JP2018513128A - Isg15及びアジュバントとしてのその使用 - Google Patents
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Abstract
抗原及びISG15を含むワクチンが本明細書において開示される。免疫応答の増強を必要とする対象にそれを行うための方法も本明細書において開示される。治療を必要とする対象にそれを行うための方法が本明細書において更に開示される。本方法は、対象に本ワクチンを投与することを含み得る。【選択図】なし
Description
本発明は、抗原及びISG15を含むワクチン、ならびにかかるワクチンを投与する方法に関する。
ワクチンは、個体において免疫応答を刺激し、特定の疾患に対する保護及び/または治療を提供するために使用される。いくつかのワクチンは、免疫応答を誘導するための抗原を含む。強い免疫応答を誘発する抗原もあれば、弱い免疫応答を誘発する抗原もある。抗原に対する弱い免疫応答は、ワクチンにアジュバントを含めることにより増強することができる。アジュバントには、例えば、アルミニウム塩、油乳剤、細菌または他の病原体の殺菌成分、サイトカイン等の多くの異なる形態がある。
インターフェロン刺激遺伝子15(ISG15)は、I型インターフェロン刺激により誘導される最初のかつ最も豊富なタンパク質の1つである。ISG15は、抗ウイルス防御において主要な役割を担うユビキチン様タンパク質である。そのユビキチン様C末端(LRLRGG)モチーフは、「抱合型」ISG15を産生するISGylationとして知られる過程における様々な細胞内タンパク質へのその抱合に必要である。この抱合形態にない場合、遊離または「未抱合」ISG15は、細胞内にまたは細胞外に存在することができる。長年にわたって、遊離ISG15は、IFNγの産生に関連付けられてきた。近年、新しい研究が、ISG15欠損がIFNγの損失に関連し、そして次にこれがマウス及びヒトの両方におけるマイコバクテリア症に対する感受性の増強をもたらしたことを示すことによって、ISG15のこのサイトカイン様役割を確認した。これらの研究はISG15が免疫調節分子として機能する能力を確立したが、CD8 T細胞免疫応答に影響を及ぼし、ワクチンアジュバントとして作用するその能力は未知のままである。
ワクチンはまた、多くの異なる様式(例えば、注射、経口的等)で多くの異なる組織(例えば、筋肉内、経鼻等)に投与される。しかしながら、すべての送達方法が等しいわけではない。個体集団内におけるより高いコンプライアンスを可能にする送達方法がある一方で、ワクチンの免疫原性及び/または安全性に影響を及ぼし得る送達方法もある。したがって、抗原に対する免疫応答を増強する、安全かつより効果的なアジュバントの開発の必要性が、依然として当前記技術分野に存在する。
本発明は、抗原及びISG15を含むワクチンを対象とする。ISG15は、配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号1に記載のヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列、配列番号9に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、及び配列番号9に記載のヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号1に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号3に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号5に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号7に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号9に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。
抗原は、第1の核酸によってコードされ得、ISG15は、第2の核酸によってコードされ得る。第2の核酸は、発現ベクターを更に含み得る。第1の核酸は、発現ベクターを更に含み得る。ワクチンは、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、または配列番号9のうちの1つによってコードされる抗原ペプチドを更に含み得る。ワクチンは、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、または配列番号10のうちの1つによってコードされるISG15ペプチドを更に含み得る。ワクチンは、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、または配列番号9のうちの1つによってコードされる抗原ペプチド、及び配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、または配列番号10のうちの1つによってコードされるISG15ペプチドを更に含み得る。
抗原は、ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)抗原、インフルエンザ抗原、Plasmodium falciparum抗原、Mycobacterium tuberculosis抗原、リンパ性脈絡髄膜炎(LCMV)抗原、及びそれらの断片からなる群から選択され得る。HPV抗原は、HPV16 E6抗原、HPV16 E7抗原、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。HIV抗原は、Env A、Env B、Env C、Env D、B Nef−Rev、Gag、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。インフルエンザ抗原は、H1 HA、H2 HA、H3 HA、H5 HA、BHA抗原、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。Plasmodium falciparum抗原は、サーカムスポロゾイト(CS)抗原を含んでもよい。Mycobacterium tuberculosis抗原は、Ag85A、Ag85B、EsxA、EsxB、EsxC、EsxD、EsxE、EsxF、EsxH、EsxO、EsxQ、EsxR、EsxS、EsxT、EsxU、EsxV、EsxW、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。LCMV抗原は、核タンパク質(NP)、糖タンパク質(GP)、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。
ワクチンは、薬学的に許容される賦形剤を更に含み得る。
本発明はまた、免疫応答の増強または誘導を必要とする対象にそれを行うための方法も対象とする。本方法は、抗原及びISG15を含むワクチンを対象に投与することを含み得る。ISG15は、配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号1に記載のヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列、配列番号9に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、及び配列番号9に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号1に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号3に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号5に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号7に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号9に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。
本ワクチンの投与は、電気穿孔を含み得る。対象における免疫応答は、少なくとも約2倍増強され得る。対象における免疫応答は、少なくとも約4倍増強され得る。対象における免疫応答の増強は、対象における細胞性免疫応答の増強を含み得る。
本発明は、癌の治療を必要とする対象にそれを行うための方法を更に対象とする。本方法は、抗原及びISG15を含むワクチンを対象に投与することを含み得る。ISG15は、配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号1に記載のヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列、配列番号9に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、及び配列番号9に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号1に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号3に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号5に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号7に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。ISG15は、配列番号9に記載のヌクレオチド配列によってコードされ得る。
癌を治療するための方法は、対象における腫瘍の大きさを減少させることを更に含み得る。腫瘍の大きさは、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、対象において少なくとも10%減少し得る。癌を治療するための方法は、対象における腫瘍退縮を増強することを更に含み得る。腫瘍退縮は、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、対象において少なくとも10%増加され得る。癌は、HPV関連癌、HBV関連癌、卵巣癌、前立腺癌、乳癌、脳癌、頭頸部癌、咽喉癌、肺癌、肝臓癌、膵臓癌、腎臓癌、骨癌、メラノーマ、転移性癌、hTERT関連癌、FAP抗原関連癌、非小細胞肺癌、血液癌、食道扁平上皮癌、子宮頸癌、膀胱癌、結腸直腸癌、胃癌(gastric cancer)、肛門癌、滑膜細胞腫、精巣癌、再発性呼吸器乳頭腫症、皮膚癌、神経膠芽腫、肝細胞癌、胃癌(stomach cancer)、急性骨髄性白血病、トリプルネガティブ乳癌、及び原発性皮膚T細胞リンパ腫からなる群から選択され得る。癌は、HPV関連癌であり得る。
本発明は、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1と95%以上同一であるヌクレオチド配列、配列番号3と95%以上同一であるヌクレオチド配列、配列番号5と95%以上同一であるヌクレオチド配列、配列番号7と95%以上同一であるヌクレオチド配列、配列番号9と95%以上同一であるヌクレオチド配列、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1つ以上のヌクレオチド配列を含む核酸分子を更に対象とする。核酸分子は、プラスミドであってもよい。核酸分子は、1つ以上のプラスミドであってもよい。
本発明は、ISG15をアジュバントとして使用することによって、対象において抗原に対する免疫応答を増強するように使用することができるワクチンに関する。アジュバントとして使用されるとき、ISG15は、抗ウイルス性サイトカインであるインターフェロン−γ(IFN−γ)及び腫瘍壊死因子α(TNF−α)ならびにインターロイキン−2(IL−2)のレベルを上昇させることができる。したがって、ISG15は、多機能性CD8+ T細胞の亜集団を増加させて、細胞性免疫応答を促進することができる。
ISG15は、ウイルス及び細菌抗原、例えば、ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原及びリンパ性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)抗原等の抗原に対する細胞性免疫応答を増大させることができる。このように、ISG15は、そのような病原体に対する顕著な保護を促進することができる。
更に、本発明のワクチンは、癌または腫瘍の形成を予防することができる。本ワクチンは、定着癌または腫瘍の退縮を引き起こすことができる。例えば、退縮は、腫瘍の大きさの減少により示されるように、90%以上であり得る。いくつかの場合では、癌の退縮は、完全なものであり得る。本ワクチンは、ウイルス関連癌、例えばHPV関連癌を更に予防し、その退縮を引き起こすことができる。したがって、癌の治療を必要とする対象に本ワクチンを投与することによる、癌の治療のための方法も本明細書に提供される。
本ワクチンは、抗原及びISG15を含む。ISG15は、配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性、配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約96%の同一性、配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約97%の同一性、配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約98%の同一性、配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約99%の同一性、及び配列番号1に記載のヌクレオチド配列を有するタンパク質配列をコードするヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされ得る。
ISG15は、配列番号3に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性、配列番号3に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約96%の同一性、配列番号3に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約97%の同一性、配列番号3に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約98%の同一性、配列番号3に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約99%の同一性、及び配列番号3に記載のヌクレオチド配列を有するタンパク質配列をコードするヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされ得る。
ISG15は、配列番号5に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性、配列番号5に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約96%の同一性、配列番号5に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約97%の同一性、配列番号5に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約98%の同一性、配列番号5に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約99%の同一性、及び配列番号5に記載のヌクレオチド配列を有するタンパク質配列をコードするヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされ得る。
ISG15は、配列番号7に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性、配列番号7に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約96%の同一性、配列番号7に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約97%の同一性、配列番号7に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約98%の同一性、配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約99%の同一性、及び配列番号7に記載のヌクレオチド配列を有するタンパク質配列をコードするヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされ得る。
ISG15は、配列番号9に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性、配列番号9に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約96%の同一性、配列番号9に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約97%の同一性、配列番号9に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約98%の同一性、配列番号9に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約99%の同一性、及び配列番号9に記載のヌクレオチド配列を有するタンパク質配列をコードするヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされ得る。
ISG15は、ウイルス及び細菌抗原、例えば、ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)抗原、Mycobacterium tuberculosis抗原、及びリンパ性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)抗原等の抗原に対する細胞性免疫応答を増大させることができる。このように、ISG15は、そのような病原体に対する顕著な保護を促進することができる。
本発明のワクチンは、癌または腫瘍の形成を予防することができる。本ワクチンはまた、定着癌または腫瘍の退縮を引き起こすこともできる。この退縮は、90%以上の退縮であり得る。癌の退縮は、完全なものであり得る。本ワクチンは、ウイルス関連癌、例えばHPV関連癌を更に予防し、その退縮を引き起こすことができる。したがって、癌の治療を必要とする対象に本ワクチンを投与することによる、癌の治療のための方法も本明細書に提供される。
1.定義
別途定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。矛盾がある場合には、定義を含む本明細書が優先される。好ましい方法及び材料については後述するが、本明細書に記載されるものと類似するまたは均等な方法及び材料も、本発明の実施または試験に使用することができる。本明細書において言及されるすべての刊行物、特許出願、特許、及び他の参考文献は、参照により、それらの全体が本明細書に組み込まれる。本明細書に開示される材料、方法、及び実施例は、単に例示的であり、限定的であることを意図するものではない。
別途定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。矛盾がある場合には、定義を含む本明細書が優先される。好ましい方法及び材料については後述するが、本明細書に記載されるものと類似するまたは均等な方法及び材料も、本発明の実施または試験に使用することができる。本明細書において言及されるすべての刊行物、特許出願、特許、及び他の参考文献は、参照により、それらの全体が本明細書に組み込まれる。本明細書に開示される材料、方法、及び実施例は、単に例示的であり、限定的であることを意図するものではない。
用語「含む(comprise)」、「含む(include)」、「有する(having)」、「有する(has)」、「できる(can)」、「含有する(contain)」、及びそれらの変形は、本明細書で使用される場合、更なる行為または構造の可能性を排除しない、開放式の移行句、用語、または語句であることが意図される。単数形「a」、「and」、及び「the」は、文脈上、そうではないという明確な指示がない限り、複数の指示対象を含む。本開示はまた、明示的に記載されているかどうかにかかわらず、本明細書に提示される実施形態または要素「を含む(comprising)」、「からなる(consisting of)」、及び「から本質的になる(consisting essentially of)」他の実施形態も企図する。
本明細書で使用される「アジュバント」は、抗原の免疫原性を高めるために本明細書に記載されるワクチンに添加される任意の分子を意味する。
本明細書で使用される「断片」は、哺乳動物において免疫応答を誘発することができるポリペプチドをコードする核酸配列またはその一部を意味する。断片は、以下に記載するタンパク質断片をコードする様々なヌクレオチド配列のうちの少なくとも1つから選択されるDNA断片であってもよい。
本明細書で使用される「免疫応答」は、抗原の導入に応答した、宿主の免疫系、例えば哺乳動物の免疫系の活性化を意味する。免疫応答は、細胞性応答もしくは液性応答、または両方の形態であり得る。
本明細書で使用される「核酸」は、一本鎖もしくは二本鎖であってもよく、または二本鎖及び一本鎖の両方の配列の部分を含有してもよい。核酸は、ゲノム及びcDNAの両方のDNA、RNA、またはハイブリッドであり得、ここで、核酸は、デオキシリボヌクレオチド及びリボヌクレオチドの組み合わせ、ならびにウラシル、アデニン、チミン、シトシン、グアニン、イノシン、キサンチン、ヒポキサンチン、イソシトシン、及びイソグアニンを含む、塩基の組み合わせを含有し得る。核酸は、化学合成法または組み換え法によって、得ることができる。
本明細書で使用される「作動可能に連結された」は、遺伝子の発現が空間的につながったプロモーターの制御下にあることを意味する。プロモーターは、その制御下で遺伝子の5’(上流)または3’(下流)に位置し得る。プロモーターと遺伝子との間の距離は、そのプロモーターと、プロモーターが由来する遺伝子内でそれが制御する遺伝子との間の距離と、ほぼ同一であり得る。当前記技術分野で公知の通り、この距離の変動は、プロモーター機能を喪失せずに適合させることができる。
本明細書で使用される「ペプチド」、「タンパク質」、または「ポリペプチド」は、アミノ酸の連結した配列を意味し得、天然、合成、または天然及び合成の改変もしくは組み合わせであってもよい。
本明細書で使用される「プロモーター」とは、細胞内で核酸の発現をもたらす、活性化する、または強化することが可能な、合成または天然由来の分子を意味する。プロモーターは、更にその発現を強化し、かつ/またはその空間的発現及び/もしくは一時的発現を変化させる、1つ以上の特定の転写調節配列を含み得る。プロモーターは、遠位のエンハンサーまたはリプレッサー要素も含み得、それは転写開始部位から何千もの塩基対に位置し得る。プロモーターは、ウイルス、細菌、真菌、植物、昆虫、及び動物を含む供給源に由来し得る。プロモーターは、発現が生じる細胞、組織、もしくは器官に関して、または発現が生じる発達段階に関して、または生理学的ストレス、病原体、金属イオン、もしくは誘導剤等の外部刺激に応答して、構造的または差次的に遺伝子成分の発現を調節することができる。プロモーターの代表的な例としては、バクテリオファージT7プロモーター、バクテリオファージT3プロモーター、SP6プロモーター、lacオペレーター−プロモーター、tacプロモーター、SV40後期プロモーター、SV40初期プロモーター、RSV−LTRプロモーター、CMV IEプロモーター、SV40初期プロモーターまたはSV40後期プロモーター、及びCMV IEプロモーターが挙げられる。
本明細書で使用される「治療」または「治療すること」は、疾患を予防する、抑制する、抑圧する、または完全に排除する手段を通した、疾患からの動物の保護を意味し得る。疾患の予防は、疾患の発症前に、本発明のワクチンを動物に投与することを含む。疾患の抑制は、疾患の誘導後ではあるが、その臨床的出現の前に、本発明のワクチンを動物に投与することを含む。疾患の抑圧は、疾患の臨床的出現の後に、本発明のワクチンを動物に投与することを含む。
本明細書で使用される「対象」は、本明細書に記載のワクチンで免疫化されることを望むかまたは必要とする哺乳動物を意味し得る。哺乳動物は、ヒト、チンパンジー、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、マウス、またはラットであってもよい。
核酸に関して本明細書で使用される「変異体」とは、(i)参照ヌクレオチド配列の一部分もしくは断片、(ii)参照ヌクレオチド配列の補体もしくはその一部分、(iii)参照核酸もしくはその補体と実質的に同一な核酸、または(iv)参照核酸、その補体、もしくはそれと実質的に同一な配列と、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする、核酸を意味する。
変異体は、アミノ酸の挿入、欠失、または保存的置換によりアミノ酸配列が異なるが、少なくとも1つの生物学的活性を保持している、ペプチドまたはポリペプチドとして更に定義され得る。「生物学的活性」の代表的な例としては、特異的な抗体によって結合される能力、または免疫応答を促進する能力が挙げられる。変異体はまた、少なくとも1つの生物学的活性を保持するアミノ酸配列を有する参照タンパク質と実質的に同一であるアミノ酸配列を有するタンパク質も意味し得る。アミノ酸の保存的置換、すなわち、1つのアミノ酸を、類似の特性(例えば、親水性、荷電領域の程度及び分布)を有する別のアミノ酸と置き換えることは、典型的に小規模な変更を伴うとして、当前記技術分野で認識されている。これらの小規模な変更は、当前記技術分野において理解されるように、部分的に、アミノ酸の疎水性親水性インデックスを考慮することによって、特定することができる。Kyte et al.,J.Mol.Biol.157:105−132(1982)。アミノ酸の疎水性親水性インデックスは、その疎水性及び荷電の考慮に基づく。類似の疎水性親水性インデックスのアミノ酸が、置換することができ、タンパク質の機能を依然として保持できることは、当前記技術分野において公知である。一態様において、±2の疎水性親水性インデックスを有するアミノ酸が、置換されている。アミノ酸の親水性を利用して、生物学的機能を保持したタンパク質を生じる置換を明らかにすることもできる。ペプチドにおいてアミノ酸の親水性を考慮することで、そのペプチドの最大の局所的平均親水性、つまり抗原性及び免疫原性と良好に相関することが報告されている有用な指標を計算することができる。当前記技術分野で理解される通り、類似の親水性値を有するアミノ酸の置換により、生物学的活性、例えば免疫原性を保持したペプチドを得ることができる。置換は、互いに±2以内の親水性値を有するアミノ酸を用い行うことができる。アミノ酸の疎水性インデックス及び親水性値の両方が、そのアミノ酸の特定の側鎖により影響を受ける。その観察と一致して、疎水性、親水性、荷電、大きさ、及び他の特性により明らかにされた通り、生物学的機能と適合性のあるアミノ酸置換が、アミノ酸、特にそれらアミノ酸の側鎖の相対的類似性に依存することは理解されている。
変異体は、完全な遺伝子配列の全長またはその断片にわたって実質的に同一である核酸配列であってもよい。核酸配列は、遺伝子配列の全長またはその断片にわたって80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であってもよい。変異体は、アミノ酸配列の全長またはその断片にわたって実質的に同一であるアミノ酸配列であってもよい。アミノ酸配列は、アミノ酸配列の全長またはその断片にわたって80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であってもよい。
本明細書で使用される「ベクター」は、複製起点を含む核酸配列を意味する。ベクターは、ウイルスベクター、バクテリオファージ、細菌人工染色体、または酵母人工染色体であってもよい。ベクターは、DNAまたはRNAベクターであってもよい。ベクターは、自己複製染色体外ベクターであってもよく、好ましくは、DNAプラスミドである。
本明細書における数値範囲の列挙に関して、それらの間に介在する同程度の正確さを有する各数値が明示的に企図される。例えば、6〜9の範囲では、6及び9に加えて、数値7及び8が企図され、範囲6.0〜7.0では、数値6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、及び7.0が、明示的に企図される。
2.ワクチン
抗原及びアジュバントを含むワクチンが本明細書に提供される。本ワクチンは、対象における抗原提示及び抗原に対する全体的な免疫応答を増強することができる。抗原及びアジュバントの組み合わせは、抗原を単独で含むワクチンよりも効率的に免疫系を誘導する。本ワクチンは、筋肉及び皮膚等の異なる組織に投与された場合に免疫応答を更に誘導することができる。このより効率的な免疫応答は、後により詳細に記載される癌を含む任意の疾患、病原体、もしくはウイルスの治療及び/または予防における効力の増強をもたらす。
抗原及びアジュバントを含むワクチンが本明細書に提供される。本ワクチンは、対象における抗原提示及び抗原に対する全体的な免疫応答を増強することができる。抗原及びアジュバントの組み合わせは、抗原を単独で含むワクチンよりも効率的に免疫系を誘導する。本ワクチンは、筋肉及び皮膚等の異なる組織に投与された場合に免疫応答を更に誘導することができる。このより効率的な免疫応答は、後により詳細に記載される癌を含む任意の疾患、病原体、もしくはウイルスの治療及び/または予防における効力の増強をもたらす。
ワクチンはアジュバントを含まないワクチンと比較して、IFN−γ産生を少なくとも約1.5倍、少なくとも約2倍、少なくとも約3倍、少なくとも約4倍、少なくとも約5倍、少なくとも約8倍、及び少なくとも約10倍誘導することができる。
本ワクチンは、アジュバントを含まないワクチンと比較して、対象の抗原に対する細胞性及び/または液性免疫応答を増強またはブーストすることができる。本ワクチンは、アジュバントを含まないワクチンと比較して、抗原に対する細胞性免疫応答を約75%〜約200%増強することができる。代替えとして、本ワクチンは、アジュバントを含まないワクチンと比較して、抗原に対する細胞性免疫応答を約90%〜約130%増強することができる。本ワクチンは、アジュバントを含まないワクチンと比較して、抗原に対する細胞性免疫応答を約50%、約51%、約52%、約53%、約54%、約55%、約56%、約57%、約58%、約59%、約60%、約61%、約62%、約63%、約64%、約65%、約66%、約67%、約68%、約69%、約70%、約71%、約72%、約73%、約74%、約75%、約76%、約77%、約78%、約79%、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、約100%、約101%、約102%、約103%、約104%、約105%、約106%、約107%、約108%、約109%、約110%、約111%、約112%、約113%、約114%、約115%、約116%、約117%、約118%、約119%、約120%、約121%、約122%、約123%、約124%、約125%、約126%、約127%、約128%、約129%、約130%、約131%、約132%、約133%、約134%、約135%、約136%、約137%、約138%、約139%、約140%、約141%、約142%、約143%、約144%、約145%、約146%、約147%、約148%、約149%、約150%、約151%、約152%、約153%、約154%、約155%、約156%、約157%、約158%、約159%、約160%、約161%、約162%、約163%、約164%、約165%、約166%、約167%、約168%、約169%、約170%、約171%、約172%、約173%、約174%、約175%、約176%、約177%、約178%、約179%、約180%、約181%、約182%、約183%、約184%、約185%、約186%、約187%、約188%、約189%、約190%、約191%、約192%、約193%、約194%、約195%、約196%、約197%、約198%、約199%、または約200%増強することができる。
本発明のワクチンは、ワクチン自体が疾病または死亡の原因とならないように安全であること;ウイルスまたは細菌等の生病原体への曝露から生じる疾病に対する保護作用があること;細胞の感染を予防するために中和抗体を誘導すること;細胞内病原体に対する保護T細胞応答を誘導すること;ならびに投与し易さ、少ない副作用、生物学的安定性、及び用量当たりの低コストを提供すること等の、有効なワクチンに要求される特徴を有し得る。後述のように抗原とアジュバントとを組み合わせることにより、本ワクチンは、これらの特徴の一部またはすべてを達成することができる。
本ワクチンは、抗原を単独で含むワクチンよりも高い抗原に対する免疫応答を誘導するように、抗原内におけるエピトープ提示を更に改変することができる。本ワクチンは、筋肉または皮膚等の異なる組織に投与された場合に免疫応答を更に誘導することができる。
a.アジュバント
本ワクチンは、アジュバントを含み得る。アジュバントは、核酸配列、アミノ酸配列、またはそれらの組み合わせであってもよい。核酸配列は、DNA、RNA、cDNA、それらの変異体、それらの断片、またはそれらの組み合わせであってもよい。核酸配列はまた、ペプチド結合によってアジュバントに連結されるリンカーまたはタグ配列をコードする更なる配列も含み得る。アミノ酸配列は、タンパク質、ペプチド、それらの変異体、それらの断片、またはそれらの組み合わせであってもよい。
本ワクチンは、アジュバントを含み得る。アジュバントは、核酸配列、アミノ酸配列、またはそれらの組み合わせであってもよい。核酸配列は、DNA、RNA、cDNA、それらの変異体、それらの断片、またはそれらの組み合わせであってもよい。核酸配列はまた、ペプチド結合によってアジュバントに連結されるリンカーまたはタグ配列をコードする更なる配列も含み得る。アミノ酸配列は、タンパク質、ペプチド、それらの変異体、それらの断片、またはそれらの組み合わせであってもよい。
(1)ISG15
アジュバントは、インターフェロン刺激遺伝子15(ISG15)、その断片、その変異体、またはそれらの組み合わせであり得る。ISG15は、抱合形態または抱合可能な形態であり得る。ISG15は、未抱合形態または抱合不可能な形態であり得る。例えば、ISG15の抱合形態は、配列番号4または配列番号8に示されるアミノ酸配列を有し得る。ISG15の未抱合形態は、例えば、配列番号2、配列番号6、または配列番号10に示されるアミノ酸配列を有し得る。
アジュバントは、インターフェロン刺激遺伝子15(ISG15)、その断片、その変異体、またはそれらの組み合わせであり得る。ISG15は、抱合形態または抱合可能な形態であり得る。ISG15は、未抱合形態または抱合不可能な形態であり得る。例えば、ISG15の抱合形態は、配列番号4または配列番号8に示されるアミノ酸配列を有し得る。ISG15の未抱合形態は、例えば、配列番号2、配列番号6、または配列番号10に示されるアミノ酸配列を有し得る。
ISG15は、I型インターフェロンにより誘導されたユビキチン様タンパク質であり、感染症(すなわち、細菌及びウイルス感染)に関連し、加えて、ISG15が特にインフルエンザ、HIV、及びシンドビスウイルス感染に対する保護を媒介することが示された免疫調節分子である。
ISG15の発現は、細胞ストレス、特に細菌及びウイルス感染により誘導されたストレスの後に上方調節される。これらのストレスは、IFNシグナル伝達における転写因子、主にインターフェロン調節因子3(IRF3)及びインターフェロン刺激遺伝子因子3(ISGF3)を活性化し、そして次にこれは、ISG15のプロモーターが2つのIFN刺激された応答要素(ISRE)を含有する、ISG15の発現を上方調節する。外部侵襲(γ線照射、抗癌薬、またはウイルス感染)及び内部侵襲(疾患及び加齢)の両方がISG15の発現を引き起こすことができる。ISG15がサイトカイン様役割を有し、その欠損がIFNγの喪失に関連し、そして次にこれがマウス及びヒトの両方におけるマイコバクテリア症に対する感受性の増強をもたらしたことが示された。加えて、組み換えヒトISG15は、培養培地に添加された場合にインビトロで白血球を活性化し、炎症促進性サイトカインの産生を誘導することが分かった。
ISG15は2つのユビキチン様ドメインを含み、それをユビキチン様タンパク質の直鎖状二量体にする。感染中に産生されたI型インターフェロンは、ISG15の発現を誘導し、その分泌、及びユビキチンと同様、独特な酵素の連鎖反応の作用を通して細胞内基質への抱合をもたらす。簡潔に上述されるように、ISG15は、「抱合」ISG15を産生するISGylationとして知られる過程における様々な細胞内タンパク質へのその抱合を容易にする、ユビキチン様C末端(LRLRGG(配列番号12))モチーフを有し得る。この抱合形態にない場合、遊離または「未抱合」ISG15は、細胞内にまたは細胞外に存在することができる。
ISG15は、ともに投与された場合、対象の抗原に対する免疫応答を増強またはブーストすることができる。抗原については、後により詳細に論じる。ISG15は、ISG15を含まない抗原を投与したときと比較して、抗原に対する免疫応答を約75%〜約200%増強することができる。いくつかの例において、ISG15は、ISG15を含まない抗原を投与したときと比較して、抗原に対する免疫応答を約90%〜約150%増強することができる。いくつかの例において、ISG15は、ISG15を含まないワクチンを投与したときと比較して、免疫応答を約100%〜約130%増強することができる。また他の代替的な実施形態において、ISG15は、ISG15を含まない抗原を投与したときと比較して、抗原に対する免疫応答を約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、約100%、約101%、約102%、約103%、約104%、約105%、約106%、約107%、約108%、約109%、約110%、約111%、約112%、約113%、約114%、約115%、約116%、約117%、約118%、約119%、約120%、約121%、約122%、約123%、約124%、約125%、約126%、約127%、約128%、約129%、または約130%増強することができる。
他の実施形態において、ISG15は、ISG15を含まない抗原を投与したときと比較して、抗原に対する免疫応答を少なくとも1.5倍、少なくとも2.0倍、少なくとも2.5倍、少なくとも3.0倍、少なくとも3.5倍、少なくとも4.0倍、少なくとも4.5倍、少なくとも5.0倍、少なくとも5.5倍、少なくとも6.0倍、少なくとも6.5倍、少なくとも7.0倍、少なくとも7.5倍、少なくとも8.0倍、少なくとも8.5倍、少なくとも9.0倍、少なくとも9.5倍、もしくは少なくとも10.0倍増強またはブーストすることができる。
アジュバントとしてのISG15は、対象の抗原に対するTh1または細胞性免疫応答を増強もしくはブーストすることができる。Th1免疫応答は、T細胞応答の活性化を含む。これらのT細胞応答は、CD4+及びCD8+T細胞応答、ならびにインターフェロン−γ、腫瘍壊死因子α、及び/またはインターロイキン(IL−2)の分泌を含み得る。インターフェロン−γ及び腫瘍壊死因子αは、抗ウイルス特性、免疫調節特性、及び抗腫瘍特性を有し、複数の遺伝子において転写を変化させて、様々な生理学的応答及び細胞性応答を生じさせることができる。インターフェロン−γによるいくつかの作用は、ナチュラルキラー細胞(NK細胞)の活性を促進すること、正常細胞にクラスI MHC分子の発現を増加させること、マクロファージにおける抗原提示及びリソソーム活性を増加させること、一酸化窒素合成酵素(iNOS)を誘導すること、ならびに液性(抗体)免疫におけるTh2の分化を抑制しながら、細胞傷害性CD8+T細胞に関して細胞性免疫におけるTh1の分化を促進することを含む。
細胞傷害性CD8+T細胞(細胞傷害性Tリンパ細胞(CTL))は、ウイルス及び他の病原体に感染した細胞の死を誘導するT細胞の亜群である。活性化すると、CTLは、クローン拡大を経て抗原特異的であるエフェクター細胞を産生する。エフェクターCTLは、感染細胞または標的細胞を死滅させる定方向の開口分泌(すなわち、脱顆粒)分子、例えば、パーフォリン、グラニュライシン、及びグランザイムの過程を通じて放出する。必要でなくなると、多くのエフェクターCTLは死滅するが、いくつかのエフェクター細胞は、抗原に再び接したときにメモリー細胞がエフェクター細胞へと分化して免疫応答をより素早く開始するように、メモリー細胞として保持される。
ISG15がTh1または細胞性免疫応答を増強もしくはブーストするとき、インターフェロン−γ(IFN−γ)レベル(分泌)は上昇する。いくつかの例において、ISG15は、ISG15を含まない抗原を投与したときと比較して、抗原に対するTh1または細胞性免疫応答を約1.5倍〜約10.0倍、約1.5倍〜約8.0倍、約1.5倍〜約6.0倍、約1.5倍〜約4.0倍、約2.0倍〜約10.0倍、約2.0倍〜約8.0倍、約2.0倍〜約6.0倍、約2.0倍〜約4.0倍、約2.5倍〜約4.0倍、約4.0倍〜約10.0倍、約6.0倍〜約10.0倍、または約8.0倍〜約10.0倍増強することができる。ISG15はまた、ISG15を含まない抗原を投与したときと比較して、抗原に対するTh1または細胞性免疫応答を少なくとも2.5倍、少なくとも2.6倍、少なくとも2.7倍、少なくとも2.8倍、少なくとも2.9倍、少なくとも3.0倍、少なくとも3.1倍、少なくとも3.2倍、少なくとも3.3倍、少なくとも3.4倍、少なくとも3.5倍、少なくとも3.6倍、少なくとも3.7倍、少なくとも3.8倍、少なくとも3.9倍、少なくとも4.0倍、少なくとも4.1倍、少なくとも4.2倍、少なくとも4.3倍、少なくとも4.4倍、少なくとも4.5倍、少なくとも4.6倍、少なくとも4.7倍、少なくとも4.8倍、少なくとも4.9倍、少なくとも5.0倍、少なくとも6.0倍、少なくとも7.0倍、少なくとも8.0倍、少なくとも9.0倍、または少なくとも10.0倍増強することもできる。ISG15は、ISG15を含まない抗原を投与したときと比較して、Th1または細胞性免疫応答を更に約2.0倍、約2.5倍、約3.0倍、約3.5倍、約4.0倍、または約4.5倍増強することができる。
抗原に対する免疫応答の増強またはブーストは、CD8+T細胞応答の増強を更に含み得る。CD8+T細胞応答の増強は、対象において、IFN−γ、TNF−α、またはIFN−γ及びTNF−αの両方、またはIFN−γ、TNF−α、及びIL−2の組み合わせを分泌するCD8+T細胞(例えば、IFN−γ、TNF−α、及びIL−2を発現するトリプルポジティブ細胞)の集団または発現頻度を増加させることを含み得る。したがって、CD8+T細胞応答の増強は、多機能性CD8+T細胞の亜集団の増加を含み得る。
CD8+T細胞応答の増強は、細胞傷害性CD8+Tリンパ細胞(CTL)応答の増強も含み得る。CTL応答の増強は、対象において、脱顆粒を経るCD8+T細胞の集団または発現頻度を増加させることを含み得る。CTL応答の増強は、対象において、CD107aを発現するCD8+T細胞の集団または発現頻度を増加させることを更に含み得る。CTL応答の増強は、対象において、CD107a及びIFN−γ、またはCD107a、IFN−γ、及びTNF−αを同時発現するCD8+T細胞の集団または発現頻度を増加させることを更に含み得る。
抗原に対する免疫応答の増強またはブーストは、対象におけるCD8+T細胞の拡大及び分化を更に含み得る。そのような拡大は、末梢で起こり得る。加えて、定着したメモリーCD8+T細胞のリコールが対象において増強される。このように、ISG15は、抗原に対して特異的であるエフェクター及びエフェクター−メモリーCD8+T細胞集団の両方を拡大させることによって、細胞性免疫応答を増強することができる。拡大したエフェクター及びエフェクター−メモリーCD8+T細胞集団は、KLRG1を発現する細胞の増加した発現頻度を有し得る。
抗原(ISG15よって提供される)に対する免疫応答の増強またはブーストは、抗原に関連する疾患に対する保護を更に含み得る。いくつかの実施形態において、抗原に対する免疫応答の増強またはブーストは、抗原に関連する疾患に対する完全な保護を含み得る。いくつかの例において、抗原に対する免疫応答の増強またはブーストは、ISG15がアジュバントではない場合の、抗原に関連する疾患に対する生存率と比較して、抗原に関連する疾患に対して約70%〜約100%、約75%〜約95%の生存率、または約75%〜約85%の生存率を含み得る。他の実施形態において、抗原に対する免疫応答の増強またはブーストは、ISG15がアジュバントではない場合の、抗原に関連する疾患に対する生存率と比較して、抗原に関連する疾患に対して少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または少なくとも100%の生存率を含み得る。
ISG15をコードする核酸は、任意の数の生物、例えば、マウス(Mus musculus)、マカク(Macacac mulatta)、及びヒト(Homo sapiens)に由来してもよい。好ましい実施形態において、ISG15をコードする核酸は、ヒトISG15核酸である。例えば、ヒトISG15核酸は、配列番号5、配列番号7、または配列番号9であり得る。別の実施形態において、ISG15をコードする核酸は、マウスISG15核酸である。例えば、マウスISG15核酸は、配列番号1または配列番号3であり得る。ISG15をコードする核酸は、コドン使用頻度及び対応するRNA転写物に関して最適化され得る。ISG15をコードする核酸は、発現のためにコドン最適化及びRNA最適化され得る。いくつかの実施形態において、ISG15をコードする核酸は、翻訳の効率を高めるためにコザック配列(例えば、GCC ACC)を含み得る。ISG15をコードする核酸は、翻訳終結の効率を高めるために複数の終止コドン(例えば、TGA TGA)を含み得る。ISG15をコードする核酸は、IgEリーダー配列をコードするヌクレオチド配列も含み得る。IgEリーダー配列は、核酸のISG15の5’に位置してもよい。いくつかの実施形態において、ISG15をコードする核酸は、IgEリーダー配列をコードするヌクレオチド配列を含まない、または含有しない。
ISG15は、配列番号2をコードする、最適化された配列番号1の核酸配列であってもよい。いくつかの実施形態において、ISG15は、配列番号1に記載の核酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有する核酸配列であってもよい。他の実施形態において、ISG15は、配列番号2に記載のアミノ酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有するアミノ酸配列をコードする核酸配列であってもよい。ISG15は、配列番号2に記載のアミノ酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有するアミノ酸配列であってもよい。
いくつかの実施形態は、配列番号1の断片に関する。断片は、配列番号1の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列をコードする配列を含み得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列をコードするコード配列を含まない。
配列番号1の断片に対して同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸の断片が提供され得る。かかる断片は、配列番号1に対して95%以上の同一性を有する核酸の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して96%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して97%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して98%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して99%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列をコードする配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列をコードするコード配列を含まない。
配列番号2の断片が提供され得る。断片は、配列番号2の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列を含まない。
配列番号2の断片に対して同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質の断片が提供され得る。かかる断片は、配列番号2に対して95%以上の同一性を有するタンパク質の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して96%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して97%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して98%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して99%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列を含まない。
ISG15は、配列番号4をコードする、最適化された配列番号3の核酸配列であってもよい。いくつかの実施形態において、ISG15は、配列番号3に記載の核酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有する核酸配列であってもよい。他の実施形態において、ISG15は、配列番号4に記載のアミノ酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有するアミノ酸配列をコードする核酸配列であってもよい。ISG15は、配列番号4に記載のアミノ酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有するアミノ酸配列であってもよい。
いくつかの実施形態は、配列番号3の断片に関する。断片は、配列番号3の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列をコードする配列を含み得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列をコードするコード配列を含まない。
配列番号3の断片に対して同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸の断片が提供され得る。かかる断片は、配列番号3に対して95%以上の同一性を有する核酸の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して96%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して97%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して98%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して99%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列をコードする配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列をコードするコード配列を含まない。
配列番号4の断片が提供され得る。断片は、配列番号4の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列を含まない。
配列番号4の断片に対して同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質の断片が提供され得る。かかる断片は、配列番号4に対して95%以上の同一性を有するタンパク質の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して96%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して97%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して98%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して99%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列を含まない。
ISG15は、配列番号6をコードする、最適化された配列番号5の核酸配列であってもよい。いくつかの実施形態において、ISG15は、配列番号5に記載の核酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有する核酸配列であってもよい。他の実施形態において、ISG15は、配列番号6に記載のアミノ酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有するアミノ酸配列をコードする核酸配列であってもよい。ISG15は、配列番号6に記載のアミノ酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有するアミノ酸配列であってもよい。
いくつかの実施形態は、配列番号5の断片に関する。断片は、配列番号5の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列をコードする配列を含み得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列をコードするコード配列を含まない。
配列番号5の断片に対して同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸の断片が提供され得る。かかる断片は、配列番号5に対して95%以上の同一性を有する核酸の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して96%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して97%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して98%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して99%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列をコードする配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列をコードするコード配列を含まない。
配列番号6の断片が提供され得る。断片は、配列番号6の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列を含まない。
配列番号6の断片に対して同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質の断片が提供され得る。かかる断片は、配列番号6に対して95%以上の同一性を有するタンパク質の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して96%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して97%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して98%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して99%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列を含まない。
ISG15は、配列番号8をコードする、最適化された配列番号7の核酸配列であってもよい。いくつかの実施形態において、ISG15は、配列番号7に記載の核酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有する核酸配列であってもよい。他の実施形態において、ISG15は、配列番号8に記載のアミノ酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有するアミノ酸配列をコードする核酸配列であってもよい。ISG15は、配列番号8に記載のアミノ酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有するアミノ酸配列であってもよい。
いくつかの実施形態は、配列番号7の断片に関する。断片は、配列番号7の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列をコードする配列を含み得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列をコードするコード配列を含まない。
配列番号7の断片に対して同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸の断片が提供され得る。かかる断片は、配列番号7に対して95%以上の同一性を有する核酸の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して96%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して97%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して98%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して99%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列をコードする配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列をコードするコード配列を含まない。
配列番号8の断片が提供され得る。断片は、配列番号8の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列を含まない。
配列番号8の断片に対して同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質の断片が提供され得る。かかる断片は、配列番号8に対して95%以上の同一性を有するタンパク質の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して96%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して97%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して98%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して99%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列を含まない。
ISG15は、配列番号10をコードする、最適化された配列番号9の核酸配列であってもよい。いくつかの実施形態において、ISG15は、配列番号9に記載の核酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有する核酸配列であってもよい。他の実施形態において、ISG15は、配列番号10に記載のアミノ酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有するアミノ酸配列をコードする核酸配列であってもよい。ISG15は、配列番号10に記載のアミノ酸配列の全長にわたって少なくとも約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の同一性を有するアミノ酸配列であってもよい。
いくつかの実施形態は、配列番号9の断片に関する。断片は、配列番号9の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列をコードする配列を含み得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列をコードするコード配列を含まない。
配列番号9の断片に対して同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸の断片が提供され得る。かかる断片は、配列番号9に対して95%以上の同一性を有する核酸の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して96%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して97%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して98%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15核酸配列の断片に対して99%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列をコードする配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列をコードするコード配列を含まない。
配列番号10の断片が提供され得る。断片は、配列番号8の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列を含まない。
配列番号10の断片に対して同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質の断片が提供され得る。かかる断片は、配列番号10に対して95%以上の同一性を有するタンパク質の少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、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%を構成し得る。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して96%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して97%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して98%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態は、本明細書のISG15タンパク質配列の断片に対して99%以上の同一性を有する断片に関する。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列、例えば、IgEリーダー配列等の免疫グロブリンリーダー配列を含む。いくつかの実施形態において、断片は、リーダー配列を含まない。
b.抗原
上述のように、本ワクチンはまた、抗原またはその断片もしくは変異体と、アジュバントとを含み得る。抗原は、対象において免疫応答を誘導するものであれば何であってもよい。精製された抗原は、通常、それらだけでは免疫原性が強くないため、上述のようなアジュバントと組み合わされる。抗原によって誘導される免疫応答は、アジュバントと組み合わせた場合にブーストまたは増強することができる。かかる免疫応答は、液性免疫応答及び/または細胞性免疫応答であり得る。いくつかの実施形態において、アジュバントと抗原との組み合わせは、対象において細胞性免疫応答をブーストまたは増強することができる。
上述のように、本ワクチンはまた、抗原またはその断片もしくは変異体と、アジュバントとを含み得る。抗原は、対象において免疫応答を誘導するものであれば何であってもよい。精製された抗原は、通常、それらだけでは免疫原性が強くないため、上述のようなアジュバントと組み合わされる。抗原によって誘導される免疫応答は、アジュバントと組み合わせた場合にブーストまたは増強することができる。かかる免疫応答は、液性免疫応答及び/または細胞性免疫応答であり得る。いくつかの実施形態において、アジュバントと抗原との組み合わせは、対象において細胞性免疫応答をブーストまたは増強することができる。
抗原は、核酸配列、アミノ酸配列、またはそれらの組み合わせであってもよい。核酸配列は、DNA、RNA、cDNA、それらの変異体、それらの断片、またはそれらの組み合わせであってもよい。核酸配列はまた、ペプチド結合によって抗原に連結されるリンカーまたはタグ配列をコードする更なる配列も含み得る。アミノ酸配列は、タンパク質、ペプチド、それらの変異体、それらの断片、またはそれらの組み合わせであってもよい。
抗原は、任意の数の生物、例えば、ウイルス、寄生虫、細菌、真菌、または哺乳動物に由来するタンパク質、核酸、またはその断片、またはその変異体、またはそれらの組み合わせに含有されてもよい。抗原は、自己免疫疾患、アレルギー、または喘息に関連し得る。他の実施形態において、抗原は、癌、ヘルペス、インフルエンザ、B型肝炎、C型肝炎、ヒトパピローマウイルス(HPV)、またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)に関連し得る。好ましくは、抗原はインフルエンザまたはHIVに関連し得る。
ある抗原は、強い免疫応答を誘導することができる。他の抗原は、弱い免疫応答を誘導することができる。抗原は、上述のようにアジュバントと組み合わせた場合により高い免疫応答を誘発することができる。
(1)ウイルス抗原
抗原は、ウイルス抗原、またはその断片、またはその変異体であってもよい。ウイルス抗原は、以下の科のうちの1つからのウイルスに由来してもよい:Adenoviridae、Arenaviridae、Bunyaviridae、Caliciviridae、Coronaviridae、Filoviridae、Hepadnaviridae、Herpesviridae、Orthomyxoviridae、Papovaviridae、Paramyxoviridae、Parvoviridae、Picornaviridae、Poxviridae、Reoviridae、Retroviridae、Rhabdoviridae、またはTogaviridae。ウイルス抗原は、パピローマウイルス、例えば、ヒトパピローマウイルス(HPV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ポリオウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、天然痘ウイルス(大痘瘡及び小痘瘡)、ワクシニアウイルス、インフルエンザウイルス、ライノウイルス、デング熱ウイルス、馬脳炎ウイルス、風疹ウイルス、黄熱病ウイルス、ノーウォークウイルス、A型肝炎ウイルス、ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV−I)、ヘアリーセル白血病ウイルス(HTLV−II)、カリフォルニア脳炎ウイルス、ハンタウイルス(出血熱)、狂犬病ウイルス、エボラ熱ウイルス、マールブルグウイルス、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、呼吸器多核体ウイルス(RSV)、単純ヘルペスウイルス1型(口腔ヘルペス)、単純ヘルペスウイルス2型(性器ヘルペス)、帯状疱疹(水痘帯状疱疹、別名は水疱)、サイトメガロウイルス(CMV)、例えば、ヒトCMV、エプスタイン−バーウイルス(EBV)、フラビウイルス、口蹄疫ウイルス、チクングニアウイルス、ラッサ熱ウイルス、アレナウイルス、リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)、または発癌性ウイルスに由来してもよい。
抗原は、ウイルス抗原、またはその断片、またはその変異体であってもよい。ウイルス抗原は、以下の科のうちの1つからのウイルスに由来してもよい:Adenoviridae、Arenaviridae、Bunyaviridae、Caliciviridae、Coronaviridae、Filoviridae、Hepadnaviridae、Herpesviridae、Orthomyxoviridae、Papovaviridae、Paramyxoviridae、Parvoviridae、Picornaviridae、Poxviridae、Reoviridae、Retroviridae、Rhabdoviridae、またはTogaviridae。ウイルス抗原は、パピローマウイルス、例えば、ヒトパピローマウイルス(HPV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ポリオウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、天然痘ウイルス(大痘瘡及び小痘瘡)、ワクシニアウイルス、インフルエンザウイルス、ライノウイルス、デング熱ウイルス、馬脳炎ウイルス、風疹ウイルス、黄熱病ウイルス、ノーウォークウイルス、A型肝炎ウイルス、ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV−I)、ヘアリーセル白血病ウイルス(HTLV−II)、カリフォルニア脳炎ウイルス、ハンタウイルス(出血熱)、狂犬病ウイルス、エボラ熱ウイルス、マールブルグウイルス、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、呼吸器多核体ウイルス(RSV)、単純ヘルペスウイルス1型(口腔ヘルペス)、単純ヘルペスウイルス2型(性器ヘルペス)、帯状疱疹(水痘帯状疱疹、別名は水疱)、サイトメガロウイルス(CMV)、例えば、ヒトCMV、エプスタイン−バーウイルス(EBV)、フラビウイルス、口蹄疫ウイルス、チクングニアウイルス、ラッサ熱ウイルス、アレナウイルス、リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)、または発癌性ウイルスに由来してもよい。
(a)肝炎抗原
ISG15は、肝炎ウイルス抗原(すなわち、肝炎抗原)、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。肝炎抗原は、A型肝炎ウイルス(HAV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、D型肝炎ウイルス(HDV)、及び/またはE型肝炎ウイルス(HEV)に由来する抗原または免疫原であってもよい。いくつかの実施形態において、肝炎抗原は、HAV、HBV、HCV、HDV、及びHEVに由来する抗原のうちの1つ以上をコードする、プラスミド(複数可)等の異種核酸分子(複数可)であってもよい。肝炎抗原は、全長タンパク質、または全長タンパク質の免疫原性断片であってもよい。
ISG15は、肝炎ウイルス抗原(すなわち、肝炎抗原)、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。肝炎抗原は、A型肝炎ウイルス(HAV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、D型肝炎ウイルス(HDV)、及び/またはE型肝炎ウイルス(HEV)に由来する抗原または免疫原であってもよい。いくつかの実施形態において、肝炎抗原は、HAV、HBV、HCV、HDV、及びHEVに由来する抗原のうちの1つ以上をコードする、プラスミド(複数可)等の異種核酸分子(複数可)であってもよい。肝炎抗原は、全長タンパク質、または全長タンパク質の免疫原性断片であってもよい。
肝炎抗原は、コンセンサス配列及び/または発現の向上のための1つ以上の改変を含むことができる。構築物の免疫原性を増強するためのコドン最適化、RNA最適化、及び高効率の免疫グロブリンリーダー配列の付加を含む遺伝的改変が、改変されたコンセンサス配列に含まれてもよい。コンセンサス肝炎抗原は、IgEまたはIgGシグナルペプチド等の免疫グロブリンシグナルペプチド等のシグナルペプチドを含んでもよく、いくつかの実施形態において、HAタグを含んでもよい。免疫原は、対応するコドン最適化免疫原よりも強く広範な細胞性免疫応答を誘発するように設計することができる。
肝炎抗原は、HAV由来の抗原であってもよい。肝炎抗原は、HAVカプシドタンパク質、HAV非構造タンパク質、それらの断片、それらの変異体、またはそれらの組み合わせであってもよい。
肝炎抗原は、HCV由来の抗原であってもよい。肝炎抗原は、HCVヌクレオカプシドタンパク質(すなわち、コアタンパク質)、HCVエンベロープタンパク質(例えば、E1及びE2)、HCV非構造タンパク質(例えば、NS1、NS2、NS3、NS4a、NS4b、NS5a、及びNS5b)、それらの断片、それらの変異体、またはそれらの組み合わせであってもよい。
肝炎抗原は、HDV由来の抗原であってもよい。肝炎抗原は、HDVδ抗原、その断片、またはその変異体であってもよい。
肝炎抗原は、HEV由来の抗原であってもよい。肝炎抗原は、HEVカプシドタンパク質、その断片、またはその変異体であってもよい。
肝炎抗原は、HBV由来の抗原であってもよい。肝炎抗原は、HBVコアタンパク質、HBV表面タンパク質、HBV DNAポリメラーゼ、遺伝子XによってコードされるHBVタンパク質、それらの断片、それらの変異体、またはそれらの組み合わせであってもよい。肝炎抗原は、HBV遺伝子型Aコアタンパク質、HBV遺伝子型Bコアタンパク質、HBV遺伝子型Cコアタンパク質、HBV遺伝子型Dコアタンパク質、HBV遺伝子型Eコアタンパク質、HBV遺伝子型Fコアタンパク質、HBV遺伝子型Gコアタンパク質、HBV遺伝子型Hコアタンパク質、HBV遺伝子型A表面タンパク質、HBV遺伝子型B表面タンパク質、HBV遺伝子型C表面タンパク質、HBV遺伝子型D表面タンパク質、HBV遺伝子型E表面タンパク質、HBV遺伝子型F表面タンパク質、HBV遺伝子型G表面タンパク質、HBV遺伝子型H表面タンパク質、それらの断片、それらの変異体、またはそれらの組み合わせであってもよい。肝炎抗原は、コンセンサスHBVコアタンパク質、またはコンセンサスHBV表面タンパク質であってもよい。
いくつかの実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型AコンセンサスコアDNA配列構築物、HBV遺伝子型Aコアタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Aコンセンサスコアタンパク質配列であってもよい。
他の実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型BコンセンサスコアDNA配列構築物、HBV遺伝子型Bコアタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Bコンセンサスコアタンパク質配列であってもよい。
更に他の実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型CコンセンサスコアDNA配列構築物、HBV遺伝子型Cコアタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Cコンセンサスコアタンパク質配列であってもよい。
いくつかの実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型DコンセンサスコアDNA配列構築物、HBV遺伝子型Dコアタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Dコンセンサスコアタンパク質配列であってもよい。
他の実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型EコンセンサスコアDNA配列構築物、HBV遺伝子型Eコアタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Eコンセンサスコアタンパク質配列であってもよい。
いくつかの実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型FコンセンサスコアDNA配列構築物、HBV遺伝子型Fコアタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Fコンセンサスコアタンパク質配列であってもよい。
他の実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型GコンセンサスコアDNA配列構築物、HBV遺伝子型Gコアタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Gコンセンサスコアタンパク質配列であってもよい。
いくつかの実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型HコンセンサスコアDNA配列構築物、HBV遺伝子型Hコアタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Hコンセンサスコアタンパク質配列であってもよい。
更に他の実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型Aコンセンサス表面DNA配列構築物、HBV遺伝子型A表面タンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Aコンセンサス表面タンパク質配列であってもよい。
いくつかの実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型Bコンセンサス表面DNA配列構築物、HBV遺伝子型B表面タンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Bコンセンサス表面タンパク質配列であってもよい。
他の実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型Cコンセンサス配列DNA配列構築物、HBV遺伝子型C表面タンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Cコンセンサス表面タンパク質配列であってもよい。
更に他の実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型Dコンセンサス表面DNA配列構築物、HBV遺伝子型D表面タンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Dコンセンサス表面タンパク質配列であってもよい。
いくつかの実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型Eコンセンサス表面DNA配列構築物、HBV遺伝子型E表面タンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Eコンセンサス表面タンパク質配列であってもよい。
他の実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型Fコンセンサス表面DNA配列構築物、HBV遺伝子型F表面タンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Fコンセンサス表面タンパク質配列であってもよい。
更に他の実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型Gコンセンサス表面DNA配列構築物、HBV遺伝子型G表面タンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Gコンセンサス表面タンパク質配列であってもよい。
他の実施形態において、肝炎抗原は、HBV遺伝子型Hコンセンサス表面DNA配列構築物、HBV遺伝子型H表面タンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはHBV遺伝子型Hコンセンサス表面タンパク質配列であってもよい。
(b)ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原
ISG15は、ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。HPV抗原は、子宮頸癌、直腸癌、及び/または他の癌を引き起こす、HPV16、18、31、33、35、45、52、及び58型に由来してもよい。HPV抗原は、性器疣贅を引き起こし、また頭頸部癌の原因として知られる、HPV6及び11型に由来してもよい。
ISG15は、ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。HPV抗原は、子宮頸癌、直腸癌、及び/または他の癌を引き起こす、HPV16、18、31、33、35、45、52、及び58型に由来してもよい。HPV抗原は、性器疣贅を引き起こし、また頭頸部癌の原因として知られる、HPV6及び11型に由来してもよい。
HPV抗原は、各HPV型のHPV E6またはE7ドメインであってもよい。例えば、HPV16型(HPV16)の場合、HPV16抗原は、HPV16 E6抗原、HPV16 E7抗原、それらの断片、変異体、または組み合わせを含むことができる。同様に、HPV抗原は、HPV6 E6及び/もしくはE7、HPV11 E6及び/もしくはE7、HPV18 E6及び/もしくはE7、HPV31 E6及び/もしくはE7、HPV33 E6及び/もしくはE7、HPV52 E6及び/もしくはE7、またはHPV58 E6及び/もしくはE7、それらの断片、変異体、または組み合わせであってもよい。
(c)RSV抗原
ISG15は、RSV抗原、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。RSV抗原は、ヒトRSV融合タンパク質(本明細書において「RSV F」、「RSV Fタンパク質」、及び「Fタンパク質」とも称される)、またはその断片もしくは変異体であってもよい。ヒトRSV融合タンパク質は、RSVサブタイプAとBとの間に保存することができる。RSV抗原は、RSV Long株(GenBank AAX23994.1)からのRSV Fタンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。RSV抗原は、RSV A2株(GenBank AAB59858.1)からのRSV Fタンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。RSV抗原は、RSV Fタンパク質、またはその断片もしくは変異体の単量体、二量体、または三量体であってもよい。RSV抗原は、最適化されたアミノ酸RSV Fアミノ酸配列、またはその断片もしくは変異体であってもよい。
ISG15は、RSV抗原、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。RSV抗原は、ヒトRSV融合タンパク質(本明細書において「RSV F」、「RSV Fタンパク質」、及び「Fタンパク質」とも称される)、またはその断片もしくは変異体であってもよい。ヒトRSV融合タンパク質は、RSVサブタイプAとBとの間に保存することができる。RSV抗原は、RSV Long株(GenBank AAX23994.1)からのRSV Fタンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。RSV抗原は、RSV A2株(GenBank AAB59858.1)からのRSV Fタンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。RSV抗原は、RSV Fタンパク質、またはその断片もしくは変異体の単量体、二量体、または三量体であってもよい。RSV抗原は、最適化されたアミノ酸RSV Fアミノ酸配列、またはその断片もしくは変異体であってもよい。
RSV Fの融合後形態は、免疫化動物において高力価の中和抗体を誘発し、RSVへの曝露から動物を保護する。本発明は、特許請求されるワクチンにおいてこの免疫応答を利用する。本発明によれば、RSV Fタンパク質は、融合前形態または融合後形態であってもよい。
RSV抗原はまた、ヒトRSV付着糖タンパク質(本明細書において「RSV G」、「RSV Gタンパク質」、及び「Gタンパク質」とも称される)、またはその断片もしくは変異体であってもよい。ヒトRSV Gタンパク質は、RSVサブタイプAとBとの間で異なる。抗原は、RSV Long株(GenBank AAX23993)からのRSV Gタンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。RSV抗原は、RSVサブタイプB単離菌H5601、RSVサブタイプB単離菌H1068、RSVサブタイプB単離菌H5598、RSVサブタイプB単離菌H1123、またはそれらの断片もしくは変異体からのRSV Gタンパク質であってもよい。RSV抗原は、最適化されたアミノ酸RSV Gアミノ酸配列、またはその断片もしくは変異体であってもよい。
他の実施形態において、RSV抗原は、ヒトRSV非構造タンパク質1(「NS1タンパク質」)、またはその断片もしくは変異体であってもよい。例えば、RSV抗原は、RSV Long株(GenBank AAX23987.1)からのRSV NS1タンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。ヒトRSV抗原はまた、RSV非構造タンパク質2(「NS2タンパク質」)、またはその断片もしくは変異体であってもよい。例えば、RSV抗原は、RSV Long株(GenBank AAX23988.1)からのRSV NS2タンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。RSV抗原は更に、ヒトRSVヌクレオカプシド(「N」)タンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。例えば、RSV抗原は、RSV Long株(GenBank AAX23989.1)からのRSV Nタンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。RSV抗原は、ヒトRSVリン酸化タンパク質(「P」) タンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。例えば、RSV抗原は、RSV Long株(GenBank AAX23990.1)からのRSV Pタンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。RSV抗原はまた、ヒトRSV基質タンパク質(「M」)タンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。例えば、RSV抗原は、RSV Long株(GenBank AAX23991.1)からのRSV Mタンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。
更に他の実施形態において、RSV抗原は、ヒトRSV小疎水性(「SH」)タンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。例えば、RSV抗原は、RSV Long株(GenBank AAX23992.1)からのRSV SHタンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。RSV抗原はまた、ヒトRSV基質タンパク質2−1(「M2−1」)タンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。例えば、RSV抗原は、RSV Long株(GenBank AAX23995.1)からのRSV M2−1タンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。RSV抗原は更に、ヒトRSV基質タンパク質2−2(「M2−2」)タンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。例えば、RSV抗原は、RSV Long株(GenBank AAX23997.1)からのRSV M2−2タンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。ヒトRSV抗原は、RSVポリメラーゼL(「L」)タンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。例えば、RSV抗原は、RSV Long株(GenBank AAX23996.1)からのRSV Lタンパク質、またはその断片もしくは変異体であってもよい。
更なる実施形態において、RSV抗原は、NS1、NS2、N、P、M、SH、M2−1、M2−2、またはLタンパク質の最適化されたアミノ酸配列を有することができる。RSV抗原は、ヒトRSVゲノムによってコードされるタンパク質のうちのいずれか1つ等の、ヒトRSVタンパク質または組み換え抗原であってもよい。
他の実施形態において、RSV抗原は、限定されないが、RSV Long株からのRSV Fタンパク質、RSV Long株からのRSV Gタンパク質、最適化されたアミノ酸RSV Gアミノ酸配列、RSV Long株のヒトRSVゲノム、最適化されたアミノ酸RSV Fアミノ酸配列、RSV Long株からのRSV NS1タンパク質、RSV Long株からのRSV NS2タンパク質、RSV Long株からのRSV Nタンパク質、RSV Long株からのRSV Pタンパク質、RSV Long株からのRSV Mタンパク質、RSV Long株からのRSV SHタンパク質、RSV Long株からのRSV M2−1タンパク質、RSV Long株からのRSV M2−2タンパク質、RSV Long株からのRSV Lタンパク質、RSVサブタイプB単離菌H5601からのRSV Gタンパク質、RSVサブタイプB単離菌H1068からのRSV Gタンパク質、RSVサブタイプB単離菌H5598からのRSV Gタンパク質、RSVサブタイプB単離菌H1123からのRSV Gタンパク質、またはそれらの断片、またはそれらの変異体であってもよい。
(d)インフルエンザ抗原
ISG15は、インフルエンザ抗原、またはその断片、またはその変異体と会合させるかまたは組み合わせることができる。インフルエンザ抗原は、哺乳動物において1つ以上のインフルエンザ血清型に対する免疫応答を誘発することができる抗原である。抗原は、全長翻訳産物HA0、サブユニットHA1、サブユニットHA2、それらの変異体、それらの断片、またはそれらの組み合わせを含むことができる。インフルエンザヘマグルチニン抗原は、インフルエンザA血清型H1の複数の株に由来するコンセンサス配列、インフルエンザA血清型H2の複数の株に由来するコンセンサス配列、インフルエンザA血清型H1の異なるセットの複数の株に由来する2つの異なるコンセンサス配列の一部を含有するハイブリッド配列、またはインフルエンザBの複数の株に由来するコンセンサス配列であってもよい。インフルエンザヘマグルチニン抗原は、インフルエンザBに由来してもよい。
ISG15は、インフルエンザ抗原、またはその断片、またはその変異体と会合させるかまたは組み合わせることができる。インフルエンザ抗原は、哺乳動物において1つ以上のインフルエンザ血清型に対する免疫応答を誘発することができる抗原である。抗原は、全長翻訳産物HA0、サブユニットHA1、サブユニットHA2、それらの変異体、それらの断片、またはそれらの組み合わせを含むことができる。インフルエンザヘマグルチニン抗原は、インフルエンザA血清型H1の複数の株に由来するコンセンサス配列、インフルエンザA血清型H2の複数の株に由来するコンセンサス配列、インフルエンザA血清型H1の異なるセットの複数の株に由来する2つの異なるコンセンサス配列の一部を含有するハイブリッド配列、またはインフルエンザBの複数の株に由来するコンセンサス配列であってもよい。インフルエンザヘマグルチニン抗原は、インフルエンザBに由来してもよい。
インフルエンザ抗原は、免疫応答が誘導され得る特定のインフルエンザ免疫原に対して効果的であり得る少なくとも1つの抗原エピトープを含有することもできる。抗原は、免疫原性部位の全レパートリーと、インタクトなインフルエンザウイルス中に存在するエピトープとを提供することができる。抗原は、血清型H1または血清型H2の複数のインフルエンザAウイルス株等の、1つの血清型の複数のインフルエンザAウイルス株からのヘマグルチニン抗原配列に由来し得るコンセンサスヘマグルチニン抗原配列であってもよい。抗原は、2つの異なるコンセンサスヘマグルチニン抗原配列またはその一部を組み合わせることによって得ることができる、ハイブリッドコンセンサスヘマグルチニン抗原配列であってもよい。2つの異なるコンセンサスヘマグルチニン抗原配列の各々は、血清型H1の複数のインフルエンザAウイルス等の、1つの血清型の異なるセットの複数のインフルエンザAウイルスに由来してもよい。抗原は、複数のインフルエンザBウイルス株からのヘマグルチニン抗原配列に由来し得るコンセンサスヘマグルチニン抗原配列であってもよい。
いくつかの実施形態において、インフルエンザ抗原は、H1 HA、H2 HA、H3 HA、H5 HA、またはBHA抗原であってもよい。代替として、インフルエンザ抗原は、コンセンサスH1アミノ酸配列またはコンセンサスH2アミノ酸配列を含むコンセンサスヘマグルチニン抗原であってもよい。コンセンサスヘマグルチニン抗原は、それぞれ、互いとは異なるセットの配列に由来する2つの異なるコンセンサスH1配列の部分を含む合成ハイブリッドコンセンサスH1配列であってもよい。合成ハイブリッドコンセンサスH1タンパク質であるコンセンサスHA抗原の一例は、U2アミノ酸配列を含むタンパク質である。コンセンサスヘマグルチニン抗原は、コンセンサスBHAアミノ酸配列を含むタンパク質等の、インフルエンザB株からのヘマグルチニン配列に由来するコンセンサスヘマグルチニンタンパク質であってもよい。
コンセンサスヘマグルチニン抗原は、1つ以上の更なるアミノ酸配列要素を更に含み得る。コンセンサスヘマグルチニン抗原は、そのN末端上にIgEまたはIgGリーダーアミノ酸配列を更に含み得る。コンセンサスヘマグルチニン抗原は、容易に入手可能な抗体によって検出され得る固有の免疫原性エピトープである免疫原性タグを更に含み得る。そのような免疫原性タグの一例は、コンセンサスヘマグルチニンC末端上で連結させることができる9アミノ酸インフルエンザHAタグである。いくつかの実施形態において、コンセンサスヘマグルチニン抗原は、そのN末端上にIgEまたはIgGリーダーアミノ酸配列、そのC末端上にHAタグを更に含み得る。
コンセンサスヘマグルチニン抗原は、コンセンサスインフルエンザアミノ酸配列またはその断片及び変異体からなるコンセンサスヘマグルチニンタンパク質であってもよい。コンセンサスヘマグルチニン抗原は、非インフルエンザタンパク質配列と、インフルエンザタンパク質配列またはその断片及び変異体とを含む、コンセンサスヘマグルチニンタンパク質であってもよい。
コンセンサスH1タンパク質の例として、コンセンサスH1アミノ酸配列からなってもよいタンパク質、またはIgEリーダー配列、もしくはHAタグ、もしくはIgEリーダー配列及びHAタグの両方等の追加の要素を更に含むタンパク質が挙げられる。
コンセンサスH2タンパク質の例として、コンセンサスH2アミノ酸配列からなってもよいタンパク質、またはIgEリーダー配列もしくはHAタグ、もしくはIgEリーダー配列及びHAタグの両方を更に含むタンパク質が挙げられる。
ハイブリッドコンセンサスH1タンパク質の例として、コンセンサスU2アミノ酸配列からなってもよいタンパク質、またはIgEリーダー配列、もしくはHAタグ、もしくはIgEリーダー配列及びHAタグの両方を更に含むタンパク質が挙げられる。
ハイブリッドコンセンサスインフルエンザBヘマグルチニンタンパク質の例として、コンセンサスBHAアミノ酸配列からなってもよいタンパク質が挙げられるか、またはそれはIgEリーダー配列、もしくはHAタグ、もしくはIgEリーダー配列及びHAタグの両方を含み得る。
コンセンサスヘマグルチニンタンパク質は、コンセンサスヘマグルチニン核酸、その変異体、またはその断片によってコードされ得る。異なる株及び変異体からの複数の異なるヘマグルチニン配列に由来するコンセンサス配列であり得るコンセンサスヘマグルチニンタンパク質とは異なり、コンセンサスヘマグルチニン核酸は、コンセンサスタンパク質配列をコードする核酸配列を指し、使用されるコード配列は、コンセンサスヘマグルチニンタンパク質配列が由来する複数の異なるヘマグルチニン配列中の特定のアミノ酸配列をコードするために使用される配列とは異なり得る。コンセンサス核酸配列は、コドン最適化及び/またはRNA最適化されてもよい。コンセンサスヘマグルチニン核酸配列は、5’非翻訳領域にコザック配列を含み得る。コンセンサスヘマグルチニン核酸配列は、リーダー配列をコードする核酸配列を含み得る。N末端リーダー配列のコード配列は、ヘマグルチニンコード配列の5’である。N末端リーダーは、分泌を容易にすることができる。N末端リーダーは、IgEリーダーまたはIgGリーダーであってもよい。コンセンサスヘマグルチニン核酸配列は、免疫原性タグをコードする核酸配列を含み得る。免疫原性タグは、タンパク質のC末端上にあってもよく、それをコードする配列は、HAコード配列の3’である。免疫原性タグは、容易に入手可能な抗体が存在する固有のエピトープを提供するため、タンパク質の発現を検出及び確認するためのアッセイにおいてかかる抗体を使用することができる。免疫原性タグは、タンパク質のC末端のHAタグであってもよい。
(e)ヒト免疫不全ウイルス(HIV)抗原
ISG15は、HIV抗原、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。HIV抗原は、免疫原について改変されたコンセンサス配列を含むことができる。構築物の免疫原性を増強するためのコドン最適化、RNA最適化、及び高効率の免疫グロブリンリーダー配列の付加を含む遺伝的改変が、改変されたコンセンサス配列に含まれてもよい。新規免疫原は、対応するコドン最適化免疫原よりも強く広範な細胞性免疫応答を誘発するように設計することができる。
ISG15は、HIV抗原、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。HIV抗原は、免疫原について改変されたコンセンサス配列を含むことができる。構築物の免疫原性を増強するためのコドン最適化、RNA最適化、及び高効率の免疫グロブリンリーダー配列の付加を含む遺伝的改変が、改変されたコンセンサス配列に含まれてもよい。新規免疫原は、対応するコドン最適化免疫原よりも強く広範な細胞性免疫応答を誘発するように設計することができる。
いくつかの実施形態において、HIV抗原は、サブタイプAコンセンサスエンベロープDNA配列構築物、サブタイプAエンベロープタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはサブタイプAコンセンサスエンベロープタンパク質配列であってもよい。
他の実施形態において、HIV抗原は、サブタイプBコンセンサスエンベロープDNA配列構築物、サブタイプBエンベロープタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはサブタイプBコンセンサスエンベロープタンパク質配列であってもよい。
更に他の実施形態において、HIV抗原は、サブタイプCコンセンサスエンベロープDNA配列構築物、サブタイプCエンベロープタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはサブタイプCコンセンサスエンベロープタンパク質配列であってもよい。
更なる実施形態において、HIV抗原は、サブタイプDコンセンサスエンベロープDNA配列構築物、サブタイプDエンベロープタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはサブタイプDコンセンサスエンベロープタンパク質配列であってもよい。
いくつかの実施形態において、HIV抗原は、サブタイプB Nef−RevコンセンサスエンベロープDNA配列構築物、サブタイプB Nef−Revタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはサブタイプB Nef−Revコンセンサスタンパク質配列であってもよい。
他の実施形態において、HIV抗原は、サブタイプA、B、C、及びD DNA配列構築物のGagコンセンサスDNA配列、GagコンセンサスサブタイプA、B、C、及びDタンパク質のコンセンサス配列に連結されたIgEリーダー配列、またはコンセンサスGagサブタイプA、B、C、及びDタンパク質配列であってもよい。
更に他の実施形態において、HIV抗原は、MPol DNA配列またはMPolタンパク質配列であってもよい。HIV抗原は、Env A、Env B、Env C、Env D、B Nef−Rev、Gag、もしくはそれらの任意の組み合わせの核酸またはアミノ酸配列であってもよい。
(f)リンパ性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)抗原
ISG15は、LCMV抗原、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。LCMV抗原は、発現の向上のためにコンセンサス配列及び/または1つ以上の改変を含むことができる。構築物の免疫原性を増強するためのコドン最適化、RNA最適化、及び高効率の免疫グロブリンリーダー配列の付加を含む遺伝的改変が、改変された配列に含まれてもよい。LCMV抗原は、免疫グロブリンシグナルペプチド(例えば、IgEまたはIgGシグナルペプチド)等のシグナルペプチドを含んでもよく、いくつかの実施形態において、HAタグを含んでもよい。この免疫原は、対応するコドン最適化免疫原よりも強く広範な細胞性免疫応答を誘発するように設計することができる。
ISG15は、LCMV抗原、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。LCMV抗原は、発現の向上のためにコンセンサス配列及び/または1つ以上の改変を含むことができる。構築物の免疫原性を増強するためのコドン最適化、RNA最適化、及び高効率の免疫グロブリンリーダー配列の付加を含む遺伝的改変が、改変された配列に含まれてもよい。LCMV抗原は、免疫グロブリンシグナルペプチド(例えば、IgEまたはIgGシグナルペプチド)等のシグナルペプチドを含んでもよく、いくつかの実施形態において、HAタグを含んでもよい。この免疫原は、対応するコドン最適化免疫原よりも強く広範な細胞性免疫応答を誘発するように設計することができる。
LCMV抗原は、LCMV Armstrong由来の抗原であってもよい。LCMV抗原は、LCMVクローン13由来の抗原であってもよい。LCMV抗原は、LCMV由来の核タンパク質(NP)、LCMV由来の糖タンパク質(GP;例えば、GP−1、GP−2、及びGP−C)、LCMV由来のLタンパク質、LCMV由来のZポリペプチド、それらの断片、それらの変異体、またはそれらの組み合わせであってもよい。
(2)寄生虫抗原
抗原は、寄生虫抗原またはその断片もしくは変異体であってもよい。寄生虫は、原生動物、蠕虫、または外部寄生生物であってもよい。蠕虫(すなわち、虫)は、扁形動物(例えば、吸虫及び条虫)、鉤頭虫、または回虫(例えば、蟯虫)であってもよい。外部寄生生物は、シラミ、ノミ、マダニ、及びコダニであってもよい。
抗原は、寄生虫抗原またはその断片もしくは変異体であってもよい。寄生虫は、原生動物、蠕虫、または外部寄生生物であってもよい。蠕虫(すなわち、虫)は、扁形動物(例えば、吸虫及び条虫)、鉤頭虫、または回虫(例えば、蟯虫)であってもよい。外部寄生生物は、シラミ、ノミ、マダニ、及びコダニであってもよい。
寄生虫は、以下の疾患の原因となる任意の寄生虫であってもよい:アカントアメーバ角膜炎、アメーバ症、回虫症、バベシア症、バランチジウム症、アライグマ回虫症、シャーガス病、肝吸虫症、らせん虫感染症、クリプトスポリジウム症、裂頭条虫症、メジナ虫症、エキノコックス症、象皮症、腸蟯虫症、肝蛭症、肥大吸虫症、フィラリア症、ジアルジア症、顎口虫症、膜様条虫症、イソスポーラ症、片山熱、リーシュマニア症、ライム病、マラリア、横川吸虫症、ハエ幼虫症、オンコセルカ症、シラミ寄生症、疥癬、住血吸虫症、睡眠病、糞線虫症、条虫症、トキソカラ症、トキソプラズマ症、旋毛虫症、及び鞭虫症。
寄生虫は、アカントアメーバ、アニサキス、回虫、ウマバエ、大腸バランチジウム、トコジラミ、サナダムシ(条虫)、ツツガムシ、ラセンウジバエ、赤痢アメーバ、肝蛭、ランブル鞭毛虫、鉤虫、リーシュマニア、鼻腔舌虫、肝吸虫、ロア糸状虫、パラゴニムス−肺吸虫、蟯虫、Plasmodium falciparum、住血吸虫、糞線虫、コダニ、条虫、トキソプラズマ原虫、トリパノソーマ、鞭虫、またはバンクロフト糸状虫であってもよい。
(a)マラリア抗原
ISG15は、マラリア抗原(すなわち、PF抗原またはPF免疫原)、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。抗原は、マラリアの原因となる寄生虫に由来し得る。マラリアの原因となる寄生虫は、Plasmodium falciparumであってもよい。Plasmodium falciparum抗原は、サーカムスポロゾイト(CS)抗原を含み得る。
ISG15は、マラリア抗原(すなわち、PF抗原またはPF免疫原)、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。抗原は、マラリアの原因となる寄生虫に由来し得る。マラリアの原因となる寄生虫は、Plasmodium falciparumであってもよい。Plasmodium falciparum抗原は、サーカムスポロゾイト(CS)抗原を含み得る。
いくつかの実施形態において、マラリア抗原は、P. falciparum免疫原CS、LSA1、TRAP、CelTOS、及びAma1のうちの1つ以上をコードするプラスミド等の核酸分子であってもよい。免疫原は、全長タンパク質、または全長タンパク質の免疫原性断片であってもよい。免疫原は、発現の向上のためにコンセンサス配列及び/または改変を含む。
他の実施形態において、マラリア抗原は、GenBankデータベース中のすべての全長Plasmodium falciparumTRAP/SSP2配列(合計28配列)のコンパイルから設計された、SSP2とも称されるTRAPのコンセンサス配列であってもよい。コンセンサスTRAP免疫原(すなわち、ConTRAP免疫原)は、IgEまたはIgGシグナルペプチド等の免疫グロブリンシグナルペプチド等のシグナルペプチドを含んでもよく、いくつかの実施形態において、HAタグを含んでもよい。
更に他の実施形態において、マラリア抗原は、CelTOSであってもよく、これはまたAg2とも称され、高度に保存されたマラリア原虫抗原である。コンセンサスCelTOS抗原(すなわち、ConCelTOS免疫原)は、IgEまたはIgGシグナルペプチド等の免疫グロブリンシグナルペプチド等のシグナルペプチドを含んでもよく、いくつかの実施形態において、HAタグを含んでもよい。
更なる実施形態において、マラリア抗原は、高度に保存されたマラリア原虫抗原であるAma1であってもよい。マラリア抗原はまた、いくつかの例において、IgEまたはIgGシグナルペプチド等の免疫グロブリンシグナルペプチド等のシグナルペプチドを含む、Ama1(すなわち、ConAmaI免疫原)のコンセンサス配列であってもよく、いくつかの実施形態において、HAタグを含んでもよい。
いくつかの実施形態において、マラリア抗原は、いくつかの例において、IgEまたはIgGシグナルペプチド等の免疫グロブリンシグナルペプチド等のシグナルペプチドを含む、コンセンサスCS抗原(すなわち、コンセンサスCS免疫原)であってもよく、いくつかの実施形態において、HAタグを含んでもよい。
他の実施形態において、マラリア抗原は、本明細書に記載されるPFタンパク質のうちの2つ以上の組み合わせを含む融合タンパク質であってもよい。例えば、融合タンパク質は、コンセンサスCS免疫原、ConLSA1免疫原、ConTRAP免疫原、ConCelTOS免疫原、及び互いに直接隣接して連結するか、または間にスペーサーもしくは1つ以上のアミノ酸を伴って連結するConAma1免疫原のうちの2つ以上を含んでもよい。いくつかの実施形態において、融合タンパク質は、2つのPF免疫原を含み、いくつかの実施形態において、融合タンパク質は、3つのPF免疫原を含み、いくつかの実施形態において、融合タンパク質は、4つのPF免疫原を含み、いくつかの実施形態において、融合タンパク質は、5つのPF免疫原を含む。2つのコンセンサスPF免疫原を有する融合タンパク質は、CS及びLSA1、CS及びTRAP、CS及びCelTOS、CS及びAma1、LSA1及びTRAP、LSA1及びCelTOS、LSA1及びAma1、TRAP及びCelTOS、TRAP及びAma1、またはCelTOS及びAma1を含んでもよい。3つのコンセンサスPF免疫原を有する融合タンパク質は、CS、LSA1、及びTRAP;CS、LSA1、及びCelTOS;CS、LSA1、及びAma1;LSA1、TRAP、及びCelTOS;LSA1、TRAP、及びAma1;またはTRAP、CelTOS、及びAma1を含んでもよい。4つのコンセンサスPF免疫原を有する融合タンパク質は、CS、LSA1、TRAP、及びCelTOS;CS、LSA1、TRAP、及びAma1;CS、LSA1、CelTOS、及びAma1;CS、TRAP、CelTOS、及びAma1;またはLSA1、TRAP、CelTOS、及びAma1を含んでもよい。5つのコンセンサスPF免疫原を有する融合タンパク質は、CSまたはCS−alt、LSA1、TRAP、CelTOS、及びAma1を含んでもよい。
いくつかの実施形態において、融合タンパク質は、N末端に連結したシグナルペプチドを含む。いくつかの実施形態において、融合タンパク質は、各コンセンサスPF免疫原のN末端に連結した複数のシグナルペプチドを含む。いくつかの実施形態において、融合タンパク質のPF免疫原の間にスペーサーが含まれてもよい。いくつかの実施形態において、融合タンパク質のPF免疫原の間のスペーサーは、タンパク質分解切断部位であってもよい。いくつかの実施形態において、スペーサーは、ワクチンが投与される及び/または取り込まれることが意図される細胞に見出されるプロテアーゼによって認識されるタンパク質分解切断部位であってもよい。いくつかの実施形態において、スペーサーが融合タンパク質のPF免疫原の間に含まれてもよく、スペーサーは、ワクチンが投与される及び/または取り込まれることが意図される細胞に見出されるプロテアーゼによって認識されるタンパク質分解切断部位であり、切断されると、各コンセンサスPF免疫原のシグナルペプチドが、コンセンサスPF免疫原を細胞外に移動させるように、融合タンパク質は、各コンセンサスPF免疫原のN末端に連結された複数のシグナルペプチドを含む。
(3)細菌抗原
抗原は、細菌抗原またはその断片もしくは変異体であってもよい。細菌は、以下の門のうちのいずれか1つからであってもよい:Acidobacteria、Actinobacteria、Aquificae、Bacteroidetes、Caldiserica、Chlamydiae、Chlorobi、Chloroflexi、Chrysiogenetes、Cyanobacteria、Deferribacteres、Deinococcus−Thermus、Dictyoglomi、Elusimicrobia、Fibrobacteres、Firmicutes、Fusobacteria、Gemmatimonadetes、Lentisphaerae、Nitrospira、Planctomycetes、Proteobacteria、Spirochaetes、Synergistetes、Tenericutes、Thermodesulfobacteria、Thermotogae、及びVerrucomicrobia。
抗原は、細菌抗原またはその断片もしくは変異体であってもよい。細菌は、以下の門のうちのいずれか1つからであってもよい:Acidobacteria、Actinobacteria、Aquificae、Bacteroidetes、Caldiserica、Chlamydiae、Chlorobi、Chloroflexi、Chrysiogenetes、Cyanobacteria、Deferribacteres、Deinococcus−Thermus、Dictyoglomi、Elusimicrobia、Fibrobacteres、Firmicutes、Fusobacteria、Gemmatimonadetes、Lentisphaerae、Nitrospira、Planctomycetes、Proteobacteria、Spirochaetes、Synergistetes、Tenericutes、Thermodesulfobacteria、Thermotogae、及びVerrucomicrobia。
細菌は、グラム陽性細菌またはグラム陰性細菌であってもよい。細菌は、好気性細菌または嫌気性細菌であってもよい。細菌は、独立栄養細菌または従属栄養細菌であってもよい。細菌は、中温菌、好中球菌、好極限性細菌、好酸球菌、好アルカリ菌、好熱菌、低温菌、好塩菌、または好濃菌であってもよい。
細菌は、炭疽菌、抗生物質耐性菌、病原菌、食中毒菌、感染性細菌、Salmonella菌、Staphylococcus菌、Streptococcus菌、または破傷風菌であってもよい。細菌は、マイコバクテリア、Clostridium tetani、Yersinia pestis、Bacillus anthracis、メチシリン耐性Staphylococcus aureus(MRSA)、またはClostridium difficileであってもよい。
(a)Mycobacterium tuberculosis抗原
ISG15は、Mycobacterium tuberculosis抗原(すなわち、TB抗原またはTB免疫原)、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。TB抗原は、TB抗原のAg85ファミリー、例えば、Ag85A及びAg85Bに由来してもよい。TB抗原は、TB抗原のEsxファミリー、例えば、EsxA、EsxB、EsxC、EsxD、EsxE、EsxF、EsxH、EsxO、EsxQ、EsxR、EsxS、EsxT、EsxU、EsxV、及びEsxWに由来してもよい。
ISG15は、Mycobacterium tuberculosis抗原(すなわち、TB抗原またはTB免疫原)、またはその断片、またはその変異体と結合させるかまたは組み合わせることができる。TB抗原は、TB抗原のAg85ファミリー、例えば、Ag85A及びAg85Bに由来してもよい。TB抗原は、TB抗原のEsxファミリー、例えば、EsxA、EsxB、EsxC、EsxD、EsxE、EsxF、EsxH、EsxO、EsxQ、EsxR、EsxS、EsxT、EsxU、EsxV、及びEsxWに由来してもよい。
いくつかの実施形態において、TB抗原は、Ag85ファミリー及びEsxファミリーからのMycobacterium tuberculosis免疫原のうちの1つ以上をコードするプラスミド等の核酸分子であってもよい。免疫原は、全長タンパク質、または全長タンパク質の免疫原性断片であってもよい。免疫原は、発現の向上のためにコンセンサス配列及び/または改変を含むことができる。コンセンサス免疫原は、IgEまたはIgGシグナルペプチド等の免疫グロブリンシグナルペプチド等のシグナルペプチドを含んでもよく、いくつかの実施形態において、HAタグを含んでもよい。
(4)真菌抗原
抗原は、真菌抗原またはその断片もしくは変異体であってもよい。真菌は、Aspergillus種、Blastomyces dermatitidis、Candida酵母(例えば、Candida albicans)、Coccidioides、Cryptococcus neoformans、Cryptococcus gattii、皮膚糸状菌、Fusarium種、Histoplasma capsulatum、Mucoromycotina、Pneumocystis jirovecii、Sporothrix schenckii、Exserohilum、またはCladosporiumであってもよい。
抗原は、真菌抗原またはその断片もしくは変異体であってもよい。真菌は、Aspergillus種、Blastomyces dermatitidis、Candida酵母(例えば、Candida albicans)、Coccidioides、Cryptococcus neoformans、Cryptococcus gattii、皮膚糸状菌、Fusarium種、Histoplasma capsulatum、Mucoromycotina、Pneumocystis jirovecii、Sporothrix schenckii、Exserohilum、またはCladosporiumであってもよい。
c.ベクター
本ワクチンは、抗原をコードする核酸を含む1つ以上のベクターと、アジュバントとを含むことができる。1つ以上のベクターは、抗原及びアジュバントを発現することが可能であり得る。1つ以上のベクターは、一般的に、標的細胞に特定の遺伝子を導入するために使用されるプラスミドである、発現構築物であってもよい。一旦、発現ベクターが細胞内に入ると、遺伝子によってコードされるタンパク質が細胞の転写及び翻訳機構であるリボソーム複合体によって産生される。プラスミドは、エンハンサー及びプロモーター領域として作用し、発現ベクター上で行われる遺伝子の効率的な転写をもたらす調節配列を含有するように操作されることが多い。本発明のベクターは、大量の安定なメッセンジャーRNA、ひいてはタンパク質を発現する。
本ワクチンは、抗原をコードする核酸を含む1つ以上のベクターと、アジュバントとを含むことができる。1つ以上のベクターは、抗原及びアジュバントを発現することが可能であり得る。1つ以上のベクターは、一般的に、標的細胞に特定の遺伝子を導入するために使用されるプラスミドである、発現構築物であってもよい。一旦、発現ベクターが細胞内に入ると、遺伝子によってコードされるタンパク質が細胞の転写及び翻訳機構であるリボソーム複合体によって産生される。プラスミドは、エンハンサー及びプロモーター領域として作用し、発現ベクター上で行われる遺伝子の効率的な転写をもたらす調節配列を含有するように操作されることが多い。本発明のベクターは、大量の安定なメッセンジャーRNA、ひいてはタンパク質を発現する。
ベクターは、強力なプロモーター、強力な終止コドン、プロモーターとクローン化遺伝子との間の距離の調節、ならびに転写終結配列及びPTIS(ポータブル翻訳開始配列)の挿入等の発現シグナルを有してもよい。
(1)発現ベクター
ベクターは、環状プラスミドまたは線状核酸であってもよい。環状プラスミド及び線状核酸は、適切な対象細胞において特定のヌクレオチド配列の発現を導くことができる。ベクターは、終止シグナルに作動可能に連結されてもよい、抗原をコードするヌクレオチド配列またはアジュバントをコードするヌクレオチド配列に作動可能に連結されたプロモーターを有することができる。ベクターはまた、ヌクレオチド配列の適切な翻訳に必要な配列を含有することもできる。対象となるヌクレオチド配列を含むベクターは、キメラであってもよく、すなわち、その成分のうちの少なくとも1つが、その他の成分のうちの少なくとも1つに対して異種であることを意味する。発現カセットにおけるヌクレオチド配列の発現は、宿主細胞がある特定の外的刺激に曝露されたときにのみ転写を開始する、構成的プロモーターまたは誘導性プロモーターの制御下にあってもよい。多細胞生物の場合、プロモーターはまた、特定の組織もしくは器官または発達段階に特異的であってもよい。
ベクターは、環状プラスミドまたは線状核酸であってもよい。環状プラスミド及び線状核酸は、適切な対象細胞において特定のヌクレオチド配列の発現を導くことができる。ベクターは、終止シグナルに作動可能に連結されてもよい、抗原をコードするヌクレオチド配列またはアジュバントをコードするヌクレオチド配列に作動可能に連結されたプロモーターを有することができる。ベクターはまた、ヌクレオチド配列の適切な翻訳に必要な配列を含有することもできる。対象となるヌクレオチド配列を含むベクターは、キメラであってもよく、すなわち、その成分のうちの少なくとも1つが、その他の成分のうちの少なくとも1つに対して異種であることを意味する。発現カセットにおけるヌクレオチド配列の発現は、宿主細胞がある特定の外的刺激に曝露されたときにのみ転写を開始する、構成的プロモーターまたは誘導性プロモーターの制御下にあってもよい。多細胞生物の場合、プロモーターはまた、特定の組織もしくは器官または発達段階に特異的であってもよい。
(2)環状及び線状ベクター
ベクターは、細胞ゲノムへの取り込みによって標的細胞を形質転換することができるか、または染色体外に存在し得る、環状プラスミドであってもよい(例えば、複製起点を有するプラスミドの自律増殖)。
ベクターは、細胞ゲノムへの取り込みによって標的細胞を形質転換することができるか、または染色体外に存在し得る、環状プラスミドであってもよい(例えば、複製起点を有するプラスミドの自律増殖)。
ベクターは、pVAX、pcDNA3.0、もしくはprovaxであるか、または抗原もしくはアジュバントをコードするDNAを発現することが可能であり、かつ細胞が配列を免疫系によって認識される抗原もしくはアジュバントに翻訳できるようにする任意の他の発現ベクターであってもよい。
また、電気穿孔を介して対象に効率的に送達され得、1つ以上の所望の抗原または1つ以上の所望のアジュバントを発現することができる、線状核酸ワクチンまたは線状発現カセット(「LEC」)も本明細書に提供される。LECは、いずれのリン酸主鎖も持たない任意の線状DNAであってもよい。DNAは、1つ以上の抗原または1つ以上のアジュバントをコードすることができる。LECは、プロモーター、イントロン、終止コドン、及び/またはポリアデニル化シグナルを含有してもよい。抗原またはアジュバントの発現は、プロモーターによって制御されてもよい。LECは、いずれの抗生物質耐性遺伝子及び/またはリン酸主鎖も含有しなくてもよい。LECは、所望の抗原遺伝子発現または所望のアジュバント発現と無関係の他の核酸配列を含有しなくてもよい。
LECは、直線化され得る任意のプラスミドに由来してもよい。プラスミドは、抗原またはアジュバントを発現することが可能であり得る。プラスミドは、アジュバントISG15を発現することが可能であり得る。プラスミドは、pNP(Puerto Rico/34)またはpM2(New Caledonia/99)であってもよい。プラスミドは、WLV009、pVAX、pcDNA3.0、もしくはprovaxであるか、または抗原をコードするかもしくはアジュバントをコードするDNAを発現することが可能であり、かつ細胞が配列を免疫系によって認識される抗原に翻訳できるようにする任意の他の発現ベクターであるか、またはアジュバントであってもよい。
LECは、pcrM2であってもよい。LECは、pcrNPであってもよい。pcrNP及びpcrMRは、それぞれ、pNP(Puerto Rico/34)及びpM2(New Caledonia/99)に由来してもよい。
(3)プロモーター、イントロン、終止コドン、及びポリアデニル化シグナル
ベクターは、プロモーターであってもよい。プロモーターは、遺伝子発現を駆動すること及び単離核酸の発現を調節することが可能ないずれのプロモーターであってもよい。かかるプロモーターは、本明細書に記載の抗原配列またはアジュバント配列を転写する、DNA依存性RNAポリメラーゼを介した転写に必要なシス作用配列要素である。異種核酸の発現を導くために使用されるプロモーターの選択は、特定の用途に依存する。プロモーターは、その天然環境における転写開始部位からの距離とほぼ同じ距離だけベクターにおける転写開始部位から離れて位置してもよい。しかしながら、この距離の変動は、プロモーター機能を喪失せずに適合させることができる。
ベクターは、プロモーターであってもよい。プロモーターは、遺伝子発現を駆動すること及び単離核酸の発現を調節することが可能ないずれのプロモーターであってもよい。かかるプロモーターは、本明細書に記載の抗原配列またはアジュバント配列を転写する、DNA依存性RNAポリメラーゼを介した転写に必要なシス作用配列要素である。異種核酸の発現を導くために使用されるプロモーターの選択は、特定の用途に依存する。プロモーターは、その天然環境における転写開始部位からの距離とほぼ同じ距離だけベクターにおける転写開始部位から離れて位置してもよい。しかしながら、この距離の変動は、プロモーター機能を喪失せずに適合させることができる。
プロモーターは、抗原をコードする核酸配列に作動可能に連結されてもよく、転写物の効率的なポリアデニル化、リボソーム結合部位、及び翻訳終結に必要なシグナルであってもよい。プロモーターは、アジュバントをコードする核酸配列に作動可能に連結されてもよく、転写物の効率的なポリアデニル化、リボソーム結合部位、及び翻訳終結に必要なシグナルであってもよい。
プロモーターは、CMVプロモーター、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター、メタロチオネインプロモーター、マウス乳癌ウイルスプロモーター、ラウス肉腫ウイルスプロモーター、ポリヘドリンプロモーター、または真核細胞における発現に効果的であることが示されている別のプロモーターであってもよい。
ベクターは、エンハンサー、ならびに機能的なスプライスドナー部位及びアクセプター部位を有するイントロンを含んでもよい。ベクターは、効率的な終結を提供するために、構造遺伝子の下流に転写終結部位を含有してもよい。終結部位は、プロモーター配列と同じ遺伝子から得られてもよいか、または異なる遺伝子から得られてもよい。
d.ワクチンの賦形剤及び他の成分
ワクチンは、薬学的に許容される賦形剤を更に含み得る。薬学的に許容される賦形剤は、ビヒクル、ISG15以外のアジュバント、担体、または希釈剤等の機能性分子であり得る。薬学的に許容される賦形剤は、トランスフェクション促進剤であってもよく、これには、免疫刺激複合体(ISCOMS)等の界面活性剤、フロイント不完全アジュバント、モノホスホリルリピドAを含むLPS類似体、ムラミルペプチド、キノン類似体、スクアレン及びスクアレン等の小胞体、ヒアルロン酸、脂質、リポソーム、カルシウムイオン、ウイルスタンパク質、ポリアニオン、ポリカチオン、もしくはナノ粒子、または他の既知のトランスフェクション促進剤が挙げられる。
ワクチンは、薬学的に許容される賦形剤を更に含み得る。薬学的に許容される賦形剤は、ビヒクル、ISG15以外のアジュバント、担体、または希釈剤等の機能性分子であり得る。薬学的に許容される賦形剤は、トランスフェクション促進剤であってもよく、これには、免疫刺激複合体(ISCOMS)等の界面活性剤、フロイント不完全アジュバント、モノホスホリルリピドAを含むLPS類似体、ムラミルペプチド、キノン類似体、スクアレン及びスクアレン等の小胞体、ヒアルロン酸、脂質、リポソーム、カルシウムイオン、ウイルスタンパク質、ポリアニオン、ポリカチオン、もしくはナノ粒子、または他の既知のトランスフェクション促進剤が挙げられる。
トランスフェクション促進剤は、ポリ−L−グルタマート(LGS)を含むポリアニオン、ポリカチオン、または脂質である。トランスフェクション促進剤は、ポリ−L−グルタマートであり、ポリ−L−グルタマートは、6mg/ml未満の濃度でワクチン中に存在し得る。トランスフェクション促進剤は、界面活性剤、例えば免疫刺激複合体(ISCOMS)、フロイント不完全アジュバント、モノホスホリル脂質Aを含むLPS類似体、ムラミルペプチド、キノン類似体、ならびにスクアレン及びスクアレン等の小胞体も含み得、ヒアルロン酸も、遺伝子構築物とともに使用投与され得る。DNAプラスミドワクチンは、トランスフェクション促進剤、例えば脂質、レシチンリポソームまたはDNAリポソーム混合物(例えば、W09324640を参照)として当前記技術分野で公知の他のリポソームを含むリポソーム、カルシウムイオン、ウイルスタンパク質、ポリアニオン、ポリカチオン、もしくはナノ粒子、または他の公知のトランスフェクション促進剤を含んでもよい。トランスフェクション促進剤は、ポリ−L−グルタマート(LGS)を含むポリアニオン、ポリカチオン、または脂質である。ワクチン中のトランスフェクション剤の濃度は、4mg/ml未満、2mg/ml未満、1mg/ml未満、0.750mg/ml未満、0.500mg/ml未満、0.250mg/ml未満、0.100mg/ml未満、0.050mg/ml未満、または0.010mg/ml未満である。
薬学的に許容される賦形剤は、ISG15のほかに、アジュバントであり得る。追加のアジュバントは、別のプラスミドに発現されるか、またはワクチンにおいて上述のプラスミドと組み合わせたタンパク質として送達される、他の遺伝子であってもよい。アジュバントは、α−インターフェロン(IFN−α)、β−インターフェロン(IFN−β)、γ−インターフェロン、血小板由来成長因子(PDGF)、TNFα、ΤΝFβ、GM−CSF、上皮成長因子(EGF)、皮膚T細胞誘引ケモカイン(CTACK)、上皮胸腺発現ケモカイン(TECK)、粘膜関連上皮ケモカイン(MEC)、IL−12、IL−15、MHC、CD80、シグナル配列が欠失したIL−15を含み、かつ任意でIgE由来のシグナルペプチドを含むCD86からなる群から選択することができる。アジュバントは、IL−12、IL−15、IL−28、CTACK、TECK、血小板由来成長因子(PDGF)、TNFα、TNFβ、GM−CSF、上皮成長因子(EGF)、IL−1、IL−2、IL−4、IL−5、IL−6、IL−10、IL−12、IL−18、またはそれらの組み合わせであり得る。
ISG15のほかに、アジュバントとして有用であり得る他の遺伝子としては、MCP−1、MIP−la、MIP−1p、IL−8、RANTES、L−セレクチン、P−セレクチン、E−セレクチン、CD34、GlyCAM−1、MadCAM−1、LFA−1、VLA−1、Mac−1、pl50.95、PECAM、ICAM−1、ICAM−2、ICAM−3、CD2、LFA−3、M−CSF、G−CSF、IL−4、IL−18の突然変異体形態、CD40、CD40L、血管成長因子、線維芽細胞成長因子、IL−7、IL−22、神経成長因子、血管内皮成長因子、Fas、TNF受容体、Flt、Apo−1、p55、WSL−1、DR3、TRAMP、Apo−3、AIR、LARD、NGRF、DR4、DR5、KILLER、TRAIL−R2、TRICK2、DR6、カスパーゼICE、Fos、c−jun、Sp−1、Ap−1、Ap−2、p38、p65Rel、MyD88、IRAK、TRAF6、IkB、不活性NIK、SAP K、SAP−1、JNK、インターフェロン応答遺伝子、NFkB、Bax、TRAIL、TRAILrec、TRAILrecDRC5、TRAIL−R3、TRAIL−R4、RANK、RANK LIGAND、Ox40、Ox40 LIGAND、NKG2D、MICA、MICB、NKG2A、NKG2B、NKG2C、NKG2E、NKG2F、TAP1、TAP2、及びそれらの機能性断片をコードする、遺伝子が挙げられる。
ワクチンは、参照により完全に組み込まれる、1994年4月1日出願の米国特許出願第021,579号に記載されるように遺伝子ワクチン促進剤を更に含み得る。
ワクチンは、用いられる投与様式に従って製剤化され得る。注射可能なワクチン医薬組成物は、滅菌されており、パイロジェンフリー及び微粒子フリーであり得る。等張性製剤または溶液を、用いることができる。等張性のための添加剤として、塩化ナトリウム、デキストロース、マンニトール、ソルビトール、及びラクトースを挙げることができる。本ワクチンは、血管収縮剤を含んでもよい。等張溶液には、リン酸緩衝食塩水を挙げることができる。本ワクチンは、ゼラチン及びアルブミンを含む安定化剤を更に含み得る。LGSまたはポリカチオンまたはポリアニオン等、安定化剤により、製剤を室温または周囲温度で長時間安定させることができる。
3.ワクチン接種の方法
本発明はまた、対象における免疫応答を増強する方法も対象とする。免疫応答の増強は、対象における疾患、例えば、後により詳細に記載される癌を治療及び/または予防するために使用され得る。本方法は、本明細書に開示されるワクチンを対象に投与することを含み得る。ワクチンを投与された対象は、抗原を単独で投与された対象と比較して、増強またはブーストされた免疫応答を有することができる。いくつかの実施形態において、免疫応答は、約75%〜約200%増強され得る。代替として、ワクチンを投与された対象における免疫応答は、約90%〜約130%増強され得る。更に他の代替の実施形態において、ワクチンを投与された対象における免疫応答は、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、約100%、約101%、約102%、約103%、約104%、約105%、約106%、約107%、約108%、約109%、約110%、約111%、約112%、約113%、約114%、約115%、約116%、約117%、約118%、約119%、約120%、約121%、約122%、約123%、約124%、約125%、約126%、約127%、約128%、約129%、または約130%増強され得る。
本発明はまた、対象における免疫応答を増強する方法も対象とする。免疫応答の増強は、対象における疾患、例えば、後により詳細に記載される癌を治療及び/または予防するために使用され得る。本方法は、本明細書に開示されるワクチンを対象に投与することを含み得る。ワクチンを投与された対象は、抗原を単独で投与された対象と比較して、増強またはブーストされた免疫応答を有することができる。いくつかの実施形態において、免疫応答は、約75%〜約200%増強され得る。代替として、ワクチンを投与された対象における免疫応答は、約90%〜約130%増強され得る。更に他の代替の実施形態において、ワクチンを投与された対象における免疫応答は、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、約100%、約101%、約102%、約103%、約104%、約105%、約106%、約107%、約108%、約109%、約110%、約111%、約112%、約113%、約114%、約115%、約116%、約117%、約118%、約119%、約120%、約121%、約122%、約123%、約124%、約125%、約126%、約127%、約128%、約129%、または約130%増強され得る。
他の実施形態において、ワクチンを投与された対象における免疫応答は、少なくとも約1.5倍、少なくとも約2.0倍、少なくとも約2.5倍、少なくとも約3.0倍、少なくとも約3.5倍、少なくとも約4.0倍、少なくとも約4.5倍、少なくとも約5.0倍、少なくとも約5.5倍、少なくとも約6.0倍、少なくとも約6.5倍、少なくとも約7.0倍、少なくとも約7.5倍、少なくとも約8.0倍、少なくとも約8.5倍、少なくとも約9.0倍、少なくとも約9.5倍、または少なくとも約10.0倍増強され得る。
ワクチンの用量は、1μg〜10mg活性成分/体重1kg/時間であってもよく、20μg〜10mg成分/体重1kg/時間であってもよい。本ワクチンは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、または31日ごとに投与することができる。効果的な治療のためのワクチン服用回数は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10回であってもよい。
a.癌の治療及び予防
ワクチンを投与された対象は、抗原を単独で投与された対象と比較して、増強またはブーストされた免疫応答を有することができる。免疫応答の増強は、対象における疾患を治療及び/または予防するために使用され得る。疾患は、癌、例えば、HPV関連癌、HBV関連癌、卵巣癌、前立腺癌、乳癌、脳癌、頭頸部癌、咽喉癌、肺癌、肝臓癌、膵臓癌、腎臓癌、骨癌、メラノーマ、転移性癌、hTERT関連癌、FAP抗原関連癌、非小細胞肺癌、血液癌、食道扁平上皮癌、子宮頸癌、膀胱癌、結腸直腸癌、胃癌(gastric cancer)、肛門癌、滑膜細胞腫、精巣癌、再発性呼吸器乳頭腫症、皮膚癌、神経膠芽腫、肝細胞癌、胃癌(stomach cancer)、急性骨髄性白血病、トリプルネガティブ乳癌、及び原発性皮膚T細胞リンパ腫であり得る。癌は、HPV関連癌であり得る。
ワクチンを投与された対象は、抗原を単独で投与された対象と比較して、増強またはブーストされた免疫応答を有することができる。免疫応答の増強は、対象における疾患を治療及び/または予防するために使用され得る。疾患は、癌、例えば、HPV関連癌、HBV関連癌、卵巣癌、前立腺癌、乳癌、脳癌、頭頸部癌、咽喉癌、肺癌、肝臓癌、膵臓癌、腎臓癌、骨癌、メラノーマ、転移性癌、hTERT関連癌、FAP抗原関連癌、非小細胞肺癌、血液癌、食道扁平上皮癌、子宮頸癌、膀胱癌、結腸直腸癌、胃癌(gastric cancer)、肛門癌、滑膜細胞腫、精巣癌、再発性呼吸器乳頭腫症、皮膚癌、神経膠芽腫、肝細胞癌、胃癌(stomach cancer)、急性骨髄性白血病、トリプルネガティブ乳癌、及び原発性皮膚T細胞リンパ腫であり得る。癌は、HPV関連癌であり得る。
本方法は、対象における定着腫瘍の大きさまたは病変を減少させることを更に含み得る。腫瘍の大きさは、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、約50%〜約100%、約60%〜約100%、約70%〜約100%、約80%〜約100%、約90%〜約100%、約50%〜約95%、約60%〜約95%、約70%〜約95%、約80%〜約95%、約90%〜約95%、約50%〜約90%、約60%〜約90%、約70%〜約90%、または約80%〜約90%減少し得る。腫瘍の大きさは、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%減少し得る。
いくつかの実施形態において、ワクチンの投与は、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、腫瘍の大きさを少なくとも10%、少なくとも,20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%減少し得る。
本方法は、抗原を単独で投与された対象と比較して、対象における腫瘍退縮を増強することを更に含み得る。本ワクチンの投与は、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、腫瘍退縮を約40%〜約60%、約45%〜約55%、または約50%増強することができる。本ワクチンの投与は、腫瘍退縮の速度を増加させることもできる。本ワクチンの投与は、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、対象において、約80%〜約100%、約85%〜約100%、約90%〜約100%、約95%〜約100%、約80%〜約95%、約85%〜約95%、約90%〜約95%、約80%〜約90%、または約85%〜約90%の腫瘍退縮を更に達成することができる。腫瘍退縮は、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、ワクチンを投与された対象において、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%であり得る。ワクチンを投与された対象における腫瘍退縮は、更に約90%または約100%であり得る。
いくつかの実施形態において、本ワクチンの投与は、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、腫瘍退縮を少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%増強し得る。
本方法は、ワクチンを投与された対象における癌または腫瘍の成長を予防することを更に含み得る。この予防により、ワクチンを投与された対象は、将来の癌を克服し得る。換言すると、本ワクチンは、ワクチンを投与された対象に対して、癌からの保護を与える。ワクチンを投与された対象は、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、約90%〜約100%の癌生存率を有し得る。ワクチンを投与された対象は、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の癌生存率を有し得る。
b.感染症の治療及び予防
ワクチンを投与された対象は、抗原を単独で投与された対象と比較して、増強またはブーストされた免疫応答を有することができる。免疫応答の増強は、対象における疾患を治療及び/または予防するために使用され得る。疾患は、感染症、例えば、ウイルス及び細菌感染であり得る。細菌感染は、炭疽菌、抗生物質耐性菌、病原菌、食中毒菌、感染性細菌、Salmonella bacterium、Staphylococcus bacterium、Streptococcus bacterium、or tetanus bacteriumであってもよい。細菌は、マイコバクテリア、Clostridium tetani、Yersinia pestis、Bacillus anthracis、methicillin−resistant Staphylococcus aureus (MRSA)、またはClostridium difficileであってもよい。細菌は、Mycobacterium tuberculosis、listeria monocytogenes、リンパ性脈絡髄膜炎ウイルスであってもよい。
ワクチンを投与された対象は、抗原を単独で投与された対象と比較して、増強またはブーストされた免疫応答を有することができる。免疫応答の増強は、対象における疾患を治療及び/または予防するために使用され得る。疾患は、感染症、例えば、ウイルス及び細菌感染であり得る。細菌感染は、炭疽菌、抗生物質耐性菌、病原菌、食中毒菌、感染性細菌、Salmonella bacterium、Staphylococcus bacterium、Streptococcus bacterium、or tetanus bacteriumであってもよい。細菌は、マイコバクテリア、Clostridium tetani、Yersinia pestis、Bacillus anthracis、methicillin−resistant Staphylococcus aureus (MRSA)、またはClostridium difficileであってもよい。細菌は、Mycobacterium tuberculosis、listeria monocytogenes、リンパ性脈絡髄膜炎ウイルスであってもよい。
ウイルス感染は、パピローマウイルス、例えば、ヒトパピローマウイルス(HPV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ポリオウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、天然痘ウイルス(大痘瘡及び小痘瘡)、ワクシニアウイルス、インフルエンザウイルス、ライノウイルス、デング熱ウイルス、馬脳炎ウイルス、風疹ウイルス、黄熱病ウイルス、ノーウォークウイルス、A型肝炎ウイルス、ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV−I)、ヘアリーセル白血病ウイルス(HTLV−II)、カリフォルニア脳炎ウイルス、ハンタウイルス(出血熱)、狂犬病ウイルス、エボラ熱ウイルス、マールブルグウイルス、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、呼吸器多核体ウイルス(RSV)、単純ヘルペスウイルス1型(口腔ヘルペス)、単純ヘルペスウイルス2型(性器ヘルペス)、帯状疱疹(水痘帯状疱疹、別名は水疱)、サイトメガロウイルス(CMV)、例えば、ヒトCMV、エプスタイン−バーウイルス(EBV)、フラビウイルス、口蹄疫ウイルス、チクングニアウイルス、ラッサ熱ウイルス、アレナウイルス、リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)、または発癌性ウイルスであってもよい。ウイルス感染はLCMVであり得る。
本方法は、ワクチンを投与された対象における感染症の有害作用を予防することを更に含み得る。この予防により、ワクチンを投与された対象は、感染症を克服し得る。換言すると、本ワクチンは、ワクチンを投与された対象に対して、感染症からの保護を与える。ワクチンを投与された対象は、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、約90%〜約100%の感染症生存率を有し得る。ワクチンを投与された対象は、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%の感染症生存率を有し得る。
c.投与
本ワクチンは、製薬技術の当業者に周知の標準的技術に従って製剤化することができる。かかる組成物は、特定の対象の年齢、性別、体重、及び状態、ならびに投与経路等の要因を考慮に入れて、医療技術の当業者に周知の投与量で、そのような技術によって投与することができる。対象は、ヒト、ウマ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ネコ、イヌ、ラット、またはマウス等の哺乳動物であってもよい。
本ワクチンは、製薬技術の当業者に周知の標準的技術に従って製剤化することができる。かかる組成物は、特定の対象の年齢、性別、体重、及び状態、ならびに投与経路等の要因を考慮に入れて、医療技術の当業者に周知の投与量で、そのような技術によって投与することができる。対象は、ヒト、ウマ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ネコ、イヌ、ラット、またはマウス等の哺乳動物であってもよい。
本ワクチンは、予防的にまたは治療的に投与することができる。予防的投与において、本ワクチンは、免疫応答を誘導するのに十分な量で投与することができる。治療的用途において、本ワクチンは、治療作用を誘発するのに十分な量で、それを必要とする対象に投与される。これを達成するための適切な量は、「治療有効用量」として定義される。この使用に効果的な量は、例えば、投与されるワクチンレジメンの特定の組成、投与様式、疾患の段階及び重症度、患者の一般的健康状態、ならびに処方医師の判断に依存する。
本ワクチンは、Donnelly et al.(Ann.Rev.Immunol.15:617−648(1997))、Felgner et al.(米国特許第5,580,859号、1996年12月3日発行)、Felgner(米国特許第5,703,055号 、1997年12月30日発行)、及びCarson et al.(米国特許第5,679,647号、1997年10月21日発行)(これらすべての内容は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる)に記載されるような当前記技術分野で周知の方法によって投与することができる。本ワクチンのDNAは、例えば、ワクチン銃を使用して個体に投与することができる粒子またはビーズに複合化することができる。当業者は、生理学的に許容される化合物を含む薬学的に許容される担体の選択が、例えば、発現ベクターの投与経路に依存することを知っている。
本ワクチンは、様々な経路を介して送達することができる。典型的な送達経路は、非経口投与、例えば、皮内、筋肉内、または皮下送達を含む。他の経路は、経口投与、鼻腔内、及び膣内経路を含む。特定のワクチンのDNAについて、ワクチンは、個体の組織の間質空間に送達することができる(Felgner et al.、米国特許第5,580,859号及び第5,703,055号)(これらすべての内容は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる)。本ワクチンはまた、筋肉に投与することができるか、または皮内もしくは皮下注射を介して、もしくは経皮的に投与することができる(イオン導入法による等)ことができる。また、本ワクチンの表皮投与も用いることができる。表皮投与は、刺激物質に対する免疫応答を刺激するために表皮の最外層を機械的または化学的に刺激することを含み得る(Carson et al.、米国特許第5,679,647号、その内容は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる)。
本ワクチンはまた、鼻腔を介した投与用にも製剤化することができる。担体が固体である場合、経鼻投与に好適な製剤は、鼻から吸い込む様式で、すなわち、鼻の近くに維持された粉末の容器から鼻腔を通して急速に吸入することによって投与される、例えば約10〜約500ミクロンの範囲の粒径を有する粗粉末を含み得る。製剤は、鼻腔スプレー、点鼻薬、または噴霧器によるエアロゾル投与によるものであってもよい。製剤は、ワクチンの水性または油性溶液を含み得る。
本ワクチンは、懸濁液、シロップ剤、またはエリキシル剤等の液体調製物であってもよい。本ワクチンはまた、滅菌懸濁液または乳濁液等の、非経口、皮下、皮内、筋肉内、または静脈内投与(例えば、注射剤の投与)のための製剤であってもよい。
本ワクチンは、リポソーム、微粒子、または他のポリマー基質に組み込むことができる(Felgner et al.、米国特許第5,703,055号、Gregoriadis,Liposome Technology,Vols.Ito III(2nd ed.1993)(これらの内容は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる)。リポソームは、リン脂質または他の脂質からなってもよく、比較的単純に作製及び投与される、無毒性の、生理学的に許容される、代謝可能な担体であり得る。
本ワクチンは、米国特許第7,664,545号(その内容は、参照により本明細書に組み込まれる)に記載される方法等を用いて、電気穿孔により投与することができる。電気穿孔は、米国特許第6,302,874号、第5,676,646号、第6,241,701号、第6,233,482号、第6,216,034号、第6,208,893号、第6,192,270号、第6,181,964号、第6,150,148号、第6,120,493号、第6,096,020号、第6,068,650号、及び第5,702,359号(その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)に記載される方法及び/または装置によるものであってもよい。電気穿孔は、低侵襲性デバイスによって実行されてもよい。
低侵襲性電気穿孔デバイス(「MID」)は、上述のワクチン及び関連する流体を体組織に注入するための装置であってもよい。デバイスは、中空針、DNAカセット、及び流体送達手段を備えてもよく、デバイスは、体組織に針を挿入している間に同時に(例えば、自動的に)DNAを前記体組織に注入するために流体送達手段を作動させて使用するように構成される。これは、針が挿入されている間にDNA及び関連する流体を徐々に注入する能力によって、体組織中に流体のより均一な分布をもたらすという利点を有する。注入中に経験される疼痛は、注入されるDNAがより広い領域にわたって分布されるために軽減され得る。
MIDは、針を使用することなく、ワクチンを組織に注入することができる。MIDは、ワクチンを小さな流れまたは噴流として注入することができ、かかる力を用いると、ワクチンは、組織表面を貫通して下層の組織及び/または筋肉に進入する。小さな流れまたは噴流の原動力は、一瞬のうちに微小開口部を通る二酸化炭素等の圧縮ガスの膨脹によって提供されてもよい。低侵襲性電気穿孔デバイス、及びそれらの使用方法の例として、公開されている米国特許出願第20080234655号、米国特許第6,520,950号、米国特許第7,171,264号、米国特許第6,208,893号、米国特許第6,009,347号、米国特許第6,120,493号、米国特許第7,245,963号、米国特許第7,328,064号、及び米国特許第6,763,264号に記載されており、これらのそれぞれの内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
MIDは、疼痛を伴わずに組織を貫通する液体の高速噴流を形成する注射器を備えてもよい。かかる無針注射器は市販されている。本明細書で利用され得る無針注射器の例は、米国特許第3,805,783号、第4,447,223号、第5,505,697号、及び第4,342,310号に記載されているものを含み、これらのそれぞれの内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
直接的または間接的な電気輸送に好適な形態の所望のワクチンは、ワクチンを組織内に浸透させるのに十分な力を用いて薬剤の噴流の送達を作動させるために、通常、組織表面に注射器を接触させることによって無針注射器を使用して治療されるべき組織内に導入(例えば、注入)することができる。例えば、治療されるべき組織が粘膜、皮膚、または筋肉である場合、薬剤は、角質層を通って真皮層内にまたは下層の組織及び筋肉に浸透させるのに十分な力で、それぞれ、粘膜表面または皮膚表面に向けて発射される。
無針注射器は、すべての種類の組織、特に皮膚及び粘膜にワクチンを送達するのに非常に適している。いくつかの実施形態において、無針注射器は、表面及び対象の皮膚または粘膜内にワクチンを含有する液体を推進するために使用されてもよい。本発明の方法を使用して治療することができる様々な種類の組織の代表的な例は、膵臓、喉頭、鼻咽頭、下咽頭、中咽頭、唇、喉、肺、心臓、腎臓、筋肉、乳房、結腸、前立腺、胸腺、睾丸、皮膚、粘膜組織、卵巣、血管、またはそれらの任意の組み合わせを含む。
MIDは、組織を電気穿孔する針電極を有してもよい。例えば、長方形または正方形のパターンに設定された複数電極アレイにおいて複数対の電極間でパルスを発生させることにより、一対の電極間のパルシングよりも改善された結果を提供する。例えば、米国特許第5,702,359号、標題「Needle Electrodes for Mediated Delivery of Drugs and Genes」に、治療的処置の間に複数対の針にパルスを発生させることができる針のアレイが開示されている。参照により完全に記載されるように本明細書に組み込まれるその用途において、針は、環状アレイに配置されるが、対向する対の針電極間でパルシングを可能にするコネクタ及び切替装置を有する。組み換え発現ベクターを細胞に送達するための一対の針電極が使用されてもよい。かかるデバイス及びシステムは、米国特許第6,763,264号に記載されており、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。代替として、通常の注射針に似た単一針を用いてDNAの注入及び電気穿孔を可能にし、現在使用されているデバイスによって送達されるよりも低い電圧のパルスを印加し、そのため患者が経験する電気刺激を軽減する、単一針デバイスが使用されてもよい。
MIDは、1つ以上の電極アレイを備えてもよい。アレイは、同じ直径または異なる直径の2本以上の針を備えてもよい。針は、均一または不均一に離間されてもよい。針は、0.005インチ〜0.03インチ、0.01インチ〜0.025インチ、または0.015インチ〜0.020インチであってもよい。針は、0.0175インチの直径であってもよい。針は、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、またはそれ以上離間されてもよい。
MIDは、パルス発生器と、ワクチン及び電気穿孔パルスを単一ステップで送達する、2本以上の針を有するワクチン注射器とからなってもよい。パルス発生器は、フラッシュカードで操作されるパーソナルコンピュータを介したパルス及び注入パラメータの柔軟なプログラミング、ならびに電気穿孔及び患者データの包括的な記録及び格納を可能にし得る。パルス発生器は、短期間の間に様々な電圧パルスを送達することができる。例えば、パルス発生器は、100ミリ秒の期間に15電圧パルスを3回送達することができる。そのようなMIDの一例は、Inovio Biomedical CorporationによるElgen 1000システムであり、米国特許第7,328,064号に記載されている(その内容は、参照により本明細書に組み込まれる)。
MIDは、体内または植物内の選択された組織の細胞へのDNA等の高分子の導入を容易にするモジュール電極システムである、CELLECTRA(Inovio Pharmaceuticals、Plymouth Meeting PA)デバイス及びシステムであってもよい。モジュール電極システムは、複数の針電極、皮下注射針、プログラム可能な定電流パルス制御器から複数の針電極に導電性接続を提供する電気コネクタ、及び電源を備えてもよい。操作者は、支持構造体に載置された複数の針電極を把持し、それらを体内または植物内の選択された組織へしっかりと挿入することができる。次いで、選択された組織への皮下注射針により高分子が送達される。プログラム可能な定電流パルス制御器が作動し、定電流電気パルスを複数の針電極に印加する。印加された定電流電気パルスは、複数の電極間における高分子の細胞内への導入を容易にする。定電流パルスにより組織内の電力散逸を制限することによって、細胞の過熱による細胞死が最小限に抑えられる。Cellectraデバイス及びシステムは、米国特許第7,245,963号に記載されており、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
MIDは、Elgen 1000システム(Inovio Pharmaceuticals)であってもよい。Elgen 1000システムは、中空針及び流体送達手段を提供するデバイスを備えてもよく、前記装置は、体組織に針を挿入している間に同時に(例えば、自動的に)本明細書に記載のワクチンを前記体組織に注入するために流体送達手段を作動させて使用するように構成される。針が挿入されている間に流体を徐々に注入する能力によって、体組織を通して流体のより均一な分布がもたらされることは利点である。また、注入中に経験される疼痛は、注入される流体の体積がより広い領域にわたって分布されるために軽減されると考えられる。
加えて、流体の自動注入が、注入される流体の実際量の自動監視及び登録を容易にする。このデータは、必要に応じて文書化の目的で制御装置によって格納されてもよい。
注入の速度は、直線的または非直線的のいずれかであってもよく、注入は、治療されるべき対象の皮膚を通して針が挿入された後、及びそれらが体組織内に更に挿入されている間に実行され得ることを理解されたい。
本発明の装置によって流体を注入することができる好適な組織は、腫瘍組織、皮膚または肝組織を含むが筋組織であってもよい。
装置は更に、体組織への針の挿入を誘導するための針挿入手段を備える。流体注入の速度は、針の挿入速度によって制御される。これは、挿入の速度が所望の注入の速度と一致し得るように針の挿入と流体の注入の両方を制御することができるという利点を有する。これにより、ユーザが装置を操作し易くなる。必要に応じて、体組織に自動的に針を挿入するための手段が提供されてもよい。
ユーザは、流体の注入を開始する時を選択することができる。しかしながら、理想的には、針の先端が筋組織に到達したときに注入が開始され、装置は、流体の注入を開始するのに十分な深さまで針が挿入された場合に感知するための手段を含んでもよい。これは、針が所望の深さ(通常、筋組織が始まる深さ)に到達したときに流体の注入が自動的に開始するよう促すことができることを意味する。筋組織が始まる深さは、例えば、4mmの値等の予め設定された針の挿入深さであると解釈されてもよく、それは針が皮膚層を通過するのに十分であると見なされる。
感知手段は、超音波プローブを備えてもよい。感知手段は、インピーダンスまたは抵抗の変化を感知するための手段を備えてもよい。この場合、前記手段は、それ自体では体組織内の針の深さを記録することはできないかもしれないが、むしろ、針が異なる種類の体組織から筋肉内へと移動した場合にインピーダンスまたは抵抗の変化を感知するように構成される。これらの代替手段のいずれも、注入が開始し得ることを感知する比較的正確で操作が単純な手段を提供する。針の挿入の深さは、必要に応じて更に記録されてもよく、針挿入の深さが記録されると注入される流体の体積が決定されるように流体の注入を制御するために使用することができる。
装置は、針を支持するための基部と、その中に基部を受容するための筐体とを更に備えてもよく、基部が筐体に対して第1の後方位置にある場合、筐体内で針が後退し、基部が筐体内で第2の前方位置にある場合、針が筐体から伸長するように、基部は筐体に対して移動可能である。筐体は、患者の皮膚上に並べることができ、次いで、筐体を基部に対して移動させることによって針を患者の皮膚内に挿入することができるため、これはユーザにとって有利である。
上述のように、針が皮膚に挿入されるにつれて、流体が針の長さにわたって均一に分布されるように、制御された流体の注入速度を達成することが望ましい。流体送達手段は、制御された速度で流体を注入するように構成されるピストン駆動手段を備えてもよい。ピストン駆動手段は、例えば、サーボモータによって作動させることができる。しかしながら、ピストン駆動手段は、筐体に対して軸方向に移動させられる基部によって作動されてもよい。流体送達の代替手段が提供されてもよいことを理解されたい。したがって、例えば、制御されたまたは制御されない速度での流体送達のために圧搾できる密封容器が、シリンジ及びピストンシステムの代わりに提供されてもよい。
上述の装置は、あらゆる種類の注入に使用することができる。しかしながら、電気穿孔の分野において特に有用であることが想定されるため、針に電圧を印加するための手段を更に備えてもよい。これは、注入のためだけではなく、電気穿孔中の電極としても針が使用されることを可能にする。このことは、注入される流体と同じ領域に電場が印加されることを意味するため、これは特に有利である。従来、電気穿孔には、以前に注入された流体と電極を正確に位置合わせすることが非常に困難であるため、ユーザがより広い領域にわたって必要とされるよりも多くの体積の流体を注入し、注入された物質と電場との重複を確実にするためにより高い領域にわたって電場を印加する傾向があるという問題があった。本発明を使用すると、電場と流体との間の良好な適合を達成しながら、注入される流体の体積及び印加される電場の大きさの両方を減少させることができる。
本発明は、以下の非限定的な実施例によって示される複数の態様を有する。
4.実施例
実施例1
実施例2〜6の材料及び方法
DNA構築及び発現:マウスISG15のGenBank受入番号Q64339を使用して、野生型ISG15(wtISG15)をコードするDNA構築物を合成した。変異ISG15(mutISG15)は、そのC末端抱合部位に点変異(LRLRGG(配列番号12)からAAAAGG(配列番号13)に)を有するwtISG15の変異体である。すべての構築物が、遺伝子の5′末端に挿入された高効率の免疫グロブリンE(IgE)リーダー配列を含有した。Villarreal DO,Wise MC,Walters JN,Reuschel EL,Choi MJ Obeng−Adjei N,et al.Alarmin IL−33 acts as an immunoadjuvant to enhance antigen−specific tumor immunity.Cancer Res 2014;74:1789−800(Villarreal et al.)及びShedlock DJ,Aviles J,Talbott KT,Wong G,Wu SJ,Villarreal DO,et al.Induction of broad cytotoxic T cells by protective DNA vaccination against marburg and ebola.Mol Ther 2013;21:1432(Shedlock et al.)(それらの全体が参照により組み込まれる)において前に記載されたように、構築物は商業的に合成及び最適化された。E6及びE7抗原を含有するHPV16プラスミドは、Yan J,ReichenBach DK,Corbitt N,Hokey DA,Ramananthan MP,McKinney KA,et al.,Induction of antitumor immunity in vivo following delivery of a novel HPV−16 DNA vaccine encoding an E6/E7 fusion antigen(Yan et al.).Vaccine 2009;27:431−40(参照によりその全体が組み込まれる)において前に記載されたように調製された。ウエスタンブロット(WB)分析を使用することにより、両方のISG15構築物のインビトロ発現が確認された。ヒト横紋筋肉腫(RD)細胞をダルベッコ改変イーグル培地(Life Technologies,Grand Island NY USA)中で維持し、10%熱不活性化胎仔血清ならびにペニシリン及びストレプトマイシンで補足した。ウェル当たり3.0×105細胞を播いた後、製造業者のプロトコルに従って、Neofectin(NeoBiolab Cambridge MA)を用いてトランスフェクションを行った。陰性対照として細胞にpVAX1空ベクター主鎖を含む2ugの各DNA構築物をトランスフェクトした。48時間インキュベートした後、細胞の上清を回収し、細胞を冷PBSで洗浄した。遠心分離後、細胞溶解緩衝液(Cell Signaling Technology Danvers,MA)及びEDTAフリープロテアーゼインヒビターカクテル(Sigma−Aldrich St.Louis,MO)を使用して、細胞を溶解した。MES緩衝液(Life Technologies Grand Island NY USA)を含む10%トリス−アセテートゲル上で細胞可溶化物を泳動し、PVDF膜(Millipore,Darmstadt,Germany)上に移した。Odysseyブロッキング緩衝液(Licor,Lincoln,Nebraska)を使用して膜を室温で3時間ブロックし、続いて4℃で一晩、装填制御としてウサギ抗マウスISG15(Cell Signaling Technology Danvers,MA)及びマウス抗ヒトβ−アクチン(Sigma−Aldrich St.Louis,MO)を用いてプロービングした。PBS−Tweenで洗浄した後、二次ヤギ抗マウスIRDye 680RD及びヤギ抗ウサギIRDye 800 CW(Li−cor,Lincoln,Nebraska)を室温で1時間にわたって添加した。次いで、膜を洗浄し、Odyssey CLX(Licor,Lincoln,Nebraska)に映像化した。加えて、トランスフェクションの48時間後に上清も回収し、製造業者のプロトコルに従って、CircuLexマウスISG15 ELISAキット(MBL International)を使用してサイトカインの分泌を検査した。Bioteck EL312e Bio−Kineticsリーダー(Biotek US,Winooski,VT)を使用して、450nmで光学密度を測定した。プラスミド当たり2つの別個の上清試料を用いて、すべての上清を2つ組で試験した。
実施例1
実施例2〜6の材料及び方法
DNA構築及び発現:マウスISG15のGenBank受入番号Q64339を使用して、野生型ISG15(wtISG15)をコードするDNA構築物を合成した。変異ISG15(mutISG15)は、そのC末端抱合部位に点変異(LRLRGG(配列番号12)からAAAAGG(配列番号13)に)を有するwtISG15の変異体である。すべての構築物が、遺伝子の5′末端に挿入された高効率の免疫グロブリンE(IgE)リーダー配列を含有した。Villarreal DO,Wise MC,Walters JN,Reuschel EL,Choi MJ Obeng−Adjei N,et al.Alarmin IL−33 acts as an immunoadjuvant to enhance antigen−specific tumor immunity.Cancer Res 2014;74:1789−800(Villarreal et al.)及びShedlock DJ,Aviles J,Talbott KT,Wong G,Wu SJ,Villarreal DO,et al.Induction of broad cytotoxic T cells by protective DNA vaccination against marburg and ebola.Mol Ther 2013;21:1432(Shedlock et al.)(それらの全体が参照により組み込まれる)において前に記載されたように、構築物は商業的に合成及び最適化された。E6及びE7抗原を含有するHPV16プラスミドは、Yan J,ReichenBach DK,Corbitt N,Hokey DA,Ramananthan MP,McKinney KA,et al.,Induction of antitumor immunity in vivo following delivery of a novel HPV−16 DNA vaccine encoding an E6/E7 fusion antigen(Yan et al.).Vaccine 2009;27:431−40(参照によりその全体が組み込まれる)において前に記載されたように調製された。ウエスタンブロット(WB)分析を使用することにより、両方のISG15構築物のインビトロ発現が確認された。ヒト横紋筋肉腫(RD)細胞をダルベッコ改変イーグル培地(Life Technologies,Grand Island NY USA)中で維持し、10%熱不活性化胎仔血清ならびにペニシリン及びストレプトマイシンで補足した。ウェル当たり3.0×105細胞を播いた後、製造業者のプロトコルに従って、Neofectin(NeoBiolab Cambridge MA)を用いてトランスフェクションを行った。陰性対照として細胞にpVAX1空ベクター主鎖を含む2ugの各DNA構築物をトランスフェクトした。48時間インキュベートした後、細胞の上清を回収し、細胞を冷PBSで洗浄した。遠心分離後、細胞溶解緩衝液(Cell Signaling Technology Danvers,MA)及びEDTAフリープロテアーゼインヒビターカクテル(Sigma−Aldrich St.Louis,MO)を使用して、細胞を溶解した。MES緩衝液(Life Technologies Grand Island NY USA)を含む10%トリス−アセテートゲル上で細胞可溶化物を泳動し、PVDF膜(Millipore,Darmstadt,Germany)上に移した。Odysseyブロッキング緩衝液(Licor,Lincoln,Nebraska)を使用して膜を室温で3時間ブロックし、続いて4℃で一晩、装填制御としてウサギ抗マウスISG15(Cell Signaling Technology Danvers,MA)及びマウス抗ヒトβ−アクチン(Sigma−Aldrich St.Louis,MO)を用いてプロービングした。PBS−Tweenで洗浄した後、二次ヤギ抗マウスIRDye 680RD及びヤギ抗ウサギIRDye 800 CW(Li−cor,Lincoln,Nebraska)を室温で1時間にわたって添加した。次いで、膜を洗浄し、Odyssey CLX(Licor,Lincoln,Nebraska)に映像化した。加えて、トランスフェクションの48時間後に上清も回収し、製造業者のプロトコルに従って、CircuLexマウスISG15 ELISAキット(MBL International)を使用してサイトカインの分泌を検査した。Bioteck EL312e Bio−Kineticsリーダー(Biotek US,Winooski,VT)を使用して、450nmで光学密度を測定した。プラスミド当たり2つの別個の上清試料を用いて、すべての上清を2つ組で試験した。
動物:すべての動物は、NIH及びUniversity of Pennsylvania Institutional Animal Care and Use Committeeのガイドラインに従って行われ、維持された。雌の8週齢のC57BL/6(H−2b)マウス及びH2bB6.129S7−Rag1tm1Mom/Jマウス(Rag1 KO)をJackson Laboratoryから購入した。
動物の免疫化:すべてのマウスを前脛骨筋の筋肉内注射(i.m.)により免疫化した。Shedlockらにおいて前に記載されたように、免疫化の直後、同じ部位でCELLECTRA適応性定電流電気穿孔デバイス(Inovio Pharmaceuticals)を用いてインビボ電気穿孔(EP)を行った。11μgのwtISG15及びmutISG15を含む、または含まない5μgのpVAX1及び5μgのHPV16構築物のいずれかでマウスを免疫化した。すべての研究を少なくとも2回繰り返した。
ELISPOTアッセイ:Villarrealら及びShedlockらにおいて前に記載されたように、最終免疫化の7日後に脾臓を採取し、加工した。Villarrealら、Shedlockら、及びYanらにおいて前に記載されたように、脾臓を採取し加工した後、IFNγ ELISpotアッセイを行って、免疫化マウスからの抗原特異的サイトカイン分泌を決定した。E6またはE7プールされたペプチド(2.5μg/ml最終濃度のペプチド)で脾細胞を刺激することによって、HPV16 Ag特異的T細胞応答を測定した。E7プールされたペプチドは、H−2bバックグラウンドからのCD8 T細胞免疫優性HPV16 DbE749−57エピトープ(RAHYNIVTF)を含有した。
フローサイトメトリー:Villarrealら、Shedlockら、及びAngelosnato JM,Blackburn SD,Crawford A,Wherry EJ.Progressive loss of memory T cell potential and commitment to exhaustion during chronic viral infection.J Virol 2012;86:8161−70(参照によりその全体が組み込まれる)に前に記載されたように、脾臓及び末梢血からリンパ細胞を単離し加工した。Villarrealら、及びDuikeren S,Fransen MF,Redeker A,Wieles B,Platenburg G,Krebber WJ,et al.Vaccine−induced effector−memory CD8+T cell responses predict therapeutic efficacy against tumors.J Immunol 2012;189:3397−403(参照によりその全体が組み込まれる)に前に記載されたように、HPV16 H−2DbE749−57(RAHYNIVTF)(MBL International)に対してCD8、KLRG1、及びMHCクラスIペプチド四量体でリンパ細胞を染色した。HPV16 E7ペプチドDbE7(RAHYNIVTF)(2.5μg/ml最終濃度のペプチド)またはE7プールされたペプチドによるエクスビボ刺激の5時間後に細胞内サイトカイン染色を行い、CD4 T応答を評価した。脱顆粒を測定するために使用した培養物中に、抗CD107a(FITC;クローン1D4B;Biolegend)を刺激時に添加して、Ag特異的細胞による刺激への曝露によって誘導された脱顆粒を捕捉した。次いで、Villarrealら及びVillarreal DO,Walters J,Laddy DJ,Yan J,Weiner DB.Multivalent TB vaccines targeting the esx gene family generate potent and broad cell−mediated immune responses superior to BCG.Hum Vaccin Immunother 2014;10:2188−98(参照によりその全体が組み込まれる)において別の箇所に記載されるように、細胞を固定及び染色した。以下の抗体を表面染色に使用した:LIVE/DEAD Fixable Violet死細胞染色キット(Invitrogen)、CD4(FITC;クローンRM4−5;ebioscience)、CD8(APC−Cy7;クローン53−6.7;BD Biosciences)、NK1.1(FITC;クローンPK136;biolegend)、CD49b(FITC;クローンDX5;ebioscience)。細胞内染色には、以下の抗体を使用した:IFNγ(APC;クローンXMG1.2;Biolegend)、TNFα(PE;クローンMP6−XT22;ebioscience)、CD3(PerCP/Cy5.5;クローン145−2C11;Biolegend)、IL−2(PeCy7;クローンJES6−SH4;ebioscience)。すべてのデータはLSRIIフローサイトメーター(BD Biosciences)を使用して収集し、FlowJoソフトウェア(Tree Star,Ashland,OR)及びSPICE v5.3(http://exon.niaid.nih.gov/spice/から無料で入手可能)を使用して分析した。FlowJoソフトウェアを使用してBooleanゲーティングを行い、ワクチン接種した動物のT細胞の多機能性を検査した。
腫瘍細胞系:TC−1細胞系は、University of Pennsylvania,Philadelphia,PAのDr.Yvonne Patersonから寛大に贈られたギフトであった。TC−1細胞系は十分に特徴付けされた肺上皮不死化細胞系であり、E6及びE7を構造的に発現し、高度に腫瘍原性である。簡潔に、TC−1細胞をAmerican Type Culture Collectionから購入し、前述のように培養した。
インビボ治療研究:B6マウスを各群マウス10匹の4つの群に分け、5×104TC−1細胞を各マウスの右側腹部の皮下に移植した。腫瘍移植後4日目に、各群のマウスをそれぞれpVAX1、HPV16、HPV16/wtISg15、HPV16/mutISG15で筋肉内/電気穿孔で免疫化し、11日目、18日目、及び25日目にブーストした。電子ノギスを用いて腫瘍の大きさを測定した[腫瘍体積=1/2(長さ×幅2)]。腫瘍の成長についてマウスを週に2回監視し、Villarrealら及びYanらにおいて前に記載されたように、測定した。Penn Institutional Animal Careガイドラインに基づき、腫瘍の大きさが18〜20mmに達したときにマウスを屠殺した。
インビボCD8 T細胞枯渇研究:治療用ワクチン接種中、腫瘍接種1日前にB6マウスに200μgの抗CD8(53−6.72,Bio X細胞)を腹腔内注入し、腫瘍接種後3日ごとに繰り返した。良好なT細胞枯渇は末梢血単核細胞のフローサイトメトリー分析により確認された。
T細胞精製及び養子移入:CD8 T細胞を、非保有腫瘍マウスの最終免疫化の1週間後、ワクチン接種したB6マウスの脾細胞から単離した(図2A)。養子移入について、200μlのPBS中約4×106CD8 T細胞を、尾静脈を介して各H2bB6.129S7−Rag1tm1Mom/Jマウスに静脈内注入した。
統計分析:対応のあるt検定、両側t検定、対応のないt検定によって群分析を完了し、この研究で生成されたすべての定量的データの統計的有意性を分析した。P<0.05を統計的に有意と見なした。誤差棒はSEMを示し、すべての試験はPrism Softwareを使用して行った(HPV16免疫化と比較して、*,P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001)。
実施例2
ISG15構築物の設計及び発現。
いくつかの改変を伴うGenBank(受入番号:Q64339)から取得したマウスISG15配列を使用して、野生型ISG15(wtISG15)アジュバント構築物を生成した(図1A)。ISG15は、ISGylationと称される過程における様々な標的タンパク質へのその抱合に必要であるC末端LRLRGGモチーフを含有する。したがって、ISG15抱合配列部位を変異させ(LRLRGGからAAAAGGに)、抱合が不可能な変異体ISG15(mutISG15)を生成した(図1A)。この変異は、ISGylationに依存しないワクチン誘導性免疫を増大させる遊離ISG15能力を評価する。両ISG15構築物は遺伝子的に最適化され、改変pVAX1哺乳類発現ベクターにサブクローン化された(図1B)。構築物をコードする両方のISG15の発現を確認するために、ヒト横紋筋肉腫(RD)細胞に各ベクターを別個にトランスフェクトし、WBにより検査した。図1Cに示されるように、検出のために抗ISG15モノクローナル抗体(mAb)を使用して、トランスフェクションの48時間後に採取した細胞可溶化物において、約15kDaの遊離ISG15をそれぞれについて観察した。陰性対照として、ISG15発現はpVAX1群において検出されない。次に、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を介して、RD細胞のトランスフェクションの48時間後に得た細胞上清から遊離ISG15の分泌を監視した。予想通り、mutISG15トランスフェクトされたRD細胞からの上清は、wtISG15(4.4ng/ml)と比較して、高濃度の検出可能な分泌された遊離ISG15(7.2ng/ml)を有した(図1D)。これは、ISG15の抱合モチーフを変異させることにより、より多くの未抱合ISG15が得られ、細胞外環境に分泌されるであろうという見解を支持した。
ISG15構築物の設計及び発現。
いくつかの改変を伴うGenBank(受入番号:Q64339)から取得したマウスISG15配列を使用して、野生型ISG15(wtISG15)アジュバント構築物を生成した(図1A)。ISG15は、ISGylationと称される過程における様々な標的タンパク質へのその抱合に必要であるC末端LRLRGGモチーフを含有する。したがって、ISG15抱合配列部位を変異させ(LRLRGGからAAAAGGに)、抱合が不可能な変異体ISG15(mutISG15)を生成した(図1A)。この変異は、ISGylationに依存しないワクチン誘導性免疫を増大させる遊離ISG15能力を評価する。両ISG15構築物は遺伝子的に最適化され、改変pVAX1哺乳類発現ベクターにサブクローン化された(図1B)。構築物をコードする両方のISG15の発現を確認するために、ヒト横紋筋肉腫(RD)細胞に各ベクターを別個にトランスフェクトし、WBにより検査した。図1Cに示されるように、検出のために抗ISG15モノクローナル抗体(mAb)を使用して、トランスフェクションの48時間後に採取した細胞可溶化物において、約15kDaの遊離ISG15をそれぞれについて観察した。陰性対照として、ISG15発現はpVAX1群において検出されない。次に、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を介して、RD細胞のトランスフェクションの48時間後に得た細胞上清から遊離ISG15の分泌を監視した。予想通り、mutISG15トランスフェクトされたRD細胞からの上清は、wtISG15(4.4ng/ml)と比較して、高濃度の検出可能な分泌された遊離ISG15(7.2ng/ml)を有した(図1D)。これは、ISG15の抱合モチーフを変異させることにより、より多くの未抱合ISG15が得られ、細胞外環境に分泌されるであろうという見解を支持した。
実施例3
ISG15アジュバントによる免疫化は強いHPV E7特異的CD8 T細胞免疫応答を誘導した。
ISG15の免疫原性の特性を評価するために、IFNγ ELISpotアッセイを使用して、CD8免疫優性エピトープH−2−DbE749−57(E7)を含有するE7プールされたペプチドに応答してワクチン誘導性E7特異的IFNγを分泌する細胞の数を決定した。免疫化レジメンは図2Aに示される。簡潔に、B6マウス群(n=4〜5/群)は、次のように2週間間隔で2回ワクチン接種を受けた:(i)HPV16 DNA/EP、(ii)HPV16/wtISG15 DNA/EP、(iii)HPV16/mutISG15 DNA/EP、及び(iv)pVAX1/EP。wtISG15とのHPV16の同時投与は、HPV16単独で免疫化された群(約66SFC/100万個の脾細胞)と比較して、E7特異的IFNγ応答(約230SFC/100万個の脾細胞)において3.5倍の増強をもたらした。ISG15は、標的タンパク質と抱合するユビキチン様タンパク質であり、ある特定のウイルス及び細菌感染の制御に重要である。ISG15の抱合形態に加えて、ISG15が未抱合形態(遊離ISG15)で存在し、また免疫調節または感染中に重要な役割を果たし得ることが知られている。よって、同じ実験において、我々は、抱合されていない変異形態のISG15でマウスを免疫化することにより、ワクチン誘導性応答が抱合とは無関係であるかを検査した。興味深いことに、wtISG15と同様、mutISG15ワクチン接種群は、HPV16のみの群と比較して、全E7特異的応答において類似する(約4倍)増強を示し、ISG15が依然として抱合とは関係なくその作用を誘導できることを示唆する。E6特異的ワクチン誘導性応答の比較的高い誘導レベルは見出されなかった。総合して、サイトカイン様分子ISG15は、E7特異的Th1媒介CD8 T細胞応答を強化及び刺激するためのアジュバントとして作用し得る。更に、このデータは、抗原(Ag)特異的応答が遊離ISG15に起因した可能性が高いことを示した。
ISG15アジュバントによる免疫化は強いHPV E7特異的CD8 T細胞免疫応答を誘導した。
ISG15の免疫原性の特性を評価するために、IFNγ ELISpotアッセイを使用して、CD8免疫優性エピトープH−2−DbE749−57(E7)を含有するE7プールされたペプチドに応答してワクチン誘導性E7特異的IFNγを分泌する細胞の数を決定した。免疫化レジメンは図2Aに示される。簡潔に、B6マウス群(n=4〜5/群)は、次のように2週間間隔で2回ワクチン接種を受けた:(i)HPV16 DNA/EP、(ii)HPV16/wtISG15 DNA/EP、(iii)HPV16/mutISG15 DNA/EP、及び(iv)pVAX1/EP。wtISG15とのHPV16の同時投与は、HPV16単独で免疫化された群(約66SFC/100万個の脾細胞)と比較して、E7特異的IFNγ応答(約230SFC/100万個の脾細胞)において3.5倍の増強をもたらした。ISG15は、標的タンパク質と抱合するユビキチン様タンパク質であり、ある特定のウイルス及び細菌感染の制御に重要である。ISG15の抱合形態に加えて、ISG15が未抱合形態(遊離ISG15)で存在し、また免疫調節または感染中に重要な役割を果たし得ることが知られている。よって、同じ実験において、我々は、抱合されていない変異形態のISG15でマウスを免疫化することにより、ワクチン誘導性応答が抱合とは無関係であるかを検査した。興味深いことに、wtISG15と同様、mutISG15ワクチン接種群は、HPV16のみの群と比較して、全E7特異的応答において類似する(約4倍)増強を示し、ISG15が依然として抱合とは関係なくその作用を誘導できることを示唆する。E6特異的ワクチン誘導性応答の比較的高い誘導レベルは見出されなかった。総合して、サイトカイン様分子ISG15は、E7特異的Th1媒介CD8 T細胞応答を強化及び刺激するためのアジュバントとして作用し得る。更に、このデータは、抗原(Ag)特異的応答が遊離ISG15に起因した可能性が高いことを示した。
実施例4
ISG15アジュバントは堅固な多機能性HPV E7特異的細胞媒介応答を誘導した
CD8+T細胞免疫応答が腫瘍の制御及び排除を容易にするために必須であると考えられることを考慮して、我々は、DbE749−57ペプチド刺激に応答してIFNγ、TNFα、及びIL−2を分泌するワクチン接種したマウスからのE7特異的CD8 T細胞集団の機能性プロファイルを更に検査した。細胞内サイトカインマルチパラメータフローサイトメトリー分析のためのゲーティング設定法を図3Aに示す。最終ワクチン接種の1週間後、すべての試験したワクチン接種レジメンは、3つすべてのエフェクターサイトカインを産生する検出可能なCD8 T細胞応答を誘導した(図3)。非アジュバント群と比較して、両ISG15ワクチンレジメンは、全IFNγ(wtISG15、0.68%;mutISG15、0.92%)(図3B)及び全TNFα(wtISG15、0.42%;mutISG15、0.54%)(図3C)のいずれかを産生する、実質的なE7特異的CD8 T細胞を誘導した。しかしながら、ISG15は、IL−2を分泌するAg特異的CD8 T細胞の小規模な増強しか誘導しなかった(図3D)。重要なことには、顕著な数のE7特異的CD8 T細胞が多機能性であり、ISG15免疫化群は、ワクチン接種7日後の脾臓においてIFNγ単独または2重IFNγ+TNFα+のいずれかを産生するCD8 T細胞の大幅に高い発現頻度を誘発した(図3E)。ISG15処置群のトリプルポジティブIFNγ+TNFα+IL−2+CD8分泌細胞において軽度の増強もあった。ISG15はNK細胞に対して作用を有し得るため、我々はワクチン誘導性NK応答を監視した。ISG15によるワクチン接種後に大幅な変化は見られなかった(図7A)。更に、ISG15の投与は、エクスビボE7プールされたペプチド刺激後、ワクチン誘導性CD4 T細胞応答を増強しなかった(図7B)。
ISG15アジュバントは堅固な多機能性HPV E7特異的細胞媒介応答を誘導した
CD8+T細胞免疫応答が腫瘍の制御及び排除を容易にするために必須であると考えられることを考慮して、我々は、DbE749−57ペプチド刺激に応答してIFNγ、TNFα、及びIL−2を分泌するワクチン接種したマウスからのE7特異的CD8 T細胞集団の機能性プロファイルを更に検査した。細胞内サイトカインマルチパラメータフローサイトメトリー分析のためのゲーティング設定法を図3Aに示す。最終ワクチン接種の1週間後、すべての試験したワクチン接種レジメンは、3つすべてのエフェクターサイトカインを産生する検出可能なCD8 T細胞応答を誘導した(図3)。非アジュバント群と比較して、両ISG15ワクチンレジメンは、全IFNγ(wtISG15、0.68%;mutISG15、0.92%)(図3B)及び全TNFα(wtISG15、0.42%;mutISG15、0.54%)(図3C)のいずれかを産生する、実質的なE7特異的CD8 T細胞を誘導した。しかしながら、ISG15は、IL−2を分泌するAg特異的CD8 T細胞の小規模な増強しか誘導しなかった(図3D)。重要なことには、顕著な数のE7特異的CD8 T細胞が多機能性であり、ISG15免疫化群は、ワクチン接種7日後の脾臓においてIFNγ単独または2重IFNγ+TNFα+のいずれかを産生するCD8 T細胞の大幅に高い発現頻度を誘発した(図3E)。ISG15処置群のトリプルポジティブIFNγ+TNFα+IL−2+CD8分泌細胞において軽度の増強もあった。ISG15はNK細胞に対して作用を有し得るため、我々はワクチン誘導性NK応答を監視した。ISG15によるワクチン接種後に大幅な変化は見られなかった(図7A)。更に、ISG15の投与は、エクスビボE7プールされたペプチド刺激後、ワクチン誘導性CD4 T細胞応答を増強しなかった(図7B)。
細胞傷害性CD8 Tリンパ細胞(CTL)が保護に重要な成分であることを考慮して、脱顆粒を経て、同時にエフェクターサイトカインを分泌するアジュバント誘導性CTL応答の細胞溶解性特性が評価された(図5)。免疫アジュバントISG15をワクチン接種された群は、HPV16単独群と比較して、より高い割合の脱顆粒マーカーであるCD107a(wtISG15、2.4%;mutISG15、3.1%)を示した(図4A)。更に興味深いことに、HPV16アジュバントワクチンは、多機能性CTLの実質的により高い発現頻度を誘発し、1つ、2つ、及び3つの免疫学的機能を示す細胞を実質的に表す(図4B〜C)。特に、単独で投与されたHPV16と比較して、ISG15処置群は、CD107a+IFNγ+TNFα+を同時発現するCD8 T細胞の大幅により高い発現頻度を示した(wtISG15、0.35%;mutISG15,0.43%)(図4C)。総合すると、抗ウイルスサイトカインを分泌するエフェクター細胞の高い発現頻度は、ISG15の(1)サイトカイン様特性、(2)ワクチン効力を強化するアジュバント作用、及び(3)機能性エフェクターCTL免疫を誘導するその可能性を示す。全体として、ここでの重要な観察は、抱合不可能なmutISG15を発現するDNAプラスミドがwt形態で提示されたアジュバント作用を維持したことであり、ISGylationがCD8 T細胞の免疫調節に必要ではない可能性があることを示唆する。
実施例5
ISG15アジュバントは堅固なAg特異的エフェクター−メモリーCD8 T細胞応答を増幅する
ワクチン誘導性HPV腫瘍制御と相関し得る四量体特異的CD8 T応答も検証した。この目的のため、非腫瘍保有B6マウスに、前述のワクチン製剤及び図2Aのスケジュールで免疫化した。最終免疫化の1週間後、脾臓及び血液において、HPV16 E749−57H2−Db−RAHYNIVTF四量体のCD8エピトープ特異性を使用して、Ag特異的CD8 T細胞応答の規模及びサブセット分化を検査した(図5)。wtISG15及びmutISG15構築物の両方が、HPV16群単独と比較して、脾臓においてDbE7四量体特異的CD8 T細胞応答を際立って増強することができた(図5A及びB)。加えて、両ISG15プラスミドの送達は、末梢血においてDbE7四量体特異的CD8 T細胞の数も顕著に増幅し、腫瘍標的特異的CTLの腫瘍輸送を示唆する(図5E)。wtISG15及びmutISG15群内の血液におけるE7四量体T細胞の発現頻度は、それぞれ、非アジュバント群と比較して、4〜5.5倍高かった。このデータにより免疫アジュバントISG15がAg特異的CD8 T細胞を増幅できることが確認された。
ISG15アジュバントは堅固なAg特異的エフェクター−メモリーCD8 T細胞応答を増幅する
ワクチン誘導性HPV腫瘍制御と相関し得る四量体特異的CD8 T応答も検証した。この目的のため、非腫瘍保有B6マウスに、前述のワクチン製剤及び図2Aのスケジュールで免疫化した。最終免疫化の1週間後、脾臓及び血液において、HPV16 E749−57H2−Db−RAHYNIVTF四量体のCD8エピトープ特異性を使用して、Ag特異的CD8 T細胞応答の規模及びサブセット分化を検査した(図5)。wtISG15及びmutISG15構築物の両方が、HPV16群単独と比較して、脾臓においてDbE7四量体特異的CD8 T細胞応答を際立って増強することができた(図5A及びB)。加えて、両ISG15プラスミドの送達は、末梢血においてDbE7四量体特異的CD8 T細胞の数も顕著に増幅し、腫瘍標的特異的CTLの腫瘍輸送を示唆する(図5E)。wtISG15及びmutISG15群内の血液におけるE7四量体T細胞の発現頻度は、それぞれ、非アジュバント群と比較して、4〜5.5倍高かった。このデータにより免疫アジュバントISG15がAg特異的CD8 T細胞を増幅できることが確認された。
エフェクター−メモリーCD8 T細胞が保護免疫の最適なサブセットであり、腫瘍に対する治療効力を予測し得ることを示唆してきた。エフェクターメモリーT細胞は、迅速にエフェクター機能を開始し、感染部位または腫瘍部位に素早く移動できるため、癌ワクチンの焦点である。この研究において、KLRG1の発現マーカーに基づいたDbE7 MHCクラスI四量体ワクチン誘導性エフェクター/エフェクター−メモリーCD8+T細胞サブセット(エフェクターメモリー−Teff)が測定された(図5)。wtISG15の投与は、HPV16単独ワクチン接種群と比較して、脾臓中のTeff細胞の割合において3倍の増強をもたらした(図5C及びD)。同様に、mutISG15の包含も脾臓においてTeff応答を際立って強化した(図5D)。加えて、5Fに示されるように、血液中のTeff細胞の割合は、アジュバント群において顕著により高かった。これらのデータは、免疫アジュバントISG15がE7特異的CD8 T細胞応答の規模及び質を強化できることを示唆する。
実施例6
ISG15は、抗腫瘍免疫を誘導する効果的なCD8 T細胞免疫アジュバントとして作用した
TC−1腫瘍保有マウスモデルにおけるISG15の治療効力が次に検証された。未感作レシピエントB6マウス(n=10/群)に、最初にTC−1腫瘍(5×104)細胞を皮下接種し、次いで腫瘍移植の4日後にHPV16、HPV16/wtISG15、HPV16/mutISG15、またはpVAX1のワクチン接種を行い(腫瘍は2mmの平均的な大きさに達した)、その後1週間間隔で3回ブーストした(図6A)。HPV16/wtISG15の混合物で免疫化されたマウスの腫瘍はHPV16ワクチン接種単独群よりも大幅に緩徐に成長した(図6B)。対照的に、pVAX1対照群はいずれの治療作用も示すことができず、35日目までにすべてのマウスが死亡した。興味深いことに、HPV16/mutISG15を与えられたマウスは、HPV16/wtISG15を与えられたマウスよりも良好な腫瘍制御を顕著に誘導し、より高いCTL応答の誘導による可能性が高い。加えて、HPV16/wtISG15と比較して、HPV16/mutISG15の組み合わせはより定着したTC−1腫瘍の退縮を迅速に誘導した(図8)。腫瘍移植後の42日目に、HPV16(1/10)またはHPV16−wtISG15(2/10)のいずれかと比較して、HPV16−mutISG15の6/10匹のマウスに腫瘍はなかった(図8)。総合すると、ISG15のアジュバント特性は、効果的な制御及びHPV腫瘍保有マウスの治療治癒を示した。
ISG15は、抗腫瘍免疫を誘導する効果的なCD8 T細胞免疫アジュバントとして作用した
TC−1腫瘍保有マウスモデルにおけるISG15の治療効力が次に検証された。未感作レシピエントB6マウス(n=10/群)に、最初にTC−1腫瘍(5×104)細胞を皮下接種し、次いで腫瘍移植の4日後にHPV16、HPV16/wtISG15、HPV16/mutISG15、またはpVAX1のワクチン接種を行い(腫瘍は2mmの平均的な大きさに達した)、その後1週間間隔で3回ブーストした(図6A)。HPV16/wtISG15の混合物で免疫化されたマウスの腫瘍はHPV16ワクチン接種単独群よりも大幅に緩徐に成長した(図6B)。対照的に、pVAX1対照群はいずれの治療作用も示すことができず、35日目までにすべてのマウスが死亡した。興味深いことに、HPV16/mutISG15を与えられたマウスは、HPV16/wtISG15を与えられたマウスよりも良好な腫瘍制御を顕著に誘導し、より高いCTL応答の誘導による可能性が高い。加えて、HPV16/wtISG15と比較して、HPV16/mutISG15の組み合わせはより定着したTC−1腫瘍の退縮を迅速に誘導した(図8)。腫瘍移植後の42日目に、HPV16(1/10)またはHPV16−wtISG15(2/10)のいずれかと比較して、HPV16−mutISG15の6/10匹のマウスに腫瘍はなかった(図8)。総合すると、ISG15のアジュバント特性は、効果的な制御及びHPV腫瘍保有マウスの治療治癒を示した。
定着した既存のHPV感染を標的とするために必須であるE7特異的CTL応答を強化するISG15アジュバント特性を考慮して、HPV TC−1腫瘍を排除するためのISG15誘発性CD8 T細胞の重要な役割が検証された。したがって、治療設定において、腫瘍接種1日前に開始し、腫瘍移植後3日ごとに繰り返される、市販の抗CD8抗体を腹腔内注入することにより、CD8 T細胞を枯渇した(図6C)。結果は、CD8の枯渇がISG15アジュバントの治療作用を大幅に阻害し、≦30日ですべてのマウスが死亡したことを明らかにした(図6D)。これらの知見を確認するために、T細胞免疫不全B6 Rag1 KOマウスにおいて、CD8 T細胞養子移入実験を行った。HPV16、HPV16/wtISG15、及びHPV16/mutISG15免疫化マウスからの脾細胞から精製した4×106CD8 T細胞(図2A)を、TC−1細胞の接種後4日目に静脈内注入した(図6E)。HPV16及び非処置対照と比較して、wtISG15またはmutISG15ワクチン誘導性CD8 T細胞のいずれかを受容したマウスは、実質的により緩徐な腫瘍成長をもたらし(図6F)、それらの機能性CTL表現型による可能性が高い(図3及び4)。総合すると、ISG15誘発性CD8 T細胞は、HPV TC−1治療モデルにおいて、長期生存及び腫瘍成長の制御に必須であることが証明された。
実施例1〜6は、Ag特異的CD8 T細胞腫瘍免疫を増大するISG15免疫アジュバント特性の治療効力を示す。前臨床HPV治療曝露モデルは、DNAワクチン設定においてISG15のアジュバント作用を試験するために使用された。この研究の主な結果は、ISG15の包含が、(i)多機能性Ag特異的CTL応答を増強できる、(ii)エフェクター様メモリーCD8 T細胞サブセット分化を誘導できる、(iii)抗腫瘍治療作用を有し得る、及び(iv)抱合とは関係なくワクチン誘導性保護免疫を誘発し、更に遊離ISG15サイトカイン様特性を確立できることである。
実施例7
実施例8〜10の材料及び方法
マウス:ISG15−/−マウス及びそれらの同系野生型株C57BL/6JをJackson Laboratory (Bar Harbor,ME)から得て、University of Pennsylvania Hill Pavilion Animal Facility及びTTUHSC Abilene LARCで繁殖し、収容した。マウスを、減菌水及びUV処理または加圧殺菌した標準的なゲッパ類用飼料で12時の明暗周期に維持した。すべてのマウス実験は、National Institute of Healthのガイドラインに従い、Institutional Animal Care and Use Committee of the TTUHSC及びUniversity of Pennsylvaniaの規則に従って行われた。
実施例8〜10の材料及び方法
マウス:ISG15−/−マウス及びそれらの同系野生型株C57BL/6JをJackson Laboratory (Bar Harbor,ME)から得て、University of Pennsylvania Hill Pavilion Animal Facility及びTTUHSC Abilene LARCで繁殖し、収容した。マウスを、減菌水及びUV処理または加圧殺菌した標準的なゲッパ類用飼料で12時の明暗周期に維持した。すべてのマウス実験は、National Institute of Healthのガイドラインに従い、Institutional Animal Care and Use Committee of the TTUHSC及びUniversity of Pennsylvaniaの規則に従って行われた。
細菌株:LM株10403Sを、50ug/mLのストレプトマイシンで補足したBHI(ブレインハートインフュージョン、CM1135,Oxoid LTD,Hampshire,England)培地中で培養し、中対数成長期で採取し(O.D.600で0.6〜0.8)、液体N2中でアリコート瞬時凍結し、−80℃で保管した。LMストック力価は、解凍したストックバイアルを系列希釈し、希釈物をBHIストレプトマイシン寒天プレート上に播き、37℃で18〜24時間後にコロニー形成単位(CFU)を数えることにより決定した。各感染実験に関して、凍結ストックバイアルは新たに解凍され、遠心分離により細菌をペレット化し、ペレットを1×リン酸緩衝食塩水(PBS)で2回洗浄した。
インビトロLM感染:骨髄由来マクロファージ(BMM)の感染は、Singh,R.,A.Jamieson,and P.Cresswell,GILT is a critical host factor for Listeria monocytogenes infection.Nature,2008.455(7217):p.1244−7(Singh et al.)(それらの全体が参照により組み込まれる)において前に記載されたように行われた。mRNA分析に関して、BMMを、組織培養処理された皿に播種し、一晩インキュベートし、10の感染多重度(MOI)でLMに感染させた。感染細胞を洗浄し、感染の30分後にゲンタマイシンを添加し、製造業者の指示に従ってRNeasy Miniキット(Qiagen)を使用して、RNA単離のために細胞を加工した。
インビボLM感染:qPCR及びELISAによるサイトカイン応答を決定するための一次感染研究に関して、6〜8週齢のC57BL/6及びISG15−/−マウスを、200μlの減菌1×PBS中105CFUのLMの腹腔内(i.p.)注入の3日後に安楽死させた。ポリ(I:C)悪化させたリステリア症におけるISG15の役割を決定するために、C57BL/6J及びISG15−/−マウスは、104CFUのLM単独でi.p.感染されるか、またはLM感染の2日後に150μgのポリ(I:C)をi.p.投与された。すべてのマウスを感染後4日目に安楽死させ、脾臓を摘出した。脾臓を単一細胞懸濁液に加工し、系列希釈し、50ug/mLのストレプトマイシンで補足したBHI寒天プレート上に播き、37℃で一晩成長させた後、コロニー形成単位を数えた。長手方向感染研究に関して、6〜8週齢のC57BL/6J及びISG15−/−マウスを、200μlの減菌1×PBS中104CFUのLMでi.p.感染させた。実験の最後に、マウスを安楽死させ、細菌負荷のために加工された。脾臓及び肝臓中のLM CFUは、Singhらにおいて以前に記載されたように決定された。図1において、マウスに200μlの1x PBS中103、104、及び105CFU LMでi.p.注入し、感染後の4日目に安楽死させた。感染マウスの脾臓及び肝臓を採取し、LM細菌負荷を単一細胞懸濁液の系列希釈により決定し、50ug/mLのストレプトマイシンで補足したBHI寒天上で一晩成長させた後、コロニー形成単位を数えた。図2において、6〜8週齢のC57BL/6及びISG15−/−マウスを103CFUの弱毒化Δacta LM株であるDPL−4029に感染させた。続いて、未感作WT及びISG15−/−マウスとともにこれらのマウスを105CFUのLMの腹腔内注入により曝露した。曝露の5日後、マウスを安楽死させ、フローサイトメトリー分析及び細菌負荷決定のために器官を加工した。
定量的PCR:RNeasy plus miniキット(Qiagen)を使用して、RNAを、脾細胞及び骨髄由来マクロファージから単離した。Nanodrop分光光度計を使用してRNAを定量化し、High Capacity cDNA Reverse Transcriptionキット(Applied Biosystems)を使用して1ugのRNAをcDNAに変換した。FAST SYBR Green(Applied Biosystems)と組み合わせて、Life TechnologiesのStep One Plus Real TimeシステムをqPCR分析に使用した。群間の標的遺伝子の相対量を決定するために、参照として18S rRNAを使用した。
ELISA:安楽死後心臓穿刺出血により血清を回収し、4℃で30分間インキュベートし、続いて遠心分離した後、血餅を除去した。血清試料を1:40希釈し、製造業者の指示に従ってマウスELISA Ready−SET−Go! キット(eBiosciences,San Diego,CA,USA)を使用して、IFN−γのレベルについてアッセイした。マイクロプレートリーダー(SynergyHT,BioTek)を使用して、O.D.450で結果を得、Gen5(Ver1.08)で分析した。
フローサイトメトリー分析:図1〜2において、脾臓をマウスから摘出し、5mLの完全培地(Corning Cellgro;DMEM 1X;Cat no.15−013−CM)に設置した。脾臓を機械により細断し、40umのセルストレーナー(Fisher、カタログ番号22363549,22363547)を通して単一細胞懸濁液を得た。ACK溶解緩衝液で3〜5分間、室温で細胞を処理し,1×PBS中で3回洗浄した。細胞を完全培地に懸濁し、Beckman Coulter Vi−Cell XRを使用して、細胞数を決定した。T細胞刺激に関して、2×106細胞を96ウェル丸底プレートに設置し、モネンシンの存在下で、37℃、5%のCO2で6時間、5ug/mLのペプチドまたはPMA/イオノマイシンで刺激した。細胞表面染色に関して、蛍光色素標識mAbを使用して、抗CD16/CD32(Clone93;14−0161−85)でのFc遮断後に脾細胞を様々な細胞表面マーカーで染色した。LSRIIまたはLSRFortessaフローサイトメーター(Becton Dickinson Biosciences,San Jose,CA,USA)ですべての試料を取得し、FlowJoソフトウェア(v10,Tree Star)を使用してデータを分析した。図3において、脾細胞を96ウェルプレート(1×106/ウェル)に添加し、製造業者の指示に従って、タンパク質輸送阻害剤カクテル(ブレフェルジンA及びモネンシン)(eBioscience)の存在下で、37℃/5%のCO2で5〜6時間、H−2bバックグラウンド(DbNP396−404(NP396))(Invitrogen)からのLCMV免疫優性LCMVエピトープで刺激した。細胞刺激カクテル(加えてタンパク質輸送阻害剤)(ホルボール12−ミリステート13−アセテート(PMA)、イオノマイシン、ブレフェルジンA、及びモネンシン)(eBioscience)を陽性対照として、R10培地を陰性対照として使用した。次いで、すべての細胞を、製造業者の指示(BD,San Diego,CA)により説明されるように、表面及び細胞内タンパク質について染色した。簡潔に、蛍光色素共役抗体を用いた表面染色の前に、FACS緩衝液(0.1%のアジ化ナトリウム及び1%のFCSを含有するPBS)で細胞を洗浄した。細胞をFACS緩衝液で洗浄し、製造業者のプロトコルに従ってBD Cytofix/Cytoperm TM(BD,San Diego,CA,USA)を使用して、固定及び浸透させ、続いて細胞内染色した。すべてのデータはLSRIIフローサイトメーター(BD Biosciences)を使用して収集し、FlowJoソフトウェア(Tree Star,Ashland,OR)及びSPICE v5.2(http://exon.niaid.nih.gov/spice/から無料で入手可能)を使用して分析した。FlowJoソフトウェアを使用してBooleanゲーティングを行い、ワクチン接種した動物のT細胞の多機能性を検査した。前方散乱(FSC−A)に対するLIVE/DEAD fixable violet死細胞染色キット(Invitrogen)でのゲーティングによって死細胞を除去した。
プラスミド構築:マウスISG15のGenBank受入番号 Q64339.4を使用して、ISG15プラスミドDNA構築物を合成した。ISG15プラスミドDNA構築物が、遺伝子の5’末端に挿入された高効率の免疫グロブリンE(IgE)リーダー配列を有した。構築物は、商業的に合成され、マウスにおける発現のために遺伝子的に最適化され(コドン及びRNA最適化)、次いで改変pVAX1哺乳類発現ベクター(Invitrogen,Carlsbad,CA)にサブクローン化された(すべてGenScript,Piscataway,NJによる)。pLCMV−NP(NP)を発現するプラスミドは、Shedlock,D.J.,et al.,A highly optimized DNA vaccine confers complete protective immunity against high−dose lethal lymphocytic choriomeningitis virus challenge.Vaccine,2011.29(39):p.6755−62(Shedlock 2013 et al.)(その全体が参照により組み込まれる)において前に記載されたように調製された。
プラスミドのトランスフェクション及び発現:インビトロISG15はウエスタンブロット(WB)分析により確認された。293T細胞を6ウェルプレート内で培養し、製造業者のプロトコルに従ってNeofectinトランスフェクション試薬(NeoBiolab)を使用して、構築物をトランスフェクトした。48時間後、完全プロテアーゼ阻害剤カクテル錠剤(Roche)を含む修正済み細胞溶解緩衝液(Cell Signaling)を使用して細胞を溶解し、細胞可溶化物を回収した。WB分析を、抗ISG15抗体(Cell Signaling)を用いて行い、Odysseyイメージングシステム(Li−Cor)を使用して、IRDye 800CWヤギ抗ウサギ抗体(Li−Cor)を用いて可視化した。β−アクチンは、装填制御として機能し、IRDye 680ヤギ抗マウス抗体(Li−Cor)を用いて可視化された。加えて、間接免疫蛍光顕微鏡アッセイもISG15 DNA構築物の発現を確認するために実施された。横紋筋肉腫(RD)細胞を2ウェルチャンバスライド(BD Biosciences)上に播き、5%のCO2を用いて37のインキュベーターで70%コンフルエンスまで一晩成長させた。製造業者の指示に従ってTurboFectinTM8.0トランスフェクション試薬(OriGene)を使用して、1μgのIL−33構築物及び対照プラスミドpVAX(1μg/ウェル)を細胞にトランスフェクトした。48時間後、10分間氷冷メタノールを使用してスライド上に細胞を固定した。細胞を抗ISG15マウスモノクローナル抗体(Cell Signaling)で染色し、その後、Alexa 555共役抗ラット二次抗体(Cell Signaling)とともにインキュベートした。DAPIを有するFluoromount G(Southern Biotechnology)を使用して、スライドを載置した。蛍光顕微鏡(Leica DM4000B,Leica Microsystems Inc,USA)によって画像を分析し、SPOT Advancedソフトウェアプログラム(SPOTTM Diagnostic Instruments,Inc)を使用して定量化を行った。
ワクチン接種及びLCMV曝露:Villarrealら及びShedlockらにおいて前に記載されたように、マウスを、前脛骨筋の筋肉内注射(i.m.)により1回免疫化した。ワクチン接種の直後に同じ部位でCELLECTRA適応性定電流電気穿孔デバイス(Inovio Pharmaceuticals)を用いてインビボ電気穿孔を行った。マウス(n=5)を、11μgのISG15構築物を含む、もしくは含まない10μgのpVAX1または10μgのpLCMV−NPのいずれかで免疫化した。すべての研究を少なくとも3回繰り返した。致死的曝露研究に関して、Shedlock 2013らにおいて前に記載されたように、マウスを30μlのウイルス希釈剤(20%FBS及び1×Anti−Anti(Invitrogen,Carlsbad,CA)を含むPBS中40×LD50のLCMV Armstrongにi.c.曝露した。LCMVに曝露されたすべてのマウスをBSL−2施設に収容し、21日間毎日観察した。
ELISPOTアッセイ:Villarrealら及びShedlockらにおいて前に記載されたように、ワクチン誘導性応答を監視するために、免疫化の21日後に脾臓を採取した。Villarrealら及びShedlockらにおいて前に記載されたように、脾臓を採取し加工した後、IFN−γ ELISpotアッセイを行って、免疫化マウスからの抗原特異的サイトカイン分泌を決定した。
統計分析:感染またはワクチン接種により誘導された細胞性免疫応答の定量的データの比較のために、スチューデントt検定を適用した。統計的に有意な外れ値は、ROUT方法を適用することによりデータセットから除かれた。誤差棒はSEMを示し、すべての試験はPrism Software(La Jolla,CA)を使用して行った(NPと比較して、*,P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001)。ログランク(マンテル−コックス)検定によって生存曲線を分析した。
実施例8
自然免疫応答に対するISG15の作用
モデル病原体であるListeria monocytogenes(LM)に対する自然免疫応答におけるISG15の関連性を決定するために、野生型C57/BL6マウスにおけるLM感染後にISG15遺伝子発現を検査した。マウスを105LM CFUに感染させ感染させ、未感染マウスの群とともに、3日目の感染のピークで安楽死させた。脾臓を切除し、単一細胞懸濁液に加工し、RNAを抽出した。cDNAに変換した後、qPCR分析により、Isg15の発現について脾臓を評価した。骨髄由来マクロファージ(BMM)をM−CSFで分化し、LMに感染させた(n=3/群)。未感染対照とともに、感染後8時間後及び16時間後にBMMを溶解し、RNA抽出のために加工した。cDNA変換後、BMMを、Isg15遺伝子発現についてそのE1活性化酵素であるUbel1lの遺伝子とともに評価した。105LM CFUに感染させた野生型(n=4)及びISG15−/−マウス(n=5)を感染後の3日目に安楽死させ、血清を回収して、ISG15 ELISAにより分泌されたISG15タンパク質のレベルを評価した。BMMをLMに感染させ、続いて感染の1時間後にイソ型対照またはIFN−β遮断抗体で処理した(n=3/群)。実験の終わりに、BMMを溶解し、mRNAを抽出し、cDNAに変換し、qPCR分析によりIsg15遺伝子発現を評価した。野生型(n=4)及びISG15−/−(n=5)マウスは、104CFUのLM単独でi.p.感染されるか、またはLM感染の2日後に150μgのポリ(I:C)をi.p.投与された(n=3/群)。すべてのマウスを感染の4日後に安楽死させ、脾臓を切除し、単一細胞懸濁液に加工した。懸濁液を系列希釈し、脾臓当たりのコロニー形成単位(CFU)を決定するために、BHIストレプトマイシン寒天プレート上に播いた。野生型及びISG15−/−マウス(n=3/群)を104CFUのLMでi.p.感染させ、感染後の1日目、3日目、及び5日目に安楽死させた。感染マウスから脾臓及び肝臓を切除し、単一細胞懸濁液に加工した。懸濁液を系列希釈し、器官当たりのコロニー形成単位(CFU)を決定するために、BHIストレプトマイシン寒天プレート上に播いた。各マウスの脾臓及び肝臓からのLM CFUを付加することにより、全細菌負荷を決定した。LM感染の感受性が用量依存性であるかを決定するために、WT及びISG15−/−マウス(n=5/群)をLM CFUの対数範囲の用量でi.p.感染させた。感染後の4日目に、脾臓及び肝臓を摘出し、単一細胞懸濁液に加工し、系列希釈し、BHIストレプトマイシン寒天プレート上に播いた。対数範囲の用量で感染させた後のWT及びISG15−/−の脾臓におけるLM CFUを描写する散布図を準備した。対数範囲の用量で感染させた後のWT及びISG15−/−の肝臓におけるLM CFUを描写する散布図も準備した。野生型(n=5/群)及びISG15−/−マウス(n=3/群)を105CFUのLMでi.p.感染させ、感染後の3日目の感染のピークで安楽死させた。脾臓を切除し、単一細胞懸濁液に加工し、RNAを抽出した。cDNAに変換した後、炎症促進性サイトカイン遺伝子Ifngの発現について脾臓を評価した。IFN−γの産生及び分泌は、感染後の3日目の感染のピークで105CFUのLMに感染させたWT及びISG15−/−マウス(n=5/群)からの血清のELISA分析により確認された。血清中のIFN−γタンパク質の量はタンパク質標品を用いて計算された。*,P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001。
自然免疫応答に対するISG15の作用
モデル病原体であるListeria monocytogenes(LM)に対する自然免疫応答におけるISG15の関連性を決定するために、野生型C57/BL6マウスにおけるLM感染後にISG15遺伝子発現を検査した。マウスを105LM CFUに感染させ感染させ、未感染マウスの群とともに、3日目の感染のピークで安楽死させた。脾臓を切除し、単一細胞懸濁液に加工し、RNAを抽出した。cDNAに変換した後、qPCR分析により、Isg15の発現について脾臓を評価した。骨髄由来マクロファージ(BMM)をM−CSFで分化し、LMに感染させた(n=3/群)。未感染対照とともに、感染後8時間後及び16時間後にBMMを溶解し、RNA抽出のために加工した。cDNA変換後、BMMを、Isg15遺伝子発現についてそのE1活性化酵素であるUbel1lの遺伝子とともに評価した。105LM CFUに感染させた野生型(n=4)及びISG15−/−マウス(n=5)を感染後の3日目に安楽死させ、血清を回収して、ISG15 ELISAにより分泌されたISG15タンパク質のレベルを評価した。BMMをLMに感染させ、続いて感染の1時間後にイソ型対照またはIFN−β遮断抗体で処理した(n=3/群)。実験の終わりに、BMMを溶解し、mRNAを抽出し、cDNAに変換し、qPCR分析によりIsg15遺伝子発現を評価した。野生型(n=4)及びISG15−/−(n=5)マウスは、104CFUのLM単独でi.p.感染されるか、またはLM感染の2日後に150μgのポリ(I:C)をi.p.投与された(n=3/群)。すべてのマウスを感染の4日後に安楽死させ、脾臓を切除し、単一細胞懸濁液に加工した。懸濁液を系列希釈し、脾臓当たりのコロニー形成単位(CFU)を決定するために、BHIストレプトマイシン寒天プレート上に播いた。野生型及びISG15−/−マウス(n=3/群)を104CFUのLMでi.p.感染させ、感染後の1日目、3日目、及び5日目に安楽死させた。感染マウスから脾臓及び肝臓を切除し、単一細胞懸濁液に加工した。懸濁液を系列希釈し、器官当たりのコロニー形成単位(CFU)を決定するために、BHIストレプトマイシン寒天プレート上に播いた。各マウスの脾臓及び肝臓からのLM CFUを付加することにより、全細菌負荷を決定した。LM感染の感受性が用量依存性であるかを決定するために、WT及びISG15−/−マウス(n=5/群)をLM CFUの対数範囲の用量でi.p.感染させた。感染後の4日目に、脾臓及び肝臓を摘出し、単一細胞懸濁液に加工し、系列希釈し、BHIストレプトマイシン寒天プレート上に播いた。対数範囲の用量で感染させた後のWT及びISG15−/−の脾臓におけるLM CFUを描写する散布図を準備した。対数範囲の用量で感染させた後のWT及びISG15−/−の肝臓におけるLM CFUを描写する散布図も準備した。野生型(n=5/群)及びISG15−/−マウス(n=3/群)を105CFUのLMでi.p.感染させ、感染後の3日目の感染のピークで安楽死させた。脾臓を切除し、単一細胞懸濁液に加工し、RNAを抽出した。cDNAに変換した後、炎症促進性サイトカイン遺伝子Ifngの発現について脾臓を評価した。IFN−γの産生及び分泌は、感染後の3日目の感染のピークで105CFUのLMに感染させたWT及びISG15−/−マウス(n=5/群)からの血清のELISA分析により確認された。血清中のIFN−γタンパク質の量はタンパク質標品を用いて計算された。*,P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001。
Isg15 mRNA発現は、3日目の感染のピークで顕著に誘導され、未感染対照マウスと比較して、感染の主要部位である脾臓において100倍高いIsg15の発現を有した。LMによる骨髄由来マクロファージ(BMM)の感染もIsg15及びISG15 E1抱合酵素Ube1Lをコードする遺伝子の一時的な誘導をもたらした。更に、分泌されたISG15タンパク質がLM感染のピークで感染WTマウスの血清において検出されたが、ISG15−/−対照において検出されなかった。IFN−βの抗体媒介遮断はLM感染BMMにおいてIsg15誘導を顕著に弱めたため、LM感染中のIsg15の発現はI型IFN依存であった(図1D)。これらのデータは、ISG15経路がLM感染中に誘導され、I型IFNの産生に依存することを示唆する。ウイルス感染とは対照的に、I型IFNは、LMに対する自然及び獲得応答の両方を損なうことによって、リステリア症を含むある特定の細菌感染を悪化させる。ISG15がリステリア症のI型IFN悪化を媒介するかを決定するために、ISG15−/−マウスをLMに感染させ、dsRNA模倣分子ポリ(I:C)を投与することによりI型IFNを誘導した。意外にも、ISG15はリステリア症のI型IFN媒介悪化に必要ではなく、2つの独立した実験は、ISG15−/−マウスがLM感染に更により感受性であり得ることを示唆した。LMに対する自然免疫におけるISG15の役割が経時変化感染で更に探求された。感染後の1日目に、ISG15−/−マウスは、大幅に減少した細菌負荷により示されるように、LMでの急性感染により耐性であった。しかしながら、細菌負荷は3日目の感染のピークでISG15−/−マウスにおいて大幅に上昇し、それらの野生型対応物とは対照的に、続いて上がり続けた。以前の研究がLMに対して用量依存性感受性を示したように、この結果が初期の感染用量にのみ関連性があるかどうか、次に104CFUを調べた。WT及びISG15−/−マウスを103CFU〜105CFUのLMの対数範囲の感染用量で感染させた。最低用量のLM(103CFU)を受容したWTマウスの脾臓において、40%のみのマウスにリステリア症の兆候があった。しかしながら、80%のISG15−/−マウスがそれらの脾臓において検出可能なレベルのLMを有した。類似する結果が最低用量を受容した後のWT及びISG15−/−の肝臓において観察され、それぞれ20%及び100%のマウスがリステリア症を示した。ISG15−/−マウスの脾臓及び肝臓の両方において、リステリア症の大幅な増加がより高い開始用量でも観察された。NK細胞数は類似したが(図1I)、ISG15−/−マウスにおける急性LM感染に対する感受性の増加は、大幅に低下した脾臓ifngの発現及びIFN−γ(LM感染のクリアランスにおける必須炎症促進性サイトカイン)の血清レベルと相関した。
実施例9
獲得免疫応答に対するISG15の作用
LM病原性はLMに対する獲得免疫と逆相関することが前に報告されたため、ISG15欠損がLMに対する獲得免疫応答を損なうかどうかを調べた。野生型(WT)及びISG15−/−マウスを、103CFUの弱毒化LM株DPL−4029で前感染させて、または前感染させずに、105CFUのLMにi.p.感染させた。ホルボール12−ミリステート13−アセテート(PMA)(50ng/mL)及びイオノマイシン(800ng/mL)で刺激した、または刺激しないLM感染WT及びISG15−/−マウスからのLLO特異的IFNγ産生脾臓CD4+T細胞を特定し分析した。LMに対する自然応答及び獲得応答中の脾臓CD8+T細胞数及び脾臓CD4+T細胞を特定し分析した。WT及びISG15−/−マウスのマウス、脾臓、及び肝臓における全LM細菌負荷を分析した。LMに対する自然応答及び獲得応答中の脾臓骨髄細胞を特定し分析した。骨髄細胞の割合はCD11chiであり、脾細胞の全体的な割合はLM感染中従来のDCである。WT及びISG15−/−脾臓は1ugのLPSで6時間刺激され、DC成熟に関連するマーカーの表面発現は、CD86、CD80、ならびにCD80及びCD86の同時発現の発現に関してフローサイトメトリーにより評価された。*,P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001,****,P<0.0001。
獲得免疫応答に対するISG15の作用
LM病原性はLMに対する獲得免疫と逆相関することが前に報告されたため、ISG15欠損がLMに対する獲得免疫応答を損なうかどうかを調べた。野生型(WT)及びISG15−/−マウスを、103CFUの弱毒化LM株DPL−4029で前感染させて、または前感染させずに、105CFUのLMにi.p.感染させた。ホルボール12−ミリステート13−アセテート(PMA)(50ng/mL)及びイオノマイシン(800ng/mL)で刺激した、または刺激しないLM感染WT及びISG15−/−マウスからのLLO特異的IFNγ産生脾臓CD4+T細胞を特定し分析した。LMに対する自然応答及び獲得応答中の脾臓CD8+T細胞数及び脾臓CD4+T細胞を特定し分析した。WT及びISG15−/−マウスのマウス、脾臓、及び肝臓における全LM細菌負荷を分析した。LMに対する自然応答及び獲得応答中の脾臓骨髄細胞を特定し分析した。骨髄細胞の割合はCD11chiであり、脾細胞の全体的な割合はLM感染中従来のDCである。WT及びISG15−/−脾臓は1ugのLPSで6時間刺激され、DC成熟に関連するマーカーの表面発現は、CD86、CD80、ならびにCD80及びCD86の同時発現の発現に関してフローサイトメトリーにより評価された。*,P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001,****,P<0.0001。
LMの高度に弱毒化した株(DPL−4029)で前感染した後、WT及びISG15−/−マウスをLMの病原性10403S株に曝露し、感染後の5日目に獲得免疫の発達を評価した。ISG15−/−マウスは、LM曝露後、類似する数のLLO特異的脾臓CD4+T細胞を生成した。加えて、脾臓CD4+及びCD8+細胞の全体的な数は、WTとISG15−/−マウスとの間で比較可能であった。しかしながら、ISG15−/−マウスは、全体的な細菌負荷が評価されたとき、LMに対する応答に対してあまり効果的でない獲得免疫を開始するように見えた。興味深いことに、脾臓T細胞数に一致して、前に感染させたマウスにおける脾臓LM細菌負荷はISG15−/−とWTマウスとの間で比較可能であったため、これらの欠損は組織特異的であった。しかしながら、前に感染させたISG15−/−マウスにおける肝臓細菌負荷は、前に感染させたWTマウスよりも約100倍大きかった(図2G)。この結果は、ISG15が肝臓免疫特権に関与する可能性があることを示唆するが、他の要因も作用している可能性がある。より多くの数の骨髄細胞がISG15−/−マウスの脾臓において観察されたが、肝臓に対する堅固なT細胞応答の誘導を容易する通常の樹状細胞が大幅に少なかったため、LMに対する獲得免疫応答の変化は、骨髄コンパートメントにおいて観察された欠損によるものであり得る。更に、LPSによる脾臓樹状細胞の刺激は、共刺激分子CD80及びCD86の表面レベルの低下により示されるように、ISG15の欠損が樹状細胞の成熟を損なうことを明らかにした。これらの結果は、ISG15が抗原提示細胞数及び機能を増大させることにより、T細胞媒介獲得免疫を促進する祭に重要であり得ることを示唆する。
実施例10
免疫応答を増大するアジュバントとしてのISG15の作用
これらの観察されたISG15の免疫調節特性が免疫特権部位に対する応答を強化するように治療に活用できるかを決定するために、T細胞媒介免疫を増大するDNAワクチンアジュバントとしてそれを送達することにより、野生型マウスにおいてISG15の過剰発現を誘導した。293 T細胞におけるISG15の発現はウエスタンブロット分析により検査された。タンパク質は抗ISG15 mAbにより検出され、ISG15の発現は免疫蛍光顕微鏡を介して検出された。3T3細胞における空pVAX及びpVAX−mISG15のトランスフェクション後のISG15の分泌は、馴化培地のELISAを介して確認された。B6マウス(n=5/群)をISG15で、またはそれなしで1回免疫化した。21日後、マウスを屠殺し、ワクチン誘導性免疫応答を監視するために、脾臓を加工した。電気穿孔を介したIM免疫化に使用されるとき、ISG15と組み合わせて、LCMV DbNP396−404抗原(NP396)に対する抗原特異的免疫応答を検出するために、IFN−γ ELISpotを行った。多機能性CD8+T細胞サイトカインプロファイルの割合を決定するために、マルチパラメータフローサイトメトリーを使用した。NP特異的CD8+T細胞の割合は、サイトカインを分泌する、シングルポジティブ CD8+T細胞のトリプル、ダブルとして表された。円グラフが生成され、各サイトカイン亜集団の相対的比率を示す。マウス(n=10/群)を、ISG15アジュバントを含む、もしくは含まない、10ugの空ベクター対照プラスミド(pVAX)または10ugのLCMV−NPを用いて、EPを使用してIMで1回免疫化した。ワクチン接種後の21日目に、40×LD50 LCMVでマウスを頭蓋内曝露し、動物の生存を分析した。独立した実験において少なくとも3回実験を行った。*,P<0.05;**,P<0.01,****,P<0.0001。
免疫応答を増大するアジュバントとしてのISG15の作用
これらの観察されたISG15の免疫調節特性が免疫特権部位に対する応答を強化するように治療に活用できるかを決定するために、T細胞媒介免疫を増大するDNAワクチンアジュバントとしてそれを送達することにより、野生型マウスにおいてISG15の過剰発現を誘導した。293 T細胞におけるISG15の発現はウエスタンブロット分析により検査された。タンパク質は抗ISG15 mAbにより検出され、ISG15の発現は免疫蛍光顕微鏡を介して検出された。3T3細胞における空pVAX及びpVAX−mISG15のトランスフェクション後のISG15の分泌は、馴化培地のELISAを介して確認された。B6マウス(n=5/群)をISG15で、またはそれなしで1回免疫化した。21日後、マウスを屠殺し、ワクチン誘導性免疫応答を監視するために、脾臓を加工した。電気穿孔を介したIM免疫化に使用されるとき、ISG15と組み合わせて、LCMV DbNP396−404抗原(NP396)に対する抗原特異的免疫応答を検出するために、IFN−γ ELISpotを行った。多機能性CD8+T細胞サイトカインプロファイルの割合を決定するために、マルチパラメータフローサイトメトリーを使用した。NP特異的CD8+T細胞の割合は、サイトカインを分泌する、シングルポジティブ CD8+T細胞のトリプル、ダブルとして表された。円グラフが生成され、各サイトカイン亜集団の相対的比率を示す。マウス(n=10/群)を、ISG15アジュバントを含む、もしくは含まない、10ugの空ベクター対照プラスミド(pVAX)または10ugのLCMV−NPを用いて、EPを使用してIMで1回免疫化した。ワクチン接種後の21日目に、40×LD50 LCMVでマウスを頭蓋内曝露し、動物の生存を分析した。独立した実験において少なくとも3回実験を行った。*,P<0.05;**,P<0.01,****,P<0.0001。
インビボ哺乳類ISG15発現DNAプラスミドを開発した。簡潔に、CMVプロモーターの制御下で、及びIgEリーダー配列とともに、マウスISG15遺伝子をpVAX哺乳類発現ベクターにクローン化して、分泌させた。293T細胞にpVAX−mISG15をトランスフェクトした後、ウエスタンブロット分析及び蛍光顕微鏡により決定されるように、細胞は細胞内マウスISG15を良好に発現した。前に記載したように、ISG15タンパク質は、核染色DAPIによる共局在により決定されたように、細胞質及び核の両方に見られた(図3C)。IgEリーダー配列の包含により、pVAX−mISG15を用いたトランスフェクションは、空ベクターをトランスフェクトされた細胞と比較して、pVAX−mISG15トランスフェクトされた3T3細胞からのマウスISG15の培養上清内への良好な分泌ももたらした。ISG15がCD8+T細胞媒介免疫を増大するように治療に活用できるかを決定するために、ISG15に関連性がない、頭蓋内(i.c.)リンパ性脈絡髄膜炎ウイルス(LMCV)感染モデルである感染モデルで更なる研究を行った。LCMV感染モデルは、感染マウスの脳に対するCD8+T細胞応答を研究するための確立されたモデルである。したがって、ISG15により駆動されたCD8+T細胞応答を特徴付けるために、mISG15を発現するプラスミドとともに、またはそれなしで、LCMV構造タンパク質NPを発現するプラスミドをマウス群に筋肉内投与した。mISG15とともに投与されたNPワクチンを受容したマウスは、pVAX−NPまたは空pVAXプラスミド単独を受容したマウスよりも大幅に多いDbNP396−40(NP396)特異的IFN−γスポット形成細胞(SFC)を生成した。更に、mISG15とともに投与されたNPワクチンは、抗原のみを発現するベクターを受容したマウスと比較して、大幅に高い割合のNP特異的多機能性CD8+T細胞を誘導した。観察したmISG15のアジュバンド作用が生存に影響を及ぼしたかを決定するために、ワクチン接種した21日後に、致死頭蓋内用量(40×LD50)のLCMV Armstrong株にマウスを曝露した。致死LCMV感染に対する劇的な生存の増加が、NP抗原のみを受容した群と比較して、mISG15及びNPワクチン群において観察された(図3G)。総合すると、これらのデータは、mISG15が免疫特権部位に対してさえも高度に効果的な抗原特異CD8+T細胞応答を活性化する免疫アジュバントとして作用し得ることを示す。
実施例7〜10の研究は、ISG15が細菌病原体LMに対する自然免疫に関与することが見出されたため、免疫におけるISG15の拡大した役割を支持する。更に、ISG15の欠損は脾臓LM特異的T細胞応答の形成を妨害しないが、保護性獲得免疫は、後のLM曝露後のISG15−/−マウスの肝臓においては明らかではない。加えて、ISG15−/−マウスからの脾臓DCは成熟マーカーの発現を低下させ、WTマウスによるISG15の過剰発現は、病原体特異的CD8+T細胞応答を増大し、致死頭蓋内LCMV曝露に対する生存を増加させることができた。実施例7〜10は、自然抗細菌免疫の重要なメディエータ及び獲得免疫の強力なアクティベータとしてのISG15を示す。
上記の詳細な説明及び付随する実施例は、単に例示であり、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によってのみ定義される本発明の範囲に対する制限であると解釈されるべきではないことを理解されたい。
開示される実施形態に対する様々な変更及び修正は、当業者には明白であろう。限定されないが、本発明の化学構造、置換基、誘導体、中間体、合成、組成物、製剤、または使用方法に関連するものを含むかかる変更及び修正は、その主旨及び範囲から逸脱することなく行うことができる。
完全性の理由から、本発明の様々な態様を以下の番号を付けた条項に記載する。
条項1.抗原及びISG15を含む、ワクチン。
条項2.ISG15が、配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号1に記載のヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列、配列番号9に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、及び配列番号9に記載のヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされる、条項1に記載のワクチン。
条項3.ISG15が、配列番号1に記載のヌクレオチド配列によってコードされる、条項2に記載のワクチン。
条項4.ISG15が、配列番号3に記載のヌクレオチド配列によってコードされる、条項2に記載のワクチン。
条項5.ISG15が、配列番号5に記載のヌクレオチド配列によってコードされる、条項2に記載のワクチン。
条項6.ISG15が、配列番号7に記載のヌクレオチド配列によってコードされる、条項2に記載のワクチン。
条項7.ISG15が、配列番号9に記載のヌクレオチド配列によってコードされる、条項2に記載のワクチン。
条項8.前記抗原が、第1の核酸によってコードされ、ISG15が、第2の核酸によってコードされる、条項1に記載のワクチン。
条項9.前記抗原が、ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)抗原、インフルエンザ抗原、Plasmodium falciparum抗原、Mycobacterium tuberculosis抗原、リンパ性脈絡髄膜炎(LCMV)抗原、及びこれらの断片からなる群から選択される、条項1に記載のワクチン。
条項10.前記HPV抗原が、HPV16 E6抗原、HPV16 E7抗原、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、条項9に記載のワクチン。
条項11.前記HIV抗原が、Env A、Env B、Env C、Env D、B Nef−Rev、Gag、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、条項9に記載のワクチン。
条項12.前記インフルエンザ抗原が、H1 HA、H2 HA、H3 HA、H5 HA、BHA抗原、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、条項9に記載のワクチン。
条項13.前記Plasmodium falciparum抗原が、サーカムスポロゾイト(CS)抗原を含む、条項9に記載のワクチン。
条項14.前記Mycobacterium tuberculosis抗原が、Ag85A、Ag85B、EsxA、EsxB、EsxC、EsxD、EsxE、EsxF、EsxH、EsxO、EsxQ、EsxR、EsxS、EsxT、EsxU、EsxV、EsxW、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、条項9に記載のワクチン。
条項15.前記LCMV抗原が、核タンパク質(NP)、糖タンパク質(GP)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、条項9に記載のワクチン。
条項16.薬学的に許容される賦形剤を更に含む、条項1に記載のワクチン。
条項17.前記第2の核酸が、発現ベクターを更に含む、条項8に記載のワクチン。
条項18.免疫応答の増強を必要とする対象にそれを行うための方法であって、条項1または2に記載のワクチンを前記対象に投与することを含む、前記方法。
条項19.前記ワクチンの投与が、電気穿孔を含む、条項18に記載の方法。
条項20.前記対象における前記免疫応答が、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、少なくとも約2倍増強される、条項18に記載の方法。
条項21.前記対象における前記免疫応答が、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、少なくとも約4倍増強される、条項20に記載の方法。
条項22.前記対象における前記免疫応答を増強することは、前記対象における細胞性免疫応答を増強することを含む、条項21に記載の方法。
条項23.癌の治療を必要とする対象にそれを行うための方法であって、条項1または2に記載のワクチンを前記対象に投与することを含む、前記方法。
条項24.ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、前記対象における腫瘍サイズを少なくとも10%縮小させることを更に含む、条項23に記載の方法。
条項25.ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、前記対象における腫瘍退縮を少なくとも10%増加させることを更に含む、条項23に記載の方法。
条項26.前記癌が、HPV関連癌、HBV関連癌、卵巣癌、前立腺癌、乳癌、脳癌、頭頸部癌、咽喉癌、肺癌、肝臓癌、膵臓癌、腎臓癌、骨癌、メラノーマ、転移性癌、hTERT関連癌、FAP抗原関連癌、非小細胞肺癌、血液癌、食道扁平上皮癌、子宮頸癌、膀胱癌、結腸直腸癌、胃癌(gastric cancer)、肛門癌、滑膜細胞腫、精巣癌、再発性呼吸器乳頭腫症、皮膚癌、神経膠芽腫、肝細胞癌、胃癌(stomach cancer)、急性骨髄性白血病、トリプルネガティブ乳癌、及び原発性皮膚T細胞リンパ腫からなる群から選択される、条項23に記載の方法。
条項27.前記癌が、前記HPV関連癌である、条項23に記載の方法。
条項28.配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号1に記載のヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列、配列番号9に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号9に記載のヌクレオチド配列、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1つ以上のヌクレオチド配列を含む、核酸分子。
条項29.前記核酸分子が、プラスミドである、条項28に記載の核酸分子。
条項30.前記核酸分子が、1つ以上のプラスミドである、条項28に記載の核酸分子。
条項31.配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、または配列番号9のうちの1つによってコードされる抗原ペプチドを更に含む、条項8に記載のワクチン。
条項32.配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、または配列番号10のうちの1つによってコードされるISG15ペプチドを更に含む、条項31に記載のワクチン。
Claims (32)
- 抗原及びISG15を含む、ワクチン。
- ISG15が、配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号1に記載のヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列、配列番号9に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、及び配列番号9に記載のヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされる、請求項1に記載のワクチン。
- ISG15が、配列番号1に記載のヌクレオチド配列によってコードされる、請求項2に記載のワクチン。
- ISG15が、配列番号3に記載のヌクレオチド配列によってコードされる、請求項2に記載のワクチン。
- ISG15が、配列番号5に記載のヌクレオチド配列によってコードされる、請求項2に記載のワクチン。
- ISG15が、配列番号7に記載のヌクレオチド配列によってコードされる、請求項2に記載のワクチン。
- ISG15が、配列番号9に記載のヌクレオチド配列によってコードされる、請求項2に記載のワクチン。
- 前記抗原が、第1の核酸によってコードされ、ISG15が、第2の核酸によってコードされる、請求項1に記載のワクチン。
- 前記抗原が、ヒトパピローマウイルス(HPV)抗原、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)抗原、インフルエンザ抗原、Plasmodium falciparum抗原、Mycobacterium tuberculosis抗原、リンパ性脈絡髄膜炎(LCMV)抗原、及びこれらの断片からなる群から選択される、請求項1に記載のワクチン。
- 前記HPV抗原が、HPV16 E6抗原、HPV16 E7抗原、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項9に記載のワクチン。
- 前記HIV抗原が、Env A、Env B、Env C、Env D、B Nef−Rev、Gag、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項9に記載のワクチン。
- 前記インフルエンザ抗原が、H1 HA、H2 HA、H3 HA、H5 HA、BHA抗原、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項9に記載のワクチン。
- 前記Plasmodium falciparum抗原が、サーカムスポロゾイト(CS)抗原を含む、請求項9に記載のワクチン。
- 前記Mycobacterium tuberculosis抗原が、Ag85A、Ag85B、EsxA、EsxB、EsxC、EsxD、EsxE、EsxF、EsxH、EsxO、EsxQ、EsxR、EsxS、EsxT、EsxU、EsxV、EsxW、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項9に記載のワクチン。
- 前記LCMV抗原が、核タンパク質(NP)、糖タンパク質(GP)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項9に記載のワクチン。
- 薬学的に許容される賦形剤を更に含む、請求項1に記載のワクチン。
- 前記第2の核酸が、発現ベクターを更に含む、請求項8に記載のワクチン。
- 免疫応答の増強を必要とする対象にそれを行うための方法であって、請求項1または2に記載のワクチンを前記対象に投与することを含む、前記方法。
- 前記ワクチンの投与が、電気穿孔を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記対象における前記免疫応答が、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、少なくとも約2倍増強される、請求項18に記載の方法。
- 前記対象における前記免疫応答が、ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、少なくとも約4倍増強される、請求項20に記載の方法。
- 前記対象における前記免疫応答を増強することは、前記対象における細胞性免疫応答を増強することを含む、請求項21に記載の方法。
- 癌の治療を必要とする対象にそれを行うための方法であって、請求項1または2に記載のワクチンを前記対象に投与することを含む、前記方法。
- ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、前記対象における腫瘍サイズを少なくとも10%縮小させることを更に含む、請求項23に記載の方法。
- ISG15を含まないワクチンの投与と比較して、前記対象における腫瘍退縮を少なくとも10%増加させることを更に含む、請求項23に記載の方法。
- 前記癌が、HPV関連癌、HBV関連癌、卵巣癌、前立腺癌、乳癌、脳癌、頭頸部癌、咽喉癌、肺癌、肝臓癌、膵臓癌、腎臓癌、骨癌、メラノーマ、転移性癌、hTERT関連癌、FAP抗原関連癌、非小細胞肺癌、血液癌、食道扁平上皮癌、子宮頸癌、膀胱癌、結腸直腸癌、胃癌(gastric cancer)、肛門癌、滑膜細胞腫、精巣癌、再発性呼吸器乳頭腫症、皮膚癌、神経膠芽腫、肝細胞癌、胃癌(stomach cancer)、急性骨髄性白血病、トリプルネガティブ乳癌、及び原発性皮膚T細胞リンパ腫からなる群から選択される、請求項23に記載の方法。
- 前記癌が、前記HPV関連癌である、請求項23に記載の方法。
- 配列番号1に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号1に記載のヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号3に記載のヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号5に記載のヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号7に記載のヌクレオチド配列、配列番号9に記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約95%の同一性を有するヌクレオチド配列、配列番号9に記載のヌクレオチド配列、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1つ以上のヌクレオチド配列を含む、核酸分子。
- 前記核酸分子が、プラスミドである、請求項28に記載の核酸分子。
- 前記核酸分子が、1つ以上のプラスミドである、請求項28に記載の核酸分子。
- 配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、または配列番号9のうちの1つによってコードされる抗原ペプチドを更に含む、請求項8に記載のワクチン。
- 配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、または配列番号10のうちの1つによってコードされるISG15ペプチドを更に含む、請求項31に記載のワクチン。
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