JP2014527809A - Cmv用ワクチンとしての条件付き複製サイトメガロウイルス - Google Patents

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Abstract

本発明は、条件付き複製欠損型である遺伝子組換えCMVを使用して、サイトメガロウイルス(CMV)に対する免疫応答を誘導する方法に関する。本発明の方法は、CMVの一次感染、潜在性CMVの再活性化による感染および前に感染したのとは異なるCMV株による重複感染を治療および/または予防するために使用し得る。本発明はまた、ウイルス複製の外部制御を可能とする組換え的に改変された複製欠損型CMVにも関する。複製欠損型CMVを含む組成物もまた本発明に包含される。【選択図】 図6A

Description

本発明は、条件付き複製欠損型である遺伝子組換えCMVを使用するサイトメガロウイルス(CMV)に対する免疫応答を誘導する方法に関する。本発明はまた、ウイルス複製の外部制御を可能とするように組換え的に改変されたCMVにも関する。複製欠損型CMVを含む組成物もまた本発明に包含される。
サイトメガロウイルス(CMV)は、ヒトヘルペスウイルス5型(HHV−5)としても知られており、ベータヘルペスウイルス亜科に属すると分類されるヘルペスウイルスである。アメリカ疾病予防管理センターによれば、CMV感染は人間母集団にかなり広範に見出され、合衆国成人人口の40〜80%が感染していると推定される。該ウイルスは主に体液により伝播し、しばしば妊娠中の母親から胎児または新生児に伝わる。ほとんどの個体においてCMV感染は潜在性であるが、しかしウイルス活性化は、高熱、悪寒、疲労、頭痛、吐き気および脾腫をもたらし得る。
ほとんどのヒトCMV感染は無症候性ではあるが、免疫不全状態の個体(例えば、HIV陽性患者、同種間移植患者および癌患者等)または免疫系がまだ完全には発達していない人間(新生児等)におけるCMV感染は特に問題となり得る(Mocarski et al.,Cytomegalovirus,in Field Virology,2701−2772,Editor:Knipes and Howley,2007)。当該個体におけるCMV感染は、他の有害な疾患の中でもとりわけ肺炎、肝炎、脳炎、大腸炎、ブドウ膜炎、網膜炎、盲目症および神経障害を含む重篤な罹患を引き起こし得る。加えて妊娠中のCMV感染は、先天性欠損症の主な原因である(Adler,2008 J.Clin Virol,41:231;Arvin et al,2004 Clin Infect Dis,39:233;Revello et al,2008 J Med Virol,80:1415)。CMVは、単核細胞、マクロファージ、樹状細胞、好中球、内皮細胞、上皮細胞、線維芽細胞、神経細胞、平滑筋細胞、肝細胞および間質細胞を含む種々の細胞にインビボで感染する(Plachter et al.1996,Adv.Virus Res.46:195)。CMVの臨床分離株は種々の細胞型において複製するが、実験室株AD169(Elek & Stern,1974,Lancet 1:1)およびTowne(Plotkin et al.,1975,Infect.Immun.12:521)は、もっぱら繊維芽細胞においてだけ複製する(Hahn et al.,2004,J.Virol.78:10023)。指向性における制限は、繊維芽細胞における連続継代および最終的なウイルスの順応に起因するが、弱毒化のマーカーと規定される(Gerna et al.,2005,J.Gen.Virol.86:275;Gerna et al,2002,J.Gen Virol.83:1993;Gerna et al,2003,J.Gen Virol.84:1431;Dargan et al,2010,J.Gen Virol.91:1535)。ヒトCMV実験室株における上皮細胞、内皮細胞、白血球および樹状細胞指向性の損失を引き起こす突然変異が、3個のオープンリーディングフレーム(ORF)であるUL128、UL130およびUL131にマッピングされた(Hahn et al.,2004,J.Virol.78:10023;Wang and Shenk,2005 J.Virol.79:10330;Wang and Shenk,2005 Proc Natl Acad Sci USA.102:18153)。生化学的研究および再構成研究は、UL128、UL130およびUL131がgH/gLスキャフォールド上でアセンブルし五量体gH複合体を形成することを示している(Wang and Shenk,2005 Proc Natl Sci USA.102:1815;Ryckman et al,2008 J. Virol.82:60)。ビリオンにおけるこの複合体の復元は、実験室株におけるウイルスの上皮指向性を復元する(Wang and Shenk,2005 J.Virol.79:10330)。
内皮および上皮指向性の喪失は、Towne株のように以前にワクチンとして評価されたところにおける欠損性ではないかと思われてきた(Gerna et al,2002,J.Gen Virol.83:1993;Gerna et al,2003,J.Gen Virol.84:1431)。CMV自然感染のヒト被験者由来の血清中の中和抗体は、ウイルスの線維芽侵入に対してよりも上皮侵入に対して15倍より大きな高い活性を有する(Cui et al,2008 Vaccine 26:5760)。一次感染したヒトは、ウイルスの内皮および上皮侵入に対する中和抗体を急激に発達させるが、しかしウイルスの線維芽侵入に対する中和抗体はゆっくり発達させるだけである(Gerna et al,2008 J.Gen.Virol.89:853)。さらに、ウイルスの上皮および内皮侵入に対する中和活性は、Towneワクチンを接種されたヒト被験者由来の免疫血清には存在しない(Cui et al,2008 Vaccine 26:5760)。最近になって、HCMV感染した4名の供血者由来のヒトモノクローナル抗体パネルが記載され、該パネル由来のより高い効力のある中和活性のあるクローンが五量体gH複合体の抗原を識別した(Macagno et al,2010 J.Virol.84:1005)。
本発明は、条件付き複製欠損型CMV(rdCMV)および組成物におけるrdCMVの使用、ならびに患者におけるCMV感染の可能性または該感染に関連する症状を治療および/または低下させる方法を対象とする。本明細書記載のrdCMVは、不安定化タンパク質に融合した必須タンパク質を含む、一または複数の融合タンパク質をコードする核酸を含む。安定化剤の非存在下では融合タンパク質は分解される。従ってrdCMVは、複製が可能な条件下(即ち安定化剤の存在下)では組織培養で増殖し得るが、しかし患者に投与された場合(安定化剤の非存在下)には、複製は減少され好ましくは阻止される。
本発明の一実施形態は、条件付き複製欠損型CMVである。該rdCMVは、不安定化タンパク質に融合した一の必須タンパク質を含む、一または複数の融合タンパク質をコードする核酸を含む。野生型の必須タンパク質をコードする核酸はもはやrdCMV中に存在しないので、従ってウイルス複製のためには融合タンパク質が要求される。好ましい実施形態において、必須タンパク質はIE1/2、UL51、UL52、UL79およびUL84から成る群より選択され、および不安定化タンパク質はFKBPまたはその誘導体である。
本発明の他の実施形態は、単離したrdCMVおよび薬学的に許容可能な担体を含む組成物である。該組成物は、限定されるものではないが、ISCOMATRIX(登録商標)アジュバントおよびリン酸アルミニウムアジュバントを含むアジュバントをさらに含み得る。
本発明の他の実施形態は、患者においてCMVに対する免疫応答を誘導するためのrdCMV組成物の使用である。患者は、本発明のrdCMVの投与によって予防的にまたは治療的に処置され得る。予防的処置は、一次感染、回帰感染(即ち、潜在性CMVの再活性化に起因する感染)および重複感染(即ち、患者の前に感染したCMVとは異なる株による感染に起因する感染)を含む、CMV感染の可能性または重症度を低下させるために十分な防御免疫を提供する。特定の実施形態において、妊娠可能年齢の女性、特に思春期前期の女性は、妊娠中のCMV感染(一次、回帰または重複)の可能性を低下するためおよびそれによって胎児へのCMVの伝染の可能性を低下するためにワクチン接種される。治療的処置は、流行しているCMV感染の期間/重症度を低下させるために実施され得る。
本発明の他の実施形態は、ARPE−19細胞(ATCC寄託番号CRL−2302)等の上皮細胞上でShield−1の存在下にrdCMVを増殖することを含む、本発明のrdCMVを作製する方法である。いくつかの実施形態においてrdCMVは、マイクロキャリアまたは他の高密度細胞培養系上の上皮細胞上で増殖される。
図1A〜1Bは、五量体gH複合体の復元された発現を有するCMV株の構築の模式図を示す。(A)AD169株のウイルスゲノムを操作するための自己切断性細菌人工染色体(BAC)の作製ストラテジー。(B)発現を復元するためのUL131におけるフレームシフト突然変異の修復。(C)CMVの自己切断性BACを作製するためのCreリコンビナーゼ遺伝子によるGFPの置換。 図2Aは、gH複合体の免疫原性に関する従来の不活化法の影響を示す。γ線照射(A、C)およびβ−プロピオラクトン(BPL)(C、D)を、gH複合体を発現するCMVを不活化するために使用した。不活化反応速度はプラーク分析法によって測定し(A、C)、一方で免疫原性は、ウイルスの上皮細胞侵入に対する活性を中和するためにCMVを投与したマウス由来の血清を評価することによって測定した(B、D)。 図2Bは、gH複合体の免疫原性に関する従来の不活化法の影響を示す。γ線照射(A、C)およびβ−プロピオラクトン(BPL)(C、D)を、gH複合体を発現するCMVを不活化するために使用した。不活化反応速度はプラーク分析法によって測定し(A、C)、一方で免疫原性は、ウイルスの上皮細胞侵入に対する活性を中和するためにCMVを投与したマウス由来の血清を評価することによって測定した(B、D)。 図2Cは、gH複合体の免疫原性に関する従来の不活化法の影響を示す。γ線照射(A、C)およびβ−プロピオラクトン(BPL)(C、D)を、gH複合体を発現するCMVを不活化するために使用した。不活化反応速度はプラーク分析法によって測定し(A、C)、一方で免疫原性は、ウイルスの上皮細胞侵入に対する活性を中和するためにCMVを投与したマウス由来の血清を評価することによって測定した(B、D)。 図2Aは、gH複合体の免疫原性に関する従来の不活化法の影響を示す。γ線照射(A、C)およびβ−プロピオラクトン(BPL)(C、D)を、gH複合体を発現するCMVを不活化するために使用した。不活化反応速度はプラーク分析法によって測定し(A、C)、一方で免疫原性は、ウイルスの上皮細胞侵入に対する活性を中和するためにCMVを投与したマウス由来の血清を評価することによって測定した(B、D)。 図3は、FKBP誘導体に融合した種々の必須タンパク質を含む、gH複合体を発現するCMVのShield 1濃度依存性の子孫ウイルス産生を示す。ARPE−19細胞は、0.01PFU/細胞の多重度でrdCMVにより1時間感染し、新鮮培地により2回洗浄し、Shield−1を0、0.05、0.1、0.5または2μM含有する増殖培地にインキュベートした。感染後7日にセルフリーウイルスを収集し、ウイルス力価を、2μMのShield 1の存在下、ARPE−19細胞上のTCID50分析法によって測定した。 図4A〜4Dは、ARPE−19細胞中でのrdCMVの増殖速度を示す。細胞は、(A)IE1/2、(B)UL51、(C)IE1/2−UL51融合タンパク質、または(D)親beMADウイルスを、0.01PFU/細胞の多重度で含有するウイルスにより感染した。1時間後に細胞を新鮮培地により2回洗浄し、2μMのShield−1の非存在下(白丸)または存在下(黒丸)でインキュベートした。セルフリーウイルスは感染後の表示時点で収集し、感染性ウイルスは2μMのShield−1を含有する培地中のARPE−19細胞上でTCID50分析法によって定量した。 図5A〜5E 種々の細胞型におけるIE1/2−UL51 rdCMVの増殖速度。(A)MRC−5(B)HUVEC(C)AoSMC(D)SKMC(E)CCF−STTG1細胞は、rdCMVウイルスにより感染し1時間インキュベートした。細胞は新鮮培地で2回洗浄し、次に2μMのShield−1の非存在下(白丸)または存在下(黒丸)でインキュベートした。セルフリーウイルスは感染後の表示時点で収集し、感染ウイルスは2μMのShield−1を含有する培地中のARPE−19細胞上でTCID50分析法によって定量した。 図6Aは、マウス、ウサギおよびアカゲザルにおけるIE1/2−UL51 rdCMVの免疫原性分析。マウスは、beMAD(白丸)またはIE1/2−UL51 rdCMV(黒丸)により、0および4週目に免疫した。 図6Bは、マウス、ウサギおよびアカゲザルにおけるIE1/2−UL51 rdCMVの免疫原性分析。ウサギは、10μg beMADまたは表示したrdCMVにより、0、3および8週目に免疫した。 図6Cは、マウス、ウサギおよびアカゲザルにおけるIE1/2−UL51 rdCMVの免疫原性分析。アカゲザルは、100μg beMADまたはIE1/2−UL51 rdCMVにより0および8週目に免疫した。いずれの場合にも、血清試料を収集して、ARPE−19細胞上でCMVマイクロ中和分析法によって分析した。線は、各群における中和(NT50)の幾何平均力価を示す。 図7は、二重融合ウイルスIE1/2−UL51によりワクチン接種したアカゲザルにおける長期にわたる中和力価を示す。アカゲザルの群(n=5)は、表示したワクチン用量または製剤により0、8および24週目にワクチン接種し(赤色三角形で示す)、一方で一の群はgb/mf59(30mg/用量)を0、4および24週目にワクチン接種した。免疫血清は表示時点で収集しウイルス中和分析法で評価した。NT50力価のGMTは、群に対する標準誤差を伴って長期的にプロットした。AAHS:不定形アルミニウムヒドロキシホスファートスルファート;IMX:ISCOMATRIX;HNS:緩衝塩基。 図8Aは、用量当たり100μg(A)または10μg(B〜D)のいずれかでの、二重融合ウイルスIE1/2−UL51ワクチン接種によるアカゲザルにおけるIFN−γ ELISPOTを示す。無アジュバント(A〜B)、AAHS(C)またはISCOMATRIXのいずれかを使用した。PBMC(末梢血単核細胞)は、HCMV抗原を代表するペプチドプールにより刺激した。灰色のバーは群(n=5)の各々の抗原に対するGMTを表す。各々の抗原に対する応答率(responder rate)は、パネル内の各々の抗原の(バーの)上端で示される。 図8Bは、用量当たり100μg(A)または10μg(B〜D)のいずれかでの、二重融合ウイルスIE1/2−UL51ワクチン接種によるアカゲザルにおけるIFN−γ ELISPOTを示す。無アジュバント(A〜B)、AAHS(C)またはISCOMATRIXのいずれかを使用した。PBMC(末梢血単核細胞)は、HCMV抗原を代表するペプチドプールにより刺激した。灰色のバーは群(n=5)の各々の抗原に対するGMTを表す。各々の抗原に対する応答率(responder rate)は、パネル内の各々の抗原の(バーの)上端で示される。 図8Cは、用量当たり100μg(A)または10μg(B〜D)のいずれかでの、二重融合ウイルスIE1/2−UL51ワクチン接種によるアカゲザルにおけるIFN−γ ELISPOTを示す。無アジュバント(A〜B)、AAHS(C)またはISCOMATRIXのいずれかを使用した。PBMC(末梢血単核細胞)は、HCMV抗原を代表するペプチドプールにより刺激した。灰色のバーは群(n=5)の各々の抗原に対するGMTを表す。各々の抗原に対する応答率(responder rate)は、パネル内の各々の抗原の(バーの)上端で示される。 図8Dは、用量当たり100μg(A)または10μg(B〜D)のいずれかでの、二重融合ウイルスIE1/2−UL51ワクチン接種によるアカゲザルにおけるIFN−γ ELISPOTを示す。無アジュバント(A〜B)、AAHS(C)またはISCOMATRIXのいずれかを使用した。PBMC(末梢血単核細胞)は、HCMV抗原を代表するペプチドプールにより刺激した。灰色のバーは群(n=5)の各々の抗原に対するGMTを表す。各々の抗原に対する応答率(responder rate)は、パネル内の各々の抗原の(バーの)上端で示される。 図9A〜9Bは、二重融合ウイルスIE1/2−UL51のワクチン接種が、アカゲザルにおいてCD8+(A)およびCD4+(B)の表現型の双方のT細胞応答を誘導し得ることを示す。PBMCは、アジュバントとしてISCOMATRIX(登録商標)を含むワクチンの、100μgまたは10μg用量のいずれかを投与したサルから収集した。PBMCはHCMVを代表するペプチドプールにより刺激し、続いてIFN−γおよびT細胞表面マーカーCD4+/CD8+を染色した。データは、PBMCの100万個当たりのCD4+/CD8+陽性、IFN−γ陽性の細胞数として提示する。線は同一のワクチンを投与された群(n=5)の幾何平均(GMT)を表す。グラフ下部にある数字は、双方のワクチン接種群(n=10)のGMTを表す。CMV:精製ウイルス;SEB:正の対照剤として使用したマイトジェン;IMX:ISCOMATRIX。 図10は、Merckリン酸アルミニウムアジュバント(MAPA)がサルにおいて中和抗体力価を高め得ることを示す。アカゲザルは、HNS(緩衝塩基)、AAHSまたはMAPA中で製剤化した二重融合ウイルスワクチンの30μg用量により0および8週目に免疫した。血清試料は、12週目に収集し中和力価を評価した。線は群についての幾何平均を表す。 図11A〜11Bは、異なる温度でのハンクス平衡塩類溶液(HBSS)中のgH発現CMVの安定性を示す。(A)HBSS中のCMV試料は、ウイルス侵入分析法を使用してCMVのウイルス安定性を測定する前に、表示温度で4日間保存した。(B)EC50値は、ウイルス侵入分析法の結果を使用して試料に対して算出した。は、完全な感染力喪失のためにEC50が算出し得なかったことを示す。 図12A〜12Bは、室温でのgH発現CMVの安定性に関するpHの影響を示す。(A)異なるpHを有する緩衝液中のCMV試料は、ウイルス侵入分析法を使用してCMVのウイルス安定性を測定する前に、室温で4日間保存した。(B)EC50値は、ウイルス侵入分析法の結果を使用して試料に対して算出した。 図13A〜13Bは、gH発現CMVのウイルス安定性に関する尿素単独または塩化ナトリウムと併用の尿素の影響を示す。(A)2%尿素単独または150mM NaClと併用の2%尿素を、ウイルス侵入分析法を使用してCMVのウイルス安定性を測定する前に、pH6の25mMヒスチジン緩衝液中のCMVに室温で4日間添加された。(B)EC50値は、ウイルス侵入分析法の結果を使用して試料に対して算出した。 図14A〜14Bは、gH発現CMVのウイルス安定性に関するイオン強度の影響を示す。(A)濃度を増加させたNaCl(0mM、75mM、150mMおよび320mM NaCl)が、ウイルス侵入分析法を使用してCMVのウイルス安定性を測定する前に、pH6の25mMヒスチジン緩衝液中のCMVに室温で4日間添加された。(B)EC50値は、ウイルス侵入分析法の結果を使用して試料に対して算出した。 図15は、凍結融解サイクルに対するgH発現CMVの安定性に関する凍結保護物質の影響を示す。表示した凍結保護物質は、pH6の25mMヒスチジン緩衝液中のCMVに添加され、ウイルス侵入分析法を使用してCMVのウイルス安定性を測定する前に3回の凍結融解サイクルを受けた。EC50値は、ウイルス侵入分析法の結果を使用して試料に対して算出した。 図16A〜16Bは、マウス免疫原性研究におけるCMVの中和抗体誘導に関する保存温度の影響を示す。マウスは0日目に免疫し、21日目に追加免疫し、続いて28日目に放血した。マウス血清は、ARPE−19細胞を使用してgH発現CMVに対する中和抗体について試験した。NT50力価は非線形曲線近似によって得た。(A)CMV試料は、免疫原性研究の前に異なる温度で3か月間保存した。(B)CMV試料は、融解のあとかつ免疫原性研究の前に、異なる温度で8時間保存した。
本発明は、条件付き複製欠損型CMV(rdCMV)および組成物中におけるrdCMVの使用、ならびに患者におけるCMV感染の可能性または該感染に関連する症状を治療および/または低下する方法を対象とする。本明細書記載のrdCMVは、野生型必須タンパク質の代わりに不安定化タンパク質に融合した必須タンパク質を含む一または複数の融合タンパク質をコードする。安定化剤の非存在下では、融合タンパク質は宿主細胞機構によって分解される。安定化剤の存在下では、融合タンパク質は安定化され分解しない。
本発明における使用に適した融合タンパク質は、安定化剤の存在下では宿主細胞におけるウイルス複製を促進するために、十分な必須タンパク質の活性を保持し、そして安定化剤の非存在下ではCMV複製の低下(好ましくは50%、75%、90%、95%または99%より大きい低下)を引き起こす。好ましくは融合タンパク質のための必須タンパク質は、非構造タンパク質をコードし、それ故にrdCMVビリオンの中にパッケージングされない。本明細書で特定した好適な必須タンパク質には、必須遺伝子IE1/2、UL51、UL52、UL79およびUL84によってコードされたCMVタンパク質が含まれる。
不安定化タンパク質および安定化剤の例は、小分子を使用してタンパク質の安定性を調節するための組成物、系および方法を開示する米国公開特許2009/0215169に記載されている。即ちタンパク質は、安定性に影響を与えるタンパク質であるFKBPまたはその誘導体に融合される。外来性の細胞透過性小分子であるShield−1(Shld−1)は、FKBPまたはその誘導体と相互作用し融合タンパク質を安定化する。Shield−1の非存在下でFKBPまたはその誘導体は、融合タンパク質に宿主細胞機構によって分解されるように指図する。
本発明の一実施形態において、CMVの必須タンパク質はFKBPまたはその誘導体に融合される。Shield−1の存在下において、融合タンパク質は安定化される。しかしながらShield−1の非存在下においてFKBPまたはその誘導体は、融合タンパク質に宿主細胞機構によって分解されるように指図する。
融合タンパク質の非存在下で、rdCMVの複製は低下(好ましくは不安定化必須タンパク質を含有しないCMVと比較して50%、75%、90%、95%または99%まで大きく)または阻止される。
本発明の方法において使用される組換えウイルスはまた、そのビリオン上に免疫原性の五量体gH複合体を呈する。
実施形態にはまた、(i)(a)治療(例えば人体の治療)、(b)医薬、(c)CMV複製の阻害、(d)CMV感染の治療もしくは予防、または、(e)CMVに関連する疾患の治療、予防もしくは発症もしくは進行の遅延、における使用のための、(ii)薬剤としての使用のための、または(iii)薬剤の調製における使用のための、本明細書記載の組換えCMVまたはその組成物、または前記CMVまたは組成物を含むまたはそれらから成るワクチンが含まれる。これらの使用において、組換えCMV、その組成物および/または前記CMVまたは組成物を含むまたはそれらから成るワクチンは、一または複数の抗ウイルス剤(例えば、抗ウイルス化合物または抗ウイルス免疫グロブリン;下記に記載の混合ワクチン)と併用して利用してもよい。
本明細書で用いる場合、用語「免疫応答を誘導する」とは、それが投与される患者、好ましくは哺乳動物、より好ましくはヒトにおいて免疫応答を誘導する条件付き複製欠損型CMVの能力を表し、ここで限定されるものではないが、該応答には、特異的に結合し好ましくはCMVを中和しおよび/またはT細胞の活性化を引き起こす要素(抗体等)の産生が含まれる。「防御免疫応答」とは、患者がCMV感染(一次感染、回帰感染および/重複感染を包含する)に罹患する可能性を低下しおよび/またはCMV感染に関連する少なくとも一の症状を改善しおよび/またはCMV感染の重症度/期間を低下する免疫応答である。
本明細書で用いる場合、用語「免疫学的に有効な量」とは、患者に投与されたときにCMVに対し免疫応答を誘導し得る、患者をCMV感染(一次感染、回帰感染および/重複感染を包含する)から保護しおよび/または患者においてCMV感染に関連する少なくとも一の症状を改善しおよび/またはCMV感染の重症度/期間を低下し得る、免疫原の量を表す。該量は、CMV感染の可能性または重症度を顕著に低下させるのに十分でなければならない。当該分野で既知の動物モデルが、免疫原の投与の防御効果を評価するために使用し得る。例えば、免疫原を投与した個体由来の免疫血清または免疫T細胞は、中和能については抗体または細胞障害性T細胞によって、またはサイトカイン産生能については免疫T細胞によって分析し得る。これらの評価に通常用いられる分析には、限定されるものではないが、ウイルス中和分析法、抗ウイルス抗原ELISA、インターフェロン・ガンマ サイトカインELISA、インターフェロン・ガンマELISPOT、細胞内マルチ・サイトカイン染色(ICS)および51クロム放出細胞障害性分析法を含む。動物疾患モデルもまた免疫原の免疫学的に有効な量を測定するために使用し得る。
本明細書で用いる場合、用語「条件付き複製欠損型ウイルス」とは、一定の環境下で複製し得るが他の環境下では複製し得ないウイルス粒子を表す。好ましい実施形態において、ウイルスはウイルス複製に必須の一または複数のタンパク質の不安定化によって条件付き複製欠損型ウイルスが作成される。野生型の非不安定化必須タンパク質をコードする核酸は、条件付き複製欠損型ウイルスにはもはや存在しない。一または複数の必須タンパク質が不安定化される条件下でウイルス複製は、不安定化必須タンパク質を含まないウイルスと比較して好ましくは50%、75%、90%、95%、99%を超えてまたは100%減少する。しかしながら、不安定化必須タンパク質が安定化される条件下では、ウイルス複製は、不安定化必須タンパク質を含有しないCMVの複製量の好ましくは少なくとも75%、80%、90%、95%、99%または100%起こり得る。より好ましい実施形態において一または複数の必須タンパク質は、FKBPまたはその誘導体等の不安定化タンパク質との融合によって不安定化される。該融合タンパク質は、Shield−1等の安定化剤の存在によって安定化され得る。本明細書で用いる場合、用語「rdCMV」は条件付き複製欠損型サイトメガロウイルスを表す。
好ましい実施形態において複製欠損型ウイルスによって誘導される免疫応答は、その生ウイルスカウンターパートと比較して程度および/または範囲において同一または実質的に同一である。他の好ましい実施形態において電子顕微鏡解析による複製欠損型ウイルスの形態は、その生ウイルスカウンターパートと区別ができないかまたは実質的に同一である。
本明細書で用いる場合、用語「FKBP」は配列番号11の不安定化タンパク質を表す。FKBPを含有する融合タンパク質は、宿主細胞機構によって分解される。本明細書で用いる場合、用語「FKBP誘導体」は、一または複数のアミノ酸置換、欠失および/または付加によって改変されたFKBPタンパク質またはその部分を表す。FKBP誘導体は、タンパク質に融合したときにFKBPの不安定化特性の全てを実質的に保持し、しかもShield−1によって安定化されるFKBPの能力の全ても実質的に保持する。好ましいFKBP誘導体は、表示するアミノ酸位置における以下の置換、F15S、V24A、H25R、F36V、E60G、M66T,R71G、D100G、D100N、E102G、K1051およびL106Pの一または複数の置換を有する。F36VおよびL106P置換を有するFKBP誘導体(配列番号12)が特に好ましい。好ましい実施形態においてFKBPまたはFKBP誘導体をコードする核酸は、ヒトにおいて通常は内在性FKBPに対して使用されない少なくともいくつかのコドンを含有する。このことは、融合タンパク質のFKBPまたはFKBP誘導体がヒトゲノムにおいてそのカウンターパートと再配列するまたは組換える可能性を低下させる。配列番号13の核酸配列は、該コドンを使用する配列番号12をコードする。
本明細書で用いる場合、用語「Shield−1」または「Shld1」は、野生型FKBPおよびその誘導体に結合しかつ安定化剤として作用する合成小分子を表す。結合は、野生型FKBPに対するのと比較してF36V誘導体に対する方が約1、000倍強い(Clackson et al.,1998,PNAS 95:10437−42)。Shield−1は、合成され得(基本的にHolt et a.,1993,J.Am.Chem.Soc.115:9925−38およびYang et al.,2000,J.Med.Chem.43:1135−42およびGrimley et al.,2008,Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 18:759に記載された通りである)またはCheminpharma LLC(Farmington,CT)もしくはClontech Laboratories,INC.(Mountain View,CA)から市販され利用可能である。Shield−1の塩もまた本発明の方法において使用され得る。Shield−1は下記の構造を有する。
Figure 2014527809
本明細書で用いる場合、用語「融合」または「融合タンパク質」とは、同一の連続するアミノ酸配列の部分としてイン・フレームに配列された2個のポリペプチドを表す。融合はポリペプチドの間に付加アミノ酸残基が存在しないように直接的であり得るし、または性能を向上させるかもしくは機能性を付加するために小さなアミノ酸リンカーが存在するように間接的であり得る。好ましい実施形態において融合は直接的である。
本明細書で用いる場合、用語「五量体gH複合体」または「gH複合体」とは、CMVビリオンの表面上の5個のウイルスタンパク質の複合体を表す。複合体はUL128、UL130およびUL131によってコードされるタンパク質から成り、gH/gLスキャフォールド上でアセンブルされる(Wang and Shenk,2005 Proc Natl Acad Sci USA.102:1815;Ryckman et al,2008 J.Virol.82:60)。CMV株AD169由来の複合体タンパク質の配列は、GenBank寄託番号NP_783797.1(UL128)、NP_040067(UL130)、CAA35294.1(UL131)、NP_040009(gH、別称UL75)およびNP_783793(gL、別称UL115)に示されている。いくつかの弱毒化CMV株は、タンパク質が発現されないようにUL131において一または複数の変異を有し、それ故にgH複合体は形成されない。このような場合UL131は、gH複合体が本発明のrdCMVにおいて発現されるように、修復すべきである(Wang and Shenk,2005 J.Vorol.79:10330等の方法を使用する)。本発明のウイルスは、五量体gH複合体を構成する5個のウイルスタンパク質を発現し、ウイルスのエンベロープ上で五量体gH複合体をアセンブルする。
本明細書で用いる場合、用語「必須タンパク質」とは、インビボおよび組織培養でのウイルス複製にとって必要とされるウイルスタンパク質を表す。CMV中の必須タンパク質の例には、限定されるものではないが、IE1/2、UL37x1、UL44、UL51、UL52、UL53、UL56、UL77、UL79、UL84、UL87およびUL105が含まれる。
本明細書で用いる場合、用語「不安定化必須タンパク質」とは、ウイルス複製において発現されかつその機能を果たし、安定化剤の非存在下では分解される必須タンパク質を表す。好ましい実施形態において必須タンパク質は、FKBPまたはその誘導体等の不安定化タンパク質に融合されている。正常な増殖条件下(即ち、安定化剤の非存在下)で融合タンパク質は発現されるが宿主細胞機構によって分解される。該分解は必須タンパク質がウイルス複製において機能することを可能としないので、従って必須タンパク質は機能的にノックアウトされる。Shield−1等の安定化剤が存在する条件下で融合タンパク質は安定化され、しかも不安定化必須タンパク質を含有しないCMVの複製量の、好ましくは少なくとも75%、80%、90%、95%、99%または100%であるウイルス複製を維持し得る濃度でその機能を果たし得る。
複製欠損型CMV
本発明の方法は、五量体gH複合体を発現する複製欠損型CMV(rdCMV)を使用する。五量体gH複合体を発現するいかなる弱毒化CMVウイルスも、本発明の方法によって複製欠損型にされ得る。一実施形態において弱毒化CMVは、UL131遺伝子における突然変異の修復に起因してgH複合体の発現を復元したAD169株である(実施例1を参照されたい)。
条件付き複製欠損型ウイルスは、一または複数の必須ウイルスタンパク質が必須タンパク質の不安定化カウンターパートによって置換された変異体である。不安定化カウンターパートは、必須タンパク質と不安定化タンパク質との間の融合タンパク質をコードする核酸によってコードされる。不安定化必須タンパク質は、安定化剤が存在するときだけ機能してウイルス複製を支持する。好ましい実施形態において、米国公開特許2009/0215169に記載の方法が五量体gH複合体を発現するCMVに条件付き複製欠損型の表現型を与えるために使用される。即ち、CMV複製に必須の一または複数のタンパク質が、不安定化タンパク質であるFKBPまたはFKBP誘導体に融合される。野生型の必須タンパク質をコードする核酸は、もはやrdCMV中に存在しない。外部から添加された細胞透過性の小分子安定化剤であるShield−1(Shld−1)の存在下で融合タンパク質は安定化されて、必須タンパク質がウイルス複製を支持するように機能する。安定化剤の存在下におけるrdCMVの複製は、不安定化融合タンパク質を含有しないCMV(例えば、rdCMVを構築するために使用された親弱毒化CMV)の複製量の好ましくは少なくとも75%、80%、90%、95%、99%または100%である。Shiel−1の非存在下において、融合タンパク質の不安定化タンパク質は、融合タンパク質に宿主細胞機構によって実質的に分解されるように指図する。必須タンパク質がないか最小量しか存在しない場合、CMVは、患者においてCMV感染を引き起こすかまたは維持するための量で複製できない。安定化剤の非存在下においては、rdCMVの複製は、起こらないか、または不安定化融合タンパク質を含有しないCMV(例えば、rdCMVを構築するために使用された親弱毒化CMV)と比較して、好ましくは50%、75%、90%、95%または99%以上に減少される。
当該分野において周知の組換えDNA方法を使用して、CMV複製および/またはCMV感染の確立/維持にとって必須なタンパク質をコードする核酸は、FKBPまたはその誘導体をコードする核酸に付着される。コード化融合タンパク質は、イン・フレームで必須タンパク質に融合したFKBPまたはFKBP誘導体を含む。コード化融合タンパク質は、Shield−1の存在下で安定である。しかしながらコード化融合タンパク質は、Shield−1の非存在下において不安定化されかつ破壊の標的となる。好ましい実施形態においてFKBPは配列番号11である。他の好ましい実施形態においてFKBP誘導体は、F15S、V24A、H25R、F36V、E60G、M66T、R71G、D100G、D100N、E102G、K105IおよびL106Pから成る群より選択される一または複数のアミノ酸置換を含むFKBPである。より好ましい実施形態においてFKBP誘導体は、F36Vおよび/またはL106P置換を含む(配列番号12)。より好ましい実施形態においてFKBP誘導体は配列番号13によってコードされる。
FKBPまたはその誘導体との融合による不安定化の標的となる必須タンパク質は、1)ウイルス複製に必須であり;2)必須タンパク質の機能を実質的に破壊することなく不安定化タンパク質の融合に適応し得るものであり;および3)他の包囲するウイルス遺伝子のORFを実質的に破壊することなく、必須タンパク質をコードするウイルスORFの5‘または3’末端での、FKBPまたはその誘導体をコードする核酸の挿入に適応し得る。好ましい実施形態においてFKBPまたはその誘導体との融合による不安定化の標的とされる必須タンパク質は、非構造タンパク質をコードし、それ自体組換えCMVビリオンにパッケージングされる可能性は低い。表1は前述の基準を満たすCMV遺伝子を示す。
Figure 2014527809
本発明は、不安定化タンパク質に融合した必須タンパク質またはその誘導体を有する融合タンパク質を含むrdCMVを包含する。野生型必須タンパク質と比較して一または複数のアミノ酸置換、付加および/または欠失を含有する必須タンパク質誘導体は、Shield−1の存在下で少なくともウイルス複製を援助するのに十分な必須タンパク質の活性を未だ提供し得る。ウイルス活性を測定する例は、下記の実施例において提供される。当該分野で既知の方法が、対象のCMV必須タンパク質と誘導体との間の差異の程度を測定するために使用し得る。一実施形態において配列相同性が、近縁性を決定するために使用される。本発明の誘導体は、塩基配列について好ましくは少なくとも85%同一、少なくとも90%同一、少なくとも95%同一、少なくとも97%同一、少なくとも99%同一である。同一性パーセンテージは、同一の残基数を残基総数で除して100を掛けた数字として定義される。整列した配列が異なる長さであるならば(間隙または伸長のために)、最長の配列の長さが計算において使用され、全長の値を代表する。
いくつかの実施形態において、不安定化の標的となるウイルス複製に必須の一または複数のウイルタンパク質は、IE1/2、UL51、UL52、UL84、UL79、UL87、UL37x1、UL77およびUL53またはその誘導体から成る群より選択される。具体的な実施形態において、不安定化の標的となるウイルス複製に必須な一または複数のウイルスタンパク質は、IE1/2、UL51、UL52、UL84、UL79、UL87から成る群より選択される。より具体的な実施形態において、不安定化の標的となるウイルス複製に必須な一または複数のウイルスタンパク質は、IE1/2、UL51、UL52、UL79およびUL84から成る群より選択される。
複数の必須タンパク質が、FKBPまたはその誘導体への融合によって不安定化され得る。いくつかの実施形態において必須タンパク質は、CMV複製および/または感染の異なる期(限定されるものではないが、最初期、初期または後期が含まれる)において機能する。好ましい実施形態において、不安定化の標的となるウイルス複製に必須のウイルスタンパク質の組み合せは、IE1/2とUL51、IE1/2とUL52、IE1/2とUL79、IE1/2とUL84、UL84とUL51およびUL84とUL52から成るより選択される。より好ましい実施形態において、IE1/2とUL51が同一の組換えCMVにおける不安定化の標的となる。一の最も好ましい実施形態において、IE1/2を含む融合タンパク質は配列番号1であり、UL51を含む融合タンパク質は配列番号3である。配列番号1および3は配列番号2および4によってそれぞれコードされ得る。不安定化IE1/2およびUL51を有するrdCMVのゲノムは、配列番号14に示される。
FKBPまたはその誘導体は、直接的か間接的に必須タンパク質に融合され得る。好ましい実施形態においてFKBPまたはその誘導体は、直接的に必須タンパク質に融合される。
FKBPまたはその誘導体は、必須タンパク質のN末端かC末端で必須タンパク質に融合され得る。好ましい実施形態においてFKBPは、必須タンパク質のN末端に融合される。
複数のFKBPまたはその誘導体は、必須タンパク質に融合され得る。必須タンパク質に融合された複数のFKBPまたはその誘導体が存在する実施形態において、個々のFKBPまたはその誘導体の各々は同一であるかまたは異なり得る。好ましい実施形態において、必須タンパク質に融合された一のFKBPまたはその誘導体が存在する。
追加の不活化法
いくつかの実施形態において上記のrdCMVは、化学的または物理的不活化法を使用してさらに不活化される。当該例には、熱処理、ホルムアルデヒド、β−プロピオラクトン(BPL)もしくはバイナリーエチレンイミン(BEI)とのインキュベーションまたはガンマ線照射が含まれる。好ましい方法は、限定されるものではないが、五量体gH複合体によって誘導される免疫原性を含む免疫原性を崩壊しないかまたは実質的に崩壊しない。さらに不活化されたCMVによって引き起こされた免疫応答は、追加の不活化処理されてないrdCMVと比較して、保存または実質的に保存される。好ましい実施形態において、さらに不活化されたCMVの中和抗体を誘導する能力は、追加で不活化処理されていないrdCMVによって誘導される能力と同等である。化学的または物理的方法のいずれか一または併用による不活化レジメは、五量体gH複合体を含めたCMVの免疫原性を保証するように経験的に決定される。
ウイルス複製の評価
当業者は、FKBPまたはその誘導体に融合した特定の必須タンパク質の有用性を測定するためにウイルス複製分析法を使用し得る。遺伝子発現/コード化産物の機能は、Shield−1の存在下でのFKBPまたはその誘導体の必須タンパク質への付着によって実質的には影響されてはならないので、rdCMVはShield−1存在下で親CMVと同等の割合で複製すべきである(親ウイルスのレベルの好ましくは少なくとも75%、80%、90%、95%、99%または100%)。rdCMVの複製は、Shield−1の非存在下においては、親CMVから実質的に変更される(不安定化融合タンパク質を含有しないCMVと比較して好ましくは50%、75%、90%、95%、99%以上または100%減少される)。
好ましい実施形態において、少なくとも2μM Shield−1の存在下におけるrdCMVは、非−rdCMVが複製する量の好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%、最も好ましくは少なくとも99%を複製する。
一の実施形態において本発明のrdCMVを含む組成物は、少なくとも2μM Shield−1の存在下において、少なくとも10pfu/ml、より好ましくは少なくとも10pfu/mlのウイルス力価を有する。
反対にrdCMVは、Shield−1の非存在下において実質的に複製してはならない。複製欠損機構の質は、ウイルス複製にとって非許容的な条件下で対照がどれほどストリンジェントであるか、即ちこれらの条件下での子孫ウイルスの感染力価によって判断される。本発明のrdCMVは、Shield−1の存在なしでは実質的に複製し得ない(細胞培養か患者内のどちらでも)。ARPE−19細胞および他の型のヒト初代細胞におけるその複製は条件付きであり、培養培地中で0.1μM以上、好ましくは少なくとも2μのモル濃度のShield−1がウイルス複製を維持するために要求される。
一実施形態において本発明のrdCMVを含む組成物は、Shield−1の非存在下において2pfu/ml未満、より好ましくは1pfu/ml未満のウイルス力価を有する。
CMVの複製を評価する方法が、Shield−1の非存在下または存在下のいずれにおいてもrdCMVの複製を評価するために使用され得る。しかしながら好ましい実施形態においては、TCID50が使用される。
他の実施形態においてrdCMVの力価は、50%組織培養感染量(TCID50)分析法によって定量される。即ち本希釈分析法は、感染宿主の50%を死滅させるために要求されるウイルス量を定量する。宿主細胞(例えば、ARPE−19細胞)が播種され、ウイルスの段階希釈液が添加される。インキュベーション後、各々のウイルス希釈液に対する細胞死(即ち感染細胞)のパーセンテージが観察され記録される。結果はTCID50を数学的に算出するために使用される。
他の実施形態においてrdCMV力価は、プラーク分析法を使用して測定される。ウイルスプラーク分析法は、ウイルス試料中のプラーク形成単位数(pfu)を測定する。即ち、宿主細胞(例えば、ARPE−19細胞)のコンフルエントな単層が、種々の希釈液でrdCMVにより感染され、ウイルス感染が無差別に拡散するのを防止するために寒天またはカルボキシメチルセルロース等の半固形培地により被覆される。ウイルスが固定細胞の単層内で細胞に感染するとウイルスプラークが形成される。ウイルスに感染した細胞は溶解し、隣接細胞に感染を拡大しそこで溶解感染サイクルが繰り返される。感染細胞領域は、肉眼でまたは光学顕微鏡で観察され得るプラーク(未感染細胞に囲まれた感染領域)を作成する。プラークが計数され、結果はプレートを調製するために使用された希釈係数と共に、試料単位容量当たりのプラーク形成単位数(pfu/mL)を算出するために使用される。pfu/mLの結果は試料中の感染性粒子の数を表し、形成された各プラークは1個の感染性ウイルス粒子を代表しているという仮定に基づいている。
他の実施形態においてhu−SCIDマウスモデルが、rdCMVのインビボで複製する能力を評価するために使用される。即ち、ヒト胎児組織(胸腺や肝臓等)の小片がSCIDマウスの腎被膜に外科的に移植される。rdCMVは、ヒト組織が血管新生化される2〜3か月後に接種される。ウイルス力価は、接種後3〜4週間目にプラーク分析法で評価される。動物実験は、Shield−1の非存在下または存在下で実施され得る。
免疫応答の評価
患者に対する本発明のrdCMVの投与は、CMVに対する免疫応答、好ましくは防御免疫応答を誘発し、それは患者におけるCMV感染の可能性または当該感染に関連する症状を治療しおよび/または低下し得る。免疫応答は、少なくとも一部は五量体gH複合体に対するものである。
rdCMVによって誘発される免疫応答は、当該分野で既知の方法を使用して評価され得る。
当該分野で既知の動物モデルは、rdCMV投与の防御効果を評価するために使用され得る。一実施形態においてrdCMVを投与された個体由来の免疫血清は、限定されるものではないが、ウイルス付着または宿主細胞への侵入の遮断を含めた中和能力に対して分析され得る。他の実施形態においてrdCMVを投与された個体由来のT細胞は、限定されるものではないが、対象抗原の存在下でのインターフェロンガンマを含むサイトカイン産生能力に対して分析され得る。感染動物モデルもまた、免疫原の免疫学的に有効な量を測定するために使用し得る。
ウイルス中和とは、培養におけるウイルス侵入および/または複製を阻止することのできるウイルス特異的抗体を表す。中和活性のための通常の分析法は、ウイルスプラーク減少分析法である。本発明の中和分析とは、ウイルスの細胞侵入を阻止し得る血清の力価測定を表す。NT50力価は、ウイルス中和分析法における投与ウイルスの50%を阻止するような血清希釈倍数の逆数と定義される。NT50は、ロジスティック(S字状)な4パラメータ非線形曲線近似から得られる。
複製欠損型CMVの作製
本発明はrdCMVを作製する方法を包含する。本発明のrdCMVは、Shield−1等の安定化剤の存在下に、上皮細胞好ましくはヒト上皮細胞、より好ましくはヒト網膜色素上皮細胞上で増殖される。さらなる実施形態においてヒト網膜色素上皮細胞は、寄託番号CRL−2302としてアメリカ培養細胞系統保存機関(ATCC)に寄託されたARPE−19細胞である。いくつかの実施形態においてShield−1は、組織培養培地中において少なくとも0.5μMの濃度で存在する。好ましい実施形態においてShield−1は、組織培養培地において少なくとも2.0μMの濃度で存在する。
いくつかの実施形態においてrdCMVを増殖するために使用される細胞は、マイクロキャリア(微粒子担体)上で増殖される。マイクロキャリアは、スピナーフラスコまたはバイオリアクター(回転壁微小重力バイオリアクターおよび流動床バイオリアクター等)における接着細胞の増殖を可能とする支持マトリックスである。マイクロキャリアは、典型的には穏やかな撹拌により懸濁液状で保持し得ることが可能な比重を有する125〜250μMの球である。マイクロキャリアは、限定されるものではないが、DEAE−デキストラン、ガラス、ポリスチレンプラスチック、アクリルアミドおよびコラーゲンを含むいくつかの異なる物質から作製され得る。マイクロキャリアは、限定されるものではないが、細胞外基質タンパク質、組換えタンパク質、ペプチドおよび荷電分子を含む種々の界面化学的性質を有し得る。他の高密度細胞培養系、例えばコーニング社のHyperFlask(登録商標)およびHyperStack(登録商標)系等もまた使用され得る。
セルフリーの組織培養液を収集し得、rdCMVをそれから精製し得る。CMVウイルス粒子は直径約200nmであり、限定されるものではないが密度勾配または20%ソルビトールのクッションによる超遠心分離法を含む当該分野で既知の技術を使用して、収集された培養液中に存在する他のタンパク質から分離し得る。ワクチンのタンパク質量は、ブラッドフォード分析法によって定量し得る。
Shield−1は、FKBPと共にrdCMVの複製を制御するために使用し得る。組織培養細胞中のウイルス増殖の所望の量が得られた後は、複製能はもはや望ましくない。Shield−1は、ウイルス複製欠損性とするために(例えば、患者に投与するために)rdCMVから取り除かれる。一実施形態においてrdCMVは、一または複数回洗浄することによってShield−1から精製される。他の実施形態においてrdCMVは、超遠心分離法によりShield−1から精製される。他の実施形態においてrdCMVは、透析濾過によりShield−1から精製される。透析濾過は、ウイルス粒子を精製するために通常使用される。一実施形態においてフィルターは、Shield−1だけが孔を通過することを可能とするものであって、約750キロダルトンの孔径を備えたものが使用される。
Shield−1からrdCMVを精製後に、rdCMV組成物中に少量の残存Shield−1が残っていてもよい。一実施形態において精製後のCMV組成物中のShld−1の濃度は、組織培養における複製を維持するために必要とされる濃度の少なくとも100倍低い。他の実施形態において、精製後のrdCMV組成物中のShield−1の濃度は、0.1μM以下である。他の実施形態において、精製後のrdCMV組成物中のShield−1濃度は検出限界以下である。
組成物中のShield−1濃度の定量は、LC/MS(液体クロマトグラフィー−質量分析)またはHPLC/MS(高速液体クロマトグラフィー−質量分析)分析法を使用して検出し得る。これらの技術は、LCまたはHPLCの物理的分離能を質量分析法の質量分析能と組み合わせており、複合混合物中の対象の化学物質を検出し得る。
アジュバント
アジュバントとは、免疫応答を生成する上で免疫原を補助し得る物質である。アジュバントは、例えば、以下の機構、抗原の生物学的または免疫学的半減期を高める;抗原提示細胞への抗原送達を改良する;抗原提示細胞による抗原プロセシングおよび提示を改良する;用量節約を達成する;および免疫調節性サイトカイン産生を誘導する、ような一または複数の異なる機構によって機能し得る(Vogel,2000,Clin Infect Dis 30:S266)。いくつかの実施形態において本発明の組成物は、rdCMVおよびアジュバントを含む。
種々の異なる型のアジュバントが、免疫応答の生成を補助するために採用され得る。特定のアジュバントの例には、水酸化アルミニウム;リン酸アルミニウム、アルミニウムヒドロキシホスファート、不定形アルミニウムヒドロキシフォスファートサルファートアジュバント(AAHSA)または他のアルミニウム塩;リン酸カルシウム;DNA CpGモチーフ;モノホスホリルリピドA;コレラ毒素;E.coli熱不安定性毒素;百日咳毒素;ムラミルジペプチド;不完全フロイントアジュバント;MF59;SAF;免疫刺激複合体;リポソーム;生分解性マイクロスフェア;サポニン;非イオン性ブロック共重合体;ムラミルペプチドアナログ;ポリホスファゼン;合成ポリヌクレオチド;IFN−γ;IL−2;IL−12;およびISCOMが含まれる。(Vogel,2000,Clin Infect Dis 30:S266;Klein et al.,2000,J Pharm Sci 89:311;Rimmelzwaan et al.,2001,Vaccine 19:1180;Kersten,2003,Vaccine 21:915;O‘Hagen,2001,Curr.Drug Target Infect.Disord.1:273)
いくつかの実施形態において、限定されるものではないが不完全フロイントアジュバントおよびMF59を含む油性アジュバントは、本発明の組成物において使用されない。
他の実施形態において、限定されるものではないがISCOMTRIX(登録商標)アジュバントおよび/またはリン酸アルミニウムアジュバントを含む粒子状アジュバントは、本発明の組成物において使用される。
医薬組成物
本発明のさらなる特徴は、CMV感染患者を治療するためのおよび/またはCMV感染の可能性を減少するための組成物、好ましくは免疫原性組成物またはワクチンにおける本明細書記載の組換えCMVの使用である。適宜、組成物は薬学的に許容可能な担体を含む。
「薬学的に許容可能な担体」とは、全身投与において安全に使用し得る液体賦形剤、希釈剤または封入物質を意味することが意図されている。特定の投与経路に依存して、当該分野で周知の種々の薬学的に許容可能な担体が使用され得る。これらの担体は、糖類、デンプン、セルロースおよびその誘導体、麦芽、ゼラチン、タルク、硫酸カルシウム、植物油、合成油、ポリオール、アルギン酸、リン酸緩衝生理食塩水を含むリン酸緩衝液、乳化剤、等張性生理食塩水および発熱性物質除去蒸留水を含む群より選択され得る。具体的には、薬学的に許容可能な担体には、緩衝液、注射用滅菌水、通常生理食塩水またはリン酸緩衝生理食塩水、ショ糖、ヒスチジン、塩類およびポリソルベート等の異なる成分が含まれ得る。「生理学的に許容可能な」、「希釈剤」または「賦形剤」等の用語は、同じ意味で使用し得る。
ワクチンの製剤化法は、例えばNew Generation Vaccines(1997,Levine et al.,Marcel Dekker,Inc.New York,Basel,Hong Kong)において開示されており、本明細書において参照することにより援用される。
製剤
いくつかの実施形態において本発明のrdCMVは、免疫応答を引き起こすために患者に投与される。免疫原性組成物の保存の間、rdCMV組成物の効力の損失を最小化または回避することが望ましい。当該目的を支持する条件には、限定されるものではないが、(1)持続的な保存安定性、(2)凍結−融解サイクルストレスに対する耐性、(3)雰囲気温度で1週間までの安定性、(4)免疫原性の維持、(5)アジュバント戦略との相性、が含まれる。rdCMVの安定性に影響する条件には、限定されるものではないが、緩衝液のpH、緩衝液のイオン強度、特定の賦形剤の有無および温度が含まれる。組成物は、ワクチン組成物として適する精製rdCMVウイルス粒子の安定性を高めるために緩衝液を含む。
ウイルス粒子の完全性の保存性は、マウスにおける免疫原性分析法および/またはウイルス侵入分析法によって評価され得る。ウイルスの侵入事象は、五量体gH複合体を含むウイルスの糖タンパク質の完全性および機能に依存する。五量体gH複合体はまたrdCMVの実質的な免疫原性も提供し、従って二つの特性は関連している。
いくつかの実施形態においてrdCMVは、5から7の間のpHで15〜35mM ヒスチジンおよび100〜200mM NaClを含む緩衝液中に保存される。より特定の実施形態において緩衝液は、pH6で25mM ヒスチジンおよび150mM NaClを含む。
他の実施形態において、例えばポリオール(限定されるものではないが、マンニトールおよびソルビトールを含む);単糖類(限定されるものではないが、グルコース、マンノース、ガラクトースおよびフルクトースを含む):二糖類(限定されるものではないが、ラクトース、マルトース、ショ糖、ラクツロースおよびトレハロースを含む)および三糖類(限定されるものではないが、ラフィノースおよびメレジトースを含む)等の糖類がさらなる安定性を与えるために添加され得る。より特定の実施形態において糖はショ糖である。より一層の特定の実施形態において、ショ糖は5〜15%の間である。
好ましい実施形態においてrdCMVは、pH6で25mM ヒスチジン、150mM NaCl、9%ショ糖を含む緩衝液中で保存される。
投与
本明細書記載のrdCMVは、当該分野で周知の技術と共に本明細書に示したガイダンスを使用して製剤化され患者に投与され得る。医薬投与一般に関するガイドラインは、例えば、Vaccines(「ワクチン」) Eds.(編者)Plotkin and Orenstein,W.B.Sanders Company,1999;Remington‘s Pharmaceutical Science 20th Edition(「レミントン薬学 第20版」),Ed.(編者)Gennaro,Mack Publishing,2000;およびModern Pharmaceutics 2nd Edition(「現代薬学 第2版」),Eds.Banker and Rhodes,Marcel Dekker,Inc.,1990に与えられている。
ワクチンは、皮下、筋肉内、静脈内、粘膜、非経口、経皮または皮内のような異なる経路によって投与され得る。皮下および筋肉内投与は、例えば針式注射器またはジェット式注射器を使用して実施され得る。一実施形態において本発明のワクチンは筋肉内で投与される。経皮送達または皮内送達は、皮下注射針注射、またはマイクロニードルまたはマイクロアレイパッチ等のイネーブル装置により達成され得る。
本明細書記載の組成物は、投与製剤と整合する方法により、そしてCMV感染(一次、回帰および/重複を含む)の可能性を治療しおよび/または低下するために免疫学的に有効であるような量で投与され得る。本発明において患者へ投与される用量は、CMV感染レベルの低下、CMV感染に関連する疾病の症状の改善および/またはCMV感染の期間および/または重症度の軽減化等の有益な応答をもたらすために、またはCMV感染(一次、回帰および/または重複を含む)の可能性を低下するために、患者において長期間にわたり有益な応答を奏するよう十分でなければならない。
適切な投与レジメは当業者によって容易に決定され得るが、好ましくは、患者の年齢、体重、性別および病状;投与経路;所望の効果;および用いられる特定の組成物を含む、当該分野において周知の要因を考慮して決定される。CMVに対する治療または予防において投与されるべきrdCMVの有効な量を決定する際に医師は、循環血漿ウイルス濃度、疾患進行および/または抗CMV抗体産生を評価してもさしつかえない。ワクチン組成物の用量は、10ないし1012プラーク形成単位(pfu)の範囲から構成される。別の実施形態において用量範囲は、10ないし1010pfu、10ないし10pfu、10ないし10pfuまたはこれらの決められた範囲の任意の用量である。複数のワクチンが投与されるときは(即ち、混合ワクチンの際)、各々のワクチン剤の量はそれらについて記述された範囲内である。
ワクチン組成物は、単回投与または複数投与方式で投与され得る。ワクチンは、安定化緩衝液および適したアジュバント組成物の同定を受けて、投与に先立つ数時間または数日前にアジュバントと調製され得る。ワクチンは、0.1mLないし0.5mLの範囲の通常実施される量で投与され得る。
投与のタイミングは当該分野において周知の要因に依存する。初回投与後に、一または複数の用量が抗体力価およびT細胞免疫を維持および/または追加免疫するために投与されてよい。さらなる追加免疫が、ELISPOT等の抗体力価およびT細胞免疫に反映される免疫応答の防御レベルを維持するために要求されてもよい。当該免疫応答レベルは臨床試験の対象である。
混合ワクチン接種については、免疫原の各々は一の組成物中で一緒にまたは異なる組成物中で別々に投与され得る。本明細書記載のrdCMVは、一または複数の望ましい免疫原と共に同時に投与される。用語「同時に」とは、正確に同時の治療薬の投与に限定されるものではなく、むしろ本明細書記載のrdCMVおよび他の望ましい免疫原が順番に、かつ、もしそれらが別な方法で投与されたときと比べて、それらが一緒になって増大した有用性を提供できるよう作用し得るような時間の間隔内に患者に投与されることを意味する。例えば、各々の治療薬は同時にまたは異なる時点で任意の順番で順次投与されてもよいが、しかしながら同時に投与されない場合には、それらは所期の治療効果を提供するように時間的に十分接近して投与されるべきである。各々の治療薬は、任意の適切な剤形および任意の適した経路によって別々に投与され得る。
患者集団
「患者」とは、CMVに感染され得る哺乳動物を表す。好ましい実施形態において患者はヒトである。患者は予防的または治療的に処置され得る。予防的処置は、一次感染、回帰感染(即ち、潜在性CMVの再活性化に起因する感染)および重複感染(即ち、患者が前に感染したのとは異なるCMV株による感染に起因する感染)を含むCMV感染の可能性または重症度を低下させるために十分な防御免疫を提供する。治療処置はCMV感染の重症度を低下させるため、または回帰または重複感染の可能性/重症度を低下させるために実施され得る。
治療は、明細書記載のrdCMVを含む医薬組成物を使用して実施され得る。医薬組成物は、一般集団に、特にCMV感染(一次、回帰か重複のいずれでも)のリスクが高い人々に対しまたはCMV感染が特に問題となるであろう人々(例えば、免疫不全個体、移植患者または妊婦等)のために投与され得る。一実施形態において、妊娠可能年齢の女性、特に思春期前期の女性は、妊娠中のCMV感染(一次、回帰か重複のいずれでも)の可能性を低下させるためにワクチン接種される。
治療を必要とする人々には、すでに感染した人々、ならびに感染し易い人々または感染の可能性の低下が望まれる人々が含まれる。治療は、潜在性CMVの再活性化による感染を含む、CMV感染に関連した疾患の症状を改善しおよび/またはCMV感染の期間および/または重症度を軽減し得る。
CMV感染(一次、回帰か重複のいずれでも)のリスクが高い人々には、免疫の減衰した患者または免疫の減衰をもたらす治療を受けている患者(例えば、癌の化学療法または放射線療法をうけているまたは免疫抑制剤を摂取している患者)が含まれる。本明細書で用いる場合「減衰した免疫」とは、適切に機能しないまたは正常で健康な成人のレベルで機能しない免疫応答のために、感染と闘う能力が低下した免疫系を表す。免疫の減衰した患者の例は、幼児、低年齢小児、高齢者、妊婦またはHIV感染またはAIDS等の免疫系の機能に悪影響を与える疾病に罹患した患者である。
実施例
本発明の種々の特徴をさらに説明するために、以下に実施例を示す。実施例はまた、本発明を実施するための有用な方法も説明する。これらの実施例は請求項にかかる発明を限定しない。
実施例1
五量体gH複合体の復元
感染性CMVの細菌人工染色体クローンは、UL128、UL130およびUL131からなる五量体gH複合体を発現したコード化ビリオンが、gH/gLスキャフォールド上でアセンブルするように構築した。
CMV株であるAD169株は、もともとは7歳の少女の咽頭扁桃腺から単離された(Elek and Stern,1974,Lancet,1:1)。ウイルスは、ウイルスを弱毒化するために数種類のヒト線維芽細胞中で58回継代し(Neff et al,1979,Proc Soc Exp Biol Med,160:32)、最後5回の継代はWI−38ヒト線維芽細胞で行った。AD169ウイルスの継代変異株は、本研究においてMerck AD169(MAD169)と表すが、感染性BACクローンを構築するための親ウイルスとして使用した。親ウイルスAD169も継代変異株ウイルスMAD169のどちらも、UL131または五量体gH複合体を発現しなかった。
MAD169は、感染性細菌人工染色体(BAC)クローンを構築するために親ウイルスとして使用した。BACベクターは、CMVゲノム(〜230Kb)等の大型DNAフラグメントのE.coli中での遺伝子操作を可能とする分子ツールである。GFPマーカー遺伝子を伴うBACエレメントは、フラグメントの両端に作製したLoxP部位を有するUS28オープンリーディングフレームの終始コドンの直後(ウイルスゲノムのUS28ORFとUS29ORFの間)に挿入した(図1A)。即ち、2個のloxP部位により隣接されるGFP発現カセットおよびCMV US28−US29配列を含有するDNAフラグメントを合成して、pBeloBAC11ベクターにクローニングした。BACベクターは、制限酵素Pme Iにより直線化し、精製ビリオンから抽出したMAD169のDNAと共にMRC−5細胞中にコトランスフェクトした。組換え変異株は、緑色蛍光の発現により同定し、プラーク法で精製した。1回の増幅後に、環状形態のウイルスゲノムを感染細胞から抽出し、E.coli DH10細胞中に電気穿孔した。細菌コロニーは、US28およびUS29領域の存在を調べるためにPCRによってスクリーニングした。候補クローンは、EcoR I、EcoR V、Hind III、Spe IおよびBam HIの制限酵素分析によってさらに検討した。スクリーニング後、一のクローン、bMAD−GFPが親MAD169ウイルスと同一の切断パターンを示した。
MAD169における上皮指向性欠損の根底にあるUL131の最初のエクソン中のフレームシフト変異を、E.coliにおいて遺伝子的に修復した(図1B)。具体的には、UL131遺伝子中の7個のアデニンヌクレオチド(nt)のAストレッチから1個のntを欠失させた(図1B)。1個のntの欠失が、UL131による上皮および皮内細胞指向性を奪回するために十分だったために、今や五量体gH複合体が発現されている。発現は、ELISAおよびウェスタンブロットによって確認した(データ未記載)。このクローンはLoxP/Cre組換えによりBAC染色体部分を除去することによってさらに修飾した。BAC DNAを、感染性のウイルスを取り戻すためにヒト網膜色素上皮細胞であるARPE−19細胞(ATCC寄託番号CRL−2302)にトランスフェクトした(図1C)。得られた感染性のウイルスは、BAC由来上皮指向性MAD169ウイルス(beMAD)と命名されたが、(1)単一のアデニンヌクレオチドが欠失されたUL131のORF、および(2)US28ORFとUS29ORFの間に挿入された34bpのLoxP部位、の二か所の遺伝子座においてMAD169と異なる(表2を参照されたい)。
BACクローンbeMADのゲノムは、完全に配列決定された。beMADの全体ゲノム構造は、ATCC AD169変異株(GenBank寄託番号X17403)において報告されたものと同一であり、二つの特異領域、即ち長い特異領域(UL)および短い特異領域(US)を含む。各々の特異領域は、二つの反復配列、即ち長い末端反復(TRL)−長い内部反復(IRL)、短い末端反復(TRS)−短い内部反復(IRS)によって囲まれている。継代変異株MAD169およびbeMAD由来ウイルスの増殖速度は、ヒト繊維芽株化細胞であるMRC−5細胞(ATCC寄託番号CCL−171)において区別不能だった(データ未記載)。gH複合体は線維芽細胞上での増殖にとって必要ではないので、MAD169とbeMADの間のgH複合体発現における相違は関連性がない。
Figure 2014527809
実施例2
従来の不活化法のgH複合体への影響
ウイルス不活化の二つの従来法、即ちγ線照射およびβ−プロピオンラクトン(BPL)のgH発現CMVに関する影響を調べた。
γ線照射を凍結乾燥ビリオンに実施した。HNS(25mM ヒスチジン、150mM NaCl、9%(w/v)ショ糖、pH6.0)製剤中で0.15mg/mL濃度の組換えCMVワクチンを、乾燥粉末を得るために保存的な凍結乾燥サイクル(−50℃での凍結および−35℃で〜30時間の一次乾燥、続いて25℃で6時間の二次乾燥)を使用して凍結乾燥した。ワクチンを、3mLのガラスバイアル中、各バイアルに0.5ml充填して凍結乾燥した。凍結乾燥の最後にバイアルを窒素環境下で栓をして、試料を取出し、ラベルをし、圧着してγ線照射まで−70℃に保存した。バイアルを、Co照射器下で所期の照射線量だけ照射した。
BPL処理については、BPL保存液が0.01%または0.1%(v/v)の終濃度に達するまで、ARPE−19細胞上の増殖液由来の粗ウイルス培養上清に添加された。反応は、さまざまな時点でチオ硫酸ナトリウムにより終結した。BPL処理したgH発現CMVは、次に超遠心分離によって精製した。
双方の方法に対する不活化速度は、ARPE−細胞におけるプラーク分析法によって測定した。即ち、PBS中でウイルス試料の段階希釈液を作成し、ARPE−19細胞を播種しておいた6ウェルプレートの各ウェルに接種するために0.1mLを使用した。ウェル当たり6mLの0.5%アガロースを含有するオーバーレイ培地の添加前に、プレートを37℃で1時間インキュベートする。プレートを37℃で18日間インキュベートする。プラークを可視化するために、約0.5mLのMTT溶液(チアゾリルブルーテトラゾリウムブロマイド、Sigma M5655)を5mg/mLで各ウェルに添加した。プレートを37℃で2〜4時間インキュベートし、プラークはライトボックス下で計数した(図2Aおよび2C)。
不活化gH発現CMVの免疫原性は、マウス中に誘導される中和抗体力価を測定することによって分析した。即ち、雌性Balb/cマウス(n=10)を用量当たり2.5μgのCMVにより0および3週間目に免疫化した。4週目に血清を収集し、ウイルス上皮侵入に対する中和活性について評価した。中和力価(NT50)は、負の対照と比較してウイルス上皮侵入において50%の減少を生じさせる血清の希釈度の逆数として定義した。マウスの免疫原性研究からの結果は、双方の従来の不活化法がgH発現CMVによって誘導される中和抗体力価について負の影響を有することを示した(図2Bおよび2D)。NT50力価の低下は、γ線照射またはBPLによる処理期間と相互に関連があった。長期の処理は、五量体gH複合体発現CMVを、免疫原性の点からむしろマウスにおける親AD169CMVに近い状態にした。γ線照射またはBPLにより不活化されたワクチンを試験したとき、同様の結果がウサギおよびアカゲザルにおいて観察された(データ未記載)。これらの知見は、五量体gH複合体が選択された不活化条件下で双方の不活化法に感受性であることを明らかにした。
実施例3
FKBP−必須タンパク質融合体の構築およびスクリーニング
CMVを、条件付き複製欠損型でありながら、上皮指向性を回復する弱毒化AD169株の主鎖を使用して構築した。上皮指向性を復元するために、実施例1に記載の方法を使用した。
FKBP誘導体に融合すべきウイルスタンパク質は、二つの基準に基づいて選択した。第一に、目的のタンパク質はプロテオミクス分析によってCMVビリオン中に検出されなかったので(Varnum et al.,2004,J.Virol.78:10960)、従ってFKBP融合タンパク質がウイルスに取り込まれる可能性を低下させる。第二に、目的のタンパク質は組織培養中でのウイルス複製に必須である。
親ウイルスとしてbeMADを使用して、FKBP誘導体(配列番号12)は、IE1/2(配列番号1)、pUL37x1、pUL44、pUL51(配列番号3)、pUL52(配列番号5)、pUL53、pUL56、pUL77、pUL79(配列番号7)、pUL84(配列番号9)、pUL87およびpUL105を含む12の必須ウイルスタンパク質に個別的に融合した。FKBPに融合した二つの異なる必須タンパク質を有するウイルス、即ちIE1/2およびUL51の各々がFKBP誘導体に融合したウイルス、もまた構築した(不安定化IE1/2およびUL51を有するrdCMVのゲノムを配列番号14に示す)。構築後、全ての組換えBAC DNAは、ARPE−9細胞にトランスフェクトし、Shld−1を含有する培地中で培養した。
ウイルス増殖のShld−1依存性を検討した。IE1/2、UL51、UL52、UL84、UL79およびUL87融合ウイルスは、プラーク分析法において2μM Shld−1中で速やかに救出された(データ未記載)。UL37x1、UL77およびUL53ウイルスもまたプラークを形成したが、プラークは小さく、それらは親beMADと比較して著しく緩慢に成長した。Shld−1濃度を10μMまで増加してもウイルス増殖を顕著には促進しなかった(データ未記載)。UL56およびUL105融合体は救出されなかったが、このことはこれらのタンパク質のタグ付けがこれらのタンパク質の機能または隣接する遺伝子の発現を崩壊させることを示唆している。
Shld−1の有無におけるウイルス複製をさらに評価するために、様々な濃度のShld−1を追加の実験において使用した。ARPE−19細胞を、必須タンパク質に融合したFKBP誘導体も含有する、gH発現CMVにより0.01pfu/mlのMOI(感染多重度)で感染した。1時間の感染後に細胞を、接種菌液からShld−1を除去するために新鮮な培地で2回洗浄した。次に接種菌液を、Shield−1を0.05、0.1、0.5または2μM含有する培地中で培養されたARPE−19細胞に添加した。感染後7日目に上清中のセルフリー子孫ウイルスを収集して、Shield−1が2mM補充されたARPE−19細胞上に滴定した。ウイルス力価を、50%組織培養感染量(TCID50)分析法によって測定した。即ち、この希釈分析法は、感染宿主の50%を死滅させるために要求されるウイルス量を定量する。ARPE−19細胞を播種して、ウイルスの段階希釈液を添加した。インキュベーション後に、各々のウイルス希釈液について細胞死(即ち感染細胞)のパーセンテージを手作業で観察し記録した。結果は、TCID50を数学的に算出するために使用した。
図3に示す通り、すべてのFKBP融合体を含有するCMVの効率的な複製は、様々な度合であるがShield−1濃度に依存した。概してより低濃度のShield−1は、子孫ウイルス産生の力価を低下させた。単一融合体を有するウイルスの中で、UL51とUL52だけが複製のためにShield−1を絶対的に要求した。単一融合体、IE1/2、UL84、UL79およびUL87を有する他のウイルスは、Shield−1の非存在下において検出可能な子孫ウイルスを産生し得た。制御は、FKBP誘導体がUL51またはUL52に融合したときに最も堅固だった。
IE1/2、UL51、IE1/2−UL51融合体を有するウイルスの増殖速度を、2μMのShld−1の有無における親beMADウイルスと比較した。図4に示す通り、Shld−1の存在下において単一または二重融合体は、親beMADと同等の増殖速度を有した。しかしながらShld−1の非存在下においては、親beMADよりもより低率でより緩慢であるがIE1/2だけが複製し得た。
二重融合ウイルスにおけるウイルス複製の制御の堅固さをも、異なる細胞型において試験した(図5)。これらの細胞には、ヒト臍帯静脈細胞(HUVEC)、MRC−5繊維芽細胞、大動脈平滑筋細胞(AoMC)、骨格筋細胞(SKMC)およびCCF−STTG1星状細胞種細胞が含まれた。細胞は、0.01pfu/細胞のMOI(5pfu/細胞のMOIで感染したCCF−STTG1を除く)でIE1/2−UL51融合ウイルスに感染し、次にShield−1の存在下または非存在下に培地中でインキュベートした。すべての細胞型は、Shield−1の存在下でウイルスの溶解感染を支持し得た。Shield−1の非存在下でウイルス産生は検出されなかった。
実施例4
動物におけるIE1/2−UL51二重融合ウイルスの免疫原性
IE1/2−UL51二重融合ウイルスの免疫原性を、マウス、ウサギおよびアカゲザルにおいて評価した。IE1/2−UL51二重融合ウイルスまたは親beMADウイルスに対するマウスにおける用量依存的中和応答を最初に比較した(図6A)。6週齢の雌性BALB/cマウスを、0および4週目に、beMADまたはIE1/2−UL51二重融合ウイルスにより0.12μgないし10μgの範囲の用量で免疫した。6週目の血清試料を収集し、上記の通りARPE−19細胞上でCMVマイクロ中和分析法によって分析した(Tang et al,Vaccine,“A novel throughput neturalization assay for supporting clinical evaluations of human cytomegalovirus vaccines(ヒトサイトメガロウイルスワクチンの臨床評価を支援する新処理能中和分析法)”e−published(電子出版) August 30,2011 at doi(デジタル識別子):10.1016/j.vaccine.2011.08.086)。応答は、0.12、0.37、1.1、3.3および10μgの用量で比較した。低用量範囲(0.12ないし1.1μg)において、beMADは、用量レベルが0.37より高いときには、一貫して検出された中和抗体についてわずかにより免疫原性だった。高用量範囲(3.3および10μg)において、二つのウイルスによって誘導された中和抗体力価は同等であった。
次に、ウサギにおける10μg用量での種々のウイルスの免疫原性を比較した。雌性NZWウサギを、0、3および8週目に、beMADまたは表示した融合ウイルスの10μgにより免疫した。10週目の血清を収集し、ARPE−19細胞上でCMVマイクロ中和分析法によって分析した(図5B)。beMAD、単一融合ウイルスIE1/2またはUL51および二重融合ウイルスIE1/2−UL51は、AD169に類似して五量体gH複合体を欠くウイルスであるMAD169よりも顕著に高い中和抗体力価を誘導し得た。これは、ウイルスによるgH複合体の発現が組換えCMVの免疫原性を顕著に高めたということを裏付けた。
次に、二重融合IE1/2−UL51ウイルスまたは親beMADウイルスの100μgの免疫原性をアカゲザルにおいて試験した。12週目の血清を収集し、ARPE−19細胞上でCMVマイクロ中和分析法によって分析した。12週目(投与3の後)のNT50力価のGMTは、それぞれ11500または15600だった。これらの力価は、自然感染した個体において観察されるNT50力価と同等であった(図5C)。
二重融合ウイルスIE1/2−UL51CMVワクチンで誘導された免疫応答の寿命を、アカゲザルにおいて明らかにした。動物を、10μg/用量か100μg/用量かいずれかの二重融合ウイルスIE1/2−UL51によりワクチン接種した(総タンパク質量に基づいて)。また不定形アルミニウムヒドロキシフォスファートサルファート(AAHS)またはISCOMAATRIX(登録商標)アジュバントを含む10μg/用量ワクチンの製剤も含めた。ワクチンを0、8および24週目にアカゲザルに投与した(n=5)。比較のために、対照群は、MF59アジュバントと処方した組換えgBを、30μg/用量で、0、4および24週目に投与した。すべての群に対する相互のNT50力価についての幾何平均(GMT)を縦に示した(図7)。ワクチン接種に先立って、40を超える検出可能な中和抗体力価はいかなるサルにも存在しなかった。最小の中和活性は、全ての群に対して最初の投与後の4週目に検出されたが、中和抗体力価は約12週目および28週目(それぞれ二次接種および三次接種後4週目)にピークに達した。100μg/用量群に対する28週目のピークのGMTは、14,500であった(10μg/用量群に対する力価4,660より約3倍高い)。AAHSではなくISCOMATRIX(登録商標)アジュバントが、10μg/用量群について比較するとアジュバントの利益を与えた。ISCOMATRIX(登録商標)群に対する28週目のGMTは15,800を測定したが、一方AAHS群は3,000および10μg/用量群は4,660であった。最小の中和活性が対照群(gB/MF59)に対して検出されたが、ピークのGMTは決して200を超えなかった。研究72週目、即ち0、8および24週目でのワクチン接種投与レジメの終了後1年近い頃に、100μg/用量群およびISCOMATRIX(登録商標)製剤群に対するGMTは、それぞれ1400および3000を維持していた。この時点で、10μg/用量群およびAAHS群に対するGMTは約200であった。
アカゲザル由来の末梢血単核細胞(PBMC)は、ワクチン接種レジメの28週目(投与3後の4週目)に収集し、IFN−γELISPOT分析法で評価した。サルは、二重融合ウイルスIE1/2−UL51の100μg/用量(図8A)または10μg/用量(図8B〜8D)のいずれかでワクチン接種した。さらに、無アジュバント(図8B)、またはAAHS(図8C)、あるいはISCOMATRIX(登録商標)(図8D)アジュバントを含むいずれかの10μg/用量を処方した。5個のHCMV抗原を示す、プールされたオーバーラップするペプチドの抗原を、エクスビボでのIFN−γ産生を刺激するために使用した。使用したHCMV抗原は、IE1およびIE2(双方ともウイルス調節タンパク質)ならびにpp65、gBおよびpp150(主なウイルス構造抗原)であった。T細胞応答の質は、ELISPOT応答の大きさ(幾何平均)ならびにウイルス抗原に対する応答率によって評価した。ワクチン接種に先立って、抗原特異的ELISPOT力価はいずれのサルにおいても存在しなかった(データ未記載)。
28週目に、5個のHCMV抗原(即ち、IE1、IE2、pp65、gBおよびpp150)に対するELISPOT応答の幾何平均は、それぞれ、100μg/用量群について186、132、253、87、257スポット形成細胞(SFC)/10PBMCであったのに対して、10μg/用量群については21、24、107、111、33SFC/10PBMCであった(図8Aおよび8B)。各群(n=5)における応答動物は、55SFC/10PBMC以上かつ抗原特異的応答におけるジメチルスルホキシド(DMSO)応答の3倍以上の増加、というカットオフ基準に基づいてスコア化した。5個のHCMV抗原(即ち、IE1、IE2、pp65、gBおよびpp150)に対する応答動物の数は、100μg/用量群について4、4、5、1、3であったのに対し10μg/用量群については1、1、5、4、0であった。
二重融合ウイルスIE1/2−UL51の10μg/用量に対するT細胞応答に関するISCOMATRIX(登録商標)アジュバントの影響を図8Dに示す。5個のHCMV抗原(即ち、IE1、IE2、pp65、gBおよびpp150)に対するELISPOT応答の幾何平均は、それぞれ114、53、491、85、113SFC/10PBMCであり、群(n=5)中の応答動物の数はそれぞれ3、2、5、3、3であった。ISCOMTRIX(登録商標)アジュバントの群におけるT細胞応答の大きさと幅は、100μg/用量群におけるそれらと類似していた。
ISCOMATRIX(登録商標)を含む10μg/用量または100μg/用量の二重融合ウイルスIE1/2−UL51によりワクチン接種された動物由来のPBMCを、HCMV抗原(pp65、IE1、IE2または全HCMVビリオン)により刺激した後に細胞内サイトカイン染色によりさらに分析した。負の対照は二重融合ウイルスIE1/2−UL51によりワクチン接種されていない一匹の無感作のサルであり、一方、正の対照はスタフィロコッカスエンテロトキシンB(SEB)であった。図9は、負の対照が全ての抗原刺激に対し最小の応答を示したが、想定通り正の対照剤であるスタフィロコッカスエンテロトキシンB(SEB)に対し応答したことを示す。両群からのワクチン接種された全10匹のサルは、類似した大きさとパターンでHCMV特異的抗原に応答した。各々の抗原に対する幾何平均値を、全てのサルに対して算出した。すべてのサルは、そのPBMCがCMV抗原ペプチドプール(即ち、pp65、IE1およびIE2)により刺激されたとき、同等のCD8+(図9A)およびCD4+(図9B)T細胞応答を示したが、一方、全HCMV粒子ビリオンにより刺激されたときには優先的にCD4+T細胞応答を示した。全粒子ビリオンはタンパク質抗原であり、おそらく外来性抗原としてプロセシングされ、MHCクラス分子によってCD4+T細胞に提示されるので、このことは予想外というわけではなかった。二重融合ウイルスIE1/2−UL51は、HCMV感染した健康な被験者に通常みられるT細胞応答と類似する、CD4+およびCD8+表現型の双方のT細胞応答を誘発し得る。
アルミニウム塩を含む二重融合ウイルスIE1/2−UL51の異なる製剤を、その中和抗体を産生する能力についてアカゲザルにおいて比較した(図10)。二重融合ウイルスIE1/2−UL51の30μg/用量は、HNS(緩衝塩基)、不定形アルミニウムヒドロキシフォスファートサルファート(AAHS)、又はMerckリン酸アルミニウムアジュバント(MAPA)のいずれかと処方して、0および8週目に投与した。12週目に収集された血清試料は、MAPAが中和抗体誘導を増強したとはいえ、その増強が統計的に有意でなかったことを明らかにした(両側不対t検定)。
実施例5
保存緩衝液の確認試験
HBSS(ハンクス平衡塩類溶液)中で使用まで−70℃に保存されたCMVウイルスを、適切な緩衝液で〜10倍に希釈した。各々の試料におけるHBSS緩衝液の残差成分には、塩化カリウム0.533mM、第一リン酸カリウム0.044mM、第二リン酸ナトリウム0.034mM、塩化ナトリウム13.79mM、重炭酸ナトリウム0.417mMおよびグルコース0.1%(w/v)が含まれた。次に試料を、室温もしくは2℃〜8℃の温度で4日間保存または凍結融解した。1又は3サイクルのいずれかの凍結融解のために、試料を−70℃で少なくとも1時間保存し、RTで30分間融解した。試料の安定性は、ウイルス侵入分析法を使用して4日目に試験した。即ち、応答曲線を得るためにいくつかの異なる試料希釈液を使用して分析を実施し、EC50(μg/mL)値をウイルス侵入分析の結果から非線形曲線近似によって得た。EC50値が低いほど良好な安定性を表す。安定性試料のEC50値を−70℃凍結の対照試料と比較した。
ウイルス侵入分析は、ARPE−19細胞に感染し、そしてIE1(前初期タンパク質1)を発現するCMVの能力を測定する。分析は、透明な96ウェルプレートで実施する。固定細胞中の標的タンパク質を検出するために、IE1特異的一次抗体およびビオチン標識二次抗体を使用し、各ウェルからの蛍光シグナルを、Sapphire 700/DRAQ5と共にIR Dye 800CWストレプトアビジンを使用して定量する(細胞数入力正規化のため)。結果を、800/700積算強度比(積算比)対CMV濃度(総タンパク質、μg/mL)としてプロットした。EC50値もまた感染性試験の結果から非線形曲線近似を使用して得た。ARPE−細胞のウイルス感染は、ウイルス糖タンパク質抗原、特に五量体gH複合体の完全性に因るので、EC50値はウイルス粒子がこれらの条件下でどれだけ良好に保存されるかを反映する。
図11に示す通り、CMVは、RTでHBSS中に4日間保存されると感染性を失う。さらに、HBSS中での3サイクルの凍結融解は、ウイルス侵入分析法により評価すると完全な感染性の喪失をもたらす。従ってHBSSは、CMV保存に対する最適の緩衝液ではなかった。
室温でのCMV安定性に関するpHの影響を、3ないし8のpH範囲を使用して検討した。以下の緩衝液:クエン酸緩衝液(25mM)、pH3.0;酢酸緩衝液(25mM)、pH4;酢酸緩衝液(25mM)、pH5;ヒスチジン緩衝液(25mM)、pH6;HEPES緩衝液(25mM)、pH7;ハンクス平衡塩類溶液(HBSS)、pH7.5およびTris緩衝液(25mM)、pH8を利用した。
試料を、ウイルスの原体を適切な緩衝液により10回希釈して調製した。試料をRT(25℃)で4日間保存した。4日目に、試料の安定性を、ウイルス侵入分析法を使用して測定した。HBSS中−70℃で凍結保存したCMVを、対照として処理した。各々の試料に対する紫外・可視スペクトルを、保存中に生じた構造変化および凝集を調べるために、時間0および4日目に取得した。
図12に示す通り、pH6の25mM ヒスチジン緩衝液は、他の試験pHと比較してRTでより高い感染性を維持することによってCMVに対してより良好な安定性を与えた。紫外スペクトルの二次導関数は、全pHで類似したウイルスの構造特性を示した(データ未掲載)。顕著な凝集は、350nmでの光学密度による測定で試験pHのいずれにおいても観察されなかった(データ未記載)。
CMVウイルス安定性に関する、単独または塩化ナトリウムとの併用による尿素の影響を、pH6の25mMヒスチジン緩衝液中で試験した。2%尿素単独の添加はCMV安定性に影響しなかった。しかしながら、150mM NaClとの併用での2%尿素は、RTでCMVの安定性を改善した(図13)。
CMV安定性に関するイオン強度の影響をpH6で検討した。NaClの増加する濃度(0mM、75mM、150mMおよび320mM NaCl)をpH6の25mMヒスチジン緩衝液に添加した。CMV安定性はイオン強度に依存し、ここで高いイオン強度ほどより良好な安定性をもたらした(図14)。尿素の存在は、CMV安定性に全く影響がないかまたは最小の影響しかなかった(データ未記載)。
さらにいくつかの他の賦形剤(ショ糖、ソルビトール、グリセリンおよびプロリン)を、室温でのgH発現のCMV安定性に関するその影響についてスクリーニングした。試験した賦形剤を、ウイルス侵入分析法を使用してCMVウイルス安定性を測定する前に、pH6の25mMヒスチジン緩衝液中のCMVに室温で4日間添加した。EC50値を試料に対して算出した。試験した全ての賦形剤中、150mM NaCl単独または9%(w/v)ショ糖との併用がpH6でのより良好な安定性を与えた(データ未記載)。従ってRTでのCMV保存のために推奨できる緩衝液は、150mM NaClを含み、9%(w/v)ショ糖を含むかまたは含まない25mMヒスチジン(pH6)である。
凍結融解の間のCMV安定性に関する凍結保護物質の影響を調べた。既に述べた通り(図11)、HBSS中のCMVは、三回の凍結融解サイクルを受けると完全にその感染性を失った。いくかの凍結保護物質(ショ糖、ソルビトール、グリセリンを含む)を、CMVへの凍結融解ストレスを減少する能力についてスクリーニングした。各々の凍結融解サイクルのために、試料は−70℃で少なくとも1時間凍結し、RTで30分間融解した。凍結保護物質の添加は、増強されたウイルス安定性をもたらした。さらに、150mM塩化ナトリウムと組み合わせた9%(w/v)ショ糖は、他の試験凍結保護物質と比較すると顕著に高められたウイルス安定性をもたらした(図15)。従って−70℃でのまたは3回までの凍結融解サイクルでのCMV保存のための推奨緩衝液組成物は、25mMヒスチジン、150mM NaClおよび9%ショ糖(HNS緩衝液)である。
HNS緩衝液を、3回の凍結融解サイクル、冷却(2〜8℃)およびRT(25℃)におけるCMV安定性の保護についてHBSS緩衝液と比較した。HNS緩衝液は、全ての試験保存条件においてCMV生菌ウイルスに対するより良好な安定性を与えた(データ未記載)。
実施例6
HNS緩衝液中でのCMV安定性
二重融合IE1/2−UL51CMVウイルスのストック溶液を、HNS緩衝液に補給し、使用まで−70℃で保存した。安定性研究は100μg/mLの濃度(ブラッドフォード分析法により測定した総タンパク質含量に基づく)で実施した。原体ウイルスは、最終ウイルス濃度を得るようにHNS緩衝液により希釈した。次に試料を適切な温度で保存し、記載の通り3か月まで試験した。凍結融解のために、試料を−70℃で少なくとも1時間凍結し、室温で30分間融解した。試料は種々の時点で取り出し、分析するまで−70℃で凍結保存した。
試料の総タンパク質含量は、ブラッドフォード分析法を使用して測定した。試料の総タンパク質含量は、3か月の期間にわたり変化しなかった(データ未記載)。
経時的な試料中のCMVの粒子径は、DLS法を使用して試料の流体力学的直径を測定することによってモニターした。この方法では、経時的にかつ異なる保存温度でウイルス粒子のいかなる凝集または崩壊をもモニターした。実質的な傾向は、一定の試料の粒子径における突発的変化について確認されなかった(データ未記載)。結果は、ウイルス粒子が高温度でもインタクトであり凝集していなかったことを示した。
実施例7
ウイルス侵入および免疫原性に関する保存条件の影響
ウイルス侵入力価(EC50値)における顕著な変化が、CMV試料を種々の保存温度に晒すことによって観察された(データ未記載)。−20℃での保存は、2〜8℃および25℃と比較してより低いウイルス侵入力価をもたらした。2〜8℃の試料の力価は、25℃保存と比較してより低いウイルス侵入力価であることが見出された。EC50値に基づいて、保存温度は次の順番(最も安定から最も不安定な順)、25℃>2〜8℃>−20℃で一カ月の時点まで順位づけされた。ウイルス侵入力価は、−20℃、2〜8℃および25℃で保存された試料に対して3カ月の時点で検出できなかった。
マウスの免疫原性研究は、安定性研究の終わりに開始し、CMV中和抗体を誘導するCMVの能力に関する保存温度の影響を測定した。マウスを、用量当たり2.5μgのワクチンの筋肉内注射により0日目に免疫し、21日目に追加免疫し続いて28日目に放血した。マウス血清は、ARPE19細胞を使用してgH発現CMVに対する中和抗体について試験し、NT50力価を非線形曲線近似によって得た。
IE1/2−UL51二重融合CMVの免疫原性に関する種々の温度での3か月間の保存の影響を評価した。NT50力価は、有意差はないものの(p=0.2584、一元配置分散分析法)保存温度に依存し、より高い温度では−70℃凍結対照と比較して低下した力価をもたらした(図16A)。−20℃に保存された製剤についてのNT50力価は2倍弱低かったが、しかしこれらの試料に対するウイルス侵入分析力価は、−70℃凍結対照と比較して著しく影響を受けた。−20℃、2〜8℃および25℃安定性試料に対するNT50力価の傾向は、これらの試料に対して得られるCMV質量ELISA力価に従っている。
IE1/2−UL51二重融合CMVの免疫原性に関する融解後の種々の温度における8時間保存の影響を評価した。製剤のNT50力価は−70℃凍結対照と比較した。NT50力価は、試料を8時間いかなる試験温度に保存しても影響されなかった(p=0.5865、一元配置分散分析法)(図16B)。
試料融解後の種々の時点についての二重融合IE1/2−UL51CMVの25℃での保存の影響は、マウスの免疫原性研究において評価した。これらの製剤のNT50力価は、−70℃凍結対照と比較した。TN50力価は、25℃で試料を1週間まで保存することによって影響を受けなかった(p=0.1848、両側不対t検定)。3月目に、NT50力価は2倍強だけ低下したが、これは25℃でのより長時間に対する製剤の起こり得る安定性の問題を示している(データ未記載)。
HNS緩衝液中で製剤化した二重融合IE1/2−UL51CMVに関する凍結融解の3サイクルの影響を、マウス免疫原性によって評価した。二重融合CMV製剤の凍結融解(F/T)の3サイクルは、−70℃凍結対照と比較して免疫原性に影響しなかった(p=0.2103、両側不対t検定)(データ未記載)。
他の実施形態は以下の請求項の範囲内にある。いくつかの実施形態が示され記載されているが、種々の変更が本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに成され得る。

Claims (43)

  1. (a)UL128、UL130、UL131、gHおよびgLを含む五量体gH複合体、および
    (b)必須タンパク質と不安定化タンパク質の間の融合タンパク質をコードする核酸(ここで必須タンパク質はIE1/2、UL51、UL52、UL79およびUL84から成る群より選択される)、
    を含む条件付き複製欠損型CMV。
  2. 不安定化タンパク質がFKBPかFKBP誘導体かのいずれかであり、ここでFKBP誘導体がF15S、V24A、H25R,F36V、E60G、M66T、R71G、D100G、D100N、E102G、K105IおよびL106Pから成る群より選択される一または複数のアミノ酸置換を含むFKBPである、請求項1の条件付き複製欠損型CMV。
  3. FKBP誘導体がアミノ酸置換F36VおよびL106Pを含むFKBPである、請求項2の条件付き複製欠損型CMV。
  4. 必須タンパク質がIE1/2である請求項1〜3のいずれか1項の条件付き複製欠損型CMV。
  5. 必須タンパク質がUL51である請求項1〜3のいずれか1項の条件付き複製欠損型CMV。
  6. CMVが少なくとも二つの融合タンパク質をコードする核酸を含み、ここで融合タンパク質の各々における必須タンパク質が異なるものである、請求項1〜3のいずれか1項の条件付き複製欠損型CMV。
  7. 融合タンパク質の一つがIE1/2を含む、請求項6の条件付き複製欠損型CMV。
  8. 融合タンパク質の一つがUL51を含む、請求項6の条件付き複製欠損型CMV。
  9. 第一の融合タンパク質がIE1/2を含みかつ第二の融合タンパク質がUL51を含む、請求項6の条件付き複製欠損型CMV。
  10. (a)第一の融合タンパク質が配列番号1または配列番号1と少なくとも95%同一であるアミノ酸であり、そして
    (b)第二の融合タンパク質が配列番号3または配列番号3と少なくとも95%同一であるアミノ酸である、
    請求項9の条件付き複製欠損型CMV。
  11. 第一の融合タンパク質が配列番号1であり、そして第二の融合タンパク質が配列番号3である、請求項10の条件付き複製欠損型CMV。
  12. (a)第一の融合タンパク質が配列番号2または配列番号2と少なくとも95%同一である核酸によってコードされており、そして
    (b)第二の融合タンパク質が配列番号4または配列番号4と少なくとも95%同一である核酸によってコードされている、
    請求項10の条件付き複製欠損型CMV。
  13. 第一の融合タンパク質が配列番号2によってコードされており、そして第二の融合タンパク質が配列番号4によってコードされている、請求項12の条件付き複製欠損型CMV。
  14. CMVのゲノムが配列番号14である、請求項9の条件付き複製欠損型CMV。
  15. 請求項1〜14のいずれか一項の条件付き複製欠損型CMVおよび薬学的に許容可能な担体を含む組成物。
  16. アジュバントをさらに含む請求項15の組成物。
  17. アジュバントがISCOMATRIX(登録商標)である、請求項16の組成物。
  18. 請求項15〜17のいずれか一項の組成物の免疫学的に有効な量を患者に投与することを含む、患者におけるCMVに対する免疫応答を誘導する方法。
  19. 免疫応答がCMV感染に対する患者における防御免疫応答である、請求項18の方法。
  20. CMV感染が一次感染、回帰感染または重複感染である、請求項18〜19のいずれか一項の方法。
  21. 患者がヒトである請求項18〜20のいずれか一項の方法。
  22. 患者が減衰した免疫を有する請求項21の方法。
  23. 減衰した免疫を有する患者が、HIVもしくはAIDSを有するかまたは被移植者である請求項22の方法。
  24. 患者が妊娠可能年齢の女性である請求項21の方法。
  25. CMV感染に対する患者における防御免疫応答の誘導用の薬剤の製造における、請求項1〜14のいずれか一項の条件付き複製欠損型CMVの使用。
  26. 患者におけるCMV感染を治療するための医薬において使用するための、請求項1〜14のいずれか一項の条件付き複製欠損型CMV。
  27. Shield−1の存在下において上皮細胞中で組換えCMVを増殖することを含む、請求項2〜14のいずれか一項の条件付き複製欠損型CMVを作成する方法。
  28. 上皮細胞がヒト網膜色素上皮細胞である請求項27の方法。
  29. ヒト網膜色素上皮細胞が寄託番号CRL−2302としてアメリカ培養細胞系統保存機関(ATCC)に寄託されたARPE−19細胞である、請求項28の方法。
  30. Shield−1が少なくとも0.5μMの濃度で存在する請求項27の方法。
  31. Shield−1が少なくとも2μMの濃度で存在する請求項30の方法。
  32. (a)条件付き複製欠損型CMVを培地にShied−1を添加して上皮細胞において増殖すること、
    (b)培地から条件付き複製欠損型CMVを収集すること、
    (c)Shield−1を条件付き複製欠損型CMVから実質的に除去すること、および
    (d)条件付き複製欠損型CMCに薬学的に許容可能な担体を添加すること、
    を含む請求項15〜17のいずれか一項の組成物を作成する方法。
  33. 上皮細胞がヒト網膜色素上皮細胞である請求項32の方法。
  34. ヒト網膜色素上皮細胞が寄託番号CRL−2302としてアメリカ培養細胞系統保存機関(ATCC)に寄託されたARPE−19細胞である、請求項33の方法。
  35. Shield−1が段階(a)の間少なくとも0.5μMの濃度で培地中に存在する、請求項32の方法。
  36. Shield−1が段階(a)の間少なくとも2μMの濃度で培地中に存在する、請求項35の方法。
  37. 除去が超遠心分離または透析濾過によるものである請求項32の方法。
  38. 除去がShield−1を0.1μM未満に減少させる、請求項32の方法。
  39. (a)15〜35mMの間のヒスチジン、および
    (b)100〜200mMの間のNaCl、
    を含む5〜7の間のpHの緩衝液中に請求項1〜14のいずれか一項の条件付き複製欠損型CMVを含む組成物。
  40. 5〜15%の間のショ糖をさらに含む請求項39の組成物。
  41. 緩衝液がpH6で150mM NaClと共に25mM ヒスチジンを含む、請求項38〜39のいずれか一項の組成物。
  42. 9%(w/v)ショ糖をさらに含む請求項41の組成物。
  43. 配列番号14の核酸。
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