JP2010508860A - パパイヤモザイクウイルスに基づくインフルエンザ用ワクチン - Google Patents

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Abstract

パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はパパイヤモザイクウイルスに由来するウイルス様粒子(VLP)と併用される1つ以上の抗原を含む抗原提示系(APS)が提供される。特に、1つ以上のウイルス抗原を含むAPSが提供される。APSは、例えばインフルエンザに対するワクチンとして使用することができる。APSに含まれる1つ以上の抗原は、PapMV又はPapMV VLPのコートタンパク質に結合することができ、又は結合しなくてもよい(すなわちPapMV又はPapMV VLPと分離していてもよい)。結合は、例えばコートタンパク質との遺伝子融合によって、又は共有結合、非共有結合又は親和力手段を通しての結合であり得る。

Description

本発明は、ワクチン製剤及びアジュバントの分野、特に植物ウイルス粒子に基づくインフルエンザワクチンに関する。
インフルエンザウイルスには3つの属、A、B及びC型があり、C型ウイルスは軽度の呼吸器系疾病を引き起こすだけであるが、これら3つの属は、それらのヌクレオキャプシド及び基質タンパク質の抗原性の相違によって同定され得る。一般に、インフルエンザA型株は、ヒト、家畜、海洋哺乳動物及び様々な鳥類を含む多くの脊椎動物に感染することができる。しかし、インフルエンザB及びC型は、主としてヒトに限定されるが、インフルエンザB型感染はブタにおいて、及びインフルエンザC型感染はアザラシにおいても認められてきた。インフルエンザA型及びB型はヒトにおいて最も有病率の高い型であり、米国だけで年間36,000人の死亡と114,000人の入院を引き起こす。最も近代的なインフルエンザワクチンはA型又はB型ウイルスを標的とし、大部分がA型を標的とする。
すべてのインフルエンザA型ウイルスの物理的構造は類似する。ウイルス粒子はエンベロープを持ち、球状及び糸状形態のいずれかであり得る。インフルエンザA型ウイルスはRNAウイルスであり、そのゲノムは、8分節の一本鎖RNA:ヘマグルチニンをコードするHA、ノイラミニダーゼをコードするNA、核タンパク質をエンコードするNP、2つの基質タンパク質(M1及びM2)をコードするM、2つの非構造タンパク質(NSI及びNEP)をコードするNS、RNAポリメラーゼをコードするPA、RNAポリメラーゼとPB1−F2タンパク質をエンコードするPBI、及びもう1つのRNAポリメラーゼをコードするPB2からなる。インフルエンザウイルスゲノムのこの分節性は、遺伝子全体がウイルスの異なる株の間で交換されることを可能にし、それが新しい毒性株の出現を導き、それ故予防及び/又は治療に対する課題を与える。インフルエンザウイルス株の多様性は、世界保健機構によって毎年決定される、その時点でより流行している株に従った毎年のワクチン接種の必要性をもたらす。
既存のヒトワクチンは3つの死滅又は弱毒化ウイルス株を含み、1つはA型(H3N2)ウイルス、1つはA型(H1N1)ウイルス、及び1つはB型ウイルスである。ウイルスの表面の接触可能な大型糖タンパク質である、ヘマグルチニン(HA)及びノイラミニダーゼ(NA)タンパク質は、感染における免疫応答の主要標的であり、免疫応答は、次に、これらのタンパク質のドリフト及びシフトを誘導する(非特許文献1)。表面糖タンパク質への免疫系の選択圧は、効率良く増殖し、新しい流行病を引き起こす突然変異したウイルスの出現を促進する。新たに出現した株は通常、その次のワクチンの成分として選択されるが、これは6〜8か月後まで市場に出回らないことがある。この期間中、循環ウイルスは進化する時間があり、それがワクチンの不完全な効果を生じさせる。ブタ及び鳥類の保有宿主におけるウイルスの再組合せ(reassortment)がサイクルを複雑にし、パンデミックの供給源となり得る。
H9N2インフルエンザウイルスは、例えば、過去20年間にわたって種々のアジア諸国の陸生家禽において定着し、同時にユーラシア大陸の多数の国々で様々な種類の陸生家禽における地方病となった(非特許文献2)。最近、種々の種類の家禽におけるH5N1の長期的な共循環が、H9N2及びH5N1インフルエンザウイルスにおける大きな遺伝的多様性の原因である頻繁な再組合せ現象を促進してきたことが明らかにされた。この状況は、パンデミックの潜在的可能性を有するインフルエンザウイルスの出現を促進する(非特許文献2)。そのため、家禽のワクチン接種はH9N2株の伝播を予防する上で有効であると考えられ、ヒトにおいても有毒であり得る新しいウイルスの出現の危険性を低下させ得る。
インフルエンザの生弱毒化経鼻ワクチン(Medlmmune Vaccines社製のFluMist(登録商標))は、ウイルス粒子の内部で認められる高度に保存されたタンパク質に対する細胞傷害性Tリンパ球(CTL)の誘導を通してインフルエンザの他の株に対するある程度のレベルの交差保護を提供し得る(非特許文献3)。インフルエンザ株に対する免疫防御を提供するワクチンを創製するためのもう一つのアプローチは、いくつかの普遍的インフルエンザ抗原を標的とすることである。25アミノ酸長のペプチドであるイオンチャネルタンパク質M2eのエクトドメインは一つの可能な標的である(非特許文献4)。M2eペプチドは、その安定性と免疫原性を高めるために、キーホールリンペットヘモシアニン及び髄膜炎菌(Neisseria meninigitidis)外膜タンパク質を含む様々な担体に結合され、インフルエンザ感染に対して部分的な防御を与えることが示された(非特許文献5)。M2eペプチドの防御能力は部分的でしかないと考えられ、そのため、各年のインフルエンザワクチン中に追加成分として含め得ることが提案されている(非特許文献3)。しかし、脂質複合体への組込みのために疎水性タンパク質へのM2eペプチドの化学的架橋が用いられており、生じたリポソームベースのワクチンは、様々なインフルエンザウイルス株での抗原投与に対してマウスを防御する上で成功を収めた(非特許文献6)。
ミョウバン(非特許文献7)、市販のコレラ毒素(非特許文献8)又はモノホスホリル脂質Aのような市販のアジュバントの添加は、アジュバントを含まないM2媒介性防御と比較して、罹病率(体重減少、体温低下)及び認められる症状を軽減した(非特許文献4)。
万能インフルエンザワクチンへのもう一つのアプローチは、HA及びNAに対する中和抗体ではなく、CTLに基づく免疫を惹起するために基質タンパク質(M1)又はヌクレオキャプシド(NP)のような保存された内部タンパク質を使用することである。CTLは、MHCクラスI複合体に負荷されたインフルエンザペプチドの特異的認識によって感染細胞を排除する。感染細胞の表面に位置するMHCクラスI複合体は、M1やNPのような高度に保存されたタンパク質に由来するペプチドを効率良く提示する。精製NP又はM1の注入が単独で防御的CTL応答を開始させる可能性は低く、標的タンパク質が、アジュバント又は、アデノウイルスベクター(非特許文献9及び10)及びDNAワクチン(非特許文献11及び12)のような、保存されたエピトープに対するCTL応答を発現することを目的とした送達システムと結合しなければならない。しかし、アデノウイルスベクターは、APCへのそれらの侵入を阻害する抗体によって中和され得(非特許文献13)、またDNAワクチンは大型動物において免疫原性でなく、それらの免疫原性を高めるためにCpGのようなアジュバントの添加を必要とする(非特許文献14)。
ワクチン開発のための数多くの新しいアプローチの中で、ウイルスのヌクレオキャプシドで作られたウイルス様粒子(VLP)が有望な方策として浮上してきた。これまでに、2つのVLPワクチン、B型肝炎ウイルス(HBV)及びヒト乳頭腫ウイルス(HPV)がヒトにおいて効率的に機能することが示された(非特許文献15及び16)。ヒト乳頭腫ウイルス(HPV)主要キャプシドタンパク質L1から作製されるVLPは、例えば、女性において子宮頸癌の発症に対し100%の防御を与えることが示された(非特許文献16及び17、また特許文献1も参照のこと)。バクテリオファージQβ(非特許文献18)、ウイルスコアタンパク質で作製されるB型肝炎ウイルスVLP(非特許文献19及び20)、及びパルボウイルスVLP(非特許文献21及び22)などのプラットフォームも、エピトープを担持し、強力な抗体応答を誘導する能力を示した。
外因性抗原と共にマウスに独立して投与したときブタパルボウイルス(PPV)VLPがアジュバントとして働く能力も記述されている(非特許文献23)。
インフルエンザウイルスVLPも当技術分野において記述されている(特許文献2〜4参照)。B型肝炎ウイルス(HBV)(非特許文献24)又はヒト乳頭腫ウイルス(HPV)(非特許文献25)へのM2eペプチドの化学的架橋及びHBVコートタンパク質とM2eペプチドのインフレーム融合(非特許文献4及び24、及び特許文献5)はすべて、インフルエンザウイルスでの抗原投与に対してマウスを防御することに成功した。インフルエンザウイルスヘマグルチニン又は核タンパク質エピトープに融合した酵母レトロトランスポゾンTy p1タンパク質から作製されたキメラVLPも記述されている(特許文献6)。
エピトープ提示系としての植物ウイルスからのVLPの使用方法が述べられている。植物ウイルスは、主として高度に免疫原性であるタンパク質からなり、複雑で反復的な結晶性機構を有する。加えて、それらは動物免疫系とは系統発生的に異なり、そのことが植物ウイルスをワクチン開発のための良好な候補物質にしている。例えばササゲモザイクウイルス(CPMV)、タバコモザイクウイルス(TMV)及びアルファルファモザイクウイルス(AIMV)は、対象とするエピトープの提示のために改変された(非特許文献26及び27)。特許文献7は、例えばペプチドエピトープの提示のために使用できる、コートタンパク質及び非ウイルスタンパク質を含むキメラウイルス様粒子について記載している。特許文献8は、植物ウイルスコートタンパク質、特に、病原性微生物のエピトープを含み得る、リンカーによってN末端で対象ポリペプチドに融合されたトバモウイルスコートタンパク質を述べる。特許文献9は、外来性ペプチド、特にニューカッスル病ウイルス又はヒト免疫不全ウイルス(HIV)エピトープに融合したジャガイモYウイルスコートタンパク質及びトランケート型インゲンマメ黄斑モザイクウイルスコートタンパク質のいずれかを含むワクチンを記述する。また、特許文献10は、アルファルファモザイクウイルス又はイラルウイルスキャプシドタンパク質と病原体エピトープのようなポリペプチドの融合物を、免疫応答を惹起するために動物に投与する方法について記載している。
パパイヤモザイクウイルス(PapMV)のコートタンパク質に由来するVLP及び免疫増強剤としてそれらの使用方法が記述されている(特許文献11)。大腸菌におけるPapMVの発現は、反復的及び結晶性に組織された数百のCPサブユニットからなるVLPの自己組織化を導く(非特許文献28)。PapMV CP欠失構築物の発現及び精製の試験は、CPサブユニットの自己組織化(又は多量体化)が機能のために重要であることをさらに示す(非特許文献29)。
HIV(gp41又はgpl20)、HCV(NS3、E1又はE2)、EBV(EBNA−3A、3B又は3C)又はインフルエンザウイルス(基質タンパク質又はヘマグルチニン)からの抗原決定基を担持するジャガイモXウイルス(PVX)に由来するVLPについて記載されている(特許文献12)。HIVエピトープを担持するPVX VLPが、体液性及び細胞媒介性経路によってマウスにおける抗体産生を誘導する能力。付加的なアジュバントが、この作用を増強するためにPVX VLPと共に使用された。
B型肝炎コアタンパク質又はパルボウイルスVLPは、それらが遺伝情報を担持せず、陥入した細胞内で活発に複製することができないときでさえもCTL応答を誘導することが報告された(非特許文献30及び31)。リンパ球脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)又はニワトリ卵アルブミンからのエピトープを担持するそのようなVLPのインビボでの樹状細胞による交差提示も記述されている(非特許文献30及び32)。LCMVからのエピトープを担持するB型肝炎コアタンパク質VLPがCTL応答をプライミングする能力も記述されているが、このVLPは、単独で投与したときCTL応答を誘導することができず、ウイルス抗原投与からの有効な防御を媒介することができなかった。有効なCTL応答は、VLPを抗CD40抗体又はCpGオリゴヌクレオチドと共に使用したときにのみ誘導された(非特許文献33)。それよりも早期の報告は、LCMVからのペプチドを担持するブタパルボウイルス様粒子(PPMV)が、致死的なLCMV抗原投与からマウスを防御できることを示した(非特許文献34)。
親和性ペプチドに融合したパパイヤモザイクウイルスVLPが、真菌性疾患の検出におけるモノクローナル抗体の代替物として提案されている(非特許文献35)。ネコブカビ(プラスモジオフォラ・ブラシカ(Plasmodiophora brassicae))胞子に高い結合活性で結合することができるVLPが開発され、1つの構築物の胞子への結合がポリクローナル抗体と同等のレベルであることが明らかにされた。
この背景情報は、出願人が本発明に関連する可能性があると考える情報を明らかにするために提供するものである。前記情報のいずれかが本発明に対する先行技術を構成することの承認を必ずしも意図せず、またそのように解釈されるべきではない。
国際特許出願第PCT/US01/18701号(国際公開第02/04007号パンフレット) 国際特許出願第PCT/US2004/022001号(国際公開第2005/020889号パンフレット) 米国特許出願第2005/0186621号明細書 米国特許出願第2005/0009008号明細書 米国特許出願第2003/0202982号明細書 米国特許第6060064号明細書 国際特許出願第PCT/GB97/01065号(国際公開第97/39134号パンフレット) 国際特許出願第PCT/US01/07355号(国際公開第01/66778号パンフレット) 国際特許出願第PCT/US01/20272号(国際公開第02/00169号パンフレット) 米国特許第6042832号明細書 国際特許出願第PCT/CA03/00985号(国際公開第2004/004761号パンフレット) 欧州特許出願第1167530号明細書
Fier et al.,2004,Virus Research 103:173−176 Xu et al.,2007,J.Virol.81:10389−10401 Kaiser,2006,Science 312:380−383 Neirynck et al.,1999,Nat Med 5:1157−1163 Fan et al.,2004,Vaccine 22:2993−3003 Ernst et al.,2006,Vaccine 24:5152−5158 De Filette et al.,2005,Virology 337:149−161 De Filette et al.,2006,Vaccine 24:544−551 Bangari and Mittal,2006,Curr Gene Ther 6:215−226 Ghosh et al.,2006,Appl Biochem Biotechnol 133:9−29 Laddy and Weiner,2006,Int Rev Immunol 25:99−123 Stan et al.,2006,Hematol Oncl Clin North Am 20:613−636 Palker et al.,2004,Virus Res 105:183−194 Klinman D.M.,(2006)Int Rev Immunol.25;135−154 Fagan et al.,1987,J.Med.Virol,21:49−56 Harper et al.,2004,Lancet,364:1757−1765 Ault,K.A.,2006,Obstet.Gynecol.Surv.61:S26−S31 Maurer et al.,2005,Eur.J.Immunol.35:2031−2040 Mihailova et al.,2006,Vaccine 24:4369−4377 Pumpens et al.,2002,Intervirology 45:24−32 Antonis et al.,2006,Vaccine 24:5481−5490 Ogasawara et al.,2006,In Vivo 20:319−324 Biosgerault et al.,2005,J.Immunol.174:3432−3439 Jegerlehner et al.,2002,Vaccine 20:3104−3112 Ionescu et al.,J.Pharm.Sci.95:70−79 Canizares,M.C.et al.,2005,Immunol.Cell.Biol.83:263−270 Brennan et al.,2001,Molec.Biol.17:15− 26 Tremblay et al.,2006,FEBS J 273:14 Lecours et al.,2006,Protein Expression and Purification,47:273−280 Ruedl et al.,2002,Eur.J.Immunol.32;818−825 Martinez et al.,2003,Virology,305;428−435 Moron,et al.,2003,J.Immunol.171:2242−2250 Storni,et al.,2002,J.Immunol.168:2880−2886 Sedlik,et al.,2000,J.Virol.74:5769−5775 Morin et al.,2007,J.Biotechnology,128:423−434[2006年10月26日の印刷に先立つ電子出版]
本発明の目的は、パパイヤモザイクウイルスに基づくインフルエンザ用ワクチンを提供することにある。
本発明の一つの態様に従って、パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はPapMVコートタンパク質を含むVLPと併用される1つ以上のインフルエンザウイルス抗原を含む抗原提示系が提供される。
もう一つの態様に従って、本発明の1つ以上の抗原提示系を含有するインフルエンザワクチン組成物が提供される。
本発明のもう一つの態様に従って、1つ以上のインフルエンザウイルス抗原に融合したパパイヤモザイクウイルスコートタンパク質を含むポリペプチドが提供される。
もう一つの態様に従って、本発明のポリペプチドをエンコードするポリヌクレオチドが提供される。
本発明のもう一つの態様に従って、動物においてインフルエンザウイルス免疫応答を誘導するための抗原提示系の使用方法が提供され、前記抗原提示系は、パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はPapMVコートタンパク質を含むVLPと併用される1つ以上のインフルエンザウイルス抗原を含む。
本発明のもう一つの態様に従って、動物においてインフルエンザウイルス免疫応答を誘導するための、抗原提示系及びアジュバント又はオプソニンを含有する組成物の使用方法が提供され、前記抗原提示系は、パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はPapMVコートタンパク質を含むVLPと併用される1つ以上のインフルエンザウイルス抗原を含む。
もう一つの態様に従って、薬剤の製造における本発明の抗原提示系の使用方法が提供される。
本発明のもう一つの態様に従って、インフルエンザウイルスに対する免疫応答を誘導する方法が提供され、前記方法は、1つ以上の抗原提示系を含有する組成物の有効量を動物に投与することを含み、前記抗原提示系の各々は、パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はPapMVコートタンパク質を含むVLPと併用される1つ以上のインフルエンザウイルス抗原を含む。
本発明のもう一つの態様に従って、インフルエンザウイルスに対する免疫応答を誘導する方法が提供され、前記方法は、アジュバント又はオプソニン及び1つ以上の抗原提示系を含有する組成物の有効量を動物に投与する工程を含み、前記抗原提示系の各々は、パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はPapMVコートタンパク質を含むVLPと併用される1つ以上のインフルエンザウイルス抗原を含む。
本発明のこれら及び他の特徴は、添付の図面を参照する以下の詳細な説明においてより明らかになる。
(A)パパイヤモザイクウイルス(PapMV)コートタンパク質についてのアミノ酸配列(GenBankアクセション番号NP_044334.1;配列番号1)、(B)PapMVコートタンパク質をエンコードするヌクレオチド配列(GenBankアクセション番号NC_001748(ヌクレオチド5889−6536);配列番号2)、(C)突然変異型PapMVコートタンパク質CPΔN5のアミノ酸(配列番号3)、(D)そのC末端でインフルエンザウイルス株H1N1(A/New Caledonia/20/99)からのM2eペプチド(下線部)に融合し、6×Hisタグを含む、突然変異型PapMVコートタンパク質CPΔN5−SMのアミノ酸配列(配列番号4)、(E)(D)に示されるタンパク質をエンコードするヌクレオチド配列(配列番号5)、(F)C末端に制限部位Spe)−MluIを含む突然変異型PapMVコートタンパク質CPΔN5(CPΔN5−SM)のアミノ酸配列(配列番号46)、(G)そのC末端でインフルエンザウイルス株H9N2からのM2eペプチド(下線部)に融合し、6×Hisタグを含む、突然変異型PapMVコートタンパク質CPΔN5−SMのアミノ酸配列(配列番号47)、(H)そのC末端でインフルエンザウイルス株H9N2からのM2eペプチド(下線部)に融合し、コートタンパク質配列とM2eペプチド配列の間に挿入されたグリシンスペーサ(太字)を有しており、同時に6×Hisタグを含む、PapMVコートタンパク質CPΔN5−SMのアミノ酸配列(配列番号48)、(I)そのC末端でインフルエンザウイルス株H3N8からのM2eペプチドに融合し、6×Hisタグを含む、PapMVコートタンパク質をエンコードするヌクレオチド配列(配列番号56)、(J)図1Iに示される配列によってエンコードされるアミノ酸配列(配列番号57)、H3N8 M2eペプチド配列に下線を付している、(K)そのC末端でインフルエンザウイルス株H5N1からのM2eペプチドに融合し、6×Hisタグを含む、PapMVコートタンパク質CPΔN5−SMをコードするヌクレオチド配列(配列番号58)、(L)図1Kに示される配列によってコードされるアミノ酸配列(配列番号59)、H5N1 M2eペプチド配列に下線を付している、及び(M)(F)に示すCPΔN5−SMのアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列(配列番号49)を示す。 野生型(WT)PapMV及び組換え突然変異型PapMVコートタンパク質CPΔN5、E128A又はK97Aを含むPapMVウイルス様粒子(VLP)の円偏光二色性(CD)スペクトルを示す;(A)は、WTウイルス(黒色の線)、CPΔN5(点線)及びE128A VLP(灰色の線)の遠紫外スペクトルを示し、(B)は、酢酸法によるWTウイルスからの単離ディスク(黒色の線)及びCPΔN5タンパク質(ディスク)の高速上清(点線)の遠紫外スペクトルを示し、(C)は、CPΔN5タンパク質(ディスク)(点線)及びK97Aタンパク質(灰色の線)の遠紫外スペクトルを示し、(D)は、250〜350nmの間のCPΔN5及びE128A VLPの遠紫外スペクトルを示し、及び(E)は、250〜350nmの間のCPΔN5及びK97Aディスクの遠紫外スペクトルを示す。 組換え突然変異型PapMVコートタンパク質、CPΔN5及びK97Aのゲルろ過分析の結果を示す;(A)は、CPΔN5精製タンパク質(黒色の線;灰色の線:分子量マーカー)についてのタンパク質溶出プロファイルを表し、(B)は、CPΔN5精製タンパク質(黒色の線)及びK97A精製タンパク質(灰色の線)についてのタンパク質溶出プロファイルを表す。 組換え突然変異型及び野生型(WT)PapMVコートタンパク質についての円偏光二色性(CD)スペクトルの温度誘導性変性曲線を示す;(A)は、CPΔN5及びE128A突然変異型VLP及びWTウイルスについてのプロファイルを示し、及び(B)は、CPΔN5及びWTディスクについてのプロファイルを示す。スペクトルは平均残基楕円率の単位で示されている。変性を、222nmの[Q]を温度の関数として記録することによって観測した。示されているすべてのCDスペクトルは、10mM NaP緩衝液、pH7.2中1mg/mlの濃度のタンパク質に関して生成された。 (A)PapMVコートタンパク質(PapMV)と、インフルエンザM1タンパク質(57〜65位;PapMV Fluと称する)又はgp100(210位のMを含む209〜217位;PapMV gp100と称する)からのHLA−A0201制限エピトープを含む修飾PapMV構築物のC末端配列のアラインメント、及び(B)組換え自己組織化PapMV試料の各々の電子顕微鏡画像を示す。 合成から2か月後及び7か月後の、組換えPapMVコートタンパク質(PapMV)及びコートタンパク質融合物(PapMV−gp100及びPapMV−Flu)の安定性についてのSDS−PAGE分析の結果を示す。7か月目の古いタンパク質製剤を23℃又は37℃でさらに7日間インキュベートした場合、及びプロテイナーゼKで5分間処理した後に負荷緩衝液を添加し、沸騰水中でインキュベートした場合の結果も示されている。 2つの異なるソースのAPCにパルスされたとき、両方の抗原からのMHCクラスIエピトープが交差提示され得ることを示す。CD40活性化Bリンパ球及びDCをHLA−A0201ドナーから調製し、指示されている様々な濃度の試料を18時間パルスした。パルスした細胞を洗浄し、gp100(A)又はFLU(B)特異的T細胞をさらに18時間添加した。T細胞活性化の証拠が、ELISAアッセイにより測定されたIFN−γ分泌によって明らかにされた。 (A)PapMV Flu又はPapMV gp100をパルスした、HLA−A02陽性又は陰性ドナーから調製されたCD40活性化Bリンパ球を、FLU(左のパネル)又はgp100(右のパネル)特異的T細胞と共培養すること、及び(B)HLA−A0201及びgp100黒色腫系統又はPapMV FluをパルスしたHLA−A02 CD40活性化B細胞を、MHCクラスI、クラスII又はHLA−DR抗原をブロックする抗体と共にインキュベートすることによる結果を示す。その後FLU又はgp100特異的T細胞を添加した。結果はIFN−γ分泌アッセイに基づく認識のパーセンテージとして示されており、100%は陽性対照によって分泌される量に相当する。 PapMVによって媒介されるMHCクラスI交差提示がプロテアソーム非依存性であることを示す。HLA−A0201及びgp100黒色腫系統又はPapMV FluをパルスしたHLA−A02 CD40活性化B細胞を、MHCクラスI、クラスII又はHLA−DR抗原をブロックする抗体と共にインキュベートした。次にFLU又はgp100特異的T細胞を添加した。結果はIFN−γ分泌アッセイに基づく認識のパーセンテージとして示されており、100%は陽性対照によって分泌される量に相当する。 PapMV FluをパルスしたAPCによるインフルエンザM1タンパク質からのHLA−A0201エピトープに特異的なTリンパ球の増殖の分析を示す。(A)HLA−A2正常ドナーからのPBMCを、自家CD40活性化B細胞(モック)又はPapMV、PapMV Flu又はPapMV gp100のいずれかをパルスしたCD40活性化B細胞と共培養した。培養した細胞を7日目に再刺激し、IL−2を種々の時点で添加した。増殖した細胞の特異性を、15日目にFlu又はgp100からのHLA−A0201ペプチドをパルスしたT2細胞との共培養によって評価した。IFN−γ分泌細胞の頻度をELISPOTによって測定した。(B)増殖した培養T細胞をパルスしたCD40活性化Bリンパ球と共培養した。 図10のように処理した増殖T細胞のIFN−γ分泌の分析の結果を示す。 図12は、(A)PapMVコートタンパク質(PapMV)、及びM2eエピトープと融合した修飾PapMVコートタンパク質(インフルエンザウイルス株H1N1 A/New Caledonia/20/99;PapMV−M2eと称する)のC末端配列、及び(B)PapMV及びPapMV−M2e VLPの電子顕微鏡画像を示す。 PapMV VLP、PapMV−M2e VLP、PapMV−M2eディスク又はPapMV−M2e VLP+IgG(PapMV−M2e VLPで2回免疫したマウスのプールから単離した血清0.5μlをVLPに添加して、抗体でタンパク質をオプソニン化した)100μgを2回(0日目と15日目)皮下注射したBalb/Cマウスにおける抗体応答を示す。各々のマウスについてのIgG力価を示す。各処置につき20匹のマウスを免疫した。 インフルエンザウイルス株H1N1 A/WSN/33(3×LD50)に対する保護アッセイの結果を示す。PapMV VLP、PapMV−M2e VLP、PapMV−M2eディスク又はPapMV−M2e VLP+IgG(PapMV−M2e VLPで2回免疫したマウスのプールから単離した血清0.5μlをVLPに添加し、抗体でタンパク質をオプソニン化した)100μgを用いて、2週間の間隔を置いて(−30日目と−15日目)皮下注射によりマウスに2回ワクチン接種した。 PapMV−M2e VLP(A)又はPapMV−M2e VLP+IgG(B)でワクチン接種したマウスにおいて測定したIgG2aとIgG2bのレベルの間の相関及びインフルエンザウイルス株H1N1(A/WSN/33)の3×LD50の抗原投与を生き延びるそれらの能力を示す。感染を生き延びた動物を囲みのない点として示す。 インフルエンザウイルス株H1N1(A/WSN/33)の3×LD50の抗原投与を生き延びたワクチン接種マウスについての体重減少データを示す。抗原投与を生き延びた、PapMV−M2e VLPでワクチン接種した9匹の動物及びPapMV−M2e VLP+IgGでワクチン接種した16匹の動物の体重を2、5、6、7、8、9、10、12及び20日目にプールした。 CD−1マウスにおいて惹起した、背側空気嚢におけるPapMVCP及びLPSの炎症前応答の比較を示す。データは5匹のマウスの平均±SEMを表す。結果は2回の同一の独立した実験を代表する。 多量体PapMVCP−E2(VLP)、単量体対応物(PapMVCP27−215−E2)、HCV E2ペプチド単独、又はPBS(ELISAプレートをPapMV−CP又はPapMV27−215で被覆した)を皮下注射したC3H/HeJマウスにおけるPapMVキャプシドタンパク質に特異的なIgG抗体応答を示す。データは4匹のマウスからの抗体価の平均を表す。これらの結果は、2回の同一の独立した実験を代表する。グラフ上の黒い矢印は15日目のブースター注射を示す。 植物から単離した精製PapMVが、0日目に抗原単独、抗原+PapMV、フロイント完全アジュバント(FCA)又は大腸菌O111:B4からのLPSで免疫したBALB/cマウス(各群につき3匹)において、モデル抗原である(A)ニワトリ卵白リゾチーム(HEL)及び(B)オボアルブミン(OVA)に対する抗体応答を増強する能力を示す。2回の実験からの代表的結果を示す。免疫動物から収集した血清の抗体を、モデル抗原(HEL又はOVA)に関するELISAによって(C)IgG1、(D)IgG2a及び(E)IgG2bにアイソタイプ分類した。 PapMVコートタンパク質(CP)親和性ペプチド融合物を含む標識VLPのネコブカビ胞子への結合の蛍光活性化セルソーティング(FACS)分析を示す(融合物を含まないPapMV VLP(CP);陰性対照ペプチドに融合したPapMV VLP(CP−Neg);ペプチドAに融合したPapMV VLP(CP−A);ペプチドBに融合したPapMV VLP(CP−B);ペプチドCに融合したPapMV VLP(CP−C))。 FACS分析を用いて、PapMVコートタンパク質(CP)親和性ペプチド融合物を含む標識VLPのネコブカビ胞子への結合の結合活性の改善を明らかにする。(A)CPのC末端とペプチドAの間に一続きの3つのグリシンを付加すると(CP−GlyA)、CP−Aと比較してネコブカビの休止胞子に対する結合活性の改善をもたらし、(B)CP−AAを生成するペプチドAの重複は、CP−Aと比較して結合活性を改善した。 (A)組換えPapMVコートタンパク質(PapMVCP)及びM2eペプチドに融合した組換えPapMVコートタンパク質(PapMVCP−M2e)のSDS−PAGE(左のパネル)及び抗PapMVCP抗体を用いたウエスタンブロット法(右のパネル)、及び(B)PapMVCPウイルス様粒子(VLP)(左のパネル)、PapMVCP−M2eディスク(中央のパネル)及びPapMVCP−M2e VLP(右のパネル)の電子顕微鏡写真を示す。バーは200nmである。 (A)PBS、PapMVCP VLP 100μg、M2ペプチド10μgとPapMVCP VLP、又はPapMVCP−M2e VLP単独で2回免疫したBALB/cマウスにおけるインフルエンザM2エピトープに対するIgG及びIgG2a抗体価を示す。結果は、O.D.値がBALB/cマウスからの免疫前血清の1:50希釈で得られたバックグラウンド値よりも3倍高い、抗体の終点力価として表されている。データは5匹のマウスの平均±SEMを表す。(B)ELISAによって測定された、A/WSN/33インフルエンザ株(H1N1)に感染させた細胞によるワクチン接種マウスからの血清の結合。非感染細胞を陰性対照として使用している。結果は2回の同一の独立した実験を代表する。 A/WSN/33インフルエンザウイルス(H1N1)の1LD50による感染(28日目)の前に、PBS、PapMVCP VLP、PapMVCP−M2e VLP又はPapMVCP−M2eディスクで2回(0日目と14日目)免疫したマウスにおける(A)インフルエンザM2エピトープに対するIgG及びIgG2a抗体価、及び(B)体重を示す。抗体価は、BALB/cマウスからの免疫前血清の1:50希釈から得られたバックグラウンド値よりも3倍高いO.D.値として定義される、抗体の終点力価として表されている。体重は感染後の8日目に測定し、初期体重のパーセンテージとして表されている。データは20匹のマウスの平均±SEMを表す。 PBS、PapMVCP VLP(PapMVCP)、PapMVCP−M2e VLP(PapMVCP−M2e)、又はPapMVCP(PapMVCP−M2e/CP)又はミョウバン(PapMVCP−M2e/Alum)のいずれかのアジュバントを添加したPapMVCP−M2e VLPで3回(0、14及び28日目)免疫し、その後インフルエンザウイルスで抗原投与したBALB/cマウスからの(A)3回の免疫後のインフルエンザM2e抗体応答についてのIgGアイソタイプ決定、(B)直腸温度測定、(C)体重、(D)生存率及びカプラン−マイヤー分析の結果、(E)肺ウイルス力価及び(F)気管支肺胞洗浄液における抗M2抗体価の結果を示す。体重及び肺における抗M2抗体価は、感染後7日目に測定された。38日目に、マウスから採血し、血清抗体レベル(力価測定)を測定した。42日目に、マウスをA/WSN/33インフルエンザウイルス(H1N1)の4LD50で感染させた。49日目に、各群のマウスの半数(5/10)を気管支肺胞洗浄液(BAL)及び肺ウイルス力価測定のために犠死させた。残りのマウス(5/10)を生存率に関して分析した。抗体価の結果は、BALB/cマウスからの免疫前血清の1:50希釈から(A)、又はBALB/cマウスからの免疫前BALの1:5希釈から(F)得られたバックグラウンド値よりも3倍高いO.D.値として定義される、抗体の終点力価として表されている。データは、10匹(A−C)又は5匹(D−F)のマウスの平均±SEMを表す。 PBS、PapMVCP VLP(PapMVCP)、PapMVCP−M2e VLP(PapMVCP−M2e)、抗PapMVCPモノクローナル抗体(mAb)、抗PapMVCPモノクローナル抗体(mAb)でオプソニン化したPapMVCP−M2e VLP(IC[mAb/PapMVCP−M2e])、ポリクローナル抗PapMVCP−M2e抗体(pAb)、又は抗PapMVCPポリクローナル抗体(pAb)でオプソニン化したPapMVCP−M2e VLP(IC[pAb/PapMVCP−M2e])で3回(0、14及び28日目)免疫したBALB/cマウスにおける(A)3回の免疫後のインフルエンザM2エピトープ抗体応答についてのIgGアイソタイプ決定、(B)直腸温度測定、(C)体重、(D)生存率及びカプラン−マイヤー分析の結果、(E)肺ウイルス力価及び(F)肺抗M2抗体価の結果を示す。体重及び肺抗M2抗体価は、感染後7日目に測定された。38日目に、血清抗体価測定のためにマウスから採血した。42日目に、マウスをA/WSN/33インフルエンザウイルス(H1N1)の4LD50で感染させた。49日目に、各群のマウスの半数(5/10)を気管支肺胞洗浄液(BAL)及び肺ウイルス力価測定のために犠死させ、残りのマウス(5/10)は生存率に関して分析された。データは、10匹(A−C)又は5匹(D−F)のマウスの平均±SEMを表す。抗体価の結果は、BALB/cマウスからの免疫前血清の1:50希釈(A)、又はBALB/cマウスからの免疫前BALの1:5希釈(F)に関して得られたバックグラウンド値よりも3倍高いO.D.値として定義される、抗体の終点力価として表されている。 PBS、PapMVCP VLP(PapMVCP)、又は超遠心していないPapMVCP−M2em VLPとより低い分子量のタンパク質(ディスク、二量体及び単量体)の混合物(PapMVCP−M2em)で3回(0、14及び28日目)免疫したBALB/cマウスについての(A)インフルエンザM2エピトープ抗体応答についてのIgGアイソタイプ決定、(B)直腸温度測定、(C)体重、及び(D)生存率及びカプラン−マイヤー分析の結果を示す。体重は、抗原投与後8日目に測定された。38日目に、血清抗体価測定のためにマウスから採血した。42日目に、マウスをA/WSN/33インフルエンザウイルス(H1N1)の1LD50で感染させた。結果は、BALB/cマウスからの免疫前血清の1:50希釈に関して得られたバックグラウンド値よりも3倍高いO.D.値として定義される、抗体の終点力価として表されている。 PBS、PapMVCP VLP(PapMVCP)、VLPとより低い分子量のタンパク質(ディスク、二量体及び単量体)からなるPapMVCP−M2e混合物(PapMVCP−M2em)、PapMVCP(PapMVCP−M2em/PapMVCP)又はミョウバン(PapMVCP−M2em/Alum)のいずれかのアジュバントを添加したPapMVCP−M2emで3回(0、14及び28日目)免疫したBALB/cマウスについての(A)インフルエンザM2エピトープ抗体応答についてのIgGアイソタイプ決定、(B)直腸温度測定、(C)体重、及び(D)生存率及びカプラン−マイヤー分析の結果を示す。体重は、抗原投与後7日目に測定された。38日目に、血清抗体価測定のためにマウスから採血した。42日目に、マウスをA/WSN/33インフルエンザウイルス(H1N1)の4LD50で感染させた。結果は、BALB/cマウスからの免疫前血清の1:50希釈に関して得られたバックグラウンド値よりも3倍高いO.D.値として定義される、抗体の終点力価として表されている。データは、10匹のマウス(D−F)の平均±SEMを表す。 PBS、PapMVCP VLP(PapMVCP)、VLPとより低い分子量のタンパク質(ディスク、二量体及び単量体)からなるPapMVCP−M2e混合物(PapMVCP−M2em)、抗PapMVCPモノクローナル抗体(mAb)、抗PapMVCPモノクローナル抗体(mAb)でオプソニン化したPapMVCP−M2em(IC[mAb/PapMVCP−M2em])、ポリクローナル抗PapMVCP−M2e抗体(pAb)、又は抗PapMVCPポリクローナル抗体(pAb)でオプソニン化したPapMVCP−M2em VLP(IC[pAb/PapMVCP−M2e])で3回(0、14及び28日目)免疫したBALB/cマウスについての(A)3回の免疫後のインフルエンザM2エピトープ抗体応答についてのIgGアイソタイプ決定、(B)直腸温度測定、(C)体重、(D)生存率及びカプラン−マイヤー分析の結果を示す。体重は感染後7日目に測定された。38日目に、血清抗体価測定のためにマウスから採血した。42日目に、マウスをA/WSN/33インフルエンザウイルス(H1N1)の4LD50の投与で感染させた。49日目に、マウスを生存率に関して分析した。データは10匹のマウスの平均±SEMを表す。抗体価の結果は、BALB/cマウスからの免疫前血清の1:50希釈(A)に関して得られたバックグラウンド値よりも3倍高いO.D.値として定義される、抗体の終点力価として表されている。 PapMV−M2e VLP 25μgで3回ワクチン接種したフェレットにおける(A)M2eペプチド又は(B)ウイルス感染細胞に対する血清IgG抗体応答、及び同じ動物においてPR8/New Caledoniaワクチン混合物の10感染用量での鼻内抗原投与後に認められた臨床徴候、(C)体温及び(D)体重を示す。ワクチン接種した動物を黒色で示し、対照動物を灰色で示す。 PapMV−M2e VLP 25μgで2回、及び3回目はPapMV−M2e VLP 250μgでワクチン接種し、続いて10TCID50インフルエンザウイルス株A/USSR/77で鼻内抗原投与したフェレットにおける、(A)M2ペプチドに対する血清IgG抗体価、(B)ウイルス感染細胞に対する血清IgG抗体価、(C)体温、(D)体重、及び(E)鼻洗浄液におけるウイルス力価(最初の4日間は毎日、その後は1日おきに限界希釈によって測定した)を示す。ワクチン接種した動物を黒色で示し、対照動物を灰色で示す。 (A)PapMV CPとH9N2 M2eの間に挿入されたグリシンスペーサ(下線部)を含む(H9N2 PapMV−3GLM2e)又は含まない(H9N2 PapMV−M2e)、PapMV CPとタンパク質のC末端に位置する6×Hisタグ(6His)の間に融合されたH9N2 M2eペプチド(太字)を含むPapMVコートタンパク質のC末端配列、(B)精製H9N2 PapMV−M2e及びH9N2 PapMV−3GLM2eタンパク質のSDS−PAGE(レーン:1.分子量マーカー、2.IPTGによるタンパク質H9N2 PapMV−3M2eの発現の誘導前の全細菌溶解産物、3.IPTGによるタンパク質H9N2 PapMV−3M2eの発現の誘導後の全細菌溶解産物、4.2番目のゲル上の、分子量マーカー、5.ニッケルカラムでの親和性による組換え精製H9N2 PapMV−M2eタンパク質、6.3番目のゲル上の、分子量マーカー、7.IPTGによるタンパク質H9N2 PapMV−3GLM2eの発現の誘導前の全細菌溶解産物、8.IPTGによるタンパク質H9N2 PapMV−3GLM2eの発現の誘導後の全細菌溶解産物、9.精製H9N2 PapMV−3GLM2eタンパク質)、(C)精製H9N2 PapMV−M2e及びH9N2 PapMV−3GLM2e VLPのFPLCプロファイル、及び(D)PapMV VLP、H9N2 PapMV−3GLM2e VLP及びH9N2 PapMV−M2e VLPの電子顕微鏡写真(バーは100nmである)を示す。 A)指示されているH9N2 PapMV−M2e製剤で2週間の間隔を置いて3回注射したマウスからの血清のELISA分析の結果(各々のマウスは点で表されている。基線は、免疫前血清で得られたバックグラウンドレベルを表す。)、及びB)処置したマウスにおけるPapMV CP及びH9N2 M2eペプチドに対するIgG力価を示す。 A)H9N2 PapMV−M2e 100μgで2週間の間隔を置いて3回注射し、1回目の注射後140日間にわたってM2eペプチドに良好に反応した2匹のマウスについての総IgGレベル、B)同じ期間にわたる(A)と同じ血清中のIgG1 IgGアイソタイプのレベル、及びC)同じ期間にわたる(A)と同じ血清中のIgG2a IgGアイソタイプの量を示す。2番目のマウスについては(菱形)、140日目に収集した血清だけを使用した。 H9N2 PapMV−M2e 100μgで2週間の間隔を置いて3回注射し、異なる株のインフルエンザウイルスからのM2eペプチドに対して良好に反応したマウスから得たH9N2 PapMV−M2e抗血清のELISAの結果を示す。結果は、参照H9N2ペプチド[配列番号40]での反応性のパーセンテージとして示されている。 (A)野生型PapMVコートタンパク質及びコートタンパク質配列と6×Hisタグ(6His)の間に融合されたH3N8 M2eペプチド(太字)を含むPapMVコートタンパク質のC末端配列、(B)組換えタンパク質の精製を示すSDS−PAGEゲル(レーン:1.分子量マーカー、2.IPTGによるPapMVコートタンパク質の発現の誘導前の細菌の全細菌溶解産物、3.IPTGによるPapMVコートタンパク質の発現の誘導後の全細菌溶解産物、4.精製全PapMV−M2e H3N8タンパク質、5.精製PapMV−M2e H3N8タンパク質のVLPを含む高速ペレット、6.2番目のゲル上の、分子量マーカー、7.タンパク質PapMV−M2e H3N8の発現の誘導前の全細菌溶解産物、8.IPTGによるタンパク質PapMV−M2e H3N8の発現の誘導後の細菌の全細菌溶解産物、9.精製PapMV−M2e H3N8タンパク質のVLPを含む高速ペレット)、(C)精製PapMV−M2e H3N8 VLPのFPLCプロファイル、及び(D)PapMVウイルス(左のパネル)、PapMV組換えウイルス様粒子(VLP)(中央のパネル)及びH3N8 PapMV−M2e VLP(右のパネル)の電子顕微鏡写真を示す。 (A)野生型PapMVコートタンパク質及びコートタンパク質配列と6×Hisタグ(6His)の間に融合されたH5N1 M2eペプチド(太字)を含むPapMVコートタンパク質のC末端配列、(B)組換えタンパク質の精製を示すSDS−PAGEゲル(レーン:1.分子量マーカー、2.IPTGによるタンパク質PapMV VLPの発現の誘導前の細菌の全細菌溶解産物、3.IPTGによるタンパク質PapMV VLPの発現の誘導後の細菌の全細菌溶解産物、4.精製全PapMV−M2e H5N1タンパク質、5.精製PapMV−M2e H5N1タンパク質のVLPを含む高速ペレット、6.もう1つのゲル上の、分子量マーカー、7.タンパク質PapMV−M2e H5N1の発現の誘導前の全細菌溶解産物、8.IPTGによるタンパク質PapMV−M2e H5N1の発現の誘導後の細菌の全細菌溶解産物、9.精製PapMV−M2e H5N1タンパク質のVLPを含む高速ペレット)、及び(C)PapMVウイルス(左のパネル)、PapMV組換えウイルス様粒子(VLP)(中央のパネル)及びH5N1 PapMV−M2e VLP(右のパネル)の電子顕微鏡写真を示す。 マウスにおいてFluviral(登録商標)インフルエンザワクチンに単離PapMVをアジュバントとして添加した結果を示す図表である。Fluviral(登録商標)ワクチン又はPapMV WTウイルスをアジュバントとして添加したFluviral(登録商標)ワクチンでマウスを免疫した。免疫後5日目(A)、10日目(B)又は14日目(C)にマウスから採血した。 免疫後14日目にFluviral(登録商標)ワクチン又はPapMV WTウイルスをアジュバントとして添加したFluviral(登録商標)ワクチンで免疫したマウスにおけるIgG2a(A)及びIgG1(B)抗体アイソタイプの量を示す。 Fluviral(登録商標)ワクチン又はPapMV WTをアジュバントとして添加したFluviral(登録商標)ワクチンで免疫したマウスの、組換えNPタンパク質に対する免疫応答を示すELISAの結果である:(A)は、免疫後14日目のマウス血清における総IgG力価を示し、(B)はIgG2a力価を示す。 (A)インフルエンザウイルス株A/WSN/33からのNPタンパク質をエンコードするヌクレオチド配列[配列番号63]、及び(B)(A)で提供される配列によってエンコードされるNPタンパク質のアミノ酸配列[配列番号64]を示す。
パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はパパイヤモザイクウイルスに由来するVLPと併用される1つ以上の抗原を含む抗原提示系(APS)が提供される。本発明の一つの実施形態に従って、APSは、動物において体液性免疫応答、細胞性免疫応答、又はその両方を誘導することができる。APSは、それ故、免疫系のこれらの2つの分枝の一方又は両方の積極的な関与を必要とし得るワクチンとしての使用に適する。
本発明の一つの実施形態では、APSは1つ以上のインフルエンザウイルス抗原を含み、インフルエンザ用のワクチンとしての使用に適する。
異なる定義が為されない限り、本明細書で使用されるすべての技術及び学術用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
本明細書で使用される、「約」という用語は、所与の数値から約±10%の変動を指す。そのような変動は、特に言及されているか否かにかかわらず、本明細書で提供される所与の数値に常に包含される。
本明細書で使用される、「アジュバント」という用語は、動物において免疫応答を上昇させる、刺激する、作動させる、増強する及び/又は調節する物質を指す。アジュバントは、それ自体で免疫応答に作用を及ぼしてもよく又は及ぼさなくてもよい。
本明細書で使用される、「キメラタンパク質」は、通常2つの別々のタンパク質又はタンパク質フラグメントをコードする2つ又はそれ以上の遺伝子を、それら2つのタンパク質の各々の全部又は部分の組合せであるタンパク質(「キメラタンパク質」)をエンコードするポリヌクレオチドを提供するために、自然に又はヒトの介入の結果として、組み換えたときに作製されるタンパク質である。本発明に関して、「融合タンパク質」は「キメラタンパク質」であるとみなされる。
「融合コートタンパク質」という表現は、融合物中のタンパク質の1つがPapMVコートタンパク質である融合タンパク質を指すために本明細書で使用される。
本明細書で使用される、「免疫応答」という用語は、抗原又は抗原性物質に応答した動物の免疫系の反応性の変化を指し、抗体産生、細胞媒介性免疫の誘導、補体活性化、免疫学的寛容の発現、又はそれらの組合せを含み得る。
本明細書で使用される、「有効な免疫防御応答」及び「免疫防防御」という用語は、ワクチン接種された動物において疾患及び/又は病原体による感染に対して防御するために1つ以上の抗原に対して向けられる免疫応答を意味する。本発明の目的ために、疾患及び/又は病原体による感染に対する防御は、疾患又は感染の絶対的予防だけではなく、ワクチン接種していない感染動物又は疾患動物と比較したときのワクチン接種動物における疾患又は感染の程度又は症状の何らかの検出可能な軽減、若しくは疾患の重症度又は病原体による感染から生じる何らかの症状又は状態の重症度の何らかの検出可能な軽減も包含する。有効な免疫防御応答は、これまでに該疾患に罹患したことがない、これまでに該病原体に感染したことがない及び/又はワクチン接種の時点で該疾患又は感染を有していない動物において誘導され得る。有効な免疫防御応答はまた、ワクチン接種の時点で既に該疾患に罹患している又は該病原体に感染している動物においても誘導され得る。免疫防御は、体液性及び/又は細胞性免疫を含む、1つ以上の機構の結果であり得る。
本明細書で交換可能に使用される「免疫刺激」及び「免疫刺激」という用語は、動物の病原体又は疾患に無関係な、PapMV又はPapMV VLPのような分子が、該感染又は疾患に応答するように免疫系を刺激する及び/又は応答する免疫系の能力を改善することによって病原体による感染又は疾患に対する防御を与える能力を指す。免疫刺激は、予防作用、治療作用、又はそれらの組合せを有し得る。
「組換えウイルス」は、天然に生じるウイルスの遺伝物質が他の遺伝物質と結合したものである。
物体に適用されるとき、本明細書で使用される「天然に生じる」は、物体が自然界において見出され得るという事実を指す。例えば、生物(ウイルスを含む)、又は自然界のソースから単離されることができ、実験室においてヒトによって意図的に改変されていない、生物内に存在するポリペプチド又はポリヌクレオチド配列は、天然に生じるものである。
本明細書で使用される「ポリペプチド」又は「ペプチド」という用語は、ペプチド結合によって連結された少なくとも4つのアミノ酸が存在する分子を意味することが意図されている。
本明細書で使用される「ウイルス核酸」という表現は、ウイルスのゲノム(又はその大部分)、又は塩基配列においてそのゲノムに相補的な核酸分子であり得る。ウイルスRNAに相補的なDNA分子も、塩基配列においてウイルスDNAに相補的であるRNA分子と同様に、ウイルス核酸とみなされる。
本明細書で使用される「ウイルス様粒子(VLP)」という用語は、ウイルス粒子と類似の物理的外観を有する自己組織化粒子を指す。VLPはウイルス核酸を含んでもよく又は含まなくてもよい。VLPは一般に複製することができない。
本明細書で使用される「偽ウイルス」という用語は、プラスミド形態の核酸を包含するDNA又はRNAのような核酸配列を含むVLPを指す。偽ウイルスは一般に複製することができない。
本明細書で使用される「ワクチン」という用語は、免疫応答を生じさせることができる物質を指す。
本明細書で使用される「免疫原」及び「抗原」という用語は、単独で又はアジュバントとの併用により、被験者において免疫応答を誘導することができる全細胞及び組織までを含む、1つの分子、複数の分子、分子の一部又は複数の部分、又は分子の組合せを指す。免疫原/抗原は、1個のエピトープを含み得るか又は複数のエピトープを含み得る。それ故この用語は、ペプチド、炭水化物、タンパク質、核酸、及びウイルス、細菌及び寄生生物を含む、全体的又は部分的な、様々な微生物を包含する。ハプテンも、本明細書で使用される「免疫原」及び「抗原」の用語に包含されるとみなされる。
「免疫」及び「ワクチン接種」という用語は、免疫応答を惹起するための被験者へのワクチンの投与を指すために本明細書では交換可能に使用され、予防作用、治療作用、又はそれらの組合せを有し得る。免疫は、腹腔内注射(i.p.)、静脈内注射(i.v.)、筋肉内注射(i.m.)、経口投与、鼻内投与、噴霧投与及び液浸を含むがこれらに限定されない、治療される被験者に依存する様々な方法を用いて達成され得る。
本明細書で使用されるように、疾患又は病原体に関して使用されるときの「治療する」、「治療される」又は「治療すること」という用語は、疾患又は病原体による感染に対する被験者の抵抗性を上昇させる(すなわち被験者が疾患に罹患する又は病原体に感染する可能性を低下させる)治療、並びに疾患又は感染に対抗する(例えば疾患又は感染を軽減する、排除する、改善する又は安定化させる)ための、被験者が疾患に罹患した又は病原体に感染した後の治療を指す。
本明細書で使用される、「プライミングする」という用語及びその文法的変形は、抗原によるブースターワクチン接種を投与する前に動物において抗原に対する免疫応答を刺激する及び/又は作動させることを意味する。
本明細書で使用される「被験者」又は「患者」という用語は、治療を必要とする動物を指す。
本明細書で使用される「動物」という用語は、哺乳動物、鳥類及び魚類を含むがこれらに限定されない、ヒト及び非ヒト動物の両方を指し、例えばウシ、ブタ、ウマ、ヤギ、ヒツジ又は他の有蹄動物、イヌ、ネコ、ニワトリ、アヒル、非ヒト霊長動物、モルモット、ウサギ、フェレット、ラット、ハムスター及びマウスのような、家畜、動物園の動物、実験動物及び野生動物を包含する。
核酸又はアミノ酸配列に関して本明細書で使用される「実質的に同一」という用語は、例えば以下で述べる方法を使用して、最適に整列されたとき、核酸又はアミノ酸配列が、規定される2番目の核酸又はアミノ酸配列(又は「参照配列」)と少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%又は少なくとも99%の配列同一性を共有することを指す。「実質的に同一」は、完全長配列、機能性ドメイン、コード及び/又は調節配列、プロモーター及びゲノム配列のような、配列の様々な型及び長さを指すために使用され得る。2つのアミノ酸又は核酸配列の間の同一性パーセントは、例えば、Smith Waterman Alignment(Smith,T.F.and M.S.Waterman(1981)J Mol Biol 147:195−7);GeneMatcher Plus(商標)に組み込まれている“BestFit”(Smith and Waterman,Advances in Applied Mathematics,482−489(1981)),Schwarz and Dayhof (1979)Atlas of Protein Sequence and Structure,Dayhof,M.O.,Ed pp 353−358;BLASTプログラム(Basic Local Alignment Search Tool(Altschul,S.F.,W.Gish,et al.(1990)J Mol Biol 215:403−10)、及びBLAST−2、BLAST−P、BLAST−N、BLAST−X、WU−BLAST−2、ALIGN、ALIGN−2、CLUSTAL及びMegalign(DNASTAR)ソフトウェアを含むそれらの変法のような公的に入手可能なコンピュータソフトウェアを使用して、当業者の技術範囲内である様々な方法で決定され得る。加えて、当業者は、比較する配列の長さにわたって最大アラインメントを達成するために必要とされるアルゴリズムを含む、アラインメントを測定するための適切なパラメータを決定することができる。一般に、アミノ酸配列については、比較配列の長さは少なくとも10アミノ酸である。当業者は、実際の長さが比較する配列の全体的長さに依存し、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50、少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80、少なくとも90、少なくとも100、少なくとも110、少なくとも120、少なくとも130、少なくとも140、少なくとも150又は少なくとも200アミノ酸であり得るか、又はアミノ酸配列の全長であり得ることを理解する。核酸については、比較配列の長さは一般に少なくとも25ヌクレオチドであるが、少なくとも50、少なくとも100、少なくとも125、少なくとも150、少なくとも200、少なくとも250、少なくとも300、少なくとも350、少なくとも400、少なくとも450、少なくとも500、少なくとも550又は少なくとも600ヌクレオチドであり得るか、又は核酸配列の全長であり得る。
「に対応する」という用語は、核酸配列が参照核酸配列の全部又は一部と同一であることを指す。対照的に、「相補的」という用語は、本明細書では核酸配列が参照核酸配列の相補鎖の全部又は一部と同一であることを指すために使用される。説明のために、核酸配列「TATAC」は参照配列「TATAC」に対応し、参照配列「GTATA」に相補的である。
抗原提示系(APS)
本発明の抗原提示系(APS)は、パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はPapMVコートタンパク質に由来するVLPと併用される1つ以上の抗原を含む。「に由来する」とは、VLPが、野生型コートタンパク質の配列と実質的に同一のアミノ酸配列を有するコートタンパク質を含み、場合により、以下でより詳細に述べるように、コートタンパク質に結合した1つ以上の抗原を含み得ることを意味する。PapMVコートタンパク質は、野生型コートタンパク質の配列又はVLPを形成するように多量体化し、自己組織化することができるその修飾型を含み得る。本発明の一つの実施形態では、以下で詳述するように、APSはインフルエンザウイルスからの1つ以上の抗原を含む。
APSに含まれる1つ以上の抗原は、PapMV又はPapMV VLPのコートタンパク質に結合し得るか、又は非結合であり得るか(すなわちPapMV又はPapMV VLPと分離している)、又はAPSは結合抗原と非結合抗原の両方を含み得る。後者に関して、非結合抗原は追加単離抗原(additional isolated antigens、AIA)と称される。AIAは結合抗原と同じであってもよく又は異なっていてもよい。結合は、例えばコートタンパク質との遺伝子融合によるか、又は共有結合的、非共有結合的又は親和力手段を通しての結合であり得る。
APSに含まれるPapMV又はPapMV VLPは、それ故、動物において免疫応答を増強することができる免疫増強剤として、及び場合によりAPSに含まれる抗原のための担体として働く。本発明の一つの実施形態に従って、APSは動物において体液性及び/又は細胞性免疫応答を誘導することができ、それ故ワクチンとして、例えばインフルエンザワクチンとしての使用に適する。
パパイヤモザイクウイルス(PapMV)及びPapMV VLP
本発明のAPSは、PapMV及びPapMV VLPのいずれかを含む。PapMV VLPは、VLPを形成するように多量体化し、自己組織化した組換えPapMVコートタンパク質から形成される。組織化したとき、各々のVLPはコートタンパク質サブユニットの長いらせん配列を含む。野生型ウイルスは1200超のコートタンパク質サブユニットを含み、約500nmの長さである。野生型ウイルスより短い又は長いPapMV VLPも、しかしながら、有効であり得る。本発明の一つの実施形態では、VLPは少なくとも40個のコートタンパク質サブユニットを含む。もう一つの実施形態では、VLPは約40〜約1600個のコートタンパク質サブユニットを含む。選択的実施形態では、VLPは少なくとも40nmの長さである。もう一つの実施形態では、VLPは約40nm〜約600nmの長さである。
本発明のVLPは、組織化したときに最終的なVLPが同一のコートタンパク質サブユニットを含むように、同一アミノ酸配列を有する複数の組換えコートタンパク質から作製され得るか、又はVLPは、組織化したときに最終的なVLPがそのコートタンパク質サブユニット内に変異を含むように、異なるアミノ酸配列を有する複数の組換えコートタンパク質から作製され得る。
VLPを形成するために使用されるコートタンパク質は、PapMVコートタンパク質全体又はその部分であり得るか、又は、コートタンパク質が、VLPへと多量体化し、組織化する能力を保持することを条件として、例えば1つ以上のアミノ酸欠失、挿入、置換等を含む、遺伝子的に修飾された型のPapMVコートタンパク質であり得る。野生型PapMVコート(又はキャプシド)タンパク質のアミノ酸配列は当技術分野において既知であり(Sit,et al.,1989,J.Gen.Virol.,70:2325−2331、及びGenBankアクセション番号NP_044334.1参照)、配列番号1としてここで提供される(図1A参照)。PapMVコートタンパク質のヌクレオチド配列も当技術分野において既知であり(Sit,et al.、同上及びGenBankアクセション番号NC_001748(ヌクレオチド5889−6536)参照)、配列番号2としてここで提供される(図1B参照)。
上述したように、VLPに含まれる組換えPapMVコートタンパク質のアミノ酸配列は、親(野生型)配列に厳密に対応する必要はない、すなわち「変異配列」であり得る。例えば、組換えタンパク質は、その部位の残基が親(参照)配列に対応しないように1つ以上のアミノ酸残基の置換、挿入又は欠失によって突然変異誘発され得る。当業者は、しかし、そのような突然変異が広範囲ではなく、多量体化してVLPへと組織化する組換えコートタンパク質の能力に劇的な影響を及ぼさないことを了解する。多量体及びVLPへと組織化する変異型のPapMVコートタンパク質の能力は、例えばここで提供される実施例において示される例示的方法のような標準手法に従って、電子顕微鏡検査によって評価され得る。
多量体化してVLPへと組織化する能力を保持する野生型タンパク質のフラグメントである(すなわち「機能的」フラグメントである)組換えコートタンパク質も、それ故、本発明によって考慮される。例えばフラグメントは、タンパク質のN末端、C末端又は内部又はそれらの組合せからの1つ以上のアミノ酸の欠失を含み得る。一般に、機能的フラグメントは少なくとも100アミノ酸長である。本発明の一つの実施形態では、機能的フラグメントは、少なくとも150アミノ酸、少なくとも160アミノ酸、少なくとも170アミノ酸、少なくとも180アミノ酸及び少なくとも190アミノ酸長である。タンパク質のN末端で為される欠失は、タンパク質が多量体化する能力を保持するために一般に25未満のアミノ酸を欠失させるべきである。
本発明に従って、組換えコートタンパク質が変異配列を含むとき、変異配列は参照配列と少なくとも約70%同一である。一つの実施形態では、変異配列は参照配列と少なくとも約75%同一である。他の実施形態では、変異配列は参照配列と少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%及び少なくとも約97%同一である。特定の実施形態では、参照アミノ酸配列は配列番号1である。
本発明の一つの実施形態では、VLPは、遺伝子的に修飾された(すなわち変異体)型のPapMVコートタンパク質を含む。もう一つの実施形態では、PapMVコートタンパク質は、タンパク質のN末端又はC末端からアミノ酸を欠失させるように及び/又は1つ以上のアミノ酸置換を含むように遺伝子的に修飾されている。さらなる実施形態では、PapMVコートタンパク質は、タンパク質のN末端又はC末端から約1〜約10個のアミノ酸を欠失させるように遺伝子的に修飾されている。
特定の実施形態では、PapMVコートタンパク質は、タンパク質のN末端の近位で生じる(すなわち配列番号1の1位と6位)2個のメチオニンコドンの1個を除去して、翻訳を開始させ得るように遺伝子的に修飾されている。翻訳開始コドンの1個の除去は、タンパク質の均一な集団が生産されることを可能にする。選択されたメチオニンコドンは、例えばコドンがメチオニン以外のアミノ酸をコードするように又はナンセンスコドンになるように、コドンを構成するヌクレオチドの1又はそれ以上を置換することによって除去され得る。あるいは、コドンの全部又は一部、又は選択コドンを含むタンパク質をエンコードする核酸の5’領域を欠失させ得る。本発明の特定の実施形態では、PapMVコートタンパク質は、タンパク質のN末端から1〜5個のアミノ酸を欠失させるように遺伝子的に修飾されている。さらなる実施形態では、遺伝子的に修飾されたPapMVコートタンパク質は、配列番号3と実質的に同一のアミノ酸配列を有する。さらなる実施形態では、PapMVコートタンパク質は、1つ以上の特異的制限酵素部位のコードヌクレオチド配列への組込みから生じるC末端の追加アミノ酸(例えば約1〜約8個のアミノ酸)を含むように遺伝子的に修飾されている。特定実施形態では、PapMVコートタンパク質は、配列番号46と実質的に同一のアミノ酸配列を有する。
組換えコートタンパク質が、1つ以上のアミノ酸置換を含む変異配列を含むとき、これらは「保存的」置換又は「非保存的」置換であり得る。保存的置換は、1個のアミノ酸残基の、類似の側鎖特性を有するもう1つの残基による置換を含む。当技術分野で既知のように、20個の天然に生じるアミノ酸は、それらの側鎖の物理化学的性質に従って分類され得る。適切な分類は、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、メチオニン、フェニルアラニン及びトリプトファン(疎水性側鎖);グリシン、セリン、トレオニン、システイン、チロシン、アスパラギン及びグルタミン(極性・無電荷側鎖);アスパラギン酸及びグルタミン酸(酸性側鎖);及びリシン、アルギニン及びヒスチジン(塩基性側鎖)を含む。アミノ酸のもう1つの分類は、フェニルアラニン、トリプトファン及びチロシン(芳香族側鎖)である。保存的置換は、1個のアミノ酸の、同じ群からのもう1つのアミノ酸による置換を含む。非保存的置換は、1個のアミノ酸残基の、異なる側鎖特性を有するもう1つの残基による置換、例えば酸性残基の、中性又は塩基性残基による置換、中性残基の、酸性又は塩基性残基による置換、疎水性残基の親水性残基による置換等を含む。
本発明の一つの実施形態では、変異配列は、1つ又はそれ以上の非保存的置換を含む。1個のアミノ酸の、異なる性質を有するもう1つのアミノ酸による置換は、コートタンパク質の性質を改善し得る。例えばここで述べるように、コートタンパク質の残基128の突然変異は、タンパク質のVLPへの組織化を改善する。本発明の一つの実施形態では、それ故、コートタンパク質は、コートタンパク質の残基128に突然変異を含み、この位置のグルタミン酸残基が中性残基で置換されている。さらなる実施形態では、128位のグルタミン酸残基はアラニン残基で置換されている。
同様に、組換えコートタンパク質をエンコードする核酸配列は、親参照配列に厳密に対応する必要はないが、遺伝暗号の縮重によって及び/又は上述の変異アミノ酸配列をコードするように異なり得る。本発明の一つの実施形態では、それ故、組換えコートタンパク質をエンコードする核酸配列は、参照配列と少なくとも約70%同一である。もう一つの実施形態では、組換えコートタンパク質をエンコードする核酸配列は、参照配列と少なくとも約75%同一である。他の実施形態では、組換えコートタンパク質をエンコードする核酸配列は、参照配列と少なくとも約80%、少なくとも約85%又は少なくとも約90%同一である。特定実施形態では、参照核酸配列は配列番号2である。
PapMV VLPコートタンパク質は、以下でより詳細に述べるように、場合により1つ以上の抗原の結合を促進するために1つ以上の抗原、親和性ペプチド又は他の短いペプチド配列に遺伝子的に融合され得る。
抗原
本発明の一つの実施形態に従って、APSは1つ以上のインフルエンザ抗原を含む。抗原は、インフルエンザウイルスに由来する免疫原、エピトープ、ミモトープ又は抗原決定基であり得、また例えばインフルエンザウイルスに由来するペプチド、タンパク質、核酸又はそれらの組合せであり得るか、又は不活化又は弱毒化型のウイルスであり得る。
APSに含まれる1つ以上の抗原が非結合である本発明の一つの実施形態では、抗原は既知のインフルエンザワクチンの形態で提供され得る。市販のインフルエンザワクチンの例は、Fluviral(登録商標)(GlaxoSmithKline社)、FluMist(登録商標)(Medlmmune Vaccines社)、Fluad(登録商標)(Chiron社)、Invivac(登録商標)(Solvay Pharmaceuticals社)、Fluarix(登録商標)(GlaxoSmithKline社)及びビロソームに基づくInflexal V(登録商標)(Berna Biotech社)を含むが、これらに限定されない。他のインフルエンザワクチンは当技術分野において既知である。
本発明の一つの実施形態では、1つ以上の抗原は、インフルエンザウイルスに由来するタンパク質又はペプチドである。多くの抗原性インフルエンザウイルスタンパク質及びペプチドが当技術分野において既知であるが、当業者に理解されるように、適切な抗原はまた、当技術分野で既知の標準免疫学的手法を用いた、動物において免疫応答を誘導するそれらの能力に関する試験に基づきAPSへの組込みのために選択され得る。適切な抗原性タンパク質の例は、膜タンパク質、ヘマグルチニン(HA)及びノイラミニダーゼ(NA)、M2タンパク質の表面露出領域(すなわちN末端の24アミノ酸又はM2eペプチド)又は細胞質領域(すなわちC末端の54アミノ酸)、又は保存された内部核タンパク質(NP)又はM1タンパク質を含む。
当技術分野において既知のように、ある種のインフルエンザ株の宿主範囲は限定され得る。一般に、インフルエンザA型株は、ヒト、家畜、海洋哺乳動物及び様々な鳥類を含む多くの脊椎動物に感染することができる。インフルエンザB型は、これに対し、主としてヒト及びブタにに限定され、インフルエンザC型はヒト及びアザラシにおいて認められている。
ヒトは様々なインフルエンザA型株によって感染され、最も一般的な株はH1N1、H1N2及びH3N2である。ブタでは、H1N1、H1N2及びH3N2株が一般的であり、ウマではH7N7及びH3N8株が多く見られる。家禽も、その多くがヒトにおいても報告されている、H1N7、H2N2、H3N8、H4N2、H4N8、H5N1、H5N2、H5N9、H6N5、H7N2、H7N3、H9N2、H10N7、H11N6、H12N5、H13N6及びH14N5を含む多種多様な株に罹患する。H5N1、H9N2及びH7N7株は、人畜共通伝染性の潜在的汎流行株であるとみなされており、様々な脊椎動物に感染することができる。H5N1はペットのネコに感染することが報告され、H3N8はイヌにおいて報告されている。
様々なインフルエンザ株からのインフルエンザウイルスHA、NA、M2、NP及びM1タンパク質の配列は当技術分野において既知であり、National Center for Biotechnology Information(NCBI)によって維持されるGenBankデータベースから容易に入手可能である。例えばインフルエンザA型株A/WSN/33からのNPタンパク質のアミノ酸配列を図41B[配列番号64]に示す。APSに含めるための適切な抗原は、それ故、インフルエンザタンパク質の抗原領域の技術分野における知識に基づき、及び最終的APSで免疫応答が惹起される動物を考慮に入れて、当業者によって容易に選択される。
上述したタンパク質の様々な抗原領域が同定されており、本発明のAPSにおける使用に適する。本発明のAPSに含まれる抗原は、完全長タンパク質又はその抗原性フラグメントであり得る。ヒトに関して、HA、NP及び基質タンパク質の抗原性フラグメントは、ヘマグルチニンエピトープ:HA 91−108、HA 307−319及びHA 306−324(Rothbard,1988,Cell 52:515−523)、HA 458−467(Alexander et al.,J.Immunol.1997,159(10):4753−61)、HA 213−227、HA 241−255、HA 529−543及びHA 533−547(Gao,W.et al.,2006 J.Virol,80:1959−1964);核タンパク質エピトープ:NP 206−229(Brett,1991,J.Immunol.147:984−991)、NP335−350及びNP380−393(Dyer and Middleton,1993,In:Histocompatibility testing,a practical approach(Ed.:Rickwood,D.and Hames,B.D.)IRL Press,Oxford,p.292;Gulukota and DeLisi,1996,Genetic Analysis:Biomolecular Engineering,13:81)、NP 305−313(DiBrino,1993,PNAS 90:1508−12);NP 384−394(Kvist,1991,Nature 348:446−448);NP 89−101(Cerundolo,1991,Proc.R.Soc.Lon.244:169−7);NP 91−99(Silver et al,1993,Nature 360:367−369);NP 380−388(Suhrbier,1993,J.Immunol.79:171−173);NP 44−52及びNP 265−273(DiBrino,1993、同上);及びNP 365−380(Townsend,1986,Cell 44:959−968);基質タンパク質(M1)エピトープ:M1 2−22、M1 2−12、M1 3−11、M1 3−12、M1 41−51、M1 50−59、M1 51−59、M1 134−142、M1 145−155、M1 164−172、M1 164−173(すべてNijman,1993,Eur.J.Immunol.23:1215−1219によって記述されている);M1 17−31、M1 55−73、M1 57−68(Carreno,1992,Mol Immunol 29:1131−1140);M1 27−35、M1 232−240(DiBrino,1993、同上)、M1 59−68及びM1 60−68(Connan et al.,Eur.J.Immunol.1994,24(3):777−80);及びM1 128−135(Dong et al.,Eur.J.Immunol.1996,26(2):335−39)を含むが、これらに限定されない。
本発明の一つの実施形態では、APSは、完全長抗原タンパク質、又は上記エピトープのいくつかを含むフラグメントを含有する。もう一つの実施形態では、APSは、完全長M1又はNPタンパク質、又は複数のエピトープを含むM1又はNPのフラグメントを含有する。さらなる実施形態では、APSは、複数の上記に列挙したエピトープを含むM1又はNPのフラグメントを含有する。
他の抗原領域及びエピトープは既知である。例えば、M2eペプチド(M2の細胞外ドメイン)を含む、イオンチャネルタンパク質(M2)のフラグメントは、本発明のAPSに組み込むための抗原として使用できる。このペプチドの配列は、インフルエンザの種々の株にわたって高度に保存されている。M2eペプチド配列の一例を配列番号6として表1に示す。この配列の変異型が当技術分野で同定されており、一部を同じく表1に示す。
M2e配列全体又は部分M2e配列、例えばアミノ酸2〜10によって定義される領域内のフラグメントのような、変異体全体にわたって保存されている部分配列、又は保存されたエピトープEVETPIRN[配列番号11](M2e配列のアミノ酸6〜13)が使用され得る。6〜13エピトープは、GenBankで入手可能なヒトインフルエンザA型株の84%において不変であることが認められた。同様に同定されたこの配列の変異型は、EVETLTRN[配列番号12](9.6%)、EVETPIRS[配列番号13](2.3%)、EVETPTRN[配列番号14](1.1%)、EVETPTKN[配列番号15](1.1%)及びEVDTLTRN[配列番号16]、EVETPIRK[配列番号17]及びEVETLTKN[配列番号18](各々0.6%)を含む(Zou,P.,et al.,2005,Int Immunopharmacology,5:631−635;Liu et al.2005,Microbes and Infection,7:171−177)。
本発明の一つの実施形態では、APSへの組込みのために選択される少なくとも1つの抗原は、M1、M2又はNPのような、遺伝的浮動によって実質的に影響されない保存されたタンパク質に由来する。本実施形態に従って、生じるAPSはインフルエンザの様々な株に対して有効な防御を提供することができる。
一つの実施形態では、APSはM2タンパク質に由来する抗原を含む。もう一つの実施形態では、少なくとも1つの抗原はM2eペプチドに由来する。さらなる実施形態では、APSは、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号40、配列番号41、配列番号42、配列番号43及び配列番号44のいずれか1つに示される配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含む少なくとも1つの抗原を含有する。もう一つの実施形態では、APSは、配列番号11に示すアミノ酸配列を含む少なくとも1つの抗原を含有する。さらなる実施形態では、APSは、各々の抗原が、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号40、配列番号41、配列番号42、配列番号43及び配列番号44から選択される配列を有する、複数の抗原を含有する。
もう一つの実施形態では、選択される抗原は、HA及び/又はNAタンパク質のような、遺伝的浮動を受けやすいタンパク質に由来する。本実施形態に従って、PapMVプラットフォームは、表面糖タンパク質抗原を異なるサブタイプのHA及び/又はNAで置換することができ、それによってこれらのタンパク質の新しい抗原変異体で製剤を最新化し得るので、新しい株の出現の原因となる選択抗原の迅速な調節を可能にする。これらの糖タンパク質の抗原変異体が同定されたとき、これらの変異体を含むようにAPSを最新化することができる。従って、パンデミックの潜在的可能性を有するH1N1又はHA/NAの組合せのような危険な表面糖タンパク質でさえも、成分であるPapMV又はPapMV VLPが動物において感染性でなく、疾患を伝播することができないので、本発明のAPSに組み込むことができる。
選択される抗原の大きさは多様であり得、選択抗原の大きさは本発明の実施にとって決定的に重要ではない。抗原は、特異的であるか又はT細胞、B細胞、NK細胞及びマクロファージ上の表面構造、若しくはクラスI又はクラスIIのAPC関連細胞表面構造によって認識され得る。一つの実施形態では、本発明は、小さく脆弱な免疫原性抗原のために特に有用である。
上述したように、APSに含まれる抗原は、全長タンパク質又はそのフラグメントであり得る。そこで、本発明のAPSは、各々が特異的免疫応答の引き金を引くことができる1個のエピトープを有する、1つ以上の抗原を含有し得るか、又はAPSは、各々の抗原が複数のエピトープを含む、1つ以上の抗原を含有し得る。APSに含まれる抗原は、同じであるか又は異なっていてもよく、複数の抗原が存在するとき、それらは1個のタンパク質に由来するか又は複数のタンパク質に由来してもよい。それ故、タンパク質の同じ領域からであるが、異なるウイルス株で見られるタンパク質の変異型である抗原を含有するAPSと同様に、インフルエンザ抗原タンパク質の組合せである抗原を含むAPSも考慮される。インフルエンザ抗原タンパク質の組合せである抗原を含むAPSの前者の実施形態の非限定的な例は、M2とM1、M2とNP、又はM2、M1及びNPタンパク質に由来する複数の抗原を含むAPSである。タンパク質の同じ領域からであるが、異なるウイルス株で見られるタンパク質の変異型である抗原を含有するAPSの後者の実施形態の一例は、各々がHA、NA又はM2タンパク質の同じ領域に由来するが、各々が異なるインフルエンザ株である複数の抗原を含むAPSである。
抗原−PapMV及び抗原PapMV−VLPの組合せ
上記のように、APSに組み込まれる1つ以上の抗原は、PapMV VLPのPapMVのコートタンパク質に結合し得るか、又はそれらは非結合形態でAPS中に存在し得る(すなわち単にPapMV VLPのPapMVと組み合わされている)。結合は、例えばコートタンパク質との遺伝子的融合によってであるか、又は共有結合、非共有結合又は親和力手段を通しての結合であり得る。PapMV又はVLPと抗原の組合せは、しかし、宿主の免疫系による抗原の認識又はPapMV又はVLPが免疫応答を増強する能力に干渉すべきではない。
本発明の一つの実施形態に従って、1つ以上の抗原は、PapMV VLPのコートタンパク質に結合される。VLPは自己組織化したコートタンパク質の多数のコピーを含むので、抗原をコートタンパク質に結合することは、VLPの表面で組織化された方法での抗原の提示を可能にする。本実施形態に従って、VLPは、1つ以上の抗原を含む第2の部分に結合した組換えPapMVコートタンパク質である第1の部分を含む、コートタンパク質を含有する。抗原結合コートタンパク質は、他の融合コートタンパク質又は野生型コートタンパク質と会合して免疫原−担体VLPを形成する能力を保持する。
VLPの表面での抗原の提示を可能にし、抗原の免疫認識を高めるために、抗原は、好ましくはVLPの外表面に配置されるコートタンパク質の領域に結合される。それ故抗原は、コートタンパク質のアミノ(N)又はカルボキシ(C)末端近くに挿入され得る又はそれらに結合され得るか、又はVLPの外表面に配置されるコートタンパク質の内部ループに挿入され得る又は結合され得る。本発明の一つの実施形態では、抗原は、PapMVコートタンパク質のC末端に又はC末端の近位に存在する。
本発明の一つの実施形態に従って、APSは、1つ以上の抗原に遺伝子的に融合されたPapMVコートタンパク質を含む。抗原は、配列が隣接するようにコートタンパク質配列に直接融合し得るか、若しくは1つ以上のアミノ酸の「スペーサ」をコートタンパク質配列と抗原の配列との間に挿入し得る。例えば、脂肪族側鎖を有するもののような、1つ以上の中性アミノ酸を含むスペーサを、2つの配列の間に挿入することができる。中性アミノ酸の非限定的な例は、アラニン、グリシン、バリン、ロイシン及びイソロイシンを含む。一つの実施形態では、スペーサの長さは多様であり得、1〜約10アミノ酸、例えば2〜約10、2〜約8、2〜約7、又は2〜約6アミノ酸であり得る。
もう一つの実施形態では、抗原は、例えば共有結合又は非共有結合(イオン結合、疎水結合、水素結合等のような)連結によってコートタンパク質に化学的に架橋される。抗原及び/又はコートタンパク質は、当技術分野で既知のように、例えばタンパク質及び/又は抗原への、例えばC又はN末端における又は内部位置における、官能基又は化学成分の付加によって、そのような架橋を促進するように修飾できる。例示的な修飾は、S−アセチルメルカプトコハク酸無水物(SAMSA)又はS−アセチルチオアセテート(SATA)のような官能基の付加、又は1つ以上のシステイン残基の付加を含む。他の架橋試薬は当技術分野において既知であり、多くが市販されている(例えばPierce Chemical社及びSigma−Aldrich社からのカタログ参照)。例は、1,6−ジアミノヘキサン、1,3−ジアミノプロパン及び1,3−ジアミノエタンなどのジアミン;グルタルアルデヒドのようなジアルデヒド;エチレングリコール−ビス(コハク酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル)、グルタル酸ジスクシニミジル、スベリン酸ジスクシニミジル、N−(g−マレイミドブチリルオキシ)スルホスクシンイミドエステル及びエチレングリコール−ビス(スクシニミジルスクシネート)などのスクシンイミドエステル;ヘキサメチレンジイソシアネートのようなジイソシアネート;1,4ブタンジイルジグリシジルエーテルのようなビスオキシラン;スクシニルジサリシレートのようなジカルボン酸;3−マレイミドプロピオン酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル等を含むが、これらに限定されない。上記架橋剤の多くは、抗原をVLPから遠ざけるスペーサを組み込んでいる。他のスペーサの使用も本発明によって考慮される。様々なスペーサが当技術分野において既知であり、6−アミノヘキサン酸;1,3−ジアミノプロパン;1,3−ジアミノエタン;及び1〜5アミノ酸の、ポリグリシン配列のような短いアミノ酸配列を含むが、これらに限定されない。
VLPのコートタンパク質への1つ以上の抗原の共有結合を促進するため、コートタンパク質を、VLPの表面に露出されており、抗原の化学結合のための適切な部位を提供する、短いペプチド又はアミノ酸リンカーに遺伝子的に融合することができる。例えばシステイン残基、又は共有結合を形成することができる側鎖を有する他のアミノ酸残基(例えば酸性及び塩基性残基)又は当技術分野で既知のように共有結合を形成するように容易に修飾することができる他のアミノ酸残基を含む短いペプチド。アミノ酸リンカー又はペプチドは、例えば1〜約20アミノ酸長であり得る。一つの実施形態では、コートタンパク質は、例えば上述したような適切な架橋剤の使用を通して抗原内のシステイン残基と共有結合によって連結され得る、1つ以上のリシン残基を含む短いペプチドと融合される。特定の実施形態では、コートタンパク質は、グリシン及びリシン残基の短いペプチド配列と融合される。もう一つの実施形態では、ペプチドは、配列:GGKGGを含む。
本発明のさらなる実施形態では、抗原は、コートタンパク質上に存在する親和性部分を通して結合される。本実施形態に従って、PapMV VLPは、自己組織化後のVLPの表面に露出されており、抗原に特異的に結合することができる、ペプチドのような親和性部分を含む。親和性部分は、PapMV又はVLPに遺伝子的に融合され得るか(ペプチド又はタンパク質フラグメントの場合)、若しくは共有結合又は非共有結合によって連結され得る。親和性部分への抗原の結合は、宿主の免疫系による抗原の認識に干渉すべきではない。
適切な親和性部分の例は、抗体及び抗体フラグメント(Fabフラグメント、Fab’フラグメント、Fab’−SHフラグメント、F(ab’)フラグメント、Fvフラグメント、ダイアボディ、及び一本鎖Fv(scFv)分子など)、ストレプトアビジン(ビオチン標識抗原に結合する)、親和性ペプチド又は抗原に特異的に結合するタンパク質フラグメントを含むが、これらに限定されない。
親和性部分としての使用のための適切なペプチド又は抗体(抗体フラグメントを含む)は、ファージ又は酵母ディスプレイ手法のような、当技術分野で既知の手法によって選択され得る。ペプチドは、天然に生じるか、組換え、合成又はこれらの組合せであり得る。例えばペプチドは、天然に生じるタンパク質又はポリペプチドのフラグメントであり得る。ペプチドという用語はまた、ペプチド類似体、ペプチド誘導体及びペプチドミメティック化合物を包含する。そのような化合物は当技術分野において周知であり、例えばより大きな化学的安定性、タンパク質分解に対する高い抵抗性、強化された薬理的性質(半減期、吸収、効力及び効果など)及び/又は低い抗原性を含む、天然に生じるペプチドに比べて利点を有し得る。
APSの調製
本発明は、PapMV又は組換えPapMVコートタンパク質に由来するPapMV VLPを含むAPSを提供する。本発明はさらに、コートタンパク質と遺伝子融合された1つ以上の抗原、又は親和性部分を含む組換えPapMV VLPを提供する。これらの組換えコートタンパク質は、多量体化され、VLPに組織化することができる。抗原への結合のために抗原又は親和性ペプチドをコートタンパク質に遺伝子的に融合する方法は当技術分野において既知であり、その一部は以下で及び実施例で述べられている。様々な分子をタンパク質に化学的に架橋する方法は、当技術分野において周知であり、使用することができる。
パパイヤモザイクウイルス
PapMVは当技術分野において既知であり、例えばAmerican Type Culture Collection(ATCC)よりATCC No.PV−204(商標)として入手できる。このウイルスは、標準プロトコールに従って(例えばErickson,J.W.& Bancroft,J.B.,1978,Virology 90:36−46参照)パパイヤ(Carica papaya)及びキンギョソウ(Antirrhinum majus)のような宿主植物で維持され、前記宿主植物から精製され得る。
PapMV VLP
本発明のVLPを作製するために使用される組換えコートタンパク質は、野生型タンパク質の配列が提供されれば、当業者により標準遺伝子工学手法によって容易に作製され得る。タンパク質を遺伝子操作する方法は、野生型PapMVコートタンパク質の配列(配列番号1及び2)と同様に、当技術分野において周知である(例えばAusubel et al.(1994&updates)Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons,New York参照)。
野生型タンパク質をエンコードする核酸配列の単離とクローニングは、標準手法(例えばAusubel et al.、同上参照)を用いて達成され得る。例えば、標準手法によってRNAを抽出し、次にRNA鋳型からcDNAを合成する(例えばRT−PCRによって)ことにより、PapMVから核酸配列を直接入手できる。PapMVは、標準手法(例えばここで提供する実施例I参照)によってモザイク症状を示す感染植物葉から精製することができる。
コートタンパク質をエンコードする核酸配列を、次に、直接又は適切な発現ベクターへの1つ以上のサブクローニング工程後に挿入する。当業者は、使用される正確なベクターが本発明にとって決定的に重要ではないことを了解する。適切なベクターの例は、プラスミド、ファージミド、コスミド、バクテリオファージ、バキュロウイルス、レトロウイルス又はDNAウイルスを含むが、これらに限定されない。コートタンパク質は、その後、以下でより詳細に述べるように発現させ、精製することができる。
あるいは、コートタンパク質をエンコードする核酸配列を、当技術分野で周知の標準インビトロ部位指定突然変異誘発手法によって、上述したような1つ以上の突然変異を導入するようにさらに操作することができる。突然変異は、コード配列を構成する適切なヌクレオチドの1つ以上の欠失、挿入、置換、逆位、又はそれらの組合せによって導入し得る。これは、例えばプライマーが1つ以上のヌクレオチドミスマッチ、挿入又は欠失を組み込むように設計されたPCRに基づく手法によって達成され得る。突然変異の存在は、多くの標準手法によって、例えば制限分析によって又はDNA塩基配列決定によって確認され得る。
上述したように、コートタンパク質はまた、コートタンパク質に融合した1つ以上の抗原又は親和性ペプチドを含む融合タンパク質を生産するように操作され得る。融合タンパク質を作製するための方法は当業者に周知である。融合タンパク質をエンコードするDNA配列を、上記のように適切な発現ベクターに挿入することができる。
当業者は、コートタンパク質又は融合タンパク質をエンコードするDNAを、エンコードされるタンパク質の活性に影響を及ぼすことなく様々な方法で変化させ得ることを認識する。例えばDNA配列の変異は、タンパク質を発現するために使用される宿主細胞におけるコドン選択を最適化するために使用され得るか、又は発現を促進する他の配列変化を含み得る。
当業者は、発現ベクターが、コートタンパク質又は融合タンパク質をエンコードするDNA配列の効率的な転写のために必要とされる、転写エレメントのような調節エレメントをさらに含み得ることを理解する。ベクターに組み込むことができる調節エレメントの例は、プロモーター、エンハンサー、ターミネーター及びポリアデニル化シグナルを含むが、これらに限定されない。本発明は、それ故、遺伝子操作されたコートタンパク質をエンコードする核酸配列に作動可能に連結された調節エレメントを含むベクターを提供する。当業者は、適切な調節エレメントの選択が、遺伝子操作されたコートタンパク質の発現のために選択される宿主細胞に依存すること、及びそのような調節エレメントが、細菌、真菌、ウイルス、哺乳動物又は昆虫遺伝子を含む様々なソースに由来し得ることを認識する。
本発明に関して、発現ベクターは、発現されたタンパク質の精製を容易にする異種核酸配列を付加的に含み得る。そのような異種核酸配列の例は、金属アフィニティータグのような親和性標識、ヒスチジンタグ、アビジン/ストレプトアビジンエンコード配列、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)エンコード配列及びビオチンエンコード配列を含むが、これらに限定されない。核酸の発現に対応するアミノ酸は、当技術分野で既知の方法に従った使用の前に、発現されたコートタンパク質から除去することができる。あるいは、異種核酸配列の発現に対応するアミノ酸は、それらがその後のVLPへの組織化に干渉しない場合は、コートタンパク質上に保持され得る。
本発明の一つの実施形態では、コートタンパク質はヒスチジン標識されたタンパク質として発現される。ヒスチジンタグは、コートタンパク質のカルボキシル末端又はアミノ末端に位置し得る。
発現ベクターは、当技術分野で既知の様々な方法の1つによって適切な宿主細胞又は組織に導入され得る。そのような方法は、Ausubel et al.(同上)において一般的に記述されていることが認められ、例えば安定した又は一過性のトランスフェクション、リポフェクション、電気穿孔、及び組換えウイルスベクターによる感染を含む。当業者は、コートタンパク質の発現のための適切な宿主細胞の選択が選択されるベクターに依存することを理解する。宿主細胞の例は、細菌、酵母、昆虫、植物及び哺乳動物細胞を含むが、これらに限定されない。使用される正確な宿主細胞は本発明にとって決定的に重要ではない。コートタンパク質は、原核生物宿主(例えば大腸菌、アエロモナス・サルモニシダ(A.salmonicida)又は枯草菌(B.subtilis))又は真核生物宿主(例えばサッカロミセス属(Saccharomyces)又はピキア属(Pichia);哺乳動物細胞、例えばCOS、NIH 3T3、CHO、BHK、293又はHeLa細胞;又は昆虫細胞)において生産され得る。一つの実施形態では、コートタンパク質は原核細胞において発現される。
所望する場合、コートタンパク質は、当技術分野で既知の標準手法によって(例えばCurrent Protocols in Protein Science,ed.Coligan,J.E.,et al,Wiley&Sons,New York,NY参照)宿主細胞から精製することができ、タンパク質の同一性を確認するために無傷タンパク質及びそのタンパク質分解フラグメントのいずれかを用いて標準ペプチド配列決定手法によって配列決定できる。
本発明の組換えコートタンパク質は、VLPに多量体化及び組織化することができる。一般に、組織化はコートタンパク質を発現する宿主細胞で起こる。VLPは、ここで提供する実施例の章で述べるような標準手法によって宿主細胞から単離され得る。一般に、宿主細胞から得られる単離物は、VLP、ディスク、より組織化されていない形態のコートタンパク質(例えば単量体及び二量体)の混合物を含む。VLPは、実質的に純粋なVLP製剤を提供するために、例えば超遠心法又はゲルろ過クロマトグラフィー(例えばSuperdex G−200を使用して)によってその他のコートタンパク質成分から分離できる。これに関して、「実質的に純粋な」とは、製剤が70%又はそれ以上のVLPを含むことを意味する。あるいは、様々な形態のコートタンパク質の混合物が最終ワクチン組成物において使用できる。そのような混合物を使用するとき、VLP含量は40%又はそれ以上であるべきである。一つの実施形態では、50%又はそれ以上のVLPを含む製剤が最終ワクチン組成物において使用される。もう一つの実施形態では、60%又はそれ以上のVLPを含む製剤が最終ワクチン組成物において使用される。さらなる実施形態では、70%又はそれ以上のVLPを含む製剤が最終ワクチン組成物において使用される。もう一つの実施形態では、80%又はそれ以上のVLPを含む製剤が最終ワクチン組成物において使用される。
VLPは、夾雑宿主細胞タンパク質又はLPSのような他の化合物を除去するために、クロマトグラフィーのような標準手法によってさらに精製することができる。本発明の一つの実施形態では、VLPはLPSを除去するために精製される。
本発明の一つの実施形態では、コートタンパク質は、宿主細胞において組換えウイルスを与えるように組織化し、核酸及び融合タンパク質を含む感染性ウイルス粒子を生産するために使用できる。これは、感染ウイルス粒子による隣接細胞の感染及びその中の融合タンパク質の発現を可能にし得る。本実施形態では、ウイルスを複製するために使用される宿主細胞は、ウイルスが複製することを可能にする植物細胞、昆虫細胞、哺乳動物細胞又は細菌細胞であり得る。細胞は、ウイルス様粒子が由来するウイルスについての天然宿主細胞であり得るが、これは必須ではない。宿主細胞は、初期感染のために使用されるウイルス核酸が複製でき、キメラタンパク質を有する全ウイルス粒子の生産を引き起こし得ることを条件として、粒子形態(すなわち核酸とタンパク質を含む組織化された棒状体)あるいは核酸形態(すなわちウイルスRNAのようなRNA;cDNA又はcDNAから作製されるラン・オフ転写産物)のウイルスに初期感染され得る。
組換えコートタンパク質の特徴
組換えコートタンパク質は、標準手法により、例えば電子顕微鏡によって精製組換えタンパク質を視覚化することにより(例えば実施例I参照)、多量体化してVLPへと自己組織化するそれらの能力に関して分析することができる。VLP形成も、超遠心法によって測定することができ、組換えタンパク質の二次構造を野生型(WT)ウイルスと比較するために円偏光二色性(CD)分光測光法が使用され得る(例えば実施例I参照)。
VLP及びPapMVの安定性は、所望する場合、当技術分野で既知の手法によって、例えばSDS−PAGE及びプロテイナーゼK分解分析によって測定できる(実施例II参照)。本発明の一つの実施形態によれば、本発明のPapMV及びPapMV VLPは高温で安定であり、室温で容易に保存できる。
効果の評価
ワクチンとしての本発明のAPSの効果を評価するために、抗原投与を実施することができる。そのような試験は、標準手法による試験動物(マウスなど)群への本発明のAPSの接種を含む。非接種動物及び/又は市販のワクチンを摂取した動物又は他の陽性対照を含む対照群を並行して設定する。ワクチン接種後適切な期間を置いた後、動物をインフルエンザウイルスにより抗原投与する。接種前と接種後並びに抗原投与後に動物から採集した血液試料を、次に、ウイルスに対する抗体応答に関して分析する。抗体応答に関する適切な試験は、ウエスタンブロット分析及び酵素免疫検定法(ELISA)を含むが、これらに限定されない。動物はまた、例えば体温、体重等を含む、インフルエンザウイルスによる感染に関連する他の状態の発現に関しても観測され得る。インフルエンザの一部の株に関しては、生存率も適切なマーカーである。
細胞性免疫応答も、本明細書で提供する実施例において述べられているものを含む、当技術分野で既知の手法によって評価できる。例えばインビトロ及びインビボでの樹状細胞によるPapMV VLP上で発現されるエピトープのプロセシング及び特異的Tリンパ球への交差提示を通して。細胞性免疫(Tリンパ球)の誘導を評価するための他の有用な手法は、例えばサイトカインの誘導を観測するためのELISAによって、T細胞増殖及びIFN−γの分泌放出を観測することを含む(実施例III参照)。
感染の程度も、動物の犠死後に標準手法を使用した肺ウイルス力価の測定によって評価できる。
PapMV又はVLPのストックの産生
組換えPapMV又はVLPのストックは標準手法によって作製できる。例えば、十分なPapMV又は組換えウイルスを採取できるように、PapMV又は組換えウイルスをパパイヤ又はキンギョソウのような適切な宿主において増殖させることができる。
PapMV VLPのストックは、VLPを構成する組換えコートタンパク質をエンコードする発現ベクターで形質転換又はトランスフェクトした大腸菌のような、適切な宿主細胞から作製できる。宿主細胞を、次に、当技術分野で既知のように、エンコードされるタンパク質の発現を促進する条件下で培養する。発現されたコートタンパク質は、宿主細胞において多量体化し、VLPへと組織化して、標準手法により、例えば細胞を破壊し、細胞溶解産物を1つ以上のクロマトグラフィー精製工程に供することにより、細胞から単離され得る。
本明細書で提供する実施例において明らかにされるように、PapMV VLPは安定した構造であり、VLPのストックは、それ故、室温で又は冷蔵庫で容易に保存することができる。
ワクチン組成物
本発明は、1つ以上の非毒性の医薬的に許容される担体、希釈剤及び/又は賦形剤と共に本発明の1つ以上のAPSを含有するインフルエンザワクチンとしての使用に適する組成物を提供する。所望する場合は、他の有効成分、アジュバント及び/又は免疫増強剤が組成物に含まれていてもよい。
組成物は、様々な経路による投与用に製剤され得る。例えば組成物は、経口、局所、直腸、経鼻又は非経口投与用若しくは吸入又は噴霧による投与用に製剤され得る。本明細書で使用される非経口という用語は、皮下注射、静脈内、筋肉内、クモ膜下腔内、胸骨内注射又は注入手法を含む。被験者への鼻内投与は、被験者の鼻道又は鼻腔の粘膜に医薬組成物を投与することを含む。本発明の一つの実施形態では、組成物は、局所、直腸又は非経口投与用若しくは、例えば鼻内経路による、吸入又は噴霧による投与用に製剤される。もう一つの実施形態では、組成物は非経口投与用に製剤される。
組成物は、好ましくは本発明の1つ以上のAPSの有効量を含有する。ここで使用される「有効量」という用語は、検出可能な免疫応答を誘導するために必要なAPSの量を指す。所与の適応症のためのAPSの有効量は、最初に、例えば細胞培養アッセイにおいて又は動物モデルにおいて、通常はげっ歯動物、ウサギ、イヌ、ブタ又は霊長動物において推定評価され得る。動物モデルはまた、適切な濃度範囲及び投与経路を決定するために使用され得る。そのような情報は、その後、ヒトを含む、治療される動物での有用な用量及び投与経路を決定するために使用され得る。本発明の一つの実施形態では、単位用量は、約10μg〜約10mgのタンパク質を含む。もう一つの実施形態では、単位用量は、約10μg〜約5mgのタンパク質を含む。さらなる実施形態では、単位用量は、約40μg〜約2mgのタンパク質を含む。1つ以上の用量が動物を免疫するために使用され得、これらは同じ日に又は数日間又は数週間にわたって投与され得る。本発明の一つの実施形態では、組成物の2又はそれ以上の用量が治療される動物に投与される。もう一つの実施形態では、組成物の3又はそれ以上の用量が治療される動物に投与される。
上記のように、本発明のAPSは複数の抗原を含んでもよく、1つのAPSは、それ故、多価ワクチン製剤を提供し得る。多価ワクチン製剤は、より高い原子価を有するワクチンに加えて、二価及び三価製剤を含む。各々のAPSが異なる抗原に結合した、複数のAPSを含有する多価ワクチン組成物も考慮される。多価ワクチンは、例えばインフルエンザの2つ以上の株に対する防御を提供するために有用である。本発明の一つの実施形態は多価ワクチンを提供する。本発明のもう一つの実施形態は、各々のAPSが異なる抗原を含む、複数の(すなわち2つ又はそれ以上の)APSを含有する多価ワクチンを提供する。
本発明の特定の実施形態では、M2タンパク質からの抗原を含むAPSと、異なるインフルエンザタンパク質からの抗原を含むAPSを含有する多価ワクチンが提供される。本発明のもう一つの実施形態では、M2タンパク質からの第1の抗原を含むAPSと、M2タンパク質からの第2の抗原を含むAPSを含有する多価ワクチンが提供される。
経口使用のための組成物は、例えば錠剤、トローチ、ロゼンジ、水性又は油性懸濁液、分散性粉末又は顆粒、乳剤、ハードカプセル又はソフトカプセル、若しくはシロップ又はエリキシルとして製剤され得る。そのような組成物は、医薬組成物の製造に関する技術分野で既知の標準方法に従って製造でき、医薬的に優れた(elegant)味の良い製剤を提供するために甘味料、香味料、着色剤及び防腐剤の群から選択される1つ以上の物質を含み得る。錠剤は、例えば炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、ラクトース、リン酸カルシウム又はリン酸ナトリウムのような不活性希釈剤;トウモロコシデンプン又はアルギン酸のような造粒剤及び崩壊剤;デンプン、ゼラチン又はアラビアゴムのような結合剤;及びステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸又は滑石のような潤滑剤を含む、適切な非毒性の医薬的に許容される賦形剤との混合物としてAPSを含有する。錠剤は被覆されていなくてもよく、又は胃腸管における崩壊と吸収を遅延させ、それによってより長期間にわたる持続的作用を与えるために既知の手法によって被覆されていてもよい。例えばモノステアリン酸グリセリル又はジステアリン酸グリセリルのような時間遅延物質が使用され得る。
経口使用のための組成物は、APSが不活性固体希釈剤、例えば炭酸カルシウム、リン酸カルシウム又はカオリンと混合されている硬ゼラチンカプセルとして、又は有効成分が水若しくは落花生油、流動パラフィン又はオリーブ油のような油性媒質と混合されている軟ゼラチンカプセルとして提供され得る。
鼻投与用の組成物は、例えば鼻スプレー、点鼻薬、懸濁液、ゲル、軟膏、クリーム及び粉末を含み得る。組成物は、Accuspray(商標)(Becton Dickinson社)のような適切な市販の鼻スプレー装置を通しての投与用に製剤され得る。鼻投与の他の方法は当技術分野において既知である。
水性懸濁液として製剤される組成物は、1つ以上の適切な賦形剤、例えばカルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン、トラガカントゴム及びアラビアゴムのような懸濁化剤;天然に生じるホスファチド、例えばレシチン、又は脂肪酸とアルキレンオキシドの縮合物、例えばステアリン酸ポリオキシエチレン、又は長鎖脂肪アルコールとエチレンオキシドの縮合物、例えばヘプタ−デカエチレンオキシセタノール、又は脂肪酸とヘキシトールから誘導される部分エステルとエチレンオキシドの縮合物、例えばモノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビトール、又は脂肪酸とヘキシトール無水物から誘導される部分エステルとエチレンオキシドの縮合物、例えばモノオレイン酸ポリエチレンソルビタンのような分散剤又は湿潤剤との混合物としてAPSを含有する。水性懸濁液はまた、1つ以上の防腐剤、例えばエチル又はn−プロピルp−ヒドロキシベンゾエート、1つ以上の着色剤、1つ以上の香味料、若しくはスクロース又はサッカリンのような1つ以上の甘味料を含み得る。
組成物は、APSを植物油、例えば落花生油、オリーブ油、ゴマ油又はヤシ油に、又は流動パラフィンのような鉱物油に懸濁することによって油性懸濁液として製剤され得る。油性懸濁液は、増粘剤、例えば密ろう、固形パラフィン又はセチルアルコールを含み得る。上記で述べたような甘味料及び/又は香味料は、場合により、味の良い経口製剤を提供するために添加され得る。これらの組成物は、アスコルビン酸のような抗酸化剤の添加によって保存され得る。
組成物は、その後水の添加によって水性懸濁剤を調製するために使用できる、分散性粉末又は顆粒として製剤され得る。そのような分散性粉末又は顆粒は、1つ以上の分散剤又は湿潤剤及び懸濁化剤及び/又は防腐剤との混合物としてAPSを提供する。適切な分散剤又は湿潤剤及び懸濁化剤は、既に上述したものによって例示される。付加的な賦形剤、例えば甘味料、香味料、着色剤も、これらの組成物に含めることができる。
本発明の組成物はまた、水中油型乳剤としても製剤され得る。油相は、植物油、例えばオリーブ油又は落花生油若しくは鉱物油、例えば流動パラフィンであり得るか、又はこれらの油の混合物であり得る。これらの組成物に含めるための適切な乳化剤は、天然に生じるゴム、例えばアラビアゴム又はトラガカントゴム;天然に生じるホスファチド、例えばダイズ、レシチン;若しくは脂肪酸及びヘキシトールに由来するエステル又は部分エステル、無水物、例えばモノオレイン酸ソルビタン、及びエチレンオキシドと前記部分エステルの縮合生成物、例えばモノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンを含む。乳剤はまた、場合により甘味料及び香味料を含み得る。
組成物は、1つ以上の甘味料、例えばグリセロール、プロピレングリコール、ソルビトール又はスクロースとAPSを組み合わせることによってシロップ又はエリキシルとして製剤され得る。そのような製剤ははまた、場合により1つ以上の粘滑剤、防腐剤、香味料及び/又は着色剤を含み得る。
組成物は、当技術分野で既知の方法に従い、上記のような適切な1つ以上の分散剤又は湿潤剤及び/又は懸濁化剤を使用して、無菌注射用水性又は油性懸濁液として製剤され得る。無菌注射用製剤は、非毒性の非経口的に許容される希釈剤又は溶媒中の無菌注射用溶液又は懸濁液、例えば1,3−ブタンジオール中の溶液であり得る。使用できる許容されるビヒクル及び溶媒は、水、リンガー溶液、乳酸加リンガー溶液及び等張塩化ナトリウム溶液を含むが、これらに限定されない。他の例は、溶媒又は懸濁媒質として従来より使用されている無菌の固定油、及び、例えば合成モノグリセリド又はジグリセリドを含む様々な無刺激性固定油を含む。オレイン酸のような脂肪酸も、注射剤の製造において使用できる。
場合により本発明の組成物は、抗菌薬、抗酸化剤、キレート化剤及び不活性ガスのような防腐剤、及び/又は炭水化物(例えばソルビトール、マンニトール、デンプン、スクロース、グルコース又はデキストラン)、タンパク質(例えばアルブミン又はカゼイン)又はタンパク質含有物質(例えばウシ血清又は脱脂乳)のような安定剤を適切な緩衝液(例えばリン酸緩衝液)と共に含有し得る。組成物の様々な成分のpH及び正確な濃度は、周知のパラメータに従って調整され得る。
さらに、アジュバント活性を有する1つ以上の化合物が、場合によりワクチン組成物に添加され得る。適切なアジュバントは、例えばミョウバンアジュバント(水酸化、リン酸又は酸化アルミニウムなど);油性乳剤(例えばBayol F(登録商標)又はMarcol52(登録商標)の油性乳剤);サポニン又はビタミンEソリュビリゼート(solubilisate)を含む。ビロソームもアジュバント特性を有することが既知であり(Adjuvant and Antigen Delivery Properties of Virosomes,Gluck,R.,et al.,2005,Current Drug Delivery,2:395−400)、本発明のAPSと共に使用できる。
先に述べられ、ここで明らかにされるように、PapMV及びPapMV VLPはアジュバント特性を有する。従って、本発明の一つの実施形態では、ワクチン組成物は付加的なPapMV又はPapMV VLPをアジュバントとして含有する。一部の実施形態では、PapMV又はPapMV VLPは、注射によって投与されたときPapMV又はPapMV VLPが明らかな局所毒性を引き起こさないことが認められたことから(例えば実施例XI参照)、市販のアジュバントに比べて利点を提供し得る。
オプソニン化ワクチン組成物、例えば以前にワクチン、抗原又はPapMV VLPで免疫された動物又はヒトから単離された抗体を含むワクチン組成物も本発明に包含される。以前にワクチン、抗原又はPapMV VLPで免疫された動物又はヒトから単離された抗体に基づく組換え抗体も、ワクチン組成物をオプソニン化するために使用できる。
また、市販のインフルエンザワクチンと併用される本発明のAPSを含有するワクチン組成物も本発明に包含される。
他の医薬組成物及び医薬組成物を製造する方法は当技術分野において既知であり、例えば「Remington:The Science and Practice of Pharmacy」(以前の「Remingtons Pharmaceutical Sciences」);Gennaro,A.,Lippincott,Williams&Wilkins,Philadelphia,PA(2000)に記載されている。
適用及び使用方法
本発明は、本明細書で述べるAPSの多くの適用及び使用方法を提供する。非限定的な例は、インフルエンザに対する及び/又はインフルエンザ抗原に対する免疫応答を増強するためのワクチンとしてのAPSの使用方法、及びインフルエンザウイルスに対する抗体をスクリーニングするためのAPSの使用方法を含む。本発明は、それ故また、動物においてインフルエンザ抗原に対する免疫応答を増強する及び/又は誘導するための方法を提供する。同様に、ワクチン及び/又は医薬組成物を含む、薬剤の製造のための本発明のPapMV、VLP及びAPSの使用方法は本発明の範囲内である。
本発明のAPSは、APSへの組込みのために選択される抗原に依存して、インフルエンザウイルスの1つ又は2つ以上の株に対する免疫応答を誘導するために使用され得る。APSは、ヒト並びに家畜を含む非ヒト動物における使用に適する。APSについての投与レジームは、他の一般的に許容されるワクチン接種プログラムと異なる必要はない。有効な免疫応答を惹起するために十分量のAPSの単回投与が使用され得るか、あるいは、APSの初期投与とそれに続く抗原単独又はAPSによる1回又は2回以上の追加免疫という他のレジームも使用され得る。同様に、APS又は抗原による追加免疫は、抗体価が許容レベルよりも低い場合に初期投与からかなり後の時点で行われ得る。本発明の一つの実施形態では、APSについての投与レジームは、APSの初期用量プラスAPSの追加抗原量を含む。もう一つの実施形態では、APSについての投与レジームは、APSの初期用量プラスAPSの2又はそれ以上の追加抗原量を含む。さらなる実施形態では、APSについての投与レジームは、APSの初期用量プラスAPSの3又はそれ以上の追加抗原量を含む。適切な投与レジメンは、熟達した医師によって容易に決定され得る。
APSが非結合抗原を含むとき、APSのPapMV又はVLP成分は、抗原と同時に投与され得るか、又は免疫応答を所望するヒト又は非ヒト動物の必要性に依存して、抗原の投与前又は投与後に投与され得る。
本発明の一つの実施形態は、1つ以上の抗原が従来のインフルエンザワクチンの形態であるAPSを含有するワクチンの使用方法を提供する。もう一つの実施形態は、従来のインフルエンザワクチンと共にAPSを含有するワクチンの使用方法を提供する。本実施形態に従って、APSワクチンは、従来のワクチンと同時に(例えば2つの組成物を組み合わせることによって)投与され得るか、又は従来のワクチンの投与前又は投与後に投与され得る。
本発明の一つの実施形態は、ヒト用のインフルエンザワクチンとしてのAPSの使用方法を提供する。本発明のもう一つの実施形態は、ヒト用のインフルエンザワクチンとしての、インフルエンザのH1N1及び/又はH3N2株からの1つ以上の抗原を含むAPSの使用方法を提供する。本発明の特定の実施形態では、少なくとも1つのM2抗原を含むヒトインフルエンザワクチンとして使用するためのAPSが提供される。もう一つの実施形態では、ヒトインフルエンザワクチンとして使用するための、配列番号6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、40又は44と実質的に同一のアミノ酸配列又はそのフラグメントを含む少なくとも1つのM2抗原を含有するAPSが提供される。ワクチンは、場合により第1のAPS中のものとは異なる抗原、例えば配列番号6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、40及び44のいずれか1つに示される配列を含む抗原、若しくはNP又はM1のような他のインフルエンザウイルスタンパク質からの抗原を含む、1つ以上の他のAPSを含有し得る。
本発明の選択的実施形態は、非ヒト用のインフルエンザワクチンとしてのAPSの使用方法を提供する。もう一つの実施形態は、非ヒト用のインフルエンザワクチンとしての、インフルエンザのH3N8、H7N7、H9N2及び/又はH5N1株からの1つ以上の抗原を含むAPSの使用方法を提供する。さらなる実施形態は、非ヒト哺乳動物用のインフルエンザワクチンとしてのAPSの使用方法を提供する。もう一つの実施形態は、鳥類用のインフルエンザワクチンとしてのAPSの使用方法を提供する。本発明のさらなる実施形態では、配列番号9、41、42及び43のいずれか1つに示されるアミノ酸配列又はそのフラグメントを含む少なくとも1つの抗原を含む、哺乳動物及び/又は鳥類用のインフルエンザワクチンとしてのAPSの使用方法が提供される。本発明の特定実施形態では、配列番号9に示されるアミノ酸配列又はそのフラグメントを含む少なくとも1つの抗原を含有する、イヌ、ネコ、ウマ、ブタ、ニワトリ、ガチョウ及びヒメオウギワシ(crested eagle)のためのインフルエンザワクチンとしての使用に適するAPSが提供される。ワクチンは、場合により配列番号6、7、8、10、11、12、13、14、15、16、17、18、40及び44のいずれか1つに示される配列を含むもののような、インフルエンザの他の株で認められるM2eペプチドの変異体に由来する抗原を含む、1つ以上の他のAPSを含有し得る。本発明のもう一つの実施形態では、配列番号9に示されるアミノ酸配列又はそのフラグメントを含む抗原を含む第1のAPS、及び配列番号10に示されるアミノ酸配列又はそのフラグメントを含む抗原を含む第2のAPSを含有する、イヌ及び/又はウマのためのワクチンが提供される。さらなる実施形態では、配列番号41又は43に示されるアミノ酸配列又はそのフラグメントを含む少なくとも1つの抗原を含む、鳥類のためのインフルエンザワクチンとしての使用に適するAPSが提供される。
ここで明らかにされるように、PapMV VLPは、抗原に対する体液性応答とCTL応答の両方を増強することができる。従って、本発明の一つの実施形態では、体液性応答を生じさせるインフルエンザ抗原(M2タンパク質からの抗原など)を含む第1のAPS及びCTL応答を生じさせるインフルエンザ抗原(NP又はM1タンパク質からの抗原など)を含む第2のAPSを含有するワクチンが提供される。
本発明はまた、例えばインフルエンザに対する抗体をスクリーニングするための、スクリーニング剤としてのAPSの使用方法を提供する。APSは、酵素免疫検定法(ELISA)又はウエスタンブロット法のような従来の免疫学的手法に容易に適合させることができ、それ故診断及び研究の場において有用である。
キット
本発明は、インフルエンザワクチンとして使用するための1つ以上のAPSを含むキットをさらに提供する。キットの個々の成分は別々の容器内に包装され、及びそのような容器と共に、医薬品又は生物学的製品の製造、使用又は販売を規制する政府当局によって規定される形態の表示が存在し得るが、かかる表示は製造、使用又は販売の当局による認可を反映する。キットは、場合によりワクチンについての使用方法又は投与レジメンを概説する指示書又は説明書を含み得る。
キットの1つ以上の成分が溶液として、例えば水溶液又は無菌水溶液として提供されるとき、容器手段は、それ自体、そこから溶液が被験者に投与され得る又はキットのその他の成分に適用され、混合され得る、吸入剤、注射器、ピペット、点眼瓶又は他のそのような同様の装置であり得る。
キットの成分はまた、乾燥形態又は凍結乾燥形態で提供されてもよく、キットは、凍結乾燥成分の再溶解のために適切な溶媒を付加的に含み得る。容器の数又は種類にかかわらず、本発明のキットはまた、患者への組成物の投与を助けるための器具を含み得る。そのような器具は、吸入剤、鼻噴霧装置、注射器、ピペット、鉗子、計量スプーン、点眼瓶又は同様の医学的に承認されている送達ビヒクルであり得る。
抗体検出における使用のための、本発明の1つ以上のAPSを含むスクリーニングキットも提供される。キットは、研究のための1又は複数の診断キットであり得る。キットの個々の成分は別々の容器内に包装され、及びそのような容器と共に、生物学的製品の製造、使用又は販売を規制する政府当局によって規定される形態の表示が存在し得るが、かかる表示は生物学的製品の製造、使用又は販売の当局による認可を反映する。キットは、場合によりワクチンについての使用方法又は投与レジメンを概説する指示書又は説明書を含み得る。
ここで述べる本発明のよりよい理解を得るために、以下の実施例を示す。これらの実施例は、本発明の例示的実施形態を説明することを意図されており、いかなる意味においても本発明の範囲を限定することを意図されていないことが了解される。
(実施例I)
PapMVコートタンパク質のRNA結合及び自己組織化への突然変異の影響
2位にアラニンの挿入を保持し、N末端の5個のアミノ酸がWT配列から欠失したPapMVコートタンパク質(CPΔN5;配列番号3に示す)を、Tremblay,M− H.,et al.,2006,FEBS J.,273:14−25に概説されている一連の突然変異体を創製するために使用した。PapMV CPの128位に対応するアミノ酸は、大部分のポテクスウイルス(potexvirus、ジャガイモXウイルス)ではAであるが、PapMVにおいてはEであることを明らかにした、PapMV CPのアミノ酸90〜169の間の19のポテクスウイルスCPのアミノ酸配列のアラインメント、及び荷電残基R104、K133、K137及びR161がゲノムRNAとの相互作用に関与する可能性が高く、ウイルスゲノムの組織化とパッケージングにおいて重要な役割を果たすという報告(Abouhaidar,& Lai,1989,J.Gen.Virol.70,1871−5)に基づき、以下の突然変異を作製した:E128A;K97A;R104K105R108/A;R118D120K121/A;K133K137/A;D142D145/A;E148A;R161A又はE166E168/A。
電子顕微鏡検査及び免疫金標識法
VLP又はウイルスを10mM トリス−HCl、pH8で希釈し、カーボン被覆したフォームバー(formvar)グリッドに3分間吸着させた。グリッドをBSA(10mg/mL)8mLで30秒間ブロックし、PBSで洗浄した。グリッドを、PBSで1:10希釈したウサギ抗6×Hタグ抗体(Amersham,Pittsburgh,PA,USA)と共に室温で30分間インキュベートした。次にグリッドをPBSで3回洗浄し、PBSで1:20希釈した6nm金粒子結合ロバ抗ウサギ抗体(Jackson Immuno Research,West Baltimore Pike,West Grove,PA,USA)と共に室温で30分間インキュベートした。その後グリッドを脱イオン水で洗浄し、上述したように染色した。
円偏光二色性分光測光法
CDスペクトルを20℃でOlis RSM 1000(Olis,Conway DriveSuites A&B,Bogart,GA,USA)高速スキャナーモノクロメータに記録した。遠紫外CD(260〜190nm)のために、0.1cm光路長の恒温装置付き石英セルを使用した。平均残基楕円率(deg×cmz×dmol単位での[6]mR)を、方程式:[6]MR=[6]*MRW/(10×c×1)、[式中、[6]は度(degree)単位での楕円率であり、MRWはタンパク質中の残基の平均分子量であり(この試験では108を使用した)、cはg/ml単位のタンパク質濃度であり、及び1はcmでの光路長である]を用いて算定した(Johnson,W.C.(1996)Circular Dichroism Instrumentation in Circular Dichroism and the Conformational Analysis of Biomolecules(Fasman,G.D.,ed)pp.635−652,Kluwer Academic/Plenum Publishers)。
近紫外領域のCDスペクトルは、Jasco Model J−710装置(Jasco,Commerce Dr.Easton,MD,USA)において室温で記録した(250〜350nm)。記録は石英キュベット(光路長0.1cm)を用いて実施した。スペクトルを、100nm/分の割合で0.2nm刻みの10回のスキャンから平均した。ロッド及びディスク試料はそれぞれ1.5mg/ml及び5.5mg/mlの濃度であった。
RNA転写産物及び電気泳動移動度シフトアッセイ(EMSA)
RNAプローブを、RiboMAX(商標)Large Scale RNA Production System−T7キット(Promega P1300,Madison,WI,USA)及びT7プロモーターの前のPapMVの5’末端側80ヌクレオチドのクローンを使用して、インビトロでの転写によって作製した。インビトロ転写の前にクローンをEcoRIで線状化した。RNA転写産物を、DNA/RNA精製のためのG50 Quick Spin Column(Roche 1273 965)で精製した。同じ方法を使用して、インビトロ組織化アッセイのためにPapMVの5’末端側1800ヌクレオチドの転写産物を作製した。RNAプローブを、エビアルカリホスファターゼ(Fermentas,Hanover,MD,USA,EFO511)を用いて脱リン酸化し、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(NEB,Ipswich,MA,USA,M0201S)を用いてガンマ32P−ATPで標識した。次にG−50 Quick Spin Columnを前記のように使用してプローブを精製した。標識RNAを組換えタンパク質と共に室温で60分間インキュベートした。RNA 165fomlを各々の反応のために使用し、7.5UのRNアーゼ阻害剤(Amersham Biosciences 27−0816O1)を含むインビトロ組織化緩衝液中の様々な量の精製組換えタンパク質を使用した。反応物の最終容量は10μLであった;負荷染料2μLを試料に添加した後、5%未変性ポリアクリルアミドゲルに負荷した。電気泳動を、0.5Xトリス−ホウ酸−EDTA緩衝液中、10mAで90分間実施した。ゲルを乾燥し、Kodak BioMax MSフィルム(Amersham Biosciences V8326886)で16時間のオートラジオグラフィーに供して、現像した。
PapMVの精製とディスクの単離
PapMVを、モザイク症状を示したパパイヤの葉から分画遠心によって精製した。感染した葉(100g)を、市販の混合機において10mM EDTAを含む50mMトリス−HCl(pH8.0)100mL中で摩砕した。摩砕した葉をチーズクロスでろ過し、1%のトリトンX−100をろ液に添加して、ろ液を静かに10分間攪拌した。クロロホルムを、ろ液の容量の4分の1に等しい容量まで滴下して加えた。溶液を4℃でさらに30分間攪拌し、10,000gで20分間遠心分離して沈殿物を除去した。上清を120分間高速(100,000g)遠心分離に供した。ウイルスペレットを懸濁し、スクロースクッション(3%スクロース)を通して100,000gで3時間半、さらなる高速遠心分離に供した。最終ウイルスペレットを50mMトリス(pH8.0)10mLに懸濁した。色が持続する場合は、クロロホルムによるさらなる清澄化を実施した。精製ウイルスを超遠心法によって収集した。酢酸分解法によるディスクの単離を以前に述べられているように(Erickson,et al.,1976,Virology.72,514−7)実施した。
トリプシン消化
タンパク質10μgを、トリプシン0.2μg(Roche,Indianapolis,IN,USA,1418475)と100mMトリスHCl緩衝液、pH8.5中で120分間、50μlの容量にて37℃でインキュベートした。5%SDS、5mM DTT及び40%グリセロールを含む追加の負荷染料10μLの添加によって反応を停止させた。試料を5分間煮沸した後、SDS−PAGEゲルに負荷した。タンパク質をクマシーブルー染色によって視覚化した。
結果
PapMVは、CPオープンリーディングフレーム(ORF)の1位と6位に2個のM残基を保持する。これらの開始コドンの両方がウイルスの複製の間に使用されるかどうかは明らかでない。しかし、精製ウイルスのCPの大きな割合がN末端のいくつかのアミノ酸を欠くことが示された(Zhang,et al.,1993,J.Mol.Biol.234,885−7)。大腸菌において1つのオープンリーディングフレームだけの生産を確実にするため、Mが開始コドンとして働くようにN末端の5アミノ酸を除去した。NcoI部位への開始コドンの導入は、すべての構築物で認められる余分のAを導入した。精製工程を容易にするために6×Hタグをタンパク質のC末端に負荷した。組換えタンパク質CPΔN5は大腸菌BL21(pLysS)において発現され、精製ウイルスから抽出されたWT CPの分子量よりもわずかに大きな分子量(MW)を示した。2つのタンパク質の間で認められる相違は、おそらくC末端の6×Hタグ融合によって引き起こされる。Ni2+カラムを用いて組換えタンパク質をアフィニティー精製し、1Mイミダゾールを用いて溶出した。精製組換えタンパク質の収率は40〜50mg/Lと推定された。WT PapMV CPに対して惹起した抗体を用いたウエスタンブロット分析により、精製タンパク質が実際にPapMV CPであることが確認された。
1、2又は3個のA置換を保持する9つの異なる突然変異体を作製した。5つの突然変異体R118−D120−K121/A、K133−K137/A、D142−D145/A、R161A及びE166−E167−R168/Aは、不安定なタンパク質を生産し、検出不能であるか又は非常に低いレベルで発現された。この保存された領域における突然変異誘発はCPの天然の折りたたみに影響を及ぼした可能性が高い。突然変異体K97A、R104K105R108/A、E128A及びE148Aは、CPΔN5と同様のレベルで発現され、CPΔN5に関して示されたように6×Hタグを用いて容易に精製することができた。しかし、透析の間のイミダゾールの除去は突然変異体R104K105R108/A及びE148Aを凝集及び沈殿させ、突然変異がタンパク質の折りたたみに影響を及ぼしたと考えられる。
構築物CPΔN5は、精製組換えタンパク質の電子顕微鏡写真によって示されるように大腸菌においてVLPへと自己組織化した。VLPは、形状及び粒径において天然ウイルス粒子と同様であった。VLPとして認められた精製タンパク質の割合を分析し、定量するため、VLPとより小さな凝集物を100,000gで2時間の超遠心によって分離した。CPΔN5タンパク質の大部分(80%)は上清中で認められた。VLPはペレット中で認められ、総精製組換えタンパク質の20%を占める。しかし、精製タンパク質K97Aは超遠心後も上清中に残存した。逆に、組換えタンパク質E128Aは、超遠心後は全面的にペレット中で認められた。
電子顕微鏡検査は、高速ペレットから単離されたE128A VLPがWTウイルスに類似することを明らかにした。各々のCPΔN5及びE128Aについての150VLPの長さを測定し、平均長を決定した。CPΔN5 VLPは、予測されたように500nmの長さである天然ウイルスよりも10倍短い(50nm)と思われた。しかし、E128A VLPはCPΔN5 VLPより約3倍長く、この突然変異体が組織化の開始と伸長をより効率良く支持し得ることを示唆する。最後に、精製K97Aタンパク質の電子顕微鏡写真は、直径15〜50nmの組織化されていない凝集物を明らかにした。凝集物の輪郭は不規則であり、このタンパク質が自らVLPへと組織化することができないことを示した。
Ni2+カラムを用いたVLPの精製は効率的であり、6×Hタグが表面に位置し、アフィニティーカラムとの相互作用のために使用可能であることを示唆した。この仮説を確認するため、抗6×Hisタグウサギ抗血清抗体、続いて金粒子で標識したロバ抗ウサギ二次抗体を使用してCPΔN5 VLPに関する免疫金標識実験を実施した。予想されたように、VLPは金粒子で装飾され、それ故C末端へのペプチド(6×H)の融合が耐容され、VLPの表面に露出されることを示した。C末端融合ペプチドのこの表面露出は、免疫原を結合する適切な部位としてのC末端の適合性を明らかにする。
WTウイルスと組換えタンパク質の二次構造を比較するために円偏光二色性(CD)分光測光法を使用した。CPΔN5の二次構造は49%がαへリックス、15%がランダムコイルであると推定された。CPΔN5 VLPとWTウイルスのCDスペクトルはわずかに異なるプロファイルを示した(図2A)。208nmで測定されたCDシグナルは、CPΔN5 VLPよりもWTウイルスについてより著明であった(図2A)。興味深いことに、208nmでE128A VLPに関して測定されたCDシグナルはWTウイルスと重なった(図2A)。
CPΔN5の単離ディスク(精製タンパク質の高速上清)のCDシグナルは、酢酸法を用いて精製ウイルスからの単離ディスクと同じであった(図2B)。一般に208nmでディスクに関して測定されたCDシグナルはVLPほど著明ではなかった。この結果は、ディスクがVLPに組織化したときαヘリックス中の含量が上昇することを示唆する。最後に、K97Aの精製タンパク質の折りたたみをCPΔN5の高速上清と比較した。2つのタンパク質は同じCDプロファイルを示した(図2E)。
タンパク質中の芳香族残基及びトリプトファン残基の吸収を測定するために250〜350nmのスペクトルも得た。それらの残基の環境の変化は記録されるシグナルに影響を及ぼし、三次構造の変動を示す。CPΔN5及びE128AのVLPは類似すると思われ(図2D)、両方のVLPについて三次構造が同じであることを示した。CPΔN5ディスク及びK97Aのスペクトルは非常に類似しており、両方のタンパク質が類似の三次構造を有することを示唆する(図2E)。試料間の曲線の強度のわずかな相違は、おそらくタンパク質濃度の小さな変動によるものであると思われた。
精製組換えCPΔN5の80%及びすべてのK97Aタンパク質が、超遠心後の上清中に多量体(ディスク)として認められた。これらのタンパク質の多量体化のレベルを測定するため、CPΔN5の高速上清及び精製タンパク質K97AをSuperdex(商標)200を用いて分析した。CPΔN5に関しては、タンパク質の大部分が、約20サブユニット(タンパク質サブユニットの分子量は23kDaである)の多量体に対応する、450kDaの高分子量複合体として溶出された(図3A)。81.27mlで溶出する2番目のピークを収集し、分離能を改善するためにSuperdex(商標)75カラムに負荷した。タンパク質が39kDaタンパク質として溶出した。このピークからの試料をSDS−PAGEに供し、CPΔN5の分解産物に対応するCPΔN5より小さい固有のバンドを示した。この分解されたタンパク質は高分子量複合体を形成することができず、溶液中に二量体として残存する可能性がある。
K97Aの溶出プロファイルは3つの主要ピークに分けることができる(図3B)。2番目のピークは50mlで溶出され、CPΔN5ディスクと重なり(図3A)、おそらくディスク構造に対応する。1番目のピークは41〜43mlで溶出し、700kDaを上回る大きさの凝集物に対応する。溶出パターンは幅が広く、この物質が均一ではなく、非特異的相互作用によって共に凝集したK97Aディスクの凝集物に対応し得ることを示唆するショルダーを示す。3番目のピークはさらに分析しなかったが、おそらくCPΔN5構築物に関して示されるようなトランケート型タンパク質に対応する。これらの結果から、K97Aは他のタンパク質サブユニットとディスクを形成することができるが、大腸菌においてVLPへと組織化することはできないことが確認される。
CPΔN5ディスクをアフィニティークロマトグラフィーによって精製タンパク質の高速上清から単離し、インビトロ組織化アッセイのために使用した。直径17nmのディスクをゲルろ過によって単離した。1mg/mlの濃度のCPΔN5ディスク50mlをRNA0.05mgと共に室温で30分間インキュベートした。電子顕微鏡検査により、RNAとタンパク質が、インビトロ組織化アッセイに使用したRNAの長さ(PapMVの5’側1800ヌクレオチド)に対応する正常な長さ(150nm)のVLPへと組織化されることが示された。この結果は、約20サブユニットのディスクがインビトロでのVLPの構築ブロックであることを明確に示す。精製K97A組換えタンパク質はこれらの条件下でRNAをVLPに組織化することができなかった。
K97A及びE128A突然変異はPapMV CPに対して全く反対の作用を示した。CPΔN5及びE128A VLPがRNAを含むかどうかを評価するため、種々のVLPの280/260比を分光光度計で測定し、精製ウイルスのタンパク質と比較した(表2)。予想されたように、VLPは、それらのRNAのレベルがより低いために、ディスクよりも小さい280/260比を示した。E128A VLPの280/260比は精製ウイルスと同等であった。興味深いことに、この比はCPΔN5 VLPに関して50%高かった。CPΔN5及びK97Aの単離ディスクの280/260比は、精製ウイルスの酢酸で抽出したディスクに匹敵した。
VLPを作製する能力がRNAに対するCPの親和性に直接関連するかどうかを評価するため、CPΔN5及びE128A突然変異体からのディスクを単離し、K97Aと比較した。CPΔN5の高速上清を450kDa多量体(ディスク)の単離のために使用した。E128A突然変異体は大腸菌においてVLPだけを作製するので、酢酸処理を用いてこれらを破壊し、E128Aディスクを単離した(Abouhaidar&Bancroft,1978,Virology.90,54−9)。PapMVの5’非コード領域の80ヌクレオチドの転写産物から作製した32P標識RNAプローブ165fmolを含む10μlの容量中で種々の量のディスクをインキュベートした。タンパク質−RNA複合体を電気泳動移動度シフトアッセイ(EMSA)によって分離した。CPΔN5のディスクはプローブと協働的に相互作用し、タンパク質500ng(22pmol)のシフトを誘導した。この結果は、単離後RNAを含まないCPΔN5ディスクが、RNAの弱い親和性に対応する、1,000のモル比(ディスク/RNA)に達したときのみインビトロでRNAと相互作用できることを示す。同様の実験を突然変異体E128Aの単離ディスクと同じプローブで実施したとき、E128AディスクはCPΔN5よりも効率的にRNAと結合した。50ngという少量のタンパク質は、タンパク質RNA複合体を作製するために十分であった。同じ条件で精製K97Aタンパク質は、より高い濃度でも(1500ngまで)、タンパク質RNA複合体の形成を誘導することができなかった。EMSAを、先に述べたように標識したCPΔN5 VLPから抽出したRNAで反復し、PapMVパッケージングシグナルを含まないこのRNAに関して同じ結果を得た。
VLPの安定性を評価し、棒状体構造へのディスクの組織化が複合体の安定性を改善するかどうかを測定するため、熱に対するそれらの抵抗性をCD分光測光法によって観測した。CPΔN5 VLP及びウイルスの両方が、何らかの疲労の徴候を示すまで高温(60℃以上)に耐える(図4A)。精製PapMVは試験した最も安定な構造であり、100℃に近い温度に耐え得る。PapMVについて報告されている不活化の温度は70℃である。CPΔN5 VLPは、おそらくC末端に位置する6×Hisタグの存在の故にWTウイルスよりも感受性であった。E128A VLPは熱に対してより敏感であると思われ、42℃で疲労の徴候を示した(図4A)。ディスクは40℃で速やかに変性した(図4B)。この結果は、棒状体構造へのディスクの詰込みが安定性をかなり改善することを示唆する。
トリプシンでのPapMVの処理は、おそらくC末端のアミノ酸198で、切断を生じさせる。これらの条件下で、残存するタンパク質はプロテアーゼに抵抗性であった。同様のアッセイを精製ビリオン及び組換えVLPとディスクに関して実施し、PapMVはトリプシンによって影響を受けないと思われた。電子顕微鏡検査により、処理されたウイルスが外見上未処理ウイルスと同じであり、CPΔN5とCPΔN5 VLPからの単離ディスクの両方がトリプシンに対して非常に敏感であり、分解されたフラグメントに対応するより低い分子量のいくつかのバンドが生成されたことが確認され、いくつかの正に荷電した残基がVLPの表面で露出され、使用可能であることが示唆された。E128Aはトリプシンに対してWTウイルスと同様の抵抗性を示した。
(実施例II)
PapMV gp100及びPapMV Flu VLPの生産及び工学的操作
PapMV CP遺伝子のクローニング
CPΔN5 PapMVコートタンパク質(CP)遺伝子を使用し(実施例I参照)、Tremblay,M−H.,et al.,2006,FEBS J.,273:14−25に述べられているように作製した。簡単に述べると、CP遺伝子を、以下のオリゴヌクレオチドプライマーを使用して単離ウイルスRNAからRT−PCRによって増幅した。
フォワードCPΔN5プライマー:
5’−AGTCCCATGGATCCAACGTCCAATCTTCTG−3’[配列番号19]
リバースCPΔN5プライマー:
5’−ATGCGGATCCTTACTAATGGTGATGGTGATGGTGTTCGGGGGGTGGAAG−3’[配列番号20]
PCR産物をNcoI及びBamHIで消化し、ベクターpET−3dに挿入して、N末端の5アミノ酸がWT配列から欠失したCPΔN5 PapMV VLPクローンを作製した。PapMV VLPはまた、組換えタンパク質の2位にアラニンの挿入を保持する。CPΔN5 PapMV VLPクローンのアミノ酸配列を図1Cに示す[配列番号3]。
PapMV gp100及びPapMV Flu構築物のクローニング及び工学的操作
広く定義されている腫瘍抗原gp100から(IMDQVPFSV;配列番号21)及びインフルエンザM1タンパク質から(GILGFVFTL;配列番号22)の9量体HLA−A0201エピトープを選択した。HLA−A0201エピトープは、プロテアソームによる天然プロセシングを促進するためにそれぞれの天然配列から5残基だけN末端側及びC末端側に隣接した(図5A参照)。
PapMV gp100構築物を作製するため、以下のオリゴヌクレオチドを使用した:
センスgp100オリゴヌクレオチド:
5’−CTAGTTCTTCTGCGTTCACCATCATGGACCAGGTTCCGTTCTCTGTTTCTGTTTCTCAGCTGA−3’[配列番号23]、及び
アンチセンスgp100オリゴヌクレオチド:
5’−CTAGTCAGCTGAGAAACAGAAACAGAGAACGGAACCTGGTCCATGATGGTGAACGCAGAAGAA−3’[配列番号24]。
これら2つのオリゴヌクレオチドをアニーリングし、SpeI及びMluI酵素で線状化したCPΔN5 PapMV CPクローンのSpeI及びMluI部位にクローニングした。
PapMV FLU構築物を作製するため、以下のオリゴヌクレオチドを使用した:
センスFLUオリゴヌクレオチド:
5’−CTAGTTCTCCGCTGACCAAAGGTATCCTGGGTTTCGTTTTCACCCTGACCGTTCCGTCTGAAA−3’[配列番号25]、及び
アンチセンスFLUオリゴヌクレオチド:
5’−CTAGTTTCAGACGGAACGGTCAGGGTGAAAACGAAACCCAGGATACCTTTGGTCAGCGGAGAA−3’[配列番号26]。
これら2つのオリゴヌクレオチドをアニーリングし、gp100構築物に関して上述したようにCPΔN5 PapMV CPのC末端でクローニングした。
生じたPapMV gp100及びPapMV FLU構築物は、それらのC末端にそれぞれのペプチドの融合物を有するPapMV CP遺伝子、次いで精製工程を容易にするための6×Hタグから構成された。PapMVクローンの配列をDNA塩基配列決定によって確認した。
大腸菌におけるPapMV、PapMV FLU及びPapMV gp100の発現
大腸菌発現株BL21(DE3)RIL(Stratagene,La Jolla,CA)を、上述した構築物の1つを含むプラスミドpET−3dで形質転換し、アンピシリン(50μg/mL)を含む2×YT培地で維持した。細菌細胞を600nmで0.6の光学密度まで37℃で増殖させ、1mMイソプロピル−β−d−チオガラクトピラノシド(IPTG)でタンパク質発現を誘導した。誘導を25℃で16時間続けた。6000 rpmで15分間の遠心分離によって細菌を採集した。ペレットを氷冷溶解緩衝液(50mM NaHPO、pH8.0、300mM NaCl、10mMイミダゾール、20μMフッ化フェニルメタンスルホニル、1mg/mLリゾチーム)に再懸濁し、フレンチプレスに1回通すことによって細菌を溶解した。溶解産物を13,000rpmで30分間2回遠心分離して、細胞デブリを除去した。上清を、4℃で4時間、穏やかに攪拌しながらNi−NTA(Qiagen,Valencia,CA)1mLと共にインキュベートした。溶解産物をカラムに負荷し、ビーズを、漸増濃度のイミダゾール(10 mM、20mM及び50mM)を含む3×15mL洗浄緩衝液(50mM NaHPO、pH8.0、300mM NaCl)で洗浄した。次にビーズを作業緩衝液(10mMトリス/HCl、pH8又は10mMリン酸ナトリウム緩衝液、pH7.2)15mLで洗浄した。LPS夾雑物を除去するために2回の洗浄工程を実施し、1回は10mMトリス−HCl、50mMイミダゾール、0.5%トリトンX100、pH8で、もう1回は10mMトリス−HCl、50mMイミダゾール、1%両性洗浄剤(Zwittergent)、pH8で洗浄した。タンパク質を、1Mイミダゾールを含む作業緩衝液中で溶出した。溶出したタンパク質を、Beckman 50.2 TIローターで120分間の高速超遠心(100,000g)に供した。VLPペレットをエンドトキシン不含PBS(Sigma社)に再懸濁した。最後に、0.45uMフィルターを用いてタンパク質溶液をろ過した。タンパク質濃度をBCAタンパク質キット(Pierce社)によって評価した。精製タンパク質中のLPSのレベルを製造者(Cambrex社)の指示に従いリムルス試験で評価したところ、0.005エンドトキシン単位(EU)/μgタンパク質以下であった。この手順により、細菌培養物1リットル当たり20mg以上の精製VLPが生成された。
電子顕微鏡検査及びSDS−PAGE
タンパク質をPBSで希釈し、カーボン被覆したフォームバーグリッドに3分間吸着させた。グリッドを脱イオン水で2回洗浄し、室温で10分間、0.1%酢酸ウラニルで染色した。次にグリッドをJeol JEM220FS透過型電子顕微鏡で観察した。100VLPの平均長をAdobe Photoshopソフトウェアを用いて評価した。
SDS−PAGE分析を、Bio−Rad社(Hercules,CA)製のミニプロテアンシステム(mini−protean system)を用いて当技術分野で記述されているように(Lepage and Lapointe,2006,Cancer Res.66:2423−2432)実施した。タンパク質をクマシーブルー染色(Bio−Rad社)によって明らかにした。一部の実験では、プロテイナーゼK(Invitrogen社)を13μg/mlの最終濃度で添加した。
結果
大腸菌で生産された種々のPapMV VLPの電子顕微鏡分析(図5B)により、長さが80〜200nmの範囲で、直径がPapMV VLPについては15nm、操作したPapMV gp100及びFlu VLPについては16nmの典型的な長い棒形構造が明らかになった。PapMV CPは、大腸菌において、大きさ及び形状に関してPapMV VLPと類似のVLPへと自発的に組織化することができた。
SDS−PAGE分析を、4℃のPBS中で新鮮なVLP及び7か月経過したVLP製剤に関して実施した。分解の証拠はゲル上で検出されなかった。さらに、製剤を室温で又は37℃でさらに7日間インキュベートしたが、顕著な分解は認められなかった。最後に、PapMV製剤を、分解についての陽性対照としてプロテイナーゼKと共にインキュベートし、それにより、工学的に操作されたPapMV VLPの速やかな分解が生じた。融合ペプチドを含まないPapMV VLPはプロテイナーゼKに対してより抵抗性であり、C末端の融合物がおそらくこの領域を局所的に不安定化し、この酵素に対する感受性を高めることを示唆した。
(実施例III)
PapMV VLP上で発現されるgp100及びインフルエンザM1エピトープのインビトロプロセシングと交差提示
ペプチド
gp100及びFluペプチドは、GLBiochem Shangai社によって合成され、DMSO(Sigma社)に再懸濁された。
培地及び細胞培養
Tリンパ球、樹状細胞(DC)及びCD40で刺激したBリンパ球(CD40−B)を、7.5%ヒト血清(熱不活化、正常ドナーから調製)、2mM L−グルタミン、100U/mlペニシリン/ストレプトマイシン及び10μg/mlゲンタマイシン(最後の3つはInvitrogen社及びWisent社より)を添加した完全培地(イスコフ改変ダルベッコ培地;Invitrogen;Carlsbad,CA;及びWisent; St−Bruno,Quebec,Canada)において当技術分野に記載されているように(Lapointe et al.,2003,Can.Res.63:653−662)培養した。
末梢血単核細胞(PBMC)から、500ng/mlの可溶性三量体CD40L(Immunex Corporation;Seatle,WA)及び500U/mlの組換えヒトIL−4(Peprotech;Rocky Hill,NJ)の添加により、CD40活性化B細胞を当技術分野で記述されているように(Lapointe et al.,2003,Cancer Res.63:653−662;Lepage and Lapointe,2006,Cancer Res.66:2423−2432)増殖させ、培養した。
Sallusto et al,1994,J.Exp.Med.179:1109−1118が述べた最初のプロトコールを修正することにより、正常ドナーからのアフェレーシス製剤によって収集したPBMCからDCを作製した(Lapointe et al.,2000,Eur.J.Immunol.30:3291−3298)。簡単に述べると、リンパ球分離培地(Wisent社)での遠心分離によって血液からPBMCを濃縮した。組織培養フラスコ又はプレートにおいて37℃で2時間後の接着後に単球を濃縮した(T−25中3×10細胞、6穴平底プレート中1.5×10細胞/穴又は24穴平底プレート中5×10細胞/穴、すべてCostar,Corning,NYより)。接着細胞をPBS(Wisent社)で1回洗浄し、その後100ng/mlのGM−CSF(1,000U/ml)及び500ng/mlのIL−4(1,000U/ml)(どちらもPeprotech,Rocky Hill,NJより)を添加した完全培地で培養した。GM−CSF及びIL−4を3日目と5日目に再び添加した。PapMV VLP(実施例IIで述べたように作製した)を6日目に添加し、認識及び増殖実験のために7日目に採集した。
黒色腫細胞系1088melはSurgery Branch(NCI/NIH)において樹立された。SK23、T2及び乳癌細胞系MDA231はAmerican Type Culture Collection(ATCC;Manassas,VA)より入手した。すべての腫瘍細胞系を、10%熱不活化FBS、2mM L−グルタミン、100U/mlペニシリン/ストレプトマイシン及び10μg/mlゲンタマイシンを添加したRPMI 1640培地で培養した。
PapMVをパルスしたAPCからの交差提示
種々の標的細胞を、gp100又はインフルエンザM1特異的T細胞による定義されたエピトープのMHCクラスI提示に関して分析した。gp100特異的CD8T細胞クローンは、National Cancer Institute;NIH,Bethesda,MDの好意により提供され、209−217位の天然HLA−A0201制限エピトープ(ITD QVP FSV;配列番号27)及び210位にMを有する修飾型(IMD QVP FSV;配列番号21)の両方に特異的であり、ペプチド/MHC複合体の安定性を高めた。gp100特異的T細胞を、Dudley et al,1999,J.Immunother,22:288−298によって記述された急速増殖プロトコールを用いて増殖させた。
インフルエンザM1由来HLA−A0201制限エピトープ(59−67;GIL GFV FTL;配列番号22)に特異的なT細胞系を以下のように作製した。HLA−A02正常ドナーからのPBMCを、特異的抗体(OneLambda,Canoga Park,CA)でのフローサイトメトリ(FACScalibur;BD Biosciences,Mississauga,ON)によって同定した。上述したように作製したPBMCを、48穴プレートの多数のウェルにおいて上述した培地中の1μM合成FLUペプチドで刺激した。培養物を7日後に、ペプチドパルスした(1μMで3時間、次いでPBS中で3回洗浄)自己PBMC又はCD40で刺激したBリンパ球培養物のいずれかで再刺激した。その後インターロイキン(IL)−2(Chiron,Emeryville,CA)を150IU/mlで2〜3日ごとに添加し、培養物を2×10細胞/mlに保持した。個々の培養物の特異性を、当技術分野で記述されているように(Lapointe et al.,2001,J.Immunol.167:4758−4764)ペプチドパルスしたT2細胞との共培養後、結合抗体(Endogen;Woburn,MA)でのELISAによるインターフェロン(IFN)−γ分泌アッセイによって評価した。
PapMVによって媒介される交差提示を評価するため、CD40活性化B細胞又はDCに10〜50μg/mlの様々な型の修飾PapMV CPを20時間パルスした。細胞を採集し、PBSで2回洗浄して、96穴プレートの完全培地に接種した(4〜10×10細胞/穴)。gp100又はインフルエンザM1特異的T細胞を完全培地中2〜10×10細胞/穴で20時間添加した。培養上清を採集し、インターフェロン(IFN)−γを当技術分野で記述されているように(Lepage and Lapointe,2006,Cancer Res.66:2423−2432)ELISAによって評価した。一部の実験では、APCを50〜70μMクロロキン(Sigma)又は20〜25μg/mlラクタシスチン又は1.3〜3.3μM MG−132(最後の2つはCalbiochem,San Diego,CAより)で1時間、前処理した。細胞をPBSで洗浄し、最初の阻害剤濃度の1/20を含む培地に再懸濁した。処理した細胞に種々のPapMV変異体をパルスし、MHCクラスIを介した提示の分析を上述したように実施した。
T細胞増殖
CD40活性化B細胞又はDCに様々な型のPapMV CP(上記実施例IIで述べたような)を20時間パルスした。細胞を採集し、PBSで2回洗浄した。パルスしたAPC(2〜5×10)を、48穴プレートの個々の穴において、完全培地500μl中2×10細胞で自己PBMCと共培養した。培地が黄色になったときは、培地200μlを除去し、新鮮な完全培地400μlを添加した。7日目から10日目まで、新鮮PapMVをパルスしたAPC(5×10;20時間パルスし、PBSで2回洗浄した)を個々の培養物に添加した。次にIL−2を100IU/mlで3日ごとに添加した。
その後15日目から20日目までT細胞の特異性を評価した。簡単に述べると、増殖させた細胞を、当技術分野で記述されているように(Lapointe et al.,2001,J.Immunol.167:4758−4764)ペプチドパルスしたT2細胞と、又はPapMVをパルスしたAPCと共培養した。次に、当技術分野で記述されているように(Lepage and Lapointe,2006、同上)結合抗体(Endogen;Woburn,MA)でのELISAによってIFN−γ分泌を評価した。あるいは、抗原特異的T細胞の頻度を、製造者の指示に従って結合抗体(MABTECH)を使用して、ELISPOTアッセイによって評価した。スポットを自動計数器(CTL Technologies,Cleveland,OH)で数えた。
結果
DCは、当技術分野では最適APCと定義され、今回の実験で及び当技術分野において、CD40刺激後に増殖したBリンパ球は効率的なAPCであることが明らかにされた。これらのAPCにPapMV VLP、PapMV gp100及びPapMV Fluをパルスし、gp100及びインフルエンザM1タンパク質からのMHCクラスIエピトープに特異的な定義されたT細胞と共培養した。図7Aに示すように、PapMV gp100をパルスしたAPCだけがgp100特異的T細胞クローンによって認識された。反対に、PapMV FluをパルスしたAPCだけがインフルエンザM1特異的T細胞によって認識された(図7B)。各々のT細胞培養物の特異性は、各エピトープに対応する合成ペプチドをCD40活性化B細胞にパルスすることによって確認された。また、特異的T細胞へのPapMV Fluの添加は、それらを刺激してIFN−γを分泌させることができず、APCがペプチド認識のために必須であることを示した。
HLA−A02がペプチド提示に関与する制限要素であることを確認するため、2個体のさらなるHLA−A02ドナー及びこの対立遺伝子に関して陰性の他の2個体から作製したAPCに関して同様の実験を実施した。図8Aに示されるように、FLU特異的T細胞は、主としてHLA−A02ドナーにパルスされたPapMV−Fluと反応性であった(左のパネル)。ドナー番号3との弱い反応性は、FLU T細胞系が不均一であったという事実によって説明でき、もう1つのMHCクラスI対立遺伝子によって潜在的に提示される、ペプチドに特異的なT細胞が培養物中に存在し得る。さらに、gp100特異的T細胞クローンはPapMV gp100をパルスされたHLA−A02APCとのみ反応性であり(図8A;右のパネル)、関連制限エレメントを発現するAPCが抗原提示のために必要であることをさらに確認した。最後に、MHCクラスIによる提示は、当技術分野で実施されたように(Lapointe et al.,2003,Cancer Res.63:2836−2843;Lapointe et al.,2001,J.Immunol.167:4758−4764)、MHCクラスI又はクラスII又はHLA−DR提示をブロックする抗体を用いて制御された。対照として、HLA−A0201とgp100の両方を発現する黒色腫細胞系をgp100特異的T細胞クローンと共培養したところ、予想されたように、MHCクラスI提示をブロックする抗体だけが認識を無効にした(図8B;右の部分)。HLA−A02/gp100又は+/−又は−/−系統とgp100特異的T細胞クローンの共培養は、当技術分野で明らかにされたように(Dudley et al.,J.Immunother.22:288−298;Lapointe et al.,2001,J.Immunol.167:4758−4764)IFN−γ分泌を誘発することができなかった。ブロッキング抗体のパネルをPapMV FluをパルスしたAPCに適用したとき、抗MHCクラスIだけが特異的T細胞系による認識を低下させた(図8B;左の部分)。これら最後のデータは、PapMV−Fluに由来するFLUペプチドがMHCクラスI、特にHLA−A02によって提示されたことを明らかにしている。
PapMV VLPのプロセシングがプロテアソームによって媒介されるかどうかを調べるため、2つの異なるプロテアソーム阻害剤、すなわちラクタシスチンとMG−132を利用し、それらの活性を、黒色腫細胞系によるgp100からのHLA−A0201エピトープの古典的MHCクラスI提示をブロックすることによって制御した(図9;右の部分)。PapMV FluをパルスしたAPCを使用したとき、M1ペプチドの提示は両阻害剤によって影響されなかった(図9;左の部分)。エンドソームのpHを中和するクロロキンでの前処理はFLUエピトープの交差提示に弱い負の作用を及ぼしたが、一方、予想されたように、同様の処理は黒色腫細胞の古典的MHCクラスI提示を変化させなかった。全体として、これらのデータは、PapMV VLPによって媒介されるMHCクラスI交差提示がプロテアソーム非依存性であることを示唆する。
また、PapMV VLPをパルスしたAPCが、PBMCからの不均一なT細胞集団から抗原特異的Tリンパ球を増殖させる能力を有するかどうかも評価した。DC及びCD40活性化Bリンパ球をPapMV VLPでパルスし、パルスしたAPCを上述したプロトコールに従って自己PBMCと共培養した。特異的増殖T細胞の頻度を最初にELISPOTアッセイによって評価した。図10Aに示されるように、PapMV FluをパルスしたAPCをPBMCと共に使用したときHLA−A0201インフルエンザM1ペプチドに特異的な細胞が生成され、もしくはPapMV又はPapMV gp100をパルスした細胞は、予想されたように、Flu特異的T細胞を生成することができなかった。黒色腫を有していない健常ドナーに関して予想されたように、gp100特異的T細胞は生成されなかった。増殖したT細胞を、次に、様々なパルスしたAPCに対する反応性に関して評価し、FLUペプチド及びPapMV FluのいずれかをパルスしたAPCで増殖させたT細胞をT細胞増殖のために使用したとき、IFN−γ分泌は等しく高いと思われた(>5000;図10B)。PapMV、PapMV gp100及びPapMV FluのいずれかをパルスしたAPCは、PapMV CPに特異的なT細胞を生成することができず、PapMV CPへの細胞性プレ免疫は最小限であることを示唆した。最後に、増殖したT細胞を、種々の量のHLA−A0201インフルエンザM1ペプチドをパルスしたT2細胞と共に共培養した(図11)。2つの独立した実験において、T細胞は0.1及び0.01nMのペプチドをパルスしたT2細胞を認識する能力を有するので、高い結合活性を有する高度反応性T細胞が生成された。分泌は大部分が>100,000pg/mlと非常に高く、インフルエンザM1ペプチドをパルスしたAPCで惹起されるT細胞は概して結合活性がより低かった。これらの実験から、PapMVをパルスしたAPCは、高い結合活性を有する特異的T細胞を増殖させる能力を有していたと結論される。興味深いことに、PapMV CPに対する既存の細胞性プレ免疫の証拠は存在しない。
(実施例IV)
H1N1 M2eインフルエンザ抗原を含むPapMV VLPの生産及び工学的操作
PapMVコートタンパク質のクローニング及び工学的操作
PapMV CP遺伝子を、以下のプライマーを使用して単離したウイルスRNAからRT−PCRによって増幅した:
5’−AGTCCCATGGCATCCACACCCAACATAGCCTTC−3’[配列番号28]、及び
5’−GATCGGATCCTTACTAATGGTGATGGTGATGGTGACGCGTGGTACTAGTTTCGGGGGGTGGAAGGAATTGGATGGTTGG−3’[配列番号29]。
PCR産物をNcoI/BamHIフラグメントとしてpET 3D(New England Biolabs)にクローニングして、トランケート型コートタンパク質CPΔN5を作製した。CPΔN5のC末端におけるM2eペプチドの融合を促進するため、SpeI及びMluI制限部位を、配列番号28と以下のプライマーを用いたPCRによってタンパク質のC末端に導入した:
5’−GATCGGATCCTTACTAATGGTGATGGTGATGGTGACGCGTGGTACTAGTTTCGGGGGGTGGAAGGAATTGGATGGTTGG−3’[配列番号45]。
PCR産物をNcoI/BamHIフラグメントとしてpET 3D(New England Biolabs)にクローニングした。生じたクローン、CPΔN5−SMをすべてのM2e構築物のクローニングと融合のために使用した。CPΔN5−SMのアミノ酸配列を図1Fに示し(配列番号46)、ヌクレオチド配列を図1M(配列番号49)に示す。
PapMVCP−M2e構築物を作製するため、以下のオリゴヌクレオチドを使用した:
M2eフォワード:
5’−CTAGTTCCCTGCTGACCGAAGTGGAAACCCCGATTCGCAACGAATGGGGCTGCCGCTGCAACGATTCCTCCGATA−3’[配列番号30]、及び
M2eリバース:
5’−CGCGTATCGGAGGAATCGTTGCAGCGGCAGCCCCATTCGTTGCGAATCGGGGTTTCCACTTCGGTCAGCAGGGAA−3’[配列番号31]。
これら2つのオリゴヌクレオチドを一緒にアニーリングし、SpeIとMluIで消化した後、SpeI/MluIで線状化したCPΔN5−SMクローンに連結した。PapMVCP−M2eクローンのDNA配列を確認し、図1E[配列番号5]に示す。PapMVCP−M2eクローンによってコードされるアミノ酸配列を図1D[配列番号4]に示す。
PapMV及びPapMVCP−M2eの発現と精製
PapMVCP構築物の発現と精製を、わずかな修正を加えて先に述べられているように(Tremblay et al.2006,FEBS J.273:14)実施した。簡単に述べると、フレンチプレスを通して細菌を溶解し、その後Ni2+カラムに負荷して、10mMトリス−HCl、50mMイミダゾール、0.5%トリトンX100、pH8で洗浄し、次に10mMトリス−HCl、50mMイミダゾール、1%両性洗浄剤、pH8で洗浄してエンドトキシン汚染を除去した。VLPを単離するため、溶出したタンパク質をBeckman 50.2 TIローターで120分間の高速遠心(100,000g)に供した。ペレット中で認められたVLPをエンドトキシン不含PBS(Sigma社)に再懸濁した。超遠心の上清からPapMV−M2eディスクを得た。ディスクの緩衝液交換は、エンドトキシン不含PBS(Sigma社)に対する透析によって実施された。ELISAのために使用したM2ペプチドは、GLBiochem Shangai社によって合成され、エンドトキシン不含PBS(Sigma社)に再懸濁された。使用前に0.45μMフィルターを用いてタンパク質溶液をろ過した。BCAタンパク質キット(Pierce社)を使用してタンパク質の量を評価した。精製タンパク質中のLPSのレベルを、製造者(Cambrex社)の指示に従ってリムルス試験で評価したところ、0.005エンドトキシン単位(EU)/μgタンパク質以下であった。
電子顕微鏡検査
SDS−PAGE及び電気ブロッティングを、先に述べられているように(Tremblay,et al.,2006、同上)実施した。タンパク質をPBSで希釈し、カーボン被覆したフォームバーグリッドに3分間吸着させた。グリッドを脱イオン水で2回洗浄し、室温で10分間、0.1%酢酸ウラニルで染色した。次にグリッドをJeol JEM220FS透過型電子顕微鏡で観察した。Adobe Photoshopソフトウェアを使用し、100VLPを測定することによって平均VLP長を評価した。
結果
インフルエンザウイルス株H1N1(A/New Caledonia/20/99)のM2(イオンチャネル)に由来する普遍的M2eを本実施例において使用した。このペプチドはまた、ヒトに感染するインフルエンザウイルス株の85%以上で認められる。ペプチドをPapMV CPのC末端、次いで6×Hタグに融合させた(図12A)。大腸菌でのPapMV−M2eの発現は、PapMV−VLPに類似する約100nm長のPapMV−M2e VLP(図12B)及びCPサブユニットの20サブユニットで構成されるディスクの生産を生じさせた。VLP及びディスクは、組換えタンパク質のC末端に位置する6×Hタグ及び Ni2+カラム(Qiagen)を用いて容易に精製することができた。それらの形態の各々の精製は、VLPをペレットから単離し、ディスクを上清から単離する、超遠心(100,000gで90分間)を通して容易に実施できる。
(実施例V)
M2eインフルエンザ抗原を含むPapMV VLPによるマウスの免疫
PapMV VLP及びPapMV−M2e VLPを実施例IVで述べたように作製した。
マウスの免疫
5匹の4〜8週齢のBalb/cマウス(Charles Rivers Laboratories社)に、PapMV VLP、PapMV−M2e VLP又はPapMV−M2e VLP+IgG 100μgを皮下注射した。3番目の群で使用したIgGは、PapMV−M2e VLPでワクチン接種したマウスから単離したポリクローナル血清0.5μlを指す。初回免疫に続いて、2週間後に1回の追加接種を実施した。種々の時点で血液試料を採取し、分析まで−20℃で保存した。
ELISA定量
Costar High Binding 96穴プレート(Corning,NY,USA)を、0.1M NaHCO緩衝液、pH9.6中で1μg/ml濃度に希釈したM2ペプチド(SSLLTEVETPIRNEWGCRCNDSSD;配列番号6)100μl/穴で、4℃にて一晩被覆した。プレートをPBS/0.1%トゥイーン−20/2%BSA(150μl/穴)により37℃で1時間ブロックした。PBS/0.1%トゥイーン−20で3回洗浄した後、血清を1:50から始まる2倍段階希釈に添加し、37℃で1時間インキュベートした。インキュベーション後、プレートを3回洗浄し、PBS/0.1%トゥイーン−20/2%BSA中1/10,000希釈のペルオキシダーゼ結合ヤギ抗マウスIgG、IgG2a、IgG2b(すべてJackson Immunoresearch社より)、IgG3(Rockland社)100μlと共に37℃で1時間インキュベートした。3回の洗浄後、IgGの存在を、製造者の指示に従ってTMB−S 100μlで検出した;0.18mM HSO 100μlを添加することによって反応を停止させ、450nmでODを読み取った。結果は、OD値がPBSマウスからの血清の1:50希釈で得られたバックグラウンド値の3倍であるときに測定された、抗体終点力価として表されている。
ウイルスの増殖、力価測定及び防御アッセイ
インフルエンザウイルス(A/WSN/33、H1N1サブタイプ)を、先に述べられているように(Abed et al.,2004,Antivir.Ther.9:577−581)増殖させ、精製し、力価測定した。肺ウイルス力価及び中和力価を、先に述べられているように(Abed et al.,2004、同上)メイディン‐ダービー(Mardin−Darby)イヌ腎臓(MDCK)細胞に関して定量した。マウスを、PBSで希釈したウイルス100μlに鼻内感染させた(致死的感染、3000PFU/マウスの生ウイルス又は3LD50)。症状の発現を感染後2、5、6、7、8、9、10、12及び20日目に観測した。
結果
PapMV−M2e VLP又はディスクが免疫応答を誘導する能力を検討するため、20匹のBalb/Cマウスに組換えVLP又はディスク100μgを皮下注射した。各々の用量中に存在するM2eペプチドの量は8μgと推定される。初回免疫の15日後に追加接種を実施した。マウス血清を、注射後23日目に抗M2e抗体に関して検定した(図13)。免疫応答の分析は、PapMV−M2eディスクが弱い免疫原性であるか又は全く免疫原性でないことを明らかにする。しかし、PapMV−M2e VLPは、処置した20匹のマウスのうち11匹において高い力価に達する体液性応答を誘発することができた(>l/1600;図13に示す対数スケール(2×50)で8)。残りのマウス(9/20)も、力価はより低かったが、PapMV−M2eに応答する抗体を示した。総IgG応答の間には大きな変動が認められた(図13)。
VLPの免疫原性を改善するため、ワクチン接種したマウスからの血清でVLPをオプソニン化した。抗体の免疫調節特性は以前に明らかにされているが、免疫応答を刺激する上で能動的な役割を果たすことが示された(総説についてはBrady et al.,2005,Infection and Immunity,75:671−678参照)。5匹のワクチン接種マウスのプールから単離した血清0.5μlを、高力価を示したPapMV−M2e VLP(VLP 100μgを含む)の200μl容量に添加し、皮下経路で投与した。20匹のマウスのうち19匹が抗体の高力価の生産を生じたことから、VLP単独と比較して改善は著明であった(図13)。
インフルエンザでの抗原投与に対する防御アッセイ
マウスを、28日目に3×10pfu(3LD50)のインフルエンザH1N1株A/WSN/33で抗原投与した。この株は、マウスにおいて増殖し、高いビルレンスを示すように適合された(Francis and Moore,1940,J.Exp.Med.72,717−728)。症状の発現を毎日追跡した。動物が25%以上の体重減少を示したら犠死させた。結果から、PapMV−M2e VLPがマウスの45%(20匹のうち9匹)に感染に対する防御を与え得ることが明確に示された(図14)。PapMV−M2e VLPでワクチン接種したマウスのプールから単離した血清によるPapMV−M2e VLPのオプソニン化(上述したような)は、抗原投与に対する防御を有意に改善し、マウスの80%が防御された。これらの結果は、オプソニン化VLPで認められた抗体価の改善(図14)が、感染に対する防御の改善として表れたことを示唆する。
PapMV−M2e VLP及びPapMV−M2e VLP+IgGでワクチン接種したマウスの各々のIgG2a及びIgG2bの力価を評価した。サブタイプ分類された抗体のレベルと防御のレベルの間の相関を調べるために結果をプロットした(図15)。結果から、IgGa及びIgGbの高力価を示すマウスは抗原投与に対しても最良の防御を示すことが明確に実証された。一部の防御された動物はサブタイプ分類されたIgGの1つのみを示すことが認められたが(20匹のうち2匹)、これらの結果は、一般に、IgGa及びIgGb抗体アイソタイプの両方がインフルエンザによる感染に対する防御において重要であったことを示している。
IgGの力価及び防御のレベルは、PapMV−M2e VLP+IgGでワクチン接種された動物において改善された。抗原投与を生き延びた動物は、一般に、オプソニン化された粒子でワクチン接種されたとき感染のより軽い症状を示すことが認められた。この所見を確認するため、PapMV−M2e VLP+IgGでのワクチン接種を生き延びた動物(9匹の動物)の体重減少をプロットし、オプソニン化VLPで処置した動物(16匹の動物)の体重と比較した(図16)。グラフは、オプソニン化粒子でワクチン接種されたマウスは体重減少の程度がより小さく、VLP単独でワクチン接種されたマウスよりも良好な適応度を示したことを明瞭に示している。
(実施例VI)
PapMVCP−E2及びPapMVCP27−215−E2の生産及び工学的操作
本実施例は、PapMVコートタンパク質の多量体化がPapMV VLPの免疫原性にとって必須であることを明らかにする。
PapMVコートタンパク質のクローニング及び工学的操作
PapMV CPΔN5−SM遺伝子を実施例IVで述べたようにクローニングした。PapMVCP−E2構築物を作製するため、以下のオリゴヌクレオチドを使用した:
5’−GATCACTAGTGTGGTGGTGGGTACCACCGATCGTAGCGGTGCGCCGACCTACAGCTGGGGTGCGAACGATACGCGTCATG−3’[配列番号32]、及び
5’−CATGACGCGTATCGTTCGCACCCCAGCTGTAGGTCGGCGCACCGCTACGATCGGTGGTACCCACCACCACACTAGTGATC−3’[配列番号33]。
これら2つのオリゴヌクレオチドを一緒にアニーリングし、SpeIとMluIで消化した後、SpeI/MluIで線状化したPapMV CPΔN5−SMクローンに連結した。
トランケート型コートタンパク質−E2融合物、PapMVCP27−215−E2のための発現ベクターを、PapMV CPの最初の26アミノ酸を欠失するように設計した2つのオリゴヌクレオチド(NcoI制限部位を含む)を最初に作製することによってPapMVCP−E2プラスミドから構築した。これらのオリゴヌクレオチドを、トランケート型コートタンパク質をPCR増幅するために使用した:
フォワードプライマー:
5’−AGTCCCATGGCCGATCCAACGTCCAATCTTCTG−3’[配列番号34]、及び
リバースプライマー:
5’−ACGTCCATGGTATATCTCCTTCTTAAAG−3’[配列番号35]。
次にPCR産物を自己連結させた。PapMVCP27−215のための発現ベクターは、PapMVCP27−215−E2クローンの構築と同じ手順に従ってPapMVCPプラスミドから誘導された。すべてのPapMVクローンの配列をDNA塩基配列決定によって確認した。
PapMVCP−E2及びPapMVCP27−215−E2の発現と精製
PapMVCP構築物の発現と精製を実施例IVで述べたように実施した。E2ペプチドは、GLBiochem Shangai社によって合成され、エンドトキシン不含PBS(Sigma)に再懸濁された。使用前に0.45μMフィルターを用いてタンパク質溶液をろ過した。BCAタンパク質キット(Pierce社)を使用してタンパク質の量を評価した。精製タンパク質中のLPSのレベルを、製造者(Cambrex社)の指示に従ってリムルス試験で評価したところ、0.005エンドトキシン単位(EU)/μgタンパク質以下であった。
SDS−PAGE、電気ブロッティング及び電子顕微鏡検査
SDS−PAGE及び電気ブロッティングを先の実施例で述べたように実施した。タンパク質をPBSで希釈し、カーボン被覆したフォームバーグリッドに3分間吸着させた。グリッドを脱イオン水で2回洗浄し、室温で10分間、0.1%酢酸ウラニルで染色した。次にグリッドをJeol JEM220FS透過型電子顕微鏡で観察した。Adobe Photoshopソフトウェアを使用し、100VLPを測定することによって平均VLP長を評価した。
免疫化
5匹の4〜8週齢のC3H/HeJマウス(Charles Rivers Laboratories社)に、PapMVCP−E2、PapMVCP27−215−E2 25μg又は当量のE2ペプチド(2μg)又はエンドトキシン不含PBS(Sigma社)を皮下注射した。初回免疫に続いて、2週間後に1回の追加接種を実施した。種々の時点で血液試料を採取し、分析まで−20℃で保存した。すべての実験プロトコールはラヴァル大学動物保護委員会によって承認された。
ELISA定量
Costar High Binding 96穴プレート(Corning,NY,USA)を、0.1M NaHCO緩衝液、pH9.6中で1μg/ml濃度に希釈したP3、P3E2、PapMVCP、PapMVCP27−215又はPapMVCP−E2 100〜200μl/穴で、4℃にて一晩被覆した。プレートをPBS/0.1%トゥイーン−20/2%BSA(150μl/穴)により37℃で1時間ブロックした。PBS/0.1%トゥイーン−20で3回洗浄した後、血清を1:50から始まる2倍段階希釈に添加し、37℃で1時間インキュベートした。インキュベーション後、プレートを3回洗浄し、PBS/0.1%トゥイーン−20/2%BSA中1/10,000希釈のペルオキシダーゼ結合ヤギ抗マウスIgG、IgG1、IgG2a、IgG2b(すべてJackson Immunoresearch社より)、IgG3(Rockland社)100μlと共に37℃で1時間インキュベートした。3回の洗浄後、IgGの存在を、製造者の指示に従ってTMB−S 100μlで検出した;0.18mM HSO 100μlを添加して反応を停止させ、450nmでODを読み取った。結果は、OD値がPBSマウスからの血清の1:50希釈で得られたバックグラウンド値の3倍であるときに測定された、抗体終点力価として表されている。
ヒト血清における抗体レベルの測定のために、二次抗体としてペルオキシダーゼ結合ヤギ抗ヒトIgGを1/80,000の希釈で使用したことを除き、同じ条件を適用した。感染HCV患者からの血清はB.Willems(Hopital Saint Luc, CHUM)より提供された。結果は、OD値が、15名の非感染患者からの血清のプールからの血清の1:25希釈で得られたバックグラウンド値の3倍であるときと定義された、抗体終点力価として表されている。
脾細胞の再刺激
CD−1(22週齢)を0、15、30及び45日目にPapMVCP−E2(25μg)で免疫した後、65日目に犠死させた。秘蔵を切除し、DMEM(2×10細胞/穴)に懸濁した。赤血球を高張性塩化アンモニウム溶液で除去した。脾細胞を洗浄し、96穴平底マイクロプレート(Costar社)においてDMEM培地(10%FBS[HyClone]、100U/mlペニシリン、100μg/mlストレプトマイシン、2mM L−グルタミン、1mMピルビン酸ナトリウム及び50μM β−メルカプトエタノールを添加したDMEM)200μl中に2.5×10細胞/mlの濃度で再懸濁した。試料を25μg/mlのPapMVCP又はPapMVCP−E2 VLPと共に4日間インキュベートした。コンカバリンA(Concavalin A)(ConA−10μg/ml)とPBSを陽性及び陰性対照として使用した。細胞培養上清を収集し、液体マウス10サイトカインキット(Qiagen社)を用いてサイトカインを測定した。
マウスにおける気嚢
10〜12週齢のCD−1マウス(Charles River Laboratories社)において空気嚢を惹起した。空気嚢は、0日目と3日目に無菌空気3mlを皮下注射することによって背部に惹起した。7日目に、1mlの組換えPapMVCP(1〜10μg/ml)、LPS(10μg/ml)又はPBSを空気嚢に注入した。処置の6時間後、COを用いた窒息によってマウスを屠殺した。空気嚢をPBS−5mM EDTA 1mlで1回洗浄し、PBS−5mM EDTA 2mlで2回洗浄して、滲出液を室温にて500×gで5分間遠心分離した。アセティックブルー(acetic blue)染色後に血球計で細胞を計数した。
骨髄細胞抽出及びAPCの分別
骨髄前駆細胞をBALB/cマウスの大腿骨から得て、樹状細胞分化骨髄培地(5%X63−GM−CSF上清培地培養物を添加した、1%ペニシリン−ストレプトマイシンを含む95%RPMI;X63−GM247 CSF細胞系は、B.Ludewig,Research Department,Kantonal Hospital St.Gallen,Switzerland)内で、6日間培養した。培地を2日目と4日目に部分的に交換した。6日目に、培地を、LX63馴化培地を含まない培地と交換した。7日目に、FITC抗CD11c及びPE−Cy5.5抗CD11b表面マーカー(BD Biosciences社)を使用したフローサイトメトリによってAPCの冨化を確認した。試料は25%のCD11cCd11b細胞、80%を上回るCD11b細胞を含んだ。この試料を「APC」と称する。
フローサイトメトリ
APCへのPapMVCP−E2及びPapMVCP27−215−E2のインターナリゼーションを評価するため、APCに由来する100万骨髄細胞をPapMVCP−E2及びPapMVCP27−215−E2のいずれか25μgと共に37℃で2時間インキュベートした。簡単に述べると、細胞を4℃で15分間、PBS10%FBS及び抗CD16/CD32(1μg/100万細胞)でブロックした。PBSで2回洗浄した後、細胞を室温で10分間、PBS/2%パラホルムアルデヒドで固定した。透過処理緩衝液(PBS、10%FBS、0.2%トリトンX−100)で2回洗浄した後、細胞を、透過処理緩衝液で1/200希釈したウサギポリクローナル抗体と共に4℃で45分間インキュベートした。透過処理緩衝液での2回の洗浄後、細胞を、透過処理緩衝液で1/5000希釈した二次抗体(ウサギ抗IgGアレクサ488(Molecular Probes社))と共に4℃で45分間インキュベートした。PBSでの洗浄後、細胞を直ちにEPICS−XLサイトフルオロメーターで分析した。データ解析はWINMDI2.8を用いて実施した。検出のために使用したウサギポリクローナルAbは発明者の施設で生産した:ウサギ免疫前血清を陰性対照として使用した。
共焦点顕微鏡検査
APCを、先に述べたのと同じ分別プロトコールに従って、底部に無菌スライドガラスを含む12穴プレート(Corning,NY,USA)で増殖させた(200,000細胞/穴)。抗原インターナリゼーション試験のために、抗原5μg/200,000細胞を使用した。固定、透過処理、及び一次抗体と二次抗体のインキュベーション工程はフローサイトメトリに関して述べた通りであった。スライドガラスを、×60油浸対物レンズを備えたFluoview Fv300共焦点顕微鏡で直ちに分析した。非特異的チャネル緩衝を回避するため連続的に及びx−z切断によって蛍光画像を取得した。画像をその後Image Jソフトウェアでデジタル処理した。
統計解析
ノンパラメトリッククラスタル‐ワリス(Krustal−Wallis)及びダン(Dunn)の多重比較検定法を統計解析のために使用した。P<0.05の値を統計的に有意とみなした。統計解析をPRISM 3.03プログラムで実施した。
結果
精製組換えタンパク質は、PapMVCP及びPapMVCP−E2に関して23kDa(PapMVCP27−215−E2)と26kDaの予想された分子量を示し、エンドトキシンレベルは常に0.005EU/μgタンパク質を下回った。電子顕微鏡検査(EM)により、PapMVCPのC末端におけるE2ペプチドの付加が、組換えPapMVCP VLPに類似したVLPへと自己組織化するタンパク質の能力に影響を及ぼさないことが確認された。予想されたように、PapMVCP27−215−E2はVLPを形成することができず、先に示されているように単量体形態のままであった(Leclerc et al.,1998,J Biol Chem,273:29015−21)。VLPの長さは多様であり、201±80nmのサイズ範囲内であった。201nm長のタンパク質は、E2ペプチドを反復的及び結晶性に提示するCPの560のコピーである。
PapMVCP VLPのプロ炎症性特性を試験するため、マウス空気嚢モデルを使用した。非常に低いLP含量(<0.005EU/μg)を有するPapMVCP VLP 10μgの注射は、処置の6時間後にCD1マウスの空気嚢への白血球の動員を誘導することができなかった。これに対し、1,000及び1EUの用量のLPSの注射は白血球の動員を誘導する上で非常に有効であった(図17)。この結果は、PapMVCP VLPが6時間後にプロ炎症性ではないこと及びPapMVCPタンパク質試料中の非常に低いレベルのLPSはその後の実験においていかなる著明な免疫原性作用も及ぼさないことを示唆する。
単量体(PapMVCP27−215−E2)及び多量体(PapMVCP−E2)形態が,骨髄由来の樹状細胞(BMDDC)中で冨化された骨髄由来APCにインターナリゼーションされる能力を試験した。フローサイトメトリ分析は、APCが多量体及び単量体形態の両方によって効率的に免疫標識されることを示した(PapMVCP−E2 VLPについては95.3%及びPapMVCP27−215−E2 VLPについての92.6%)。組換えタンパク質とAPCの相互作用を視覚化するため、処理したAPCを共焦点顕微鏡によって観察した。どちらの場合も、免疫標識されたPapMVCPシグナルは明らかに小胞性であり、細胞質内及び核周囲に存在した。両方の組換えタンパク質がAPCによって効率良くインターナリゼーションされた。
PapMVCP VLPが免疫応答を誘導する能力を調べるため、C3H/HeJマウスに組換えVLP(PapMVCP−E2)25μg又は単量体形態(PapMVCP27−215−E2)25μgを皮下注射した。各々の用量中に存在するE2ペプチドの量は2μgと推定される。初回免疫の15日後に追加接種を実施した。マウス血清を抗PapMVCP、PapMVCP27−215及び抗E2ペプチド抗体に関して検定した。抗CP IgGは、12日目にPapMVCP−E2で免疫したマウスにおいて明確に検出され、一方PapMVCP27−215−E2でワクチン接種したマウスの血清では、15日目の追加免疫後でさえも、弱いレベルの抗CPしか検出されなかった(図18)。
(実施例VII)
PapMVのアジュバント作用
PapMVの精製
PapMVを実施例Iで述べたように精製した。
抗原
LPS不含のOVAグレードVIをSigma−Aldrich Chemical Co,St Louis,MO.より購入した。ニワトリ卵白リゾチーム(HEL)はResearch Organics Inc.Cleveland,OHより購入した。大腸菌O111:B4からのLPSはSigma−Aldrich,St Louis,MOより購入した。
免疫
6−8週齢のBALB/cマウスから採血し、マウスをExperimental Medicine Department,Faculty of Medicine,National Autonomous University of Mexico(UNAM)の動物施設の下で保持して、医薬品安全性試験実施基準に従って飼育した。アジュバントの作用を調べるため、マウスの群を0日目にOVA又はHEL 2mg単独で、又はPapMV、CFA 1:1(v/v)30mgと共に、又は大腸菌O111:B4からのLPS 5mg(Sigma−Aldrich社)と共にi.p.免疫した。対照マウスには食塩水だけを注射した。血液試料を、図19に示されているように、様々な時点で眼窩後洞から収集した。個々の血清試料を分析まで−20℃で保存した。3匹のマウスを各々の実験で使用した。
ELISAによる抗体価の測定
高結合96穴ポリスチレンプレート(Corning(登録商標),New York,NY)を0.1M炭酸−重炭酸緩衝液(pH9.5)中1mg/mLのPapMV、100mg/mLのHEL又は150mg/mL OVAで被覆した。プレートを37℃で1時間、次に4℃で一晩インキュベートした。翌朝、使用前にプレートを、0.05%トゥイーン−20を含むPBS(pH7.2)(PBS−T)(Sigma−Aldrich社)で3回洗浄した。非特異的結合を、PBSに希釈した5%脱脂粉乳(PBS−M)により37℃で1時間ブロックした。洗浄後、マウス血清をPBS−Mで1:40希釈し、2倍段階希釈をウェルに添加した。プレートを37℃で1時間インキュベートし、次にPBS−Tで4回洗浄した。ペルオキシダーゼ結合ウサギ抗マウスIgM(最適希釈1:1000)、IgG、IgG1、IgG2a、IgG2b抗体(Zymed,San Francisco,CA)又はIgG3(最適希釈l:3000)(Rockland,Gilbertsville,PA)を添加し、プレートを37℃で1時間インキュベートし、PBS−Tで3回洗浄した。30%過酸化水素を含む0.1Mクエン酸緩衝液(pH5.6)中のオルトフェニレンジアミン(0.5mg/mL;Sigma−Aldrich社)を酵素基質として使用した。反応を2.5N HSOで停止させ、自動ELISAプレートリーダー(Dynex Technologies MRII,Chantilly,VA,USA)をBIOLINX 2.22ソフトウェアと共に使用して490nmで吸光度を測定した。陽性力価は、陰性対照の平均値を3SD上回るものと定義された。
結果
アジュバントを免疫原性の低いワクチンと同時投与したとき、自然免疫応答の抗体応答への転換が認められる。アジュバントは、抗原に対する抗体応答又は細胞性免疫応答を増強させる又は上昇させることができる物質である。PapMVが他の抗原に対する長時間持続性抗体応答を促進するアジュバントとしての機能を果たすことができるかどうかを調べるため、BALB/cマウスをOVA又はHEL単独で、又は以下のアジュバント:PapMV、CFA又はLPSと共に免疫した。OVA又はHELに特異的なIgG抗体価を、示されている時点でELISAによって測定した(図19A及び図19B)。PapMVについてのアジュバント作用が、免疫動物におけるのOVA及びHELに対する総IgG応答で認められた。PapMVによって誘導されるアジュバント作用は、免疫後30日目にHELに関して認められ、この時点で抗体価は、HEL単独によって誘導される抗体価と比較して8倍上昇していた。この抗体価の差は120日目まで維持されたが、400日目までには低下していた(図19A)。LPSは免疫後最初の30日間のみアジュバント作用を誘導したが、CFAは、免疫後8日目から400日目の実験終了時まで最も強いアジュバント作用を示した(図19A)。OVAでの免疫に関しては、総IgG抗体価へのアジュバント作用が最初の免疫後120日目まで認められ、その後抗体価は経時的に低下し、400日目にはOVA単独と比較して4倍高かった(図19B)。いずれのIgGサブクラスが、OVA及びアジュバントと共免疫したOVA(PapMVは総IgG応答へのアジュバント作用を示さなかった)によって誘導されるかを同定するため、さらなる分析を20日目に実施した。PapMV、LPS及びCFAはOVA特異的IgG2a及びIgG2b抗体価を誘導したが、OVA単独ではIgG1特異的抗体化だけを誘導した(図19C〜図19E)。OVAを使用したアジュバントのいずれかと共免疫したとき、IgG1に対するアジュバント作用は認められなかった。
これらの結果は、PapMV、LPS及びCFAがOVAに対するIgGサブクラス応答へのアジュバント作用を誘導することを示す。さらに、PapMVは、モデル抗原に対する特異的抗体価の長時間持続性上昇を誘導するアジュバント特性を示す。合わせて考慮すると、これらのデータから、PapMVが、自然応答の、認められた抗原特異的長時間持続性抗体応答への転換を媒介したと考えられる内因性アジュバント特性を有することが明らかである。
(実施例VIII)
親和性ペプチドを含むPapMV VLPの作製及び工学的操作
以下の実施例は、選択した親和性ペプチドが工学的に操作されたコートタンパク質から形成されるVLPの表面で発現され、標的分子に結合するために使用できるように、親和性ペプチドを選択する方法及びPapMVコートタンパク質の工学的操作を示す。この概念は、インフルエンザウイルスエピトープ/抗原に結合し、それによってAPSを形成するために使用できる、その表面にペプチド又は抗体フラグメントを発現するVLPの生産に容易に適用される。
細菌株
Ph.D.−7ファージディスプレイペプチドライブラリーキット(Phage Display Peptide Library Kit)(New England Biolabs社)と共に提供される、大腸菌株ER2738をファージの増幅のために使用した。大腸菌株DH5α(Invitrogen社)をプラスミド増殖のために使用し、大腸菌BL21−CodonPlus(登録商標)(DE3)−RIL(Stratagene社)を組換えタンパク質の生産のために使用した。
ペプチドのスクリーニング
ネコブカビ休止胞子(Horti−Protection社)に対する特異的ペプチドを、Ph.D.−7ファージディスプレイペプチドライブラリーキット((New England Biolabs社)を使用して、製造者のプロトコールに従って「パニング」として知られるインビトロ選択工程によって選択した。簡単に述べると、2×1011ファージを10休止胞子に添加し、室温で1時間静かに混合した。胞子と結合ファージを13,000rpmで1分間の遠心分離によってペレット化した。胞子ペレットを各々の回につき洗浄緩衝液(50mMトリス、pH7.5、150mM NaCl)1mlで10回洗浄した。ファージを、室温で10分間インキュベートすることにより、200mMグリシン−HCl(pH2.2)で溶出した。次に、溶出したファージを増幅し、結合配列に関してプールを濃縮するためにさらなる結合/増幅(パニング)サイクルを通して採取した。洗浄緩衝液は、1回目のパニングについては0.1%のトゥイーン20を含み、その後の回については0.5%に上昇させた。上清を中和し、ファージの死滅を回避するため、1Mトリス−HCl(pH9.1)150μlを添加した。選択したファージを、パニングの各々の回の間に大腸菌株ER2738において増幅した。最も高い親和性を有するペプチドを有するペプチドを選択するためにサイクルを3回反復した。
ネコブカビ休止胞子に特異的でないと考えられるファージを排除するため、〜10胞子と一般的な土壌真菌(上記)の菌糸体フラグメントの混合物で、2回の間に増幅を行わずに、2回の除去工程を実施した。
最後に、4回目のパニングを、0.5%トゥイーン20を含む洗浄緩衝液の存在下で、ネコブカビの休止胞子に関して実施した。溶出したファージはプレーティングの前に増幅しなかった。27クローンを単離し、増幅して、選択ペプチドの配列を決定した。
修飾PapMV CPの生産、精製及び特性決定
4つの親和性ペプチドと1つの陰性対照ペプチドを選択し、対応するDNA配列をCPΔN5 PapMVコートタンパク質のC末端(実施例II参照)及び単量体形態のCPΔN5でクローニングした(Lecours et al.,2006,Protein Expression and Purification 47:273−280)。それぞれ5’及び3’末端のNcoI及びBamH1についての制限部位を、大腸菌における発現のために選択DNA配列をベクターpET−3Dに導入するために使用した。ペプチドがPapMV CPとインフレームであることを確認するためにクローンを配列決定した。
修飾PapMV CPを、先に述べられているように(Tremblay et al.,2006,FEBSJ.273:14−25;Lecours et al.,2006、同上)大腸菌BL21 RILで発現させた。十分な透析によってイミダゾールを除去した。6M塩酸グアニジウム及び20mMリン酸緩衝液、pH6.5での希釈後、ブラッドフォードアッセイを用いてタンパク質濃度を測定した。
蛍光色素標識のために、精製タンパク質を透析して緩衝液をPBS(pH7.4)に交換した。タンパク質を、Alexa Fluor 488又はAlexa Fluor 633タンパク質標識キット(Molecular Probes)のプロトコールに述べられているように標識した。標識の程度を、280nmでのタンパク質の吸光度及びAlexa 488については474nm、又はAlexa 633については632nmでの蛍光色素の吸光度を測定することによって評価した。
生産されたVLPの平均長を推定するため、標識タンパク質を0.5%TBSTに希釈し、緩衝液で洗浄して、作製したグリッド(Cu 400メッシュカーボンフォームバー)を、2%酢酸ウラニルのろ過溶液で陰性染色した。1つの電子顕微鏡画像において認められるすべてのVLP(〜50)を測定した。
ネコブカビ及び一般土壌真菌への標識タンパク質又は抗ネコブカビ抗体の結合
ペプチドの選択のために使用した方法を適合させることにより、結合をフローサイトメトリによって分析した。基本的には、10(異なる指示がない限り)胞子を、最初に、PapMV CPを試験する場合は0.5%TBST中のCPΔN5 50μg、又は抗体を使用する場合はブロッキング緩衝液(0.1M NaHCO、5mg/ml BSA)で1時間ブロックした。Alexa標識タンパク質10μg又はラット抗ネコブカビ1μlを胞子に添加し、わずかに攪拌しながら室温で1時間結合させた。抗体については、0.5%TBST 1mlでの5回の洗浄後、ブロッキング緩衝液中のPEヤギ抗ラットIgG(H+L)5μl(Cedarlanes)と共に室温で1時間インキュベートした。すべての標識胞子を最後に0.5%TBST 1mlで5回洗浄し、胞子ペレットを分析のために0.5%TBST 500μlに再懸濁した。フローサイトメーターを使用して10,000のゲートされた胞子からの読取り値を収集した。
Alexa 633標識ネコブカビ休止胞子を、共焦点顕微鏡による観察のためにスライドガラス上に置いた;0.5%TBST中3×10胞子をスライドガラス上にて2000rpmで10分間遠心分離した。スライドガラスを30分間乾燥し、カバーガラスを所定位置に保持するためにPBSを添加した。スライドガラスを密封し、遮光して、4℃で一晩インキュベートした。
結果
ネコブカビ休止胞子に対する3つのペプチド及び胞子に結合しない陰性対照ペプチドを選択するためにファージディスプレイを使用した。ペプチドの配列は以下のとおりである:
ペプチドA:DPAPRPR(配列番号36)
ペプチドB:LLNSHAV(配列番号37)
ペプチドC:NHAHSTP(配列番号38):
陰性対照ペプチド:KALGDNG(配列番号39)。
選択したペプチドA、B及びCをPapMVのC末端でクローニングした。2つのPapMV CP構築物をプラットフォームとして使用した:以前に大腸菌においてVLPへと自己組織化することが示された(Tremblay et al., 2006、同上)、CPΔN5(本明細書では「CP」と称する)、及び細菌において自己組織化することができず、単量体形態として残存する(Lecours et al.,2006同上)単量体形態のCPΔN26(ここでは「CPm」と称する)。
すべて、組換えタンパク質の精製を容易にするためにC末端に6×Hisタグを有する、9つの異なる構築物を作製した。CP−Negは陰性対照ペプチドの融合物を含む。CP−A、−B及び−Cは、それぞれファージディスプレイによって選択された3つのペプチドの各々と融合したCP構築物に対応する。CP−GlyAはCPのC末端とペプチドAの間に3個のGly残基の追加挿入を有し、CP−AAはC末端にペプチドAの重複を有し、最後にCPm−AはペプチドAと融合したCPの単量体形態である。
すべての構築物を大腸菌において発現させ、タンパク質をNi2+カラムでのアフィニティークロマトグラフィーによって精製した。すべてのCP構築物について培地500mlから30〜40mgまでの精製タンパク質を得ることができた。CPmの生産はより効率が低かったが、まだ5mg/mlを生成した。
VLPの形成を電子顕微鏡によって観測した。組換えタンパク質CP、CP−A、−B、−C、−Neg、−GlyA及び−AAは大腸菌においてVLPに自己組織化した。予測されたように、構築物CPm及びCPm−Aは単量体形態として残存し、VLPを生じなかった。各構築物について50VLPの長さを測定し、すべてのVLPについての平均長は70nmと推定された。異なる構築物から組織化されたVLPの間で有意差は認められなかった。
種々のVLPのネコブカビ休止胞子への特異的結合をフローサイトメトリによって評価した。種々の組換えタンパク質の標識化は、標識化の一様性を確実にし、種々のVLPの間での直接比較を可能にするために同じ条件下で実施した。結果は、標識CP VLP単独は休止胞子に非特異的に結合するが、CP−Neg VLPよりもわずかに効率的であることを示した(図20Aは、胞子の天然自己蛍光と比べた曲線の右側への移動を比較する)。しかし、CP−BとCP−C VLPはどちらも休止胞子に対して改善された結合活性を示したが、曲線の最も有意な移動はCP−Aに関して見られ、CP−Aは休止胞子に対して高い結合活性を示した(図20B)。
CP及びCP−Aの休止胞子への結合を共焦点顕微鏡によっても視覚化した。サイトメトリアッセイのために使用した波長での胞子の自然蛍光の故に、CP−Aは、遠赤外領域で励起できる異なる染料(Alexa 633)で標識してこの実験におけるバックグラウンドを低下させたが、休止胞子は遠赤外領域でバックグランドを示さなかった。非常にわずかな蛍光だけがCP VLPとのインキュベーション後に観察され、胞子は明らかに標識CP−A VLPで装飾された。この実験により、CP−AがCPと比較して改善された効率で休止胞子の表面に結合することが確認された。さらに、この結果は、CP−A NLPの特異的標的が休止胞子の表面全体にわたって位置することを示している。
ラットにおいて産生されたポリクローナル抗体のネコブカビ休止胞子に対する特異性をCP−ペプチドVLPの特異性と比較した。7つの異なる真菌(アクレモニウム属(Acremonium sp.)、アルテルナリア・アルテルナタ(Alternaria alternata)、クラドスポリウム属(Cladosporium sp.)、フザリウム・ソラニ(Fusarium solani)、プラスモジオフォラ・ブラシカ(Plasmodiophora brassicae)、トリコデルマ属(Trichoderma sp.)、トリコテシウム・ロゼウム(Trichotecium roseum)、バーティシリウム・ダリア(Verticilium dahliae))の休止胞子を試験した。心筋胞子に対して惹起したポリクローナル抗体はネコブカビ休止胞子に対して強い結合を示したが、同時に、おそらく試験したすべての胞子上の共通特徴の認識の故に、試験したすべての胞子に対して非特異的結合を示した。これに対し、CP−A VLPは試験したすべての胞子のうちでネコブカビ休止胞子に対して非常に特異的であった。CP−B及びCP−C VLPも非常に特異的であったが、CP−A VLPより低い結合活性で結合した。
CP−Aが異種胞子の混合物の中でネコブカビ休止胞子を検出できるかどうかを試験するため、他の土壌真菌(アクレモニウム属、アルテルナリア・アルテルナタ、クラドスポリウム属、フザリウム・ソラニ、プラスモジオフォラ・ブラシカ、トリコデルマ属、トリコテシウム・ロゼウム、バーティシリウム・ダリア)の6×10胞子と混合したネコブカビの10休止胞子に関するフローサイトメトリ分析を実施した。ネコブカビの検出のために蛍光CP−Aを使用したとき、分析において1つのピークだけが認められ、異種胞子の混合物中のネコブカビ休止胞子の非常に特異的な検出を示した。
VLPにおけるペプチドの多量体化は改善された結合活性のために必要である
標識CPm−A及びCPm対照(どちらもPapMV CPの単量体形態に基づく)を使用したフローサイトメトリ分析は、単量体形態がネコブカビの休止胞子に効率良く結合できないことを示した。予想されたように、CP構築物によって組織化されたVLPの表面のペプチドの多量体化は、ペプチドの結合活性を改善するために重要である(図20)。それ故、予測されたように、単量体形態は標的への結合を示さなかった。
CP−Aの結合活性の改善
CP−A NLPの表面の親和性ペプチドAの運動の自由度を改善するため、及びPapMV CPのC末端によって引き起こされる立体障害を低減するために、一続きの3 Gly残基をCPのC末端と親和性ペプチドAの間に付加した(CP−GlyA)。加えて、CP−AAを作製するためにCP−AのC末端のAペプチドを重複させた。両方のタンパク質を、上述したように生産し、精製して、フローサイトメトリ結合アッセイにおいて使用した。シグナルをCP−Aのシグナルと比較した。CP−GlyA及びCP−AAの両方が、休止胞子に対する結合活性の改善を示した(図21A〜図21B)。ペプチドAの重複は、最も高い結合活性を有するVLPを生成した(図21B)。
(実施例IX)
M2eH1N1インフルエンザ抗原に融合したPapMVコートタンパク質の生産及び工学的操作
PapMVCP及びPapMVCP−M2eの発現及び精製
PapMVCP−M2e構築物を実施例IVで述べたように作製した。タンパク質の発現及び精製は、VLPの単離を除き、実施例IVで述べたように実施した。VLPは2つの方法のいずれか一方により単離した。
1.超遠心:管の底部の高度濃縮スクロース相を使用して、超遠心工程後にVLPを単離した。次にペレットを滅菌PBSに再懸濁した。ペレットと上清(ディスクとより組織化されていないタンパク質形態の混合物を含む)を実施例IVで述べたように透析した。
2.Macrosep(登録商標)単離:PapMVCP−M2eタンパク質の混合物(VLP、ディスク及びより組織化されていない形態)を含む溶出緩衝液を、1000kDaのカットオフ値を有するMacrosep(登録商標)遠心分離装置(Pall Corporation,NY)を用いて濃縮した。
生成されたタンパク質の各バッチをSDS−PAGEによって純度に関して体系的に検査した。各々のPapMV形態(VLP、ディスク、二量体、単量体及び分解形態)の正確な割合を、先に述べられているように(Tremblay et al.,2006,Febs J 273:14−25;Lecours et al.,2006,Protein Expression and Purification,47:273−280)タンパク質溶液をゲルろ過カラムSuperdex 200に通すことによって確認した。
カラムは、ディスク(400〜600kDa)及びより組織化されていない形態(二量体、単量体及び分解形態)を含む低分子量タンパク質(LMWP)から高分子量タンパク質(HMWP>650kDa)を区別する。PapMVCP及びPapMVCP−M2e(超遠心によって作製される)と称される組成物は、それぞれ80%及び90%のHMWPを含んでいた。これに対し、Macrosep(登録商標)遠心分離装置だけを使用して濃縮した、超遠心していないPapMVCP−M2em組成物は、45%のHMWP、23%のディスク及び21%の二量体と単量体形態で構成された。ウエスタンブロット法(図22A)を、ポリクローナル抗PapMVCP抗体を使用して実施例IIで述べたように実施した。精製後、タンパク質濃度をBCAタンパク質キット(Pierce Biotechnology,Rockford,IL)で評価した。
電子顕微鏡検査
タンパク質をPBSで希釈し、カーボン被覆したフォームバーグリッドに3分間吸着させた。グリッドを脱イオン水で2回洗浄し、室温で10分間、0.1%酢酸ウラニルで染色して、その後JEOL JEM220FS透過型電子顕微鏡で観察した。平均VLP長を、先の実施例で述べたように測定した。
結果
本実施例では、インフルエンザウイルス株H1N1 A/WSN/33からのM2eペプチド配列を、図12Aに示すようにPapMVCPのC末端に融合した。PapMVCP及びPapMVCP−M2eの精製は、VLPをペレット化し、より小さな分子量形態(主としてディスク、二量体及び単量体)を保持して、上清中に残存させるための超遠心工程を含んだ。PapMVCP及びPapMVCP−M2eのSDS−PAGEプロファイルは高純度の組換えタンパク質を示すが、同時に上清中の分解されたタンパク質形態も明らかにする(図22A)。既に記述されているように(Tremblay et al,2006、同上;Lecours et al.,2006、同上)、SDS−PAGEによって評価したときのPapMVCPタンパク質の大きさ(25から33kDaの間)は、コンピュータシミュレーションによって予想される大きさ(PapMVCPについて23.1kDa及びPapMVCP−M2eについては26.4kDa)よりも大きい。抗PapMVCPポリクローナル抗体を使用したウエスタンブロット法(図22B)により、製剤中の分解されたPapMVCPタンパク質の存在が確認された。これは、低分子量タンパク質(LMWP)の主要部分が分解されていないディスクから構成される(FPLCによって測定したとき約60%)場合でも、不均質なタンパク質混合物の有意の部分が全長M2eエピトープを示さないことを強く示唆している。
予想されたように、FPLCはペレット中の高い割合(90%)の高分子量タンパク質(分子量≧650kDaのHMWP)を示した。先に明らかにされたように、大腸菌において発現されるPapMVCPは、電子顕微鏡検査によって数多くの棒状体が見られるので(図22B、左のパネル)、VLPへと効率的に自己組織化することができる。重要な点として、PapMVCPのC末端でのM2eエピトープの融合は、超遠心後にペレット中で多くの棒状体が認められたので(図22B、右のパネル)、PapMVCP融合物がVLPへと自己組織化する能力を損なわなかった。上清中では棒状体は検出されず、ディスクだけが検出可能であった(図22B、中央のパネル)。PapMVCP−M2e VLPは、PapMV VLPと同様に、101nm(±5.6)の平均長を有する(Tremblay et al.,2006、同上)。
PapMVCP−M2e VLPの精製を容易にするため、VLPを含むタンパク質抽出物を濃縮するもう1つの方法を試験し、この方法では、LMWP(ディスクとより組織化されていない形態のタンパク質)からHMWP(VLP)を分離するために、超遠心によってVLPをペレット化するのではなく1000kDaのカットオフ値を有するMacrosep(登録商標)遠心分離装置を使用した。この方法は、精製タンパク質中でPapMVCP−M2e HMWPの量を濃縮する上で効率はより低く、超遠心での80%に対してHMWPの45%含量が認められた。Macrosep(登録商標)精製HMWP抽出物中のVLPの存在を電子顕微鏡検査によって確認し、単離されたVLPは、平均して、超遠心によって単離されたVLPよりも短い(78.8nm±3.9)と思われた(p<0.01)。この所見は、この新しい方法が超遠心よりも広いサイズ範囲のVLPを選択することを示唆する。
(実施例X)
インフルエンザ感染細胞による、M2eインフルエンザ抗原を含むPapMV VLPに対するIgGの特異的結合
マウスの免疫
10匹の6〜8週齢のBALB/cマウス(Charles River,Wilmington,MA)に、i)PapMVCP 100μg;ii)PapMVCP 100μg及びM2eペプチド10μg(図2のみ);iii)PapMVCP−M2e 100μg(VLP又はディスク)、又はiv)エンドトキシン不含PBS(Sigma,St−Louis,MO)を皮下注射した。初回免疫に続いて、2週間後に同じ量の1回の追加接種を実施した。追加接種後8日目に血液試料を採取し、分析まで−20℃で保存した。
ELISA定量
M2eペプチド(SLLTEVETPIRNEWGCRCNDSSD[配列番号6])は、GLBiochem Shanghai社(Shanghai,China)によって合成され、エンドトキシン不含PBS(Sigma,St−Louis,MO)に再懸濁された。Costar High Binding 96穴プレート(eBioscience,San Diego,CA)を、0.1M NaHCO緩衝液、pH9.6中で1μg/ml濃度に希釈したM2eペプチド100μl/穴で、4℃にて一晩被覆した。プレートをPBS/0.1%トゥイーン−20/2%BSA(150μl/穴)により37℃で1時間ブロックした。PBS/0.1%トゥイーン−20で3回洗浄した後、血清を1:50から始まる2倍段階希釈に添加し、37℃で90分間インキュベートした。次にプレートを4回洗浄し、PBS/0.1%トゥイーン−20/2%BSA中1/10,000(IgAを除くすべてのアイソタイプについて)又は1/2,000(IgAについて)の希釈のペルオキシダーゼ結合ヤギ抗マウスIgG、IgG1、IgG2a、IgG2b(すべてJackson Immunoresearch,Baltimore,PAより)、IgG3(Rockland,Gilbertsville,PA)、IgGA(Serotec,Raleigh,NC)100μlと共に37℃で1時間インキュベートした。4回の洗浄後、IgGの存在を、製造者の指示に従ってTMB−S 100μlで検出した。0.18mM HSO 100μlを添加することによって反応を停止させた。450nmでODを読み取った。結果は、OD値がPBS注射マウスからの血清の1:50希釈で得られたバックグラウンド値の3倍であるときに測定された、抗体終点力価として表されている。
MDCK細胞への抗M2血清の結合能力試験
MDCK細胞[Labtek IIチャンバー型カバーガラス(Nunc International社)中1.5×10細胞/穴;96穴平底プレート中4×10細胞/穴]を、集密細胞単層を得るために37℃、5%COで24時間インキュベートした。培地を除去し、細胞を、MEM HEPESアルブミン(0.5%)GVFに希釈したA/WSN/33インフルエンザウイルス(H1N1)に1の感染多重度(1MOI)で感染させた。インキュベーションの20時間後、培地を除去し、PBS、PapMVCP又はPapMVCP−M2eを注射したマウスからの血清のプールの1:40希釈(PBS中)を各々のウェルに添加した。
プレートを4℃で1時間インキュベートし、その後PBSで2回洗浄した。次に、ウイルスに感染した細胞上の抗M2の蛍光視覚化のために、二次抗マウスIgG−Alexa 488(PBS中1:100希釈)標識抗体を各ウェルに添加した。あるいは、ペルオキシダーゼ結合ヤギ抗マウスIgG(PBS中1:500希釈)を添加した。その後プレートを4℃で1時間インキュベートした。インキュベーション後、ウェルをPBSで4回洗浄した。Alexa 488蛍光染色を、FITCフィルター(488nm)付きNIKON Eclipse TE300顕微鏡で直ちに観察した。Image J 1.37vを使用して画像を分析した。96穴平底プレートについて、従ったプロトコールはELISAに関して前述したとおりである。これらの実験はすべて、結合特異性を確実にするために非感染細胞に関する同じ処理を含む。
インフルエンザA株
使用したインフルエンザA株はA/WSN/33インフルエンザ株(H1N1)であり、この株は、新生児マウスにおける及びその後成体マウスの脳への連続継代によって得られた、マウス肺適応臨床単離物、A/WS/33に由来した(Stuart−Harris,1939,Lancet 1:497−499)。この株のLD50は、以前に約10プラーク形成単位(pfu)と評価された(Abed et al.,2006,Antivir Ther 11:971−976)。本実施例では、低用量のインフルエンザ感染は1LD50に相当し、中間用量の感染は4LD50に相当する。
ウイルス抗原投与実験
マウスを、1×10(1LD50)のインフルエンザウイルス株A/WSN/33を含む35μlで鼻内感染させた。マウスを臨床徴候(体重減少、直腸温度、異常行動及び毛の乱れ)に関して毎日観測した。16日間にわたって死亡を記録した。
統計解析
スチューデント検定、チューキー検定及びダン検定は、マウスの群の間の差(抗体価、温度、体重、肺におけるウイルス力価)を比較した。生存曲線における差をカプラン−マイヤー生存分析によって解析した。p<0.05()、p<0.01(**)、p<0.0001(***)の値を統計的に有意とみなした。PRISM 3.03で統計解析を実施した。
結果
PapMVCPへのM2eの遺伝子融合がこのペプチドに対する免疫応答の誘導を促進するかどうかを評価するため、BALB/cマウスを2週間の間隔で2回、100μgのPapMVCP−M2e、PapMVCP VLP(融合エピトープを含まない)又はPapMVCP VLP+融合していない合成M2eペプチドで免疫した。結果は23Aに示されており、PapMV−M2e VLPだけがM2eに対する体液性応答を誘発することができ、IgG2aへのクラススイッチを誘導できることを示し、VLPへのM2eペプチドの遺伝子融合がこのペプチドを免疫原性にすることを示す。PapMVCP−M2e VLPでのワクチン接種によって誘導される抗体が、インフルエンザ感染細胞によって提示されるM2タンパク質を認識できるかどうかを調べるため、ELISAと共焦点顕微鏡検査を実施した。ELISA(図23B)と共焦点顕微鏡検査の両方から得られた結果により、これらの抗M2e抗体が生理的M2eを認識することを確認した。さらに、血清対照症例(PBS及びPapMVCP VLPのいずれかを注射したマウスから)は、感染細胞又は非感染細胞のいずれにも効率的に結合しなかった(図23B)。
大腸菌において発現されるPapMVCP−M2eタンパク質の両方の形態(VLPとディスク)の比較免疫原性を試験した。2つの形態のいずれかを注射したマウスにおける抗M2e抗体応答を、追加免疫後及びH1N1インフルエンザ株(A/WSN/33)での抗原投与前に測定した。結果は図24に示されており、第一に、PapMVCP−M2e VLPは、ディスクが引き金となる免疫応答よりも高い(p<0.01)IgG抗 M2e応答を誘発することができること(図24A)、第二に、VLPはIgG2aクラススイッチを誘導したが、ディスクは誘導しなかったこと(図24A)が明らかである。しかし、PapMVCP−M2e VLPは明確に抗M2e応答の引き金となるが、群の間で体重(図24B)及び生存率に有意差がないことによって証明されるように、この用量のVLPに関してインフルエンザ抗原投与後に目に見える利益は認められなかった。
(実施例XI)
M2eインフルエンザ抗原を含むPapMV VLP又はディスクによるマウスの免疫:投与レジメン、アジュバント添加及びオプソニン化の作用
マウスの免疫
10匹の6〜8週齢のBALB/cマウス(Charles River社)に、各マウスにつき100μlの最終注射容量中、エンドトキシン不含PBS(Sigma社)100μg、PapMVCP 100μg、又は種々の形態のPapMVCP−M2e(単独、オプソニン化又はアジュバント添加)100μgを皮下注射した。初回免疫の後に、初回接種後2週間の間隔をおいて同じ量の2回の追加接種を実施した。
PapMVCP−M2eオプソニン化のために、PapMVCPに対するモノクローナルIgG2a抗体(発明者の施設で作製された)又はポリクローナル抗体(PapMVCP−M2e VLPで2回注射されたマウスから)をPapMVCP−M2eと共に、血清:PapMVCP−M2eの1:10容量/容量比を順守しながら37℃で45分間インキュベートした。その後、注射の前に製剤をエンドトキシン不含PBS(Sigma,St−Louis,MO)で希釈した。PapMVCP−M2eタンパク質を含まない同量の抗体を含有する製剤を陰性対照ワクチンとして使用した。
アジュバント添加のために、PapMVCP−M2e100μgを、製造者の指示に従ってImject Alum(Pierce,Rockford,IL)又はPapMVCP 100μgと混合した。
(超遠心していない)PapMVCP−M2emを利用した実験に関して、注射した用量は、超遠心したPapMVCP−M2eに関して使用したタンパク質100μg中で認められるHMWP 80μgに相当した。PamMV−M2emタンパク質は45%のHMWPを含むので、HMWP 80μgにおおよそ対応する、全タンパク質混合物200μgを注射した。
(超遠心していない)PapMVCP−M2emを使用した実験に関して、注射した用量は、HMWP 80μgにおおよそ対応する(PamMV−M2emタンパク質は約45%のHMWPを含むため)、全タンパク質混合物200μgであった。この量は、超遠心したPapMVCP−M2e 100μg中で認められるHMWP 80μgに相当した。対照(PBS、PapMVCP)及びPapMVCP−M2eワクチン接種マウスは図25、26、27及び28に示す実験に共通であるので、これらの群に関するデータはこれら4つの図において同じである。すべての実験プロトコールはラヴァル大学動物保護委員会によって承認された。
ELISA定量
実施例Xで述べたようにELISAを実施した。
ウイルス抗原投与実験
抗原投与のために4×10pfu(4LD50)を使用したことを除き、実施例Xで述べたようにマウスをインフルエンザウイルス株A/WSN/33で鼻内感染させた。マウスを臨床徴候(体重減少、直腸温度、異常行動及び毛の乱れ)に関して毎日観察した。16日間にわたって死亡を記録した。同時点での肺抗M2レベル及びウイルス肺力価の定量のために、条件ごとに5匹のマウスの群を接種後7日目に犠死させた。気管支肺胞洗浄(BAL)を3×1mlの滅菌PBSで実施した。肺を無菌的に切除し、滅菌PBS 1ml中−80℃で保存した。その後、肺を均質化し、2500rpm/4℃で10分間遠心分離して、上清を、先に述べられている(Abed et al.,2005,Antimicrob Agents Chemother 49:556−559)標準プラークアッセイを用いてMDBK細胞で滴定した。
統計解析
統計解析を実施例Xで述べたように実施した。
結果
PapMVCP−M2e構築物によって開始されるIgG2a抗M2e応答を上昇させるため、3つの異なる方策を実施した:(1)追加抗原注射の回数を2回に増やすこと、(2)製剤にアジュバント(ミョウバン又はPapMVCP VLP)を添加すること、及び(3)抗PapMVCP又は抗PapMVCP−M2e抗体でのオプソニン化すること。
2回の追加抗原注射を含む投与レジメンに応答して、及び動物の2つの群ではミョウバン又はPapMVCP VLPをアジュバントとして含む製剤に応答して産生された抗M2抗体を、異なる製剤の間でアイソタイププロファイルに何らかの相違が存在するかどうかを評価するためにアイソタイプ分類した(図25A)。PapMVCP−M2e VLPは、先に異なるエピトープで明らかにされたように(実施例VI参照)、融合エピトープに対する平衡Thl/Th2抗体応答を誘発することが示された。加えて、2回目の追加抗原投与は、実施例Xで述べた初回免疫−1回の追加接種実験と比較したときIgG2a抗M2eレベルを著明に上昇させた。アジュバントは体液性応答を大きく改善することが認められた。ミョウバンは、予想されたTh2体液性応答を駆動し、IgG1抗M2の誘導をわずかに上昇させたが、一方PapMVCP VLPは、PapMVCP−M2e単独でワクチン接種された群と比較してIgG2a抗M2のレベルを4倍に上昇させた。インフルエンザウイルスの致死量50の4倍(4LD50)で感染させたとき、アジュバントを含む製剤でワクチン接種されたマウスはすべて、疾患の症状軽減を示し、体温のより良好な調節(図25B)及びより安定な総体重(図25C)を示した。これらの結果は、アジュバント添加したPapMVCP−M2e VLPワクチン接種したマウスに関して最も著明であり、PapMV CPをアジュバントとして含む製剤はミョウバンを含む製剤よりもわずかにより良好な改善を示した。これらの実験において、ミョウバンがマウスにおける注射部位に肉芽種を誘発したことは注目すべきである。これに対し、PapMVCP VLPでのアジュバント添加は明らかな局所毒性作用を全く生じなかった。
感染経過の間に、各群のマウスの半数(5/10)について生存率を分析した。残りのマウスは、肺のウイルス量及び気管支肺胞洗浄液中の抗M2応答を測定するために犠死させた。いずれのアジュバントの使用も生存率を上昇させた(ミョウバンでの4/5及びPapMVCP VLPでの5/5に対し、アジュバントなしでは2/5、図25D参照)。これらの結果は肺で測定されたウイルス量によって確認され、対照と比較したとき、アジュバント添加したVLPでワクチン接種したマウスは非アジュバント添加VLPでワクチン接種したマウスよりも低い肺ウイルス力価を示した(図25E)。抗M2e抗体は、すべてのPapMV−M2ワクチン接種マウスの気管支肺胞洗浄液中で検出され、IgG2a抗M2eの高レベルが、PapMVCP VLPをアジュバントとして添加したPapMVCP−M2e VLPによって誘導された(図25F)。
全体として、上記結果は、PapMVプラットフォームがインフルエンザに対する体液性防御応答の引き金となり得ること、及び高用量のPapMVCP−M2e VLP及びアジュバントの使用の両方がインフルエンザ抗原投与に対する防御を改善し得ることを示す。この点に関して、HCV E2エピトープに融合したPapMVCPの2回の注射(実施例VI参照)が有意のIgG2a抗E2(1/3200)抗体レベルの引き金を引くために十分であったことは注目に値する。これは、融合エピトープの性質が融合エピトープに対する全体的免疫原性にある程度まで影響を及ぼすこと、及びPapMVコートタンパク質への異なるインフルエンザ抗原の融合が、それ故、十分な防御応答の引き金となるためにより少数の投与しか必要としないであろうことを示唆する。
付加的な実験では、IgG2aモノクローナル抗PapMVCP(mAb)抗体及びマウスポリクローナル抗PapMVCP−M2e(pAb)抗体のいずれかを、インビトロで免疫複合体(IC)を形成するために使用した。ICは、それぞれIC[mAb/PapMVCP− M2e]及びIC[pAb/PapMVCP−M2e]と命名された。ICで免疫したマウスは、検討したすべてのアイソタイプについて、PapMV−M2 VLPで免疫したマウスと比較して有意に高いレベルの抗M2e抗体を示さなかった(図26A)。インフルエンザ感染の経過中、ICで免疫したマウスは、PapMVCP−M2e VLP単独でワクチン接種したマウスと同様の疾患症状(体温、体重減少のレベル)を示し(図26B及び図26C)、PBS、PapMVCP VLP、モノクローナル抗PapMVCP又はポリクローナル抗PapMVCP−M2eを注射したマウスの対照群と比較してわずかな改善のみを示した。これらの傾向は生存率(図26D)及び肺ウイルス量(図26E)によって十分に確認され、どちらもオプソニン化PapMVCP−M2e VLPについての利益が存在しないことを明らかにした。加えて、気管支肺胞洗浄液中で検出されたIgG2a抗体(抗M2)レベルは、他のPapMVCP−M2eワクチン接種群と比較してIC[mAb/PapMVCP−M2e]で免疫したマウスにおいてわずかにより高かった(図26F)。
45%の高分子量粒子≧600kDa及び55%ディスクを含む(実施例IX参照)、Macrosep(登録商標)装置によって精製されたPapMV−M2e VLP(PapMVCP−M2em)の製剤の効果を調べるため、さらなる実験を実施した。免疫に使用するためのPapMVCP−M2emの量を決定する際には、製剤中のHMWPの量だけを考慮した。ゲルろ過によって測定したとき、超遠心したPapMVCP−M2eタンパク質 100μgはHMWP 80μgを含むことが示されたので、HMWP 80μgの含量に相当する、PapMVCP−M2em 200μgをマウスに注射した。この製剤の免疫原性を試験するため、10匹のマウスに、PBS、PapMVCP VLP 100μg又はPapMVCP−M2em 200μgを3回注射し、その後低用量のインフルエンザ(ILD50)に感染させた。IgG2a抗M2e抗体のレベルは、超遠心したPapMVCP−M2e VLP(1/8000 IgG2a、図27A)の3回の注射後に産生されたIgG2a抗体のレベルと比較すると、PapMVCP−M2em抗体で免疫したマウスでは劇的に低下した(p<0.0001)(<l/200 IgG2a、図27A)。PapMVCP−M2e VLPでワクチン接種したマウスはまた、対照群と比較して疾患症状の悪化を示し(図27B及び図27C)、生存率の有意でない(p=0.19)上昇を有していた(図27D)。
PapMVCP−M2emのアジュバント添加とオプソニン化の影響を試験した。すべてのIgGアイソタイプに関して、抗M2e抗体価は、IgG1についての30倍からIgG2aについての80倍まで上昇し(図28A)、これらはミョウバンをアジュバントとして使用したTh2抗体プロファイル(IgG1)及びPapMVCP VLPをアジュバントとして使用したTh1抗体プロファイル(IgG2a及びIgG2b)に関する。ミョウバン及びPapMVCP VLPのいずれかによるPapMVCP−M2em混合物へのアジュバント添加も、中間用量のインフルエンザ抗原投与後、体内温度の制御(図28B)、体重(図28C)、及び生存率(p<0.0001)(1/10からそれぞれ8/10及び9/10に)を劇的に改善した(図28D)。
mAb又はpAbでのPapMVCP−M2em混合物のオプソニン化は、ワクチンの免疫原性を改善したが(図29A)、その程度はアジュバント添加ほど印象的ではなかった。抗M2 IgG1及びIgG2a抗体レベルは、IgG1についての20倍からIgG2aについての50倍まで上昇した。mAb又はpAbでのオプソニン化は、中間用量のインフルエンザ抗原投与後、体内温度の制御(図29B)、体重(図29C)、及び生存率(p<0.001、1/10からそれぞれ6/10及び7/10に、図29D)を有意に上昇させた。これらの結果は、オプソニン化が弱免疫原性のACSのための良好な選択肢であり得ることを示唆する。
(実施例XII)
フェレットにおけるM2eインフルエンザ抗原を含むPapMV VLPの免疫原性の評価
PapMV VLP
実施例IXで述べたPapMVCP−M2e構築物をすべての実験に使用した。
フェレット及び免疫スケジュール
16週齢又はそれ以上の雄性フェレットをすべての実験のために使用した。動物は狂犬病に対してワクチン接種されており、イヌジステンパー及びインフルエンザA型サブタイプH1N1及びH2N3に対するELISA検出可能抗体を有していなかった。初回免疫の当日に、血清試料を収集し、プレブリード(prebleed)として使用した。2つの連続的な実験を実施した。最初の実験のために、4匹の動物にPapMV−M2e VLP 25μgを皮下注射した。同じ濃度で2回目及び3回目の注射を3週間の間隔で実施した。ワクチン接種動物並びに2匹の非ワクチン接種対照フェレットを、インフルエンザウイルス株H1N1 New Caledonia/99のヘマグルチニン及びノイラミニダーゼ糖タンパク質を担持する、ワクチン再集合体PR8の10組織培養感染用量の鼻内接種により、最後の追加免疫の3週間後に抗原投与した。感染後、7日間毎日体温を測定し、2、4及び6又は7日目に体重を測定した。血清試料を3日目と7日目に収集し、感染細胞及びM2eペプチドのいずれかを抗原として使用するELISAによって抗体価を定量した。
2番目の実験の全体的試験計画は、以下を除いて最初の実験と同様であった。すなわち、PapMV−M2e用量を最後の追加接種に関して10倍に増加し(すなわち250μg)、インフルエンザ株H1N1 USSR/77を抗原投与ウイルスとして使用し、PapMV ELISAを1:50希釈のODではなく限界希釈法を用いて実施し、鼻洗浄液力価を臨床パラメータと同じ日に測定した。
結果
抗原投与の時点で、1番目の群の4匹のワクチン接種動物のうち3匹が、M2eペプチド並びにウイルス感染細胞を認識する抗体を発現した(図30A及び図30B)。これらの抗体は、感染後7日以内にさらに増加した。対照動物は、感染の3日後にウイルス感染細胞に対して同様の力価に達し、その後ワクチン接種動物の動態に従った。しかし、対照動物はM2eペプチドと交差反応する抗体を発現することができなかった。感染後1日目に抗体を有さない動物において体温がわずかにより高かったことを別にして、ワクチン接種動物と対照動物の間で臨床徴候の識別できる差は認められなかった(図30C及びD)。
2番目の群では、最後の追加免疫のために注射するPapMV−M2e VLPの量を10倍に上昇させた。抗原投与の時点で、すなわち最後の追加免疫から3週間後に、すべてのワクチン接種動物が、ウイルス感染細胞と交差反応するペプチドに対する抗体を発現していた(図31A及び図31B)。ペプチドELISAの実施法をODから限界希釈に変更したため、これらの値を直接比較することはできないが、ウイルス感染細胞を認識する抗体の同様のレベルが両方のワクチン接種レジメンに関して検出された(図30Aと図31Aを比較されたい)。抗原投与感染の経過中、体温及び体重に関してワクチン接種動物と対照動物の間で差は存在しなかった。ワクチン接種動物のうちの2匹は鼻洗浄液においてわずかに低く、短縮された期間のウイルス排出を経験し、その他の2匹の動物は対照フェレットの動態に追随した。興味深いことに、ペプチドに対して最も低い抗体価を有していたvac2個体が抗原投与において最も良好に耐容した(図31、黒い四角)。これに対し、3日目までに組成物の交差反応性抗体供給が枯渇していたvac3は、疾患の最も重篤な経過を経験した(図31、黒い円)。
この試験は、ワクチン候補物質としてのPapMV−M2e VLPの潜在的可能性を評価すること及びフェレット動物モデルを樹立することという2つの目的を有するパイロット試験として設計された。結果は、PapMV−M2eの皮下注射が、ウイルス感染細胞も同時に認識する、フェレットでの体液性免疫応答を惹起することを明らかにしている。使用した抗原投与ウイルスによって引き起こされる疾患は、しかしながら、あまりに軽度で、ワクチン接種動物と対照動物を明瞭に分けることができなかった。ゴールドスタンダードとして広く認められているワクチンで予防接種された群を含み、より毒性の高い抗原投与ウイルスを使用する追加試験により、フェレットにおいて防御作用を提供するPapMV−M2e VLPの能力が確認されると予想される。
上記H1N1構築物並びにH9N2 M2eペプチドを含む構築物(実施例XIII参照)を使用して実施した追加試験は、初回注射とそれに続く1回の追加免疫注射後に、処置したフェレットがそれぞれのVLPに対する抗体を既に惹起していたことを示し、M2eペプチドに対する抗体は2回目の追加免疫注射後に検出されると予想される。これらの実験において、フェレットはまた、アジュバントとしてのPapMV及びPapMV VLPのいずれかと併用された各々の構築物を含む製剤を注射された。H1N1構築物に関しては、アジュバントとしてのPapMVの作用はPapMV VLPの作用よりもわずかに著明であった。
(実施例XIII)
インフルエンザA型H9N2株からのM2eエピトープを含むACSの開発
H9N2 PapMV−M2eウイルス様粒子(VLP)のクローニング及び作製
タンパク質のC末端で融合したH9N2インフルエンザ株からのM2eエピトープを含むPapMVコートタンパク質を、M2eコード配列を創製するために以下のオリゴヌクレオチドを使用したことを除き、実施例IXで述べたように作製した:
オリゴH9N2フォワード:
5’−CTAGTTCCCTGCTGACCGAAGTGGAAACCCCGACCCGCAACGGTTGGGGCTGCCGCTGCTCTGATTCCTCCGATA−3’[配列番号50]
オリゴH9N2リバース:
5’−CGCGTATCGGAGGAATCAGAGCAGCGGCAGCCCCAACCGTTGCGGGTCGGGGTTTCCACTTCGGTCAGCAGGGAA−3’[配列番号51]。
最終構築物(H9N2 PapMV−M2e)のアミノ酸配列を図1G[配列番号47]に示す。PapMV CPとM2eペプチドの間にグリシン−ロイシンスペーサ(GGGLLLTS)を含むもう1つの型の構築物も作製した。簡単に述べると、PapMV−M2eクローンのDNAをSpeIで線状化した。以下に示すオリゴヌクレオチド[配列番号52及び53]をアニーリングし、6×HタグとPapMV CPのC末端との間のSpeI部位に挿入した。
オリゴH9N2 spe1−GLYフォワード:
5’−CTAGTGGTGGCGGTCTGCTGCTGA−3’[配列番号52]
オリゴH9N2 spe1−GLYリバース:
5’−CTAGTCAGCAGCAGACCGCCACCA−3’[配列番号53]。
スペーサを含む最終構築物(H9N2 PapMV−3GLM2e)のアミノ酸配列を図1H[配列番号48]に示す。
生じた構築物を実施例IXで述べたように大腸菌において発現させ、H9N2 PapMV−M2e及びH9N2 PapMV−3GLM2eタンパク質を実施例IXで述べたように超遠心によって精製した。
SDS−PAGE、FPLC及び電子顕微鏡検査
発現されたタンパク質の分析を実施例IXで述べたように実施した。
結果
PapMVコートタンパク質、H9N2 PapMV−M2e及びH9N2 PapMV−3GLM2eのC末端配列を32Aに示す。PapMV、H9N2 PapMV−M2e及びH9N2 PapMV−3GLM2eのSDS−PAGEプロファイルは、組換えタンパク質の高い純度を示す(図32B)。予想されたように、FPLCプロファイルは、両方のタンパク質についてVLPに対応する固有のピークを示し、H9N2 PapMV−3GLM2eに関してペレット中に高い比率のVLP(90% VLP、分子量≧650kDa)を指示し、H9N2 PapMV−M2e VLP(80% VLP)についても同様の結果を示した(図32C)。既に明らかにされているように、大腸菌において発現されるPapMVCPは、電子顕微鏡検査によって数多くの棒状体が見られるので(図32D、左のパネル)、VLPへと効率的に自己組織化することができる。重要な点として、PapMVCPのC末端でのH9N2 M2eエピトープの融合は、超遠心後にペレット中で多くの棒状体が認められたので(図32D、中央のパネル(H9N2 PapMV− 3GLM2e)及び右のパネル(H9N2 PapMV−M2e))、このタンパク質がVLPへと自己組織化する能力を損なわなかった。
(実施例XIV)
インフルエンザA型H9N2株からのM2eエピトープを含むACSの免疫原性
Balb/CマウスにおけるH9N2 PapMV−M2e VLPの免疫原性
10匹のマウスの群に、100μgの精製H9N2 PapMV−M2e VLP、等量のミョウバンをアジュバントとして添加したH9N2 PapMV−M2e VLP、又はさらなる100μgのPapMV VLPをアジュバントとして添加したH9N2 PapMV−M2e VLPを3回皮下注射した。また、別の群のマウスに、全タンパク質、すなわち超遠心を行わずに大腸菌から単離した、少なくとも20%のディスクを含む全精製タンパク質を注射した。すべての場合において、マウスに注射した最終容量は500μlであった。
3回の注射後に収集した抗血清に関して実施したELISAは、H9N2 PapMV−M2e VLPがマウスにおいて免疫原性であることを明らかにした。PapMV VLP又はミョウバンをアジュバントとして使用することの利点は、この場合には認められなかった。マウスの間で免疫応答の変動が認められ(図33A)、これはおそらく、マウスのレパートリーが、H9N2 M2eペプチドを効率良く認識することができる記憶B細胞を含まないという事実によると考えられる。PapMV VLPの表面に融合したH1N1 M2eペプチドは処置されたすべてのBalb/Cマウスにおいて免疫原性であることが明らかにされており(実施例XI参照)、H1N1 M2eペプチドはH9N2ペプチドと比較して3アミノ酸相違だけを有するので、この結果はむしろ興味深い。
VLPが免疫原性であることを確認するため、H9N2 PapMV−M2e VLPに対するIgGのレベルを先の実施例で述べたように測定した。予想されたように、処置マウスがH9N2 M2eペプチドに対して効率的に反応しない場合でも、H9N2 PapMV VLP(すなわち、ワクチンプラットフォーム)に対する非常に高い力価のIgGが検出された(図33B)。この結果から、H9N2 PapMV−M2e VLPは免疫原性であるが、Balb/Cの限られた免疫レパートリーの故に、必ずしもすべての個別マウスがH9N2 M2eペプチドに対して免疫応答を発現する能力を持たないことが確認される。
しかし、鳥類の免疫系はインフルエンザウイルスに対するB細胞のレパートリーを維持するように進化したため、H9N2 PapMV−M2e VLPは、H9N2株のインフルエンザのための天然宿主であるニワトリにおいて免疫原性である可能性が高い。
H9N2 PapMV−M2e VLPは長期間持続性の記憶応答を誘導する
H9N2 M2eペプチドに対する高レベルの抗体を産生し、3回目の注射後140日目に保持されていた2匹のマウスの血清を分析した。抗体応答はこの期間全体にわたって維持されることが認められ、H9N2 PapMV−M2e VLPがマウスにおいて効率的に記憶応答を誘導できることを指示した(図34A)。さらに、これらのマウスはまた、持続性で豊富な量のIgG1(図34B)及びIgG2a(図34C)アイソタイプを産生することが示された。この結果は、H9N2 PapMV−M2e VLPが種々のアイソタイプに対するB細胞のクラススイッチを効率的に誘導できることを示し、マウスにおける平衡Th1/Th2応答を示唆する。
他のM2eペプチドとH9N2−M2e抗血清の交差反応性
H9N2 PapMV−M2e VLPに対して強く反応したマウスから得られた抗血清を、他のM2eペプチドの配列が認識されるかどうかを判定するためELISAによって分析した。H9N2ペプチドを含む5つの異なるM2eペプチドを試験した(表3参照)。
ELISAの結果から、予想されたように、H9N2血清がH9N2ペプチドと最も強く反応し、次いでH3N8ペプチドと反応し、H5N1、H1N1及び突然変異型I/Tペプチドとは弱く反応することが明らかとなった(図35)。この結果は、H9N2 PapMV−M2e VLPでの動物の免疫がインフルエンザのH9N2株とH3N8株の両方による感染に対して防御を導き得ることを示唆する。
(実施例XV)
インフルエンザA型H3N8株からのM2eエピトープを含むACSの開発
H3N8 PapMV−M2eウイルス様粒子(VLP)のクローニング及び作製
タンパク質のC末端で融合したH3N8インフルエンザ株からのM2eペプチドを含むPapMVコートタンパク質を、M2eコード配列を創製するために以下のオリゴヌクレオチドを使用したことを除き、実施例IXで述べたように作製した:
オリゴM2−H3N8フォワード:
5’−CTAGTTCCCTGCTGACCGAAGTGGAAACCCCGACCCGCAACGGTTGGGAATGCAAATGCTCTGATTCCTCCGATA−3’[配列番号54]
オリゴM2−H3N8リバース:
5’−CGCGTATCGGAGGAATCAGAGCATTTGCATTCCCAACCGTTGCGGGTCGGGGTTTCCACTTCGGTCAGCAGGGAA−3’[配列番号55]
最終構築物のヌクレオチド配列を図1Iに示し[配列番号56]、エンコードされるアミノ酸配列を図1J[配列番号57]に示す。
生じた構築物を実施例IXで述べたように大腸菌において発現させ、H3N8 PapMV−M2eタンパク質を実施例IXで述べたように超遠心によって精製した。
SDS−PAGE、FPLC及び電子顕微鏡検査
発現されたタンパク質の分析を実施例IXで述べたように実施した。
結果
PapMVコートタンパク質及びH3N8 PapMV−M2eのC末端配列を図36Aに示す。PapMV及びH3N8 PapMV−M2eのSDS−PAGEプロファイルは、組換えタンパク質の高い純度を示す(図36B)。予想されたように、PBSに再懸濁した超遠心タンパク質のFPLCプロファイルは、両方のタンパク質についてVLPに対応する固有のピークを示した(図36C)。H3N8 PapMV−M2e VLPピークは、92%のVLPからなると推定された。PapMVCPのC末端でのH3N8 M2eエピトープの融合は、超遠心後にペレット中で多くの棒状体が認められたので(図36D、右のパネル)、このタンパク質がVLPへと自己組織化する能力を損なわなかった。
(実施例XVI)
インフルエンザA型H5N1株からのM2eエピトープを含むACSの開発
H5N1 PapMV−M2eウイルス様粒子(VLP)のクローニング及び作製
タンパク質のC末端で融合したH5N1インフルエンザ株からのM2eペプチドを含むPapMVコートタンパク質を、M2eコード配列を創製するために以下のオリゴヌクレオチドを使用したことを除き、実施例IXで述べたように作製した:
オリゴM2−H5N1フォワード:
5’−CTAGTTCCCTGCTGACCGAAGTGGAAACCCCGACCCGCAACGAATGGGAATGCCGCTGCTCTGATTCCTCCGATA−3’[配列番号60]
オリゴM2−H5N1リバース:
5’−CGCGTATCGGAGGAATCAGAGCAGCGGCATTCCCATTCGTTGCGGGTCGGGGTTTCCACTTCGGTCAGCAGGGAA−3’[配列番号61]
最終構築物のヌクレオチド配列を図1Kに示し[配列番号58]、エンコードされるアミノ酸配列を図1L[配列番号59]に示す。
生じた構築物を実施例IXで述べたように大腸菌において発現させ、H5N1 PapMV−M2eタンパク質を実施例IXで述べたように超遠心によって精製した。
SDS−PAGE及び電子顕微鏡検査
発現されたタンパク質の分析を実施例IXで述べたように実施した。
結果
PapMVコートタンパク質及びH5N1 PapMV−M2eのC末端配列を図37Aに示す。PapMV及びH5N1 PapMV−M2eのSDS−PAGEプロファイルは、組換えタンパク質の高い純度を示す(図37B)。PapMVCPのC末端でのH5N1 M2eエピトープの融合は、超遠心後にペレット中で多くの棒状体が認められたので(図37C、右のパネル)、このタンパク質がVLPへと自己組織化する能力を損なわなかった。
(実施例XVII)
インフルエンザNPタンパク質の作製
インフルエンザウイルス株A/WSN/33からのNPタンパク質のコード配列(図41A;配列番号63参照)を、以下のプライマーを使用してPCR増幅した:
フォワード:5’−GACTCC ATG GCG ACC AAA GGC ACC AAA CGA−3’[配列番号65]
リバース:5’−GATC CTC GAG TTA GTG GTG GTG GTG GTG GTG ATT GTC GTA CTC CTC−3’[配列番号66]。
増幅した配列を、NcoIとXhoIで線状化したpET−24d(+)ベクター(Novagen社)にクローニングした。NPタンパク質のアミノ酸配列を図41Bに示す[配列番号64]。エンコードされる配列は、精製を容易にするための6×Hisタグを含んだ。
組換えNPタンパク質を、NPコード配列を含むpET−24d(+)プラスミド(上述した)で形質転換した大腸菌BL21(DE3)RIL(Stratagene社)から作製した。細胞を、30μg/mLカナマイシンを含む2×YT中で増殖させた。培養が0.6のOD600に達したとき1mM IPTGでタンパク質発現を誘導した。誘導後、培養物を22℃でさらに16時間インキュベートし、その後細胞を遠心分離によって収集した。
フレンチプレスを用いて細胞を溶解し、Ni−NTAビーズ(Qiagen社)及び50mM NaHPO、300mM NaCl、500mMイミダゾール(pH8.0)を含む溶出緩衝液を使用してHis標識NPタンパク質を単離した。イミダゾールを除去するため、溶出したタンパク質を10mM NaHPO、pH7.0に対して十分に透析した。最後に、HiTrap(商標)Heparin HPカラム(GE Healthcare社)及び10mM NaHPO中の漸増濃度のNaCl(2Mまで)の段階勾配を用いてNPタンパク質を精製した。
(実施例XIII)
PapMVによる市販インフルエンザワクチンへのアジュバント添加は免疫原性を改善する
PapMV
野生型PapMVを実施例Iで述べたように植物から単離した。
マウスの免疫
5匹のマウスの2つの群を、最終容量350μl中の市販のFluviral(登録商標)ワクチン9μg(GlaxoSmithKline社)(第1群)又は野生型PapMVウイルス100μgをアジュバントとして添加したFluviral(登録商標)ワクチン9μgで皮下的に1回免疫した。免疫後5、10及び14日目に血液試料を収集した。
ELISA
ELISA分析を、Fluviral(登録商標)ワクチン及び組換えNPタンパク質(大腸菌において生産され、実施例XVIIで述べたように精製された)のいずれかで被覆したプレートを使用したことを除き、先の実施例で概説したプロトコールを用いて実施した。NPタンパク質に対するIgG2aの量の測定のため(図40Bに示すように)、NPタンパク質でのプレートの被覆を4℃で一晩ではなく37℃で2時間実施した。
結果
血清中の総IgGを測定するために実施したELISAは、免疫後5日目にFluviral(登録商標)ワクチンに対するIgGが検出できなかったことを示す(図38A)。しかし、10日目までに、PapMVによるアジュバント添加は、Fluviral(登録商標)ワクチン単独で得られたIgG力価に比べて、2〜4倍に相当する1〜2対数だけIgG力価を改善し(図38B)、この上昇は14日目に維持されていたか又はわずかに改善されていた(図38C)。
Fluviral(登録商標)ワクチンに対する血清中のIgG2a及びIgG1抗体アイソタイプのそれぞれの量も分析した(図39)。PapMVをアジュバントとして添加したFluviral(登録商標)で処置したマウスの血清は、約32倍高いIgG2aの量を示し(図39A)、PapMVアジュバントが免疫応答をTH1応答へと推進することを示唆する。それ自体で、細胞応答はFluviral(登録商標)ワクチンに含まれるインフルエンザエピトープに対して誘発されると予想される。
NPタンパク質に対するマウスの免疫応答(総IgG)もELISAによって分析した。NPタンパク質はインフルエンザウイルスの1つの成分であり、それ故Fluviral(登録商標)ワクチンに含有される。PapMVをアジュバントとして添加したFluviral(登録商標)ワクチンで処置されたマウスの血清は、NPタンパク質に対するIgGの量の増加を示すことが認められる(図40A)。ワクチン接種マウスの血清中のNPタンパク質に対するIgG2aの量の分析は、PapMVをアジュバントとして添加したFluviral(登録商標)ワクチンが、NPタンパク質に対するIgG2aの量より多く含んでいたことを示し(図40B)、やはりPapMVアジュバントが免疫応答をTH1応答へと推進することを明らかにする。この場合に測定された比較的低い力価は、ELISAプレートに関して加速被覆プロトコールを使用したことの結果であるが、結果は、アジュバント添加したFluviral(登録商標)ワクチンで処置されたマウスの血清中で測定されたIgG2aの増加を明確に示している。
本発明を一部の特定実施形態を参照して説明してきたが、本発明の精神と範囲から逸脱することなくその様々な変更例が当業者には明白であろう。当業者に明白であるすべてのそのような変更例は、特許請求の範囲内に包含されることが意図されている。

Claims (77)

  1. パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はPapMVコートタンパク質を含むVLPと併用される1つ以上のインフルエンザウイルス抗原を含む抗原提示系。
  2. 前記VLPが、前記VLPを形成するように自己組織化することができる修飾PapMVコートタンパク質を含む、請求項1に記載の抗原提示系。
  3. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が前記PapMV又は前記VLPのコートタンパク質に結合している、請求項1又は2に記載の抗原提示系。
  4. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が前記PapMV又はVLPに結合していない、請求項1又は2に記載の抗原提示系。
  5. 前記系がVLPを含み、かつ前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原がVLPの前記コートタンパク質に遺伝子的に融合している、請求項3に記載の抗原提示系。
  6. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が、前記PapMV又は前記VLPの前記コートタンパク質に共有結合している、請求項3に記載の抗原提示系。
  7. 前記インフルエンザウイルス抗原の少なくとも1つがM2タンパク質に由来する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗原提示系。
  8. 前記インフルエンザウイルス抗原の少なくとも1つがM2eペプチド又はそのフラグメントである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗原提示系。
  9. 前記抗原提示系がVLPを含み、前記VLPが、配列番号1又は3に示される配列と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPapMVコートタンパク質を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の抗原提示系。
  10. 前記抗原提示系がVLPを含み、前記VLPが、配列番号4、47及び48のいずれか1つに示される配列と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPapMVコートタンパク質を含む、請求項1〜3及び5のいずれか一項に記載の抗原提示系。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の抗原提示系を1つ以上含有する、インフルエンザワクチン組成物。
  12. 1つ以上のインフルエンザウイルス抗原に融合したパパイヤモザイクウイルスコートタンパク質を含むポリペプチド。
  13. 前記ポリペプチドが、配列番号4、47及び48のいずれか1つに示される配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含む、請求項12に記載のポリペプチド。
  14. 請求項12又は13に記載のポリペプチドをエンコードするポリヌクレオチド。
  15. 動物においてインフルエンザウイルスに対する免疫応答を誘導するための抗原提示系の使用方法であって、前記抗原提示系が、パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はPapMVコートタンパク質を含むVLPと併用される1つ以上のインフルエンザウイルス抗原を含む使用方法。
  16. 前記VLPが、前記VLPを形成するように自己組織化することができる修飾PapMVコートタンパク質を含む、請求項15に記載の使用方法。
  17. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が前記PapMV又は前記VLPのコートタンパク質に結合している、請求項15又は16に記載の使用方法。
  18. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が前記PapMV又はVLPに結合していない、請求項15又は16に記載の使用方法。
  19. 前記系がVLPを含み、かつ前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原がVLPの前記コートタンパク質に遺伝子的に融合している、請求項17に記載の使用方法。
  20. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が、前記PapMV又は前記VLPの前記コートタンパク質に共有結合している、請求項17に記載の使用方法。
  21. 前記インフルエンザウイルス抗原の少なくとも1つがM2タンパク質に由来する、請求項15〜20のいずれか一項に記載の使用方法。
  22. 前記インフルエンザウイルス抗原の少なくとも1つがM2eペプチド又はそのフラグメントである、請求項15〜20のいずれか一項に記載の使用方法。
  23. 前記抗原提示系がVLPを含み、前記VLPが、配列番号1又は3に示される配列と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPapMVコートタンパク質を含む、請求項15〜22のいずれか一項に記載の使用方法。
  24. 前記抗原提示系がVLPを含み、前記VLPが、配列番号4、47及び48のいずれか1つに示される配列と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPapMVコートタンパク質を含む、請求項15〜17及び19のいずれか一項に記載の使用方法。
  25. 前記免疫応答が体液性応答を含む、請求項15〜24のいずれか一項に記載の使用方法。
  26. 前記動物がヒトである、請求項15〜25のいずれか一項に記載の使用方法。
  27. 前記動物が非ヒト動物である、請求項15〜25のいずれか一項に記載の使用方法。
  28. 動物においてインフルエンザウイルスに対する免疫応答を誘導するための、抗原提示系、及びアジュバント又はオプソニンを含む組成物の使用方法であって、前記抗原提示系が、パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はPapMVコートタンパク質を含むVLPと併用される1つ以上のインフルエンザウイルス抗原を含む使用方法。
  29. 前記組成物がアジュバントを含む、請求項28に記載の使用方法。
  30. 前記アジュバントがPapMV又はPapMV VLPを含む、請求項29に記載の使用方法。
  31. 前記VLPが、前記VLPを形成するように自己組織化することができる修飾PapMVコートタンパク質を含む、請求項28〜30のいずれか一項に記載の使用方法。
  32. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が前記PapMV又は前記VLPのコートタンパク質に結合している、請求項28〜31に記載の使用方法。
  33. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が前記PapMV又はVLPに結合していない、請求項28〜31に記載の使用方法。
  34. 前記系がVLPを含み、かつ前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原がVLPの前記コートタンパク質に遺伝子的に融合している、請求項32に記載の使用方法。
  35. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が、前記PapMV又は前記VLPの前記コートタンパク質に共有結合している、請求項32に記載の使用方法。
  36. 前記インフルエンザウイルス抗原の少なくとも1つがM2タンパク質に由来する、請求項28〜35のいずれか一項に記載の使用方法。
  37. 前記インフルエンザウイルス抗原の少なくとも1つがM2eペプチド又はそのフラグメントである、請求項28〜35のいずれか一項に記載の使用方法。
  38. 前記抗原提示系がVLPを含み、前記VLPが、配列番号1又は3に示される配列と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPapMVコートタンパク質を含む、請求項28〜37のいずれか一項に記載の使用方法。
  39. 前記抗原提示系がVLPを含み、前記VLPが、配列番号4、47及び48のいずれか1つに示される配列と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPapMVコートタンパク質を含む、請求項28〜32及び34のいずれか一項に記載の使用方法。
  40. 前記免疫応答が体液性応答を含む、請求項28〜39のいずれか一項に記載の使用方法。
  41. 前記動物がヒトである、請求項28〜40のいずれか一項に記載の使用方法。
  42. 前記動物が非ヒト動物である、請求項28〜40のいずれか一項に記載の使用方法。
  43. 薬剤の製造における、請求項1〜10のいずれか一項に記載の抗原提示系の使用方法。
  44. 前記薬剤が、動物においてインフルエンザウイルスに対する免疫応答を誘導するためのものである、請求項43に記載の使用方法。
  45. 前記免疫応答が体液性応答を含む、請求項44に記載の使用方法。
  46. 前記動物がヒトである、請求項44又は45に記載の使用方法。
  47. 前記動物が非ヒト動物である、請求項44又は45に記載の使用方法。
  48. 前記薬剤がアジュバント又はオプソニンをさらに含む、請求項43〜47のいずれか一項に記載の使用方法。
  49. 前記アジュバントがPapMV又はPapMV VLPを含む、請求項48に記載の使用方法。
  50. インフルエンザウイルスに対する免疫応答を誘導する方法であって、前記方法は、1つ以上の抗原提示系を含有する有効量の組成物を動物に投与する工程を含み、前記抗原提示系の各々が、パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はPapMVコートタンパク質を含むVLPと併用される1つ以上のインフルエンザウイルス抗原を含む方法。
  51. 前記VLPが、前記VLPを形成するように自己組織化することができる修飾PapMVコートタンパク質を含む、請求項50に記載の方法。
  52. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が前記PapMV又は前記VLPのコートタンパク質に結合している、請求項50又は51に記載の方法。
  53. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が前記PapMV又はVLPに結合していない、請求項50又は51に記載の方法。
  54. 前記系がVLPを含み、かつ前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原がVLPの前記コートタンパク質に遺伝子的に融合している、請求項52に記載の方法。
  55. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が、前記PapMV又は前記VLPの前記コートタンパク質に共有結合している、請求項52に記載の方法。
  56. 前記インフルエンザウイルス抗原の少なくとも1つがM2タンパク質に由来する、請求項50〜55のいずれか一項に記載の方法。
  57. 前記インフルエンザウイルス抗原の少なくとも1つがM2eペプチド又はそのフラグメントである、請求項50〜55のいずれか一項に記載の方法。
  58. 前記抗原提示系がVLPを含み、前記VLPが、配列番号1又は3に示される配列と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPapMVコートタンパク質を含む、請求項50〜57のいずれか一項に記載の方法。
  59. 前記抗原提示系がVLPを含み、前記VLPが、配列番号4、47及び48のいずれか1つに示される配列と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPapMVコートタンパク質を含む、請求項50〜52及び54のいずれか一項に記載の方法。
  60. 前記免疫応答が体液性応答を含む、請求項50〜59のいずれか一項に記載の方法。
  61. 前記動物がヒトである、請求項50〜60のいずれか一項に記載の方法。
  62. 前記動物が非ヒト動物である、請求項50〜60のいずれか一項に記載の方法。
  63. インフルエンザウイルスに対する免疫応答を誘導する方法であって、前記方法は、アジュバント又はオプソニン及び1つ以上の抗原提示系を含有する有効量の組成物を動物に投与する工程を含み、前記抗原提示系の各々が、パパイヤモザイクウイルス(PapMV)又はPapMVコートタンパク質を含むVLPと併用される1つ以上のインフルエンザウイルス抗原を含む抗原提示系からなる方法。
  64. 前記組成物がアジュバントを含む、請求項58に記載の方法。
  65. 前記アジュバントがPapMV又はPapMV VLPを含む、請求項64に記載の方法。
  66. 前記VLPが、前記VLPを形成するように自己組織化することができる修飾PapMVコートタンパク質を含む、請求項63〜65のいずれか一項に記載の方法。
  67. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が前記PapMV又は前記VLPのコートタンパク質に結合している、請求項63〜66に記載の方法。
  68. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が前記PapMV又はVLPに結合していない、請求項63〜66に記載の方法。
  69. 前記系がVLPを含み、かつ前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原がVLPの前記コートタンパク質に遺伝子的に融合している、請求項67に記載の方法。
  70. 前記1つ以上のインフルエンザウイルス抗原が、前記PapMV又はVLPの前記コートタンパク質に共有結合している、請求項67に記載の方法。
  71. 前記インフルエンザウイルス抗原の少なくとも1つがM2タンパク質に由来する、請求項63〜70のいずれか一項に記載の方法。
  72. 前記インフルエンザウイルス抗原の少なくとも1つがM2eペプチド又はそのフラグメントである、請求項63〜70のいずれか一項に記載の方法。
  73. 前記抗原提示系がVLPを含み、前記VLPが、配列番号1又は3に示される配列と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPapMVコートタンパク質を含む、請求項63〜72のいずれか一項に記載の方法。
  74. 前記抗原提示系がVLPを含み、前記VLPが、配列番号4、47及び48のいずれか1つに示される配列と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPapMVコートタンパク質を含む、請求項63〜67及び69のいずれか一項に記載の方法。
  75. 前記免疫応答が体液性応答を含む、請求項63〜74のいずれか一項に記載の方法。
  76. 前記動物がヒトである、請求項63〜75のいずれか一項に記載の方法。
  77. 前記動物が非ヒト動物である、請求項63〜75のいずれか一項に記載の方法。
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