JP2006257102A - 抗レトロウイルス免疫原、調製および使用 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、抗レトロウイルスに使用のための、新規なカルボキシメチル化トキソイド、およびこれらトキソイドの新規な簡単かつ効果的な生産方法を提供すること。
【解決手段】カルボキシメチル化された、レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメントあるいはインターフェロンαタンパク質またはそのフラグメントであって、HIV−1またはHIV−2からなる群から選択されるウイルスに由来し、TatまたはNefであるか、あるいはTatまたはNefに由来する、タンパク質またはフラグメント。
【選択図】なし
【解決手段】カルボキシメチル化された、レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメントあるいはインターフェロンαタンパク質またはそのフラグメントであって、HIV−1またはHIV−2からなる群から選択されるウイルスに由来し、TatまたはNefであるか、あるいはTatまたはNefに由来する、タンパク質またはフラグメント。
【選択図】なし
Description
(発明の分野)
本発明は、レトロウイルス感染の処置および予防における使用のための、カルボキシメチル化されるレトロウイルス調節タンパク質またはそれらのフラグメント、あるいはインターフェロンαタンパク質またはそのフラグメントに関する。
本発明は、レトロウイルス感染の処置および予防における使用のための、カルボキシメチル化されるレトロウイルス調節タンパク質またはそれらのフラグメント、あるいはインターフェロンαタンパク質またはそのフラグメントに関する。
(発明の背景)
AIDSは、HIV−1ウイルスにより誘導される。HIV−1は、感染したCD4(+)T細胞を直接的に殺すだけでなく、未感染のT細胞の免疫抑制を誘導する。2つの免疫抑制タンパク質、インターフェロンαおよび細胞外Tatは、このプロセスを媒介する。
AIDSは、HIV−1ウイルスにより誘導される。HIV−1は、感染したCD4(+)T細胞を直接的に殺すだけでなく、未感染のT細胞の免疫抑制を誘導する。2つの免疫抑制タンパク質、インターフェロンαおよび細胞外Tatは、このプロセスを媒介する。
インターフェロンは、広い範囲の生物学的活性(例えば、抗ウイルス活性、抗増殖活性、および免疫調節活性)を発揮することが公知である。当業者に理解されるように、インターフェロンは、種々の型の哺乳動物細胞からの排泄物として産生される、低分子量のポリペプチドである。その特性、化学的性質および調製方法は、広範に研究され、そして実証されてきた。現在、3つの主要な型のヒトインターフェロンが知られ、それぞれは、最初の産生株細胞および適用された誘導物質に従って区別される。それらは、インターフェロンα(白血球)、β(線維芽細胞)およびγ(免疫)である。
インターフェロンαは、組換えDNA技術により産生された最初のサイトカインの中の1つであり、炎症性疾患、ウイルス疾患、および悪性疾患のような状態における、治療的価値を有することが示されている。
HIV−1ウイルスは、いくつかのタンパク質から構成される。これらのタンパク質の中で、TatおよびNefタンパク質は、ウイルス周期内で最も早期に産生される。以前に述べられたように、細胞外Tatタンパク質は、免疫抑制活性を有する。Tatタンパク質はまた、HIV遺伝子発現の効率的な活性化因子である。
Tatの転写作用をブロックするような遺伝子的アプローチのように、Tatタンパク質の効果に対して戦うために、いくつかのアプローチが提案された。臨床試験をアンチセンスRNA(Hybridon,Inc.)を用いて実施し、そしてインビトロ実験において、Tatの転写作用をブロックするためにTAR領域(RNA中のTat結合部位)のRNAを使用するリボザイムの可能性が示された。Tatの転写効果を阻害する、いくつかの薬理学的分子もまた記載されてきた。これら全ての方法は、Tat転写活性をブロックすることによって、ウイルスの複製をブロックすることが意図された。
免疫学的方法もまた、提案されてきた。特許文献1は、特定の免疫化のために、タンパク質分解、化学合成、または遺伝子組換えにより得られる、レトロウイルスタンパク質ポリペプチド(ネイティブTatタンパク質を含む)の利用を報告する。これらのレトロウイルスタンパク質ポリペプチドは、レトロウイルス複製および細胞障害活性を防御するための免疫原(特に、Tatのようなレトロウイルスタンパク質に罹患するリンパ球および神経細胞に対する)として使用される。しかし、ネイティブなタンパク質またはそれらのフラグメントの毒性は、免疫化のためのそれらの利用を防止する。
特許文献2は、非感染細胞による細胞外Tatタンパク質の取り込みをブロックするこ
とにより、HIV−1の複製をブロックする免疫原として、HIV−1ネイティブTatタンパク質、欠失/置換を含むそのタンパク質またはポリペプチドのフラグメントの利用を報告する。特許文献2に報告された化合物の免疫原性が記載されたにもかかわらず、ネイティブTatタンパク質の毒性効果、それにより誘導される免疫学的障害、および記載の免疫原での免疫化による中和抗体の非存在のような、特定の懸念も残っている。従って、ネイティブTatタンパク質の全ての有害な効果を消失し、そしてまた、細胞性および/または体液性の免疫学的応答を誘導し得る、新規なTat不活性化免疫原の開発が必要である。
とにより、HIV−1の複製をブロックする免疫原として、HIV−1ネイティブTatタンパク質、欠失/置換を含むそのタンパク質またはポリペプチドのフラグメントの利用を報告する。特許文献2に報告された化合物の免疫原性が記載されたにもかかわらず、ネイティブTatタンパク質の毒性効果、それにより誘導される免疫学的障害、および記載の免疫原での免疫化による中和抗体の非存在のような、特定の懸念も残っている。従って、ネイティブTatタンパク質の全ての有害な効果を消失し、そしてまた、細胞性および/または体液性の免疫学的応答を誘導し得る、新規なTat不活性化免疫原の開発が必要である。
特許文献3は、ネイティブTatタンパク質に対する免疫学的応答を誘導し、かつその免疫抑制効果を防御または修復し得る免疫原として、Tatトキソイドおよびレトロウイルス調節タンパク質の利用を報告する。これらのトキソイド(不活性化されているが免疫原性である産物)は、ネイティブなタンパク質またはこのタンパク質に由来するセグメントのホルムアルデヒドでの化学的処置により調製されてきた。しかし、アルデヒドでの不活性化は、容易に再現可能でない。工業生産のためには、特に不活性化の手順に関して、定期的な結果が必要である。定常構造および明確な産物もまた、好ましい。理想的な産物はまた、優れた安定期を有するべきである。
WO−A−91/18454明細書
WO−A−95/31999明細書
WO−A−96/27389明細書
本発明は、抗レトロウイルスに使用のための、新規なカルボキシメチル化トキソイド、およびこれらトキソイドの新規な簡単かつ効果的な生産方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、例えば、以下の手段を提供する。
(項目1) カルボキシメチル化された、レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメントあるいはインターフェロンαタンパク質またはそのフラグメント。
(項目2) 前記タンパク質またはそのフラグメントが、HIV−1またはHIV−2からなる群から選択されるウイルスに由来する、項目1に記載のタンパク質またはフラグメント。
(項目3) 前記タンパク質またはそのフラグメントが、TatまたはNefであるか、あるいはTatまたはNefに由来する、項目2に記載のタンパク質またはフラグメント。
(項目4) 前記タンパク質またはそのフラグメントが、HIV−1のTatタンパク質であるか、またはHIV−1のTatタンパク質に由来する、項目1に記載のタンパク質またはフラグメント。
(項目5) カルボキシメチル化された、レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメントあるいはインターフェロンαタンパク質またはそのフラグメントを含有する、融合ペプチド。
(項目6) 前記融合タンパク質が、いくつかのヒスチジンを含む、項目5に記載の融合ペプチド。
(項目7) 薬学的に受容可能なキャリアと共に、少なくとも1つの項目1に記載のタンパク質またはフラグメントを含有する、薬学的組成物。
(項目8) 薬学的に受容可能なキャリアと共に、少なくとも1つの項目2に記載のタンパク質またはフラグメントを含有する、薬学的組成物。
(項目9) 薬学的に受容可能なキャリアと共に、少なくとも1つの項目3に記載のタン
パク質またはフラグメントを含有する、薬学的組成物。
(項目10) 免疫学的に受容可能なキャリアと共に、免疫原性に有効量の少なくとも1つの項目1に記載の前記タンパク質またはフラグメントを含有する、ワクチン組成物。
(項目11) さらに以下:
(a)アジュバント;
(b)抗レトロウイルス免疫原;または
(c)それらの混合物
を含有する、項目10に記載のワクチン組成物。
(項目12) 前記抗レトロウイルス免疫原(b)が、HIV−1由来のエンベロープタンパク質GP160またはそのフラグメント、HIV−1由来の膜貫通タンパク質GP41またはそのフラグメント、ウイルスカプシドgagタンパク質またはpolタンパク質を含有する、項目11に記載のワクチン組成物。
(項目13) 実質的に免疫原性であるが、実質的に非毒性なレトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントを得るためのプロセスであって、以下:
(d)該タンパク質もしくはインターフェロンαまたはそれらのフラグメントを、カルボキシメチル化に供する工程;および
(e)実質的に免疫原性であるが、実質的に非毒性なタンパク質もしくはインターフェロンαまたはそれらのフラグメントを得る工程
を含む、プロセス。
(項目14) 前記タンパク質またはそのフラグメントが、カルボキシメチル化の間、融合ペプチドの形態であって、ここで該融合ペプチドが、該タンパク質またはそのフラグメントの精製を助ける、項目13に記載のプロセス。
(項目15) 前記融合ペプチドが切断される、項目14に記載のプロセス。
(項目16) 前記融合ペプチドがいくつかのヒスチジンを含む、項目14に記載のプロセス。
(項目17) 前記レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントが、組換えDNA技術または化学合成により得られる、項目13に記載のプロセス。
(項目18) 前記レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントが精製される、項目17に記載のプロセス。
(項目19) 前記レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントがアフィニティークロマトグラフィーにより精製される、項目18に記載のプロセス。
(項目20) 前記レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメントが、HIV−1またはHIV−2からなる群から選択されるウイルスに由来する、項目13に記載のプロセス
(項目21) 前記レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメントが、TatまたはNefであるか、あるいはTatまたはNefに由来する、項目20に記載のプロセス。
(項目22) 哺乳動物において免疫応答を誘導する方法であって、該哺乳動物に対して、項目1に記載の、少なくとも1つのレトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントを、薬学的に受容可能なキャリアと共に、哺乳動物において免疫応答を誘導するために十分な量で含有する、有効量のワクチン組成物を投与する工程を包含する、方法。
(項目23) 哺乳動物において体液性応答を惹起する方法であって、該哺乳動物に対して、項目1に記載の、少なくとも1つのレトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントを、薬学的に受容可能なキャリアと共に、哺乳動物において体液性応答を惹起するために十分な量で含有する、有効量のワクチン組成物を投与する工程を包含する、方法。
(項目24) 哺乳動物において細胞性応答を惹起する方法であって、該哺乳動物に対して、項目1に記載の、少なくとも1つのレトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントを、薬学的に受容可能なキャリアと共に、哺乳動物において細胞性応答を惹起するために十分な量で含有する、有効量のワクチン組成物を投与する工程を包含する、方法。
(項目25) 哺乳動物において抗体を惹起する方法であって、該哺乳動物に対して、項目1に記載の、少なくとも1つのレトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントを、薬学的に受容可能なキャリアと共に、哺乳動物において抗体を惹起するために十分な量で含有する、有効量のワクチン組成物を投与する工程を包含する、方法。
(項目1) カルボキシメチル化された、レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメントあるいはインターフェロンαタンパク質またはそのフラグメント。
(項目2) 前記タンパク質またはそのフラグメントが、HIV−1またはHIV−2からなる群から選択されるウイルスに由来する、項目1に記載のタンパク質またはフラグメント。
(項目3) 前記タンパク質またはそのフラグメントが、TatまたはNefであるか、あるいはTatまたはNefに由来する、項目2に記載のタンパク質またはフラグメント。
(項目4) 前記タンパク質またはそのフラグメントが、HIV−1のTatタンパク質であるか、またはHIV−1のTatタンパク質に由来する、項目1に記載のタンパク質またはフラグメント。
(項目5) カルボキシメチル化された、レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメントあるいはインターフェロンαタンパク質またはそのフラグメントを含有する、融合ペプチド。
(項目6) 前記融合タンパク質が、いくつかのヒスチジンを含む、項目5に記載の融合ペプチド。
(項目7) 薬学的に受容可能なキャリアと共に、少なくとも1つの項目1に記載のタンパク質またはフラグメントを含有する、薬学的組成物。
(項目8) 薬学的に受容可能なキャリアと共に、少なくとも1つの項目2に記載のタンパク質またはフラグメントを含有する、薬学的組成物。
(項目9) 薬学的に受容可能なキャリアと共に、少なくとも1つの項目3に記載のタン
パク質またはフラグメントを含有する、薬学的組成物。
(項目10) 免疫学的に受容可能なキャリアと共に、免疫原性に有効量の少なくとも1つの項目1に記載の前記タンパク質またはフラグメントを含有する、ワクチン組成物。
(項目11) さらに以下:
(a)アジュバント;
(b)抗レトロウイルス免疫原;または
(c)それらの混合物
を含有する、項目10に記載のワクチン組成物。
(項目12) 前記抗レトロウイルス免疫原(b)が、HIV−1由来のエンベロープタンパク質GP160またはそのフラグメント、HIV−1由来の膜貫通タンパク質GP41またはそのフラグメント、ウイルスカプシドgagタンパク質またはpolタンパク質を含有する、項目11に記載のワクチン組成物。
(項目13) 実質的に免疫原性であるが、実質的に非毒性なレトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントを得るためのプロセスであって、以下:
(d)該タンパク質もしくはインターフェロンαまたはそれらのフラグメントを、カルボキシメチル化に供する工程;および
(e)実質的に免疫原性であるが、実質的に非毒性なタンパク質もしくはインターフェロンαまたはそれらのフラグメントを得る工程
を含む、プロセス。
(項目14) 前記タンパク質またはそのフラグメントが、カルボキシメチル化の間、融合ペプチドの形態であって、ここで該融合ペプチドが、該タンパク質またはそのフラグメントの精製を助ける、項目13に記載のプロセス。
(項目15) 前記融合ペプチドが切断される、項目14に記載のプロセス。
(項目16) 前記融合ペプチドがいくつかのヒスチジンを含む、項目14に記載のプロセス。
(項目17) 前記レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントが、組換えDNA技術または化学合成により得られる、項目13に記載のプロセス。
(項目18) 前記レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントが精製される、項目17に記載のプロセス。
(項目19) 前記レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントがアフィニティークロマトグラフィーにより精製される、項目18に記載のプロセス。
(項目20) 前記レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメントが、HIV−1またはHIV−2からなる群から選択されるウイルスに由来する、項目13に記載のプロセス
(項目21) 前記レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメントが、TatまたはNefであるか、あるいはTatまたはNefに由来する、項目20に記載のプロセス。
(項目22) 哺乳動物において免疫応答を誘導する方法であって、該哺乳動物に対して、項目1に記載の、少なくとも1つのレトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントを、薬学的に受容可能なキャリアと共に、哺乳動物において免疫応答を誘導するために十分な量で含有する、有効量のワクチン組成物を投与する工程を包含する、方法。
(項目23) 哺乳動物において体液性応答を惹起する方法であって、該哺乳動物に対して、項目1に記載の、少なくとも1つのレトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントを、薬学的に受容可能なキャリアと共に、哺乳動物において体液性応答を惹起するために十分な量で含有する、有効量のワクチン組成物を投与する工程を包含する、方法。
(項目24) 哺乳動物において細胞性応答を惹起する方法であって、該哺乳動物に対して、項目1に記載の、少なくとも1つのレトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントを、薬学的に受容可能なキャリアと共に、哺乳動物において細胞性応答を惹起するために十分な量で含有する、有効量のワクチン組成物を投与する工程を包含する、方法。
(項目25) 哺乳動物において抗体を惹起する方法であって、該哺乳動物に対して、項目1に記載の、少なくとも1つのレトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントを、薬学的に受容可能なキャリアと共に、哺乳動物において抗体を惹起するために十分な量で含有する、有効量のワクチン組成物を投与する工程を包含する、方法。
(発明の要旨)
従って、本発明は、抗レトロウイルスに使用のための、新規なカルボキシメチル化トキソイド、およびこれらトキソイドの新規な簡単かつ効果的な生産方法を提供することを目的とする。これらのトキソイドは、HIV−1調節タンパク質に、またはインターフェロンαに主に由来し、これら双方は、HIV−1感染における免疫抑制効果に寄与する。これらの調節タンパク質の中で、Tat、Nef、Vpr、およびVifを主に議論する。
従って、本発明は、抗レトロウイルスに使用のための、新規なカルボキシメチル化トキソイド、およびこれらトキソイドの新規な簡単かつ効果的な生産方法を提供することを目的とする。これらのトキソイドは、HIV−1調節タンパク質に、またはインターフェロンαに主に由来し、これら双方は、HIV−1感染における免疫抑制効果に寄与する。これらの調節タンパク質の中で、Tat、Nef、Vpr、およびVifを主に議論する。
トキソイド戦略は、アミノ酸の置換/欠失戦略に関して、非常に有利である。多型性のTat効果の原因となるネイティブTatタンパク質の領域は、明確でなく、そして置換/欠失を予測して、調製物の全体的な無害性を保証すること困難である。
例えば、Tatタンパク質のアミノ酸位置25でのC→Gの変異は、その免疫抑制効果を排除することなく、Tatの転写活性化因子の効果を破壊する。さらに、ネイティブな分子(直鎖状の抗原および高次構造の抗原)に関して、アミノ酸の置換/欠失は、その改変された分子の構造を強く変化させ得、従ってネイティブな分子に対する適切な免疫学的反応の発生を防止する。この最後の点は、特に重要である。なぜなら、ネイティブなタンパク質に対する中和抗体の生成が必要であるからである。
従って、本発明は、カルボキシメチル化された、レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントに関する。
好ましい実施態様において、そのタンパク質またはそのフラグメントは、HIV−1、HIV−2、HTLV−1またはHYLV−2に由来し、そして好ましくはHIV−1またはHIV−2に由来する。そのタンパク質またはそのフラグメントは、レトロウイルス調節活性のタンパク質またはフラグメントである。HIV−1ウイルス調節タンパク質は主に、Tat、Nef、Vpr、およびVifである。
本発明の別の実施態様において、そのタンパク質またはそのフラグメントは、Tatタンパク質に由来し、好ましくはHIV−1のTatタンパク質に由来する。
本発明の別の局面において、カルボキシメチル化レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはカルボキシメチル化インターフェロンαまたはそのフラグメントが、治療処置において使用される。本発明の由来する医薬は、例えば、レトロウイルス感染の治療処置または予防処置において、一般的に、あるいは特にインターフェロンα過剰産生により引き起こされる有害な効果から、またはウイルス、好ましくはHIV−1由来の調節タンパク質により引き起こされる効果から、それらの有用性が見出される。
本発明のさらに別の局面において、本発明の免疫原性化合物を含む薬学的組成物またはワクチン組成物を提供する。その免疫原性化合物は、単独で投与され得るか、本発明の別
の免疫原性化合物と共に投与され得るか、および/またはアジュバントのような受容可能な薬学的キャリアと共に投与され得るか、または他のレトロウイルス免疫原と共に投与され得る。
の免疫原性化合物と共に投与され得るか、および/またはアジュバントのような受容可能な薬学的キャリアと共に投与され得るか、または他のレトロウイルス免疫原と共に投与され得る。
本発明はまた、免疫原性であるが非毒性のレトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントの調製のためのプロセスであって、その調節ウイルスタンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントがカルボキシメチル化され、そして所望の場合、次いで、この化合物が単離される事実により特徴付けられる、プロセスに関する。
本発明の別の実施態様において、上記のプロセスの実施において、タンパク質またはそのフラグメントは、その精製を可能にする化合物と融合される。例えば、タンパク質またはそのフラグメントは、いくつかのヒスチジン、好ましくは4、5または6、あるいはそれ以上の直列のヒスチジンを含むペプチドフラグメントと融合され、そのペプチドフラグメントは、精製工程のためのアフィニティーカラムのニッケル結合樹脂への固定化を可能にする。好ましい実施態様において、このペプチドは、精製後切断される。
本発明の別の実施態様において、調節レトロウイルスタンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントは、組換えDNA技術、または生化学合成および精製により調製され得る。組換えDNA方法を使用した後、作製されたタンパク質またはそのフラグメント、あるいはインターフェロンαまたはそのフラグメントは、例えば、その調節タンパク質またはインターフェロンαまたはこれらのフラグメントの1つに対して惹起された抗体を使用する、アフィニティークロマトグラフィーにより精製され得る。アフィニティーカラムに対するリンカーとして機能する、融合ペプチドに融合されるタンパク質またはそのフラグメントを含む融合タンパク質はまた、合成され得る。
本発明の別の実施態様において、哺乳動物における(体液性および/または細胞性の両方含む)免疫応答を誘導する方法を提供し、その方法は、少なくとも1つのカルボキシメチル化された、レトロウイルス調節タンパク質、またはインターフェロンα、またはそれらのフラグメントを含む薬学的組成物あるいはワクチン組成物を、受容可能な薬学的キャリアと共に、免疫応答を誘導するのに十分な量で投与する工程を含む。
本発明のさらに別の実施態様において、哺乳動物において抗体を惹起する方法が提供され、その方法は、少なくとも1つのカルボキシメチル化された、レトロウイルス調節タンパク質、またはインターフェロンα、またはそれらのフラグメントを含む薬学的組成物あるいはワクチン組成物を、受容可能な薬学的キャリアと共に、哺乳動物において抗体を惹起するのに十分な量で投与する方法を含む。
抗レトロウイルスに使用のための、新規なカルボキシメチル化トキソイド、およびこれらトキソイドの新規な簡単かつ効果的な生産方法が提供される。
(発明の詳細な説明)
本発明に従って、免疫系に対し毒素のようにふるまうタンパク質またはフラグメント(例えば、過剰生成されるインターフェロンα、TatまたはNef)は、カルボキシメチル化により改変される。この化学的改変は、生物学的に不活性であるがそれらの免疫原性を保持する新規のタンパク質またはフラグメント(トキソイド)をもたらす。免疫系において毒素のようにふるまうネイティブのタンパク質またはフラグメントは、特許請求の範
囲のカルボキシメチル化されたタンパク質またはフラグメントに対して惹起される抗体によって認識される。このカルボキシメチル化タンパク質もしくはフラグメントは、中和抗体を産生するためか、またはネイティブタンパク質をブロックするために十分な免疫原性特性を保持し、そして同時にこのネイティブのタンパク質もしくはフラグメントの生物学的毒性性質の少なくとも90%〜約95%、または99%でさえも、損失する。
本発明に従って、免疫系に対し毒素のようにふるまうタンパク質またはフラグメント(例えば、過剰生成されるインターフェロンα、TatまたはNef)は、カルボキシメチル化により改変される。この化学的改変は、生物学的に不活性であるがそれらの免疫原性を保持する新規のタンパク質またはフラグメント(トキソイド)をもたらす。免疫系において毒素のようにふるまうネイティブのタンパク質またはフラグメントは、特許請求の範
囲のカルボキシメチル化されたタンパク質またはフラグメントに対して惹起される抗体によって認識される。このカルボキシメチル化タンパク質もしくはフラグメントは、中和抗体を産生するためか、またはネイティブタンパク質をブロックするために十分な免疫原性特性を保持し、そして同時にこのネイティブのタンパク質もしくはフラグメントの生物学的毒性性質の少なくとも90%〜約95%、または99%でさえも、損失する。
本発明に従うカルボキシメチル化免疫原性化合物は、調節タンパク質全体またはそのフラグメントを含み得る。さらに、この化合物は、当業者に公知のように、改変がその化合物を毒性および活性な免疫原性特性のないままにする限り、このタンパク質またはフラグメントのアミノ酸の1つ以上の改変(例えば、欠失、置換、付加、またはアミノ酸のアシル化のような機能化)を含み得る。例えば、ロイシン残基のイソロイシン残基による置換は、これらの特性を改変しない。一般には、この改変は、30%未満のアミノ酸、好ましくは20%未満、より好ましくは、10%未満のアミノ酸を含むべきである。
どのアミノ酸の変化が機能に有意な悪影響を有するようであるかに関するさらなるガイダンスは、Bowie,J.U.ら、「Deciphering the Message in Protein Sequences:Tolerance to Amino Acid Substitutions」Science 247:1306−1310(1990)に見出され得る。
本発明のフラグメントを得るために、それぞれのタンパク質は消化され得る。これらのタンパク質は、当該分野において公知のように、エンドペプチターゼまたはプロテアーゼ(例えば、トリプシン、キモトリプシン)のような酵素、あるいは臭化シアンのような化学薬剤を用いて消化され得る。
一般には、本発明に従うフラグメントは、免疫原性を保持し、そして毒性を避けるのに必要な長さと同じくらいの長さであり得る。例えば、本発明のペプチドフラグメントは、8〜110アミノ酸を有し得、好ましくは12〜60アミノ酸、または12〜40アミノ酸でさえも有し得る。このようなフラグメントはまた、本来のセグメントに隣接するアミノ酸とは異なる、C末端またはN末端における1つ以上の、最も好ましくは1〜5の追加のアミノ酸を有し得る。フラグメントはまた、少なくとも1つのカルボキシメチル化されるべきシステインを有さなくてはならない。さらに、改変、改変された免疫原とタンパク質もしくはその一部分との間の相同性または類似性、および免疫原性化合物の大きさ、そしてまた、本発明に従う免疫原性化合物の利用または結合に関する全ての方法は、破傷風トキソイドのような別の免疫原性タンパク質の参照によって解明され得る(WO−A−86/06 414またはEP−A−0 220 273またはPCT/US 86/00831でさえも、この開示物は、本明細書中で参考として援用される)。
調節タンパク質由来の、本発明に従う免疫原性化合物は、実験の節において「ウイルストキソイド」と名づけられる。事実、先行技術の慣用的な細菌性トキソイドとして、本発明の化合物は、それら自体の毒素を欠乏する、しかしそれにもかかわらず、生物体へ投与する場合、免疫応答を誘発し得る。
ネイティブの調節タンパク質が、カルボキシメチル化された調節タンパク質またはフラグメントに対して惹起される抗体によって良好に認識されることを確認するために、ネイティブのタンパク質は、例えば、ELISA法によって免疫学的にアッセイされ得る。このアッセイは、当該分野において公知のようにおよび実験の節で見られるように、本発明のカルボキシメチル化ポリペプチドまたはオリゴペプチドに対して惹起される特異的な抗体の存在下において実行され、そしてAg−Ab複合体形成が決定される。例えば、競合免疫アッセイまたはサンドイッチ免疫アッセイが使用され得る。
調節タンパク質の免疫特性が、ネイティブのタンパク質に対して中和化抗体を産生するために十分保存/保持されているかどうかを測定するために、哺乳動物(ウサギ、ラット、マウス)は、本発明に従う免疫原性カルボキシメチル化化合物の補助で免疫化され得る。続いて、実験の節で実証されるように、産生された抗体が毒性のネイティブタンパク質の活性を中和するかどうかを確認し得る。
カルボキシメチル化調節タンパク質が、その毒性生物学的特性の少なくとも90%を損失したかどうかを決定するために、Tatの場合、T細胞の免疫抑制、または新脈管形成における不活性化Tatの効果が研究され得る。
調節タンパク質Tatの不活性化は、例えば、複製がネイティブTatの外部供給に依存するHL−1細胞株で培養したTat欠損HIV非感染変異体を使用したTatレスキューアッセイによって、確認される。
本発明の免疫原性化合物は、好ましくはHIV−1、HIV−2、HTLV−1またはHTLV−2ウイルスのいずれかの調節タンパク質由来、より好ましくはNef、RevまたはVpr由来、そして最も好ましくはHIV−1もしくはHIV−2ウイルス由来のTat由来であり得る。
本発明の免疫原性化合物はまた、HTLV−1ウイルスまたはHTLV−2ウイルスのTaxタンパク質由来であり得る。
インターフェロンαは、容易に利用可能である。例えば、ネイティブのヒトインターフェロンαは、全血液、新生児線維芽細胞、リンパ芽球腫および種々の白血病細胞株から単離される白血球を含むいくつかの細胞供給源から精製される。組換えインターフェロンαについて使用される利用可能な精製手法の総説について、T.L.NagabhushanおよびP.P.Trotta,Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry A14,VCH:372(Weinheim,Federal Republic of Germany 1989)を参照のこと。
ヒトインターフェロンαは、いくつかの異なる遺伝子ファミリー由来である。24種より多くが、これまでに遺伝子およびタンパク質配列データから同定されている。大部分の種が、23アミノ酸残基のシグナルペプチド配列および166アミノ酸残基の成熟アミノ酸配列を有する(Goeddel,D.V.ら、Nature 290:20−26(1981);Weissmann,C.およびWeber,H.,Prog.Nuc.Acid Res.Mol.Biol.33:251−300(1986);Zoon,K.C.,Interferon 9:1−12(1987))。
本発明における使用のための他の開始タンパク質またはフラグメントは、Frankel,A.D.ら、(Cellular uptake of the Tat protein from human immunodeficiency virus,Cell 55:1189−1193(1988))の文献に記載の公知の産物、または、HIV−1 NefについてはAzad,A.A.ら、(Large scale production and characterization of recombinant human immunodeficiency virus type1 Nef,J.Gen.Virol.75:651−55(1994))に記載の公知の産物のいずれかであるか、あるいは従来の方法で調製され得る。
特に、上記のタンパク質またはフラグメントは、以下:
(a)組換えDNA技術による合成または生物学的合成;および
(b)精製
によって調製され得る。
(a)組換えDNA技術による合成または生物学的合成;および
(b)精製
によって調製され得る。
組換えDNA法の使用の後、生成されたタンパク質もしくはそのフラグメント、またはインターフェロンαもしくはそのフラグメントは、例えば、タンパク質もしくはインターフェロンα、またはそれらのフラグメントの一つに対して惹起される抗体を使用して、アフィニティークロマトグラフィーによって精製され得る。本発明のタンパク質、またはそのフラグメント、ならびにアフィニティーカラムでリンカーとして作用することにより精製工程で補助する融合ペプチド(例えば、ヒスチジンリッチオリゴペプチド)を含む融合タンパク質(FP)はまた、合成され得る。カルボキシメチル化レトロウイルス調節タンパク質もしくはそのフラグメント、またはインターフェロンαタンパク質もしくはそのフラグメントを含む融合タンパク質は、本発明の別の実施態様である。
このタンパク質またはそのフラグメントが融合され、融合ペプチドとなる上記の手順についての別の実施態様において、この融合タンパク質は、以下:
例えば限外濾過法による濃縮工程;
例えばゲル濾過法による脱塩工程;
融合タンパク質を切断し、そしてそのタンパク質またはフラグメントを放出する、臭化シアン処理またはエンテロキナーゼ消化;
濃縮およびダイアフィルトレーション工程;
陽イオン交換クロマトグラフィー工程、および
限外濾過工程、続いて排除ゲル濾過によるによる濃縮工程、
に供され得る。
例えば限外濾過法による濃縮工程;
例えばゲル濾過法による脱塩工程;
融合タンパク質を切断し、そしてそのタンパク質またはフラグメントを放出する、臭化シアン処理またはエンテロキナーゼ消化;
濃縮およびダイアフィルトレーション工程;
陽イオン交換クロマトグラフィー工程、および
限外濾過工程、続いて排除ゲル濾過によるによる濃縮工程、
に供され得る。
上記の臭化シアン反応は、チオエーテル切断し得る。ポリペプチド分子にわたる臭化シアン作用は、存在するメチオニン残基のレベルでの切断の実行において、選択的である。この反応は、メチオニン残基あたり2つのポリペプチドフラグメントの形成を生じる。この反応物は、記載のカルボキシメチル化反応物に有利に組み合せられ得るが、不活性化するためには必要ではない。
本発明はまた、免疫原性であるが毒性をもたないレトロウイルス調節タンパク質もしくはそのフラグメント、またはインターフェロンαもしくはそのフラグメントの調製についてのプロセスに関し、調節ウイルスタンパク質もしくはそのフラグメント、またはインターフェロンαもしくはそのフラグメントがカルボキシメチル化される事実により特徴付けられ、次いでこの化合物は、所望される場合、単離される。
このカルボキシメチル化反応は、アミノ酸鎖のシステイン(スルヒドリル基)に存在するチオール基を改変し得る。これらの基は、それぞれ、S−カルボキシメチル化またはS−カルボキシアミドメチル化におけるヨード酢酸またはヨードアセトアミドと反応する。各々の場合の反応産物は、S−カルボキシルメチルシステイニルまたはS−カルボキシメチルアミドシステイニル残基である。一般に、チオール基の少なくとも1つは、カルボキシルメチル化反応により改変されるべきである。本発明の化合物を得るためには、実質的な免疫原性を保持し、実質的な毒性を回避するために必要である程度の多くのチオール基が、カルボキシルメチル化によって改変されるべきである。
Tatタンパク質の場合、7つのシステイン残基が存在する。これらのシステイン残基は、鎖内または鎖間のジスルフィド架橋形成に関与し、そしてオリゴマーの形成に寄与する。ヒト、ウシ、マウスおよびラットのインターフェロンαファミリーは、ジスルフィド
架橋に関与する4つの保存的システインを含む(例えば、Spanjaard,R.A.ら、FEBS Lett.249:186−88(1989)を参照のこと)。
架橋に関与する4つの保存的システインを含む(例えば、Spanjaard,R.A.ら、FEBS Lett.249:186−88(1989)を参照のこと)。
このカルボキシメチル化反応はまた、他の化学試薬(例えば、過ギ酸、3−ブロモプロピオン酸、エチレンイミン、2−ブロモエチルトリメチルアンモニウムブロミド、2−ブロモエタンスルホネート、1,3−プロパンスルホン、ならびに当業者に周知の他の試薬(例えば、Means,G.E.およびFeeney,R.E,Chemical Modification of Proteins,Holden−Day,Inc.,San Francisco,CA(1971)を参照のこと)を用いて実施され得る。
本発明の別の実施態様において、上記の免疫原性化合物を調製するプロセスの実施において、タンパク質またはそのフラグメントは、精製を可能にする化合物と結合される。例えば、そのタンパク質またはそのフラグメントは、いくつかのヒスチジンを含むペプチドフラグメント、好ましくは4、5もしくは6、もしくはより多くのヒスチジンをタンデムに含むペプチドフラグメントと融合され、そして精製工程のアフィニティーカラムのニッケル結合樹脂へ固定させる。好ましい実施態様において、このオリゴペプチドは、精製の後切断される。
このヒスチジンリッチペプチドの存在が全く毒性を誘導せず、および/またはこのタンパク質(またはフラグメント)の免疫原性を不利に改変しない場合、精製後のその切断は必要ではない。しかし、好ましい条件下で、この化合物は、それを除去するために切断される。
本発明の化合物、ならびに薬学的に受容可能なそれらの塩および酸は、有意な薬理的特性を有する。それらは、通常発揮する機能(例えば、免疫抑制効果、HIV−1プロモータートランス活性化効果、Tat酸化効果、MDBK系に対する抗水疱性口内炎ウイルス(VSV)効果、またはインターフェロンαの免疫抑制効果)に関して生物学的に不活性である。
本発明の化合物は、マウスおよびヒトにおいて免疫原性である。それらは、中和化抗体を用いる液性免疫応答、ならびに細胞性免疫応答の誘導を誘発する。
従って、この発明はまた、ヒトまたは動物を含む治療上の処置における利用のための(すなわち、薬剤のように)、カルボキシメチル化タンパク質もしくはそのフラグメント、またはインターフェロンαもしくはそのフラグメントに関する。
本発明由来の薬剤は、例えば、インターフェロンαの過剰生成によって、またはウイルス(主にHIV−1、HIV−2、HTLV−1もしくはHTLV−2のようなレトロウイルス)由来の調節タンパク質の効果によって誘発される有害な効果の治癒的処置または予防処置において、有用性を見出す。
本発明における使用のためのレトロウイルスの調節タンパク質(例えば、Tat、Nef、Vpr、およびVif)は、比較的よく保存された領域を有する。特定の場合において、主に流行の地理的改変体に適応するために、同じ被験体が可変性株由来のトキソイドで免疫化され得る。
本発明に従った化合物は、ワクチン領域においての使用における任意の従来の経路(例えば、皮下、筋内、静脈内または経口)により投与され得る。投与は、単回用量または特定の期間の後の1回以上の反復用量としてであり得る。
本発明の免疫原性化合物は、以下のように使用され得る:本発明の免疫原性化合物は、皮下経路または筋内経路を介して、このタイプの処置を必要とする被験体における治療スケジュールの有効性について十分な量で、患者に投与される。投与される用量は、3ヶ月の間毎月、次いで誘導された血清抗体に従って定期的に(すなわち、2〜6ヶ月おきに)、エマルジョン形態(o/h)で筋内経路により50〜1000μgの範囲であり得る。
薬物として、このタンパク質またはカルボキシメチル化されたフラグメントは、筋内経路、静脈内経路、皮内経路のために、および経口経路のためにでさえ設計された薬学的組成物にこのようにして組み込まれ得る。
本発明はまた、少なくとも1つの、活性成分として言及された成分を含む薬学的組成物に関する。これらの組成物において、活性成分は生理学的な有効用量で有利に存在する;この組成物は、少なくとも1つの活性成分の効果的な免疫原性用量を含む。免疫原性化合物は単独、または受容可能な薬学的賦形剤(例えば、アジュバント)と混合されて投与され得る。
これらの薬学的組成物は液状であり得、そしてワクチンについてのヒト薬物(例えば、エマルジョン形態での注射可能な調製物)において、現在使用される薬学的形態で存在する。それらは当該分野において公知の通常の方法により調整される。活性成分は、薬学的組成物において通常使用される賦形剤(例えば、水性ビヒクル、リン酸カルシウム、およびアルミニウムなど)に組み込まれ得る。
本発明のワクチンはまた、カプセル、溶液、経口投与のための懸濁液もしくはエリキシル、または滅菌の溶液形態(例えば、溶液もしくは懸濁液)のような形態で使用され得る。任意の非活性キャリア(例えば、生理食塩水、リン酸緩衝化生理食塩水、またはタンパク質フラグメントもしくはペプチドまたは複合ワクチン(conjugate vaccine)が、適切な可溶性特性を有するような任意のキャリア)が好ましくは使用される。このワクチンは、単回用量調製物の形態、または大量のワクチン接種プログラムについて使用され得る複数回用量のフラスコの中に存在し得る。ワクチンを調製および使用する方法については、Remington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Co.,Easton,PA,Osol(編)(1980);およびNew Trends and Developments in Vaccines,Vollerら(編)、University Park Press,Baltimore,MD(1978)に、参考が記載される。
本発明のワクチンは、タンパク質特異的抗体の産生を増強するアジュバントをさらに含み得る。そのようなアジュバントは、フロイント完全アジュバント(FCA)、ステアリルチロシン(ST、米国特許第4,258,029号を参照のこと)、MDPとして公知のジペプチド、サポニン(米国特許第5,057,540号を参照のこと)、水酸化アルミニウム、およびリンパ性サイトカインのような種々の油性処方物を含むが、それらに限定されない。
フロイントアジュバントは、免疫原性物質と混合された鉱油および水のエマルジョンである。フロイントアジュバントは強力であるが、それは通常ヒトに投与されない。代わりに、ミョウバン(水酸化アルニミウム)アジュバントまたはSTが、ヒトへの投与について使用され得る。タンパク質フラグメントもしくはペプチドワクチンまたはそれらの複合ワクチンは、水酸化アルミニウム上に吸着され得、そこから、注射後に徐々に放出される。このワクチンはまた、Fullerton、米国特許第4,235,877号に従って、リポソーム内にカプセル化され得る。
本発明はまた、薬学的組成物について、以下に関連する:
(a)予防薬剤もしくは治療薬剤、ウイルス性トキソイドまたはそれらのフラグメントとして含む、好ましくはTat由来の、本発明に従った薬学的組成物;
または
(b)予防薬剤もしくは治療薬剤、抗−Tat抗体、F(ab’’)2またはFabとして含む、カルボキシメチル化されたタンパク質またはそれらのフラグメントに対して免疫化された生物により産生される、本発明に従った薬学的組成物。
(a)予防薬剤もしくは治療薬剤、ウイルス性トキソイドまたはそれらのフラグメントとして含む、好ましくはTat由来の、本発明に従った薬学的組成物;
または
(b)予防薬剤もしくは治療薬剤、抗−Tat抗体、F(ab’’)2またはFabとして含む、カルボキシメチル化されたタンパク質またはそれらのフラグメントに対して免疫化された生物により産生される、本発明に従った薬学的組成物。
本発明はまた、公知の方法に従って、活性成分を受容可能な賦形剤(これは、薬学的に受容可能)と混合することにより特徴付けられる、上記の薬学的組成物を調製するための工程に関する。
さらに、本発明は、ワクチン組成物(活性成分(例えば、Tat、Nef、もしくはインターフェロンαトキソイド、またはそれらの混合物、あるいは誘導体または抗−Tat抗体)に加えて、さらに抗レトロウイルス特性を保有する別の免疫原をさらに含み得る)に関する。
例えば、他の免疫原は、エンベロープタンパク質GP160、HIV−1由来の膜貫通タンパク質GP41、もしくは当該分野において公知であるそれらのフラグメント、ウイルス性カプシドgagタンパク質、またはpolタンパク質さえも含む。
本発明はまた、哺乳動物において免疫応答を誘導する方法(体液性応答および/または細胞性応答の両方を含む)、少なくとも1つのカルボキシメチル化されたレトロウイルスの調節タンパク質、もしくはインターフェロンαまたはそれらのフラグメントを有する薬学的組成物あるいはワクチン組成物を、免疫応答を誘導するのに十分な量で、受容可能な薬学的キャリアと共に投与する工程を包含する方法に関する。
本発明はまた、哺乳動物において抗体を惹起する方法を包含し、この方法は、受容可能な薬学的キャリアと共に、哺乳動物において抗体を惹起するのに十分な量で、少なくとも1つのカルボキシメチル化されたレトロウイルスの調節タンパク質、もしくはインターフェロンαまたはそれらのフラグメントを有する薬学的組成物あるいはワクチン組成物を投与する工程を包含する。
さて、本発明を一般的に記載してきたが、同じことは、例示のために提供される以下の実施例の参照を通して、より容易に理解される。そしてこの実施例は、特に明記されないかぎり、本発明を限定することを意図されない。
(実験手順)
(調製A)
形質転換により組み込まれた組換えプラスミド(Tat遺伝子と関連する6−ヒスチジンポリペプチドをコードする遺伝子フラグメントを順に含む)を含有するE.coli細菌株No.I−1964(1997年12月26日にCollection nationale de cultures de micro−organismes de Parisに寄託された)を、以下のように培養した:
2mlのこの株の接種材料を、400mLの基本培養培地(5g/Lの酵母抽出物、1g/Lのトリプトン、1g/LのNaCl)および40mLの溶液♯1(CaCl22H2O:0.175g/L、MgSO47H2O;5.9g/L、グルコース:6g/L)中で、250rpmで30℃で10時間インキュベートした。
(調製A)
形質転換により組み込まれた組換えプラスミド(Tat遺伝子と関連する6−ヒスチジンポリペプチドをコードする遺伝子フラグメントを順に含む)を含有するE.coli細菌株No.I−1964(1997年12月26日にCollection nationale de cultures de micro−organismes de Parisに寄託された)を、以下のように培養した:
2mlのこの株の接種材料を、400mLの基本培養培地(5g/Lの酵母抽出物、1g/Lのトリプトン、1g/LのNaCl)および40mLの溶液♯1(CaCl22H2O:0.175g/L、MgSO47H2O;5.9g/L、グルコース:6g/L)中で、250rpmで30℃で10時間インキュベートした。
上記された前発酵工程に続いて発酵し、コントロールを振盪することによって70%飽和より低く溶解酸素レベルを維持する。650nmで測定される光学密度がO.D.=6.0の値に到達した時点で、脱イオン水中の3.75%IPTG(イソプロピル−β−D−チオガラクトシド)滅菌溶液の100mLを添加した。同時に、培地を滅菌25%酵母抽出物溶液で補給した。8.5g/LのMgSO47H2O;300g/Lのグルコースおよび106g/Lの(NH4)2SO4を含む溶液をまた、グルコース濃度を約2g/Lま
たはそれを超える濃度に維持するために添加した。細菌集団をIPTG添加の4時間後に回収した。濾過工程を、0.1M Tris;0.1M NaH2PO4、1mMジチオトレイトール(pH8.0)の緩衝溶液に対して、向流濾過(0.3μm孔)により実施した。
たはそれを超える濃度に維持するために添加した。細菌集団をIPTG添加の4時間後に回収した。濾過工程を、0.1M Tris;0.1M NaH2PO4、1mMジチオトレイトール(pH8.0)の緩衝溶液に対して、向流濾過(0.3μm孔)により実施した。
3リットルの細菌粗抽出物を、フレンチプレスを通じて500バール圧で4回通過後に溶解した。次いで、この溶解産物を5000rpmで15分間、4℃で遠心した。次いで、固形尿素を最終濃度8Mまで上清液体に添加し、そしてpHを8に調整した。次いで、アフィニティ−クロマトグラフィーを、600mLの緩衝液A(8M尿素、0.1M NaH2PO4、0.1M Tris HCl、1mM DTT、pH8)で予め平衡化されたNi−アガロースカラム(Qiagen)上で実施した。
ロードした後、カラムを250mLの緩衝液Aでリンスし、そして期待される融合タンパク質を得るために溶出を非連続勾配で実施した。
そのようにして得られた溶液を、最終10mg/mLの濃度を得るために3,000ダルトンの分子量切り捨てを伴うAmiconメンブレン上で濃縮した。粗溶出画分は、期待通りHIV−1 Tatの組換え融合タンパク質を含んだ。
ヒスチジン−富化ペプチドをコードするフラグメントに遺伝的に融合されたTatからなる融合タンパク質(これは、精製工程についてNi−結合樹脂への結合を可能にする)をこのようにして得た。次いで、この溶出画分をカルボキシメチル化反応に供した。
(実施例1)
(Tatトキソイド調製)
(ステージA:カルボキシメチル化)
上記のように調製されるTatタンパク質/ヒスチジン−富化ペプチド融合タンパク質を、8M尿素、0.3M Tris HCl、10mMジチオトレイトール(pH8.4)に取り入れるか、またはこれに調整する。
(Tatトキソイド調製)
(ステージA:カルボキシメチル化)
上記のように調製されるTatタンパク質/ヒスチジン−富化ペプチド融合タンパク質を、8M尿素、0.3M Tris HCl、10mMジチオトレイトール(pH8.4)に取り入れるか、またはこれに調整する。
ヨード酢酸(2.6g)を、100mLの上記の溶液に、非活性大気(inert atmosphere)下で添加する。この溶液を、暗黒下および非活性大気下で90分間37℃でインキュベートする。反応を1mLの98% β−メルカプトエタノールを添加することによりブロックし、そしてこの溶液を80分間、上記と同じ条件下でインキュベートする。
前記工程由来の溶液を、YM3メンブレン(3,000D限界孔(threshold
pore))上でAmicon濃縮器(カタログ番号8400)により、濃度が10mg/mLになるまで濃縮した。
pore))上でAmicon濃縮器(カタログ番号8400)により、濃度が10mg/mLになるまで濃縮した。
脱塩を、300mLの4M尿素および0.1M HClで平衡化されたCellufine GH25カラム(MATREX)で実施した。
(ステージB:精製)
次いで、溶出画分を限界濾過し、そしてカルボキシメチル化された産物からメチオニン位置でアミノ末端を切断するためにブロモシアンで処理した。ブロモシアンを、非活性大気下で、メチオニン1モル当たり約50モルのCNBrの比率で、過剰に添加する。この溶液を密閉されたフラスコ中に24時間、37℃で貯蔵/保存する。過剰のCNBrを減圧下で蒸発させる。
次いで、溶出画分を限界濾過し、そしてカルボキシメチル化された産物からメチオニン位置でアミノ末端を切断するためにブロモシアンで処理した。ブロモシアンを、非活性大気下で、メチオニン1モル当たり約50モルのCNBrの比率で、過剰に添加する。この溶液を密閉されたフラスコ中に24時間、37℃で貯蔵/保存する。過剰のCNBrを減圧下で蒸発させる。
次いで、このように得られた溶液を濃縮し、YM3(3000D限界孔)メンブレンを有するダイアフィルターAmiconを使用することによって、酢酸/酢酸ナトリウム0.05M緩衝溶液(pH5)に対してダイアフィルトレーションする。溶液中で得られた非活性産物の量は、約450mgである。
この溶液を、200mLの緩衝液Aで予め平衡化されたイオン交換SP−Sepharose FFカラムを通して濾過し、そしてその産物をNaCl勾配で溶出した。
溶出した画分を、再度同じAmiconシステムでのダイアフィルトレーションにより濃縮し、そして得られた画分を、リン酸緩衝液(pH7.4)で平衡化されたSephacryl S(Pharmacia)カラムでのゲル濾過により精製した。この最終産物を0.22μmメンブレンを通して濾過し、そして使用まで4℃で保存した。
この産物を、以下に記載される分析および薬理学試験に供した。
(分析)
ブラッドフォード(Bradford)試験により決定されるような非活性産物の総量:150mg。
ブラッドフォード(Bradford)試験により決定されるような非活性産物の総量:150mg。
ドデシル硫酸ナトリウムを含有するポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)、銀染色。(Phast System、Pharmacia、同質ゲル20%アクリルアミド):期待分子量の固有のバンド;より低いまたはより高い分子量値の、他のバンドは全く検出されない。
等電点勾配による電気泳動(Phast System、Pharmacia、GELIEF 3−0):単一の明白なバンドが観察された。
ウエスタンブロット(Phast System、Pharmacia)、ハイブリドーマ5G11由来のモノクローナル抗体:単一バンドが観察され、そして凝集物質または分解物質は、全く観察されなかった。
生物学的活性(細胞株HeLa HIV−1−LTR CATにおけるCAT遺伝子の誘導):検出可能な活性は全く観察されなかった。
Applied Biosystems(477Aモデル)シークエンサーでの標準エドマン技術によるN末端領域の配列決定:得られた最初の20のアミノ酸は、期待される配列に一致した:
Glu−Pro−Val−Asp−Pro−Arg−Leu−Glu−Pro−
Trp−Lys−His−Pro−Gly−Ser−Gln−Pro−Lys−
Thr−Ala
(配列番号1)。
Glu−Pro−Val−Asp−Pro−Arg−Leu−Glu−Pro−
Trp−Lys−His−Pro−Gly−Ser−Gln−Pro−Lys−
Thr−Ala
(配列番号1)。
内毒素(USP XXIIIプロトコールに従ったLAL試験):タンパク質1mgあたり0.5未満の内毒素単位が観察された。
無菌性(USP XXIIIプロトコールに従う):満たされた規格。
置換程度の測定:標準曲線の投薬システインとの比較により、遊離スルフヒドリル(sulphydryl)基を決定するためにエルマン試薬を使用した。;ネイティブTatをカルボキシメチル化されたTatと比較することにより、0.03%のシステインのみがカルボキシメチル化されたTatにおいて活性を残存し、3330の不活性システインあたり1つの活性システインを生じた。
簡単な計算は、これらの条件下で7つの活性なシステインを有する単一のTat分子を得るためにはは、数キログラムのTatタンパク質を有する必要があることを示す。この不活化は、ほぼ完全であった。
(実施例2)
(Nefトキソイドの調製)
クローニングによるNefトキソイドの調製のために、Nef配列由来のオリゴヌクレオチドをプライマーとして使用して、RT−PCR法によってHIV−1感染細胞からNef cDNAを得た。ヒスチジンリッチな遺伝子セグメントを含む、実施例1において使用されたものと同一のプラスミド(これは、Ni−カラムへの連結を可能にする)を、使用した。従って、この産生プロトコルおよび精製は、切断がCNBrの代わりにエンテロキナーゼ消化によって行われることを除いて、実施例1に記載されたものと同じである。得られた結果は、Tatタンパク質について得られた結果と類似していた。
(Nefトキソイドの調製)
クローニングによるNefトキソイドの調製のために、Nef配列由来のオリゴヌクレオチドをプライマーとして使用して、RT−PCR法によってHIV−1感染細胞からNef cDNAを得た。ヒスチジンリッチな遺伝子セグメントを含む、実施例1において使用されたものと同一のプラスミド(これは、Ni−カラムへの連結を可能にする)を、使用した。従って、この産生プロトコルおよび精製は、切断がCNBrの代わりにエンテロキナーゼ消化によって行われることを除いて、実施例1に記載されたものと同じである。得られた結果は、Tatタンパク質について得られた結果と類似していた。
(実施例3)
(IFNα−トキソイドの調製)
この場合において、プラスミドは、融合タンパク質をコードしない。インターフェロンαタンパク質を、ヒスチジンリッチなペプチドをコードする遺伝子フラグメントを使用せずに、組換えDNA方法論によって直接産生した。αインターフェロンを、抗インターフェロンαモノクローナル抗体を付着したカラムアフィニティークロマトグラフィーによって精製した。
(IFNα−トキソイドの調製)
この場合において、プラスミドは、融合タンパク質をコードしない。インターフェロンαタンパク質を、ヒスチジンリッチなペプチドをコードする遺伝子フラグメントを使用せずに、組換えDNA方法論によって直接産生した。αインターフェロンを、抗インターフェロンαモノクローナル抗体を付着したカラムアフィニティークロマトグラフィーによって精製した。
溶出後、タンパク質を、実施例1に記載されたものと同じプロトコルに従って、即時に不活化した。
分析からの結果は、Tatタンパク質について得られた結果と同じであった。非抗ウイルス活性(MDBK細胞上のVSV)を示す生物学的試験を使用して、生物学的不活化が完全であることを結論付けた。
(実施例4)
(薬理学的研究:Tatの免疫抑制効果の非存在)
ネイティブのTatタンパク質の免疫抑制効果を示す簡単な試験が存在する。末梢血細胞(PBMC)を、0〜10mg/mLの濃度のネイティブのTatタンパク質またはトキソイドTatタンパク質とともに、血清を含まない培地中でインキュベートした。2時間後、血清を添加して10%の最終濃度にし、そして細胞をStaphylococcusエンテロトキシンB(SEB)を用いて、または記憶抗原「Protein Purified Derived」(PPD)によって刺激した。SEBについては3日後、またはPPDについては5日後に、増殖を評価した。
(薬理学的研究:Tatの免疫抑制効果の非存在)
ネイティブのTatタンパク質の免疫抑制効果を示す簡単な試験が存在する。末梢血細胞(PBMC)を、0〜10mg/mLの濃度のネイティブのTatタンパク質またはトキソイドTatタンパク質とともに、血清を含まない培地中でインキュベートした。2時間後、血清を添加して10%の最終濃度にし、そして細胞をStaphylococcusエンテロトキシンB(SEB)を用いて、または記憶抗原「Protein Purified Derived」(PPD)によって刺激した。SEBについては3日後、またはPPDについては5日後に、増殖を評価した。
増殖の減少は、ネイティブのTatタンパク質について、用量依存性の様式で観察されたが、減少は、トキソイドについては観察されなかった。
図1において、左側の棒グラフはネイティブのTatに対応し、そして右側の棒グラフは、実施例1の化合物(Tatトキソイド)に対応する。横軸において、生成物濃度が、μg/mLで、0、1、3、および10として表される。縦軸において、T細胞の増殖の百分率が示される。コントロールは、0μg/mLのTat濃度に対応する。この結果は、ネイティブのTatは細胞性の増殖を阻害したが、実施例1の化合物は効果的でなかったことを示す。
(実施例5)
(マウスにおけるTatトキソイドの免疫原性、中和抗体の産生)
Tatトキソイドを、マウスの免疫化のために、実施例1のように調製した。免疫プロトコルは、古典的に使用されるものである:
完全フロイントアジュバント(100μL)を有する、20μgの生成物を含むトキソイドのエマルジョン(1:1)を、0日目に、筋内経路によってマウスに注射した。
(マウスにおけるTatトキソイドの免疫原性、中和抗体の産生)
Tatトキソイドを、マウスの免疫化のために、実施例1のように調製した。免疫プロトコルは、古典的に使用されるものである:
完全フロイントアジュバント(100μL)を有する、20μgの生成物を含むトキソイドのエマルジョン(1:1)を、0日目に、筋内経路によってマウスに注射した。
不完全フロイントアジュバント(5μg)中の記憶抗原を、21日目、および35日目に注射した。マウス血清を−2、28および40日目に抽出し、そして抗Tat抗体を、ネイティブの(化学的に処理していない)Tatタンパク質または実施例1の化合物で感作したプレート上でELISAによって評価した。血清を、1:1000希釈液で試験した。得られた結果を、3匹の免疫されたマウス(1〜3)および3匹の免疫されていないマウス(4〜6)について、光学密度(OD)単位で表し、以下の表に示す:
これらの抗体はまた、中和していた。この事実は、2つの異なる試験によって証明された。
Tatタンパク質の不活化試験:HIV−1長末端反復(LTR)(これは、LTRプロモーターの制御下でクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)をコードする)を含むプラスミドで安定にトランスフェクトした、HeLa−HIV1−LTR−CAT細胞株の培養物に、免疫されたマウスまたは免疫されていないマウス(0日目または40日目)由来の血清(1:50希釈)とともに1時間プレインキュベートした、ネイティブのTatタンパク質またはトキソイドTatタンパク質を供給した。ネイティブのTatタンパク質(5μg/mL)は細胞に侵入し、そしてHIV−1由来のLTRに対するこのトランス活性化の効果を及ぼして、CATタンパク質発現を誘導した。
48時間後、細胞を溶解し、そしてCATタンパク質の量を、ELISA(Boehringer)試験によって決定した。結果を、OD単位で表す:
さらに、上記の免疫抑制試験においてトキソイド免疫されたマウスによって産生された抗体が薬理学的実験(1:50希釈)で使用される場合、ネイティブのTatタンパク質の免疫抑制効果は、ブロックされた。
これらの結果は全て、実施例1の化合物が免疫原性であり、そしてネイティブのタンパク質を中和する免疫応答を誘導することを示す。
(実施例6)
(マウスにおけるIFNαトキソイドの免疫原性、中和抗体の産生)
実施例3において調製されたIFNαトキソイドを、マウス免疫のために使用した。免疫プロトコルは、古典的に使用されるものである:マウスに、20μgの産生物を含む完全フロイントアジュバントとの100μLのエマルジョン(1:1)を0日目に筋肉内に注射し、そして不完全フロイントアジュバント(5μg)中の記憶抗原を、21日目、35日目、および45日目に注射した。マウス血清を−2、28および50日目に抽出し、そして化学的に処理していない組換えネイティブのIFNαか、またはトキソイドのいずれかで感作されたプレート上でELISAによって分析した。
(マウスにおけるIFNαトキソイドの免疫原性、中和抗体の産生)
実施例3において調製されたIFNαトキソイドを、マウス免疫のために使用した。免疫プロトコルは、古典的に使用されるものである:マウスに、20μgの産生物を含む完全フロイントアジュバントとの100μLのエマルジョン(1:1)を0日目に筋肉内に注射し、そして不完全フロイントアジュバント(5μg)中の記憶抗原を、21日目、35日目、および45日目に注射した。マウス血清を−2、28および50日目に抽出し、そして化学的に処理していない組換えネイティブのIFNαか、またはトキソイドのいずれかで感作されたプレート上でELISAによって分析した。
血清を、1:1000希釈液で試験した。3匹の免疫されたマウス(1〜3)および3匹の免疫されていないマウス(4〜6)について、OD単位で表した結果を、以下の表に示す:
これらの抗体はまた、中和している。この事実は、古典的なMDBK細胞上のVSV試験によって証明された。通常は、細胞は、IFNαの1〜10単位の添加によってVSV溶解耐性になる。インキュベーションがネイティブのIFNαに関して1:50希釈でのマウス1または4(D0−D50)の血清とともに実行された場合、溶解は、50日目でのマウス1の血清とともにプレインキュベーションしたネイティブのINFαの場合においてのみ、観察された。
この実施例は、実施例3の化合物が、免疫原性であり、そしてネイティブのタンパク質を中和する抗体の産生を誘導することを示す。
(実施例7)
(マウスにおけるトキソイドNef免疫原性)
実施例2において調製されるような、トキソイドNefを、マウス免疫のために使用した。古典的なプロトコルを使用した:完全フロイントアジュバント中で20μgの生成物を含む、100μLのNefトキソイドの(1:1)エマルジョンを、21日目および35日目に、マウスに筋肉内に感染させた。マウス血清を、−2,28および40日目に抽出し、そして化学的に処理していないネイティブの組換えNefか、または実施例2のNefトキソイドのいずれかで感作したプレートを用いるELISAによって分析した。血清を、1:1000希釈において試験した。得られた結果を、3匹の免疫されたマウス(1〜3)および3匹の免疫されていないマウス(4〜6)について、OD単位で表し、以下の表に示す:
(マウスにおけるトキソイドNef免疫原性)
実施例2において調製されるような、トキソイドNefを、マウス免疫のために使用した。古典的なプロトコルを使用した:完全フロイントアジュバント中で20μgの生成物を含む、100μLのNefトキソイドの(1:1)エマルジョンを、21日目および35日目に、マウスに筋肉内に感染させた。マウス血清を、−2,28および40日目に抽出し、そして化学的に処理していないネイティブの組換えNefか、または実施例2のNefトキソイドのいずれかで感作したプレートを用いるELISAによって分析した。血清を、1:1000希釈において試験した。得られた結果を、3匹の免疫されたマウス(1〜3)および3匹の免疫されていないマウス(4〜6)について、OD単位で表し、以下の表に示す:
(実施例8)
(HIV−1によるインビトロ感染に対する、TatおよびIFNαトキソイド免疫されたマウスの効果)
インビトロ誘導された免疫抑制の試験をまた、開発した。この試験は、以下の様式で実施された:
健常な被験体由来の末梢血細胞(PBMC)を、HIV−1リンパ栄養(HIV−HTLVIIIB)株によって感染させた。フィトヘマグルチニン(phytohemaglutinin)(PHA)刺激、およびインターロイキン−2(IL−2)の存在下での6日間の培養後に、細胞を照射した。照射された細胞は抑制性であり、SEBまたはPPDのような刺激抗原によって、PBMC増殖を阻害し得る。逆転写酵素またはp24抗原アッセイが、上清液中で陰性であったために、この免疫抑制効果は、照射後に残存するウイルスにつながらなかった
。
(HIV−1によるインビトロ感染に対する、TatおよびIFNαトキソイド免疫されたマウスの効果)
インビトロ誘導された免疫抑制の試験をまた、開発した。この試験は、以下の様式で実施された:
健常な被験体由来の末梢血細胞(PBMC)を、HIV−1リンパ栄養(HIV−HTLVIIIB)株によって感染させた。フィトヘマグルチニン(phytohemaglutinin)(PHA)刺激、およびインターロイキン−2(IL−2)の存在下での6日間の培養後に、細胞を照射した。照射された細胞は抑制性であり、SEBまたはPPDのような刺激抗原によって、PBMC増殖を阻害し得る。逆転写酵素またはp24抗原アッセイが、上清液中で陰性であったために、この免疫抑制効果は、照射後に残存するウイルスにつながらなかった
。
ウイルスを含まないコントロール細胞の調製物が、PHAでの刺激の6日後、同様の様式で照射され、次いで、SEBまたはPPDによって刺激された細胞に添加された場合、増殖の阻害は、少しも観察されなかった。この阻害効果は、HIV−1ウイルスに起因した。J.F.Zaguryら(代理人の手書きの注記)AIDSを導くHIV−1誘導免疫抑制におけるTatおよびIFNαの重要な役割(Cell Pharmacol.AIDS Sciences 3:97〜103(1996))は、これらのタンパク質に対する中和抗体が抑制性細胞形成を阻害するために、この抑制細胞の発生が、IFNαおよびTatタンパク質の両方に依存することを記載する。
TatおよびIFNαトキソイド免疫されたマウスの血清(1:50希釈)(実施例1および3)を添加した同様の実験において、これらは、抑制細胞の生成をブロックした。これは、免疫されていない(ネガティブコントロール)または予備免疫されたマウス血清に関してあてはまらなかった。Tatトキソイド免疫されたマウスの血清のみが使用された場合、この免疫抑制は、ブロックされなかった。対照的に、IFNαトキソイド免疫されたマウスの血清は、免疫抑制の70%の阻害を生じる。
抗Tat血清および抗IFNα血清の両方を組合わせる場合、抑制細胞の生成は、完全にブロックされた。これらの結果は、異なるウイルスバッチ、主に最初の単離物を使用することによって得られた。これは、1つのトキソイドで得られたTatに対する抗体はまた、交差反応を示し得ることを示す。これらの結果(J.F.Zaguryら(前掲書中)(1996)に記載される)は、AIDS患者における免疫抑制状態に対する、組合されたTatおよびIFNαで免疫された血清の阻害効果を立証する。これらはまた、この免疫抑制におけるTatの開始因子の役割およびIFNαの決定因子の役割を確証する(D.Zaguryら、IFN and Tat involvement in the
immunosuppression of uninfected T cells
and C−C−chemokine decline in AIDS Proc.Natl.Acad.Sci.USA、1998 印刷中、を参照のこと)。
immunosuppression of uninfected T cells
and C−C−chemokine decline in AIDS Proc.Natl.Acad.Sci.USA、1998 印刷中、を参照のこと)。
これらの研究の結果は、中和抗体応答を誘導することによって、可能であれば、細胞性免疫応答の誘導によるTatの産生に対して作用することによって、細胞外Tatの効果を阻害する必要性を示す。
(実施例9)
(ヒトにおける、組み合わせるか、または組み合わせないTatおよびIFNαトキソイドの免疫原性ならびに無害性;化学療法との適合性)
表1、2、および3は、ISA51(SEPPIC):本発明による100μgの活性剤を含む1mL容量の50:50エマルジョンにおいて、実施例1および3のトキソイドを使用するフェーズ1臨床試験の間に得られた結果を記載する。IFNαトキソイドに対する応答(データは示していない)は、ホルマリン化(formolization)によって調製されたトキソイドに関して、Gringeriら、J.AIDS 7:978〜988(1994)および13:55〜67(1996)の論文に既に記載された応答と同様であった。
表1:フェーズ1臨床試験において含まれる患者の説明。
表2:開始時および終了時(一般に6ヶ月)での生物学的パラメーター。
表3:抗Tat特異的応答の分析。
(ヒトにおける、組み合わせるか、または組み合わせないTatおよびIFNαトキソイドの免疫原性ならびに無害性;化学療法との適合性)
表1、2、および3は、ISA51(SEPPIC):本発明による100μgの活性剤を含む1mL容量の50:50エマルジョンにおいて、実施例1および3のトキソイドを使用するフェーズ1臨床試験の間に得られた結果を記載する。IFNαトキソイドに対する応答(データは示していない)は、ホルマリン化(formolization)によって調製されたトキソイドに関して、Gringeriら、J.AIDS 7:978〜988(1994)および13:55〜67(1996)の論文に既に記載された応答と同様であった。
表1:フェーズ1臨床試験において含まれる患者の説明。
表2:開始時および終了時(一般に6ヶ月)での生物学的パラメーター。
表3:抗Tat特異的応答の分析。
Claims (1)
- カルボキシメチル化された、レトロウイルス調節タンパク質またはそのフラグメントあるいはインターフェロンαタンパク質またはそのフラグメント。
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