JP2007535500A - 新規tat複合体及びそれらを含むワクチン - Google Patents

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Abstract

gp120EnvからのV3ループ及びHIV Tatを含む複合体は、新規エピトープを提供し、HIVによる感染を予防又は阻害するための免疫原性を有する。

Description

本発明は、gp120を発現するウイルスに対するワクチンの製造におけるgp120 V3ループを含むタンパク質材料の使用に関する。
標的細胞の膜に対するHIV吸着は、細胞受容体CD4とHIV gp120の相互作用の際に起こる。この相互作用は、gp120内の立体配座遷移を誘発し、gp120 V3ループの暴露を導く。1つの提案されたモデルによれば、gp120 V3ループはそれ自体、HIVについての今日受容体として作用するその他の細胞表面分子と相互作用する。最も重要なHIV共受容体は、ケモカイン受容体CCR5及びCXCR4である。現在一般的には、T細胞系トロピック(TCL−tropic)HIV株がCXCR4を介してTCLを感染させ、デュアルトロピック株が共受容体のいずれかを介して感染させるのに対して、マクロファージトロピック(M−tropic)HIV分離株は、CCR5を介してマクロファージを感染させるということが受入れられている。
HIVについての共受容体とgp120 V3ループの相互作用は、共受容体CD4とgp120の間の三重複合体の形成を可能にし、それ自体gp41の立体配座変化を導く。gp120と共に、gp41はウイルス外被糖タンパク質複合体(Env)を形成する。これらの立体配座変化は、細胞表面と相互作用しウイルス外皮と細胞膜の間の融合を導くgp41のN末端における融合配列の暴露のために必要であると考えられている。この段階的機序の経過中に、gp41及びgp120上の潜在エピトープは、gp120とCD4の間の相互作用の結果として暴露される。これらのエピトープはそうでなければ隠されており、gp120の場合、共受容体と相互作用するgp120の部分に対して向けられた抗体により認識される。
これらの潜在エピトープは、ワクチン接種及び受動免疫法を目的として熱心な研究の対象であり続けてきており、gp120 V3ループが共受容体の認識及び使用に関与しているという多数の証拠が存在している。特に、V3の点突然変異又は欠失は、共受容体の使用を廃止させるか又は変えるものとして立証されてきており、V3ペプチドはCXCR4と相互作用するものとして証明され、又V3に対する抗体はgp120−CCR5結合を損なうか又は遮断する。従って、このモデルは一般に受入れられているものの、さまざまな考察事実から、特にマクロファージにおいて共受容体の利用に付加的な事象が関与するという概念が導かれてきた。
Tatは、感染後非常に早い時期に産生されるヒト免疫不全症ウイルス1型(HIV−1)と結びつけられ、かつウイルス遺伝子の発現、複製及び感染力にとって欠くことのできない調節タンパク質である(アルヤ(Arya)1985年;フィッシャー(Fisher)1986年;チャン(Chang)1995年)。HIVによるT細胞の急性感染の間、Tatは同様に、細胞外培地内で放出され、近隣の細胞によって取上げられ(フランケル(Frankel)1988年;エンソリ(Ensoli)1990年;エンソリ1993年;チャン1997年)、ここで濃度、立体配座状態及び細胞タイプに応じて、それはウイルスの感染力を増大させることができる。特定的に言うと、Tatの摂取は、感染細胞内でウイルス遺伝子発現及び複製を増大させることができ(フランケル1988年;エンソリ1993年;チャン1997年)、一方、未感染細胞内では、共受容体CCR5及びCXCR4の発現を増強させ、マクロファージ及びT−リンパ球トロピックHIV−1株の両方の伝染に有利に作用する(ホアン(Huang)1998年;セッキエーロ(Secchiero)1999年)。
これらの発見事実と一貫して、Tatに対する免疫応答は、エイズ及びエイズ関連疾患の進行を制御する上に主要な役割を果たし、かつSHIV感染からTat−ワクチン接種済みサルを防御することが示されてきた(カファーロ(Cafaro)ら、Nat.Med、1999年)。しかしながら、利用可能な研究に基づいて、HIVの吸着又は膜融合を媒介する分子事象におけるTatの特異的役割が認識又は主張されたことはこれまで全くなかった。
国際公開第01/54719号パンフレットは、抗原の組合せがSHIVでの攻撃誘発に対しワクチン接種済みサルを防御する上で有効であるという考察事実に基づいて、野生型Envと合わせた、抗原ペプチドとして又は機能抗原、未活性化抗原、突然変異抗原の形での抗原としてのTat及び/又はNefの使用について開示している。抗原から記述対象の抗原形態への誘導体化が、これらをより完全かつ/又は安定したものにする。Tat又はNef、及びEnvの間の複合体が形成されるという示唆は全て無い。
驚くべきことに、我々は、Tatがgp120 V3ループと相互作用し、分子(構造)及び機能レベルの両方でCCR5共受容体を模倣して、CCR5−トロピックHIV株に対して、非常に少量のCCR5しか発現せずかつ不動化されたTatの不在下で同じウイルス投入量での感染を受けないと思われる細胞標的を感染させる能力を付与することができる、ということを発見した。
かくして第1の態様では、第1及び第2のペプチドを含む複合体において、該第1のペプチドがgp120のV3ループを含み、該V3ループは該第2のペプチド上の結合領域に連携するために利用可能であり、該結合領域がTatに由来し、治療法中で使用するため、リー(Lee)、B.ら、J.Biol.Chem.、1999年、第274号、9617〜9626頁によって記述されたCCR5第2細胞外ループに対して導かれたモノクローナル抗体によって認識可能である、複合体が提供されている。同定されたモノクローナル抗体は、ファーミンゲン(Pharmingen)のカタログ番号36460Dから入手可能である。
1つの代替的態様においては、本発明は、第1及び第2のペプチドを含む複合体において、該第1のペプチドがgp120のV3ループを含み、該V3ループは該第2のペプチド上の結合領域に連携するために利用でき、該結合領域が配列番号1の少なくとも残基21〜40及び46〜60又は21〜60、又は配列番号2の残基301〜419と結合する能力をもつそのフラグメント、突然変異体又は変異体を含む複合体を提供する。
好ましくは、結合領域は、配列番号1の少なくとも残基21〜58から成る。好ましくは、配列番号1の残基21〜48及び46〜60又は46〜58は適切なリンカーによって連結され、好ましくは、配列番号2の結合残基301〜419を結合する能力をもつような形で適切に位置づけされている。代替的には、ここでも又配列番号2の残基301〜419を結合する能力が保持されることを条件として、配列番号1の21〜58を含む単一の隣接ストレッチも同様に好まれる。
好ましくは、結合領域は配列番号1の少なくとも残基21〜58を含む。代替的には、結合領域が配列番号1の少なくとも残基21〜40及び46〜58を含むことも同様に好まれる。
該発明はさらに、第1及び第2のペプチドを含む複合体において、該第1のペプチドがgp120のV3ループを含み、該V3ループは、該第2のペプチド上の結合領域に連携するために利用でき、該結合領域がTatから誘導されかつ、療法における使用のため、特にワクチン内の一免疫原性構成要素として使用するため抗−CCR5抗体により認識可能である、複合体をも提供している。
「ペプチド」という用語はここでは、中にペプチド又はペプチドミメティク結合を有しかつ糖残基といったような他のタイプの化合物を含むより大きな分子の一部を成し得る物質を意味するべく用いられている。一般的には、ペプチドが天然に発生するアミノ酸の大部分を含むことが好ましく、天然に発生するアミノ酸がペプチドの90%超を形成することが特に好ましい。1つの好ましい実施形態においては、ペプチドは、任意にはいずれか又は両方の末端にある遮断基及び/又はグリコシド残基により置換される天然に発生するペプチドから成る。
Tatがgp120のV3ループを結合させることができること、そしてさらにV3ループを結合させるTatの領域が抗−CCR5抗体により認識可能であることは、特に驚くべきことである。モノクローナル抗体の非常に高い特異性を考えると、gp120のV3ループに対するTatの効果がCCR5のものと類似であるか又は同一である確率が非常に高い。実際我々は、細胞外Tatが事実上、少なくともHIV感染力に関するかぎりこの共受容体をきわめて少量しか発現しないT細胞に対するCCR5機能性を提供することができる、ということを立証してきた。
例えば国際公開01/54719号パンフレットに関しては、Tat及びEnvは一緒に投与され得るものの、EnvはCD4により活性化されなかったことから、又、複合体が形成された後にしかアジュバントの添加又は複合体架橋を行わないといったようなTatV3ループ相互作用の混乱の回避を目的とする特定の予防措置が講じられていないことから、Tatは調製中でEnvのV3ループを結合させることができない。国際公開01/54719号パンフレットの場合には、EnvがCD4により活性化される時には、もはやEnvはTatの近くに存在しておらず、かくして、合同投与から得られるべき唯一の利点はアジュバントとしてのTatの既知の利点しかないということになる。本発明においては、Tatは、特にそれが存在する場合そのままの状態でアジュバントとして作用できるばかりでなく、V3ループとのその会合はHIV感染又は感染の蔓延に対する防御において有用な1つ以上の新規の抗原性エピトープを作り出すこともできる。
かくして、M−トロピックHIV株は当初マクロファージのみをターゲティングすることになるが、ひとたびTatが放出されたならば、非常に少量のCCR5しか発現しないT細胞でさえ急速に感染を受ける可能性があり、このことが持続的感染を確立するのに必要なウイルスの巨大な蓄積を導き得る。
これを認識することにより、今やTat及びEnvの少なくとも関連する部分の抗原性複合体を提供し、かくして予防又は治療のため個体内で免疫原性応答を刺激することが可能である。
かかる複合体は同様に、例えば一個体がHIVに暴露された疑いがある場合などといったような受動免疫法における使用のための抗体を生成するためにも用いることができる。かかる抗体は、ヒトでの使用を目的として動物で発生させることができ、又同様に当該技術分野において周知の方法によって配列決定しヒト化させることもできる。
複合体及びそれらに対する抗体はCCR5−トロピックウイルス株に対し特に用いられるものの、1つのT細胞からもう1つのT細胞へのウイルスのTat媒介型蔓延を阻止、又さらには遮断するためにもTCL−トロピックに対して利用可能である。同様にして、デュアルトロピック株も同じくターゲティングできる。
TatによるCCR5の分子模倣のため、これらの複合体に対して生成された複合体及び抗体も同様に部分的にCCR5の中又はCCR5/V3ループ複合体の中に存在するエピトープを模倣するか又はこれに対し導かれ、受動免疫法において使用されるワクチン又は抗体の効能にさらに貢献することになる。
本発明の複合体は一般に、注射に適したビヒクル内での2つのペプチド種の組合せとして適切に提供され得る。該複合体を含有するビヒクルはその状態で保管することもでき、又そうでなければ、個々のペプチドの別々の調製物として及び/又は使用に先立ち組合わせるためのビヒクルとして提供されてもよい。
本発明の複合体は標準的に、互いに接触している2つのペプチド種を含むことになる。好ましいことではあるものの、2つの種が化学量論的量で存在する必要はなく、又、いずれかの種の大部分がもう一方の種に対し複合体化又は結合されている必要さえもない。必要とされるのは単に、2つの種の抗原性組合せが、それに対する免疫応答を刺激できるのに充分な量で存在するということだけである。
本発明の複合体は、単純にgp120のV3ループとTat間の自然な相互作用だけに依存し得る。より弱い複合体も利用できるが、一般的にはその複合体を強化することの方が好ましい。この点に関して、例えばTatタンパク質のシステイン到達領域と会合して発生しうるジスルフィド架橋を利用すること又は例えばBS3架橋剤といったような当該技術分野において既知のものであるその他のタンパク質架橋技術を使用することが可能である。
複合体は単純にTat及びgp120の関連部域を含むことができる。gp120の場合、V3ループ領域の全て又は実質的部分で充分であるが、分子ドッキングデータによって表わされているように、V3グループに近接する残基もインビボで関与しうる。Tatの場合には、V3グループとの結合にはアミノ酸1〜61そして場合によってはアミノ酸70までそしてそれ以降のアミノ酸も関与するものの、残基21〜58を利用することが特に有利であると思われる。Tat配列のこのストレッチは、モノクローナル抗−CCR5抗体に対して特に強く結合する。
本発明において一般に重要であると思われるTat分子の部分は、配列番号1を基準にして残基1、2、4、16、19〜22、25、26、29、34、35、45〜47、51、55、57、59、及び61を含む。しかしながら、抗−CCR5はTat(21〜58)ペプチドを強く認識し、又さほど強くではないが、Tatの塩基性領域を包含するTat(46〜60)ペプチドを認識する。残基21〜58のTatのフラグメントは、タンパク質の2つの重要な機能的ドメインすなわちシステイン富有領域(21〜40)と塩基性領域(46〜58)を含むことが知られている。Tat(21〜58)ペプチドは同様に、低CCR5発現TCLに対するHIVトロピズムのTat媒介型拡張に必要とされる最小限のペプチドであるが、21〜40すなわちシステイン富有領域はそうではない。これらのデータは、Tatシステイン富有領域がCCR5模倣のためのTatの塩基性領域の最良の立体配座構造にとって必要とされるものであるということを強力に予測している。かくして、本発明で全長未満のTatが利用される場合には、単一の組換え型ペプチド内で合わせて又はリンカー領域を介して接合された状態で両方共存在し、好ましくは同じく該発明の一部を形成しているべき少なくとも残基21〜40及び46〜58又は中間長のトランケートされたペプチドを伴う少なくとも残基21〜58又は21〜60を利用することが好ましい。上述の配列の突然変異体又は変異体が使用される場合には、これは、結果として得られるペプチドが、添付の実施例の中で記述されている検定に従って判定されるように天然に発生するgp120のV3ループを結合する能力を有することを条件として、1つ以上の残基の欠失、挿入又は逆転により変動する可能性がある。保持すべき好ましい残基は、適宜以下のものである;1、2、4、16、19〜22、25、26、29、34、35、45〜47、51、55、57、59及び61。
配列番号1は、Tatの全アミノ酸配列を示す。
担体ペプチド又はフレームワーク分子がTatの関連部分が含み得ることがわかるであろうが、これはその他のエピトープを作り出す可能性があり、従って一般には追加のエピトープの創造が意図されていない場合好まれない。
V3ループを含むペプチドは、任意にはトランケートされかつ/又は欠失を伴うgp120を含むか又はこれで構成されていてよく、そうでなければより大きな又はより小さな分子を含むこともできる。1つの好ましい実施形態においては、V3ループを含むペプチドはEnvの一部又は全部を含むことができる。この点において、Envはその未変性形態において、gp120〜gp41の間の融合タンパク質としてウイルスにより産生されるプロセシングを受けていないタンパク質であるものとして考えられ、gp160としても知られている。該ペプチドは、Envのフラグメントを含んでいてよく、本書で使用されるEnvは、Envとそのフラグメントを意味するだけではなくV3ループを発現しているか又は発現する能力をもつあらゆるペプチドを意味する。参考として、ここではgp120の完全な配列は配列番号2として提供されている。この文脈においては、ペプチドが単にV3ループ領域で構成され得、かつ本書の他の箇所で論述されている通り、1つ以上のV3ループを発現する又は暴露させる担体分子といったようなあらゆる中間分子で構成されていてもよいということがわかるだろう。
Env分子又は複合体は、天然に発生するものであってよく、そうでなければ、それがなおもV3ループを含有することを条件として、それに対するあらゆる欠失又は変異でもあり得る。欠失突然変異体、例えばV2ループは欠如しているもののgp41の一部分を保持するΔV2Env突然変異体が好ましい。この突然変異体は、Tatと組合わさった形で特に優れた結果を提供し、高い抗−Env抗体力価を生み出すことがわかっている。
ΔV2Envは、Tatと1つの複合体を形成し、Tatに対する液性応答を抑制することなくEnvに対する液性応答を増大させる。これとは対照的に、野生型Envは複合体を形成するもののEnvに対する液性応答を増大させることなく、Tatに対する液体応答を抑制し、かくしてΔV2Envの使用が野生型Envに比べてより大きなB細胞レパートリを刺激することを実証している。
かくして、好ましい実施形態において、該発明の複合体はその構成要素としてΔV2Envを有する。
Envの領域を含むV3ループは好ましくは、配列番号2の少なくとも残基301〜412を含み、結果として得られるループが添付の実施例内の検定によって判定される通り配列番号1に示されているようなTatを結合させる能力を有することを条件として、1つ以上のアミノ酸の欠失、挿入又は逆転といったようなあらゆる変異又は突然変異をその配列上に含み得る。より好ましくは、任意のV3ループ含有配列は、配列番号2に示されているように少なくとも残基301、316、317、318、321、322、324、325、327、328、329、331、332、405、407、412、416〜419を含む。しかしながら、配列番号2内のヌクレオチド299〜233を含むV3ループ自体も同様に該発明の目的である。
Tatは1つのアジュバントとして機能でき、抗原に対する細胞媒介型免疫応答を増大させ、Th1表現型に向かっての免疫応答を二極化させる、ということが知られている(ファナーレス−ベラッシオ(Fanales Belasio)ら、J Immunol、2002年;エンソリ、B.、国際公開第03/009867号パンフレット)。さらに、Tatは、プロテアソームによりそのプロセシングを改変させることにより抗原に対するTh1応答を広くする(エンソリら、PCT/EP2004/11950号明細書)。この結果、通常亜優性である抗原性細胞毒性T細胞(CTL)エピトープに対する応答が誘発される(エンソリら、PCT/EP2004/11950号明細書)。
我々が発見したのは、これらのエピトープが影響を受けず、従ってEnvと共にTatを使用することにより亜優性エピトープ、さらにはEnvのエピトープに対するよい広い応答が刺激されることだけでなく、その他の抗原を併せて投与できるということである。
より好ましくは、機能的V3ループを暴露するべくEnvと相互作用する能力をもつあらゆる分子又は物質を、本発明において、例えば抗体産生を刺激する目的で有用に利用することができる。この場合、機能的V3ループは、添付の実施例の中で検定により判定されるように、配列番号1の中に示されている通りTatを結合させる能力をもつ。
適切な例は、Envと相互作用した時点でV3ループの暴露をひき起こす能力をもつCD4又はそのフラグメントである。同様に含まれるのは、ウイルス表面へのTatの結合時点でEnv内に存在するV3ループの暴露を誘発することによって反応することになるウイルス粒子の外被構成要素及びそのフラグメントである。
V3ループは、細胞マトリクス及び細胞膜内に存在するヘパラン硫酸に対するEnvの結合についての主要な決定基であることが知られている。同様に、Tatがその塩基性領域を通ってヘパラン硫酸に結合するということも知られている。従って、Tat及びEnvが1つの複合体を形成することが実証されてきた今、本発明はさらに、任意にはヘパラン硫酸を結合させるものとして知られかつ感染/炎症部位と結びつけられているその他の分子と合わせてさらにヘパラン硫酸を含む複合体まで拡張される。このようなさらなる分子は、例えば塩基性線維芽細胞成長因子を含むことができ、該複合体は基本的にワクチン接種用の免疫原としての使用向けである。
当該分野では、αβ、αβ、αβを含む細胞付着受容体でありかつ細胞内へのTatの進入を媒介するインテグリンをTatが結合させるということがわかっていることから、本発明はさらに、特にワクチン接種用の免疫原として使用するためのさらなる構成要素としてインテグリンを伴う該発明の複合体まで拡張される。本発明の中で使用するための複合体を形成する上で有用であるその他の分子には、Tat又はEnvのいずれか又は両方を結合させる分子及び物質が含まれ、かつCD26、VEGF受容体及びケモカイン受容体などが含まれ得る。
重要であるのは、複合体が、それにより発生させられる抗体がインビボでTat/Env複合体を認識することになるような形で免疫応答を刺激するのに適しているということである。かくして、一般にgp120 V3ループを結合させるためにTat配列の変異体を利用することが可能である一方で、Tatペプチド及びループの複合体の3次立体配置がインビボでTat又はTat21〜58とEnvの間で形成された複合体のものと異なる場合、結果としての複合体に対して発生させられた抗体がインビボでTat又はTat21〜58とEnvの複合体を認識しなくなる可能性がある。
かくして、抗体を発生させるため又はワクチン調製物における免疫原として利用される複合体は実質的にTatの完全配列又は好ましくは少なくともTat21〜58を免疫学的に自然な立体配座で含んでいることが好ましい。この点において、Tatの免疫原性に影響を及ぼすことなく或る種のアミノ酸置換を行なうことが可能であるが、かかる置換はその他の形で結果としてのTatの生物学的効能に影響を及ぼすかもしれない。例えばTatとV3ループの間のより大きい結合を確実なものにするといった理由でかかる置換を行なうことが望ましい可能性があり、そうでなければかかる置換は、好ましい遺伝子工学的プロセスの結果として生じる可能性もある。
複合体形成のためには、V3ループが全体的Env分子の一部分であることはさほど重要ではなく、適切な状況下では、それがTatペプチドと複合体を形成できるような形で利用可能であることを条件として、このループを担体分子の中に提供することができる。特に、かかる担体分子が、さまざまなTatタンパク質と多量体複合体を形成するべく2個以上のV3ループを発現し得ることがわかるだろう。
一般に、立体配座的にV3ループを暴露することを条件として、天然に発生するEnv又はその変異体又は工学処理されたその突然変異体といったような類似の又は関連するタンパク質を利用することが好ましい。この暴露は好ましくは構成要素が融合タンパク質として連結され得るような形でその他の2つのペプチド種の調製物に対して任意にはヘパラン硫酸を内含し得る、例えばCD4又はCD4のgp120結合エピトープを添加することによって達成されるか、又は例えば化学的架橋してgp120がかかる系内でV3ループを暴露できるようにすることによって達成される。
好ましい実施形態においては、本発明は、感染性ウイルスが自らとCD4及びCCR5の間で三重複合体を形成する能力をもつ分子を発現するようにする、ウイルス感染の治療又は予防のために薬剤の調製における上述の通りの複合体の使用を提供している。
該複合体中で使用されるペプチドは、それらがなおも、上述の通りその所望の目的を実施することができるということを条件として、あらゆる従来の要領で誘導体化又は置換され得る。特に、ペプチドが短かい場合、N及び/又はC−末端は、例えばペプチダーゼの活動を阻害するべく化学的に遮断され得る。ペプチドが化学的に合成されるか又は半合成される場合、感受性の高い結合を攻撃に対する感受性の比較的低い部分と置換させることも望ましいかもしれない。一部のケースでは、ペプチド模倣基でペプチドの大きなトラクトを置換することが適切であるかもしれない。
該発明の好ましい複合体においては、第2のペプチドは、HIV Tatシステイン及び塩基性領域を含み、第1のペプチドは、HIV EnvのV3ループを含む。第2のペプチドは、HIV Tatフラグメント又はその誘導体を含んでいてよく、第1のペプチドはHIV Envフラグメント又はその誘導体を含み得る。第2のペプチドはHIV Tatペプチド又はエピトープを含んでいてよく、第1のペプチドはHIV Envペプチド又はエピトープを含み得る。
好ましい実施形態においては、該発明の複合体は、ペプチド間に少なくとも1つの共有結合による連結を含む。該複合体は、例えばHIV1 Tat、そのフラグメント又はその誘導体とHIV Env、そのフラグメント又はその誘導体の間の共有結合により連結されたキメラであってよい。
1つの好ましい複合体においては、第2のペプチド上の結合領域は、Tatのアミノ酸残基1〜61又はその免疫学的等価物を含む。Tat構成要素は転写活性化突然変異体であってよい。
好ましい複合体は、細胞及び細胞破片を実質的に含まないということがわかるだろう。
該発明はさらに、母から子又はHIV暴露個体間でのHIV伝染の予防又は阻害方法において、該母親又は個体に本書で定義されているような受動ワクチンを投与するステップを含む方法をも提供する。
一般に、この治療又は予防法のための標的ウイルスはHIV又はHTLVの株となるが、例えばSHIVといったような動物の株でもあり得る。
本発明の複合体に対する抗体は、標準的手段によって発生でき、適切なモノクローナル又はポリクローナル抗体(好ましくはモノクローナル)が生成され得る。このような抗体は、CCR5、Tat、Env又はgp120のV3ループ領域のいずれかをも個別に結合させる能力をもたないもののTat及びEnv又は共受容体とEnvの複合体を結合させる能力を有する。かくして、結果として得られた抗体は、Tat又は共受容体及びEnvの複合体をインビボで結合及び遮断させかくして感染を予防又は阻害することができる。かかる抗体は必ずしも、複合体形成時に生成された新しいエピトープと相互作用することによって複合体の構成要素の両方又は全てを結合させ得ず、EnvとTatの結合時点で暴露された潜在エピトープを単に結合させ得る。このようなエピトープはTat、Env又さらにはCCR5上で発生でき、これは該発明の1つの利点を表わしている。
該発明の複合体に対する適切な抗体の調製においては、Tat又はEnv上に通常存在するエピトープを結合させる抗体を、選択されたモノクローナル抗体又はポリクローナル調製物から個別に、Tat、Env又はgp120のV3ループを結合させる抗体又は系統を削除するという単純な方法により除去し、かくしてその複合体内にのみ存在するエピトープを結合させるポリクローナル調製物又は抗体発現系統のみを残すことができる。
この要領で発生させられたモノクローナル抗体は、動物で発生させられた場合、当該技術分野で周知の方法によって適切にヒト化され得るということがわかるだろう。本発明は、本書に記述された複合体に特異的なポリクローナル、モノクローナル及びヒト化された抗体にまで拡張される。
該発明の複合体を含む活性ワクチンが、該発明の抗体を含む受動免疫法用の抗体調製物と同様に提供されており、かかるワクチンに適したビヒクルは、当該技術分野において周知であり、安定化剤、等張剤及び抗菌剤といったような適切な物質を含み得る。
複合体又は抗体を担持するビヒクルは、望まれる通り、希釈及び/又は活性化のため濃縮又は不活性の形態で保管され得る。適切なビヒクルは、生理食塩水又はその誘導体、又は当業者にとって直ちに明らかであるその他のものであり得、好ましくは注射可能な形態であり、そうでなければ注射可能な形態へと調合することができるものである。
複合体又は抗体の量は、免疫原又は興奮剤として役立つため又は適宜生物学的効果を有する又は高めるために充分なものとなる。
本発明は同様に、複合体自体にまで拡張される。かかる複合体の1つの使用は、患者由来の試料が該複合体に対する抗体を含有するか否かを立証するためのクロマトグラフィ技術にある。該複合体は、カラム内で使用するために担体上に固定させるといった、かかる技術におけるあらゆる従来の要領で使用可能であり、適切な検出用作用物質は例えばマーキングされた抗抗体である。
該発明の複合体はさらに、細胞をターゲティングするため及び例えばHIVの細胞進入を妨害する薬物を同定するために使用可能である。細胞及び複合体を含みかつ感染用量のウイルスに付された培養を検定して例えば感染が発生したか又はどれほど発生したかを立証することができる。
かくして、Tat−V3ループ複合体は、インビボTat−V3ループ相互作用を遮断又は結合させる能力をもつ防御抗体を誘発してその後の感染を中断させることによって、予防的又は治療的ワクチン接種のために使用可能な新規の抗原を提供する。抗体は同様にCCR5−V3ループ相互作用を遮断することもでき、該複合体を使用して、例えば母子伝染又は暴露された個体内での水平HIV伝染を遮断するべく受動免疫法のための防御抗体を生成することが可能である。
好ましい実施形態においては、本発明は、Tatのシステイン富有及び塩基性領域とgp120V3ループの相互作用の時点で生成される、HIV Tatタンパク質とHIV外被タンパク質Envの間で形成された分子複合体を提供する。全Tatタンパク質、その突然変異体、そのフラグメント又は誘導体及びHIV外被タンパク質gp160、そのフラグメント又は誘導体を用いて得られた分子複合体が、HIV/エイズに対する予防的又は治療的ワクチン接種のための抗原としてのそれらの使用と同様、好まれる。
好ましい複合体は、HIV Tatシステイン及び塩基性領域及びHIV EnvのV3ループを含む。タンパク質は、Tatに暴露された細胞のプロテアソームによって差動的にプロセシングされることから(エンソリら、PCT/EP2004/11950号明細書)、もう1つの好ましい複合体は、Tatのシステイン、塩基性及びRGD領域、Tatのシステイン及び塩基性領域、Tatの塩基性及びRGD領域、又は塩基性領域単独を含有するフラグメントを含めた、Tatに暴露された細胞のプロテアソームによって生成されるTatフラグメントを含む。もう1つのものは、HIV Tatフラグメント又はその誘導体及びHIV Entフラグメント又はその誘導体を含み、さらにもう1つは、HIV Tatペプチド又はエピトープ及びHIV Envペプチド又はエピトープを含む。
同様に好ましいのは、HIV1 Tat、そのフラグメント又は誘導体、とHIV Env、そのフラグメント又は誘導体の間の共有結合により連結されたキメラである。
1つの実施形態におけるTat構成要素は、転写活性化サイレント突然変異体、例えばTat−cys22突然変異体であり得る。
これらの実施形態のHIVは好ましくはHIV−1である。好ましいクレードはHIV−1クレードA、B、C、D、E、F、G及びOである。該発明は、CCR5−トロピック、CXCR4トロピック及びデュアルトロピック株にまで拡張されること、又任意の特異的ウイルス又はそのタイプ又はクラスに対する言及が該発明の全てのウイルス対象に同等に適用可能であることがわかるだろう。
該発明のワクチンは、母子間又はHIVに暴露された個体間のHIV伝染の予防又は阻害において特に使用される。
本発明はさらに、以下の制限的な意味のない実施例により例示される。
実施例1
gp120V3ループとHIV−1Tatの分子相互作用
分子ドッキングモデルを用いてHIV−1 gp120V3ループに対するHIV−1Tatの結合を調査し、ここでTat(BH10 HIV株)をEnvタンパク質(Ba−L HIV株)のV3ループと相互作用させた。2003年7月付けでタンパク質データバンク(Protein Data Bank)(ベルマン(Berman)H.M.ら、Nucl.Acids Res.第28号、235〜242頁、2000年)に寄託されたEnvタンパク質及びTatタンパク質の入手可能な構造全てを鋳型として用いて、全ての構造モデルを計算した。ClustalW(トンプソン(Thompson)、J.D.ら、Nucl.Acids Res.第22号、4673〜4680頁、1994年)を用いてさまざまなタンパク質の配列を整列させ、Modeller6v2(サリ(Sali)、A.及びブランデル(Blundell)、T.L.、J.Mol.Biol.第234号、779〜815頁、1993年)で構造モデルを生成した。計算された構造モデル全てをAMBER−5(パールマン(Pearlman)D.A.ら、AMBER5.0中、University of California、サンフランシスコ、1997年)でのエネルギー最少化を通して最適化した。次にこれらの構造モデルを用いて、プログラムBIGGER(パルマ(Palma)、P.N.ら、Proteins Struct.Funct.Genet.第39号、372〜384頁、2000年)でタンパク質−タンパク質アダクツを計算した。後者のプログラムは、タンパク質−タンパク質複合体を生成し、形状相補的でかつ無結合の(静電気及びファンデルワールス)相互作用に基づいてそれらを格付けする。
初期分子ドッキング計算は、単離されたV3ループ(a.a.297〜336)で行なわれ、3つの独特の相互作用領域によって特徴づけされる3つのタイプの低エネルギーアダクツを発生させた。これらのアダクツは、V3ループと相互作用する異なるTat残基によって特徴づけされるが、これとは対照的にV3ループは、残基Thr300、Arg301、Ala331、His332、Asn334及びV3ループの306〜328セグメントの複数のアミノ酸が関与する単一の相互作用領域しか示さなかった。
V3ループを暴露するHIV−1 Balgp120の比較的大きいドメイン(291a.a.)とTatの間の相互作用が次に計算された。V3ループの立体配座及びgp120ドメインの残りの部分との関係におけるV3ループの相対的配向についての構造情報は全く利用可能でなかったため、V3ループについての柔軟性及びアクセス可能な立体配座の範囲がサンプリングされた。ループ立体配座の可変性は実際には、複合体幾何形状に対しかなり大きな効果を有し得る。立体配座サンプリングは、明示的溶媒中における長分子動力学シミュレーションを通して行なわれた。ドッキング計算を実施し、Tatが2つの最も異なるV3ループ立体配座とそれに加えた3つの中間立体配座を含めたEnvタンパク質のgp120の5つの異なる立体配座と相互作用できるようにした。
これらの計算により、V3ループ単独で実施された計算で発見されたアダクツの1つの中に発見されたものと基本的に同じであるV3ループが関与する領域内でTatと相互作用するアダクツが同定された。従って、このアダクツは最も安定したものであると予測され、その立体配座を最適化するためそして(2つの分子の原子により産生された)完全な力場が有効である場合のその安定性を推定するため、分子力学(MD)計算に付された。計算は、Envタンパク質の酸化された(すなわちV3ループ上にジスルフィド架橋を伴う)状態及び還元状態の両方で実施され、アダクツが両方の酸化状態で同様に安定していることを示した。記述された手順で発見された相互作用モデルを妥当性検査し、タンパク質−タンパク質インタフェースを解析するために、プログラムHaddockでのドッキング計算も同様に実施された。5つの最低のエネルギーのアダクツが、BIGGER計算で発見されたモデルと同じ幾何形状を有することが発見された。
従ってこれらの計算全てが、独特の相互作用様式を指摘した。アダクツの最終的構造モデルはかなり安定していることが発見され、平均相互作用表面積は2260±112Åであり平均タンパク質−タンパク質分子間エネルギーは−412±14kcalモル−1であった。相互作用エネルギーに対する最大の寄与は静電気寄与に起因し、平均エネルギーは、−325±12kcalモル−1であった。相互作用表面積には、Tat上の残基1、2、4、16、19〜22、25、26、29、34、35、45〜47、51、55、57、59、61及びEnv上の残基301、316、317、318、321、322、324、325、327、328、329、331、332、405、407、412、416〜419が関与している。
それぞれTat及びgp120残基の間の3つの分子間塩架橋(Asp5−Arg316、Lys50−Glu407及びLys19−Asp327)は、さまざまなモデルの全ての中で、かつ分子力学シミュレーション中完全に保存されることがわかった。アダクツは、シミュレーション中に数が6から11に変動するもののつねに共通相互作用領域の少なくとも1つの残基が関与している付加的な分子間水素結合によってさらに安定化させられることがわかった。アダクツの安定化に対するかなり大きな寄与も又、30〜40の疎水性相互作用によってもたらされるものと判定された。これらの相互作用のうちの20〜30がV3ループに属する残基によって促され、一方そのうち約20がTatの20〜59セグメントに属する残基により促された。
実施例2
TatはELISA検定内でgp120V3ループを結合させる。
Tatが実際にインビトロでgp120V3ループを結合するか否かを判定するため、酵素免疫吸着測定(ELISA)試験を実施した。この目的のために、ELISA平板を、V3ループ全体を包含するペプチドでコーティングした後、担体ウシ血清アルブミン(BSA)での大規模な遮断、多数回の洗浄ステップ及び生物活性Tatタンパク質又は対照としてのその緩衝液(PBS−BSA0.1%)での付加的なインキュベーションを行なった。(カファーロ(Cafaro)ら、Nat Med 1999年;ファナーレス−ベラッシオら、Immunology 2001年)。結合タンパク質の検出のための一次抗体としてモノクローナル抗−V3及びポリクローナル抗−Tat抗体を使用した。
コーティングされていない(すなわちBSAで遮断された)ウェルを抗−Tat又は抗−V3抗体でのELISA検定において使用した場合、約0.1〜0.4ODの範囲内のわずかな背景シグナルが検出された。結果は下表1に示されている。しかしながら、V3ペプチドでコーティングされたウェルをTatと共にインキュベートした場合、該シグナルは約1光学密度(OD)まで増大した。これとは対照的に、緩衝液単独と共にインキュベートされたウェルは、背景レベル(コーティングされていないウェル)に匹敵するシグナルを生み出した。予想された通り、V3でコーティングされたウェルは、抗−V3抗体で高いELISAシグナルを生み出した。これらの実験は、生物活性あるTatがインビトロでgp120V3ループに結合することを示しており、分子ドッキング計算で得られたデータを確認している。ウェルをTatでコーティングし、増大する量のV3ループペプチドと共にコーティング済みのウェルをインキュベートすることによっても類似の結果が得られ、これは予想通り、固定化Tatに対するV3ループペプチドの用量依存型結合を示していた(表1−2)。
Figure 2007535500

Figure 2007535500
実施例3
TatはCCR5 HIV共受容体に対して導かれた抗体により認識される。
gp120V3ループは、共受容体の選択及びHIV株による利用にとっての主要な決定因子であると思われることから、V3ペプチドを結合させるTatの能力が共受容体分子のTatによる模倣に起因するものであるか否かを判定するために実験が行なわれた。この目的で、ELISA検定において、Tat又は特定のTat配列及び/又は構造的及び機能的ドメインから成るTatペプチドを認識するか否かを判定するために、主要HIV−1共受容体(CCR5及びCXCR4)(ファーミンゲン(Pharmingen))に対して導かれたモノクローナル抗体を使用した。これらのモノクローナル抗体は、HIV−1共受容体上に存在する、立体配座エピトープを認識するものとして知られている(リー(Lee)、B.ら、J Biol.Chem.、1999年;バリボー(Baribaud)F.ら、J Virol.2001年)。従って、これらの抗体にするTatのあらゆる認識が、Tatが関連する共受容体と構造的類似性を共有しているということを表わすことになる。
ELISA平板は、未変性(native)Tat又は以下のTatペプチドのうちの1つ(これらのペプチドが基本的に対応する1つ以上の領域はカッコ内に入っている)のいずれかでコーティングされた:
Tat(1〜20)(N末端ドメイン);
Tat(21〜40)(システイン富有領域−転写活性化ドメイン);
Tat(36〜50)(コア領域);
Tat(46〜60)(塩基性領域−核内保留シグナル);
Tat(56〜70)(グルタミン富有領域)
Tat(65〜80)(RGD配列);
Tat(73〜86)(RGD配列);
Tat(83〜102)(C末端ドメイン);及び
Tat(21〜58)(システイン、コア及び塩基性領域)。
検出ステップ用として、モノクローナル抗−CCR5又は抗CXCR4抗体を使用した。抗−CCR5は、組換え型未変性Tatタンパク質、Tat(21〜58)ペプチドそしてより低い効率でではあるがTat(46〜60)ペプチドを特異的に認識した。結果は下表2に示されている。これとは対照的に、CXCR4に対し導かれた抗体ではいかなる認識も観察されなかった。
Figure 2007535500
これらの実験において使用された抗−CCR5抗体は、CCR5の第2の細胞外ループ(ECL2)の中に存在する立体配座エピトープを認識し、HIVを中和するものとして知られている(リー、B.ら、J Biol.Chem.、1999年)。さらに、RCL2は、膜融合を導くEnvの立体配座変更に関与するものとして知られている(リー、B.ら、J Biol.Chem.、1999年)。かくして、これらのデータは、Tat転写活性化ドメイン及び塩基性富有領域の両方を包含するTat配列が構造レベルで、gp120によるCCR5の認識の時点で細胞融合に関与するCCR5の一領域を模倣するということを表わしていた。
実施例4
抗−CCR5抗体によるCCR5の認識には、未変性で生物活性を有するTatが必要である。
以上の実施例3に記述されているデータは、ペプチド21〜58内に存在するTat配列が、CCR5共受容体の立体配座エピトープを模倣するべく折畳み能力を有する。Tatの特定的立体配座が抗−CCR5抗体による認識のために必要とされるか否かを判定するために、抗−CCR5抗体により認識される未変性で生物活性あるTatの能力を、その生物活性の大部分を排除するべく既知の手順に従って空気及び直射光にタンパク質を暴露することにより得られる酸化されたTat調製物と比較した(ファナーレス−ベァラッシオ、Immunology、2001年)。この手順の結果、−SH基は酸化され、Tat転写活性化ドメインの中に存在するシステイン残基により媒介されて分子内及び分子間ジスルフィド結合が形成されることになる。Tatの転写活性化特性はそれ自体、HIV共受容体を含めた宿主遺伝子の発現を活性化するものとして知られている(ホアン、1998年;セッキエーロ、1999年)。しかしながら、Tat転写活性化特性は、システイン22がグリシンで置換されている転写活性化突然変異体(Tat−cys22)内では完全に破壊されている(カプート(Caputo)、A.ら、Gene Ther.1996年)。それでも、このTat突然変異体はその免疫原性特性は無傷の状態に維持している(カッセーリ(Caselli)、E.ら、J Immunol.1999年)。かくして、Tat−cys22も同様にこの実験セットの中に含み入れられた。
ELISAウェルを、未変性Tat、酸化Tat(TatOX)、又はTat−cys22でコーティングし、検出ステップでは抗−CCR5、抗−CXCR4抗体を使用した。これらの実験は、該抗体が組換え型未変性Tatタンパク質及びTat−cys22突然変異体を特異的に認識するものの酸化Tatタンパク質は認識しないということを示した。結果は下記の表3に示されている。これとは対照的に、対照として、ポリクローナル(ウサギ)抗−Tat抗体は予想通り、類似の効率で全てのタンパク質を認識し、全てのウェルが同等にコーティングされることを実証した。
Figure 2007535500
従ってこれらの実験は、Tat転写活性化ドメイン、コア領域及び塩基性領域を包含するTat配列がCCR5上に存在する主要エピトープを模倣するべく折畳まれること、そして、Tatの転写活性化特性を排除する点突然変異がエピトープ形成と干渉しないことを示した。
実施例5
細胞外Tatは、HIV−1によるCD4+感受性細胞の感染を増大させ、CCR5低発現細胞系内でのHIV−1トロピズムを拡大させる。
TatがCCR5を模倣することによってHIV−1の進入を媒介し得るか否かを判定するため、TatがCCR5非依存型系の中へのHIVの進入に対するTatの効果を判定することが必要であった。この目的のため、CXCR4−トロピックHXBc2HIV分離株又はCCR5−トロピックADA又はYU2HIV分離株の外被糖タンパク質でシュードタイプ化された、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)レポータ遺伝子をコードする複製欠損組換え型HIV−1を用いて単一サイクル検定で、感染実験を実施した。これらの複製欠損ウイルス(ここでは、R4−トロピックHXBc2/HIV−CAT又はR5トロピックADA/又はYU2/HIV−CATウィルスと呼ばれる)は、CD4/CXCR4又はCD4/CCR5を通して感受性細胞内に進入し、細胞ゲノム内にそのcDNAを組込み、レポータ遺伝子CATを発現するが、後代を産生できない、すなわち、これらはウイルス産生の後続サイクルを通して細胞のさらなる感染を支援できない(ヘルセト(Helseth)、E.J Virol 1990年)。かくして、HIV−CATウイルスは、標的細胞の1ラウンド感染サイクルを生成し、CATアセチル化レベルの定量化がHIV感染の効率の定量的評価を可能にする。
上述の実施例1〜4で得たデータに基づき、TatによるCCR5共受容体の分子模倣を原因として、TatがHIVによる感染を補助し、HIVトロピズムを拡張させ、TCLにR5−トロピック(すなわち単球/マクロファージ−トロピック)HIV株による感染に対する感受性を付与することができるか否かを判定するために実験を実施した。この目的で、X4−トロピックHXBc2株又はCCR5−トロピックADA又はYU2株からの外被でシュードタイプ化されたHIV−CATウイルスと共に予めインキュベートされたTatコーティングしたウェルの上に、CEMss及びジャーカット細胞、CD4及びCXCR4の両方を発現させるものの標準的なフローサイトメトリ又はウェスタンブロットによって検出可能な量でのタンパク質レベルでのCCR5発現が欠如している2つのTCL又はCD4−陰性293細胞系を平板固定した。予想された通り、CEMss及びジャーカット細胞系は共に、HXBc2/HIV−CATで効率良く感染させられたが、一次HIV−1受容体の欠如に起因してCD4−陰性293細胞ではいかなる感染も検出されなかった。顕著にも、さらに、CEMss及びジャーカット細胞は両方共、R5トロピックHIV−1株による感染に対する耐性をもつものとして知られているにも関わらず、ADA又はYU2シュードタイプ化HIV−CATによっても高効率で感染を受けた。従ってこれらのデータは、固定化TatがHIV−1細胞のトロピズムを特異的CCR5細胞外構造ドメインの分子模倣を通して増大させる能力、すなわちCCR5トロピック株に対してTatの不在下では一貫して感染を受けないような少量のCCR5しか発現しないTCLを感染させる能力を付与する能力を有するという望外の予測を確認した。
さらなる実験では、R5トロピックADACatウイルスによるCEMss細胞の感染を補助するためにTat21〜58は充分であるがTat21〜40は充分でなく、このことはgp120V3ループに対する結合を媒介するTatの領域がHIV拡張型トロピズムに必要とされるものと同じであることを示している、ということが示された。
実施例6
抗−CCR5抗体は低CCR5発現細胞系のTat補助型感染を遮断するが、抗−CXCR4抗体は遮断しない。
固定化TatがCCR5を模倣することによってR5−トロピックHIV−1株の細胞トロピズムを拡張させるということをさらに実証するため、CCR5を遮断する能力をもつ活性分子が同様にCCR5−陰性細胞のTat補助型感染を遮断する能力をも有するか否かを判定するべく実験を行なった。この目的で、R5−トロピックADA/HIV−CAT単一感染ラウンド組換えウイルスを含有する細胞上清と共に予めインキュベートさせたTatコーティング済みウェル上にCCR5、CXCR4又はCCR3に対して導かれた抗体の存在下で、CD4+/CCR5−(CCR5RT−PCR−陽性)CEMss細胞を平板固定させた。Tat補助型感染は抗−CCR5抗体によってほぼ完全に破壊されたが、一方、対照と比べて抗−CXCR4又はCCR3抗体では感染力の減少は全く見られなかった。CEMss細胞はタンパク質レベルでCCR5−陰性であることから、これらのデータは、抗体の遮断活性が、実施例3及び実施例4に詳述されているように、CCR5立体配座エピトープを模倣するTat構造モチーフを認識するそれらの能力に起因するものであるということを表わしている。さらにこれらのデータは、TatによるCCR5の分子模倣がCCR5−陰性細胞内へのCCR5−トロピックHIV−1株の進入にとって必要である、ということを確認した。
実施例7
TatとEnvの間の複合体は新規の免疫原である。
Tat/Env複合体が新規の免疫原を表わしているか否かすなわち潜在エピトープが暴露されつつあったことを判定するため、V3ループを暴露するものとして知られているTat及びEnvタンパク質の混合物;TatとV3ループペプチドの混合物;又は対照としての単一抗原でマウスを免疫化した。組合わせた状態の2つの抗原のB細胞エピトープ決定基レパートリは、新しいエピトープが生成され、潜在エピトープが暴露されかつ/又は予め存在するエピトープが複合体形成時点で隠されているために、単一の抗原についてのものと比べて異なるものになる、という予測に、これらの実験の論理的根拠は基づいている。従って一部の複合体は、生成された、暴露された又は隠されたB細胞エピトープ及び複合体の性質に応じて、Tat及び/又はEnvに対する液性応答の強度を広げるかつ/又は増大させるものと予測され、その他はその少なくとも一部分を狭くする/減少させるものと予測される。
3つのEnv分子、すなわちウイルス外被内に存在する3量体形態に比べ優れたV3ループ暴露のせいでV3ループに対するより強力な抗体応答を生成することが示されてきた野生型単量体gp120(野生型Env)(フーツ(Fouts)、TRら、J Virol 1997年;アール(Earl)PLら、J Virol 1994年)、gp41の一部分を保持ししかもV2ループ(ΔV2Env)が欠如しておりかつV3ループを暴露するものとして知られているEnv分子の3量体gp140形態(スリヴァスタヴァ(Srivastava)IKら、J.Virol.2003年、第77巻:11244〜11259頁);及びV3ループに対応する環状ペプチド、が選択された。選択されたEnv分子によるV3ループの暴露を確認するために、ポリクローナル抗−V3ループ血清に対する反応性についてELISAにより単量体野生型Env及び3量体ΔV2Envの両方をテストし、陽性の結果を得た。
第1の2治療群実験では、0日目、14日目及び28日目に、Tat、野生型Env、ΔV2Env又は、Tatと野生型Env又はTatとΔV2Env(アジュバントとしてミョウバンの存在下で)の組合せでマウスを免疫化した。38日目に得たマウスの血清についてELISAにより液性応答(IgG力価)をテストした。抗−Env IgG力価は、ΔV2Env単独で免疫化したマウスに比べ組み合せたTat及びΔV2Envでワクチン接種したマウスで大幅に増大した。これとは対照的に、これらの力価は、組合わせた野生型Env及びTat又は野生型Env単独での免疫化を受けたマウスでは、同定度であった。さらに、Tatに対する抗体力価は、野生型Envとの組合せの時点で減少したが、ΔV2Envとの組合せの時点では減少しなかった。
これらのデータは、野生型Env又はΔV2EnvとTatの組合せの結果、新しいB細胞エピトープ決定基レパートリにより特徴づけされる新しい分子種(複合体)が形成される、ということを確認している。さらに、これらのデータは、Tat/ΔV2Env複合体が、対照的にワクチン接種時点で野生型Envにより抑制される高い抗−Tat抗体力価の惹起を防御しながら、抗−Env液性応答を大幅に増大させる能力をもつということを示している。単量体野生型EnvはHIV及び感染細胞により大量に削減されることから、これは、自然感染において抗−Tat抗体の頻度が低いことと合致している(ブット(Butto)ら、J Infect Dis、2002年;レッツア(Rezza)ら、J Infect Dis、近刊)。
マウスは同様にミョウバン中のTat、V3ループペプチド又はTatとV3ループペプチドでの免疫化を受けた。指摘すべきことに、V3ループペプチド単独では免疫原性ではなく、抗体力価を全く又はぎりぎりしか惹起せず、一方、Tat及びV3ループペプチドの組合せはV3ループに対する抗体力価を著しく増大させ、Tatに対する抗体力価には全く効果を及ぼさなかった。
かくして、これらのデータは、Tat/Env又はTat/V3ループ複合体が、より高くかつより新しい免疫応答を惹起する能力をもつ新規免疫原であることを実証している。特に、ΔV2Env又はV3ループペプチドと合わせたTatの複合体は、HIV Envに対するさらに優れた液性応答を誘発し、これらは、対応する単一の抗原又はTatと野生型Envの間の複合体により惹起されるものに比べて異なっている。
実施例8
Tat及びEnvの複合体形成は、Env上に存在する個々のエピトープの抗体認識を変更する。
Tat/Env複合体が、Env分子単独での免疫化の時点で認識されるものと異なるEnvエピトープに対して導かれた液性応答を誘発するか否かを判定するために、特異的線形Env B細胞エピトープに対する反応性を分析するべく、実施例7で記述された第1の免疫化プロトコルからの同じマウス由来の血清を使用した。このために、野生型Env又はΔV2Envにかかる15量体ペプチド(SHIV−1 SF162.P3)を混合して、3つの隣接する15量体(すなわちEnv又はΔV2Envの45個のアミノ酸を網羅するもの及び2つの隣接するペプチドの間の接合部に各々重複する3つの15量体から成るペプチドプールを形成させた。
Tatと組合わされた野生型Env又はΔV2Envで免疫化されたマウス由来の血清は、残基77〜132の間に存在する、すなわちHIV−1V1ループの最初の14のアミノ酸にかかる線形エピトープを認識した。これとは対照的に、これらのエピトープは、単一の抗原として使用されたEnv又はΔV2Envで免疫化されたマウス由来の血清によって認識されなかった。ΔV2Env内のV2ループの欠失と一貫して、野生型EnvはV2ループに対し導かれた抗体を惹起し、Tatとの組合せの時点で反応性は大幅に増大した。これとは対照的に、野生型Env単独での免疫化は、HIV SF162Env中の残基28〜83にかかる領域に対する強い反応性を惹起し、これはTatでの同時免疫化の時点で完全に失われた。従ってこれらのデータは、TatとEnv又はDV2Envの間の相互作用が、複合体形成と一貫して、線形Env/ΔV2Envエピトープを暴露/隠ぺいさせるということを表わしていた。
有意にも、ΔV2Env単独ではなくΔV2Envに組合わされたTatで免疫化されたマウス由来の血清は、gp41のN及びCらせんにかかる領域に対する強い反応性を示し、CD4に対するEnvの結合、そして今度はV3ループのCCR5又はその他の共受容体に対する結合の時点で発生することがわかっておりしかも必要であってウイルス外皮と細胞膜の融合に先行することがわかっているgp41の立体配座修正を表わしていた。従ってこれらのデータは、V3ループに対するTatの結合及びウイルス進入に必要とされるEnvに対するCCR5の結合の模倣と一貫性をもつ。最も重要なことに、これらのデータは、TatとΔV2Envの間の複合体が、HIVgp41に対する抗体を誘発でき、かくしてウイルス感染力を中和しうるということを表わしている。
これらの線形gp41エピトープは、ΔV2Env単独で免疫化されたマウス由来の血清により認識されず、TatとΔV2Envの間の複合体が新規免疫原であることを表わしている。
立体配座エピトープについては、エピトープ認識の類似の変化の確率が高い。
実施例9
Tat/ΔV2Env又はV3ループペプチド複合体での免疫化の時点での抗−Env抗体力価の増大は、Envに対するTh2応答の増大ではなく複合体中に存在する新しくより強力なB細胞エピトープの形成に起因する。
T細胞によるインターロイキン4(IL−4)の産生といったようなTヘルパー2型(Th2)応答が抗原に対する液性応答を生成するための鍵であるというのは、当該技術分野において周知のことである。かくして、ΔV2Env又はV3ループペプチドと組合わされたTatでの免疫化により惹起された抗−Env抗体力価の増大の少なくとも一部分は、複合体上の新しいエピトープの生成に加えて、Envに対するTh2応答の増加及び/又は広がりによって説明がつくと思われる。従って我々は、Th2応答に対するTat/ΔV2Env複合体での免疫の効果について調査した。
このために、TatとΔVA2Envの組合せ又はΔV2Env単独で免疫化されたマウス(プロトコルについては実施例7を参照のこと)を、IL−4 ELISPOT検定によりEnvに対する抗原特異的細胞応答について査定した。この検定は、IL−4の産生を測定し、当該技術分野において抗原又はT細胞エピトープペプチドに対するTh2応答を評価するために使用されている。ΔV2Env分子全体にかかる(11のアミノ酸が重複する)Env15量体を含有するペプチドのプールのマトリクスを用いて、抗−Env細胞応答を査定した。これらの実験は、Tatと組合わされたΔV2Envでの免疫がΔV2Env単独の場合と比べてEnvに対するTh2応答を増大も広げもしないものの同じEnvエピトープに対して導かれたTh2応答を惹起するということを示した。従って、これらのデータは、ΔV2Env又はV3ループペプチドと組合わされたTatでの免疫化の時点でのEnvに対する抗体力価の増大が、複合体形成時点での新規でさらに強力なB細胞エピトープの生成/暴露に起因するものであるということを表わしている。
実施例10
Tatは、両方の抗原で同時免疫化されたマウスにおけるEnvに対する細胞応答を広げる。
Tatがアジュバンドとして機能し抗原に対する細胞媒介免疫応答を増大させることができ、かつTh1表現型に向かっての免疫応答を二極化する、ということがわかっている(ファナーレス−ベァラッシオら、J Immunol 2002年;エンソリ、B.、国際公開第03/009867号パンフレット)。さらにTatは、プロテアソームによるそのプロセシングを改変することにより、抗原に対するTh1応答を広げる(エンソリら、PCT/EP2004/11950号明細書)。この結果として、通常亜優性である抗原性細胞毒性T細胞(CTL)エピトープに対する応答が誘発されることになる(エンソリら、PCT/EP2004/11950号明細書)。
1つの複合体の形に組合わされたTat及びEnvでの免疫化がTh1応答及びTatによる2極化に対して及ぼす効果を調査するため、TatとΔV2Envの組合せ又はΔV2Env単独で免疫化されたマウス由来の脾細胞によるγIFN(標準的Th1サイトカイン)の産生を、(11個のアミノ酸だけ重複している)Env15量体を含有するペプチドプールのマトリクスを用いて分析した(プロトコルについては実施例7を参照のこと)。抗−Envg−ELISPOTSは、ΔV2Env単独で免疫化されたマウスに比べてTat+ΔV2Envで免疫化されたマウスにおいて、より多数のペプチドプール及びエピトープ(示さず)に対するEnv特異的T細胞反応を表示した。これらのデータは、ΔV2Envと組合わされたTatが、すでに野生型Envと組合わされたTatについて示された通り、免疫化されたマウスにおけるEnvに対するTh1応答を広げる能力を維持する、ということを示している(エンソリら、PCT/EP2004/11950号明細書)。従って、Env複合体は、有効な/中和性液性応答を誘発すると同時にEnvに対するCTL応答を広げるための免疫原として使用可能である。

Claims (34)

  1. 第1及び第2のペプチドを含む複合体において、前記第1のペプチドがgp120のV3ループを含み、前記V3ループは前記第2のペプチド上の結合領域に連携するために利用でき、前記結合領域が配列番号1に記載の少なくとも残基21〜40及び46〜60、又は配列番号2に記載の残基301〜419と結合する能力をもつそれらのフラグメント、突然変異体若しくは変異体を含む、複合体。
  2. 第1及び第2のペプチドを含む複合体において、前記第1のペプチドがgp120のV3ループを含み、前記V3ループは前記第2のペプチド上の結合領域に連携するために利用でき、前記結合領域が配列番号1に記載の少なくとも残基21〜40及び46〜60を含む、複合体。
  3. 第1及び第2のペプチドを含む複合体において、前記第1のペプチドがgp120のV3ループを含み、前記V3ループは前記第2のペプチド上の結合領域に連携するために利用可能であり、前記結合領域はTatに由来し、リー(Lee)、B.ら、J.Biol.Chem.、1999年、第274号、9617〜9626頁に記載されたCCR5第2細胞外ループに対するモノクローナル抗体によって認識可能である、複合体。
  4. 前記Tat結合領域が、配列番号1に記載の少なくとも残基21〜60、又は配列番号2に記載の残基301〜419と結合する能力をもつそのフラグメント、突然変異体若しくは変異体を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合体。
  5. 生物学的に活性なTatを用いて調製される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の複合体。
  6. 前記V3ループを含む前記ペプチドが、V3ループに加えてEnvの一部又は全部を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の複合体。
  7. 前記V3ループを含む前記ペプチドが、配列番号2に記載の配列全て、又は配列番号1に記載の残基21〜60からなるペプチドと結合する能力をもつそのフラグメント、変異体若しくは突然変異体を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の複合体。
  8. 前記V3ループを含む前記ペプチドが、本質的にgp120の前記V3ループ領域からなる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の複合体。
  9. 前記V3ループを含む前記ペプチドが、配列番号2に記載の少なくとも残基301〜419、又は配列番号1に記載の残基21〜60から成るペプチドと結合する能力をもつそのフラグメント、変異体若しくは突然変異体を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の複合体。
  10. 一構成要素として、gp160の全部又は一部を有し、前記gp160がgp120の少なくともV3ループを含みかつ少なくともgp120のV2ループの大部分が欠失している、請求項1〜9のいずれか一項に記載の複合体。
  11. 一構成要素として、ΔV2Envを有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の複合体。
  12. 前記V3ループを含む前記ペプチドが、配列番号2で示されている少なくとも残基301〜419を含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の複合体。
  13. 機能的V3ループを暴露するべくEnvと相互作用する能力をもつ分子又は物質をさらに含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の複合体。
  14. 前記分子又は物質がCD4又はそのフラグメント、突然変異体若しくは変異体である、請求項13に記載の複合体。
  15. さらにヘパラン硫酸を含み、さらに前記ヘパラン硫酸を結合する能力をもつ少なくとも1つの他の分子を任意に含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の複合体。
  16. インテグリン、塩基性線維芽細胞成長因子、CD26、VEGF受容体及びケモカイン受容体から選択された物質をさらに含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の複合体。
  17. 前記Tat結合領域が、ヒト細胞のプロテアソームをTatに暴露することで生成可能なTatのフラグメントに含まれている、請求項1〜16のいずれか一項に記載の複合体。
  18. 前記Tatフラグメントが、Tatのシステイン、塩基性及びRGD領域を含むフラグメント;Tatのシステイン及び塩基性領域を含むフラグメント;Tatの塩基性及びRGD領域を含むフラグメント;及びTatの塩基性領域を単独で含むフラグメントから選択される、請求項17に記載の複合体。
  19. 前記ペプチドが架橋されている、請求項1〜18のいずれか一項に記載の複合体。
  20. それに対する抗体を産生するための、請求項1〜19のいずれか一項に記載の複合体の使用。
  21. モノクローナル細胞系を得るためのプロセスにおける、請求項20に記載の使用。
  22. 前記抗体が、未変性Tat、gp160、CD4若しくはgp120、CCR5及びgp120のV3ループ領域からなる群のいずれかを、前記群のその他のもののいずれかから単離する際に提示されたときに認識しないように選択され、但し請求項1〜19のいずれか一項に記載の複合体と結合する能力は有している、請求項21又は22に記載の使用。
  23. 請求項20〜22のいずれか一項に従って得られた抗体。
  24. ヒトに注射したときの有害な免疫反応を防止又は削減するようにヒト化されている、請求項23に記載の抗体。
  25. Tatを発現するウイルスの感染に対する予防的又は治療的受動免疫法における、請求項23又は24に記載の抗体の使用。
  26. 前記ウイルスがHIVである、請求項25に記載の使用。
  27. レシピエントが妊婦又は授乳期間中の母親である、請求項25又は26に記載の使用。
  28. ワクチン接種のための免疫原としての請求項1〜19のいずれか一項に記載の複合体の使用。
  29. 前記ウイルスがHIVである、請求項28に記載の使用。
  30. 注射に適したビヒクル内のペプチドの組合せとして提供される、請求項1〜19のいずれか一項に記載の複合体。
  31. 請求項1〜19のいずれか一項に記載の複合体の構成要素の少なくとも2つの別々の調製物を含むキット。
  32. 治療法における請求項1〜19のいずれか一項に記載の複合体の使用。
  33. ウイルス感染の治療又は予防のための薬剤の調整における請求項1〜19のいずれか一項に記載の複合体の使用であって、感染性ウイルスがある分子を発現させ、該分子が該分子、CD4及びCCR5の間で三重複合体を形成する能力を有する、使用。
  34. 患者からの試料が前記複合体に対する抗体を含有するか否かを立証するための請求項1〜19のいずれか一項に記載の複合体の使用。
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