JP2005514029A - Epitope synchronization in antigen-presenting cells - Google Patents

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Abstract

癌細胞および細胞内寄生生物により感染された細胞に対する免疫応答を誘発するためのワクチンならび方法を、本明細書中に開示する。ハウスキーピングエピトープを有するワクチンを開示する。ハウスキーピングエピトープは、周辺細胞中のハウスキーピングプロテアソームにより形成されるが、プロフェッショナル抗原提示細胞により形成されない。したがって、末梢標的細胞に関連した抗原に由来するハウスキーピングエピトープを含有するワクチンは、標的細胞に対する免疫応答を誘導することができる。ハウスキーピングエエピトープを有するワクチンを投与することを含む治療方法も開示する。  Disclosed herein are vaccines and methods for eliciting an immune response against cancer cells and cells infected by intracellular parasites. Disclosed are vaccines having housekeeping epitopes. Housekeeping epitopes are formed by housekeeping proteasomes in surrounding cells, but not by professional antigen presenting cells. Thus, vaccines containing housekeeping epitopes derived from antigens associated with peripheral target cells can induce an immune response against the target cells. Also disclosed is a method of treatment comprising administering a vaccine having a housekeeping epitope.

Description

[発明の背景]
・発明の分野
本明細書に開示する本発明は、抗原提示細胞が特定の標的細胞に特異的なエピトープを提示するのを誘発し、それにより標的細胞に対する有効な細胞障害性T細胞応答を促進するための方法および組成物に関する。
[Background of the invention]
Field of the Invention The invention disclosed herein induces antigen-presenting cells to present specific epitopes to specific target cells, thereby promoting an effective cytotoxic T cell response to the target cells The present invention relates to methods and compositions for doing so.

本発明はさらに、標的細胞エピトープおよびエピトープクラスターの同定、またエピトープコードベクターに関し、それは免疫学的に活性な薬学的組成物を精製するのに使用することができる。これらの組成物は、投与されると、被験体の免疫系を刺激し、標的抗原を提示する標的細胞に対する免疫応答を上昇させることができる。したがって、本発明は、腫瘍性疾患およびウイルス性疾患の治療および防止において有用である。   The present invention further relates to the identification of target cell epitopes and epitope clusters, as well as epitope encoding vectors, which can be used to purify immunologically active pharmaceutical compositions. When administered, these compositions can stimulate the subject's immune system and increase the immune response to target cells presenting the target antigen. Thus, the present invention is useful in the treatment and prevention of neoplastic and viral diseases.

[関連技術の説明]
新形成および免疫系
癌として広く知られる腫瘍性の病状は一般に、制御不可能に成長する単一細胞に一般に起因すると考えられる。制御できない成長状態は典型的に、一連の細胞系が機能しない多段階プロセスに起因し、腫瘍性細胞の起源を生じる結果となる。生じた腫瘍性細胞は、それ自体迅速に増殖し、1つまたはそれ以上の腫瘍を形成し、最終的には宿主の死を引き起こし得る。
[Description of related technology]
Neoplasia and immune system The neoplastic pathology, commonly known as cancer, is generally thought to be generally attributed to single cells that grow out of control. An uncontrolled growth state is typically due to a multi-step process in which a series of cell lines do not function, resulting in the origin of neoplastic cells. The resulting neoplastic cells themselves can rapidly proliferate and form one or more tumors, ultimately causing the death of the host.

腫瘍性細胞の前駆体は、宿主の遺伝物質を共有するため、腫瘍性細胞は、宿主の免疫系から大部分は免れる。宿主の免疫系が外来物質を監視および局在化するプロセスである免疫監視中、腫瘍性細胞は、宿主の免疫監視機構にとって「自己」細胞として出現するであろう。   Because the precursors of neoplastic cells share the host's genetic material, neoplastic cells are largely immune from the host's immune system. During immune surveillance, the process by which the host immune system monitors and localizes foreign substances, neoplastic cells will emerge as “self” cells to the host immune surveillance mechanism.

ウイルスおよび免疫系
癌細胞に対して、ウイルス感染は、明らかに非自己の抗原の発現を包含する。結果として、多くのウイルス感染は、最低限の臨床的後遺症を伴って、免疫系により首尾よく対処される。さらに、重症の疾患を引き起こす感染の多くに関する有効なワクチンを開発することが可能であった。様々なワクチンアプローチは、各種の疾患と戦うのに首尾よく使用されてきた。これらのアプローチには、組換えDNA技術により生産される個々のタンパク質から構成されるサブユニットワクチンが含まれる。これらの利点にもかかわらず、ウイルスワクチンとしての使用のための最小エピトープの選択および有効な投与は、依然として問題がある。
Viruses and the immune system For cancer cells, viral infection clearly involves the expression of non-self antigens. As a result, many viral infections are successfully addressed by the immune system with minimal clinical sequelae. In addition, it was possible to develop effective vaccines for many of the infections that cause severe disease. Various vaccine approaches have been successfully used to combat various diseases. These approaches include subunit vaccines composed of individual proteins produced by recombinant DNA technology. Despite these advantages, the selection and effective administration of minimal epitopes for use as a viral vaccine remains problematic.

エピトープ選択に関与する困難性に加えて、宿主免疫系を免れる能力を進化させてきたウイルスの問題が存在する。多くのウイルス、特に持続感染を確立するウイルス(例えば、ヘルペスおよびポックスウイルスファミリーのメンバー)は、ウイルスが宿主の免疫系を免れることを可能にする免疫調節分子を生産する。抗原提示に対するこれらの免疫調節分子の影響は、免疫原性組成物としての投与のための選り抜きのエピトープを標的とすることにより克服され得る。腫瘍性細胞およびウイルス感染細胞の、宿主免疫系との相互作用をよりよく理解するために、免疫成分の説明を以下に示す。   In addition to the difficulties involved in epitope selection, there are viral problems that have evolved the ability to escape the host immune system. Many viruses, particularly those that establish persistent infections (eg, herpes and poxvirus family members) produce immunomodulatory molecules that allow the virus to escape the host immune system. The effect of these immunomodulatory molecules on antigen presentation can be overcome by targeting selected epitopes for administration as immunogenic compositions. In order to better understand the interaction of neoplastic cells and virus-infected cells with the host immune system, a description of immune components is given below.

免疫系は、生物にとって内因性の分子(「自己」分子)を、生物体にとって外因性または外来の物質(「非自己」分子)と識別するために機能する。免疫系は、応答を媒介する
成分に基づいて、2つのタイプの異物に対する適応応答:液性応答および細胞性応答を有する。液性応答は抗体により媒介されるが、細胞性応答は、リンパ球として分類される細胞に関わる。最近の抗癌および抗ウイルス戦略は、抗癌もしくは抗ウイルス治療または療法の手段として、宿主免疫系を動員することに焦点を当てている。
The immune system functions to distinguish molecules that are endogenous to the organism (“self” molecules) from substances that are exogenous or foreign to the organism (“non-self” molecules). The immune system has an adaptive response to two types of foreign bodies: a humoral response and a cellular response based on the components that mediate the response. While the humoral response is mediated by antibodies, the cellular response involves cells that are classified as lymphocytes. Recent anticancer and antiviral strategies have focused on mobilizing the host immune system as a means of anticancer or antiviral therapy or therapy.

免疫系は、異物から宿主を保護するために3つの段階:認知段階、活性化段階およびエフェクター段階で機能する。認知段階では、免疫系は、体内の外来抗原または侵入物の存在を認識し、シグナルを送る。外来抗原は、例えば腫瘍性細胞またはウイルスタンパク質由来の細胞表面マーカーであり得る。いったん系が侵入物を感知すると、免疫系の抗原特異的細胞は、侵入物により誘発されるシグナルに応答して増殖および分化する。最終段階は、免疫系のエフェクター細胞が検出された侵入物に応答し、無効にするエフェクター段階である。   The immune system functions in three phases: the cognitive phase, the activation phase and the effector phase to protect the host from foreign substances. In the cognitive phase, the immune system recognizes and signals the presence of foreign antigens or invaders in the body. The foreign antigen can be a cell surface marker derived from, for example, neoplastic cells or viral proteins. Once the system senses an invader, antigen-specific cells of the immune system proliferate and differentiate in response to signals elicited by the invader. The final stage is an effector stage in which effector cells of the immune system respond to and inactivate detected invaders.

一連のエフェクター細胞は、侵入物に対する免疫応答を実行する。エフェクター細胞の1つのタイプであるB細胞は、宿主が遭遇した外来抗原を標的とする抗体を生成する。補体系と組合せて、抗体は、標的抗原を保有する細胞または生物体の破壊を指示する。別のタイプのエフェクター細胞は、ナチュラルキラー細胞(NK細胞)であり、様々なウイルス感染細胞ならびに悪性細胞型を自発的に認識および破壊する能力を有するリンパ球のタイプである。標的細胞を認識するためにNK細胞により使用される方法は、あまり理解されていない。   A series of effector cells carry out an immune response against the invader. One type of effector cell, B cells, produces antibodies that target foreign antigens encountered by the host. In combination with the complement system, antibodies direct the destruction of cells or organisms carrying the target antigen. Another type of effector cell is the natural killer cell (NK cell), a type of lymphocyte that has the ability to spontaneously recognize and destroy various virus-infected cells as well as malignant cell types. The method used by NK cells to recognize target cells is poorly understood.

別の型のエフェクター細胞であるT細胞は、3つのサブカテゴリーに分類されるメンバーを有し、それぞれ免疫応答において異なる役割を果たす。ヘルパーT細胞は、効果的な免疫応答を高めるのに必要な他の細胞の増殖を刺激するサイトカインを分泌し、一方サプレッサーT細胞は、免疫応答をダウンレギュレートする。第3のカテゴリーのT細胞である細胞障害性T細胞(CTL)は、その表面上に外来抗原を提示する標的細胞を直接溶解することが可能である。   Another type of effector cell, T cells, has members that fall into three subcategories, each playing a different role in the immune response. Helper T cells secrete cytokines that stimulate the growth of other cells necessary to enhance an effective immune response, while suppressor T cells down regulate the immune response. A third category of T cells, cytotoxic T cells (CTL), can directly lyse target cells presenting foreign antigens on their surface.

主要組織適合性複合体およびT細胞標的認識
T細胞は、特定の抗原シグナルに応答して機能する抗原特異的免疫細胞である。Bリンパ球およびそれらが生産する抗体もまた、抗原特異的物体である。しかしながら、Bリンパ球と異なり、T細胞は、遊離のまたは可溶性の形態の抗原には応答しない。T細胞が抗原に応答するには、抗原が主要組織適合性複合体(MHC)として知られる提示複合体に結合されることが必要である。
Major histocompatibility complex and T cell target recognition T cells are antigen-specific immune cells that function in response to specific antigen signals. B lymphocytes and the antibodies they produce are also antigen-specific objects. However, unlike B lymphocytes, T cells do not respond to free or soluble forms of antigen. In order for T cells to respond to an antigen, it is necessary that the antigen be bound to a presentation complex known as the major histocompatibility complex (MHC).

MHC複合体タンパク質は、T細胞が、生得の(native)または「自己」の細胞を外来細胞と区別する手段を提供する。2つのタイプのMHC:クラスI MHCおよびクラスII MHCが存在する。Tヘルパー細胞(CD4)は、クラスII MHCタンパク質と優勢的に相互作用する一方で、細胞溶解性T細胞(CD8)は、クラスI MHCタンパク質と優勢的に相互作用する。両方のMHC複合体は、細胞の外部表面上にそれらの構造の大部分を有する膜貫通タンパク質である。さらに、MHCの両クラスは、それらの外部部分上にペプチドが結合する溝を有する。この溝には、生得のまたは外来のタンパク質の小断片が結合され、細胞外環境に提示される。 MHC complex proteins provide a means for T cells to distinguish native or “self” cells from foreign cells. There are two types of MHC: class I MHC and class II MHC. T helper cells (CD4 + ) interact predominantly with class II MHC proteins, whereas cytolytic T cells (CD8 + ) interact predominantly with class I MHC proteins. Both MHC complexes are transmembrane proteins that have most of their structure on the outer surface of the cell. Furthermore, both classes of MHC have grooves on their outer part where the peptides bind. In this groove, small fragments of native or foreign proteins are bound and presented to the extracellular environment.

抗原提示細胞(APC)と呼ばれる細胞は、MHC複合体を用いてT細胞に抗原を提示する。T細胞が抗原を認識するためには、それは、認識のためにMHC複合体上に提示されなくてはならない。この要件は、MHC制限と呼ばれ、それは、T細胞が「自己」細胞を「非自己」細胞と区別するメカニズムである。抗原が認識可能なMHC複合体により提示されない場合、T細胞は、抗原シグナルを認識せず、作用もしない。認識可能なMHC複合体に結合したペプチドに特異的なT細胞は、これらのMHC−ペプチド複合体に結合
し、免疫応答の次の段階へと進行する。
Cells called antigen-presenting cells (APCs) present antigens to T cells using MHC complexes. In order for a T cell to recognize an antigen, it must be presented on the MHC complex for recognition. This requirement is called MHC restriction, which is the mechanism by which T cells distinguish “self” cells from “non-self” cells. If the antigen is not presented by a recognizable MHC complex, the T cell does not recognize or act on the antigen signal. T cells specific for peptides bound to recognizable MHC complexes bind to these MHC-peptide complexes and progress to the next stage of the immune response.

上述のように、腫瘍性細胞は、免疫系により大部分は免れる。宿主中の腫瘍性細胞の存在と戦うことを助長するために宿主免疫系を利用する試みに、今や多大な努力が費やされている。1つのかかる研究領域は、抗癌ワクチンの生成を包含する。   As mentioned above, neoplastic cells are largely spared by the immune system. A great deal of effort is now expended in attempting to utilize the host immune system to help fight the presence of neoplastic cells in the host. One such research area involves the production of anti-cancer vaccines.

抗癌ワクチン
癌との戦いにおける腫瘍学者に対して利用可能な様々な手段の中には、患者の免疫系がある。免疫系を癌または腫瘍性疾患と戦わせる様々な試みにおいて研究がなされてきた。不運にも、今日までの結果は、大部分が期待に反している。特に興味がもたれる1つの領域は、抗癌ワクチンの生成および使用が包含される。
Anti-cancer vaccines Among the various means available to oncologists in the fight against cancer are the patient's immune system. Research has been done in various attempts to fight the immune system against cancer or neoplastic diseases. Unfortunately, the results to date are largely disappointing. One area of particular interest includes the production and use of anti-cancer vaccines.

ワクチンまたは他の免疫原性組成物を生成するために、免疫応答が高められ得る抗原またはエピトープを対象体に導入することが必要である。腫瘍性細胞は、正常細胞に由来し、したがって遺伝子レベルに関して正常細胞と実質的に一致するが、多くの腫瘍性細胞は、腫瘍関連抗原(TuAA)を提示することが知られている。理論的に、これらの抗原は、対象体の免疫系により使用され、これらの抗原を認識し、腫瘍性細胞を攻撃することができる。不運にも、腫瘍性細胞は、宿主の免疫系により見過ごされるようである。   In order to generate a vaccine or other immunogenic composition, it is necessary to introduce an antigen or epitope into the subject that can enhance the immune response. Although neoplastic cells are derived from normal cells and are therefore substantially consistent with normal cells in terms of gene level, many neoplastic cells are known to present tumor associated antigen (TuAA). Theoretically, these antigens can be used by the subject's immune system to recognize these antigens and attack neoplastic cells. Unfortunately, neoplastic cells appear to be overlooked by the host immune system.

腫瘍性細胞に対する活性を有するワクチンを生成するための試みにおいて、多数の異なる戦略が開発されてきた。これらの戦略には、免疫原としての腫瘍関連抗原の使用が含まれる。例えば、米国特許第5,993,828号は、細胞表面上に尿腫瘍関連抗原、およびGM−2、GD−2、胎児抗原および黒色腫関連抗原からなる群から選択される少なくとも1つの腫瘍関連抗原を有する不活性化腫瘍細胞を含む、有効用量の組成物を、対象体に投与することにより、尿腫瘍関連抗原の特定サブユニットを対する免疫応答を生じる方法について記載する。したがって、この特許は、抗癌ワクチン中に免疫原として、不活性化腫瘍細胞全体を用いることについて記載する。   A number of different strategies have been developed in an attempt to generate vaccines with activity against neoplastic cells. These strategies include the use of tumor associated antigens as immunogens. For example, US Pat. No. 5,993,828 discloses urine tumor associated antigen on the cell surface and at least one tumor associated selected from the group consisting of GM-2, GD-2, fetal antigen and melanoma associated antigen. Described is a method for producing an immune response against a specific subunit of a urine tumor-associated antigen by administering to a subject an effective dose of a composition comprising inactivated tumor cells having the antigen. This patent therefore describes the use of whole inactivated tumor cells as an immunogen in an anti-cancer vaccine.

抗癌ワクチンを使用する別の戦略は、単離腫瘍抗原を含有する組成物を投与することを包含する。1つのアプローチでは、MAGE−A1抗原ペプチドが、免疫原として用いられた(Chaux, P., et al., 「Identification of Five MAGA-A1 Epitopes Recognized by
Cytolytic T Lymphocytes Obtained by In Vitro Stimulation with Dendritic Cells Transduced with MAGE-A1」、J. Immunol., 163(5):2928-2936 (1999)を参照)。ワクチン用のMAGE−A1ペプチドを用いた幾つかの治療上の試用が存在したが、ワクチン措置の有効性には限りがあった。これらの試用の幾つかの結果は、Vose, J.M., 「Tumor Antigens Recognized by T Lymphocytes」 10th European Cancer Conference, Day 2, Sept.
14, 1999にて議論されている。
Another strategy using an anti-cancer vaccine involves administering a composition containing an isolated tumor antigen. In one approach, MAGE-A1 antigenic peptide was used as an immunogen (Chaux, P., et al., “Identification of Five MAGA-A1 Epitopes Recognized by
Cytolytic T Lymphocytes Obtained by In Vitro Stimulation with Dendritic Cells Transduced with MAGE-A1 ”, J. Immunol., 163 (5): 2928-2936 (1999)). There have been several therapeutic trials with MAGE-A1 peptides for vaccines, but the effectiveness of the vaccine treatment has been limited. Some results of these trials are shown in Vose, JM, `` Tumor Antigens Recognized by T Lymphocytes '' 10 th European Cancer Conference, Day 2, Sept.
14, discussed in 1999.

ワクチンとして使用される腫瘍関連抗原の別の例では、Scheinberg等は、すでにインターフェロン(IFN)またはヒドロキシ尿素を与えた12人の慢性骨髄性白血病(CML)患者を、アジュバントQS−21を加えたヘルパーペプチドとともにクラスI関連bcr−ablペプチドの5回の注射により治療した。Scheinberg, D.A., et al.「BCR-ABL Breakpoint Derived Oncogene Fusion Peptide Vaccines Generate Specific Immune Responses in Patients with Chronic Myelogenous Leukemia(CML)」 [Abstract 1665], American Society of Clinical Oncology 35thAnnual Meeting, Atlanta (1999)。Tヘルパー活性を示す増殖性および遅延型過敏(DHT)T細胞応答は誘発されたが、細胞溶解性キラー細胞活性は、新鮮な血液試料内では観察されなかった。 In another example of a tumor-associated antigen used as a vaccine, Scheinberg et al. Described 12 chronic myeloid leukemia (CML) patients who had already received interferon (IFN) or hydroxyurea and helper with adjuvant QS-21. Treated with 5 injections of class I related bcr-abl peptide along with the peptide. Scheinberg, DA, et al. “BCR-ABL Breakpoint Derived Oncogene Fusion Peptide Vaccines Generate Specific Immune Responses in Patients with Chronic Myelogenous Leukemia (CML)” [Abstract 1665], American Society of Clinical Oncology 35 th Annual Meeting, Atlanta (1999) . Proliferative and delayed type hypersensitivity (DHT) T cell responses showing T helper activity were elicited, but no cytolytic killer cell activity was observed in fresh blood samples.

ワクチンとしての使用のためのTAAを同定するための試みのさらなる例は、Cebon等およびScheibenbogen等の最近の研究に見られる。Cedon等は、皮下または静脈内のいずれ
かにより与えられる増加容量でのIL−12とともに皮内投与するMART−126−35ペプチドを用いて、転移性黒色腫の患者を免疫化した。最初の15人の患者のうち、1人の完全な寛解、1人の部分的な寛解、および1人の混合応答が観察された。T細胞生成に関する免疫アッセイは、DTHを包含し、それはIL−12ありまたはなしの患者に調べられた。陽性CTRアッセイは、臨床的有益性の証拠を有する患者にて調べられたが、腫瘍の後退を有する患者にては調べられなかった。Cebon, et al., 「Phase I Studies of Immunization with Melan-A and IL-12 in HLA A2+ Positive Patients with Stage III and IV Malignant Melanoma」, [Abstract 1671], American Society of Clinical Oncology 35th Annual Meeting, Atlanta (1999)。
Further examples of attempts to identify TAAs for use as vaccines can be found in recent studies such as Cebon et al. And Scheibenbogen et al. Cedon et al. Immunized patients with metastatic melanoma using the MART-1 26-35 peptide administered intradermally with IL-12 in increasing doses given either subcutaneously or intravenously. Of the first 15 patients, 1 complete response, 1 partial response, and 1 mixed response were observed. Immunoassays for T cell generation included DTH, which was examined in patients with or without IL-12. A positive CTR assay was examined in patients with evidence of clinical benefit, but not in patients with tumor regression. Cebon, et al., “Phase I Studies of Immunization with Melan-A and IL-12 in HLA A2 + Positive Patients with Stage III and IV Malignant Melanoma”, [Abstract 1671], American Society of Clinical Oncology 35 th Annual Meeting, Atlanta (1999).

Scheibenbogen等は、転移性黒色の患者16人と2人のアジュバント患者の18人の患者を、4つのHLAクラスI制限チロシナーゼペプチドで免疫化した。Scheibenbogen, et al., 「Vaccination with Tyrosinase peptides and GM-CSF in Metastatic Melanoma:
a Phase II Trial」, [Abstract 1680], American Society of Clinical Oncology 35th
Annual Meeting, Atlanta (1999)。4/15の患者、すなわち2人のアジュバント患者および2人の腫瘍後退を有する患者において、CTR活性の増加が観察された。Cebon等による試行のように、進行性疾患を有する患者は、追加免疫を示さなかった。効果的な抗癌ワクチンを生成するために今日まで費やされた様々な努力にもかかわらず、かかる組成物はいまだに開発されていない。
Scheibenbogen et al. Immunized 16 patients with metastatic black and 18 patients with 2 adjuvant patients with 4 HLA class I restricted tyrosinase peptides. Scheibenbogen, et al., `` Vaccination with Tyrosinase peptides and GM-CSF in Metastatic Melanoma:
a Phase II Trial ", [Abstract 1680], American Society of Clinical Oncology 35 th
Annual Meeting, Atlanta (1999). Increased CTR activity was observed in 4/15 patients, two adjuvant patients and two patients with tumor regression. Patients with progressive disease, like trials by Cebon et al., Did not show booster immunity. Despite the various efforts expended to date to produce effective anticancer vaccines, such compositions have not yet been developed.

ウイルス性疾患から保護するワクチン戦略は、多くの成功を収めてきた。これらのうちでおそらく最も注目に値するのは、天然痘疾患に対して行われた進展であり、それは根絶された。ポリオワクチンの成功も同様の規模である。   Vaccine strategies to protect against viral diseases have had many successes. Perhaps the most notable of these is the progress made against smallpox disease, which has been eradicated. The success of polio vaccines is similar.

ウイルスワクチンは、3つの類別:天然痘用ワクチン、セービンポリオウイルスワクチンおよび麻疹・おたふくかぜ・風疹混合ワクチンのような生弱毒ウイルスワクチン、ソークポリオウイルスワクチン、A型肝炎ウイルスワクチンおよび典型的なインフルエンザウイルスワクチンのような全死滅または不活性化したウイルスワクチン、ならびにB型肝炎のようなサブユニットワクチンに類別することができる。完全なウイルスゲノムの欠如により、サブユニットワクチンは、全ウイルスに基づいたワクチンよりも高い安全性を提供する。   Virus vaccines are classified into three categories: smallpox vaccines, Sabin poliovirus vaccines and live attenuated virus vaccines such as measles, mumps and rubella mixed vaccines, soak polio virus vaccines, hepatitis A virus vaccines and typical influenza virus vaccines. Or killed or inactivated viral vaccines, as well as subunit vaccines such as hepatitis B. Due to the lack of a complete viral genome, subunit vaccines offer greater safety than whole virus-based vaccines.

首尾よいサブユニットワクチンのパラダイムは、ウイルスエンベロープタンパク質に基づいた組換えB型肝炎ワクチンである。個々のエピトープに対して単一タンパク質を超えるサブユニット概念を推し進める際の相当な学問的な興味にもかかわらず、その努力がいまだかなりの成果を与えていない。ウイルスワクチンの研究はまた、抗体応答の誘発に集中しているが、細胞性応答もまた行われる。しかしながら、多くのサブユニット配合物は、CTL応答を発生するのに特に乏しい。   A successful subunit vaccine paradigm is a recombinant hepatitis B vaccine based on viral envelope proteins. Despite considerable academic interest in pushing the subunit concept beyond a single protein for individual epitopes, the effort has not yet yielded significant results. Viral vaccine research has also focused on eliciting antibody responses, but cellular responses are also performed. However, many subunit formulations are particularly poor at generating CTL responses.

[発明の概要]
本発明は、抗原提示細胞が特定の標的細胞に特異的なエピトープを提供することを誘発し、それにより標的細胞に対する長期的な定方向細胞障害性T細胞応答を促進するための方法および組成物に関する。
[Summary of Invention]
The present invention relates to methods and compositions for inducing antigen-presenting cells to provide specific epitopes for specific target cells, thereby promoting a long-term directed cytotoxic T cell response to the target cells. About.

ハウスキーピングエピトープを含むワクチン
本発明の一態様では、標的細胞に関連した抗原に由来するハウスキーピングエピトープを含むワクチンを提供する。好適には、上記標的細胞は、腫瘍性細胞であり得る。腫瘍性
細胞は、白血病、癌腫、リンパ腫、星状細胞腫、肉腫、神経膠腫、網膜芽細胞腫、黒色腫、ウィルムス腫、膀胱癌、乳癌、結腸癌、肝細胞癌、膵臓癌、前立腺癌、肺癌、肝臓癌、胃癌、子宮頚癌、精巣癌、腎細胞癌、および脳癌のような固形腫瘍またはリンパ腫に関連した任意の形質転換細胞であり得る。あるいは、標的細胞は、細胞内寄生生物により感染され得る。例えば、上記細胞内寄生生物は、アデノウイルス、サイトメガロウイルス、エプスタイン・バーウイルス、単純ヘルペスウイルス、ヒトヘルペスウイルス6、水痘帯状疱疹ウイルス、肝炎ウイルス、パピローマウイルス、パルボウイルス、ポリオーマウイルス、麻疹ウイルス、風疹ウイルス、ヒト免疫不全症ウイルス(HIV)、またはヒトT細胞白血病ウイルスのようなウイルスであってもよい。細胞内寄生生物は、細菌、原生動物、真菌、またはプリオンであってもよい。より具体的には、細胞内寄生生物は、クラミジア属、リステリア属、サルモネラ属、レジオネラ属、ブルセラ属、コクシエラ属、リケッチア属、ミコバクテリア属、リーシュマニア属、トリパノソーマ属、トキソプラズマ属、およびプラスモディウム属であり得る。
Vaccines comprising a housekeeping epitope In one aspect of the invention, a vaccine comprising a housekeeping epitope derived from an antigen associated with a target cell is provided. Suitably, the target cell may be a neoplastic cell. Neoplastic cells include leukemia, carcinoma, lymphoma, astrocytoma, sarcoma, glioma, retinoblastoma, melanoma, Wilmsoma, bladder cancer, breast cancer, colon cancer, hepatocellular carcinoma, pancreatic cancer, prostate cancer Any transformed cell associated with a solid tumor or lymphoma, such as lung cancer, liver cancer, stomach cancer, cervical cancer, testicular cancer, renal cell cancer, and brain cancer. Alternatively, target cells can be infected by intracellular parasites. For example, the intracellular parasites include adenovirus, cytomegalovirus, Epstein-Barr virus, herpes simplex virus, human herpes virus 6, varicella-zoster virus, hepatitis virus, papilloma virus, parvovirus, polyoma virus, measles virus. Or a virus such as rubella virus, human immunodeficiency virus (HIV), or human T cell leukemia virus. Intracellular parasites may be bacteria, protozoa, fungi, or prions. More specifically, intracellular parasites include Chlamydia, Listeria, Salmonella, Legionella, Brucella, Coccella, Rickettsia, Mycobacteria, Leishmania, Trypanosoma, Toxoplasma, and Plasmod It can be of the genus Ummus.

上記ハウスキーピングエピトープは、標的細胞に関連した抗原に由来し得る。上記抗原は、MelanA(MART−1)、gp100(Pmel 17)、チロシナーゼ、TRP−1、TRP−2、MAGE−1、MAGE−3、BAGE、GAGE−1、GAGE−2、CEA、RAGE、NY−ESO、SCP−1、Hom/Mel−40、PRAME、p53、H−Ras、HER−2/neu、BCR−ABL、E2A−PRL、H4−RET、IGH−IGK、MYL−RAR、エプスタイン・バーウイルス抗原、EBNA、ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原E6およびE7、TSP−180、MAGE−4、MAGE−5、MAGE−6、p185erbB2、p180erbB−3、c−met、nm−23H1、PSA、TAG−72−4、CAM 17.1、NuMa、K−ras、β−カテニン、CDK4、Mum−1、p16、TAGE、PSAM、PSCA、CT7、テロメラーゼ、43−9F、5T4、791Tgp72、α−フェトプロテイン、β−HCG、BCA225、BTAA、CA125、CA 15−3(CA 27.29\BCAA)、CA 195、CA242、CA−50、CAM43、CD68\KP1、CO−029、FGF−5、G250、Ga733(EpCAM)、HTgp−175、M344、MA−50、MG7−Ag、MOV18、NB/70K、NY−CO−1、RCAS1、SDCCAG16、TA−90(Mac−2結合性タンパク質/サイクロフィリンC関連タンパク質、TAAL6、TAG72、TLP、TPS、GA733−2\KSA等であり得る。任意に、上記抗原は、ウイルス関連抗原であり得る。本発明の別の態様では、上記抗原は、寄生生物関連抗原であり得る。   The housekeeping epitope can be derived from an antigen associated with the target cell. The antigens are MelanA (MART-1), gp100 (Pmel 17), tyrosinase, TRP-1, TRP-2, MAGE-1, MAGE-3, BAGE, GAGE-1, GAGE-2, CEA, RAGE, NY -ESO, SCP-1, Hom / Mel-40, PRAME, p53, H-Ras, HER-2 / neu, BCR-ABL, E2A-PRL, H4-RET, IGH-IGK, MYL-RAR, Epstein Bar Viral antigen, EBNA, human papillomavirus (HPV) antigens E6 and E7, TSP-180, MAGE-4, MAGE-5, MAGE-6, p185erbB2, p180erbB-3, c-met, nm-23H1, PSA, TAG-72 -4, CAM 17.1, NuMa, K-ras, β-cate , CDK4, Mum-1, p16, TAGE, PSAM, PSCA, CT7, telomerase, 43-9F, 5T4, 791 Tgp72, α-fetoprotein, β-HCG, BCA225, BTAA, CA125, CA 15-3 (CA 27. 29 \ BCAA), CA 195, CA242, CA-50, CAM43, CD68 \ KP1, CO-029, FGF-5, G250, Ga733 (EpCAM), HTgp-175, M344, MA-50, MG7-Ag, MOV18 NB / 70K, NY-CO-1, RCAS1, SDCCAG16, TA-90 (Mac-2 binding protein / cyclophilin C-related protein, TAAL6, TAG72, TLP, TPS, GA733-2 \ KSA and the like. Optionally, the antigen is In another aspect of the possible. The present invention in pulse-associated antigen, the antigen can be a parasite-associated antigen.

本発明の別の態様では、上記ハウスキーピングエピトープは、約6〜約23のアミノ酸長のポリペプチドを含むか、またはコードしてもよい。好ましくは、上記ポリペプチドは、9または10のアミノ酸長である。上記ペプチドは、合成ポリペプチドであってもよい。好適には、上記ワクチンは、緩衝液、洗浄剤、界面活性剤、酸化防止剤、または還元剤をさらに含む。上記ワクチンのさらに別の態様では、上記ハウスキーピングエピトープは、核酸を含む。好ましい実施形態では、上記ハウスキーピングエピトープは、MHCの少なくとも1つの対立遺伝子に特異的である。上記対立遺伝子は、型A1、A2、A3、A11、A24、A26、A29、B7、B8、B14、B27、B35、B44、B62、B60、またはB51をコードすることができる。   In another aspect of the invention, the housekeeping epitope may comprise or encode a polypeptide from about 6 to about 23 amino acids in length. Preferably, the polypeptide is 9 or 10 amino acids long. The peptide may be a synthetic polypeptide. Suitably, the vaccine further comprises a buffer, a detergent, a surfactant, an antioxidant, or a reducing agent. In yet another aspect of the vaccine, the housekeeping epitope comprises a nucleic acid. In a preferred embodiment, the housekeeping epitope is specific for at least one allele of MHC. The allele can encode type A1, A2, A3, A11, A24, A26, A29, B7, B8, B14, B27, B35, B44, B62, B60, or B51.

本発明のさらに別の態様では、上記ワクチンは、免疫エピトープを含んでもよい。任意に、上記免疫エピトープは、上記標的細胞に関連した第2の抗原に由来する。上記第1の抗原および上記第2の抗原は、同一であっても異なってもよい。好適には、上記ハウスキーピングエピトープは、MHCの第1の対立遺伝子に特異的であり、上記免疫エピトープは、MHCの第2の対立遺伝子に特異的である。上記第1の対立遺伝子および第2の対立遺伝子は、同一であっても異なってもよい。   In yet another aspect of the invention, the vaccine may include an immune epitope. Optionally, the immune epitope is derived from a second antigen associated with the target cell. The first antigen and the second antigen may be the same or different. Preferably, the housekeeping epitope is specific for the first allele of MHC and the immune epitope is specific for the second allele of MHC. The first allele and the second allele may be the same or different.

本発明のさらなる別の態様では、上記ワクチンは、免疫エピトープを含むエピトープクラスター(以下を参照)を含む。上記エピトープクラスターは、上記標的細胞に関連した第2の抗原に由来し得る。上記第1の抗原および上記第2の抗原は、同じであっても異なってもよい。好適には、上記エピトープクラスターは、少なくとも10個のアミノ酸の長さで、約60個未満のアミノ酸の長さを有するポリペプチドを含むか、またはコードする。好ましくは、上記エピトープクラスターの上記ポリペプチドの長さは、上記第2の抗原の長さの約80%、50%または20%未満である。   In yet another aspect of the invention, the vaccine comprises an epitope cluster (see below) comprising immune epitopes. The epitope cluster can be derived from a second antigen associated with the target cell. The first antigen and the second antigen may be the same or different. Preferably, the epitope cluster comprises or encodes a polypeptide having a length of at least 10 amino acids and less than about 60 amino acids. Preferably, the length of the polypeptide of the epitope cluster is less than about 80%, 50% or 20% of the length of the second antigen.

本発明の別の態様では、上記ワクチンは、第2の標的細胞に関連した第2の抗原に由来する第2のハウスキーピングエピトープをさらに含む。任意に、上記第1の抗原および上記第2の抗原は、同一であり得る。あるいは、上記第1の抗原および上記第2の抗原は、異なる。同様に、上記第1の標的細胞および第2の標的細胞は、同一であっても異なってもよい。   In another aspect of the invention, the vaccine further comprises a second housekeeping epitope derived from a second antigen associated with a second target cell. Optionally, the first antigen and the second antigen can be the same. Alternatively, the first antigen and the second antigen are different. Similarly, the first target cell and the second target cell may be the same or different.

本発明のワクチンは、好適には標的細胞に関連した抗原に由来するハウスキーピングエピトープをコードする核酸構築物を含む。好ましくは、上記標的細胞は、腫瘍性細胞である。上記腫瘍性細胞は、白血病、癌腫、リンパ腫、星状細胞腫、肉腫、神経膠腫、網膜芽細胞腫、黒色腫、ウィルムス腫、膀胱癌、乳癌、結腸癌、肝細胞癌、膵臓癌、前立腺癌、肺癌、肝臓癌、胃癌、子宮頚癌、精巣癌、腎細胞癌、および脳癌のような固形腫瘍またはリンパ腫に関連した任意の形質転換細胞であり得る。対照的に、上記標的細胞は、細胞内寄生生物により感染され得る。上記細胞内寄生生物は、ウイルスであってもよい。特に、上記ウイルスは、アデノウイルス、サイトメガロウイルス、エプスタイン・バーウイルス、単純ヘルペスウイルス1、単純ヘルペスウイルス2、ヒトヘルペスウイルス6、水痘帯状疱疹ウイルス、B型肝炎ウイルス、D型肝炎ウイルス、パピローマウイルス、パルボウイルスB19、ポリオーマウイルスBK、ポリオーマウイルスJC、C型肝炎ウイルス、麻疹ウイルス、風疹ウイルス、ヒト免疫不全症ウイルス(HIV)、ヒトT細胞白血病ウイルスI、またはヒトT細胞白血病ウイルスIIであってもよい。任意に、上記細胞内寄生生物は、細菌、原生動物、真菌、またはプリオンである。より具体的には、上記細胞内寄生生物は、クラミジア属、リステリア属、サルモネラ属、レジオネラ属、ブルセラ属、コクシエラ属、リケッチア属、ミコバクテリア属、リーシュマニア属、トリパノソーマ属、トキソプラズマ属、およびプラスモディウム属であり得る。   The vaccine of the present invention preferably comprises a nucleic acid construct encoding a housekeeping epitope derived from an antigen associated with the target cell. Preferably, the target cell is a neoplastic cell. The neoplastic cells are leukemia, carcinoma, lymphoma, astrocytoma, sarcoma, glioma, retinoblastoma, melanoma, Wilmsoma, bladder cancer, breast cancer, colon cancer, hepatocellular carcinoma, pancreatic cancer, prostate It can be any transformed cell associated with a solid tumor or lymphoma such as cancer, lung cancer, liver cancer, gastric cancer, cervical cancer, testicular cancer, renal cell cancer, and brain cancer. In contrast, the target cells can be infected by intracellular parasites. The intracellular parasite may be a virus. In particular, the above viruses are adenovirus, cytomegalovirus, Epstein-Barr virus, herpes simplex virus 1, herpes simplex virus 2, human herpes virus 6, varicella-zoster virus, hepatitis B virus, hepatitis D virus, papilloma virus. , Parvovirus B19, polyomavirus BK, polyomavirus JC, hepatitis C virus, measles virus, rubella virus, human immunodeficiency virus (HIV), human T cell leukemia virus I, or human T cell leukemia virus II There may be. Optionally, the intracellular parasite is a bacterium, protozoan, fungus, or prion. More specifically, the intracellular parasites include Chlamydia, Listeria, Salmonella, Legionella, Brucella, Coccella, Rickettsia, Mycobacteria, Leishmania, Trypanosoma, Toxoplasma, and Pluso It can be of the genus Modium.

核酸構築物を含む上記ワクチンの上記抗原は、MelanA(MART−1)、gp100(Pmel 17)、チロシナーゼ、TRP−1、TRP−2、MAGE−1、MAGE−3、BAGE、GAGE−1、GAGE−2、CEA、RAGE、NY−ESO、SCP−1、Hom/Mel−40、PRAME、p53、H−Ras、HER−2/neu、BCR−ABL、E2A−PRL、H4−RET、IGH−IGK、MYL−RAR、エプスタイン・バーウイルス抗原、EBNA、ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原E6およびE7、TSP−180、MAGE−4、MAGE−5、MAGE−6、p185erbB2、p180erbB−3、c−met、nm−23H1、PSA、TAG−72−4、CAM 17.1、NuMa、K−ras、β−カテニン、CDK4、Mum−1、およびp16であってもよい。あるいは、上記抗原は、ウイルスまたはウイルス感染に関連した抗原であり得る。さらなる別の実施形態では、上記抗原は、非ウイルス性細胞内寄生生物に関連した抗原である。   The antigens of the vaccine comprising the nucleic acid construct are MelanA (MART-1), gp100 (Pmel 17), tyrosinase, TRP-1, TRP-2, MAGE-1, MAGE-3, BAGE, GAGE-1, GAGE- 2, CEA, RAGE, NY-ESO, SCP-1, Hom / Mel-40, PRAME, p53, H-Ras, HER-2 / neu, BCR-ABL, E2A-PRL, H4-RET, IGH-IGK, MYL-RAR, Epstein-Barr virus antigen, EBNA, human papillomavirus (HPV) antigens E6 and E7, TSP-180, MAGE-4, MAGE-5, MAGE-6, p185erbB2, p180erbB-3, c-met, nm- 23H1, PSA, TAG-72-4, CAM 17.1, It may be NuMa, K-ras, β-catenin, CDK4, Mum-1, and p16. Alternatively, the antigen can be a virus or an antigen associated with a viral infection. In yet another embodiment, the antigen is an antigen associated with a non-viral intracellular parasite.

上記ハウスキーピングエピトープは好ましくは、約6〜約23のアミノ酸長のポリペプチドをコードする。より好ましくは、上記ハウスキーピングエピトープは、9から10のアミノ酸長のポリペプチドをコードする。好適には、上記ハウスキーピングエピトープは、MHCの少なくとも1つの対立遺伝子に特異的である。上記対立遺伝子は、型A1、A
2、A3、A11、A24、A26、A29、B7、B14、B18、B27、B35、B44、B62、B60、またはB51をコードすることができる。
The housekeeping epitope preferably encodes a polypeptide from about 6 to about 23 amino acids in length. More preferably, the housekeeping epitope encodes a 9 to 10 amino acid long polypeptide. Preferably, the housekeeping epitope is specific for at least one allele of MHC. The alleles are type A1, A
2, A3, A11, A24, A26, A29, B7, B14, B18, B27, B35, B44, B62, B60, or B51 can be encoded.

本発明の別の態様では、上記ワクチンは、免疫エピトープをさらに含む。上記免疫エピトープは、上記標的細胞に関連した第2の抗原に由来してもよい。上記第1の抗原および第2の抗原は、同一であっても異なってもよい。好ましくは、上記ハウスキーピングエピトープは、MHCの第1の対立遺伝子に特異的であり、上記免疫エピトープは、MHCの第2の対立遺伝子に特異的である。上記記第1の対立遺伝子および上記第2の対立遺伝子は、同一であっても異なってもよい。   In another aspect of the invention, the vaccine further comprises an immune epitope. The immune epitope may be derived from a second antigen associated with the target cell. The first antigen and the second antigen may be the same or different. Preferably, the housekeeping epitope is specific for a first allele of MHC and the immune epitope is specific for a second allele of MHC. The first allele and the second allele may be the same or different.

本発明のさらなる別の態様では、核酸構築物を有する上記ワクチンは、エピトープクラスターをさらに含む。上記エピトープクラスターは、免疫エピトープを含む。好ましくは、上記エピトープクラスターは、上記標的細胞に関連した第2の抗原に由来する。上記第1の抗原および上記第2の抗原は、同一であっても異なってもよい。   In yet another aspect of the invention, the vaccine having the nucleic acid construct further comprises an epitope cluster. The epitope cluster includes immune epitopes. Preferably, the epitope cluster is derived from a second antigen associated with the target cell. The first antigen and the second antigen may be the same or different.

好適には、上記エプトープクラスターは、少なくとも10個のアミノ酸、かつ約60個未満のアミノ酸の長さを有するポリペプチドを含むか、またはコードする。好ましい実施形態では、上記エピトープクラスターは、上記第2の抗原の長さの約80%未満の長さを有するポリペプチドを含むか、またはコードする。別の好ましい実施形態では、上記ポリペプチドの上記長さは、上記第2の抗原の長さの約50%未満である。特に好ましい実施形態では、上記ポリペプチドの上記長さは、上記第2の抗原の長さの約20%未満である。   Suitably, the Eptoop cluster comprises or encodes a polypeptide having a length of at least 10 amino acids and less than about 60 amino acids. In preferred embodiments, the epitope cluster comprises or encodes a polypeptide having a length that is less than about 80% of the length of the second antigen. In another preferred embodiment, the length of the polypeptide is less than about 50% of the length of the second antigen. In particularly preferred embodiments, the length of the polypeptide is less than about 20% of the length of the second antigen.

本発明のさらに別の態様では、核酸構築物を含む上記ワクチンは、第2のハウスキーピングエピトープをさらに含み、上記第2のハウスキーピングエピトープは、第2の標的細胞に関連した第2の抗原に由来する。上記第1の抗原および上記記第2の抗原は、同一であり得るか、または異なり得る。好ましくは、上記第1の標的細胞および上記第2の標的細胞は、異なる。   In yet another aspect of the invention, the vaccine comprising a nucleic acid construct further comprises a second housekeeping epitope, wherein the second housekeeping epitope is derived from a second antigen associated with a second target cell. To do. The first antigen and the second antigen can be the same or different. Preferably, the first target cell and the second target cell are different.

核酸構築物
本発明は、第1のコード領域を含む核酸構築物を提供し、上記第1のコード領域は、少なくとも第1のポリペプチドをコードする第1の配列を含み、上記第1のポリペプチドは、第1の標的細胞に関連した第1の抗原に由来する第1のハウスキーピングエピトープを含む。上記第1のコード領域は、少なくとも第2のポリペプチドをコードする第2の配列をさらに含むことができ、上記第2のポリペプチドは、第2の標的細胞に関連した第2の抗原に由来する第2のエピトープを含む。上記第1のポリペプチドおよび上記第2のポリペプチドは、隣接し得るか、または非隣接であり得る。上記第2のエピトープは、ハウスキーピングエピトープ、または免疫エピトープであり得る。上記第1の抗原および上記第2の抗原は、同一であり得るか、または異なり得る。同様に、上記第1および第2の標的細胞は、同一であり得るか、または異なり得る。
Nucleic acid construct The present invention provides a nucleic acid construct comprising a first coding region, wherein the first coding region comprises at least a first sequence encoding a first polypeptide, wherein the first polypeptide comprises A first housekeeping epitope derived from a first antigen associated with the first target cell. The first coding region can further comprise a second sequence encoding at least a second polypeptide, wherein the second polypeptide is derived from a second antigen associated with a second target cell. Including a second epitope. The first polypeptide and the second polypeptide can be contiguous or non-contiguous. The second epitope can be a housekeeping epitope or an immune epitope. The first antigen and the second antigen can be the same or different. Similarly, the first and second target cells can be the same or different.

上記標的細胞は、例えば白血病、癌腫、リンパ腫、星状細胞腫、肉腫、神経膠腫、網膜芽細胞腫、黒色腫、ウィルムス腫、膀胱癌、乳癌、結腸癌、肝細胞癌、膵臓癌、前立腺癌、肺癌、肝臓癌、胃癌、子宮頚癌、精巣癌、腎細胞癌、または脳癌のような腫瘍性細胞であり得る。上記第1の抗原は、例えば、MART−1/MelanA、gp100(Pmel 17)、チロシナーゼ、TRP−1、TRP−2、MAGE−1、MAGE−3、BAGE、GAGE−1、GAGE−2、p15、NY−ESO、SSX遺伝子ファミリーのメンバーの産物、CT−7、およびSCP遺伝子ファミリーのメンバーの産物であり得る。上記標的細胞は、例えばアデノウイルス、サイトメガロウイルス、エプスタイン・バーウイルス、単純ヘルペスウイルス1および2、ヒトヘルペスウイルス6、水痘帯状疱
疹ウイルス、B型肝炎ウイルス、D型肝炎ウイルス、パピローマウイルス、パルボウイルスB19、ポリオーマウイルスBK、ポリオーマウイルスJC、C型肝炎ウイルス、麻疹ウイルス、風疹ウイルス、ヒト免疫不全症ウイルス(HIV)、ヒトT細胞白血病ウイルスI、またはヒトT細胞白血病ウイルスIIのようなウイルスにより感染され得る。上記標的細胞は同様に、細菌、原生生物、真菌、プリオン、または任意の他の細胞内寄生生物により感染され得て、その例は、クラミジア属、リステリア属、サルモネラ属、レジオネラ属、ブルセラ属、コクシエラ属、リケッチア属、ミコバクテリア属、リーシュマニア属、トリパノソーマ属、トキソプラズマ属、およびプラスモディウム属である。
The target cells are, for example, leukemia, carcinoma, lymphoma, astrocytoma, sarcoma, glioma, retinoblastoma, melanoma, Wilmsoma, bladder cancer, breast cancer, colon cancer, hepatocellular carcinoma, pancreatic cancer, prostate It can be a neoplastic cell such as cancer, lung cancer, liver cancer, gastric cancer, cervical cancer, testicular cancer, renal cell cancer, or brain cancer. Examples of the first antigen include MART-1 / MelanA, gp100 (Pmel 17), tyrosinase, TRP-1, TRP-2, MAGE-1, MAGE-3, BAGE, GAGE-1, GAGE-2, p15. NY-ESO, the product of a member of the SSX gene family, CT-7, and the product of a member of the SCP gene family. Examples of the target cells include adenovirus, cytomegalovirus, Epstein-Barr virus, herpes simplex virus 1 and 2, human herpes virus 6, varicella-zoster virus, hepatitis B virus, hepatitis D virus, papilloma virus, parvovirus. Viruses such as B19, polyomavirus BK, polyomavirus JC, hepatitis C virus, measles virus, rubella virus, human immunodeficiency virus (HIV), human T cell leukemia virus I, or human T cell leukemia virus II Can be infected. The target cells can also be infected by bacteria, protists, fungi, prions, or any other intracellular parasite, examples of which include Chlamydia, Listeria, Salmonella, Legionella, Brucella, They are the genus Koxiera, Rickettsia, Mycobacteria, Leishmania, Trypanosoma, Toxoplasma, and Plasmodium.

上記構築物は典型的に、上記第1のコード領域に操作可能に連結される第1のプロモーター配列含む。上記プロモーターは、例えばサイトメガロウイルス(CMV)、SV40、およびレトロウイルス末端反復配列(LTR)であり得る。上記プロモーターは、双方向性プロモーターであり得て、および/または第2のプロモーター配列は、第2のコード領域に操作可能に連結され得る。上記核酸構築物は、上記第1のコード領域、上記第2のコード領域、あるいはその両方に操作可能に連結されるポリA配列をさらに含むことができる。上記核酸構築物はまた、内部リボソーム侵入部位(IRES)配列、ユビキチン配列、自己触媒ペプチド配列、エンハンサー、核内移行配列、免疫賦活配列、およびサイトカイン、選択マーカー、レポーター分子等のための発現カセット含むことができる。上記第1のポリペプチドは、約7〜約15アミノ酸長であり、好ましくは9または10アミノ酸長である。上記第2のポリペプチドは、9または10アミノ酸長である得るか、またはそれは、約10〜約75アミノ酸長のエピトープクラスターであり得る。上記第1のエピトープおよび第2のエピトープは、同一のまたは異なるMHCの対立遺伝子を結合することができる。   The construct typically includes a first promoter sequence operably linked to the first coding region. The promoter can be, for example, cytomegalovirus (CMV), SV40, and retroviral long terminal repeat (LTR). The promoter can be a bidirectional promoter and / or the second promoter sequence can be operably linked to a second coding region. The nucleic acid construct can further include a poly A sequence operably linked to the first coding region, the second coding region, or both. The nucleic acid construct also includes an internal ribosome entry site (IRES) sequence, ubiquitin sequence, autocatalytic peptide sequence, enhancer, nuclear translocation sequence, immunostimulatory sequence, and expression cassette for cytokines, selectable markers, reporter molecules, etc. Can do. The first polypeptide is about 7 to about 15 amino acids long, preferably 9 or 10 amino acids long. The second polypeptide can be 9 or 10 amino acids in length, or it can be an epitope cluster from about 10 to about 75 amino acids in length. The first epitope and the second epitope can bind the same or different alleles of MHC.

本発明の他の実施形態は、上述の核酸構築物の実施形態のいずれかを包含するワクチン、かかるワクチンを投与することにより動物を治療する方法、および上記ワクチンを製造する方法を包含する。   Other embodiments of the invention include vaccines comprising any of the above-described nucleic acid construct embodiments, methods of treating animals by administering such vaccines, and methods of producing the vaccines.

エピトープクラスターの同定
本明細書中に開示する本発明の他の実施形態は、組成物を投与した対象体から免疫応答を誘発することが可能な薬学的組成物を生成するのに使用されるエピトープクラスター領域の同定に関する。開示する本発明の1つの実施形態はあるエピトープクラスターに関連し、そのエピトープクラスターは、標的に関連した抗原に由来し、上記クラスターはMHC受容体ペプチドが結合する溝に対して既知のもしくは予測される親和性を有する少なくとも2つの配列を含むか、またはコードし、ここで上記クラスターは抗原の断片である。
Identification of Epitope Clusters Other embodiments of the invention disclosed herein are epitopes used to generate a pharmaceutical composition capable of eliciting an immune response from a subject administered the composition. It relates to the identification of cluster regions. One embodiment of the disclosed invention relates to an epitope cluster that is derived from an antigen associated with the target, said cluster known or predicted for the groove to which the MHC receptor peptide binds. Which comprises or encodes at least two sequences having an affinity, wherein the cluster is a fragment of an antigen.

本発明の一態様では、上記標的は、腫瘍性細胞である。あるいは、上記標的は、細胞内寄生生物により感染される細胞であってもよい。上記細胞内寄生生物は、ウイルス、細菌または原生動物であり得る。任意に、上記標的は、病原性作用物質である。上記病原性作用物質は、ウイルス、細菌、真菌、原生動物、プリオン、毒素、または毒液を包含し得る。   In one aspect of the invention, the target is a neoplastic cell. Alternatively, the target may be a cell that is infected by an intracellular parasite. The intracellular parasite can be a virus, bacterium or protozoan. Optionally, the target is a pathogenic agent. The pathogenic agent may include a virus, bacterium, fungus, protozoan, prion, toxin, or venom.

本発明の別の態様では、上記MHC受容体は、クラスI HLA受容体であってもよい。同様に、上記MHC受容体は、クラスII HLA受容体であり得る。   In another aspect of the invention, the MHC receptor may be a class I HLA receptor. Similarly, the MHC receptor may be a class II HLA receptor.

本発明のさらなる別の態様では、上記クラスターは、ある長さを有するポリペプチドを含むか、またはコードし、その長さは、少なくとも10個のアミノ酸である。好適には、上記ポリペプチドの上記長さは、約75個未満のアミノ酸であってもよい。   In yet another aspect of the invention, the cluster comprises or encodes a polypeptide having a length, the length being at least 10 amino acids. Suitably, the length of the polypeptide may be less than about 75 amino acids.

本発明のさらに別の実施形態では、ある長さを有する抗原が提供され、上記クラスター
は、ある長さを有するポリペプチドから構成されるか、またはそれをコードし、上記ポリペプチドの上記長さは、上記抗原の長さの約80%未満である。好ましくは、上記ポリペプチドの上記長さは、上記抗原の長さの約50%未満である。より好ましくは、上記ポリペプチドの上記長さは、上記抗原の長さの約20%未満である。
In yet another embodiment of the invention, an antigen having a length is provided, wherein the cluster is composed of or encodes a polypeptide having a length, and the length of the polypeptide. Is less than about 80% of the length of the antigen. Preferably, the length of the polypeptide is less than about 50% of the length of the antigen. More preferably, the length of the polypeptide is less than about 20% of the length of the antigen.

開示する本発明の別の実施形態は、エピトープクラスターを同定する方法であって、標的細胞に関連した抗原の配列を提供する工程、推定MHCエピトープを同定するために、MHC受容体ペプチドが結合する溝に対する既知のまたは予測される親和性に基づいて、上記配列内の候補ペプチドをスコア付けする(score)工程、および上記抗原内の領域であって、少なくとも2つの推定MHCエピトープを含み、全体として該抗原中の推定MHCエピトープ密度よりも高い推定MHCエピトープ密度を含む領域を同定する工程を含む方法に関する。
別の実施形態は、エピトープクラスターに関する。クラスターは、標的に関連した抗原に由来し得る。クラスターは、MHC受容体ペプチドが結合する溝に対する既知のまたは予測される親和性を有する少なくとも2つの配列を含むかまたはコードし得る。クラスターは、例えば抗原の断片であり得る。クラスターは、以下の構造式:

Figure 2005514029
(式中、Xはタンパク質配列中の天然に存在する任意のアミノ酸であり、
XaおよびX(|b|−1)はそれぞれ長さ「a」および「|b|−1」のこのようなアミノ酸の紐であり、
aはP2およびP2間のアミノ酸の数を示し、そして(|b|−1)はP2およびP間のアミノ酸の数を表し、
P2は第1のエピトープの第1の主要アンカーおよび第2の残基であり、
P2は第N番目のエピトープの第1の主要アンカーおよび第2の残基であり、
は第1のエピトープの最後の主要アンカーおよびC末端残基であり、そして
は第N番目のエピトープの最後の主要アンカーおよびC末端残基であり、
2 N Nc、Nはクラスターの第N番目のエピトープを示し、Ncはクラスター中のエピトープの総数を示し、
およびbは第1と第N番目のエピトープ間の位置関係を限定する)
を有し得る。さらに(Nc/Lc)>(Np/Lp)であり得り、クラスターおよび抗原はそれぞれある長さを有し、式中、Lcはクラスターの長さであり、Lpは抗原の長さであり、そしてNpは抗原中のエピトープの総数である。
さらにまた実施形態は、上記および本明細書に記載したような構造式に従ってエピトープクラスターを含む単離されたポリペプチドであって、アミノ酸配列が例えば抗原のアミノ酸配列の約80%以下からなるポリペプチドに関する。実施形態は、単離されたポリペプチドを含むワクチンまたは免疫治療薬製品にも関する。別の態様では、単離されたポリペプチドは、例えば単離されたポリヌクレオチドによりコードされ得る。さらに別の態様では、ワクチンまたは免疫治療薬製品は、ポリヌクレオチドを含み得る。ポリヌクレオチドは、例えばDNAであり得る。ポリヌクレオチドは、例えばRNAであり得る。 Another embodiment of the disclosed invention is a method of identifying an epitope cluster comprising providing a sequence of antigens associated with a target cell, wherein an MHC receptor peptide binds to identify a putative MHC epitope Scoring candidate peptides within the sequence based on known or predicted affinity for the groove, and a region within the antigen, comprising at least two putative MHC epitopes, as a whole It relates to a method comprising the step of identifying a region comprising a putative MHC epitope density higher than the putative MHC epitope density in said antigen.
Another embodiment relates to an epitope cluster. The cluster can be derived from antigens associated with the target. The cluster may comprise or encode at least two sequences with known or predicted affinity for the groove to which the MHC receptor peptide binds. A cluster can be, for example, a fragment of an antigen. The cluster has the following structural formula:
Figure 2005514029
Where X is any naturally occurring amino acid in the protein sequence;
Xa and X (| b | -1) are such amino acid strings of length "a" and "| b | -1", respectively;
a represents the number of amino acids between P2 1 and P2 N , and (| b | -1) represents the number of amino acids between P2 N and P 1 ;
P2 1 is a first primary anchor and the second residue of the first epitope,
P2 N is the first primary anchor and the second residue of the N-th epitope,
P 1 is the last primary anchor and C-terminal residues of the first epitope, and P N is the last primary anchor and C-terminal residues of the N-th epitope,
2 N Nc, N represents the Nth epitope of the cluster, Nc represents the total number of epitopes in the cluster,
a N and b N limits the positional relationship between the first and N-th epitope)
Can have. Furthermore, (Nc / Lc)> (Np / Lp), where the cluster and the antigen each have a certain length, where Lc is the length of the cluster and Lp is the length of the antigen; Np is the total number of epitopes in the antigen.
Furthermore, an embodiment is an isolated polypeptide comprising an epitope cluster according to a structural formula as described above and herein, wherein the amino acid sequence comprises, for example, about 80% or less of the amino acid sequence of the antigen About. Embodiments also relate to a vaccine or immunotherapeutic product comprising the isolated polypeptide. In another aspect, an isolated polypeptide can be encoded by, for example, an isolated polynucleotide. In yet another aspect, the vaccine or immunotherapeutic product may comprise a polynucleotide. The polynucleotide can be, for example, DNA. The polynucleotide can be, for example, RNA.

治療方法
ハウスキーピングエピトープを含むワクチンを動物に投与することにより動物を治療する方法で、上記ハウスキーピングエピトープが第1の標的細胞に関連した第1の抗原に由来する方法が、本発明により同様に意図される。好ましくは、上記投与工程は、経皮的、結節内、結節周囲、経口、静脈内、皮内、筋内、腹腔内、または経粘膜の送達様式を含む。
Method of treatment A method of treating an animal by administering a vaccine comprising a housekeeping epitope to the animal, wherein the housekeeping epitope is derived from a first antigen associated with the first target cell, according to the invention. Intended. Preferably, the administering step includes transdermal, intranodal, peri-nodal, oral, intravenous, intradermal, intramuscular, intraperitoneal, or transmucosal delivery modes.

上記動物の治療方法は、上記標的細胞の状態を示す特徴を決定するためにアッセイ工程をさらに含んでもよい。好適には、上記アッセイ工程は、第1のアッセイ工程および第2のアッセイ工程をさらに含み、上記第1のアッセイ工程は、上記投与工程に先立ち、上記第2のアッセイ工程は、上記投与工程の後に続く。好ましくは、上記第1のアッセイ工程で決定される特徴は、結果を得るために、上記第2のアッセイ工程中で決定される特徴とを比較される。上記結果は、標的細胞数の減少、標的細胞を含む腫瘍の質量または大きさの低下、あるいは標的細胞に感染する細胞内寄生生物の数または濃度の低減であり得る。   The animal treatment method may further comprise an assay step to determine characteristics indicative of the target cell status. Preferably, the assay step further includes a first assay step and a second assay step, wherein the first assay step is prior to the administration step, and the second assay step is the step of the administration step. Followed later. Preferably, the characteristics determined in the first assay step are compared with the characteristics determined in the second assay step to obtain a result. The result can be a reduction in the number of target cells, a reduction in the mass or size of the tumor containing the target cells, or a reduction in the number or concentration of intracellular parasites that infect the target cells.

好ましくは、上記標的細胞は、腫瘍性細胞である。上記腫瘍性細胞は、白血病、癌腫、リンパ腫、星状細胞腫、肉腫、神経膠腫、網膜芽細胞腫、黒色腫、ウィルムス腫、膀胱癌、乳癌、結腸癌、肝細胞癌、膵臓癌、前立腺癌、肺癌、肝臓癌、胃癌、子宮頚癌、精巣癌、腎細胞癌、および脳癌のような固形腫瘍またはリンパ腫に関連した、任意の形質転換細胞であり得る。あるいは、上記標的細胞は、細胞内寄生生物により感染される。上記細胞内寄生生物は、ウイルスであってもよい。上記ウイルスは、アデノウイルス、サイトメガロウイルス、エプスタイン・バーウイルス、単純ヘルペスウイルス1、単純ヘルペスウイルス2、ヒトヘルペスウイルス6、水痘帯状疱疹ウイルス、B型肝炎ウイルス、D型肝炎ウイルス、パピローマウイルス、パルボウイルスB19、ポリオーマウイルスBK、ポリオーマウイルスJC、C型肝炎ウイルス、麻疹ウイルス、風疹ウイルス、ヒト免疫不全症ウイルス(HIV)、ヒトT細胞白血病ウイルスI、またはヒトT細胞白血病ウイルスIIであり得る。上記細胞内寄生生物は、細菌、原生動物、真菌、またはプリオンであってもよい。好適には、上記細胞内寄生生物は、クラミジア属、リステリア属、サルモネラ属、レジオネラ属、ブルセラ属、コクシエラ属、リケッチア属、ミコバクテリア属、リーシュマニア属、トリパノソーマ属、トキソプラズマ属、およびプラスモディウム属である。   Preferably, the target cell is a neoplastic cell. The neoplastic cells are leukemia, carcinoma, lymphoma, astrocytoma, sarcoma, glioma, retinoblastoma, melanoma, Wilmsoma, bladder cancer, breast cancer, colon cancer, hepatocellular carcinoma, pancreatic cancer, prostate It can be any transformed cell associated with a solid tumor or lymphoma such as cancer, lung cancer, liver cancer, stomach cancer, cervical cancer, testicular cancer, renal cell cancer, and brain cancer. Alternatively, the target cell is infected by intracellular parasites. The intracellular parasite may be a virus. The viruses are adenovirus, cytomegalovirus, Epstein-Barr virus, herpes simplex virus 1, herpes simplex virus 2, human herpes virus 6, varicella-zoster virus, hepatitis B virus, hepatitis D virus, papilloma virus, parvovirus Can be virus B19, polyoma virus BK, polyoma virus JC, hepatitis C virus, measles virus, rubella virus, human immunodeficiency virus (HIV), human T cell leukemia virus I, or human T cell leukemia virus II . The intracellular parasite may be a bacterium, protozoan, fungus, or prion. Preferably, the intracellular parasite is Chlamydia, Listeria, Salmonella, Legionella, Brucella, Coccella, Rickettsia, Mycobacteria, Leishmania, Trypanosoma, Toxoplasma, and Plasmodium It is a genus.

本発明の別の態様では、上記抗原は、MelanA(MART−1)、gp100(Pmel 17)、チロシナーゼ、TRP−1、TRP−2、MAGE−1、MAGE−3、BAGE、GAGE−1、GAGE−2、CEA、RAGE、NY−ESO、SCP−1、Hom/Mel−40、PRAME、p53、H−Ras、HER−2/neu、BCR−ABL、E2A−PRL、H4−RET、IGH−IGK、MYL−RAR、エプスタイン・バーウイルス抗原、EBNA、ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原E6およびE7、TSP−180、MAGE−4、MAGE−5、MAGE−6、p185erbB2、p180erbB−3、c−met、nm−23H1、PSA、TAG−72−4、CAM 17.1、NuMa、K−ras、β−カテニン、CDK4、Mum−1、およびp16である。あるいは、上記抗原は、ウイルスまたはウイルス感染に関連する。さらに別の態様では、上記抗原は、非ウイルス性細胞内寄生生物に関連した抗原である。   In another aspect of the present invention, the antigen is MelanA (MART-1), gp100 (Pmel 17), tyrosinase, TRP-1, TRP-2, MAGE-1, MAGE-3, BAGE, GAGE-1, GAGE. -2, CEA, RAGE, NY-ESO, SCP-1, Hom / Mel-40, PRAME, p53, H-Ras, HER-2 / neu, BCR-ABL, E2A-PRL, H4-RET, IGH-IGK , MYL-RAR, Epstein-Barr virus antigen, EBNA, human papillomavirus (HPV) antigens E6 and E7, TSP-180, MAGE-4, MAGE-5, MAGE-6, p185erbB2, p180erbB-3, c-met, nm -23H1, PSA, TAG-72-4, CAM 17.1, NuMa , K-ras, β-catenin, CDK4, Mum-1, and p16. Alternatively, the antigen is associated with a virus or viral infection. In yet another aspect, the antigen is an antigen associated with a non-viral intracellular parasite.

上記ハウスキーピングエピトープは、約6〜約23のアミノ酸長のポリペプチドを含むか、またはコードしてもよい。好ましくは、上記ポリペプチドは、9または10のアミノ酸長である。上記ポリペプチドは、合成であってもよい。上記ワクチンは、緩衝液、洗浄剤、界面活性剤、酸化防止剤、または還元剤をさらに含んでもよい。上記ハウスキーピングエピトープは好適には、核酸を含んでもよい。好ましくは、上記ハウスキーピングエピトープは、MHCの少なくとも1つの対立遺伝子に特異的である。上記対立遺伝子は、型A1、A2、A3、A11、A24、A26、A29、B7、B8、B14、B18、B27、B35、B44、B62、B60、またはB51をコードすることができる。   The housekeeping epitope may comprise or encode a polypeptide about 6 to about 23 amino acids in length. Preferably, the polypeptide is 9 or 10 amino acids long. The polypeptide may be synthetic. The vaccine may further include a buffer, a detergent, a surfactant, an antioxidant, or a reducing agent. The housekeeping epitope may preferably comprise a nucleic acid. Preferably, the housekeeping epitope is specific for at least one allele of MHC. The allele can encode type A1, A2, A3, A11, A24, A26, A29, B7, B8, B14, B18, B27, B35, B44, B62, B60, or B51.

本発明のさらなる別の態様では、上記動物の治療方法は、免疫エピトープをさらに含む。上記免疫エピトープは、上記標的細胞に関連した第2の抗原に由来してもよい。任意に、上記第1の抗原および上記第2の抗原は、同一である。上記ハウスキーピングエピトープは、MHCの第1の対立遺伝子に特異的であり得て、上記免疫エピトープは、MHCの第2の対立遺伝子に特異的であり得る。上記第1の対立遺伝子および上記第2の対立遺伝
子は、同一であっても異なってもよい。
In yet another aspect of the invention, the animal treatment method further comprises an immune epitope. The immune epitope may be derived from a second antigen associated with the target cell. Optionally, the first antigen and the second antigen are the same. The housekeeping epitope can be specific for the first allele of MHC and the immune epitope can be specific for the second allele of MHC. The first allele and the second allele may be the same or different.

好適には、上記ワクチンは、上記免疫エピトープを含むエピトープクラスターを含む。上記エピトープクラスターは、上記標的細胞に関連した第2の抗原に由来してもよい。任意に、上記第1の抗原および上記第2の抗原は同一である。上記エピトープクラスターは、少なくとも10個のアミノ酸かつ約60個未満のアミノ酸の長さを有するポリペプチドを含むか、またはコードしてもよい。   Suitably, the vaccine comprises an epitope cluster comprising the immune epitope. The epitope cluster may be derived from a second antigen associated with the target cell. Optionally, the first antigen and the second antigen are the same. The epitope cluster may comprise or encode a polypeptide having a length of at least 10 amino acids and less than about 60 amino acids.

好ましくは、上記エピトープクラスターは、上記第2の抗原の長さの約80%未満の長さを有するポリペプチドを含むか、またはコードする。上記ポリペプチドの上記長さは、上記第2の抗原の長さの約50%未満であり得る。さらに別の態様では、上記ポリペプチドの上記長さは、上記第2の抗原の長さの約20%未満であり得る。   Preferably, the epitope cluster comprises or encodes a polypeptide having a length that is less than about 80% of the length of the second antigen. The length of the polypeptide can be less than about 50% of the length of the second antigen. In yet another aspect, the length of the polypeptide can be less than about 20% of the length of the second antigen.

上記動物の治療方法は、第2のハウスキーピングエピトープをさらに含み、上記第2のハウスキーピングエピトープは、第2の標的細胞に関連した第2の抗原に由来する。上記第1の抗原および上記第2の抗原は、同一であっても異なってもよい。同様に、上記第1の標的細胞および上記第2の標的細胞は、同一であっても異なってもよい。   The animal treatment method further comprises a second housekeeping epitope, wherein the second housekeeping epitope is derived from a second antigen associated with a second target cell. The first antigen and the second antigen may be the same or different. Similarly, the first target cell and the second target cell may be the same or different.

核酸構築物を含むワクチンを動物に投与することを含む動物の治療方法もまた、本発明により意図される。上記核酸構築物は好適には、ハウスキーピングエピトープをコードする。上記ハウスキーピングエピトープは、第1の標的細胞に関連した第1の抗原に由来してもよい。   Also contemplated by the present invention is a method of treating an animal comprising administering to the animal a vaccine comprising a nucleic acid construct. The nucleic acid construct preferably encodes a housekeeping epitope. The housekeeping epitope may be derived from a first antigen associated with a first target cell.

本発明の別の態様では、ワクチンを製造する方法が提供される。上記方法は、ハウススキーピングプロテアソームにより、特定の抗原供給源から生産されるか、または生産され得るエピトープを同定することにより、ハウスキーピングエピトープを選定する工程で、ここで上記ハウスキーピングエピトープが第1の標的細胞に関連した第1の抗原に由来する工程、上記ハウスキーピングエピトープを含むワクチンを製造する工程、および選定したハウスキーピングエピトープを含むか、またはコードするワクチン組成物を調製する工程を含む。   In another aspect of the invention, a method for producing a vaccine is provided. The method comprises the step of selecting a housekeeping epitope by identifying an epitope that is or can be produced from a particular antigen source by a houseskiing proteasome, wherein the housekeeping epitope is a first From a first antigen associated with the target cell, producing a vaccine comprising said housekeeping epitope, and preparing a vaccine composition comprising or encoding the selected housekeeping epitope.

上述の方法に従って製造される上記ワクチンも同様に、本発明により提供される。上記ワクチンは、動物を治療するために投与され得る。したがって、上記ワクチンで動物を治療する方法も同様に意図される。   The above vaccine produced according to the method described above is also provided by the present invention. The vaccine can be administered to treat animals. Accordingly, methods for treating animals with the above vaccines are contemplated as well.

ハウスキーピングおよび他のエピトープの発見
本明細書に開示する本発明の他の実施形態は、組成物が投与された対象体から免疫応答を誘発することが可能なワクチンを生成するのに有用なエピトープ、特に本発明のワクチンの実施形態において最も有用なエピトープの同定に関する。本発明の一実施形態は、標的細胞に関連した抗原のペプチド断片の集団からエピトープを選定する工程を含むエピトープの発見方法であって、上記断片は、主要組織適合性複合体クラスI受容体ペプチドが結合する溝に対して既知のまたは予測される親和性を有し、選定エピトープは、上記標的細胞のプロテアソーム切断産物に相当する方法に関する。
Housekeeping and Discovery of Other Epitopes Other embodiments of the invention disclosed herein are epitopes useful for generating vaccines capable of eliciting an immune response from a subject to which the composition has been administered. In particular, it relates to the identification of the most useful epitopes in the vaccine embodiments of the invention. One embodiment of the present invention is a method of finding an epitope comprising selecting an epitope from a population of peptide fragments of an antigen associated with a target cell, the fragment comprising a major histocompatibility complex class I receptor peptide Has a known or predicted affinity for the groove to which is bound, and the selected epitope relates to a method corresponding to the proteasome cleavage product of the target cell.

本発明の別の実施形態は、エピトープを発見する方法であって、以下の:標的細胞由来の配列であって、該標的細胞中で発現されるタンパク質をコードするか、またはそれを含む配列を提供する工程、上記タンパク質のペプチド断片集団であって、そのメンバーが主要組織適合性複合体クラスI受容体ペプチドが結合する溝に対して既知のまたは予測される親和性を有するペプチド断片集団を同定する工程、上記ペプチド断片集団由来の上記エピトープであって、上記標的細胞中で活性なプロテアソームの産物に相当するエピトープ
を選定する工程を含む方法に関する。
Another embodiment of the present invention is a method of discovering epitopes comprising: a sequence derived from a target cell that encodes or comprises a protein expressed in the target cell Identifying a peptide fragment population of the protein, the member of which has a known or predicted affinity for the groove to which a major histocompatibility complex class I receptor peptide binds And a step of selecting the epitope derived from the peptide fragment population, the epitope corresponding to a proteasome product active in the target cell.

この実施形態の一態様は、上述の方法により発見されるエピトープに関する。この実施形態の別の態様は、発見したエピトープを含むワクチンに関する。本発明のさらに別の態様は、動物の治療方法であって、上述のワクチンを上記動物に投与することを含む方法に関する。   One aspect of this embodiment relates to epitopes discovered by the methods described above. Another aspect of this embodiment relates to a vaccine comprising the discovered epitope. Yet another aspect of the present invention relates to a method of treating an animal comprising administering the above vaccine to the animal.

開示する本発明の一実施形態は、エピトープを発見する方法であって、:腫瘍性細胞、および配列を提供する工程で、上記配列が上記腫瘍性細胞に関連した抗原を含むか、またはコードする配列である工程、上記抗原のペプチド断片集団であって、主要組織適合性複合体クラスI受容体ペプチドが結合する溝に対する親和性を有すると予測されるペプチド断片集団を同定する工程、上記ペプチド断片集団由来のエピトープであって、in vitro分析により、上記腫瘍性細胞中で活性なプロテアソームのプロテアソーム切断反応産物であると決定されるエピトープを選定する工程を含む方法に関する。   One embodiment of the disclosed invention is a method of discovering epitopes, comprising: providing a tumor cell, and a sequence, wherein the sequence comprises or encodes an antigen associated with the tumor cell Identifying a peptide fragment population predicted to have affinity for a groove to which a major histocompatibility complex class I receptor peptide binds, the peptide fragment population of the antigen, the peptide fragment population of the antigen, The present invention relates to a method comprising the step of selecting an epitope derived from a population, which is determined by an in vitro analysis to be a proteasome cleavage reaction product of a proteasome active in the neoplastic cell.

この実施形態の一態様は、上述の方法により発見されるエピトープに関する。この実施形態の別の態様は、発見したエピトープを含むワクチンに関する。本発明のさらに別の態様は、動物の治療方法であって、上述のワクチンを上記動物に投与することを含む方法に関する。   One aspect of this embodiment relates to epitopes discovered by the methods described above. Another aspect of this embodiment relates to a vaccine comprising the discovered epitope. Yet another aspect of the present invention relates to a method of treating an animal comprising administering the above vaccine to the animal.

開示する本発明の別の実施形態は、宿主中の標的に関連した抗原のペプチド断片の集団からエピトープを選定する工程を含むエピトープの発見方法であって、上記断片は、上記宿主の主要組織適合性複合体クラスIまたはII受容体ペプチドが結合する溝に対して既知のまたは予測される親和性を有し、選定エピトープは、上記宿主の細胞中の上記該抗原のタンパク質分解性切断の産物に相当する方法に関する。   Another embodiment of the disclosed invention is a method of epitope discovery comprising the step of selecting an epitope from a population of peptide fragments of an antigen associated with a target in a host, wherein the fragment is a major histocompatibility of the host Having a known or predicted affinity for the groove to which the sex complex class I or II receptor peptide binds, and the selected epitope is a product of proteolytic cleavage of the antigen in the host cell. It relates to the corresponding method.

この実施形態の一態様は、上述の方法により発見されるエピトープに関する。この実施形態の別の態様は、発見したエピトープを含むワクチンに関する。本発明のさらに別の態様は、動物の治療方法であって、上述のワクチンを上記動物に投与することを含む方法に関する。
別の実施形態は、第1のハウスキーピングエピトープを含むMHC−ペプチド複合体に特異的なT細胞受容体を発現する単離されたT細胞に関する。ハウスキーピングエピトープは、例えば第1の標的細胞に関連した第1の抗原に由来し得る。T細胞のクローンは、例えばT細胞を含み得る。さらにまた、T細胞のポリクローナル集団は、例えばT細胞を含み得る。T細胞は、例えばin vitro免疫感作により産生され得る。T細胞は、例えば免疫感作動物から単離され得る。
別の実施形態は、養子免疫治療薬の製造方法に関する。該方法は、例えば本明細書中に記載したようなT細胞を薬学的に許容可能なアジュバント、担体、希釈剤または賦形剤等と併用することを含み得る。T細胞は、例えば最初はドナーから得られる。さらにドナーは、例えば免疫治療薬の意図されたレシピエントであり得る。ドナーは、第1の抗原に関して免疫学的に未処置であり得る。ドナーは、例えば以前に第1の抗原に曝露されたことがあり得る。ドナーは、例えば供与前にハウスキーピングエピトープをワクチン接種され得る。
養子免疫治療薬の製造方法は、in vitroでT細胞を培養する工程をさらに含み得る。T細胞は、例えばMHC−ペプチド複合体への曝露により刺激されて増殖し得る。T細胞は、例えばサイトカイン等への曝露により刺激されて増殖し得る。培養は、pAPC、アジュバント、それらの組合せ等をさらに含み得る。pAPCは、例えば樹状細胞であり得る。アジュバントは、例えばGM−CSF、G−CSF、IL−2、IL−12、BCG、破傷風トキソイド、オステオポンチン/ETA−1、CD40リガンドおよびCTLA−4遮断剤等であり得る。
また、本発明の実施形態は、養子免疫治療に用いるための薬剤の製造における本明細書中に記載したようなT細胞の使用にも関する。その他の実施形態は、本明細書中に記載したようなT細胞をレシピエントに投与することを含む疾病の治療方法に関する。別の実施形態は、本明細書中に記載した方法に従って製造された免疫治療薬をレシピエントに投与することを含む疾病の治療方法に関する。
One aspect of this embodiment relates to epitopes discovered by the methods described above. Another aspect of this embodiment relates to a vaccine comprising the discovered epitope. Yet another aspect of the invention relates to a method for treating an animal comprising administering the above-described vaccine to the animal.
Another embodiment relates to an isolated T cell that expresses a T cell receptor specific for an MHC-peptide complex comprising a first housekeeping epitope. The housekeeping epitope can be derived, for example, from a first antigen associated with the first target cell. A T cell clone may comprise, for example, a T cell. Furthermore, a polyclonal population of T cells can include, for example, T cells. T cells can be produced, for example, by in vitro immunization. T cells can be isolated from, for example, immunized animals.
Another embodiment relates to a method of manufacturing an adoptive immunotherapeutic. The method can include, for example, using a T cell as described herein in combination with a pharmaceutically acceptable adjuvant, carrier, diluent or excipient. T cells are initially obtained, for example, from a donor. Furthermore, the donor can be the intended recipient of an immunotherapeutic agent, for example. The donor can be immunologically untreated with respect to the first antigen. The donor may have been previously exposed to the first antigen, for example. The donor can be vaccinated with, for example, a housekeeping epitope prior to donation.
The method for producing an adoptive immunotherapeutic agent can further include a step of culturing T cells in vitro. T cells can be stimulated to proliferate, for example, by exposure to MHC-peptide complexes. T cells can be stimulated to proliferate, for example, by exposure to cytokines and the like. The culture may further comprise pAPC, adjuvant, combinations thereof and the like. The pAPC can be, for example, a dendritic cell. The adjuvant can be, for example, GM-CSF, G-CSF, IL-2, IL-12, BCG, tetanus toxoid, osteopontin / ETA-1, CD40 ligand and CTLA-4 blocker.
Embodiments of the invention also relate to the use of T cells as described herein in the manufacture of a medicament for use in adoptive immunotherapy. Other embodiments relate to a method of treating a disease comprising administering T cells as described herein to a recipient. Another embodiment is directed to a method of treating a disease comprising administering to a recipient an immunotherapeutic agent produced according to the methods described herein.

[好ましい実施形態の詳細な説明]
本発明の実施形態は、標的細胞に対して有効な免疫応答を誘導するためのエピトープ、ワクチンおよび治療方法を提供する。本発明の主要な基礎は、多数の標的細胞がプロフェッショナル抗原提示細胞(pAPC)により表示されるエピトープとは異なるエピトープを表示する、という新規かつ予期せぬ発見である。この差異のために、pAPCは標的細胞上に存在しないエピトープに対してT細胞を誘導し、したがってT細胞は標的細胞を認識できない。本発明の方法および薬剤は、標的細胞上に存在する同一エピトープをpAPCに表示させて、標的細胞を正しく認識し、破壊し得るT細胞を生じうる。本発明のこの態様によるワクチンの商品化のための戦略は、米国特許出願第09/999,186号(表題:METHODS OF COMMERCIALIZING AN ANTIGEN)(2001年11月7日出願)に開示されている。
Detailed Description of Preferred Embodiments
Embodiments of the present invention provide epitopes, vaccines and therapeutic methods for inducing an effective immune response against target cells. The main basis of the present invention is a new and unexpected discovery that a large number of target cells display different epitopes than those displayed by professional antigen presenting cells (pAPC). Because of this difference, pAPC induces T cells against epitopes that are not present on target cells, and therefore T cells cannot recognize target cells. The methods and agents of the present invention can cause pAPCs to display the same epitope present on a target cell, resulting in a T cell that can correctly recognize and destroy the target cell. Strategies for commercializing vaccines according to this aspect of the invention are disclosed in US patent application Ser. No. 09 / 999,186 (title: METHODS OF COMMERCIALIZING AN ANTIGEN) (filed Nov. 7, 2001).

本明細書中で開示される本発明の実施形態は、免疫学的に有効なワクチンを生成するために用いられ得る標的抗原のエピトープの同定方法をさらに提供する。このようなワクチンは、免疫系を刺激して、選定エピトープを表示する標的細胞を認識し、かつ破壊し得る。本発明の実施形態は、癌の治療および予防、ならびに細胞内寄生生物による細胞の感染の治療および予防に、ならびにその他の病原体、毒素およびアレルゲンに関連した症状の治療または予防に特に有用である。   The embodiments of the invention disclosed herein further provide methods for identifying epitopes of target antigens that can be used to generate immunologically effective vaccines. Such vaccines can stimulate the immune system to recognize and destroy target cells displaying the selected epitope. Embodiments of the present invention are particularly useful for the treatment and prevention of cancer and the treatment and prevention of cellular infection by intracellular parasites and for the treatment or prevention of symptoms associated with other pathogens, toxins and allergens.

ある種類の標的は、免疫系を特に免れやすい。これらの中には、多数の種類の癌、ならびに細胞内寄生生物、例えばウイルス、細菌および原生動物などにより感染した細胞が含まれる。このような標的に対する有効な免疫応答を生じるために有用な抗原およびエピトープを同定するために非常に多くの研究がなされてきたが、ほとんど成功していない。本開示は、このような免れやすい標的に対して有効な有効エピトープの新規の生成を効率的に発見するための基礎を提供する。   Certain types of targets are particularly vulnerable to the immune system. Among these are many types of cancer and cells infected by intracellular parasites such as viruses, bacteria and protozoa. A great deal of research has been done to identify antigens and epitopes useful for generating an effective immune response against such targets, but with little success. The present disclosure provides the basis for efficiently discovering new generations of effective epitopes that are effective against such vulnerable targets.

本明細書中に開示された本発明は、真の生物学的関連性を有するエピトープ配列を選択するのを可能にする。生物学的意義を有する、すなわち免疫応答を刺激する際に機能するエピトープに関しては、主要組織適合性複合体(MHC)受容体ペプチドの溝を結合するための親和性を有さねばならない。オリゴペプチド配列がMHC結合親和性を有するか否かを予測する、当業界で既知の種々の手段が存在する。しかしながらMHC結合親和性を有すると予測される配列のほとんどは、それらが標的細胞またはpAPCの表面に実際に提示されないため、生物学的に関連しない。   The invention disclosed herein makes it possible to select epitope sequences with true biological relevance. For epitopes that have biological significance, ie function in stimulating an immune response, they must have an affinity to bind the major histocompatibility complex (MHC) receptor peptide groove. There are various means known in the art to predict whether an oligopeptide sequence has MHC binding affinity. However, most of the sequences predicted to have MHC binding affinity are not biologically relevant because they are not actually presented on the surface of the target cell or pAPC.

開示された本発明の方法は、MHCに対する予測高結合親和性にもかかわらず、それらが標的細胞により提示され得ないために有用でないペプチドを、ワクチン設計者に無視させることができる。したがって、本明細書中に開示された方法および開示は、ワクチン設計における大きな進歩を提供し、その1つは抗原配列分析の力を免疫学の基本的事実と結合させる。本明細書中で教示された方法は、所望の標的に対応する任意のポリペプチド配列を用いたMHCクラスIまたはクラスIIワクチンの作製のための有意義なエピトープの簡単かつ有効な選択を可能にする。   The disclosed method of the invention allows vaccine designers to ignore peptides that are not useful because they cannot be presented by target cells, despite the expected high binding affinity for MHC. Thus, the methods and disclosures disclosed herein provide a major advance in vaccine design, one of which combines the power of antigen sequence analysis with basic immunological facts. The methods taught herein allow for easy and effective selection of meaningful epitopes for the production of MHC class I or class II vaccines using any polypeptide sequence that corresponds to the desired target. .

本明細書中で開示された本発明のさらなる実施形態は、ワクチンに、ならびにワクチン
設計およびエピトープ発見に用いるためのエピトープクラスター領域(ECR)を提供する。特に本発明の実施形態は、標的細胞集団に対して向けられる免疫学的活性組成物の生成に用いるための、そして個別のハウスキーピングエピトープおよび免疫エピトープの発見に用いるためのエピトープクラスターの同定に関する。多くの場合、多数の推定クラスIMHCエピトープは、単一標的関連抗原(TAA)中に存在し得る。このような推定エピトープはしばしば、親TAAのアミノ酸配列中のある領域内に比較的に高密度で分配されるMHCエピトープであるクラスター(ECR)中に見出される。これらのECRには免疫応答の誘導に際して有用であると考え得る生物学的活性を有する多数の推定エピトープを包含するため、それらはワクチン設計のために特に有用なエピトープを同定するためのin vitroまたはin vivo分析のための優れた物質を示す。そして、エピトープクラスターはそれら自体、活性MHCエピトープを生成するために細胞内部でプロセシングされるため、クラスターはワクチン中に直接用いられることができ、クラスター中の1つまたはそれ以上の推定エピトープは活性MHCエピトープ中で実際にプロセシングされる。
Further embodiments of the invention disclosed herein provide epitope cluster regions (ECR) for use in vaccines and in vaccine design and epitope discovery. In particular, embodiments of the invention relate to the identification of epitope clusters for use in generating immunologically active compositions directed against a target cell population and for use in the discovery of individual housekeeping epitopes and immune epitopes. In many cases, multiple putative class IMHC epitopes may be present in a single target associated antigen (TAA). Such putative epitopes are often found in clusters (ECRs), which are MHC epitopes that are relatively densely distributed within certain regions in the amino acid sequence of the parent TAA. Because these ECRs include a number of putative epitopes with biological activities that may be useful in inducing an immune response, they can be used in vitro or to identify epitopes that are particularly useful for vaccine design. Excellent material for in vivo analysis. And since the epitope clusters themselves are processed inside the cell to generate active MHC epitopes, the clusters can be used directly in the vaccine, and one or more putative epitopes in the cluster are active MHC epitopes. Actually processed in the epitope.

ワクチン中のECRの使用は、組換えワクチンの製造において重要な技術的進歩を提供し、そしてさらに、全タンパク質配列をコードする既存の核酸ワクチンを上回る安全性におけるきわめて重大な進歩を提供する。組換えワクチンは一般に、微生物発酵槽中での全タンパク質の高価かつ技術的に難しい生産によっている。ECRは、化学的合成ポリペプチドを用いるオプションを提供し、開発および製造を大いに簡略化し、そして種々の安全上の問題を不要にする。同様に、典型的には全配列の相対的に短い領域であるECRをコードする核酸配列を用いる能力は、より高価で、時間を要し、かつ全遺伝子配列を用いることに関するおそらくは難しい分子生物学手法よりむしろ、核酸ベースのワクチンの開発および操作における合成オリゴヌクレオチド化学手法の使用を可能にする。   The use of ECR in vaccines provides an important technological advance in the production of recombinant vaccines, and further provides a significant advance in safety over existing nucleic acid vaccines that encode the entire protein sequence. Recombinant vaccines generally rely on expensive and technically difficult production of total proteins in microbial fermenters. ECR offers the option to use chemically synthesized polypeptides, greatly simplifying development and manufacturing, and eliminating various safety issues. Similarly, the ability to use a nucleic acid sequence encoding ECR, which is typically a relatively short region of the entire sequence, is more expensive, time consuming, and perhaps difficult molecular biology for using the entire gene sequence Rather than an approach, it allows the use of synthetic oligonucleotide chemistry techniques in the development and manipulation of nucleic acid based vaccines.

ECRは、ECRが見出される全タンパク質をコードするものと比較して相対的に短い核酸配列によりコードされるため、これは核酸ワクチンの安全性を非常に向上させ得る。核酸ワクチンの分野における重要な問題は、ワクチンとワクチンが投与される動物中の配列との配列相同性の程度が、動物のゲノム中へのワクチン配列の組込みの確率を確定するという事実である。核酸ワクチンの基本的安全問題は、ゲノム配列中に組み込むそれらの能力であり、これは遺伝子発現および腫瘍形質転換の規制解除を生じ得る。食品医薬品局は、核酸および組換えワクチンはできるだけ少ないヒト配列との配列相同を含有すべきであると勧告している。腫瘍関連抗原を送達するワクチンの場合、患者の腫瘍細胞中で発現されるタンパク質をコードするものと相同である核酸配列をワクチンが含有することは不可避である。しかしながら、治療的免疫応答を誘導するためのエピトープの発現を促すことが最低限不可欠である程度にそれらの配列の程度を限定するのが非常に望ましい。したがってECRの使用は、相同の最小領域を提供する一方で、考え得る治療価値を有する多数のエピトープを組み入れるという二重の利点を提供する。   This can greatly improve the safety of nucleic acid vaccines because ECR is encoded by a relatively short nucleic acid sequence compared to that encoding the entire protein for which ECR is found. An important problem in the field of nucleic acid vaccines is the fact that the degree of sequence homology between the vaccine and the sequence in the animal to which the vaccine is administered determines the probability of integration of the vaccine sequence into the genome of the animal. The basic safety issue of nucleic acid vaccines is their ability to integrate into genomic sequences, which can result in deregulation of gene expression and tumor transformation. The Food and Drug Administration recommends that nucleic acids and recombinant vaccines should contain as little sequence homology as possible with human sequences. In the case of vaccines that deliver tumor-associated antigens, it is inevitable that the vaccine contains nucleic acid sequences that are homologous to those that encode proteins expressed in the patient's tumor cells. However, it is highly desirable to limit the extent of these sequences to the extent that it is minimally essential to promote the expression of epitopes to induce a therapeutic immune response. Thus, the use of ECR offers the dual advantage of incorporating multiple epitopes with possible therapeutic value while providing the minimal region of homology.

本発明の態様は、ハウスキーピングエピトープをコードする核酸構築物を提供する。ハウスキーピングエピトープは、以下でより詳細に記載されるように、周辺細胞の活性プロテアソームにより生産されるペプチド断片を包含する。本発明に関する基礎は、標的細胞に関連した任意の抗原が、身体のクラスI主要組織適合性複合体(MHC)分子による提示のための2つの識別可能な組のエピトープに差次的にプロセシングされ得るという発見である。「免疫エピトープ」は、pAPCにより提示され、そして一般的には、急性感染を受けたか、またはインターフェロン(IFN)分泌細胞による活性免疫学的攻撃下にある周辺細胞中にも提示される。これに対比して、「ハウスキーピングエピトープ」は、他の周辺細胞すべて、例えば一般的には腫瘍(癌性)細胞および慢性感染細胞により提示される。宿主中で機能中の免疫系の存在にもかかわらず、提示エピトープにおけるこのミスマッチ、または非同時性が、癌および慢性感染の持続および進行の原因となっている。し
たがって有効な細胞溶解性Tリンパ球(CTL)媒介性免疫応答を引き起こすためには、pAPCおよび標的細胞間のエピトープ提示の同調を生じさせることが不可欠である。
Aspects of the invention provide nucleic acid constructs that encode housekeeping epitopes. Housekeeping epitopes include peptide fragments produced by peripheral cell active proteasomes, as described in more detail below. The basis for the present invention is that any antigen associated with a target cell is differentially processed into two distinct sets of epitopes for presentation by the body's class I major histocompatibility complex (MHC) molecule. It is a discovery that you get. “Immune epitopes” are presented by pAPC and are generally also presented in surrounding cells that have been acutely infected or under active immunological attack by interferon (IFN) secreting cells. In contrast, “housekeeping epitopes” are presented by all other surrounding cells, such as generally tumor (cancerous) cells and chronically infected cells. Despite the presence of a functioning immune system in the host, this mismatch, or asynchrony, in the displayed epitope is responsible for the persistence and progression of cancer and chronic infection. Therefore, in order to elicit an effective cytolytic T lymphocyte (CTL) -mediated immune response, it is essential to generate a synchronized epitope presentation between pAPC and target cells.

同調は、pAPCにハウスキーピングエピトープを提供することにより、最も確実に成し遂げられ得る。しばしば、1つより多いエピトープを提供することにより、よりしっかりした応答が達成され得る。さらに、標的細胞に対する有効免疫応答が確立されれば、IFNの分泌は免疫プロテアソームの発現をもたらし、それによりエピトープ提示を免疫エピトープに切り替え得る。この理由のために特に、上記の開示にしたがって開発されるワクチン中に、ハウスキーピングエピトープのほかに、免疫エピトープを含むことも有益であり得る。ECRの形態で免疫エピトープを提供することはさらなる効用を有し得る。本発明の実施形態は、種々の組合せでハウスキーピングエピトープかつ/または免疫エピトープをコードする発現ベクターを提供する。好ましい発現構築物は、標的細胞に対して向けられる細胞性免疫応答を刺激し得る少なくとも1つのエピトープをコードする。本発明の一実施形態では、標的細胞は腫瘍性細胞である。別の実施形態では、標的細胞は任意の細胞内感染宿主細胞である。細胞内感染作用物質としては、持続性ウイルスおよび感染の細胞内段階を有する任意のその他の感染生物体が挙げられる。   Tuning can be most reliably accomplished by providing a housekeeping epitope for pAPC. Often, a more robust response can be achieved by providing more than one epitope. Furthermore, once an effective immune response against the target cell is established, IFN secretion can lead to expression of the immune proteasome, thereby switching the epitope presentation to an immune epitope. For this reason, it may also be beneficial to include immune epitopes in addition to housekeeping epitopes in vaccines developed in accordance with the above disclosure. Providing immune epitopes in the form of ECR may have additional utility. Embodiments of the invention provide expression vectors that encode housekeeping epitopes and / or immune epitopes in various combinations. Preferred expression constructs encode at least one epitope that can stimulate a cellular immune response directed against the target cell. In one embodiment of the invention, the target cell is a neoplastic cell. In another embodiment, the target cell is any intracellularly infected host cell. Intracellular infection agents include persistent viruses and any other infectious organisms that have an intracellular stage of infection.

いくつかの実施形態の核酸構築物は、被験者の免疫系を強化するために、かつそれを宿主内の腫瘍性細胞の存在に感作させるために向けられる。その他の実施形態では、核酸構築物は、持続性ウイルス感染、ならびに細胞内寄生生物が感染した細胞の根絶を促す。   The nucleic acid constructs of some embodiments are directed to strengthen the subject's immune system and to sensitize it to the presence of neoplastic cells in the host. In other embodiments, the nucleic acid construct promotes persistent viral infection as well as eradication of cells infected with intracellular parasites.

定義
本明細書中の用語の使用状況とは別に明白でない限り、以下に列挙した用語は一般に、この説明のために指定の意味を有するものとする。
Definitions Unless otherwise apparent from the usage of the terms herein, the terms listed below shall generally have the designated meaning for the purpose of this description.

プロフェッショナル抗原提示細胞(pAPC)− T細胞同時刺激分子を保有し、かつT細胞応答を誘導し得る細胞。十分に特性化されたpAPCは、樹状細胞、B細胞およびマクロファージである。   Professional antigen presenting cell (pAPC)-A cell that carries a T cell costimulatory molecule and can induce a T cell response. Well characterized pAPC are dendritic cells, B cells and macrophages.

周辺細胞− pAPCでない細胞。   Peripheral cells-cells that are not pAPC.

ハウスキーピングプロテアソーム− 普通は周辺細胞中で活性であり、一般的にpAPC中に存在しないかまたは強力に活性であるわけではないプロテアソーム。   Housekeeping proteasome—A proteasome that is normally active in surrounding cells and is generally not present or strongly active in pAPC.

免疫プロテアソーム− 普通はpAPC中で活性なプロテアソーム;免疫プロテアソームは感染組織中のいくつかの周辺細胞中でも活性である。   Immune proteasomes—proteasomes that are normally active in pAPC; immune proteasomes are also active in several surrounding cells in infected tissues.

エピトープ− 免疫応答を刺激し得る分子または物質。好ましい実施形態では、この定義によるエピトープとしてはポリペプチドおよびポリペプチドをコードする核酸が挙げられるが、これらに限定されず、この場合、ポリペプチドは免疫応答を刺激し得る。他の好ましい実施形態では、この定義によるエピトープとしてはそれらがT細胞受容体と相互作用し得るよう、クラスI MHCのポケットと非共有的に結合される細胞の表面に提示されるペプチドが挙げられるが、これに限定されない。   Epitope—A molecule or substance that can stimulate an immune response. In preferred embodiments, epitopes according to this definition include, but are not limited to, polypeptides and nucleic acids encoding the polypeptides, in which case the polypeptides may stimulate an immune response. In other preferred embodiments, epitopes according to this definition include peptides presented on the surface of cells that are non-covalently associated with a pocket of class I MHC so that they can interact with T cell receptors. However, it is not limited to this.

MHCエピトープ− 哺乳類クラスI主要組織適合性複合体(MHC)分子に対する既知のまたは予測される親和性を有するポリペプチド。   MHC epitope—a polypeptide having a known or predicted affinity for a mammalian class I major histocompatibility complex (MHC) molecule.

HLAエピトープ− ヒトクラスI主要組織適合性複合体(MHC)分子に対する既知のまたは予測される親和性を有するポリペプチド。   HLA epitope—a polypeptide having a known or predicted affinity for a human class I major histocompatibility complex (MHC) molecule.

ハウスキーピングエピトープ− 好ましい実施形態では、ハウスキーピングエピトープは、MHCエピトープであり、かつハウスキーピングプロテアソームが優勢的に活性である細胞上に表示されるポリペプチド断片として定義される。別の好ましい実施形態では、ハウスキーピングエピトープは、上記の定義によるハウスキーピングエピトープを含有する、すなわち1〜数個の付加的アミノ酸と隣接するポリペプチドとして定義される。別の好ましい実施形態では、ハウスキーピングエピトープは、上記の定義のいずれかによるハウスキーピングエピトープをコードする核酸として定義される。   Housekeeping epitopes-In a preferred embodiment, a housekeeping epitope is defined as a polypeptide fragment that is an MHC epitope and is displayed on cells in which the housekeeping proteasome is predominantly active. In another preferred embodiment, a housekeeping epitope is defined as a polypeptide containing a housekeeping epitope according to the above definition, ie adjacent to one to several additional amino acids. In another preferred embodiment, a housekeeping epitope is defined as a nucleic acid encoding a housekeeping epitope according to any of the above definitions.

免疫エピトープ− 好ましい実施形態では、免疫エピトープは、MHCエピトープでありかつ免疫プロテアソームが優勢的に活性である細胞上に表示されるポリペプチド断片と定義される。別の好ましい実施形態では、免疫エピトープは、上記の定義による免疫エピトープを含有する、すなわち1〜数個の付加的アミノ酸と隣接するポリペプチドとして定義される。別の好ましい実施形態では、免疫エピトープは、エピトープクラスター配列を包含するポリペプチドとして定義され、クラスI MHCに対する既知のまたは予測される親和性を有する少なくとも2つのポリペプチド配列を有する。さらに別の好ましい実施形態では、免疫エピトープは、上記の定義のいずれかによる免疫エピトープをコードする核酸として定義される。   Immune epitopes-In a preferred embodiment, immune epitopes are defined as polypeptide fragments that are MHC epitopes and are displayed on cells in which the immune proteasome is predominantly active. In another preferred embodiment, an immune epitope is defined as a polypeptide containing an immune epitope according to the above definition, ie adjacent to one to several additional amino acids. In another preferred embodiment, the immune epitope is defined as a polypeptide comprising an epitope cluster sequence and has at least two polypeptide sequences with known or predicted affinities for class I MHC. In yet another preferred embodiment, an immune epitope is defined as a nucleic acid encoding an immune epitope according to any of the above definitions.

標的細胞− 本発明のワクチンおよび方法により標的化される細胞。この定義による標的細胞の例としては、腫瘍性細胞、および細胞内寄生生物、例えばウイルス、細菌または原生動物を保有する細胞が挙げられるが、これらに限定されない。   Target cells—cells targeted by the vaccines and methods of the invention. Examples of target cells according to this definition include, but are not limited to, neoplastic cells and cells carrying intracellular parasites such as viruses, bacteria or protozoa.

標的関連抗原(TAA)− 標的細胞中に存在するタンパク質またはポリペプチド。   Target associated antigen (TAA)-a protein or polypeptide present in a target cell.

腫瘍関連抗原(TuAA)− 標的細胞が腫瘍性細胞であるTAA。   Tumor associated antigen (TuAA)-TAA where the target cell is a neoplastic cell.

以下の考察は、本発明の実施についての本発明人等の理解を記述することに留意されたい。しかしながらこの考察は、特許請求の範囲に記述されない実施についての任意の特定理論に本特許を限定することを意図していない。   It should be noted that the following discussion describes the inventors' understanding of the practice of the present invention. However, this discussion is not intended to limit the patent to any particular theory of implementation that is not described in the claims.

異なるプロテアソームは異なるエピトープを生産する
pAPCまたは周辺細胞の表面にクラスI MHCにより提示されるエピトープは、プロテアソームによりそれらの細胞内でのタンパク質の消化により生産される。pAPCのプロテアソームは周辺細胞のプロテアソームと同一でないことが報告されているが、しかしこの差異の意義はこれまで正価を認められていない。本発明は、pAPCおよび周辺細胞が既定のTAAを処理する場合、pAPC中で活性なプロテアソームは、周辺細胞中で活性であるプロテアソームにより生成されるエピトープ断片とは異なるエピトープ断片を生成する、という事実に基づいている。参照に便利なように、そして上記のように、pAPC中で優勢に活性であるプロテアソームは本明細書中では「免疫プロテアソーム」と呼ばれ、一方、周辺細胞中で普通は活性であるプロテアソームは本明細書中では「ハウスキーピングプロテアソーム」と呼ばれる。
Different proteasomes produce different epitopes Epitopes presented by class I MHC on the surface of pAPC or surrounding cells are produced by digestion of proteins within those cells by the proteasome. It has been reported that the proteasome of pAPC is not identical to the proteasome of the surrounding cells, but the significance of this difference has not been recognized to date. The present invention is the fact that when pAPC and surrounding cells process a given TAA, proteasomes active in pAPC produce epitope fragments that are different from those produced by proteasomes active in surrounding cells. Based on. For convenience of reference and as described above, proteasomes that are predominantly active in pAPC are referred to herein as “immune proteasomes”, whereas proteasomes that are normally active in surrounding cells are present. In the specification, it is called “housekeeping proteasome”.

pAPCおよび周辺細胞の差次的プロセシングの意義は、誇張して述べられ得ない。この差次的プロセシングは、ある種の標的細胞が免疫系による認識および攻撃に耐性である理由に関する合一的説明を提供する。pAPCは標的細胞から放出されたTAAを拾い上げて、それらの表面に提示し得るが、しかしpAPCはその結果としてCTLの生産を刺激して、「免疫エピトープ」(免疫プロテアソームによるTAAのプロセシングに起因するエピトープ)を認識するが、それに反して、標的細胞は「ハウスキーピングエピトープ」(ハウスキーピングプロテアソームにより生成されるTAAの別個の断片)を表示する。したがって、生理学的条件下でのCTL応答は、標的細胞上のエピトープから誤った方
向に向けられる。
The significance of differential processing of pAPC and surrounding cells cannot be exaggerated. This differential processing provides a unified explanation as to why certain target cells are resistant to recognition and attack by the immune system. pAPC can pick up TAA released from target cells and present it on their surface, but pAPC consequently stimulates the production of CTLs, resulting in "immune epitopes" (due to processing of TAA by the immune proteasome In contrast, the target cell displays a “housekeeping epitope” (a separate fragment of TAA produced by the housekeeping proteasome). Thus, the CTL response under physiological conditions is misdirected from the epitope on the target cell.

CTL応答は定義によればpAPCにより誘導されるため、それらはハウスキーピングエピトープではなく免疫エピトープを標的にするため、標的細胞を認識せず、したがってこのことにより身体中に残存する。細胞性免疫応答のこの基本的「エピトープ区画化」は、いくつかの腫瘍性細胞が存続して腫瘍を形成し得る理由である。それはいくつかのウイルスおよび細胞内寄生生物が免疫系により根絶されることなく慢性的に細胞に感染し得る理由でもある。感染作用物質に関しては、普通はそれらはそれらが感染する細胞中での免疫プロテアソームの発現を引き起こす。これは、免疫系に対してpAPCにより提示されているものと同一である細胞表面上のエピトープの生産を生じる。したがって感染は、免疫系と感染細胞との間の「エピトープ同調」、その後の感染細胞の破壊、ならびに身体からの感染作用物質のクリアランスを生じる。いくつかの感染作用物質、特に慢性感染を確立し得るものの場合、それらは、それらが感染する細胞中での免疫プロテアソームの発現を防止する手段を進化させた。これらの細胞中ではプロテアソームはハウスキーピング様式で維持され、それによりCTLによるエピトープ同調および攻撃を防止する。これが事実上すべての慢性感染作用物質により用いられる一般的メカニズムである、という実質的証拠が存在する。   Since CTL responses are induced by pAPC by definition, they target immune epitopes rather than housekeeping epitopes, so they do not recognize target cells and thus remain in the body. This basic “epitope compartmentalization” of the cellular immune response is the reason why some neoplastic cells can survive and form tumors. It is also why some viruses and intracellular parasites can chronically infect cells without being eradicated by the immune system. As for infectious agents, they usually cause the expression of the immune proteasome in the cells they infect. This results in the production of epitopes on the cell surface that are identical to those presented by pAPC to the immune system. Infection thus results in “epitope synchronization” between the immune system and the infected cell, subsequent destruction of the infected cell, as well as clearance of the infectious agent from the body. In the case of some infectious agents, particularly those that can establish chronic infections, they have evolved a means to prevent the expression of the immune proteasome in the cells they infect. In these cells the proteasome is maintained in a housekeeping manner, thereby preventing epitope tuning and attack by CTL. There is substantial evidence that this is a common mechanism used by virtually all chronic infectious agents.

CTLの一部においてある種の標的細胞を認識し、かつ根絶することのこの失敗を克服するための一方法は、エピトープ提示を「同調し」得るワクチンおよび治療方法を提供することである。この状況でのエピトープ同調は、pAPCがハウスキーピングエピトープを提示するよう作製されて、標的細胞上に表示されるハウスキーピングエピトープを認識し、それにより標的細胞を攻撃し、かつ排除し得るCTLを生じることを意味する。   One way to overcome this failure to recognize and eradicate certain target cells in the part of the CTL is to provide vaccines and therapeutic methods that can “synchronize” epitope presentation. Epitope synchronization in this situation is made so that pAPC presents a housekeeping epitope, resulting in a CTL that recognizes the housekeeping epitope displayed on the target cell, thereby attacking and eliminating the target cell Means that.

したがって本発明の実施形態は、腫瘍性疾患、例えば固形腫瘍およびリンパ腫を治療するために有用である。本発明の付加的実施形態は、持続性ウイルス疾患、ならびに感染作用物質が感染の細胞内段階を有する寄生生物性感染を治療する際の用途を有する。このような標的細胞に対応するハウスキーピングエピトープの適切な投与は、標的細胞に対する特異的細胞傷害性T細胞応答を活性化し得る。   Thus, embodiments of the present invention are useful for treating neoplastic diseases such as solid tumors and lymphomas. Additional embodiments of the present invention have application in treating persistent viral diseases as well as parasitic infections where the infectious agent has an intracellular stage of infection. Appropriate administration of housekeeping epitopes corresponding to such target cells can activate specific cytotoxic T cell responses against the target cells.

癌におけるエピトープ差異の役割
いくつかの実施形態では、本発明は、腫瘍性疾患を治療することに向けられる。癌は、単一異常細胞の子孫の進行性非調節化増殖により引き起こされる。「癌」という用語は、本明細書中で用いられる場合、腫瘍性疾患、腫瘍性細胞、腫瘍、腫瘍細胞、悪性疾患および任意の形質転換細胞、例えば固形腫瘍および散在性腫瘍性疾患を包含する。歴史的には、癌細胞は一般に、身体の他の非癌性細胞と同一遺伝物質を含有するために、免疫系による検出および破壊を免れると考えられてきた。身体中の癌細胞と健常細胞の遺伝的同一性または類似性は、おそらく、癌細胞を正常細胞と区別する難しさを生じ、したがって免疫系は、身体中の癌細胞の存続により立証されるように、有効免疫応答を高めることができない。
Role of Epitope Differences in Cancer In some embodiments, the present invention is directed to treating neoplastic diseases. Cancer is caused by progressive unregulated growth of single abnormal cell progeny. The term “cancer” as used herein encompasses neoplastic diseases, neoplastic cells, tumors, tumor cells, malignant diseases and any transformed cells such as solid tumors and disseminated neoplastic diseases. . Historically, cancer cells have generally been thought to escape detection and destruction by the immune system because they contain the same genetic material as other non-cancerous cells of the body. The genetic identity or similarity between cancer cells in the body and healthy cells probably creates difficulties in distinguishing cancer cells from normal cells, so the immune system will be evidenced by the survival of cancer cells in the body In addition, the effective immune response cannot be enhanced.

それと反対に、免疫応答を惹起し得る、そして実際に惹起する種々の腫瘍関連抗原(TuAA)が記載されている。多数の研究が、in vitroで種々のTuAA由来のペプチドを提示する標的細胞を死滅させ得る腫瘍内浸潤リンパ球(TIL)を記載している。しかしながら以下でさらに詳細に記載されるように、TILが癌を制御できないのは、CTL活性を誘導する細胞、pAPC、ならびに所望の標的細胞、すなわち腫瘍の細胞により生産され、提示されるエピトープの差異に起因する。その差異を理解するためには、プロテアソームの機能および動態を理解する必要がある。   In contrast, various tumor-associated antigens (TuAA) have been described that can elicit and actually elicit an immune response. Numerous studies have described intratumoral infiltrating lymphocytes (TILs) that can kill target cells presenting various TuAA-derived peptides in vitro. However, as described in more detail below, TIL is unable to control cancer because of differences in epitopes produced and presented by cells that induce CTL activity, pAPC, and the desired target cells, ie, tumor cells. caused by. To understand the difference, it is necessary to understand the function and dynamics of the proteasome.

すべての細胞が、タンパク質を分解するためのプロテアソームを含有する。細胞の総タ
ンパク質含量の約1%を構成するこれらのプロテアソームは、細胞中のタンパク質半減期を調節するために機能する。タンパク質分解経過において、プロテアソームは、クラスI抗原提示に関与する膨大な大多数のペプチド断片を生成し、そしてプロテアソーム切断パターンは、クラスI分子上の提示のための抗原性エピトープの利用可能性に影響を及ぼす(図1)。したがってMHCエピトープは、細胞のプロテアソーム活性により生産される。しかしながらpAPC中のタンパク質分解活性は、周辺細胞と比較して、顕著に異なる。pAPCは、感染中、または種々のサイトカイン、特にインターフェロン(IFN)への曝露後に、細胞性免疫応答の一部として、典型的には周辺細胞中で発現されるだけであるサブユニットを構成的に組み入れるプロテアソームを含有する。上記のように、pAPCおよび周辺細胞の異なるプロテアソーム活性は、本明細書中ではそれぞれ免疫プロテアソームおよびハウスキーピングプロテアソームと呼ばれる。
All cells contain a proteasome to degrade proteins. These proteasomes, which make up about 1% of the total protein content of the cell, function to regulate the protein half-life in the cell. In the proteolytic process, the proteasome generates a vast majority of peptide fragments involved in class I antigen presentation, and the proteasome cleavage pattern affects the availability of antigenic epitopes for presentation on class I molecules (FIG. 1). MHC epitopes are therefore produced by cellular proteasome activity. However, the proteolytic activity in pAPC is significantly different compared to surrounding cells. pAPC constitutively contains subunits that are typically only expressed in surrounding cells as part of the cellular immune response during infection or after exposure to various cytokines, particularly interferon (IFN). Contains the proteasome to be incorporated. As noted above, the different proteasome activities of pAPC and surrounding cells are referred to herein as the immune proteasome and housekeeping proteasome, respectively.

免疫プロテアソームおよびハウスキーピングプロテアソームは、類似のしかし別個の位置でタンパク質を切断する能力を有する。免疫プロテアソームは、それをそのハウスキーピング等価物とは区別するいくつかのサブユニットを組み入れる。これらの免疫サブユニットとしては、ハウスキーピングプロテアソームの触媒性サブユニットを置換するLMP2、LMP7およびMECL1、および調節機能を供するPA28αおよびPA28βが挙げられる(図2)。集合的に、これらのサブユニットの組入れは、ハウスキーピングプロテアソームの活性とは定性的および定量的に異なる免疫プロテアソームからの活性を生じる。ハウスキーピングプロテアソームと免疫プロテアソームとの間にはそれらが生産するMHCエピトープに関して差異があるという証拠が存在するが、しかし現在まで、これらの差異は定量的な用語で理論的に説明されてきた。免疫プロテアソームにより媒介される最終的作用は、異なるものより、より多くのペプチドの生産を促すことである、ということが他者により示唆されている。   Immune proteasomes and housekeeping proteasomes have the ability to cleave proteins at similar but distinct locations. The immune proteasome incorporates several subunits that distinguish it from its housekeeping equivalent. These immune subunits include LMP2, LMP7 and MECL1, which replace the catalytic subunit of the housekeeping proteasome, and PA28α and PA28β that provide regulatory functions (FIG. 2). Collectively, the incorporation of these subunits results in activity from the immune proteasome that differs qualitatively and quantitatively from the activity of the housekeeping proteasome. There is evidence that there are differences between housekeeping proteasomes and immune proteasomes with respect to the MHC epitopes they produce, but to date, these differences have been theoretically explained in quantitative terms. Others have suggested that the ultimate effect mediated by the immune proteasome is to promote the production of more peptides than different ones.

免疫プロテアソームとハウスキーピングプロテアソームとの間の抗原プロセシングにおける定性的差異は、ワクチン設計にとって重大な意味を有する。IFN−γはTリンパ球により生産されるが、この場合、それは細胞性免疫応答の誘導の促進に関与し、かつ上記のように、免疫プロテアソームの発現を誘導する。特にIFNは、ある条件下で、すなわち病原体により細胞が感染されるようになる場合、事実上その他の任意の細胞によっても生産される。事実上、ウイルス感染は典型的には感染細胞によるIFN生産を生じ、これが次に、ハウスキーピングプロテアソーム形状から免疫プロテアソーム形状に転換されるよう細胞を誘導する。この現象の1つの説明は、感染およびその後のIFNアップレギュレーションが、ウイルスに対する免疫応答の刺激に関与するpAPCと、表示抗原レパートリーに関して感染細胞とを整列させるために機能するというものである。これは、細胞により普通に発現されるその内因性「自己」タンパク質、ならびにpAPC中で起こる抗原プロセシングと同一方法で感染作因(「非自己」)に関するタンパク質の両方のプロセシングを生じる。ハウスキーピング形状から免疫形状への感染細胞のプロテアソームの転換は、感染細胞およびpAPC間の「エピトープ同調」を生じる(図3)。   Qualitative differences in antigen processing between immune and housekeeping proteasomes have significant implications for vaccine design. IFN-γ is produced by T lymphocytes, in which case it is involved in promoting the induction of a cellular immune response and, as described above, induces expression of the immune proteasome. In particular, IFN is also produced by virtually any other cell under certain conditions, ie when the cell becomes infected by a pathogen. In effect, viral infection typically results in IFN production by infected cells, which in turn induces the cell to be converted from a housekeeping proteasome shape to an immune proteasome shape. One explanation for this phenomenon is that infection and subsequent IFN upregulation function to align the pAPCs involved in stimulating the immune response against the virus with the infected cells with respect to the displayed antigen repertoire. This results in the processing of both the endogenous “self” protein normally expressed by the cell, as well as the protein for the infectious agent (“non-self”) in the same manner as antigen processing occurs in pAPC. Conversion of the proteasome of infected cells from a housekeeping form to an immune form results in “epitope synchronization” between infected cells and pAPC (FIG. 3).

TuAAに特異的なMHCクラスI制限CTLは、癌に対する免疫応答の重要な構成成分である。TuAAは、それらが正常細胞の表面に表示されないか、または腫瘍細胞により過剰発現されるか、またはそうでない場合は腫瘍細胞に強く特徴的である程度に、腫瘍特異的T細胞応答の有用な標的である。多数のTuAAが既知であり、文献中でまたは商業的に当業者には容易に利用可能である。   TuAA-specific MHC class I restricted CTLs are important components of the immune response against cancer. TuAAs are useful targets for tumor-specific T cell responses to the extent that they are not displayed on the surface of normal cells or are overexpressed by tumor cells or otherwise strongly characterized by tumor cells. is there. Numerous TuAAs are known and readily available to those skilled in the literature or commercially.

実際、いくつかの腫瘍は、免疫プロテアソームのIFN−γ誘導を欠くことが判明している。これらの状況では、CTLはpAPCによりプロセシングされたTuAAからの免疫エピトープをターゲッティングしていると思われる。これらの免疫エピトープに対して特異的に活性化された、これらの患者における多数のCTLにもかかわらず、CTLは癌
細胞上のエピトープを見つけることができない。疾患は進行し、そしてついには標的の位置を突き止めることができない蓄積中のCTLは、機能不全になる(Lee, et al. Nature
Medicine(1999) 5[6]:677-685)。pAPCにハウスキーピングエピトープを提供することにより、pAPCによるエピトープ提示を腫瘍によるエピトープ提示と同調させ、そして腫瘍上に存在するハウスキーピングエピトープを認識するCTL集団を活性化し得る。
Indeed, some tumors have been found to lack IFN-γ induction of immune proteasomes. In these situations, CTL appear to target immune epitopes from TuAA processed by pAPC. Despite the large number of CTLs in these patients that are specifically activated against these immune epitopes, CTLs cannot find epitopes on cancer cells. The disease progresses, and accumulating CTL that eventually cannot locate the target becomes dysfunctional (Lee, et al. Nature
Medicine (1999) 5 [6]: 677-685). By providing a housekeeping epitope to pAPC, epitope presentation by pAPC can be synchronized with epitope presentation by the tumor and activate a CTL population that recognizes the housekeeping epitope present on the tumor.

したがってpAPC中の免疫プロテアソームが定性的に周辺細胞中のハウスキーピングプロテアソームが生産するものとは異なるエピトープを生産するという発見は、TILが腫瘍細胞を根絶しない理由への説明を提供する。上記のプロセシングメカニズムは、Tリンパ球が腫瘍塊中にたどり着く方法を説明するが、腫瘍細胞自体に対して比較的に有効でない。pAPCの免疫プロテアソームと腫瘍細胞のハウスキーピングプロテアソームとの間の示差的抗原プロセシングは、進行性癌を有する患者におけるTuAAに対して特異的なTリンパ球の高頻度性の観察を説明し得る(Lee, et al. Nature Medicine(1999) 5[6]:677-685)(図4)。   Thus, the discovery that immune proteasomes in pAPC produce qualitatively different epitopes than those produced by housekeeping proteasomes in surrounding cells provides an explanation for why TIL does not eradicate tumor cells. The above processing mechanism explains how T lymphocytes arrive in the tumor mass, but is relatively ineffective against the tumor cells themselves. Differential antigen processing between the immune proteasome of pAPC and the housekeeping proteasome of tumor cells may explain the high frequency observation of T lymphocytes specific for TuAA in patients with advanced cancer (Lee , et al. Nature Medicine (1999) 5 [6]: 677-685) (FIG. 4).

プロテアソーム活性の差異のために、周辺標的細胞、例えば腫瘍細胞、およびウイルスまたはその他の細胞内寄生生物に感染したいくつかの細胞(これらはすべてハウスキーピングプロテアソームを発現する)は必然的に、T細胞が、認識するためにpAPCにより条件調節されるエピトープシグナルとは異なるエピトープシグナルを表示する。この発見にかんがみて、プロテアソームに関する強力な免疫調節的役割が出現する。この発見は、標的細胞の有益なおよび致死的な細胞媒介性攻撃を誘導するために、免疫系、特にpAPCの操作に手がかりを提供する。   Because of differences in proteasome activity, peripheral target cells, such as tumor cells, and some cells infected with viruses or other intracellular parasites, all of which express the housekeeping proteasome, are necessarily T cells However, it displays an epitope signal different from the epitope signal conditioned by pAPC for recognition. In light of this discovery, a powerful immunoregulatory role for the proteasome emerges. This discovery provides clues to the manipulation of the immune system, particularly pAPC, to induce beneficial and lethal cell-mediated attacks of target cells.

示差的抗原プロセシングは、TuAAに特異的なCTLがしばしば、疾患の根絶を伴わずにTILの間に見出される理由を説明する。Tリンパ球応答は、pAPCによりプロセシングされたTuAAに対して準備される。TIL間に見出されるCTLは、pAPC上に存在したが腫瘍細胞上には存在しないクラスITuAAをひたすらターゲッティングする(図4)。   Differential antigen processing explains why CTL specific for TuAA are often found during TIL without eradication of the disease. A T lymphocyte response is prepared against TuAA processed by pAPC. CTL found between TILs exclusively target class ITuAA that was present on pAPC but not on tumor cells (FIG. 4).

身体中の腫瘍細胞の振る舞い、すなわち移動、抗原脱落、炎症性応答の誘導などは、強い免疫応答を生じる。残念ながら、腫瘍細胞およびpAPC間の示差的抗原プロセシングの天然メカニズムは、腫瘍のエピトープ単離を生じる。すなわち、腫瘍はTuAAをプロセシングするpAPCの場合とは異なるエピトープ特色を有し、したがって腫瘍エピトープは、認識するためにpAPCによりCTLが誘導されるエピトープから「単離」される。このエピトープ単離作用を予測し、それに対抗する能力は、治療用癌ワクチンの新規の生成の開発にきわめて重要である。エピトープ単離の克服は、エピトープ同調を生じる。   The behavior of tumor cells in the body, ie migration, antigen shedding, induction of inflammatory response, etc., produces a strong immune response. Unfortunately, the natural mechanism of differential antigen processing between tumor cells and pAPC results in tumor epitope isolation. That is, the tumor has a different epitope feature than that of pAPC that processes TuAA, and thus the tumor epitope is “isolated” from the epitope from which CTL is derived by pAPC for recognition. The ability to predict and counteract this epitope isolation effect is critical to the development of new generations of therapeutic cancer vaccines. Overcoming epitope isolation results in epitope synchronization.

ウイルスおよびその他の細胞内寄生生物による感染におけるエピトープ差異の役割
広範な種々のメカニズムが、宿主生物体中で慢性感染を確立するために持続性病原菌により用いられる。一般的特質は、抗原発現の低減または変更である。いくつかの実施形態では、本発明は、種々の病原体による細胞内感染の治療および予防に向けられる。このような病原体の例としては、任意のウイルス、細菌、原生動物、プリオン、または宿主中に感染の細胞内段階を有するその他の生物体が挙げられるが、これらに限定されない。
The role of epitope differences in infection by viruses and other intracellular parasites A wide variety of mechanisms are used by persistent pathogens to establish chronic infections in host organisms. A common attribute is a reduction or alteration of antigen expression. In some embodiments, the present invention is directed to the treatment and prevention of intracellular infections by various pathogens. Examples of such pathogens include, but are not limited to, any virus, bacterium, protozoan, prion, or other organism that has an intracellular stage of infection in the host.

pAPCによるウイルス抗原提示は、プロテアソームによるウイルス抗原のペプチドへの消化で開始する。プロテアソームがタンパク質をペプチドに消化した後、ペプチドのいくつかは小胞体中でクラスI複合体上に載せられて、細胞表面に輸送される。細胞表面では、クラスI−ペプチド複合体はCTLの表面上のT細胞受容体により認識され、感染細胞が殺される。   Viral antigen presentation by pAPC begins with digestion of the viral antigen into peptides by the proteasome. After the proteasome digests the protein into peptides, some of the peptides are loaded onto the class I complex in the endoplasmic reticulum and transported to the cell surface. On the cell surface, class I-peptide complexes are recognized by T cell receptors on the surface of CTL and the infected cells are killed.

ヘルペスウイルスおよびレトロウイルスは、制限ウイルス遺伝子発現を介した宿主の免疫系による検出およびその後の根絶を免れる。ある種のウイルスが免疫系をすり抜け得る他のメカニズムも提唱されており、その例としては、鍵となるウイルスペプチドにおけるウイルス感染および抗原性変異の「免疫学的に免除された」部位が挙げられる。これらのモデルはある種のウイルスの持続性を説明し得るが、一方でエピトープ同調または逆にエピトープ区画化の概念は解決を提供する。すなわち、この概念は、宿主細胞中での免疫プロテアソーム発現を遮断し、あるいはそうでない場合は感染細胞およびpAPC間の有効なエピトープ同調を防止することにより、免疫系をすり抜ける任意のウイルスまたはその他の細胞内寄生生物に対する有効な細胞性免疫応答をワクチンが指図するための基礎を提供する(図5)。   Herpesviruses and retroviruses are immune from detection and subsequent eradication by the host immune system through restricted viral gene expression. Other mechanisms by which certain viruses can evade the immune system have been proposed, including "immunologically exempted" sites of viral infection and antigenic mutations in key viral peptides . While these models may explain the persistence of certain viruses, the concept of epitope tuning or conversely epitope partitioning provides a solution. That is, the concept is that any virus or other cell that slips through the immune system by blocking immune proteasome expression in the host cell or otherwise preventing effective epitope synchronization between the infected cell and pAPC. It provides the basis for the vaccine to direct an effective cellular immune response against endoparasites (FIG. 5).

病原体による任意の細胞の感染は通常は感染細胞にIFNを生産させるため、感染組織中のプロテアソームは、典型的にはハウスキーピング形状から免疫形状に切り替わる。したがって感染は、ウイルスまたはその他の細胞内病原体に対する免疫応答の刺激に関与するpAPCのものと、それがその表面に表示する抗原レパートリーに関して、感染細胞を強力させる作用を有する。ウイルス感染細胞かまたは寄生的感染細胞がハウスキーピングプロテアソームではなく免疫プロテアソームを発現するよう誘導されると、その結果は、感染細胞およびpAPC間の「エピトープ同調」、ならびにその後のCTLによる感染細胞の根絶となる。   Since infection of any cell with a pathogen usually causes the infected cell to produce IFN, the proteasome in the infected tissue typically switches from a housekeeping form to an immune form. Infection thus has the effect of strengthening infected cells with respect to that of pAPCs involved in stimulating immune responses against viruses or other intracellular pathogens and the antigen repertoire it displays on its surface. When virus-infected or parasitically infected cells are induced to express immune proteasomes rather than housekeeping proteasomes, the result is “epitope synchronization” between infected cells and pAPC, and subsequent eradication of infected cells by CTL. It becomes.

しかしながらある種のウイルスおよびその他の細胞内寄生生物は、感染細胞の効率的T細胞認識に必要な宿主分子の発現をダウンレギュレーションすることにより、T細胞認識を免れ得る。多数の慢性ウイルス感染がIFNカスケードを妨害するということを示唆する証拠がある(表1参照)。したがって多数の慢性感染におけるハウスキーピングプロテアソーム、免疫プロテアソームおよびエピトープ区画化の役割のために、本発明のいくつかの実施形態は、任意の関連細胞内寄生生物、例えばウイルス、細菌および原生動物(これらに限定されない)に対するワクチンの設計にも適用可能である。細胞内寄生生物はすべて、このようなワクチン設計のための標的である。これらの例としては、ウイルス、例えばアデノウイルス、サイトメガロウイルス、エプスタイン−バーウイルス、単純ヘルペスウイルス1、単純ヘルペスウイルス2、ヒトヘルペスウイルス6、水痘−帯状疱疹ウイルス、B型肝炎ウイルス、D型肝炎ウイルス、パピローマウイルス、パルボウイルスB19、ポリオーマウイルスBK、ポリオーマウイルスJC、C型肝炎ウイルス、麻疹ウイルス、風疹ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ヒトT細胞白血病ウイルスIおよびヒトT細胞白血病ウイルスII;細菌、例えばクラミジア、リステリア、サルモネラ、レジオネラ、ブルセラ、コクシエラ、リケッチア、ミコバクテリウム属;ならびに原生動物、例えばリーシュマニア、トリパノゾーマ、トキソプラズマおよびプラスモジウム属が挙げられるが、これらに限定されない。   However, certain viruses and other intracellular parasites can escape T cell recognition by down-regulating the expression of host molecules required for efficient T cell recognition of infected cells. There is evidence to suggest that many chronic viral infections interfere with the IFN cascade (see Table 1). Thus, due to the role of housekeeping proteasomes, immune proteasomes and epitope partitioning in a number of chronic infections, some embodiments of the present invention may include any relevant intracellular parasites such as viruses, bacteria and protozoa It is also applicable to vaccine design against (but not limited to). All intracellular parasites are targets for such vaccine design. Examples of these are viruses such as adenovirus, cytomegalovirus, Epstein-Barr virus, herpes simplex virus 1, herpes simplex virus 2, human herpes virus 6, varicella-zoster virus, hepatitis B virus, hepatitis D. Virus, papillomavirus, parvovirus B19, polyomavirus BK, polyomavirus JC, hepatitis C virus, measles virus, rubella virus, human immunodeficiency virus (HIV), human T cell leukemia virus I and human T cell leukemia virus II; bacteria such as Chlamydia, Listeria, Salmonella, Legionella, Brucella, Coccella, Rickettsia, Mycobacterium; and protozoa such as Leishmania, trypanosomes, Toxoplasma and Plasmodium Genus including but not limited to.

Figure 2005514029
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エピトープ同調を達成するためのワクチンおよび方法
本明細書中で考察されているように、有効な細胞性免疫は、pAPCおよび感染周辺細胞間の同調化エピトープ提示に基づいている。エピトープ同調の非存在下では、標的細胞は、それらのT細胞がTAAに対して向けられる場合でさえ、T細胞により認識されない。癌細胞および存続性細胞内寄生生物を保有する細胞は、それらがエピトープ同調を回避するために、細胞性免疫応答を逃れる。「自然」エピトープ同調は、感染細胞が免疫エピトープを表示し、したがってpAPCにより誘導されるT細胞により認識されるよう、感染細胞中での免疫プロテアソームの活性化に関わる。さらに癌ならびに存続性細胞内寄生生物により感染される細胞は、活性免疫プロテアソームを有さず、したがって誘導化T細胞の正常アレイにより認識されない状態になる。
Vaccines and Methods to Achieve Epitope Synchronization As discussed herein, effective cellular immunity is based on synchronized epitope presentation between pAPC and infected peripheral cells. In the absence of epitope synchronization, target cells are not recognized by T cells, even when those T cells are directed against TAA. Cancer cells and cells carrying viable intracellular parasites escape the cellular immune response because they avoid epitope synchronization. “Natural” epitope synchronization involves the activation of immune proteasomes in infected cells such that infected cells display immune epitopes and are therefore recognized by T cells induced by pAPC. Furthermore, cells infected by cancer as well as surviving intracellular parasites do not have active immune proteasomes and are therefore not recognized by normal arrays of induced T cells.

本発明の好ましい実施形態のワクチンおよび方法は、したがって、本質的に「逆」エピトープ同調を示し、pAPCにハウスキーピングエピトープを表示させて、標的細胞が免疫エピトープを表示しない状況に対処する(図6および図7)。ある種の実施形態は、選定標的細胞に対応するハウスキーピングエピトープおよび免疫エピトープの両方を表示するようpAPCを誘導することにより、エピトープ同調の第二波も提供する。したがって
これらの二重エピトープ実施形態では、ハウスキーピングエピトープを認識するT細胞により標的細胞が有効に攻撃されれば、免疫プロテアソームプロセッシングへの標的細胞による切り替えは、免疫認識の損失を生じない。これは、免疫エピトープを認識するT細胞の集団を誘導するよう作用するワクチン中の免疫エピトープの存在のためである。
The vaccines and methods of the preferred embodiments of the present invention thus show essentially “reverse” epitope synchronization and allow pAPCs to display housekeeping epitopes, addressing the situation where target cells do not display immune epitopes (FIG. 6). And FIG. 7). Certain embodiments also provide a second wave of epitope tuning by inducing pAPC to display both housekeeping epitopes and immune epitopes corresponding to the selected target cells. Thus, in these dual epitope embodiments, if the target cell is effectively attacked by T cells that recognize the housekeeping epitope, switching by the target cell to immune proteasome processing does not result in a loss of immune recognition. This is due to the presence of immune epitopes in the vaccine that act to induce a population of T cells that recognize the immune epitope.

本発明の好ましい実施形態は、特定の標的細胞上に表示されるエピトープに対応するハウスキーピングエピトープをpAPCまたはpAPCの集団に提示させるためのワクチンおよび方法に向けられる。一実施形態では、ハウスキーピングエピトープは特定腫瘍型のハウスキーピングプロテアソームによりプロセシングされるTuAAエピトープである。別の実施形態では、ハウスキーピングエピトープは、ウイルスに感染した細胞のハウスキーピングプロテアソームによりプロセシングされるウイルス関連エピトープである。これは、標的細胞に対する特異的T細胞応答を促す。異なる誘導状態(前および後攻撃)に対応する多重エピトープのpAPCによる同時発現は、それらがハウスキーピングエピトープまたは免疫エピトープのいずれかを表示するので、標的細胞に対して有効なCTL応答を引き起こす(図8)。   Preferred embodiments of the invention are directed to vaccines and methods for presenting housekeeping epitopes corresponding to epitopes displayed on specific target cells to pAPCs or populations of pAPCs. In one embodiment, the housekeeping epitope is a TuAA epitope that is processed by a particular tumor type of housekeeping proteasome. In another embodiment, the housekeeping epitope is a virus-related epitope that is processed by the housekeeping proteasome of cells infected with the virus. This facilitates a specific T cell response against the target cell. Co-expression of multiple epitopes corresponding to different induction states (pre- and post-attack) by pAPC results in an effective CTL response against target cells since they display either housekeeping epitopes or immune epitopes (Figure 8).

pAPC上に提示されるハウスキーピングエピトープおよび免疫エピトープの両方を有することにより、この実施形態は標的細胞に対する細胞傷害性T細胞応答を最適化し得る。二重エピトープ発現を用いて、pAPCは、腫瘍細胞が、例えば腫瘍浸潤性CTLにより生産され得るIFNによる誘導によって、ハウスキーピングプロテアソームから免疫プロテアソームに切り替えた場合、免疫型エピトープに対するCTL応答を維持し続け得る。   By having both housekeeping epitopes and immune epitopes presented on pAPC, this embodiment can optimize the cytotoxic T cell response to target cells. Using dual epitope expression, pAPC continues to maintain a CTL response to immunotype epitopes when tumor cells are switched from housekeeping proteasomes to immune proteasomes, eg, by induction with IFN that can be produced by tumor-infiltrating CTLs. obtain.

好ましい実施形態では、患者の免疫感作は、ハウスキーピングエピトープを包含するワクチンによる。多数の好ましいTAAは、もっぱら、感染細胞の場合に特に、標的細胞に関連する。別の実施形態では、多数の好ましいTAAは形質転換細胞中での脱調節化遺伝子発現の結果であるが、しかし精巣、卵巣および胎児の組織中でも見出され得る。別の実施形態では、有用なTAAは他の細胞中でよりも標的細胞中で高レベルに発現される。さらに他の実施形態では、TAAは他の細胞と比較して標的細胞中で示差的に発現されないが、しかし、それらは細胞の特定の機能に関与し、標的細胞を他のほとんどの周辺細胞から分別するため、依然として有用である。このような実施形態では、同様にTAAを表示する健常細胞は誘導されたT細胞応答により付帯的に攻撃され得るが、しかしこのような付帯的損害は標的細胞により引き起こされる状態よりはるかによいと考えられる。   In a preferred embodiment, immunization of a patient is by a vaccine that includes a housekeeping epitope. A number of preferred TAAs are exclusively associated with target cells, particularly in the case of infected cells. In another embodiment, a number of preferred TAAs are the result of deregulated gene expression in transformed cells, but can also be found in testis, ovary, and fetal tissues. In another embodiment, useful TAAs are expressed at higher levels in target cells than in other cells. In yet other embodiments, TAAs are not differentially expressed in target cells compared to other cells, but they are involved in certain functions of the cell and target cells are distant from most other surrounding cells. It is still useful for sorting. In such embodiments, healthy cells that also display TAA can be incidentally attacked by an induced T cell response, but such incidental damage is much better than the condition caused by the target cell. Conceivable.

腫瘍性細胞が標的である場合、好ましい抗原としてはTuAAが挙げられる。用いるのに適したタンパク質抗原の例としては、分化抗原、例えばMelanA(MART−I)、gp100(Pmel 17)、チロシナーゼ、TRP−1、TRP−2、および腫瘍特異的多重直系抗原、例えばMAGE−1、MAGE−3、BAGE、GAGE−1、GAGE−2、CEA、RAGE、NY−ESO、SCP−1、Hom/Mel−40およびPRAMEなどが挙げられる。同様に、TuAAとしては、過剰発現癌遺伝子、および突然変異腫瘍抑制遺伝子、例えばp53、H−RasおよびHER−2/neuなどが挙げられる。さらに染色体転位に起因する独特のTuAA、例えばBCR−ABL、E2A−PRL、H4−RET、IGH−IGK、MYL−RAR、ならびにウイルス抗原、例えばエプスタインバーウイルス抗原EBNA、およびヒトパピローマウイルス(HPV)抗原E6およびE7などが挙げられる。その他の有用なタンパク質抗原としては、TSP−180、MAGE−4、MAGE−5、MAGE−6、p185erbB2、p180erbB−3、c−met、nm−23H1、PSA、TAG−72−4、CAM 17.1、NuMa、K−ras、β−カテニン、CDK4、Mum−1およびp16が挙げられるが、これらに限定されない。これらのおよびその他のTuAAおよび病原体関連抗原は文献中または商業的に当業者に既知であり、利用可能である。   When neoplastic cells are the target, preferred antigens include TuAA. Examples of protein antigens suitable for use include differentiation antigens such as MelanA (MART-I), gp100 (Pmel 17), tyrosinase, TRP-1, TRP-2, and tumor specific multiple direct antigens such as MAGE- 1, MAGE-3, BAGE, GAGE-1, GAGE-2, CEA, RAGE, NY-ESO, SCP-1, Hom / Mel-40 and PRAME. Similarly, TuAAs include overexpressed oncogenes and mutant tumor suppressor genes such as p53, H-Ras and HER-2 / neu. In addition, unique TuAAs resulting from chromosomal translocations such as BCR-ABL, E2A-PRL, H4-RET, IGH-IGK, MYL-RAR, and viral antigens such as Epstein-Barr virus antigen EBNA, and human papillomavirus (HPV) antigen E6 And E7. Other useful protein antigens include TSP-180, MAGE-4, MAGE-5, MAGE-6, p185erbB2, p180erbB-3, c-met, nm-23H1, PSA, TAG-72-4, CAM 17. 1, NuMa, K-ras, β-catenin, CDK4, Mum-1 and p16, but are not limited thereto. These and other TuAAs and pathogen-related antigens are known and available in the literature or commercially to those skilled in the art.

さらなる実施形態では、TAAはウイルスに特異的な抗原である(表2参照)。本発明のさらに別の実施形態では、TAAは非ウイルス性細胞内寄生生物に特異的な抗原である。寄生生物特異的抗原の例としては、細胞内寄生生物に関連したヌクレオチド、タンパク質またはその他の遺伝子産物が挙げられる。適切なヌクレオチドまたはタンパク質は、http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/tax.html/で突き止められるNCBI分類学データベースに見出され得る。寄生生物およびその他の病原体に関する遺伝子産物のさらに詳細な説明は、このウエブサイトに提供されている。   In a further embodiment, TAA is a virus specific antigen (see Table 2). In yet another embodiment of the invention, TAA is an antigen specific for non-viral intracellular parasites. Examples of parasite-specific antigens include nucleotides, proteins or other gene products associated with intracellular parasites. Suitable nucleotides or proteins can be found in the NCBI taxonomy database located at http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/tax.html/. A more detailed description of gene products for parasites and other pathogens is provided on this website.

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本明細書中に記載された化合物および方法は、標的細胞がハウスキーピングエピトープを表示する任意の状況で有効である。本発明のワクチンおよび治療実施形態と一緒に用いるための有効なエピトープの発見方法は、本明細書中に開示されている。   The compounds and methods described herein are effective in any situation where the target cell displays a housekeeping epitope. Effective epitope discovery methods for use with the vaccines and therapeutic embodiments of the present invention are disclosed herein.

抗原のタンパク質分解性プロセシング
標的細胞上かまたはpAPC上にMHCにより表示されるエピトープは、大型タンパク質抗原前駆体の切断産物である。MHC Iエピトープに関しては、タンパク質抗原は細胞中に在留するプロテアソームにより消化される(図1参照)。細胞内プロテアソーム性消化は、典型的には約3〜23アミノ酸長のペプチド断片を生産する。細胞内の、または細胞外環境での付加的タンパク質分解性活性は、これらの断片をさらにトリミングし、プロセシングし得る。MHC IIエピトープのプロセシングは、リソソーム/エンドソーム区画からの細胞内プロテアーゼを介して起こる。
Proteolytic processing of antigens Epitopes displayed by MHC on target cells or on pAPC are cleavage products of large protein antigen precursors. For MHC I epitopes, protein antigens are digested by proteasomes that reside in the cell (see FIG. 1). Intracellular proteasomal digestion typically produces peptide fragments approximately 3 to 23 amino acids long. Additional proteolytic activity in the cell or in the extracellular environment can further trim and process these fragments. Processing of the MHC II epitope occurs via intracellular proteases from the lysosomal / endosomal compartment.

おそらく、プロテアソームまたはその他のプロテアーゼ活性によるタンパク質プロセシングのほとんどの産物は、特定のMHC受容体ペプチドの結合する溝に対してほとんどま
たはまったく親和性を有さない。しかしながらこのような親和性を有するプロセシング産物は、細胞表面でのMHCにより、いくらかのレベルの存在量で、提示されると思われる。逆に、既定のオリゴペプチド配列が細胞の抗原プロセシング活性から完全には出現しない場合、それは、MHCに対する配列の予測親和性とは関係なく、細胞表面に提示され得ない。
Perhaps most products of protein processing by proteasomes or other protease activities have little or no affinity for the binding groove of a particular MHC receptor peptide. However, processing products with such affinity would be presented at some level of abundance by MHC on the cell surface. Conversely, if a given oligopeptide sequence does not fully emerge from the antigen processing activity of the cell, it cannot be presented on the cell surface, regardless of the predicted affinity of the sequence for MHC.

MHC親和性に完全に集中するワクチン設計は、基本的に欠陥がある。ペプチドがMHC結合親和性を有するという単なる事実は、このようなペプチドが機能的免疫原に向かうことを保証しない。TAAに対する有効な免疫応答を引き出し得るエピトープを提供するためには、ペプチドはMHC結合親和性を有さねばならず、かつ細胞ペプチド生成系の産物でなければならない。開示された本発明の方法は、新規の当該エピトープを同定するためにMHC結合親和性分析および抗原プロセシング分析プロトコルの両方を利用する。   Vaccine designs that focus entirely on MHC affinity are fundamentally flawed. The mere fact that peptides have MHC binding affinity does not guarantee that such peptides are directed to functional immunogens. In order to provide an epitope that can elicit an effective immune response against TAA, the peptide must have MHC binding affinity and must be the product of a cellular peptide production system. The disclosed method of the invention utilizes both MHC binding affinity analysis and antigen processing analysis protocols to identify novel such epitopes.

予測されるまたは既知のMHC結合と抗原のタンパク質分解性プロセシングとの相関
免疫原性化合物として有効であると考えられるエピトープを同定するためには、MHC結合のみの予測は、予測結合を有する多数の断片が実際には細胞中で生成されないため、一般的に不利である。本発明の実施形態は、MHC結合の分析とタンパク質分解性プロセシングの分析を組合せて、有用なエピトープの不可欠な特性:MHC親和性および的確なタンパク質分解性プロセシングの両方を有するエピトープを同定する。これらの特性の両方を有するペプチドは、ワクチンおよび免疫療法のための強力な候補である。これらの特性のいずれかを欠くペプチドは、有効なエピトープとして機能する任意の有意の機会を有さないと思われる。
Correlation of predicted or known MHC binding with proteolytic processing of antigens To identify epitopes that are believed to be effective as immunogenic compounds, prediction of MHC binding alone is the It is generally disadvantageous because fragments are not actually produced in the cell. Embodiments of the present invention combine analysis of MHC binding and analysis of proteolytic processing to identify epitopes that have both essential properties of useful epitopes: MHC affinity and precise proteolytic processing. Peptides with both of these properties are strong candidates for vaccines and immunotherapy. Peptides lacking any of these properties will not have any significant opportunity to function as an effective epitope.

本発明の実施形態は、ワクチン中に用いるためのTAA由来エピトープを同定し得る。標的抗原は、腫瘍性細胞、ウイルスもしくはその他の細胞内寄生生物に感染した細胞か、またはその他の病原性作因、例えば細菌、真菌、原生動物、ウイルス、プリオン、毒素、毒物、アレルゲン等に感染した細胞から得られる。要するに、本方法の実施形態は、事実上あらゆるタンパク質配列に適用することができ、タンパク質分解により生成し得る、かつMHCと結合し得るエピトープをその中で同定し得る。したがって本発明は、任意の特定の標的または医学症状に限定されず、その代わりに、任意の有用な供給源からの生物学的関連MHCエピトープの発見を包含する。   Embodiments of the invention can identify TAA-derived epitopes for use in vaccines. Target antigen is infected with neoplastic cells, cells infected with viruses or other intracellular parasites, or other pathogenic agents such as bacteria, fungi, protozoa, viruses, prions, toxins, toxins, allergens, etc. Obtained from cultured cells. In short, embodiments of the present method can be applied to virtually any protein sequence and can identify epitopes within it that can be produced by proteolysis and that can bind to MHC. Thus, the present invention is not limited to any particular target or medical condition, but instead encompasses the discovery of biologically relevant MHC epitopes from any useful source.

好ましい実施形態では、TAAは、腫瘍性細胞に特徴的であり、したがって、腫瘍関連抗原(Tu−AA)と定義される。好ましいTuAAとしては、MelanA(MART−1)、gp100(Pmel 17)、チロシナーゼ、TRP−1、TRP−2、MAGE−1、MAGE−3、BAGE、GAGE−1、GAGE−2、p15;一般に過剰発現胚性抗原;過剰発現癌遺伝子、および突然変異腫瘍抑制遺伝子、例えばp53、Ras、HER−2/neu;染色体転位に起因する独特の腫瘍性抗原、例えばBCR−ABL、E2A−PRL、H4−RET、IGH−IGK、MYL−RAR1、ならびにウイルス抗原、例えばエプスタイン・バーウイルス(EBVA)およびヒトパピローマウイルス(HPV)抗原E6およびE7のような分化抗原が挙げられる。他の関心ある抗原としては、前立腺特異的抗原(PSA)、前立腺幹細胞抗原(PSCA)、MAAT−1、GP−100、TSP−180、MAGE−4、MAGE−5、MAGE−6、RAGE、p185erbB−2、p180erbB−3、c−met、nm−23H1、TAG−72、CA 19−9、CA 72−4、CAM 17.1、NuMa、K−ras、−Catenin、CDK4、Mum−1、p15およびp16が挙げられる。他の標的抗原もまた意図される。   In a preferred embodiment, TAA is characteristic of neoplastic cells and is therefore defined as a tumor associated antigen (Tu-AA). Preferred TuAAs include MelanA (MART-1), gp100 (Pmel 17), tyrosinase, TRP-1, TRP-2, MAGE-1, MAGE-3, BAGE, GAGE-1, GAGE-2, p15; generally excess Expressed embryonic antigens; overexpressed oncogenes and mutant tumor suppressor genes such as p53, Ras, HER-2 / neu; unique neoplastic antigens resulting from chromosomal translocations such as BCR-ABL, E2A-PRL, H4- RET, IGH-IGK, MYL-RAR1, and differentiation antigens such as viral antigens such as Epstein-Barr virus (EBVA) and human papillomavirus (HPV) antigens E6 and E7. Other antigens of interest include prostate specific antigen (PSA), prostate stem cell antigen (PSCA), MAAT-1, GP-100, TSP-180, MAGE-4, MAGE-5, MAGE-6, RAGE, p185erbB -2, p180erbB-3, c-met, nm-23H1, TAG-72, CA 19-9, CA 72-4, CAM 17.1, NuMa, K-ras, -Catenin, CDK4, Mum-1, p15 And p16. Other target antigens are also contemplated.

TuAAを同定するためには、種々の方法が利用可能であり、当業者に周知である。これらの技法の例としては、示差的ハイブリダイゼーション、例えばマイクロアレイの使用
;サブストラクティブハイブリダイゼーションクローニング;mRNAまたはタンパク質発言レベルでのディファレンシャルディスプレイ;ESTシーケンシング;ならびにSAGE(遺伝子発現の配列分析)が挙げられる。これらの核酸技法は、Carulli, J.P. et al J. Cellular Biochem Suppl. 30/31:286-296, 1998により概説されている。タンパク質の示差的表示は、例えば腫瘍および正常組織からの細胞溶解物の二次元ポリアクリルアミドゲル電気泳動の比較、腫瘍中で独特のまたは過剰発現されるタンパク質スポットの位置、ゲルからのタンパク質の回収、ならびに古典的生化学的または質量分光分析的シーケンシング技法を用いたタンパク質の同定を包含する。TuAAの同定のための付加的技法は、Tureci, O., Sahin, U., and Pfreundschuh, M., “Serological analysis of human tumor antigens: molecular definition and implications”, Molecular Medicine Today, 3:342, 1997で考察されたSEREX技法である。これらのおよびその他の方法の使用は、ハウスキーピングおよび免疫クラスIエピトープならびにワクチン用のクラスIIエピトープを生成するための有用な抗原を同定するのに必要な技法を当業者に提供する。しかしながら、本発明の実施に際して、新規のTuAAまたはTAAを同定することは必要でない。むしろ本発明の実施形態は、配列がすでに既知であれ新規であれ、任意の関連タンパク質配列からの有用なエピトープを同定することを可能にする。
Various methods are available for identifying TuAA and are well known to those skilled in the art. Examples of these techniques include differential hybridization, such as the use of microarrays; subtractive hybridization cloning; differential display at the mRNA or protein speech level; EST sequencing; and SAGE (sequence analysis of gene expression) . These nucleic acid techniques are reviewed by Carulli, JP et al J. Cellular Biochem Suppl. 30/31: 286-296, 1998. The differential display of proteins includes, for example, comparison of two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis of cell lysates from tumors and normal tissues, the location of unique or overexpressed protein spots in the tumor, recovery of proteins from the gel, As well as protein identification using classical biochemical or mass spectroscopic sequencing techniques. Additional techniques for TuAA identification are described in Tureci, O., Sahin, U., and Pfreundschuh, M., “Serological analysis of human tumor antigens: molecular definition and implications”, Molecular Medicine Today, 3: 342, 1997. This is the SEREX technique discussed in. The use of these and other methods provides those skilled in the art with the techniques necessary to identify useful antigens for generating housekeeping and immune class I epitopes and class II epitopes for vaccines. However, in the practice of the invention, it is not necessary to identify a new TuAA or TAA. Rather, embodiments of the present invention make it possible to identify useful epitopes from any related protein sequence, whether the sequence is already known or novel.

MHC結合のためのTAA断片の分析
生物学的関連エピトープを同定するために、MHCに対して既知のまたは予測される親和性を有するTAA内の断片が同定される。TAAのアミノ酸配列は、MHCペプチドが結合する溝に対する既知のまたは予測される親和性を有するペプチド断片を同定するための多数の異なる技法により分析され得る。本発明の一実施形態では、TAA断片は、コンピューターアルゴリズムを用いてMHCペプチドが結合する溝と結合するそれらの予測される能力に関して分析される。MHCの各対立遺伝子は、特定のエピトープ結合ドメインを特定する。したがって任意の既定のMHC対立遺伝子に関しては、候補ペプチドが、それに対する予測親和性に関してスクリーニングされ得る。この目的のために適切なコンピューターアルゴリズムの例としては、Hans-Georg Rammensee, Jutta Bachmann, Niels Emmerich, Stefan Stevanovic:SYFPEITHI:An Internet Database for MHC Ligands and Peptide Motifs(http://access via: syfpeithi.bmi-heidelberg.com/scripts/MHCServer.dll/home.htm)のワールドワイドウエブページで見出されるものである。この方法から得られる結果は、Rammensee, et al., “MHC Ligands and Peptide Motifs,” Landes Bioscience Austin, TX, 224-227, 1997で考察されている。別の当該http://サイトは、「bimas.dcrt.nih.gov/molbio/hla_bind」であり、これも適切なアルゴリズムを含有する。このウエブサイトの方法は、Parker, et al., “Scheme for ranking potential
HLA-A2 binding peptides based on independent binding of individual peptide side-chains,” J. Immunol. 152:163-175で考察されている。
Analysis of TAA fragments for MHC binding To identify biologically relevant epitopes, fragments within TAA that have known or predicted affinities for MHC are identified. The amino acid sequence of TAA can be analyzed by a number of different techniques to identify peptide fragments with known or predicted affinity for the groove to which the MHC peptide binds. In one embodiment of the invention, TAA fragments are analyzed for their predicted ability to bind to the groove to which the MHC peptide binds using a computer algorithm. Each allele of MHC identifies a specific epitope binding domain. Thus, for any given MHC allele, a candidate peptide can be screened for predicted affinity for it. Examples of suitable computer algorithms for this purpose include Hans-Georg Rammensee, Jutta Bachmann, Niels Emmerich, Stefan Stevanovic: SYFPEITHI: An Internet Database for MHC Ligands and Peptide Motifs (http: // access via: syfpeithi.bmi -heidelberg.com/scripts/MHCServer.dll/home.htm) found on the World Wide Web page. The results obtained from this method are discussed in Rammensee, et al., “MHC Ligands and Peptide Motifs,” Landes Bioscience Austin, TX, 224-227, 1997. Another such http: // site is “bimas.dcrt.nih.gov/molbio/hla_bind”, which also contains the appropriate algorithm. This website method is described by Parker, et al., “Scheme for ranking potential
HLA-A2 binding peptides based on independent binding of individual peptide side-chains, ”J. Immunol. 152: 163-175.

本発明の方法へのNIH(Parker)アルゴリズムの使用は、結合配列を示すための多数の考え得る保持時間を用いてペプチドを選択する。一実施形態では、無限の保持時間を有するペプチドが選択される。別の実施形態では、結合配列を示すためには、25分またはそれ以上の保持時間を有するペプチドが選択される。さらに別の実施形態では、結合配列を示すために15分またはそれ以上の保持時間が選択される。さらに別の実施形態では、結合配列を示すために10分またはそれ以上の保持時間が選択される。9、8、7、6、5、4、3、2および1分の保持時間も考慮される。   The use of the NIH (Parker) algorithm in the method of the present invention selects peptides using a number of possible retention times to indicate the binding sequence. In one embodiment, peptides with infinite retention times are selected. In another embodiment, peptides having a retention time of 25 minutes or longer are selected to indicate the binding sequence. In yet another embodiment, a retention time of 15 minutes or longer is selected to indicate the binding sequence. In yet another embodiment, a retention time of 10 minutes or longer is selected to indicate the binding sequence. Retention times of 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, and 1 minute are also considered.

予測アルゴリズムの代替物として、MHCの特定の対立遺伝子に対する親和性を有するペプチドを同定するために、多数の標準in vitro受容体結合親和性アッセイが利用可能である。したがって本発明のこの態様の方法により、ペプチド断片の初期集団は狭められて、MHCの選定対立遺伝子に対する実際のまたは予測される親和性を有するペプチドのみを含み得る。   As an alternative to prediction algorithms, a number of standard in vitro receptor binding affinity assays are available to identify peptides with affinity for a particular allele of MHC. Thus, by the method of this aspect of the invention, the initial population of peptide fragments may be narrowed to include only peptides with actual or predicted affinity for selected alleles of MHC.

最初に、この分析のためのペプチド候補は、TAAの全タンパク質配列からの約6〜24連続アミノ酸のそれぞれの考え得る配列を含み得る。好ましい実施形態では、配列は、約7〜20アミノ酸長であり得る。さらに好ましい実施形態では、配列は約8〜15アミノ酸長であり得る。MHC 1に対する予測親和性を有する断片を同定するための配列分析のために、最も好ましい実施形態は、TAAの9または10連続アミノ酸断片の考え得るすべての配列を分析する。断片のMHC親和性の分析は、in vitroで、または断片のコンピューター分析により実行され得る。   Initially, peptide candidates for this analysis can include each possible sequence of about 6-24 contiguous amino acids from the entire protein sequence of TAA. In a preferred embodiment, the sequence can be about 7-20 amino acids long. In a further preferred embodiment, the sequence can be about 8-15 amino acids long. For sequence analysis to identify fragments with predicted affinity for MHC 1, the most preferred embodiment analyzes all possible sequences of 9 or 10 contiguous amino acid fragments of TAA. Analysis of fragment MHC affinity can be performed in vitro or by computer analysis of fragments.

MHC 1の選定共通対立遺伝子およびそれらのおよその頻度は、以下の表3〜表5に報告されている。   Selected common alleles of MHC 1 and their approximate frequencies are reported in Tables 3-5 below.

Figure 2005514029
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表3、4、および5は、HLA Gene and Haplotype Frequencies in the North American
Population: The National Marrow Donor Program Donor Registry, Mori, M. et al. Determining Whether a Fragment with MHC Affinity is a Useful Epitopeに由来する。
Tables 3, 4 and 5 show HLA Gene and Haplotype Frequencies in the North American
Population: The National Marrow Donor Program Donor Registry, Mori, M. et al. Determining Whether a Fragment with MHC Affinity is a Useful Epitope.

上記のように、開示された方法の予備段階は、ペプチド断片のオリジナル集団の中から、実際のまたは予測されるMHC親和性を有するペプチドの亜集団を選択することである。選定断片は、選定MHC対立遺伝子とのペプチドの結合を生じうるin vivo条件下で細胞により生産され得ることを確定するためにさらに分析される。MHC親和性および的確なタンパク質分解性プロセシングの両判定基準を満たすすべてのペプチドは、「発見エピトープ」と呼ばれる。種々の方法は、ペプチド断片がin vivoでのタンパク質分解性プロセシングにより生産され得るか否かを確定するために利用される。これらの方法としては、可溶化MHCおよびインタクト細胞からのペプチドの溶出、タンパク質分解性切断モチーフのコンピューター配列分析、ならびに細胞タンパク質分解機構により生産される実際のペプチド断片のin vitro分析が挙げられる。   As noted above, a preliminary step in the disclosed method is to select a sub-population of peptides with actual or predicted MHC affinity from among the original population of peptide fragments. Selected fragments are further analyzed to determine that they can be produced by cells under in vivo conditions that can result in binding of the peptide to selected MHC alleles. All peptides that meet both the MHC affinity and the exact proteolytic processing criteria are called “discovered epitopes”. Various methods are utilized to determine whether peptide fragments can be produced by proteolytic processing in vivo. These methods include elution of peptides from solubilized MHC and intact cells, computer sequence analysis of proteolytic cleavage motifs, and in vitro analysis of actual peptide fragments produced by cellular proteolytic mechanisms.

好ましい実施形態では、個々のまたはクラスター化候補ペプチド配列を中心に含有する一連の合成ペプチドが生成され得る。このようなペプチドは、典型的には約10〜約75アミノ酸長の範囲である。好ましい実施形態では、合成ペプチドは約20〜60アミノ酸長である。さらに好ましい実施形態では、クラスターは約30〜40アミノ酸長である。標準ペプチド合成化学、例えばt−Boc保護化学、Fmoc保護化学等を用いて、通常の当業者は、その後のスクリーニングのための候補ペプチドの一集団を生成し得る。   In a preferred embodiment, a series of synthetic peptides can be generated that contain individual or clustered candidate peptide sequences in the center. Such peptides typically range from about 10 to about 75 amino acids in length. In a preferred embodiment, the synthetic peptide is about 20-60 amino acids in length. In a more preferred embodiment, the cluster is about 30-40 amino acids long. Using standard peptide synthesis chemistry, such as t-Boc protection chemistry, Fmoc protection chemistry, etc., one of ordinary skill in the art can generate a population of candidate peptides for subsequent screening.

あるいは候補ペプチドを含有するペプチド断片は、TAAまたはその断片のプロテアーゼ消化または化学的切断によりin vitroで生成され得る。TAAのこのような断片を調製するためのプロテアーゼ消化は、広範な種々の既知のプロテアーゼを用い得て、その例としては、プロテアソームプロテアーゼ、トリプシン、−キモトリプシン、ブロメ
ライン、クロストリパイン、エラスターゼ、エンドプロテイナーゼ、エキソプロテイナーゼ、プロテイナーゼK、フィシン、パパイン、ペプシン、プラスミン、サーモリシン、トロンビン、トリプシン、カテプシン等が挙げられるが、これらに限定されない。ペプチド候補を生成するためには、化学的方法も用いられ得る。ペプチド結合を切断するための適切な化学物質または化学反応としては、緩やかな酸切断、臭化シアン、ヒドロキシルアミン、ヨードソ安息香酸、2−ニトロ−5−チオシアノベンゾエート等が挙げられる。一実施形態では、非断片化TAAが用いられ得るが、しかし特に大型の初期配列の使用が分析を複雑にし得る。
Alternatively, peptide fragments containing candidate peptides can be generated in vitro by protease digestion or chemical cleavage of TAA or fragments thereof. Protease digestion to prepare such fragments of TAA can use a wide variety of known proteases, including proteasome protease, trypsin, -chymotrypsin, bromelain, clostripain, elastase, endoproteinase , Exoproteinase, proteinase K, ficin, papain, pepsin, plasmin, thermolysin, thrombin, trypsin, cathepsin and the like, but are not limited thereto. Chemical methods can also be used to generate peptide candidates. Suitable chemicals or chemical reactions for cleaving peptide bonds include mild acid cleavage, cyanogen bromide, hydroxylamine, iodosobenzoic acid, 2-nitro-5-thiocyanobenzoate and the like. In one embodiment, non-fragmented TAA can be used, but the use of a particularly large initial sequence can complicate the analysis.

候補ペプチドを含有する断片が作製される方法にかかわらず、どのエピトープが細胞機構により生産されるかの確定が重要である。本発明の一実施形態では、プロテアソーム消化は細胞エピトープ生成を見積もるために用いられる。この実施形態では、2種類のプロテアソームから天然に生成される抗原性レパートリーを査定するために、免疫プロテアソームおよびハウスキーピングプロテアソームはin vitro使用のために精製される。   Regardless of how the fragment containing the candidate peptide is made, it is important to determine which epitopes are produced by cellular machinery. In one embodiment of the invention, proteasome digestion is used to estimate cellular epitope production. In this embodiment, the immune and housekeeping proteasomes are purified for in vitro use in order to assess the antigenic repertoire that is naturally produced from the two types of proteasomes.

一般に、プロテアソームは、細胞抽出物からのアフィニティー精製により調製される。好ましい実施形態では、細胞溶解物は標準技法を用いて調製される。溶解物は、赤血球がオリジナル供給源物質でない場合、超遠心分離により取り除かれる。次に調製細胞溶解物は、種々の形態のクロマトグラフィーを含めた多数の精製技法のうちのいずれか1つを用いて、他の細胞構成成分から精製される。   In general, proteasomes are prepared by affinity purification from cell extracts. In preferred embodiments, cell lysates are prepared using standard techniques. Lysate is removed by ultracentrifugation if red blood cells are not the original source material. The prepared cell lysate is then purified from other cell components using any one of a number of purification techniques, including various forms of chromatography.

一実施形態では、アフィニティークロマトグラフィーはプロテアソームを精製するために用いられる。細胞溶解物は、プロテアソームサブユニットのうちの1つに対するモノクローナル抗体(mAb)を含有するアフィニティーカラムに適用される。カラムは次に洗浄されて、他の細胞物質から結合プロテアソームを精製する。洗浄後、結合プロテアソームは次に、カラムから溶出される。溶出液は、タンパク質含量および標準基質上でのタンパク質分解活性に関して特徴付けられる。   In one embodiment, affinity chromatography is used to purify the proteasome. The cell lysate is applied to an affinity column containing a monoclonal antibody (mAb) against one of the proteasome subunits. The column is then washed to purify the bound proteasome from other cellular material. After washing, the bound proteasome is then eluted from the column. The eluate is characterized with respect to protein content and proteolytic activity on a standard substrate.

ハウスキーピングプロテアソームおよび免疫プロテアソームの両方を用いる切断分析は、種々のTAAからクラスIエピトープを生じる。pAPCにより提示されるエピトープは免疫プロテアソームの切断産物に対応するが、一方、腫瘍により、かつ細胞内寄生生物に慢性的に感染した多数の細胞により提示されるエピトープはハウスキーピングプロテアソームの切断産物に対応する。消化が実施されれば、生産される特定分子種が同定される。好ましい実施形態では、これは質量分光分析により成し遂げられる。これは、2種類のプロテアソームのいずれかにより生産される天然ペプチド断片の迅速な同定を可能にする。別の実施形態では、免疫プロテアソームおよびハウスキーピングプロテアソームによる、あるいはエンドソーム/リソソームプロテアーゼによる標的抗原またはその断片の切断(下記参照)は、関連タンパク質分解活性の切断モチーフを基礎にしたコンピューターモデリングにより予測される。   Cleavage analysis using both housekeeping proteasomes and immune proteasomes generates class I epitopes from various TAAs. The epitope presented by pAPC corresponds to the cleavage product of the immune proteasome, whereas the epitope presented by the tumor and by many cells chronically infected with intracellular parasites corresponds to the cleavage product of the housekeeping proteasome To do. Once digestion is performed, the specific molecular species produced are identified. In a preferred embodiment, this is accomplished by mass spectrometry. This allows for rapid identification of natural peptide fragments produced by either of the two types of proteasomes. In another embodiment, cleavage of the target antigen or fragment thereof by immunoproteasomes and housekeeping proteasomes or by endosome / lysosomal proteases (see below) is predicted by computer modeling based on a cleavage motif of related proteolytic activity. .

クラスI MHCは、最初に小胞体中でフォールディングするので、最初にプロテアソーム由来ペプチドを負荷されるが、一方、クラスII MHCの結合する溝はこの区画中のいわゆる不変鎖(Ii)により遮断される。クラスII MHCに関するペプチドの負荷は、エンドソームプロテアーゼおよびリソソームプロテアーゼにより生成されるペプチドを利用して、エンドソーム区画で主に起こる。したがってMHCクラスIIエピトープのin vitro同定が望ましい場合、エンドソームおよび/またはリソソーム分画からのプロテアーゼの調製は、プロテアソームの代わりになり得る。この代理を成し遂げるための種々の方法は、文献に記載されている。例えば、Kido & Ohshita, Anal. Biochem., 230:41-7(1995); Yamada, et al., J. Biochem.(Tokyo), 95:1155-60(1984); Kawashim
a, et al., Kidney Int., 54:275-8(1998); Nakabayshi & Ikezawa, Biochem. Int. 16:1119-25(1998); Kanaseki & Ohkuma, J. Biochem.(Tokyo), 110: 541-7(1991); Wattiaux,
et al., J. Cell Biol., 78:349-68(1978); Lisman, et al., Biochem. J. 178:79-87(1979); Dean, B., Arch. Biochem. Biophys., 227:154-63(1983); Overdijk, et al., Adv. Exp. Med. Biol., 101:601-10(1978); Stromhaug, et al., Biochem. J., Biochem. J., 335:217-24(1998); Escola, et al., J. Biol. Chem. 271:27360-5(1996); Hammond, et al., Am. J. Physiol., 267: F516-27 (1994); Williams & Smith, Arch. Biochem. Biophys. 305: 298-306 (1993); Marsh, M., Methods Cell Biol., 31: 319-34 (1989);およびSchmid & and Mellman, Prog. Clin. Biol. Res., 270:35-49(1988)はすべて、適切なタンパク質分解性調製物を調製するための方法を開示する。
Class I MHC initially folds in the endoplasmic reticulum, so it is initially loaded with proteasome-derived peptides, while the class II MHC binding groove is blocked by the so-called invariant chain (Ii) in this compartment. . Peptide loading for Class II MHC occurs primarily in the endosomal compartment, utilizing peptides produced by endosomal and lysosomal proteases. Thus, if in vitro identification of MHC class II epitopes is desired, the preparation of proteases from endosomal and / or lysosomal fractions can be an alternative to proteasomes. Various methods for accomplishing this surrogate are described in the literature. For example, Kido & Ohshita, Anal. Biochem., 230: 41-7 (1995); Yamada, et al., J. Biochem. (Tokyo), 95: 1155-60 (1984); Kawashim
a, et al., Kidney Int., 54: 275-8 (1998); Nakabayshi & Ikezawa, Biochem. Int. 16: 1119-25 (1998); Kanaseki & Ohkuma, J. Biochem. (Tokyo), 110: 541-7 (1991); Wattiaux,
et al., J. Cell Biol., 78: 349-68 (1978); Lisman, et al., Biochem. J. 178: 79-87 (1979); Dean, B., Arch. Biochem. Biophys., 227: 154-63 (1983); Overdijk, et al., Adv. Exp. Med. Biol., 101: 601-10 (1978); Stromhaug, et al., Biochem. J., Biochem. J., 335 : 217-24 (1998); Escola, et al., J. Biol. Chem. 271: 27360-5 (1996); Hammond, et al., Am. J. Physiol., 267: F516-27 (1994) Williams & Smith, Arch. Biochem. Biophys. 305: 298-306 (1993); Marsh, M., Methods Cell Biol., 31: 319-34 (1989); and Schmid & and Mellman, Prog. Clin. Biol Res., 270: 35-49 (1988) all disclose methods for preparing suitable proteolytic preparations.

別の実施形態では、どのエピトープを細胞機構が生産するかを確定するための消化は、TAAまたはその断片を発現する細胞内で起こる。クラスIエピトープに関しては、細胞により発現されるプロテアソームの型が、例えばウエスタンブロッティングにより確定されるのが好ましい。生産されるMHCエピトープは、Falk, K. et al. Nature 351:290, 1991に記載されているような可溶化および精製MHCからか、あるいは米国特許第5,989,565号に記載されているようなインタクト細胞から直接、溶出され得る。溶出断片は次に、質量分析法により同定される。   In another embodiment, digestion to determine which epitopes are produced by cellular machinery occurs in cells that express TAA or fragments thereof. For class I epitopes, the type of proteasome expressed by the cell is preferably determined, for example, by Western blotting. MHC epitopes produced are from solubilized and purified MHC as described in Falk, K. et al. Nature 351: 290, 1991, or described in US Pat. No. 5,989,565. Can be eluted directly from such intact cells. The eluted fragments are then identified by mass spectrometry.

標的タンパク質断片の分析
質量分析法により検出される分子種は、上記で予測された候補ペプチドと比較される。クラスIエピトープの場合に関しては、候補ペプチドと同じくらい長いかまたはそれより長い、かつそのC末端を共有するペプチドが望ましい。少なくとも25アミノ酸までのN末端トリミングは、プロテアソームについて別々に起こり得る(Craiu, A. et al. Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 94:10850-55, 1997)。クラスII MHCは、それが結合するペプチドの長さに関して非常に寛容であり、したがってエピトープの中央部における切断の非存在は、適切な末端の生成というよりむしろ、第一の判定基準になる。
Analysis of target protein fragments The molecular species detected by mass spectrometry is compared to the candidate peptides predicted above. For the case of class I epitopes, peptides that are as long or longer than the candidate peptide and share the C-terminus are desirable. N-terminal trimming up to at least 25 amino acids can occur separately for the proteasome (Craiu, A. et al. Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 94: 10850-55, 1997). Class II MHC is very tolerant with respect to the length of the peptide to which it binds, so the absence of cleavage at the center of the epitope is the primary criterion rather than the generation of appropriate ends.

次に選定消化産物が合成され、かつ消化物の定分量に対するHPLCのような分析方法における標準として用いられる。これにより、消化産物の同一性に関するさらなる検査を提供し、その収量を確定させることができる。まれな場合、1つより多い考え得る生成物は、同様の十分な質量およびそれらがこれらの方法により確実に分別され得ない化学的特徴を有し得る。このような場合、HPLCピークが収集され、同一性を確証するための直接シーケンシングに付され得る。   The selected digestion product is then synthesized and used as a standard in analytical methods such as HPLC for aliquots of the digest. This can provide further testing for the identity of the digested product and determine its yield. In rare cases, more than one possible product may have similar sufficient mass and chemical characteristics that cannot be reliably separated by these methods. In such cases, HPLC peaks can be collected and subjected to direct sequencing to confirm identity.

MHC結合に関するペプチドの分析
エピトープが合成され、MHC受容体を結合するその能力に関して試験される。例えば好ましい一アッセイでは、MHC I受容体を表示する細胞は、放射性核種で標識された候補ペプチドの結合親和性を測定するために用いられ得る。別の好ましいアプローチは、細胞培養ベースのアッセイを用いて、MHC I受容体と結合するペプチドの能力を測定する。このアッセイでは、抗原プロセシングに関連した輸送体(TAP)を欠く細胞は、候補ペプチドがMHC I受容体と結合する能力を有するか否かを確定するために用いられる。TAP細胞は、クラスI MHCタンパク質が常に適切にフォールディングするというわけでなく、したがってMHC Iの表面発現が低減されるか、または発現しない表現型を有する。細胞が、MHC Iの溝と結合し得る外因性ペプチドであふれる場合、受容体の発現は回復される。これはいくつかの手段により、例えばRIA、FACS等によりモニタリングされ得る。TAP細胞を用いて、詳細な結合親和性分析を実施することなく、受容体結合に関して当業者は多数の考え得る候補ペプチドをスクリーニングし得る。
Analysis of peptides for MHC binding Epitopes are synthesized and tested for their ability to bind MHC receptors. For example, in one preferred assay, cells displaying MHC I receptors can be used to measure the binding affinity of candidate peptides labeled with a radionuclide. Another preferred approach uses a cell culture-based assay to measure the ability of a peptide to bind to the MHC I receptor. In this assay, cells lacking a transporter (TAP) associated with antigen processing are used to determine whether the candidate peptide has the ability to bind to the MHC I receptor. TAP - cells do not always properly fold class I MHC proteins and thus have a phenotype in which surface expression of MHC I is reduced or not expressed. When cells are flooded with exogenous peptides that can bind to the MHC I groove, receptor expression is restored. This can be monitored by several means, for example by RIA, FACS, etc. Using TAP - cells, one skilled in the art can screen a number of possible candidate peptides for receptor binding without performing a detailed binding affinity analysis.

本発明の種々の実施形態の分析方法は、種々の方法で生成される候補ペプチドを検査するのに有用である。例えば記載された分析は、in vitro方法によるか、またはコンピューター分析により生成される多数の候補ペプチドを評価して、MHC受容体結合特性を有する候補配列を同定するのに用いられ得る。本発明のこの実施形態における好ましい候補ペプチドは、ハウスキーピングプロテアソームおよび/または免疫プロテアソームによるタンパク質分解性生産の産物であることがすでに既知であるものである。MHCと結合することが示されるかまたは予測されるin vivo切断産物およびin vitro切断産物はともに、「発見エピトープ」として適正に示される。本発明と一緒に用いるためのエピトープクラスターは、本明細書中に開示されている。   The analytical methods of the various embodiments of the present invention are useful for examining candidate peptides produced by various methods. For example, the described analysis can be used to evaluate a large number of candidate peptides generated by in vitro methods or by computer analysis to identify candidate sequences having MHC receptor binding properties. Preferred candidate peptides in this embodiment of the invention are those already known to be products of proteolytic production by housekeeping proteasomes and / or immune proteasomes. Both in vivo and in vitro cleavage products shown or predicted to bind to MHC are properly indicated as “discovered epitopes”. Epitope clusters for use with the present invention are disclosed herein.

ECRはpAPC中でMHC結合エピトープにプロセシングされる
免疫系は、一部はpAPCの活動により、外来抗原の存在に対して絶えず身体を調査する。細胞外環境中に見出されるpAPCエンドサイトーシス物質は、その物質をポリペプチド形態から約3〜23アミノ酸長というより短いオリゴペプチドにプロセシングし、その結果生じるペプチドのいくつかをpAPCのMHC複合体を介してT細胞に対して表示する。例えば溶解時の腫瘍細胞は、その細胞内容物、例えば種々のタンパク質を細胞外環境に放出する。これら放出されたタンパク質は、pAPCによりエンドサイトーシスされ、別個のペプチドにプロセシングされ、これが次にMHCを介してpAPCの表面に表示される。このメカニズムにより、pAPCの表面に提示されるのは全標的タンパク質ではなく、しかしむしろ、MHC結合エピトープとして提示されるそのタンパク質の1つのみまたはそれ以上の別個の断片である。提示エピトープがT細胞により認識される場合、そのT細胞は活性化され、免疫応答が結果として生じる。
ECR is processed into an MHC binding epitope in pAPC The immune system constantly examines the body for the presence of foreign antigens, partly due to the activity of pAPC. A pAPC endocytosis substance found in the extracellular environment processes the substance into a shorter oligopeptide of about 3 to 23 amino acids in length from the polypeptide form and converts some of the resulting peptides to the MHC complex of pAPC. Display for T cells. For example, tumor cells upon lysis release their cell contents, such as various proteins, to the extracellular environment. These released proteins are endocytosed by pAPC and processed into separate peptides, which are then displayed on the surface of pAPC via MHC. By this mechanism, it is not the entire target protein that is presented on the surface of pAPC, but rather only one or more separate fragments of that protein that are presented as MHC binding epitopes. If the displayed epitope is recognized by a T cell, that T cell is activated and an immune response results.

同様に、pAPC上のスカベンジャー受容体は、裸核酸配列か、または標的核酸配列を含有する組換え生物体を取込み得る。pAPC中への核酸配列の取込みは、その後、コード産物の発現を生じる。上記のように、ECRが1つまたはそれ以上の有用なエピトープ中にプロセシングされ得る場合、これらの産物はT細胞による認識のためのMHCエピトープとして提示され得る。   Similarly, a scavenger receptor on pAPC can incorporate a naked or a recombinant organism containing a target nucleic acid sequence. Incorporation of the nucleic acid sequence into pAPC then results in expression of the encoded product. As described above, if the ECR can be processed into one or more useful epitopes, these products can be presented as MHC epitopes for recognition by T cells.

MHC結合エピトープはしばしば、クラスター中のタンパク質配列全体に不均一に分布される。本発明の実施形態は、標的タンパク質の特定領域中のエピトープクラスター領域(ECR)を同定することに向けられる。候補ECRは、種々のタンパク質分解酵素のための天然基質であると考えられ、そしてpAPCの表面でのMHC表示のために1つまたはそれ以上のエピトープにプロセシングされると考えられる。全タンパク質または生物学的作用物質を送達するより古典的なワクチンに対照するものとして、ECRはワクチンとして投与されることができ、少なくとも1つのエピトープが、全長配列の使用を必要とせずにMHC上に提示される高い確率を生じる。   MHC binding epitopes are often heterogeneously distributed throughout the protein sequence in the cluster. Embodiments of the invention are directed to identifying an epitope cluster region (ECR) in a specific region of the target protein. Candidate ECRs are thought to be natural substrates for various proteolytic enzymes and are thought to be processed into one or more epitopes for MHC display on the surface of pAPC. In contrast to more classical vaccines that deliver whole proteins or biological agents, ECR can be administered as a vaccine, where at least one epitope is present on MHC without the use of full-length sequences. Result in a high probability presented.

別個のMHC結合エピトープの同定におけるECRの使用
ワクチンに用いるための推定MHCエピトープの同定はしばしば、MHCに対するペプチド断片の結合親和性を予測するためのタンパク質または遺伝子の配列を分析する利用可能な予測アルゴリズムの使用を包含する。これらのアルゴリズムは、予測される親和性またはMHC結合に関連したその他の特性により推定エピトープを等級付けする。この種の分析のためのアルゴリズムの例としては、RammenseeおよびNIH(Parker)アルゴリズムが挙げられる。しかしながら、これらのアルゴリズムを用いて予測される推定エピトープの中から細胞の表面に天然に存在するエピトープを同定することは、困難で、かつ骨の折れる過程であることが立証されている。エピトープ同定過程におけるECRの使用は、別個のMHC結合エピトープを同定するという仕事を非常に単純化し得る。
Use of ECR in the identification of distinct MHC binding epitopes Identification of putative MHC epitopes for use in vaccines is often available predictive algorithms that analyze protein or gene sequences to predict the binding affinity of peptide fragments for MHC Includes the use of These algorithms grade putative epitopes by predicted affinity or other properties associated with MHC binding. Examples of algorithms for this type of analysis include the Rammensee and NIH (Parker) algorithms. However, it has proved to be a difficult and laborious process to identify naturally occurring epitopes on the cell surface from among the predicted epitopes predicted using these algorithms. The use of ECR in the epitope identification process can greatly simplify the task of identifying distinct MHC binding epitopes.

好ましい実施形態では、ECRポリペプチドは自動ペプチド合成機で合成され、これら
のECRは次に、エピトープの提示のためのタンパク質のプロセシングに関与するタンパク質分解酵素を用いてin vitro消化を施される。次に質量分析および/または分析的HPLCを用いて、消化産物を同定し、そしてin vitroMHC結合試験を用いて、MHCに実際に結合するこれらの産物の能力を査定する。ECR中に含入されるエピトープがMHCを結合することが示されれば、それらはワクチン中に組入れられ、診断薬として、別個のエピトープとしてまたはECRの状況で、用いられ得る。
In a preferred embodiment, ECR polypeptides are synthesized on an automated peptide synthesizer, and these ECRs are then subjected to in vitro digestion using proteolytic enzymes that are involved in protein processing for epitope presentation. Mass spectrometry and / or analytical HPLC are then used to identify the digested products, and an in vitro MHC binding test is used to assess the ability of these products to actually bind to MHC. If the epitopes contained in the ECR are shown to bind MHC, they can be incorporated into vaccines and used as diagnostic agents, as separate epitopes or in the context of ECR.

この好ましい実施形態におけるECR(その相対的に短い配列のために、化学合成により生成され得る)の使用は、別の場合には全タンパク質の使用を要するであろうものを上回る有意の改良である。これは、全タンパク質が組換え発現ベクター系および/または複合精製手法を用いて生産されねばならないためである。化学的合成ECRを用いる単純化は、多数のエピトープの分析および同定を可能にする一方、他の一般に用いられる方法と比較した場合に過程の時間および経費を大幅に低減する。限定ECRの使用は、ECR消化の産物が全タンパク質の消化産物の小分画であるため、消化物の質量分光分析も大幅に単純化する。   The use of ECR in this preferred embodiment (because of its relatively short sequence can be generated by chemical synthesis) is a significant improvement over what would otherwise require the use of whole protein. . This is because the entire protein must be produced using recombinant expression vector systems and / or complex purification techniques. Simplification using chemically synthesized ECR allows for analysis and identification of a large number of epitopes, while greatly reducing the time and expense of the process when compared to other commonly used methods. The use of limited ECR also greatly simplifies mass spectroscopic analysis of the digest, since the product of ECR digestion is a small fraction of the digest of the total protein.

別の実施形態では、ECRをコードする核酸配列は、エピトープが表面に提示されるか明らかにするため、細胞または細胞系中でポリペプチドを発現するために用いられる。表面のエピトープを検出するために、種々の手段が用いられ得る。好ましい実施形態は、細胞の溶解およびMHCのアフィニティー精製、その後のMHCからのペプチドの溶出および分析、またはインタクト細胞からのエピトープの溶出を包含する(それぞれ、Falk, K.
et al. Nature 351:290, 1991および米国特許第5,989,565号)。MHCからこの方法で溶出されるペプチドを分析するための感度の高い方法は、毛管またはナノ毛管HPLC ESI質量分析およびオンラインシーケンシングを用いる。
In another embodiment, a nucleic acid sequence encoding ECR is used to express a polypeptide in a cell or cell line to determine if the epitope is presented on the surface. Various means can be used to detect surface epitopes. Preferred embodiments include cell lysis and affinity purification of MHC, followed by peptide elution and analysis from MHC, or elution of epitopes from intact cells (Falk, K., respectively).
et al. Nature 351: 290, 1991 and US Pat. No. 5,989,565). A sensitive method for analyzing peptides eluted in this way from MHC uses capillary or nanocapillary HPLC ESI mass spectrometry and on-line sequencing.

ECRを含有する標的関連抗原
ECRが限定され得るTAAとしては、TuAAからのもの、例えば腫瘍胎児性、癌−精巣、脱調節化遺伝子、遍歴転位(errant translocations)からの融合遺伝子、分化抗原、胚性抗原、細胞周期タンパク質、突然変異腫瘍抑制遺伝子、および過剰発現遺伝子産物、例えば癌遺伝子が挙げられる。さらにECRは、ウイルス遺伝子産物、特に慢性疾患を引き起こすかまたは癌遺伝子性であるウイルスに関連したもの、例えばヘルペスウイルス、ヒトパピローマウイルス、ヒト免疫不全ウイルスおよびヒトT細胞白血病ウイルスから得ることができる。ECRは寄生生物体、例えばトリパノソーマ、リーシュマニアおよびその他の細胞内または寄生生物体の遺伝子産物からも得ることができる。
Target associated antigens containing ECR TAAs from which ECR may be limited include those from TuAA, such as oncofetal, cancer-testis, deregulated genes, fusion genes from errant translocations, differentiation antigens, embryos Sex antigens, cell cycle proteins, mutant tumor suppressor genes, and overexpressed gene products such as oncogenes. Furthermore, ECR can be obtained from viral gene products, particularly those associated with viruses that cause chronic disease or are oncogenic, such as herpes virus, human papilloma virus, human immunodeficiency virus and human T cell leukemia virus. ECR can also be obtained from parasites such as trypanosoma, leishmania and other intracellular or parasite gene products.

これらのTuAAのいくつかとしては、α−フェトタンパク質、癌胚性抗原(CEA)、食道癌由来NY−ESO−1およびSSX遺伝子、SCP−1、PRAME、MART−1/MelanA(MART−1)、gp100(Pmel 17)、チロシナーゼ、TRP−1、TRP−2、MAGE−1、MAGE−2、MAGE−3、BAGE、GAGE−1、GAGE−2、p15;過剰発現癌遺伝子、および突然変異腫瘍抑制遺伝子、例えばp53、Ras、HER−2/neu;染色体転位に起因する独特の腫瘍性抗原、例えばBCR−ABL、E2A−PRL、H4−RET、IGH−IGK、MYL−RAR1およびウイルス抗原、EBNA1、EBNA2、HPV−E6、−E7;前立腺特異的抗原(PSA)、前立腺幹細胞抗原(PSCA)、MAAT−1、GP−100、TSP−180、MAGE−4、MAGE−5、MAGE−6、RAGE、p185erbB−2、p185erbB−3、c−met、nm−23H1、TAG−72、CA 19−9、CA72−4、CAM 17.1、NuMa、K−ras、−Catenin、CDK4、Mum−1、p15およびp16が挙げられる
多数の他のTAAもまた、病原体および腫瘍の両方のために意図される。TuAAに関して、正常細胞と比較して腫瘍性細胞において差次的に発現される遺伝子および遺伝子産
物を同定するためには、種々の方法が利用可能であり、当該技術分野で既知である。これらの技法の例としては、示差的ハイブリダイゼーション、例えばマイクロアレイの使用;サブストラクティブハイブリダイゼーションクローニング;mRNAまたはタンパク質発現レベルでのディファレンシャルディスプレイ;ESTシーケンシング;およびSAGE(遺伝子発現の配列分析)が挙げられる。これらの核酸技法は、Carulli, J.P. et al J.
Cellular Biochem Suppl. 30/31:286-296, 1998により概説されている。タンパク質ののディファレンシャルディスプレイは、例えば腫瘍および正常組織からの細胞溶解物の二次元ポリアクリルアミドゲル電気泳動の比較、腫瘍中で独特のまたは過剰発現されるタンパク質スポットの位置、ゲルからのタンパク質の回収、および古典的生化学的または質量分光分析的シーケンシング技法を用いたタンパク質の同定を包含する。TuAAの同定のための付加的技法は、Tureci, O., Sahin, U., and Pfreundschuh, M., “Serological analysis of human tumor antigens: molecular definition and implications”, Molecular Medicine Today, 3:342, 1997で考察されたSerex技法である。
Some of these TuAAs include α-fetoprotein, carcinoembryonic antigen (CEA), esophageal cancer-derived NY-ESO-1 and SSX genes, SCP-1, PRAME, MART-1 / MelanA (MART-1) , Gp100 (Pmel 17), tyrosinase, TRP-1, TRP-2, MAGE-1, MAGE-2, MAGE-3, BAGE, GAGE-1, GAGE-2, p15; overexpressed oncogenes and mutant tumors Suppressor genes such as p53, Ras, HER-2 / neu; unique tumor antigens resulting from chromosomal translocations such as BCR-ABL, E2A-PRL, H4-RET, IGH-IGK, MYL-RAR1 and viral antigens, EBNA1 , EBNA2, HPV-E6, -E7; prostate specific antigen (PSA), prostate stem cells Hara (PSCA), MAAT-1, GP-100, TSP-180, MAGE-4, MAGE-5, MAGE-6, RAGE, p185erbB-2, p185erbB-3, c-met, nm-23H1, TAG-72 , CA 19-9, CA72-4, CAM 17.1, NuMa, K-ras, -Catenin, CDK4, Mum-1, p15 and p16 Numerous other TAAs are also present in both pathogens and tumors Intended for. For TuAA, various methods are available and known in the art to identify genes and gene products that are differentially expressed in neoplastic cells relative to normal cells. Examples of these techniques include differential hybridization, such as the use of microarrays; subtractive hybridization cloning; differential display at the mRNA or protein expression level; EST sequencing; and SAGE (sequence analysis of gene expression) . These nucleic acid techniques are described in Carulli, JP et al J.
Cellular Biochem Suppl. 30/31: 286-296, 1998. Differential display of proteins, for example, comparison of two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis of cell lysates from tumors and normal tissues, location of unique or overexpressed protein spots in tumors, recovery of proteins from gels, And identification of proteins using classical biochemical or mass spectroscopic sequencing techniques. Additional techniques for TuAA identification are described in Tureci, O., Sahin, U., and Pfreundschuh, M., “Serological analysis of human tumor antigens: molecular definition and implications”, Molecular Medicine Today, 3: 342, 1997. This is the Serex technique discussed in (1).

これらのそしてその他の方法の使用は、開示する本発明のエピトープを生成するための考え得る候補タンパク質として使用され得る、標的細胞内に含入される遺伝子および遺伝子産物を同定するのに必要な技法を当業者に提供する。しかしながら、本発明の実施に際して、新規のTuAAまたはTAAを同定することは必要でない。むしろ本発明の実施形態は、配列がすでに既知であれ新規であれ、任意の関連タンパク質配列からのECRを同定することを可能にする。   The use of these and other methods is necessary for identifying genes and gene products contained within target cells that can be used as possible candidate proteins for generating the disclosed epitopes of the present invention. Are provided to those skilled in the art. However, it is not necessary to identify a new TuAA or TAA in the practice of the invention. Rather, embodiments of the present invention make it possible to identify ECRs from any related protein sequence, whether the sequence is already known or novel.

エピトープクラスターを同定するためのタンパク質配列分析
本発明の好ましい実施形態では、ECRの同定は、以下の2つの主な過程を包含する:(1)良好な推定エピトープを同定すること、(2)これらの推定エピトープが位置する任意のクラスターの境界を限定する。これら2つの過程の各々の種々の好ましい実施形態が存在し、第1の過程のための選定実施形態は、第2の過程のための選定実施形態と自由に組合せられ得る。これらの過程の各々のために本明細書中に開示される方法および実施形態は、単なる例示であり、いかなる点でも本発明の範囲を限定するものではない。特定のTAAの分析に適用され得る特別な道具およびこのような分析は、本発明にしたがって多数の方法で実行され得ことを当業者は理解するであろう。
Protein Sequence Analysis to Identify Epitope Clusters In a preferred embodiment of the invention, the identification of ECR involves two main processes: (1) identifying good putative epitopes, (2) these Limit the boundaries of any cluster where the putative epitopes are located. There are various preferred embodiments for each of these two processes, and the selected embodiment for the first process can be freely combined with the selected embodiment for the second process. The methods and embodiments disclosed herein for each of these processes are merely exemplary and are not intended to limit the scope of the invention in any way. Those skilled in the art will appreciate that special tools that can be applied to the analysis of a particular TAA and that such analysis can be performed in a number of ways in accordance with the present invention.

良好な推定エピトープを同定するための好ましい実施形態としては、MHCに対するペプチド断片の結合親和性を予測するために、または予測される親和性もしくはMHC結合に関連するその他の特徴にしたがって推定エピトープを等級付けするためにタンパク質または遺伝子の配列を分析する任意の利用可能な予測アルゴリズムの使用が挙げられる。上記のように、この種類の分析のための利用可能なアルゴリズムの例としては、RammenseeおよびNIH(Parker)アルゴリズムが挙げられる。同様に、良好な推定エピトープは、MHC結合の直接または間接的アッセイにより同定され得る。「良好な推定エピトープ」を選定するためには、予測ソフトウェアにより報告されるスコアに関して、あるいはアッセイされた結合親和性に関して、分割点を設定する必要がある。いくつかの実施形態では、このような分割は絶対的である。例えば分割は、エピトープおよび選定MHC対立遺伝子間の解離の測定されたまたは予測された半減期に基づき得る。このような場合、分割の実施形態は、例えば0.5分より長い、好ましい実施形態では2.5分より長い、さらに好ましい実施形態では5分より長い、そして高度に厳密な実施形態では10分、または20分、または25分より長い任意の解離半減期であり得る。これらの実施形態では、良好な推定エピトープは、指定分割点の望ましい側にあると限定された、良好なMHC結合特性を有することが予測または同定されるものである。同様に、分割は、エピトープおよび選定MHC対立遺伝子間の測定または予測された結合親和性に基づき得る。さらに絶対分割は、単に選定数の推定エピトープであり得る。   Preferred embodiments for identifying good putative epitopes include grading putative epitopes to predict the binding affinity of peptide fragments to MHC, or according to predicted affinity or other characteristics associated with MHC binding. The use of any available prediction algorithm that analyzes the sequence of a protein or gene to apply is included. As mentioned above, examples of available algorithms for this type of analysis include the Rammensee and NIH (Parker) algorithms. Similarly, good putative epitopes can be identified by direct or indirect assays of MHC binding. In order to select a “good putative epitope” it is necessary to set a breakpoint with respect to the score reported by the prediction software or with respect to the assayed binding affinity. In some embodiments, such a division is absolute. For example, the split may be based on the measured or predicted half-life of dissociation between the epitope and the selected MHC allele. In such a case, the splitting embodiment is, for example, longer than 0.5 minutes, in a preferred embodiment longer than 2.5 minutes, in a more preferred embodiment longer than 5 minutes, and in a highly stringent embodiment 10 minutes. Or any dissociation half-life longer than 20 minutes or 25 minutes. In these embodiments, a good putative epitope is one that is predicted or identified to have good MHC binding properties, limited to be on the desired side of the designated split point. Similarly, splitting can be based on measured or predicted binding affinity between the epitope and the selected MHC allele. Furthermore, the absolute split can simply be a selected number of putative epitopes.

その他の実施形態では、分割は相対的である。例えば推定エピトープの総数の選定パーセンテージを用いて、良好な推定エピトープとして候補配列を限定するための分割を確立し得る。さらにエピトープを等級付けするための特徴も、測定または推定されたMHC結合から得られる。このような確定に用いられる特性は、結合に関連するかまたは結合を示す任意のものであり得る。好ましい実施形態では、良好な推定エピトープの同定は、候補配列を等級付けする多数の方法を組合せ得る。このような実施形態では、良好なエピトープは典型的には、異なる方法およびパラメターに基づいた良好なエピトープのコンセンサスを表すもの、あるいは少なくとも1つの方法により特に高く等級付けされるものである。   In other embodiments, the division is relative. For example, a selected percentage of the total number of putative epitopes can be used to establish a partition to limit candidate sequences as good putative epitopes. Further features for grading epitopes are also obtained from measured or estimated MHC binding. The property used for such determination can be anything related to or indicative of binding. In preferred embodiments, the identification of good putative epitopes can combine a number of methods of grading candidate sequences. In such embodiments, good epitopes typically represent good epitope consensus based on different methods and parameters, or are particularly highly graded by at least one method.

いくつかの良好な推定エピトープが同定された場合、互いに対するそれらの位置が分析されて、ワクチンまたはワクチン設計に用いるための最適クラスターを確定し得る。この分析は、TAAの配列内で特徴的な選定エピトープの密度に基づいている。最高密度の特徴を有する、あるいはある選定切断を上回る密度を有する領域が、ECRと呼ばれる。本発明の種々の実施形態は、密度分析のための異なる特徴を用いる。例えば好ましい一特徴は、単に任意の良好な推定エピトープ(任意の適切な方法により限定されるような)の存在である。この実施形態では、分割より上のすべての推定エピトープは密度分析において等しく処理され、最良クラスターは、アミノ酸残基あたりで最高密度の良好な推定エピトープを有するものである。別の実施形態では、好ましい特徴は、推定エピトープを採点または等級付けするために従来用いられたパラメター(単数または複数)を基礎にする。この実施形態では、他の推定エピトープに比して、密度分析において別の推定エピトープの2倍のスコアを有する推定エピトープは密度分析で二重に計量される。さらにほかの実施形態は、縮小規模であるが、例えばスコアの対数または平方根を用いて、密度分析において他のものより重い重量をいくつかの推定エピトープに与えることにより、スコアまたは等級を考慮する。   If several good putative epitopes are identified, their position relative to each other can be analyzed to determine the optimal cluster for use in a vaccine or vaccine design. This analysis is based on the density of selected epitopes characteristic within the sequence of TAA. The region that has the highest density characteristics or has a density that exceeds a selected cut is called ECR. Various embodiments of the present invention use different features for density analysis. For example, one preferred feature is simply the presence of any good putative epitope (as limited by any suitable method). In this embodiment, all putative epitopes above the split are treated equally in the density analysis, and the best cluster is the one with the highest density of good putative epitopes per amino acid residue. In another embodiment, preferred features are based on the parameter (s) conventionally used to score or grade the putative epitope. In this embodiment, a putative epitope that has twice the score of another putative epitope in the density analysis compared to other putative epitopes is doubly metered in the density analysis. Still other embodiments are scaled down, but consider score or grade by giving some putative epitopes a heavier weight than others in density analysis, for example using the logarithm or square root of the score.

分析されるTAAの長さ、考え得る候補エピトープの数、良好な推定エピトープの数、良好な推定エピトープのスコアリングの変動性、および任意の既定分析で明らかになるその他の因子に応じて、本発明の種々の実施形態は、既定の用途に最も有用であるECRを同定するために、単独でまたは組合せて用いられ得る。多数のアプローチを用いる反復または平行分析は、多くの場合に有益であり得る。ECRは、真のMHCエピトープの同定の効率増大のための、そしてワクチン中へのMHCエピトープの効率的「パッケージング」のための道具である。したがって本明細書中に記載された実施形態のいずれか、または本開示に基づいた当業者に明らかなその他の実施形態は、ワクチンおよびワクチン設計に完全TAAを用いる代わりにECRを用いることにより、これらの試みの効率を強化するのに有用である。   Depending on the length of the TAA being analyzed, the number of possible candidate epitopes, the number of good putative epitopes, the variability in scoring good putative epitopes, and other factors that will become apparent in any given analysis Various embodiments of the invention can be used alone or in combination to identify the ECR that is most useful for a given application. Iterative or parallel analysis using multiple approaches can be beneficial in many cases. ECR is a tool for increasing the efficiency of identification of true MHC epitopes and for efficient “packaging” of MHC epitopes into vaccines. Accordingly, any of the embodiments described herein, or other embodiments apparent to those of skill in the art based on this disclosure, can be obtained by using ECR instead of using full TAA for vaccines and vaccine design. Useful for enhancing the efficiency of attempts.

多数のまたはほとんどのTAAが低密度の予測MHCエピトープを有する領域を有するために、ECRの使用は、ワクチンおよびエピトープ同定プロトコルに低エピトープ密度の領域を含むことの非効率性を回避する有益な方法を提供する。したがって、有用なECRは、全TAAでないTAAの任意の部分とも限定され得るが、この場合、その部分は全TAAより、あるいは特に低密度の推定エピトープを有するTAAの任意の領域より高い密度の推定エピトープを有する。したがって本発明のこの態様では、ECRは高エピトープ密度を有するTAAの任意の断片であり得る。いくつかの実施形態では、ECRはTAAの長さの約80%までの領域を包含し得る。好ましい実施形態では、ECRはTAAの長さの約50%までの領域を含み得る。さらに好ましい実施形態では、ECRはTAAの長さの約30%までの領域を含み得る。最も好ましい実施形態では、ECRはTAAの長さの5〜15%の領域を含み得る。   Since many or most TAAs have regions with low density of predicted MHC epitopes, the use of ECR is a beneficial way to avoid the inefficiencies of including regions of low epitope density in vaccines and epitope identification protocols I will provide a. Thus, a useful ECR may be limited to any portion of TAA that is not total TAA, in which case that portion is more densely estimated than total TAA, or in particular any region of TAA that has a lower density of putative epitopes. Has an epitope. Thus, in this aspect of the invention, the ECR can be any fragment of TAA having a high epitope density. In some embodiments, the ECR may include a region up to about 80% of the length of the TAA. In preferred embodiments, the ECR may comprise a region up to about 50% of the length of the TAA. In a further preferred embodiment, the ECR may comprise a region up to about 30% of the length of the TAA. In the most preferred embodiment, the ECR may comprise a region that is 5-15% of the length of the TAA.

本発明の別の態様では、ECRはその絶対長に関して限定され得る。したがってこの定
義により、9量体エピトープに関する最小クラスターは、10個のアミノ酸残基を含み、そして共通して8個のアミノ酸を伴う2つの重複9量体を有する。好ましい実施形態では、クラスターは約15〜75アミノ酸長である。さらに好ましい実施形態では、クラスターは約20〜60アミノ酸長である。最も好ましい実施形態では、クラスターは約30〜40アミノ酸長である。
In another aspect of the invention, the ECR may be limited with respect to its absolute length. Thus, according to this definition, the smallest cluster for a 9-mer epitope contains 10 amino acid residues and has 2 overlapping 9-mers with 8 amino acids in common. In a preferred embodiment, the cluster is about 15-75 amino acids long. In a more preferred embodiment, the cluster is about 20-60 amino acids long. In the most preferred embodiment, the cluster is about 30-40 amino acids in length.

実際上、上記のように、ECR同定は、簡単な密度関数、例えばそれらのエピトープにわたるアミノ酸の数でエピトープ数を割った値を用い得る。エピトープが重複することは必ずしも必要でないが、単一エピトープに関する値は有意でない。分割パーセントに関して単一値のみが用いられ、エピトープ予測における絶対分割が用いられない場合、クラスターを限定するためにこの段階で単一閾値を設定することができる。しかしながら絶対分割の使用および異なる分割パーセンテージを用いた第1の過程の実行は、候補エピトープの全体的密度の変動を生じ得る。このような変動は、さらなる説明または操作を要し得る。例えば2つのエピトープの重複は、3つだけの候補エピトープが考察された場合、30の候補が任意の特定長タンパク質に関して考察された場合より有意である。この特徴を考慮に入れるため、特定クラスターに与えられる重量は、計算の意義を増大するために、実際に考察中の考え得るペプチドの分画でさらに割ることができる。これは、その結果を親タンパク質中の予測エピトープの平均密度に概算する。   In practice, as described above, ECR identification can use a simple density function, eg, the number of epitopes divided by the number of amino acids across those epitopes. Although it is not necessary that the epitopes overlap, the values for a single epitope are not significant. If only a single value is used for the percent split and no absolute split in epitope prediction is used, a single threshold can be set at this stage to limit the clusters. However, the use of absolute splitting and execution of the first process with different splitting percentages can result in variations in the overall density of candidate epitopes. Such variations may require further explanation or manipulation. For example, the overlap of two epitopes is more significant when only three candidate epitopes are considered than when 30 candidates are considered for any particular length protein. In order to take this feature into account, the weight given to a particular cluster can be further divided by the fraction of possible peptides actually under consideration to increase the significance of the calculation. This approximates the result to the average density of predicted epitopes in the parent protein.

同様に、いくつかの実施形態は、タンパク質中のアミノ酸当たりで考えられるペプチドの平均数での良好な推定エピトープのスコアリングを基礎にする。その結果生じる比率は、推定クラスター中の予測エピトープの密度がタンパク質中の平均密度と異なる因子を表す。したがってECRは、この比率が2を超える2つまたはそれ以上の予測エピトープを含有する任意の領域、すなわち二倍の平均密度のエピトープを有する任意の領域として、一実施形態において限定される。他の実施形態では、その領域は、比率が1.5、3、4もしくは5またはそれ以上を超えるECRと限定される。   Similarly, some embodiments are based on scoring good putative epitopes with an average number of peptides considered per amino acid in the protein. The resulting ratio represents a factor in which the density of predicted epitopes in the putative cluster differs from the average density in the protein. Thus, ECR is limited in one embodiment as any region that contains two or more predicted epitopes with this ratio greater than 2, ie, any region that has twice the average density of epitopes. In other embodiments, the region is limited to ECR ratios greater than 1.5, 3, 4 or 5 or more.

ECRの存在を算定するための標的タンパク質中のアミノ酸当たりのペプチドの平均数の考察は、個々の構成分のスコア/親和性に関係なく、高密度集団化ECRを強調する。これは、スコアベースの分割の使用のために最も適切である。しかしながら高等級候補を小数しか有さないECRは、特に候補ペプチドの総数の小パーセンテージが良好な推定エピトープと選定された場合には、いくつかの高密度に詰められるが低等級付けされる候補を有するクラスターより生物学的に有意であり得る。したがっていくつかの実施形態では、個々のペプチドのスコアを考慮するのが適切である。これは、上記の計算において推定クラスター中のペプチドの数の変わりに推定クラスター中のペプチドのスコアの合計を置き換えることにより、最も容易に成し遂げられる。   Consideration of the average number of peptides per amino acid in the target protein to calculate the presence of ECR highlights high density population ECR regardless of individual component scores / affinities. This is most appropriate for the use of score-based partitioning. However, ECRs that have only a few high-grade candidates can have several densely packed but low-graded candidates, especially if a small percentage of the total number of candidate peptides is selected as a good putative epitope. It can be more biologically significant than the cluster it has. Thus, in some embodiments it is appropriate to consider the score of individual peptides. This is most easily accomplished by replacing the sum of the peptide scores in the putative cluster instead of the number of peptides in the putative cluster in the above calculations.

この合計スコア法は、高スコアリングエピトープを含有するまばらに集団形成されたクラスターに対してより感受性である。BIMAS−NIH/Parkerアルゴリズムにより生成される広範囲のスコア(すなわち解離の半減期)は、その他の考え得るエピトープの関与を小さくする単一高スコアリングペプチドをもたらし得るため、スコアそれ自体というよりむしろスコアの対数が、好ましくはこの手法に用いられる。   This total scoring method is more sensitive to sparsely clustered clusters containing high scoring epitopes. Scores rather than the score itself because the wide range of scores generated by the BIMAS-NIH / Parker algorithm (ie, the half-life of dissociation) can result in a single high scoring peptide that reduces the involvement of other possible epitopes Is preferably used for this approach.

種々のその他の計算は、ある条件または別の条件下で案出され得る。概して、エピトープ密度関数は、それが推定クラスター内の予測エピトープの数、それらのスコア、それらの等級等に比例し、その推定クラスター内に含入されるタンパク質のアミノ酸または分画数に反比例するよう、構築される。あるいは関数は、選定数の連続アミノ酸のウインドウに関して評価され得る。いずれのケースでも関数は全タンパク質の全推定エピトープについて評価される。推定クラスター(またはウインドウ)および全タンパク質に関する値の比率が例えば1.5、2、3、4、5またはそれ以上より大きい場合、ECRが限定され
る。
エピトープクラスターの構造式
エピトープクラスターはタンパク質のセグメントであり、そういうものとして、ペプチド結合により連結されるアミノ酸の紐である。それがセグメントであるタンパク質内では、その末端は半ペプチド結合である。単離された高分子として、それは一般に他のポリペプチドの末端アミノおよびカルボキシル酸基を有するが、しかし末端に作られるどのような遮断基またはその他の修飾も、エピトープクラスターの特徴的構造を変えない。任意のクラスターはアミノ酸配列を有するが、しかしその配列により直接限定されない。むしろクラスターは、タンパク質配列内の、特定MHC分子に関連するエピトープの整列により限定される。
タンパク質内のエピトープのクラスター形成の1例証(図9)は、チロシナーゼにおける予測HLA−A0201エピトープの位置プロットである。特定配列情報は、このタンパク質またはその任意のセグメント中のエピトープの密度および位置を例証するために記号に一般化されており、これは、クラスターが存在する場所およびそれらが存在しない場所を示す。このようなプロットはタンパク質配列についての知識および予測分析から得られる(実施例24:表21〜24および図18参照)が、しかし経験的にも得られる。例えばチロシナーゼの9−mer断片の順序集合を作り、HLA−A0201結合に関して各断片を試験することにより、図9と非常によく似たプロットが得られる。したがってこの例により、基本的配列に対するいかなる参照もせずにクラスターが同定され得る。配列についての知識はクラスターの有用性を助長し、増大するが、しかしそれはそれらの直接的決定因子ではない。
したがって、クラスターの個々の構成エピトープ中に存在する配列モチーフを考慮することにより、エピトープクラスターを説明する一般構造式を書くことができる。
最も単純なクラスターは2つの重複エピトープからなり、次式により表され得る:

Figure 2005514029
(式中、Xはタンパク質配列中の天然に存在する任意のアミノ酸であり、式中のXの各出現は、式中の任意の他のXと異なるかまたは同一であるアミノ酸を示し得り、
aはP2およびP2間のアミノ酸の数を示し、
bはP2およびP の相対位置を表し、
XaおよびX(|b|−1)はそれぞれ長さ「a」および「|b|−1」のこのようなアミノ酸の紐であり、
|b|はbの絶対値であり、
P2は第1のエピトープの第1の主要アンカーおよび第2の残基であり、
P2は第2のエピトープの第1の主要アンカーおよび第2の残基であり、
は第1のエピトープの最後の主要アンカーおよびC末端残基であり、そして
は第2のエピトープの最後の主要アンカーおよびC末端残基である)。
アンカー残基の同一点は、クラスターが関連するMHC型の結合モチーフによって、Xに関する可能性の特定の部分集合である。種々のMHC型に関する結合モチーフは当該技術分野において既知であり、いくつかの例が以下で考察される。特に、種々の種からの多数のMHC分子に対する主要および補助アンカーならびにその他の好ましい残基は、上記の参考文献により援用される「MHCリガンドおよびペプチドモチーフ(MHC Ligands and Peptide Motifs)」に報告されている。これらのデータは、SYFPEITHIにより用いられる予測アルゴリズムの基礎を成し、クラスI HLAに関するそれらのデータが抽出されており、表6に示されている。BIMAS−NIH/Parkerアルゴリズムにより用いられ、アンカー、好ましいおよび好ましくない残基も明示するクラスI HLA係数表が、表7−1〜表7−41に示されている。これらの表は、当業者にアクセス可能である有用な情報の種類の例証的な実例として提供される。表はこのような情報の完全
リストとして示されているわけではない。
9アミノ酸という最も一般的な長さを有するエピトープに関しては、以下に例示されるように「a」は0から7まで、そして「b」は6から−1まで変わり得るが、但しa+b=6である。
Figure 2005514029
Figure 2005514029
Figure 2005514029
および第2のエピトープの第1の位置は、b=−1である場合、同一残基であり、bの負の記号は、式のこの実施形態において、P2が左でなくてP の右に置かれることを示す。P およびP2(第2のエピトープの第2の位置)は、b=0である場合に同一残基であり、それらの「間の」長さ|b|−1は、−1の式値(formal value)を呈する。
8または10アミノ酸長であるエピトープも一般に見出される。したがって他の実施形態では、構造式は、0 a Le−2およびLe−3 b −1(a+b=Le−3であり、ここで、Leはエピトープの長さである)と設定することにより、他の長さのエピトープに関して一般化され得る。その場合クラスターの長さLcは、4+2a+bである。
したがってほとんどの実施形態において、「a」および「b」は特定範囲で任意の値をとり得る。しかしながらPおよびP2が一致する場合に関しては、例えば上記の9量体に関してはa=6、b=0であり、アンカー残基の特定化は排除構造式をもたらし得る。P2がLまたはMであり、PがVまたはLである単純HLA−A0201結合モチーフ定義を用いて、a=6、b=0は、PおよびP2がともにLである場合にのみ含入構造式を説明することが分かる。a=6、b=0がまさに強制されるわけでないが、排除構造式を説明するような、P2およびPに関する好ましい残基が互いに素な集合である種々のモチーフが存在する。
上記の構造式は、P2の位置に主要アンカーが常に存在するかのように上記の構造式は書かれているが、しかしこれは事実とは異なる。いくつかのモチーフ(例えばHLA−A1)では、P2の位置の代わりにP3に主要アンカー残基が存在する。P3およびP3に関して上記の構造を書き直し、aおよびbに関する値の容認範囲を調整するには十分簡単であるが、しかしこれは必要でない。エピトープクラスターの特徴の理解によって、クラスII エピトープクラスターに適用可能であるよう式を調整することは同様に簡単である。したがってP3の位置に主要アンカー残基を有するモチーフを適応させるよう式をより簡単に修正するために、P2は、好ましいP3の残基(のアミノ側)に隣接するXと定義され得るが、これはHLA−A1の例ではDおよびEである。同様にHLA−B8に関する結合モチーフは、Pのほかに、P3およびP5の両方で主要アンカーを有し、それらの位置ではKまたはRが選択される。さらにまた、P2を配列X−K/R−X−K/Rにおける第1の残基と限定することにより、上記の鋳型が依然として用いられ得る。したがって実践者の選択および目的によって、第2のアンカーを含めた、そして結局はマトリックス定義を含めたより複雑なモチーフ定義が適用され得る。
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「a」および「b」に関して上記された値の範囲は、エピトープは少なくとも1つのアミノ酸だけ重複することを示す。場合によっては、エピトープは隣接するかまたは1〜数個のアミノ酸のギャップにより分離される情況を考えるのが適切であり得る。このクラスのクラスターの構造は、このような実施形態では、それぞれ接合面に関しては1、2、3・・・だけ、そして1、2・・・個のアミノ酸のギャップだけ、「a」の最大値を増大し、そして「b」の最小値を低減することにより説明される。同様に、他の方向の「a」および「b」の値の変更は、より大きい最小重複を保証する。
上に示した構造は、2つのエピトープからなるクラスターを限定しただけである。より多数のエピトープのクラスターを限定するための構造式の一般化は、いくつかの修正を要する。それにもかかわらず、アンカー残基、エピトープ長、ならびに「a」および「b」の値に及ぼす限界変動の作用に関する種々の考察は、このより一般的な構造に等しく当てはまる。クラスター中により多くのエピトープを有する可能性は考え得る方法の数を増大するが、この場合、異なる個々のエピトープからの相互排除P2およびP アンカー残基の重複は、強制または排除構造を限定する。
上に示した構造式はクラスター中のエピトープの任意の隣接対に当てはまり得るため、
任意のサイズのクラスター中のエピトープの各連続対に定義を反復的に当てはめるために、指標模式図が考案され得る。あるいは、以下のように、エピトープクラスターの各連続成員と組合せて第1のエピトープに反復的に適用され得るよう、式が適合され得る:
Figure 2005514029
(式中、2 N Nc;
Nはクラスターの第N番目のエピトープを示し、
Ncはクラスター中のエピトープの総数を示し、
およびbは第1と第N番目のエピトープ間の位置関係を限定し、
上のaおよびbと同様に、
Figure 2005514029
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および
Figure 2005514029
上記からの結果、
Figure 2005514029
上記は、特定MHC分子に対する既知のまたは予測親和性を共有する単一長のエピトープを含むエピトープクラスターを説明する一般構造式である。これは、近接クラスターと呼ばれ得る。上に開示されたエピトープクラスターの一般定義は、クラスター内のエピトープの密度が全タンパク質中のエピトープの平均密度より大きいことを必要とする。したがってこの密度要件は、(Nc/Lc)>(Np/Lp)として表されるが、この場合、Npはタンパク質中のエピトープの総数であり、Lpはタンパク質の長さである。 Various other calculations may be devised under certain conditions or other conditions. In general, the epitope density function is proportional to the number of predicted epitopes in a putative cluster, their score, their grade, etc., and inversely proportional to the number of amino acids or fractions of the proteins contained in that putative cluster, Built. Alternatively, the function can be evaluated with respect to a window of a selected number of consecutive amino acids. In either case, the function is evaluated for all putative epitopes of all proteins. If the ratio of values for the putative cluster (or window) and total protein is greater than, for example, 1.5, 2, 3, 4, 5 or more, the ECR is limited.
Epitope cluster structural formula An epitope cluster is a segment of a protein, such as a string of amino acids linked by peptide bonds. Within the protein in which it is a segment, its end is a half peptide bond. As an isolated macromolecule, it generally has terminal amino and carboxylic acid groups of other polypeptides, but any blocking group or other modification made at the end does not change the characteristic structure of the epitope cluster. . Any cluster has an amino acid sequence, but is not directly limited by that sequence. Rather, the cluster is limited by the alignment of epitopes associated with a particular MHC molecule within the protein sequence.
One example of epitope clustering within a protein (FIG. 9) is a position plot of a predicted HLA-A * 0201 epitope in tyrosinase. Specific sequence information has been generalized to symbols to illustrate the density and location of epitopes in this protein or any segment thereof, which indicates where the clusters exist and where they do not exist. Such plots are obtained from knowledge about protein sequences and predictive analysis (see Example 24: Tables 21-24 and FIG. 18), but are also obtained empirically. For example, by creating an ordered set of 9-mer fragments of tyrosinase and testing each fragment for HLA-A * 0201 binding, a plot very similar to FIG. 9 is obtained. Thus, according to this example, clusters can be identified without any reference to the basic sequence. Knowledge of the sequence facilitates and increases the usefulness of the cluster, but it is not their direct determinant.
Thus, by considering the sequence motifs present in the individual constituent epitopes of the cluster, a general structural formula describing the epitope cluster can be written.
The simplest cluster consists of two overlapping epitopes and can be represented by the following formula:
Figure 2005514029
Wherein X is any naturally occurring amino acid in the protein sequence, and each occurrence of X in the formula may indicate an amino acid that is different from or identical to any other X in the formula;
a represents the number of amino acids between P2 1 and P2 2,
b represents the relative position of P2 2 and P 1,
Xa and X (| b | -1) are such amino acid strings of length "a" and "| b | -1", respectively;
| B | is the absolute value of b,
P2 1 is a first primary anchor and the second residue of the first epitope,
P2 2 is a first primary anchor and a second residue of a second epitope,
P 1 is the last primary anchor and C-terminal residues of the first epitope, and P 2 is the last primary anchor and C-terminal residues of the second epitope).
The identity of the anchor residues is a specific subset of possibilities for X, depending on the MHC-type binding motif with which the cluster is associated. Binding motifs for various MHC types are known in the art and some examples are discussed below. In particular, the main and auxiliary anchors and other preferred residues for a large number of MHC molecules from various species are reported in “MHC Ligands and Peptide Motifs”, which is incorporated by reference above. Yes. These data form the basis of the prediction algorithm used by SYFPEITHI and have been extracted for class I HLA and are shown in Table 6. Class I HLA coefficient tables used by the BIMAS-NIH / Parker algorithm and also specifying anchors, preferred and undesired residues are shown in Tables 7-1 to 7-41. These tables are provided as illustrative examples of useful information types that are accessible to those skilled in the art. The table is not shown as a complete list of such information.
For the epitope with the most common length of 9 amino acids, “a” can vary from 0 to 7 and “b” can vary from 6 to −1, as illustrated below, provided that a + b = 6 is there.
Figure 2005514029
Figure 2005514029
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The first position of P 1 and the second epitope is the same residue when b = −1, and the negative sign of b is P 2 2 in this embodiment of the formula and P 22 is not left. Indicates that it is placed to the right of 1 . P 1 and P2 2 (second position of the second epitope) are the same residues when b = 0, and their “between” lengths | b | −1 is the formula of −1 Presents a formal value.
Epitopes that are 8 or 10 amino acids long are also commonly found. Thus, in other embodiments, by setting the structural formula as 0 a Le-2 and Le-3 b -1 (a + b = Le-3, where Le is the length of the epitope) It can be generalized for epitopes of other lengths. In that case, the length Lc of the cluster is 4 + 2a + b.
Thus, in most embodiments, “a” and “b” can take any value within a specified range. However, for the case where P 1 and P2 2 match, eg a = 6, b = 0 for the above-mentioned 9-mer, the specification of the anchor residue may result in an excluded structural formula. P2 is L or M, using simple HLA-A * 0201 binding motif defined P is V or L, a = 6, b = 0 only if P 1 and P2 2 are both L It can be seen that the containing structural formula is explained. Although a = 6, b = 0 is not exactly enforced, there are a variety of motifs where the preferred residues for P2 and P are disjoint sets to account for the excluded structural formula.
The above structure is written as if the main anchor is always present at the position P2, but this is not the case. In some motifs (eg HLA-A1), there is a major anchor residue at P3 instead of at position P2. It is easy enough to rewrite the above structure for P3 1 and P3 2 and adjust the acceptable range of values for a and b, but this is not necessary. By understanding the characteristics of the epitope cluster, it is equally simple to adjust the formula to be applicable to a class II epitope cluster. Thus, in order to more easily modify the formula to accommodate a motif with a major anchor residue at position P3, P2 can be defined as X adjacent to the preferred P3 residue (on the amino side), Are D and E in the example of HLA-A1. Similarly, in addition to P, the binding motif for HLA-B8 has major anchors at both P3 and P5, and K or R is selected at those positions. Furthermore, by limiting P2 to the first residue in the sequence XK / RXK / R, the above template can still be used. Thus, depending on the practitioner's choice and purpose, more complex motif definitions can be applied, including the second anchor and eventually including the matrix definition.
Figure 2005514029
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The range of values described above for “a” and “b” indicates that the epitopes overlap by at least one amino acid. In some cases, it may be appropriate to consider situations where epitopes are adjacent or separated by a gap of one to several amino acids. The structure of this class of clusters is such that, in such an embodiment, the maximum of “a” is only 1, 2, 3,..., And 1, 2,. And decreasing the minimum value of “b”. Similarly, changing the values of “a” and “b” in the other directions guarantees a larger minimum overlap.
The structure shown above only limited a cluster of two epitopes. Generalization of the structural formula to limit a larger number of epitope clusters requires some modification. Nevertheless, various considerations regarding the effect of marginal variation on anchor residues, epitope length, and the values of “a” and “b” apply equally to this more general structure. The possibility of having more epitopes in the cluster increases the number of possible ways, but in this case the overlap of mutually excluded P2 and P anchor residues from different individual epitopes limits the forced or excluded structure.
Since the structural formula shown above can apply to any adjacent pair of epitopes in the cluster,
In order to apply the definition iteratively to each successive pair of epitopes in a cluster of any size, an indicator schematic can be devised. Alternatively, the formula can be adapted so that it can be applied iteratively to the first epitope in combination with each successive member of the epitope cluster as follows:
Figure 2005514029
(Wherein 2 N Nc;
N represents the Nth epitope of the cluster,
Nc indicates the total number of epitopes in the cluster;
a N and b N define the positional relationship between the first and Nth epitopes;
Like a and b above,
Figure 2005514029
Figure 2005514029
and
Figure 2005514029
The result from above,
Figure 2005514029
The above is a general structural formula that describes an epitope cluster containing single-length epitopes that share a known or predicted affinity for a particular MHC molecule. This can be referred to as a proximity cluster. The general definition of an epitope cluster disclosed above requires that the density of epitopes within the cluster is greater than the average density of epitopes in the total protein. This density requirement is therefore expressed as (Nc / Lc)> (Np / Lp), where Np is the total number of epitopes in the protein and Lp is the length of the protein.

MHC結合の標的遺伝子生産の分析
いったんTAAが同定されれば、タンパク質配列を用いて、MHCが結合する溝に対する既知のまたは予測される親和性を有する推定エピトープを同定し得る。ペプチド断片の試験は、in vitroで実行され得るし、あるいはその配列の使用は、コンピューター分析されて、ペプチド断片のMHC受容体結合を確定し得る。本発明の一実施形態では、標的タンパク質のアミノ酸配列に基づいたペプチド断片が、MHCペプチドが結合する溝に結合するそれらの予測能力に関して分析される。この目的のための適切なコンピューターアルゴリズムの例としては、上記のエピトープ発見の考察で参照されたRammensee/SYFPEITHIおよびNIH(Parker)サイトが挙げられる。
Analysis of target gene production for MHC binding Once a TAA has been identified, protein sequences can be used to identify putative epitopes with known or predicted affinity for the groove to which MHC binds. Peptide fragment testing can be performed in vitro, or the use of the sequence can be computationally analyzed to determine MHC receptor binding of the peptide fragment. In one embodiment of the invention, peptide fragments based on the amino acid sequence of the target protein are analyzed for their predictive ability to bind to the groove to which the MHC peptide binds. Examples of suitable computer algorithms for this purpose include the Rammensee / SYFPEITHI and NIH (Parker) sites referenced in the epitope discovery discussion above.

予測アルゴリズムの代替物としては、MHCの特定対立遺伝子に対する親和性を有するペプチドを同定するために、多数の標準in vitro受容体結合親和性アッセイが利用可能である。したがって、本発明のこの態様の方法により、ペプチド断片の初期集団は、MHCの選定対立遺伝子に対する実際のまたは予測される親和性を有する推定エピトープのみを含むよう狭められ得る。MHCの選定共通対立遺伝子およびそれらのおよその頻度は、上記の表3〜5に報告されている。   As an alternative to prediction algorithms, a number of standard in vitro receptor binding affinity assays are available to identify peptides with affinity for a particular allele of MHC. Thus, by the method of this aspect of the invention, the initial population of peptide fragments can be narrowed to include only putative epitopes that have actual or predicted affinity for selected alleles of MHC. Selected common alleles of MHC and their approximate frequencies are reported in Tables 3-5 above.

予測エピトープはしばしば、TAAのアミノ酸配列内の1つまたはそれ以上の特定領域に密集することが観察されている。このようなECRの同定は、細胞性免疫を刺激するための有効なワクチンの設計の問題に、簡単で実際的な解決を提供する。免疫エピトープが望ましいワクチンに関しては、ECRはワクチンとして直接的に有用である。これは、pAPCの免疫プロテアソームがクラスターを的確にプロセシングして、1つまたはそれ以上の含入MHC結合ペプチドを遊離するためであり、同一方法で、免疫プロテアソームを有する細胞は、完全TAA由来のペプチドをプロセシングし、提示する。クラスターも、周辺細胞中で活性なハウスキーピングプロテアソームにより生産されるハウスキーピングエピトープの同定のための出発物質として有用である。   It has been observed that predicted epitopes are often clustered in one or more specific regions within the amino acid sequence of TAA. Such ECR identification provides a simple and practical solution to the problem of designing effective vaccines to stimulate cellular immunity. For vaccines where an immune epitope is desirable, ECR is directly useful as a vaccine. This is because the immune proteasome of pAPC correctly processes the cluster to release one or more containing MHC-binding peptides, and in the same way, cells with immune proteasomes are peptides that are completely TAA-derived Is processed and presented. Clusters are also useful as starting materials for the identification of housekeeping epitopes produced by housekeeping proteasomes active in surrounding cells.

ワクチン設計に関する付加的考察
ヒト集団中にはMHC Iの多数の対立遺伝子が存在する。したがって好ましい実施形態では、ワクチン設計は、特定患者のMHC対立遺伝子(単数または複数)に対する適切な結合親和性を有するエピトープを送達するために、患者のMHC I遺伝子型を考慮し得る。患者は関連遺伝子座に関してホモ接合またはヘテロ接合性であり得るため、本発明のいくつかの実施形態では、単一MHC I対立遺伝子に最適のエピトープが選好されるが、一方、他の実施形態では、異なるMHC対立遺伝子に対応するエピトープが選好され得る。各々一般に多重対立遺伝子によりコードされる主要なクラスI MHC型、ならびにそれらのおよその頻度の部分的リストは、表8に報告される。
Additional Considerations for Vaccine Design There are many alleles of MHC I in the human population. Thus, in a preferred embodiment, the vaccine design may take into account the patient's MHC I genotype in order to deliver an epitope with appropriate binding affinity for the particular patient's MHC allele (s). Since patients can be homozygous or heterozygous for related loci, in some embodiments of the invention the best epitope for a single MHC I allele is preferred, whereas in other embodiments Epitopes corresponding to different MHC alleles can be preferred. A partial list of the major class I MHC types, each generally encoded by multiple alleles, as well as their approximate frequency, is reported in Table 8.

Figure 2005514029
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本発明のさらに別の実施形態では、pAPCは、ハウスキーピングエピトープおよびエピトープクラスターを装備される。エピトープクラスターは、MHC Iに対する既知のまたは予測された親和性を有する少なくとも2つの配列を含有するかまたはコードするペプチドまたは核酸配列である。ハウスキーピングエピトープは、十分にプロセシングされた状態で、またはそれが有効ハウスキーピングエピトープであるようpAPC中でプロセシングされ得るような方法で操作される前駆体としてpAPCに提供されるのが好ましいが、一方、免疫エピトープは、pAPCにより大型前駆体からプロセシングされ得る。これは、免疫プロテアソームがpAPC中で構成的に活性であり、おそらくはあらゆる長さの適切な前駆体を「的確な」免疫エピトープにプロセシングするために十分に適格であるためである。   In yet another embodiment of the invention, the pAPC is equipped with housekeeping epitopes and epitope clusters. An epitope cluster is a peptide or nucleic acid sequence that contains or encodes at least two sequences with known or predicted affinity for MHC I. The housekeeping epitope is preferably provided to pAPC as a precursor that is manipulated in a fully processed state or in such a way that it can be processed in pAPC to be an effective housekeeping epitope, , Immune epitopes can be processed from large precursors by pAPC. This is because the immune proteasome is constitutively active in pAPC and is well-qualified to process an appropriate precursor of probably any length into an “exact” immune epitope.

考え得るエピトープは一般に、免疫エピトープを提供する目的のために多重エピトープを含有するTAAの別個のセグメント中のクラスター中にいつも見出されるわけではない。単に、考え得るエピトープのクラスターを含有するポリペプチド、またはクラスターをコードする核酸を有するpAPCだとすると、クラスターを発現する組換え生物は、pAPCに少なくとも1つの適切な免疫エピトープを生産させ得る。エピトープクラスターは
一般に1つより多いクラスI MHC対立遺伝子に対する考え得るエピトープを含有するため、多数の実施形態において、単一クラスターを用いて、1つより多いクラスI MHC対立遺伝子に関して有用な免疫エピトープを生産し得る。
Possible epitopes are generally not always found in clusters in separate segments of TAA containing multiple epitopes for the purpose of providing immune epitopes. If simply a polypeptide containing a cluster of possible epitopes, or a pAPC having a nucleic acid encoding the cluster, the recombinant organism expressing the cluster can cause the pAPC to produce at least one suitable immune epitope. Since epitope clusters generally contain possible epitopes for more than one class I MHC allele, in many embodiments, a single cluster is used to provide useful immune epitopes for more than one class I MHC allele. Can be produced.

好ましい実施形態では、選定TAA由来のハウスキーピングエピトープを含むワクチンを患者は接種される。ハウスキーピングエピトープはポリペプチドまたはポリペプチドをコードする核酸であり得るし、あるいは組換え生物は別個のエピトープを発現するよう操作される。ハウスキーピングエピトープを含有するこの「最小」ワクチン(ポリペプチドであれ、核酸であれ、組換え生物体であれ)以外に、本発明の実施形態は、1つまたはそれ以上のその他のハウスキーピングエピトープ、あるいは1つまたはそれ以上の免疫エピトープ、あるいはそれらの任意の組合せを付加的に有するワクチンを包含する。このようなエピトープは同一TAAに由来し得るし、あるいはそれらは異なるTAAから得られる。   In a preferred embodiment, the patient is vaccinated with a vaccine comprising a housekeeping epitope from a selected TAA. The housekeeping epitope can be a polypeptide or a nucleic acid encoding the polypeptide, or the recombinant organism is engineered to express a distinct epitope. In addition to this “minimal” vaccine (whether a polypeptide, nucleic acid, or recombinant organism) that contains a housekeeping epitope, embodiments of the invention may include one or more other housekeeping epitopes, Alternatively, it includes a vaccine additionally having one or more immune epitopes, or any combination thereof. Such epitopes can be derived from the same TAA or they can be derived from different TAAs.

本発明の好ましい実施形態は、治療的免疫応答を誘導するためにハウスキーピングエピトープを含むワクチンを投与する方法を包含する。ワクチンは、当業界で周知の標準ワクチン送達プロトコルと一致する方法で患者に投与される。TAAのエピトープの投与方法としては、経皮、結節内、結節周囲、経口、静脈内、皮内、筋内、腹腔内および粘膜投与が挙げられるが、これらに限定されない。CTL応答を引き出すためのワクチン送達の特に有用な方法は、PCT国際公開第99/01283号(「A METHOD OF INDUCING A CTL
RESPONSE」、1998年7月10日提出)に開示されている。
Preferred embodiments of the invention include methods of administering a vaccine comprising a housekeeping epitope to induce a therapeutic immune response. The vaccine is administered to the patient in a manner consistent with standard vaccine delivery protocols well known in the art. TAA epitope administration methods include, but are not limited to, transdermal, intranodal, peri-nodal, oral, intravenous, intradermal, intramuscular, intraperitoneal and mucosal administration. A particularly useful method of vaccine delivery to elicit a CTL response is PCT WO 99/01283 ("A METHOD OF INDUCING A CTL
RESPONSE ”(submitted on July 10, 1998).

エピトープ同調系が細胞媒介性免疫応答の誘導に実用性を有するため、標的細胞に対する特異的T細胞応答を誘導するためのワクチンは、同様に、本発明の好ましい実施形態に包含される。ワクチンは、pAPCまたはpAPCの集団にハウスキーピングエピトープを表示させるのに有効な濃度でハウスキーピングエピトープを含有する。ワクチンは複数のハウスキーピングエピトープ、あるいは1つまたはそれ以上のハウスキーピングエピトープを、任意に1つまたはそれ以上の免疫エピトープと組合せて、含み得るのが有益である。ワクチンの処方物は、pAPCにエピトープを提示させるのに十分な濃度でペプチドおよび/または核酸を含有する。処方物は、好ましくは約1μg〜1mg/ワクチン製剤100μlの総濃度でエピトープを含有する。ペプチドワクチンおよび/または核酸ワクチンに関する慣用的投与量および投与が本発明とともに用いられ、このような投与レジメンは当業界で既知である。一実施形態では、成人のための1回投与量は、有益には約1〜約5000μlのこのような組成物であり、1回または多数回で投与され、例えば1週間、2週間、1ヶ月またはそれ以上で2、3、4回またはそれ以上の投与回数であり得る。特に好ましい実施形態では、このような組成物は連続的に、リンパ節に直接、インスリンポンプの使用により、少なくとも1μl/時間の速度で数日間、投与される。このような投与は、PCT国際公開第99/01283号にさらに十分に記載されているように、定期的に反復されて、CTL応答を維持し得る。   Vaccines for inducing specific T cell responses against target cells are also encompassed in preferred embodiments of the invention, since epitope synchronization systems have utility in inducing cell-mediated immune responses. The vaccine contains the housekeeping epitope at a concentration effective to cause the pAPC or population of pAPCs to display the housekeeping epitope. Advantageously, the vaccine may comprise a plurality of housekeeping epitopes, or one or more housekeeping epitopes, optionally in combination with one or more immune epitopes. The vaccine formulation contains peptides and / or nucleic acids at a concentration sufficient to cause pAPC to present the epitope. The formulation preferably contains the epitope at a total concentration of about 1 μg to 1 mg / 100 μl of vaccine formulation. Conventional dosages and administration for peptide vaccines and / or nucleic acid vaccines are used with the present invention, and such administration regimes are known in the art. In one embodiment, a single dose for an adult is beneficially from about 1 to about 5000 μl of such composition and is administered once or multiple times, eg, 1 week, 2 weeks, 1 month Or more, it may be 2, 3, 4 or more administrations. In a particularly preferred embodiment, such a composition is administered continuously for several days at a rate of at least 1 μl / hr by use of an insulin pump, directly to the lymph nodes. Such administration can be repeated periodically to maintain a CTL response, as more fully described in PCT WO 99/01283.

本明細書中に開示された本発明の組成物および方法はさらに、ワクチンの性能を強化するために、処方物中にアジュバントを組入れることを意図する。特に処方物へのアジュバントの付加は、pAPCによるエピトープの送達または取込みを強化するよう意図される。本発明により意図されるアジュバントは当業者に既知であり、その例としては、例えばGMCSF、GCSF、IL−2、IL−12、BCG、破傷風毒素、オステオポンチン/ETA−1、CD40リガンドおよびCTLA−4遮断剤等が挙げられる。   The compositions and methods of the present invention disclosed herein are further intended to incorporate an adjuvant into the formulation to enhance vaccine performance. In particular, the addition of an adjuvant to the formulation is intended to enhance the delivery or uptake of the epitope by pAPC. Adjuvants contemplated by the present invention are known to those skilled in the art and include, for example, GMCSF, GCSF, IL-2, IL-12, BCG, tetanus toxin, osteopontin / ETA-1, CD40 ligand and CTLA-4 Examples include a blocking agent.

さらなる実施形態では、ハウスキーピングエピトープ反応性T細胞は、養子免疫療法として患者に投与され得る。このようなT細胞は、ナイーブドナーからの細胞を用いて、in vitro免疫感作により最も容易に得られるが、ドナーとしての患者の使用も実行
可能であり得る。In vitro免疫感作のための技法は、当該分野で既知である(例えばStauss et al., Pro. Natl. Acad. Sci. USA 89:7871-7875, 1992; Kawakami et al., J. Immunol. 154:3961-3968, 1995; Salgaller et al., Cancer Res. 55:4972-4979, 1995; Tsai et al., J. Immunol. 158:1796-1802, 1997;およびChung et al., J. Immunother. 22:279-287, 1999; および Bathe O.F., J. Immunol. 167:4511-4517, 2001)。T細胞の初期供給源としての免疫感作ドナーまたは患者自体の使用も意図される(例えばOelke, M. et al. Clin. Cancer Res. 6:1997-2005, 2000; Gervois, N. et al. Clin. Cancer Res. 6:1459-1467, 2000; Valmori, D. et al. Cancer Res. 59:2167-3173, 1999; Tsai, V. et al. Crit. Rev. Immunol. 18:65-75, 1998; Matsunaga, K. et al., Jpn. J.
Cancer Res. 90:1007-1015, 1999; van Elsas, A. et al. Eur. J. Immunol. 26:1683-1689, 1996; Alters, S.E. et al. Adv. Exp. Med. Biol. 417:519-524, 1997; および Dunbar, P.R. et al. J. Immunol. 62:6959-6962, 1999; and Becker, C. et al., Nat. Med. 7:1159-1162, 2001参照)。いったん生成されれば、十分数のこのようなT細胞は、本発明のワクチンおよび/またはサイトカインを用いた刺激によるin vitroでの拡張により得られる(例えばKurokawa, T. et al., Int. J. Cancer 91:749-746, 2001参照)。これらのT細胞は、1つまたはそれ以上のエピトープを認識するクローンまたはポリクローナル集団を構成し得る。典型的には、10〜10細胞のオーダーでマウス中に、10〜1011細胞の程度でヒト中に移入される(例えばDrobyski, W.R. et al. Blood 97:2506-2513, 2001; Seeley B.M. et al. Otolaryngol. Head Neck Surg. 124:436-441, 2001; Kanwar, J.R. et al. Cancer Res. 61:1948-1956, 2001; Plautz, G.E. et al. Clin. Cancer Res. 6: 2209-2218, 2000; Plautz, G.E. et al., J. Neurosurg. 89:42-51, 1998;およびPlautz, G.E. et al., Urology 54:617-623, 1999参照)。クローンおよびそうでなければより濃厚化された集団は一般に、小数の細胞の移入を要する。認識されるエピトープは、ハウスキーピングエピトープまたはハウスキーピングエピトープと免疫エピトープとの組合せであり得る。遺伝子操作を用いて、養子免疫療法に用いるのに適した細胞系中でクローン化TCRを発現し得る、ということも意図される。有用なTCRがクローン化され得る供給源の例としては、上記のT細胞、ならびに本発明のワクチンで免疫感作されたHLA−トランスジェニックマウスが挙げられる。付加的変更は、当業者には明らかである。
養子免疫治療とは、例えば癌または感染性疾患を治療するための治療的アプローチをさすが、場合によっては、腫瘍細胞および/または抗原性構成成分に対する特異的免疫性、あるいは腫瘍の退縮または感染性疾患の治療を直接的または間接的に媒介する目的で、免疫細胞が宿主に投与される(米国特許第5,830,464号、第5,985,270号、第6,156,302号参照)。癌および感染性疾患の養子免疫治療のための方法は、宿主の免疫適格性および免疫エフェクター細胞の活性を強化する。
養子免疫治療に応答性の癌の例としては、ヒト肉腫および癌腫、例えば繊維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨原性肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫、リンパ管肉腫、リンパ管内皮肉腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、結腸癌、膵臓癌、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、皮脂腺癌、乳頭状癌、乳頭状腺癌、嚢胞腺癌、髄様癌、気管支原性癌、腎細胞癌、肝癌、胆管癌、絨毛癌、精上皮腫、胎生期癌、ウィルムス腫瘍、子宮頚癌、精巣腫瘍、肺癌、小細胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、神経膠腫、星状細胞腫、髄芽腫、頭蓋咽頭腫、脳室上衣腫、松果体腫、血管芽細胞腫、聴神経腫、乏突起膠腫、髄膜腫、黒色腫、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫;白血病、例えば急性リンパ球性白血病および急性骨髄性白血病(骨髄芽球性、前骨髄球性、骨髄単球性、単球性および赤白血病);慢性白血病(慢性骨髄球性(顆粒球性)白血病および慢性リンパ球性白血病);ならびに真性赤血球増加症、リンパ腫(ホジキン病および非ホジキン病)、多発性骨髄腫、ヴァルデンストレームマクログロブリン血症、重鎖病等が挙げられるが、これらに限定されない。
養子免疫治療としては受動免疫治療が挙げられるが、これは、抗腫瘍作用を直接的または間接的に媒介し、そして必ずしも無傷宿主免疫系によらない確立された腫瘍−免疫反応
性を有する生物学的試薬(例えばエフェクター細胞または抗体)の送達を含み得る。本発明の実施形態は、エフェクター細胞、例えばT細胞(例えばエピトープに対する特異性を有するCTL)の使用に関した。好ましくはエピトープは、免疫エピトープ、さらに好ましくはハウスキーピングエピトープを含み得る。
養子免疫治療における自系Tリンパ球の使用は、養子移入のための免疫細胞のドナーとして誰を選択するかについての問題点を回避する。場合によっては、免疫感作ドナーであった個体中で不活性化抗原性腫瘍が増殖しているかもしれないという危険性があるため、免疫細胞を得るために、正常個体または癌患者でさえ、免疫感作することができない。自系免疫細胞の使用により回避される別の問題は、首尾よく治療されなかった場合は致命的であり得る移植片対宿主疾患である。養子免疫治療における自系Tリンパ球の使用は、養子移入のための免疫細胞のドナーとして誰を選択するかについての問題点を回避し得る。
養子免疫治療に用いられるT細胞は、腫瘍細胞を特異的に殺害し、ならびに移入後に増殖し、存続する能力を有し、したがって全ての残留腫瘍細胞または新たに生じている腫瘍細胞を完全に排除し得る。T細胞は、ポリクローナル的にex vivoで活性化され、次に患者に再注入され得るが、この場合、それらは腫瘍に対して、または患者中でAPCにより提示される腫瘍抗原に対して直接応答する。養子免疫治療のための適数のT細胞を獲得する好ましい方法は、in vitroで抗原特異的T細胞を単離し、クローン展開することである。
in vivoで抗原認識を保持しながら単一抗原特異的T細胞を全部で数十億に展開するための培養条件は、当該技術分野で既知である。in vitro培養条件は通常、しばしばサイトカイン(例えばIL−2)、および非分裂中支持細胞の存在下で、抗原による間欠的刺激を利用する。免疫治療のための十分数の細胞を生成するために、免疫反応性ポリペプチドを用いて、抗原特異的T細胞培養を迅速に展開し得る。特に、当該技術分野で既知の種々の標準技法を用いて、抗原提示細胞(例えば樹状細胞、マクロファージ、単核細胞、繊維芽細胞またはB細胞)が免疫反応性ポリペプチドでパルス標識されるか、あるいはポリヌクレオチド配列(単数または複数)が抗原提示細胞中に導入され得る。例えばAPCはポリヌクレオチド配列をトランスフェクトされるかまたは形質導入され得るが、この場合、上記配列は発現増大に適切であるプロモーター領域を含有し、そして組換えウイルスまたはその他の発現系の一部として発現され得る。いくつかのウイルスベクター(例えばポックスウイルス、ワクシニアウイルスおよびアデノウイルス)が、抗原提示細胞を形質導入するために用いられ得る。さらにまた、抗原提示細胞は、種々の手段(例えば遺伝子銃技術、脂質媒介性送達、電気穿孔法、浸透圧性ショックおよび粒子送達メカニズム)により、ポリヌクレオチド配列をトランスフェクトされて、当業者により確定されるように、効率的および許容可能な発現レベルを生じ得る。
疾患の発症および進行に及ぼす養子免疫治療の作用は、当業者に既知の任意の方法により、例えば:a)細胞性免疫の査定としての遅延型過敏症、b)in vitroでの細胞傷害性T細胞の活性、c)腫瘍特異的抗原(例えば癌胎児性抗原(CEA))のレベル、d)コンピューターによる断層撮影(CT)スキャンのような技法を用いた腫瘍の形態の変化、e)高危険度の個体における特定癌に関する危険の推定生物マーカーのレベルの変化、およびf)ソノグラムを用いた腫瘍の形態の変化を測定することによりモニタリングされ得るが、これらに限定されない。
In further embodiments, housekeeping epitope-reactive T cells can be administered to a patient as adoptive immunotherapy. Such T cells are most easily obtained by in vitro immunization using cells from naïve donors, although the use of patients as donors may also be feasible. Techniques for in vitro immunization are known in the art (eg, Stauss et al., Pro. Natl. Acad. Sci. USA 89: 7871-7875, 1992; Kawakami et al., J. Immunol. 154: 3961-3968, 1995; Salgaller et al., Cancer Res. 55: 4972-4979, 1995; Tsai et al., J. Immunol. 158: 1796-1802, 1997; and Chung et al., J. Immunother 22: 279-287, 1999; and Bathe OF, J. Immunol. 167: 4511-4517, 2001). Also contemplated is the use of an immunized donor or the patient itself as an initial source of T cells (eg, Oelke, M. et al. Clin. Cancer Res. 6: 1997-2005, 2000; Gervois, N. et al. Clin. Cancer Res. 6: 1459-1467, 2000; Valmori, D. et al. Cancer Res. 59: 2167-3173, 1999; Tsai, V. et al. Crit. Rev. Immunol. 18: 65-75, 1998; Matsunaga, K. et al., Jpn. J.
Cancer Res. 90: 1007-1015, 1999; van Elsas, A. et al. Eur. J. Immunol. 26: 1683-1689, 1996; Alters, SE et al. Adv. Exp. Med. Biol. 417: 519 -524, 1997; and Dunbar, PR et al. J. Immunol. 62: 6959-6962, 1999; and Becker, C. et al., Nat. Med. 7: 1159-1162, 2001). Once generated, a sufficient number of such T cells can be obtained by expansion in vitro by stimulation with the vaccines and / or cytokines of the present invention (eg, Kurokawa, T. et al., Int. J Cancer 91: 749-746, 2001). These T cells may constitute a clone or polyclonal population that recognizes one or more epitopes. Typically transferred into mice on the order of 10 5 to 10 8 cells and into humans on the order of 10 8 to 10 11 cells (eg Drobyski, WR et al. Blood 97: 2506-2513, 2001; Seeley BM et al. Otolaryngol. Head Neck Surg. 124: 436-441, 2001; Kanwar, JR et al. Cancer Res. 61: 1948-1956, 2001; Plautz, GE et al. Clin. Cancer Res. 6: 2209 -2218, 2000; Plautz, GE et al., J. Neurosurg. 89: 42-51, 1998; and Plautz, GE et al., Urology 54: 617-623, 1999). Clones and otherwise enriched populations generally require the transfer of a small number of cells. The recognized epitope can be a housekeeping epitope or a combination of housekeeping and immune epitopes. It is also contemplated that genetic engineering can be used to express the cloned TCR in a cell line suitable for use in adoptive immunotherapy. Examples of sources from which useful TCRs can be cloned include the T cells described above, as well as HLA-transgenic mice immunized with the vaccines of the present invention. Additional modifications will be apparent to those skilled in the art.
Adoptive immunotherapy refers to a therapeutic approach, eg, to treat cancer or infectious disease, but in some cases specific immunity to tumor cells and / or antigenic components, or tumor regression or infectious disease Immune cells are administered to the host for the purpose of directly or indirectly mediating the treatment of (see US Pat. Nos. 5,830,464, 5,985,270, 6,156,302). . Methods for adoptive immunotherapy of cancer and infectious diseases enhance host immunocompetence and immune effector cell activity.
Examples of cancers responsive to adoptive immunotherapy include human sarcomas and carcinomas such as fibrosarcoma, myxosarcoma, liposarcoma, chondrosarcoma, osteogenic sarcoma, chordoma, angiosarcoma, endothelial sarcoma, lymphangiosarcoma, lymph Endothelial sarcoma, synovial tumor, mesothelioma, Ewing tumor, leiomyosarcoma, rhabdomyosarcoma, colon cancer, pancreatic cancer, breast cancer, ovarian cancer, prostate cancer, squamous cell carcinoma, basal cell cancer, adenocarcinoma, sweat gland Cancer, sebaceous gland cancer, papillary cancer, papillary adenocarcinoma, cystadenocarcinoma, medullary cancer, bronchogenic cancer, renal cell cancer, liver cancer, cholangiocarcinoma, choriocarcinoma, seminoma, fetal cancer, Wilms tumor, Cervical cancer, testicular cancer, lung cancer, small cell lung cancer, bladder cancer, epithelial cancer, glioma, astrocytoma, medulloblastoma, craniopharyngioma, ventricular ependymoma, pineal tumor, hemangioblastoma Acoustic neuroma, oligodendroglioma, meningioma, melanoma, neuroblastoma, retinoblastoma; leukemia, eg acute lymphocytic Hematology and acute myeloid leukemia (myeloblastic, promyelocytic, myelomonocytic, monocytic and erythroleukemia); chronic leukemia (chronic myelocytic (granulocytic) leukemia and chronic lymphocytic leukemia) ); And polycythemia vera, lymphoma (Hodgkin's disease and non-Hodgkin's disease), multiple myeloma, Waldenstrom macroglobulinemia, heavy chain disease and the like.
Adoptive immunotherapy includes passive immunotherapy, which directly or indirectly mediates antitumor effects and has an established tumor-immunoreactivity that is not necessarily dependent on the intact host immune system. Delivery of functional reagents (eg, effector cells or antibodies). Embodiments of the invention related to the use of effector cells, such as T cells (eg, CTLs with specificity for an epitope). Preferably the epitope may comprise an immune epitope, more preferably a housekeeping epitope.
The use of autologous T lymphocytes in adoptive immunotherapy avoids the question of who should be selected as the donor of immune cells for adoptive transfer. In some cases, because of the risk that inactivated antigenic tumors may have grown in individuals who were immunized donors, to obtain immune cells, even normal individuals or even cancer patients Cannot immunize. Another problem that is avoided by the use of autologous immune cells is graft-versus-host disease that can be fatal if not successfully treated. The use of autologous T lymphocytes in adoptive immunotherapy can circumvent the question of who is chosen as the donor of immune cells for adoptive transfer.
T cells used for adoptive immunotherapy specifically kill tumor cells and have the ability to proliferate and persist after transfer, thus completely eliminating all residual or newly generated tumor cells Can do. T cells can be activated ex vivo polyclonally and then reinjected into the patient, in which case they respond directly to the tumor or to the tumor antigen presented by APC in the patient To do. A preferred method of obtaining a suitable number of T cells for adoptive immunotherapy is to isolate and clone out antigen-specific T cells in vitro.
Culture conditions for expanding single antigen-specific T cells into billions in total while retaining antigen recognition in vivo are known in the art. In vitro culture conditions usually utilize intermittent stimulation with antigen, often in the presence of cytokines (eg, IL-2) and non-dividing supporting cells. To generate a sufficient number of cells for immunotherapy, immunoreactive polypeptides can be used to rapidly develop antigen-specific T cell cultures. In particular, using various standard techniques known in the art, antigen-presenting cells (eg, dendritic cells, macrophages, mononuclear cells, fibroblasts or B cells) are pulse labeled with immunoreactive polypeptides. Alternatively, polynucleotide sequence (s) can be introduced into antigen presenting cells. For example, APC can be transfected or transduced with a polynucleotide sequence, in which case the sequence contains a promoter region suitable for increased expression and as part of a recombinant virus or other expression system. Can be expressed. A number of viral vectors (eg, poxvirus, vaccinia virus and adenovirus) can be used to transduce antigen presenting cells. Furthermore, antigen presenting cells are transfected with the polynucleotide sequence by various means (eg, gene gun technology, lipid mediated delivery, electroporation, osmotic shock and particle delivery mechanisms) and determined by one skilled in the art. As such, it can produce efficient and acceptable expression levels.
The effect of adoptive immunotherapy on the onset and progression of the disease can be determined by any method known to those skilled in the art, for example: a) delayed hypersensitivity as an assessment of cellular immunity, b) cytotoxicity T in vitro Cellular activity, c) levels of tumor-specific antigens (eg, carcinoembryonic antigen (CEA)), d) changes in tumor morphology using techniques such as computed tomography (CT) scans, e) high risk Can be monitored by measuring, but not limited to, changes in the level of estimated biomarkers of risk for a particular cancer in an individual, and f) changes in tumor morphology using sonograms.

本発明のいくつかの実施形態では、ワクチンは、宿主中でエピトープを発現するよう遺伝子操作された組換え生物、例えばウイルス、細菌または寄生生物を包含し得る。例えばグラム陽性通性細胞内細菌であるリステリア属のListeria monocytogenesは、免疫系にTuAAをターゲッティングするための有力なベクターである。好ましい実施形態では、このベクターを操作してハウスキーピングエピトープを発現し、治療的応答を誘導し得る。この生物体の通常感染経路は腸によるが、経口的にも送達され得る。別の実施形態では、TuAAのためのハウスキーピングエピトープをコードするアデノウイルス(Ad)ベクターを用いて、抗ウイルスまたは抗腫瘍応答を誘導し得る。骨髄由来樹状細胞は、ウイル
ス構築物を形質導入され、次に注入され得るか、あるいはウイルスは皮下注射により直接動物に送達されて、強力なT細胞応答を誘導し得る。別の実施形態は、TAAのためのハウスキーピングエピトープに対応するアミノ酸配列をコードするよう操作された組換えワクチンウイルスを用いる。ミニジーン構築物の形態での適切なヌクレオチド置換を有する構築物を保有するワクチンウイルスは、ハウスキーピングエピトープの発現を指図して、エピトープに対する治療的T細胞応答をもたらし得る。
In some embodiments of the invention, the vaccine may include a recombinant organism, such as a virus, bacterium, or parasite, that has been genetically engineered to express the epitope in the host. For example, Listeria monocytogenes, a gram-positive facultative intracellular bacterium, is a powerful vector for targeting TuAA to the immune system. In a preferred embodiment, the vector can be engineered to express a housekeeping epitope and induce a therapeutic response. The normal route of infection of this organism is the intestine, but can also be delivered orally. In another embodiment, an adenoviral (Ad) vector encoding a housekeeping epitope for TuAA can be used to induce an antiviral or antitumor response. Bone marrow derived dendritic cells can be transduced with a viral construct and then injected, or the virus can be delivered directly to the animal by subcutaneous injection to induce a strong T cell response. Another embodiment uses a recombinant vaccine virus engineered to encode an amino acid sequence corresponding to a housekeeping epitope for TAA. Vaccine viruses carrying constructs with appropriate nucleotide substitutions in the form of minigene constructs can direct the expression of housekeeping epitopes, resulting in a therapeutic T cell response to the epitope.

本発明に従ってワクチンとして有用な特に有用な核酸構築物が、本明細書中に開示される。   Particularly useful nucleic acid constructs useful as vaccines according to the present invention are disclosed herein.

エピトープコードベクター構築物
本発明は、治療用ワクチンとして用いるための核酸構築物を提供する。構築物は、ポリペプチドをコードする配列を有するコード領域を含む。ポリペプチドは、TAAのエピトープである。一実施形態では、標的細胞は腫瘍性細胞であり、ポリペプチドはTuAAのエピトープまたはエピトープの前駆体である。別の実施形態では、標的細胞は、細胞内寄生生物に感染した任意の細胞である。「寄生生物」という用語は、本明細書中で用いる場合、任意の生物体または感染作用物質、例えば宿主内に感染の細胞内段階を有するウイルスを含む。これらの例としては、ウイルス、例えばアデノウイルス、サイトメガロウイルス、エプスタイン・バーウイルス、単純ヘルペスウイルス1、単純ヘルペスウイルス2、ヒトヘルペスウイルス6、水痘−帯状疱疹ウイルス、B型肝炎ウイルス、D型肝炎ウイルス、パピローマウイルス、パルボウイルスB19、ポリオーマウイルスBK、ポリオーマウイルスJC、C型肝炎ウイルス、麻疹ウイルス、風疹ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ヒトT細胞白血病ウイルスI、およびヒトT細胞白血病ウイルスII;細菌、例えばクラミジア、リステリア、サルモネラ、レジオネラ、ブルセラ、コクシエラ、リケッチア、ミコバクテリウム属;ならびに原生動物、例えばリーシュマニア、トリパノゾーマ、トキソプラズマおよびプラスモジウム属が挙げられるが、これらに限定されない。
Epitope-encoding vector construct The present invention provides a nucleic acid construct for use as a therapeutic vaccine. The construct includes a coding region having a sequence encoding a polypeptide. The polypeptide is an epitope of TAA. In one embodiment, the target cell is a neoplastic cell and the polypeptide is a TuAA epitope or precursor of an epitope. In another embodiment, the target cell is any cell infected with an intracellular parasite. The term “parasite” as used herein includes any organism or infectious agent, such as a virus having an intracellular stage of infection within a host. Examples of these include viruses such as adenovirus, cytomegalovirus, Epstein-Barr virus, herpes simplex virus 1, herpes simplex virus 2, human herpes virus 6, varicella-zoster virus, hepatitis B virus, hepatitis D Virus, papillomavirus, parvovirus B19, polyomavirus BK, polyomavirus JC, hepatitis C virus, measles virus, rubella virus, human immunodeficiency virus (HIV), human T cell leukemia virus I, and human T cell leukemia Virus II; bacteria such as Chlamydia, Listeria, Salmonella, Legionella, Brucella, Coccella, Rickettsia, Mycobacterium; and protozoa such as Leishmania, trypanosomes, Toxoplasma and Plasmodium Beam genus including but not limited to.

核酸構築物によりコードされるポリペプチド(単数または複数)は、TAAのハウスキーピングエピトープを含み得る。好ましい実施形態では、核酸構築物は複数のハウスキーピングエピトープをコードする。構築物がこのような複数をコードする場合、多重エピトープはすべて、単一TAAの異なるセグメントに対応するか、あるいはそれらは異なるTAAに対応し得る。好ましい実施形態では、核酸構築物はハウスキーピングエピトープおよび免疫エピトープを含有する。別の好ましい実施形態では、核酸構築物はハウスキーピングエピトープおよびエピトープクラスター領域を含有する。   The polypeptide (s) encoded by the nucleic acid construct can include a housekeeping epitope of TAA. In a preferred embodiment, the nucleic acid construct encodes multiple housekeeping epitopes. If the construct encodes such multiples, the multiple epitopes may all correspond to different segments of a single TAA, or they may correspond to different TAAs. In a preferred embodiment, the nucleic acid construct contains a housekeeping epitope and an immune epitope. In another preferred embodiment, the nucleic acid construct contains a housekeeping epitope and an epitope cluster region.

ワクチンの構築物がハウスキーピングエピトープおよび免疫エピトープの両方をコードする好ましい実施形態では、ワクチンはいずれかのエピトープを提示する標的細胞に対する細胞性免疫応答を刺激し得る。すなわち、免疫応答は、標的細胞により最初に表示されるハウスキーピングエピトープを認識し、次にIFNによる誘導後に標的細胞により提示される免疫エピトープも認識し得る。   In a preferred embodiment where the vaccine construct encodes both a housekeeping epitope and an immune epitope, the vaccine may stimulate a cellular immune response against target cells presenting either epitope. That is, the immune response can recognize the housekeeping epitope initially displayed by the target cell, and then also the immune epitope presented by the target cell after induction by IFN.

有益には、核酸構築物はさらに、第三または第四の配列、あるいはそれ以上の配列を含み、このような配列は第三または第四エピトープ、あるいはそれ以上の付加的エピトープをそれぞれコードする。このようなエピトープは、単一TAAに、あるいは2つまたはそれ以上の異なるTAAに由来し、任意の組合せでのハウスキーピングエピトープまたは免疫エピトープであり得る。構築物は、任意の標的細胞またはpAPC中での抗原のプロセシングに際して一役を担う任意のその他のプロテアソーム活性に対応するエピトープをコードするよう設計され得る。   Beneficially, the nucleic acid construct further comprises a third or fourth sequence, or more sequences, such sequences encoding a third or fourth epitope, or more additional epitopes, respectively. Such epitopes can be housekeeping epitopes or immune epitopes derived from a single TAA or from two or more different TAAs and in any combination. The constructs can be designed to encode epitopes corresponding to any other proteasome activity that plays a role in antigen processing in any target cell or pAPC.

コード化MHCエピトープは、好ましくは約7〜15アミノ酸長であり、さらに好まし
くは9または10アミノ酸長である。一般的にMHC I結合のために好ましいペプチドサイズは9アミノ酸であるが、それより短いおよびそれより長いペプチドも、いくつかの場合にはMHC Iを結合し得る。同様に、9アミノ酸よりはるかに長い多数のペプチドは、エキソペプチダーゼまたは細胞中に在留する他のプロテアーゼにより刈り込まれて、MHC Iを非常に効率的に結合する断片を生成し得る。免疫エピトープ配列を含有するペプチドのサイズは、配列がエピトープを含む限りは、重要でない。これは、pAPC中に在留する免疫プロテアソームが、トリミングエキソペプチダーゼおよびその他のプロテアーゼと組合せて、その正常機能において、全長TAAを的確に保有して、免疫エピトープを生産するためである。したがって免疫エピトープをコードする核酸配列は、実際にははるかに大型の前駆体、例えば完全TAAをコードし得る。このような構築物は、好ましくはハウスキーピングエピトープもコードする。
The encoded MHC epitope is preferably about 7-15 amino acids long, more preferably 9 or 10 amino acids long. In general, the preferred peptide size for MHC I binding is 9 amino acids, but shorter and longer peptides may also bind MHC I in some cases. Similarly, many peptides that are much longer than 9 amino acids can be trimmed by exopeptidases or other proteases residing in cells to produce fragments that bind MHC I very efficiently. The size of the peptide containing the immune epitope sequence is not critical as long as the sequence contains the epitope. This is because the immune proteasome resident in pAPC, in combination with trimming exopeptidase and other proteases, properly retains full-length TAA and produces immune epitopes in its normal function. Thus, a nucleic acid sequence encoding an immune epitope may actually encode a much larger precursor, such as complete TAA. Such constructs preferably also encode a housekeeping epitope.

本発明における使用に適切なTuAAおよびTAAの例としては、MelanA(MART−1)、gp100(Pmel 17)、チロシナーゼ、TRP−1、TRP−2、および腫瘍特異的複数系統抗原、例えばMAGE−1、MAGE−3、BAGE、GAGE−1、GAGE−2、CEA、RAGE、NY−ESO、SCP−1、Hom/Mel−40およびPRAMEが挙げられるがこれに限定されない。同様に、TuAAとして、過剰発現癌遺伝子、および突然変異腫瘍抑制遺伝子、例えばp53、H−Ras、およびHER−2/neuが挙げられる。さらに、染色体転位に起因する独特のTuAA、例えばBCR−ABL、E2A−PRL、H4−RET、IGH−IGK、MYL−RAR、ならびにウイルス抗原、例えばエプスタイン・バーウイルス抗原EBVAおよびヒトパピローマウイルス(HPV)抗原E6およびE7が挙げられる。他の有用なタンパク質抗原としては、TSP−180、MAGE−4、MAGE−5、MAGE−6、RAGE、NY−ESO、p185erbB2、p180erbB−3、c−met、nm−23H1、PSA、TAG−72−4、CAM 17.1、NuMa、K−ras、β−Catenin、CDK4、Mum−1、およびp16が挙げられる。これらおよび他のTuAAおよび病原体関連抗原は、文献中であるいは商業的に、当業者に既知であり、利用可能である。   Examples of TuAA and TAA suitable for use in the present invention include MelanA (MART-1), gp100 (Pmel 17), tyrosinase, TRP-1, TRP-2, and tumor specific multi-lineage antigens such as MAGE-1 , MAGE-3, BAGE, GAGE-1, GAGE-2, CEA, RAGE, NY-ESO, SCP-1, Hom / Mel-40 and PRAME, but are not limited thereto. Similarly, TuAAs include overexpressed oncogenes and mutant tumor suppressor genes such as p53, H-Ras, and HER-2 / neu. In addition, unique TuAAs resulting from chromosomal translocations such as BCR-ABL, E2A-PRL, H4-RET, IGH-IGK, MYL-RAR, and viral antigens such as Epstein-Barr virus antigen EBVA and human papillomavirus (HPV) antigen E6 and E7 are mentioned. Other useful protein antigens include TSP-180, MAGE-4, MAGE-5, MAGE-6, RAGE, NY-ESO, p185erbB2, p180erbB-3, c-met, nm-23H1, PSA, TAG-72. -4, CAM 17.1, NuMa, K-ras, β-Catenin, CDK4, Mum-1, and p16. These and other TuAAs and pathogen-associated antigens are known and available to those of skill in the art, either in the literature or commercially.

さらなる実施態様では、TAAはウイルスに特異的な抗原である(上記の表2参照)。本発明のさらに別の実施態様では、TAAは非ウイルス性細胞内寄生生物に特異な抗原である。寄生生物特異的抗原の例としては、細胞内寄生生物に関連したヌクレオチド、タンパク質またはその他の遺伝子産物が挙げられる。適切なヌクレオチドまたはタンパク質は、http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/tax.html/で突き止められるNCBI分類学データベースに見出され得る。寄生生物およびその他の病原体に関する遺伝子産物のさらに詳細な説明は、このウエブサイトに提供されている。   In a further embodiment, TAA is a virus specific antigen (see Table 2 above). In yet another embodiment of the invention, TAA is an antigen specific for non-viral intracellular parasites. Examples of parasite-specific antigens include nucleotides, proteins or other gene products associated with intracellular parasites. Suitable nucleotides or proteins can be found in the NCBI taxonomy database located at http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/tax.html/. A more detailed description of gene products for parasites and other pathogens is provided on this website.

特に好ましいペプチドは、約7〜15アミノ酸長である。MHC結合モチーフを有するペプチドの広範なリストは、Han-Georg Rammensee, Jutta Bachmann, and Stefan Stevanovic, “MHC Ligands and Peptide Motifs,” Springer-Verlag, Germany, (1997) Landes Bioscience, Austin, Texasに提示されている。   Particularly preferred peptides are about 7-15 amino acids in length. An extensive list of peptides with MHC binding motifs is presented in Han-Georg Rammensee, Jutta Bachmann, and Stefan Stevanovic, “MHC Ligands and Peptide Motifs,” Springer-Verlag, Germany, (1997) Landes Bioscience, Austin, Texas ing.

構築物によりコードされるエピトープは、1つまたはそれ以上のMHC I対立遺伝子に対する親和性を有する。患者がMHC Iに関してヘテロ接合性であるいくつかの実施形態では、構築物は異なるMHC I対立遺伝子に対応するエピトープをコードし得る。   The epitope encoded by the construct has affinity for one or more MHC I alleles. In some embodiments where the patient is heterozygous for MHC I, the construct may encode epitopes corresponding to different MHC I alleles.

好ましい核酸構築物は、構築物のコード領域の5‘末端と操作可能的に連結される少なくとも1つのプロモーター配列を含む。哺乳類細胞中で活性である任意のプロモーターが用いられ得ることは当業者により理解されるであろう。好ましいプロモーター配列としては、CMVプロモーター、SV40プロモーターおよびレトロウイルスLTRプロモータ
ー配列が挙げられ、またEF−1A、UbC、β−アクチンプロモーターも含まれ得る。いくつかの実施形態では、構築物は、異なるポリペプチドコード配列の5’末端と操作可能的に連結される2またはそれ以上のプロモーターを含み得る。同様に、構築物は、エンハンサー、核輸入配列、免疫刺激配列、ならびにサイトカイン、選択マーカー、レポーター分子等のための発現カセットを用い得る。さらに免疫刺激またはその他の調整配列は、安定的にハイブリダイズされたPNAペプチド核酸を介してベクターに取り付けられ得る。好ましい実施形態では、本発明の核酸構築物は、コード領域の3‘末端に操作可能的に連結されるポリ−A配列も含む。核輸入配列および免疫刺激配列を含む核酸構築物は、図10Aに図示されている。
Preferred nucleic acid constructs include at least one promoter sequence operably linked to the 5 ′ end of the coding region of the construct. It will be appreciated by those skilled in the art that any promoter that is active in mammalian cells can be used. Preferred promoter sequences include CMV promoter, SV40 promoter and retroviral LTR promoter sequence, and may also include EF-1A, UbC, β-actin promoter. In some embodiments, the construct can include two or more promoters operably linked to the 5 ′ end of different polypeptide coding sequences. Similarly, constructs can use enhancers, nuclear import sequences, immunostimulatory sequences, and expression cassettes for cytokines, selectable markers, reporter molecules, and the like. In addition, immunostimulatory or other regulatory sequences can be attached to the vector via stably hybridized PNA peptide nucleic acids. In a preferred embodiment, the nucleic acid construct of the invention also includes a poly-A sequence operably linked to the 3 ′ end of the coding region. A nucleic acid construct comprising a nuclear import sequence and an immunostimulatory sequence is illustrated in FIG. 10A.

ある種の実施形態では、核酸構築物は、単一ポリペプチドとして翻訳され、次に切断されるmRNAをコードする。このような一実施形態では、ポリペプチドはエピトープの線状アレイからなり、この場合、一次(N末端)配列は、1つまたはそれ以上の免疫エピトープまたはエピトープクラスターであり、二次(C末端)配列はハウスキーピングエピトープであり、したがってハウスキーピングエピトープの的確なC末端が末端コドンにより特定化され、他のすべてのHLAエピトープ末端がプロテアソームプロセシングおよびエキソペプチダーゼトリミングにより確定される。本発明によるワクチンとして有用なハウスキーピングの遊離のための、このようなイムノプロテアソームプロセシングおよびトリミングに頼ることができるベクターの構築のための戦略は、米国仮特許出願第60/336,968号(表題:EXPRESSION VECTORS ENCODING EPITOPES OF TARGET-ASSOCIATED ANTIGENS AND METHODS FOR THEIR DESIGN)(2001年11月7日出願)に開示されている。   In certain embodiments, the nucleic acid construct encodes an mRNA that is translated as a single polypeptide and then cleaved. In one such embodiment, the polypeptide consists of a linear array of epitopes, where the primary (N-terminal) sequence is one or more immune epitopes or epitope clusters and the secondary (C-terminal) The sequence is a housekeeping epitope, so the exact C-terminus of the housekeeping epitope is specified by a terminal codon, and all other HLA epitope ends are determined by proteasome processing and exopeptidase trimming. Strategies for the construction of vectors that can rely on such immunoproteasome processing and trimming for the release of housekeeping useful as vaccines according to the present invention are described in US Provisional Patent Application No. 60 / 336,968 (title) : EXPRESSION VECTORS ENCODING EPITOPES OF TARGET-ASSOCIATED ANTIGENS AND METHODS FOR THEIR DESIGN (filed on November 7, 2001).

別の好ましい実施形態では、核酸構築物は、免疫エピトープまたはエピトープクラスターがユビキチン配列と連結されるアミノ酸配列をコードする。ユビキチン配列は、同様にハウスキーピングエピトープに連結される。エピトープ間のユビキチンの存在は、エピトーププロセシングのためのプロテアソームへの免疫エピトープの効率的送達を促す。ユビキチン配列(先行ペプチドの一体性を保障するためのN末端スペーサーを有する場合も有さない場合も)は、第1のおよび第2の配列間に、あるいは任意のその他のエピトープコード配列間に、枠内に位置する。そのように生成された配列1−ユビキチン−配列2ポリペプチドは、ユビキチン特異的プロセシングプロテアーゼによりユビキチン−配列2接合部で迅速に(同時翻訳的に)切断されて、配列1−ユビキチンおよび配列2を生じる(図11参照)。   In another preferred embodiment, the nucleic acid construct encodes an amino acid sequence in which an immune epitope or epitope cluster is linked to a ubiquitin sequence. The ubiquitin sequence is similarly linked to a housekeeping epitope. The presence of ubiquitin between epitopes facilitates efficient delivery of immune epitopes to the proteasome for epitope processing. The ubiquitin sequence (with or without an N-terminal spacer to ensure the integrity of the preceding peptide) is between the first and second sequences, or between any other epitope coding sequences, Located within the frame. The so generated sequence 1-ubiquitin-sequence 2 polypeptide is rapidly (co-translationally) cleaved at the ubiquitin-sequence 2 junction by a ubiquitin-specific processing protease to yield sequence 1-ubiquitin and sequence 2. Occurs (see FIG. 11).

生理学的には、ユビキチンは主に、プロテアソームによる分解のためにタンパク質を標的化するシグナルとして役立つ。それは、真核生物中のほとんどの保存タンパク質の中で、酵母およびヒトの間の3つだけの保存的アミノ酸置換を有する。ユビキチンの精確な配列は多少変わり得るが、好ましい実施形態の配列は、配列番号5で表される。ユビキチンは、2つの重要な特徴:1)ユビキチンとタンパク質基質のLys側鎖との接合に関与するC末端Gly残基、および2)多重ユビキチン鎖の形成のための位置48のLys残基を有する76アミノ酸長ポリペプチドである。   Physiologically, ubiquitin primarily serves as a signal that targets proteins for degradation by the proteasome. It has only three conservative amino acid substitutions between yeast and human, among most conserved proteins in eukaryotes. Although the exact sequence of ubiquitin may vary somewhat, the sequence of a preferred embodiment is represented by SEQ ID NO: 5. Ubiquitin has two important features: 1) a C-terminal Gly residue involved in conjugation of ubiquitin to the Lys side chain of the protein substrate, and 2) a Lys residue at position 48 for the formation of multiple ubiquitin chains. It is a 76 amino acid long polypeptide.

ユビキチン遺伝子は、それらのすべてが他のポリペプチド、例えばその他のユビキチンとの融合物として合成される意味で独特である。酵母のビール酵母菌においては、4つのユビキチン遺伝子が同定されている。最初の3つ(UBI1〜3)はリボソームタンパク質に融合され、四番目の遺伝子(UBI4)はユビキチン配列の5つの同一反復体の融合物として合成される。したがって機能的遊離ユビキチンは、普遍的に発現されるユビキチン特異的ヒドロラーゼによる同時翻訳的タンパク質分解性プロセシング後に、天然に生産される。このような天然機構は、単一ユビキチン部分と任意の所望のポリペプチドとの間にC末端融合物を生成することにより開発される。   Ubiquitin genes are unique in the sense that all of them are synthesized as fusions with other polypeptides, such as other ubiquitins. In yeast beer yeast, four ubiquitin genes have been identified. The first three (UBI 1-3) are fused to ribosomal proteins and the fourth gene (UBI4) is synthesized as a fusion of five identical repeats of ubiquitin sequences. Thus, functional free ubiquitin is naturally produced after co-translational proteolytic processing by a universally expressed ubiquitin-specific hydrolase. Such natural mechanisms are developed by creating a C-terminal fusion between a single ubiquitin moiety and any desired polypeptide.

ユビキチンは、2つの配座で存在し得る。第一のものは上記に記載されており、単一ユビキチンと任意の所望のポリペプチドの線状融合体からなり、この場合、ユビキチンのC末端Glyは、ペプチド結合を介して選定されたポリペプチドのN末端アミノ酸に連結される。第二のものは、Gly−Lys結合形成によるユビキチン部分とタンパク質基質との接合を包含する。この場合、ユビキチンGlyのCOOH基は、基質(または別のユビキチン部分)の溶媒曝露Lysのε(イプシロン)側鎖に連結される。基質の分解に関するユビキチンシグナルは、第二配座と関連がある。したがって上記の配列1−ユビキチン−配列2構築物において、配列2は典型的にはプロテアソームに対して標的化されない。したがって配列2部分は、好ましくは完全プロセシング化エピトープ、あるいはN末端トリミングのみを要するもの、典型的にはハウスキーピングエピトープのために用いられる。上記の構築物中で配列1に付着したままのユビキチン部分は、Lys48でポリユビキチン化され、それによりその断片をプロセシングのためにプロテアソームに対して標的化して、配列1中に含入されるエピトープの遊離を生じる。2つより多い配列がユビキチン部分により線状アレイで一緒に連結される場合、一般に最後の配列だけが配列2の方式で振る舞い、上流配列すべてのプロセシングは配列1の場合に類似することは留意すべきである。本明細書中に記載された構築物が、免疫プロテアソームが優勢に活性であるpPAC中で発現される程度まで、これらの構築物によるハウスキーピングエピトープの的確な発現は、配列2位置、あるいはエピトープがpAPC中でのプロテアソームプロセシングを必要としない対応位置に存在するハウスキーピングエピトープから利益を得る。   Ubiquitin can exist in two conformations. The first is described above and consists of a linear fusion of a single ubiquitin and any desired polypeptide, in which the C-terminal Gly of ubiquitin is a polypeptide selected via a peptide bond. To the N-terminal amino acid. The second involves conjugation of a ubiquitin moiety and a protein substrate by Gly-Lys bond formation. In this case, the COOH group of ubiquitin Gly is linked to the ε (epsilon) side chain of the solvent-exposed Lys of the substrate (or another ubiquitin moiety). The ubiquitin signal for substrate degradation is related to the second conformation. Thus, in the sequence 1-ubiquitin-sequence 2 construct described above, sequence 2 is typically not targeted to the proteasome. Thus, the sequence 2 portion is preferably used for fully processed epitopes or those requiring only N-terminal trimming, typically housekeeping epitopes. The ubiquitin moiety that remains attached to Sequence 1 in the above construct is polyubiquitinated with Lys48, thereby targeting the fragment to the proteasome for processing, and the epitope contained in Sequence 1 Causes liberation. Note that when more than two sequences are linked together in a linear array by ubiquitin moieties, only the last sequence generally behaves in the manner of sequence 2, and the processing of all upstream sequences is similar to that of sequence 1. Should. To the extent that the constructs described herein are expressed in pPAC where the immune proteasome is predominantly active, the correct expression of housekeeping epitopes by these constructs is the sequence 2 position, or the epitope is in pAPC. Benefit from housekeeping epitopes present at corresponding positions that do not require proteasome processing at

さらに別の実施形態では、本発明の核酸構築物は自己タンパク質分解性ペプチドコード配列を含み得る。このような配列は、一次および二次配列間に、あるいは任意のその他のエピトープコード配列間に位置する。このような自己タンパク質分解性配列の例としては、インテインが挙げられる。ピコルナウイルス、例えばピリオウイルス、ならびにその他のエンテロウイルス、ライノウイルス、カルジオウイルスおよびアフトウイルスの3Cproおよび2Aproプロテアーゼ、そして等価のコロナウイルスプロテアーゼも挙げられる。これらのプロテアーゼは、このファミリーのウイルスにより製造される大型前駆体ポリタンパク質の翻訳後切断を触媒する。 In yet another embodiment, the nucleic acid construct of the present invention may comprise a self-proteolytic peptide coding sequence. Such sequences are located between the primary and secondary sequences, or between any other epitope coding sequences. An example of such a self-proteolytic sequence is intein. Also included are picornaviruses such as pliovirus, and other enteroviruses, rhinoviruses, cardioviruses and aphtoviruses 3C pro and 2A pro proteases, and equivalent coronavirus proteases. These proteases catalyze the post-translational cleavage of large precursor polyproteins produced by this family of viruses.

一実施形態では、自己触媒タンパク質配列が、2つまたはそれ以上のエピトープ間に挿入される。さらなる実施形態では、配列は2つまたはそれ以上のエピトープ後に挿入されるが、切断シグナルは、それらが2つまたはそれ以上の完全機能的エピトープ中で切断されるよう、エピトープ間に見出される。プロテアーゼの種類は重要ではなく、エピトープの適格なプロセシングに適切な切断シグナルが利用可能であることが重要なだけである。   In one embodiment, an autocatalytic protein sequence is inserted between two or more epitopes. In further embodiments, the sequence is inserted after two or more epitopes, but cleavage signals are found between the epitopes so that they are cleaved in two or more fully functional epitopes. The type of protease is not critical, it is only important that an appropriate cleavage signal is available for proper processing of the epitope.

切断部位および自己触媒性タンパク質の配列は既知であるため(Seipelt, J. et al., Virus Research 62:159-168, 1999により近年再検討された)、それらは、ポリタンパク質または二タンパク質を生成するベクターの構築のために容易に用いられ得る。要するに、3Cproは、切断シグナルとしてQ−G部位を優勢に認識するが、その他の密接に隣接する位置は重要である。これらのウイルスのいくつかの3Cproは、この一般的パターンにあまり密接でなく接着して、設計におけるより高度の柔軟性を提供する。これらの要件により課される制限は、特にプロテアーゼが発現されるエピトープ間に置かれる場合には、実際より形式的である。この整列において、上流免疫エピトープは、ウイルスプロテアーゼがそのN末端を切断できない場合でさえ、プロテアソームプロセシングにより遊離され得る。C末端での切断のための重要な残基は、3Cproそれ自体に対して内部にあり、一般に、もしあれば、ちょうど1〜4個の残基を残して、下流ハウスキーピングエピトープのN末端からのエキソペプチダーゼトリミングにより除去される。2Aproは、多くは同様の方法で用いられ、切断部位は、G−Pが好ましいが、これらのウイルス間で多少多く変動性であると理解される。その発現は、それが由来するウイルス株に依存する迅速性
および完全性を伴って、宿主細胞タンパク質合成の遮断をもたらし得る。
Because the cleavage site and the sequence of the autocatalytic protein are known (reviewed recently by Seipelt, J. et al., Virus Research 62: 159-168, 1999), they produce polyproteins or biproteins Can be easily used for the construction of the vector to be In short, 3C pro predominantly recognizes the QG site as a cleavage signal, but other closely adjacent positions are important. Some 3C pros of these viruses adhere less closely to this general pattern, providing a higher degree of design flexibility. The restrictions imposed by these requirements are more formal than is practical, especially when the protease is placed between the expressed epitopes. In this alignment, upstream immune epitopes can be released by proteasome processing even if the viral protease is unable to cleave its N-terminus. The critical residues for cleavage at the C-terminus are internal to the 3C pro itself, generally leaving just 1 to 4 residues, if any, at the N-terminus of the downstream housekeeping epitope Is removed by exopeptidase trimming. 2A pro is often used in a similar manner and the cleavage site is preferably GP, but is understood to be somewhat more variable between these viruses. Its expression can result in a block of host cell protein synthesis with rapidity and integrity depending on the virus strain from which it is derived.

厳密に言えば、カルジオウイルスおよびアフトウイルス(すなわち、手足口病ウイルス(FMDV))からの2Aタンパク質はプロテアーゼでなく、むしろ翻訳の終結を生じることなく、それらのC末端でのペプチド結合形成を防止する(Ryan, M.D., et al., Bioorganic Chemistry 27:55-79, 1999)。したがって、エピトープ間のこれらの2Aタンパク質の位置を突き止めることにより、単一リーディングフレーム内に切断を生じうる。FMDVからの2Aタンパク質は非常に小さく、18アミノ酸に過ぎず、多重エピトープ発現に特に適するようにさせる。2Aタンパク質を用いるプラスミドは、図12に図示されている。   Strictly speaking, the 2A proteins from cardiovirus and aft virus (ie hand-foot-and-mouth disease virus (FMDV)) are not proteases, but rather do not cause peptide termination at their C-terminus without causing termination of translation. Prevent (Ryan, MD, et al., Bioorganic Chemistry 27: 55-79, 1999). Thus, locating these 2A proteins between epitopes can cause cleavage within a single reading frame. The 2A protein from FMDV is very small, only 18 amino acids, making it particularly suitable for multi-epitope expression. A plasmid using the 2A protein is illustrated in FIG.

ある特定の他の実施形態では、核酸構築物は、2つまたはそれ以上のポリペプチドとして翻訳されるmRNAをコードする。このような一実施形態では、転写体は、一次および二次配列間に、あるいは任意のその他のエピトープコード配列間に位置する1つまたはそれ以上の内部リボソーム進入部位(IRES)配列を含有し得る。IRES配列は、ピコルナウイルスにより天然に用いられて、mRNAの内部キャップ非依存性翻訳を指図する。このようなIRES配列は、同一メッセンジャーRNAからの2つまたはそれ以上の連続オープンリーディングフレームの別々の翻訳も可能にする。種々の構築物のIRES配列は変化し得るが、好ましい一実施形態のIRES配列は、配列番号6で提示される。発現される各エピトープのC末端は、終止コドンにより確定される。したがってハウスキーピングエピトープをコードする配列および免疫エピトープをコードする配列の順序は問題ではなく、これがプラスミド構築の柔軟性を提供する。任意に、ハウスキーピングエピトープをコードする配列はIRES配列に先行し、免疫エピトープをコードする配列はIRES配列の他端に連結され得る。このようなベクターは、2つまたはそれ以上のハウスキーピングエピトープを有用にコードし得る。それらはさらに、多重エピトープを生産的に発現するために、上記の種々の単一ポリペプチド構築物の組合せを可能にし得る(図9Aおよび9B参照)。   In certain other embodiments, the nucleic acid construct encodes an mRNA that is translated as two or more polypeptides. In one such embodiment, the transcript may contain one or more internal ribosome entry site (IRES) sequences located between the primary and secondary sequences, or between any other epitope coding sequences. . The IRES sequence is used naturally by picornaviruses to direct internal cap-independent translation of mRNA. Such IRES sequences also allow separate translation of two or more consecutive open reading frames from the same messenger RNA. Although the IRES sequence of the various constructs can vary, a preferred embodiment IRES sequence is presented in SEQ ID NO: 6. The C-terminus of each epitope expressed is defined by a stop codon. Thus, the order of the sequence encoding the housekeeping epitope and the sequence encoding the immune epitope is not a problem and this provides flexibility in plasmid construction. Optionally, the sequence encoding the housekeeping epitope can precede the IRES sequence and the sequence encoding the immune epitope can be linked to the other end of the IRES sequence. Such vectors can usefully encode two or more housekeeping epitopes. They may further allow combinations of the various single polypeptide constructs described above to productively express multiple epitopes (see FIGS. 9A and 9B).

ある特定の他の実施形態では、核酸構築物は2つまたはそれ以上のmRNA転写体をコードする。これらの転写体の各々は、単一エピトープを、あるいは上記の実施形態に記載された二重または多重エピトープ転写体のいずれかをコードし得る。2つまたはそれ以上の転写体は、多重プロモーター使用の結果である。単一プロモーターの1つより多いコピーの使用は、増殖中のプラスミドの不安定性をもたらし得る、と当業者は認識するであろう。したがって、2つ(またはそれ以上)の異なるプロモーターを用いるのが一般的に好ましい。   In certain other embodiments, the nucleic acid construct encodes two or more mRNA transcripts. Each of these transcripts can encode a single epitope or any of the dual or multiple epitope transcripts described in the above embodiments. Two or more transcripts are the result of using multiple promoters. One skilled in the art will recognize that the use of more than one copy of a single promoter can result in instability of the growing plasmid. Thus, it is generally preferred to use two (or more) different promoters.

2つまたはそれ以上の転写体は、二方向性プロモーターの使用の結果でもあり得る。二方向性プロモーターは、広範な種々の生物体中に見出され得る。このようなプロモーターの例としては、ヒトからのPDGF−A、ペニシリウム属のPenicillium chrysogenumからのpcbABおよびpcbC、神経親和性JCウイルス、ならびにマウス、イヌおよびヒトからのBRCA1が挙げられる。二方向性プロモーターに関する徹底的研究は、比較的最近開始したが、配列、調節およびその他のそれらの働きに関する情報が多数増大しつつある。例えば、ヒトトランスコバラミンIIプロモーターは、完全転写活性のためのGCボックスおよびEボックスを含有する69塩基対(bp)断片を要する。ジペプチジルペプチダーゼIVプロモーターは、同様の効率で両側からの転写を刺激することが示された。ラットミトコンドリアシャペロニン60および10は、頭−頭連結され、二方向性プロモーターを共有する。したがって、2つの遺伝子を発現するために核酸構築物中にそれらが用いられ得る方法で、種々の作業二方向性プロモーターが同定され、シーケンシングされ、そしてクローン化された。   Two or more transcripts can also be the result of the use of a bidirectional promoter. Bidirectional promoters can be found in a wide variety of organisms. Examples of such promoters include PDGF-A from humans, pcbAB and pcbC from Penicillium chrysogenum, neurophilic JC viruses, and BRCA1 from mice, dogs and humans. Thorough research on bi-directional promoters has started relatively recently, but there is a growing amount of information about sequences, regulation and other functions. For example, the human transcobalamin II promoter requires a 69 base pair (bp) fragment containing a GC box and an E box for full transcriptional activity. The dipeptidyl peptidase IV promoter has been shown to stimulate transcription from both sides with similar efficiency. Rat mitochondrial chaperonins 60 and 10 are head-to-head linked and share a bidirectional promoter. Thus, various working bidirectional promoters have been identified, sequenced, and cloned in a way that they can be used in nucleic acid constructs to express two genes.

したがって、好ましい実施形態では、核酸構築物は、例えばハウスキーピングエピトープまたはその前駆体をコードする核酸配列に連結される、上記のような、二方向性プロモーターを含有する。特に好ましい実施形態では、核酸構築物は、複数のハウスキーピングエピトープをコードする核酸配列に連結される二方向性プロモーターを含有する。別の実施形態では、核酸構築物は、ハウスキーピングエピトープおよび免疫エピトープをコードする核酸配列に、あるいはエピトープクラスター領域に連結される二方向性プロモーターを含む。さらに、二方向性プロモーターは、正または負に調節され得る。   Thus, in a preferred embodiment, the nucleic acid construct contains a bidirectional promoter, as described above, linked to a nucleic acid sequence encoding, for example, a housekeeping epitope or precursor thereof. In a particularly preferred embodiment, the nucleic acid construct contains a bidirectional promoter linked to a nucleic acid sequence encoding a plurality of housekeeping epitopes. In another embodiment, the nucleic acid construct comprises a bidirectional promoter linked to nucleic acid sequences encoding housekeeping epitopes and immune epitopes, or to an epitope cluster region. Furthermore, bi-directional promoters can be regulated positively or negatively.

核酸構築物が1つより多いエピトープを含有する場合、二方向性プロモーターは、匹敵する量で複数のエピトープを発現し得るか、あるいはいくつかは他のものより高レベルで発現され得る。あるいは、あるエピトープは誘導可能であり、他のものは構成的である。このようにして、エピトープ発現の一時的調節が達成され得るが、この場合、あるエピトープは処理の早期に発現され、他のものは後期に発現される。   If the nucleic acid construct contains more than one epitope, a bidirectional promoter can express multiple epitopes in comparable amounts, or some can be expressed at a higher level than others. Alternatively, certain epitopes are inducible and others are constitutive. In this way, temporal regulation of epitope expression can be achieved, where some epitopes are expressed early in the treatment and others are expressed late.

エピトープ発現の分析
文献に記載されたいくつかの方法を用いて、エピトープがpAPC上に提示されたか否かを確定し得る。間接的ではあるが強力な方法は、ハウスキーピングエピトープの投与の前後の動物におけるT細胞頻度を確定するためのクラスI四量体分析の使用である。エピトープに応答するT細胞のクローン拡張は、エピトープがpAPCによりT細胞に提示される場合にのみ、選択的に起こる。したがって、動物へのエピトープの投与の前後のハウスキーピングエピトープに対する特異的T細胞頻度の測定は、エピトープがpAPC上に存在するか否かを確定する一手段である。投与後のエピトープに特異的なT細胞の頻度の増大は、エピトープがpAPC上に存在したことを示す。限定希釈分析またはELISPOTのようなT細胞頻度を確定する他の方法は、pAPCによるハウスキーピングエピトープ提示を査定するのと原則的に同一方法で用いられ得る。同様に、動物におけるT細胞頻度の任意の確定方法が用いられ得る。
Analysis of Epitope Expression Several methods described in the literature can be used to determine whether an epitope has been presented on pAPC. An indirect but powerful method is the use of class I tetramer analysis to determine T cell frequency in animals before and after administration of housekeeping epitopes. Clonal expansion of T cells in response to an epitope occurs selectively only when the epitope is presented to T cells by pAPC. Thus, measurement of specific T cell frequencies for housekeeping epitopes before and after administration of the epitope to the animal is one means of determining whether the epitope is present on pAPC. An increase in the frequency of T cells specific for the epitope after administration indicates that the epitope was present on pAPC. Other methods of determining T cell frequency such as limited dilution analysis or ELISPOT can be used in principle in the same way as assessing housekeeping epitope presentation by pAPC. Similarly, any method of determining T cell frequency in an animal can be used.

pAPC上のハウスキーピングエピトープ提示を確定するための直接的方法は、エピトープ投与後の動物からのpAPCの精製を包含する。ハウスキーピングエピトープを用いた動物のワクチン接種後、pAPC上に存在する特異的マーカーに対するモノクローナル抗体、ならびにアフィニティー精製を用いて、例えば磁気ビーズに固定されたモノクローナル抗体の使用により、pAPCがPBMC、脾臓細胞またはリンパ節細胞から回収され得る。このような回収の最適時間は変動し、ワクチン接種される動物、ワクチンの性質、ならびにその他の因子、例えば用量、投与部位、薬物動態等に依存する。粗製血液または脾臓細胞調製物は、これらの技法を用いてpAPCに関してに濃化され得る。濃化pAPCは次に、生成され、当該ハウスキーピングエピトープに特異的であるT細胞クローンに対する増殖アッセイに用いられ得る。pAPCは、T細胞クローンと同時インキュベートされ、T細胞は、例えばT細胞による放射能標識チミジンの取込みを測定することによって、増殖活性に関してモニタリングされる。増殖は、ハウスキーピングエピトープに特異的なT細胞がpAPC上のそのエピトープにより刺激されていることを示す。   A direct method for determining housekeeping epitope presentation on pAPC involves purification of pAPC from the animal after epitope administration. After vaccination of animals with housekeeping epitopes, pAPC can be transformed into PBMCs, spleen cells by using monoclonal antibodies against specific markers present on pAPC, as well as monoclonal antibodies immobilized on magnetic beads using affinity purification. Or it can be recovered from lymph node cells. The optimal time for such recovery varies and depends on the animal to be vaccinated, the nature of the vaccine, and other factors such as dose, administration site, pharmacokinetics, and the like. Crude blood or spleen cell preparations can be enriched for pAPC using these techniques. Enriched pAPC can then be generated and used in proliferation assays against T cell clones that are specific for the housekeeping epitope. pAPC is co-incubated with T cell clones, and T cells are monitored for proliferative activity, for example, by measuring the uptake of radiolabeled thymidine by T cells. Proliferation indicates that T cells specific for the housekeeping epitope are stimulated by that epitope on pAPC.

以下の実施例は説明のために意図されており、いかなる点でも本発明の範囲を限定するものではない。   The following examples are intended for purposes of illustration and are not intended to limit the scope of the invention in any way.

[実施例]
ハウスキーピングエピトープまたは免疫エピトープとしてのHLAエピトープのタンパク質分解の特徴付け
以下に記載する手法を用いて、集中的に候補HLAエピトープを含有する13個またはそれ以上のアミノ酸の合成ペプチドを調製する。プロテアソームは、各型のプロテアソー
ムを発現する細胞、例えばそれぞれハウスキーピングプロテアソームおよび免疫プロテアソームに関して赤血球細胞およびラージ細胞から調製される。ペプチドをプロテアソーム調製物で消化して、得られた断片を質量分析により同定する。その断片のうちの1つがHLAエピトープと共通のC末端である、ハウスキーピングプロテアソームを含有する調製物において有意な収量で生産される場合には、HLAエピトープは、ハウスキーピングエピトープである。同様に、その断片のうちの1つがHLAエピトープと共通のC末端であり、免疫プロテアソームにより有意な収量で生産され、ハウスキーピングプロテアソームにより有意な収量で生産されない場合には、HLAエピトープは、免疫エピトープである。
[Example]
Characterization of proteolysis of HLA epitopes as housekeeping epitopes or immune epitopes Using the techniques described below, synthetic peptides of 13 or more amino acids containing candidate HLA epitopes are prepared intensively. Proteasomes are prepared from cells that express each type of proteasome, eg, red blood cells and large cells for housekeeping proteasomes and immune proteasomes, respectively. The peptide is digested with a proteasome preparation and the resulting fragment is identified by mass spectrometry. An HLA epitope is a housekeeping epitope if it is produced in significant yield in a preparation containing the housekeeping proteasome, one of which fragments is the common C-terminus with the HLA epitope. Similarly, if one of the fragments is C-terminal in common with the HLA epitope and is produced in significant yield by the immune proteasome and not in significant yield by the housekeeping proteasome, the HLA epitope is It is.

A.ペプチド合成
HLAエピトープおよびその末端の近位に少なくとも2つの残基を含む合成または組換えポリペプチドを構築する。特定のHLAエピトープの末端に付加されるこれらの残基は、プロテアソーム複合体が細胞内に見出される環境に類似したプロセシング環境に確実に遭遇するため、したがって、プロテアソームがそのタンパク質分解性機能を正常に実施する可能性を増加させる。HLAエピトープ末端の近位に一般に見られるさらなる残基は、ペプチドの溶解性を増大するのを助長することが必要な場合に付加され得る。
A. Peptide synthesis A synthetic or recombinant polypeptide is constructed comprising an HLA epitope and at least two residues proximal to its termini. These residues added to the end of a particular HLA epitope ensure that the proteasome complex encounters a processing environment similar to the environment in which it is found in the cell, and thus the proteasome normalizes its proteolytic function. Increase the likelihood of implementation. Additional residues commonly found near the end of the HLA epitope can be added if necessary to help increase the solubility of the peptide.

いくつかのHLAエピトープは、その高い疎水性に起因して、溶解の困難性を示す。あるペプチドは、それらが正常なクロマトグラフィの溶出液中に溶解しないため、精製するのが非常に困難であり得る。あるいは、それらは消化緩衝液中に溶解しないため、いったん精製すると使用するのが非常に困難であり得る。この問題は、特定のペプチド構築物中に包含するためにHLAエピトープの周囲の配列の一部を慎重に選択することにより、あるいは先述のパラグラフに記載するように、配列を伸長することにより回避することができる。溶解性の増大を助長することができるHLAエピトープの末端に近位の残基が存在しない場合、短疎水性配列が代わりに付加され得る(例えば、−EAEAE)。これは、プロテアソームのための天然の末端切断部位を維持するためにHLAエピトープの末端の先に、少なくとも3〜5個の残基を添加する。   Some HLA epitopes exhibit difficulty in lysis due to their high hydrophobicity. Certain peptides can be very difficult to purify because they do not dissolve in normal chromatographic eluates. Alternatively, they do not dissolve in the digestion buffer and can be very difficult to use once purified. This problem can be avoided by carefully selecting part of the sequence surrounding the HLA epitope for inclusion in a particular peptide construct or by extending the sequence as described in the preceding paragraph. Can do. If there are no proximal residues at the end of the HLA epitope that can help increase solubility, a short hydrophobic sequence can be added instead (eg, -EAEAE). This adds at least 3-5 residues ahead of the end of the HLA epitope to maintain the natural truncation site for the proteasome.

好ましい実施形態では、ペプチドは、標準的なFmoc固相合成方法論を用いて、Applied Biosystemsの433Aペプチド合成機にて合成される。合成機は、脱保護が困難である、かつ/または結合が困難である一連の残基を含有する配列に関して反応時間を増加することが可能な伝導度フィードバックモニタリングシステムを装備している。合成後、適切なスカベンジャーの存在下にて、トリフルオロ酢酸でその支持体からペプチドを切り出し、エーテルで沈殿させた後、凍結乾燥させる。   In a preferred embodiment, the peptides are synthesized on an Applied Biosystems 433A peptide synthesizer using standard Fmoc solid phase synthesis methodology. The synthesizer is equipped with a conductivity feedback monitoring system that can increase the reaction time for sequences containing a series of residues that are difficult to deprotect and / or difficult to bind. After synthesis, the peptide is excised from the support with trifluoroacetic acid in the presence of a suitable scavenger, precipitated with ether and lyophilized.

次に、粗製ペプチドを、分析用ジフェニルHPLCシステムを用いてまず勾配を展開した後、同様の分取用ジフェニルHPLCカラムで精製する。ペプチドの第1の調製注入物からの主要なHPLC分画を、エレクトロスプレー質量分析により分析し、標的化合物を同定する。続く注入物からの相当するピークを収集、プールし、凍結乾燥し、分析用HPLCによる保持時間およびクロマトグラフィ純度を検証するために試料を採取する。次にこれらの精製ペプチドをプロテアソーム調製物による消化のために準備する。   The crude peptide is then purified on the same preparative diphenyl HPLC column after first developing a gradient using an analytical diphenyl HPLC system. The major HPLC fraction from the first preparation injection of the peptide is analyzed by electrospray mass spectrometry to identify the target compound. Corresponding peaks from subsequent injections are collected, pooled, lyophilized, and samples are taken to verify retention time and chromatographic purity by analytical HPLC. These purified peptides are then prepared for digestion with a proteasome preparation.

B.プロテアソームアッセイ
免疫プロテアソームまたはハウスキーピングプロテアソーム複合体を以下の実施例2に詳述するように単離する。
B. Proteasome Assay The immune proteasome or housekeeping proteasome complex is isolated as detailed in Example 2 below.

次に、精製ペプチドを、約1mMの濃度になるように適切な緩衝液中に溶解し、約2倍容量のプロテアソーム調製物を添加する。複製消化物:質量分析用に1つ、およびHPLC分析用に1つを調製し、使用したプロテアソーム調製物の適格な機能性を検証するため
に、陽性対照ペプチドを用いてさらなる消化物を調製する。以下のペプチドは、免疫プロテアソームアッセイ用の対照ペプチドとしての使用に適切である:MLLAVLYCLLWSFQTS(配列番号7)、HSYTTAEEAAGITILTVILGVL(配列番号8)、EAASSSSTLVEVTLGEPAAESPD(配列番号9)、EFLWGPRALETSYVKLHHMVKI(配列番号10)、APEEKIWEELSVEVFEGR(配列番号11)、およびELMEVDPIGHLIFAT(配列番号12)。下線の残基は、タンパク質分解性切断部位を示す。ペプチドFLWGPRALVETSYVK(配列番号13)は、ハウスキーピングプロテアソームアッセイ用の対照ペプチドとして適切である。これらを、ある時間、37℃で並行してインキュベートさせ、続いて希釈トリフルオロ酢酸の添加により消化を停止させ、試料をドライアイス上で凍結させる。1つの複製および陽性対照を、Lasermat2000(Finnigan Mat, LTD, U.K.)を用いて分析のために送り出す。マトリクスアシステッドレーザーデソープションイオン化−飛行時間(MALDI−TOF)質量分析等はHPLCのために取り置かれる。
The purified peptide is then dissolved in an appropriate buffer to a concentration of about 1 mM and about 2 volumes of the proteasome preparation is added. Replicate digests: Prepare one for mass spectrometry and one for HPLC analysis and prepare additional digests with a positive control peptide to verify the qualified functionality of the proteasome preparation used . The following peptides are suitable for use as control peptides for immune proteasome assays: MLLAVLYCLLWSFQTS (SEQ ID NO: 7), HSYTTAEEAAGITILT VI LGVL (SEQ ID NO: 8), EAASSSSTLVEVTLGE V PAAESPD (SEQ ID NO: 9), EFLWGPRAL V ETSYVK V LHHMVKI (SEQ ID NO: 10), APEEKIWEELSV L EVFEGR (SEQ ID NO: 11), and ELMEVDPIGHL Y IFAT (SEQ ID NO: 12). Underlined residues indicate proteolytic cleavage sites. The peptide FLWGPRALVETSYVK (SEQ ID NO: 13) is suitable as a control peptide for housekeeping proteasome assays. These are allowed to incubate in parallel for a period of time at 37 ° C., followed by termination of digestion by the addition of diluted trifluoroacetic acid and freezing of the samples on dry ice. One replicate and positive control is sent out for analysis using Lasermat 2000 (Finnigan Mat, LTD, UK). Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight (MALDI-TOF) mass spectrometry etc. is reserved for HPLC.

C.消化物のMALDI−TOF質量分析
消化物の分析は、「Peptide」ソフトウェア(Lighthouse Data)またはThermoBioanalysis Ltd., U.K.から入手可能なソフトウェアのいずれかを用いて行われる。このソフトウェアは、任意の予測エピトープの正確なC末端を有するという要件、およびそのエピトープの完全長以上を含有するという要件の両方を満たす考え得る断片すべての配列および分子量を生み出すことができる。
C. MALDI-TOF mass spectrometry of digests Analysis of digests is performed using either “Peptide” software (Lighthouse Data) or software available from ThermoBioanalysis Ltd., UK. This software can generate the sequence and molecular weight of all possible fragments that meet both the requirement to have the exact C-terminus of any predicted epitope and the requirement to contain more than the full length of that epitope.

例えば、HLAエピトープを包含するペプチドが、以下の配列:
AAMLLAVLYCLLSEIAAAEEE (配列番号14)
(ここで、下線の配列は、HLAエピトープである)である場合、プログラムは、以下の配列全てを潜在的に有用であると同定し、また各分子量を割り当てるであろう。
AAMLLAVLYCLLSEI (配列番号15)
AMLLAVLYCLLSEI (配列番号16)
MLLAVLYCLLSEI (配列番号14)
LLAVLYCLLSEI (配列番号18)
AVLYCLLSEI (配列番号19)
AVLYCLLSEI (配列番号20)
For example, a peptide encompassing an HLA epitope has the following sequence:
AAMLL AVLYCLLSEI AAAEEE (SEQ ID NO: 14)
(Where the underlined sequences are HLA epitopes), the program will identify all of the following sequences as potentially useful and assign each molecular weight.
AAMLL AVLYCLLSEI (SEQ ID NO: 15)
AMLL AVLYCLLSEI (SEQ ID NO: 16)
MLL AVLYCLLSEI (SEQ ID NO: 14)
LL AVLYCLLSEI (SEQ ID NO: 18)
L AVLYCLLSEI (SEQ ID NO: 19)
AVLYCLLSEI (SEQ ID NO: 20)

MALDI−TOFの結果が、1つまたはそれ以上のそれらの分子量が消化混合物中に表されることを示す場合、相当するペプチドを合成、精製し、質量分析により同定し、続いて分析用HPLCを行い、標準保持時間、およびおおよその質量対ピーク面積比の両方を確立する。次に、保存の消化物を適切な溶媒で希釈し、同一のHPLC法を用いて注入する。消化物が標準物質と同じ保持時間を有するピークを良好な収量で付与する場合、消化物中のその配列の存在に起因することはほぼ確実である。同一または類似の質量分析の結果を与える他の断片の考え得る生成に起因する両義性が存在する場合、疑わしい成分を収集し、C末端シーケンシング用に取り置き、同一性を確認することができる。   If the MALDI-TOF results indicate that one or more of their molecular weights are represented in the digestion mixture, the corresponding peptide is synthesized, purified, identified by mass spectrometry, followed by analytical HPLC. Do and establish both standard retention time and approximate mass to peak area ratio. The stock digest is then diluted with an appropriate solvent and injected using the same HPLC method. If the digest gives a peak in good yield with the same retention time as the standard, it is almost certain that it is due to the presence of that sequence in the digest. If there is ambiguity due to possible generation of other fragments that give the same or similar mass analysis results, suspicious components can be collected and reserved for C-terminal sequencing to confirm identity.

プロテアソーム複合体の精製
A.血球由来のプロテアソーム複合体
濃縮赤血球バッグを地元の血液バンク(HemaCare, VanNuys, CA)から得た。各バッグの内容物を200mlの遠心チューブに注ぎ、Megafuge 2.0(Heraeus, Southplainfield, NJ)のスイングバケットローターにて室温で10分間、2000RPMで遠心分離することにより、PBSで3回洗浄した。最終洗浄後、管の間の変動性を最小に抑えるために、試料を1つの容器の注いだ後、幾つかの遠心チューブに再分割した。細胞を2000RPM
で10分間、再び遠心分離した。残ったPBSを吸引した。ペレットを使用するまで−70℃で保管した。
Purification of Proteasome Complex A. Blood cell derived proteasome complex Concentrated red blood cell bags were obtained from a local blood bank (HemaCare, VanNuys, CA). The contents of each bag were poured into 200 ml centrifuge tubes and washed 3 times with PBS by centrifugation at 2000 RPM for 10 minutes at room temperature in a Megafuge 2.0 (Heraeus, Southplainfield, NJ) swing bucket rotor. After the final wash, the sample was subdivided into several centrifuge tubes after pouring one container to minimize variability between tubes. Cells at 2000 RPM
And centrifuged again for 10 minutes. The remaining PBS was aspirated. The pellet was stored at -70 ° C until used.

B.腫瘍細胞由来のプロテアソーム複合体
ラージ細胞、バーキットリンパ腫細胞系をATCC(American Type Culture Collection, Manassas, VA)から得た。標準的な細胞培養法を用いて細胞を成長させ、INF−γ(100〜500U/ml)(Pharmingen, San Diego, CA)で刺激した。免疫プロテアソームサブユニットの発現は、培養における免疫組織化学、および細胞溶解産物試料におけるSDS−PAGEにより個々に確認された。細胞を遠心分離器により収集し、PBSで洗浄し、使用まで−70℃で保管した。
B. Tumor cell-derived proteasome complex Large cells, Burkitt lymphoma cell lines were obtained from ATCC (American Type Culture Collection, Manassas, Va.). Cells were grown using standard cell culture methods and stimulated with INF-γ (100-500 U / ml) (Pharmingen, San Diego, Calif.). The expression of immunoproteasome subunits was individually confirmed by immunohistochemistry in culture and SDS-PAGE in cell lysate samples. Cells were collected by a centrifuge, washed with PBS and stored at -70 ° C until use.

C.プロテアーゼ複合体のさらなる処理
血球またはリンパ腫細胞のペレット(凍結)を30℃浴で解凍し、ddHOを各チューブに添加した。細胞懸濁液を40mlのDounceホモジナイザーにて均質化した。さらに、腫瘍細胞に関して、細胞ホモジネートを2000rpmで遠心分離して、細胞壊死組織片を除去した。上清を4℃で10分間、10,000rpmで遠心分離し、さらにT−1270ローター(Sorval, Newtown, CT)にて4℃で30分間、50,000rpmで遠心分離した。
C. Further Processing of Protease Complexes Blood cell or lymphoma cell pellets (frozen) were thawed in a 30 ° C. bath and ddH 2 O was added to each tube. The cell suspension was homogenized with a 40 ml Dounce homogenizer. In addition, for tumor cells, the cell homogenate was centrifuged at 2000 rpm to remove cell necrotic tissue debris. The supernatant was centrifuged at 10,000 rpm for 10 minutes at 4 ° C, and further centrifuged at 50,000 rpm for 30 minutes at 4 ° C in a T-1270 rotor (Sorval, Newtown, CT).

ホモジネートを濾紙に通して、壊死組織片を除去し、続いて一緒にプールした。プールしたホモジネート試料に68%ショ糖溶液を添加した。抗体−セファロース調製物を、このホモジネートとともに、ローテータにて室温で3時間インキュベートした。懸濁液を遠心分離し、TBSで3回洗浄し、さらに減圧漏斗により6〜8回完全に洗浄した。TBS(pH7.6)中でプロテアソームを溶出させ、溶出物の光学密度を測定した。プロテアソーム調製物を、セルロース膜MWCO1000を用いて、20mMトリス(pH7.6)に対して、4℃で一晩透析した。翌日、プロテアソーム調製物を、MilliporeのULTRAFREE−15遠心分離装置(Millipore, Danbury, CT)での限外濾過により濃縮した。4mg/mlの濃度のプロテアソームを分取し、使用まで−20℃で保管した。蛍光基質または既知の断片をもたらす対照ペプチドの消化により、活性および特異性に関してプロテアソームを試験した。以下のペプチドは、免疫プロテアソームアッセイ用の対照ペプチドとしての使用に適切である:MLLAVLYCLLWSFQTS(配列番号21)、HSYTTAEEAAGITILTVILGVL(配列番号22)、EAASSSSTLVEVTLGEPAAESPD(配列番号23)、EFLWGPRALETSYVKLHHMVKI(配列番号24)、APEEKIWEELSVEVFEGR(配列番号25)、およびELMEVDPIGHLIFAT(配列番号26)。下線の残基は、タンパク質分解性切断部位を示す。ペプチドFLWGPRALVETSYVK(配列番号27)は、ハウスキーピングプロテアソームアッセイ用の対照ペプチドとして適切である。 The homogenate was passed through filter paper to remove necrotic tissue pieces and subsequently pooled together. A 68% sucrose solution was added to the pooled homogenate sample. The antibody-sepharose preparation was incubated with this homogenate for 3 hours at room temperature on a rotator. The suspension was centrifuged, washed 3 times with TBS, and thoroughly washed 6-8 times with a vacuum funnel. The proteasome was eluted in TBS (pH 7.6), and the optical density of the eluate was measured. The proteasome preparation was dialyzed overnight at 4 ° C. against 20 mM Tris (pH 7.6) using cellulose membrane MWCO1000. The next day, the proteasome preparation was concentrated by ultrafiltration on a Millipore ULTRAFREE-15 centrifuge (Millipore, Danbury, Conn.). Proteasomes at a concentration of 4 mg / ml were collected and stored at −20 ° C. until use. Proteasomes were tested for activity and specificity by digestion of fluorescent substrates or control peptides that yielded known fragments. The following peptides are suitable for use as control peptides for immune proteasome assays: MLLAVLYCLLWSFQTS (SEQ ID NO: 21), HSYTTAEEAAGITILT VI LGVL (SEQ ID NO: 22), EAASSSSTLVEVTLGE V PAAESPD (SEQ ID NO: 23), EFLWGPRAL V ETSYVK V LHHMVKI (SEQ ID NO: 24), APEEKIWEELSV L EVFEGR (SEQ ID NO: 25), and ELMEVDPIGHL Y IFAT (SEQ ID NO: 26). Underlined residues indicate proteolytic cleavage sites. The peptide FLWGPRALVETSYVK (SEQ ID NO: 27) is suitable as a control peptide for housekeeping proteasome assays.

D.プロテアソーム調製物の定量および活性分析
酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を用いて、上述のプロテアソーム調製物を定量化した。ELISA技法は、当該技術分野で既知であり、一般にAusubel, et al., 「Short Protocols in Molecular Biology」, 3rdEd., Unit 12.2 (1997)にて議論されている。モノクローナル抗ヒトプロテアソーム抗体を生産するハイブリドーマ細胞(MCP−21)をEuropean Collecction pf Cell Culture((ECACC), UK)から得て、標準的な細胞培養技法および装置を用いて維持した。ハイブリドーマサプリメント(Gibco BRL, Rockville, MD)を抗体生産細胞に添加した。約2〜3リットル容量中で500,000細胞/mlの細胞密度に到達したら、遠心分離により細胞を除去し、上清を収集した。培地中のmAb分泌を、Lambda 20 分光光度計(Perkin Elmer, Norwalk, CT)を用いて、光学密度(O.D.)により定期的にモニターした。
D. Quantification and activity analysis of proteasome preparations The above-described proteasome preparations were quantified using an enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). ELISA techniques are known in the art, generally Ausubel, et al., "Short Protocols in Molecular Biology", 3 rd Ed., Are discussed in Unit 12.2 (1997). Hybridoma cells (MCP-21) producing a monoclonal anti-human proteasome antibody were obtained from European Collecction pf Cell Culture ((ECACC), UK) and maintained using standard cell culture techniques and equipment. Hybridoma supplement (Gibco BRL, Rockville, MD) was added to the antibody producing cells. When a cell density of 500,000 cells / ml was reached in a volume of about 2-3 liters, the cells were removed by centrifugation and the supernatant was collected. MAb secretion in the medium was monitored periodically by optical density (OD) using a Lambda 20 spectrophotometer (Perkin Elmer, Norwalk, CT).

上清をプロテインGセファロースカラム(Amersham/Pharmacia Biotech Piscataway, NJ)上に通した。カラムをPBSで洗浄し、0.1M グリシン緩衝液(pH2.2)で抗体を溶出させた。溶出物分画の光学密度を280nmで測定し、陽性分画を収集した。4℃で2日間、PBS 2Lに対して、抗体を透析し、使用まで保管した。   The supernatant was passed over a protein G sepharose column (Amersham / Pharmacia Biotech Piscataway, NJ). The column was washed with PBS, and the antibody was eluted with 0.1 M glycine buffer (pH 2.2). The optical density of the eluate fraction was measured at 280 nm and the positive fraction was collected. The antibody was dialyzed against 2 L of PBS for 2 days at 4 ° C. and stored until use.

抗体をCNBr活性化セファロース4B(Amersham Pharmacia Biotech Piscataway, NJ)に結合させた。抗体−セファロース複合体を、0.1M 酢酸ナトリウム生理食塩水(pH4)および0.1M ホウ酸ナトリウム生理食塩水(pH8)中で交互に5〜7回洗浄し、最終的にトリス緩衝生理食塩水(TBS)(pH8)中に懸濁した。調製物を使用まで4℃で保管した。   The antibody was conjugated to CNBr activated Sepharose 4B (Amersham Pharmacia Biotech Piscataway, NJ). The antibody-sepharose complex is washed 5-7 times alternately in 0.1 M sodium acetate saline (pH 4) and 0.1 M sodium borate saline (pH 8), and finally tris buffered saline. Suspended in (TBS) (pH 8). The preparation was stored at 4 ° C. until use.

アルゴリズム的モデリングを用いた予測MHC Iペプチドの溝に結合するペプチドの生成
ヒト癌胎児性抗原前駆物質(CEA)(GENBANKアクセッションP06731)のアミノ酸配列から生成される候補MHC I結合性ペプチド集団をアルゴリズムムを用いて作り出した。特定のアルゴリズムは、上述のように、<<http://134.2.96.221/scripts/hlaserver.dll/EpPredict.htm>>にて利用可能である。このアルゴリズムがいったんアクセスされると、CEAに関するアミノ酸配列が提供された。次に、所定のエピトープの長さ(十量体)および特定MHC対立遺伝子(H2−Db)に関するパラメータが選択された。この後、データは、アルゴリズム的分析のために提出された。得られた結果のデータを表9に示す。
Generation of peptides that bind to the groove of predicted MHC I peptides using algorithmic modeling Algorithms for candidate MHC I binding peptide populations generated from amino acid sequences of human carcinoembryonic antigen precursor (CEA) (GENBANK Accession P06731) It was created using The specific algorithm is available at << http://134.2.96.221/scripts/hlaserver.dll/EpPredict.htm >> as described above. Once this algorithm was accessed, the amino acid sequence for CEA was provided. Next, parameters for a given epitope length (decamer) and a specific MHC allele (H2-Db) were selected. After this, the data was submitted for algorithmic analysis. The resulting data is shown in Table 9.

Figure 2005514029
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Figure 2005514029
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上述の表は、随意に15未満のスコアを打ち切っている。このアルゴリズムは、15未満のスコアを作り出すことができる。   The above table optionally truncates a score of less than 15. This algorithm can produce a score of less than 15.

タンパク質分解性消化により生産される断片を決定するための、免疫プロテアソームおよびハウスキーピングプロテアソームを用いたペプチド前駆物質の消化
433A ABI合成機を用いて、ペプチドを合成した。Fastmoc化学を用いて、0.25ミルモルの量でペプチドを生産した。ペプチドを溶解性に関して試験し、いったん溶解すると、2mMの溶液が調製され、それを約25〜30μLの一定分量に分割し、さらなる使用まで−20℃で保管した。典型的にペプチド2μlおよびプロテアソーム4μlからなる定期の消化反応を、対照としてt=0ともに行い、さらなる対照としてプロテアソームの代わりに水とのペプチドのインキュベーションを行った。反応を37℃で実施し、ドライアイス上で10%TFA(トリフルオロ酢酸)を添加することにより終了した。次に凍結試料を、以下の実施例5に記載するように、MALDI−TOF質量分析(MS)により分析した。
Peptide was synthesized using a 433A ABI synthesizer, digesting peptide precursors with immune and housekeeping proteasomes to determine the fragments produced by proteolytic digestion. Using Fastmoc chemistry, peptides were produced in an amount of 0.25 mmol. The peptides were tested for solubility and once dissolved, a 2 mM solution was prepared that was divided into approximately 25-30 μL aliquots and stored at −20 ° C. until further use. Periodic digestion reactions, typically consisting of 2 μl of peptide and 4 μl of proteasome, were performed with t = 0 as a control and incubation of the peptide with water instead of the proteasome as a further control. The reaction was carried out at 37 ° C. and was terminated by adding 10% TFA (trifluoroacetic acid) on dry ice. The frozen samples were then analyzed by MALDI-TOF mass spectrometry (MS) as described in Example 5 below.

任意の脱塩工程を、ZIP−TIP法(Millipore, Boston, MA)を用いて、MS分析前に消化物に対して実施することができる。ZIP TIPは、球状シリカ樹脂床を含有する特殊設計されたピペットチップである。0.1%TFAであらかじめ平衡化したチップ
に試料を結合させた後、50%アセトニトリル0.1%TFA溶出緩衝液で溶出させる。
An optional desalting step can be performed on the digest prior to MS analysis using the ZIP-TIP method (Millipore, Boston, Mass.). ZIP TIP is a specially designed pipette tip containing a spherical silica resin bed. The sample is bound to a chip pre-equilibrated with 0.1% TFA and then eluted with 50% acetonitrile 0.1% TFA elution buffer.

HPLCおよび質量分析による関連のあるタンパク質分解性断片の同定および定量
A.治療上興味がもたれる配列の同定
所定のタンパク質のアミノ酸配列をコンピュータに入力し、Rammensee等のアルゴリズムを用いて、特定のHLA受容体と結合すると予測される9または10のアミノ酸長配列を生成する。このアルゴリズムはまた、それらが結合モチーフにどのくらいよくマッチするかにより、これらの予測エピトープをランク付けする。
Identification and quantification of relevant proteolytic fragments by HPLC and mass spectrometry. Identification of sequences of therapeutic interest The amino acid sequence of a given protein is entered into a computer and an algorithm such as Rammensee et al. Is used to generate a 9 or 10 amino acid long sequence predicted to bind to a particular HLA receptor. The algorithm also ranks these predicted epitopes according to how well they match the binding motif.

次に、同定された考え得るエピトープの配列を含有する合成ペプチドを、エピトープ候補配列およびその末端の近位に少なくとも3〜5個の残基を包含するように構築する。特定のエピトープ候補の末端に付加される残基は、プロテアソーム複合体が細胞内に見出される環境に類似したプロセシング環境に確実に遭遇するため、したがって、プロテアソームがそのタンパク質分解性機能を正常に実施する可能性を増加させる。エピトープ候補の末端の近位に一般に見られるさらなる残基は、ペプチドの溶解性を増大するのを助長することが必要な場合に付加され得る。   Next, a synthetic peptide containing the identified sequence of possible epitopes is constructed to encompass the epitope candidate sequence and at least 3 to 5 residues proximal to its ends. Residues added to the ends of specific epitope candidates ensure that the proteasome complex encounters a processing environment similar to that found in the cell, and thus the proteasome performs its proteolytic function normally Increase the possibility. Additional residues commonly found near the ends of epitope candidates can be added if necessary to help increase the solubility of the peptide.

ペプチドは、標準的なFmoc固相合成方法論を用いて、Applied Biosystemsの433Aペプチド合成機(Applied Biosystems, Norwalk, CT)にて合成される。合成機は、脱保護が困難である、および結合するのが困難である一連の残基を含有する配列に関して反応時間を増加することが可能な伝導度フィードバックモニタリングシステムを装備している。合成後、適切なスカベンジャーの存在下、トリフルオロ酢酸でその支持体からペプチドを切り出し、エーテルで沈殿させた後、凍結乾燥させる。   Peptides are synthesized on an Applied Biosystems 433A peptide synthesizer (Applied Biosystems, Norwalk, CT) using standard Fmoc solid phase synthesis methodology. The synthesizer is equipped with a conductivity feedback monitoring system that can increase the reaction time for sequences containing a series of residues that are difficult to deprotect and bind. After synthesis, the peptide is excised from the support with trifluoroacetic acid in the presence of a suitable scavenger, precipitated with ether and lyophilized.

次に、粗製ペプチドを、適切な溶媒中に0.5mg/mlにて溶解させる。続いて、この溶液5マイクロリットル(5μl)を、0.1%TFA水−アセトニトリル勾配を用いてShimadzuの分析用逆相HPLCシステム(Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD)により分析する。典型的に、C−18シリカカラム(Machery- Nagel#720051.40, (Machery-Nagel GmbH, Germany))を親水性ペプチドのために使用し、フェニルシリカカラム(Vydac#219TP5415(The Separations Group, Inc., Hesperia, CA))を疎水性ペプチドのために使用する。使用する勾配は、親水性ペプチドに関する0〜40%アセトニトリルから、疎水性ペプチドに関する30〜70%アセトニトリルまで多様である。続いてペプチドを、上述のカラム(Machery Nagel#715802、およびVydac 219TP510)の同様の勾配および半分取用形式を用いて、VarianのProstarHPLCシステム(Varian, Inc., Palo Alto, CA)により精製する。ペプチドの最初の分取用注入からの主なHPLC分画を、MALDI−TOF質量分析計を用いて分析して、所望の成分を同定する。続く注入物からの相当するピークを収集、プールし、凍結乾燥し、分析用HPLCによる保持時間およびクロマトグラフィ純度を上記のシステムを使用して検証するために試料を採取する。次にこれらの精製ペプチドをプロテアソーム調製物による消化のために準備する。   The crude peptide is then dissolved at 0.5 mg / ml in a suitable solvent. Subsequently, 5 microliters (5 μl) of this solution is analyzed by Shimadzu analytical reverse phase HPLC system (Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD) using a 0.1% TFA water-acetonitrile gradient. Typically, a C-18 silica column (Machery-Nagel # 720051.40, (Machery-Nagel GmbH, Germany)) is used for hydrophilic peptides and a phenyl silica column (Vydac # 219TP5415 (The Separations Group, Inc., Hesperia, CA)) is used for hydrophobic peptides. The gradient used varies from 0-40% acetonitrile for hydrophilic peptides to 30-70% acetonitrile for hydrophobic peptides. The peptide is then purified on a Varian Prostar HPLC system (Varian, Inc., Palo Alto, Calif.) Using a similar gradient and semi-preparative format of the columns described above (Machery Nagel # 715802, and Vydac 219TP510). The main HPLC fraction from the first preparative injection of peptide is analyzed using a MALDI-TOF mass spectrometer to identify the desired component. Corresponding peaks from subsequent injections are collected, pooled, lyophilized, and samples are taken to verify retention time and chromatographic purity by analytical HPLC using the system described above. These purified peptides are then prepared for digestion with a proteasome preparation.

B.プロテアソームアッセイ
上述のLevyの方法(Morel, S., et al., Immunity 12:107-117(2000)、本明細書中に引用する参照文献)により、免疫プロテアソームまたはハウスキーピングプロテアソーム複合体を単離する。精製ペプチドを、約1〜2mMの濃度になるように適切な緩衝液中に溶解し、約2倍容量のプロテアソーム調製物を添加する。選択した緩衝液は、消化過程を妨害しないでペプチドを溶媒和させなければならない。使用したプロテアソーム調製物の適格な機能性を検証するために、上述の陽性対照ペプチドを用いてさらなる消化物を調製する。これらを、最大120分までの時間、37℃でインキュベートし、続いて希釈トリフルオロ酢酸の添加により消化を停止させ、試料を質量分析によりすぐに分析するか、ある
いは分析までドライアイス上で凍結させる。消化反応物はまた、質量分析による即時の分析のために氷上に試料を置くことで停止され得る。
B. Proteasome Assay Isolation of immune proteasomes or housekeeping proteasome complexes by the Levy method described above (Morel, S., et al., Immunity 12: 107-117 (2000), references cited herein) To do. The purified peptide is dissolved in a suitable buffer to a concentration of about 1-2 mM and about 2 volumes of proteasome preparation is added. The chosen buffer must solvate the peptide without interfering with the digestion process. In order to verify the qualified functionality of the proteasome preparation used, further digests are prepared using the positive control peptide described above. These are incubated for up to 120 minutes at 37 ° C., followed by termination of digestion by the addition of diluted trifluoroacetic acid and the samples analyzed immediately by mass spectrometry or frozen on dry ice until analysis . The digestion reaction can also be stopped by placing the sample on ice for immediate analysis by mass spectrometry.

C.消化物のMALDI−TOF質量分析
各消化物約0.5μlを、試料スライド上で等容量のマトリックス溶液(70%EtOH中の10mg/mlジヒドロキシ安息香酸、pH2〜3)と直接混合し、約40℃で風乾させた。次に、適切な分子量標準物質で較正したLasermat(登録商標)MALDI−TOF質量分析計(Thermo Bioanalysis, Santa Fe NM)で試料を分析した。
C. MALDI-TOF mass spectrometry of digests About 0.5 μl of each digest was directly mixed with an equal volume of matrix solution (10 mg / ml dihydroxybenzoic acid, pH 2-3 in 70% EtOH) on a sample slide and about 40 μl. Air dried at ° C. The samples were then analyzed on a Lasermat® MALDI-TOF mass spectrometer (Thermo Bioanalysis, Santa Fe NM) calibrated with the appropriate molecular weight standards.

プロテアソームアッセイのために開発されたコンピュータプログラム(「Peptide」ソフトウェア(Lighthouse Data)、または「Dynamo」(Thermo Bioanalysis Ltd., U.K.)は、任意の予測エピトープの正確なC末端を有するという要件、およびそのエピトープの完全長以上を含有するという要件の両方を満たす考え得る断片すべての配列および分子量を生成する。   Computer programs developed for proteasome assays ("Peptide" software (Lighthouse Data), or "Dynamo" (Thermo Bioanalysis Ltd., UK) are required to have the exact C-terminus of any predicted epitope, and Generate the sequence and molecular weight of all possible fragments that fulfill both the requirement of containing more than the full length of the epitope.

MALDI−TOFの結果が、特定の分子量が消化混合物中に表されることを示す場合、相当するペプチドを合成、精製し、MALDI−TOFにより同定し、続いて逆相分析用HPLCを行い、標準保持時間、およびおおよその質量対ピーク面積比の両方を確立した。これらの手法は、上述の手法にまさに類似している。次に、複製プロテアソーム消化物を適切な溶媒で希釈し、同一の分析HPLC法を用いて分析する。消化物が標準物質と同じ保持時間を有するピークを良好な収量で付与する場合、これは、消化物中のその配列の存在に起因することはほぼ確実である。同一または類似の質量分析の結果を与える他の断片の考え得る生成に起因する両義性が存在する場合、疑わしい成分を収集し、シーケンシング用に取り置き、同一性を確認することができる。分析用HPLCはまた重要にも、消化物中のペプチド産物の比較的正確な定量化を提供し、既定のペプチドが消化物の微量な産物であるか、または主要な産物であるかどうかの決定が可能となり、このことはエピトープがプロテアソームにより効率よく生産されるかどうかを示す。上述の方法を用いて、ハウスキーピングエピトープが同定された。図13は、これらのエピトープによるHLA結合を検証するためのフローサイトメトリーアッセイの結果を示す。このアッセイは、実施例6に記載する。   If the MALDI-TOF results indicate that a specific molecular weight is expressed in the digestion mixture, the corresponding peptide is synthesized and purified, identified by MALDI-TOF, followed by reverse phase analytical HPLC, Both retention time and approximate mass to peak area ratio were established. These approaches are very similar to those described above. The replicate proteasome digest is then diluted with a suitable solvent and analyzed using the same analytical HPLC method. If the digest gives a peak in good yield with the same retention time as the standard, it is almost certain that this is due to the presence of that sequence in the digest. If there is ambiguity due to possible generation of other fragments that give the same or similar mass analysis results, suspicious components can be collected and reserved for sequencing to confirm identity. Analytical HPLC also importantly provides relatively accurate quantification of the peptide product in the digest and determines whether a given peptide is a minor product or a major product of the digest This indicates whether the epitope is efficiently produced by the proteasome. Using the method described above, housekeeping epitopes were identified. FIG. 13 shows the results of a flow cytometry assay to verify HLA binding by these epitopes. This assay is described in Example 6.

選定ペプチドのMHC結合能力の決定
HLA−A2.1に対する候補ペプチドの結合を、Stauss等の方法(Proc Natl Acad Sci USA 89(17):7871-5(1992))に従ってアッセイした。表面上で空または不安定のMHC分子を発現するT2細胞を2回洗浄し、無血清完全Iscove改変ダルベッコ培地(IMDM)中で、5×10細胞/mlにて懸濁した。βミクログロブリン(Sigma, St. Louis, MO)を5μg/mlで添加して、96ウェルU底プレートに5×10細胞/ウェルで細胞を分配した。100、10、1および0.1μg/mlでペプチドを添加した。プレートを2分間穏やかに振動させ、5%COインキュベータ中で37℃にて4時間インキュベートした。IMDMで2回洗浄することにより、未結合のペプチドを除去し、飽和量のモノクローナル抗体W6/32(Sigma)を添加した。4℃での30分間のインキュベーション後、1%熱不活性化FCS、0,1%(w:v)アジ化ナトリウム、pH7.4〜7.6で補充したPBS(染色用緩衝液)で細胞を洗浄し、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)結合ヤギF(ab’)抗マウスIgG(Sigma)とともに、4℃にて30分間インキュベートし、先述のように4回洗浄した。染色用緩衝液に細胞を再懸濁させ、1/4容量の2%パラホルムアルデヒドを添加することで固定した。ペプチド結合により安定化した表面HLA−A2.1分子の分析は、FACScan(Becton Dickinson, San Jose, CA)を用いて、フローサイトメトリーにより実施した。
Determination of MHC binding ability of selected peptides The binding of candidate peptides to HLA-A2.1 was assayed according to the method of Stauss et al. (Proc Natl Acad Sci USA 89 (17): 7871-5 (1992)). T2 cells expressing empty or unstable MHC molecules on the surface were washed twice and suspended at 5 × 10 6 cells / ml in serum-free complete Iscove modified Dulbecco medium (IMDM). β 2 microglobulin (Sigma, St. Louis, MO) was added at 5 μg / ml to distribute the cells at 5 × 10 5 cells / well in a 96 well U-bottom plate. Peptides were added at 100, 10, 1 and 0.1 μg / ml. The plate was gently shaken for 2 minutes and incubated for 4 hours at 37 ° C. in a 5% CO 2 incubator. Unbound peptide was removed by washing twice with IMDM and a saturating amount of monoclonal antibody W6 / 32 (Sigma) was added. After 30 minutes incubation at 4 ° C., cells in PBS (staining buffer) supplemented with 1% heat inactivated FCS, 0.1% (w: v) sodium azide, pH 7.4-7.6 Were washed, incubated with fluorescein isothiocyanate (FITC) -conjugated goat F (ab ′) anti-mouse IgG (Sigma) for 30 minutes at 4 ° C. and washed 4 times as before. Cells were resuspended in staining buffer and fixed by adding 1/4 volume of 2% paraformaldehyde. Analysis of surface HLA-A2.1 molecules stabilized by peptide bonds was performed by flow cytometry using a FACScan (Becton Dickinson, San Jose, Calif.).

実験結果を図14に示す。上述の方法を用いて、プロテアソーム消化により同定される候補チロシナーゼハウスキーピングエピトープ(チロシナーゼ207〜216、FLPWHRLFLL、配列番号85)は、既知のA2.1結合剤FLPSDYFPSV(配列番号86)(陽性対照)と同様の程度にHLA−A2.1に結合することがわかった。HLA−B44結合性ペプチドAEMGKYSFY(配列番号87)は、陰性対照として使用した。陰性対照から得られる蛍光は、ペプチドをアッセイにて使用しなかった際に得られるシグナルと同様であった。陽性および陰性対照ペプチドは、Current Protocols in Immunology P18.3.2, John Wiley and Sons, New York, 1988における表18.3.1から選択した。   The experimental results are shown in FIG. Using the method described above, candidate tyrosinase housekeeping epitopes (tyrosinase 207-216, FLPWHRLFLL, SEQ ID NO: 85) identified by proteasome digestion are compared to the known A2.1 binder FLPSDYFPSV (SEQ ID NO: 86) (positive control). It was found to bind to HLA-A2.1 to a similar extent. The HLA-B44 binding peptide AEMGKYSFY (SEQ ID NO: 87) was used as a negative control. The fluorescence obtained from the negative control was similar to the signal obtained when the peptide was not used in the assay. Positive and negative control peptides were selected from Table 18.3.1 in Current Protocols in Immunology P18.3.2, John Wiley and Sons, New York, 1988.

腫瘍、組織試料、不死化細胞系、または腫瘍細胞系由来のHLAエピトープの溶出
in vitroタンパク質分解によるHLAエピトープ生成よりもむしろ、それらは、質量分析法を用いて、腫瘍、組織試料、腫瘍細胞系または他の不死化細胞系のHLAからの溶出後に同定され得る。様々なかかかる方法を用いることができるが、細胞表面からエピトープを同定する最も強力な方法の1つは、公開文献に記載されるような、キャピラリーHPLCまたはナノキャピラリーHPLC ESI質量分析およびオンラインシーケンシングを包含する。可溶化HLAおよびインタクト細胞に関する溶出手法はまた、Falk, K. et al. Nature 351:290, 1991および米国特許第5,989,565号にそれぞれ記載されている。しかしながら、同定されるエピトープが、有効なワクチンを製造するのに必要なハウスキーピングエピトープであるかどうかを決定するために、ペプチド溶出および分析を受けた細胞中で発現されるプロテアソーム型を同定する必要性については、文献中に記載されていない。ハウスキーピングエピトープまたは免疫エピトープのいずれかとしてHLAエピトープを決定的に同定するために、一般に、細胞供給源がどのプロテアソームを発現するかを知る必要がある。プロテアソーム発現は、好ましくは以下に詳述するウエスタンブロテッィングにより評価することができ、またそれはRT−PCR、免疫組織化学、あるいはin situハイブリダイゼーションにより評価することができる。
Elution of HLA epitopes from tumors, tissue samples, immortalized cell lines, or tumor cell lines Rather than in vitro proteolysis to generate HLA epitopes, they can be used in tumors, tissue samples, tumor cell lines Or other immortalized cell lines can be identified after elution from HLA. A variety of such methods can be used, but one of the most powerful methods for identifying epitopes from the cell surface is by capillary HPLC or nanocapillary HPLC ESI mass spectrometry and online sequencing, as described in the published literature. Include. Elution techniques for solubilized HLA and intact cells are also described in Falk, K. et al. Nature 351: 290, 1991 and US Pat. No. 5,989,565, respectively. However, it is necessary to identify the type of proteasome expressed in cells that have undergone peptide elution and analysis in order to determine whether the identified epitope is the housekeeping epitope necessary to produce an effective vaccine The sex is not described in the literature. In order to definitively identify HLA epitopes as either housekeeping epitopes or immune epitopes, it is generally necessary to know which proteasome the cell source expresses. Proteasome expression can preferably be assessed by Western blotting as detailed below, and it can be assessed by RT-PCR, immunohistochemistry, or in situ hybridization.

IFN誘発試験
ハウスキーピングエピトープと免疫エピトープを区別するための別のアッセイは、抗ペプチドCTLの、当該TAAを発現する細胞を死滅させる能力を試験することである。IFNを使用して、免疫プロテアソーム(それは、すでに構成的に発現されてないと仮定する)の発現を誘発することができ、誘発細胞および非誘発細胞のCTL認識を比較することができる。上述のように、プロテアソーム型は、例えばウェスタンブロッティングにより確認されるべきである。IFN誘発細胞が優先的に死滅する場合、ペプチドは、免疫エピトープを構成する。非誘発細胞が優先的に死滅する場合、ペプチドは、ハウスキーピングエピトープを構成する。幾つかのエピトープは、異なる効率で両方のプロテアソームにより生産され得て、かかる場合には、細胞溶解活性が、両方の集団に対して観察される。かかるエピトープは、末梢標的細胞上に存在するため、ハウスキーピングエピトープとして分類される。
IFN induction test Another assay to distinguish between housekeeping and immune epitopes is to test the ability of anti-peptide CTL to kill cells expressing the TAA. IFN can be used to induce expression of the immune proteasome (assuming it is not already constitutively expressed) and to compare CTL recognition of induced and non-induced cells. As mentioned above, the proteasome type should be confirmed, for example, by Western blotting. If IFN-induced cells die preferentially, the peptide constitutes an immune epitope. If non-induced cells die preferentially, the peptide constitutes a housekeeping epitope. Several epitopes can be produced by both proteasomes with different efficiencies, in which case cytolytic activity is observed for both populations. Such epitopes are classified as housekeeping epitopes because they are present on peripheral target cells.

ハウスキーピングエピトープを同定するための、ヒト末梢血単核球細胞(PBMC)または腫瘍湿潤性リンパ球(TIL)の使用
患者生検から単離したTIL、あるいはドナーまたは患者の血液からのPBMCを用いて、公開文献中に一般に記載される方法を用いて、ハウスキーピングエピトープを同定することができる。ハウスキーピングエピトープを同定するために、PBMCまたはTILにより活性な死滅に関して試験するのに使用される標的細胞は、ハウスキーピングプロテアソームのみを発現し、免疫プロテアソームを有意なレベルで発現しないことが確認され
る。ドナー血液からのPBMCを、使用される血球上で発現されるクラスI HLA対立遺伝子に対する予測親和性を有するペプチド抗原のパネルを使用して、in vitroで刺激する。各PBMC試料を、特定クラスIペプチド抗原で1週間、T細胞の活性を高めるために好ましくはIL−2またはIL−12のようなサイトカインと組み合わせて刺激する。この刺激を少なくとも3回繰り返し、ペプチドに対して特異的なT細胞のクローン増殖を誘発する。エピトープを含有するタンパク質、専らハウスキーピングプロテアソームを発現することが既知の標的細胞を用いて、標準的なクロム放出アッセイを実施する。クロム放出により測定されるような標的細胞の死滅の証拠は、PBMCを刺激するのに使用されるペプチドが標的細胞の表面上でハウスキーピングエピトープとして存在することを示す。従ってこのタンパク質を発現する腫瘍は、エピトープを含有するワクチンのための候補標的である。
Use of human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) or tumor wet lymphocytes (TIL) to identify housekeeping epitopes Using TIL isolated from patient biopsies or PBMC from donor or patient blood Thus, housekeeping epitopes can be identified using methods generally described in the published literature. It is confirmed that the target cells used to test for active killing by PBMC or TIL to identify housekeeping epitopes express only housekeeping proteasomes and not significant levels of immune proteasomes . PBMC from donor blood is stimulated in vitro using a panel of peptide antigens with predicted affinity for class I HLA alleles expressed on the blood cells used. Each PBMC sample is stimulated with a specific class I peptide antigen for one week, preferably in combination with a cytokine such as IL-2 or IL-12 to increase T cell activity. This stimulation is repeated at least three times to induce T cell clonal expansion specific for the peptide. A standard chromium release assay is performed using target cells known to express the protein containing the epitope, exclusively the housekeeping proteasome. Evidence of target cell death as measured by chromium release indicates that the peptide used to stimulate PBMC exists as a housekeeping epitope on the surface of the target cell. Tumors that express this protein are therefore candidate targets for vaccines containing the epitope.

ウェスタンブロッティングによるハウスキーピングプロテアソームおよび/または免疫プロテアソームの同定
以下のプロトコルの両方は、所定の細胞から抽出されたタンパク質が電気泳動分離後に転写された膜から始まる。
Identification of Housekeeping Proteasomes and / or Immunoproteasomes by Western Blotting Both of the following protocols begin with a membrane in which proteins extracted from a given cell are transcribed after electrophoretic separation.

A.色素生産プロトコル
1.オービタル振とう機上で室温にて(RT/振とう機)、PBS−T(リン酸緩衝生理食塩水、pH7.4+0.1%ツイーン20)20ml中で5分間、膜を洗浄する。
PBS(Sigma, Cat.No.P-3813)
(容量は、あらゆる点で容器の型により多様であり得る)。
2.RT/振とう機にて、20mlのPBS−T、3%H:30%H2ml+PBS−T18mlにて、5分間、膜をインキュベートする。
3.RT/振とう機にて、PBS−Tで3×5分間、膜を洗浄する。
4.4℃/振とう機にて、20mlのPBS−T/5%脱脂粉乳:PBS−T20ml+乳1g中で一晩ブロックする。
5.PBS−Tで膜をすすぐ。
6.RT/振とう機にて、2時間、ブロッキング緩衝液中の一次抗体(Affinity Research
Products Ltd, United Kingdom)5ml中で膜をインキュベートする:
α−LMP2抗血清(マウス)(Cat. No. PW8205) 1:5000
α−LMP2抗血清(ヒト)(Cat. No. PW8345) 1:10000
α−LMP7抗血清(Cat. No. PW8200) 1:20000
α−20Sプロテアソームαサブユニットモノクローナル抗体
(Cat. No. PW8105) 1:1000
これらの条件は、上記抗体だけのためのものである。あらゆる抗体に関する条件は、経験上決定されなくてはならない。
7.工程3のように膜を洗浄する。
8.RT/振とう機にて、30分間、ブロッキング緩衝液中の二次抗体(Vector Laboratories, Inc., Burlingame, CA)5ml中で膜をインキュベートする:
GARB(ヤギ抗ウサギ)(抗血清用)(Vector Labs Cat. No. BA-1000)
1:2000
ウマ抗マウス(モノクローナル抗体用)(Vector Labs Cat. No. BA-2000)
1:1000
9.工程3のように膜を洗浄する。
10.PBS−T中のABC(Vector Laboratories, Cat. No. PK-6100)5ml中で、30分間膜をインキュベートする:
以下のように、少なくとも使用の30分前に、ABCを製造する。
A=5μl/1ml=25μl/5ml
B=5μl/1ml=25μl/5ml
5μl A+5μl B>混合>4℃に静置>PBS−T990μlを添加
使用直前にPBS−T中にABSを希釈。
11.工程3のように膜を洗浄する。
12.検出:
1)第1の15mlチューブに0.2MのPB5mlを移す。
0.4Mのリン酸緩衝液:
一塩基リン酸ナトリウム90.4ml(1M)
二塩基リン酸ナトリウム619.2ml(0.5M)
pH 7.4以下
QS 1L以下
2)第2の15mlチューブに0.2MのPB2.8mlを移す。
3)第3の15mlチューブに1%グルコース2mlを移す。
4)ANS(硫酸ニッケルアンモニウム)6mgを計り取り、それを第1の15mlチューブに移して、ボルテックスする。
5)グルコースオキシダーゼ(Sigma, Cat. No.G-6891)110lをエッペンドルフチューブに添加する。
6)DAB基質(ジアミノベンジジンHCl、KPL, Maryland Cat. No. 71-00-46)1101を別のエッペンドルフチューブに添加する。
7)PB5ml+グルコース2mlをフードにて混合
+GO110l
+DAB110l
+0.2MのPB 2.8ml
13.膜上に検出混合物を塗布し、タイマーをセットアップする。色素原中のインキュベーションの長さを記録する。
14.バンドが十分目に見えるようになったら、0.2MのPBで3回膜を洗浄する。
15.RTにて一晩PBS中で振とうする。
A. Dye production protocol The membrane is washed for 5 minutes in 20 ml PBS-T (phosphate buffered saline, pH 7.4 + 0.1% Tween 20) at room temperature on an orbital shaker (RT / shaker).
PBS (Sigma, Cat.No.P-3813)
(Capacities can vary in different ways depending on the container type).
2. Incubate the membrane for 5 minutes in 20 ml PBS-T, 3% H 2 O 2 : 30% H 2 O 2 2 ml + PBS-T 18 ml on RT / shaker.
3. Wash the membrane with PBS-T for 3 x 5 minutes on an RT / shaker.
4. Block overnight in 20 ml PBS-T / 5% non-fat dry milk: PBS-T 20 ml + 1 g milk on a shaker at 4.4 ° C.
5. Rinse the membrane with PBS-T.
6). Primary antibody (Affinity Research) in blocking buffer for 2 hours on RT / shaker
Products Ltd, United Kingdom) Incubate membrane in 5 ml:
α-LMP2 antiserum (mouse) (Cat. No. PW8205) 1: 5000
α-LMP2 antiserum (human) (Cat. No. PW8345) 1: 10000
α-LMP7 antiserum (Cat. No. PW8200) 1: 20000
α-20S proteasome α subunit monoclonal antibody
(Cat. No. PW8105) 1: 1000
These conditions are for the antibody only. The conditions for any antibody must be determined empirically.
7). The membrane is washed as in step 3.
8). Incubate the membrane in 5 ml of secondary antibody (Vector Laboratories, Inc., Burlingame, Calif.) In blocking buffer for 30 min on an RT / shaker:
GARB (goat anti-rabbit) (for antiserum) (Vector Labs Cat. No. BA-1000)
1: 2000
Horse anti-mouse (for monoclonal antibodies) (Vector Labs Cat. No. BA-2000)
1: 1000
9. The membrane is washed as in step 3.
10. Incubate the membrane for 30 minutes in 5 ml of ABC (Vector Laboratories, Cat. No. PK-6100) in PBS-T:
The ABC is made at least 30 minutes before use as follows.
A = 5 μl / 1 ml = 25 μl / 5 ml
B = 5 μl / 1 ml = 25 μl / 5 ml
5 μl A + 5 μl B>Mixing> Stand at 4 ° C.> Add PBS-T990 μl Dilute ABS in PBS-T just before use.
11. The membrane is washed as in step 3.
12 detection:
1) Transfer 5 ml of 0.2M PB to the first 15 ml tube.
0.4M phosphate buffer:
Monobasic sodium phosphate 90.4ml (1M)
Dibasic sodium phosphate 619.2 ml (0.5 M)
pH 7.4 or less QS 1L or less 2) Transfer 2.8 ml of 0.2M PB to the second 15 ml tube.
3) Transfer 2 ml of 1% glucose to the third 15 ml tube.
4) Weigh 6 mg of ANS (nickel ammonium sulfate), transfer it to the first 15 ml tube and vortex.
5) Add 110 l of glucose oxidase (Sigma, Cat. No. G-6891) to the Eppendorf tube.
6) Add DAB substrate (diaminobenzidine HCl, KPL, Maryland Cat. No. 71-00-46) 1101 to another Eppendorf tube.
7) Mix 5ml of PB + 2ml of glucose in food + GO110l
+ DAB110l
+ 0.2M PB 2.8ml
13. Apply the detection mixture onto the membrane and set up a timer. Record the length of incubation in the chromogen.
14 When the band is fully visible, wash the membrane three times with 0.2M PB.
15. Shake overnight in PBS at RT.

B.化学発光プロトコル
1.TBS−T(トリス緩衝生理食塩水、pH7.6+0.1%ツイーン20)中で2回、膜をすすぐ。
トリス緩衝生理食塩水:トリス塩基2.42g(20mM)
塩化ナトリウム8g(137mM)
1Mの塩酸 3.8ml
2.4℃/振とう機にて、ブロッキング緩衝液(TBS−T/5%脱脂粉乳)20ml中で一晩ブロックする:
TBS−T20ml+乳1g
容量は、容器の型に依存する。
3.TBS−Tで2回膜をすすぐ。
6.RT/振とう機にて、2時間、ブロッキング緩衝液中の一次抗体(Affinity Research
Products Ltd, United Kingdom)5ml中で膜をインキュベートする:
α−LMP2抗血清(マウス)(Cat. No. PW8205) 1:5000
α−LMP2抗血清(ヒト)(Cat. No. PW8345) 1:10000
α−LMP7抗血清(Cat. No. PW8200) 1:20000
α−20Sプロテアソームαサブユニットモノクローナル抗体
(Cat. No. PW8105) 1:1000
5.RT/振とう機にて、TBS−T20ml中で膜を洗浄する:
簡潔に述べると、TBS−Tの2回の変更を用いて膜をすすいだ後、新たに換えた洗浄用緩衝液で、室温にて15分間で1回、5分間で2回洗浄する。
6.RT/振とう機にて、1時間、ブロッキング緩衝液中でのHRP標識(ホースラディ
ッシュペルオキシダーゼ標識)二次抗体(Amersham; Cat#NIF 824またはNIF 825)の1:1000希釈5ml中で膜をインキュベートする。
7.工程5のように膜を洗浄する。
8.等容量の検出溶液1(Amersham; Cat#RPN2109)および検出溶液2(Amersham; Cat#RPN2109)(1ml+1ml)を混合する。
9.洗浄した膜から過剰の緩衝液を排出させ、タンパク質を上にしてサランラップ片上にそれを載せる。検出試薬を添加して、膜を覆う。
10.攪拌せずに、室温で1分間インキュベートする。
11.過剰の検出試薬を排出し、Kodak Digital Science Image Station 440CFへと、タンパク質を下面にして膜を移す。製造業者の説明書に従って現像し、シグナルを定量化する。
B. Chemiluminescence protocol Rinse the membrane twice in TBS-T (Tris-buffered saline, pH 7.6 + 0.1% Tween 20).
Tris buffered saline: Tris base 2.42 g (20 mM)
Sodium chloride 8g (137mM)
1M hydrochloric acid 3.8ml
Block overnight in 20 ml blocking buffer (TBS-T / 5% nonfat dry milk) at 2.4 ° C./shaker:
TBS-T20ml + milk 1g
The capacity depends on the container type.
3. Rinse the membrane twice with TBS-T.
6). Primary antibody in blocking buffer (Affinity Research for 2 hours on RT / shaker)
Products Ltd, United Kingdom) Incubate membrane in 5 ml:
α-LMP2 antiserum (mouse) (Cat. No. PW8205) 1: 5000
α-LMP2 antiserum (human) (Cat. No. PW8345) 1: 10000
α-LMP7 antiserum (Cat. No. PW8200) 1: 20000
α-20S proteasome α subunit monoclonal antibody
(Cat. No. PW8105) 1: 1000
5. Wash the membrane in 20 ml TBS-T on RT / shaker:
Briefly, after rinsing the membrane using two changes of TBS-T, it is washed once with freshly changed wash buffer for 15 minutes at room temperature and twice for 5 minutes.
6). Incubate membrane in 5 ml 1: 1000 dilution of HRP-labeled (horseradish peroxidase-labeled) secondary antibody (Amersham; Cat # NIF 824 or NIF 825) in blocking buffer for 1 hour on RT / shaker To do.
7). The membrane is washed as in step 5.
8). Equal volumes of detection solution 1 (Amersham; Cat # RPN2109) and detection solution 2 (Amersham; Cat # RPN2109) (1 ml + 1 ml) are mixed.
9. Drain excess buffer from the washed membrane and place it on a piece of Saran wrap with the protein facing up. Detection reagent is added to cover the membrane.
10. Incubate at room temperature for 1 minute without agitation.
11. Excess detection reagent is drained and the membrane is transferred to the Kodak Digital Science Image Station 440CF with the protein on the bottom. Develop and quantify signal according to manufacturer's instructions.

ハウスキーピング特異的サブユニットの存在(いずれかのプロトコルにて)は、以下を用いて直接評価される:
α−β1(Y)サブユニットモノクローナル抗体(Cat. No. PW8140)
1:1000
α−β2(Z)サブユニットモノクローナル抗体(Cat. No. PW8145)
1:1000
(Affinity Research Products Ltd, United Kingdom)
The presence of housekeeping specific subunits (in either protocol) is assessed directly using:
α-β1 (Y) subunit monoclonal antibody (Cat. No. PW8140)
1: 1000
α-β2 (Z) subunit monoclonal antibody (Cat. No. PW8145)
1: 1000
(Affinity Research Products Ltd, United Kingdom)

ハウスキーピングエピトープペプチドワクチンの調製
ハウスキーピンウエピトープであると同定される配列を、市販のペプチド合成機を用いて合成する。所定のペプチドは、種々の方法で配合され、単独であるいはCFA、IFAもしくはメラシンのようなアジュバント、または動物においてエピトープに対してT細胞を刺激する効果を達成するためにIL−2、IL−12もしくはGM−CSFのようなサイトカインと合わせて投与される。ペプチドはまた、PLGAミクロスフェアまたは他の生分解性物質のような放出制御物質とともに配合され、ペプチドの薬物動態学を改変し、または免疫原性を改善することが可能である。ペプチドはまた、GALT(消化管関連リンパ系組織)への摂取により免疫応答のプライミングを促進するような物質を用いて、経口送達用に配合される。ペプチドはまた、それらが「遺伝子銃」を用いて送達され得るように、微細な金粒子に接着される。
Preparation of Housekeeping Epitope Peptide Vaccine Sequences identified as housekeeping epitopes are synthesized using a commercially available peptide synthesizer. Certain peptides can be formulated in various ways, alone or in adjuvants such as CFA, IFA or melacin, or IL-2, IL-12 to achieve the effect of stimulating T cells against epitopes in animals. Alternatively, it is administered in combination with a cytokine such as GM-CSF. Peptides can also be formulated with controlled release substances such as PLGA microspheres or other biodegradable substances to modify the pharmacokinetics of the peptides or improve immunogenicity. Peptides are also formulated for oral delivery with substances that promote priming of the immune response by ingestion into GALT (gastrointestinal tract-related lymphoid tissue). Peptides are also attached to fine gold particles so that they can be delivered using a “gene gun”.

A.GMP等級のペプチドの合成
FMOCまたはtBOC固相合成方法論を用いてペプチドを合成する。合成後、適切な保護スカベンジャーの存在下にて、それぞれトリフルオロ酢酸またはフッ化水素により、それらの支持体からペプチドを切り出す。蒸発により酸を除去した後、ペプチドをエーテルで抽出し、スカベンジャーおよび粗製物を取り出した後、沈殿ペプチドを凍結乾燥させる。粗製ペプチドの純度をHPLC、配列分析、アミノ酸分析、対イオン含量分析および他の適切な手段により測定する。粗製ペプチドが十分に純粋である(約90%以上の純度)場合、それらはそのまま使用することができる。薬剤物質仕様を満たすには、精製が必要である場合、以下の:再沈殿、逆相、イオン交換、サイズ排除または疎水性相互作用クロマトグラフィー、あるいは交流分配のうちの1つまたは組合せを用いて、ペプチドを精製する。
A. Synthesis of GMP grade peptides Peptides are synthesized using FMOC or tBOC solid phase synthesis methodology. After synthesis, peptides are excised from their supports with trifluoroacetic acid or hydrogen fluoride, respectively, in the presence of a suitable protective scavenger. After removing the acid by evaporation, the peptide is extracted with ether, scavengers and crude are removed, and the precipitated peptide is lyophilized. The purity of the crude peptide is measured by HPLC, sequence analysis, amino acid analysis, counter ion content analysis and other suitable means. If the crude peptides are sufficiently pure (greater than about 90% purity), they can be used as is. If purification is required to meet drug substance specifications, use one or a combination of the following: reprecipitation, reverse phase, ion exchange, size exclusion or hydrophobic interaction chromatography, or alternating current distribution The peptide is purified.

B.薬物製品物配合
GMP等級のペプチドは、非経口的に許容可能な水性、有機性、もしくは水性−有機性緩衝液または溶媒系中で配合され、そこでそれらは物理的および化学的に安定であり、また生物学的に強力なままである。一般に、緩衝液、または緩衝液の組合せ、あるいは緩衝液および有機溶媒の組合せは、適切である。pH範囲は典型的に6〜9である。有機改質
剤または他の賦形剤は、ペプチドの溶解性および安定性を助長するために添加され得る。これらとしては、洗浄剤、脂質、共溶媒、酸化防止剤、キレート化剤、および還元剤が挙げられる。凍結乾燥製品の場合には、ショ糖またはマンニトールあるいは他の凍結乾燥助剤を添加することができる。ペプチド溶液は、それらの最終容器閉鎖系への膜濾過により滅菌され、診療所で溶解するために凍結乾燥されるか、あるいは使用まで保管される。
B. Drug Product Formulation GMP grade peptides are formulated in parenterally acceptable aqueous, organic, or aqueous-organic buffers or solvent systems where they are physically and chemically stable; It also remains biologically powerful. In general, a buffer, or a combination of buffers, or a combination of a buffer and an organic solvent is appropriate. The pH range is typically 6-9. Organic modifiers or other excipients can be added to help the solubility and stability of the peptide. These include detergents, lipids, cosolvents, antioxidants, chelating agents, and reducing agents. In the case of lyophilized products, sucrose or mannitol or other lyophilization aids can be added. Peptide solutions are sterilized by membrane filtration into their final container closure system and lyophilized for dissolution in the clinic or stored until use.

ハウスキーピングエピトープペプチドワクチンの送達
A.結節内送達
抗菌剤、酸化防止剤、および免疫調節サイトカインを有する緩衝水溶液中にペプチドを含有する配合物を、インシュリン送達用に開発された小型ポンピングシステム(MiniMed; Northridge, CA)を用いて鼡径リンパ節に、数日にわたって連続して注射した。自然の感染の抗原提示の動態を模倣するために、この注入サイクルを選択した。本発明による有用なワクチン送達のこの形態に対するさらなる実施形態は、PCT公告WO99/01283、米国特許出願第09/380,534号(表題:A METHOD OF INDUCING A CTL RESPONSE)(1999年9月1日出願)および米国特許出願第09/776,232号(表題:A METHOD OF INDUCING A CTL RESPONSE)(2001年2月2日出願)に開示されている。
Delivery of Housekeeping Epitope Peptide Vaccine A. Intranodular delivery Formulations containing peptides in aqueous buffer solutions with antibacterial, antioxidant, and immunomodulatory cytokines are inguinal lymphatics using a mini-pumping system (MiniMed; Northridge, CA) developed for insulin delivery Nodes were injected continuously over several days. This injection cycle was chosen to mimic the kinetics of antigen presentation of natural infection. Further embodiments to this form of vaccine delivery useful according to the present invention are described in PCT publication WO 99/01283, US patent application 09 / 380,534 (title: A METHOD OF INDUCING A CTL RESPONSE) (September 1, 1999). Application) and US patent application Ser. No. 09 / 776,232 (title: A METHOD OF INDUCING A CTL RESPONSE) (filed Feb. 2, 2001).

B.放出制御
制御PLGAミクロスフェアを用いて、ペプチド配合物を送達し、ペプチドの薬物動態学を改変し、また免疫原性を改善する。この配合物は、注射されるか、あるいは経口的に取り込まれる。
B. Controlled release Controlled PLGA microspheres are used to deliver peptide formulations, modify peptide pharmacokinetics, and improve immunogenicity. This formulation is injected or taken orally.

C.遺伝子銃送達
ペプチドが金微粒子に接着されたペプチド配合物を調製する。その粒子を遺伝子銃にて送達し、皮膚を浸透するように高速に加速して、pAPCを含有する粒子を皮膚組織に運搬する。
C. Gene gun delivery A peptide formulation is prepared in which the peptide is adhered to gold microparticles. The particles are delivered with a gene gun and accelerated at high speed to penetrate the skin and deliver the pAPC-containing particles to the skin tissue.

D.エーロゾル送達
ペプチド配合物を、肺中の適切な血管またはリンパ系組織への摂取のために、エーロゾルとして吸入させる。
D. Aerosol delivery Peptide formulations are inhaled as an aerosol for ingestion into appropriate vascular or lymphoid tissues in the lung.

核酸ワクチンの調製
カナマイシン耐性遺伝子およびCMVプロモーターを含有するキャリアプラスミドベクターpVAX1(Invitrogen, Carlsbad, CA)を、所望のエピトープを含有する2つの配列を含有するように改変した。さらに、それは、2つのエピトープ間に位置するIRES配列を含有し、1つのプロモーターを用いてそれらの同時発現を可能にする。次に、適切な大腸菌株を上記プラスミドでトランスフェクトし、選択培地上へプレートアウトした。懸濁培養液中で幾つかのコロニーを成長させ、陽性クローンを制限マッピングにより同定した。次に陽性クローンを成長させて、保管バイアルに分取し、−70℃で保管した。
Nucleic Acid Vaccine Preparation The carrier plasmid vector pVAX1 (Invitrogen, Carlsbad, Calif.) Containing the kanamycin resistance gene and the CMV promoter was modified to contain two sequences containing the desired epitope. In addition, it contains an IRES sequence located between two epitopes and allows their co-expression using one promoter. The appropriate E. coli strain was then transfected with the plasmid and plated out on selective media. Several colonies were grown in suspension culture and positive clones were identified by restriction mapping. The positive clones were then grown and sorted into storage vials and stored at -70 ° C.

次に、プラスミドのミニプレップ(QIAprep Spin Mini-prep: Qiagen, Valencia, CA)を、これら細胞の試料から作製し、自動蛍光ジデオキシ配列分析を用いて、構築物が所望の配列を有していることを確認した。さらなる核酸ワクチンベクターおよび配合物は、本明細書中の先述のセクション、および以下の実施例18〜20に記載している。ワクチン製造の場合と同様に、プラスミドの大規模生産に連係して有用なプラスミド主鎖のある種の修飾は、米国特許出願第09/715,835号(表題:AVOIDANCE OF UNDESIRABLE REPLICATION INTERMEDIATES IN PLASMID PROPAGATION)(2000年11月16日出願)に
おいて提示されている。
Next, a plasmid miniprep (QIAprep Spin Mini-prep: Qiagen, Valencia, Calif.) Is made from a sample of these cells and the construct has the desired sequence using automated fluorescent dideoxy sequence analysis. It was confirmed. Additional nucleic acid vaccine vectors and formulations are described in previous sections herein and in Examples 18-20 below. As with vaccine manufacture, certain modifications of the plasmid backbone useful in conjunction with large-scale production of plasmids are described in US patent application Ser. No. 09 / 715,835 (title: AVOIDANCE OF UNDESIRABLE REPLICATION INTERMEDIATES IN PLASMID PROPAGATION ) (Filed on Nov. 16, 2000).

核酸ワクチンの送達
MiniMedインシュリンポンプのような小型ポンピングシステムを用いて、リンパ節に、核酸ワクチンを注入する。自然の感染の抗原提示の動態を模倣するために、注入サイクルで数日にわたって、抗菌剤、酸化防止剤、および免疫調節サイトカインを含有する緩衝水溶液中に配合した核酸構築物を送達する。本発明による有用なワクチン送達のこの形態に対するさらなる実施形態は、PCT公告WO99/01283および米国特許出願第09/776,232号に開示されている。
Delivery of nucleic acid vaccine
A small pumping system such as a MiniMed insulin pump is used to inject the nucleic acid vaccine into the lymph nodes. To mimic the antigen presentation dynamics of natural infection, the nucleic acid construct formulated in a buffered aqueous solution containing antibacterial agents, antioxidants, and immunomodulatory cytokines is delivered over several days in the infusion cycle. Further embodiments to this form of vaccine delivery useful according to the present invention are disclosed in PCT publication WO 99/01283 and US patent application 09 / 776,232.

任意に、PLGAミクロスフェアまたは他の生分解性物質のような制御放出物質を用いて、核酸構築物を送達する。これらの物質は、注射されるか、あるいは経口的に取り込まれる。核酸ワクチンは、経口送達を用いて与えられる、GALT組織への摂取により免疫応答をプライミングする。あるいは、核酸ワクチンは、遺伝子銃を用いて送達され、ここで核酸ワクチンは、微細な金粒子に接着される。核酸構築物はまた、肺中の適切な血管またはリンパ系組織への摂取のために、エーロゾルとして吸入することができる。   Optionally, controlled release materials such as PLGA microspheres or other biodegradable materials are used to deliver the nucleic acid construct. These substances are injected or taken up orally. Nucleic acid vaccines prime the immune response by ingestion into GALT tissue, given using oral delivery. Alternatively, the nucleic acid vaccine is delivered using a gene gun, where the nucleic acid vaccine is attached to fine gold particles. The nucleic acid construct can also be inhaled as an aerosol for ingestion into appropriate blood vessels or lymphoid tissues in the lung.

pAPC上のハウスキーピングエピトープの提示に関するアッセイ
A.四量体分析
クラスI四量体分析を用いて、ハウスキーピングエピトープの投与前および後に、動物におけるT細胞頻度を決定する。エピトープに応じたT細胞のクローン増殖は、エピトープがpAPCによりT細胞に対して提示されることを示す。特定のT細胞頻度は、動物へのエピトープの投与前および後に、ハウスキーピングエピトープに対して測定し、エピトープがpAPC上に存在するかどうかを決定する。投与後のエピトープに特異的なT細胞頻度の増加は、エピトープがpAPC上に提示されたことを意味する。
Assay for presentation of housekeeping epitopes on pAPC Tetramer Analysis Class I tetramer analysis is used to determine T cell frequency in animals before and after administration of housekeeping epitopes. T cell clonal expansion in response to the epitope indicates that the epitope is presented to the T cell by pAPC. The specific T cell frequency is measured against housekeeping epitopes before and after administration of the epitope to the animal to determine whether the epitope is present on pAPC. An increase in T cell frequency specific for the epitope after administration means that the epitope was presented on pAPC.

B.増殖アッセイ
ハウスキーピングエピトープを動物にワクチン接種した約24時間後、pAPC上に存在する特定マーカーに対するモノクローナル抗体を用いて、pAPCをPBMC、腺細胞またはリンパ節細胞から収集し、アフィニティ精製用の磁気ビーズに固定する。粗製血液また脾細胞調製物を、この技法を用いてpAPCに関して濃縮する。次に、生成した、所定のハウスキーピングエピトープに特異的なT細胞クローンに対する増殖アッセイにて、濃縮したpAPCを用いる。pAPCをT細胞クローンとともに同時にインキュベートし、T細胞による放射性標識したチミジンの組込みを測定することにより、増殖活性に関してT細胞をモニターする。増殖は、ハウスキーピングエピトープに特異的なT細胞は、pAPC上の当該エピトープにより刺激されていることを示す。
B. Proliferation assay Approximately 24 hours after vaccination of animals with housekeeping epitopes, pAPCs are collected from PBMCs, glandular cells or lymph node cells using monoclonal antibodies directed against specific markers present on pAPCs and magnetic beads for affinity purification. Fix it. Crude blood or splenocyte preparations are enriched for pAPC using this technique. The enriched pAPC is then used in a proliferation assay against the generated T cell clones specific for a given housekeeping epitope. T cells are monitored for proliferative activity by co-incubating pAPC with T cell clones and measuring the incorporation of radiolabeled thymidine by T cells. Proliferation indicates that T cells specific for housekeeping epitopes are stimulated by that epitope on pAPC.

抗癌治療としてのハウスキーピングエピトープの有効性に関するアッセイ
癌治療におけるエピトープ同調ワクチンの有効性を決定するために、代理の指標または生存を使用する。
Assay for effectiveness of housekeeping epitopes as anti-cancer treatments Surrogate indicators or survival are used to determine the effectiveness of epitope-tuned vaccines in cancer treatment.

A.T細胞頻度分析
有用な代理の指標は、免疫化において使用されるハウスキーピングエピトープに対するT細胞頻度の決定である。腫瘍免疫療法にて使用される特定のTuAAエピトープに対してT細胞頻度の上昇を示す患者は、同じエピトープにより免疫化されたが、エピトープに対してT細胞頻度の増加を示さない患者に比較して、有意に優れた生存を有する。四量体分析、ELISPOT分析、または限界希釈分析を用いて、エピトープでの免疫化前およ
び後に、ハウスキーピングエピトープに対するT細胞頻度を評価し、ワクチン中のハウスキーピングエピトープの抗癌有効性を示す。
A. T cell frequency analysis A useful surrogate indicator is the determination of T cell frequency for the housekeeping epitope used in immunization. Patients who show an increase in T cell frequency against a particular TuAA epitope used in tumor immunotherapy are compared to patients who have been immunized with the same epitope but do not show an increase in T cell frequency against the epitope. And has significantly better survival. Tetramer analysis, ELISPOT analysis, or limiting dilution analysis is used to assess T cell frequency against housekeeping epitopes before and after immunization with epitopes, indicating the anticancer efficacy of housekeeping epitopes in vaccines.

B.腫瘍負荷/生存分析
現存の腫瘍を有する動物を、ハウスキーピングエピトープでの免疫化前および後に、腫瘍負荷に関して評価する。部分的または完全な腫瘍後退は、有効な治療的介入を示し、生存の改善と相関する。研究室環境では、並行して幾つかの動物に腫瘍を接種する。次に、動物のいくつかをハウスキーピングエピトープワクチンで免疫化する。ハウスキーピングエピトープで免疫化した動物の生存を、対照エピトープまたはプラセボを与えた動物の生存と比較し、ワクチンの有効性を決定する。
B. Tumor burden / survival analysis Animals with existing tumors are evaluated for tumor burden before and after immunization with housekeeping epitopes. Partial or complete tumor regression represents an effective therapeutic intervention and correlates with improved survival. In the laboratory environment, several animals are inoculated with tumors in parallel. Next, some of the animals are immunized with a housekeeping epitope vaccine. The survival of animals immunized with housekeeping epitopes is compared to the survival of animals given a control epitope or placebo to determine vaccine efficacy.

C.クロム放出アッセイ
ヒトクラスIMHCを発現するように遺伝的に改変した動物を、ハウスキーピングエピトープを用いて免疫化する。これらの動物からのT細胞を、ヒト腫瘍標的または同一のクラスIMHCを発現するように操作した標的を用いた標準的クロム放出アッセイにて使用する。標的のT細胞死滅は、患者におけるT細胞の刺激が、同様のTuAAを発現する腫瘍を死滅させるのに有効であることを示す。
C. Chromium release assay Animals genetically modified to express human class IMHC are immunized with housekeeping epitopes. T cells from these animals are used in standard chromium release assays using human tumor targets or targets engineered to express the same class IMHC. Target T cell killing indicates that stimulation of T cells in the patient is effective in killing tumors that express similar TuAAs.

特有のハウスキーピングエピトープの同定
本発明のワクチンおよび方法にて有用なエピトープは、本明細書中に開示するように容易に同定され得る。例えば、pAPCにより生産されない3つの特有のハウスキーピングエピトープを以下のように同定した。
Identification of Unique Housekeeping Epitopes Epitopes useful in the vaccines and methods of the present invention can be readily identified as disclosed herein. For example, three unique housekeeping epitopes that are not produced by pAPC were identified as follows.

A.単離および精製
免疫プロテアソームまたはハウスキーピングプロテアソーム複合体を単離する。精製ペプチドを、約1〜2mMの濃度になるように適切な緩衝液中に溶解し、約2倍容量のプロテアソーム調製物に添加する。選択した緩衝液は、消化過程を妨害しないでペプチドを溶媒和させなければならない。使用したプロテアソーム調製物の適格な機能性を検証するために、上述の陽性対照ペプチドを用いてさらなる消化物を調製する。これらを、最大120分までの時間、37℃でインキュベートし、続いて希釈トリフルオロ酢酸の添加により消化を停止させ、試料を質量分析によりすぐに分析するか、あるいは分析までドライアイス上で凍結させる。消化反応はまた、質量分析による即時の分析のために氷上に試料を置くことで停止され得る。
A. Isolation and purification The immune proteasome or housekeeping proteasome complex is isolated. The purified peptide is dissolved in a suitable buffer to a concentration of about 1-2 mM and added to about 2 volumes of the proteasome preparation. The chosen buffer must solvate the peptide without interfering with the digestion process. In order to verify the qualified functionality of the proteasome preparation used, further digests are prepared using the positive control peptide described above. These are incubated for up to 120 minutes at 37 ° C., followed by termination of digestion by addition of diluted trifluoroacetic acid and analysis of the samples immediately by mass spectrometry or freezing on dry ice until analysis . The digestion reaction can also be stopped by placing the sample on ice for immediate analysis by mass spectrometry.

B.消化物のMALDI−TOF質量分析
各消化物約0.5μlを、試料スライド上で等容量のマトリックス溶液(70%EtOH中の10mg/mlジヒドロキシ安息香酸、pH2〜3)と直接混合し、約40℃で風乾させた。次に、適切な分子量標準物質で較正したLasermat(登録商標)MALDI−TOF質量分析計で試料を分析した。
B. MALDI-TOF mass spectrometry of digests About 0.5 μl of each digest was directly mixed with an equal volume of matrix solution (10 mg / ml dihydroxybenzoic acid in 70% EtOH, pH 2-3) on a sample slide and about 40 μl. Air dried at ° C. Samples were then analyzed on a Lasermat® MALDI-TOF mass spectrometer calibrated with the appropriate molecular weight standards.

プロテアソームアッセイのために開発されたコンピュータプログラムは、任意の予測エピトープの正確なC末端を有するという要件、およびそのエピトープの完全長以上を含有するという要件の両方を満たす考え得る断片すべての配列および分子量を生成する。   The computer program developed for the proteasome assay is the sequence and molecular weight of all possible fragments that fulfill both the requirement to have the exact C-terminus of any predicted epitope and the requirement to contain more than the full length of that epitope. Is generated.

MALDI−TOFの結果が、特定の分子量が消化混合物中に表されることを示す場合、相当するペプチドを合成、精製し、MALDI−TOFにより同定し、続いて逆相分析用HPLCを行い、標準保持時間、およびおおよその質量対ピーク面積比の両方を確立した。これらの手法は、上述の手法にまさに類似している。次に、複製プロテアソーム消化物を適切な溶媒で希釈し、同一の分析HPLC法を用いて分析する。消化物が標準物質と
同じ保持時間を有するピークを良好な収量で付与する場合、消化物中のその配列の存在に起因することはほぼ確実である。同一または類似の質量分析の結果を与える他の断片の考え得る生成に起因する両義性が存在する場合、疑わしい成分を収集し、シーケンシング用に取り置き、同一性を確認することができる。上述の方法を用いて、ハウスキーピングエピトープが同定された。
If the MALDI-TOF results indicate that a specific molecular weight is expressed in the digestion mixture, the corresponding peptide is synthesized and purified, identified by MALDI-TOF, followed by reverse phase analytical HPLC, Both retention time and approximate mass to peak area ratio were established. These approaches are very similar to those described above. The replicate proteasome digest is then diluted with an appropriate solvent and analyzed using the same analytical HPLC method. If the digest gives a peak in good yield with the same retention time as the standard, it is almost certain that it is due to the presence of that sequence in the digest. If there is ambiguity due to possible generation of other fragments that give the same or similar mass analysis results, suspicious components can be collected and reserved for sequencing to confirm identity. Using the method described above, housekeeping epitopes were identified.

C.さらなる特有のハウスキーピングエピトープ
HLA−A2.1に対する候補ペプチドの結合を、Stauss等の方法(Proc Natl Acad Sci USA 89(17):7871-5(1992))に従ってアッセイした。表面上で空または不安定のMHC分子を発現するT2細胞を2回洗浄し、無血清完全Iscove改変ダルベッコ培地(IMDM)中で、5×10細胞/mlにて懸濁した。βミクログロブリン(Sigma, St. Louis, MO)を5μg/mlで添加して、96ウェルU底プレートに5×10細胞/ウェルで細胞を分配した。100、10、1および0.1μg/mlでペプチドを添加した。プレートを2分間穏やかに振動させ、次に5%COインキュベータ中で37℃にて4時間インキュベートした。IMDMで2回洗浄することにより、未結合のペプチドを除去し、飽和量のモノクローナル抗体W6/32(Sigma)を添加した。4℃での30分間のインキュベーション後、1%熱不活性化FCS、0,1%(w:v)アジ化ナトリウム、pH7.4〜7.6で補充したPBS(染色用緩衝液)で細胞を洗浄し、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)結合ヤギF(ab’)抗マウスIgG(Sigma)とともに、4℃にて30分間インキュベートし、先述のように4回洗浄した。染色用緩衝液に細胞を再懸濁させ、1/4容量の2%パラホルムアルデヒドを添加することで固定した。ペプチド結合により安定化した表面HLA−A2.1分子の分析は、FACScan(Becton Dickinson, San Jose, CA)を用いて、フローサイトメトリーにより実施した。
C. Further unique housekeeping epitopes The binding of candidate peptides to HLA-A2.1 was assayed according to the method of Stauss et al. (Proc Natl Acad Sci USA 89 (17): 7871-5 (1992)). T2 cells expressing empty or unstable MHC molecules on the surface were washed twice and suspended at 5 × 10 6 cells / ml in serum-free complete Iscove modified Dulbecco medium (IMDM). β 2 microglobulin (Sigma, St. Louis, MO) was added at 5 μg / ml to distribute the cells at 5 × 10 5 cells / well in a 96 well U-bottom plate. Peptides were added at 100, 10, 1 and 0.1 μg / ml. The plate was gently shaken for 2 minutes and then incubated for 4 hours at 37 ° C. in a 5% CO 2 incubator. Unbound peptide was removed by washing twice with IMDM and a saturating amount of monoclonal antibody W6 / 32 (Sigma) was added. After 30 minutes incubation at 4 ° C., cells in PBS (staining buffer) supplemented with 1% heat inactivated FCS, 0.1% (w: v) sodium azide, pH 7.4-7.6 Were washed, incubated with fluorescein isothiocyanate (FITC) -conjugated goat F (ab ′) anti-mouse IgG (Sigma) for 30 minutes at 4 ° C. and washed 4 times as before. Cells were resuspended in staining buffer and fixed by adding 1/4 volume of 2% paraformaldehyde. Analysis of surface HLA-A2.1 molecules stabilized by peptide bonds was performed by flow cytometry using a FACScan (Becton Dickinson, San Jose, Calif.).

上述の方法を用いて、プロテアソーム消化により同定される候補チロシナーゼハウスキーピングエピトープ(チロシナーゼ207〜216、FLPWHRLFLL、配列番号85)は、既知のA2.1結合剤FLPSDYFPSV(配列番号86)(陽性対照)と同様の程度にHLA−A2.1に結合することがわかった。HLA−B44結合性ペプチドAEMGKYSFY(配列番号87)は、陰性対照として使用した。陰性対照から得られる蛍光は、ペプチドをアッセイにて使用しなかった際に得られるシグナルと同様であった。陽性および陰性対照ペプチドは、Current Protocols in Immunology P18.3.2, John Wiley and Sons, New York, 1998における表18.3.1から選択した。
本発明に従って特性化される多数のさらなるハウスキーピングエピトープは、2つの米国仮特許出願(表題:EPITOPE SEQUENCES)第60/282,211号(2001年4月6日出願)および第 / 号(2001年11月7日出願)に開示されている。
Using the method described above, candidate tyrosinase housekeeping epitopes (tyrosinase 207-216, FLPWHRLFLL, SEQ ID NO: 85) identified by proteasome digestion are compared to the known A2.1 binder FLPSDYFPSV (SEQ ID NO: 86) (positive control). It was found to bind to HLA-A2.1 to a similar extent. The HLA-B44 binding peptide AEMGKYSFY (SEQ ID NO: 87) was used as a negative control. The fluorescence obtained from the negative control was similar to the signal obtained when the peptide was not used in the assay. Positive and negative control peptides were selected from Table 18.3.1 in Current Protocols in Immunology P18.3.2, John Wiley and Sons, New York, 1998.
A number of additional housekeeping epitopes characterized in accordance with the present invention include two US provisional patent applications (Title: EPITOPE SEQUENCES) Nos. 60/282, 211 (filed Apr. 6, 2001) and No. / (2001). Filed on Nov. 7).

pVAX−EP1−IRES−EP2の構築
概要:
この構築物のための開始プラスミドは、Invitrogen(Carlsbad, CA)から購入したpVAX1である。エピトープEP1およびEP2をGIBCO BRL(Rockville, MD)により合成した。IRESは、Clontech(Palo Alto, CA)から購入したpIRESから切除した。図10Bを参照されたい。
手法:
1.EcoRIおよびNotIでpIRESを消化する。消化した断片をアガロースゲルで分離し、ゲル精製によりIRES断片を精製する。
2.EcoRIおよびNotIでpVAX1を消化する。pVAX1断片をゲル精製する。
3.精製したpVAX1およびIRES断片を含有する連結を設定する。
4.連結混合物でコンピテントDH5αを形質転換する。
5.4つのコロニーを取り出し、ミニプレップを作製する。
6.ミニプレップDNAの制限酵素消化分析を実施する。IRES挿入物を有する1つの組換えコロニーを、EP1およびEP2のさらなる挿入に関して使用した。この中間構築物をpVAX−IRESと呼んだ。
7.EP1およびEP2を合成する。
8.AflIIおよびEcoRI部位間のpVAX−IRESにEP1をサブクローニングし、pVAX−EP1−IRESを作製する。
9.SalIおよびNotI間にて、pVAX−EP1−IRESにEP2をサブクローニングし、最終構築物PVAX−EP1−IRES−EP2を作製する。
10.配列を確認するために、EP1−IRES−EP2挿入物をシーケンシングする。
Construction of pVAX-EP1-IRES-EP2 Overview:
The starting plasmid for this construct is pVAX1 purchased from Invitrogen (Carlsbad, CA). Epitopes EP1 and EP2 were synthesized by GIBCO BRL (Rockville, MD). The IRES was excised from pIRES purchased from Clontech (Palo Alto, Calif.). See FIG. 10B.
Method:
1. Digest pIRES with EcoRI and NotI. The digested fragments are separated on an agarose gel and the IRES fragment is purified by gel purification.
2. Digest pVAX1 with EcoRI and NotI. The pVAX1 fragment is gel purified.
3. Set up a ligation containing the purified pVAX1 and IRES fragments.
4). Transform competent DH5α with the ligation mixture.
5. Remove 4 colonies and make a miniprep.
6). Perform restriction enzyme digestion analysis of miniprep DNA. One recombinant colony with an IRES insert was used for further insertion of EP1 and EP2. This intermediate construct was called pVAX-IRES.
7). EP1 and EP2 are synthesized.
8). EP1 is subcloned into pVAX-IRES between the AflII and EcoRI sites to create pVAX-EP1-IRES.
9. Between SalI and NotI, EP2 is subcloned into pVAX-EP1-IRES to produce the final construct PVAX-EP1-IRES-EP2.
10. To confirm the sequence, the EP1-IRES-EP2 insert is sequenced.

pVAX−EP1−IRES−EP2−ISS−NISの構築
概要:
この構築物のための開始プラスミドは、pVAX−EP1−IRES−EP2(実施例18)である。この構築物に導入されるISS(免疫調節配列)(配列番号89)は、AACGTTであり、使用したNIS(核内移行配列のために存在)(配列番号88)は、SV40 72bpの反復配列である。ISS−NISは、Gibco BRLにより合成された。図910Aを参照されたい。
手法:
1.NruIでpVAX−EP1−IRES−EP2を消化する。線状化プラスミドをゲル精製する。
2.ISS−NISを合成する。
3.精製した線状化pVAX−EP1−IRES−EP2および合成したISS−NISを含有する連結反応を設定する。
4.連結産物でコンピテントDH5αを形質転換する。
5.コロニーを取り出し、ミニプレップを作製する。
6.ミニプレップの制限酵素消化を実施する。
7.挿入物を有するプラスミドをシーケンシングする。
Construction of pVAX-EP1-IRES-EP2-ISS-NIS Overview:
The starting plasmid for this construct is pVAX-EP1-IRES-EP2 (Example 18). The ISS (immunoregulatory sequence) (SEQ ID NO: 89) introduced into this construct is AACGTT and the NIS used (present for nuclear translocation sequence) (SEQ ID NO: 88) is a SV40 72 bp repeat sequence. . ISS-NIS was synthesized by Gibco BRL. See FIG. 910A.
Method:
1. Digest pVAX-EP1-IRES-EP2 with NruI. The linearized plasmid is gel purified.
2. Synthesize ISS-NIS.
3. Set up a ligation reaction containing purified linearized pVAX-EP1-IRES-EP2 and synthesized ISS-NIS.
4). Transform competent DH5α with the ligation product.
5). Remove the colony and make a miniprep.
6). Perform a miniprep restriction enzyme digestion.
7). The plasmid with the insert is sequenced.

pVAX−EP−2−UB−EP1の構築
概要:この構築物のための開始プラスミドは、pVAX1(Invitrogen)である。EP2およびEP1は、GIBCO BRLにより合成された。構築物中の76個のアミノ酸をコードする野生型ユビキチンcDNAは、酵母からクローニングされた。図11を参照されたい。
手法:
1.酵母のmRNAを用いてRT−PCRを実施する。酵母のユビキチンの完全なコード配列を増幅するように、プライマーを設計した。
2.アガロースゲルを用いてRT−PCR産物を分析する。予測サイズを有するバンドをゲル精製する。
3.精製したDNAバンドを、EcoRV部位にてpZERO1にサブクローニングする。得られたクローンをpZERO−UBと称した。
4.pZERO−UBの幾つかのクローンをシーケンシングする。さらなる操作の前にユビキチン配列を確認する。
5.EP1およびEP2を合成する。
6.EP2、ユビキチンおよびEP1を連結し、BamHIおよびEcoRI間で、pVAX1に挿入物をクローニングし、それをCMVプロモーターの制御下にする。
7.シーケンシングにより挿入物EP2−UB−EP1の配列を確認する。
Construction of pVAX-EP-2-UB-EP1 Summary: The starting plasmid for this construct is pVAX1 (Invitrogen). EP2 and EP1 were synthesized by GIBCO BRL. Wild-type ubiquitin cDNA encoding 76 amino acids in the construct was cloned from yeast. Please refer to FIG.
Method:
1. RT-PCR is performed using yeast mRNA. Primers were designed to amplify the complete coding sequence of yeast ubiquitin.
2. Analyze the RT-PCR product using an agarose gel. A band with the expected size is gel purified.
3. The purified DNA band is subcloned into pZERO1 at the EcoRV site. The resulting clone was called pZERO-UB.
4). Several clones of pZERO-UB are sequenced. The ubiquitin sequence is confirmed before further manipulation.
5). EP1 and EP2 are synthesized.
6). EP2, ubiquitin and EP1 are ligated and the insert is cloned into pVAX1 between BamHI and EcoRI and it is under the control of the CMV promoter.
7). The sequence of the insert EP2-UB-EP1 is confirmed by sequencing.

IRES(配列番号6)Aattccgcccctctccctcccccccccctaacgttactggccgaagccgcttggaataaggccggtgtgcgtttgtctatatgtgattttccaccatattgccgtcttttggcaatgtgagggcccggaaacctggccctgtcttcttgacgagcattcctaggggtctttcccctctcgccaaaggaatgcaaggtctgttgaatgtcgtgaaggaagcagttcctctggaagcttcttgaagacaaacaacgtctgtagcgaccctttgcaggcagcggaaccccccacctggcgacaggtgcctctgcggccaaaagccacgtgtataagatacacctgcaaaggcggcacaaccccagtgccacgttgtgagttggatagttgtggaaagagtcaaatggctctcctcaagcgtattcaacaaggggctgaaggatgcccagaaggtaccccattgtatgggatctgatctggggcctcggtgcacatgctttacatgtgtttagtcgaggttaaaaaaacgtctaggccccccgaaccacggggacgtggttttcctttgaaaaacacgatgataa
参照:Clontech PT3266-5
IRES (SEQ ID NO: 6)
Reference: Clontech PT3266-5

ユビキチン(配列番号5)
Atgcagattttcgtcaagactttgaccggtaaaaccataacattggaagttgaatcttccgataccatcgacaacgttaagtcgaaaattcaagacaaggaaggtatccctccagatcaacaaagattgatctttgccggtaagcagctagaagacggtagaacgctgtctgattacaacattcagaaggagtccaccttacatcttgtgctaaggctaagaggtggc参照:Ozkaynak, E.、Finley, D.、Solomon, M.J. and Varshavsky, A.、The yeast ubiquitin genes:
a family of natural gene fusions. EMBO J. 6(5), 1429-1439(1987)。
Ubiquitin (SEQ ID NO: 5)
Atgcagattttcgtcaagactttgaccggtaaaaccataacattggaagttgaatcttccgataccatcgacaacgttaagtcgaaaattcaagacaaggaaggtatccctccagatcaacaaagattgatctttgccggtaagcagctagaagacggtagaacgctgtctgattacaacattcagaaggagtccaccttacatcttgtgctaaggctaagaggtggc reference: Ozkaynak, E., Finley, D., Solomon, MJ and Varshavsky, A., The yeast ubiquitin genes:
a family of natural gene fusions. EMBO J. 6 (5), 1429-1439 (1987).

NIS(配列番号88)Tggttgctgactaattgagatgcatgctttgcatacttctgcctgctggggagcctggggactttccacacc

参照:Dean DA、Dean BS、Muller S、Smith LC、Sequence requirements for plasmid nuclear import. Exp. Cell Res. 253(2):713-22(1999)。
NIS (SEQ ID NO: 88) Tggttgctgactaattgagatgcatgctttgcatacttctgcctgctggggagcctggggactttccacacc

Reference: Dean DA, Dean BS, Muller S, Smith LC, Sequence requirements for plasmid nuclear import. Exp. Cell Res. 253 (2): 713-22 (1999).

ISS(配列番号89)
aacgtt

参照:Sato Y、Roman M、Tighe H、Lee D、Corr M、Nguyen M、Silverman GJ、Lotz M、Carson DA and Raz E、Immunostimulatory DNA sequences necessary for effective intradermal gene immunization. Science, 273:352-354(1996)。
ISS (SEQ ID NO: 89)
aacgtt

See: Sato Y, Roman M, Tighe H, Lee D, Corr M, Nguyen M, Silverman GJ, Lotz M, Carson DA and Raz E, Immunostimulatory DNA sequences necessary for effective intradermal gene immunization. Science, 273: 352-354 ( 1996).

実施例21〜24はすべて、HLA−A2.1により提示される9量体エピトープの予測に関連するが、手法は、任意のHLA型、またはエピトープ長に同様に適用可能であり、予測アルゴリズムまたはMHC結合アッセイが利用可能である。   Examples 21-24 are all related to the prediction of the 9-mer epitope presented by HLA-A2.1, but the approach is equally applicable to any HLA type, or epitope length, MHC binding assays are available.

Melan−A/MART−1におけるECR(配列番号1)
この黒色腫腫瘍関連抗原(TAA)は、118アミノ酸長である。110の考え得る9量体のうち、16個が、SYFPEITHI/Rammenseeアルゴリズムによりスコア16が与えられる(表10を参照)。これらは、考え得るペプチドの14.5%、およびアミノ酸1個当たり0.136のタンパク質上の平均エピトープ密度を表す。配列番号1のアミノ酸22〜49を網羅する12個のこれらの重複は、0.428のクラスターに関するエピトープ密度をもたらし、3.15の上述の比を与える。別の2つの予測エピトープは、配列番号1のアミノ酸56〜69と重複し、0.143のクラスターに関するエピトープ密度を与え、ちょうど1.05の比を有し、平均と明らかに異なる。図15を参照。
ECR in Melan-A / MART-1 (SEQ ID NO: 1)
This melanoma tumor associated antigen (TAA) is 118 amino acids long. Of the 110 possible 9-mers, 16 are given a score of 16 by the SYFPEITHI / Rammensee algorithm (see Table 10). These represent an average epitope density on 14.5% of the possible peptides and 0.136 proteins per amino acid. These 12 overlaps covering amino acids 22-49 of SEQ ID NO: 1 give an epitope density for a cluster of 0.428, giving the above-mentioned ratio of 3.15. Another two predicted epitopes overlap with amino acids 56-69 of SEQ ID NO: 1, giving an epitope density for a cluster of 0.143, with a ratio of just 1.05, clearly different from the average. See FIG.

Figure 2005514029
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BIMAS−NIH/Parkerアルゴリズムによる5分の解離半減期を有すると予測される9量体に分析を制限することにより、たったの5つになる(表11を参照)。タンパク質中のエピトープの平均密度はここでは、アミノ酸1個当たりわずか0.042である。タンパク質の重複ペプチドは、配列番号1のアミノ酸31〜48を網羅し、他の2つは先述の配列番号1の56〜69を網羅し、それぞれ3.93、および3.40の比を与える(表12を参照)。   By limiting the analysis to a 9-mer predicted to have a dissociation half-life of 5 minutes according to the BIMAS-NIH / Parker algorithm, there are only 5 (see Table 11). The average density of epitopes in the protein is here only 0.042 per amino acid. The overlapping peptides of the protein cover amino acids 31-48 of SEQ ID NO: 1 and the other two cover 56-69 of SEQ ID NO: 1 as described above, giving ratios of 3.93 and 3.40, respectively ( (See Table 12).

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SSX−2/HOM−MEL−40におけるECR(配列番号2)
この黒色腫腫瘍関連抗原(TAA)は、188アミノ酸長である。180の考え得る9量体のうち、11個が、SYFPEITHI/Rammenseeアルゴリズムによりスコア16が与えられる(11表13を参照)。これらは、考え得るペプチドの6.1%、およびアミノ酸1個当たり0.059のタンパク質上の平均エピトープ密度を表す。配列番号2のアミノ酸99〜114を網羅する3個のこれらの重複は、0.188のクラスターに関するエピトープ密度をもたらし、3.18の上述の比を与える。また、配列番号2のアミノ酸16〜28、57〜67、および167〜183にて予測エピトープの重複対が存在し、それぞれ2.63、3.11、および2.01の比を与える。配列番号2のアミノ酸5〜28を網羅するさらなる予測エピトープクラスターが存在する。3つのエピトープを含有する配列番号2の領域5〜28を評価することにより、エピトープ密度0.125および比2.14が提供される(表14を参照)。
ECR in SSX-2 / HOM-MEL-40 (SEQ ID NO: 2)
This melanoma tumor associated antigen (TAA) is 188 amino acids long. Of the 180 possible 9-mers, 11 are given a score of 16 by the SYFPEITHI / Rammensee algorithm (see 11 Table 13). These represent an average epitope density on the protein of 6.1% of possible peptides and 0.059 per amino acid. Three of these overlaps covering amino acids 99-114 of SEQ ID NO: 2 result in an epitope density for a cluster of 0.188, giving the above ratio of 3.18. There are also overlapping pairs of predicted epitopes at amino acids 16-28, 57-67, and 167-183 of SEQ ID NO: 2, giving ratios of 2.63, 3.11, and 2.01, respectively. There are additional predicted epitope clusters covering amino acids 5 to 28 of SEQ ID NO: 2. Evaluating regions 5-28 of SEQ ID NO: 2 containing 3 epitopes provides an epitope density of 0.125 and a ratio of 2.14 (see Table 14).

BIMAS−NIH/Parkerアルゴリズムによる5分の解離半減期を有すると予測される9量体に分析を制限することにより、たったの6つになる(表15を参照)。タンパク質中のエピトープの平均密度はここでは、アミノ酸1個当たりわずか0.032である。単一対のみが配列番号2の167〜180で重複し、4.48の比を与える。しかしながら、上位のペプチドは、その領域が配列番号2のアミノ酸41〜65が比が2.51であると評価される場合、別の単一予測エピトープに近く、平均値とは実質的な差異を表す(
図16および表16を参照)。
By limiting the analysis to a 9-mer predicted to have a dissociation half-life of 5 minutes according to the BIMAS-NIH / Parker algorithm, there are only 6 (see Table 15). The average density of epitopes in the protein is here only 0.032 per amino acid. Only a single pair overlaps 167-180 of SEQ ID NO: 2, giving a ratio of 4.48. However, the top peptide is close to another single predicted epitope when the region is evaluated to have a ratio of amino acids 41-65 of SEQ ID NO: 2 of 2.51, with a substantial difference from the mean. Represent (
(See FIG. 16 and Table 16).

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NY−ESOにおけるECR(配列番号3)
この黒色腫腫瘍関連抗原(TAA)は、180アミノ酸長である。172の考え得る9量体のうち、25個が、SYFPEITHI/Rammenseeアルゴリズムによりスコア16が与えられる(表17を参照)。上記のMelan−Aと同様に、これらは、考え得るペプチドの14.5%、およびアミノ酸1個当たり0.136のタンパク質上の平均エピトープ密度を表す。しかしながら、分布は、全く異なっている。ほぼ半分のタンパク質は、最初の78個のアミノ酸中にまさに1つの予測エピトープを有して空である。高度な重複ペプチドの非常に密接なクラスターが存在していたMelan−Aとは異なり、NY−ESOでは、重複は、より小さく、タンパク質の残部のほとんどにわたって伸長している。19個の重複ペプチドの1群は、配列番号3のアミノ酸108〜174を網羅し、2.04の比をもたらす。別の5個の予測エピトープは、配列番号3の79〜104を網羅し、ちょうど1.38の比を提供する(表18を参照)。
ECR in NY-ESO (SEQ ID NO: 3)
This melanoma tumor associated antigen (TAA) is 180 amino acids long. Of the 172 possible 9-mers, 25 are given a score of 16 by the SYFPEITHI / Rammensee algorithm (see Table 17). Similar to Melan-A above, these represent 14.5% of the possible peptides and an average epitope density on the protein of 0.136 per amino acid. However, the distribution is quite different. Almost half of the proteins are empty with exactly one predicted epitope in the first 78 amino acids. Unlike Melan-A, where very close clusters of highly overlapping peptides existed, in NY-ESO, the overlap is smaller and extends over most of the rest of the protein. One group of 19 overlapping peptides covers amino acids 108-174 of SEQ ID NO: 3, resulting in a ratio of 2.04. Another 5 predicted epitopes cover 79-104 of SEQ ID NO: 3, providing a ratio of just 1.38 (see Table 18).

代わりに予測エピトープ、この場合9個のペプチドの上位5%のみを考慮するアプローチを選ぶ場合、良好なクラスターがMHCに結合する可能性が低いと予測されるペプチドにより弱められているかどうかを検査することができる。これらの予測エピトープがまさに考慮されると、配列番号3の領域108〜140が3.64の比を有する6個の重複ペプチドを含有することがわかる。また、2.00の比を有する、配列番号3の領域148〜167における2つの隣接ペプチドが存在する。したがって、配列番号3の大きなクラスター108〜174は、同一配列の多くを網羅する2つの小さなクラスターに細分され得る(表18を参照)。   Instead, if you choose an approach that considers only the predicted epitope, in this case only the top 5% of the 9 peptides, then test whether a good cluster is weakened by a peptide that is predicted to be less likely to bind to MHC be able to. When these predicted epitopes are just considered, it can be seen that regions 108-140 of SEQ ID NO: 3 contain 6 overlapping peptides with a ratio of 3.64. There are also two adjacent peptides in regions 148-167 of SEQ ID NO: 3 with a ratio of 2.00. Thus, the large clusters 108-174 of SEQ ID NO: 3 can be subdivided into two small clusters that cover many of the same sequences (see Table 18).

BIMAS−NIH/Parkerアルゴリズムによる5分の解離半減期を有すると予測され
る9量体に分析を制限することにより、14個のペプチドを考慮する(表19を参照)。タンパク質中のエピトープの平均密度はここでは、アミノ酸1個当たり0.078である。10重複ペプチドの単一群は、4.59の比で、配列番号3のアミノ酸144〜171を網羅することが観察される。14個のペプチドすべてが配列番号3の領域86〜171に収まり、さらに2.09倍のタンパク質中のエピトープの平均密度である。このような大きなクラスターが、本発明者が理想とみなすよりも大きいと、全タンパク質を用いて作動させることによる有意な利点をさらに提供する(図17および表20を参照)
Consider 14 peptides by limiting the analysis to a 9-mer predicted to have a dissociation half-life of 5 minutes according to the BIMAS-NIH / Parker algorithm (see Table 19). The average density of epitopes in the protein is here 0.078 per amino acid. A single group of 10 overlapping peptides is observed to cover amino acids 144-171 of SEQ ID NO: 3 in a ratio of 4.59. All 14 peptides fit within the region 86-171 of SEQ ID NO: 3, an average density of epitopes in the protein of 2.09 times. If such a large cluster is larger than what we consider ideal, it further provides a significant advantage by operating with the whole protein (see FIG. 17 and Table 20).

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チロシナーゼにおけるECR(配列番号4)
この黒色腫腫瘍関連抗原(TAA)は、529アミノ酸長である。521の考え得る9量体のうち、52個が、SYFPEITHI/Rammenseeアルゴリズムによりスコア16が与えられる(表21を参照)。上記のMelan−Aと同様に、これらは、考え得るペプチドの10%、およびアミノ酸1個当たり0.098のタンパク質上の平均エピトープ密度を表す。それぞれ2.03〜4.41の範囲の比を有する、2〜13個の予測エピトープをそれぞれ含有する重複ペプチドの5群が存在する。それぞれ1.20〜1.85の範囲の比を有する、2〜4個の予測エピトープをそれぞれ含有する重複ペプチドのさらなる7群が存在する。上記13個の重複ペプチドを含む、配列番号4の領域444〜506における17個のペプチドは、2.20の比を有するクラスターを構成する(表22を参照)。
ECR in tyrosinase (SEQ ID NO: 4)
This melanoma tumor associated antigen (TAA) is 529 amino acids long. Of the 521 possible 9-mers, 52 are given a score of 16 by the SYFPEITHI / Rammensee algorithm (see Table 21). Similar to Melan-A above, these represent 10% of the possible peptides and an average epitope density on the protein of 0.098 per amino acid. There are 5 groups of overlapping peptides, each containing 2-13 predicted epitopes, each having a ratio in the range of 2.03-4.41. There are seven additional groups of overlapping peptides each containing 2-4 predicted epitopes, each with a ratio in the range of 1.20-1.85. Seventeen peptides in regions 444-506 of SEQ ID NO: 4, including the 13 overlapping peptides, constitute a cluster having a ratio of 2.20 (see Table 22).

BIMAS−NIH/Parkerアルゴリズムによる5分の解離半減期を有すると予測される9量体に分析を制限することにより、28個のペプチドを考慮する(表23を参照)。この条件下におけるタンパク質中のエピトープの平均密度は、アミノ酸1個当たり0.053である。この密度では、どの重複も2倍を超えるエピトープの平均密度を表す。それぞれ2.22〜4.9の範囲の比を有する、2〜7個の予測エピトープをそれぞれ含有する重複ペプチドの5群が存在する(表24を参照)。これらのクラスターのうちたった3つが、2つのアルゴリズムに共通している。これらのクラスターの幾つか(但し、すべてではない)は、それらおよび隣接予測エピトープを含有する領域を評価することによって拡張され得る(図18を参照)。   Consider 28 peptides by limiting the analysis to a 9-mer predicted to have a dissociation half-life of 5 minutes according to the BIMAS-NIH / Parker algorithm (see Table 23). The average density of epitopes in the protein under these conditions is 0.053 per amino acid. At this density, any overlap represents the average density of epitopes over twice. There are 5 groups of overlapping peptides, each containing 2-7 predicted epitopes, each with a ratio in the range 2.22-4.9 (see Table 24). Only three of these clusters are common to the two algorithms. Some (but not all) of these clusters can be expanded by evaluating regions containing them and adjacent predicted epitopes (see FIG. 18).

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3μg/mlのβ2−ミクロブロブリンの存在下で20℃で4時間、1〜2×10/mlの細胞濃度で40μg/mlのチロシナーゼ207−215エピトープで樹状細胞(DC)をパルス標識し、使用前に放射線照射(4200rad)する。免疫磁気ビーズ(Dynal)を用いて精製したCD8+T細胞を応答体として用いる。10ng/mlのIL−7の存在下で、各ウエル中で0.25mlのサイトカイン生成DC(1×10細胞/ml)を0.25mlのCD8+T細胞(20×10細胞/ml)と混合することにより、CTL初回免疫培養を48−ウエル組織培養プレート(Costar)中に樹立する。培養を開始して24時間後に、10ng/mlの組換えIL−10(Endogen, Cambridge, MA)を各ウエルに付加する。チロシナーゼ207−215でパルス標識した放射線照射(3300rad)自系単核細胞を用いて、CTL培養(各々個々のウエル)を7日毎(6サイクルまで)に再刺激する。各再刺激サイクル後に、組換えIL−10(10ng/ml)および組換えIL−2(10 IU/ml)を、それぞれ1日目および2日目に付加する。完全培地は、推奨濃度で5%AB男性ヒト血清、L−グルタミン、ピルビン酸ナトリウムおよび非必須アミノ酸(すべてLife Technologiesから)を補充したRPMI 1640(Life Technologies, Grand Island, NY)からなる。チロシナーゼ207−215をチロシナーゼ207−216に置き換えても、この同一プロトコルを用い得る。
米国仮特許出願第60/274,063号(表題:ANTI-NEOVASCULATURE VACCINES FOR
CANCER)(2001年3月7日出願)も、本明細書中に開示された対象と一致して有用である。
Pulse labeling of dendritic cells (DC) with 40 μg / ml tyrosinase 207-215 epitope at a cell concentration of 1-2 × 10 6 / ml for 4 hours at 20 ° C. in the presence of 3 μg / ml β2- microbrovulin And irradiation (4200 rad) before use. CD8 + T cells purified using immunomagnetic beads (Dynal) are used as responders. 0.25 ml of cytokine producing DC (1 × 10 5 cells / ml) mixed with 0.25 ml of CD8 + T cells (20 × 10 5 cells / ml) in each well in the presence of 10 ng / ml IL-7 CTL primary immunoculture is established in 48-well tissue culture plates (Costar). Twenty-four hours after the start of culture, 10 ng / ml recombinant IL-10 (Endogen, Cambridge, MA) is added to each well. Re-stimulate CTL cultures (each individual well) every 7 days (up to 6 cycles) using irradiated (3300 rad) autologous mononuclear cells pulsed with tyrosinase 207-215 . After each restimulation cycle, recombinant IL-10 (10 ng / ml) and recombinant IL-2 (10 IU / ml) are added on days 1 and 2, respectively. Complete medium consists of RPMI 1640 (Life Technologies, Grand Island, NY) supplemented with 5% AB male human serum, L-glutamine, sodium pyruvate and non-essential amino acids (all from Life Technologies) at the recommended concentrations. Be replaced by tyrosinase 207-215 tyrosinase 207-216 may use this same protocol.
US Provisional Patent Application No. 60 / 274,063 (Title: ANTI-NEOVASCULATURE VACCINES FOR
CANCER) (filed March 7, 2001) is also useful consistent with the subject matter disclosed herein.

プロテアソームによるタンパク質プロセシングおよびエピトープ提示に関与する細胞の一部の概要図を表す。FIG. 2 represents a schematic diagram of a portion of cells involved in protein processing and epitope presentation by the proteasome. ハウスキーピングプロテアソームおよび免疫プロテアソームの比較である。Comparison of housekeeping proteasome and immune proteasome. 感染細胞とpAPCとの間のエピトープ同調の概要図を表す。FIG. 4 represents a schematic diagram of epitope synchronization between infected cells and pAPC. pAPCおよび腫瘍細胞による異なるエピトープの提示を示す。The presentation of different epitopes by pAPC and tumor cells is shown. pAPCおよび感染細胞による異なるエピトープの提示を示す。The presentation of different epitopes by pAPC and infected cells is shown. IFN−γによる誘発に起因したハウスキーピングエピトープおよび免疫エピトープの両方の腫瘍細胞による提示を表す。FIG. 6 represents tumor cell presentation of both housekeeping and immune epitopes due to induction by IFN-γ. ハウスキーピングエピトープを認識するために誘発されるT細胞によるウイルス感染細胞の攻撃を示す。FIG. 5 shows the attack of virus-infected cells by T cells induced to recognize housekeeping epitopes. ハウスキーピングエピトープおよび免疫エピトープの両方に対する二重攻撃を示す。Shows a double attack against both housekeeping and immune epitopes. チロシナーゼ中の予測されるHLA−A0201エピトープの位置プロットPosition plot of predicted HLA-A * 0201 epitope in tyrosinase チロシナーゼ中の予測されるHLA−A0201エピトープの位置プロットPosition plot of predicted HLA-A * 0201 epitope in tyrosinase プラスミドpVAX−EPI−IRES−EP2−ISS−NISの成分を表す。Represents a component of the plasmid pVAX-EPI-IRES-EP2-ISS-NIS. プラスミドpVAX−EP1−IRES−EP2の成分を表す。Represents the components of plasmid pVAX-EP1-IRES-EP2. プラスミドpVAX−EP2−UB−EP1の成分を表す。Represents the components of plasmid pVAX-EP2-UB-EP1. プラスミドpVAX−EP2−2A−EPIの成分を表す。Represents the components of plasmid pVAX-EP2-2A-EPI. Melan−AエピトープによるHLA結合を検証するフローサイトメトリーアッセイの結果を表す。Figure 3 represents the results of a flow cytometry assay that verifies HLA binding by a Melan-A epitope. チロシナーゼペプチド207〜216によるHLA結合を検証するフローサイトメトリーアッセイの結果を表す。Figure 3 represents the results of a flow cytometry assay that verifies HLA binding by tyrosinase peptides 207-216. クラスIHLAエピトープのクラスター形成を示すMelan−A(配列番号1)の配列を表す。1 represents the sequence of Melan-A (SEQ ID NO: 1) showing clustering of class I HLA epitopes. クラスIHLAエピトープのクラスター形成を示すSSX−2(配列番号2)の配列を表す。Figure 3 represents the sequence of SSX-2 (SEQ ID NO: 2) showing clustering of class I HLA epitopes. クラスIHLAエピトープのクラスター形成を示すNY−ESO(配列番号3)の配列を表す。FIG. 5 represents the sequence of NY-ESO (SEQ ID NO: 3) showing clustering of class I HLA epitopes. 配列のラインの上部ではBIMAS−NIH/Parkerアルゴニズムにより、また下部ではSYFPEITHI/Rammenseeアルゴリズムにより表されるクラスIHLAエピトープのクラスター形成を示すチロシナーゼ(配列番号4)の配列を表す。The top of the sequence line represents the sequence of tyrosinase (SEQ ID NO: 4) showing clustering of class I HLA epitopes represented by the BIMAS-NIH / Parker algorithm and at the bottom by the SYFPEITHI / Rammensee algorithm.

【配列表】

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[Sequence Listing]
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Claims (28)

第1のハウスキーピングエピトープを含むMHC−ペプチド複合体に特異的なT細胞受容体を発現する単離されたT細胞であって、前記ハウスキーピングエピトープは第1の標的細胞に関連した第1の抗原に由来する、単離されたT細胞。   An isolated T cell expressing a T cell receptor specific for an MHC-peptide complex comprising a first housekeeping epitope, wherein the housekeeping epitope is associated with a first target cell-associated first cell. Isolated T cells derived from an antigen. 請求項1に記載のT細胞を含むT細胞クローン。   A T cell clone comprising the T cell according to claim 1. 請求項1に記載のT細胞を含むT細胞のポリクローナル集団。   A polyclonal population of T cells comprising the T cells of claim 1. in vitro免疫感作により産生される、請求項1に記載のT細胞。   The T cell according to claim 1, which is produced by in vitro immunization. 免疫化した動物から単離される、請求項1に記載のT細胞。   2. The T cell of claim 1 isolated from an immunized animal. 養子免疫治療薬の製造方法であって、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のT細胞を薬学的に許容可能なアジュバント、担体、希釈剤または賦形剤と合わせること
を含む方法。
A method of manufacturing an adoptive immunotherapy drug,
6. A method comprising combining the T cells of any one of claims 1-5 with a pharmaceutically acceptable adjuvant, carrier, diluent or excipient.
前記T細胞は最初はドナーから得られる、請求項6に記載の方法。   7. The method of claim 6, wherein the T cell is initially obtained from a donor. 前記ドナーは免疫治療薬の意図されたレシピエントである、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the donor is an intended recipient of an immunotherapeutic agent. 前記ドナーは前記第1の抗原に関して免疫学的に未処置である、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the donor is immunologically untreated with respect to the first antigen. 前記ドナーは以前に前記第1の抗原に曝露された、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the donor has been previously exposed to the first antigen. 前記ドナーは供与前に前記ハウスキーピングエピトープをワクチン接種される、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the donor is vaccinated with the housekeeping epitope prior to donation. in vitroで前記T細胞を培養する工程をさらに含む、請求項6に記載の方法。   The method according to claim 6, further comprising culturing the T cell in vitro. 前記T細胞は前記MHC−ペプチド複合体への曝露により刺激されて増殖する、請求項12に記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein the T cells are stimulated to proliferate upon exposure to the MHC-peptide complex. 前記T細胞はサイトカインへの曝露により刺激されて増殖する、請求項12に記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein the T cells are stimulated to proliferate upon exposure to cytokines. 前記培養はpAPC、アジュバントまたはそれらの組合せをさらに含む、請求項12に記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein the culture further comprises pAPC, an adjuvant or a combination thereof. 前記pAPCは樹状細胞である、請求項15に記載の方法。   16. The method of claim 15, wherein the pAPC is a dendritic cell. 前記アジュバントはGM−CSF、G−CSF、IL−2、IL−12、BCG、破傷風トキソイド、オステオポンチン/ETA−1、CD40リガンドおよびCTLA−4遮断剤からなる群から選択される、請求項15に記載の方法。   16. The adjuvant according to claim 15, wherein the adjuvant is selected from the group consisting of GM-CSF, G-CSF, IL-2, IL-12, BCG, tetanus toxoid, osteopontin / ETA-1, CD40 ligand and CTLA-4 blocker. The method described. 養子免疫治療に用いるための薬剤の製造における、請求項1〜5のいずれか1項に記載のT細胞の使用。   Use of the T cell according to any one of claims 1 to 5 in the manufacture of a medicament for use in adoptive immunotherapy. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のT細胞をレシピエントに投与することを含む疾病の治療方法。   A method for treating a disease, comprising administering the T cell according to any one of claims 1 to 5 to a recipient. 請求項6に記載の免疫治療薬をレシピエントに投与することを含む疾病の治療方法。   A method for treating a disease, comprising administering the immunotherapeutic agent according to claim 6 to a recipient. クラスターが標的に関連した抗原に由来し、MHC受容体ペプチドが結合する溝に対する既知のまたは予測される親和性を有する少なくとも2つの配列を含むかまたはコードするエピトープクラスターであって、該クラスターは抗原の断片であり、該クラスターは、構造式:
Figure 2005514029
(式中、Xはタンパク質配列中の天然に存在する任意のアミノ酸であり、
XaおよびX(|b|−1)はそれぞれ長さ「a」および「|b|−1」のこのようなアミノ酸の紐であり、
aはP2およびP2間のアミノ酸の数を示し、そして(|b|−1)はP2およびP 間のアミノ酸の数を表し、
P2は第1のエピトープの第1の主要アンカーおよび第2の残基であり、
P2は第N番目のエピトープの第1の主要アンカーおよび第2の残基であり、
は前記第1のエピトープの最後の主要アンカーおよびC末端残基であり、そして
は前記第N番目のエピトープの最後の主要アンカーおよびC末端残基であり、
2 N Nc、Nは該クラスターの前記第N番目のエピトープを示し、Ncは該クラスター中のエピトープの総数を示し、
およびbは前記第1と第N番目のエピトープ間の位置関係を限定する)
を有するエピトープクラスター。
An epitope cluster wherein the cluster is derived from an antigen associated with a target and comprises or encodes at least two sequences having known or predicted affinity for the groove to which the MHC receptor peptide binds, the cluster comprising an antigen And the cluster has the structural formula:
Figure 2005514029
Where X is any naturally occurring amino acid in the protein sequence;
Xa and X (| b | -1) are such amino acid strings of length "a" and "| b | -1", respectively;
a represents the number of amino acids between P2 1 and P2 N , and (| b | -1) represents the number of amino acids between P2 N and P 1 ;
P2 1 is a first primary anchor and the second residue of the first epitope,
P2 N is the first primary anchor and the second residue of the N-th epitope,
P 1 is the last major anchor and C-terminal residue of the first epitope, and PN is the last major anchor and C-terminal residue of the Nth epitope;
2 N Nc, N represents the Nth epitope of the cluster, Nc represents the total number of epitopes in the cluster,
a N and b N define the positional relationship between the first and Nth epitopes)
Epitope cluster having
(Nc/Lc)>(Np/Lp)であり、前記クラスターおよび前記抗原はそれぞれある長さを有し、式中、Lcは前記クラスターの長さであり、Lpは前記抗原の長さであり、そしてNpは前記抗原中のエピトープの総数である、請求項21に記載のエピトープクラスター。   (Nc / Lc)> (Np / Lp), the cluster and the antigen each have a certain length, where Lc is the length of the cluster and Lp is the length of the antigen And Np is the total number of epitopes in the antigen. 請求項21に記載のエピトープクラスターを含む単離されたポリペプチドであって、アミノ酸配列が抗原のアミノ酸配列の約80%以下からなる単離されたポリペプチド。   24. An isolated polypeptide comprising the epitope cluster of claim 21, wherein the amino acid sequence consists of about 80% or less of the amino acid sequence of the antigen. 請求項23に記載のポリペプチドを含む、ワクチンまたは免疫治療薬製品。   24. A vaccine or immunotherapeutic product comprising the polypeptide of claim 23. 請求項23に記載のポリペプチドをコードする、単離されたポリヌクレオチド。   24. An isolated polynucleotide encoding the polypeptide of claim 23. 請求項25に記載のポリヌクレオチドを含む、ワクチンまたは免疫治療薬製品。   26. A vaccine or immunotherapeutic product comprising the polynucleotide of claim 25. DNAである、請求項25に記載のポリヌクレオチド。   26. The polynucleotide of claim 25, which is DNA. RNAである、請求項25に記載のポリヌクレオチド。   26. The polynucleotide of claim 25, which is RNA.
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