JP2013529065A - 融合タンパク質を含むヒトサイトメガロウイルス(hcmv)による哺乳動物細胞の感染後に放出されるウイルス粒子およびその使用 - Google Patents

融合タンパク質を含むヒトサイトメガロウイルス(hcmv)による哺乳動物細胞の感染後に放出されるウイルス粒子およびその使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、ヒトサイトメガロウイルス(HCMV)による哺乳動物細胞の感染後に放出されるウイルス粒子であって、a)粒子が、ウイルス糖タンパク質が包埋されている脂質膜によって包まれ、b)粒子がウイルスDNAまたはキャプシドのいずれも含まず、かつ、c)粒子が、T細胞抗原pp65の1つ以上の部分と少なくとも1つの異種ペプチドとを含有する融合タンパク質を含み、そして少なくとも1つの異種ペプチドがT細胞抗原pp65のアミノ酸配列のアミノ酸位置W175またはA534に挿入されている、ウイルス粒子に関する。

Description

本発明は、ヒトサイトメガロウイルス(HCMV)による哺乳動物細胞の感染後に放出されるウイルス粒子であって、
a)粒子が、ウイルス糖タンパク質が包埋されている脂質膜によって包まれ、
b)粒子が、ウイルスDNAまたはキャプシドのいずれも含まず、かつ、
c)粒子が、T細胞抗原pp65の1つ以上の部分と、少なくとも1つの異種ペプチドとを含有する融合タンパク質を含む、
ウイルス粒子ならびにそのようなウイルス粒子または複数のそのようなウイルス粒子の使用に関する。
ヒトサイトメガロウイルス(HCMV)による感染は、固形臓器移植または造血幹細胞移植後の患者における疾患の主要原因である[1〜9]。さらに、妊娠中のウイルスの伝染は、西半球における新生児の永続的な後遺症の最も多い原因の1つである[10;11]。HCMVワクチンの開発は、したがって、最優先の目標とみなされてきた[12]。
そのようなワクチンの1つの目的としては、母体における感染を予防することまたは、少なくとも経胎盤伝染を予防することが挙げられる。これを達成するには中和抗体の誘導が不可欠と考えられる。これに対し、移植受容者における再活性化からの防護および感染の制御は、細胞応答、特にCD8T細胞を通して媒介される細胞応答によってもたらされると考えられる[13〜15]。場合により養子T細胞移入と組み合わせた、リンパ球応答を対象とする移植受容者における治療的ワクチン接種は、移植後の期間のHCMVのウイルス再活性化の影響を改善するために望ましい。
HCMVワクチンを開発するための有望なアプローチであっても、いまだ認可された使用可能な製剤はない[10;17〜19]。防護を与える免疫エフェクターを対象とした数多くの試験から、HCMVに対する理想的なワクチンは抗ウイルス中和抗体およびTリンパ球の両方を誘導すべきであることは明白と思われる[10;17;18〜38]。しかし、そもそもそのような万能のHCMVワクチンが確立できるのかという懸念がある。最近の臨床試験は、HCMVタンパク質を発現するアルファウイルスレプリコンが良好に耐容され、持続的な細胞性および体液性応答を誘導することを示した[19]。別の試験は、精製gBをワクチンとして使用し、有意のレベルのHCMV中和抗体を誘導できたことから、有望な結果を提供した[18]。これらのワクチンは、先天性HCMV感染の予防のために使用されることが期待される。
マウスにおける以前の試験で、いわゆる高密度体(本明細書ではDBとも称する)が驚くほど免疫原性であることが証明された[20]。当分野で一般的に理解されているように、かつ本明細書でも使用されるように、高密度体は、ヒトサイトメガロウイルス(HCMV)による哺乳動物細胞の感染後に放出されるウイルス粒子であって、
a)粒子が、ウイルス糖タンパク質が包埋されている脂質膜によって包まれ、
b)粒子が、ウイルスDNAまたはキャプシドのいずれも含まない、
ウイルス粒子である。
好ましくは、そのような高密度体はまた、T細胞抗原pp65の1つ以上の部分と少なくとも1つの異種ペプチドとを含有する融合タンパク質を含む。高密度体およびそれらの作製は、国際公開第00/53729号にも記載されている。
それらの驚くべき免疫原性を考慮して、DBをHCMVワクチンとして開発するための努力が為されてきた。最近の実験では、DBをそれらの抗原含量に関して改変できるという実験的証拠を提供した[21;22]。これは、主要なDB成分であるpp65および組換えHCMVによるウイルスIE1タンパク質からの異種MHC−クラスI提示ペプチドから成る融合タンパク質を発現することによって達成された。これは、感染ヒト包皮線維芽細胞(HFF)における組換えDB(recDB)の形成を生じさせた。融合タンパク質を含むrecDBは感染HFFから放出された[21]。HLA−A2トランスジェニックHHDマウスへのこれらの粒子の適用はCD8Tリンパ球応答を誘導し、これは、単離されたT細胞のインビトロでのペプチド刺激後に明らかになった[22]。しかし、CD8T細胞画分をElispot分析によってエクスビボで直接試験した場合、HCMV特異的T細胞を直ちに検出することはできなかった。これは、原則として治療適用に適するが、これらの粒子に関してプライミングは望ましいほど顕著ではないことを指した。それに加えて、感染HFF培養物からのこれらのrecDBの収率は低かった。
したがって、本発明の根本的な課題は、ワクチンとして適切なウイルス高密度体を提供することであり、ウイルス高密度体は、T細胞抗原pp65の1つ以上の部分と少なくとも1つの異種ペプチドとを含有する融合タンパク質を含み、好ましくは、ワクチンは少なくとも1つの異種ペプチドに対する免疫応答を惹起することができる。
本発明のさらなる根本的な課題は、T細胞抗原pp65の1つ以上の部分と少なくとも1つの異種ペプチドとを含有する融合タンパク質を含み、好ましくは、中和抗体の形成および/またはCD8Tリンパ球応答を誘導することができる、ウイルス高密度体を提供することであった。
本発明の尚さらなる根本的な課題は、T細胞抗原pp65の1つ以上の部分と少なくとも1つの異種ペプチドとを含有する融合タンパク質を含み、高い収率で作製することができる、ウイルス高密度体を提供することであった。
これらや他の課題は、添付の独立請求項の主題によって解決される。好ましい実施形態も、添付の従属請求項から導くことができる。
より具体的には、本発明の根本的な課題は、最初の態様の最初の実施形態でもある、最初の態様において、ヒトサイトメガロウイルス(HCMV)による哺乳動物細胞の感染後に放出されるウイルス粒子であって、
a)粒子が、ウイルス糖タンパク質が包埋されている脂質膜によって包まれ、
b)粒子が、ウイルスDNAまたはキャプシドのいずれも含まず、かつ、
c)粒子が、T細胞抗原pp65の1つ以上の部分と少なくとも1つの異種ペプチドとを含有する融合タンパク質を含み、
少なくとも1つの異種ペプチドが、T細胞抗原pp65のアミノ酸配列のアミノ酸位置W175またはA534に挿入されているウイルス粒子によって解決される。
最初の態様の最初の実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の2番目の実施形態では、少なくとも1つの異種ペプチドは、T細胞抗原pp65のアミノ酸配列のアミノ酸位置W175に挿入されている。
最初の態様の第一および第二実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の3番目の実施形態では、T細胞抗原pp65のアミノ酸配列は、配列番号:1に従うアミノ酸配列を含む。
最初の態様の第一、第二および第三実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の4番目の実施形態では、粒子は高度に抗原性である。
最初の態様の第一、第二、第三および第四実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の5番目の実施形態では、粒子は中和抗体の形成を誘導することができる。
最初の態様の第一、第二、第三、第四および第五実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の6番目の実施形態では、粒子はCD8Tリンパ球応答を誘導することができる。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五および第六実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の7番目の実施形態では、少なくとも1つの異種ペプチドはMHCクラスI提示抗原である。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六および第七実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の8番目の実施形態では、少なくとも1つの異種ペプチドは、pp65とは異なる1つ以上のタンパク質の1つ以上の部分を含む、または、1つ以上の部分から形成される。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七および第八実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の9番目の実施形態では、少なくとも1つの異種ペプチドは、HCMV糖タンパク質の1つ以上の部分を含む、または、1つ以上の部分である。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八および第九実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の10番目の実施形態では、少なくとも1つの異種ペプチドは、HCMV糖タンパク質gBの1つ以上の部分を含む、または、1つ以上の部分である。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八および第九実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の11番目の実施形態では、少なくとも1つの異種ペプチドは、HCMV糖タンパク質gHの1つ以上の部分を含む、または、1つ以上の部分である。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八および第九実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の12番目の実施形態では、少なくとも1つの異種ペプチドは、異なるHCMV株からの特定の糖タンパク質の変異体である少なくとも2つのHCMV糖タンパク質を含む、または、少なくとも2つのHCMV糖タンパク質から成る。
最初の態様の12番目の実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の13番目の実施形態では、特定の糖タンパク質の少なくとも2つの変異体の一方はHCMVのTowne株の変異体であり、特定の糖タンパク質の少なくとも2つの変異体の他方はHCMVのAd169株の変異体である。
最初の態様の12番目および13番目の実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の14番目の実施形態では、糖タンパク質はHCMVのgBタンパク質である。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七および第八実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の15番目の実施形態では、少なくとも1つの異種ペプチドは、HCMVタンパク質IE1の1つ以上の部分を含む、または、1つ以上の部分である。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七および第八実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の16番目の実施形態では、少なくとも1つの異種ペプチドは、HCMV糖タンパク質の1つ以上の部分およびHCMVタンパク質IE1の1つ以上の部分を含む、または、1つ以上の部分である。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七および第八実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の17番目の実施形態では、少なくとも1つの異種ペプチドは、HCMV以外のヒト病原体の部分であるタンパク質の1つ以上の部分である。
最初の態様の17番目の実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の18番目の実施形態では、HCMV以外のヒト病原体の部分であるタンパク質は、HCMV以外のヒト病原体によるヒトの自然感染時に、それに対する細胞傷害性Tリンパ球がヒトにおいて形成されるタンパク質である。
最初の態様の18番目の実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の19番目の実施形態では、HCMV以外のヒト病原体は、HIV−1、HBV、HCVおよびインフルエンザを含む群から選択されるヒト病原体である。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八および第十九実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の20番目の実施形態では、融合タンパク質は、完全長T細胞抗原pp65と少なくとも1つの異種ペプチドとを含む融合タンパク質である。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九および第二十実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の21番目の実施形態では、ウイルス粒子または複数のそのような粒子は、疾患の治療および/または予防のための薬剤を製造するためである。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九および第二十実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の22番目の実施形態では、ウイルス粒子または複数のそのような粒子は、疾患の治療および/または予防のための方法における使用のためのものである。
最初の態様の第二十一および第二十二実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の23番目の実施形態では、疾患は、少なくとも1つの異種ペプチドもしくはその誘導体に対する中和抗体の形成によって、または、少なくとも1つの異種ペプチドもしくはその誘導体に対するCD8Tリンパ球応答の誘導によって治療および/または予防することができる疾患である。
最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九および第二十実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の24番目の実施形態では、ウイルス粒子または複数のそのような粒子はワクチンの製造のためのものである。
最初の態様の第二十四実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の25番目の実施形態では、ワクチンはHCMV感染の治療および/または予防のためのものである。
最初の態様の第二十四実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の26番目の実施形態では、ワクチンは移植の副作用の治療および/または予防のためのものである。
最初の態様の第二十六実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の27番目の実施形態では、移植は、固形臓器または造血幹細胞の移植である。
最初の態様の第二十六および第二十七実施形態の1つの実施形態でもある、最初の態様の28番目の実施形態では、副作用は、HCMV感染によって引き起こされる、または、HCMV感染に付随している。
本発明の根本的な課題は、疾患または副作用の治療および/または予防のための薬剤を製造するための、最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九および第二十実施形態のいずれか1つに従うウイルス粒子の使用により、2番目の態様の第一実施形態でもある2番目の態様において解決され、疾患または副作用は、実施形態の各々およびいずれか、ならびに各々およびいずれかの態様において定義される疾患または副作用である。
本発明の根本的な課題は、疾患または副作用の治療および/または予防のためのワクチンを製造するための、最初の態様の第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九および第二十実施形態のいずれか1つに従うウイルス粒子の使用により、3番目の態様の第一実施形態でもある3番目の態様において解決され、疾患または副作用は、実施形態の各々およびいずれか、ならびに各々およびいずれかの態様において定義される疾患または副作用である。
pp65への異種ペプチド配列の挿入部位がその後のDB形成の効率にとって極めて重要であるという洞察に基づき、本発明者は、驚くべきことに、本発明のウイルス粒子中に含まれ、T細胞抗原pp65の1つ以上の部分と少なくとも1つの異種ペプチドとを含有する融合タンパク質が、異種ペプチドがpp65アミノ酸配列のアミノ酸位置W175またはアミノ酸位置A534に挿入される場合、DBに有益な特徴を付与することを見出した。これらの融合タンパク質の有益な特徴は、異種ペプチドに対する中和抗体の誘導、異種ペプチドに対するCD8Tリンパ球応答の誘導、およびそのようなDBの高収率での生産を含む。さらに、pp65におけるこれらの2つの遺伝子座は、前記融合タンパク質を含むDBの効率的な形成と放出を可能にした。これら2つの融合タンパク質に関して認められたCD8Tリンパ球応答は、CD8T細胞画分のエクスビボElispot分析により容易に検出可能な、CD8T細胞応答をプライミングした。
当分野でUL83とも称される、T細胞抗原pp65は、Pande,H.et al.(Pande,H,Lee,T.D.,Churchill,M.A.and Zaia,J.A,「Structural analysis of a 64−kDa major structural protein of human cytomegalovirus(Towne):identification of a phosphorylation site and comparison to pp65 of HCMV(AD169)」;Virology 178(1),6−14(1990))によって記述されている。
pp65の機能およびこのタンパク質の機能と正しい折りたたみのために重要なドメインについてはほとんど知られていない。その結果として、pp65内の機能的に関連する領域を確実に保存する挿入部位選択のための論理的根拠はない。挿入部位の選択は、ベータヘルペスウイルスにおける保存された領域と、さらに予測される二次構造(αヘリックスおよびβシート)を回避するように実施した。これは、保存された領域、αヘリックスおよびβシートが構造的および機能的に重要であると考えられ、破壊されるべきではないと仮定して行った。しかし、これらの突然変異体の大部分はrecDBを効率的に形成することができず、この方法は適切な挿入部位を同定できないことを指した。それを考慮して本発明者は、驚くべきことに、RV−SB3およびRV−SB6内の挿入部位がrecDB形成のためにより適切であると判明したことを認めた。
本出願において示されるように、HFFへのDB−SB3およびDB−SB6によるキメラpp65の外因性導入は、pp65NLVおよびIE1TMYの効率的な提示を導いた。HLA−A2トランスジェニックHHDマウスへのこれらの粒子の適用は、両方のペプチドに対するCD8T細胞応答をプライミングし、これは、コグネイトペプチドによるこれらのT細胞のインビトロ増殖後に検出することができた。recDBを用いてpp65の548位にIE1ペプチドを挿入した以前の実験においても同様の結果が得られている[21;22]。しかし、後者のrecDBを使用すると、いずれのペプチドに対するCD8T細胞もエクスビボでは直接検出することができず、プライミングが効率的でないことを示唆した。DB−SB3の適用は、これに対し、pp65NLV特異的およびIE1TMY特異的CD8T細胞の容易に検出可能な頻度をもたらした。これは、これらのrecDBが高度に免疫原性であり、内因性および異種ペプチドの両方に対してT細胞を誘導したことを示す。
本発明の1つの実施形態では、異種ペプチドは抗原性ペプチドであり、より好ましくは抗原性異種ペプチドである。
本発明の1つの実施形態では、異種ペプチドは、HCMVのIE1タンパク質またはその部分とは異なる。
本発明の1つの実施形態では、ペプチドの長さは約4〜40アミノ酸残基、好ましくは約6〜25アミノ酸残基、より好ましくは約8〜15アミノ酸残基、および最も好ましくは約8〜12アミノ酸残基である。
好ましく使用される場合、範囲の限界を規定する任意の表現、例えば「1〜5」は、1から5までの任意の整数、すなわち1、2、3、4および5を意味する。言い換えると、2つの整数によって定義される範囲は、定義の前記限界を規定する2つの整数および前記範囲によって包含される、または、前記範囲内に含まれる任意の整数の両方を含む。
本発明の1つの実施形態では、本発明のウイルス粒子の抗原性は、先行技術の高密度体、より具体的には完全長T細胞抗原pp65を含有する融合タンパク質を含む高密度体と比較して増大している。
本発明の1つの実施形態では、本発明のウイルス粒子の形成は、[25]に記載されている高密度体の形成と比較して増大している。
好ましくは、HCMVタンパク質IE1はppUL123とも称されることが当業者に認識される。
また、粒子に含まれる融合タンパク質は、好ましい実施形態ではキメラタンパク質であることも認識される。
本発明を、ここで、以下の図面および実施例を参照してさらに説明するが、これらからさらなる利点、特徴および実施形態を理解することができる。
HCMV組換え体に感染したHFFの間接免疫蛍光分析の結果を示す。 図2Aは、免疫ブロット分析の結果を示す。図2Bは、様々な融合タンパク質についての時間(感染後の日数(d.p.i))の関数としてゲノムコピー数/mlを示すダイアグラムとして、定量的DNA/PCR分析の結果を示す。図2Cは、さらなる免疫ブロット分析の結果を示す。 図3Aは、pp65NLV−CTLを応答細胞として使用して、様々な融合タンパク質についての応答性CD8細胞の割合を示すダイアグラムとしてIFN−γ−Elispot分析の結果を示す。図3Bは、IE1TMY−CTLを応答細胞として使用して、様々な融合タンパク質についての応答性CD8細胞の割合を示すダイアグラムとしてIFN−γ−Elispot分析の結果を示す。 RMA−S細胞を刺激細胞として使用して、様々な融合タンパク質についての応答性CD8細胞の割合を示すダイアグラムとしてIFN−γ−Elispot分析の結果を示す。 完全長pp65のアミノ酸配列(配列番号:1)を示す。
図1は、HCMV組換え体に感染した、HFFの間接免疫蛍光分析の結果を示す。細胞を、示されているウイルスに4日間感染させ、その後免疫蛍光分析用に処理した。各々のウイルスによって発現される組換えpp65の形状を顕微鏡写真の下に示す。挿入部位に隣接するpp65のN末端アミノ酸を示す。
図2は、pp65融合タンパク質の発現、組換えウイルスの複製、ならびに、ビリオンへの融合タンパク質およびDBへの融合タンパク質のパッケージングの効率を示す。(A)2日間および4日間感染させたHFFの免疫ブロット分析。細胞を感染多重度2で感染させ、分析のために指示されている時点で収集した。フィルタをpp65特異的モノクローナル抗体65−33でプローブした。各々のレーンのタンパク質の量をβ−アクチンに対して基準化した。(B)感染HFFの細胞培養上清中のウイルスゲノムの定量的DNA−PCR分析。細胞を10ゲノム/細胞の感染多重度で感染させた。培養上清を指示されている時点で収集し、凍結した。PCR分析を同じアッセイにおいて並行して実施した。(C)recDBまたはビリオンにパッケージングされたpp65の免疫ブロット分析。細胞を組換えウイルスまたは野生型RV−HB5に6〜7日間感染させた。上清をグリセロール−酒石酸勾配遠心分離に供し、ビリオン画分およびDB画分を収集した。これらの画分を、モノクローナル抗体65−33を使用してまたは、内部標準としてウイルスgBに対するモノクローナル抗体を使用して、免疫ブロット法によって分析した。
図3は、recDBで処理した、HLA−A2陽性HFFによるMHCクラスI提示のIFN−γ−Elispot分析の結果を示す。細胞を指示されているDBで処理し、その後、pp65NLV−CTL(A)またはIE1TMY−CTL(B)のいずれかを応答細胞として使用して、IFN−γ−Elispot分析における刺激細胞として用いた。
図4は、recDBDで免疫したHHDマウスからのCD8富化脾細胞のエクスビボIFN−γ−Elispot分析の結果を示す。コグネイトペプチドを負荷したRMA−S細胞を刺激細胞として用いた。バーの大きさは、Boehm et al[37]によって述べられている線形回帰分析によって決定された、IFN−γを分泌するCD8T細胞の最も可能性の高い頻度を表す。誤差バーは95%信頼区間を示す。
<実験材料および方法>
1.細胞
一次ヒト包皮線維芽細胞、CTL株、およびT2細胞を、以前に記述されているように[23]培養した。RMA−S細胞[24]を、10%FCS、2mMのL−グルタミン、50mgゲンタマイシンL−1および5μMのβ−メルカプトエタノールを添加したRPMI−1640培地(PAA Laboratories,Coelbe,Germany)で増殖させた。
2.プラスミドおよびウイルス
ウイルスDNAの突然変異誘発のために、HCMV細菌人工染色体(BAC)pHB5[25]を使用した。pHB5の突然変異誘発を、別のところで記述されているように[21]galK陽性/陰性選択手順[26]に従って実施した。UL83オープンリーディングフレームに挿入したDNA配列は、正確なプロテアソームプロセシングを可能にするため付加的なアミノ酸によって隣接された、HLA−A2提示ペプチドIE1TMY[IE1297−305]をコードした。pp65に融合した付加的なポリペプチドはTSDACMMTMYGGISLLSEFCであり、HLA−A2提示ノナペプチドに下線を付している。BACクローンからのウイルス再構成をHobom et al.[27]に従って実施した。
ウイルスストックを作製し、力価を測定して、感染後48時間目にIE1陽性細胞を計数することによって、または、[28]に記述されているように細胞外ウイルスゲノムのTaqMan DNA PCR分析によって定量化した。HFFを7日間感染させた。感染多重度0.1での感染により、おおよそ10個の細胞内ウイルスゲノムが生じた。
3.高密度体の精製、間接免疫蛍光分析および免疫ブロット法
Irmiere and Gibson[29]によって最初に公表し、以前に記述されているように[20]、グリセロール−酒石酸勾配超遠心分離法によって後期感染HFFからDBを精製した。間接免疫蛍光分析を[30]に記述されているように実施した。モノクローナル抗体65−33(W.Britt,University of Alabama,Birmingham,Alabama,USAの好意により提供された)およびFITC結合二次抗体(DAKO,Hamburg,Germany)を使用してpp65を標識した。核をDAPIで対比染色した。Axiophot−1顕微鏡(Zeiss)を1000倍の倍率で使用して免疫蛍光分析からのデータを収集した。免疫ブロット法のために、タンパク質試料を還元条件下で変性させ、SDS−PAGEによって分離して、400mAで1時間45分間電気ブロッティングすることによってニトロセルロース膜(Millipore,Schwalbach,Germany)に転写した。膜をpp65、β−アクチン(Rockland,Gilbertsville,PA,USA)および糖タンパク質B(gB)に対する抗体[31]と共にインキュベートした。ウエスタンブロットを、ALEXA Fluor 680(Invitrogen,Karlsruhe,Germany)またはIRdye 800(Rockland)に結合した抗マウスまたは抗ウサギ二次抗体でプローブした。ブロットしたタンパク質を検出し、Odyssey赤外画像システム(LI−COR,Lincoln,Nebraska,USA)を用いて定量化した。
2.4 インターフェロンγ−recDBと共にインキュベートしたHFFのElispotアッセイ
酵素結合免疫スポット(Elispot)アッセイを以前に述べられているように[23;32]実施した。HLA−A0201(A2)拘束性HCMV由来ペプチドpp65495−503(pp65NLV−CTL)[33;34]およびIE1297−305(IE1 TMY−CTL)[35]に特異的なCTL株をこれらの分析において使用した。CTL株は、HLA−A2/huCD8二重トランスジェニック(tg)マウスを免疫することによって作製しておいた[23]。
2.5 HLA−A2トランスジェニックマウスモデル
8〜12週齢のHLA−A2トランスジェニックマウス(HHDマウス、[36])を、それぞれRV−HB5(DB−HB5)、RV−SB3(DB−SB3)またはRV−SB6(DB−SB6)のDBを6μg、またはPBSにより腹腔内免疫した。リンパ球を免疫後7日目に脾臓から調製した。CD8T細胞をMACSソーティングによって富化し、IFN−γ分泌細胞の頻度を、ペプチド負荷したRMA−S HHDまたはT2刺激細胞を使用してエクスビボで直接Elispotによって分析した。この設定で、Millipore(Schwalbach/Ts.,Germany)からのElispotプレートを使用した。Elispotアッセイを製造者の推奨に従って実施した。応答細胞の頻度を、Boehm et al[37]によって述べられているように線形回帰分析によって決定した。
<挿入部位の選択は細胞質DBの形成のために極めて重要である>
この実施例で説明するように、異種ペプチドの挿入部位の選択は細胞質DBの形成のために極めて重要である。
さらに開発すべきワクチン候補物の潜在的可能性は、さらなるスケールアップのために達成され得る収率に決定的に依存する。以前の研究において、異種ペプチド配列をテグメントタンパク質pp65に融合することにより、DBをその抗原含量に関して改変できるという証拠を提供することができた[21]。しかし、HCMVのそれぞれの組換え体に感染させた細胞は限られた量のrecDBしか放出しなかった。そこで、pp65内の他の部位における異種ペプチドのアミノ酸配列などの異種配列の挿入がrecDBの収率を高めるという仮説を試験した。
分子の異なる部分の5つの部位を挿入のために選択した(図1)。挿入したペプチドは、HCMVのIE1タンパク質からのHLA−A2提示ノナペプチドTMYGGISLL(IE1TMY)[35]を包含する20アミノ酸から成った。galKに基づく選択手順[21;22]を用いて、HCMV−BACプラスミドpHB5[25]を改変することによって組換えウイルスを作製した。組換えBACプラスミドを、制限エンドヌクレアーゼ消化および挿入部位のヌクレオチド配列決定により、正確性に関して分析した(データには示されていない)。その後、BACプラスミドのHFFへのトランスフェクションによって組換えウイルスの再構成を実施した。生じたウイルスをDB形成に関して試験した。HFFのHCMV感染の1つの顕著な特徴はDBの細胞質蓄積であり、これは間接免疫蛍光分析(IFA)によって視覚化することができる。続いて、HFFを新たに作製された突然変異体により感染させ、pp65特異的抗体を使用して感染後(d.p.i.)4日目にIFAを実施した(図1)。突然変異体RV−SB3およびRV−SB6に感染した細胞だけが、親ウイルス感染細胞の形成に匹敵するように細胞質DBの形成を示した。これに対し、RV−SB2、RV−SB4およびRV−SB5感染細胞ではDBの形成は全くまたはわずかしか認められなかった。これらの細胞では、後期感染HFFで典型的に見られる、pp65の核−細胞質トランスロケーションが減少していたことに留意しなければならない。これらの結果は、pp65内の異種ペプチド配列の挿入のための部位選択がrecDB形成のために極めて重要であることを示した。IFAの結果に基づき、ウイルスRV−SB3およびRV−SB6をさらなる分析のために選択した。
<親株とRV−SB3およびRV−SB6の比較>
この実施例で示すように、組換えウイルスRV−SB3およびRV−SB6は、pp65発現、ビリオン放出、および粒子へのpp65のパッケージングに関して親株と同等である。
RV−SB3およびRV−SB6感染HFFにおけるpp65の発現レベルを免疫ブロット分析によって試験した。細胞をウイルスまたは親RV−HB5にそれぞれ2または4日間感染させた。細胞溶解物を、Odyssey赤外画像システムを用いて定量的免疫ブロット分析に供した。細胞アクチンの量を内部標準とした(図2A)。RV−SB3およびRV−SB6感染細胞におけるpp65融合タンパク質の発現レベルは、親RV−HB5に感染させた細胞におけるpp65のレベルと比較して、感染後2日目に低下した。しかし、感染後4日目には、2つの融合タンパク質のレベルは、RV−HB5感染細胞におけるpp65のレベルよりもさらに高いと思われた。これは、recDBの合成を指令するのに十分なタンパク質がRV−SB3およびRV−SB6感染細胞において合成されることを指した。
HFFにおいて複製する組換え株の能力を試験するため、細胞を感染多重度0.1で感染させ、10ゲノムコピー/細胞を生じさせて、培養上清を感染後7日目まで1日ごとに収集した。上清中に放出されたウイルスDNAを、定量的PCR分析を用いて定量化した(図2B)。RV−SB3およびRV−SB6の両方が、親RV−HB5と同様のレベルに複製することが判明した。
最後に、グリセロール勾配遠心分離によって感染HFF上清から収集した精製ビリオンおよびDBの免疫ブロット分析によって、融合タンパク質のパッケージングを分析した。この場合は、ウイルスエンベロープ糖タンパク質B(gB)を内部標準として用いて基準化を実施した。組換え株をそれらの親株と比較した場合、ビリオンまたはDBへのpp65のパッケージングに差は認められなかった(図2C)。合わせて考慮すると、これらの結果は、RV−SB3およびRV−SB6の両方が、感染細胞における発現およびpp65のパッケージングならびに複製に関してRV−HB5と同等であることを示した。
<DB−SB3またはDB−SB6で処理したHFFによるpp65NLVおよびIE1TMYの両方の発現>
この実施例は、pp65NLVおよびIE1TMYの両方がDB−SB3またはDB−SB6で処理したHFFによって提示されることを示す。
ワクチン開発のためにrecDBを使用することの1つの目標は、移植後の患者における細胞傷害性T細胞の再構成を支持することである。これらの細胞は、ウイルスの再活性化および疾患の予防のために決定的に重要であることが示されている([13;15]、[16]において総説されている)。そこで、recDBがpp65由来のpp65NLVおよびIE1由来のIE1TMYの両方をHFFのMHCクラスI提示経路に導入することができるかどうかを試験した。
したがって、細胞をrecDBで処理し、その後インターフェロンγ Elispotアッセイに供した(図3)。応答細胞として、両方のペプチドに対するCTLクローン(pp65NLV−CTL;IE1TMY−CTL)を使用した[23]。DB−SB3およびDB−SB6処理細胞の両方がIE1TMYおよびpp65NLVを提示した。pp65NLVの提示はrecDBと野生型DBの間で同等であり、IE1由来配列の挿入がHFFにおけるpp65提示を損なわないことを指した。DB−SB3での細胞の処理は、応答性IE1TMY−CTLの数をpp65特異的応答と同等のレベルにした。しかし、DB−SB6での細胞の処理は、IE1特異的アッセイにおいて著明に低い数の陽性スポットをもたらした。これは、DBとのインキュベーション後にIE1ペプチドを提示するHFFの能力が、ペプチドがpp65に挿入される部位に感受性であることを示した。
<組換えDB(recDB)での免疫はIE1TMY特異的およびpp65NLV特異的CD8T細胞を生じさせる>
この実施例は、組換えDB(recDB)での免疫が、有意の頻度のIE1TMY特異的CD8T細胞およびpp65NLV特異的CD8T細胞をプライミングすることを示す。
以前の実験は、recDBがマウスにおいてIE1TMY特異的CD8T細胞を誘導できることを示していた。しかし、これらの細胞は、免疫マウスからのCD8T細胞画分をコグネイトペプチドによりインビトロ刺激した後にのみ検出可能であった。応答性CD8 T細胞はエクスビボでは直接検出されず、特異的細胞の総数、すなわちそれらのrecDBに対する全体的応答が低いことを指した[21]。新たに確立されたrecDBの免疫学的潜在能を評価するため、HLA−A2トランスジェニックHHDマウスをアジュバントの不在下に異なるDBで免疫した。予想されたように、IE1TMYまたはpp65NLVに特異的な応答性CD8T細胞はインビトロ刺激後に検出可能であった(データには示されていない)。
免疫マウスからの細胞を直接エクスビボでも試験した。このために、脾細胞のCD8画分をMACSソーティングによって分離し、ペプチド負荷した抗原提示細胞を使用してElispot分析により試験した。IE1TMYに特異的なCD8T細胞は、DB−SB3およびDB−SB6のどちらによる免疫後も検出することができた(図4)。DB−SB3によってプライミングされたIE1特異的応答は、DB−SB6によって誘導された応答よりも強力であると思われたが、どちらも明らかに検出可能なレベルに達した。DB−SB3での免疫後、pp65NLVに対して反応性のCD8T細胞は、野生型DBと比較しておおよそ3倍のレベルで検出することができた。
驚くべきことに、しかし、この応答は、DB−SB6での免疫後に選択した実験設定では検出不能であり、pp65NLV特異的応答はエクスビボで検出することができなかった。この結果は2番目の実験において確認され、DB−SB6で免疫することにより免疫優性pp65NLVペプチドに対してプライミングされるCD8T細胞応答が効率的でないことを示した(図4)。同等の結果が、T2細胞を抗原提示のために選択した場合に得られた(データには示されていない)。さらに、これは、これらの細胞がアッセイの検出限界より低い頻度でしか誘導されなかったことを示す。それと一致して、インビトロでのpp65NLV特異的T細胞の再刺激は、IE1TMY特異的細胞と比較して遅延した(データには示されていない)。
合わせて考慮すると、これらの実験は、特に、異種抗原性ペプチドに対するCD8 T細胞応答をプライミングするDB−SB3の潜在能を証明した。
参考文献のリスト:
本出願では、以下のように様々な参考文献を引用する。
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本明細書、特許請求の範囲、配列表および/または図面において開示される本発明の特徴は、本発明をその様々な形態で実現するために別々におよびそれらの任意の組合せの両方で具現化することができる。

Claims (30)

  1. ヒトサイトメガロウイルス(HCMV)による哺乳動物細胞の感染後に放出されるウイルス粒子であって、
    a)該粒子が、ウイルス糖タンパク質が包埋されている脂質膜によって包まれ、
    b)該粒子が、ウイルスDNAまたはキャプシドのいずれも含まず、かつ、
    c)該粒子が、T細胞抗原pp65の1つ以上の部分と、少なくとも1つの異種ペプチドとを含有する融合タンパク質を含み、
    前記少なくとも1つの異種ペプチドが、T細胞抗原pp65のアミノ酸配列のアミノ酸位置W175またはA534に挿入されているウイルス粒子。
  2. 前記少なくとも1つの異種ペプチドが、T細胞抗原pp65のアミノ酸配列のアミノ酸位置W175に挿入されている、請求項1に記載のウイルス粒子。
  3. 前記T細胞抗原pp65の前記アミノ酸配列が、配列番号1に従うアミノ酸配列を含む、請求項1または2に記載のウイルス粒子。
  4. 前記粒子が高度に抗原性である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  5. 前記粒子が中和抗体の形成を誘導することができる、請求項1〜4のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  6. 前記粒子がCD8Tリンパ球応答を誘導することができる、請求項1〜5のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  7. 前記少なくとも1つの異種ペプチドがMHCクラスI提示抗原である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  8. 前記少なくとも1つの異種ペプチドが、pp65とは異なる1つ以上のタンパク質の1つ以上の部分を含む、または、1つ以上の部分から形成される、請求項1〜7のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  9. 前記少なくとも1つの異種ペプチドが、HCMV糖タンパク質の1つ以上の部分を含む、または、1つ以上の部分である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  10. 前記少なくとも1つの異種ペプチドが、HCMV糖タンパク質gBの1つ以上の部分を含む、または、1つ以上の部分である、請求項1〜9のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  11. 前記少なくとも1つの異種ペプチドが、HCMV糖タンパク質gHの1つ以上の部分を含む、または、1つ以上の部分である、請求項1〜9のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  12. 前記少なくとも1つの異種ペプチドが、異なるHCMV株からの特定の糖タンパク質の変異体である少なくとも2つのHCMV糖タンパク質を含む、または、前記少なくとも2つのHCMV糖タンパク質から成る、請求項1〜9のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  13. 前記特定の糖タンパク質の少なくとも2つの変異体の一方が、HCMVのTowne株の変異体であり、前記特定の糖タンパク質の少なくとも2つの変異体の他方が、HCMVのAd169株の変異体である、請求項12に記載のウイルス粒子。
  14. 前記糖タンパク質が、HCMVのgBタンパク質である、請求項12または13に記載のウイルス粒子。
  15. 前記少なくとも1つの異種ペプチドが、HCMVタンパク質IE1の1つ以上の部分を含む、または、1つ以上の部分である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  16. 前記少なくとも1つの異種ペプチドが、HCMV糖タンパク質の1つ以上の部分と、前記HCMVタンパク質IE1の1つ以上の部分とを含む、または、1つ以上の部分である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  17. 前記少なくとも1つの異種ペプチドが、HCMV以外のヒト病原体の部分であるタンパク質の1つ以上の部分である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  18. HCMV以外のヒト病原体の部分である前記タンパク質が、HCMV以外の前記ヒト病原体によるヒトの自然感染時に、それに対する細胞傷害性Tリンパ球がヒトにおいて形成されるタンパク質である、請求項17に記載のウイルス粒子。
  19. HCMV以外の前記ヒト病原体が、HIV−1、HBV、HCVおよびインフルエンザを含む群から選択される前記ヒト病原体である、請求項18に記載のウイルス粒子。
  20. 前記融合タンパク質が、完全長T細胞抗原pp65と、少なくとも1つの異種ペプチドとを含む前記融合タンパク質である、請求項1〜19のいずれか一項に記載のウイルス粒子。
  21. 疾患の治療および/または予防のための薬剤を製造するための、請求項1〜20のいずれか一項に記載のウイルス粒子または複数のウイルス粒子。
  22. 疾患の治療および/または予防のための方法における使用のための、請求項1〜20のいずれか一項に記載のウイルス粒子または複数のウイルス粒子。
  23. 前記疾患が、前記少なくとも1つの異種ペプチドもしくはその誘導体に対する中和抗体の形成によって、または、前記少なくとも1つの異種ペプチドもしくはその誘導体に対するCD8Tリンパ球応答の誘導によって治療および/または予防することができる疾患である、請求項21または22に記載のウイルス粒子。
  24. ワクチンの製造のための、請求項1〜20のいずれか一項に記載のウイルス粒子または複数のウイルス粒子。
  25. 前記ワクチンが、HCMV感染の治療および/または予防のためである、請求項24に記載のウイルス粒子。
  26. 前記ワクチンが、移植の副作用の治療および/または予防のためである、請求項24に記載のウイルス粒子。
  27. 前記移植が、固形臓器または造血幹細胞の移植である、請求項26に記載のウイルス粒子。
  28. 前記副作用が、HCMV感染によって引き起こされるまたはHCMV感染に付随している、請求項26または27に記載のウイルス粒子。
  29. 前記疾患または副作用の治療および/または予防のための薬剤を製造するための、請求項1〜20のいずれか一項に記載のウイルス粒子の使用であって、該疾患または副作用が前記請求項のいずれか一項で定義される疾患または副作用である、ウイルス粒子の使用。
  30. 疾患または副作用の前記治療および/または予防のためのワクチンを製造するための、請求項1〜20のいずれか一項に記載のウイルス粒子の使用であって、該疾患または副作用が前記請求項のいずれか一項で定義される疾患または副作用である、ウイルス粒子の使用。
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