JP2020524710A - 免疫応答の抗原特異的リダイレクターとしてのキメラウイルス様粒子およびその使用 - Google Patents

免疫応答の抗原特異的リダイレクターとしてのキメラウイルス様粒子およびその使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、パピローマウイルス(PV)L1タンパク質またはL1/L2タンパク質を含むポリペプチドおよびヒト病原体由来のCD8+T細胞エピトープを含む標的ペプチドから組み立てられたキメラウイルス様粒子(VLP)に関する。本発明はまた、免疫応答の抗原特異的リダイレクターとしてキメラVLPを使用する方法に関する。【選択図】図1

Description

本出願は、2018年5月25日出願の特許出願第62/676,566号および2017年6月23日出願の特許出願第62/524,308号(その全体が本明細書中で参考として援用される)の優先権の利益を主張する。
発明の分野
本発明は、パピローマウイルス(PV)L1タンパク質またはL1/L2タンパク質を含み、ヒト病原体(複数可)に由来するCD8+T細胞エピトープ含有ペプチド(複数可)を含むキメラポリペプチドから組み立てられたキメラウイルス様粒子(VLP)、かかるキメラVLPを含む組成物、ならびに癌の処置のための自然免疫および適応免疫の両方の再指向および刺激におけるキメラVLPの治療的使用に関する。
背景
国立がん研究所によれば、総癌死亡率は、減少し続けている:総癌発生率は、男性では減少しており、女性では一定である。すべてではないが、ほとんどの一般的な癌の5年生存率も改善されている。それにもかかわらず、2017年には、米国のみで1,688,780例が新たに癌と診断され、癌死亡者数は600,920人に達すると推定される。
細胞傷害性CD8+Tリンパ球(細胞傷害性Tリンパ球、またはCTLと呼ばれることが多い)は、癌細胞を選択的に死滅させることができるので、腫瘍関連抗原に基づいた抗原特異的免疫療法は、腫瘍を制御するための有望な方法論として追求されている。免疫系を刺激し、腫瘍細胞を特異的に標的にして排除するためにかかる免疫療法が使用されてきた。かかる免疫治療は、非特異的な自己免疫がなく標的特異的であり、かつ潜在的に毒性が低いという点で魅力的である。それらはまた、手術、放射線療法、化学療法と比較して、侵襲性または外傷性が低いとみなされている。しかし、腫瘍関連抗原に基づいた癌ワクチンは、臨床的免疫原性、免疫寛容、および臨床成績が不良であるので、今日までの成功率は限られている。さらに、かかる方法は典型的には、腫瘍を特異的に標的にするために腫瘍関連抗原の同定を必要とする。さらに、腫瘍微小環境が、T細胞の癌細胞死滅を阻害し得る免疫抑制因子(例えば、チェックポイント(CP)タンパク質、例えば、PD−1/PD−L1、CTLA−4/(B7−1/B7−2)、CD86、GITR、LAG3、VISTA、TIGIT、およびCD137L)を含み得ると認識されつつある。CPタンパク質は、抗原指示免疫療法によって誘導される免疫応答の誘導期またはエフェクター期のいずれかを損なうことができる。かかる免疫抑制を克服するために、免疫CP阻害剤を使用してCPタンパク質を遮断し、腫瘍微小環境内の損なわれた腫瘍抗原特異的T細胞を救出し、それらがよりよく癌細胞を死滅させることができるようになってきている。革新的ではあるが、CP阻害剤が有効であるためには抗腫瘍特異的免疫応答の存在が必要であるので、CP阻害剤の奏効率はせいぜい約30%である。したがって、腫瘍の成長、進行、および転移を阻害するために、既存の強力で耐久性のあるT細胞応答を生成または活用する組成物および方法が依然として必要である。
発明の簡単な説明
本発明は、パピローマウイルス(PV)L1タンパク質、組換えPVL1タンパク質、またはPVL1タンパク質およびL2タンパク質を含むポリペプチドから組み立てられたキメラウイルス様粒子(VLP)に関する。本発明のキメラVLPはまた、標的ペプチド(複数可)を含む。本明細書中で定義される標的ペプチドは、既存の記憶CD8+T細胞によって認識されるT細胞エピトープを含む。本発明の1つの実施形態では、本発明のキメラVLPは、表面に表示された標的ペプチド(複数可)を含む。いくつかの実施形態では、標的ペプチドは、VLPの表面に付着または抱合されており、いくつかの実施形態では、標的ペプチドは、標的ペプチドが組み立てられたVLPの表面に表示されるように、L1またはL2タンパク質中に組換えによって挿入されている。標的ペプチドは、別のヒト病原体由来のT細胞エピトープを含み、いくつかの実施形態では、標的ペプチドはパピローマウイルスのペプチドではない。いくつかの実施形態では、標的ペプチドは、マウスE7エピトープ(aa49〜57)を含まない。本発明はまた、本発明のキメラVLPを含む組成物、および癌の処置におけるキメラVLPの使用方法に関する。
本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、ヒト病原体、例えば、ウイルス、細菌、真菌、または寄生虫に由来し、腫瘍関連抗原ではない。ウイルスには、ワクシニアウイルス、水痘帯状疱疹ウイルス、アデノウイルス、アルボウイルス、エプスタイン・バーウイルス、コロナウイルス、サイトメガロウイルス、コクサッキーウイルス、帯状疱疹ウイルス、風疹、肝炎ウイルス(例えば、A型肝炎ウイルスまたはB型肝炎ウイルス、またはC型肝炎ウイルス)、単純ヘルペスウイルス1型または2型、JCウイルス、A型またはB型インフルエンザ、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、パラインフルエンザウイルス、ポリオウイルス、痘瘡(天然痘)ウイルス、狂犬病ウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、ライノウイルス、ロタウイルス、デングウイルス、エボラウイルス、ウエストナイルウイルス、黄熱病ウイルス、またはジカウイルスが含まれるが、これらに限定されない。
本発明の1つの態様では、VLPは、パピローマウイルス科の任意のメンバーのL1タンパク質から組み立てられている。本発明の1つの態様では、パピローマL1タンパク質は、動物パピローマウイルス(例えば、コットンラビットPV、マウスPV、またはウシPV)またはヒトPV(HPV)(例えば、HPV16、HPV18、HPV5、HPV31など)のL1タンパク質である。本発明の1つの態様では、パピローマL1タンパク質は、ウシ(BPV)またはHPVのL1タンパク質である。本発明の1つの態様では、VLPはRG1−VLPである。RG1−VLPは、HPV16L1のDE−表面ループ内でHPV16L2アミノ酸17〜36(RG1エピトープ)を提示するように改変されたHPV16L1タンパク質から組み立てられている(Schellenbacher et al.2013 J.Invest Dermatol;133(12):2706−2713;Slupetzky et al.,2007 Vaccine 25:2001−10;Kondo et al.2008 J.Med.Virol 80;841−6;Schellenbacher et al.2009 J.Virol 83:10085−95;Caldeira et al.2010 Vaccine 28:4384−93)。
本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、VLPに付着している。本発明の1つの態様では、標的ペプチドのN末端またはC末端のいずれかは、VLP表面上のアミノ酸残基に抱合されている。表面残基は、例えば、システイン、リジン、またはアルギニンであり得る。ペプチドのタンパク質への抱合方法は、当該分野で多数公知である(例えば、Bioconjugate Techniques,3rd Edition(2013)Author,Greg T.Hermanson、Ionescu et al.Journal of Pharmaceutical Sciences,Jan 2006,95(1):70−79、およびJones et al.,Journal of the American Chemical Society,2012,134:1847−1852(すべて、かかる方法の開示のために、本明細書中で参考として援用される)を参照のこと)。
本発明の1つの態様では、VLPを、パピローマウイルスL1タンパク質またはL1タンパク質およびL2タンパク質から組み立て、次いで、VLPのキャプシド様正二十面体構造を保持しながらVLP中のシステイン残基のスルフヒドリル基へのジスルフィド結合を還元するのに十分な還元条件下に供し、標的ペプチドを、ジスルフィド結合またはマレイミド結合を介してスルフヒドリル基に抱合する。本発明の1つの実施形態では、システインは、VLPの表面上に存在する。本発明の1つの態様では、標的ペプチドを、VLPのL1タンパク質のシステインのスルフヒドリル(sulfhydyl)基に抱合する。本発明の1つの態様では、標的ペプチドを、VLPのL2タンパク質のシステインのスルフヒドリル(sulfhydyl)基に抱合する。本発明の1つの態様では、システインは、多イオン性システイン配列、ポリカチオン性システイン配列、またはポリアニオン性システイン配列の一部ではない。本発明の1つの態様では、VLPを、パピローマウイルスL1タンパク質またはL1タンパク質およびL2タンパク質から組み立て、標的ペプチドを、ジスルフィド結合またはマレイミド結合を介して組み立てたVLPのシステインのスルフヒドリル基に抱合し、ここで、抱合反応を、窒素雰囲気下で行う。本発明の1つの実施形態では、システインは、VLPの表面上に存在する。
本発明の1つの態様では、VLPは、パピローマウイルスL1タンパク質、またはL1タンパク質およびL2タンパク質から組み立てられ、次いで、VLPのキャプシド様正二十面体構造を維持しながら塩基性pHの環境条件に供され、N末端にマレイミド基を有する標的ペプチドが、1−4付加反応を介してVLPのリジン残基上の第一級アミンおよび/またはアルギニン残基上のグアニジル基に抱合されている。本発明の1つの実施形態では、リジンおよび/またはアルギニンは、VLPの表面上に存在する。
本発明の1つの態様では、VLPは、パピローマウイルスL1タンパク質、またはL1タンパク質およびL2タンパク質から組み立てられ、次いで、VLPのキャプシド様正二十面体構造を維持しながら塩基性pHの環境条件に供され、そのN末端にジ−ブロモマレイミド基またはジ−ヨードマレイミド基を有する標的ペプチドが、1−4付加反応を介してVLPのリジン残基上の第一級アミン基および/またはアルギニン残基上のグアニジル基に抱合されている。本発明の1つの実施形態では、リジンおよび/またはアルギニンは、VLPの表面上に存在する。
本発明の1つの態様では、VLPは、パピローマウイルスL1タンパク質、またはL1タンパク質およびL2タンパク質から組み立てられ、次いで、VLPのキャプシド様正二十面体構造を維持しながら塩基性pHに対して生理学的な環境条件に供され、C末端にN−ヒドロキシスクシンイミドエステル基を有するN保護された標的ペプチドが、アミド形成を介してVLP上のリジン残基上の第一級アミン基および/またはアルギニン残基上のグアニジル基に抱合されている。本発明の1つの実施形態では、リジンおよび/またはアルギニンは、VLPの表面上に存在する。
本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、PVL1タンパク質のループ(例えば、BC、CD、DE、EF、FG、またはHIループ)に付着している。本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、HPVL1タンパク質のDEループ、H1ループ、またはヘリックスB4ループに付着している。本発明の1つの態様では、標的は、ヘリックスB4ループ(例えば、HPV16L1のアミノ酸430と433との間)に付着しているか、DEループ(例えば、ウシPV(BPV)のアミノ酸133/134間)、またはPV(HPVが含まれるが、これらに限定されない)の等価なアミノ酸136/137間に付着している。
本発明の1つの実施形態では、標的ペプチドまたはVLPのいずれかは、多イオン性システイン、ポリカチオン性システイン、またはポリアニオン性システイン(標的ペプチドがVLPとドッキングしてキメラVLPを形成するための配列)を含まない。本発明の1つの実施形態では、標的ペプチドおよびVLPのいずれも、多イオン性システイン、ポリカチオン性システイン、ポリアニオン性システイン(標的ペプチドがVLPとドッキングして本発明のキメラVLPを形成するための配列)を含まない。
標的ペプチドを、ジスルフィド結合を介してVLPに抱合することができる(Pejawar−Gaddy et al.Cancer Immunol Immunother(2010)59(11):1685−1696(その全体が本明細書中で参考として援用される)を参照のこと)。
本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、PVL1タンパク質のループ(例えば、PVL1タンパク質のBC、CD、DE、EF、FG、またはHIループ)中に組換えによって挿入されている。本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、HPVL1タンパク質のDEループまたはヘリックスB4ループ中に挿入されている。本発明の1つの態様では、標的は、HPV16L1のアミノ酸430と433との間のヘリックスB4ループ中に挿入されているか、ウシPV(BPV)のアミノ酸133/134の間、またはHPVの等価なアミノ酸136/137の間のDEループ中に挿入されている。
本発明の1つの態様では、荷電ペプチド(例えば、9つのグルタミン酸アミノ酸または9つのアルギニンアミノ酸は、PVL1タンパク質のループ中に組換えによって挿入されている。標的ペプチドは、ループ中の荷電ペプチドに抱合されている。ループは、例えば、PVL1タンパク質のBC、CD、DE、EF、FG、またはHIループであり得る。本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、HPVL1タンパク質のDEループまたはヘリックスB4ループ中の荷電ペプチドに抱合されている。本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、HPV16L1のアミノ酸430と433との間のヘリックスB4ループ中、またはウシPV(BPV)のアミノ酸133/134の間、もしくはHPVの等価なアミノ酸136/137の間のDEループ中に挿入された荷電ペプチドに抱合されている。
本発明の1つの態様では、VLPは、最初にパピローマウイルスL1タンパク質、またはL1およびL2タンパク質から組み立てられ、次いで、ヒト病原体由来のCD8+T細胞エピトープを含む標的ペプチドがVLPに付着されて、表面表示された標的ペプチドを有するキメラVLPを生成する。本発明の1つの態様では、標的ペプチドをL1またはL2タンパク質に付着させ、次いで、標的ペプチドが表面に表示されるようにVLPを組み立てる。標的ペプチドを、VLPのL1タンパク質もしくはL2タンパク質のいずれかまたはVLPのL1およびL2タンパク質の両方に付着させることができる。VLPへの標的ペプチドの付着は、ジスルフィド結合、マレイミド結合、またはアミド結合を介して標的ペプチドをVLPに抱合することによって行うことができる。
キメラVLPを、パピローマウイルスL1タンパク質またはL1およびL2タンパク質から組み換えによって生成し組み立てることもでき、ここで、L1タンパク質またはL2タンパク質は、標的ペプチドが組み立てられたVLPの表面に表示されるように、標的ペプチドが挿入されている。
本発明の1つの実施形態では、標的ペプチドは、リンカーによってVLPに付着している。本発明の1つの実施形態では、標的ペプチドは、CD8+T細胞エピトープおよびリンカーを含むか、これらから本質的になるか、これらからなる。本発明の1つの態様では、リンカーは、腫瘍細胞によって発現されるか腫瘍微小環境に存在する1つまたは複数の酵素によって認識および切断されるアミノ酸配列(複数可)を含む。切断部位(複数可)は、その部位(複数可)の切断が標的ペプチドからペプチドを放出させるような標的ペプチド中の位置にあってよく、ここで、放出されたペプチドは、CD8+T細胞エピトープを含むか、これから本質的になるか、これからなる。放出されたペプチドは、複合体が放出されたペプチドのCD8+T細胞エピトープに特異的な既存のCTLによって認識されCTLを活性化するようにMHCと結合することができる。酵素は、例えば、フューリン、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)(例えば、MMP1、2、3、7、8、9、11、13、14、または19)、ADAM(ディスインテグリンおよびメタロプロテイナーゼ)(例えば、ADAMS8、9、10、15、17、または28)、カテプシン(例えば、カテプシンB、D、D、G、またはH)、N.エラスターゼ、プロテイナーゼ−3、Azurocidin、またはADAMTS−1、またはヒト腫瘍細胞のプロテアソーム中の酵素であり得る。酵素切断部位は、例えば、RX−K/R−R(配列番号209)であってよく、式中、Xは、任意のアミノ酸、例えば、RVKR(配列番号210)またはMMP切断ペプチド基質、例えば、Glu−Pro−Cit−Gly−Hof−Tyr−Leu(配列番号211)、またはGly−Pro−Leu−Gly−Ile−Ala−Gly−Gln**(配列番号212)またはPro−Val−Gly−Leu−Ile−Gly(配列番号213)であり得る。本発明の1つの態様では、切断部位は、フューリン切断部位またはマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)切断部位ではない。本発明の1つの態様では、切断部位は、MMP1、2、3、7、8、9、11、13、14、または19、ADAM(ディスインテグリンおよびメタロプロテイナーゼ)(例えば、ADAMS8、9、10、15、17、または28)、カテプシン(例えば、カテプシンB、D、D、G、またはH)、N.エラスターゼ、プロテイナーゼ−3、Azurocidin、またはADAMTS−1のうちの1つまたは複数の切断部位ではない。本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、酵素切断部位を含まない。
本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、1つまたは複数のヒト病原体(例えば、寄生虫、細菌、またはウイルス)のCD8+T細胞エピトープを含む。
かかる病原体由来の標的ペプチドは、好ましくは、主要組織適合性遺伝子複合体(MHC)クラスI分子に結合するCD8+T細胞エピトープを含むものである。MHCクラスI分子は、例えば、HLA−A、B、またはCファミリーのMHCクラスIであり得る。MHCクラスI分子は、例えば、表1または表2に列挙したMHCクラスI分子であり得る。MHCクラスI分子は、例えば、HLA−A02:01、HLA−A03:01/HLA−A11:01、HLA−A0201、HLA−A020101、HLA−A0203、HLA−A0206、HLA−A2、HLA−A2.1、またはHLA−A02であり得る。
本発明の1つの態様では、病原体は、ワクシニアウイルス、水痘帯状疱疹ウイルス、アデノウイルス、アルボウイルス、エプスタイン・バーウイルス、コロナウイルス、サイトメガロウイルス、コクサッキーウイルス、帯状疱疹ウイルス、単純ヘルペスウイルス1型または2型、JCウイルス、風疹ウイルス、肝炎ウイルス(例えば、A型肝炎ウイルスまたはB型肝炎ウイルスまたはC型肝炎ウイルス)、インフルエンザウイルス(A型またはB型)、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、パラインフルエンザウイルス、ポリオウイルス、痘瘡(天然痘)ウイルス、狂犬病ウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、ライノウイルス、ロタウイルス、デングウイルス、エボラウイルス、ウエストナイルウイルス、黄熱病ウイルス、またはジカウイルスを含むが、これらに限定されないウイルスである。CD8+T細胞エピトープは、ポリオウイルス、麻疹ウイルス、エプスタイン・バーウイルス、インフルエンザウイルス、サイトメガロウイルス(CMV)、または肝炎ウイルスに由来し得る。
本発明の1つの態様では、病原体は細菌である。かかる細菌の非限定的な例には、bordatella pertussis、chlamydia trachomatis、破傷風菌、diphtheria、インフルエンザ菌、menigicoccus、pneumococcus、コレラ菌、結核菌、BCG、typhoid、大腸菌、salmonella、Legionella pneumophila、rickettsias、Treponema pallidum pallidum、streptococcusのA群またはB群、肺炎連鎖球菌、炭疽菌、chostridium botulinum、Yersinia sp(例えば、yerisnia pestis)が含まれる。
本発明の1つの態様では、病原体は寄生虫である。かかる寄生虫の非限定的な例には、enamoeba histolytica、トキソプラズマ、trichinella sp.(例えば、旋毛虫)、trichomonas sp.(例えば、tricomnas vaginalis)、trypanosoma sp.(例えば、ガンビアトリパノソーマ)、ローデンシアトリパノソーマ、クルーズトリパノソーマ)が含まれる。
本発明はまた、腫瘍の成長、増殖、および転移を阻害するための本発明のキメラVLPおよび組成物の使用方法に関する。
本発明の1つの実施形態では、本明細書中に記載の本発明のキメラVLPは、標的ペプチドのCD8+T細胞エピトープを結合し表示できるMHC分子を有する抗原提示細胞の検出で、および標的ペプチドのCD8+T細胞エピトープを認識するCD8+T細胞の検出で使用される。例えば、既存の免疫応答を有する動物由来の脾細胞を、本発明のキメラVLPと共培養し、共培養した細胞を、例えば、当該分野で公知の免疫蛍光染色およびインターフェロン−γCD8+T細胞活性化アッセイを利用して、T細胞の再活性化について査定することができる。裸のVLP(すなわち、標的ペプチドを持たないVLP)を、ネガティブコントロールとして使用することができる。
本明細書中に記載の本発明の1つの態様は、種々の病原体に対する以前の感染および/またはワクチン接種によって付与された既存の免疫を活用することによって、腫瘍の成長および/または進行および/または転移を阻害する方法である。本明細書中に記載の方法は、大規模なヒト集団が種々の病原体に曝露されるか、免疫化されるという事実を利用している。さらに、後者に関して、その免疫化およびワクチン接種の記録にアクセス可能である。例えば、大規模な小児期のヒト集団は、種々の病原体に対する当該分野で周知のワクチンが積極的に接種されている。本明細書中に記載の方法では、当業者は、腫瘍を有する被験体のワクチン接種/免疫化歴または感染歴を容易に確認し次いで適切なキメラVLPを投与でき、それはそのワクチンに関連するT細胞エピトープを含む標的ペプチドを表示して被験体の既存のCD8+記憶T細胞を誘発する。
本発明の方法は、T細胞を特定の腫瘍に向けるための特異的腫瘍関連抗原を同定する必要がないので、既存の方法より有利である。したがって、本明細書中に記載の方法を、以前に病原体に対するワクチンが接種されていたか、病原体に感染していた被験体における全ての腫瘍に、腫瘍細胞が発現する腫瘍関連抗原と無関係に、その成長、進行、および転移を阻害するために、適用することができる。
本発明の1つの態様では、どのキメラVLP(複数可)を被験体に投与するかを決定するために、被験体が所与の病原体、例えば、ウイルス(例えば、a型インフルエンザウイルス、肝炎ウイルス、麻疹ウイルス、またはポリオウイルス)、細菌(例えば、meningicoccus)、真菌(例えば、鵞口瘡カンジダ)、または寄生虫に対するワクチンで能動免疫化されていたかどうかを確認する。次いで、被験体が免疫化されていた病原体由来のCD8+T細胞エピトープを含む標的ペプチドを含むキメラVLPを投与する。本発明の1つの態様では、どのVLP(複数可)を被験体に投与するのかを決定するために、被験体が所与の病原体、例えば、ウイルス(例えば、a型インフルエンザウイルス、肝炎ウイルス、麻疹ウイルス、またはポリオウイルス)、細菌(例えば、meningicoccus)、真菌(例えば、鵞口瘡カンジダ)、または寄生虫に天然に感染していたかどうかを確認する。次いで、かかる病原体由来のCD8+T細胞エピトープを含む標的ペプチドを含むキメラVLPを、被験体に投与する。CD8+T細胞エピトープは、MHCクラスI分子を結合するものである。特定のMHCクラスI分子に結合するCD8+T細胞エピトープの非限定的な例は、表1および表2に記載されている(Rickinson and Moss,Ann.Rev.Immunology(1997)15:405−431(本明細書中で参考として援用される)を参照のこと)。本明細書中に記載の方法はまた、どのMHCクラスI決定基(複数可)を被験体が発現するかを決定し、次いで、そのMHCクラスI決定基(複数可)と複合体を形成することが公知のCD8+T細胞エピトープを有する標的ペプチドを含むキメラVLPを投与することを含み得る。
本発明の1つの実施形態は、それを必要とする被験体における腫瘍の成長、進行、および/もしくは転移、または癌細胞の増殖を阻害するまたは予防するための方法であって、腫瘍の組織供給源を決定する工程、被験体が組織供給源への向性を有する病原体に対するワクチンを接種されていたかまたは前述の病原体に感染していたかどうかを決定する工程、および病原体のCD8+T細胞エピトープまたはワクチンの抗原成分を含むキメラVLPを被験体に投与する工程を含む、方法である。本発明の1つの態様では、キメラVLPを、MHCクラスI分子との複合体中のCD8+エピトープを認識するCD8+T細胞を刺激し腫瘍にそれらの細胞傷害活性を再指向させるのに十分な量で被験体に投与する。本発明の1つの態様では、キメラVLPを、腫瘍の成長、進行、および/または転移を阻害するのに十分な量で投与する。キメラVLPを、癌細胞の増殖を阻害し、かつ/または癌細胞のアポトーシスを誘導するのに十分な量で被験体に投与することもできる。
本発明の1つの実施形態は、それを必要とする被験体における腫瘍の成長、進行、および/もしくは転移または癌細胞の増殖を阻害するまたは予防するための方法であって、被験体が、腫瘍塊を有する組織への向性を有する病原体に対するワクチンを能動的に接種されていたかまたは前述の病原体に感染していたかどうかを決定すること、およびそれに対し被験体が免疫化されていた病原体のCD8+T細胞エピトープまたはワクチンの抗原成分を含むキメラVLPを被験体に投与することを含む、方法である。本発明の1つの態様では、キメラVLPを、腫瘍塊を有する組織中のCD8+T細胞(例えば、組織常在性記憶T細胞)を刺激し、MHCクラスI分子との複合体中のCD8+エピトープを認識し、かつ腫瘍にその細胞傷害活性を再指向するのに十分な量で被験体に投与する。本発明の1つの実施形態では、腫瘍塊および腫瘍が存在する組織は、異なる組織タイプである(例えば、肺組織での肺腫瘍転移または脳組織での肺腫瘍転移)。
本発明の1つの実施形態は、腫瘍の成長、進行、および/もしくは転移または癌細胞の増殖を処置するまたは予防するための方法であって、腫瘍を有する被験体が以前に病原体(例えば、寄生虫、細菌、またはウイルス、例えば、麻疹ウイルス、インフルエンザウイルス、肝炎ウイルス、またはポリオウイルスのうちの1つまたは複数)に対するワクチンを接種されていたかどうかを決定する工程、および、次いで、それに対して被験体がワクチン接種されていた病原体由来の表面表示標的ペプチドを含むキメラVLP(複数可)の有効量をかかる被験体に投与する工程を含む、方法である。標的ペプチドは、ワクチン中に含まれる抗原成分のCD8+T細胞エピトープを含む。本発明の方法の1つの実施形態は、腫瘍を有する被験体が以前に病原体(例えば、寄生虫、細菌、またはウイルス、例えば、麻疹ウイルス、インフルエンザウイルス、肝炎ウイルス、またはポリオウイルスのうちの1つまたは複数)に感染していたかどうかを決定する工程、および、次いで、かかる病原体に由来するCD8+T細胞エピトープを含む表面表示されたペプチドを含むキメラVLP(複数可)の有効量をかかる被験体に投与する工程を含む。キメラVLPを、腫瘍の成長、進行、および/または転移を阻害するのに十分な量で被験体に投与する。キメラVLPを、癌細胞の増殖を阻害し、かつ/または癌細胞のアポトーシスを誘導するのに十分な量で被験体に投与することもできる。この方法はさらに、予め選択された病原体に対するワクチンが接種されていた被験体が病原体に対する記憶T細胞(すなわち、病原体のCD8+T細胞エピトープを認識する既存のCTL)を有するかどうかを決定することを含み得る。被験体がかかるCTLを持たない場合、本方法はさらに、病原体に対するワクチンを被験体に再度接種するさらなる「追加免疫する」工程を含む。被験体が再度ワクチン接種された後、病原体のCD8+T細胞エピトープを含むキメラVLPを、腫瘍を結合するのに十分な量で投与し、それにより、CD8+T細胞特異的CTLを、キメラVPLが結合した腫瘍に再指向させる。所与のCD8+T細胞エピトープに特異的な活性化CTLについて被験体をアッセイする方法は、当該分野で周知である。
また、本発明の1つの実施形態は、ナイーブ被験体(すなわち、予め選択された病原体のエピトープに特異的な既存のCTLを持たない被験体)において腫瘍の成長、進行、および/もしくは転移、または癌細胞の増殖を阻害または予防するための方法である。ナイーブ被験体には、例えば、病原体に対するワクチンが事前に能動的に接種されていなかったか、病原体に対して天然に免疫化/曝露されていなかった被験体が含まれる。被験体の細胞を、予め選択された病原体のエピトープに特異的なCTLの存在についてアッセイすることもできる。被験体が病原体に対するワクチンを接種されていたか、または前述の病原体に暴露されていたかどうかを、例えば、被験体のワクチン接種記録を再調査するか、ワクチン接種または曝露されていたか、または特定の疾患に罹患していたかどうかを被験体に尋ねることによって決定することができる。本方法は、予め選択された病原体に対するワクチンを、それを必要とするナイーブ被験体に能動的に接種することを含む。被験体へのワクチン接種後、病原体のCD8+T細胞エピトープを表示する本発明のキメラVLPを、そのキメラVLPが腫瘍に結合するのに十分な量で被験体に投与し、それにより、CD8+T細胞エピトープ特異的CTLを、キメラVLPが結合した腫瘍細胞に再指向させる。CTLのキメラVLP結合腫瘍細胞への再指向により、腫瘍の成長、進行、および/もしくは転移または癌細胞の増殖が阻害または予防される。1つの実施形態では、キメラVLPの投与前にCTLを活性化させるために被験体にワクチン接種をした1週間後、2週間後、またはそれを超えた期間の後に、キメラVLPを被験体に投与する。本発明の1つの実施形態では、ナイーブ被験体に、予め選択された病原体に対するワクチンを接種し、次いで、被験体を、ワクチンのCD8+T細胞エピトープに特異的な活性化CTL細胞の存在についてモニタリングする。かかる活性化されたCTLが検出された後、CD8+T細胞エピトープを含むキメラVLPを被験体に投与する。キメラVLPを、腫瘍を結合しかつ、結合した腫瘍にキメラVLPのCD8+T細胞エピトープに特異的なCTLを指向させるのに十分な量で投与する。次いで、再指向されたCTLは、腫瘍の成長、進行、および/もしくは転移または癌細胞の増殖を阻害または予防する。ワクチンは、本明細書中に記載の任意の病原体(例えば、麻疹、ムンプス、水痘、またはB型肝炎)に対するものであり得る。
HPVキャプシド(VLPおよび偽ビリオン(psuedovirion)(PsV))が腫瘍向性を有し、腫瘍細胞(例えば、卵巣および肺の癌細胞を含む)を直接結合し感染することが報告されている。Kines et al.International Journal of Cancer(15 February 2016)138(4):901−911(本明細書中で参考として援用される)を参照のこと。Kinesは、かかる結合がヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)依存性であり得ることを報告している。理論に拘束されることを望まないが、本明細書中に記載のキメラVLPが腫瘍細胞に優先的に結合し(例えば、非腫瘍細胞よりも腫瘍細胞に結合する)、キメラVLPの存在が、浸潤性のCD8+T細胞を引きつける陽性の炎症促進性の腫瘍微小環境をもたらすことができると予想される。それと同時に、VLPは、以前のワクチン接種または感染に起因しかつ標的ペプチドのCD8+T細胞エピトープを認識する適応記憶T細胞によって応答を刺激することができる。これらの強力な応答が免疫寛容を迂回でき、この既存の免疫に対して腫瘍細胞を感受性にし、それにより、腫瘍の成長、進行、および転移を阻害すると予想される。
本明細書中に記載のキメラVLPまたはキメラVLPを含む組成物を、それを必要とする被験体に、静脈内、筋肉内、皮下、腹腔内、鼻腔内、眼内、皮内、腫瘍内、経粘膜、またはエアロゾルにて投与することができる。
本発明の別の実施形態では、本発明のキメラVLPを、別の抗癌治療(例えば、照射療法、化学療法、免疫療法、または手術)と併せて、腫瘍を有する被験体に投与する。例えば、キメラVLPを、チェックポイント阻害剤と併せて、腫瘍を有する被験体に投与する。当該分野で公知であり、本発明で有用であるチェックポイント阻害剤は、イプリムマブ(Yervoy(登録商標))、ペムブロリズマブ(Keytruda(登録商標))、およびニボルマブ(Opdivo(登録商標))、Atezolizumab(Tecentriq)、Avelumab(Bavencio)、Durvalumab(Imfinzi)を含むが、これらに限定されない。チェックポイント阻害剤の投与および投薬計画は、各チェックポイント阻害剤についての処方情報(本明細書中で参考として援用される)に記載されている。
化学療法剤は、当該分野で周知であり、アフリベルセプト、アスパラギナーゼ、ブレオマイシン、ブスルファン、カルムスチン、クロラムブシル、クラドリビン、シクロホスファミド、シタラビン、ダカルバジン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、エトポシド、フルダラビン、ゲムシタビン、ヒドロキシ尿素、イダルビシン、イフォスファミド、イリノテカン、ロムスチン、メクロレタミン、メルファラン、メルカプトプリン、メトトレキサート、マイトマイシン、ミトキサントロン、ペントスタチン、プロカルバジン、トポテカン、ビンブラスチン、ビンクリスチン、レチノイン酸、オキサリプラチン、カルボプラチン、5−フルオロウラシル、テニポシド、アムサクリン(amasacrine)、ドセタキセル、パクリタキセル、ビノレルビン、ボルテゾミブ、クロファラビン、カペシタビン、アクチノマイシンD、エピルビシン、ビンデシン、メトトレキサート、6−チオグアニン、ティピファニブ、イマチニブ、エルロチニブ、ソラフェニブ、スニチニブ、ダサチニブ、ニロチニブ、ラパチニブ、ゲフィチニブ、テムシロリムス、エベロリムス、ラパマイシン、ボスチニブ、パゾパニブ(pzopanib)、アキシチニブ、ネラチニブ、バタラニブ、パゾパニブ、ミドスタウリン、エンザスタウリン、トラスツズマブ、セツキシマブ、パニツムマブ、リツキシマブ、ベバシズマブ、マパツムマブ、コナツムマブ、およびレキサツムマブを含むが、これらに限定されない。かかる薬剤の使用方法も、当該分野で周知である。
また、本発明の実施形態は、本発明のキメラVLPおよび1つまたは複数の担体または賦形剤を含む薬学的に許容され得る組成物である。組成物は、例えば、単一のタイプのキメラVLPまたはキメラVLPの少なくとも2つが同一の標的ペプチドを含まない複数のキメラVLPを含み得る。
本発明の別の態様は、本発明のキメラVLPを含むキットである。キットは、被験体のワクチン接種/免疫化歴および/または感染歴を決定するため、かつキット中の適切なキメラVLPを被検体に投与するための説明書を含み得る。適切なキメラVLPは、それに対し被験体が能動的に免疫化されていた病原体または被験体が以前に感染していた病原体のCD8+T細胞エピトープを含む標的ペプチドを含む。説明書は、被験体によって発現されたか、被験体の人種の祖先に基づいて被験体によって発現されると予想されるMHCクラスI分子補体を決定し、キット中の適切なキメラVLPを被験体に投与するための説明書も含んでよく、ここで、適切なキメラVLPは、被験体によって発現されるか、発現されると予想されるMHCクラスI分子に結合する病原体のCD8+T細胞エピトープを含む。
図1は、本明細書中に記載の本発明の方法の1つの実施形態を示す。既存の免疫によって認識される免疫原性CD8+T細胞エピトープ(例えば、MMR、水痘、ポリオ)を含む標的ペプチドを有するキメラVLPは、免疫寛容が迂回されるように腫瘍細胞に選択的に結合し、既存の免疫がキメラVLPを結合する腫瘍を制御するために使用される:被験体は小児期に複数の承認ワクチンを接種されており、それらは強力な免疫を生じる(T細胞応答および抗体応答の両方)(白色ドット)(I);成人期に被験体が不運にも癌を発症すると、被験体のワクチン接種歴を査定し、それに対し被験体がワクチン接種されていた病原体のCD8+T細胞エピトープを含む本発明のキメラVLP(複数可)を被験体に投与する(III);刺激された既存のCD8+T細胞、免疫応答の呼び戻しが、キメラVLPに結合していた腫瘍を攻撃するように再指向され(III)、癌の成長、進行、および/または転移の阻害をもたらす(IV)。1つの実施形態では、CTLエピトープはさらに、腫瘍が存在する目的の臓器への天然の組織向性を有するウイルスに由来し得る。 図2は、空の非抱合VLP(50nM)と比較して、抱合したVLP(60〜70nM)がわずかに大きいことを示すTEMを示す。 図3は、インフルエンザウイルス、B型肝炎ウイルス、麻疹ウイルス、および水痘ウイルス由来のエピトープに抱合したHPV16RG−1 VLP(左のパネル)または野生型HPV16L1 VLP(右のパネル)のSDS PAGE分析を示す。 図4は、腫瘍細胞へのVLP結合のフローサイトメトリー分析の結果を示す。細胞集団の移動は、試験した全ての細胞株へのVLP結合を実証している。上の行は、種々の腫瘍細胞株への空のHPV16 RG−1 VLPの結合の結果を示し、下の行は、L1ループのうちの1つに組み換えによって挿入されたペプチドを有するウシ乳頭腫ウイルス(BPV)VLPの結果を示す)。 図5は、標的ペプチドを含むキメラVLPのフローサイトメトリー分析の結果を示す。結果は、キメラVLPの腫瘍結合能力が、VLP表面上にペプチドを抱合することによって損なわれないことを実証している。 図6は、表面CD8および細胞内IFN−γの染色後のフローサイトメトリー分析によって査定したOT−1特異的CTL活性化を実証している。 図7は、表面CD8および細胞内IFN−γの染色後のフローサイトメトリー分析によって査定したE7特異的CTL活性化を実証している。 図8は、ID8/luc生細胞によるルシフェラーゼ発現に基づいた生物発光画像化の結果を示す。これらの細胞は典型的には、OVA特異的CD8+T細胞によって認識されない。結果は、AIR−VLP(OVA標的ペプチドを含むキメラVLP)とのインキュベーションにより、腫瘍細胞がOVA特異的CD8+T細胞によって認識されるようになるが、空の非抱合VLPでは認識されないことを実証している。AIR−VLPとのインキュベーションは、発光活性の著しい減少によって実証されるように、OVA特異的CD8+Tの殺細胞によって媒介される腫瘍細胞死の最大量をもたらした。 図9は、ID8/luc生細胞によるルシフェラーゼ発現に基づく生物発光画像化の結果を示す。これらの細胞は典型的には、E7aa49−57特異的CTLによって認識されない。ID8/luc腫瘍細胞を、0.3μg/mlの空の非抱合VLPまたはキメラVLP−R−E7(マウスH2−DB拘束HPV16−E7エピトープ(aa49〜57)(腫瘍関連抗原)に抱合したウシパピローマウイルスVLP)で処置し、次いで、E7aa49−57特異的CTLとインキュベートした。著しく低いルシフェラーゼ活性が、キメラVLP−R−E7で処置しE7特異的CTLとインキュベートしたID8腫瘍細胞で観察され、これは、処置後のID8腫瘍細胞の生存度が著しく低下したことを示す。
発明の詳細な説明
パピローマウイルスは、小型で二本鎖の環状DNA腫瘍ウイルスである。パピローマウイルスビリオンのシェルは、L1主要キャプシドタンパク質およびL2マイナーキャプシドタンパク質を含む。真核生物または原核生物の発現系におけるL1タンパク質のみまたはL2タンパク質との組み合わせの発現により、キャプソメアおよびVLPが組み立てられることが公知である。本明細書中で使用される場合、用語「キャプソメア」は、パピローマウイルスL1ポリペプチド(全長L1タンパク質およびそのフラグメントを含む)の五量体アセンブリを意味することが意図される。未変性L1キャプシドタンパク質は、分子間ジスルフィド結合を介して自己組み立てされて五量体(キャプソメア)を形成する。
パピローマウイルスビリオンは、72のL1タンパク質の五量体(キャプソメア)を含む。Trus et al.,4 Nat.Struct.Biol.413−20(1997)。L1タンパク質は、真核細胞内で発現されたときに未変性ビリオンと形態学的に識別可能なキャプシド様構造を自己組み立てすることができる。Buck et al.,82 J.Virol.5190−97(2008)およびRoy et al.,4 Hum.Vaccin.5−12(2008)(共に本明細書中で参考として援用される)を参照のこと。L1単量体は、12のβ−ストランド、6つのループ(BC、CD、DE、EF、FG、HI)、および5つのヘリックス(H1〜H5)を含む。ループの大部分がキャプシド外面に向かって高度に露呈され、これらの領域での本明細書中に記載の、例えば、ジスルフィド結合、マレイミド結合による、「クリック」ケミストリーによる、または多イオン性ドッキング部位への結合によるこれらのループの1つへの標的ペプチドの付着により、標的ペプチドがVLPの外面上に表示されるであろう。
本発明の1つの実施形態は、パピローマウイルス(PV)L1タンパク質、またはPVL1およびPVL2タンパク質、ならびに表面表示標的ペプチドを含むキメラVLPである。標的ペプチドは、ヒト病原体のCD8+T細胞エピトープを含むか、これらから本質的になるか、これらからなり、ここで、CD8+T細胞エピトープは腫瘍関連抗原ではない。本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、VLPのシステインの還元スルフヒドリル基(sulhydryl group)に抱合されており、任意選択的に、システインは、多イオン性システイン配列、ポリカチオン性システイン配列、ポリアニオン性システイン配列の一部ではない。VLPは、パピローマL1およびL2タンパク質の両方を含み得る。標的ペプチドを、ジスルフィド結合またはマレイミド結合を介してL1タンパク質および/またはL2タンパク質の還元スルフヒドリル基(sulhydryl group)(複数可)に抱合することができる。本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、アミド結合を介してVLPのリジンおよび/またはアルギニンに抱合されている。
本明細書中で使用される場合、用語「ウイルス様粒子」または「VLP」は、キャプソメアのより高次のアセンブリから構成された粒子を指す。VLPは、非感染性および非複製性であるが、未変性パピローマウイルスビリオンと形態学的に類似している。かかるより高次のアセンブリの一例は、完全な(72キャプソメア)または実質的に完全な空のパピローマウイルスキャプシドの外観を有する粒子であり、それは直径が約50〜約60nmであり、T=7の正二十面体構造を有する。かかるより高次のアセンブリの別の例は、直径約30〜約35nmの粒子であり、それは未変性パピローマウイルスビリオンのサイズより小さく、T=1構造(12キャプソメアを含む)を有する。本発明の目的のために、キャプソメアの他のより高次のアセンブリも、用語VLPに含まれることが意図される。ある実施形態では、VLPは、L1タンパク質もしくはポリペプチドまたはL2タンパク質もしくはポリペプチドが由来する未変性パピローマウイルスの高次構造のエピトープを複製することができる。本発明のヒトパピローマウイルスVLPおよびキャプソメアの組み立ておよび形成の方法は、当該分野で周知である。例えば、米国特許第6,165,471号、同第6,153,201号、および同第9,149,503号、ならびにWO94/020137号(これらの全ての全体が、本明細書中で参考として援用される)を参照のこと。
本発明は、キメラパピローマウイルスVLP、キメラVLPを含む組成物、キメラVLPの作製方法、および腫瘍処置におけるキメラVLPの使用に関する。本発明のキメラパピローマウイルスVLPは、標的ペプチドを含む。いくつかの実施形態では、標的ペプチドは、CD8+T細胞エピトープを含むか、CD8+T細胞エピトープから本質的になるか、CD8+T細胞エピトープからなる。いくつかの実施形態では、標的ペプチドは、CD8+T細胞エピトープおよび標的ペプチドをVLPに付着させるためのリンカーを含むか、これらから本質的になるか、これらからなる。リンカーは、VLPからCD8+T細胞エピトープを放出させるための酵素切断部位を含み得る。本発明の1つの態様では、CD8+T細胞エピトープは、ヒト病原体(例えば、寄生虫、真菌、細菌、またはウイルス)のCD8+T細胞エピトープである。ウイルスの非限定的な例は、ワクシニアウイルス、水痘帯状疱疹ウイルス、帯状疱疹ウイルス、風疹、肝炎ウイルス(例えば、A型肝炎ウイルスまたはB型肝炎ウイルスまたはC型肝炎ウイルス)、インフルエンザ(例えば、A型またはB型)、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、ポリオウイルス、痘瘡(天然痘)ウイルス、狂犬病ウイルス、デングウイルス、エボラウイルス、ウエストナイルウイルス、黄熱病ウイルス、またはジカウイルスを含む。
細菌の非限定的な例は、bordatella pertussis、chlamydia trachomatis、破傷風菌、diphtheria、インフルエンザ菌、menigicoccus、pneumococcus、コレラ菌、結核菌、BCG、typhoid、大腸菌、salmonella、Legionella pneumophila、rickettsias、Treponema pallidum pallidum、streptococcusのA群またはB群、肺炎連鎖球菌、炭疽菌、chostridium botulinum、Yersinia sp(例えば、yerisnia pestis)を含む。
寄生虫の非限定的な例は、enamoeba histolytica、トキソプラズマ、trichinella sp.(例えば、旋毛虫)、trichomonas sp.(例えば、tricomnas vaginalis)、trypanosoma sp.(例えば、ガンビアトリパノソーマ、ローデンシアトリパノソーマ、クルーズトリパノソーマ)、またはplasmodium(例えば、plamodium falciparium、三日熱マラリア原虫、または四日熱マラリア原虫)を含む。
本発明の1つの態様では、CD8+T細胞エピトープは、ポリオウイルス、麻疹ウイルス、エプスタイン・バーウイルス、A型インフルエンザウイルスまたはサイトメガロウイルス(CMV)またはB型肝炎ウイルスのCD8+T細胞エピトープである。本発明の1つの態様では、CD8+T細胞エピトープは、表1に記載のT細胞エピトープである。本発明の1つの態様では、CD8+T細胞エピトープは、以下である:
KLWESPQEI(配列番号6)、
YVYDHSGEAVK(配列番号15)、
FLPSDFFPSV(配列番号69)、
FLLTRILTI(配列番号70)、
WLSLLVPFV(配列番号71)、
GLSRYVARL(配列番号72)、
FLLSLGIHL(配列番号73)、
(K)GILGFVFTL(T)(V)(配列番号217)、
KLSTRGVQIASNEN(配列番号125)、
RGLQRRRFVQNALNGNG(配列番号131)、
FMYSDFHFI(配列番号136)、
NLVPMVATV(配列番号151)、
VAIIEVDNEQPTTRAQKL(配列番号152)、
TRAQKLFAMWRITYKDTV(配列番号153)、
GACVAIIEVDNEQPTTRAQKLFAMWRITYKDTVQLRRKL(配列番号154)の任意の9量体配列、
SVRDRLARL(配列番号167)、
LLDRVRFMGV(配列番号217)、
CLGGLLTMV(配列番号196)、または
GLCTLVAML(配列番号143)。
SLPRSRTPI(配列番号218)または
SAPLPSNRV(配列番号219)。
本発明の1つの態様では、標的ペプチドのCD8+T細胞エピトープは、MHCクラスI分子に結合する。MHCクラスI分子は、HLA−A、B、Cファミリーに由来し得る。MHCクラスI分子は、表1または表2に列挙したMHCクラスI分子であり得る。MHCクラスI分子は、例えば、HLA−A02:01、HLA−A03:01、HLA−A11:01、HLA−A0201、HLA−A020101、HLA−A0203、HLA−A0206、HLA−A2、HLA−A2.1、またはHLA−A02であり得る。
本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、約8アミノ酸長〜約50アミノ酸長、または約8アミノ酸長〜約45アミノ酸長、または約8アミノ酸長〜約40アミノ酸長、約8アミノ酸長〜約35アミノ酸長、または約8アミノ酸長〜約30アミノ酸長、約8アミノ酸長〜約25アミノ酸長、約8アミノ酸長〜約20アミノ酸長、約8アミノ酸長〜約15アミノ酸長である。本発明の1つの態様では、標的ペプチドは、約13アミノ酸長〜約50アミノ酸長、または約13アミノ酸長〜約45アミノ酸長、または約13アミノ酸長〜約40アミノ酸長、約13アミノ酸長〜約35アミノ酸長、または約13アミノ酸長〜約30アミノ酸長、約13アミノ酸長〜約25アミノ酸長、約13アミノ酸長〜約20アミノ酸長、約13アミノ酸長〜約15アミノ酸長である。本発明の1つの態様では、CD8+T細胞エピトープは、例えば、8、9、10、11、12、13、14、15、16、または17アミノ酸長であり得る。
本発明の1つの実施形態では、キメラパピローマウイルスVLPは、L1ポリペプチドおよび標的ペプチドを含む。他の実施形態では、キメラVLPは、L1ポリペプチドおよびL2ポリペプチドおよび標的ペプチドを含み得る。L1ポリペプチドは、全長L1タンパク質またはL1ポリペプチド断片であり得る。特定の実施形態では、全長L1タンパク質またはL1ポリペプチド断片は、VLP組み立て適合性であり;すなわち、L1ポリペプチドは自己組み立てされて、より高次のアセンブリに自己組み立てする適格性のあるキャプソメアを形成し、それにより、VLPを形成する。より具体的な実施形態では、VLPは、完全に組み立てられたパピローマウイルスキャプシド(約50nmの構造)を含み、72のキャプソメアまたは360コピーのL1タンパク質から構成される。
L1配列は、今日までに同定されている実質的に全てのパピローマウイルス遺伝子型で知られており、これらのL1配列またはフラグメントのいずれかを、本発明で使用することができる。L1ポリペプチドの例は、全長L1ポリペプチド(例えば、HPV16L1ポリペプチド、配列番号205)、未変性C末端を欠くL1短縮物、未変性N末端を欠くL1短縮物、および内部ドメインを欠くL1短縮物を含むが、これらに限定されない。Conway et al.,88(4)J.Dental Res.307−17(2009);Chen et al.,5 Mol.Cell.557−67(2000);およびPaintsil et al.,223(1)Virology 238−44(1996)(その全体が本明細書中で参考として援用される)を参照のこと。LIタンパク質は、例えば、改変L1タンパク質(例えば、HPV16L2アミノ酸17〜36(RG1エピトープ)がHPV16L1のDE−表面ループ内に挿入された改変HPV16L1タンパク質)であり得る(Schellenbacher et al.2013 J.Invest Dermatol;133(12):2706−2713;Slupetzky et al.,2007 Vaccine 25:2001−10;Kondo et al.2008 J.Med.Virol 80;841−6;Schellenbacher et al.2009 J.Virol 83:10085−95;Caldeira et al.2010 Vaccine 28:4384−93)。
L2ポリペプチドは、全長L2タンパク質またはL2ポリペプチド断片であり得る。L2配列は、今日までに同定されている実質的に全てのパピローマウイルス遺伝子型で知られており、これらのL2配列またはフラグメントのいずれかを、本発明で使用することができる。L2ポリペプチドの例は、全長L2ポリペプチド(例えば、HPV16L2ポリペプチド、配列番号207)、未変性C末端を欠くL2短縮物、未変性N末端を欠くL2短縮物、および内部ドメインを欠くL2短縮物を含まれるが、これらに限定されない。
パピローマウイルスVLPを、任意の動物パピローマウイルス由来のL1および任意選択的なL2ポリペプチド、またはその誘導体もしくはフラグメントを使用して形成することができる。したがって、ヒト、ウシ、ウマ、ヒツジ、ブタ、シカ、イヌ、ネコ、げっ歯類、ウサギなどのパピローマウイルスの任意の公知の(または、以後、同定された)L1および任意選択的なL2配列を、本発明のVLPまたはキャプソメアを調製するために使用することができる。パピローマウイルス遺伝子型およびその関係性のほぼ完全なリストについては、de Villiers et al.,Virology 324:17−27(2004)(本明細書中で参考として援用される)を参照のこと。
ある実施形態では、VLPを形成するために使用されるL1および任意選択的なL2ポリペプチドは、HPV−6、HPV−11、HPV−16、およびHPV−18以外の非ヒトパピローマウイルスまたはヒトパピローマウイルスの遺伝子型に由来する。例えば、L1および/またはL2タンパク質は、HPV1、2、3、4、5、6、8、9、15、17、23、27、31、33、35、38、39、45、51、52、58、66、68、70、76、または92に由来し得る。
特定の実施形態では、キメラVLP(L1ポリペプチドまたはL1およびL2ポリペプチドのいずれを含む場合でも)は、正電荷アミノ酸領域を含む標的ペプチドに結合することができる負電荷アミノ酸領域を表面露呈領域上に含む。さらなる実施形態では、負電荷アミノ酸領域は、片側または両側が、1つまたは複数のシステイン残基(ポリアニオン性システイン、または、より詳細には、ポリグルタミン酸:システインまたはポリアスパラギン酸:システインと呼ばれる)に隣接し得る。そのような場合、VLPおよび標的ペプチドの抱合は、VLPの相補アミノ酸電荷と標的ペプチドの間の非共有結合およびシステイン間のジスルフィド結合に起因するであろう。他の実施形態では、システイン(複数可)は、任意の二次/三次構造によって荷電アミノ酸領域がシステイン(複数可)に近接するような荷電アミノ酸領域から離れた1つまたは複数のアミノ酸である。例えば、2014年2月20日公開の米国特許出願公開第2014/0050753号(その全体が本明細書中で参考として援用される)を参照のこと。本発明の1つの実施形態では、標的ペプチドは、CD8+T細胞エピトープ(例えば、表1または表2のCD8+T細胞エピトープ)および相補多イオン性システイン配列を含むVLPに標的ペプチドを付着させるための多イオン性システインから構成される。本発明の1つの実施形態では、標的ペプチドは、CD8+T細胞エピトープおよび相補多イオン性システイン配列を含むVLPに標的ペプチドを付着させるための多イオン性システインおよび末端システインとCD8+T細胞エピトープの間に存在する酵素切断部位を含むか、これらから本質的になるか、これらからなる。本発明の1つの実施形態では、標的ペプチドは、末端システイン、CD8+T細胞エピトープ(例えば、表1または表2のCD8+T細胞エピトープ)、および末端システインとCD8+T細胞エピトープの間に存在する酵素切断部位を含むか、これらから本質的になるか、これらからなる。
キメラVLPの産生で使用できる負電荷アミノ酸は、例えば、グルタミン酸およびアスパラギン酸を含む。これらのアミノ酸を、単独で(例えば、ポリグルタミン酸)または組み合わせて使用できる。1つの具体的な実施形態では、領域は、グルタミン酸を含む。負電荷アミノ酸数は変化する可能性があり、約4〜約20アミノ酸、約6〜約18アミノ酸、および約8〜約16アミノ酸などを含み得る。1つの具体的な実施形態では、領域は、約8つの負電荷アミノ酸を含む。1つのさらに具体的な実施形態では、領域は、EEEEEEEEC(E8C)(配列番号214)を含む。別の実施形態では、領域は、CEEEEEEEEC(配列番号215)を含む。ジスルフィド結合を介してVLPに標的ペプチドを抱合する方法については、例えば、Pejawar−Gaddy et al.Cancer Immunol Immunother(2010)59(11):1685−1696(その全体が本明細書中で参考として援用される)を参照のこと。簡潔に述べれば、標的ペプチド上のポリアルギニン−システイン部分の存在が、L1粒子の種々のループに存在するポリアニオン性部位(EEEEEEEEC、E8C(配列番号214))へのペプチドのドッキングを可能にする。2つのシステイン残基間の共有結合性の架橋は、酸化条件下でこの会合を不可逆にするはずである。抱合反応について、精製されたHPV粒子を、抱合緩衝液(20mM Tris/HCl(pH7.5)、150mM NaCl、5%グリセロール、0.5mM CaCl2)中で透析し、次いで、ペプチドおよび酸化試薬を添加し、4℃で16時間反応を進行させる。インキュベーションの終了時に、反応混合物をサイズ排除カラム(SephadexG−100、Pharmacia、容積20ml、流速1ml/分、10mM Tris/HCl(pH7.4)、150mM NaCl、0.5mM CaCl)にアプライして、非抱合ペプチドを除去し、緩衝液を交換する。空隙容量中に溶出する抱合粒子を、SDS−PAGEでのL1タンパク質の存在によって同定する。抱合粒子を、電子顕微鏡法によって分析する。当業者は、日常的実験により、表面露呈領域(例えば、1つまたは複数のループ)中に多イオン性領域を含みかつVLP組み立てに適合性があるVLPを作出できる。
別の実施形態では、キメラパピローマウイルスVLPを、負電荷アミノ酸領域および1つまたは複数のシステイン(ポリアニオン性システイン)を含む標的ペプチドに結合できる正電荷アミノ酸領域および1つまたは複数のシステイン(ポリカチオン性システイン)を表面露呈領域上に含むように操作する。
特定の実施形態では、キメラVLPは、ポリアニオン性システインアミノ酸領域がL1ポリペプチドの1つまたは複数のループ(例えば、HIループ)に挿入されているL1ポリペプチド(例えば、全長)を含む。かかる領域を、例えば、特定のループ(対応するL1アミノ酸が欠失していない)をコードするアミノ酸配列中に挿入するか、ループ中に挿入しL1アミノ酸を置換するか、さらには特定のループ中に挿入しL1アミノ酸を部分的に欠失できる。特定の実施形態では、キメラVLPは、ポリアニオン性システインアミノ酸領域が挿入されたL2ポリペプチド(例えば、全長)を含む。挿入は対応するL2アミノ酸の欠失なしである、それが挿入されアミノ酸がL2ポリペプチドから欠失され得る。日常的実験を使用する当業者は、ポリアニオン性アミノ酸配列の置換についてキメラVLPを最適化して特定の標的ペプチドに適合できる。
あるいは、VLPへの標的ペプチドの付着のために、VLPのL1および/またはL2タンパク質を、目的の部位に少なくとも1つの第1の非天然アミノ酸(非天然のアミノ酸または非標準アミノ酸(nnAA)とも呼ばれる)を含むように改変することもでき、2つまたはそれを超える標的ペプチドを、少なくとも1つの第2の非天然アミノ酸を含むように改変することができ、ここで、第1の非天然アミノ酸は、第2の非天然アミノ酸と異なり、このアミノ酸と反応する。例えば、2016年7月21日公開の米国特許出願公開第2016/0206715号(本明細書中で参考として援用される)を参照のこと。1つの第1の非天然アミノ酸の例は、アジドホモアラニンである。第2の非天然アミノ酸の例は、プロパルギルオキシフェニルアラニンである。VLPのキャプシドタンパク質中に組み込まれるアジドホモアラニンのアジド官能基は、標的ペプチド中に組み込まれるプロパルギルオキシフェニルアラニンのアルキン官能基との(3+2)付加環化クリック反応に関与し、標的ペプチドへのVLPの架橋をもたらす。同一VLP内の他の非天然アミノ酸含有キャプシドタンパク質は、同様に(3+2)付加環化クリック反応に関与して、2つまたはそれを超える標的ペプチドを有するVLPを生成できる。別の実施形態では、キメラVLPは、標的ペプチドおよびCpGを表示できる。別の実施形態では、キメラVLPは、標的ペプチドおよび核酸または改変された核酸を表示できる。別の実施形態では、キメラVLPは、2つまたはそれを超える標的ペプチドおよびCpGを表示できる。1つの個別の実施形態では、キメラVLPは、2つまたはそれを超える標的ペプチドおよび核酸または改変された核酸を表示できる。
本発明の1つの実施形態では、VLPは、キャプシドモノマーサブユニットあたり少なくとも1つまたは少なくとも2つの非天然アミノ酸を含む。例えば、VLP中の非天然アミノ酸の総数の少なくとも1/20を使用して、標的ペプチドまたは核酸に付着させてキメラVLPを産生できる。別の実施形態では、VLP中の非天然アミノ酸の総数の約1/4を使用して標的ペプチドまたは核酸を付着させることができる。1つのさらなる実施形態では、VLP中の非天然アミノ酸の総数の約1/3を使用して、標的ペプチドまたは核酸を付着させることができる。さらに別の実施形態では、VLP中の非天然アミノ酸の総数の約1/2を使用して、標的ペプチドまたは核酸を付着させることができる。
本発明の1つの態様では、VLPは、パピローマウイルスL1タンパク質またはL1タンパク質およびL2タンパク質から組み立てられ、次いで、VLPのキャプシド様正二十面体構造を維持しながらVLPの表面上のシステイン残基のスルフヒドリル基を還元するのに十分な還元条件に供され、標的ペプチドは、ジスルフィド結合またはマレイミド結合を介してスルフヒドリル基に抱合される。本発明の1つの実施形態では、システインは、VLPの表面上に存在する。本発明の1つの態様では、VLPは、パピローマウイルスL1タンパク質またはL1タンパク質およびL2タンパク質から組み立てられ、標的ペプチドは、ジスルフィド結合またはマレイミド結合を介してシステインのスルフヒドリル基に抱合され、ここで、抱合反応を、窒素雰囲気下で行う。本発明の1つの実施形態では、システインは、VLPの表面上に存在する。
本発明の1つの態様では、VLPは、パピローマウイルスL1タンパク質、またはL1タンパク質およびL2タンパク質から組み立てられ、次いで、VLPのキャプシド様正二十面体構造を維持しながら塩基性pHの環境条件に供され、N末端のマレイミド基を有する標的ペプチドが、1−4付加反応を介してVLPのリジン残基上の第一級アミンおよび/またはアルギニン残基上のグアニジル基に抱合される。本発明の1つの実施形態では、リジンおよび/またはアルギニンは、VLPの表面上に存在する。
本発明の1つの態様では、VLPは、パピローマウイルスL1タンパク質、またはL1タンパク質およびL2タンパク質から組み立てられ、次いで、VLPのキャプシド様正二十面体構造を維持しながら塩基性pHの環境条件に供され、そのN末端にジ−ブロモマレイミド基またはジ−ヨードマレイミド基を有する標的ペプチドが、1−4付加反応を介してVLPのリジン残基上の第一級アミン基および/またはアルギニン残基上のグアニジル基に抱合される。本発明の1つの実施形態では、リジンおよび/またはアルギニンは、VLPの表面上に存在する。
本発明の1つの態様では、VLPは、パピローマウイルスL1タンパク質、またはL1タンパク質およびL2タンパク質から組み立てられ、次いで、VLPのキャプシド様正二十面体構造を維持しながら塩基性pHの環境条件に供され、C末端にN−ヒドロキシスクシンイミドエステル基を有する標的ペプチドが、アミド形成を介してリジン残基上の第一級アミン基および/またはアルギニン残基上のグアニジル基に抱合される。本発明の1つの実施形態では、リジンおよび/またはアルギニンは、VLPの表面上に存在する。
例えば、負電荷もしくは正電荷のアミノ酸の結合を介する、またはマレイミドベースの抱合を介するVLPへの標的ペプチドの付着よりもむしろ、標的ペプチドをコードする核酸配列を、発現の際に融合タンパク質が産生されるようにL1タンパク質および/またはL2タンパク質をコードする核酸中に挿入でき、ここで、標的ペプチドは、L1ポリペプチドのループ中におよび/またはL2タンパク質中に挿入され、VLPの表面上に表示される。
また、本発明の1つの実施形態では、キメラVLPにおいて、ウイルスコートタンパク質の少なくとも1/10が標的ペプチドを表示できる。別の実施形態では、ウイルスコートタンパク質の少なくとも1/5が標的ペプチドを表示できる。さらに別の実施形態では、ウイルスコートタンパク質の約半分が標的ペプチドを表示できる。1つのさらなる実施形態では、ウイルスコートタンパク質の約1/3が標的ペプチドを表示できる。さらに別の実施形態では、ウイルスコートタンパク質のほぼ全てが標的ペプチドを表示できる。
本発明の別の実施形態では、VLPまたは標的ペプチドはさらに、GM−CSF、IL−15、Pam3SK4、ポリ(I:C)、LPS、フラジェリン、イミキモド、およびCpG−XおよびMPLの群からの1つまたは複数の薬剤を含み得る。
標的ペプチドをコードする配列を含むか含まない、L1タンパク質(例えば、全長または部分長L1ポリペプチド)および任意選択的にL2タンパク質(例えば、全長または部分長L2ポリペプチド)をコードする遺伝子構築物を、当業者に周知の標準的な組換え手順に従って調製できる。種々のポリペプチド成分をコードするDNA分子を共にライゲーションしてインフレームの遺伝子融合物を形成し、その結果、例えば、多イオン性パピローマウイルスキャプシドポリペプチド(L1またはL1/L2)、または標的ペプチドを含むパピローマウイルスキャプシドポリペプチド(L1またはL1/L2)を発現する、例えば、単一の読み取り枠が得られる。全体のまたは部分的なL1および/またはL1/L2ポリペプチドをコードするDNAコード配列(すなわち、読み取り枠)を、DNA分子によってコードされたタンパク質の発現(すなわち、転写および翻訳)をもたらす適切な制御エレメントにライゲーションできる。これらの制御配列(典型的には、プロモーター、エンハンサーエレメント、リーダー配列、転写終結シグナルなど)は、当該分野で周知である。
特定の実施形態では、標的ペプチドを含むか含まないVLPを、組換えバキュロウイルスを使用するL1タンパク質の発現の際にSf−9昆虫細胞中で形成させる。バキュロウイルスベクターおよびバキュロウイルスDNAの一般的な取り扱いおよび調製方法、ならびに昆虫細胞の培養手順は、当業者に公知である。例えば、Volpers et al.,69 J.Virol.3258−64(1995);Kirnbauer et al.,67(12)J.Virol.6929−36(1993);Kool et al.,130 Arch.Virol.1−16(1993);Rose et al.,67(4)J.Virol.1936−44(1993);および米国特許出願公開第20140050753号(それぞれ、その全体が本明細書中で参考として援用される)を参照のこと。
その後の形質転換のために原核生物宿主細胞を選択する場合、組換えDNA分子を構築するために使用されるプロモーター領域は、特定の宿主に適するべきである。当該分野で周知であるように、真核生物宿主細胞における発現のための真核生物プロモーターのDNA配列は、原核生物プロモーターのDNA配列と異なる。真核生物プロモーターおよび付随する遺伝子シグナルは、原核生物系で認識されず機能せず、さらに、原核生物プロモーターは、真核細胞において認識されず、機能しない。
したがって、本発明にしたがって発現されるべきポリペプチド産物をコードするDNA分子を、当該分野で公知の標準的なクローニング手順(Sambrook et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Second Edition,Cold Spring Harbor Press,NY(2001)およびAusubel et al.,Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons,New York,N.Y.(2008)(それぞれ、その全体が本明細書中で参考として援用される)に記載の制限酵素切断およびDNAリガーゼを用いたライゲーションを含む)を使用して、適切な発現ベクターにクローン化できる。組換え分子(プラスミドを含む)を、形質転換、特に形質導入、抱合、動員、またはエレクトロポレーションを介して細胞中に移入できる。これらの組換えプラスミドが単細胞培養物(原核生物および真核細胞を含む)中に導入された時点で、細胞を組織培養で成長させ、ベクターを複製できる。
パピローマウイルスL1タンパク質(および任意選択的なL2タンパク質)および得られたVLPアセンブリの組換え発現のために、上記で産生された組換えベクターを使用して、宿主細胞を感染させる。多数のベクター−宿主組み合わせ(植物細胞ベクター(Agrobacterium)と植物細胞の組み合わせ、酵母ベクターと酵母宿主の組み合わせ、バキュロウイルスベクターと昆虫宿主細胞の組み合わせ、ワクシニアウイルスベクターと哺乳動物宿主細胞の組み合わせ、または大腸菌でのプラスミドベクターを含む)を使用できる。さらなる哺乳動物発現ベクターは、アデノウイルス アデノ随伴ウイルス、ノダウイルス、およびレトロウイルス由来のベクターを含む。
別の実施形態では、酵母細胞または哺乳動物細胞におけるパピローマウイルスVLPの発現に適切な組換え発現ベクターおよび制御配列は、当該分野で周知であり、本発明で使用できる。例えば、Buonamassa et al.,293(2)Virology 335−44(2002);Sasagawa et al.,2016 Virology 126−95(1995);Hagensee et al.,67(1)J.Virol.315−22(1993)を参照のこと。米国特許第7,112,330号および米国特許出願公開第2008016637号(その全てが、本明細書中で参考として援用される)も参照のこと。
キャプソメアおよび/またはVLPの組換え発現および自己組み立てのために利用される宿主−ベクター系と無関係に、これらの産物を、公知の技術を使用して宿主細胞から単離し、次いで、精製できる。1つの実施形態では、キメラパピローマウイルスVLPを、CsClまたはスクロース勾配での遠心分離によって精製できる。Sasagawa et al.,2016 Virology 126−95(1995);Volpers et al.,69 J.Virol.3258−64(1995);Rose et al.,75 J.Gen.Virol.2445−49(1994);Kirnbauer et al.,67(12)J.Virol.6929−36(1993);Rose et al.,67(4)J.Virol.1936−44(1993)を参照のこと。実質的に純粋なVLP調製物を、標的ペプチドと抱合し、次いで、本発明の方法で使用できる。
本明細書中の本発明の1つの実施形態では、L1タンパク質およびL2タンパク質は、標的ペプチドの付着または挿入および付着のために必要なL1およびL2配列への変更を除いて、本質的に野生型バージョンである。しかし、当業者は、L1およびL2タンパク質のバリアントも使用できるが、但し、前述のタンパク質が適切な標的ペプチドの挿入または付着に耐えることができ、かつVLP、または少なくとも1つの五量体(キャプソマー)へと組み立てできることを条件とすることを認識しているであろう。かかるバリアントのいくつかの例は、記載されている。例えば、そのN末端から最大で10アミノ酸を欠くか、そのC末端から最大で30アミノ酸を欠く短縮L1を使用できる(例えば、Chen et al.,J Mol Bio 2001 Mar.16;307(1):173−82またはBishoop et al.(2007)Journal of Biological Chemistry 282,31803−31811(その両方が、かかる短縮L1タンパク質の作製および使用の開示のために参考として援用される)を参照のこと)。別の実施形態では、約60アミノ酸のペプチドへの小融合物を使用できる(例えば、Virology 1997 Jul.21;234(1):93−111(かかる融合ペプチドの開示のために参考として援用される)を参照のこと)。別の実施形態では、第1のPV株由来の分子の1つの部分を第2のPV株由来のL1分子と交換したハイブリッドL1分子を使用できる。例えば、L1分子の一定の機能的部分(本発明の外部に露呈される「ループ」など)を、異なるPV株由来の分子間で交換できる。かかるハイブリッドL1タンパク質の例については、例えば、Christensen et al.,Virology 2001 Dec.20:291(2):324−34またはOroczo et al.(2005)J Virol 79,9503−9514(これらの両方が、かかるハイブリッドL1タンパク質の開示のために参考として援用される)を参照のこと。他のバリアントタイプは、当業者に明白であろう。例えば、Carter et al.,J Virol 2006 May;80(10):4664−72;White et al.(1999)J Virology 73,4882−4889;またはRoden et al.(1997)J Virol 71,6247−52(これらの全てが、L1の適切なバリアントの他のタイプの開示のために本明細書中で参考として援用される)を参照のこと。本発明のキメラVLPで用いるL1タンパク質の別の適切な例は、HPV16L1のDE−表面ループ内にHPV16L2アミノ酸17〜36(RG1エピトープ)が存在するように改変されたHPV16L1タンパク質である(Schellenbacher et al.2013 J.Invest Dermatol;133(12):2706−2713;Slupetzky et al.,2007 Vaccine 25:2001−10;Kondo et al.2008 J.Med.Virol 80;841−6;Schellenbacher et al.2009 J.Virol 83:10085−95;Caldeira et al.2010 Vaccine 28:4384−93(これらの全ての全体が、本明細書中で参考として援用される))。
挿入物がVLPの表面上に表示され、かつ挿入がタンパク質のVLPへの組み立て能力を妨害しないならば、L1またはL2タンパク質の中またはその上の種々の部位のいずれかで標的ペプチドを操作できる。L1 HPV16 VLPの結晶化は、ウイルスキャプシドの原子構造、特に、中和抗体によって認識されかつウイルス血清型を決定する免疫優性エピトープおよび高次構造依存性エピトープを含む超可変表面ループを明らかにした(Chen et al.(2000)Molecular Cell 5,557−567(本明細書中で参考として援用される))。したがって、L1タンパク質中への標的ペプチドの挿入または付着に適切な部位は、当業者に明白であろう。
標的ペプチドを、パピローマウイルスL1ポリペプチドのループBC、CD、DE、EF、FG、HIのいずれかに挿入または付着させることができる。本発明の1つの実施形態では、標的ペプチドを、L1のDEループ(例えば、BPV1のアミノ酸133と134の間、HPV16L1のアミノ酸136と137の間、または他のパピローマウイルス由来のL1分子の等価な部位の間)に付着または挿入する。本発明の別の実施形態では、標的ペプチドを、ヘリックスB4ループ(例えば、HPV16L1のアミノ酸430と433の間)に挿入または付着させる。
その中に標的ペプチドが付着または挿入されるL1タンパク質は、種々のタイプ(菌株/遺伝子型)のパピローマウイルス(PV)(例えば、ヒトPV(例えば、HPV1、2、3、4、5、6、8、9、11、15、16、17、18、23、27、31、33、35、38、39、45、51、52、58、66、68、70、76、または92)、ウシPV(例えば、BPV1、BPV2、BPV4、BPV6)、またはイヌ口腔PV(COPY))のいずれかに由来し得る。
本明細書中で使用される場合、用語「抗原」は、T細胞受容体によって結合され得る分子である。抗原はさらに、体液性応答および/または細胞性免疫応答を誘導してB−および/またはTリンパ球を刺激でき、本発明に関して、MHCクラスI分子と複合体を形成するときに抗原がCD8+Tリンパ球を刺激することが好ましい。生物学的応答を生じる抗原の構造的態様は、本明細書中で「抗原決定基」または「エピトープ」と呼ばれ、これらは同義である。Bリンパ球は、抗体産生を介して外来抗原決定基に応答するのに対して、Tリンパ球は、細胞性免疫のメディエーターである。したがって、抗原決定基またはエピトープは、抗体によって、または、MHCの文脈では、T細胞受容体によって認識される、抗原の一部である。抗原決定基またはエピトープは、タンパク質の隣接する/連続する配列またはセグメントである必要はなく、相互に直接隣接していない種々の配列を含み得る。
特定のアミノ酸配列に関して、「エピトープ」は、特定の免疫グロブリンによる認識に関与するアミノ酸残基組、または、T細胞の文脈では、T細胞受容体タンパク質および/またはMHC受容体による認識に必要な残基である。エピトープのアミノ酸残基は、隣接/連続している必要はない。免疫系の状況では、in vivoまたはin vitroで、エピトープは、組み合わさって免疫グロブリン、T細胞受容体、またはHLA分子によって認識される部位を形成する分子の集合的フィーチャ(ペプチドの一次、二次、および三次構造、ならびに電荷など)である。
本明細書中で使用される場合、「T細胞エピトープ」は、細胞表面上のMHC分子との会合においてその抗原を含むペプチドに対する免疫学的応答の開始時にT細胞受容体によって認識されるペプチドまたはタンパク質のフィーチャを意味する。T細胞によるT細胞エピトープの認識は一般に、抗原提示細胞上で発現されるMHCクラスIまたはクラスII分子に結合される抗原のペプチドフラグメントをT細胞が認識する機序を介すると考えられる。本発明のいくつかの実施形態では、本明細書中に記載のT細胞エピトープおよびキメラVLPを含む標的ペプチドは、標的ペプチドのT細胞エピトープに結合して表示できるMHC分子を有する抗原提示細胞の検出で使用される。T細胞エピトープは典型的には、クラスIまたはIIMHC分子に結合される短いペプチドを必要とし、適切な親和性でMHC/ペプチド複合体に結合する適合T細胞分子を保有するT細胞によって認識され得る三元複合体(MHCクラスIα鎖、β−2−ミクログロブリン、およびペプチド)を形成する。MHCクラスI分子に結合するペプチドは典型的には、8〜14アミノ酸長、もっとも典型的には、9アミノ酸長である。
本明細書中で使用される場合、「HPV」および「ヒトパピローマウイルス」は、ヒトに感染できるパピローマウイルス科のメンバーを指す。HPVには、その向性(生殖器/粘膜群および皮膚群)によって定義される2つの主な群が存在し、そのそれぞれは、複数のウイルス「タイプ」または「菌株/遺伝子型」(例えば、HPV16、HPV18、HPV31、HPV32など)を含む。
世界保健機関によれば、「ワクチン」は、特定の疾患に対する免疫を改善する生物学的調製物である。ワクチンは典型的には、疾患を引き起こす微生物に類似する薬剤を含み、微生物の弱毒化形態もしくは死滅させた形態、その毒素、またはその表面タンパク質の1つから作製されることが多い。この薬剤は、この薬剤を異物として認識し、この薬剤を破壊し、そしてこの薬剤を「記憶する」ように身体の免疫系を刺激し、その結果、免疫系は、後に遭遇するこれらの微生物のいずれかをより容易に認識して破壊することができる。www.who.int/topics/vaccines/en/を参照のこと。
用語「VLPワクチン」は、1、2、3、4、5、またはそれを超える本発明のキメラVLPを含む製剤を指す。本発明のキメラVLPを含む組成物は典型的には、既存の免疫を再指向させ腫瘍の増殖、成長、および/または転移を阻害するために被験体に投与できる形態であろう。典型的には、VLPワクチンは、その中で本発明の組成物が懸濁または溶解される従来の生理食塩水または緩衝液を含むが、例えば吸入によるドライパウダーおよびミョウバンなどのさらなるアジュバントを含むさらなる製剤の投与も意図される。本発明の組成物を使用して、腫瘍の増殖、成長、および/または転移を阻害できる。宿主中への導入の際、本発明のキメラVLP含有組成物(例えば、VLPワクチン)は、免疫応答(サイトカインの産生、および/または細胞傷害性T細胞、抗原提示細胞、ヘルパーT細胞、樹状細胞の活性化、および/または他の細胞応答を含むが、これらに限定されない)を誘発できる。
本明細書中で使用される場合、「治療用」組成物は、腫瘍を有する患者のために設計され、投与される組成物である。治療用組成物(例えば、治療用キメラVLP含有組成物)を、良性腫瘍または悪性腫瘍を処置するために使用する。本発明のいくつかの実施形態では、キメラVLPを、以前に腫瘍を有し現在は見かけ上腫瘍/癌のない被験体に投与して腫瘍/癌の再発を阻害する。
用語「阻害する」、「低下させる」、「予防する」、またはこれらの用語の任意のバリエーションは、特許請求の範囲および/または明細書中で使用される場合、望ましい結果(腫瘍の成長、増殖、および/または転移の阻害、低下、または予防など)を達成するための任意の測定可能な減少または完全な阻害を含む。
本明細書を通して、用語「約」を、値は値を決定するために使用されるデバイスまたは方法の誤差の標準偏差を含むことを示すために使用する。
本明細書中で使用される「被験体」または「それを必要とする被験体」は、腫瘍/癌を有するか、腫瘍/癌を有したことがある任意の動物を含む。適切な被験体(患者)は、実験動物(マウス、ラット、ウサギ、モルモット、またはブタなど)、家畜(ウシなど)、競技動物(イヌまたはウマなど)、愛玩用の動物またはペット(ウマ、イヌ、またはネコなど)、非ヒト霊長類、およびヒトを含む。
本明細書中で使用される用語「タンパク質」、「ポリペプチド」、および「ペプチド」は、任意の特定のアミノ酸数に制限されない;これらの用語は、時折、本明細書中で互換的に使用される。本発明のタンパク質およびタンパク質をコードする核酸の性質およびアミノ酸配列は周知であり、日常的に決定でき、種々の公知のデータベースからダウンロードすることもできる。例えば、NCBIGenBankデータベースを参照のこと。いくつかの配列を本明細書中に提供する。しかし、いくつかの配列情報は、日常的に更新されるので(例えば、既存のエントリーの誤りを訂正するため)、タンパク質およびタンパク質をコードする核酸に関する更新された(訂正された)情報が、本出願に含まれる。本明細書中で考察した配列データベース中に提供される情報は、本出願で参考として援用される。
本明細書中で使用される場合、用語「キメラVLP」は、標的ペプチドを含むVLPを示すことを意図する。この用語は、標的ペプチドが共にVLPに付着または結合する特定の様式や標的ペプチドがVLPに挿入される特定の様式に関するいかなる意味を付与することも意図しない。本発明の1つの実施形態では、標的ペプチドは、ジスルフィド結合、マレイミド結合、またはアミド結合を介してVLPに抱合される。
用語「HPV」および「ヒトパピローマウイルス」は、ヒトに感染できるパピローマウイルス科のメンバーを指す。HPVには、その向性(生殖器/粘膜群および皮膚群)によって定義される2つの主な群が存在し、そのそれぞれは、複数のウイルス「タイプ」または「菌株」(例えば、HPV5、HPV16、HPV18、HPV31、HPV32など)を含む。
「チェックポイント阻害剤」は、いくつかのタイプの免疫系細胞(T細胞など)およびいくつかの癌細胞によって作製されるある種のタンパク質である「チェックポイントタンパク質」を遮断する薬物のタイプである。チェックポイントタンパク質は、免疫応答の抑制を補助し、T細胞が癌細胞を死滅させることを防ぐことができる。チェックポイントタンパク質が阻害されると、免疫系の抑制が開放され、T細胞が癌細胞をよりうまく死滅させることができる。T細胞または癌細胞上で見出されるチェックポイントタンパク質の例は、PD−1/PD−L1およびCTLA−4/B7−1/B7−2、CD86、GITR、LAG3、VISTA、TIGITおよびCD137Lを含む。チェックポイント阻害剤の例は、イプリムマブ(Yervoy(登録商標))、ペムブロリズマブ(KEYTRUDA(登録商標))、およびニボルマブ(OPDIVO(登録商標))、Atezolizumab(TECENTRIQ(登録商標))、Avelumab(BAVENCIO(登録商標))、Durvalumab(IMFINZI(登録商標))を含むが、これらに限定されない。
「MHC」または「主要組織適合性遺伝子複合体」は、免疫系が外来物質を認識するのを補助する、細胞表面上に見出されるタンパク質をコードする遺伝子群である。MHCタンパク質は、全ての高等脊椎動物で見出される。MHC分子には2つの主なタイプ(MHCクラスIおよびMHCクラスII)が存在する。ヒトでは、MHCクラスI分子(ヒトのMHC−分子は、ヒト白血球抗原(HLA)とも命名されている)をコードする3つの異なる遺伝子座が存在する:HLA−A、HLA−B、およびHLA−C。HLA−A01、HLA−A02、およびHLA−A11は、これらの遺伝子座から発現され得る異なるMHCクラスI対立遺伝子の例である。
本明細書中に列挙したリストの1つまたは複数のメンバーを、本発明から具体的に排除するか、本発明に含めてよいことが意図される。
VLPの作製するための方法は、当該分野で公知である(例えば、米国特許第9,149,503号および米国特許第9,580,474号(本明細書中で参考として援用される)を参照のこと)。本発明の1つの態様は、本発明のキメラVLP(またはそのポリペプチド成分)を作製するための方法である。本発明の1つの態様では、T細胞エピトープを、特定のアミノ酸配列のために修正した従来の方法を使用して合成する。かかる技術は、例えば、当業者に周知のペプチド合成方法、例えば、液相合成(Finn et al.in Proteins,3rd Ed.,Neurath and Hill(Eds),Academic Press,NY,2,105−253,1976を参照のこと)、または固相合成(Barany et al.In:The Peptides,Gross and Meienhofer(Eds.),Academic Press,NY,3−284,1979を参照のこと)、または段階的固相合成(Merrifield et al.(1963)J.Am.Chem.Soc.85,2149−2154によって報告されている)(これらの各々の内容が、本明細書中で参考として援用される)を含む。ペプチド合成技術についての他の参考文献は、Lu et al.(1981)J.Org.Chem.46,3433によって開示された固相ペプチド合成のFmoc−ポリアミドモードによって合成されたペプチド、Fmoc/tBu手順を使用して合成したペプチド(Atherton et al.In:Solid Phase Peptide Synthesis:A Practical Approach,IRL Press,Oxford,1989)を含む。Fmocアミノ酸を、様々な販売者(例えば、Chem−Impex International(Wood Dale,Ill.,USA)、Merck Biosciences(Nottingham,UK)、およびBachem UK Ltd.(St.Helens,UK))から得る事ができる。当該分野で公知の方法を使用して、合成したペプチドを、VLPに付着させることができる。本発明の1つの実施形態では、本明細書中に記載のキメラVLPを作製するための方法は、当該分野で公知の方法によってパピローマウイルスL1タンパク質からVLPを組み立てること、VLPを還元するのに十分であるが、VLPのキャプシド様正二十面体構造が依然として維持される還元条件にVLPを供すること、および標的ペプチドをVLPに抱合しそれにより、キメラVLPを形成することを含む。標的ペプチドを、ジスルフィド結合、マレイミド結合、またはアミド結合を介して還元されたか活性化されたVLPに抱合できる。例えば、本発明の1つの実施形態では、標的ペプチドは、ジスルフィド結合またはマレイミド結合を介してキメラVLPのL1またはL2タンパク質のいずれかまたはL1およびL2タンパク質の両方のシステインのスルフヒドリル基に抱合される。標的ペプチドは、ジスルフィド結合またはマレイミド結合を介してキメラVLPのL1またはL2タンパク質のいずれかまたはL1およびL2タンパク質の両方のシステインのスルフヒドリル基に抱合できる。還元されたシステインは、VLPの表面上に存在し得る。本発明の1つの実施形態では、VLPのL1またはL2タンパク質は、L1またはL2タンパク質あたり平均して1つの標的ペプチド、2つの標的ペプチド、3つの標的ペプチド、4つの標的ペプチド、または5つの標的ペプチドを含み得る。本発明の1つの実施形態では、平均して3〜5つの標的ペプチドがキメラVLPの各々のL1またはL2タンパク質に抱合される。本発明の1つの実施形態では、VLPの表面システインの少なくとも30%が標的ペプチドを含む。本発明の1つの実施形態では、VLPの表面システインの約35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%、または100%が、標的ペプチドを含む。本発明の1つの実施形態では、VLPの表面システインの約30%〜50%が標的ペプチドを含む。
本発明の1つの実施形態では、標的ペプチドを、アミド結合を介してキメラVLPのL1またはL2タンパク質のいずれかまたはL1およびL2タンパク質の両方のリジンまたはアルギニンに抱合できる。標的ペプチドに抱合されたリジンおよび/またはアルギニンは、VLPの表面上に存在し得る。本発明の1つの実施形態では、VLPの表面リジンおよび/または表面アルギニンの少なくとも30%が標的ペプチドを含む。本発明の1つの実施形態では、VLPの表面リジンおよび/または表面アルギニンの約35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%、または100%が、標的ペプチドを含む。本発明の1つの実施形態では、VLPの表面リジンおよび/または表面アルギニンの約30%〜50%が、標的ペプチドを含む。
本発明の1つの実施形態では、VLPの表面リジンおよび表面システインの約30%〜50%が標的ペプチドに抱合される。本発明の1つの実施形態では、VLPの表面リジンおよび/または表面システインの少なくとも30%が、標的ペプチドに抱合される。本発明の1つの態様では、表面システインおよび表面リジンは、表面システインおよびリジンの約35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%が標的ペプチドに抱合されるように、標的ペプチドに抱合される。リジンおよびシステインを、VLPが異なるCD8+T細胞エピトープを有する複数の標的ペプチドに抱合されるように、同一のCD8+T細胞エピトープを有する標的ペプチドまたは異なるCD8+T細胞エピトープを有する標的ペプチドに抱合できる。
本発明の1つの実施形態では、VLPの表面アルギニンおよび表面システインの約30%〜50%が、標的ペプチドに抱合される。本発明の1つの実施形態では、VLPの表面アルギニンおよび/または表面アルギニンの少なくとも30%が、標的ペプチドに抱合される。本発明の1つの態様では、表面システインおよび表面アルギニンは、表面システインおよび表面アルギニンの約35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%、または100%が標的ペプチドに抱合されるように、標的ペプチドに抱合される。アルギニンおよびシステインを、VLPが異なるCD8+T細胞エピトープを有する複数の標的ペプチドに抱合されるように、同一のCD8+T細胞エピトープを有する標的ペプチドまたは異なるCD8+T細胞エピトープを有する標的ペプチドに抱合できる。
本発明の1つの実施形態では、VLPに抱合される全ての標的ペプチドは、同一のCD8+T細胞エピトープを含む。本発明の別の実施形態では、VLPは、複数の標的ペプチドに抱合され、ここで、標的ペプチドは、異なるCD8+T細胞エピトープを含む。CD8+T細胞エピトープは、同一の病原体または異なる病原体のCD8+T細胞エピトープであり得る。
また、本発明の実施形態は、本明細書中に記載のキメラVLP集団および薬学的に許容され得る賦形剤を含む組成物である。キメラVLP集団は、同一のキメラVLPの集団または同一でないキメラVLPの集団であり得る。
あるいは、本発明のポリペプチド(例えば、標的ペプチドおよびL1またはL2タンパク質)を、組換えによって調製することができる。本発明は、組換えクローニングおよびDNAを含む発現ベクター、ならびに組換えベクターを含む宿主細胞を提供する。DNAを含む発現ベクターを使用して、DNAによってコードされるポリペプチド(例えば、標的ペプチドならびにL1およびL2タンパク質)を調製できる。ポリペプチドを産生するための方法は、ポリペプチドをコードする組換え発現ベクターで形質転換された宿主細胞を、ポリペプチドの発現を促進する条件下で培養し、次いで、発現されたポリペプチドを培養物から回収することを含む。当業者は、発現されたポリペプチドを精製するための手順が、使用される宿主細胞のタイプ、およびポリペプチドが膜結合型であるまたは宿主細胞から分泌される可溶型であるかなどの要因に応じて変化すると認識するであろう。本発明のポリペプチドは、輸送を指示するか精製を補助する種々のリーダー配列を含み得る。
任意の適切な発現系を使用できる。ベクターは、適切な転写または翻訳制御ヌクレオチド配列(哺乳動物、微生物、ウイルス、または昆虫の遺伝子に由来するものなど)に作動可能に連結された本発明のポリペプチド(例えば、標的ペプチド、L1またはL2タンパク質、またはL1またはL2タンパク質および標的ペプチドを含むポリペプチド)をコードするDNAを含む。制御配列の例は、転写プロモーター、オペレーター、またはエンハンサー、mRNAリボゾーム結合部位、ならびに転写および翻訳の開始および終結を調節する適切な配列を含む。ヌクレオチド配列は、制御配列がDNA配列に機能的に関連するとき、作動可能に連結されている。したがって、プロモーターヌクレオチド配列は、プロモーターヌクレオチド配列がDNA配列の転写を調節する場合、DNA配列に作動可能に連結されている。所望の宿主細胞中で複製する能力を付与する複製起点、および形質転換体が同定される選択遺伝子を一般に、発現ベクター中に組み込む。
ポリペプチドの発現に適切な宿主細胞は、原核生物、酵母、または高等真核細胞を含む。哺乳動物細胞または昆虫細胞は、宿主細胞としての使用に適切である。細菌、真菌、酵母、および哺乳動物細胞の宿主と共に使用するのに適切なクローニングベクターおよび発現ベクターは、例えば、Pouwels et al In:Cloning Vectors:A Laboratory Manual,Elsevier,N.Y.,1985に記載されている。無細胞翻訳系を、本明細書中に開示のDNA構築物に由来するRNAを使用してポリペプチドを産生するために、使用することもできる。一般に、本明細書中で言及されている分子生物学的方法は、当該分野で周知であり、例えば、Sambrook et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,current edition,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor,N.Y.およびAusubel et al.,Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley & sons,New York,N.Y.に記載されている。
ポリペプチドをVLPへと組み立てる方法は、被験体における使用のためにこれらを精製する方法と同様に、周知でありふれた方法である。適切な自己組み立て条件については、例えば、本明細書中の実施例に記載の方法またはKirnbauer et al.(1993)J Virol 67,6929−6936;Volpers et al.(1994)Virology 200,504−512;またはChen et al.,J Mol Biol 2001 Mar.16;307(1):173−82(これらの全てが、かかる方法の説明のために参考として援用される)に記載の方法を参照のこと。
本発明の方法は、有効量の本発明のキメラVLPでの既存の処置を含む。本発明の方法は、本発明のキメラVLPを、それを必要とする被験体に、腫瘍の成長、進行、または転移を阻害するのに十分な量で投与することを含む。本発明の方法の1つの実施形態では、キメラVLPを、それを必要とする被験体に、サイトカイン産生、および/または細胞性免疫、特に、先天免疫を刺激する(マクロファージおよびナチュラルキラー細胞の細胞傷害活性の刺激が含まれる)のに十分な量で投与する。本発明の態様では、それを必要とする被験体は、以前に腫瘍の処置を受けたことがあり、医療水準によると、現時点で癌や疾患に罹患していないと考えられる被験体である。
本発明の1つの態様は、本発明のキメラVLPを被験体に投与することによる、それを必要とする被験体において癌を処置するための方法であり、ここで、標的ペプチドのCD8+エピトープが、癌の供給源である組織(「供給組織」)に向性を有する病原体のエピトープである。本方法は、供給組織を決定すること、被験体が供給組織に向性を有する病原体に対して能動的にワクチン接種されていたか、または前述の病原体に感染していたかどうかを決定すること、および、次いで、有効量の本発明のキメラVLPを被検体に投与することを含み、ここで、標的ペプチドのCD8+エピトープが、以前に被験体に投与されたワクチンまたは被験体が感染していた病原体中の抗原決定基のエピトープである。
いくつかのウイルスが特定の組織タイプに向性を示すことが当該分野で公知である。例えば、脳組織に向性を示すウイルスは、JCウイルス、麻疹ウイルス、LCMウイルス、アルボウイルス、および狂犬病ウイルスを含むが、これらに限定されない;眼組織に向性を示すウイルスは、単純ヘルペスウイルス、アデノウイルス、およびサイトメガロウイルスを含むが、これらに限定されない;鼻腔組織に向性を示すウイルスは、ライノウイルス、パラインフルエンザウイルス(parinfluenza virus)、および呼吸器合胞体ウイルスを含むが、これらに限定されない;口腔組織(例えば、口腔粘膜、歯肉、唾液腺、咽頭)に向性を示すウイルスは、単純ヘルペスウイルスI型およびII型、ムンプスウイルス、エプスタイン・バーウイルス、およびサイトメガロウイルスを含むが、これらに限定されない;肺組織に向性を示すウイルスは、A型およびB型インフルエンザウイルス、パラインフルエンザウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、アデノウイルス、およびSARSコロナウイルスを含むが、これらに限定されない;神経組織(例えば、脊髄)に向性を示すウイルスは、ポリオウイルスおよびHTLV−1を含むが、これらに限定されない;心臓組織に向性を示すウイルスは、コクサッキーBウイルスを含むが、これに限定されない;肝臓組織に向性を示すウイルスは、A型、B型、およびC型肝炎ウイルスを含むが、これらに限定されない;胃腸組織(例えば、胃、大腸、および小腸)に向性を示すウイルスは、アデノウイルス、ロタウイルス、ノロウイルス、アストロウイルス、およびコロナウイルスを含むが、これらに限定されない;膵臓組織に向性を示すウイルスは、コクサッキーBウイルスを含むが、これに限定されない;皮膚組織に向性を示すウイルスは、水痘帯状疱疹ウイルス、単純ヘルペスウイルス6、痘瘡ウイルス、molluscum contagiousum、パピローマウイルス、パルボウイルスB19、風疹ウイルス、麻疹ウイルス、およびコクサッキーAウイルスを含むが、これらに限定されない;生殖器組織に向性を示すウイルスは、単純ヘルペス2型、パピローマウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)を含むが、これらに限定されない。
本発明の1つの態様は、肺癌を処置するための方法であって、肺細胞に感染する病原体(例えば、インフルエンザウイルス、例えば、A型またはB型インフルエンザウイルス)に対するワクチンが能動的に接種されていたかどうかを決定すること、次いで、有効量の本発明のキメラVLPを投与することを含み、ここで、標的ペプチドのCD8+T細胞エピトープがワクチン中に含まれる病原体の抗原決定基のエピトープであり、T細胞エピトープが被験体のMHC分子クラスIと複合体を形成する、方法である。肺癌を処置するための本発明の方法の1つの態様は、被験体が肺細胞に感染する病原体(例えば、インフルエンザウイルス、例えば、A型またはB型インフルエンザウイルス)に感染していたかどうかを決定すること、次いで、有効量の本発明のキメラVLPを投与することを含み、ここで、標的ペプチドのCD8+T細胞エピトープが病原体のエピトープであり、T細胞エピトープが被験体のMHCクラスI分子と複合体を形成する。
本発明の1つの態様は、本発明のキメラVLPを投与することによる一般に頭頸部癌と呼ばれる癌群の一部である口腔がんを処置するための方法であり、ここで、標的ペプチドのCD8+エピトープが、口腔組織に向性を有する病原体(例えば、ムンプスウイルス、エプスタイン・バーウイルス、サイトメガロウイルス、または単純ヘルペスウイルス1型)のエピトープである。本方法は、それを必要とする被験体が、例えば、ムンプスウイルス、エプスタイン・バーウイルス、サイトメガロウイルス、または単純ヘルペスウイルス1型に対するワクチンを接種していたか、またはこれらのウイルスに感染していたかどうかを決定すること、および被験体が以前にワクチン接種されていたか、感染していた場合、次いで、本発明のキメラVLPを被験体に投与することを含み、ここで、標的ペプチドのCD8+エピトープが、ムンプスウイルスもしくは麻疹ウイルスの、被験体が受けていたワクチンの抗原成分の、または被験体が以前に感染していた病原体(すなわち、ムンプスウイルス、麻疹ウイルス、エプスタイン・バーウイルス、サイトメガロウイルス、または単純ヘルペスウイルス1型)のCD8+エピトープである。
本発明の1つの態様は、有効量の本発明のキメラVLPを、それを必要とする被験体に投与することによる、マクロファージおよびナチュラルキラー細胞の細胞傷害活性を刺激するための方法である。マクロファージおよびナチュラルキラー細胞は、腫瘍微小環境に存在するものであり得る。本発明の1つの態様では、キメラVLPを、腫瘍微小環境に既に存在するマクロファージおよびナチュラルキラー細胞の細胞傷害活性を刺激するのに有効な量で被験体に投与する。本発明の1つの態様では、キメラVLPを、マクロファージおよびナチュラルキラー細胞を腫瘍微小環境に誘引するのに有効な量で被験体に投与する。
本発明の1つの態様では、キメラVLPを、マクロファージ、好中球、およびナチュラルキラー細胞を誘引および刺激するのに十分な数の抗体を標的ペプチドに結合させるのに十分な量で被験体に投与する。
本発明の1つの態様は、有効量の本発明のキメラVLPを、それを必要とする被験体非投与することによる、既存の記憶CD8+T細胞の細胞傷害活性を腫瘍細胞または腫瘍微小環境に再指向させるための方法である。好ましくは、キメラVLPの標的ペプチドのT細胞エピトープは、それに対して被験体が能動的にワクチン接種された病原体または被験体が以前に感染したことのある病原体に由来し、被験体は、腫瘍細胞上でMHCクラスI分子と複合体形成しているT細胞エピトープを認識する記憶CD8+T細胞を有する。本発明の1つの態様では、キメラVLPの有効量は、記憶CD8+T細胞を腫瘍微小環境に誘引するのに十分な量である。本発明の1つの態様では、キメラVLPの有効量は、腫瘍微小環境に存在する記憶CD8+T細胞を刺激するのに十分な量である。
本発明の1つの態様は、本発明のキメラVLPを、それを必要とする被験体に投与することによって腫瘍微小環境に本明細書中に記載の標的ペプチドを導入するための方法である。本発明の1つの態様では、標的ペプチドのCD8+T細胞エピトープは、微小環境で記憶CD8+T細胞を刺激するのに十分な量で、VLPから腫瘍微小環境内に放出される。本発明の1つの態様では、キメラVLPおよび/またはキメラVLPの標的ペプチドは、腫瘍微小環境でのタンパク質分解酵素による切断に感受性であり、キメラVLPまたは標的ペプチド中の標的切断部位の位置は、標的部位の切断によってCD8+T細胞エピトープを含む標的ペプチドの全部または一部がキメラVLPから腫瘍微小環境内に放出されるような部位である。本発明の1つの態様では、切断部位は、フューリン、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)(例えば、MMP、1、2、3、7、8、9、11、13、14、または19)、ADAM(ディスインテグリンおよびメタロプロテイナーゼ)(例えば、ADAMS8、9、10、15、17、または28)、カテプシン(例えば、カテプシンB、D、D、G、またはH)、N.エラスターゼ、プロテイナーゼ−3、Azurocidin、またはADAMTS−1によって認識される。キメラVLPの十分な量は当業者によって容易に決定され、この量は、例えば、被験体の特徴(例えば、被験体の年齢、体重、性別、病状)および腫瘍の特徴(例えば、タイプ、容積、および発症状態)に依存することが認識されるであろう。
本発明の1つの態様では、キメラVLPおよび/またはキメラVLPの標的ペプチドは、腫瘍細胞内のタンパク質分解酵素による切断に感受性であり、VLPまたは標的ペプチド中の標的切断部位の位置は、標的部位の切断によってCD8+T細胞エピトープを含む標的ペプチドの全部または一部がキメラVLPから放出されるような位置であり、前述のエピトープは、腫瘍細胞のMHCクラスI分子と複合体を形成する。キメラVLPの十分な量は当業者によって容易に決定され、この量は、例えば、被験体の特徴(例えば、被験体の年齢、体重、性別、病状)および腫瘍の特徴(例えば、タイプ、容積、および発症状態)に依存することが認識されるであろう。
本発明の1つの態様では、それを必要とする被験体に投与するのに適切な本発明のキメラVLP(複数可)を選択するために、被験体が所要の病原体(例えば、寄生虫、細菌、またはウイルス、例えば、麻疹ウイルスまたはポリオウイルス)に対するワクチンを能動的に接種されていたかどうかを確認し、次いで、本発明のキメラVLPを選択し、被験体に投与し、ここで、標的ペプチドのCD8+T細胞エピトープは、被験体が免疫化されていた病原体に由来する。被験体の診療記録を再調査するか、被験体に問診することによって、被験体が特定の病原体に対するワクチンを能動的に接種していたかどうかを確認することができる。本発明の1つの態様では、それを必要とする被験体に投与するのに適切なキメラVLP(複数可)を選択するために、被験体が所要の病原体(例えば、寄生虫、細菌、またはウイルス、例えば、麻疹ウイルスまたはポリオウイルス)に以前に感染していたかどうか、および感染から回復していたかどうかを確認し、次いでキメラVLPを選択して被験体に投与し、ここで、標的ペプチドのCD8+T細胞エピトープは、かかる病原体に由来するCD8+T細胞エピトープである。被験体の診療記録を再調査するか、被験体に問診することによって、被験体が特定の病原体に感染していたかどうかを確認することができる。特定のMHCクラスI分子に結合するCD8+T細胞エピトープの非限定的な例を、表1および表2に記載する。本方法はまた、被験体の細胞が発現するMHCクラスI決定基(複数可)を決定することおよび次いで本発明のキメラVLPを投与することを含んでよく、ここで、標的ペプチドのCD8+T細胞エピトープは、ワクチン中の病原体または被験体が以前に感染していた病原体の抗原成分のCD8+T細胞エピトープであり、このエピトープは、被験体のMHCクラスI決定基(複数可)と複合体を形成する。
さらに、いくつかの実施形態では、本明細書中に記載のキメラVLPを、他の癌治療法(例えば、照射療法、化学療法、手術、および/または免疫療法)と併せて投与する。本発明のいくつかの態様では、本明細書中に記載のキメラVLPを、チェックポイント阻害剤と併せて投与する。本発明のキメラVLPおよび他の治療薬または治療剤を、同一または異なる投与経路によって同時または連続的に投与できる。医師は、本発明の方法で用いる治療剤(複数可)の同一性および量を、当該分野で公知の標準的な技術を使用して容易に決定できる。
VLPは、アジュバントの性質を有する。いくつかの実施形態では、本発明のキメラVLP組成物の免疫原性を、アジュバントとして公知のさらなる非特異的な免疫応答の刺激物質によって増強できる。適切なアジュバントは、全ての許容され得る免疫促進性化合物(サイトカイン、毒素、またはミョウバンなどの合成組成物など)を含む。
アジュバントは、水中油型乳濁液、油中水型乳濁液、無機塩、ポリヌクレオチド、および天然物質を含むが、これらに限定されない。使用できる特異的なアジュバントは、IL−1、IL−2、IL−4、IL−7、IL−12、γ−インターフェロン、GM−CSF、BCG、アルミニウム塩(水酸化アルミニウムまたは他のアルミニウム化合物など)、MDP化合物(thur−MDPおよびnor−MDPなど)、CGP(MTP−PE)、リピドA、およびモノホスホリルリピドA(MPL)、または不活性化微生物剤を含む。RIBIは、細菌から抽出された3つの成分(MPL、リトレハロースジミコラート(TDM)、および細胞壁骨格(CWS))を2%スクアレン/Tween80乳濁液中に含む。MHC抗原をさらに使用できる。他のアジュバントまたは方法は、米国特許第6,814,971号、同第5,084,269号、同第6,656,462号(各々が、本明細書中で参考として援用される)で例示されている。
キメラVLP組成物にアジュバントの効果を付与する種々の方法は、リン酸緩衝生理食塩水中の約0.05〜約0.1%溶液として一般に使用される、水酸化アルミニウムまたはリン酸アルミニウム(ミョウバン)などの薬剤の使用、約0.25%溶液として使用される糖の合成ポリマー(CARBOPOL(登録商標))との混合、約70℃〜約101℃の範囲の温度でのそれぞれ30秒間〜2分間の熱処理による組成物中のタンパク質の凝集を含む。アルブミンに対するペプシン処理(Fab)抗体での再活性化による凝集;細菌細胞(例えば、C.parvum)、グラム陰性菌の内毒素またはリポ多糖成分との混合物;生理学的に許容され得る油性ビヒクル(例えば、マンニドモノオレアート(Aracel A))での乳濁液;またはブロック基質として使用されるペルフルオロカーボン(FLUOSOL−DA(登録商標))の20%溶液を含む乳濁液を使用して、アジュバント効果を得ることもできる。典型的なアジュバントは、完全フロイントアジュバント(死滅させた結核菌を含む)、不完全フロイントアジュバント、および水酸化アルミニウムである。
ヒトへの投与のために、種々の適切なアジュバントが、当業者に明白であろう。これらは、例えば、アジュバントとしてのAlum−MPL、または類似の製剤ASO4(承認されたHPVワクチンCERVARIX(登録商標)で使用される)、AS03、AS02、MF59、montanide、サポニンベースのアジュバント(GPI−0100など)、CpGベースのアジュバント、またはイミキモドを含む。本発明の実施形態では、アジュバントは、単純に混合されるよりもむしろ、VLPに物理的にカップリングされるか、VLPによってカプセル化される。
アジュバントに加えて、免疫応答を増強するために生物的反応修飾物質(BRM)と同時投与することが望ましいかもしれない。BRMは、T細胞の免疫を上方制御するか、サプレッサー細胞の活性を下方制御することが示されている。かかるBRMは、シメチジン(CIM;1200mg/d)(Smith/Kline、PA);または低用量シクロホスファミド(CYP;300mg/m)(Johnson/Mead、NJ)およびサイトカイン(γ−インターフェロン、IL−2、またはIL−12など)またはB−7などの免疫ヘルパー機能に関与するタンパク質をコードする遺伝子を含むが、これらに限定されない。本発明の実施形態では、これらの遺伝子は、被験体中へのそれらの送達を容易にするために、VLPによってカプセル化される。
有効成分としてポリペプチド配列またはペプチド配列(複数可)を含む組成物の調製は、一般に、米国特許第4,608,251号;同第4,601,903号;同第4,599,231号;同第4,599,230号;同第4,596,792号;および同第4,578,770号(その全てが、本明細書中で参考として援用される)に例示されるように、当該分野で十分に理解されている。典型的には、かかる組成物は、溶液または懸濁液のいずれかの注射剤として調整される:注射前に溶液または液体中の懸濁液にするのに適切な固体形態も調製できる。調製物を乳化することもできる。活性免疫原性成分は、薬学的に許容され得、かつ有効成分に適合する賦形剤と混合されることも多い。適切な賦形剤は、例えば、水、生理食塩水、デキストロース、グリセロール、またはエタノールなど、およびその組み合わせである。さらに、必要に応じて、組成物は、一定量の補助剤(湿潤剤または乳化剤、pH緩衝剤など)、またはワクチンの有効性を増強するアジュバントを含んでよい。特定の実施形態では、米国特許第6,793,923号および同第6,733,754号(本明細書中で参考として援用される)に記載のように、ワクチンを、物質と組み合わせて製剤化する。
本発明のキメラVLPを含む組成物は、被験体へのin vivo投与に適切な生物学的に適合な形態である。医薬組成物はさらに、薬学的に許容され得る担体を含む。用語「薬学的に許容され得る」は、動物、より具体的にはヒトでの使用について連邦政府または州政府の規制当局によって承認されているか、米国薬局方または他の一般に認識されている薬局方に列挙されていることを意味する。用語「担体」は、VLPと共に投与される希釈剤、アジュバント、賦形剤、またはビヒクルを指す。かかる薬学的担体は、水および油などの無菌の液体であり得、石油、動物、植物、または合成に由来するものを含み、ピーナッツ油、ダイズ油、鉱油、およびゴマ油などを含むが、これらに限定されない。水は、医薬組成物を経口投与するときの担体であり得る。生理食塩水およびデキストロース水溶液は、医薬組成物を静脈内投与するときの担体であり得る。生理食塩水およびデキストロース水溶液およびグリセロール水溶液を、注射液のための液体担体として使用できる。適切な医薬品賦形剤は、デンプン、グルコース、ラクトース、スクロース、ゼラチン、モルト、コメ、小麦粉、チョーク、シリカゲル、ステアリン酸ナトリム、グリセロールモノステアラート、タルク、塩化ナトリウム、脱脂粉乳(dried slim milk)、グリセロール、プロピレン、グリコール、水、およびエタノールなどを含む。医薬組成物はまた、微量の湿潤剤または乳化剤、またはpH緩衝剤を含み得る。
本発明のキメラVLPを含む医薬組成物は、溶液、懸濁液、乳濁液、錠剤、丸薬、カプセル、散剤、および徐放製剤などの形態を取ることができる。経口製剤は、標準的な担体(医薬品グレードのマンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウムなど)を含み得る。1つの具体的な実施形態では、医薬組成物は、患者への適切な投与のための形態を得るための適当量の薬学的に許容され得る担体と共に有効量の本発明のキメラVLPを含む。製剤は、投与様式に適合すべきである。
本発明の医薬組成物を、任意の特定の投与経路(静脈内、筋肉内、関節内(intrarticular)、気管支内、腹腔内、包内、軟骨内、腔内、体腔内、小脳内(intracelebellar)、脳室内、結腸内、頸管内、胃内、肝臓内、心筋内、骨内性、骨内、骨盤内、心膜内、腹腔内、胸膜内、前立腺内、肺内、直腸内、腎臓内、網膜内、脊髄内、滑液嚢内、胸腔内、子宮内、膀胱内、ボーラス、経口、非経口、皮下、膣、直腸、口内、舌下、鼻腔内、イオン導入手段、または経皮手段を含むが、これらに限定されない)によって投与できる。最も適切な経路は、静脈内注射または経口投与である。特定の実施形態では、組成物を、標的領域またはその付近に投与する(例えば、腫瘍内注射)。
水溶液での非経口投与のために、例えば、溶液は、適切に緩衝化されているべきであり、必要に応じて、液体希釈剤で最初に十分な生理食塩水またはグルコースと等張にする。これらの特定の水溶液は、静脈内、筋肉内、腫瘍内、皮下、および腹腔内投与に特に適している。これに関連して、使用できる滅菌水性媒体は、本開示を考慮して、当業者に公知であろう。例えば、1回投薬量を等張NaCl溶液に溶解し、皮下注入液に添加するか、計画した注入部位に注射できる(例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences,1990を参照のこと)。被験体の容態に応じて、投薬量のいくらかの変化が必要であろう。投与担当者は、いかなる場合においても、各被験体に適切な用量を決定するであろう。
本発明のキメラVLP含有組成物を、吸入によって投与できる。ある実施形態では、組成物を、エアロゾルとして投与できる。本明細書中で使用される場合、用語「エアロゾル」または「エアロゾル化組成物」は、ガス中に固体または液体の粒子を含む懸濁液を指す。この用語を、一般に、蒸発されているか、霧状にされているか、そうでなければ、固体または液体から吸入可能な形態(懸濁した固体または液体の薬物粒子が含まれる)に変換されている組成物を指すために使用できる。かかるエアロゾルを、呼吸器系を介して組成物を送達するために使用できる。本明細書中で使用される場合、「呼吸器系」は、酸素の取り込みおよび二酸化炭素の排出を担う身体の臓器系を指す。この系は一般に、鼻から肺胞までの全ての気道を含む。哺乳動物では一般に、肺、気管支、細気管支、気管、鼻道、および横隔膜を含むと見なされている。本開示の目的のために、呼吸器系への組成物の送達は、薬物が1つまたは複数の呼吸器系の気道、特に、肺に送達されることを示す。
他の投与様式に適切なさらなる製剤は、坐剤(肛門または膣への適用のため)および、場合によっては、経口製剤を含む。坐剤のために、伝統的な結合剤および担体は、例えば、ポリアルカレングリコールまたはトリグリセリドを含み得る:かかる坐剤を、約0.5%〜約10%、好ましくは約1%〜約2%の範囲で有効成分を含む混合物から形成できる。経口製剤は、そのような通常使用される賦形剤(例えば、医薬品グレードのマンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、および炭酸マグネシウムなど)を含む。これらの組成物は、溶液、懸濁液、乳濁液、錠剤、丸薬、カプセル、徐放製剤、または散剤の形態を取り、約10%〜約95%、好ましくは約25%〜約70%の有効成分を含む。
キメラVLP組成物を、中性または塩の形態としてワクチンへと製剤化できる。薬学的に許容され得る塩は、酸付加塩(ペプチドの遊離アミノ基を用いて形成される)および無機酸(例えば、塩酸またはリン酸)または有機酸(酢酸、シュウ酸、酒石酸、およびマンデル酸など)を用いて形成される塩を含む。遊離カルボキシル基を使用して形成される塩を、無機塩基(例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム、または水酸化第二鉄など)および有機塩基(イソプロピルアミン、トリメチルアミン、2−エチルアミノエタノール、ヒスチジン、およびプロカインなど)から誘導することもできる。
本発明の医薬組成物はまた、有効量のさらなるアジュバントを含み得る。本明細書中で述べるように、パピローマウイルスVLPは、アジュバントの性質を有する。適切なさらなるアジュバントは、完全または不完全フロイントアジュバント、ミネラルゲル(水酸化アルミニウムなど)、界面活性物質(リゾレシチン、プルロニックポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油乳剤、ジニトロフェノールなど)、および潜在的に有用なヒトアジュバント(などカルメット・ゲラン桿菌、Carynebacterium parvum、および非毒性コレラ毒素など)を含むが、これらに限定されない。
通常の保存および使用条件下で、これらの調製物は、微生物の成長を防止するための防腐剤を含む。あらゆる場合において、医薬形態は、無菌でなければならず、容易に注射できる程度に流動性を示さなければならない。医薬形態はまた、製造および貯蔵条件下で安定であるべきであり、微生物(細菌および真菌など)の汚染に対して防腐されなければならない。
担体はまた、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコールなど)、その適切な混合物、および植物油を含む溶媒または分散媒であり得る。適切な流動性を、例えば、コーティング(レシチンなど)の使用、分散液の場合の必要な粒径の維持、および表面活性剤の使用によって維持できる。微生物作用を、種々の抗菌剤および抗真菌剤(例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、およびチロメサールなど)によって防止できる。多くの場合、等張剤(例えば、糖または塩化ナトリウム)を含めることが好ましいであろう。注射組成物の吸収を、組成物中に吸収遅延剤(例えば、モノステアリン酸アルミニウム、およびゼラチン)を使用することによって延長できる。
無菌注射液を、適切な溶媒中に種々の上記列挙の成分と共に必要量のキメラVLPを組み込むことによって調整し、必要に応じて、その後に濾過滅菌できる。一般に、分散液を、基本分散媒および上に列挙した成分由来の必要な他の成分を含む無菌ビヒクル中に種々の滅菌された有効成分を組み込むことによって調製する。無菌注射液の調製用の無菌粉末の場合、好ましい調製方法は真空乾燥および凍結乾燥であり、それは事前に濾過滅菌した溶液から有効成分および任意のさらなる所望の成分の粉末をもたらす。
本発明の異なる態様は、有効量のキメラVLPを含む組成物を、それを必要とする被験体に投与することを含む。本発明のいくつかの実施形態では、CD8+T細胞エピトープを含む標的ペプチドを含むキメラVLPを、腫瘍を処置するためか、かかる腫瘍の再発を予防するために患者に投与する。かかる組成物は一般に、薬学的に許容され得る担体または水性媒体に溶解または分散されるであろう。
本発明の方法では、腫瘍は、小肺細胞癌、肝細胞癌、肝臓癌、肝細胞癌、黒色腫、転移性黒色腫、副腎癌、肛門癌、再生不良性貧血、胆管癌、膀胱癌、骨の癌、脳/CNS癌、乳癌、原発巣が未知の癌、キャッスルマン病、子宮頸癌、結腸/直腸癌、子宮内膜癌、食道癌、ユーイング腫瘍ファミリー、眼球の癌、胆嚢癌、消化管カルチノイド腫瘍、消化管間質腫瘍(gist)、消化管絨毛性疾患、ホジキン病、カポジ肉腫、腎臓癌、喉頭および下咽頭癌、白血病、肝臓癌、肺癌、リンパ腫、悪性中皮腫、多発性骨髄腫、骨髄異形成症候群、鼻腔および副鼻腔の癌、鼻咽喉癌、神経芽細胞腫、口腔および口腔咽頭の癌、骨肉腫、卵巣癌、膵臓癌、陰茎癌、下垂体腫瘍、前立腺癌、網膜芽細胞腫、横紋筋肉腫、唾液腺癌、肉腫、皮膚癌、胃癌、睾丸癌、胸腺癌、甲状腺癌、子宮肉腫、膣癌、外陰癌、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症、ウィルムス腫瘍、非ホジキンリンパ腫、ホジキンリンパ腫、バーキットリンパ腫、リンパ芽球性リンパ腫、マントル細胞リンパ腫(MCL)、多発性骨髄腫(MM)、小リンパ球性リンパ腫(SLL)、脾性辺縁帯リンパ腫、辺縁層リンパ腫(結節外または結節)、成人混合細胞型びまん性急速進行性リンパ腫、成人大細胞型びまん性急速進行性リンパ腫、成人大細胞免疫芽球性びまん性急速進行性リンパ腫、成人小非切れ込み核細胞びまん性急速進行性リンパ腫、または濾胞性リンパ腫、頭頸部癌、子宮内膜癌または子宮癌、非小細胞肺癌、骨肉腫、膠芽細胞腫、または転移性癌であり得る。1つの好ましい実施形態では、癌は、乳癌、子宮頸癌、卵巣癌、膵臓癌、または黒色腫(例えば、B16F10黒色腫)である。
したがって、本発明の方法の特定の実施形態は、有効量の本発明のキメラVLPを含む組成物の投与に関する。本明細書中で使用される場合、用語「有効な」は、所望されるか、期待されるか、意図される結果を遂行するのに十分であることを意味する。より具体的には、「有効量」は、所望の治療効果を得るために必要な単独または別の治療剤(例えば、未変性L1タンパク質、化学療法剤、またはチェックポイント阻害剤を含むパピローマウイルスVLP)と組み合わせた本発明の組成物(例えば、標的抗原を含むキメラパピローマウイルスVLP)の量(例えば、腫瘍の成長、進行、または転移を阻害するか、疾患(例えば、癌)を予防、緩和、処置、またはその症状を改善するか、処置される被験体を延命するのに有効な量)を指す。当業者は、正確な必要量が、被験体の年齢、全身状態、処置される容態の重症度、ならびに投与される特定の化合物および/または組成物などに応じて、被験体ごとに変化することを認識している。当業者は、任意の個別の症例における適切な「治療有効量」または「予防有効量」を、適切なテキストおよび文献の参照ならびに/または日常的な実験によって決定できる。医薬組成物(例えば、ワクチン)、その製剤、および投与などの言及が、文脈に応じて、標的ペプチドを含むキメラパピローマウイルスVLP、未変性L1タンパク質を含むパピローマウイルスVLP、または前述の物質の混合物(異なる標的ペプチドを含むキメラVLPの混合物を含む)を指し得ると理解される。用語「単位用量」または「投薬量」は、被験体で用いるのに適切な物理的に分離した単位を指し、各単位は、その投与(すなわち、適切な経路およびレジメン)に関連して上記で考察した所望の応答が得られるように計算された所定量の組成物を含む。処置数および単位用量の両方にしたがって投与すべき量は、所望の結果に依存する。
本発明の組成物の投与は典型的には、任意の一般的な経路を介するであろう。この経路は、静脈内、皮内、腫瘍内、皮下、筋肉内、腹腔内、呼吸器、鼻、経口/摂取、口内、舌下、または同所への投与を含むが、これらに限定されない。ある実施形態では、VLP含有組成物は、吸入されてよい(例えば、具体的に参考として援用される米国特許第6,651,655号)。本発明のキメラVLP含有組成物を、VLPが腫瘍微小環境中に導入されるように、腫瘍に直接投与するか、腫瘍近傍に投与することもできる。かかる組成物は、通常、生理学的に許容され得る担体、緩衝液、または他の賦形剤を含む薬学的に許容され得る組成物として投与されるであろう。組成物の投薬量は、投与経路に依存し、例えば、被験体のサイズおよび健康ならびに容態の重症度に応じて変動するであろう。
一般に、本発明のキメラVLP含有組成物を、任意の潜在的な毒性を最小にしながら最適な有効性を得るための日常的試験によって定義された適切な投薬量で、単独でまたは他の治療剤と併せて使用できる。他の治療剤は、例えば、化学療法剤およびチェックポイント阻害剤を含むが、これらに限定されない。本発明の医薬組成物を利用する投薬レジメンを、種々の要因(患者のタイプ、種、年齢、体重、性別、病状;処置すべき容態の重症度;意図する処置の目的(症状の緩和対治癒);投与経路;患者の腎臓および肝臓の機能;ならびに使用される特定の医薬組成物、および特定の組成物の効力、安定性、および毒性を含む)にしたがって選択できる。医師は、容態(例えば、腫瘍/癌)を予防するか、反撃するか、進行を停止させるのに必要な医薬組成物(および治療剤を含む他の薬剤も可能)の有効量を容易に決定し、処方できる。
最小の毒性で最大の有効性が得られる範囲内の治療レジメンの濃度を得るために精度を最適にするには、1つまたは複数の標的部位に対して利用可能な医薬組成物の動態学に基づくレジメンが必要であり得る。処置レジメンの最適濃度を決定する場合、医薬組成物の分布、平衡、および排出を考慮することができる。所望の効果を達成するために組み合わせる場合、本明細書中に開示の医薬組成物の投薬量を調整できる。他方では、医薬組成物および種々の治療剤の投薬量を独立して最適化し、相乗効果を得るために組み合わせることができ、ここで、いずれかを単独で使用した場合よりも病態が軽減される。
特に、医薬組成物の毒性および治療有効性を、例えば、LD50(集団の50%が死亡する用量)およびED50(集団の50%に治療上有効な用量)を決定するための細胞培養物または実験動物における標準的な薬学的手順によって決定できる。毒性効果と治療効果の間の用量比は治療指数であり、LD50/ED50比として示すことができる。組成物の細胞傷害性が望ましい活性または治療結果である場合を除き、治療指数の大きな医薬組成物が好ましい。中毒性副作用を示す医薬組成物を使用できるが、送達系は、非感染細胞への潜在的損傷を最小にしそれにより副作用を軽減するために、かかる組成物を罹患組織部位に向かわせることができる。一般に、本発明の医薬組成物を、有効性を最大にし、かつ毒性を最小にする様式で投与できる。
多くの場合、VLP含有組成物を、通常は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15回、もしくはそれを超える回数(その間の全ての範囲を含む)を最大とするか、下らないか、超えないワクチン接種で、複数回投与することが望ましいであろう。ワクチン接種は、通常、1、2、3、4、5、6、5〜6、7、8、9、10、11〜12週間/月/年間隔で(これらの間の全ての値および範囲を含む)、より通常には、3〜5週間の間隔であろう。
細胞培養アッセイおよび動物研究から得たデータを、ヒトで用いる投薬量範囲の処方において使用できる。かかる組成物の投薬量は、好ましくは、毒性がほとんどないか全く無いED50を含む循環濃度範囲内にある。投薬量は、使用した投薬形態および利用した投与経路に応じてこの範囲内で変動し得る。本発明の方法で使用される任意の組成物について、治療有効用量を、細胞培養アッセイから最初に推定できる。動物モデルにおける用量を処方して、細胞培養で決定したIC50(症状の最大半量の阻害を達成する試験組成物の濃度)を含む循環血漿濃度範囲を達成できる。かかる情報を使用して、ヒトにおける有用な用量を正確に決定できる。血漿レベルを、例えば、高速液体クロマトグラフィによって測定できる。
処方の際、溶液を、投薬製剤に適合する様式および治療または予防に有効な量などで投与するであろう。製剤は、種々の投薬形態(本明細書中に記載の注射液タイプなど)で容易に投与される。
本発明の別の態様は、本発明の処置のためのキットである。1つの実施形態では、キットは、バイアルおよび任意選択的な投与法を説明した添付文書を含み、バイアルは、本発明の方法にしたがって投与するためのキメラVLP含有組成物を含む。
本明細書中に記載の任意の組成物を、キット中に含めることができる。非限定的な例において、VLPの調製および/またはVLPを用いたワクチン接種によるVLPの投与を準備するための試薬を、キット中に含めることができる。キットは、in vitroおよびin vivoの両方におけるVLPの活性を査定するための試薬をさらに含み得る。したがって、キットは、適切な容器中にVLP組成物を含むであろう。ある態様では、キットは、投与のための試薬および/またはデバイス(例えば、シリンジ、吸入器、またはネブライザー)を含み得る。キットはまた、投与のための組成物を調整するための1つまたは複数の緩衝液、化合物、またはデバイスを含み得る。
キットの構成要素を、水性媒体または凍結乾燥形態のいずれかで包装できる。キットの容器手段は一般に、その中に組成物を配置でき、好ましくは、適切に等分できる少なくとも1つのバイアル、試験管、フラスコ、ボトル、シリンジ、または他の容器手段を含むであろう。キット中に1つを超える構成要素が存在する場合、キットはまた一般に、その中にさらなる構成要素を個別に配置できる第2の、第3の、または他のさらなる容器を含むであろう。しかし、構成要素の種々の組み合わせをバイアル中に含めることができる。本発明のキットはまた典型的には、市販のために厳重に閉じ込められる容器を含めるための手段を含むであろう。かかる容器は、所望のバイアルが保持される射出成形または吹込み成形されたプラスチック容器を含み得る。
キットの構成要素を1つおよび/または複数の溶液で提供する場合、溶液は水溶液であり、滅菌水溶液が特に好ましい。しかし、キットの構成要素を、乾燥粉末(複数可)として提供できる。試薬および/または構成要素を乾燥粉末として提供する場合、粉末を、適切な溶媒の添加によって再構成できる。溶媒を別の容器中で提供できることも想定される。キットはまた、キットの構成要素の使用説明書を含んでよく、キットに含まれない任意の他の試薬の使用説明書も含んでよい。説明書は、実施できるバリエーションを含み得る。かかる試薬が本発明のキットの実施形態であることが意図される。
しかし、かかるキットは、上記で確認した特定の品目に制限されず、本発明のキメラVLP組成物の調製および/または投与のために使用される任意の試薬を含み得る。
様々な用途の中でも特に、本発明のキットを、実験で使用できる。当業者は、本発明の方法の実施に適切なキットの構成要素を認識するであろう。
以下の実施例は、限定としてではなく例示として提供される。本発明の意図から逸脱することなく様々な修正を行うことができ、この修正は当業者に容易に知られると理解される。
実施例
実施例I.VLPの産生
A.HPVL1タンパク質のバキュロウイルス発現およびVLPの産生。HPV粒子(VLP)を、当該分野で公知の方法によって産生する。簡潔に述べれば、HPV粒子を、昆虫細胞中で、パピローマウイルス主要キャプシドL1タンパク質を発現する組換えバキュロウイルスから産生する。Trichoplusia ni(High Five(商標))細胞またはSpodoptera frugiperda(SF9細胞)に、無血清条件下のExpress Five培地またはSF900−III培地(無血清培地)中で、高力価組換えバキュロウイルスを感染させる。27℃で96時間のインキュベーション後、細胞を回収し、細胞ペレットを、プロテアーゼインヒビターを含む抽出緩衝液(20mM リン酸緩衝液(pH6.5)、0.5M NaCl、10mM MgCl)に再懸濁する。凍結融解によって粒子を放出させる。高塩活性ヌクレアーゼの存在下でのインキュベーションによって核酸を消化する。ライセートを、8,000×gで30分間の遠心分離によって清澄化し、Vertrel抽出によって脱脂する。清澄化したライセートを、40%スクロースのクッション上にロードし、SW−28ローター中にて27,000rpm、4℃で90分間遠心分離する。ペレットを、20mMリン酸緩衝液(pH6.5)、1M NaCl、10mM DTT、および0.03%Tween80に再懸濁し、4℃で保存する。ナノ粒子調製物の純度を、SDS−PAGEによって決定し、粒子の形態を、電子顕微鏡法(EM)によって決定する。典型的な調製物の純度は90%超であり、EMによると完全に組み立てられたキャプシド様の50nm粒子のようである。
HPV粒子をまた、当該分野で公知の方法によって哺乳動物細胞中で産生させる。簡潔に述べれば、コドン最適化パピローマウイルスL1のみまたはL1およびL2のキャプシド遺伝子を、293TT細胞(SV40ラージT抗原でトランスフェクトしたヒト胚腎臓細胞(Pastrana et al.,2004))中に同時トランスフェクトする。L1および/またはL1/L2発現ベクターで同時トランスフェクトした細胞を、24時間維持し、次いで、回収する。簡潔に述べれば、HPV粒子を、界面活性剤での溶解によって293TT細胞から放出させる。細胞ライセートを、37℃で一晩インキュベートする。成熟したHPV粒子を、ライセートへの塩化ナトリウムの添加によって可溶化し、ライセートを低速遠心分離によって清澄化する。キャプシドを、高塩抽出およびその後の製造者の説明書にしたがうOptiprep(イオジキサノール)段階勾配による超遠心分離によって細胞デブリおよび界面活性剤から分離する。調製物の純度を、SDS−PAGEによって決定し、粒子の形態を、電子顕微鏡法(EM)によって決定する。典型的な調製物の純度は90%超であり、EMによると完全に組み立てられたキャプシド様の50nm粒子のようである。
HPV粒子をまた、293EXPI細胞中へのパピローマウイルスL1のみまたはL1およびL2のキャプシド遺伝子のトランスフェクションを介して産生する。L1および/またはL1/L2発現ベクターで同時トランスフェクトした細胞を、72時間維持し、次いで、回収する。HPV粒子を、界面活性剤での溶解によって293EXPI細胞から放出させ、ライセートを、中性界面活性剤(例えば、Brij58またはTritonX−100)と37℃で一晩インキュベートする。次いで、一晩インキュベートしたライセート中の粒子を、塩化ナトリウムの添加によって可溶化する。次いで、ライセートを、低速遠心分離によって清澄化する。キャプシドを、高塩抽出およびその後の製造者の説明書にしたがうOptiprep(イオジキサノール)段階勾配による超遠心分離によって細胞デブリおよび界面活性剤から分離する。ナノ粒子調製物の純度を、SDS−PAGEによって決定し、粒子の形態を、電子顕微鏡法(EM)によって決定する。典型的な調製物の純度は90%超であり、EMによると完全に組み立てられたキャプシド様の50nm粒子のようである。
B.HPV VLPへの標的ペプチドの付着
末端システイン、配列FMYSDFHFI(配列番号136)(インフルエンザ)、またはGILGFVFTL配列番号119(インフルエンザ)、またはKLWESPQEI(配列番号6)(麻疹)、またはFLPSDFFPSV(配列番号69)(HepB)、またはSLPRSRTPI(配列番号218)(水痘ウイルス)またはSAPLPSNRV(配列番号219)(水痘ウイルス)を有するCD8+T細胞エピトープの1つ、およびシステインとT細胞エピトープの間の酵素切断部位(例えば、RRRRまたはRVKR)を含む標的ペプチドを含むキメラVLP(例えば、C−RRRR−エピトープ)を、マレイミド抱合を介する実施例1.AのHPV16(K)−L1 VLPへの標的ペプチドの抱合によって調製する。簡潔に述べれば、L1タンパク質濃度14mMにて50mM NaHCO(pH8.4)中のHPV VLPを、市販のヘテロ二官能性架橋剤4−(N−マレイミドメチル)−シクロヘキサン−1−カルボキシラート(sSMCC)(Pierce Endogen,Rockfort,IL)と、最終sSMCC/L1タンパク質(mol/mol)比約100まで混合する。反応を2〜8℃で1時間進行させ、次いで、10mMヒスチジン、0.5M NaCl、0.015%ポリソルベート80を含むpH6.2の緩衝液に対する透析によって脱塩して、sSMCC活性化HPV VLPを生成する。マレイミド当量を、DTNBアッセイ(Fan et al.,Vaccine(2004)Vol.22:2993−3003;Ionescu et al.J.Pharmaceutical Sciences,Vol.95(1):70−79(Jan.2006)を参照のこと)によって決定する。標的ペプチドをNスパージ緩衝液に溶解し、各々をsSMCC活性化HPV VLPとチオ/マレイミド(mom/mol)比約3まで混合する。反応を2〜8℃で約15時間進行させる。次いで、両方の試料を、β−メルカプトエタノールで処理して、任意の過剰なマレイミドをクエンチする。最後に、試料を、0.5M NaClおよび0.015%ポリソルベート80に対して透析する(Dispodialyser MWCO 300000 Spectrum Industries Inc.,Rancho Dominguez,CA)。
実施例2.BMDCおよびマクロファージによるサイトカインのVLP誘導
標的ペプチドを含む実施例1のキメラHPV VLP(20μg)、または標的ペプチドを含まないHPV VLP(20μg)、またはリン酸緩衝生理食塩水(PBS、20μl)を、骨髄由来樹状細胞(BMDC、10細胞/ウェル)および初代マクロファージのin vitro培養物中に添加する。BMDCおよびマクロファージは、C57BL6マウスから採取される。37℃で24時間の培養後、細胞培養物から上清を採取し、サイトカインプロフィールを、マウス32plex luminex Assayを使用して定量する。
結果:標的ペプチドを含むか含まないVLPに曝露したBMDCおよびマクロファージは、PBSのみに曝露した対照のBMDCおよびマクロファージと比較して、高レベルの炎症促進性サイトカインを産生する。
実施例3.T細胞と共培養したBMDCによるサイトカイン産生のVLP誘導
BMDCを、上記の実施例1に記載のように産生させた標的ペプチド(10μg/ml)、HPV16(K)−L1 VLP(10μg/ml)、またはrIFN−γ(1000U/ml)を含むキメラVLPの存在下で、高度に精製した同系T細胞(比1:1)と共に37℃で48時間共培養する。対照として、BMDCを、培地のみで培養するか、T細胞の非存在下での実施例1のキメラVLP(10μg/ml)、HPV16(K)−L1 VLP(10μg/ml)、またはrIFN−γの存在下で培養する。各々の培養条件を、少なくとも2連で実施する。標準的な手順を使用して、各々の培養条件についてのIL−12p70産生を決定する。
実施例4.VLPはin vivoで腫瘍細胞を結合する
A.方法:SHIN−3 DSR卵巣腫瘍を担持するか担持しないマウスに、100μl PBSまたは1%i−カラギーナン(カラギーナンは細胞へのHPV結合を阻害する)を含むPBS中の1×10IUのHPV16−Luc(ルシフェラーゼ)偽ウイルス(psuedovirus)(PsV)(Buck et al.Journal of Virology,(2004),78:751−757またはHung et al.PLoS One(2012);7(7):e40983(本明細書中で参考として援用される)に記載のように調製)を腹腔内注射する。48時間後、ルシフェリン基質を投与し、生物発光を測定する。腹膜腔周囲の目的の領域を抜き取り、平均放射輝度を計算する。全てのデータは、n=5/群の代表値である。
結果:HPV16−Luc PsVは、in vivoでSHIN−3 DSR卵巣腫瘍に結合する。
B.方法:免疫不全動物のみで継代したヒト卵巣腫瘍を、マウスに皮下移植する。腫瘍の直径が7mmと15mmの間に到達したとき、動物に、50μl PBSまたは50μlのHPV16−Luc PsV(約1μg/ul)を腫瘍内注射する。腫瘍を担持しない動物の後側腹部に、50μl PBSまたは50μl HPV16−Luc PsV(およそ1μg/ul)を皮下注射する。発光画像を、HPV−16/LucPsV注射の翌日に記録する。積分時間2分を、発光画像収集のために使用する。発光値を、平均放射輝度として報告する。
結果:HPV16−Luc PsVは、in vivoで樹立異種移植片ヒト卵巣腫瘍を結合して感染させるが、健康な組織を結合しない。
実施例5.腫瘍微小環境のVLP免疫調節
方法:1〜8日目の各々に、標的ペプチドを含むか含まない100μgの実施例1のHPV VLPを、腫瘍担持マウスに投与する。対照として、1〜8日目の各々に、腫瘍担持マウスに100μlのPBSを投与する。
最後の注射から24時間後(9日目)に、マウスを屠殺し、腫瘍を採取し、ホモジナイズする。上清を回収し、マウス32plex luminex Assayを使用したサイトカインプロファイリングに供する。
結果:実施例1のVLPで処置したマウスの腫瘍は、PBSで処置したマウスの腫瘍と比較して、高いレベルの炎症促進性サイトカインおよび化学誘引物質を示す。
実施例6.腫瘍微小環境のVLP免疫調節
方法:1〜8日目の各々に、HPV VLPおよび各々の実施例1のキメラVLP(100μg)を、腫瘍担持マウス群に投与する。対照として、1〜8日目の各々に、腫瘍担持マウスに100μlのPBSを投与する。
24時間後(9日目)に、マウスを屠殺し、腫瘍を採取し、単一細胞懸濁液へと分離する。赤血球を、RBC溶解緩衝液を使用して懸濁液から除去する。フローサイトメトリーを、CD45、MHC II、CD86、CD11b、F4/80、およびLy6Gに特異的な抗マウス抗体を用いるBD Facscaliberを使用して行い、腫瘍の細胞組成を比較する。
結果:標的ペプチドを含むか含まない実施例1のVLPの投与は、PBSで処置したマウス由来の腫瘍と比較して、腫瘍免疫細胞の組成の劇的な変化を誘導する。
実施例7.VLP免疫療法は、全身性の永続的な抗腫瘍免疫を誘導する。
方法:HPV VLPおよび各々の実施例1のキメラVLP(100μg)を、マウスのB16F10黒色腫に直接注射した。腫瘍壊死中心が腫瘍内に迅速に形成し、いくらかの処置マウスは腫瘍を完全に排除する。
腫瘍を完全に排除したマウスを、それらの原発腫瘍の完全な消失が確認された4週間後に、それらの反対側の側腹部中にB16F10細胞を注射することによって再度誘発する。キメラVLPの腫瘍内注射による原発性B16F10側腹部腫瘍が以前に治癒したマウスは、二次再誘発に対する耐性が増加する。これは、キメラVLPナノ粒子を用いた原発腫瘍の直接注射がB16F10腫瘍に対する防御的全身免疫応答を誘導することを示す。
結果:標的ペプチドを含むキメラVLPは、全身性の永続的な抗腫瘍免疫を誘導する
実施例8.キメラVLPは、無関係のT細胞免疫を腫瘍に再指向させ、排除を促進できる
方法:ルシフェラーゼを過剰発現するマウスID8卵巣癌細胞株を、オボアルブミンペプチドエピトープSIINFEKL(配列番号220)に特異的なOT−1 CD8+T細胞と共培養するであろう。次いで、SIINFEKL(配列番号220)含有標的ペプチドを含むか含まないVLPを、共培養物に添加するであろう。
結果:細胞死(減少したルシフェラーゼシグナルの形態で)は、OT−1 CD8+T細胞およびマウスID8卵巣癌細胞株と共培養した標的ペプチドを含まないVLPでは起こらないと考えられる。対照的に、減少したルシフェラーゼシグナルの形態での腫瘍細胞死は、SIINFEKL(配列番号220)含有標的ペプチドを含むキメラVLP(「OVA−キメラVLP」)を投与されたID8/OT−1 T細胞同時培養物において認められると考えられる。
in vivo法:10週齢の卵巣腫瘍担持C57/BL6マウスを、マウスへのID8マウス卵巣癌細胞株の注射によって作出する。100μgのOVA−キメラVLPを、各々のマウスにi.p注射する。対照は、(a)標的ペプチドを含まない100μg/マウスの実施例1のVLPをi.p注射したマウス、および(b)100μg/マウスの実施例1のキメラVLPをi.p注射したマウスである。VLPを、マウスに4週間にわたって毎週投与し、2.5×10個の上記OT−1のCD8+T細胞を、マウスに2回(すなわち、1週間おきに1回)腹腔内注射する。全てのマウスを、生存について観察する。各々の群のマウスの少数のマウスを、VLPでの最後の処置から1週間後に屠殺する。卵巣腫瘍を、肉眼による組織学および浸潤T細胞についての測定のために採取する。
結果。OVA−キメラVLPで処置したマウスの腫瘍は、標的ペプチドを含まないVLPで処置したマウスの腫瘍および実施例1のキメラVLPで処置したマウスの腫瘍より小さな腫瘍塊を有すると考えられる。腫瘍浸潤リンパ球を、SIINFEKL(配列番号220)負荷H−2Kb四量体染色を用いて、SIINFEKL(配列番号220)に特異的なCD8+T細胞について査定する。総TIL中のSIINFEKL(配列番号220)特異的CD8+T細胞の百分率(平均±SD)も分析する。
実施例9.キメラVLPは、無関係のヒト小児期ワクチンT細胞免疫を腫瘍に再指向させることができる
HLA−A0201(AAD)トランスジェニックC57BL/6マウス群に、1/10の用量の実施例1のキメラVLPを1週間間隔で3回皮下注射した。マウスを最後の免疫化の1週間後に安楽死させ、脾臓細胞を回収して、免疫蛍光染色およびインターフェロン−γCD+T細胞活性化アッセイによりFMYSDFHF(配列番号136)、KLWESPQEI(配列番号6)、またはFLPSDFFPSV(配列番号69)、またはSLPRSRTPI(配列番号218)またはSAPLPSNRV(配列番号219)ペプチドを用いて、HLA−A2拘束性小児期ワクチン抗原特異的応答について分析する。ワクチン接種スケジュールの終了後、脾細胞を、FMYSDFHF(配列番号136)、KLWESPQEI(配列番号6)、またはFLPSDFFPSV(配列番号69)、またはSLPRSRTPI(配列番号218)またはSAPLPSNRV(配列番号219)を含む標的ペプチドを含む実施例1のキメラVLPと共培養し、免疫蛍光染色およびインターフェロン−γCD+T細胞活性化アッセイを利用してT細胞の再活性化について査定する。裸のVLP(すなわち、標的ペプチドを含まないVLP)を対照として使用する。VLPの結合および抗腫瘍効果を、in vitro細胞傷害性を測定するための発光画像化を介して試験する。いくつかのルシフェラーゼ発現HLA−A2陽性腫瘍株(ID8/A2(卵巣)、B16/A2(黒色腫)、TC−1/A2(子宮頸癌)など)を、キメラVLPをワクチン接種したHLA−A0201(AAD)トランスジェニックマウス由来の脾細胞と共培養する。これらの腫瘍細胞株は標的ペプチドのCD8+T細胞エピトープと抗原的に関係がないので、腫瘍の死滅は認められない。同様に、裸のVLPの添加は、腫瘍死滅効果を全く持たないか殆ど無い。
結果:FMYSDFHF(配列番号136)、KLWESPQEI(配列番号6)、またはFLPSDFFPSV(配列番号69)、SLPRSRTPI(配列番号218)またはSAPLPSNRV(配列番号219)を含む標的ペプチドを含む実施例1のキメラVLPのこの共培養物中への添加は、腫瘍を脾臓細胞培養物中の細胞傷害性T細胞による死滅に対し感受性にすると考えられる。
実施例10.キメラVLPは、腫瘍排除のために無関係のヒト小児期ワクチンT細胞免疫を腫瘍に再指向させることができる。
方法:腫瘍の樹立:HLA−A0201(AAD)トランスジェニックマウスに、ルシフェラーゼ発現ID8/A2腫瘍細胞を腹腔内(IP)注射する。
小児期ワクチン応答の生成:腫瘍細胞注射後、実施例8に記載のように、HLA−A0201(AAD)トランスジェニックマウスに、1/10のインフルエンザウイルス、麻疹、B型肝炎、または水痘のためのヒト小児期ワクチンを用いて1週間間隔で能動的に免疫化する。ワクチンの抗原成分は、CD8+T細胞エピトープFMYSDFHFI(配列番号136)(インフルエンザ)、またはGILGFVFTL 配列番号119(インフルエンザ)、またはKLWESPQEI(配列番号6)(麻疹)、またはFLPSDFFPSV(配列番号69)(HepB)、またはSLPRSRTPI(配列番号218)(水痘ウイルス)またはSAPLPSNRV(配列番号219)(水痘ウイルス)を含む。実施例8に記載のように、各マウス群を部分集団に分け、安楽死させて特徴づけを行い、小児期ワクチンに対する既存の免疫の樹立を確認する。
処置および抗腫瘍効果の分析:腫瘍担持マウスに、キメラVLP、または裸のVLP(標的ペプチドを含まない)(100μg/マウス)を毎週1回にて3回腹腔内注射した。無処置マウスを対照とする。腫瘍成長を、発光画像化によってモニタリングする。
結果:キメラVLPで処置された腫瘍担持マウスは、裸のVLPを投与したマウスおよび対照マウスについて得た治療的抗腫瘍効果を超える治療的抗腫瘍効果を示すと考えられる。具体的には、キメラVLPは標的ペプチドのT細胞エピトープに特異的なCD8+T細胞を腫瘍に再指向させ、腫瘍の成長を阻害し、場合によっては、腫瘍を消失させることができ、一方で、裸のVLPをi.p.注射した対照マウスまたはVLPを全く投与しなかった対照マウスは、キメラVLPのT細胞エピトープに特異的なCD8+T細胞を再指向させないと考えられる。裸のVLPをi.p.注射した対照マウスまたはVLPを全く投与しなかった対照マウスでは、標的ペプチドを含むキメラVLPを用いた場合よりも腫瘍の成長の阻害および腫瘍の消失がはるかに小さいと考えられる。
実施例11.エピトープ抱合VLPのデザインおよび合成
VLPを、実施例1に本質的に記載されるように、Trichoplusia ni(High Five(商標))細胞で産生させた。簡潔に述べれば、VLPを、本発明者らのキメラパピローマウイルスL1遺伝子を発現する組換えバキュロウイルスを感染させたTrichoplusia ni(High Five(商標))細胞で産生させた。VLPを、40%スクロース遠心分離、その後の別ラウンドのCsCl段階勾配での精製を使用して精製した。VLP調製物の純度を、SDS−PAGEによって決定し、粒子の形態を、透過型電子顕微鏡法(TEM)によって査定する。典型的な調製物の純度は90%超であり、TEMによると完全に組み立てられたキャプシド様の50nm粒子のようである(図2、左側のパネルのTEM)。標的ペプチド(FMYSDFHFI(配列番号136)(インフルエンザ)、またはGILGFVFTL 配列番号119(インフルエンザ)、またはKLWESPQEI(配列番号6)(麻疹)、またはFLPSDFFPSV(配列番号69)(HepB)、またはSLPRSRTPI(配列番号218)(水痘ウイルス)またはSAPLPSNRV(配列番号219)(水痘ウイルス))を、ポリカチオン性の(N末端マレイミド−Arg4RVKR−エピトープ)17量体ペプチドであるaka MAL−ペプチドとして純度85%超に合成した。抱合のために、空の非抱合VLPを、TCEP(68μM、最終)を含む50mMリン酸ナトリウム(pH6.5)、500mM NaCl、2mM EDTA反応緩衝液と共に還元条件下に供した(TCEP:VLPタンパク質(mol:mol)=10:1)。混合物(体積=625μl)を、15分毎に21℃で1時間穏やかに撹拌した。1時間の還元後、反応緩衝液中のMAL−ペプチド(170μM、625μl)を、TCEP前処理VLP中に、ペプチド:RG−1タンパク質比(mol:mol)=25:1まで添加した。混合物を、約250rpmにて21℃で1時間穏やかに撹拌し、その直後に精製プロセスに進んだ。抱合後、抱合されたVLPを含む組成物を、PBS(pH7)、500mM NaCl中で透析し、その後にダイアフィルトレーション工程を行って過剰なペプチドを除去した。抱合されたVLP(「AIR VLP」)を、TEMによって分析した。複数のAIR VLPバッチのTEMの結果は一貫しており、空の非抱合VLP(50nM)と比較して、わずかに大きなVLP(60〜70nM)を示した。AIR−VLPのSDS−PAGE分析と併せたこの結果は、抱合したVLPへのペプチドの結合量が多いことを示している。この抱合プロセスを異なるVLPに対して実施でき、図3で認められるように、多数の異なる種類の小児期ワクチンエピトープに抱合されたHPV16RG−1 VLPおよび野生型HPV16 VLPを形成するためにこの抱合プロセスを行った。図3は、インフルエンザウイルス、B型肝炎ウイルス、麻疹ウイルス、および水痘ウイルス由来のエピトープに抱合されたHPV16RG−1 VLP(左パネル)または野生型HPV16L1VLP(右パネル)のSDS PAGE分析である。
実施例12.異なるVLPによる腫瘍特異的結合
本明細書中に記載のキメラVLPの広範な腫瘍結合能力を確認するために、マウスの子宮頸癌(TC−1)、卵巣癌(ID8)、乳癌(4T1)、および黒色腫(B16)細胞株をin vitroにて0.3μg/mlのキメラVLPで24時間処置し、細胞を腫瘍結合VLPの存在について染色し、次いで、フローサイトメトリー分析によって染色した細胞を分析した。
図4は、全ての試験した腫瘍細胞株へのVLP結合を実証する細胞集団のシフトを示す。図4の上の行は、種々の腫瘍細胞株への空のHPV16 RG−1 VLP結合の結果を示し、下の行は、L1ループの1つに組換えによって挿入されたペプチドを有するウシ乳頭腫ウイルス(BPV)VLPの結果を示す。
VLPの腫瘍結合能力がVLP表面上のペプチドの抱合によって損なわれないことを実証するために、本発明者らは、抱合したVLPを使用して上記の腫瘍結合研究を繰り返した。非抱合VLPを用いて得た結果と一致して、抱合AIR−VLPは、腫瘍細胞への結合能力を維持していた(図5を参照のこと)。
実施例13.抱合VLPによる抗原特異的抗腫瘍免疫の再指向は、in vitroでの結合、CD8+エピトープの負荷、およびコーティングしたエピトープ特異的CTLによる抗腫瘍死滅を誘導する
抗腫瘍免疫リダイレクターとしての本明細書中に記載の抱合VLPの可能性を評価するために、本発明者らは最初に、モデル抗原OVA(SIINFEKL、配列番号220)を使用した。本発明者らは、フューリン切断部位を有するこのマウスH2−KB拘束OVAエピトープ(SIINFEKL、配列番号220)をHPV16RG−1 VLPに抱合してキメラVLP(AIR−VLP)を生成した。次いで、腫瘍細胞を、種々の量(濃度1.00pM〜0.02nM)のAIR−VLPまたは対照VLP(空のVLP、非抱合VLP、または偽AIR VLP(非抱合VLPおよびVLPに抱合されないペプチドの組成物)など)とin vitroで24時間インキュベートし、次いで、処置した腫瘍細胞を1×10個のOT1特異的CTLとインキュベートした。OT−1特異的CTL活性化を、表面CD8および細胞内IFN−γ染色、その後のフローサイトメトリー分析を介して査定した。有意により多くのCD8+IFN−γ+T細胞がAIR−VLP処置腫瘍細胞とのインキュベーション後に検出され、これはAIR−VLP処置が非OVA発現腫瘍細胞をOVAペプチドで首尾よくコートしたことを示し、その後OT−1特異的CTLによる認識およびその活性化をもたらす(図6を参照のこと)。
ウイルスCD8+エピトープに抱合されたVLPの抗腫瘍免疫リダイレクターとしての可能性を評価するために、本発明者らは、マウスH2−DB拘束HPV16−E7エピトープ(aa49〜57)を、フューリン切断部位を有するウシパピローマウイルスVLPに抱合して、キメラVLP−R−E7を生成した。次いで、本発明者らは、ID8腫瘍細胞を、0.3μg/mlの空の非抱合VLPまたはキメラVLP−R−E7とin vitroで24時間インキュベートし、次いで、処置した腫瘍細胞を2×10個のE7aa49−57特異的CTLとインキュベートした。
E7特異的CTL活性化を、表面CD8および細胞内IFN−γ染色、その後のフローサイトメトリー分析を介して査定した。有意により多くのCD8+IFN−γ+T細胞がキメラVLP−R−E7処置ID8腫瘍細胞とのインキュベーション後に検出され、これは、キメラVLP−R−E7処置が非E7発現ID8腫瘍細胞をE7ペプチドで首尾よくコートしたことを示し、その後にE7特異的CTLによる認識およびその活性化をもたらす(図7を参照のこと)。
キメラVLP誘導性免疫再指向がコーティングされた腫瘍細胞の細胞傷害性の死滅を引き起こせることを実証するために、本発明者らは、腫瘍細胞へのAIR−VLP結合がCTL放出をもたらし、それが、OVA特異的CD8+T細胞による死滅に対し腫瘍細胞をより感受性にしたことを証明した。図8に示すように、空の非抱合VLPではなくAIR−VLPのインキュベーションが、発光活性の大きな減少によって実証される、OVA特異的CD8+T細胞死により媒介される最も大量の腫瘍細胞死をもたらした(図8を参照のこと)。
ID8/luc腫瘍細胞を、0.3μg/mlの空の非抱合VLPまたはキメラVLP−R−E7とin vitroで24時間処理し、次いで、処置した腫瘍細胞を2×10個のE7aa49−57特異的CTLとインキュベートした。次いで、本発明者らは、腫瘍細胞の生存度を、ID8/luc生細胞によるルシフェラーゼ発現に基づく生物発光画像化を介して査定した。有意なルシフェラーゼ活性の低下が、キメラVLP−R−E7で処置し、E7特異的CTLとインキュベートしたID8腫瘍細胞について認められ、これは、処置後のID8腫瘍細胞生存度の有意な低下を示す。まとめると、このデータは、標的ペプチドと抱合されたキメラVLPが腫瘍細胞をコートし腫瘍細胞の表面MHC−Iに標的ペプチドを負荷し、活性化されたCTLによるコーティングされた腫瘍細胞のその後の死滅をもたらす能力を実証する(図9を参照のこと)。

Figure 2020524710
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HPV16(114K)L1タンパク質配列 配列番号205
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HPV16L1 I114K)核酸配列(配列番号206)
Figure 2020524710
Figure 2020524710
HPVL2タンパク質配列(配列番号207)
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Figure 2020524710
HPV16L2 核酸配列(配列番号208)

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フューリン切断部位
R X R/K R(配列番号209)
フューリン切断部位
Arg Val Lys Arg(配列番号210)
MMP切断ペプチド基質
Glu Pro Cit Gly Hof Tyr Leu(配列番号211)
MMP切断ペプチド基質
Gly Pro Leu Gly Ile Ala Gly Gln(配列番号212)
MMP切断ペプチド基質
Pro Val Gly Leu Ile Gly(配列番号213)
ポリグルタミン酸ドッキング部位
EEEEEEEEC(配列番号214).
ポリグルタミン酸ドッキング部位
CEEEEEEEEC(配列番号215).
EBNA3Cペプチドaa 284〜293はHLA−A2.01を結合する
LLDRVRFMGV(配列番号216)
EBVペプチド
(K)GILGFVFTL(T)(V)(配列番号217)
水痘ウイルス CD8+T細胞エピトープ
SLPRSRTPI(配列番号218)
水痘ウイルス CD8+T細胞エピトープ
SAPLPSNRV(配列番号219)
OVAペプチド
SIINFEKL(配列番号220)
RG−1 VLP配列
Figure 2020524710
HPVL2タンパク質由来ペプチド
QLYKTCKQAG TCPPDIIPKV(配列番号:222)

Claims (44)

  1. パピローマウイルス(PV)L1タンパク質および表面表示標的ペプチドを含む、キメラウイルス様粒子(VLP)であって、前記標的ペプチドが、ヒト病原体のCD8+T細胞エピトープを含み、前記CD8+T細胞エピトープが、腫瘍関連抗原ではなく、前記標的ペプチドが、VLPに抱合されかつ前記標的ペプチドが、多イオン性システイン配列を介して前記VLPに抱合されない、キメラVLP。
  2. PVL2タンパク質をさらに含む、請求項1に記載のキメラVLP。
  3. 前記標的ペプチドが、ジスルフィド結合、マレイミド結合、またはアミド結合を介して前記L1タンパク質のシステイン、リジンまたはアルギニンに抱合される、請求項1に記載のキメラVLP。
  4. 前記標的ペプチドが、ジスルフィド結合、マレイミド結合、またはアミド結合を介して前記L2タンパク質のシステイン、リジンまたはアルギニンに抱合される、請求項2に記載のキメラVLP。
  5. 前記標的ペプチドが、パピローマウイルスのペプチドでない、請求項1に記載のキメラVLP。
  6. 前記CD8+T細胞エピトープが、小児期ワクチンの抗原ポリペプチドに由来する、請求項1に記載のキメラVLP。
  7. 前記病原体が、ウイルス、細菌、真菌、または寄生虫である、請求項1に記載のキメラVLP。
  8. 前記ウイルスが、ワクシニアウイルス、水痘帯状疱疹ウイルス、帯状疱疹ウイルス、風疹、肝炎ウイルス、例えば、A型肝炎ウイルスまたはB型肝炎ウイルスまたはC型肝炎ウイルス、A型またはB型インフルエンザウイルス、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、ポリオウイルス、痘瘡(天然痘)ウイルス、狂犬病ウイルス、デングウイルス、エボラウイルス、ウエストナイルウイルス、黄熱病ウイルス、またはジカウイルスである、請求項7に記載のキメラVLP。
  9. 前記標的ペプチドが、表1に記載のペプチドを含む、請求項1に記載のキメラVLP。
  10. 前記細菌が、bordatella pertussis、破傷風菌、chlamydia trachomatis、diphtheria、インフルエンザ菌、menigicoccus、例えば、Menigicoccal ACWY、pneumococcus、コレラ菌、結核菌、BCG、typhoid、大腸菌、salmonella、Legionella pneumophila、rickettsias、Treponema pallidum pallidum、streptococcusのA群またはB群、肺炎連鎖球菌、炭疽菌、chostridium botulinum、またはYersinia sp、例えば、yerisnia pestisである、請求項7に記載のキメラVLP。
  11. 前記寄生虫が、enamoeba histolytica、トキソプラズマ、trichinella sp.、例えば、旋毛虫、trichomonas sp.、例えば、tricomnas vaginalis、trypanosoma sp.、例えば、ガンビアトリパノソーマ、ローデンシアトリパノソーマ、またはクルーズトリパノソーマ、またはplasmodium、例えば、plamodium falciparium、三日熱マラリア原虫、または四日熱マラリア原虫である、請求項7に記載のキメラVLP。
  12. 前記L1タンパク質が、BPV1またはHPV1、2、3、4、5、6、8、9、11、15、16、17、18、23、27、38、31、45、33、35、39、51、52、58、66、68、70、76、および92型のL1タンパク質である、請求項1に記載のキメラVLP。
  13. 前記L2タンパク質が、BPV1またはHPV1、2、3、4、5、6、8、9、11、15、16、17、18、23、27、38、31、45、33、35、39、51、52、58、66、68、70、76、および92型のL2タンパク質である、請求項2に記載のキメラVLP。
  14. 前記L1タンパク質が、VLPの表面上に提示される3つを超えるシステインを含む、請求項1に記載のキメラVLP。
  15. 前記L1タンパク質が、HPV16RG−1L1タンパク質(配列番号221)である、請求項14に記載のキメラVLP。
  16. 前記L1タンパク質が、QLYKTCKQAG TCPPDIIPKV(配列番号222)を含む、請求項15に記載のキメラVLP。
  17. 前記ペプチドが、前記L1タンパク質のDEループ、HIループまたはヘリックスB4ループの1つまたは複数に抱合される、請求項1に記載のキメラVLP。
  18. 前記標的ペプチドが、ヒトPV16L1(HPV16L1)のヘリックスB4ループに抱合されるか、ウシPV(BPV)のDEループ、またはPVの等価なアミノ酸136/137に抱合される、請求項1に記載のキメラVLP。
  19. 癌細胞の成長を阻害するための方法であって、前記細胞を請求項1〜16のいずれか1項に記載のキメラVLPの有効量を含む組成物と接触させることを含む、方法。
  20. 被験体における腫瘍の成長、進行または転移を阻害するための方法であって、
    (a)それを必要とする被験体が病原体に対して免疫化またはワクチン接種されていたかどうかを確認すること、
    (b)キメラパピローマウイルス様粒子(VLP)を前記腫瘍の成長、進行または転移の阻害に十分な量で前記被験体に投与すること
    を含み、
    前記キメラVLPが、パピローマウイルスL1タンパク質および標的ペプチドを含み、前記標的ペプチドが、L1タンパク質のシステイン、リジンまたはアルギニンに抱合され、前記標的ペプチドが、それに対し前記被験体が免疫化されていた病原体のCD8+T細胞エピトープを含みかつ前記標的ペプチドが、キメラVLP上に表面表示される、方法。
  21. 前記被験体の細胞上に発現されるMHCクラスI分子を決定することおよびキメラVLPを選択することであって前記標的ペプチドが、MHCクラスI分子に結合することが公知である、決定することおよび選択すること、前記キメラVLPを前記被験体に次いで投与することをさらに含む、請求項20に記載の方法。
  22. 前記病原体が、ウイルス、細菌または寄生虫である、請求項20に記載の方法。
  23. 前記ウイルスが、ワクシニアウイルス、水痘帯状疱疹ウイルス、帯状疱疹ウイルス、風疹、肝炎ウイルス、例えば、A型肝炎ウイルスまたはB型肝炎ウイルスまたはC型肝炎ウイルス、A型またはB型インフルエンザウイルス、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、ポリオウイルス、痘瘡(天然痘)ウイルス、狂犬病ウイルス、デングウイルス、エボラウイルス、ウエストナイルウイルス、黄熱病ウイルス、またはジカウイルスである、請求項20に記載の方法。
  24. 前記細菌が、bordatella pertussis、破傷風菌、chlamydia trachomatis、diphtheria、インフルエンザ菌、menigicoccus、例えば、Menigicoccal ACWY、pneumococcus、コレラ菌、結核菌、BCG、typhoid、大腸菌、salmonella、Legionella pneumophila、rickettsias、Treponema pallidum pallidum、streptococcusA群またはB群、肺炎連鎖球菌、炭疽菌、chostridium botulinum、Yersinia sp、例えば、yerisnia pestisである、請求項22に記載の方法。
  25. 前記寄生虫が、enamoeba histolytica、トキソプラズマ、trichinella sp.、例えば、旋毛虫、trichomonas sp.、例えば、tricomnas vaginalis、trypanosoma sp.、例えば、ガンビアトリパノソーマ、ローデンシアトリパノソーマ、クルーズトリパノソーマ、 plasmodium、例えば、plamodium falciparium、三日熱マラリア原虫、または四日熱マラリア原虫である、請求項22に記載の方法。
  26. 前記標的ペプチドが、ジスルフィド結合、またはマレイミド結合によって前記L1タンパク質のシステインに抱合される、請求項20に記載の方法。
  27. 前記標的ペプチドが、前記L1タンパク質のループに抱合される、請求項26に記載の方法。
  28. 前記標的ペプチドが、L1タンパク質のループに抱合されない、請求項26に記載の方法。
  29. 前記CD8+T細胞エピトープが、表1に列挙されるエピトープである、請求項20に記載の方法。
  30. 前記CD8+T細胞エピトープが、表Iに列挙されるMHCクラスI分子に結合する、請求項29に記載の方法。
  31. 前記MHCクラスI分子が、HLA−A02:01、HLA−A03:01/HLA−A11:01、HLA−A0201、HLA−A020101、HLA−A0203、HLA−A0206、HLA−A2、HLA−A2.1、またはHLA−A02である、請求項30に記載の方法。
  32. 前記CD8+T細胞エピトープが、MHCクラスI分子HLA−A、HLA−BまたはHLA−Cファミリーに結合する、請求項21に記載の方法。
  33. 前記キメラVLPが、照射療法または化学療法後に投与される、請求項20に記載の方法。
  34. チェックポイント阻害剤を前記被験体に投与することをさらに含む、請求項20に記載の方法。
  35. 前記チェックポイント阻害剤が、キメラVLPと順次にまたは本質的に同時に投与される、請求項34に記載の方法。
  36. 前記チェックポイント阻害剤が、イプリムマブ(Yervoy(登録商標))、ペムブロリズマブ(Keytruda(登録商標))、およびニボルマブ(Opdivo(登録商標))、Atezolizumab(Tecentriq)、Avelumab(Bavencio)、Durvalumab(Imfinzi)である、請求項34に記載の方法。
  37. 被験体における癌の成長を阻害するための方法であって、
    (a)癌を有する被験体として前記被験体を同定すること、
    (b)前記被験体に以前に投与されたことのある抗原性因子を含むワクチンを同定すること、
    (c)パピローマL1タンパク質および標的ペプチドを含むキメラVLPの有効量を含む組成物を前記被験体に投与することであって、前記標的ペプチドが、L1タンパク質に抱合されかつ前記標的ペプチドが、前記被験体に以前に投与された前記ワクチン中の前記抗原性因子のCD8+T細胞エピトープを含む、投与すること
    を含み、
    前記キメラVLPが、前記被験体における免疫応答を刺激するのに十分な量で投与され、前記抗原性因子の前記CD8+T細胞エピトープに対し特異的なCD8+T細胞を刺激することかつそれにより前記癌の成長を阻害することを含む、方法。
  38. 被験体における癌の成長を阻害するための方法であって、
    (a)腫瘍を有する被験体として前記被験体を同定すること、
    (b)キメラVLPを前記標的ペプチドに対する前記被験体による細胞性免疫応答を誘導するのに十分な量で前記被験体に投与すること
    を含み、
    前記キメラVLPが、パピローマL1タンパク質もしくはL2タンパク質、またはL1およびL2タンパク質の両方、ならびに標的ペプチドを含み、前記標的ペプチドが、前記L1またはL2タンパク質のシステイン、リジンまたはアルギニンに抱合され、前記標的ペプチドが、前記腫瘍由来の腫瘍関連抗原でないCD8+T細胞エピトープを含み、かつ前記細胞性免疫応答が、前記腫瘍の成長を阻害する、方法。
  39. パピローマウイルスL1タンパク質、またはL1タンパク質およびL2タンパク質からVLPを組み立てること、前記VLPのキャプシド様正二十面体構造を保持しながら前記VLPを還元するのに十分な還元条件に前記VLPを供すること、および還元されたVLPに前記標的ペプチドを供しそれによりキメラVLPを形成することを含む請求項1に記載のキメラVLPを作製するための方法。
  40. 前記標的ペプチドが、前記VLPのL1またはL2タンパク質のシステイン(cystiene)および/またはリジンに抱合される、請求項39に記載の方法。
  41. 前記標的ペプチドが、ジスルフィド結合マレイミド結合、またはアミド結合を介して前記VLPのL1またはL2タンパク質に抱合される、請求項39に記載の方法。
  42. 前記VLPの表面システインの少なくとも30%が、標的ペプチドを含む、請求項40に記載の方法。
  43. 前記VLPの表面システインの少なくとも約30%が、標的ペプチドを含む、請求項39に記載の方法。
  44. キメラVLP集団を含む組成物であって、各々のVLPが、パピローマウイルスL1タンパク質および標的ペプチドを含み、前記VLPの前記システインの少なくとも30%または前記リジンの30%または前記システインおよび前記リジンの両方の30%が、ジスルフィド結合、マレイミド結合を介して標的ペプチドに抱合される、組成物。
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