JP2016501023A - 条件付き複製ウイルスベクター - Google Patents

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Abstract

本発明は、異種ポリペプチドを発現するようにかつウイルス複製の外部制御を可能とするように、組換えで改変されたサイトメガロウイルス(CMV)に関する。該異種ポリペプチドは、抗原、抗体または免疫調節成分等の目的ポリペプチドであり得る。本発明のCMVベクターは、複製欠損性、または化学的制御複製可能、または自律増殖性である。本発明はまた、インビボでの抗原に対する免疫応答の誘導、抗体または免疫調節成分の発現等のCMVベクターの使用にも関する。異種ポリペプチドを発現するCMVを含む組成物もまた本発明に包含される。【選択図】図2

Description

本発明は、異種ポリペプチドを発現するようにかつウイルス複製の外部制御を可能とするように遺伝子組換えで改変された、サイトメガロウイルス(CMV)に関する。異種ポリペプチドは、例えば、抗原、抗体または免疫調節成分等の目的のポリペプチドであり得る。本発明はまた、抗原に対する免疫応答の誘導またはインビボでの抗体または免疫調節成分の発現等の、CMVベクターの使用にも関する。
関連出願の相互参照
本特許出願は、2012年12月4日出願の米国仮特許出願第61/733,179号の権利を主張し、その開示内容は内容全体が参照されることにより本明細書において援用される。
電子的に提出した配列表への言及
本出願の配列表は、作成日付2013年11月22日、および471KBサイズの、ASCIIフォーマットしたファイル名「23373‐WO‐PCT‐SEQLIST‐22NOV2013.TXT」の配列表として、EFS‐Webにより電子的に提出した。EFS‐Webにより提出したこの配列表は、本明細書の一部であり、内容全体が参照されることにより本明細書において援用される。
組換えウイルスベクターは、複合抗原の提示のためのワクチンまたは生物学的機能を有する組換えタンパク質の一過性発現のためのワクチンとして、遺伝子送達ビヒクルとして研究されてきた。アデノウイルスベクターおよびアデノウイルス関連ウイルス(AAV)は、該目的のために広く使用される二つのウイルスベクターであるが、双方には遺伝子導入の適用に関して制限がある。例えば、導入効率および発現は、アデノウイルスベクターおよびAAVベクターにおける制御が困難である。またウイルスベクターに対する免疫応答は、これらの系の反復使用を不可能にする。最後にこれらのウイルスの大きさが、大きな異種タンパク質の遺伝子配列の包含を技術的に困難にする。
本発明は、異種ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含むサイトメガロウイルス(CMVhet)および異種配列を発現するためのベクターとしてのCMVhetの使用に関する。本発明のいくつかの実施形態において、CMVhetは、インビボまたはインビトロで複製することのできるヒトCMVである。別の実施形態において、CMVhetは、複製欠損型(rdCMVhet)である。
本発明の特定の実施形態において、CMVhetは、異種ポリペプチドを発現する条件付き複製欠損型CMV(rdCMVhet)であり、および例えば、病態(制限されるものではないが、病原体の感染、癌および遺伝性疾患を含む)を治療しおよび/または病態の可能性を減少させるための組成物および方法等における患者におけるrdCMVhetの使用である。本明細書に記載のrdCMVhet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ために複製欠損型である。安定化剤の非存在下において、融合タンパク質は分解される。従ってrdCMVhetは、複製を可能にさせる条件下で(すなわち安定化剤の存在下で)組織培養において増殖され得るが、しかし患者に投与された場合には(安定化剤が無い場合である)、複製は減少させられ得て、好ましくは防止させられ得る。インビボで複製が起こらないときには、rdCMVhetは宿主細胞に感染する能力を保持し、インビボでの異種ポリペプチドの発現をもたらす。
本発明は、異種タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む条件付き複製欠損型CMVを提供する。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。野生型の必須タンパク質をコードする核酸は、rdCMVにはもはや存在せず、従ってウイルス複製のためには融合タンパク質が必要とされる。好ましい実施形態において、必須タンパク質は、UL51、UL52およびUL87から成る群より選択され、不安定化タンパク質はFKBPまたはその誘導体である。
本発明はまた、単離rdCMVhetおよび薬剤的に許容可能な担体を含む組成物(「rdCMVhet組成物」)にも関する。該組成物は、制限されるものではないが、ISCOMATRIX(登録商標)アジュバント(CSL,Ltd.Parkville,Australia)および/またはいくつかの実施形態において、リン酸アルミニウムアジュバントである、アルミニウム塩アジュバントを含むアジュバントをさらに含み得る。
本発明の他の態様は、患者において異種ポリペプチドに対する免疫応答を誘導する方法であり、前記方法はrdCMVhet組成物を患者に投与することを含み、ここでrdCMVhetは該ポリペプチドをコードする核酸配列を含んでいる。患者は、本発明のrdCMVhetを投与するという方法を使用して予防的にまたは治療的に処置され得る。予防的処置は、異種ポリペプチドを発現する病原体に対する感染の可能性または重症度を減少するのに十分な防御免疫を提供するか、またはその臨床症状の重症度、持続期間、発症または可能性を減少する。治療的処置は、現行の感染またはその臨床徴候の持続期間/重症度を減少するために実行され得る。
本発明の他の態様は、rdCMVhet組成物を患者に投与することによって、患者において抗原に対する受動免疫を生じさせる方法であり、ここでrdCMVhetは、抗原結合性タンパク質(例えば、抗体フラグメント)または抗原に結合する抗体をコードする核酸配列を含む。異種ポリペプチドは、病原体または病原体によって産生された毒であり得る抗原を中和し得る、抗体またはその一部であり得る。前記の方法は、動物モデルにおける感染攻撃からの防御(すなわち防御免疫応答の誘導)を提供し得る。患者は、本発明のrdCMVhetの投与によって予防的にまたは治療的に処置され得るが、rdCMVhetは抗体の発現を誘導し、それによって感染またはその臨床症状の可能性または重症性を低下させるように、または流行感染またはその臨床症状の持続期間/重症性を低減させるように抗原に対する防御免疫を提供する。
本発明の別の態様は、遺伝子治療法におけるrdCMVhet組成物の使用である。前記の方法においてrdCMVhetは、野生型ポリペプチドの発現の不足またはポリペプチドの必要とされる発現レベルの不足に関連する病態を患っている患者に役立ち得る、または患者が別の方法でインビボでのポリペプチドの発現から利益を得ることができる異種ポリペプチドまたはその一部をコードする核酸配列を含む。特定の実施形態において、異種ポリペプチドは、欠失し、低下し、変異したおよび/または患者において適当に機能しないポリペプチドである。別の特定の実施形態において、異種ポリペプチドは、病態の治療において役立つがしかし潜在的な病態には寄与しないポリペプチドである。患者は、異種ポリペプチドの発現を引き起こすための本発明のrdCMVhetの投与によって、予防的にまたは治療的に処置され得る。
本発明はまた、Shield‐1の存在下にARPE‐19細胞(ATCC寄託番号CRL_2302)等の上皮細胞またはMRC‐5細胞(ATCC寄託番号CCL_171)等の線維芽細胞上でrdCMVhetを増殖する事を含む、本発明のrdCMVhetを作成する方法にも関する。いくつかの実施形態において、rdCMVhetは、マイクロキャリア上の上皮細胞または線維芽細胞上または他の高密度細胞培養系で増殖される。
本明細書を通しておよび添付の請求項において使用する場合、単数形の「a」、「an」および「the」には、別段に解すべき事情がない限り、複数への言及が含まれる。
本明細書を通しておよび添付の請求項において使用する場合、以下の定義および略語が適用される:
用語「CMV」とは、ヒトサイトメガロウイルスを表す。
用語「条件付き複製欠損型ウイルス」とは、一定の環境下では複製し得るが、他の環境、例えば、効率的なウイルス複製に必要とされる必須成分を欠いている環境では複製し得ないが、回復した場合には、野生型ウイルスが複製し得る、宿主内で複製し得る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、ウイルス複製にとって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に作成される。野生型の非不安定化タンパク質をコードする核酸は、もはや条件付き複製欠損型ウイルスには存在しない。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においてウイルス複製は、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%、80%、85%、90%、95%、99%または100%以上減少される。しかしながら不安定化必須タンパク質を安定化する条件下においてウイルス複製は、不安定化必須タンパク質を含まない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。当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。
用語「rdCMV」とは、条件付き複製欠損型サイトメガロウイルスを表す。国際(特許出願)公開第WO 2013/036465号は、条件付き複製欠損型CMV(rdCMV)、およびCMVによる感染の可能性または患者における当該感染に関連する病態を低減するためのrdCMVの使用を開示する。
用語「融合した」または「融合タンパク質」とは、同一の連続したアミノン酸配列の一部としてインフレームに配列された二個のポリペプチドを表す。融合は、ポリペプチド間に追加のアミノ酸残基が存在しないように直接的であるか、または能力を改善または機能性を追加するためにリンカーが存在するように間接的であり得る。いくつかの実施形態において、遺伝子操作の便宜上リンカーはアミノ酸を含み得る。好ましい実施形態において、融合は直接的である。
用語「必須タンパク質」または「CMV必須タンパク質」とは、インビボおよび組織培養においてウイルス複製に必要とされるウイルスのタンパク質を表す。CMV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。
用語「非必須タンパク質」とは、インビボおよび組織培養においてウイルス複製に必要とされないウイルスのタンパク質を表す。非必須遺伝子を欠損または不活化されたウイルスは、機能的な非必須遺伝子複製物を含むウイルスが複製するレベルと実質的に同じレベルで複製し得る。
本発明の実施形態において、複製欠損型CMVベクターは、融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む核酸を含み、ここで融合タンパク質は不安定化タンパク質に融合したCMV必須タンパク質を含む。一般的にこれらの融合タンパク質は、「ddCMV融合タンパク質」と表さられる。本発明のrdCMVhetにおいて使用される特定の融合タンパク質は、本明細書では「dd」の後に必須タンパク質をコードする遺伝子名を伴う命名によって表され、例えば、ddUL51およびddUL52は、それぞれUL51およびUL52に融合された不安定化タンパク質を表す。本明細書に記載の融合タンパク質をコードする核酸および一または複数の異種ポリペプチドをコードする一または複数の核酸の双方を含む条件付き複製欠損型CMVは、本明細書において「rdCMVhet」と表され、それはさらにrdCMVhetの後にそれが含む融合タンパク質の名称を伴う命名によって表され、例えば、「rdCMVhet‐ddUL51」は、(1)一または複数の異種タンパク質をコードする一または複数の核酸、および(2)UL51に融合した不安定化タンパク質を含む融合タンパク質をコードする核酸を含む、複製欠損型CMVを表す。
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実行し、かつ安定化剤の非存在下において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る。通常の増殖条件下において(すなわち安定化剤が存在しない条件下において)融合タンパク質は発現されるが、しかし宿主細胞機構によって分解される。分解は、ウイルス複製において必須タンパク質が機能することを可能とせず、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において、融合タンパク質は安定化され、ウイルス複製を持続し得るレベルで、好ましくは不安定化必須タンパク質を含まないCMVの複製量の少なくとも75%、80%、90%、95%、99%、または100%であるレベルでその機能を実行し得る。
用語「FKBP」とは、不安定化ドメイン(「dd」)タンパク質、さもなければFK506‐結合タンパク質として知られるタンパク質を表す(米国特許第8,173,792号を参照されたい)。
「有効量」とは、異種DNAによりコードされたタンパク質に対し患者において免疫応答を誘導すること、または異種DNAによりコードされたタンパク質に関連する病原体による感染の可能性を予防または低減させること等の所望の効果を産生するために、十分なCMVhetが患者に導入されることを意味する。当業者は、このレベルが変動し得ることを認識する。
「免疫学的有効量」とは、患者に投与されたときに、異種ポリペプチドを発現する病原体による感染(一次、回帰および/重複感染を含む)から患者を防御し得る、および/または感染に関連する少なくとも一の病態を回復し得る、および/または患者における感染の重症度/持続期間を低減し得る、異種ポリペプチドに対する免疫応答を誘導し得る免疫原の量を表す。該量は、感染の可能性または重症度を顕著に低減させるために十分でなければならない。当該技術分野において既知の動物モデルが、免疫原投与の防御効果を評価するために使用し得る。例えば、免疫原を投与された個体由来の抗血清または免疫T細胞は、中和能に関し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関しては免疫T細胞によってアッセイされ得る。当該評価のために通常使用されるアッセイには、限定されるものではないが、ウイルス中和アッセイ、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(IFN‐γ)ELISPOT、細胞内マルチサイトカイン染色(ICS)、および51クロム放出細胞毒性アッセイが含まれる。感染攻撃用の動物モデルもまた、免疫原の免疫的有効量を決定するために使用され得る。
「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、より好ましくは人において免疫応答を引き起こすために、異種ポリペプチドを発現する条件付き複製欠損型CMVの能力を表し、ここで応答には、限定されるものではないが、病原体に特異的に結合し、かつ好ましくは中和しおよび/またはT細胞活性化を引き起こすエレメント(抗体等)の産生が含まれる。「防御免疫応答」とは、患者が感染症(一次感染、回帰感染および/または重複感染を含む)に罹患する可能性を低減する、および/または感染に関連する少なくとも一の病態を改善する、および/または感染の重症度/持続期間を低減する免疫応答である。
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、生菌ウイルスのカウンターパートと比較して程度および/広さにおいて同一または実質的に類似している。他の好ましい実施形態において、電子顕微鏡分析による複製欠損型ウイルスの形態は、その生菌ウイルスのカウンターパートと区別が不可能であるかまたは実質的に類似している。
「受動免疫」とは、抗体形態での活性な体液性免疫の移行を表す。受動免疫は、投与された抗体によって認識される病原体からの即時の防御効果を患者に提供し、および/または病原体感染に関連する少なくとも一つの病態を回復する。しかしながら、患者は病原体に対する免疫記憶を発達させず、それ故に病原体からの防御を持続するために投与される抗体を受けつづけなければならない。好ましい実施形態において、受動免疫を与えるためにモノクローナル抗体が、より好ましくはヒトまたはヒト化抗体が患者に投与される。
「遺伝子治療」は、目的ポリペプチドまたはその部分の病態に罹患している患者における発現を表し、ポリペプチドの発現から利益を得ることができる。目的ポリペプチドは、患者において存在しないか、低下しているか、突然変異しているかおよび/または適当に機能していないポリペプチドであり得て、結果として病態を引き起こし得るかまたは寄与し得る。あるいは目的ポリペプチドは、病態の治療に役立つものであり得るが、しかし潜在的な病態には寄与しない。目的ポリペプチドをコードする一または複数の核酸は、送達ビヒクル(rdCMVhet等)によって患者の中に導入される。
「患者」とは、本発明のrdCMVhet内の異種ポリペプチドによって予防および、または治療され得る疾患に罹患しうる哺乳動物を表す。患者は、病態(例えば、ウイルス、細菌または寄生中による感染または癌)に対する、免疫応答の調節に対する、損傷した生物学的機能の回復に対する免疫応答から利益を得ることができる(例えば、遺伝子治療)。
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五つのウイルスタンパク質を表す。複合体は、gH/gLスキャフォールド上でアセンブルされるUL128、UL130およびUL131によってコードされるタンパク質で構成される(Wang and Shenk,2005 Proc Natl Acad Sci USA 102:1815;Ryckman et al.,2008 J.Virol.82:60)。
図1A〜1Bは、五量体gH複合体の回復した発現を有するCMV株の構築の模式図を示す。(A)AD169ウイルスゲノムを操作するための自己切除可能な細菌人工染色体(BAC)生成のための戦略。(B)その発現を回復するためのUL131におけるフレームシフト変異の修復。(C)自己切除可能なCMV BACを作成するためのcreリコンビナーゼ遺伝子によるGFPの置換。 図2は、五量体gH複合体を発現し種々のFKBP融合タンパク質を有する、CMVのShield1濃度依存性子孫ウイルス産生を示す。本研究において使用したFKBP融合タンパク質は、FKBP誘導体(ddIE1/2、ddUL51、ddUL52、ddUL79、ddUL84、ddUL87およびddIE1/2‐UL51)に融合した必須タンパク質(IE1/2、UL51、UL52、UL79、UL84、UL87、IE1/2‐UL51)を含む。ARPE‐19細胞を、示した融合タンパク質を含む種々のrdCMVウイルスにより0.01PFU/細胞の多重度で1時間感染し、新鮮な培地で二回洗浄し、0、0.05、0.1、0.5または2μMのShield‐1を含む増殖培地中でインキュベートした。感染7日後に無細胞ウイルスを収集し、2μMのShield1存在下、ARPE‐19細胞上でTCID50アッセイによってウイルス力価を測定した。 図3A〜3Dは、ARPE‐19細胞におけるrdCMVの成長速度論を示す。細胞を、(A)IE1/2、(B)UL51、(C)IE1/2‐UL51融合タンパク質または(D)親beMADウイルスを含むウイルスにより0.01 PFU/細胞の多重度で感染した。一時間後に、細胞を新鮮な培地により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。無細胞ウイルスを、感染後に示した時点で収集し、感染性ウイルスを2μMのShield‐1を含む培地中のARPE‐19細胞上でTCID50アッセイによって定量した。 図4A〜4Eは、種々の細胞型におけるddIE1/2‐UL51 rdCMVの成長速度論を示す。(A)MRC‐5(B)HUVEC(C)AoSMC(D)SKMC(E)CCF‐STTG1細胞を、rdCMVウイルスにより感染し、一時間インキュベートした。細胞を新鮮な培地により2回洗浄し、それから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。無細胞ウイルスを、感染後に示した時点で収集し、感染ウイルスを2μMのShield‐1を含む培地中のARPE‐19細胞上でTCID50アッセイによって定量した。 図5A〜5Cは、マウス、ウサギおよびアカゲザルにおけるddIE1/2‐UL51 rdCMVの免疫原性分析を与える。(A)マウスを0週目および4周目に、beMAD(白丸)またはIE1/2‐UL51 rdCMV(黒丸)により免疫した。(B)ウサギを0、3および8週目に、10μgのbeMADまたは示したrdCMVにより免疫した。(C)アカゲザルを0および8週目に、100μgのbeMADまたはIE1/2‐UL51 rdCMVにより免疫した。それぞれの場合に血漿試料を収集し、ARPE‐19細胞上でCMVマイクロ中和アッセイによって分析した。線は、各群における中和(NT50)の幾何平均力価を示す。 図6は、二重融合ウイルスddIE1/2‐UL51を接種されたアカゲザルにおける長期的な中和力価を示す。アカゲザルの群(n=5)を0、8および24週目(黒三角で示す)に、示したワクチン用量または製剤により接種し、一方で一の群は0、4および24週目に、gb/mf59(30mg/用量)により接種した。抗血清を示した時点で収集し、ウイルス中和アッセイで評価した。NT50力価のGMTを、群に対する標準誤差を付して縦にプロットした。AAHS:無定形アルミニウムヒドロキシルホスファートサルファート;IMX:ISCOMATRIX(登録商標);HNS:塩基緩衝液。 図7A〜7Dは、用量当たり100μg(A)または10μg(B〜D)での二重融合ウイルスddIE1/2‐UL51ワクチン接種によるアカゲザルにおけるIFN‐γELISPOTを示す。無アジュバント(A〜B)、AAHS(C)またはISCOMATRIX(登録商標)(D)を使用した。PBMCを、HCMV抗原を表すペプチドプールにより刺激した。灰色の棒線は、群(n=5)の各抗原に対するGMTを表す。各抗原に対する応答率を、パネル内の各抗原の上部に示す。 図8A〜8Bは、二重融合ウイルスddIE1/2‐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)双方のT細胞応答を誘導し得ることを示す。PMBCを、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用量を投与されたサルから収集した。PBMCを、HCMV抗原を表すペプチドプールにより刺激し、その後にIFNγおよびCD4+/CD8+T細胞表面マーカーを染色した。データを、PBMCの百万個当たりのCD4+/CD8+陽性、IFN‐γ陽性の細胞数として表した。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。グラフの下部の数は、双方をワクチン接種した群(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分裂促進因子;IMX:ISCOMATRIX(登録商標)(CSL Ltd.,Parkville,Australia)。 図9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価を高め得ることを示す。アカゲザルを、HNS(塩基性緩衝液)、AAHSまたはMAPA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。血清試料を、12週目に収集し、中和価を評価した。線は、群に対する幾何平均を表す。 図10は、線維芽細胞指向性AD169ウイルスと上皮指向性ワクチンウイルスのプロテオーム組成物の比較を示す。実験ワクチンとしても使用された、BAC改変上皮指向性AD169(beMAD)を、親AD169ウイルスに存在する、UL131 ORF内の変異を修復することによって構築した。AD169およびワクチンウイルス(beMAD)のタンパク質組成は、半定量ラベルフリーショットガンプロテオミクスによって測定した。各菌株のトリプシン消化物を、ナノLC‐MS/MSによって繰り返し三回分析した。 分析により0.5%未満の偽陽性率で、50個のウイルスタンパク質を同定した。識別MS信号のピークの高さに基づいてラベルフリー定量を実施し、ad169とワクチンを鑑別するためにフォールドチェンジ値を計算した。統計学的に有意な変化を確認するために分散分析(ANOVA)を行った(p値<0.01)。フォールドチェンジが2倍以上高くかつANOVA分析のp値が0.01未満であるならば、フォールドチェンジを有意であると考えた。縞模様の棒線で示されたフォールドチェンジは有意ではないが、一方で交差線模様の棒線で示されたフォールドチェンジは有意である。もっぱら試料のどちらか一方だけに同定されたタンパク質は、視覚化のために人為的に+/−25のフォールドチェンジに設定した。五量体gH複合体のメンバーを、アスタリスクにより示す。破線は2倍チェンジの境界を示す。 図11は、実施例7に記載した通り、CMV‐gLucウイルスに感染した細胞におけるルシフェラーゼ活性を示す。ARPE‐19細胞をCMV‐gLucウイルスの0.01のMOIで感染し、上清を示した通り試料を収集した。試料は、分析されるまで−70℃で保存した。試料のルシフェラーゼ活性を、Pierce Gaussiaアルシフェラーゼ増殖キットを使用して定量した。 図12は、実施例7に記載した通り、CMV‐gLucウイルスにより接種したウサギにおけるルシフェラーゼ活性を示す。二匹のニュージーランドホワイトウサギに、筋肉内注射で〜100μgのCMV‐gLucウイルスを接種した。血漿試料を示した通りに収集し、分析まで70℃で保存した。血漿のルシフェラーゼ活性を、Pierce gaussiaルシフェラーゼ増殖キットを使用して測定した。 図13は、CMV‐GAG211(パネルA)およびCMV‐GAG602(パネルB)のウイルス培養液中のHIV‐1 GAG(p24)の検出を示す。ARPE‐19細胞を、CMV‐GAGベクターの0.01のMOIで感染した。GAG211構築物を含むウイルスを、示した通りShld‐1(2μM)の有り無しで培養した。試料を示した通り収集し、分析まで70℃で保存した。GAG相対信号を、定量ELISAキット(PerkinElmer HIV‐1 p24 ELISA)を使用して、1:1000に希釈した培養試料について測定した。p24の推定ピーク濃度は、GAG211に対しては〜30ng/mLおよびGAG602に対しては〜1ng/mLであった。パネルCに示すのはCMV‐GAGベクターの0.01のMOIで感染したARPE‐19細胞である。細胞を、感染72時間後に固定し透過処理し、HIV‐1p55GAGに対するポリクローンウサギIgGにより染色した。 図14A〜14Bは、HIV‐1GAGを発現するCMVベクターによるワクチン接種がマウスにおいてT細胞応答を誘導することを示す。(A)雌性BALB/cマウスを、0および3週目に10、3または1μg/用量のCMV‐GAG211ワクチンの筋肉注射により免疫した。対照群に10μg/用量のddUL51ウイルスを投与した。7週目に、各群の三匹のマウスおよび三匹の無感作マウスからプールした脾臓細胞をIFN‐γELISPOTアッセイで試験した。(B)雌性C57BL/6xBALB/c F1マウスを、0および3週目に3μg/用量のCMV‐GAG211ワクチンまたは10μg/用量のddUL51ウイルスにより免疫した。4週目に、各群の三匹のマウスおよび三匹の無感作マウスからプールした脾臓細胞を、IFN‐γELISPOTアッセイで試験した。使用した抗原は、培地(縞模様の棒線)、GAGプール(交差模様の棒線;HIV‐1 gagのORF全体に対し11アミノ酸オーバーラップする15‐merのペプチドのプール)、またはCD8ペプチド(白棒線;H‐2Kとして知られるCD8T細胞エピトープのペプチド、Meta et al.,J.Immunol.1998 161:2985)、またはCMVpp65抗原を表すペプチドプール(縞模様の棒線)であった。 図15は、CMVベクターに感染した細胞におけるHIV GAG発現のウェスタンブロット分析を示す。それぞれのCMV‐gag発現性ウイルスにより感染したARPE‐19細胞を、細胞の〜90%において細胞変性効果(CPE)が見られるまで培養した。細胞溶解物および上清の試料を回収し、SDS PAGEでの分析の前に95℃で還元し変性した。ゲルをニトロセルロース膜に転写し、HIV‐gagに対するマウスモノクローナル抗体(Abcam AB9071)により写しとった。大腸菌由来の組換えHIV gag p55(r‐gagタンパク質p55)を正の対照として含め、ddUL51ウイルス(ul51ddと表示した)を負の対照として含めた。
発明の詳細な説明
本発明は、異種ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含むヒトサイトメガロウイルス(CMVhet)および異種配列を発現するためのベクターとしてのCMVhetの使用に関する。本発明のCMVベクターは、複製欠損性であるか、または化学的制御可能な複製が可能であるか、または複製可能である。従って、本発明のいくつかの実施形態において、CMVhetは、インビトロまたはインビボで複製することのできるヒトCMVである。別の実施形態において、CMVhetは複製欠損型CMV(rdCMVhet)である。
本発明のいくつかの実施形態において、CMVhetは、異種ポリペプチドを発現する条件付き複製欠損型CMV(rdCMVhet)であり、および組成物におけるrdCMVhetの使用および例えば、患者における病態の可能性を治療および/または低減する方法等の方法であり、ここで病態は、(1)患者における正常なレベルのポリペプチドの欠如、患者における変異型のポリペプチドの存在、または患者における適当に機能する/発現するポリペプチドの不足に関連しており;(2)患者におけるポリペプチドの発現に起因またはさもなければ関連しており(ここで該方法は患者におけるポチペプチドに対する免疫応答を誘導することを含む);(3)ポリペプチドが結合する抗原に起因し(ここで該方法は抗原に対する受動免疫を誘導することを含む);または(4)さもなければ患者に対するポリペプチドの供給によって有利な影響を受けるであろう。特定の実施形態において、rdCMVhetは、少なくとも一つの機能性必須タンパク質を欠いており、その代りに一または複数の融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含み、ここで一または複数の融合タンパク質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。本発明のrdCMVhetは、一または複数の異種ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列をさらに含む。安定化剤の非存在下において、融合タンパク質は宿主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されない。
本発明おける使用に適した異種ポリペプチドは、免疫応答が望まれる疾患の予防および/または治療に有用である。いくつかの実施形態において、異種ポリペプチドは、病原体感染(例えば、ウイルス、細菌または寄生虫の感染)を予防する(例えば、可能性を低減する)および/また治療するための免疫応答の誘導(例えば、抗体、CD4T細胞および/またはCD8T細胞の誘導)に有用な抗原である。他の実施形態において、異種ポリペプチドは、抗原に対する受動免疫の誘導に有用なモノクローナル抗体またはその部分である。他の実施形態において、異種ポリペプチドは、病態に罹患している患者のために利益になるポリペプチドである(例えば、免疫調節剤、遺伝性疾患において不足しているポリペプチドまたは腫瘍関連抗原)。
本発明の実施形態には:(a)治療(例えば、人体の治療);(b)薬剤;(c)病態(例えば、病原体、癌または遺伝性疾患に起因する病態)の抑制;(d)病態(例えば、病原体、癌または遺伝性疾患に起因する病態)の治療または予防または、(e)病原体、癌または遺伝性疾患に関連する病態の治療、予防、またはその発症または進行の遅延、(i)における使用のための、(ii)のための薬剤としての使用のための、または(iii)のための薬剤の調剤化における使用のための、本明細書に記載の組換えCMVhetまたはその組成物、または前記のCMVhetまたは組成物を含むかまたは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CMVhet、その組成物、および/または前記のCMVhetまたは組成物を含むかまたはから成るワクチンは、一または複数の抗病原体剤(例えば、抗ウイルス化合物、抗ウイルス免疫グロブリンまたは抗体;下記の混合ワクチン)と併用して任意選択的に用いられる。
複製欠損型CMV
本発明の一態様は、条件付き複製欠損型CMV、すなわち「rdCMVhet」であり、それは:
(a)融合タンパク質をコードする核酸(融合タンパク質は不安定化タンパク質に融合したCMV必須タンパク質を含む);および
(b)異種ポリペプチドをコードする核酸、を含む。
前記のrdCMVhetは、異種遺伝子を発現するためのベクターとして有用であり、異種ポリペプチドの生産を可能とする。
本発明のこの態様のいくつかの実施形態において、必須タンパク質は、UL51、UL52およびUL87から成る群より選択される。
a.CMV株
ヒトヘルペスウイルス5(HHV‐5)としても知られるCMVは、ヘルペスウイルス科のベータ亜科のメンバーとして分類されるヘルペスウイルスである。疾病管理予防センターによればCMV感染は、人間集団においてかなり広範に見出され、合衆国成人人口の推定40〜80%は既に感染している。ウイルスは、その宿主において生涯にわたる持続性感染を確立するが、しかしその感染は一般的に無症状である。CMVは、ゲノムサイズ〜240kbの大きなDNAウイルスであり、そのゲノム配列および構造的および機能的遺伝子地図が知られている(Chee et a.,1990,Curr.Top.Microbiol.Immunol.154:125‐69;Yu et al.,2003,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100:12396‐12401;Dunn et al.,2003,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100:14223‐14228)。ウイルスは、細菌人工染色体技術により大腸菌において遺伝子的に操作され得る(Borst et al.,2003,Hum Gene Ther 14:959‐70)。興味深いことにCMVの自然感染は、ヒトにおいてCMVに対する強固な液性免疫および細胞性免疫を誘導し得るのであるが、血清陽性の患者はウイルス攻撃に感受性であることが明らかにされた(Plotkin et al.,1989,J Infect Dis 159:860‐5)。加えてCMVは、インビボでの持続的感染を確立するために重要な多数の免疫回避および免疫調節タンパク質をコードする(Mocarski et al.,Cytomegaloviruses(サイトメガロウイルス).In:Knipes DM,Howley PM,editors(編).Fields Virology(ウイルス学フィールド):Lippincott Williams & Wilkins,2007:2701‐72)。
CMV臨床単離株は種々の細胞型において複製するのであるが、実験室株AD169(Elek & Stern,Lancet 1:1(1974))およびTowne株(Plotkin et al.,Infect.Immun.12:521(1975))は、ほぼ例外なく線維芽細胞でのみ複製する(Hahn et al.,J.Virol.78:10023(2004))。線維芽細胞におけるウイルスの連続継代およびその結果として生じる適応からもたらされる指向性における制限は、弱毒化のマーカーとして明記されている(Gerna et al,J.Gen Virol.86:275(2005);Gerna et al,J.Gen Virol.83:1993(2002);Gerna et al,J.Gen Virol.84:1431(2003);Dargan et al,J.Gen Virol.91:1535(2010))。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喪失を引き起こす突然変異は、三つのオープンリーディングフレーム(ORF):UL128、UL130およびUL131に位置付けられた(Hahn et al.,J.Virol.78:10023(2004);Wang and Shenk,J.Virol.79:10330(2005);Wang and Shenk,Proc Natl Acad Sci USA 102:18153(2005))。生化学および再構成研究は、UL128、UL130およびUL131が五量体gH複合体を形成するためにgH/gLスキャフォールド上で会合することを示している(Wang and Shenk,Proc Natl Acad Sci USA 102:1815(2005);Ryckman et al,J.Virol.82:60(2008))。ウイルスにおけるこの複合体の修復は、実験室株におけるウイルスの上皮指向性を修復する(Wang and Shenk,J.Virol.79:10330(2005))。
いくつかの実施形態において、本発明の組換えウイルスは、五量体gH複合体を構成する五つ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し得る。CMV菌株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、UL75としても知られる)およびNP_783793(gL、UL115としても知られる)で提供される。他の実施形態において、本発明の方法において使用される組換えウイルスは、そのビリオン上に五量体gH複合体を示さない。いくつかの弱毒化CMV株は、一または複数のタンパク質が発現されず、従ってgH複合体が形成されないように、UL128、UL130および/またはUL131に一または複数の突然変異を有する。そのような場合に突然変異は、本発明のrdCMVにおいてgH複合体の発現が望まれるならば、修復され得る(Wang and Shenk,2005 J.Virol.79:10330等の方法を使用する)。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複合体発現を修復したAD169である。さらに五量体gH複合体を発現する弱毒化CMV株が、本発明の方法により複製欠損型と成され得る。他の実施形態において、弱毒化CMVは、五量体gH複合体を発現しないAD169、例えば、実施例1に記載のMAD169である。当該実施家態においてrdCMVは、限定されるものではないが、MRC‐5細胞等の線維芽細胞を含む非上皮細胞型で増殖される。
本発明において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されたカウンターパートによって置換された突然変異株である。不安定化された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ている。不安定化必須タンパク質は、安定化剤が存在するときにのみ、ウイルス複製を支持するように効率的に機能し得る。好ましい実施形態において、米国特許第8,173,792号に記載の方法が、五量体gH複合体を発現するCMVにさらに条件付き複製欠損の表現型を与えるために使用される。つまり、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、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、rdCMV中にもはや存在しない。外因的に添加される、細胞膜透過性の小分子安定化剤であるShield‐1(Shld‐1)の存在下において融合タンパク質が安定化され、必須タンパク質がウイルス複製を支持するために機能し得る。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まない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(例えば、rdCMVを構築するために弱毒化親CMVが使用される)。Shield‐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揮する。必須タンパク質が無いかまたは最小量しか存在しないとCMVは、患者においてCMV感染を起こすまたは維持するための量で複製し得ない。安定化剤の非存在下における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まないCMV(例えば、rdCMVを構築するために使用される弱毒化親CMV)と比較すると十分でない(例えば、好ましくは50%、75%、90%、95%または99%以上低減される)。
b.ddCMV融合タンパク質
本発明のrdCMVhetに含まれるのに適した融合タンパク質は、安定化剤の存在下において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活性を保持する。安定化剤の非存在下においてCMVの複製は、融合タンパク質を含まず代わりに必須タンパク質をコードする野生型遺伝子を含むCMVと比較して、低減され(好ましくは50%、75%、80%、85%、90%、95%または99%以上の低減)または阻止される。
本発明のrdCMVhetに含まれるddCMV融合タンパク質は、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含む。不安定化タンパク質、例えば、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: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を受け入れることができ;および3)他の周辺ウイルス遺伝子の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´末端において、不安定化タンパク質またはその誘導体をコードする核酸の挿入を受け入れることができる。表1は、前記の基準に適うCMV遺伝子を示し、不安定化タンパク質、この場合はFKBP誘導体に融合されるこれらの必須タンパク質の例示的な配列を提供する。
不安定化の標的とされる、複製に必須のウイルスタンパク質は、構造または非構造タンパク質をコードし得る。いくつかの実施形態において、ddCMV融合タンパク質における使用のための必須タンパク質遺伝子は、非構造タンパク質をコードし、それ故にrdCMVビリオンにパッケージングされない。他の実施形態において、ddCMV融合タンパク質における使用のための必須タンパク質遺伝子は、構造タンパク質をコードする。二以上の必須タンパク質が破壊の標的とされるさらなる他の実施形態において、融合タンパク質における使用のための必須タンパク質遺伝子は、非構造タンパク質およびタンパク質の双方をコードする。
Figure 2016501023
いくつかの実施形態において、不安定化の標的とされる、ウイルス複製にとって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、UL37x1、UL77、UL53、UL44、UL56、UL105またはその誘導体から成る群より選択される。他の実施形態において、必須タンパク質は、配列番号32(IE1/2)、配列番号33(UL37x1)、配列番号34(UL44)、配列番号35(UL51)、配列番号36(UL52)、配列番号37(UL53)、配列番号38(Ul56)、配列番号39(UL77)、配列番号40(UL79)、配列番号41(UL84)、配列番号42(UL87)または配列番号43(UL105)に記載のアミノン酸配列を含む。特定の実施形態において、不安定化の標的とされる、ウイルス複製にとって必須な一または複数のウイルスタンパク質は、配列番号35(UL51)、配列番号36(UL52)、配列番号41(UL84)、配列番号40(UL79)、および配列番号42(UL87)から成る群より選択される。より特定の実施形態において、不安定化の標的とされる、ウイルス複製にとって必須な一または複数のウイルスタンパク質は、配列番号35(UL51)、配列番号36(UL52)および配列番号42(UL87)から成る群より選択される。
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/または欠失を含む必須タンパク質誘導体は、Shield‐1の存在下においてウイルス複製を支持するために少なくとも十分な必須タンパク質の活性をなお提供し得る。ウイルス活性を測定する方法の例は、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、目的のCMV必須タンパク質と誘導体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測定するために使用される。本発明の誘導体は、基準配列に対し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%同一であり得る。パーセント相同性は、同一の残基数割る総残基数掛ける100として定義される。アラインメントにおける配列が異なる長さであるならば(ギャップまたは伸展により)、最長配列の長さを全長の値を代表して計算において使用し得る。
従って本発明は、融合タンパク質をコードする核酸を含むrdCMVhetを提供し、ここで該融合タンパク質は不安定化タンパク質に融合したCMV必須タンパク質を含み、ここで該必須タンパク質は:IE1/2、UL51、UL52、UL84、UL79、UL87、UL37x1、UL77、UL53、UL44、UL56、UL105またはその誘導体から成る群より選択され、およびここで該不安定化タンパク質は配列番号29に記載のFKBP、または配列番号29に関連して一または複数の置換を含むFKBP誘導体であり、ここで該置換は:F15S、V24A、H25R、E31G、F36V、E60G、M66T、R71G、D100G、D100N、E102G、K105I、K105E、およびL106Pから成る群より選択される。
本発明のいくつかの実施形態において、ddCMV融合タンパク質の必須タンパク質部分は、必須タンパク質をコードする核酸を、不安定化タンパク質をコードする核酸に融合するために使用されるクローニングストラテジーに基づいて、完全長必須タンパク質の基準配列よりも数残基短いか長いかもしれない。このような場合、不安定化タンパク質に融合される配列は、末端において基準配列よりも短いかまたは長いであろう。いくつかの実施形態において、ddCMV融合タンパク質の必須CMVタンパク質部分は、必須タンパク質基準配列よりも5、4、3、2または1アミノ酸短い。同様にddCMV融合タンパク質の不安定化タンパク質部分も、特にCMV必須タンパク質に融合される末端において、1、2、3、4または5アミノ酸残基だけ基準配列よりも短いかまたは長いかもしれない。
二以上の必須タンパク質が、不安定化タンパク質、例えば、FKBPまたはその誘導体に対する融合によって不安定化され得る。いく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時期(限定されるものではないが最初期、初期または後期を含む時期)に機能する。他の実施形態において、必須タンパク質は、CMV複製および/または感染の同一の時期に機能する。好ましい実施形態において、不安定化の標的とされる、ウイルス複製にとって必須なウイルスタンパク質の組み合せは、ウイルスの動力学の後期から選択される。特に好ましい実施形態において、不安定化の標的とされる、ウイルス複製にとって必須なウイルスタンパク質の組み合せは、UL51/UL52、UL51/UL87、UL52/UL87から成る群より選択される。
一実施形態において、少なくともUL51が、rdCMVにおける不安定化の標的とされる。他の実施形態において、KFBP誘導体に融合したUL51を含む融合タンパク質(ddUL51)は、配列番号7である。配列番号7に記載のddUL51をコードする代表的な核酸は、配列番号8に記載のヌクレオチドの配列を含む。不安定化UL51を含むrdCMVの代表的なゲノムは、配列番号28に示す。
ddCMV融合タンパク質は、CMV非必須タンパク質に基づいてはならない。CMVにおける非必須タンパク質の例は、本明細書で開示されおよびYu et al.,2003,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100:12396‐12401においてさらに提供される。
不安定化タンパク質および安定化剤の例は、米国特許第8,173,792号に記載されており、該特許は小分子を使用するタンパク質を調節するための組成物、系および方法を開示する。つまり、タンパク質は安定性に悪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。外因的に添加された膜透過性の小分子である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の非存在下においてFKBPまたはその誘導体は、宿主細胞機構によって分解されるように融合タンパク質を指揮する。
本発明の実施形態において、ddCMV融合タンパク質の不安定化タンパク質は、FKBPまたはFKBP誘導体である。本発明のこの実施形態の代表的な実施形態において、rdCMVは、ddCMV融合タンパク質をコードするヌクレオチドの配列、例えば、ddE1/2(配列番号2)、ddUL37x1(配列番号4)、ddUL44(配列番号6)、ddL51(配列番号8)、ddUL52(配列番号10)、ddUL53(配列番号12)、ddUL56(配列番号14)、ddUL77(配列番号16)、ddUL79(配列番号18)、ddUL84(配列番号20)、ddUL87(配列番号22)およびddUL105(配列番号24)をコードする代表的なddCMVヌクレオチド配列等を含み、該ヌクレオチドの配列はCMV必須タンパク質に融合したFKBP誘導体を含む。さらなる実施形態において、rdCMVhetは:配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13、配列番号15、配列番号17、配列番号19、配列番号21、または配列番号23に記載のアミノ酸の配列を有するddCMV融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む。
そのうえさらなる実施形態において、rdCMVは、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13、配列番号15、配列番号17、配列番号19、配列番号21または配列番号23に記載の配列を有するddCMV融合基準タンパク質に対し、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%または少なくとも99%同一であるタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む。そのうえさらなる実施形態において、ddCMV融合タンパク質は、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13、配列番号15、配列番号17、配列番号19、配列番号21および配列番号23に記載の配列を有するddCMV融合基準タンパク質と比較して1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20または25個のアミノン酸の相違を有する。
別の実施形態において、不安定化タンパク質は、二つの合成リガンド、CMP8または4‐ヒドロキシタモキシフェンの一つによって調節されうる、エストロゲン受容体のリガンド結合ドメインに基づいている(例えば、Miyazaki et al.,2012,J.Am.Chem.Soc.134:3942‐3945を参照されたい)。他の実施形態において、不安定化タンパク質は、化学リガンドGuard‐1によって制御され得る大腸菌ジヒドロ葉酸レダクターゼに基づいている(Iwamoto et al.,2010,Chem & Biol 17:981‐8)。
二以上の不安定化タンパク質、例えば、FKBPまたはその誘導体が必須タンパク質に融合され得る。必須タンパク質に融合した二以上のFKBPまたはその誘導体が存在する実施形態において、それぞれ個々のFKBPまたはその誘導体は、同一であるかまたは異なり得る。他の実施形態において、必須タンパク質に融合した、一のFKBPまたはその誘導体が存在する。
当該技術分野において周知の組換えDNA法を使用して、CMV複製および/またはCMV感染の確立/維持にとって必須のタンパク質をコードする核酸は、不安定化タンパク質、例えば、FKBPまたはその誘導体をコードする核酸に付着される。不安定化タンパク質またはその誘導体は、直接的にまたは間接的に必須タンパク質に融合され得る。一実施形態において、不安定化タンパク質またはその誘導体は、インフレームで直接的に必須タンパク質に融合される。別の実施形態において、必須タンパク質は間接的に、すなわちリンカーにより不安定化タンパク質に融合される。不安定化タンパク質またはその誘導体は、必須タンパク質のN‐またはC‐末端において必須タンパク質に融合され得る。異なる実施形態において、不安定化タンパク質は、必須タンパク質のN‐末端に融合される。
FKBP融合タンパク質を作成するために有用な代表的なFKBP基準配列は以下の通りである:
Figure 2016501023
FKBP基準配列をコードする代表的なヌクレオチド配列を、配列番号25に示す。FKBPまたはFKBP誘導体を含む融合タンパク質は、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」とは、配列番号29に記載のFKBP基準配列と比較して、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。本発明の好ましい実施形態において、FKBP誘導体は、配列番号29に記載のFKBP基準配列に対し少なくとも90%同一である。90%以上の同一性によって定義される構造的類似性に加えて本発明の好ましいFKBP誘導体は、異種タンパク質、例えばCMV必須タンパク質に融合されたとき、FKBPの不安定化性質の全てを実質的に保持し、同様にSield‐1によって安定化されるFKBPの能力の全てを実質的に保持する。
一実施形態において、FKBP誘導体は、配列番号29によって提供される基準配列と一または複数のアミノ酸置換によって異なる、アミノ酸配列を有するポリペプチドである。いくつかの実施形態において、FKBPタンパク質誘導体は、基準配列と比較して1、2、3、4、5、6、7、8、9または10個のアミノン酸置換を有する。アミノ酸置換は、「保守的」(すなわちアミノ酸が同じクラスのアミノ酸(非極性、極性/中性、酸性および塩基性)、広く類似する性質を有するアミノ酸、または同じ構造を有するアミノ酸(脂肪族、ヒドロキシまたは硫黄含有、環状、芳香族、塩基性および酸性)由来の異なるアミノ酸により置換される)または「非保守的」(すなわち、アミノ酸が異なる型のアミノン酸により置換される)であり得る。大まかに言えば非保守的置換は、ポリペプチドの生物学的活性を変更することなしにはほとんど不可能であろう。
本発明の実施形態において、FKBP誘導体は、配列番号29における最初のG(グリシン)に相当するアミノ酸位置#1による、15、24、25、31、36、60、66、71、100、102、105および106から成る群より選択されるアミノ酸位置において一または複数のアミノ酸置換を有する。本明細書で定義する場合、FKBP誘導体のアミノ酸位置の番号付けは、配列番号29におけるアミノン酸位置と関連していて、たとえ誘導体の配列中にギャップがあるとしても、番号付けは配列番号29に呼応して維持される。例えば、最初の20個のアミノ酸としてGVQVE‐ISPGDGRTSPKRG(配列番号30)で始まるFKBP誘導体は、基準配列の番号付けがギャップ合わせ後も維持されるので、このF15S位置(下線部)が誘導体の配列において14番目のアミノ酸であるにも関わらず、F15S置換を有する。
本発明の特定の実施形態において、FKBP誘導体は、F15S、V24A、H25R、E31G、F36V、E60G、M66T、R71G、D100G、D100N、E102G、K105I、K105E、およびL106Pからなる群より選択される一または複数のアミノ酸置換を有する。いくかの実施形態において、FKBPは配列番号25によってコードされるポリペプチド配列である。他の実施形態において、FKBPは、配列番号27によってコードされるFKBP誘導体である。いくつかの実施形態において、FKBP誘導体は、F36VおよびL106P置換の双方を有する配列番号26に記載の通り、置換F36Vおよび/またはL106Pを含む。別の実施形態において、FKBP誘導体は、F36VおよびL106P置換の一つだけしか有さない。さらなる実施形態において、FKBP誘導体、例えば、配列番号44に記載のFKBP誘導体は、置換F36VおよびK105Eを有する。そのうえさらなる実施形態において、FKBP誘導体、例えば、配列番号31に記載のアミノ酸配列を有するFKBP誘導体等は、アミノン酸置換E31G、F36V、R71G、K105Eを有する。
いくつかの実施形態において、FKBPまたはFKBP誘導体をコードする核酸は、ヒトにおいて通常使用されない、外因性のFKBPに対する少なくともいくかのコドンを含む。ヒトにおいてタンパク質をコードするために通常余り使用されないコドンを含むことは、融合タンパク質のFKBPまたはFKBP誘導体がヒトゲノム内のそのカウンターパートと再配列または組み換える得る可能性を低減させる。代表的なヌクレオチド配列は、(1)配列番号29によって与えられるFKBP基準配列と比較して、置換F36VおよびL106Pを有するFKBP誘導体をコードし(すなわち配列番号26に記載のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする);ならびに(2)組換えのリスクを低減するために、通常ヒトにおいて通常使用されないコドンを含むように修飾された、配列番号27によって与えられる。
Shield‐1の存在下において、FKBPまたはFKBP誘導体を含むddCMV融合タンパク質は安定である。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、宿主細胞機構によって分解されるように融合タンパク質を指揮する。本明細書で用いる場合、用語「Shield‐1」または「Shld 1」とは、野生型のFKBPおよびその誘導体に結合し安定化剤として作用する合成小分子を表す。
Shield‐1は以下の構造を有する:
Figure 2016501023
結合は、野生型FKBPに対してと比較するとF36V誘導体に対して約1、000倍堅固である(Clackson et al.,1998,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 95:10437‐42)。Shield‐1は、合成され得るか(基本的には、Holt et al.,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 Letter 18:759に記載された通りである)、またはCheminpharma LLC(Farmington,CT)またはClontech Laboratories,INC.(Mountain View,CA)から販売されている。Shield‐1の塩も、本発明の方法において使用され得る。
c.異種ポリペプチド
rdCMVは、当該技術分野において既知の組換えDNA技術を使用して、一または複数の異種ポリペプチドを発現するように作成され得る(「rdCMVhet」)。
異種ポリペプチドをコードする核酸は、プロモーターおよびポリアデニレーション配列を含む遺伝子発現カセットにクローン化され得る。典型的に遺伝子発現カセットは:(a)目的の異種タンパク質または抗原をコードする核酸;(b)タンパク質をコードする核酸に作動可能に結合されたプロモーター;および(c)転写終結(ポリアデニル化)シグナル、を含む。発現カセットは任意選択的にエンハンサーエレメントを有し得る。もし完全なカセットがCMVゲノム中に挿入されるならば、主に元のプロモーター配列との相同組換えの懸案のために、プロモーターはヒトCMV由来の何れか一つのプロモーターであってはならない。カッセトにおいて使用されるプロモーターは、細胞起源または他のウイルスのプロモーターであり得る。
本発明のいくつかの実施形態において、異種タンパク質は、強力なT細胞応答として知られる少なくとも一つのドミナントなCMV抗原に融合される。従って異種タンパク質をコードする核酸は、ドミナントなCMV抗原をコードする核酸にインフレームで直接的にまたは間接的に融合される。当該実施形態において、プロモーターは、元のCMVプロモーターであることが有利である。ドミナントなCMV抗原との前記の融合は、異種ポリペプチドに顕著な免疫応答を与え、従って異種ポリペプチドが、免疫応答が望まれる免疫原または抗原である使用において特に有用である。
異種配列がドミナントなCMV抗原に融合される本発明の実施形態において、強力なCD4+またはCD8+T細胞応答と関連する任意のCMVポリペプチドをコードするヌクレオチド配列は、所望の個々の型の免疫応答に依存して、異種配列に融合され得る。例えば、もしCD4+応答が所望されるならば、異種配列は:UL55(gB)、UL83(pp65)、UL86、UL99(pp28)、UL122(IE2)、UL36、UL48、UL32およびUL113、から選択されるドミナントなCMV抗原をコードするヌクレオチド配列に融合され得る。別の実施形態において、もし異種配列に対するCD8+応答が所望されるならば、異種配列は:UL48、UL83、UL123、UL122、US32、UL28、US29、US3、UL32、UL55、UL94およびUL69、から選択されるドミナントなCMV抗原をコードするヌクレオチド配列に融合され得る。目的の異種配列に融合され得るさらなるドミナントなCMV抗原は、Sylwester et al.J.Experimental Medicine 202(5):673‐685(2005)に開示されている。
異種配列(すなわち「導入遺伝子」)が導入される主鎖内の部位および導入遺伝子の配向に関しても、決定がなされなければならない。より具体的には導入遺伝子は、パラレルまたはアンチパラレルに挿入され得る。加えて、ベクターが必要とされるワクチン担体としての使用のために調製されていて、しかも導入遺伝子に作動可能に結合されているという、宿主細胞における導入遺伝子の発現を指揮することのできる適切な転写調節因子。「作動可能に結合された」配列には、それらが制御する核酸配列と隣接する発現制御配列、および調節された核酸を制御するためにトランス状態で、または遠くで作用する調節配列の双方が含まれる。
調節配列には:適切な発現制御配列、例えば、転写開始、終結、エンハンサーおよびプロモーター配列等;効率的なRNAプロセシングシグナル、例えば、スプライシングおよびポリアデニル化シグナル等;翻訳効率を高める配列(例えば、コザック共通配列);タンパク質の安定性を高める配列および任意選択的にタンパク質の分泌を促進する配列等、が含まれる。これらの配列および他の共通のベクター要素の選択は、通常であり、多数の適した配列が当業者にとって周知である(例えば、Sambrook et al、および当該論文において、例えば、3.18〜3.26および16.17〜16.27において引用された参考文献およびAusubel elal.,Current Protocols in Molecular Biology(分子生物学の最新プロトコル),John Wiley & Sons,New York,1989を参照されたい)。
CMVは、例えば、単核球、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)。発現カセットにおいて使用されるプロモーターは、上記の細胞型の少なくとも一つにおける、プロモーターに作動可能に結合した核酸の発現を支持できなればならない。好ましくは、異種抗原を発現するために発現カセットにおいて使用されるプロモーターは、上記の細胞型の二以上において活性である。本発明の方法において使用されるプロモーターの例には、限定されるものではないが、CMV(HCMV、MCMV、RHCMVおよびGPCMVを含む)主要IEプロモーター、SV40プロモーター、HSV‐1 ICP0またはTKプロモーター、アクチンプロモーター、EF1‐αプロモーター、UbcプロモーターおよびPGKプロモーターが含まれる。好ましい実施形態において、HCMV IEプロモーターが発現カセットにおいて使用される。
本発明のいくつかの実施形態において、異種ポリペプチドをコードする核酸は、元のCMVウイルスプロモーターに作動可能に結合される。
本発明の方法における使用のためのポリアデニレーション配列には、限定されるものではないが、ウシ成長ホルモン(BGH)ポリアデニレーション配列およびSV40ポリアデニレーション配列が含まれる。
一または複数のエンハンサーが発現カセットに含まれる実施形態において、エンハンサーは、発現カセットにおいて使用されるプロモーターと適合性である。
rdCMVhetは、異種ポリペプチド発現レベルに関して当該技術分野において既知の技術(限定されるものではないが、酵素結合免疫測定法、免疫細胞化学、免疫ブロット、FACS、等が含まれる)を使用してインビトロで評価し得る。例えば、rdCMVhetは、Shield‐1の存在下において上皮細胞または線維芽細胞を感染するために使用され得る。発現される異種ポリペプチドのレベルは、導入遺伝子発現がShield‐1に依存するか否かを試験するために、Shield‐1の連続投与後の細胞において、またはShield‐1の投与を中止した培養液中の細胞において測定され得る。
本発明の実施形態において、異種ポリペプチドは、本発明のrdCMVhetによって送達される免疫原(抗原分子)であり、該免疫原には、宿主細胞におけるコードされた産物の転写および/または翻訳を指揮するために必要な調節配列を提供するヌクレオチド配列と組み合わせた導入遺伝子(すなわち、異種ヌクレオチド配列)によってコードされるポリペプチド、タンパク質または酵素産物が含まれる。導入遺伝子の組成は、ベクターの使用目的に依存する。例えば、もし免疫原性組成物が、感染病原体に特異的な哺乳動物宿主における抗体応答、または細胞介在性免疫応答を誘導するように設計されているとするならば、その場合、受容者に対し病原体‐特異的な免疫を与えると予測される少なくとも一の免疫原性産物をコードする核酸配列を利用することが適切である。その代わりに、もし組成物が癌ワクチンとしての使用のために調製されているとするならば、適切な導入遺伝子は、例えば、腫瘍関連抗原(TAA)等の自己抗原の免疫原性部分を含み得て、該自己抗原は、発癌イニシエーションを予防し、または腫瘍進行を防止するために十分であり得る、特定のTAAに対する宿主寛容性を破壊し、および長続きする(例えば、記憶)応答を誘導する双方のために、十分な効力の防御免疫応答を誘導するという目標により選択された。同様に、適切な免疫原性遺伝子産物は、哺乳動物宿主に感染する幅広い病原体(例えば、限定されるものではないが、ウイルス類、寄生虫類、細菌類および糸状菌類)からまたは癌または腫瘍細胞から獲得され得る。
本発明の実施形態において、rdCMVhetによって発現される異種ポリペプチドは、病態の治療および/または予防において有用であるポリペプチドである。一実施形態において、病態は免疫応答によって予防および/または治療され得る病態である。特定の実施形態において、異種ポリペプチドは、疾患(すなわち、ウイルス、細菌または寄生虫感染)を予防および/または治療するための免学的応答(例えば、抗体、CD4細胞および/またはCD8細胞を誘導する応答)を誘導するのに有用である抗原である。他の特定の実施形態において、異種ポリペプチドは、受動免疫において有用な抗体またはその部分である。他の実施形態において、異種ポリペプチドは、遺伝子治療において有用なポリペプチドである。
いくつかの実施形態において、異種ポリペプチドは、疾患(すなわち、ウイルス、細菌または寄生虫感染)を予防および/または治療するための免疫学的応答(すなわち、抗体、CD4および/またはCD8細胞を誘導する応答)を誘導するのに有用な抗原である。他の実施形態において、異種ポリペプチドは、受動免疫を産生するのに有用な抗体または部分である。
一実施形態において、本発明のrdCMVhetおよび方法は、HIV感染を予防および/または治療するために使用し得る。患者における免疫応答を提供するために本発明の方法において使用され得る抗原には、限定されるものではないが、Gag、Nef、Env、Pol、Tat、Rev、Vif、Vpr、gp120(特に、CD4結合部位、V2V3ループおよびMPER領域)、gp160、gp140およびgp143が含まれる(Betts et al.,2002,DNA Cell Biol.21:665‐70)。
他の実施形態において、本発明のrdCMVhetおよび方法は、マラリアを予防および/または治療するために使用され得る。マラリアは、原生生物マラリア原虫(Plasmodium)の感染によって引き起こされる蚊媒介性の感染性疾患である。患者における免疫応答を提供するための本発明の方法において使用され得る抗原には、限定されるものではないが、サーカムスポロゾイトタンパク質(CS)、SSP2、肝臓ステージ抗原1(LSA‐1)、肝臓ステージ抗原3(LSA‐3)、搬出タンパク質1(Exp1)、胞子虫体高スレオニン‐アスパラギンタンパク質(STARP)、Pf5/6、メロゾイト表面タンパク質1(MSP‐1)、メロゾイト表面タンパク質2(MSP‐2)、メロゾイト表面タンパク質3(MSP‐3)、アピカルメンブレン抗原1(AMA1)、EBA175、SERA5、高グルタミンタンパク質(GLURP)、リング感染赤血球表面抗原(RESA)、Pfs25およびPvs25が含まれる(Schwartz et al.,2012,Malaria J.11:11)。
他の実施形態において、本発明のrdCMVhetおよび方法は、結核(TB)を予防および/または治療するために使用され得る。TBは、種々のマイコバクテリアの菌株、通常はマイコバクテリウム・ツベルクローシス(Mycobacterium tuberculosis)によって引き起こされる、一般的で多くの場合致死的な感染性疾患である。患者における免疫応答を提供するための本発明の方法において使用し得る抗原には、限定されるものではないが、カルメット・ゲラン桿菌(baciller Calmette Guerin)(BCG)ワクチン株(弱毒化生ウシ結核桿菌マイコバクテリウム・ボビス(bovine tuberuculosis bacillus Mycobacteriumu bovis))、Ag85A、Ag85B、Mtb32、Mtb39、ESAT‐6、TB10.4、ヘパリン結合性赤血球凝集素抗原(HBHA)、CPF‐10、Rv1196、Rv0125、Rv3407およびRv2660が含まれる(Hoft,2008,Lancet 372:164‐75;Kaufmann,2011,Lancet 11:633‐40;Ottenhoff and Kaufmann,2012,PLoS Pathogens 8:1‐12;Anderson and Doherty,2005,Nature 3:656‐662)。
他の実施形態において、本発明のrdCMVhetおよび方法は、HBV感染を予防および/または治療するために使用しうる。患者において免疫応答を提供するための本発明の方法において使用し得る抗原には、限定されるものではないが、表面タンパク質(HBsAg、MHBsAgおよびLHBsAgを含む)、コアタンパク質(HBcAg)、Xタンパク質およびウイルスポリメラーゼが含まれる。
他の実施形態において、本発明のrdCMVhetおよび方法は、癌免疫療法において使用し得る。当該実施形態において、本発明は、腫瘍抗原に対する免疫応答を誘導するために使用され得る免疫原性組成物(例えば、癌ワクチン)を企図する。適切な組成物は、腫瘍抗原をコードする核酸配列および薬剤的に許容可能な担体を含むrdCMVhetを含むであろう。特別の実施例においてカッセトのコード配列因子は、単一の免疫原、例えば、腫瘍関連抗原等の自己抗原由来の免疫原性ペプチド配列等をコードし得る。いくつかの実施形態において、免疫原をコードする核酸配列(すなわち導入遺伝子)は、特定の哺乳動物種における発現のためにコドン最適化され得る。他の実施形態において、コード配列は、一以上の免疫原、例えば一または複数のコドン最適化腫瘍抗原等をコードし得る。例えば、本開示のCMVベクターを利用する癌ワクチンは、自己抗原、例えば:PD‐1 HER2/neu、CEA、Hepcam、PSA、PSMA、テロメラーゼ、gp100、Melan‐A/MART‐1、Muc‐1、NY‐ESO‐1、サバイビン、ストロメライシン3、チロシナーゼ、MAGE3、CML68、CML66、OY‐TES‐1、SSX‐2、SART‐1、SART‐2、SART‐3、NY‐CO‐58、NY‐BR‐62、hKLP2、VEGF.等の組み合せをコードし得る。
特定の実施形態において、子宮頚部癌は、本発明の方法を使用して予防または治療される疾患である。ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原は、当該実施形態において、使用される。患者における免疫応答を提供するための本発明の方法において使用され得る抗原には、限定されるものではないが、E5、E6、E7、L1およびL2が含まれる。好ましい実施形態において、HPV抗原は、病態、例えば、子宮頚部癌、または子宮頚部上皮内腺癌、子宮頚部上皮内腫瘍(CIN)グレード1、2および3を含む前癌異形成病変に関連する任意のHPV株に由来する。好ましい実施形態において、HPV抗原は:HPV16、HPV18、HPV26、HPV31、HPV33、HPV35、HPV39、HPV45、HPV51、HPV52、HPV53、HPV55、HPV56、HPV58、HPV59、HPV66、HPV68、HPV73およびHPV82から成る群より選択されるHPVに由来する;もしより好ましい実施形態であればHPVは、HPV16、HPV18、HPV31、HPV33、HPV52およびHPV58から選択される。
他の特定の実施形態において、EBV関連癌は、本発明の方法を使用して予防または治療される疾患である。EBV関連癌には、限定されるものではないが、AIDS関連リンパ腫、バーキットリンパ腫、中枢神経系原発リンパ腫、多形性B細胞リンパ腫、ホジキンリンパ腫、瀰漫性大細胞型B細胞リンパ腫、移植後リンパ腫、T/NK細胞型リンパ腫、微咽頭癌および胃癌が含まれる。患者における免疫応答を提供するための本発明の方法において使用され得る抗原には、限定されるものではないが、EBV溶菌サイクル抗原(BZLF1、BRLF1、BNLF2、VCA、BCRF1、gp350、gp110を含む)、gp42、BMRF‐2、MVA‐EL、gp220、LMP1およびLMP2が含まれる。
他の実施形態において、本発明のrdCMVhetおよび方法は、抗原に対し受動免疫を産生する方法において使用し得る。rdCMVhetによって発現される異種ポリペプチドは、疾患の予防および/治療において有用な抗原結合性タンパク質または抗体鎖である。一実施形態において、疾患は、有効なワクチンが存在しないがしかし病原体または病原体によって産生される毒素を中和し得るモノクローナル抗体が同定されている疾患である。例えば、発現された抗原結合性タンパク質は、2F5および4E10(Guenapa and Wyatt,PloS pathogen 2012 8(7):e1002806)およびD5(国際公開WO2005/118887)等のHIV‐1を中和し、炭疽毒素を中和し(Maynard et al,Nat Biotech,2002,20,597‐601)、またはボツリヌス毒素を中和する(Nowakowski et al,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 2002 99(17):11346‐11350)。他の実施形態において、疾患は、免疫系の調節から利益を受け得る疾患である。例えば、発現された抗体またはその部分は、PD‐1をブロックし(Kline and Gajewski,2010,Curr Opin Investig Drugs 11:1354‐9;Topalian et al.,2012,New Engl.J.Med.366:2443‐54;Brahmer et al.,2012,New Engl.J.Med.366:2455‐65)、CTLA‐4をブロックし(Agarwala et al.,2010,J.Immunother.33:557‐69)、CD28を刺激し(国際公開WO 2010/007276;米国特許第8,168,759号)またはCD40を刺激する(米国特許出願公開第2012/0251494;米国特許第7,927,596号;米国特許第7,563,443号)。
他の実施形態において、本発明のrdCMVhetおよび方法は、遺伝子治療において使用し得る。前記の実施形態において、rdCMVhetによって発現される異種ポリペプチドは、患者において欠け、低減され、変異されておりおよび/または適切に機能しておらず、それによって患者において病態/疾患を引き起こしているポリペプチドまたはその部分である。rdCMVhetの投与は、患者において欠け、低減され、変異されておりおよび/または適切に機能していないポリペプチドの発現/機能を、少なくとも部分的に修復する。より特定の実施形態において、疾患は、異種ポリペプチドとしてCFTRまたはその部分を有する嚢胞性線維症(Oakland et al.,2012,Mol.Ther.20:1108‐15;Griesenbach and Alton,2012,Curr Pharm Des 18:642‐62;Hull,2012、JR Soc Med 105(Suppl.2):S2‐8);異種ポリペプチドとして第VIII因子および/または第IX因子またはその部分を有する血友病(High,2012,Blood 120:4482‐7;Franchini and Mannucci,2012,Orphanet J Rare Dis 7:24;Scott and Lozier,2012,Br.J.Haematol 156:295‐302);異種ポリペプチドとしてジストロフィンまたはその部分を有する筋ジストロフィー(Van Deutekom and van Ommen,2003,Nature 4:774);異種ポリペプチドとしてインスリンまたはその部分を有するI型糖尿病(Sanlioglu et al.,2012,Expert Rev Mol Med 14:e18;Tuduri et al.,2012,J Diabetes 4:319‐31);異種ポリペプチドとしてRPE65またはその部分を有するレーバー先天性黒内障(Bainbridge et al.,2008,New Engl.J Med 358:2231‐9);異種ポリペプチドとしてβ‐グロブリンまたはその部分を有するβサラセミア(May et al.,2002,Blood,99:1902‐8;Rund and Rachmilewitz,2005,New Engl J Med 353:1135‐46;Sadelain,2006,Curr Opin Hematol 13:142‐8);異種ポリペプチドとしてヘモグロビンまたはその部分を有する鎌状赤血球貧血(Sadelain,2006,Curr Opin Hematol 13:142‐8)である。
他の特定の実施形態において、rdCMVhetによって発現される異種ポリペプチドは、例えば、免疫系を調節することによって、病態を患う患者の利益になり得るポリペプチドである。限定されるものではないが、IL‐2、IL‐7、IL‐12、IL‐15、IL‐21およびIL‐23を含む、サイトカインまたはケモカインが発現され得る。
d.異種ポリペプチドをコードする核酸の挿入
異種ポリペプチドをコードする核酸を含む遺伝子カセットは、非必須遺伝子をコードする領域内のrdCMVゲノムに挿入される。カセットは、非必須遺伝子のORFに挿入され、非必須遺伝子のORFを置換するか、または非必須遺伝子をコードする二つのORFの間に挿入され得る。
CMVにおける非必須遺伝子は以下の通りである(Yu et al.,2003,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100:12396‐12401による):
Figure 2016501023
本発明のいくつかの実施形態において、発現カセットは、非必須遺伝子をコードするORFの間に挿入される。特定の実施形態において、発現カセットは、CMVゲノムのUL1‐UL20領域またはCMVゲノムのUS1‐US10領域に挿入される。
本発明の実施形態において、異種配列は、高転写レベルの産生に関連するCMVゲノムの領域において、元のCMV配列を置換するように設計される。例えば、異種配列/遺伝子の挿入は、UL21.5オープンリーディングフレームまたは5kb転写領域に挿入され得る(Chambers et al.J.Virol.73(7):5757‐5766(1999);Gatherer et al.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 108(49):19755‐19760(2011))。
rdCMVhetのゲノムサイズは、rdCMVゲノムのサイズと比較して5%〜10%以上改変されるべきではない。より好ましくは、rdCMVhetのゲノムサイズは、rdCMVゲノムのサイズと比較して2%〜3%以上改変されるべきではない。rdCMVに挿入される大きなまたは多重発現カセットを使用する実施形態において、非必須遺伝子または非必須遺伝を含む領域は、rdCMVゲノムサイズと比較してゲノム全体のサイズが+/−5%〜10%、より好ましくは+/−2%〜3%内に維持されることが可能なようにゲノムから欠失されるべきである。
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された特定の必須タンパク質の活性を確認するために、ウイルス複製アッセイを使用し得る。遺伝子発現/コード産物の機能は、Shield‐1の存在下においてFKBPまたはその誘導体の付着によって必須タンパク質に対し実質的に影響を受けてはならないので、rdCMVhetは、Shield‐1の存在下において親CMVおよび/またはrdCMVに匹敵する速度で複製しなければならない(好ましくは親ウイルスのレベルの少なくとも75%、80%、90%、95%、99%または100%)。rdCMVhetの複製は、Shield‐1の非存在下において親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まないCMVと比較して、好ましくは50%、75%、90%、95%、99%または100%以上低減される)。
異なる実施形態において、少なくとも2μMのShied‐1の存在下においてrdCMVhet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%複製する。
一実施形態において、本発明のrdCMVhetを含む組成物は、少なくとも2μMの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のウイルス価を有する。
逆にrdCMVhet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、ウイルス複製に対して許容的でない条件下において制御がどれほどストリンジェントであるか、すなわちこれらの条件下における子孫ビリオンの感染力価によって判断される。本発明のrdCMVhetは、Shield‐1存在なしでは実質的に複製し得ない(細胞培養においてまたは患者体内において)。ARPE‐19および他の型のヒト由来初代細胞におけるその複製は条件付きであり、ウイルス複製を維持するためには培養培地中に0.1μM、好ましくは少なくとも2μM以上のモル濃度のShield‐1が要求される。
一実施形態において、本発明のrdCMVhet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は、Shield‐1の非存在下または存在下においてrdCMVの複製を評価するために使用し得る。しかしながら、好ましい実施形態においては、50%組織細胞培養感染量(TCID50)アッセイが使用される。
他の実施形態において、rdCMVhet力価は、50%組織細胞培養感染量(TCID50)アッセイによって定量される。つまり、本希釈アッセイは、感染宿主の50%を死滅するために必要とされるウイルス量を測定する。宿主細胞(例えば、ARPE‐19細胞)をプレートに蒔き、ウイルスの段階希釈液を添加する。インキュベーション後に細胞死のパーセンテージを観察し、各ウイルス希釈度を記録する。結果は、数学的にTCIDを計算するために使用される。
他の実施形態において、rdCMVhet力価は、プラークアッセイを使用して測定される。ウイルスプラークアッセイは、ウイルス試料中のプラーク形成単位(pfu)の数を測定する。つまり、コンフルエントな単層の宿主細胞(例えば、ARPE‐19細胞)を、異なる希釈度のrdCMVにより感染し、ウイルス感染が無差別に拡散するのを防ぐために、寒天またはカルボキシメチルセルロース等の半流動培地により覆う。ウイルスが固定細胞の単層内で細胞に感染するときに、ウイルスのプラークが形成される。ウイルス感染細胞は溶解し、感染を隣接する細胞に拡散し、そこで感染・溶菌サイクルが反復される。感染細胞の範囲は、肉眼または光学顕微鏡によって見ることのできるプラーク(未感染細胞によって囲まれた感染範囲)を形成する。プラークを計数しその結果を、プレートを調製するために使用された希釈係数とともに、試料単位用量当たりのプラーク形成単位の数(pfu/ml)を計算するために使用する。pfu/mlの結果は、試料内の感染粒子の数を表すが、形成された各々のプラークが感染性の一ウイルス粒子の代表者であるという前提に基づいている。
他の実施形態において、SCID‐huマウスモデルを、インビボで複製するためのrdCMVの能力を評価するために使用する。つまり、ヒト胎児組織片(胸腺および肝臓等)をSCIDマウスの腎被膜に外科的に移植する。rdCMVを、2〜3か月後にヒト組織が血管新生したときに接種する。ウイルス力価を、接種3〜4週間後にプラークアッセイにおいて評価する。動物実験を、毎日の腹腔内注射によってShield‐1を補給することにより、Shield‐1の非存在下または存在下において実施し得る。
免疫応答の評価
患者への本発明のrdCMVhetの投与を、異種ポリペプチドに関連する病原体(すなわち、ウイルス、細菌、寄生虫)による感染の可能性または患者における当該感染に関連する病態を治療および/または低減し得る、または癌に関連する自己抗原(すなわち、腫瘍関連抗原)に対する免疫応答を誘導し得る、異種ポリペプチドに対する免疫応答、好ましくは防御免疫応答を誘導するために使用し得る。
rdCMVhetによって誘導される免疫応答は、当該技術分野で既知の方法を使用して評価し得る。
当該技術分野で既知の動物モデルを、rdCMVhet投与の防御効果を評価するために使用し得る。一実施形態において、rdCMVhetを投与された個体由来の抗血清は、限定されるものではないが、病原体付着の遮断または宿主細胞への侵入を含む中和能力について分析され得る。他の実施形態において、rdCMVhet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、目的抗原の存在下におけるインターフェロンガンマを含むサイトカイン生産能について分析され得る。また動物感染攻撃モデルを、免疫原の免疫学的有効量を測定するためにも使用し得る。
中和とは、培養液中での病原体侵入および/または複製を阻止することのできる病原体特異的抗体を表す。ウイルスに対する中和活性を測定するための通常のアッセイは、プラーク減少アッセイである。細胞に侵入しない病原体に対する中和活性を、病原体の複製速度の減少によって測定し得る。NT50力価は、病原体中和アッセイにおいて投入病原体の50%をブロックする血清希釈度の逆数と定義される。NT50力価は、4パラメータロジスティック非線形回帰モデルから得られる。
受動免疫
長年の研究および多数の技術的および免学的進歩に関わらず、有効なワクチンが、現在のところ多くの重要な感染性疾患に対して利用できない。しかしながら多数の疾患に対して、病原体または病原体によって産生される毒素を中和し得る、および動物モデルにおける感染攻撃からの防御を提供し得る、モノクローナル抗体が同定されてきた。本発明の方法は、病原体または腫瘍関連抗原等の抗原、例えば、抗体の単鎖、重鎖可変領域、軽鎖可変領域、抗体の抗原結合領域を含む抗体の部分に対する防御免疫を規定の間隔で提供するための、一または複数の抗原結合性タンパク質を発現する、rdCMVhetの使用を含む。抗体はまた、ワクチンと併用されるときに、シグナル伝達経路を操作し、シグナルをアゴナイズまたはアンタゴナイズし、リガンド/受容体の相互作用をブロックしまたはアジュバント様の性質によって免疫系を刺激することによっても防御免疫を提供し得る。
この系の有利な点は、rdCMVhetからの異種ポリペプチドの発現が1週間未満で抗体を産生するであろうとの理由で、免疫化には極めて短時間しかかからないであろうことである。抗体の発現は、rdCMVhet投与後の、患者に対するShield‐1の投与によって、インビボでrdCMVhetが複製されることを可能にすることによって増加され得た。Shld‐1の二量体バージョンが臨床研究において使用され、十分な耐容性を示した(Di Stasi et al.,2011,New Engl J Med 2011 365:1673‐83)。患者がShield‐1を投与されなくなるやいなや、rdCMVhetの複製は停止するであろう。
本明細書で用いる場合、用語「抗原結合性タンパク質」には、それらが所望の生物学的活性を示す限り、標的領域または抗原の結合領域、単鎖Fv(scFv)(二重特異性scFvを含む)、単鎖抗体、Fabフラグメント、F(ab´)フラグメント、ジスルフィド結合Fv(sdFv)および上記のいずれかのエピトープ結合性フラグメントに結合する抗体の部分が含まれる。抗原結合性タンパク質は、エピトープへの特異的な結合性を提供する抗体可変領域を含み得る。好ましい実施形態において、患者において受動免疫を提供するために使用される本発明の抗体は、ヒト化またはヒト抗原結合性タンパク質である。抗体可変領域は、例えば、完全抗体、抗体フラグメントおよび抗体または抗体フラグメントの組換え誘導体に存在し得る。
異なるクラスの抗体は、異なる構造を有する。異なる抗体領域は、IgGを参照することによって説明され得る。IgG分子は、四本のアミノ酸鎖:二本のより長い重鎖および二本のより短い軽鎖を含む。重鎖および軽鎖はそれぞれ定常領域および可変領域を含む。可変領域内に、抗原特異性の原因である三個の超可変領域がある。(例えば、Breitling et al.,Recombinant Antibodies(組換え抗体),John Wiley & Sons,Inc. and Spektrum Akademischer Verlag,1999;およびLewin,Genes IV(遺伝子IV),Oxford University Press and Celll Press,1990を参照されたい)。
超可変領域(相補性決定領域とも称される)は、より保存的な隣接領域(フレームワーク領域とも表される)の間に挟まれている。フレームワーク領域及び相補性決定領域(CDR)と関連するアミノ酸は、Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest(免疫学的に興味深いタンパク質の配列),U.S.Department of Health and Human Services(合衆国保健福祉省),1991に記載の通りに番号付および整列され得る。
二つの重鎖カルボキシル領域は、Fc領域を作成するためにジスルフィド結合で繋がれた定常領域である。Fc領域は、エフェクター機能を提供するために重要である。(Presta,Advanced Drug Delivery Reviews 58:640‐656,2006)。Fc領域を構成する二本の重鎖の各々は、ヒンジ領域を通して異なるFab領域に延びている。
高等脊椎動物において、二つのクラスの軽鎖および五つのクラスの重鎖が存在する。軽鎖は、κまたはλである。重鎖は、抗体のクラスを定義し、α、δ、ε、γまたはμである。例えば、IgGはγ重鎖を有する。また、異なる型の重鎖に対して、ヒトγ、γ、γおよびγ等のサブクラスも存在する。重鎖は、ヒンジおよび末端領域に特有のコンホメーションを分け与える。(Lewin,Genes IV(遺伝子IV),Oxford University Press and Cel Press,1990)。
抗体可変領域を含む抗体フラグメントには、Fv、FabおよびFab2領域が含まれる。各Fab領域は、可変領域および定常領域から構成される軽鎖、および可変領域および定常領域を含む重鎖領域を含む。軽鎖は、定常領域でジスルフィド結合によって重鎖に結合される。Fab領域の軽鎖および重鎖可変領域は、抗原結合に関与するFv領域を提供する。
抗体可変領域は、組換え誘導体中に含まれ得る。組換え誘導体の例には、単鎖抗体、二重特異性抗体、三重特異性抗体、四重特異性抗体およびミニ抗体が含まれる。(Kipriyanov et al,Molecular Biotechnology 26:39‐60,2004)。
抗原結合性タンパク質は、同じまたは異なるエピトープを認識する一または複数の領域を含む。(Kipriyanov et al.,Molecular Biotechnology 26:39‐60,2004)。
非ヒト(例えば、ネズミ科の動物)抗原結合性タンパク質の「ヒト化」形態は、非ヒト免疫グロブリン由来の最小限の配列を含む免疫グロブリン、免疫グロブリン鎖またはそのフラグメント(例えば、Fv、Fab、Fab´、F(ab´)または抗体の他の抗原結合性サブシーケエンス)である。大部分、ヒト化抗原結合性タンパク質または抗体は、受容体の相補性決定領域(CDR)由来の残基が、所望の特異性、親和性および能力を有するマウス、ラットまたはウサギ等の非ヒト種(ドナー抗体)のCDR由来の残基によって置換される、ヒト免疫グロブリンまたはヒト型抗体フラグメントまたは鎖(受容体抗体)である。従ってヒト化抗体は、一つの種由来の抗体;例えば、げっ歯類抗体由来のCDRが、げっ歯類抗体の重鎖および軽鎖可変領域から、ヒト重鎖および軽鎖可変ドメインに移入される組換えタンパク質であり得る。抗体分子の定常ドメインは、ヒト型抗体の定常ドメイン由来である。場合によっては、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク領域(FR)残基は、相当する非ヒト残基によって置換される。さらにヒト化抗体は、受容体抗体にも移入CDRまたはフレームワーク配列にも見出されない残基を含み得る。これらの改変は、抗体の性能をさらに改善し最適化するために成される。一般的にヒト化抗体は、非ヒト免疫グロブリンのCDR領域に相当するCDR領域のすべてまたは実質的にすべて、およびFR領域のすべてまたは実質的にすべてが、ヒト免疫グロブリン配列のCDR領域およびFR領域である、少なくとも一の、典型的には二つの可変ドメインのすべてを実質的に含み得る。ヒト化抗体はまた、最適には少なくとも免疫グロブリン定常領域(Fc)の部分、典型的にはヒト免疫グロブリンの部分を含み得る(例えば、Yamashita et al.,2007,Cytotech.55:55;Kipriyanov and Le Gall,2004,Mol.Biotechnol.26:39およびGonzales et al.,2005,Tumour Biol.26:31を参照されたい)。
完全ヒト型抗体がヒト患者の治療処置にとって望ましいかもしれない。ヒト型抗体は、ヒト免疫グロブリン配列由来の抗体ライブラリーを使用して、上記のファージディスプレイ法を含む、当該技術分野において既知の種々の方法によって作成され得る。米国特許第4,444,887号および4,716,111号;および国際公開WO 98/46645;WO 98/50433;WO 98/24893およびWO 98/16654を参照されたいが、その各々はその全体が参照されることによって本明細書において援用される。ヒト型抗体はまた、機能的な内在性免疫グロブリンを発現することはできないがヒト免疫グロブリン遺伝子を発現し得る、トランスジェニックマウスを使用して産生され得る。国際公開WO 98/24893;欧州特許第0 598 877号;米国特許第5,916.771号;および5,939,598号を参照されたいが、その全体が本明細書において参照されることにより援用される。
本発明のCMVhetまたはrdCMVhetは、抗体の一または複数の部分または鎖をコードする一または複数のヌクレオチド配列の封入によって、抗体を産生するために使用し得る。モノクローナル抗体は、例えば、抗体をコードする一または複数の組換え遺伝子を含む一または複数のrdCMVhetを含む組換え細胞から産生し得る。抗体は、例えば、一の遺伝子が重鎖をコードしおよび一の遺伝子が軽鎖をコードする、二以上の組換え遺伝子によってコードされ得る。
本発明の他の態様は、抗原結合性タンパク質が目的抗原の標的領域に結合する、抗原結合性タンパク質のVh領域またはV1領域のどちらかまたは双方をコードする、一または複数の組換え遺伝子を含む核酸を含む、CMVhetまたはrdCMVhetを記載する。複数組換え遺伝子は有用であり、例えば、そこでは一遺伝子がVh領域を含むその抗体重鎖またはフラグメントをコードし、およびもう一つの遺伝子がV1領域を含むその抗体重鎖またはフラグメントをコードする。前記の複数組換え遺伝子は、例えば、抗原結合性タンパク質をコードする各々のヌクレオチド配列に作動可能に結合されたプロモーターを使用することによって、単一のCMVhetまたはrdCMVhetに組み込まれ得るか、または二以上のCMVhetまたはrdCMVhetに組み込まれ得る。
いくつかの実施形態において、本発明のFc操作型変異抗体もまた本発明に包含される。当該変異体には、未改変抗体と比較して基礎をなす抗体分子のエフェクター機能を改善または調節するために、抗体分子のFc領域において突然変異または置換を導入するように操作された、抗体またはその抗原結合性タンパク質が含まれる。一般的に、改善されたエフェクター機能は、CDC、ADCCおよび抗体半減期と同じ様な活性で呼ばれる(例えば、米国特許第7,371,826号;7,217,797号;7,083,784号;7,317,091号;および5,624,821号を参照されたいが、その各々はその全体が本明細書において援用される)。
免疫グロブリンの五つのクラス:IgA、IgD、IgE、IgGおよびIgMが存在する。IgGおよびIgAクラスは、重鎖定常領域配列および機能における比較的にわずかな違いに基づきさらにサブクラスに分類され、例えば、ヒトは次のサブクラス:IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1およびIgA2を発現する。いくつかの実施形態において、本発明の抗体はIgG1である。
本発明のいくつかの実施形態において、rdCMVhetは、PD‐1の機能をブロックする抗原結合性タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む。プログラム細胞死1(PD‐1)は、アポトーシスを起こしているマウスT細胞系列のサブトラクティブハイブリダイゼーションによって最初に同定された、50〜55kDaのI型膜貫通受容体である(Ishida et al.,1992、Embo J.11:3887‐95)。CD28遺伝子ファミリーのメンバーであるPD‐1は、活性化T、Bおよび骨髄系細胞上で発現される(Greenwald et al.,2005,Annu.Rev.Immunol.23:515‐48;Sharpe et al.,2007、Nat.Immunol.8:239‐45)。PD‐1に対する二つのリガンド、PDリガンド1(PD‐L1)およびリガンド2(PD‐L2)が同定された。双方ともB7スーパーファミリーに属する(Greenwald et a.,2005,上掲)。PD‐L1は、T、B、内皮および上皮細胞を含む多数の細胞型で発現される。対照的にPD‐L2は、かろうじて樹状細胞およびマクロファージ等のプロフェッショナル抗原提示細胞上で発現される。
PD‐1は、T細胞活性化を負に調節し、この抑制機能はその細胞質ドメインの免疫受容抑制性チロシンモチーフ(ITIM)と関連している(Greenwald et al.,上掲;Parry et al.,2005,Mol.Cell Biol 25:9543‐53)。PD‐1のこの抑制機能の破壊は、自己免疫をもたらし得る。例えば、C57BL/6マウスにおけるPD‐1ノックアウトは、ループス様症候群をもたらすが、一方BALB/cマウスにおいてそれは拡張型心筋症の発生をもたらす(Nishimura et al.,1999,Immunity 11:141‐51;Okazaki et al.,2003,Nat.Med.9:1477‐83)。ヒトにおいてPD‐1遺伝子座における一塩基多型は、全身性エリテマトーデス、1型糖尿病、リウマチ性関節炎の高発生率および多発性硬化症の進行と関連している。逆の状況もまた有害であり得る。PD‐1による持続性の負のシグナルは、腫瘍免疫回避および慢性ウイルス感染症等の多くの病的状態において、T細胞機能不全と結びつけられてきた。
抗腫瘍宿主免疫は、主に腫瘍浸潤性リンパ球(TIL)によって影響される(Galon et al.,2006,Science 313:1960‐4)。多方面からの証拠によると、TILはPD‐1抑制制御を受けている。第一に、PD‐L1発現は、多くのヒトおよびマウス腫瘍細胞系において確認され、該発現はインビトロでIFN‐γによってさらに上方制御され得る(Dong et al.,2002,Nat.Med.8:793‐800)。第二に、腫瘍細胞によるPD‐L1の発現は、インビトロでの抗腫瘍T細胞による溶解に対する該腫瘍細胞の抵抗性と直接関連していた((Dong et al.,上掲;Blank et a.,2004,Cancer Res.64:1 140‐5)。第三に、PD‐1ノックアウトマウスは、腫瘍攻撃に対し抵抗性があり(Iwai et al.,2005,Int.Immunol.17:133‐44)、しかもPD‐1ノックアウトマウス由来のT細胞は、担癌マウスに養子移植されるとき、腫瘍拒絶において高度に効果的である(Blank et al.,上掲)。第四に、モノクローナル抗体によるPD‐1抑制シグナルのブロッキングは、マウスにおける抗腫瘍宿主免疫を増強し得る(Iwai et al.,上掲;Hirano et al.,2005,Cancer Res.65:1089‐96)。第五に、腫瘍における高度のPD‐L1発現は(免疫組織化学染色で検出)、多くのヒト癌型についての芳しくない予後と関連している(Hamanishi et al.,2007,Proc.Natl.Acad Sci USA 104;3360‐5)。
従って本発明の一態様は、PD‐1シグナル伝達を、例えば、PD‐1またはPD‐1リガンドに結合することによって、ブロックする抗原結合性タンパク質をコードする、ヌクレオチド配列を含むrdCMVhetである。本発明のいくつかの実施形態において、rdCMVhetは、PD‐1受容体へのPD‐L1リガンドの結合をブロックする抗原結合性タンパク質をコードする。当該実施形態において有用である、抗原結合性タンパク質をコードする代表的なヌクレオチド配列は、WO 2009/114335に開示されている。
複製欠損型CMVの生産
本発明は、rdCMVhetを産生する方法を包含する。本発明のいくつかの実施形態において、rdCMVhetは、Shield‐1等の安定化剤の存在下において、上皮細胞、好ましくはヒト上皮細胞、およびより好ましくはヒト網膜色素上皮細胞または線維芽細胞、より好ましくはヒト線維芽細胞上で増殖される。特定の実施形態において、ヒト網膜色素上皮細胞は、寄託番号CRL_2302としてアメリカ合衆国培養細胞系統保存機関(ATCC)に寄託されたARPE‐19細胞である。他の特定の実施形態において、ヒト線維芽細胞は、ATCC寄託番号CCL_171としてATCCに寄託されたMRC‐5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、組織培養培地中に少なくとも2.0μMの濃度で存在する。
いくつかの実施形態において、rdCMVhetを増殖するために使用される細胞は、マイクロキャリア上で増殖される。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)において付着性の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それらが浮遊状態に維持されるのを可能とする密度を有する、125〜250μMの球体である。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種々の材料から作成し得る。マイクロキャリアは、限定されるものではないが、細胞マトリックスタンパク質、組換えタンパク質、ペプチドおよび帯電分子を含む種々の界面化学を有し得る。他の高密度細胞培養系、例えば、Corning HyperFlask(登録商標)およびHyperStack(登録商標)系等も使用され得る。
無細胞の組織培養液を収集することができ、それからrdCMVhetを精製することができる。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%ソルビトールクッションによる超遠心分離を含む、当該技術分野で既知の技術を使用して、当該粒子を収集した培地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を、ブラッドフォード法によって定量し得る。
Shield‐1は、FKBPと併用してrdCMVhetの複製を制御するために使用され得る。組織培養細胞中での所望量のウイルス増殖が達成された後は、複製能はもはや望ましくない。Shield‐1は、ウイルス複製を欠損させるために(例えば、患者に投与するために)、rdCMVhetから取り除かれる。一実施形態において、rdCMVhet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、rdCMVhetは、超遠心分離によってShield‐1から精製される。他の実施形態において、rdCMVhetは、ダイアフィルトレーション(透析濾過)によって精製される。ダイアフィルトレーションは、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、約750キロダルトンの孔径を有するフィルターが使用され、該フィルターは、Shield‐1のみが孔を通過するのを可能にするであろう。
Shield‐1からrdCMVhetを精製後に、rdCMVhet組成物中に少量の残留Shield‐1が残っているかもしれない。一実施形態において、精製後のrdCMVhet組成物中のShld‐1のレベルは、組織培養における複製を持続するために必要とされるレベルの少なくとも100倍未満である。一実施形態において、精製後のrdCMVhet組成物中のShield‐1のレベルは、0.1μM以下である。他の実施形態において、精製後のrdCMVhet組成物中のShield‐1のレベルは、検出限界以下である。
組成物中のShield‐1レベルの定量は、LC/MS(液体クロマトグラフィー‐質量分析)法またはHPLC/MS(高速液体クロマトグラフィー‐質量分析)法を使用して検出され得る。これらの技術は、LCまたはHPLCの物理的分離能と質量分析の能力を組み合せており、複合混合物中の目的の化学種を検出し得る。
医薬組成物
本発明のさらなる特徴は、感染症患者を治療するおよび/または感染の可能性を低減させるための、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、本明細書に記載のCMVhetの使用である。適宜、組成物は薬剤的に許容可能な担体を含む。従って本発明は、有効量の本発明のCMVhetおよび薬剤的に許容可能な担体を含む組成物を提供する。
「薬剤的に許容可能な担体」とは、限定されるものではないが、全身投与において安全に使用され得る;液体増量剤、希釈剤または被包剤を含む、組成物の投与を容易にする物質である。個々の投与経路に依存して当該技術分野において周知の、種々の薬剤的に許容可能な担体が使用され得る。これらの担体は、糖、デンプン、セルロースおよびその誘導体、麦芽、ゼラチン、滑石、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パイロジェン除去水を含む群から選択され得る。特に、薬剤的に許容可能な担体には、種々の成分、例えば、緩衝液、注射用滅菌水、通常の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が含まれる。「生理学的に許容可能」、「希釈剤」または「賦形剤」等の用語は、同じ意味で使用され得る。
ワクチン製剤化の手順は、例えば「New Generation Vaccines(新世代ワクチン)」(1997,Levine et al.,Marcel Dekker,Inc.New York,Basel,Hong Kong)に開示されており、参照されることによって本明細書において援用される。
本発明の組成物には、追加の成分、例えば、以下に記載する通りの一または複数のアジュバント、および/または一または複数の追加の活性成分等が含まれ得る。
アジュバント
アジュバントは、免疫応答を産生するときに免疫原を助長し得る物質である。目的抗原に対する免疫応答を増強させるのに加えていくつかのアジュバントは、所望の免疫応答を誘導するために必要な抗原量を減少させるために、または臨床計画において永続性のある免疫応答を誘導し疾病からの防御を提供するために使用され得る。アジュバントは、異なる機構、例えば:抗原の生物学的または免疫学的半減期を増加させること;抗原提示細胞への抗原送達を改善すること;抗原提示細胞による抗原プロセシングおよび提示を改善すること;用量節約を達成すること、および免疫調節性サイトカインの産生を誘導すること、の一または複数等によって機能し得る(Vogel,2000,Clin Infect Dis 30:S266)。
同様に本発明には、ヒトCMVhetまたはrdCMVhet等のCMVhet、およびアジュバントを含む組成物が含まれる。種々の型のアジュバントが、免疫応答産生において役に立つために用いられ得る。本発明のいくつかの実施形態において、個々のアジュバントには、アルミニウム塩、例えば、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ホスファートスルファートアジュバント(AAHS)等が含まれる。アルミニウムを含む化合物は、アジュバント活性を有することが60年以上前に特定された(総説としては、Lindblad,E.B.Immunol.and Cell Biol.82:497‐505(2004);Baylor et al.Vaccine 20:S18‐S23(2002)を参照されたい)。アルミニウムアジュバントは、適切な投与量で使用されるとき、一般に安全であるとみなされている。ヒトへの投与用に、多くが規制当局によって世界的に承認されている。本発明のいくつかの実施形態において、アルミニウムアジュバントはAAHSである。別の実施形態において、アルミニウムアジュバントは、Merckリン酸アルミニウムアジュバント(MAPA)等のリン酸アルミニウムアジュバントである。他の実施形態において、アジュバントは水酸化アルミニウムである。
当業者は、標的デングウイルスに対する免疫応答の増強において、安全でかつ効果的なアルミニウムアジュバントの至適投与量を決定することが出来るであろう。FDA認可ワクチンに含まれた、アルミニウムの安全性プロフィールおよびアルミニウムの量に関する議論に対しては、Baylor et al.,Vaccine 20:S18‐S23(2002)を参照されたい。一般的に、アルミニウムアジュバントの効果的かつ安全な用量は、用量当たりアルミニウム元素50μgから1.25mg(濃度100μg/mLないし2.5mg/mL)に変動する。
本発明のCMVhet組成物と併用して使用され得る他のアジュバントには、限定されるものではないが、CpGオリゴヌクレオチドを含むアジュバント、またはリポ多糖、モノホスホリルリピドAおよびアミノアルキルグルコサミド4‐フォスフェートを含む、TLR4およびTLR9等のToll様受容体に作用する他の分子が含まれる(総説として、Daubenberger,C.A.,Curr.Opin.Mol.Ther.9(1):45‐52(2007);Duthie et al.,Immunological Reviews 239(1):178‐196(2011);Hedayat et al.,Medicinal Research Reviews 32(2):294‐325(2012)を参照されたい)。本発明の組成物において有用な追加のアジュバントには、免疫刺激性オリゴヌクレオチド(IMO;例えば、米国第7,713,535号および米国第7,470,674号を参照されたい);ヘルパーT細胞エピトープ、リピドAおよびその誘導体または変異体、リポソーム、リン酸カルシウム、サイトカイン、(例えば、顆粒球単球コロニー刺激因子(GM‐CSF)、IL‐2、IFN‐α、Flt‐3L)、CD40、DC28、CD70、IL‐12、熱ショックタンパク質(HSP)90、CD134(OX40)、CD137、非イオン性ブロック共重合体、不完全フロイントアジュバント、ケモカイン、コレラ毒素;大腸菌易熱性エンテロトキシン;百日咳毒素;ムラミルジペプチド、ムラミルペプチドアナログ、フロイント不完全アジュバント;MF59、SAF、免疫刺激性複合体、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;ポリフォスファゼン;合成ポリヌクレオチド;IFN‐γ;IL‐2;IL‐12;およびISCOMS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)
本発明のいくつかの実施形態において、組成物にはCMVhetおよびアジュバントが含まれ、ここで該アジュバントは、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を含む油を含むアジュバントではない。
本発明の他の実施形態において、組成物には、サポニンを含むアジュバント、例えば、ISOMATRIX(登録商標)アジュバント(CSL Ltd.,Parkville,Australia)またはサポニンを単独またはコレステロールおよびリン脂質とともに含む他のサポニンを含むアジュバント等が含まれる。さらなる実施形態において、組成物には、サポニンを含むアジュバントおよびリン酸アルミニウム、水酸化アルミニウムまたはAAHSA等のアルミニウム塩アジュバントが含まれる。
製剤
いくつかの実施形態において、本発明のrdCMVhetは、免疫応答を誘導するために患者に投与される。免疫原性組成物の保存中のrdCMVhet組成物の効力の損失を、最小化するかまたは回避することが望ましい。当該目的を支持するための条件には、限定されるものではないが、(1)保存中の持続的安定性、(2)凍結融解サイクルストレス耐性、(3)雰囲気温度下における一週間までの安定性、(4)免疫原性の維持、(5)アジュバント計画との適合性、が含まれる。rdCMVhet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pH、緩衝液イオン強度、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した精製rdCMVhetウイルス粒子の安定性を増強するために緩衝液を含む。
ウイルス粒子の完全性の保存状態は、マウスにおける免疫原性アッセイおよび/またはウイルス侵入アッセイによって評価され得る。ウイルス侵入事象は、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。
いくつかの実施形態において、rdCMVhetは、pH5ないし7で、ヒスチジン15〜35mMおよびNaCl100〜200mMを含む緩衝液中で保存される。いくつかの特定の実施形態において、緩衝液は、pH6で、ヒスチジン25mMおよびNaCl150mMを含む。
他の実施形態において、糖類、例えば、ポリオール類(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が含まれる);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ラクトースが含まれる);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、マルトース、ショ糖、ラクチュロースおよびトレハロースが含まれる)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チトースが含まれる)等が、さらなる安定性を提供す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。より一層特定の実施形態において、ショ糖は5〜15%である。
好ましい実施形態において、rdCMVは、pH6で、ヒスチジン25mM、NaCl150mM、ショ糖9%を含む緩衝液中に保存される。
投与
本明細書記載のrdCMVhetは、当該技術分野において周知の技術と共に本明細書記載の手引きを使用して、製剤化され患者に投与され得る。医薬投与に関する一般的な指針は、例えば、Vaccines(ワクチン) Eds(編).Plotkin and Orenstein,W.B.Sanders Company,1999;Remington’s Pharmaceutical Sciences 20th Edition(レミントン薬学の科学(第20版)),Ed(編).Gennaro,Mack Publishing,2000;およびModern Pharmaceutics 2nd Edition(現代薬学(第2版)),Eds(編).Banker and Rhodes,Marcel Dekker,Inc.,1990において提供される。
ワクチンは、種々の経路、例えば、皮下、筋肉内、静脈内、粘膜、非経口、経皮または内皮等によって投与され得る。皮下および筋肉内投与は、例えば、注射器またはジェットインジェクターを使用して実施し得る。一実施形態において、本発明のワクチンは筋肉内に投与される。経皮または内皮送達は、内皮注射針注射、またはマイクロ針またはマイクロアレイバッチ剤等のイネーブリング装置によって達成し得る。
本明細書記載の組成物は、投与製剤に適合する方法で、および感染(一次、回帰および/重複感染を含む)を治療するためにおよび/または感染の可能性を低減させ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。本発明との関連において、患者への投与量は、患者における経時的に有益な応答、例えば、感染レベルの低減、感染に関連する疾病の症状の改善、および/または感染の期間および/または重症度の軽減、または感染(一次、回帰および/または重複感染を含む)の可能性の低減、等をもたらすのに十分であるべきである。
適切な投与計画は、当業者によって容易に決定され得て、好ましくは年齢、体重、性別および患者の病状;投与経路;所望の効果;および用いられる具体的な組成物を含む、当該技術分野において周知の要因を考慮して決定される。病原体に対する治療または予防において投与されるべきrdCMVhetの効果的な量を決定するときに、医師は循環血漿のウイルスレベル、疾病の進行度および/または抗病原体抗体の産生を評価し得る。ワクチン組成物のための投与量は、10ないし1012プラーク形成単位(pfu)の範囲から構成される。異なる実施形態において、投与量の範囲は10から1010pfu、10から10pfu、10から10pfu、またはこれらに記した範囲内のいずれかの投与量である。二以上のワクチンが投与される場合(すなわち混合ワクチンにおいて)、各ワクチン剤の量はそれらについて記載された範囲内である。
ワクチン組成物は、単回投与または反復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切なアジュバント組成物の確認試験を受けることを条件として、投与の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、通常実施される0.1mLから0.5mLの範囲の量で投与され得る。
投与のタイミングは、当該技術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/または高めるために投与され得る。さらなる追加免疫が、ELISPOT法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持続するために必要とされ得る。当該免疫応答レベルは、臨床的検討の主題である。
混合ワクチンに関して、免疫原の各々は、一つの組成物中に一緒にまたは異なる組成物中別々に投与され得る。本明細書記載のrdCMVhetは、一または複数の所望の免疫原と共に同時に投与される。用語「同時に」とは、治療薬の厳密に同時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rdCMVhetおよび他の免疫原が連続して、かつ、それらが別の方法で投与される場合よりも、それらが増強された有益性を提供するように共に作用し得るような期間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に任意の順序で連続的に投与しうる;しかしながら、もし同時に投与されないならば、所望の治療効果を提供するようにそれらは時間的に十分に接近して投与されねばならない。各々の治療薬は、任意の適切な形態および任意の適切な経路によって別々に投与され得る。
患者集団
本明細書の発明には、本発明のrdCMVhetを投与することによる患者の治療のための方法が含まれ、ここで該患者はrdCMVhet内の異種ヌクレオチド配列によってコードされるタンパク質から利益を得るであろう。該方法には、免疫応答の発生、防御免疫応答の発生、病原体に対するワクチン接種、遺伝子治療および受動免疫の発生が含まれる。いくつかの実施形態において、患者はヒトである。さらなる実施形態において、患者は、非ヒト哺乳動物、例えば、ペット(例えば、イヌまたはネコ)または家畜(例えば、ウマ、ウシ、家禽)等である。患者は、予防的にまたは治療的に処置され得る。予防的処置は、病態(例えば、一次感染、回帰および重複感染を含む感染)の可能性または重症度を低減するために十分な応答を提供する。治療的処置は、病態の重症度を低減するように(例えば、病態に関連する臨床症状を低減または和らげるように)、または病態の発症または進行を遅延するように、または感染を和らげ、改善しまたは除去するように実施され得る。
治療は、本明細書記載の、異種ポリペプチドを発現するrdCMVhetを含む医薬組成物を使用して実施し得る。医薬組成物は、一般集団、特に感染(一次、回帰または重複感染)の危険性の高い集団の人々または感染が特に問題であろう特定の患者集団(例えば、免疫不全個体、移植患者または妊婦)に対して投与され得る。
治療を必要とする人々には、既に病態を有する人々、ならびに病態に陥りやすい人々または病態の可能性の低減が望まれる人々が含まれる。治療は、病態の症状を改善および/または病態の期間および/または重症度を低減し得る。
病態の危険性が高い人々には、弱化免疫の患者または弱化免疫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治療を受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、「弱化免疫(weakened immunity)」とは、適切に機能していないまたは正常な健常成人のレベルで機能していない免疫応答のために、感染と闘う能力が減退している免疫系を表す。弱化免疫を有する患者の例は、乳児、幼児、老人、妊婦である患者、または血液悪性腫瘍を患う患者、免疫抑制治療を受けている患者、幹細胞移植または固形臓器移植を受けた患者、HIV感染患者および自己免疫疾患の患者を含む、免疫系の機能に影響する疾病を患う患者である。
モノクローナル抗体またはその部分を発現するrdCMVhetにとって、患者集団は、モノクローナル抗体の発現が特有の状況における期間限定の免疫化のために有用である個体の人々である。いくつかの実施形態において、患者集団には、旅行のための短期間の免疫化を要する旅行者または戦域に動員されている現役の軍人が含まれる。他の実施形態において、患者集団は、多数の個体の迅速な免疫化が必要とされる、感染病原体の感染爆発の期間、等のように広範囲である。
[実施例]
実施例を、本発明の種々の特徴をさらに説明するために、以下に提供する。実施例はまた、本発明を実施するために有用な方法論も説明する。これらの実施例は、請求項の発明を限定するものではない。
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救出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)。
MAD169およびbeMADのゲノム組成およびプロテオミクス組成は、匹敵するものであった。プロテオミクス組成を決定するために、MAD169およびbeMADビリオンを、ソルビトールクッションによる2回の超遠心分離によって精製した。タンパク質含量を、トリプシン消化の後に半定量の非標識ショットガンプロテオミクスによって定量した(図10)。各々の菌株試料を、ナノLC‐MS/MSによって3回反復して分析した。分析によって50種のウイルスタンパク質を同定した。同定されたMSシグナルのピーク高さに基づいて非標識定量を実施し、MAD169およびbeMADを鑑別するために、シグナル比値を計算した。統計的に有意な変化(p値<0.01)を同定するために、分散分析(ANOVA)を実施した。結果は、五量体gH複合体[gH(UL75)、gL(UL115)、UL128、UL130、UL131]がbeMADビリオン中に存在することを確認した。beMADにおいて顕著に増加した三つの他のウイルスタンパク質は、UL41A、UL69およびUL116であった。これらのタンパク質の重要性は、知られていなかった。
Figure 2016501023
未成熟樹状細胞(DC)の感染のために五量体gH複合体が必要とされるので、改善された抗原プロセシングおよび抗原提示にとって、五量体gHを含むCMVウイルスが望ましいであろう(Gerna et al.,2005,J.Gen.Virol.86:275‐84)。しかしながら最近の研究は、広範囲なT細胞応答が、線維芽細胞で培養された複製可能なアカゲザルのCMVベクターにより、アカゲザルにおいて誘導され得ることを明らかにした。該結果は、当該MHCクラスII拘束性CD8T細胞応答の幅が、検討されたアカゲザルCMVベクターにおける五量体gH複合体の欠損と関連することをさらに示唆した(Hansen et al.,2013,Science,340:940)。従ってヒトCMVウイルスに基づく理想的なベクターは、五量体gH複合体の発現によって決定される、ウイルス上皮指向性に関連するこれらのパラメータに関係して実験的に選択されるかもしれない。ベクターは合理的に設計され、ウイルス指向性の所望の表現型に基づいてARPE‐19細胞またはMRC‐5細胞において救出され得るであろう。
実施例2
FKBP必須タンパク質融合体の構築およびスクリーニング
条件付き複製欠損型CMVを、弱毒化AD169株を主鎖として使用して構築した(MAD169)。
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(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減させる。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を使用して実施例を提供する。FKBP誘導体(配列番号26)を、12の必須ウイルスタンパク質に個別的に融合して、融合タンパク質FKBP‐IE1/2(配列番号1)、FKBP‐UL37x1(配列番号3)、FKBP‐UL44(配列番号5)、FKBP UL51(配列番号7)、FKBP‐UL52(配列番号9)、FKBP‐UL53(配列番号11)、FKBP‐UL56(配列番号13)、FKBP‐UL77(配列番号15)、FKBP‐UL79(配列番号17)、FKBP‐UL84(配列番号19)、FKBP‐UL87(配列番号21)およびFKBP‐UL105(配列番号23)を得た。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(WO 2013/036465として公開された、2012年9月4日出願の国際出願第PCT/US12/053599号における、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を、ARPE-9細胞にトランスフェクトしShld‐1を含む培地中で培養した。
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融合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誘導体も含む、gH発現CMVの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、Shld‐1を除去するために新鮮な培地で2回洗浄した。次に感染ARPE‐19細胞を、Shield‐1を0.05、0.1、0.5または2μM含む培地中で培養した。感染後7日目に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2に示す通り、すべてのFKBP融合体を含む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。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、ddIE1/2、ddUL84、ddUL79およびddUL87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。従って結果は、FKBP誘導体がUL51またはUL52に融合されたときに、50nM程度の低濃度のShield‐1がウイルスの複製を効率的にオンまたはオフし得ることを示す。このことは、UL51またはUL52のどちらかに融合したFKBP誘導体を有するCMVベクターがインビボでShld‐1により強力に制御され得ることを示唆した。
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3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、IE1/2だけが複製し得たが、それは、親beMADよりもより低率でより緩慢であった。
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4)。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複製を支持し得た。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3
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5A)。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は中和抗体についてわずかにより免疫原性であり、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。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、10μgのbeMADまたは表示した融合ウイルスにより免疫した。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4B)。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であった。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4C)。
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ISCOMATRIX(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。ワクチンは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6)。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、全ての群に対して初回投与後の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7A)または10μg/用量(図7B〜7D)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7B)またはAAHS(図7C)、あるいはISCOMATRIX(登録商標)(図7D)アジュバントを含むかいずれかの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細胞応答の性質は、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7Aおよび7B)。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7D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。ISCOMATRIX(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(総タンパク質量に基づく)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8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10匹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8A)およびCD4+(図8B)T細胞応答を示したが、一方、全粒子HCMV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II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細胞応答を誘導し得る。
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、アカゲザルにおけるその中和抗体を産生する能力について比較した(図9)。二重融合ウイルスIE1/2‐UL51の30μg/用量は、HNS(塩基緩衝液)、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Merckリン酸アルミニウムアジュバント(MAPA)か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)。
IE1、IE2に対するT細胞応答ならびにウイルスタンパク質に対するCD8T細胞応答の結果は、アカゲザルにおいて発現する新規のウイルス抗原発現が存在したことの強い兆候である。従って、CMVベクターの複製が、ウイルス抗原の十分な発現にとって必要とされないことを示唆する。
実施例4
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または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、ウイルス侵入分析の結果からEC50(μg/mL)値を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。
CMVは、RTでHBSS中に4日間保存されると感染性を失う(データ未掲載)。さらに、ウイルス侵入分析法により評価すると、HBSS中での3サイクルの凍結融解は、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、適切な緩衝液によりウイルスの原体を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。
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(データ未掲載)。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(データ未掲載)。
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(データ未掲載)。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、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(データ未記載)。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5
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。一定の試料の粒子径における突発的変化について、何ら実質的な傾向は確認されなかった(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6
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力価は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(データ未記載)。−20℃に保存された製剤についてのNT50力価の低下は2分の1未満であったが、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)(データ未記載)。
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℃でのより長時間において、製剤に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。
実施例7
ルシフェラーゼ遺伝子を含む発現カセットを含む組換えCMV
MAD169に基づくCMVベクターの可能性を証明するために、Gaussianルシフェラーゼ(gLuc)遺伝子を駆動するHSV TK遺伝子プロモーター/エンハーンサーを含むカッセトを、TKプロモーター‐gLuc DNAフラグメントによりUL21.5オープンリーディングフレーム全体を置換することによってCMV UL21.5位置に挿入した。
CMV‐ルシフェラーゼウイルス(CMV‐gLuc)をARPE‐19細胞において培養し、完全なCPEが観察されたときに無細胞のウイルスを収集した。20%ソルビトールクッションの超遠心分離による1回の精製後に、ウイルスをHNS緩衝液に再懸濁した。総ウイルスタンパク質量およびウイルス感染価を前述の通り測定した。
CMVベクターによる導入遺伝子ルシフェラーゼの発現は、CMV‐gLucに感染した培養ARPE‐19細胞におけるルシフェラーゼ活性の動力学に関して試験された。細胞をウイルスにより〜0.01のMOIで感染し、示した時点において上清を収集した。活性をPierce Gaussia Luciferase Glow Kit(Fisher Scientific)を使用して測定した。図11に示す通り、ルシフェラーゼ活性は、感染後約4日目に検出され、CPEが顕著となった約14日目に定常状態に達した。
インビボでのCMVベクターによる導入遺伝子活性を評価するために、二匹のNZWウサギをCMV‐gLuc100μg、約6.3E+07pfuにより筋肉内接種した。血漿試料を5日間、毎日収集し、試料についてPierce Gaussia Luciferase Glow Kit(Fisher Scientific)によりルシフェラーゼ活性に関して測定した。ルシフェラーゼ活性は接種後1日目に検出され、約3〜4日目にピークに達した(図12)。5日目に、双方のウサギのルシフェラーゼ活性は2000〜4000単位に低下した。
実施例8
HIV‐1 gag抗原用の組換えCMVベクター
モデル抗原としてのHIV‐1 gagにより、表3に記載の通り四つのベクターを設計した。以下に記載の構築物の各々の基本ベクターは、その中でddFKBPがUL51に融合された、ddUL51を含むbeMAD CMVであった。従ってベクターは、複製欠損型であるように設計され、その複製はShield‐1に依存する。HIV‐1 gag配列は哺乳動物での発現のためにコドン最適化され、以前に開示されている(WO98/034640;WO2002/022080を参照されたい)。
Figure 2016501023
表3に示す構築物にはいくつかの設計特徴がある。第一に、クローン1、3および4は、細胞プロモーターであるEF1α、およびウシ成長ホルモン(BGH)ポリアデニル化シグナルにより設計された;一方、クローン2、5、6、7および8は、天然CMVプロモーターの下流に置かれた導入遺伝子により、および天然ポリアデニル化シグナルまたはBGH(クローン#8)との組合せにより設計された。第二に、クローン1、2、3および8は、GAGが発現するように設計されたが、一方、他のクローン(#4、5、6および7)においてGAGは、2Aペプチドにより他のタンパク質に結合された融合ポリペプチドとして発現された(Fang et al.,2005,Nat Biotechnol.23:584‐590)。クローン#4においてGAGは、Gaussiaルシフェラーゼとともに発現されたが、一方、クローン5、6および7においてGAGはドミナントなCMV抗原に結合された。第三に、クローン1、2、3、4および8において遺伝子挿入断片は、UL21.5ORFまたは5kb転写領域を置換するように設計されたが、一方、クローン5、6および7において遺伝子挿入断片は、融合ポリペプチドの発現を可能とするために、強力なT細胞応答として知られるCMV抗原、すなわちpp65(UL83)およびIE1/2(UL123/UL122)にインフレームで融合された。
実施例2に記載の通りにウイルス構築物を回収し、生存可能なウイルスをGAG211、GAG602またはGAG702と同定した(表3)。組換えウイルスをARPE‐19細胞中で培養し、完全なCPEが観察されたときにウイルス培養上清を収集した。ウイルスを1回の20%ソルビトールクッションの超遠心分離によって精製した。ウイルスをHNS緩衝液に再懸濁し、総タンパク質量およびウイルス感染価を以前に記載通り測定した。
実施例9
インビトロでのCMVベクターによる外来遺伝子発現
CMV‐GAG211およびCMV‐GAG702ウイルス(表3のクローン2および6を参照されたい)に関して、HIV‐1 gagの発現を、最初にHIV gag p55に特異的なモノクローナル抗体を使用してウェスタンブロット分析によって確認した。図15に示す通り、分子量〜55kDaに相当するバンドが、CMV‐GAG211およびGAG702ベクターに感染したARPE‐19細胞の細胞可溶化物および上清中に検出された。CMV‐GAG602ベクター由来の細胞可溶化物中に55kDa辺りにわずかなバンド存在したが、GAG発現については明確でなかった。
HIV‐1 gagの速度論的発現を、p24定量ELISA(PerkinElmer)によってさらに検討した(図13)。結果は、HIV‐1 gagシグナルが感染後の6〜8日目にピークに達し、ピークがGAG211をShield‐1と共に培養したときにより高かったことを示す。GAG602では、発現速度はGAG211に比べて遅れていた。
実施例10
マウスにおけるCMV‐GAGベクターによって誘導されたGAG特異的T細胞応答
二つのマウス実験を行った。第一の実験において雌性BALB/cマウスを、10、3または1μg/用量のCMV‐GAG211ワクチンにより0および3週目に筋肉内で免疫化した。各群の三匹のマウス由来の脾臓細胞を、2回目の注射の四週間後にプールし、IFN‐γELISPOTアッセイで試験した。BALB/c中のHIV‐1 GAGのバックグラウンド中には、ただ一つのCD8T細胞エピトープが存在する(Meta et al,1998,J.Immunol 161:2985)。CD8ペプチド(H‐2K限定)、および「GAGプール」(GAG ORFの全長分について、11個のアミノ酸によって重複する15‐merのペプチドのプール)を、IFN‐γ産生のための生体外でのT細胞刺激用に使用した。予想通り、ddUL51または無感作群においてGAG特異的T細胞応答は検出されなかった。ワクチン接種の三群について、滴定GAG211容量に相当するGAG特異的IFN‐γELISPOT応答が観察された。従って、CMVベクターのGAG発現は、マウスにおけるT細胞応答を誘導するその能力と相関した。該発見は、雌性C57BL/6xBalb/c F1マウスでも繰り返された(図14B)。

Claims (36)

  1. (a)融合タンパク質をコードする核酸(ここで該融合タンパク質は、不安定化タンパク質に融合した必須CMVタンパク質、またはその誘導体を含み、ここで必須タンパク質は、IE1/2、UL37x1、UL44、UL51、UL52、UL53、UL56、UL77、UL79、UL84、UL87およびUL105から成る群より選択される);および
    (b)異種ポリペプチドをコードする核酸、および
    (c)異種ポリペプチドに作動可能に結合されたプロモーター、
    を含む条件付き複製欠損型サイトメガロウイルス(rdCMVhet)。
  2. UL128、UL130、UL131、gHおよびgLを含む五量体gH複合体をさらに含む、請求項1のrdCMVhet。
  3. 該必須タンパク質が:UL51、UL52およびUL87、またはその誘導体から成る群より選択される、請求項1または2のrdCMVhet。
  4. 該必須タンパク質が:
    (a)配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41、配列番号42または配列番号43に記載のアミノ酸配列を含むか、または
    (b)(a)に記載のアミノ酸配列に少なくとも95%同一である必須タンパク質誘導体である、
    請求項1または2のrdCMVhet。
  5. 該必須タンパク質が配列番号35、配列番号36または配列番号42に記載のアミノ酸配列を含むか、または配列番号35、配列番号36または配列番号42に記載のアミノ酸配列を有するタンパク質に少なくとも95%同一であるタンパク質誘導体である、請求項3のrdCMVhet。
  6. 不安定化タンパク質がFKBPまたはFKBP誘導体であり、ここで該FKBPタンパク質は、配列番号29に記載のアミノン酸配列を含み、かつここで該FKBP誘導体は、配列番号29と比較して一または複数のアミノン酸置換を有するFKBPタンパク質であり、ここで該置換は:F15S、V24A、H25R、E31G、F36V、E60G、M66T、R71G、D100G、D100N、E102G、K105I、K105EおよびL106Pから成る群より選択される、請求項1〜5のいずれかのrdCMVhet。
  7. 該FKBPがアミノ酸置換F36VおよびL106Pまたはアミノ酸置換F36VおよびK105Eを有する、請求項6のrdCMVhet。
  8. 該FKBPが配列番号26、配列番号44または配列番号31に記載のアミノン酸配列を含む、請求項7のrdCMVhet。
  9. 該必須CMVタンパク質がUL51である、請求項1〜8のいずれかのrdCMVhet。
  10. 該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、ここで該融合タンパク質の各々における該必須タンパク質が異なる、請求項1〜9のいずれかのrdCMVhet。
  11. 該融合タンパク質が配列番号7または配列番号7に少なくとも95%同一であるアミノ酸である、請求項1のrdCMVhet。
  12. 該融合タンパク質が配列番号8によってコードされているかまたは配列番号8に少なくとも95%類似するヌクレオチド配列である、請求項8のrdCMVhet。
  13. 該異種ポリペプチドが強力なT細胞応答として知られるドミナントなCMV抗原にインフレームで融合され、かつ該プロモーターが天然CMVプロモーターである、請求項1〜12のいずれかのrdCMVhet。
  14. 該ドミナントなCMV抗原が:UL83、IE1/2、UL55、UL86、UL99、UL122、UL36、UL48、UL32、UL113、UL123、US32、UL28、US29、US3、UL94およびUL69から成る群より選択される、請求項13のrdCMVhet。
  15. 高転写レベル産生に関連するCMVゲノムの領域において該異種ポリペプチドが天然CMV配列を置換するように設計される、請求項1〜12のいずれかのrdCMVhet。
  16. 該異種ポリペプチドによって置換される該天然CMV配列がUL21.5オープンリーディングフレームまたは5kb転写領域である、請求項15のrdCMVhet。
  17. 該異種ポリペプチドが感染病原体に関連する抗原または腫瘍関連抗原である、請求項1〜12のいずれかのrdCMVhet。
  18. 該異種ポリペプチドが抗原結合性タンパク質である、請求項1〜12のいずれかのrdCMVhet。
  19. 該抗原結合性タンパク質が以下の機能:PD‐1機能をブロックする、CTLA‐4機能をブロックする、CD28を刺激するまたはCD40を刺激する機能、の一または複数を実行する、請求項18のrdCMVhet。
  20. 請求項1〜19のいずれかのrdCMVhetおよび薬剤的に許容可能な担体を含む組成物。
  21. 請求項1〜17のいずれかのrdCMVhet、薬剤的に許容可能な担体およびアジュバントを含む組成物。
  22. 該アジュバントがサポニンに基づくアジュバントおよび/またはアルミニウム塩アジュバントである、請求項21の組成物。
  23. 患者における抗原に対する予防的または治療的免疫応答を誘導する方法であって、請求項20〜22のいずれかの組成物の免疫学的有効量を患者に対し投与することを含む前記の方法。
  24. 請求項1〜19のいずれかのrdCMVhetを含む組成物を患者に投与することを含む、抗原に対する防御免疫を患者に対し提供する方法であって、ここで該異種ポリペプチドが抗原結合性タンパク質、腫瘍関連抗原または感染病原体由来の抗原である前記の方法。
  25. 患者における抗原に対する防御免疫応答を誘導するための薬剤の製造における、請求項1〜19のいずれかのrdCMVhetの使用。
  26. 抗原に対する患者における防御免疫応答を誘導する際の使用のための、請求項20〜22のいずれかの組成物。
  27. Shield‐1存在下に上皮細胞または線維芽細胞において組換えrdCMVhetを増殖することを含む、請求項6〜8または11〜12のいずれかのrdCMVhetを作成する方法。
  28. 該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. 該細胞がARPE‐19細胞またはMRC‐5細胞である、請求項27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27の方法。
  32. (a)培地にShield‐1が添加された上皮細胞または線維芽細胞においてrdCMVhetを増殖すること;
    (b)培地からrdCMVhetを収集すること;
    (c)rdCMVhetからShield‐1を実質的に除去すること;および
    (d)薬剤的に許容可能な担体をrdCMVhetに添加すること、
    を含む、請求項20〜22のいずれかの組成物を作成する方法。
  33. Shield‐1がステップ(a)の間の培地中に少なくとも2μMの濃度で存在する、請求項32の方法。
  34. Shield‐1がステップ(c)において超遠心分離またはダイアフィルトレーションによって除去される、請求項32の方法。
  35. Shield‐1濃度が0.1μM未満まで低減される、請求項32の方法。
  36. 配列番号28に記載のヌクレオチド配列を含む核酸、または配列番号28に記載のヌクレオチド配列と少なくとも95%類似する核酸。
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