸配列を、適当な発現ベクター(すなわち組換え発現ベクター)中に組み込ませることができる。可能性のある発現ベクターとして(限定はされないが)、そのベクターが用いられる宿主細胞に適合する限り、コスミド、プラスミド、または修飾ウイルス(例えば複製欠損レトロウイルス、アデノウイルスおよびアデノ随伴ウイルス、レンチウイルス、ヘルペスウイルス、ポックスウイルス)が含まれる。「ベクターが宿主細胞に適合する」という表現は、その発現ベクターが、本発明の核酸分子(下記に説明)および発現に用いられる宿主細胞に基づいて選択された付随調節配列を包含し、前記調節配列が核酸分子に作動可能に結合していることを意図するように定義される。「作動可能に結合」は、核酸の発現をもたらすような態様で核酸が調節配列に結合していることを意味することが意図されている。適切な調節配列は、細菌、真菌、またはウイルス遺伝子等を含む様々な供給源に由来するものであって差し支えない(例えば、Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990)に記載の調節配列を参照)。適切な調節配列の選択は選択された宿主細胞に依存し、当業者によって容易になし得ることである。そのような調節配列の例として以下のものが含まれる:転写プロモーターおよびエンハンサー、RNAポリメラーゼ結合配列、またはリボソーム結合配列(翻訳開始シグナルを含む)。選択された宿主細胞および用いられる発現ベクターに基づいて、他の付加的配列(例えば複製起点、付加的DNA制限酵素部位、エンハンサー、および転写誘導性をもたらす配列)を発現ベクター中に組み込んで差し支えない。
【0027】
前述した本発明の発現ベクターは、本発明の組換え分子で形質転換またはトランスフェクトした宿主細胞の選択を容易にする選択性マーカー遺伝子も包含していて差し支えない。選択性マーカー遺伝子の例は、例えばG418およびハイグロマイシン(特定薬剤に対する耐性をもたらす)、β−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、またはホタルルシフェラーゼのようなタンパク質をコードする遺伝子である。
【0028】
例えばβ−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、またはホタルルシフェラーゼのような選択性マーカータンパク質の濃度の変化によって、選択性マーカー遺伝子の転写をモニタリングする。選択性マーカー遺伝子が抗生物質耐性をもたらすタンパク質(例えばネオマイシン耐性におけるG418)をコードする場合、適切な選択分子を用いて形質転換細胞を選択することができる。当業者に公知であるように、選択性マーカー遺伝子が組み込まれた細胞は生存するが、そのような何れの選択性マーカーも組み込まれていない細胞は死ぬであろう。このことは、本発明の組換え発現ベクターからの発現を可視化および測定することを可能にする。関心核酸とは別個のベクターに選択性マーカーを導入できることも理解されるであろう。
【0029】
組換え発現ベクターは、本発明のポリペプチドの高められた発現を提供し;本発明のポリペプチドの高められた溶解性を提供し;および/またはアフィニティー精製においてリガンドとして働くことによって標的組換えタンパク質の精製を助けるような、融合部分をコードする遺伝子も包含していて差し支えない。例えば、タンパク質分解切断部位を標的組換えポリペプチドに付加して、融合タンパク質の精製に続く融合部分からの組換えポリペプチドの分離を可能にすることができる。
【0030】
固相合成(Merrifield(1964) J. Am. Chem. Assoc. 65: 2149)または均質溶液中での合成(Methods of Organic Chemistry, E. Wansch(Ed.) Vol. 15, pts. I, II, Thieme, Stuttgart(1987))のような、タンパク質化学において周知の技術を用いて、化学合成によって本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質を調製することができる。
【0031】
本発明の付加的な実施形態は、前記のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸を含む。この中に記載のように、「核酸」は(限定はされないが)、ウイルス核酸、プラスミド、細菌DNA、裸の/フリーDNAおよびRNAを含む。核酸は、一本鎖および二本鎖形態の両方を含む。従って、それら核酸は、前記のポリペプチドをコードする関連塩基配列を含む。定義の目的で、「前記のポリペプチドをコードする関連塩基配列」は、相補核酸配列をさらに含む。
【0032】
本発明の1つの実施形態において、核酸は配列番号2(図1)によって示される配列を有する。本発明の別の実施形態では、核酸はその配列(すなわち配列番号2(図1)の配列)を含む。本発明の付加的な実施形態は、前駆体または成熟CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸配列から成るおよび/またはそれらを含む。
【0033】
本発明の実施形態において有用である細菌DNAは当業者に公知である。それら細菌として、例えば、シゲラ属、サルモネラ属、コレラ菌、乳酸桿菌、カルメット・ゲラン桿菌(BCG)、および連鎖球菌属が上げられる。本発明の細菌DNAの実施形態において、本発明の核酸を、細菌ゲノム中に挿入しても、フリー状態に維持しても、またはプラスミド上に含んでいても差し支えない。
【0034】
本発明のウイルス核酸の実施形態は、ポックスウイルス、あるいは例えばアデノウイルスまたはアルファウイルスのような他のウイルスに由来するものであって差し支えない。好ましくは、ウイルス核酸は、レシピエント動物細胞中に一体化する能力が無いものである。前記核酸の発現のための要素として、レシピエント動物細胞中での発現に適したプロモーターを含んでいて差し支えない。
【0035】
本発明の実施形態は、アビポックスウイルス、オルソポックスウイルス、およびスイポックスウイルスの核酸より成る群から選択されるポックスウイルス核酸を含む。特定実施形態は、ワクシニアウイルス核酸、鶏痘ウイルス核酸、カナリア痘ウイルス核酸、および豚痘ウイルス核酸より成る群から選択されるポックスウイルス核酸を含み;特定実施例は、TROVAC、NYVAC、ALVAC、MVA、Wyeth、およびPoxvac−TCを含む(より詳細に以下に説明する)。
【0036】
本発明の核酸は、サイトカイン、リンホカイン、および補助的刺激分子より成る群から選択される少なくとも1つの物質をコードする核酸配列をさらに含んでいて差し支えない。例として(限定はされないが)、インターロイキン2、インターロイキン12、インターロイキン6、インターフェロンγ、腫瘍壊死因子α、GM−CSF、B7.1、B7.2、ICAM−1、LFA−3、およびCd72が含まれる。
【0037】
当業者に周知である核酸を調製および精製するための分子生物学の標準技術を本発明の態様の調製に用いることができる(例えば、Current Protocols in Molecular Biology, F.M. Ausubel et al.(Eds.), John Wiley and Sons, Inc, N.Y., U.S.A (1998), Chpts. 1, 2 and 4; Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd Ed.), J. Sambrook, E.F. Fritsch and T. Maniatis (Eds.), Cold Spring Harbor Laboratory Press, N.Y., U.S.A. (1989), Chpts. 1,2,3 and 7を参照)。
【0038】
本発明の態様は、前記の核酸を包含するベクターをさらに含む。特定実施形態において、前記のベクターは組換えウイルスまたは細菌であって差し支えない。
【0039】
それらの構築のためのアデノウイルスベクターおよび方法が記載されている(例えば、米国特許第5994132号、第5932210号、および第6057158号明細書、ならびに国際公開第98/17783号、第97/44475号、第99/61034号、第99/50292号、第99/27101号、第97/20575号、第96/40955号、および第96/39534号パンフレット(参照によってそれらの全てがこの中に組み込まれる)を参照)。アルファウイルスベクターも当業界で公知であり、本発明の実施形態において用いることができる(例えば、米国特許第5792462号、第5739026号、第5843723号、および第5789245号明細書、ならびに国際公開第92/10578号、第95/27044号、第95/31565号、および第98/15636号パンフレット(参照によってそれらの全てがこの中に組み込まれる)を参照)。また、レンチウイルスも記載されている(例えば米国特許第6013516号および第5994136号明細書、ならびに国際公開第96/17816号、第97/12622号、第98/17815号、第98/39463号、第98/46083号、第99/15641号、第99/19501号、第99/30742号、第99/31251号、第98/51810号、および第00/00600号パンフレット(参照によってそれらの全てがこの中に組み込まれる)を参照)。用いることができるポックスウイルスベクターとして、例えば、アビポックスウイルス、オルソポックスウイルス、またはスイポックスウイルスが挙げられる(米国特許第5364773号、第4603112号、第5762938号、第5378457号、第5494807号、第5505941号、第5756103号、第5833975号、および第5990091号明細書(参照によってそれらの全てがこの中に組み込まれる)を参照)。例えば、哺乳類細胞における発現に適した条件下でCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸をウイルスゲノム中に挿入する等(以下に記載)、当業者に公知である相同的組換えによって、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸を包含するポックスウイルスベクターを得ることができる。
【0040】
本発明の1つの実施形態において、ポックスウイルスベクターはALVAC(1)またはALVAC(2)(それらの両方がカナリア痘ウイルスに由来する)である。ALVAC(1)(またはALVAC(2))は、鳥類以外の宿主において生産的に複製せず、その安全プロフィールが改善されていると考えられる特性を有する。ALVAC(1)は、認可されたカナリア痘ワクチンであるカナポックス(Kanapox)のプラーククローン派生体である、弱毒化カナリア痘ウイルスベースのベクターである(Tartaglia et al.(1992) Virology 188: 217; 米国特許第5505941号、第5756103号、および第5833975号明細書(参照によってそれらの全てがこの中に組み込まれる))。ALVAC(1)は、カナポックスのいくつかの一般特性と同じ一般特性を有する。外来抗原を発現するALVACベースの組換えウイルスもワクチンベクターとして有効であることが示されている(Tartaglia et al., In AIDS Research Reviews (vol.3) Koff W., Wong−Staol F. and Kenedy R.C. (eds.), Marcel Dekker NY, pp.361−378 (1993a); Tartaglia, J. et al.(1993b) J. Virol. 67: 2370)。例えば、狂犬病ウイルス糖タンパク質を発現するALVAC(1)組換え体で免疫したマウスは、狂犬病ウイルスの致死的な攻撃接種に対して防御され(Tartaglia, J. et al., (1992) supra)、ワクチンベクターとしてのALVAC(1)の可能性を示している。ALVACベースの組換え体は、イヌジステンパーウイルス(Taylor, J. et al.(1992) Virology 187: 321)、および狂犬病ウイルス(Perkus, M.E. et al., In Combined Vaccines and Simultaneous Administration: Current Issues and Perspective, Annals of the New York Academy of Sciences (1994))を攻撃接種されたイヌにおいて、ならびにネコの白血病ウイルスを攻撃接種されたネコにおいて(Tartaglia, J. et al., (1993b) supra)、さらに、ウマのインフルエンザウイルスを攻撃接種されたウマにおいて(Taylor, J. et al., In Proceedings of the Third International Symposium on Avian Influenza, Univ. of Wisconsin−Madison, Madison, Wisconsin, pp. 331−335 (1993))、有用であることも証明されている。
【0041】
ALVAC(2)は、第二世代のALVACベクターである、ワクシニア転写要素E3LおよびK3LがC6遺伝子座に挿入されている(米国特許第5990091号明細書、参照によってこの中に組み込まれている)。E3Lは、dsRNAに特異的に結合できるタンパク質をコードする。K3L ORFは、E1 F−2にかなりの相同性を有する。ALVAC(2)内において、E3L遺伝子は天然プロモーターの転写制御下にあるのに対して、K3Lは初期/後期ワクチンH6プロモーターの制御下に置かれている。E3LおよびK3L遺伝子は、ALVAC(2)を感染させた細胞においてPKR活性を阻害する働きを有し、外来遺伝子発現のレベルおよび継続性の増強をもたらす。
【0042】
別のウイルスベクター系は、天然の宿主制限ポックスウイルスの使用に関連する。鶏豆ウイルス(FPV)は、ポックスウイルス科のアビポックスウイルス属の原型的ウイルスである。アビポックスウイルスの複製は鳥類に限定され(Matthews, R.E.F. (1982) Intervirology, 17: 42−44)、アビポックスウイルスが、ヒトを含む鳥類以外において増殖的感染を生じることの文献での報告は無い。その宿主制限は、ウイルスの他の種への伝染に対する固有の安全バリアを提供し、家畜およびヒトでの応用におけるアビポックスウイルスベースのベクターの使用を魅力的なものにする。
【0043】
FPVは、家禽の病原体由来の免疫原を発現するベクターとして好都合に利用されている。毒性の鳥類インフルエンザウイルスの血球凝集素タンパク質がFPV組換え体において発現された。その組換え体をニワトリおよび七面鳥に接種した後、同種または異種の毒性インフルエンザウイルスの攻撃接種に対する防御免疫反応が誘導された(Taylor, J. et (1968) Vaccine 6: 504)。ニューカッスル病ウイルスの表面糖タンパク質を発現するPFV組換え体も開発された(Taylor, J. et al.(1990) J. Virol. 64: 1441−1450; Edbauer, C.et al.(1990) Virology 179: 901; 米国特許第5766599号明細書(参照によってこの中に組み込まれる))。
【0044】
MVAと称される、非常に弱毒化されたワクシニア株も、ポックスウイルスベースワクチンのためのベクターとして用いられている。MVAの使用は、米国特許第5,185,146号明細書に記載されている。
【0045】
他の弱毒化ポックスウイルスベクターは、ウイルスの野生型株の遺伝子組換えによって調製された。例えば、NYVACベクターは、ワクシニアのコペンハーゲン株から、特定のビルレンス遺伝子および宿主域遺伝子を欠失させることによって誘導され(Tartaglia, J. et al. (1992), supra; 米国特許第5364773号および第5494807号明細書(参照によってこの中に組み込まれている))、発現された外来抗原に対する防御的免疫反応を誘導するのに組換えベクターとして有用であることが分かっている。
【0046】
組換えウイルスは、当業界で公知である方法によって構築することができる(例えば、ワクシニアウイルスおよびアビポックスウイルスについて、米国特許第4769330号;第4722848号;第4603112号;第5110587号;および第5174993号明細書−それら全てが参照によってこの中に組み込まれている−に記載されている)。
【0047】
本発明の別の実施形態において、生きたおよび/または弱毒化された細菌もベクターとして用いることができる。例えば、ビブリオ・コレラ変異体株は本発明の実施形態における細菌ベクターとして有用であろう;米国特許第4,882,278号明細書(機能的コレラ毒素が産生されないように、2つのctxA対立遺伝子のそれぞれのコード配列の相当量が欠失されている菌株を開示する)、国際公開第92/111354号パンフレット(突然変異によってirgA遺伝子座が不活化されている菌株;単一菌株において、その突然変異をctxA突然変異と組み合わせて差し支えない)、および国際公開第94/1533号パンフレット(機能的ctxAおよびattRS1 DNA配列を欠いている欠失変異体)に記載されている。国際公開第94/19482号パンフレットに記載されているように、異種抗原を発現するようにそれら菌株を遺伝子操作することができる(前記の全ての特許/特許出願が参照によってこの中に組み込まれている)。異種抗原の組換え発現のために遺伝子操作された弱毒化サルモネラ・タイフィムリウム(ネズミチフス菌)株、および経口免疫原としてのその使用について、国際公開第92/11361号パンフレットに記載されている。
【0048】
本発明の実施形態において細菌ベクターとして有用な他の細菌株として(限定はされないが)、シゲラ・フレキシネリー、ストレプトコッカス・ゴルドニー(Streptococcus gordonii)、およびカルメット・ゲラン桿菌(BCG)が挙げられる(国際公開第88/6626号、第90/0594号、第91/13157号、第92/1796号、および第92/21376号パンフレットに記載されており、それらの全てが参照によってこの中に組み込まれている)。本発明の細菌ベクターの実施形態において、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸は、細菌ゲノム中に挿入されていても、フリー状態のままであっても、あるいはプラスミド上に含まれていても差し支えない。
【0049】
本発明は、サイトカイン、リンホカイン、および補助的刺激分子より成る群から選択される少なくとも1つの物質をコードする核酸を包含するベクターを含むことをさらに考えている。前記核酸は、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする配列と隣接していても、あるいは別個の核酸上にコードされていても差し支えない。
【0050】
CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする前記核酸を包含する細胞も本発明の別の実施形態に含まれる。それら細胞は、前記の核酸を導入および/またはトランスフェクトすることができる任意の可能性のある細胞を含む(例えば、細菌、COS細胞、ベロ細胞、鶏胚繊維芽細胞、腫瘍細胞、および抗原提示細胞)。細胞中に導入および/またはトランスフェクトする方法の選択は、核酸の固有の性質(すなわちフリーDNA、プラスミド、組換えウイルス中に組み込まれたもの)に依存し、当業者に公知であろう(例えば、Current Protocols in Molecular Biology, F.M. Ausubel et al. (Eds.), John Wiley and Sons, Inc., N.Y., U.S.A (1998), Chpt.9; Molecular Cloning; A Laboratory Mannual(2nd Ed), J. Sambrook, E.F. Fritsch and T.Maniatis (Eds.), Cold Spring Harbor Laboratory Press, N.Y., U.S.A.(1989), Chpt’s. 1,2,3 and 16に教示されている)。
【0051】
主要組織適合複合体(MHC)のクラスIおよびクラスIIタンパク質は、免疫系のT−リンパ球(すなわちCD8+およびCD4+ Tリンパ球)を集めるのに中心的免疫機能を果たす。MHCクラスIタンパク質は、ヒトの体全体に亘り、ほぼ全ての有核細胞型において発現されている;MHCクラスII分子は、主に抗原提示細胞(APC;すなわち、単核食細胞、ランゲルハンス−樹状細胞、およびBリンパ球)において発現されている。それら別個のクラスの細胞表面分子(すなわちクラスIおよびクラスII)が、ペプチド/エピトープ(タンパク質抗原の細胞内プロセッシングから生じる)をTリンパ球(それぞれCD8+およびCD4+ Tリンパ球)に提示し、それによって細胞性および液性免疫反応の両方を開始させる。通常、アロ抗原、腫瘍抗原、またはウイルス由来のエピトープ/ペプチドは、MHCクラスI分子に関連して提示されるであろう;細胞外抗原/タンパク質は、MHCクラスII分子に関連して提示されるであろう。しかしながら、ある状況では、内因性抗原もMHCクラスII分子に関連して提示され得る(そのような一般的な免疫学的原理は、例えば、Encyclopedia of Immunology(2nd Ed.), Peter J. Delves (Ed.−in−Chief), Academic Press, San Diego, U.S.A., pp.174−8, 191−8, 1108−13, 1690−709(1998)に記載されている)。
【0052】
従って、本発明の実施形態は、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸を導入/トランスフェクトされ、そのポリペプチド/タンパク質を発現する細胞を考えている。
【0053】
さらにこの中で考えられているように、本発明の実施形態は、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸を導入/トランスフェクトされた細胞であって、MHC HLA分子(すなわち、クラスIおよび/またはクラスII)も発現する細胞を考えている。別の実施形態において、それら細胞は、おそらく単核食細胞、ランゲルハンス樹状細胞(「樹状細胞」)、およびBリンパ球より成る群から選択されるような、抗原提示細胞である。
【0054】
本発明の態様は、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクターまたは前記核酸を包含する細胞、ならびに、サイトカイン、リンホカイン、補助的刺激分子、およびそれらをコードする核酸より成る群から選択される少なくとも1つの物質の混合物を考えている。本発明の付加的実施形態は、in vivoで投与するのに適した生物学的適合形態で被験者に投与するための、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、ベクター細胞または混合物を含む薬剤組成物をさらに含む。「in vivoで投与するのに適した生物学的適合形態」は、治療効果が任意の毒性効果を上回るような、投与されるべき物質の形態を意味する。治療的活性量の本発明の薬剤組成物の投与、すなわち「効果量」は、ヒトにおいて免疫反応を誘導する所望の結果を達成するのに必要な用量および期間で効果的である量として定義される。物質の治療的効果量は、例えばレシピエントの疾患状態/健康、年齢、性別、および体重、ならびに特定ポリペプチド、それをコードする核酸、または組換えウイルスの所望の反応を誘導する能力等の因子によって変化する。最適な治療反応をもたらすように投薬計画を調整する。例えば、数回に分けた用量を毎日または定期に投与しても、および/または治療状況の緊急性に基づいて、比例的に用量を減らしても差し支えない。
【0055】
効果量の活性物質(すなわちCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸)を薬剤的に許容される媒体との混合物中に混ぜ合わせるように、被験者に投与することができる薬剤組成物の調製方法(それ自体公知である)によってこの中に記載の組成物を調製することができる。適切な媒体は、例えば、”Handbook of Pharmaceutical Additives”(Michael and Irene Ash, Gower Publishing Limited, Aldershot, England(1995))に記載されている。これに基づき、排他的ではないが、本組成物は、1つ以上の薬剤的に許容される媒体または希釈剤と物質の溶液を含み、適当なpHの緩衝液中に含まれおよび/または生体液と等張であって差し支えない。これに関して、米国特許第5,843,456号明細書を参照することができる。それら組成物は、アジュバントをさらに含んでいて差し支えない(以下に記載)。
【0056】
CEAタンパク質またはその断片;および/または
本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質;および/または
CEAエピトープ;および/または
修飾CEAエピトープ;および/または
CEAタンパク質またはその断片、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、CEAエピトープ、修飾CEAエピトープを発現する細胞;および/または
CEAタンパク質またはその断片、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、CEAエピトープ、修飾CEAエピトープを結合する細胞;に対する免疫反応を動物において誘導する方法であって、CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質またはその断片、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクターまたは細胞、それらの混合物または前記のものの組成物(以下、「免疫物質」と総称する)を前記動物に投与することを含んで成る方法も本発明の範囲内に含まれる。先に述べたように、「免疫反応」は、例えば、細胞性免疫(すなわち細胞傷害性T−リンパ球介在)または液性免疫(すなわち、抗体介在)の何れかの免疫系の任意の反応として定義される。多くの当業者に周知のin vivoまたはin vitro測定法によって、それら免疫反応を評価することができる(例えば(限定はされないが)、抗原特異的細胞傷害性試験、細胞毒素の産生、CEA/CEA−エピトープを発現する腫瘍の緩解、CEA/CEA−エピトープを発現する癌細胞の阻害等)。
【0057】
本発明の別の実施形態は、効果量の本発明の免疫原を患者に投与することを含んで成る、患者においてCEAエピトープ発現癌細胞を阻害する方法を提供する。CEA(またはそのエピトープ)を発現する固形癌を有する患者として(限定はされないが)、結腸癌、肺癌、膵癌、子宮内膜癌、乳癌、甲状腺癌、メラノーマ、口腔癌、咽頭癌、精上皮腫、肝細胞癌、胆管癌、扁平上皮癌、および前立腺癌に罹っている患者が挙げられる。従って、免疫反応を誘導しおよび/またはCEAエピトープ発現癌細胞を阻害する前記の方法を含む、癌を有する患者を治療する方法自体も本発明の態様/実施形態に含まれる。
【0058】
当業者に公知であるように、任意の従来の経路を介して本発明の免疫原によって動物を免疫することができる。例えば、粘膜(例えば眼、鼻腔内、口腔、胃、肺、腸、直腸、膣、尿路)表面を介する、あるいは非経口経路(例えば皮下、皮内、筋肉内、静脈内、腹腔内)を介する免疫が挙げられる。好ましい経路は、免疫原(すなわちポリペプチド/核酸、組換え体/ウイルス、組成物等)の選択に依存する。単回投与で、あるいは間隔をあけて繰り返し投与することによって、投与を行うことができる。適切な用量は、例えば免疫原自体(すなわち、ポリペプチド/核酸(およびさらにそれらの特定タイプ)、投与経路、およびワクチン接種される動物の状態(体重、年齢等)のような、当業者に理解される様々なパラメーターに依存する。
【0059】
従って、本発明の組成物は、効果量の本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質、それをコードする核酸、前記核酸を包含するベクターまたは細胞または組換えウイルス、それらの混合物、前記のものの薬剤組成物を投与することを含んでなる、動物において免疫反応を誘導する方法を提供する。
【0060】
先に述べたように、免疫反応を誘導する目的で、核酸(詳細には、本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードするプラスミドおよび/またはフリーの/裸のDNAおよび/またはRNA)を動物に投与して差し支えない(例えば、米国特許第5589466号、McDonnell and Askari, NEJM 334: 42−45 (1996); Kowalczyk and Ertl, Cell Mol. Life Sci. 55: 751−770 (1999))。通常、その核酸は標的動物細胞において複製できず、かつその動物ゲノム中に組み込まれない形態である。CEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードするDNA/RNA分子は、通常、動物細胞における発現に適したプロモーターの制御下に置かれる。プロモーターは、偏在的に機能してもまたは組織特異的に機能しても差し支えない。組織非特異的プロモーターの例として、初期サイトメガロウィルス(CMV)プロモーター(米国特許第4,168,062号明細書に記載されている)、およびラウス肉腫ウィルスプロモーターが挙げられる。デスミンプロモーターは組織特異的であり、筋肉細胞において発現をもたらす。より広く有用なベクターが記載されている(すなわち国際公開第94/21797号パンフレット)。
【0061】
本発明のCEAアゴニストポリペプチド/タンパク質をコードする核酸の投与に関して、その核酸は前記ポリペプチド/タンパク質の前駆体または成熟形態をコードしていて差し支えない。核酸が前駆体をコードする場合、その前駆体は同種(例えば、Oikawa, S. et al.(1987) Supra)であっても異種であっても差し支えない。後者(異種)の場合、例えば組織プラスミノーゲン活性化因子(tPA)のリーダー配列のような、真核生物のリーダー配列を用いることができる。
【0062】
免疫原として使用するため、当業者に公知である様々な方法に基づいて本発明の核酸を製剤化することができる。第一に、任意の輸送媒体(例えば陰イオンリポソーム、陽イオン脂質、微粒子(例えば金微粒子)、沈殿剤(例えばリン酸カルシウム)、あるいは任意の他のトランスフェクション−促進物質)無しで、裸の/フリーの形態の核酸を用いて差し支えない。その場合、担体の有無に関係無く、生理学的に許容される溶液(例えば滅菌生理食塩水または滅菌緩衝生理食塩水)で単に核酸を希釈するのみでよい。担体が存在する場合、担体は、好ましくは、等張、低張、または僅かに高張であり、比較的低いイオン強度を有する(例えば、20%スクロース含有溶液のような、スクロース溶液によってもたらされる)。
【0063】
あるいは、細胞取込みを助ける物質と核酸とを組み合わせて差し支えない。例えば以下の方法が挙げられる:(i)細胞透過性を変化させる化学物質(例えばブピバカイン;例えば国際公開第94/16737号パンフレットを参照)を補足し、(ii)リポソーム中に封入し、あるいは(iii)陽イオン脂質、あるいはシリカ、金またはタングステン微粒子と結合させる。
【0064】
陽イオン脂質は当業界で周知であり、一般的に遺伝子輸送に用いられる。そのような脂質として、リポフェクチン(DOTAP(N−[1−(2,3−ジオレイロキシ)プロピル]−N,N,N−トリメチル塩化アンモニウム)、DOTAP(1,2−ビス(オレイロキシ)−3−(トリメチルアンモニオ)プロパン、DDAB(ジメチルジオクタデシル−臭化アンモニウム)、DOGS(ジオクタデシルアミドログリシルスペルミン)、および例えばDC−Chol(3β−(N−(N’,N’−ジメチルアミノメタン)−カルバモイル)コレステロール)のようなコレステロール誘導体が挙げられる。それら陽イオン脂質の記載は、欧州特許第187,702号明細書、国際公開第90/11092号パンフレット、米国特許第5,283,185号明細書、国際公開第91/15501号および第95/26356号パンフレット、ならびに米国特許第5,527,928号明細書において見ることができる。遺伝子輸送のための陽イオン脂質は、好ましくは、例えばDOPE(ジオレイルホスファチジルエタノールアミン)のような中性脂質と組み合わせて用いられる(例えば、国際公開第90/11092号パンフレット)。
【0065】
陽イオンリポソーム含有製剤に、他のトランスフェクション−促進化合物を加えて差し支えない。それらの多くが、例えば国際公開第93/18759号、第93/19768号、第94/25608号、および第95/2397号パンフレットに記載されている。例えば、核膜を介したDNAの輸送を促進させるのに有用なスペルミン誘導体(例えば国際公開第93/18759号パンフレットを参照)および例えばGALA、グラミシジンS、および陽イオン性胆汁酸塩のような膜−透過化合物(membrane−permeabilizing compounds)(例えば国際公開第93/19768号パンフレットを参照)が挙げられる。
【0066】
金またはタングステン微粒子も遺伝子輸送に用いることができる(国際公開第91/359号および第93/17706号パンフレットに記載)。その場合、例えば米国特許第4,945,050号および第5,015,580号明細書、ならびに国際公開第94/24263号パンフレットに記載のような、針無しの注射装置(needleless injection device)(「遺伝子銃」)を用いて皮内または表皮内経路で、微粒子被覆ポリヌクレオチドを注射することができる。
【0067】
陰イオンおよび中性リポソームも当業界で周知であり(例えば、リポソームを作成する方法の詳述に関してLiposomes: A Practical Approach, RPC New Ed, IRL Press (1990)を参照)、ポリヌクレオチドを含む広範囲の産物を輸送するのに有用である。
【0068】
前記の方法(すなわち、免疫反応を誘導しおよび/または患者においてCEAエピトープを発現する癌細胞を阻害する方法)の特定実施形態は、本発明の免疫原を投与するためのプライム−ブーストプロトコルを含む。より詳細には、そのプロトコルは(限定はされないが)、特定の/別個の形態の免疫原(すなわち、免疫原をコードする核酸(例えばプラスミド、細菌/ウイルス/フリーまたは裸の)、あるいは前記核酸を包含するベクター(すなわち組換えウイルス、細菌))を用いた「プライミング」工程、それに続く、代わりの(すなわち、「プライミング」に用いられたものとは異なる)形態の免疫原(すなわち、タンパク質またはその断片(例えばエピトープペプチド)、免疫原(またはその断片)をコードする核酸、または前記核酸を包含するベクター)の投与を含む少なくとも1回の「ブースト(追加免疫)」工程を含む。「プライム−ブースト」方法論は当業者に公知である(例えば、国際公開第00/00216号、第98/58956号、第98/56919号、および第97/39771号パンフレットに教示されている)。前記プロトコルの1つの利点は、免疫原またはその断片をコードする核酸を挿入されたウイルスベクター自体に対する中和免疫反応が誘導されるという問題を回避できることである(例えば、R.M. Conty et al.(2000) Clin. Cancer Res. 6:34−41)。
【0069】
当業者に周知であるように、投与形態(すなわち組換えウイルス、核酸、ポリペプチド)に関わらず、アジュバントと共に共免疫した場合、免疫原の免疫反応を誘導する能力が改善される。アジュバントは、”Vaccine Design: the Subunit and Adjuvant Approach”, Powell and Newman, eds., Plenum Press, New York, U.S.A., pp.61−79 and 141−228(1995)に記載されている。アジュバントは通常、免疫原の免疫原性を高めるが、それ自体が必ずしも免疫原性である必要はない。アジュバントは、投与部位近くに局所的に免疫原を保持して、免疫系の細胞に対する抗原の緩慢な徐放を容易にする貯留効果をもたらすように作用する。また、アジュバントは、免疫系細胞を免疫原の貯留部位に引き付けて、それら細胞を刺激して免疫反応を誘導する。従って、本発明の実施形態はアジュバントをさらに含む組成物を提供する。
【0070】
理想的なアジュバントの望ましい特性として、以下の特性が挙げられる:
1)毒性が無いこと;
2)長期間、免疫反応を刺激できること;
3)製造が容易であり、かつ長期間の保存において安定であること;
4)必要であれば、様々な経路によって投与された抗原に対して細胞性免疫反応および液性免疫反応の両方を誘導できること;
5)他のアジュバントとの相乗効果を有すること;
6)抗原提示細胞(APC)の集団と選択的に相互作用できること;
7)適切なTH1またはTH2細胞特異的免疫反応を特異的に誘導できること;
8)抗原/免疫原に対して、適切な抗体アイソタイプ(例えばIgA)のレベルを選択的に上昇させることができること。
【0071】
しかしながら、多くのアジュバントは毒性であり、ヒトおよび多くの動物におけるそれらの使用を不適当なものとするような望ましくない副作用を生じる。例えば、いくつかのアジュバントは肉芽腫、急性および慢性の炎症(フロイント完全アジュバント、FCA)、細胞融解(サポニンおよびプルロニック重合体)、発熱、関節炎、および前部ブドウ膜炎(ムラミルジペプチド(MDP)およびリポ多糖類(LPS))を誘発する。実際、水酸化アルミニウムおよびリン酸アルミニウム(総称してミョウバンと称される)のみが、ヒトおよび家畜のワクチンにおけるアジュバントとして日常的に用いられている。ジフテリアトキソイドおよび破傷風トキソイドに対する抗体反応を高めるミョウバンの効果はかなり確立されている。それにも関わらず、ミョウバンは限界を有する。例えば、ミョウバンはインフルエンザワクチンに対して効果がなく、さらに他の免疫原での細胞性免疫反応を一貫性無く誘導する。ミョウバン補助抗原によって誘導される抗体は、マウスにおいて主にIgG1アイソタイプであり、それはワクチン物質による防御に最適ではない。
【0072】
アジュバントは、「本質的(intrinsic)」または「非本質的(extrinsic)」なものとして特徴付けられる。本質的アジュバント(例えばリポ多糖類)は、それ自体がワクチンとして用いられる物質(すなわち、死菌または弱毒化細菌)の全体および正常成分である。非本質的アジュバントは、通常、抗原に対して非共有結合し、さらに宿主免疫反応を増強するように製剤化された免疫調整剤である。
【0073】
本発明の実施形態において、アジュバントは、サイトカイン、リンホカイン、および補助的刺激分子より成る群から選択される1つ以上の物質であって差し支えない。例として(限定はされないが)、インターロイキン2、インターロイキン12、インターロイキン6、インターフェロンγ、腫瘍壊死因子α、GM−CSF、87.1、87.2、ICAM−1、LFA−3、CD72が挙げられる。特定実施例は、アジュバントとしてGM−CSFを特に含む(例えば、米国特許第5679356号、第5904920号、第5637483号、第5759535号、および第5254534号明細書、欧州特許出願第211684号明細書、ならびに国際公開第97/28816号パンフレット(その全てが参照によってこの中に組み込まれる)に教示されている)。
【0074】
アジュバントとしてのサポニン自体の使用も周知である(Lacaille−Dubois, M. and Wagner, H(1996) Phytomedicine 2:363)。例えば、Quil A(南アメリカの木、Quillaja Saponaria Molinaの樹皮に由来する)、およびその画分について広く記載されている(すなわち、米国特許第5057540号明細書;Kensil, C.R. (1996) Crit Rev Ther Drug Carrier Syst 12:1; 欧州特許第362279号明細書)。溶血性サポニンQ521およびQSI7(Quil AのHPLC精製画分)が強力な全身アジュバントとして記載されている(米国特許第5057540号明細書;欧州特許第362279号明細書)。全身ワクチンのための強力なアジュバントとして働くQS7(Quil Aの非溶血性画分)の使用もそれら引例中に記載されている。QS21の使用もさらに記載されている(Kensil et al. (1991) J. Immunol 146:431)。Q521とポリソルベートまたはシクロデキストリンとの組合せも公知である(国際公開第99/10008号パンフレット)。Quil Aの画分(例えばQS3IおよびQS7)を含む特定アジュバント系が国際公開第96/33739号および第96/11711号パンフレットに記載されている。
【0075】
別の好ましいアジュバント/免疫賦活剤は、非メチル化CpGジヌクレオチド(「CpG」)を含む免疫賦活オリゴヌクレオチドである。CpGは、DNA中に存在するシトシン−グアノシンジヌクレオチドモチーフの略語である。CpGは、全身経路および粘膜経路の両方によって投与される際のアジュバントとして当業界で公知である(国際公開第9602555号パンフレット;欧州特許第468520号明細書;Davies et al.(1998), J. Immunol. 160: 87; McCluskie and Davis(1998) J.Immunol 161: 4463)。多くの研究において、BCG遺伝子配列から派生した合成オリゴヌクレオチドも免疫賦活効果(in vitroおよびin vivoの両方; Krieg, (1995) Nature 374:546)を誘導できることが示されている。免疫賦活オリゴヌクレオチド配列の詳細な解析は、CGモチーフが特定配列中になければならず、そのような配列は細菌DNAにおいて共通であるが、脊椎動物DNAでは稀であることを示した(例えば、免疫賦活配列はしばしば:プリン、プリン、C、G、ピリミジン、ピリミジンであり、CGモチーフはメチル化されていない;しかしながら他の非メチル化CpG配列も免疫賦活性であることが分かっており、それ自体も本発明において用いることができる)。当業者に明らかであるように、前記CGモチーフ/配列を本発明の核酸自体に組み込ませて差し支えなく、または別個の核酸上に存在していても差し支えない。
【0076】
様々な他のアジュバントも教示されており、それらも本発明の実施形態に含まれる。Lockhoffらに特許付与された米国特許第4,855,283号(参照によってこの中に組み込まれる)は、それぞれアミノ酸によって糖残基が置換されている、N−グリコシルアミド、N−グリコシル尿素、およびN−グリコシルカルバメート等の糖脂質アナログを、免疫調節剤またはアジュバントとして教示している。さらには、Lockhoffらは、例えばリン糖脂質およびグリセロ糖脂質のような天然の糖脂質に構造類似性を有するN−結合糖脂質アナログが、単純ヘルペスウイルスワクチンおよび仮性狂犬病ウイルスワクチンの両方において強い免疫反応を誘導し得ることを報告した(Chem. Int. Ed. Engl. 30: 1611−1620 (1991))。
【0077】
Moloneyに特許付与された米国特許第4,258,029号(参照によってこの中に組み込まれる)は、オクタデシルチロシン塩酸(OTH)が、破傷風トキソイド、およびホルマリン不活性化I型、II型、III型ポリオウイルスワクチンと複合体を形成した場合に、アジュバントとして機能することを教示している。Nixon−Georgeらは、組換えB型肝炎表面抗原と複合体を形成した芳香族アミノ酸のオクタデシルエステルが、B型肝炎ウイルスに対する宿主免疫反応を増強することを報告した(J. Immunol. 14: 4798 (1990))。
【0078】
アクリル酸またはメタクリル酸の重合体、ならびに無水マレイン酸とアルケニル誘導体との共重合体から、アジュバント化合物を選択しても差し支えない。アジュバント化合物は、特に糖または多価アルコールのポリアルケニルエステルと、架橋しているアクリル酸またはメタクリル酸の重合体である。それら化合物はカルボマーの用語によって知られている(Pharmeuropa Vol. 8, No.2, June 1996)。好ましくは、本発明のアジュバント溶液、特にカルボマーは、好ましくは食塩の存在下、蒸留水中において調製され、得られる溶液は酸性pHである。(所望の最終濃度を得るための)所望の量の、あるいはそのかなりの部分のNaClを含む水、好ましくは生理食塩水(9g/l NaCl)を添加することによって保存溶液を希釈し、好ましくはNaOHで同時にまたは続いて中和を行う。生理的pHのその溶液は、特に凍結乾燥、液体、または凍結形態で保存されるワクチンと混合するために用いられる。
【0079】
当業者は、3つ以上(好ましくは8つ以下)のヒドロキシル基を有し、少なくとも3つのヒドロキシル基の水素原子が2つ以上の炭素原子を有する不飽和脂肪族ラジカルによって置換されているポリヒドロキシ化合物と架橋したアクリル重合体について記載している米国特許第2,909,462号明細書(参照によってこの中に組み込まれている)も参照できる。好ましいラジカルは、2つから4つの炭素原子を有するラジカル(例えばビニル、アリル、および他のエチレン不飽和基)である。不飽和ラジカルは、それ自体、例えばメチル等の他の置換基を含んでいて差し支えない。カルボポール(Carbopol)の名前で販売されている製品(BF Goodrich, Ohio, USA)は特に好ましい。その製品は、アリルスクロースまたはアリルペンタエリスリトールと架橋している。それらの中で、カルボポールについて言及している(例えば、974P、934P、および971P)。無水マレイン酸とアルケニル誘導体との共重合体の中で、共重合EMA(Monsanto; 無水マレイン酸とエチレンとの共重合体であり、直鎖結合また架橋している(例えばジビニルエーテルと架橋している))が好ましい。それら化学物質に関するさらなる説明のために、J. Fields et al. Nature,1960,186:778を参照する(参照によってこの中に組み込まれている)。
【0080】
本発明の別の態様において、免疫物質の非経口投与に有用なアジュバントとして、アルミニウム化合物(例えば水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム、およびリン酸水酸化アルミニウム(aluminum hydroxy phosphate))が挙げられる;しかしながら、カルシウム、鉄、または亜鉛のような塩であっても差し支えなく、あるいは、アシル化チロシンまたはアシル化糖、陽イオン性または陰イオン性に誘導体化された多糖類、あるいはポリホスファゼン(polyphosphazene)の不溶性懸濁液であっても差し支えない。当業者に周知の標準的プロトコルに基づいて、抗原をアルミニウム化合物で沈殿させまたはアルミニウム化合物に吸着させて差し支えない。
【0081】
本発明の実施形態に含まれる他のアジュバントとして、リピドA(特に3−デ−o−アシル化モノホスホリルリピドA(3D−MPL)が挙げられる。3D−MPLは、Ribi Immunochem, Montanaによって製造されている周知のアジュバントである。化学的に、そのアジュバントは、3−デ−o−アシル化モノホスホリルリピドAと4、5、または6アシル化鎖との混合物としてしばしば提供される。そのアジュバントは、英国特許第21222048号明細書に教示の方法によって調製できる。3D−MPLの好ましい形態は、直径0.2pm未満の粒子径を有する粒子製剤の形態である(欧州特許第689454号明細書)。
【0082】
粘膜免疫用のアジュバントとして、細菌毒素(例えば、コレラ毒素(CT)、大腸菌易熱性毒素(LT)、クロストリジウム・ディフィシレ毒素A、および百日咳毒素(PT)、あるいはそれらの組合せ、サブユニット、トキソイド、または変異体)が挙げられる。例えば、天然のコレラ毒素サブユニットB(CTB)の精製調製物は有用であろう。それら任意の毒素の断片、相同物、誘導体、および融合物も、アジュバント活性を保持している限り適している。低下した毒性を有する変異体を用いても差し支えない。変異体が記述されている(例えば国際公開第95/17211号(Arg−7−Lys CT変異体)、第96/6627号(Arg−192−Gly LT変異体)、および第95/34323号(Arg−9−LysおよびGlu−129−Gly PT変異体)明細書)。別のLT変異体として、例えばSer−63−Lys、Ala−69−Gly、Gly−1 10−Asp、およびGlu−1 12−Asp変異体が挙げられる。他のアジュバント(例えば様々な起源(例えば大腸菌、サルモネラ・ミネソタ、サルモネラ・タイフィムリウム、あるいはシゲラ・フレキシネリー)の細菌モノホスホリルリピドA(MPLA)も免疫物質の粘膜投与において用いることができる。
【0083】
粘膜免疫および非経口免疫の両方に有用なアジュバントとして、ポリホスファゼン(例えば国際公開第95/2415号パンフレット)、DC−chol(3β−(N−(N’,N’−ジメチルアミノメタン)−カルバモイル)コレステロール(例えば米国特許第5,283,185号明細書および国際公開第96/14831号パンフレット)、ならびにQS−21(例えば国際公開第88/9336号パンフレット)が挙げられる。
【0084】
例えばリポソーム、水中油型エマルジョン、および/またはアルミニウム塩を含む金属塩(例えば水酸化アルミニウム)のような担体と共に、この中に記載されているアジュバント/免疫賦活剤を製剤化して差し支えない。例えば、3D−MPLを水酸化アルミニウム(欧州特許第689454号明細書に記載)、または水中油型エマルジョン(国際公開第95/17210号パンフレットに記載)と共に製剤化することができ;あるいはQS21を、コレステロール含有リポソーム(国際公開第96/33739号パンフレットに記載)、水中油型エマルジョン(国際公開第95/17210号パンフレットに記載)、またはミョウバン(国際公開第98/15287号パンフレットに記載)と共に有利に製剤化することができる。ワクチンに製剤化される場合、免疫賦活オリゴヌクレオチド(すなわちCpG)は通常、フリーの抗原と共に(国際公開第96/02555号パンフレット;McCluskie and Davis(1998) Supra)、抗原に共有結合して(国際公開第98/16247号パンフレットに記載)、あるいは例えば水酸化アルミニウムまたはミョウバンのような担体と共に製剤化して(Davies et al Supra; Brazolot−Millan et al(1998) Proc, Natl. Acad. Sci. 95:15553に記載)、遊離溶液中に含まれて投与される。
【0085】
アジュバント/免疫賦活剤の配合物も本発明の範囲内に含まれる。例えば、モノホスホリルリピドAとサポニン誘導体との配合物(国際公開第94/00153号、第95/17210号、第96/33739号、第98/56414号、第99/12565号、および第99/11214号パンフレットに記載)、あるいはさらに詳細には、QS21と3D−MPLとの配合物(国際公開第94/00153号に記載)を用いることができる。免疫賦活オリゴヌクレオチドとサポニンとの配合物、またはモノホスホリルリピドA(好ましくは3D−MPL)とアルミニウム塩との配合物も本発明において使用するための強力なアジュバントを形成する。
【0086】
以下の非限定的実施例は本発明を例示する。
【0087】
実施例
実施例1:修飾CEA遺伝子の作成
天然CEAタンパク質内のT−細胞エピトープはCAP−1を含む;そのエピトープはアミノ酸配列YLSGANLNLを含む(Tsang et al. (1995) J. Natl. Cancer Inst 87: 982−990)。先に述べたように、そのエピトープ(ペプチドの形態)の免疫原性は、CAP−1エピトープの6番目のアミノ酸位置をN(アスパラギン)からD(アスパラギン酸)に代えることによって高められる(Zaremba et al. (1997) Cancer Res. 57:4570−4577)。in vivo突然変異誘発の標準的技術(Ausubel et al. (1997) Curr. Protocols in Mol. Blot)を用いて、コドンAAC(アスパラギンをコードする)のGAC(アスパラギン酸をコードする)への突然変異によって完全長CEA遺伝子に修飾を導入した。得られた修飾CEA遺伝子は修飾エピトープYLSGANLNLを含む(NからDへの変化を強調文字で示す)。CAP−1エピトープの6番目のアミノ酸位置においてアスパラギン(N)に代えてアスパラギン酸(D)を有するタンパク質をコードするその修飾CEA遺伝子はCEA(6D)と称される(例えば配列番号1(図1)を参照)。
【0088】
実施例2:組換え鶏痘、ワクシニア、およびMVA構築体の作成
組換えポックスウイルスの作成は、ポックスウイルスゲノムDNAと、挿入されるべき相同配列を担持するプラスミドベクターとの間の相同組換えによって達成される。ポックスウイルスへの外来配列の挿入のためのプラスミドベクターは、組換えDNA技術の標準的方法(例えば、Ausubel et al. (1997) Curr. Protocols. Mol. Biol)によって構築される。プラスミドベクターは、1つ以上のキメラ遺伝子を包含し、そのキメラ遺伝子の各々は、ポックスウイルスゲノムの非必須領域からのウイルス配列によって挟まれたタンパク質コード配列に結合したポックスウイルスプロモーターを含む。親ポックスウイルスを感染させた細胞にプラスミドをトランスフェクトさせ、プラスミド上のポックスウイル配列とウイルスゲノム中の対応DNAとの間の組換えによって、プラスミド上のキメラ遺伝子がウイルスゲノムに挿入される。任意の様々な選択またはスクリーニング(Mazzara et al. (1993) Meth. Enzymol. 217: 557−581; Jenkins et al. (1991) AIDS Res. Hum. Retroviruses 7: 991−998; Sutter et al. (1994) Vaccine 12: 1032−1040)を用いて組換えウイルスを選択および精製する。ワクシニアゲノムへの外来遺伝子の挿入は、通常、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)分析によって確認される。外来遺伝子の発現は、発現産物のウェスタン分析および/または免疫沈降によって証明される。
【0089】
組換えポックスウイルスの作成
組換え鶏痘ウイルスrF−CEA(6D)を作成するために、鶏痘ゲノムのBamHI J領域に外来配列の挿入を導くようにpT5071と称されるプラスミドベクターを構築した。CEA(6D)遺伝子は、ワクシニア40Kプロモーター (Gritz et al. (1990) J. Virol. 64: 5948−5957) の制御下にある。さらには、鶏痘ウイルスC1プロモーター(Jenkins et al. (1991) AIDS Res. Hum. Retroviruses 7: 991−998)の制御下にある大腸菌lacZ遺伝子が組換え子孫のスクリーニングのために含まれる。それら外来配列は鶏痘ゲノムのBamHI J領域からのDNA配列によって挟まれている。鶏痘ウイルスのPOXVAC−TC株からのプラーク精製単離体を組換えワクチンのための親ウイルスとして用いた。組換え鶏痘ウイルスの作成は、鶏痘ゲノム中の鶏痘配列と、pT5071をトランスフェクトさせた鶏痘ウイルス感染初代鶏胚皮膚細胞中のpT5071における対応配列との間の相同組換えによって達成される。組換えウイルスは、in situで、ウイルスプラークにおいて実施される発色法(chromogenic assay)を用いて同定された。その測定法は、ハロゲン化インドリル−β−D−ガラクトシド(Bluo−gal)(Chakrabarti et al. (1985) Mol. Cell Bio 3403−3409)の存在下、lacZ遺伝子産物の発現を検出する。透明な背景に対して、lacZを発現するウイルスプラークは青色に見える。陽性プラーク(vT233と命名)を単層の細胞から採り、その子孫を再びプレートに播いた。7回のプラーク単離およびBluo−Gal存在下での再播種によって、所望の組換え体の精製が行われた。vT233のゲノム構造の略図が図2(A)に示されている。
【0090】
組換えワクシニアrV−CEA(6D)を作成するために、チミジンキナーゼ遺伝子(ワクシニアゲノムのHind III J領域に位置する)に外来配列の挿入を導くようにpT2146と称されるプラスミドベクターを構築した。CEA(6D)遺伝子はワクシニア40Kプロモーター の制御下にあり、大腸菌lacZ遺伝子は鶏痘ウイルスC1プロモーターの制御下にある。それら外来配列はワクシニアゲノムのHind III J領域からのDNA配列によって挟まれている。ワクシニアウイルスのWyeth(New York City Board of Health)株からのプラーク精製単離体を組換えワクチンのための親ウイルスとして用いた。組換えワクシニアウイルスの作成は、Wyethワクシニアゲノム中のワクシニア配列と、pT2146をトランスフェクトさせたワクシニアウイルス感染細胞中のpT2146における対応配列との間の相同組換えによって達成される。組換えウイルスは、lacZ遺伝子産物に関する発色法(先に記載)を用いて同定された。陽性プラーク(vT237と命名)を単層の細胞から採り、その子孫を再びプレートに播いた。5回のプラーク単離およびBluo−Gal存在下での再播種によって、所望の組換え体の精製が行われた。vT237のゲノム構造の略図が図2(B)に示されている。
【0091】
CEA(6D)を発現する組換えMVAを作成するために、MVAゲノム中に外来配列の挿入を導くようにプラスミドベクターを構築した。CEA(6D)遺伝子および大腸菌lacZ遺伝子はそれぞれ、ポックスウイルスプロモーターの制御下に置かれた。それら外来配列は、外来配列が挿入されるMVAゲノムからのDNA配列によって挟まれている(例えば、deletion III (Sutter et al. (1994) Vaccine 12: 1032−1040))。組換えMVAの作成は、MVAゲノム中のMVA配列と、プラスミドペクターをトランスフェクトさせたMVA感染細胞中のプラスミドベクターにおける対応配列との間の相同組換えによって達成される。選択条件下で組換えプラークを単層の細胞から採り、その子孫を再びプレートに播いた。さらなるプラーク単離および再播種によって、所望の組換えウイルスの精製が行われた。MVA組換え構築体のゲノム構造の略図が図2(C)に示されている。
【0092】
実施例3:anAJ VAC(2)−修飾CEA−B7 . 1(ヒト)組換え構築体(vCP1586)の作成
ALVAC(2)−CEAmod/hB7.1を作成するために、C5挿入部位(以下を参照)に特異的なALVAC(総称)ドナープラスミド中に、H6(Perkins et al. (1989) J. Virol. 63:3829−3936)−プロモート修飾CEAを含むコード配列およびヒト67.1遺伝子(合成初期/後期プロモーターの制御下にある)をサブクローニングした。次に、ドナープラスミドを用いて、in vitro 組換え(Piccini et al. (1987) Meth. Enzymol. 153: 545)によってALVAC(2)ゲノム中のC5挿入遺伝子座に発現カセットを挿入した。
【0093】
ALVAC(2)ベクターへの修飾CEAおよびヒトB.7.1コード配列の挿入のためにC5と称される遺伝子座を用いた。ウイルスゲノムの広範囲に亘る逆方向末端反復(ITR)内に存在するC5遺伝子座によって、その遺伝子座への挿入は挿入配列の2つのコピーを生じさせる。組換え構築体の略図が図3に示されている。[好ましくは、C5がコードするポリペプチドは全く機能を持たず、またその領域においてコードされる推測アミノ酸読取り枠は既存のタンパク質データベース中の何れのタンパク質とも顕著な相同性を共有しない]。
【0094】
vCP1586 ALVAC組換え体の作成の詳細
(i)修飾CEA:
以下のPCRプライマーを用いた、プラスミドpT2147(修飾CEA(6D)の完全長配列を含む)からのPCT増幅によって得られる配列(Bg/II部位まで):
HM102: 5’−TTG−TCC−GAG−CTC−TCG−CGA−TAT−CCG−TTA−AGT−TTG−TAT−CGT−AAT−GGA−GTC−TCC−CTC−GGC−CCC−3’(配列番号3)
HM103: 5’−CCG−GAA−TTC−TCA−CAA−GAT−CTG−ACT−TTA−TGA−C−3’(配列番号4)。
【0095】
PCR産物をSacIおよびEcoRIで消化して、SacI、EcoRI、およびエビ由来アルカリホスファターゼによって消化されたpBSK+ベクター(DH5α細胞)中へのクローニングに適した適合末端を作成した。得られたプラスミド(pF102.103)をシークエンシングして、挿入の忠実性を確認した。BglIIおよびSalIでのプラスミドpT2147の消化によって、CEA(6D)配列の残りを単離した。得られた1.7Kbp断片はCEA(6D)の3’末端を含んでいた。その断片をBglII、SalI、およびエビ由来アルカリホスファターゼによって消化されたpF102.103プラスミドに連結させ、さらにDH5α細胞中に導入した。得られたプラスミドをp3’H6MCEAと命名した。
【0096】
p3’H6MCEAからALVAC挿入プラスミドNVQH6MC5にp3’H6−修飾CEA配列断片を転移させることによって、ALVACドナープラスミドを構築した。NVQH6MC5は、C5ドナープラスミドNVQH6C5LSP−18をBamHIによってそのポリリンカー領域内において消化することによって最初に作られた。次にそれをアルカリホスファターゼで処理し、さらにキナーゼ処理されかつアニーリングされたオリゴヌクレオチドSPC5PL1(5’−GAT−CGT−CGA−CGA−GCT−CGA−ATT−CG−3’)(配列番号5)およびSPC5PL2(5’−GAT−CCG−AAT−TCG−ACC−TCG−TCG−AC−3’)(配列番号6)に連結させ、それによってプラスミドNVQH6MC5を作成した。
【0097】
プラスミドp3’H6MCEAをNruIおよびSalIで消化し、3’H6修飾CEA配列を含む断片を精製し、その後、NruI、XhoIおよびエビ由来のアルカリホスファターゼで消化したNVQH6MC5ベクターに連結させた。完全長のH6プロモーターの制御下に修飾CEAコード配列を含む得られたドナープラスミドを、pAH6MCEAと命名した。
【0098】
(ii)B7.1
以下のプラスミドを用いて、42Kプロモーターを融合させ、かつプラスミドpT2147からの完全B7.1遺伝子をPCR増幅させた:
HMI04: 5’−TTG−TCC−GAG−CTC−GAA−TTC−TTT−ATT−GGG−AAG−AAT−ATG−ATA−ATA−TTT−TGG−GAT−TTC−AAA−ATT−GAA−AAT−ATA−TAA−TTA−CAA−TAT−AAA−ATG−GGC−CAC−ACA−CGG−AGG−CAG−3’(配列番号7)
HMI05: 5’−ACG−GCA−GTC−GAC−TTA−TAC−AGG−GCG−TAC−ACT−3’(配列番号8)。
【0099】
プライマーHMI04は42Kプロモーターの完全配列を含んでいた。得られたPCR産物(F104.105と命名)をEcoRIおよびSalIで消化して、EcoRI、SalI、およびエビ由来アルカリホスファターゼによって消化されたpBSK+ベクター(SURE細胞)中に連結させた。得られたプラスミドをpF104.105と命名し、シークエンシングして、挿入の忠実性を確認した。
【0100】
(iii)ドナープラスミドpA2147
EcoRIおよびSalIでの消化によってpF104.105から41K−67.1コード配列を含む断片を切り出し、続いて精製した。その断片を、EcoRI、SalI、およびエビ由来アルカリホスファターゼによって消化されたpAH6MCEAプラスミドに連結させ、SURA細胞中に導入した。得られたドナープラスミドをpA2147と命名した(ALVACへの挿入のためのpA2147のH6−プロモートヒト修飾CEA/42KプロモートB7.1カセットの配列に関して図4を参照)。
【0101】
(iv)vCP1586の作成
ドナープラスミドpA2147とALVAC(2)レスキューウイルス(rescuing virus)との間の組換えによって組換えウイルスvCP1586が作成された。その組換えウイルス構築体は、C5遺伝子座に、ワクシニアH6プロモート修飾ヒトCEA遺伝子配列および42Kプロモートヒト67.1遺伝子配列を含む(ALVAC挿入および挿入DNA配列の詳細に関して、図3および4を参照)。刊行物に記載されておりかつ当業者に公知である方法を利用して組換えを実施した(Piccini et al. (1987), supra;上記のおよび/または、例えば、米国特許第4769330号、第4722848号、第4603112号、第5174993号、および第5110587号明細書(参照によってそれらの全てがこの中に組み込まれる)に記載の他の方法も利用できる)。
【0102】
挿入の確認
(i)制限酵素分析
当業者に周知の方法に従って、vCP1586を感染させた細胞からウイルスゲノムDNAを単離した(例えば、Current Protocols in Molecular Biology, F.M. Ausubel et al. (Eds.), John Wiley and Sons, Inc., N.Y., U.S.A. (1998); Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd Ed.), J. Sambrook, E.F. Fritsch and T. Maniatis (Eds.), Cold Spring Harbor Laboratory Press, N.Y., U.S.A. (1998)に教示されている)。ウイルスゲノムDNAを制限エンドヌクレアーゼ(HindIII、Pst I、BamHI、またはXhol)で消化した。アガロースゲルを用いる電気泳動によって、得られたDNA断片を分画し、臭化エチジウム染色によって可視化した。C5遺伝子座への修飾CEAおよびB7.1発現カセットの挿入を確認した(例えば、vCP1586のXhol制限酵素地図の略図に関して図3を参照)。
【0103】
(ii)免疫沈降
以前述べたように、非感染HeLa細胞、あるいは、ALVAC(2)親ウイルス(vCP1468)、ALVAC−CEA/B7(vCP307)、ALVAC−hB7.1(vCP11334)、ALVAC−CEAmod/hB7.1(vCP1585)、またはALVAC(2)−CEAmod/hB7.1(vCP1586)の何れかを感染させたHeLa細胞由来の放射性標識溶解物を用いて、免疫沈降分析を実施した(Taylor et al. (1990) J. Virol. 64:1441−1450)。簡単に説明すると、[35S]−メチオニン/システイン(30μCi/ml)を補足したメチオニンおよびシステインフリーの培養液中において、10pfu/細胞の感染多重度(m.o.i.)で培養HeLa細胞に感染させた。感染の18時間後に、細胞を溶解させた。B7.1特異的モノクロナール抗体(HB71;ATCC#80991)を用いて免疫沈降を実施した。免疫沈降物を10%SDS−ポリアクリルアミドゲル上で分画した。ゲルを固定し、フルオログラフィーのために1M サリチル酸ナトリウムで30分間処理した。抗hB7.1抗体を用いた結果は、ALVAC(2)−CEAmod/hB7.1(vCP1586)およびhB7.1を発現する他のALVACベースの組換え体を感染させたHeLa細胞におけるヒトB7の発現を示したが、親ウイルスを感染させた細胞では発現は認められなかった(図5)。
【0104】
(iii)ウェスタンブロット分析
親ウイルス(vCP1468)、ALVAC−CEA/B7(vCP307)、ALVAC−CEA(vCP248)、ALVAC−CEAmod/hB7.1(vCP1585)、またはALVAC(2)−CEAmod/hB7.1(vCP1586)の何れかを、10pfu/細胞の感染多重度(m.o.i.)で18時間、HeLa細胞に感染させた。標準的技術を用いて、SDS−PAGEによって溶解物を分離し、ニトロセルロース膜に転写させた。そのブロットを抗CEAモノクロナール抗体Col−1(1/1000希釈)、続いて、HRP結合ウサギ抗マウス抗体と共にインキュベートし、DAB/Metal(Pierce)を用いたHRP過酸化物基質を利用して発色させた。得られた結果は、ALVAC(2)−CEAmod/hB7.1(vCP1586)およびCEAを発現する他のALVACベースの組換え体を感染させたHeLa細胞における完全長CEAの発現を示した。
【0105】
特定のおよび/または好ましい実施形態において本発明の原理を例示および説明したが、そのような原理から逸脱することなく、本発明の配列および詳細に変更を加え得ることを当業者は理解すべきである。我々は、以下の請求項の範囲に含まれる全ての変更を請求する。この中で参照された全ての刊行物、特許および特許出願は、各刊行物、特許または特許出願のそれぞれが特別かつ個別的に参照によってその全てが組み込まれることが指示されているのと同様にそれらの全てが参照によってこの中に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、修飾CEAを含む本発明の実施形態の核酸配列およびアミノ酸配列を示す
【図2】
図2は、修飾CEAを発現する、特定の組換え鶏痘ウイルス、ワクシニアウイルス、およびMVA構築体のゲノム構造を含む3つの略図を示す
【図3】
図3は、ALVAC(2)−CEA(修飾)/ヒトB7.1構築体のXhoI制限酵素地図プロフィールの略図を示す
【図4】
図4は、図3の構築体の作成に用いられるH6−プロモートCEA(修飾)/ヒトB7.1挿入カセットの核酸配列を示す
【図5】
図5は、様々なALVAC組換え構築体を感染させたHeLa細胞の免疫沈降分析の結果を示す
【図6】
図6は、様々なALVAC組換え構築体を感染させたHeLa細胞のウェスタンブロット分析の結果を示す
Claims (49)
- CEAの修飾エピトープを含むCEAアゴニストポリペプチドであって、前記修飾エピトープがアミノ酸配列YLSGADLNLを含むことを特徴とするCEAアゴニストポリペプチド。
- 配列番号1に示すアミノ酸配列を有することを特徴とする請求項1記載のCEAアゴニストポリペプチド。
- 請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチドをコードする核酸配列を含む核酸。
- 配列番号2に示す配列を含むことを特徴とする請求項3記載の核酸。
- 配列番号2に示す配列を有することを特徴とする請求項3記載の核酸。
- ウイルス核酸、細菌DNA、プラスミドDNA、裸の/フリーDNA、およびRNAより成る群から選択されることを特徴とする請求項3から5何れか1項記載の核酸。
- アデノウイルス核酸、アルファウイルス核酸、およびポックスウイルス核酸より成る群から選択されることを特徴とする請求項6記載の核酸。
- アビポックスウイルス核酸、オルソポックスウイルス核酸、およびスイポックスウイルス核酸より成る群から選択されることを特徴とする請求項7記載の核酸。
- ワクシニアウイルス核酸、鶏痘ウイルス核酸、カナリア痘ウイルス核酸、および豚痘ウイルス核酸より成る群から選択されることを特徴とする請求項7記載の核酸。
- TROVAC、NYVAC、ALVAC、MVA、Wyeth、およびPoxvac−TCより成る群から選択されることを特徴とする請求項7記載の核酸。
- サイトカイン、リンホカイン、および補助的刺激分子より成る群から選択される少なくとも1つの物質をコードする核酸配列をさらに含むことを特徴とする請求項3から10何れか1項記載の核酸。
- 請求項3から11何れか1項記載の核酸を包含するベクター。
- 組換えウイルスおよび細菌より成る群から選択されることを特徴とする請求項12記載のベクター。
- アデノウイルス、アルファウイルス、およびポックスウイルスより成る群から選択されることを特徴とする請求項13記載のベクター。
- アビポックスウイルス、オルソポックスウイルス、およびスイポックスウイルスより成る群から選択されることを特徴とする請求項14記載のベクター。
- ワクシニアウイルス、鶏痘ウイルス、カナリア痘ウイルス、および豚痘ウイルスより成る群から選択されることを特徴とする請求項14記載のベクター。
- TROVAC、NYVAC、ALVAC、MVA、Wyeth、およびPoxvac−TCより成る群から選択されることを特徴とする請求項14記載のベクター。
- サイトカイン、リンホカイン、および補助的刺激分子より成る群から選択される少なくとも1つの物質をコードする核酸配列をさらに含むことを特徴とする請求項12から17何れか1項記載のベクター。
- 請求項3から11何れか1項記載の核酸を包含する、CEAアゴニストポリペプチドを発現する細胞。
- MHC HLAクラスI分子をさらに発現することを特徴とする請求項19記載の細胞。
- 抗原提示細胞であることを特徴とする請求項19記載の細胞。
- 樹状細胞であることを特徴とする請求項21記載の細胞。
- 請求項3から11何れか1項記載の核酸と、サイトカイン、リンホカイン、補助的刺激分子、およびそれらをコードする核酸より成る群から選択される少なくとも1つの物質とを含んで成る混合物。
- 請求項12から18何れか1項記載のベクターと、サイトカイン、リンホカイン、補助的刺激分子、およびそれらをコードする核酸より成る群から選択される少なくとも1つの物質とを含んで成る混合物。
- 請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチドと、サイトカイン、リンホカイン、補助的刺激分子、およびそれらをコードする核酸より成る群から選択される少なくとも1つの物質とを含んで成る混合物。
- 請求項19から22何れか1項記載の細胞と、サイトカイン、リンホカイン、補助的刺激分子、およびそれらをコードする核酸より成る群から選択される少なくとも1つの物質とを含んで成る混合物。
- 請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチドと、薬剤的に許容される希釈剤または担体とを含んで成る薬剤組成物。
- 請求項3から11何れか1項記載の核酸と、薬剤的に許容される希釈剤または担体とを含んで成る薬剤組成物。
- 請求項12から18何れか1項記載のベクターと、薬剤的に許容される希釈剤または担体とを含んで成る薬剤組成物。
- 請求項19から22何れか1項記載の細胞と、薬剤的に許容される希釈剤または担体とを含んで成る薬剤組成物。
- 請求項23から26何れか1項記載の混合物と、薬剤的に許容される希釈剤または担体とを含んで成る薬剤組成物。
- アジュバントをさらに含むことを特徴とする請求項27から31何れか1項記載の薬剤組成物。
- (i)CEAタンパク質またはその断片;
(ii)請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド;
(iii)CEAエピトープ;
(iv)修飾CEAエピトープ;
(v)CEAタンパク質またはその断片、請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド、CEAエピトープ、あるいは修飾CEAエピトープを発現する細胞;および
(vi)CEAタンパク質またはその断片、請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド、CEAエピトープ、あるいは修飾CEAエピトープを結合した細胞;より成る群から選択される物質に対する免疫反応を動物において誘導する方法であって、
免疫反応を誘導するのに十分な量で請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチドまたはその断片を前記動物に投与することを含んで成る方法。 - (i)CEAタンパク質またはその断片;
(ii)請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド;
(iii)CEAエピトープ;
(iv)CEAタンパク質またはその断片、請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド、CEAエピトープ、あるいは修飾CEAエピトープを発現する細胞;および
(v)CEAタンパク質またはその断片、請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド、CEAエピトープ、あるいは修飾CEAエピトープを結合した細胞;より成る群から選択される物質に対する免疫反応を動物において誘導する方法であって、
免疫反応を誘導するのに十分な量で請求項3から11何れか1項記載の核酸を前記動物に投与することを含んで成る方法。 - (i)CEAタンパク質またはその断片;
(ii)請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド;
(iii)CEAエピトープ;
(iv)修飾CEAエピトープ;
(v)CEAタンパク質またはその断片、請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド、CEAエピトープ、あるいは修飾CEAエピトープを発現する細胞;および
(vi)CEAタンパク質またはその断片、請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド、CEAエピトープ、あるいは修飾CEAエピトープを結合した細胞;より成る群から選択される物質に対する免疫反応を動物において誘導する方法であって、
免疫反応を誘導するのに十分な量で請求項12から18何れか1項記載のベクターを前記動物に投与することを含んで成る方法。 - (i)CEAタンパク質またはその断片;
(ii)請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド;
(iii)CEAエピトープ;
(iv)CEAタンパク質またはその断片、請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド、CEAエピトープ、あるいは修飾CEAエピトープを発現する細胞;および
(v)CEAタンパク質またはその断片、請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド、CEAエピトープ、あるいは修飾CEAエピトープを結合した細胞;より成る群から選択される物質に対する免疫反応を動物において誘導する方法であって、
免疫反応を誘導するのに十分な量で請求項19から22何れか1項記載の細胞を前記動物に投与することを含んで成る方法。 - (i)CEAタンパク質またはその断片;
(ii)請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド;
(iii)CEAエピトープ;
(iv)修飾CEAエピトープ;
(v)CEAタンパク質またはその断片、請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド、CEAエピトープ、あるいは修飾CEAエピトープを発現する細胞;および
(vi)CEAタンパク質またはその断片、請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド、CEAエピトープ、あるいは修飾CEAエピトープを結合した細胞;より成る群から選択される物質に対する免疫反応を動物において誘導する方法であって、
免疫反応を誘導するのに十分な量で請求項23から26何れか1項記載の混合物を前記動物に投与することを含んで成る方法。 - (i)CEAタンパク質またはその断片;
(ii)請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド;
(iii)CEAエピトープ;
(iv)CEAタンパク質またはその断片、請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド、CEAエピトープ、あるいは修飾CEAエピトープを発現する細胞;および
(v)CEAタンパク質またはその断片、請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチド、CEAエピトープ、あるいは修飾CEAエピトープを結合した細胞;より成る群から選択される物質に対する免疫反応を動物において誘導する方法であって、
免疫反応を誘導するのに十分な量で請求項27から32何れか1項記載の組成物を前記動物に投与することを含んで成る方法。 - 効果量の請求項1または2記載のCEAアゴニストポリペプチドを患者に投与することを含んで成る、患者においてCEAエピトープ発現癌細胞を阻害する方法。
- 効果量の請求項3から11何れか1項記載の核酸を患者に投与することを含んで成る、患者においてCEAエピトープ発現癌細胞を阻害する方法。
- 効果量の請求項12から18何れか1項記載のベクターを患者に投与することを含んで成る、患者においてCEAエピトープ発現癌細胞を阻害する方法。
- 効果量の請求項19から22何れか1項記載の細胞を患者に投与することを含んで成る、患者においてCEAエピトープ発現癌細胞を阻害する方法。
- 効果量の請求項23から26何れか1項記載の混合物を患者に投与することを含んで成る、患者においてCEAエピトープ発現癌細胞を阻害する方法。
- 効果量の請求項27から32何れか1項記載の組成物を患者に投与することを含んで成る、患者においてCEAエピトープ発現癌細胞を阻害する方法。
- 前記癌細胞が、胃腸癌細胞、乳癌細胞、膵癌細胞、膀胱癌細胞、卵巣癌細胞、肺癌細胞、または前立腺癌細胞であることを特徴とする請求項39から44何れか1項記載の方法。
- 請求項39から45何れか1項記載の方法を含んでなる、癌の治療方法。
- 癌治療のための薬剤を製造するための、請求項1記載のCEAアゴニストポリペプチドの使用。
- 前記ポリペプチドが配列番号1のアミノ酸配列を含むことを特徴とする請求項47記載の使用。
- 癌治療のための薬剤を製造するための、配列番号2の配列を有する単離核酸配列、精製核酸配列、または組換え核酸配列の使用。
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