JP2010536885A - V3ループに改変を有するhivenvタンパク質 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、助成金番号第5P01 AI48225−03の下、米国NIAID−NIH HIVRADからの支援によってなされた。したがって、米国政府は、本発明に一定の権利を有する。
いくつかの実施形態では、本発明の混合物には、そのV3ループの中に1つ以上の突然変異を有するHIV Envポリペプチドが含まれる。
(i)配列番号1、2、4、5、7、8、9、38、39、43、45、49、および50から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(ii)配列番号1、2、4、5、7、8、9、38、39、43、45、49、および50から選択されるアミノ酸配列に対して配列同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(iii)配列番号1、2、4、5、7、8、9、38、39、43、45、49、および50から選択されるアミノ酸配列と比較して、1つ以上(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個など)の置換および/または欠失および/または挿入(V3ループの内部および場合によっては、V3ループの外側)を有するアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(iv)配列番号1、2、4、5、7、8、9、38、39、43、45、49、および50から選択されるアミノ酸に由来する少なくともn個の連続するアミノ酸の断片を含むアミノ酸配列を含むポリペプチド(ここでは、nは7以上である);あるいは、
(v)ペアワイズ・アラインメント・アルゴリズム(pairwise alignment algorithm)を使用して、配列番号1、2、4、5、7、8、9、38、39、43、45、49、および50から選択されるアミノ酸配列とアラインメントした場合に、N末端からC末端まで移動するx個のアミノ酸のそれぞれのウィンドウの中に少なくともx・yの同一であるアラインメントされた単量体を有し、ここでは:p>x;p−x+1;のウィンドウが存在し;xは、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、または850から選択され;yは、0.50、0.60、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、または0.99から選択され;そしてx・yが整数ではない場合は、これは最も近い整数に丸められる、p個のアミノ酸の配列を含むポリペプチド。
Envの野生型V3ループは両方の末端にシステイン残基を有しており、これらは、ジスルフィド結合の中で共有結合され得る。上記のように、本発明の混合物中のEnvポリペプチドは、野生型Env配列と比較してV3ループの中に1つ以上の突然変異を有するであろう。
た、多数の株に由来する予めアラインメントされた配列はまた、Los Alamos HIV Sequence Compendiaの中にも見ることができる。例えば、異なるサブタイプに由来する5種類の特異的な株の野生型V3ループが、コンセンサス配列とともに以下にアラインメントされる:
いくつかの実施形態では、本発明の混合物には、HIV EnvポリペプチドのV3ループの断片を含むポリペプチドが含まれる。このポリペプチドは、通常は、100アミノ酸を超えないであろう(例えば、≦90、≦80、≦70、≦60、≦50、≦40、≦30、≦20アミノ酸)。V3ループ断片には、野生型V3ループに由来する少なくとも5個のアミノ酸(例えば、V3ループに由来する6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30個、またはそれ以上のアミノ酸)が含まれるであろう。上記ポリペプチドには、V3ループ断片のC末端および/またはN末端に対するアミノ酸が含まれ得る。
本発明の混合物にはHIV Tatポリペプチドが含まれ、HIV−1またはHIV−2に由来するTatポリペプチドの様々な形態が使用され得る。Tatポリペプチドの長さはウイルス株に応じて様々である。REFSEQデータベースによる全長のHIV−1 Tatポリペプチドのアミノ酸配列(GI:9629358)は、以下に示される86マーである(本明細書中では配列番号10):
(i)配列番号10、11、および12から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(ii)配列番号10、11、および12から選択されるアミノ酸配列に対して配列同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(iii)配列番号10、11、および12から選択されるアミノ酸配列と比較して、1つ以上の(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個など)置換および/または欠失および/または挿入を有するアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(iv)配列番号10、11、および12から選択されるアミノ酸配列に由来する少なくともn個の連続するアミノ酸の断片を含むアミノ酸配列を含むポリペプチド(ここでは、nは7以上である);あるいは、
(v)ペアワイズ・アラインメント・アルゴリズム(pairwise alignment algorithm)を使用して、配列番号10、11、および12から選択されるアミノ酸配列とアラインメントした場合に、N末端からC末端まで移動するx個のアミノ酸のそれぞれのウィンドウの中に少なくともx・yの同一であるアラインメントされた単量体を有し、ここでは:p>x;p−x+1;のウィンドウが存在し;xが20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、または85から選択され;yが0.50、0.60、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、または0.99から選択され;そしてx・yが整数ではない場合は、これは最も近い整数に丸められる、p個のアミノ酸の配列を含むポリペプチド。
本発明の混合物にはEnvポリペプチドとTatポリペプチドが含まれる。この混合物中では、これらは複合体を形成し得、その中で、EnvポリペプチドとTatポリペプチドは非共有結合によって結合され得るか、および/または共有結合され得る。特に有用な複合体は、原則的に、EnvとTatの1:1のモル比を有する。したがって、Envが三量体の形態である場合は、好ましい複合体には3個のTat単量体が含まれる。
Envタンパク質とTatタンパク質は、本発明の複合体の中では互いに共有結合され得る。タンパク質を共有結合させるための様々な方法は当該分野で公知である。例えば、参考文献Wong(1991)Chemistry of protein conjugation and cross−linking.ISBN 0−8493−5886−8およびHermanson(1996)Bioconjugate techniques.ISBN 0−12−342336−8を参照のこと。例えば、共有結合には、ホモ二官能性架橋剤、ヘテロ二官能性架橋剤、またはゼロ長架橋剤(zero−length cross−linker)の使用が関係し得る。これには、タンパク質中のスルフヒドリル基に向けられた試薬、タンパク質中のアミノ基に向けられた試薬、タンパク質中のカルボキシル基に向けられた試薬、チロシン選択性試薬、アルギニン特異的試薬、ヒスチジン特異的試薬、メチオニンアルキル化試薬、トリプトファン特異的試薬、セリン修飾試薬などが関係し得る。
本発明の混合物は、免疫原性組成物において有効成分として使用することができる。これらの組成物は、免疫応答を誘発するために動物に投与され得る。免疫応答には、好ましくは、Envおよび/またはTatに対する体液性応答(例えば、中和抗体応答のような抗体応答)ならびに/あるいは細胞性応答が含まれる。すでにHIVに感染した患者においては、免疫応答により感染の重篤度が低下する(例えば、ウイルス量が減少する)場合があり、そして、さらにはHIV感染のクリアランス(clearance)が生じる場合もある。HIVに感染していない患者においては、免疫応答により、将来のHIV感染のリスクが低下し得、そしてこれはさらには、将来のHIV感染からの防御となり得る。免疫原性組成物の投与により生じるこれらの効果は、他の抗HIVストラテジーの使用(例えば、ヌクレオシド逆転写酵素阻害剤、非ヌクレオシド逆転写酵素阻害剤、プロテアーゼ阻害剤、侵入阻害剤、融合阻害剤などを含むがこれらに限定されない抗ウイルス剤の投与)によって増大させられる場合があり、また、免疫原性組成物の投与により生じるこれらの効果には他の抗HIVストラテジーの使用も必要である場合がある。
本発明の組成物には、アジュバントが含まれることが有利であり得、アジュバントは、上記組成物が投与された患者において誘発される免疫応答(体液性免疫および/または細胞性免疫)を増強するように機能し得る。本発明とともに使用され得るアジュバントとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:
・カルシウム塩およびアルミニウム塩(またはそれらの混合物)を含むミネラル含有組成物、カルシウム塩としては、リン酸カルシウム(例えば、米国特許第6355271号に開示されている「CAP」粒子)が挙げられる。アルミニウム塩としては、水酸化物、リン酸塩、硫酸塩などが挙げられ、これらの塩は任意の適切な形態(例えば、ゲル、結晶、不定形など)をとり得る。これらの塩の吸着が好ましい。ミネラル含有組成物はまた、金属塩の粒子としても処方され得る(WO00/23105)。アルミニウム塩アジュバントは以下にさらに詳細に記載される。
R1およびR2はそれぞれ独立して、H、ハロ、−NRaRb、−OH、C1−6アルコキシ、置換されたC1−6アルコキシ、複素環、置換された複素環、C6−10アリール、置換されたC6−10アリール、C1−6アルキル、または置換されたC1−6アルキルであり;
R3は存在しないか、H、C1−6アルキル、置換されたC1−6アルキル、C6−10アリール、置換されたC6−10アリール、複素環または置換された複素環であり;
R4およびR5はそれぞれ独立して、H、ハロ、複素環、置換された複素環、−C(O)−Rd、C1−6アルキル、置換されたC1−6アルキルであるか、または一緒に結合してR4−5中のような5員環を形成し:
X1およびX2はそれぞれ独立して、N、C、OまたはSであり;
R8はH、ハロ、−OH、C1−6アルキル、C2−6アルケニル、C2−6アルキニル、−OH、NRaRb、−(CH2)n−O−Rc、−O−(C1−6アルキル)、−S(O)pReまたは−C(O)−Rdであり;
R9はH、C1−6アルキル、置換されたC1−6アルキル、複素環、置換された複素環、またはR9aであり、ここでは、R9aは:
R10およびR11はそれぞれ独立して、H、ハロ、C1−6アルコキシ、置換されたC1−6アルコキシ、−NRaRb、または−OHであり;
RaおよびRbはそれぞれ独立して、H、C1−6アルキル、置換されたC1−6アルキル、−C(O)Rd、C6−10アリールであり;
Rcはそれぞれ独立して、H、ホスフェート、ジホスフェート、トリホスフェート、C1−6アルキル、または置換C1−6アルキルであり;
Rdはそれぞれ独立して、H、ハロ、C1−6アルキル、置換されたC1−6アルキル、C1−6アルコキシ、置換されたC1−6アルコキシ、−NH2、−NH(C1−6アルキル)、−NH(置換されたC1−6アルキル)、−N(C1−6アルキル)2、−N(置換されたC1−6アルキル)2、C6−10アリール、または複素環であり;
Reはそれぞれ独立して、H、C1−6アルキル、置換されたC1−6アルキル、C6−10アリール、置換されたC6−10アリール、複素環、または置換された複素環であり;
Rfはそれぞれ独立して、H、C1−6アルキル、置換されたC1−6アルキル、−C(O)Rd、ホスフェート、ジホスフェート、またはトリホスフェートであり;
nはそれぞれ独立して、0、1、2または3であり;
pはそれぞれ独立して、0、1または2であるか;あるいは
あるいは、(g)(a)〜(f)のいずれかの薬学的に許容される塩、(a)〜(f)のいずれかの互変異性体、または互変異性体の薬学的に許容される塩。
N2−メチル−1−(2−メチルプロピル)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
N2、N2−ジメチル−1−(2−メチルプロピル)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
N2−エチル−N2−メチル−1−(2−メチルプロピル)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
N2−メチル−1−(2−メチルプロピル)−N2−プロピル−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
1−(2−メチルプロピル)−N2−プロピル−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
N2−ブチル−1−(2−メチルプロピル)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
N2−ブチル−N2−メチル−1−(2−メチルプロピル)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
N2−メチル−1−(2−メチルプロピル)−N2−ペンチル−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
N2−メチル−1−(2−メチルプロピル)−N2−プロペ−2−ニル−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
1−(2−メチルプロピル)−2−[(フェニルメチル)チオ]−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−4−アミン
1−(2−メチルプロピル)−2−(プロピルチオ)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−4−アミン
2−[[4−アミノ−1−(2−メチルプロピル)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2−イル](メチル)アミノ]エタノール
2−[[4−アミノ−1−(2−メチルプロピル)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2−イル](メチル)アミノ]エチル酢酸
4−アミノ−1−(2−メチルプロピル)−1,3−ジヒドロ−2H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2−オン
N2−ブチル−1−(2−メチルプロピル)−N4,N4−ビス(フェニルメチル)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
N2−ブチル−N2−メチル−1−(2−メチルプロピル)−N4,N4−ビス(フェニルメチル)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
N2−メチル−1−(2−メチルプロピル)−N4,N4−ビス(フェニルメチル)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
N2,N2−ジメチル−1−(2−メチルプロピル)−N4,N4−ビス(フェニルメチル)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン
1−{4−アミノ−2−[メチル(プロピル)アミノ]−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−1−イル}−2−メチルプロパン−2−オール
1−[4−アミノ−2−(プロピルアミノ)−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−1−イル]−2−メチルプロパン−2−オール
N4,N4−ジベンジル−1−(2−メトキシ−2−メチルプロピル)−N2−プロピル−1H−イミダゾ[4,5−c]キノリン−2,4−ジアミン。
・式I、II、もしくはIIIの化合物、またはそれらの塩:
水中油型エマルジョンはアジュバントとして特に有用である。様々なそのようなエマルジョンが公知であり、これらには通常、少なくとも1種類の油と少なくとも1種類の界面活性剤が含まれ、上記油(単数または複数)と上記界面活性剤(単数または複数)は生体分解性(代謝可能)であり、かつ生体適合性である。エマルジョン中の油滴は、一般的には、5μm未満の直径であり、さらには、1サブミクロン未満の直径を有する場合もあり、これらの小さい大きさは、安定なエマルジョンを提供するためのマイクロフルイダイザーを用いて得られる。220nm未満の大きさの液滴が好ましい。なぜなら、これらは濾過滅菌できるからである。
・スクワレン、Tween 80、およびSpan 85の1サブミクロン未満の水中油エマルジョン。上記エマルジョンの容積組成は、約5%のスクワレン、約0.5%のポリソルベート80、および約0.5%のSpan 85であり得る。重量では、これらの割合は、4.3%のスクワレン、0.5%のポリソルベート80、および0.48%のSpan 85となる。このアジュバントは、Vaccine Design:The Subunit and Adjuvant Approach(Powell & Newman編)Plenum Press 1995 of Vaccine Adjuvants:Preparation Methods and Research Protocols(Molecular MedicineシリーズのMethodsの第42巻)の第10章にさらに詳細に記載されているように、「MF59」として知られている(WO90/14837、Podda & Del Giudice(2003)Expert Rev Vaccines 2:197−203、およびPodda(2001)Vaccine 19:2673−2680)。MF59エマルジョンには、クエン酸塩イオン(例えば、10mMのクエン酸ナトリウム緩衝液)が含まれることが有利である。
水酸化アルミニウムおよびリン酸アルミニウムとして知られているアジュバントを使用することができる。これらの名称は習慣的であり、存在する実際の化合物の正確な記述でもないが、便宜のためにのみ使用される。(例えば、Vaccine Design:The Subunit and Adjuvant Approach(Powell & Newman編)Plenum Press 1995の第9章を参照のこと)。本発明では、アジュバントとして一般的に使用されている、「水酸化物」または「リン酸塩」アジュバントのうちのいずれかうを使用することができる。
組成物に患者に送達される2つの成分(例えば、Env/Tat混合物とアジュバント)が含まれる場合は、これらは、製造の際に混合される場合があり、また、これらは、送達時にその場で混合される場合もある。したがって、本発明により、混合のために用意された様々な成分が含まれているキットが提供される。このキットにより、アジュバントと複合体を、使用するときまで別々に保つことができる。この構成は、水中油型エマルジョンアジュバントが使用される場合には特に有用である。
本発明により、患者において免疫応答を惹起させる方法が提供される。この方法には、本発明の組成物を患者に投与する工程が含まれる。本発明の組成物は、ヒト患者への投与に特に適しているが、抗血清を惹起させるなどの研究目的のために他の哺乳動物に投与することもできる。
用語「含む(comprising)」には、「〜を含む(including)」、さらには「〜からなる(consisting)」が含まれる。例えば「Xを含む」は、Xのみからなるか、またはさらに別のものが含まれ得る(例えば、X+Y)。
HPLCを使用したgp140dV3−22タンパク質とgp140ΔV2dv3−22タンパク質の両方についての純度、オリゴマー化、およびCD4結合活性の確認の後に、BIACORE(商標)システムを使用してCD4結合活性とtat結合活性の両方をアッセイした。固定化されたCD4、固定化されたtat、または固定化されたtat−cys(なおもenvに結合するtatの突然変異体)(Ensoliら(2005)Microbes Infect 7:1392−9)を使用した結果を以下にまとめる:
SF162由来タンパク質(CD4を伴うもの、またはCD4を伴わないもの)についてのTatの結合もまた、Far−Westernアッセイによって試験される。結果を図1に示す。したがって、速度論の実験環境(kinetic experimental environment)(すなわち、BIAcore)において、および平衡の条件(すなわち、Far Western分析)下のいずれでも、三量体エンベロープとその変異体はtatに結合できる。単量体gp120は、一般的には、V2ループがgp120ΔV2の中と同様に欠失させられていない限りは、いずれの実験においてもtatポリタンパク質に結合する証拠は全く示されていない。
別のV3ループ置換を設計することができる。配列番号44の配列番号25〜29とのアラインメントは、V3ループの中央部分は外側の隣接している領域よりも可変性が高いことを示唆している。突然変異体ループである配列番号15の中では、中央部分が欠失させられており、隣接領域は完全なまま保たれている。配列番号16および配列番号17の中では、N末端またはC末端隣接領域が欠失させられている。配列番号18〜21の中では、モノクローナル抗体447Dについての接触部位が除去されている。配列番号22の中では、ループが可撓性のGly−Ala−Gly配列で置き換えられている。配列番号23の中では、この可撓性の配列が、配列番号21ループの中にさらに挿入されている。配列番号24の中では、様々なV3ループがSF162の中に代わりに挿入されている。
Monini,Paulら(参考文献)においては、生物学的活性のあるTatは、V3ループとの高親和性相互作用によってHIV Envに結合する。これには、Envオリゴマー化またはV2ループの欠失の際に誘導されるV3ループの露出および/または構造遷移が必要である。V1−V2ループの短縮は、初期感染の間に新たに発生するウイルス単離物の重要な特徴である。しかし、これは、中和に対してはるかに感度が高い(参考文献)。これらのデータは、これらの単離物が体液性免疫応答を高めることを遮断することにおけるTatの重要な役割を指摘している。さらに、EnvのV3ループのTatに対する結合は、V1−V2欠失または短縮によって増強される可能性もあるプロセスである、EnvのCCR5共受容体との相互作用と似ている。これは、Tat−Env複合体が、T細胞へのウイルスの侵入と感染(transmission)に、特に、粘膜組織中での感染の初期標的と見られる、CCR5を低く発現しているCD4+T細胞に影響を与え得ることを示している(Haaseのレビュー(Haase review)、Roedererの論文を参照のこと)。
Claims (20)
- (i)HIV Tatポリペプチドと(ii)HIV Envポリペプチドの混合物であって、ここでは、該Envポリペプチドは、そのV3ループの中に1つ以上の突然変異を有している、混合物。
- ポリペプチド(i)と(ii)が複合体を形成する、請求項1に記載の混合物。
- ポリペプチド(i)と(ii)が互いに共有結合される、請求項2に記載の混合物。
- (i)HIV Tatポリペプチドを(ii)HIV Envポリペプチドと混合する工程を含む、請求項1に記載の混合物を調製するためのプロセスであって、該Envポリペプチドは、そのV3ループの中に1つ以上の突然変異を有している、プロセス。
- HIV EnvポリペプチドをHIV Tatポリペプチドと組み合わせる工程を含み、該Envポリペプチドは、そのV3ループの中に1つ以上の突然変異を有している、プロセス。
- 前記EnvポリペプチドとTatポリペプチドが複合体を形成したかどうかを決定するさらなる工程を含む、請求項5に記載のプロセス。
- 突然変異体V3ループ配列を有しているHIV Envポリペプチドであって、該突然変異体の配列が、配列番号15、16、17、18、19、20、21、22、23、および24からなる群より選択される、HIV Envポリペプチド。
- 前記Envポリペプチドに、V3ループの外側の1つ以上の突然変異(単数または複数)が含まれている、請求項1〜7のいずれかに記載の混合物、プロセス、またはポリペプチド。
- 前記Envポリペプチドが、野生型膜貫通ドメインと細胞質尾部を欠いている、請求項1〜8のいずれかに記載の混合物、プロセス、またはポリペプチド。
- 前記Envポリペプチドに、V2ループの中の1つ以上の欠失(単数または複数)が含まれている、請求項1〜9のいずれかに記載の混合物、プロセス、またはポリペプチド。
- 前記Envポリペプチドが、配列番号15〜24からなる群より選択されるアミノ酸配列を持つV3ループを有している、請求項1〜10のいずれかに記載の混合物、プロセス、またはポリペプチド。
- 前記Envポリペプチドが、アミノ酸配列である配列番号29を持つV3ループを有している、請求項1〜11のいずれかに記載の混合物、プロセス、またはポリペプチド。
- (i)HIV Tatポリペプチドと(ii)HIV EnvポリペプチドのV3ループの断片を含むポリペプチドとの混合物であって、該(ii)のポリペプチドは100アミノ酸以下であり、HIV EnvポリペプチドのV3ループに由来する少なくとも5個の連続するアミノ酸を含む、混合物。
- 前記(ii)のポリペプチドが≦30アミノ酸の長さである、請求項13に記載の混合物。
- 前記(ii)のポリペプチドが環状である、請求項13または14に記載の混合物。
- 前記(ii)の断片が配列番号30〜37からなる群より選択されるアミノ酸配列を有している、請求項13〜15のいずれか1項に記載の混合物。
- 前記Tatポリペプチドがアミノ酸配列である配列番号12を有している、請求項1〜16のいずれかに記載の混合物、プロセス、またはポリペプチド。
- 請求項1〜3または8〜17のいずれか1項に記載の混合物を含む薬学的組成物。
- ワクチンアジュバントが含まれている、請求項18に記載の薬学的組成物。
- 請求項18または請求項19に記載の組成物を患者に投与する工程が含まれる、患者において免疫応答を惹起させる方法。
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