JP2017528137A - 卓越した免疫学的特性を有する卓越したヒトパピローマウイルス抗原及びそれを含むワクチン - Google Patents

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Abstract

本発明は、いくつかの血清型の種々のHPV抗原をコードする遺伝子を提供する。本発明の遺伝子は、改良された免疫学的品質及び四次構造を有するウイルス様粒子を生成する。本発明はまた、いくつかの血清型の種々のHPV抗原をコードする遺伝子の高コピー数を有する適切な宿主細胞、例えばP.パストリスを提供する。本発明はさらに、改良された免疫スケジュールでHPV抗原に対するワクチンを提供し、ここでワクチン投与レジメン及び抗原投与の量が減じられる。本発明はまた、酵母を用いての改良されたヒトパピローマウイルスワクチン組成物も提供する。

Description

本発明は、特にヒトにおけるヒトパピローマウイルス感染の予防のための、ヒトパピローマウイルス抗原をコードする遺伝子、及びワクチンの開発におけるその使用に関する。本発明はまた、酵母を用いての改良されたパピローマウイルスワクチン組成物も提供する。
世界的に、子宮頸癌は、女性では2番目に多い癌であり、毎年274,000人が死亡している。子宮頸癌のインドにおける発生率は、年間約132,000人であり、これはアジア太平洋地域におけるこの疾患の記録された発生数のほぼ52%である。毎年73,000人近くの女性が子宮頸癌で死亡しており;それにより、世界的に記録されたすべての子宮頸癌死亡者のほぼ4分の1を占める疑わしい判別を保持している。2025年までに、途上国における発生率は世界的な割合の80%近く占めると推定されている。ヒトパピローマウイルス(HPV)は、約8kbのサイズの上皮親和性の二本鎖DNAウイルスである。HPVゲノムは、非構造タンパク質(E1、E2、E4、E5,E6及びE7)及び構造タンパク質(L1及びL2)をコードする。120種以上のHPV型が報告されている。高リスクHPV型による持続感染は、子宮頸癌の誘発にとって最も重要な単一の要因である。高リスクHPV型の中で、HPV16及び18は、世界中で子宮頸癌と最も頻繁に関連する遺伝子型である。インドの子宮頸癌における全体的HPVの有病率は、HPV16、18、31、33、35、39、45、52、56、58、59 及び HPV68の順であることが判明した。HPV16及びHPV18は共に、インドにおける子宮頸癌発症率の約80%に寄与している。
現在、市場で世界的に使用されている次の2種の子宮頸癌ワクチンがある:Merck &Co.Inc.(Gardasil(登録商標),Merck,Rahway,NJ,USA)により製造される4価HPV(gHPV)ワクチン、及びGlaxoSmithKline plc.(CervarixTM,GSK,Middlesex,UK)により製造される二価HPVワクチン。ガーダシルは、2006年6月に米国食品医薬品局(FDA)の承認を受け、HPV−HPV6、11、16及び18の4株を防ぐ。HPVには100種類以上の株が存在するが、特定タイプが特に癌に関連している可能性があり;株16及び18は、米国における全ての子宮頸癌症例の70%に関連している。株6及び11は、性器疣贅の90%に関連している。臨床試験では、以前に感染していなかった女性の中で、4種の株の持続感染症、前癌病変及び外性器病変を予防する高い有効性を示した。試験中の一部女性が5年間追跡され、そして持続感染症又は疾患に対して95.8%のワクチン有効性、及び前癌性及び外的病変に対して100%の有効性を示している。保護の期間を決定するために、さらなるフォローアップ研究が必要とされるが、10−14歳の青年期の若い女性は、15−24歳の女性よりもワクチンに対する免疫応答が強いことが示されており、このことは、早期のワクチン接種により、より長い抗体持続性をもたらすことを示唆している。最近の他の研究は、ワクチンはまた、膣及び外陰癌に対する保護も提供することを示している。Alan Guttmacher Instituteによれば、HPVワクチンは、「近年、女性のための最大のヘルスケアの進歩の1つと広く考えられている」。
qHPVワクチンとは異なり、二価HPVワクチンは、HPV型16及び18の2つの抗原のみで構成される。そのL1タンパク質の合成のためには、遺伝子がバキュロウイルス発現ベクター中にクローニングされ、そして製造されたベクターが、昆虫細胞、すなわちイラクサギンウワ(Trichoplusia ni)細胞(High Five)に感染させ、続いて、血清フリー培地において2日間インキュベートされ;次に、細胞が回収される。
現在入手でき、且つ評価されているHPVワクチンは、HPV型16及び18による感染の予防を目的とする。HPVワクチンは、組み換え技法により生成されるウイルス様粒子(VLP)から調製され、そして6ヶ月間に3回の0.5mLの筋肉内注射として与えられる。最近の結果は、HPVワクチンは、ほとんどで全てのワクチン接種された女性において高レベルの血清抗体誘発性の高い免疫原性があり、そして完全にワクチン接種された女性において、HPV−16/18感染、及び、関連する前癌性子宮頸部病変に対して高度の防御を付与していることを示す。33ヵ国の27,000人の女性において評価された四価(HPV 6/11/16/18)ワクチンは、持続感染の99%以上の予防に有効であることが証明された。
本発明にかかるワクチンは、初期HPVワクチンの開発に使用されるような組換え技法を用いて生成される。組換え技法を用いて所望するタンパク質生成物を得るために関与する主要工程は、発現ベクター中への所望する遺伝子のクローニング、宿主細胞への遺伝子の発現(それは、発現系をも呼ばれる)、挿入された遺伝子から得られるタンパク質生成物の精製、及び特徴付けである。上記各工程で一般的に使用される方法及び成分は、従来技術において十分に入手可能である。それらのすべての言及された工程は、本明細書において一般的に使用される成分、例えば発現ベクター、宿主細胞、ヌクレオチド配列、等にいくらかの制限及び依存性を有する。当業者は、組み換え技法において各成分のお互いの適合性を分析しなければならない。
本発明は、発現系として酵母を用いて、4種の異なったHPV型、HPV 16、HPV 18、HPV 6及びHPV 11の後期HPVタンパク質のHPVタンパク質をコードする新規コドン最適化遺伝子を有するヒトパピローマウイルスワクチン組成物を提供する。株HPV16及びHPV18の組み合わせがすべての循環するHPV株のわずか70%を防御することができることは良く知られている。従って、追加の抗原をワクチンに加えることが推奨される。世界各地の疫学的相違が存在するために、世界の関連地域において、より広範な防御を提供する多くの血清型を包含することが望ましい(インドでは、HPV33及びHPV45)。L1抗原と共に、L2抗原は防御範囲を広げることが記載されている。本発明により開発されたヒトパピローマワクチンのインビボセロコンバージョン応答は、既存の参照製品よりもより卓越していることが判明している。
本発明の現分野においては、野生型HPV 16 L1遺伝子を含む同じプラスミドにより形質転換されたP.パストリス(P.Pastoris)(KM71株)はL1タンパク質を発現せず、このことは、P.パストリスにおけるHPV 16 L1発現のためにコドン最適化の必要性を示唆している。
[Bazan et al,Arch Virol.2009;154(10);p1−16]。この文献は、HPV16 L1遺伝子のコドン最適化を記載しており、そしてそれを、非組込ベクターにクローニングし、そしてさらに、コンピテントピキア・パストリス(Pichia pastoris)細胞を形質転換するために使用した。Bazanらは、VLPがより規則的で且つ一定(45〜50nm)であったことを開示している。大規模生成のためには、形質転換された酵母は、連続した有糸分裂の後、それらのベクターを失う可能性があるために、エピソームベクター(非組込ベクター)は有益ではないことが知られている。なぜならば、それらはゲノム中に組み込まれず、従って、選択圧力が存在しない場合は損なわれる可能性があるからである。選択された発現系において発現を得るためには、コドン最適化遺伝子が必要とされる。この技法は、適切な発現系を用いた任意の抗原については、当技術分野では周知である。例えば、N.Hanumantha Rao et al,Vaccine 29(2011)7326−7334は、ピキア・パストリスにおける、ヒトパピローマウイルス型16及び18のコドン最適化された主要キャプシドタンパク質(L1)の発現を記載している。また、Hanumantha Raoらは、「HPV16及びHPV18の精製されたVLPが平均約53nmの可変粒子サイズを示した」ことを開示している。ここで、HPV遺伝子は、クローン化され、そしてP.パストリス株GS115において発現されている。
これらの文献は、それらのVLPの免疫原特性の即時性に関する情報を提供していない。VLPの高められた免疫原性は、より多くの反復抗原提示を可能にするVLPのサイズを増大させることにより達成され得る。最終的には、それは、HPV抗原に対するより良好な免疫応答を提供する。
従って、本発明は、改良された免疫学的品質及び最終的には、HPV抗原に対する実質的に高い免疫原性応答を有する自己集合VLPを提供する、異なった血清型に対するHPV L1遺伝子のコドン最適化を提供する。同様に、HPV L2遺伝子のコドン最適化、すなわちHPVの初期抗原(E6及びE7)を生成し、HPV抗原に対するワクチンを開発することができる。
特定宿主において前記遺伝子の発現のために最適化された遺伝子の選択は、当該技術分野においては既知技術ではあるが、依然として、最適化において多くの可能なバリエーションが存在する。従って、コドン最適化のための方法は普遍的ではない。従って、すべての遺伝子は特有のコドン最適化法を有する。本出願人は、本発明の先行技術の一部である特許出願を、本明細書に以下でいくつか言及している。
1066/MUMNP/2010は、ヒトパピロースウイルスの主要キャプシドタンパク質L1をコードするコドン最適化遺伝子を開示している。酵母細胞において、ヒトパピローマウイルスの主要キャプシドタンパク質L1をコードするコドン最適化遺伝子の発現により生成される、免疫原性を有する高分子、その使用及び組成物が提供される。本出願に記載される方法により得られるVLPは、約50〜80nmの範囲のサイズを有する。
インド特許第203333号は、ヒトパピローマウイルス16、ヒトパピローマウイルス18、ヒトパピローマウイルス31及びヒトパピローマウイルス45遺伝子型由来のL1タンパク質又は機能的L1タンパク質誘導体を含むウイルス様粒子を含むワクチン組成物を開示し、ここで前記ワクチンにより生成される抗体免疫応答は、ヒトパピローマウイルス、単独で製剤化されるウイルス様粒子それぞれへのレベルに類似するレベルである。当該特許は、HPV 16/18タンパク質が、目的のHPV 36又は18L1遺伝子をコードする組換えバキュロウイルス(MOI:0.3)により感染されたイラクサギンウワバ(High Five(商標))細胞(密度約350000個の細胞/mL)において発現されたことを開示する。ここで、好ましいアジュバントが3D−MPLと組み合わせた水酸化アルミニウムであることが開示されている。昆虫細胞の使用は、宿主細胞DNA及び宿主細胞タンパク質のような不純物の危険性を包含する。
インド特許第245189号は、HPV16及び18並びにHPV型31、45及び52から成るリストから選択される少なくとも1つの他のHPV癌型由来のVLP又はカプソーマを含む免疫原性組成物であって、ここで少なくとも1つの他の癌型のVPL又はカプソーマの用量が、HPV16又は18の用量に比べて少なくされる、組成物を開示する。ここで、発明者は、製剤に2種のアジュバント、すなわち水酸化アルミニウム及び3D MPLを使用している。それらのアジュバントは、抗原の免疫原性の誘発を助ける。
上記先行特許出願は、多くの研究が、発現系として酵母を用いてHPV抗原に対するワクチンの開発に行われて来たことを示す。P.パストリスは、大腸菌に続く、異種発現で2番目に多く使用される系である。所望する抗原を発現するための宿主としてのP.パストリスの選択は、所望する抗原及びHPVに対するワクチンの開発の1つの良好な次の候補体の高発現を得るためには、未だに十分ではない。それは、上記参考文献[Bazanら]から良く理解されている。従って、目的の挿入された遺伝子の発現を得るためには、宿主細胞に応じた所望の抗原のコドン最適化の必要がある。
従って、低資源国でHPV予防接種を広く実施するには、解決すべきいくつかの課題と不確実性がある。この課題は次のものを包含する:現在入手できるワクチンの高い費用、実行可能性、許容性、ワクチン送達の物流(6ヶ月に3回の投与の必要性から、幼い若い女の子に到達するための、改良された戦略及びワクチンプラットフォーム)、子宮頸部新生物の予防における長期免疫原性及び有効性、ワクチン抗原により標的化されないHPV感染に対する交差防御、及び子宮頸部新生物に対する免疫原性の誘導及び維持及び長期防御する理論的に実行可能な投与レジメンの必要性。これらの課題は、公衆衛生サービスにおいてHPVワクチンを導入するための、世界的な受け入れ及び推進するための適切な支持にとって重要である。
本発明者らは、HPVワクチンの発現収率、免疫原性、用量レジメ及び費用に関する問題の大部分を解決しようと試みて来た。本発明においては、マウスにおいて、わずか1回の免疫により、低用量のHPV L1抗原で、より高い免疫原性を実現するワクチン調製物が示されている。本発明は、究極的には、HPV抗原に対して、驚くほど高い免疫応答を提供するであろうHPVの種々の血清型のL1タンパク質をコードする新規遺伝子を提供する。従って、それらの候補体は、HPVワクチンに関連する主要問題を解決するであろう、HPVに対するワクチンの開発に使用され得る。本発明はまた、HPV 16、HPV 18、HPV 6、HPV 11由来並びに、HPV 31、HPV 52、HPV 58及びHPV 45遺伝子型から選択される少なくとも1つの別の遺伝子型由来のL1タンパク質を含むウイルス様粒子と、及びわずか1つのアジュバントとを含む免疫原性組成物も提供する。さらに、本発明は、発現系として昆虫細胞を使用しない。そのため、それは、安全性の懸念(アレルギー)の可能性がある昆虫由来の宿主細胞不純物、例えば宿主細胞DNA及び宿主細胞タンパク質の危険性を低める。HPVの他の血清型、例えばHPV 35、HPV 39、HPV 56、HPV 59及びHPV 68のための免疫原性組成物は、本発明に記載される方法に従って調製され得る。さらに、本発明は、HPV抗原に対して実質的により高い免疫応答を提供するであろう、より大きなサイズ及び改良された免疫学的品質を有するVLPを提供する。
市販のHPVワクチンは、酵母(サッカロミセス・セレビシアエ(Sacchromyces cervisiae))又はバキュロウイルス発現系の何れかにおいて発現されるHPVタンパク質によるVLP形成に基づき、そしてそれらの免疫原性は、それらの四次構造形成と直接相関する[Henryk Mach et al,Journal of pharmaceutical sciences,Vol.95,No.10,p2195−2206]。この文献は、サッカロミセス・セレビシアエにおけるHPV型6、11及び16 L1 VLPタンパク質の発現が、不規則な形状であり、予測(60nm)よりも小さいサイズ(30〜50nm)が広く分布したVLPを生成したことを開示している。
本発明においては、発明者らは、異なった血清型のHPV、好ましくはHPV 16 L1、HPV 18 L1、HPV 6 L1及びHPV 11 L1において高い免疫原性を導く、より良好な四次構造を形成することによって、改善したVLPを形成するための分解/再構築条件を最適化した。
これを達成するために、遺伝子は、酵母において発現するために、異なったHPV血清型(HPV血清型、好ましくはHPV16 L1、HPV 18 L1、HPV 6 L1及びHPV 11 L1)のために最適化されたコドンである。遺伝子の特定領域が、VLPにおける翻訳後コンホメーション依存四次構造変化を達成するために、修飾された(本出願の以下の詳細な記載に記載されるように)。
本明細書及び添付の特許請求の範囲を通して、特にことわらない限り、用語「含む(comprise)」、及び変形、例えば「comprises」及び「comprising」は、記載される整数又は工程、又は整数若しくは工程の群を包含し、何れか他の整数又は工程、又は整数若しくは工程の群を排除するものではないことが理解されるであろう。
本明細書において、任意の先行する刊行物(又はそれに由来する情報)、又は公知の任意の事項への参照は、その先行する刊行物(又はそれに由来する情報)又は既知の事項が、本明細書が関係する分野における共通の一般的知識の一部を形成する知識又は承認又は示唆の任意の形態ではなく、そしてそれらの形として取られるべきではない。
発明の目的
第1の側面によれば、本発明は、宿主細胞に従ってコドン最適化されている、種々の血清型のHPVの異なったタンパク質をコードする単離遺伝子を提供する。
前記側面の1つによれば、HPVの異なったタンパク質は、主要キャプシドタンパク質L1、マイナーキャプシドタンパク質L2、及び初期抗原E6及びE7を含む。
別の側面によれば、本発明は、種々の血清型、好ましくはHPV 16、HPV 18、HPV 6、HPV 11、及び同様のもののL1タンパク質をコードする単離遺伝子を提供する。
第2の側面によれば、本発明は、宿主細胞中に組み込まれる異なったHPV抗原をコードするコドン最適化された遺伝子の結果として得られる改良された免疫学的品質を有するウイルス様粒子を提供する。
第3の側面によれば、本発明は、HPVの異なったタンパク質をコードする前記遺伝子により形質転換された宿主細胞を提供する。
別の側面によれば、本発明は、種々の血清型のHPVの異なったタンパク質をコードする遺伝子の高コピー数を有する宿主細胞を提供する。
さらなる側面によれば、本発明は、種々の血清型のHPVの異なったタンパク質をコードする遺伝子を含むベクターを提供する。
第4の側面によれば、本発明は、宿主細胞中に組み込まれる異なったHPV抗原をコードするコドン最適化された遺伝子の結果として得られる改良された四次構造を有するウイルス粒子を提供する。
第5の側面によれば、本発明は、有意に高い免疫原性を有するヒトパピローマウイルスに対するワクチンを提供する。
第6の側面によれば、本発明は、ワクチン投与レジメンが1回に減じられた改良された免疫スケジュールを有するHPV抗原に対するワクチンを提供する。
別の側面によれば、本発明は、実質的に低められた量の抗原を有する、HPV抗原に対するワクチンを提供する。
さらなる側面によれば、本発明は、発現系として酵母を用いる、HPV抗原に対するワクチンを提供する。
好ましい側面によれば、本発明は、発現系としてP.パストリスを用いる、HPV抗原に対するワクチンを提供する。
本発明は、いくつかの血清型の種々のHPV抗原をコードするコード最適化された遺伝子を提供する。そのような遺伝子はさらに、改良された免疫学的品質及び四次構造を有するウイルス様粒子を生成する。そのようなVLPは、HPV抗原に対する実質的に高い免疫応答を生成する。
さらに、本発明は、いくつかの血清型の種々のHPV抗原をコードする遺伝子の高コピー数を有する適切な宿主細胞、好ましくはP.パストリスを提供する。
さらに、本発明は、ワクチン投与レジメン及び抗原用量の量が減じられている、改良された免疫スケジュールを有する、HPV抗原に対するワクチンを提供する。
さらに、本発明は、適切なアジュバント(単数又は複数)と共に、HPV抗原のタンパク質を含む免疫原性組成物を提供する。
図1は、HPV 16 L1遺伝子を含む発現ベクター地図pDICZαを示す。 図2は、種々の生成段階でのHPV 16L1のインプロセス分析を示す。 図3は、ウエスタンブロット法によるHPV16L1の同一性分析を示す。 図4は、動的光散乱法(VLPの平均直径:238.9nm)によるHPV16L1 VLPのサイズ分布分析を示す。 図5は、ネガティブ染色法を用いて、電子顕微鏡による最終VLP形態を示す。 図6は、HPV 16 L1抗原についての単回免疫による4週間後の抗体応答を示す。 図7は、HPV 18 L1抗原についての単回免疫による4週間後の抗体応答を示す。 図8は、HPV 11 L1抗原についての単回免疫による4週間後の抗体応答を示す。 図9は、HPV 6 L1抗原についての単回免疫による4週間後の抗体応答を示す。 図10は、本発明のHPVワクチン及び比較される対照ワクチンによる霊長類免疫後に得られる、ELISAにより測定されるHPV 16 L1抗原に対する抗体力価を示す。 図11は、本発明のHPVワクチン及び比較される対照ワクチンによる霊長類免疫後に得られる、ELISAにより測定されるHPV 18 L1抗原に対する抗体力価を示す。 図12は、動的光散乱法(VLPの平均直径:388.4nm)によるHPV 18 L1 VLPのサイズ分布分析を示す。 図13は、動的光散乱法(VLPの平均直径:365nm)によるHPV 6 L1 VLPのサイズ分布分析を示す。 図14は、動的光散乱法(VLPの平均直径:307.9nm)によるHPV 11 L1 VLPのサイズ分布分析を示す。
実施形態の1つによれば、本発明は、種々の血清型のHPVの異なったタンパク質をコードする、宿主細胞に従ってコドン最適化された単離遺伝子を提供する。
別の実施形態によれば、HPVの異なったタンパク質は、主要キャプシドタンパク質L1、マイナーキャプシドタンパク質L2、及び初期抗原E6及びE7を含む。
好ましい実施形態によれば、本発明は、種々の血清型、例えばHPV 16 L1、HPV 18 L1、HPV 6 L1 及びHPV 11 L1のL1タンパク質をコードする単離遺伝子を提供する。
さらなる実施形態によれば、本発明は、宿主細胞中に組み込まれる異なったHPV抗原をコードするコドン最適化された遺伝子の結果として得られる改良された免疫学的品質を有するウイルス様粒子を提供する。そのようなVLPは、異なった血清型によるHPV感染に対する防御のための増強された免疫応答を送達する。改良された免疫学的品質を有するVLPは、ワクチンの調製へのアジュバント(単数又は複数)の使用を減少させるのに役立つ。
実施形態の1つによれば、本発明は、HPVの異なったタンパク質をコードする前記遺伝子により形質転換された宿主細胞を提供する。本発明によれば、宿主細胞は、最適なベクターにより形質転換された遺伝子が発現するであろう発現系と称することができる。
別の実施形態によれば、本発明は、種々の血清型のHPVの異なったタンパク質をコードする遺伝子の高コピー数を有する宿主細胞を提供する。それは、異なった血清型のHPV抗原の高い発現を導く。
好ましい実施形態によれば、本発明の宿主細胞は、酵母細胞、好ましくはP.パストリスである。
より好ましい実施形態によれば、P.パストリス株X−33、GS115、KM71、SMD1168又は他のものが、発現系として使用され得る。
実施形態の1つによれば、本発明は、種々の血清型のHPVの異なったタンパク質をコードする遺伝子を含むベクターを提供する。好ましい実施形態によれば、pPICZ、pPIC6、pGAPZ、pAO815又は他の類似するベクターは、本発明においてベクターとして使用され得る。それらのベクターは市販されている。好ましい実施形態によれば、本発明は、HPVの異なったタンパク質をコードする遺伝子により形質転換されたベクターを提供し、それらは受託番号MTCC 5969、MTCC 5970、MTCC 5971 及びMTCC 5972を有するベクターから選択され得る。それらのベクターは、ブダペスト条約下で本発明の出願により寄託された。前記寄託されたベクターは、本発明に従って開発された遺伝子を有する。MTCC 5969、MTCC 5970、MTCC 5971 及びMTCC 5972は、それぞれpPICzHPV 6L1、pPICzHPV 11L1、 pPICzHPV 16L1 及び pPICzHPV 18L1を意味する。
さらなる実施形態によれば、本発明は、宿主細胞中に組み込まれる、異なったHPV抗原をコードするコドン最適化された遺伝子の結果として得られる改良された四次構造を有するウイルス様粒子を提供する。そのようなVLPは、50〜80nmの平均直径のVLPと共に、約80〜100nmの高直径のものである。好ましい実施形態によれば、本発明のVLPは、50〜500nm、好ましくは50〜400nm、より好ましくは100〜400nmのものである。
好ましい実施形態によれば、本発明は、HPVの種々の抗原に対する本発明の免疫原性組成物を含むワクチンを提供する。それらのワクチンは、従来の経路及び用量で投与され得る。
実施形態の1つによれば、本発明は、以下の工程を含む、ヒトパピローマワクチンを調製するための方法を提供する:
a.ヒトパピローマウイルスの主要キャプシドタンパク質をコードする遺伝子の合成、
b.ヒトパピローマウイルスの主要キャプシドタンパク質をコードする遺伝子の発現ベクターの構築、
c.前記ヒトパピローマウイルスのタンパク質の形質転換された遺伝子の高コピー数を有するクローンの選択、
d.前記ヒトパピローマウイルスのタンパク質の形質転換された遺伝子の発現分析、
e.前記ヒトパピローマウイルスのタンパク質の遺伝子によりコードされるタンパク質の精製、
f.前記ヒトパピローマウイルスのタンパク質のVLPのバルク溶液の調製、
g.宿主細胞における前記タンパク質の特徴付け、
h.前記ヒトパピローマウイルスのタンパク質を含むワクチンの調製。
ここで、本発明の主要キャプシドタンパク質は、種々の血清型のL1タンパク質、例えばHPV 16 L1、HPV 18 L1、HPV 6 L1 及びHPV 11 L1である。本発明の宿主細胞は、酵母細胞、好ましくはピキア(Pichia)、より好ましくはピキア パストリス(Pichia pastoris)である。
さらなる実施形態によれば、本発明の精製工程は、カラムクロマトグラフィー、滅菌濾過、ダイアフィルトレーション、又はそれらの適切な組み合わせである。
実施形態の1つによれば、本発明は、HPVの異なった血清型において高い免疫原性を導く良好な四次構造を形成することにより、改良されたVLPを形成する最適化された分解/再構築条件を提供する。研磨(polishing)クロマトグラフィー工程を経たVLPは、良好な四次構造を有する改良されたVLPを得るために、適切な予備製剤化緩衝液に提供される。本発明の好ましい予備製剤化緩衝液は、リン酸緩衝液である。
予備製剤化緩衝液は、異なったアジュバント及びそれらの組み合わせによるさらなる製剤開発のためにそれらの構造を維持するためにVLPに安定性を提供するために使用される緩衝液として定義され得る。
そのような予備製剤化緩衝液はさらに、適切な還元剤(DTT、β−メルカプトエタノール、tween80又は他の同様のもの)、塩(NaCl又はKCl)、アミノ酸及び酸性又は塩基性緩衝液を含んでもよい。
さらなる実施形態によれば、本発明は、有意に高い免疫原性を有する、ヒトパピローマウイルスに対するワクチンを提供する。本発明のワクチンは、異なったHPV血清型に対する防御免疫応答を誘発する。
実施形態の1つによれば、本発明は、ワクチン投与レジメンが減じられる、改良された免疫スケジュールによるHPV抗原に対するワクチンを提供する。
別の実施形態によれば、本発明は、実質的に低められた量の抗原を有する、HPV抗原に対するワクチンを提供する。それは、開発途上国の商業レベルでの使用を可能にするワクチンの製造コストの削減を助ける。
実施形態の1つによれば、本発明は、適切なアジュバントと共にHPV抗原のタンパク質を含む免疫原性組成物を提供する。
アルミニウムの塩、モノホスホリル脂質(MPL)類似体、例えばGLA(グルコピラノシル脂質アジュバント)、モノティド、サイトカイン誘発物質、スクアレンベースのアジュバント、親油性アジュバント、及び他の同様のものが使用され得る。
さらなる実施形態によれば、本発明は、医薬的に許容できる担体又は賦形剤と共に、免疫原性組成物を含む医薬組成物を提供する。
次の非制限的例は、HPV 16、HP 18、HPV 6及びHPV 11を表す種々の血清型のHPVのL1タンパク質をコードする遺伝子のコドン最適化を記載する。異なった抗原を有する他の免疫原性組成物が調製され得、そしてそのような免疫原性組成物が当業者の範囲内にあり、そして本発明の範囲内に含まれることは理解されるであろう。
実施例1:HPV 16L1のためのコドン最適化された遺伝子の合成
Genebankから入手できるHPV 16L1抗原についてのヌクレオチド配列を収集した。Genebankから収集された各ヌクレオチド配列から得られたアミノ酸配列の整列を行った。この後、HPV 16L1タンパク質のアミノ酸配列の最も代表的であるコンセンサス配列を選択した。選択されたコンセンサスアミノ酸配列からヌクレオチド配列を決定し、そして宿主細胞によるコドン最適化のためにさらに使用した。この配列は、配列番号1として定義される。
配列番号1;HPV 16L1抗原のヌクレオチド配列
(Gene bank No. gb|GQ423063.1|)
1 ATGTCTTTGT GGTTGCCATC TGAAGCTACT GTTTACTTGC CACCAGTTCC AGTTTCTAAG
61 GTTGTTTCTA CTGATGAATA CGTTGCTAGA ACTAACATTT ACTACCATGC TGGTACTTCT
121 AGATTGTTGG CTGTTGGTCA CCCATACTTT CCAATTAAGA AGCCAAACAA CAACAAGATT
181 TTGGTTCCAA AGGTTTCTGG TTTGCAATAC AGAGTTTTTA GAATCCATTT GCCAGATCCA
241 AACAAGTTTG GTTTTCCAGA TACTTCTTTT TACAACCCAG ATACTCAAAG ATTGGTTTGG
301 GCTTGTGTTG GTGTTGAAGT TGGTAGAGGT CAACCATTGG GTGTTGGTAT TTCTGGTCAC
361 CCATTGTTGA ACAAGTTGGA TGATACTGAA AACGCTTCTG CTTACGCTGC TAACGCTGGT
421 GTTGATAACA GAGAATGTAT TTCTATGGAT TACAAGCAAA CTCAATTGTG TTTGATTGGT
481 TGTAAGCCAC CAATTGGTGA ACATTGGGGT AAGGGTTCTC CATGTACTAA CGTTGCTGTT
541 AACCCAGGTG ATTGTCCACC ATTGGAATTG ATTAACACTG TTATTCAAGA TGGTGATATG
601 GTTGATACTG GTTTTGGTGC TATGGATTTT ACTACTTTGC AAGCTAACAA GTCTGAAGTT
661 CCATTGGATA TTTGTACTTC TATTTGTAAG TACCCAGATT ACATTAAGAT GGTTTCTGAA
721 CCATACGGTG ATTCTTTGTT TTTTTACTTG AGAAGAGAAC AAATGTTTGT TAGACACTTG
781 TTTAACAGAG CTGGTGCTGT TGGTGAAAAC GTTCCAGATG ATTTGTACAT TAAGGGTTCT
841 GGTTCTACTG CTAACTTGGC TTCTTCTAAC TACTTTCCAA CTCCATCTGG TTCTATGGTT
901 ACTTCTGATG CTCAAATTTT TAACAAGCCA TACTGGTTGC AAAGAGCCCA AGGTCATAAC
961 AACGGTATTT GTTGGGGTAA CCAATTGTTT GTTACTGTTG TTGATACTAC TAGATCTACT
1021 AACATGTCTT TGTGTGCTGC TATTTCTACT TCTGAAACTA CTTACAAGAA CACTAACTTT
1081 AAGGAATACT TGAGACACGG TGAAGAATAC GATTTGCAAT TTATTTTTCA ATTGTGTAAG
1141 ATTACTTTGA CTGCTGATGT TATGACTTAC ATTCATTCTA TGAACTCTAC TATTTTGGAA
1201 GATTGGAACT TTGGTTTGCA ACCACCACCA GGTGGTACTT TGGAAGATAC TTACAGATTT
1261 GTTACTTCTC AAGCTATTGC TTGTCAAAAG CACACTCCAC CAGCTCCAAA GGAAGATCCA
1321 TTGAAGAAGT ACACTTTTTG GGAAGTTAAC TTGAAGGAAA AGTTTTCTGC TGATTTGGAT
1381 CAATTTCCAT TGGGTAGAAA GTTTTTGTTG CAAGCTGGTT TGAAGGCTAA GCCAAAGTTT
1441 ACTTTGGGTA AGAGAAAGGC TACTCCAACT ACTTCTTCTA CTTCTACTAC TGCTAAGAGA
1501 AAGAAGAGAA AGTTGTAATA G
ここで、本発明においては、P.パストリスを、宿主細胞として使用する。他の酵母生物、好ましくはピキア属中の種々の種が、コドン最適化工程のための宿主細胞として使用され得る。配列番号1として定義されるHPV 16L1タンパク質のヌクレオチド配列をさらに、下記のようにして修飾した。
修飾を、配列番号1で与えられるHPV 16L1のヌクレオチド配列の61〜300、361〜840及び/又は961〜1520間の位置で行った。それらの修飾は、ヌクレオチド配列のコドン最適化の後に得られるアミノ酸配列が、HPV 16L1タンパク質の一次構造と100%相同であろうような態様で行われた。続いて、このコドン最適化された配列は、サイズ及び免疫原性に関してVLPの良好な四次構造を提供する。本発明者らは、前記位置での前記ヌクレオチド配列における反復的修飾の後、本明細書において、配列番号2として定義されるHPV 16L1抗原のための1つの新規なコドン最適化された配列を見出した。
配列番号2:HPV 16L1抗原のヌクレオチド配列
1 ATGTCTTTGTGGTTGCCATCTGAAGCTACTGTTTACTTGCCACCA
46 GTTCCAGTTTCTAAAGTTGTTTCCACTGACGAATACGTTGCTAGA
91 ACTAACATCTACTACCACGCTGGTACTTCTAGATTGTTGGCTGTT
136 GGTCATCCATACTTCCCAATTAAGAAGCCAAACAACAACAAGATT
181 TTGGTTCCAAAGGTTTCCGGATTGCAATACAGAGTTTTCAGAATC
226 CATTTGCCAGATCCAAACAAGTTTGGTTTCCCAGATACTTCTTTC
271 TACAACCCAGACACTCAAAGACTTGTTTGGGCTTGTGTTGGTGTT
316 GAAGTTGGTAGAGGTCAACCATTGGGTGTTGGTATTTCTGGTCAC
361 CCATTGTTGAACAAGTTGGACGATACTGAAAACGCTTCTGCTTAC
406 GCTGCTAACGCTGGTGTTGATAACAGAGAATGTATTTCTATGGAC
451 TACAAGCAAACTCAATTGTGTTTGATTGGTTGTAAGCCACCAATT
496 GGTGAACATTGGGGAAAGGGTTCTCCATGTACTAATGTTGCTGTT
541 AACCCTGGTGATTGTCCACCATTGGAATTGATTAACACTGTTATT
586 CAAGACGGTGATATGGTTGATACTGGTTTCGGTGCTATGGATTTC
631 ACTACTTTGCAAGCTAACAAGTCTGAAGTTCCATTGGACATTTGT
676 ACTTCCATCTGTAAGTACCCAGACTACATTAAGATGGTTTCTGAA
721 CCATACGGTGATTCTTTGTTCTTCTACTTGAGAAGAGAACAAATG
766 TTTGTTAGACACTTGTTCAACAGAGCTGGTGCTGTTGGTGAAAAC
811 GTTCCAGATGACTTGTACATTAAGGGTTCTGGTTCTACTGCTAAC
856 TTGGCTTCTTCTAACTACTTTCCAACTCCATCTGGTTCTATGGTT
901 ACTTCTGACGCTCAAATTTTCAACAAGCCATACTGGTTGCAAAGA
946 GCACAAGGTCATAACAACGGTATTTGTTGGGGTAACCAATTGTTC
991 GTTACTGTTGTTGACACTACTAGATCCACTAACATGTCCTTGTGT
1036 GCTGCTATTTCTACTTCTGAAACTACTTACAAGAACACTAACTTC
1081 AAAGAGTACTTGAGACACGGAGAAGAATACGACTTGCAATTCATT
1126 TTCCAATTGTGTAAGATTACTTTGACTGCTGACGTTATGACTTAC
1171 ATTCACTCTATGAACTCTACTATTTTGGAAGATTGGAACTTCGGA
1216 TTGCAACCACCACCAGGTGGTACTTTGGAAGATACTTACAGATTC
1261 GTTACTTCTCAAGCTATTGCTTGTCAAAAGCATACTCCACCTGCT
1306 CCAAAAGAAGATCCATTGAAGAAGTACACTTTCTGGGAAGTTAAC
1351 TTGAAAGAAAAGTTCTCTGCTGATTTGGATCAATTCCCATTGGGT
1396 AGAAAGTTTTTGTTGCAAGCTGGATTGAAGGCTAAACCAAAGTTC
1441 ACTTTGGGAAAGAGAAAGGCTACTCCAACTACTTCTTCTACTTCT
1486 ACTACTGCTAAGAGAAAGAAGAGAAAATTGTAA 1518
同じ態様で、HPV 18L1、HPV 6L1 及びHPV 11L1のためのコドン最適化された配列を生成した。HPV 18 L1、HPV 6 L1 及びHPV 11 L1のコドン最適化された配列が、それぞれ配列番号3、4及び5として与えられている。 配列番号3:HPV 18L1抗原のヌクレオチド配列
1 ATGGCTCTTTGGAGACCATCCGACAACACTGTTTACTTGCCACCA
46 CCATCCGTTGCTAGAGTTGTTAACACTGACGACTACGTTACTAGA
91 ACTTCCATCTTCTACCACGCTGGTTCTTCCAGATTGTTGACTGTT
136 GGTAACCCATACTTCAGAGTTCCAGCTGGAGGTGGTAACAAGCAA
181 GACATCCCAAAGGTTTCCGCTTACCAGTACAGAGTTTTCAGAGTT
226 CAGTTGCCAGACCCAAACAAGTTTGGATTGCCAGACAATTCCATC
271 TACAACCCAGAGACTCAGAGACTTGTTTGGGCTTGTGCTGGTGTT
316 GAAATCGGTAGAGGACAGCCATTGGGTGTTGGTTTGTCTGGTCAC
361 CCATTCTACAACAAGTTGGACGACACTGAATCTTCTCACGCTGCT
406 ACTTCTAACGTTTCCGAGGATGTTAGAGACAACGTTTCCGTTGAC
451 TACAAGCAGACTCAGTTGTGTATCTTGGGTTGTGCTCCAGCTATT
496 GGTGAACATTGGGCTAAGGGTACTGCTTGTAAGTCCAGACCATTG
541 TCTCAGGGAGATTGTCCACCATTGGAGTTGAAGAACACTGTTTTG
586 GAGGACGGTGATATGGTTGATACTGGTTACGGTGCTATGGACTTC
631 TCTACTTTGCAGGACACTAAGTGTGAAGTTCCATTGGACATCTGT
676 CAGTCCATCTGTAAGTACCCAGACTACTTGCAAATGTCCGCTGAT
721 CCATACGGTGACTCTATGTTCTTCTGTTTGAGAAGAGAGCAGTTG
766 TTCGCTAGACACTTCTGGAACAGAGCTGGTACTATGGGTGACACT
811 GTTCCACAATCCTTGTACATCAAGGGTACTGGAATGAGAGCTTCT
856 CCTGGTTCTTGTGTTTACTCTCCATCTCCATCCGGTTCCATTGTT
901 ACTTCCGACTCCCAGTTGTTCAACAAGCCATACTGGTTGCATAAG
946 GCTCAAGGTCACAACAACGGTATTTGTTGGCACAACCAGTTGTTC
991 GTTACTGTTGTTGACACTACTAGATCCACTAACTTGACTATCTGT
1036 GCTTCCACTCAATCTCCAGTTCCAGGACAATACGACGCTACTAAG
1081 TTCAAGCAGTACTCCAGACACGTTGAAGAGTACGACTTGCAGTTC
1126 ATCTTCCAGTTGTGTACTATCACTTTGACTGCTGATGTTATGTCC
1171 TACATCCACTCTATGAACTCCTCCATTTTGGAGGATTGGAACTTC
1216 GGTGTTCCACCACCACCAACTACTTCATTGGTTGACACTTACAGA
1261 TTCGTTCAGTCCGTTGCTATCACTTGTCAAAAGGACGCTGCTCCA
1306 GCTGAAAACAAGGACCCATACGACAAGTTGAAGTTCTGGAACGTT
1351 GACTTGAAAGAGAAGTTCTCCTTGGACTTGGACCAATACCCATTG
1396 GGTAGAAAGTTTTTGGTTCAGGCTGGATTGAGAAGAAAGCCAACT
1441 ATCGGTCCAAGAAAGAGATCAGCTCCATCCGCTACTACTTCATCC
1486 AAGCCAGCTAAGAGAGTTAGAGTTAGAGCTAGAAAGTAG 1524

配列番号4:HPV 6L1抗原のヌクレオチド配列
1 ATGTGGAGACCATCCGACTCCACTGTTTATGTTCCACCACCAAAC
46 CCAGTTTCCAAGGTTGTTGCTACTGACGCTTACGTTACTAGAACT
91 AATATCTTCTACCACGCTTCCTCATCCAGATTGTTGGCTGTTGGT
136 CACCCATACTTCTCCATCAAGAGAGCTAACAAGACTGTTGTTCCA
181 AAGGTTTCCGGTTACCAGTACAGAGTTTTTAAGGTTGTTTTGCCA
226 GACCCAAACAAGTTCGCTTTGCCAGACTCTTCCTTGTTCGACCCA
271 ACTACTCAGAGATTGGTTTGGGCTTGTACTGGTTTGGAGGTTGGT
316 AGAGGTCAGCCATTGGGTGTTGGTGTTTCTGGTCACCCATTCTTG
361 AACAAGTACGACGACGTTGAGAACTCTGGTTCTGGTGGTAACCCA
406 GGTCAGGACAACAGAGTTAACGTTGGTATGGACTACAAGCAGACT
451 CAGTTGTGTATGGTTGGTTGTGCTCCACCATTGGGTGAACATTGG
496 GGTAAGGGTAAGCAGTGTACAAACACTCCAGTTCAGGCTGGTGAC
541 TGTCCACCTTTGGAGTTGATCACTTCCGTTATTCAGGACGGTGAC
586 ATGGTTGACACTGGTTTTGGTGCTATGAACTTCGCTGACTTGCAG
631 ACTAACAAGTCCGACGTTCCAATCGACATCTGTGGTACTACTTGT
676 AAGTACCCAGACTACTTGCAGATGGCTGCTGATCCATACGGTGAC
721 AGATTGTTCTTCTTCTTGAGAAAAGAACAGATGTTCGCTAGACAC
766 TTCTTCAACAGAGCTGGTGAAGTTGGTGAGCCAGTTCCAGACACT
811 TTGATCATTAAGGGTTCCGGTAACAGAACTTCCGTTGGTTCCTCC
856 ATCTACGTTAACACTCCATCCGGTTCCTTGGTTTCTTCTGAGGCT
901 CAGTTGTTCAACAAGCCATACTGGTTGCAGAAGGCTCAGGGTCAC
946 AACAACGGTATCTGTTGGGGTAACCAGTTGTTCGTTACTGTTGTT
991 GACACTACTAGATCCACTAATATGACTTTGTGTGCTTCCGTTACT
1036 ACTTCCTCCACTTACACTAACTCCGACTACAAAGAGTACATGAGA
1081 CACGTTGAAGAGTACGACTTGCAGTTCATCTTCCAGTTGTGTTCC
1126 ATCACTTTGTCCGCTGAGGTTATGGCTTACATCCACACTATGAAC
1171 CCATCCGTTTTGGAGGACTGGAACTTCGGTTTGTCTCCACCACCT
1216 AACGGTACTTTGGAGGACACTTACAGATACGTTCAGTCCCAGGCT
1261 ATCACTTGTCAGAAGCCAACTCCAGAGAAAGAGAAGCCAGACCCT
1306 TACAAGAACTTGTCCTTCTGGGAGGTTAACTTGAAAGAGAAGTTC
1351 TCCTCAGAGTTGGACCAGTACCCATTGGGTAGAAAGTTCTTGTTG
1396 CAGTCCGGTTACAGAGGTAGATCCTCCATCAGAACTGGTGTTAAG
1441 AGACCAGCTGTTTCCAAGGCTTCTGCTGCTCCAAAGAGAAAGAGA
1486 GCTAAGACTAAGAGATAG 1503

配列番号5:HPV 11L1抗原のヌクレオチド配列
1 ATGTGGAGACCATCCGACTCCACTGTTTATGTTCCACCACCAAAC
46 CCAGTTTCCAAGGTTGTTGCTACTGACGCTTACGTTAAGAGAACT
91 AATATCTTCTACCACGCTTCCTCATCCAGATTGTTGGCTGTTGGT
136 CACCCTTACTACTCCATCAAGAAGGTTAACAAGACTGTTGTTCCA
181 AAGGTTTCCGGTTACCAGTACAGAGTTTTTAAGGTTGTTTTGCCA
226 GACCCAAACAAGTTCGCTTTGCCAGACTCTTCCTTGTTCGACCCA
271 ACTACTCAGAGATTGGTTTGGGCTTGTACTGGTTTGGAGGTTGGT
316 AGAGGTCAGCCATTGGGTGTTGGTGTTTCTGGTCACCCTTTGTTG
361 AACAAGTACGACGACGTTGAGAACTCCGGTGGTTATGGTGGTAAC
406 CCAGGTCAAGACAACAGAGTTAACGTTGGTATGGACTACAAGCAG
451 ACTCAGTTGTGTATGGTTGGTTGTGCTCCACCATTGGGTGAACAT
496 TGGGGTAAGGGTACTCAGTGTTCCAACACTTCCGTTCAGAACGGT
541 GACTGTCCACCTTTGGAGTTGATCACTTCCGTTATTCAGGACGGT
586 GACATGGTTGACACTGGTTTTGGTGCTATGAACTTCGCTGACTTG
631 CAGACTAACAAGTCCGACGTTCCATTGGACATCTGTGGTACTGTT
676 TGTAAATACCCAGACTACTTGCAGATGGCTGCTGATCCATACGGT
721 GACAGATTGTTCTTCTACTTGAGAAAAGAACAGATGTTCGCTAGA
766 CACTTCTTCAACAGAGCTGGTACTGTTGGTGAGCCAGTTCCAGAT
811 GACTTGTTGGTTAAGGGTGGTAACAACAGATCCTCCGTTGCTTCC
856 TCCATCTACGTTCATACTCCATCCGGTTCCTTGGTTTCTTCTGAG
901 GCTCAGTTGTTCAACAAGCCATACTGGTTGCAGAAGGCTCAGGGT
946 CACAACAACGGTATTTGTTGGGGTAACCACTTGTTCGTTACTGTT
991 GTTGACACTACTAGATCCACTAATATGACTTTGTGTGCTTCCGTT
1036 TCCAAGTCCGCTACTTACACTAACTCCGACTACAAAGAGTACATG
1081 AGACACGTTGAAGAGTTCGACTTGCAGTTCATCTTCCAGTTGTGT
1126 TCCATCACTTTGTCCGCTGAGGTTATGGCTTACATCCACACTATG
1171 AACCCATCCGTTTTGGAGGACTGGAACTTCGGTTTGTCTCCACCA
1216 CCTAACGGTACTTTGGAGGACACTTACAGATACGTTCAGTCCCAG
1261 GCTATCACTTGTCAGAAGCCAACTCCAGAGAAAGAGAAGCAGGAC
1306 CCATACAAGGACATGTCTTTCTGGGAGGTTAACTTGAAAGAGAAG
1351 TTCTCCTCAGAGTTGGACCAGTTCCCATTGGGTAGAAAGTTCTTG
1396 TTGCAGTCCGGTTACAGAGGTAGAACTTCCGCTAGAACTGGTATC
1441 AAAAGACCAGCTGTTTCCAAGCCATCCACTGCTCCAAAGAGAAAA
1486 AGAACTAAGACTAAGAAGTAG 1506
実施例2:HPV 16L1のための発現ベクターの構成
発現ベクターpPICZαを、HPV16L1遺伝子の発現のために使用した。pPIC6、pGAPZ、pAO815又は他の同様のベクターが、HPV16L1の発現のために使用され得る。pPICZαは、ピキア・ペストリスにおいて組換えタンパク質を発現し、そして分泌するために使用される3.6kbのベクターである。それは次の特徴を有する:
◆ピキアにおいて目的の遺伝子のメタノール誘導性の高レベル発現を可能にするAOX1プロモーターを含む、942bpのフラグメント。AOX1遺伝子座へのプラスミド組み込みを標的とする。
◆AOX1転写終結(TT)領域は、mRNA安定性を高めるために、ポリアデニル化を含む効率的な3’mRNAプロセッシングを可能にするAOX1遺伝子(約260bp)からの天然の転写終結及びポリアデニル化シグナルを可能にする。
◆ゼオシン耐性遺伝子は、大腸菌及びピキアにおける形質転換体の選択を可能にする。
◆大腸菌においてゼオシン耐性遺伝子の恒常的発現を駆動するEM7プロモーター。
◆ピキアにおいてゼオシン耐性遺伝子の発現を駆動する、サッカロミセス・セレビシアエ由来のTEF1プロモーター。
◆pUC起点は、大腸菌におけるプラスミドの複製及び維持を可能にする。
HPV 16 L1発現ベクターを、ベクターpPICZαのマルチクローニングサイト中に、HPV16L1をコードするBstBI/NotIフラグメントを挿入することにより、構築した。得られる発現ベクターは、pPICZ−HPV16L1と称する。その物理的地図は、図1に示される。構築に使用される方法は基本的に、Sambrook and Russell(2001)の通りである。
同じ態様で、HPV 18 L1、HPV 6 L1及びHPV 11L1を含む発現ベクターを構築した。
実施例3:HPV 16 L1の形質転換された遺伝子の高コピー数を有するクローンの選択
a)コンピテント細胞の調製
ピキア・パストリス株を、酵母抽出物ペプトンデキストロース培地(YPD)において、30℃で一晩、増殖した。2Lのフラスコ中の500mLの新鮮な培地を、0.1〜0.5mLの前記一晩の培地を播種した。それを、OD600=1.3〜1.5まで、再び一晩、増殖した。細胞を、遠心分離し、そしてそのペレットを、氷冷却された滅菌水で、1〜2回、再懸濁した。細胞を遠心分離し、そしてペレットを、20mLの氷冷却の1Mのソルビトールに再懸濁した。細胞を遠心分離し、そしてペレットを、1mLの氷冷却の1Mのソルビトールに再懸濁し、約1.5mLの最終体積にした。氷上で細胞を維持し、そしてその日に使用する。
b)形質転換
上記工程からの細胞80μLを、5〜10μgの線状化されたpPICZα DNAと共に混合し(5〜10μLの滅菌水中)、そしてそれらを、氷冷却された0.2cmのエレクトロポレーションキュベットに移した。細胞を含むキュベットを、氷上で5分間インキュベートした。コンピテント酵母細胞のアリコートを、氷上で融解し、そして600ngの環状プラスミドDNAを、各アリコートに添加した。その懸濁液を、予備冷却されたエレクトロポレーションキュベットに移した。エレクトロポレーションを、1.7 kV、25μF、200 Ohmにて、BIORAD GenePulser IIで実施した。すぐに、1mLの氷冷却された1Mのソルビトールを、キュベットに添加した。キュベットの内容物を、滅菌の15mLチューブに移した。チューブを、振盪しながら2時間、30℃でインキュベートした。200μLチューブを、150μg/mLの濃度のゼオシンを含む、各別々の標識されたYPOプレート上に広げた。プレートを、コロニーが形成するまで、3日間30℃でインキュベートした。10〜20個のコロニーを取り、そして適切な濃度のゼオシンを含む、新鮮なYPDプレート上で精製する(単一コロニーのためのストリーク)。
クローンの一次選択を、ピキアゲノム中に組み込まれる遺伝子のコピー数に基づいて行った。これは、クローンの発現と相関する。スクリーニングを、対応する特定遺伝子(HPV16L1、HPV18L1、HPV6L1又はHPV11L1)に対して特異的である半定量的PCRを用いて行った。
定量的コロニーPCRアッセイの異なったパラメーターを、異なるプライマーセットを用いて、最適化した。さらに、これらのプライマーについて、ピキアゲノムとのこれらとの交差反応性、及び特異的遺伝子の最低コピー数を選択するその感受性を試験した。
定量的コロニーPCRの後、HPV16L1のクローンを、RT PCRを用いて遺伝子コピー数について分析し、そして最高の遺伝子コピー数を有するクローンを選択した。実施例4:形質転換されたHPV 16L1遺伝子の発現分析
RT PCR結果から選択されたクローンを、BGY培地に播種し、そしてそれらの発現を、培養物のメタノール誘導後に分析した。培養物を溶解し、そして形質転換体プールの得られる上清液を、ウエスタンブロットにより分析した。最終クローンを、SDS PAGE及びウエスタンブロットにより再び分析し、HPVタンパク質についての最良の生成クローンを選択した。クマーシーブリリアントブルー染色後のSDS PAGEゲルが、図2として示されている。ウエスタンブロットによるHPV血清型16L1の同定が図3として示されている。
実施例5:HPV 16Lタンパク質の精製
HPV 16L1タンパク質の精製工程が以下に与えられる:
各HPVタンパク質の精製及び回収工程に包含される各ユニット操作工程が、1つの代表的バッチ材料を用いて実証されている。
a)洗浄された細胞ペレットの溶解
バッチを、生成段階の最後に回収した。各発酵槽から、約12Lの培養液を回収した。細胞を主に遠心分離により分離し、使用済み培地からタンパク質を含む培養細胞を分離した。洗浄されたペレットを、溶解緩衝液に溶解した。細胞を、高圧ホモジナイザーを用いて溶解した。
b)清澄化
細胞溶解の後、生成物を含む上清液を、遠心分離により細胞残骸から分離した。上清液をさらに、0.45μmのフィルターを用いて清澄化した。
c)捕捉工程クロマトグラフィー
清澄化された溶解物を、適切な樹脂上にロードした。タンパク質の溶出を、緩衝液中の塩化ナトリウム濃度を高めることにより行った。
d)研磨工程クロマトグラフィー
目的のタンパク質を含む、プールされた画分を、適切な樹脂上にロードした。タンパク質の溶出を、緩衝液中の塩化ナトリウム濃度を下げることにより行った。
e)ダイアフィルトレーションにより緩衝液交換
プールされた画分を、リン酸緩衝液に対して、適切なPES膜フィルターを通してダイアフィルトレートし、タンパク質溶液から過剰量の塩化ナトリウムを除去した。
f)滅菌濾過
ダイアフィルトレーション工程の後、精製されたタンパク質溶液を、そのバルク溶液の調製のために提供した。
実施例6:HPV 16L1のVLPのバルク溶液の調製
上記精製工程後に得られる精製されたタンパク質を、分解/再構築条件に供し、改良された四次構造を有する最終の安定したVLPを得た。発現されたVLPの分解/再構築を、予備製剤化緩衝液において行った。この予備製剤化緩衝液を、発現されたVLPの再構築のために、約5〜10倍に希釈した。NaCl又はKClなどの塩を、発現されたVLPの分解で使用される予備製剤化緩衝液に、500mM〜2Mの濃度で添加した。
分解緩衝液は、還元剤及びアミノ酸を含む。再構築緩衝液は、分解緩衝液の成分と共に、高濃度の塩を含む。
得られるVLPのサイズを、動的光散乱法により分析した。この工程の後に得られるHPV 16L1の相同VLPは、90nmの平均直径を有した。それは、図4に示されている。この工程の後に、得られるHPV 18 L1、HPV 6 L1及びHPV 11 L1の相同VLPは、それぞれ、図12、13及び14に示されている。
精製されたタンパク質溶液を、無菌条件下で0.22ミクロンのフィルターを通して濾過し、そしてバルク薬物物質として貯蔵した。
実施例7:ピキア・パストリスにおけるHPV−16L1キャプシドタンパク質の特徴付け
前記タンパク質の部分的なN末端配列を、エドマン分解により確認し、そして一次構造(トリプシンマップ)を観察した。バッチ精製された抗原は、DTNBアッセイにより評価される場合、構造に何れの遊離チオール(−SH)基も示さない。バッチ精製された抗原は、ナノ粒子追跡分析により決定される場合、何れの凝集体も含まないことが見出された。バッチ精製された抗原は、ELISAによれば、宿主細胞タンパク質も及びRT−PCRベースの方法によれば、DNA混入もないことが見出された。調製物を、LAL試験により評価される場合、エンドトキシンを有さないことが見出された。VLPの構造安定性を確かめるために、本発明者らは、電子顕微鏡検査を行い、平均直径90nmを有する粒子を見出した。HPV 16L1 VLPの陰性染色が図5に示されている。
この実施例に言及されるすべての技法は、当該技術分野において十分に利用可能である。
バルク薬物物質は、非発熱性容器に−80℃で保存された。
実施例8:HPV 16L1を含むワクチンの調製
精製された抗原を、アルミニウムベースのアジュバント上に吸着し、そして無菌的にバイアルに充填した。0.8〜20mg/0.5mLのリン酸緩衝液生理食塩水を含むリン酸アルミニウムを、最終製剤化のために、160μgのHPV 16L1タンパク質に添加した。アルミニウムベースのアジュバントを、無機塩アジュバント、例えばカルシウム、鉄及びジルコニウムの塩、完全フロイントアジュバント(CFA)、アジュバントエマルション、例えば不完全フロイントアジュバント(IFA)、モンタニド、MF 59及びアジュバント65、細菌由来アジュバント又はそれらの組み合わせにより置換することができる。同じ態様で、当業者は、他の血清型のL1タンパク質、例えば18、16、11及びそれらの組み合わせを含むワクチンを調製することができる。
実施例9:マウス免疫及び発現生成物の免疫原性の決定
方法:
この研究は、アジュバントを用いる、アジュバント若しくは対照生成物を用いない試験サンプルの1つの代表的バッチについて、英国薬局方2012に基づいて実施された。表1に記載される実施デザインを用いて、Balb/cマウス(生後6〜8週の雌のマウス)を用いてインビボでの有効性について分析した。
0.5mLの希釈参照製品/試験ワクチンを、名マウスに皮下注射した(各希釈グループについて10匹のマウス)。0.5mLのワクチン希釈溶液を、同じ態様で10匹のマウスに注射した。それらはPBS対照であり、そして28日間、動物を維持する。29日目、眼球静脈穿刺により各マウスから血液を採取し、そして室温で1時間、放置し、凝固させた。チューブを、4,000rpmで4℃で10分間、遠心分離し、そして血清を別々の標識された微量遠心チューブに集めた。
すべての血清サンプルを、ADI(Alpha Diagnostic International),USAからの以下のELISAキットを用いて、一度に試験した。
マウス抗HPV16L1ELISAキット(#550−316−PMG)
マウス抗HPV18L1ELISAキット(#550−318−PMG)
マウス抗HPV6L1ELISAキット(#550−306−PMG)
マウス抗HPV11L1ELISAキット(#550−311−PMG)
本発明のVLPベースのワクチンと、アジュバントなし及び対照標準を有するVLP調製物とを比較した。ELISAアッセイにより得られる結果は、図6、7、8及び9、及び表2に示されている。
実施例10:ラットにおけるヒトパピローマウイルスワクチンに対して精製される抗体のエンドポイントの同定及び決定
方法:
最初にHPV 16L1又はHPV 18L1タンパク質をマイクロタイタープレートのウェル上に固定した。プレートを、スキムミルク粉末によりさらにブロックし、非特異的相互作用を回避した。HPV 16L1及びHPV 18L1に対する抗体を有するラット由来の血清サンプルをサンプル希釈緩衝液により希釈し、何れかのタンパク質(HPV 16L1/HPV 18L1)で各プレート上に被覆した各抗原との特異的結合を得た。標識された抗−ラットHRPを、二次抗体として添加した。免疫学的反応は、抗−ラット抗体と、特異的抗体(HPV 16L1/HPV 18L1)との間での複合体の形成をもたらす。洗浄の各工程において、末結合反応物を除去した。次に、基質OPDを反応せしめた。マイクロタイタープレートリーダー上での発色反応から読み取られる基質の量は、血清サンプルに存在するそれぞれの抗体の濃度に正比例する。
実験デザイン
グループ当たり10匹の雄及び10匹の雌ラットのグループを、ヒトパピローマウイルス(rDNA)ワクチン製剤により、0.25mL/動物(低)、0.5mL/動物(中)、及び1.0mL/動物(高)の3種の用量レベルで、3ヶ月間にわたってWistarラットに、2週間に1回、筋肉内注射した。この研究は、単独のプラシーボを受けるビークル対照グループとして独立した対照グループを有した。さらに、回復グループは、副作用の可逆性、持続性又は遅延した発生を観察するために、処置後1か月間、同時ビークル対照と共に高い用量レベルで維持された。処置前、処置後及び回復後の期間での免疫原性について血清サンプルを収集し、その後、抗HPVを、処置後グループとともに、ビークル対照(1.0mLのプラシーボ/ラット)、低用量(0.25mLワクチン/ラット)、中用量(0.5mLワクチン/ラット)及び高用量(1.0mLワクチン/ラット)について、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)により決定した。
力価の決定
HPV 16L1又はHPV 18L1に対する異なったプレートを、抗原濃度が50ng/ウェルになるようにコートし、そして2〜8℃で一晩のインキュベーションを維持した。次に、プレートを、5%ブロッキング溶液(PBST中、スキムミルク)に維持し、そして37℃で2時間、インキュベーションを維持した。各グループからのすべてのサンプルを別々にプールし、そしてPBST(リン酸緩衝液生理食塩水−Tween 20)緩衝液により50倍に希釈した。プレートを洗浄し、そして50μLの各サンプルを、予め決めたウェルに添加し、37℃で1時間インキュベーションを維持した。プレートをPBSTにより洗浄し、そして次に、50μLの抗−ラットIgG HRPを、各ウェルに添加し、そして37℃で60分間インキュベートを維持した。次に、プレートをPBSTにより再び洗浄し、そして50μLの基質(リン酸クエン酸塩緩衝液及びH22に溶解されたOPD)を、各ウェルに添加し、暗室において室温で15分間プレートを維持した。次に、25μLの停止溶液(100mLのWFI中、4.5mLのHSO)を、各ウェルに添加し、プレートをSectraMAX 190マイクロタイタープレートリーダー上で490nmで読み取った。
結果
要約
処置前サンプルの結果は、対照ラットにほとんど等しく、そして雄及び雌ラットにおいて非反応性である吸光度値を示す。同じグループの雄及び雌ラットを、ヒトパピローマウイルス(rDNA)ワクチンにより、3ヶ月間、低用量(0.25mL/動物)、中用量(0.5mL/動物)及び高用量(1.0mL/動物)で処置した。3ヶ月の処理の最後において、結果は、ワクチンに対して高い反応性の高い吸光度値を示す。反応性は、ELISA力価を用いて測定され、雄グループにおいて、低用量ではHPV 16L1に対して3880.417及びHPV 18L1に対して522.338、中用量ではHPV 16L1に対して6377.327及びHPV 18L1に対して632.235、及び高用量ではHPV 16L1に対して25832.417及びHPV 18L1に対して1198.762であった。反応性はELISA力価を用いて測定され、雌グループにおいて、低用量で、HPV 16L1について15567.343及びHPV 18L1について770.180、中用量で、HPV 16L1について24445.245及びHPV 18L1について4058.034、及び高用量で、HPV 16L1について26283.248及びHPV 18L1について4100.000であった。1ヶ月の回復期間の最後における血清サンプルは、雄ラットにおいて、HPV 16L1について25416.265及びHPV 18L1について1042.376、及び雌ラットにおいて、HPV 16L1について30410.085及びHPV 18L1について951.940のELISA力価としての反応性を示す。
結論
エンドポイント研究結果は、Cadila Healthcare Ltd.により製造されたヒトパピローマウイルス(rDNA)ワクチンが、低、中及び高用量で抗体を生成することにより免疫原性であることが、HPV 16L1対して30410.085及びHPV 18L1対して4100.000のELISAの最高力価まで測定できることを示す。
実施例11:霊長類(アカゲザル)の免疫及び力価の決定
それぞれ20μgのHPV 6L1及びHPV 18L1及びそれぞれ40μgのHPV 11L1を含むHPVワクチン製剤を、リン酸アルミニウムゲルにおいて調製した。その製剤化されたワクチンは、その使用まで、2〜8℃で保存した。ワクチンを、1人のヒト用量に相当する、アカゲザルにおける1匹の動物当たり1mLとして、0日目で単一用量の筋肉内投与により免疫し、続いて21日目、180日目、及びさらにまた、342日目に、参照ワクチングループ及び陰性対照グループと共に、追加免疫した。実験の開始前、すべての非ヒト霊長類を、臨床化学パラメーターの物理的、獣医学的検査及び分析に供した。
霊長類を、種々の間隔で以下のワクチンを用いて、以下の免疫スケジュールに従ってワクチン接種した。
血液サンプルを、ELISAによる抗体力価の決定のために、21、33、46、63、126、186、193、342、372 及び433日目の血清について収集した。血清サンプルを、所定の間隔でサルから実験デザインに従って収集した。血清サンプルを、ELISAによる抗体測定のために−20℃で貯蔵した。ELISAを、ウェル当たり50〜100ngとしてELISAプレート上を、HPV 16L1/HPV 18L1の精製されたタンパク質により一晩、被覆した後、実施した。末結合タンパク質を、PBS Tween緩衝液により洗浄し、そして1%BSAを含むプロッキング緩衝液を、1時間プレートに添加し、非特異的部位をブロックした。血清サンプルを、PBSにより適切に希釈し、そしてウェルに添加した。未結合サンプルを、PBS Tween緩衝液により洗浄し、そしてHRPOにより標識された抗−サルIgGを45分間添加した。プレートを、洗浄緩衝液により再び洗浄し、そしてペルオキシダーゼ基質を添加した。それを暗室において25分間インキュベートした。最終的に、25μLの停止溶液を、各試験ウェルに添加した。プレートを405nmで15分以内に読み取った。標準の曲線を、ELISAカットオフO.D(ブランク及び負のサンプルからの平均O.D+3S.D)の後のエンドポイント力価の考慮に基づいてのそれらの割り当てられたELISA力価に対する正の参照ワクチン血清のプールの異なった希釈溶液のO.D値を用いてプロットした。ELISAにより測定される抗体力価が下記表13及び14、及び図10及び11に示されている。
本発明に従って調製された試験ワクチンは、最初は、参照ワクチンと同等の応答を提供する。その後、試験ワクチンにより得られた免疫応答は、より長い期間にわたって持続するが、ところが参照ワクチンは、類似する免疫応答を達成するためには、追加の免疫量を必要とする。同様に、HPV 16L1及びHPV 18L1における中和抗体応答を確認するために、本発明者らはまた、シュードウイルス中和アッセイによる同等の免疫応答を見出した。本発明者らのワクチンは、ワクチン接種後433日間にわたって参照の4用量よりも、合計3用量での参照ワクチンを用いてHPL 16L1及びHPV 18L1についてELISAにより測定された全抗体応答に関して同等であることを見出した。従って、サルにおけるHPV 16L1及びHPVO18L1に対する効力について、対照ワクチンよりも、本発明のワクチンは卓越性の強い証拠を提供している。

Claims (19)

  1. ヒトパピローマウイルスの主要キャプシドタンパク質をコードする、配列番号2、配列番号3、配列番号4及び配列番号5から選択される単離遺伝子。
  2. ヒトパピローマウイルスの主要キャプシドタンパク質をコードする、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5及びそれらの組み合わせから選択される遺伝子を含むベクター。
  3. pPICZ、pPIC6、pGAPZ 及びpAO815zから選択される、請求項2に記載のベクター。
  4. MTCC 5969、MTCC 5970、MTCC 5971又はMTCC 5972から選択されるMTCC受託番号を有する、請求項2に記載のベクター。
  5. 請求項1に記載の遺伝子により形質転換された宿主細胞。
  6. 請求項2に記載のベクターを含む宿主細胞。
  7. 酵母細胞、好ましくはP.パストリス(P.pastoris)である、請求項5及び6に記載の宿主細胞。
  8. P.パストリス株X−33、GS115、KM71及び SMD1168から選択される、請求項6に記載の宿主細胞。
  9. 請求項1に記載の遺伝子を用いることにより得られるウイルス様粒子。
  10. 50〜500nm、好ましくは50〜400nm、より好ましくは100〜400nmの範囲の直径を有する、請求項9に記載のウイルス様粒子。
  11. HPV抗原に対して免疫応答を誘導できる、請求項1に記載のそれらからのキャプシドタンパク質をコードする少なくとも1つの遺伝子を含むヒトパピローマウイルスワクチン。
  12. 単一又は異なった血清型のL2、E6又はE7抗原をコードする遺伝子をさらに含む、請求項11に記載のヒトパピローマウイルスワクチン。
  13. HPV 16、HPV 6、HPV 18、HPV 11、HPV 31、HPV 33、HPV 45、HPV 52、HPV 58、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項12に記載の血清型。
  14. 適切なアジュバント(単数又は複数)と共に、請求項1記載のHPV抗原の少なくとも1つのタンパク質を含む免疫原性組成物。
  15. アルミニウムの塩、モノホスホリル脂質類似体、例えばグルコピラノシル脂質アジュバント、モナチド(monatide)、サイトカイン誘導物質、スクアレンベースのアジュバント、親油性アジュバント及びそれらの組み合わせから選択される、請求項14に記載のアジュバント。
  16. 請求項11に記載されるヒトパピローマワクチンの調製方法であって、下記工程:
    a.ヒトパピローマウイルスの主要キャプシドタンパク質をコードする遺伝子の合成、
    b.ヒトパピローマウイルスの主要キャプシドタンパク質をコードする遺伝子のための発現ベクターの構築、
    c.前記ヒトパピローマウイルスのタンパク質の形質転換された遺伝子の高コピー数を有するクローンの選択、
    d.前記ヒトパピローマウイルスのタンパク質の形質転換された遺伝子の発現分析、
    e.前記ヒトパピローマウイルスのタンパク質の遺伝子によりコードされるタンパク質の精製、
    f.前記ヒトパピローマウイルスのタンパク質のVLPのバルク溶液の調製、
    g.宿主細胞における前記タンパク質の特徴付け、
    h.前記ヒトパピローマウイルスのタンパク質を含むワクチンの調製、
    を包含する方法。
  17. 前記宿主細胞が、酵母細胞、好ましくはP.パストリスである、請求項16に記載されるヒトパピローマワクチンの調製方法。
  18. 単一又は異なった血清型のHPV L1である、請求項1〜17の何れか1項に記載の主要キャプシドタンパク質。
  19. HPV 16 L1、HPV 18 L1、HPV 6 L1、HPV 11 L1、HPV 31 L1、HPV 33 L1、HPV 45 L1、HPV 52 L1、HPV 58 L1、及びそれらの組み合わせ、好ましくはHPV 16 L1、HPV 18 L1、HPV 6 L1、HPV 11 L1、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項18に記載のHPV L1タンパク質。
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