JP2021509254A - H3n2亜型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の突然変異体及びその使用 - Google Patents

H3n2亜型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の突然変異体及びその使用 Download PDF

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Abstract

H3N2亜型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の突然変異体、その作製方法、並びにインフルエンザウイルスの感染及び/又は感染によって引き起こされる疾患(インフルエンザ等)を予防及び/又は治療するために上記突然変異体を使用する方法を提供する。ワクチン等の上記突然変異体を含有する医薬組成物を更に提供する。

Description

本願は、ウイルス学及び免疫学の分野に関する。特に、本願は、H3N2亜型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の突然変異体及びその使用に関する。加えて、本願は、上記突然変異体を含む医薬組成物(ワクチン等)、該突然変異体を作製する方法、並びにインフルエンザウイルスの感染及び/又は感染によって引き起こされる疾患(インフルエンザ等)の予防及び/又は治療のために該突然変異体を使用する方法にも関する。
インフルエンザウイルスは、ヒトの健康にとって大きな脅威であり、その継続的かつ急速な抗原連続変異により季節性インフルエンザが人々の間で広く蔓延する。一般的なヒト季節性インフルエンザウイルスとしては、季節性H1N1、季節性H3N2及びB型インフルエンザウイルスが挙げられる。WHOの統計によると、季節性インフルエンザは、毎年少なくとも250000人〜500000人の死者を出している(非特許文献1)。加えて、インフルエンザのパンデミックは、依然として人類にとって大きな脅威である。インフルエンザウイルスの発見以来、ヒトの歴史の中で5回の世界的なインフルエンザのパンデミックが起こり、数千万人が死亡した。そのうち、1918年のスペイン風邪のアウトブレイクでは、世界でおよそ2000万人〜5000万人が死亡した。20世紀の他の主要なインフルエンザのアウトブレイクには、1957年のアジア風邪(H2N2)のアウトブレイク及び1968年のホンコン風邪(H3N2)のアウトブレイクが含まれ、どちらも深刻な公衆衛生上の脅威及び人々の大きなパニックを引き起こした(非特許文献2)。21世紀でもインフルエンザのパンデミックは止まってはいない。2009年にメキシコで発生し、急速に世界中に蔓延した新型のA型インフルエンザウイルス(H1N1)のパンデミックは、再び人間社会に警鐘を鳴らした。WHOの統計によると、2010年8月6日の時点で世界中の200を超える国及び地域で合計18449件の死亡の確認が報告された(非特許文献3)。インフルエンザウイルスのパンデミックが収まると、そのインフルエンザウイルスは多くの場合、季節性インフルエンザへと進化し、蔓延し続け、流行過程での抗原連続変異により人間の健康を脅かし続ける。加えて、人類は、高病原性鳥インフルエンザの脅威に直面している。2003年以降、世界中でH5N1鳥インフルエンザウイルスによる合計600件のヒト感染例が報告されており、これは353件の死亡を含み、60%に近い死亡率が示される(WHO:http://www.who.int/influenza/human_animal_interface/H5N1_cumulative_table_archives/en/index.html)。2013年以降、世界中でH5N1鳥インフルエンザウイルスによる合計1554件のヒト感染例が報告されており、25%を超える死亡率が示される(WHO:http://www.who.int/influenza/human_animal_interface/H5N1_cumulative_table_archives/en/index.html)。インフルエンザウイルスが人々の間で蔓延すると、人間社会にとって致命的な打撃がもたらされることが人々に懸念されている。要するに、インフルエンザウイルスによって引き起こされるインフルエンザは、人間の前に立ちはだかる重大な感染性疾患である。
インフルエンザウイルスは、オルトミクソウイルス科のインフルエンザウイルス属に属し、一本鎖のマイナス鎖RNAを有するエンベロープウイルスである。インフルエンザウイルスのゲノムは、10個を超えるウイルスタンパク質をコードする。ウイルス核タンパク質(NP)及びマトリックスタンパク質(M)の抗原性及び遺伝的特徴の違いにより、インフルエンザウイルスは3つの型、すなわちA型(A)、B型(B)及びC型(C)に分類される(非特許文献4)。それらの中でも、A型インフルエンザウイルス(略してFlu A)は、急速に突然変異し、強い病原性を有し、世界中でパンデミックを引き起こす可能性がある。B型インフルエンザウイルス(略してFlu B)は、ゆっくりと突然変異し、局所的なパンデミックしか引き起こすことができない。C型インフルエンザウイルス(略してFlu C)は、最も遅い突然変異及び弱い病原性を有し、通常は抵抗力の低い妊婦及び小児にしか感染することができない。Flu Aは、水鳥等の自然宿主に加えて、自然界に広範な宿主を有し、更にヒト、ウマ及びブタ等の様々な動物でも感染を引き起こす可能性がある。Flu Aは、違いの大きな多くの亜型を有し、インフルエンザの予防及び制御、並びにワクチン研究において大きな注目を集めている。
Flu Aウイルスは、表面抗原ヘマグルチニン(HA)及びノイラミニダーゼ(NA)の抗原性及び遺伝的特徴に応じて複数の亜型に分類することができる。現在、18種のHA亜型(H1〜H18)及び11種のNA亜型(N1〜N11)が発見されている(非特許文献5)。集団内で流行しているFlu Aウイルスは、主に2種のHA亜型(H1、H3)及び2種のNA亜型(N1、N2)を含む。一方で、高病原性鳥インフルエンザウイルスH5N1及びH7N9もヒトへの感染を引き起こす場合があり、より高い死亡率から多くの注目を集めている。
インフルエンザワクチンは、インフルエンザウイルスと闘うために最も効果的な方法である。現在、インフルエンザワクチンによって誘導される抗ウイルス抗体の主要標的は、ウイルス表面上に位置するヘマグルチニン(HA)タンパク質である。HAタンパク質は、ウイルス表面上で三量体構造を有し、各HA単量体がHA1及びHA2の2つのドメインからなる。HA1は、三量体の頭部に位置し、球状構造を構成し、受容体結合部位を含有し、宿主細胞におけるウイルス感染に重要な部位である。現在、HA1は、身体による防御中和抗体の産生を誘導することができる重要な抗原部位を含有することからワクチン設計にとって重要な標的である(非特許文献6)。HA2は、三量体の基部に位置し、茎状構造を有し、ウイルスエンベロープと宿主細胞膜との融合を媒介することができる融合ペプチドを含有する。HA2に対する幾つかのモノクローナル抗体がウイルス膜融合の阻害によってウイルスを中和し得ることが報告されている(非特許文献6)。
インフルエンザウイルスは、高い変動性を有し、中でも特にHAが最も急速に突然変異する。現在、従来のワクチンは、主にHAタンパク質を標的とする。HA遺伝子の高い変動性から、ワクチンが抗原連続変異のために効果がない可能性がある。インフルエンザウイルスの抗原性変異を克服するために、前年の流行ウイルス株の突然変異のモニタリングにより、WHOは、翌年の流行期のワクチン候補株として古いワクチン株を使用するか又は新たなワクチン株を確立する選択を行わなければならず、現在のパンデミック株に対する効果的な防御を確実にするために新たなワクチンを毎年接種しなければならない。言い換えると、現在のインフルエンザワクチンは、前年に流行したウイルス株の抗原性変異に応じて毎年調整する必要があり、これは時間及び労力を要する。したがって、ウイルスの突然変異による影響を受けない「広域ワクチン」の開発が新たなワクチンの研究のホットスポットになりつつある。
Peter D.C. et al., J Clin Invest. 2008, 118: 3273-3275 Xu R. et al. Science. 2010, 328: 357-360 WHO Pandemic (h1n1) 2009-update 112. 6 Aug, 2010 Horimoto T. et al., Nat Rev Microbiol, 2005, 3 (8): 591-600 Tong S. et al., PLoS Pathog. 2013; 9 (10): e1003657 Wang T.T. et al., Nat Struct Mol Biol. 2009, 16: 233-234
非修飾天然HAタンパク質がワクチンとして狭域の免疫防御効果しか誘導することができないことから、HAの急速な突然変異に起因する急速なワクチン不全を回避するために、天然HAタンパク質を修飾して、広域免疫応答を誘導することができるワクチンを得ることが提案されている。しかしながら、インフルエンザウイルスのHAタンパク質が多くの亜型を有し、複雑な翻訳後グリコシル修飾を有するため、この分野における研究は、あまり進展を遂げていない。広域抗インフルエンザウイルス防御抗体をin vivoで誘導し、広域抗インフルエンザウイルス防御をin vivoで与えることが可能なHA突然変異体を開発する必要性が依然として当該技術分野で存在している。
HAは糖タンパク質であり、そのHA1ドメイン及びHA2ドメインは、どちらもグリコシル化部位を含み、N結合型グリコシル鎖を有する(Keil W et al. (1985) EMBO J 4: 2711-2720)。真核生物発現(例えば、昆虫−バキュロウイルス発現系を用いた真核生物発現)の場合、産生されるHAタンパク質は、HA1ドメイン及びHA2ドメインの両方にN結合型グリコシル鎖を有し、したがって、生じるHA三量体は、そのヘッド領域及びステム領域にN結合型グリコシル鎖を有する(図2A)。徹底的な研究後に、本願の発明者らは、H3N2亜型インフルエンザウイルスのHAタンパク質を修飾して、それが有するN結合型グリコシル鎖を完全に除去することで、修飾されたHAタンパク質が広域防御抗体を誘導する能力の増強を示し、それにより誘導された防御抗体がインフルエンザウイルスのより多くの亜型を認識することができ、より広域の防御効果を有することを見出した。これに基づいて、本願の発明者らは、N結合型グリコシル化部位を含まず(例えば、特徴的配列N−X−(S又はT)を含まず)、広域抗インフルエンザウイルス防御抗体をin vivoで誘導することができ、広域抗インフルエンザウイルス防御効果をin vivoでもたらすことができる、H3N2亜型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の突然変異体を開発した。特に、本明細書で開示される突然変異体は、インフルエンザウイルスの種々の亜型に対して防御抗体を誘導することが可能であり、インフルエンザウイルスの種々の亜型に対する防御を達成し、したがって、インフルエンザウイルスの複数の亜型(例えば、少なくとも2つ、少なくとも3つ又はそれ以上の亜型)の感染及び感染に関連する疾患(例えば、インフルエンザ)の予防及び/又は治療のためのインフルエンザウイルスの複数の亜型(例えば、少なくとも2つ、少なくとも3つ又はそれ以上の亜型)に対抗することが可能な広域ワクチンとして使用することができる。
特に、本願で開示されるH3N2亜型インフルエンザウイルスのHAタンパク質に由来する突然変異体は、H3N2亜型インフルエンザウイルスの複数の株(特に、異なる年代に流行しているH3N2亜型インフルエンザウイルスの複数の株)に対する防御抗体を誘導し、H3N2亜型インフルエンザウイルスの複数の株に対する防御を達成することができるだけでなく、H7N9及び/又はH1N1亜型インフルエンザウイルスに対する防御抗体を誘導し、H7N9及び/又はH1N1亜型インフルエンザウイルスに対する防御を達成することもできる。したがって、H3N2亜型インフルエンザウイルスのHAタンパク質に由来する、かかる突然変異体は、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型インフルエンザウイルスの感染並びにそれに関連する疾患の予防及び/又は治療のための広域ワクチンとしての使用に特に適している。
突然変異体について
このため、一態様では、本願は、N結合型グリコシル化部位を含まないH3N2亜型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の突然変異体に関する。N結合型グリコシル化部位がないことから、かかる突然変異体は、N結合型グリコシル化鎖を含まない。或る特定の好ましい実施の形態では、本願は、H3N2亜型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の突然変異体を提供するが、ここで、H3N2亜型インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質と比較して、突然変異体は、N結合型グリコシル化部位を含まず、任意に、突然変異体は、野生型ヘマグルチニンタンパク質のN末端シグナルペプチド及び/又は膜貫通領域を含まない。
N結合型グリコシル化は、ポリペプチドの翻訳後修飾であり、グリコシル鎖がポリペプチド鎖中の特定のアスパラギン残基上の遊離−NH基に連結していることを意味する。N結合型グリコシル化は通常、小胞体(ER)及びゴルジ体(GA)において行われる。したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、H3N2亜型インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質のN結合型グリコシル化部位の各々のアスパラギン残基が独立して欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)で置換されるという点で異なる。
インフルエンザウイルスHAタンパク質中のN結合型グリコシル化部位は、様々な既知の方法によって決定することができる(Tate MD. Et al., Viruses. 6(3): 1294-316を参照されたい)。例えば、コンピュータプログラム又はソフトウェア(例えば、タンパク質配列分析ソフトウェアパッケージAntheprot 5.0)を用いてN結合型グリコシル化部位を予測し、決定することができる。インフルエンザウイルスの天然HAタンパク質では、N結合型グリコシル化を受けるアミノ酸は通常、特徴的配列N−X−(S又はT)のアスパラギン(N)であり、ここで、Nはアスパラギンを表し、Xはプロリン以外の任意の1つのアミノ酸を表し、Sはセリンを表し、Tはトレオニンを表す。したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、H3N2亜型インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を含まないという点で異なり、ここで、Nはアスパラギンを表し、Xはプロリン以外の任意の1つのアミノ酸を表し、Sはセリンを表し、Tはトレオニンを表す。或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、H3N2亜型インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)が独立して以下のもの:
(1)N残基が欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)に置き換えられる;
(2)(S又はT)残基が欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)に置き換えられる;
(3)X残基が欠失するか、又はプロリン残基に置き換えられる;
(4)1つ以上のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)がN残基とX残基との間に付加される;及び、
(5)1つ以上のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)がX残基と(S又はT)残基との間に付加される;
からなる群から選択される1つ以上の突然変異を有し、
ここで、Nはアスパラギンを表し、Xはプロリン以外の任意の1つのアミノ酸を表し、Sはセリンを表し、Tはトレオニンを表す;
したがって、該突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を全く有しない。
野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)は、生じる突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を全く含まないように独立して様々な既知の方法で修飾することができる。
或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、N残基を欠失させるか、又はN残基を1つ以上の他のアミノ酸残基で置き換え、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、N残基を欠失させ、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、N残基を非Nアミノ酸残基で置き換え、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、N残基を少なくとも2つ又はそれ以上(例えば、2つ、3つ又は4つ)のアミノ酸残基で置き換え、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができるが、但し、少なくとも2つ又はそれ以上のアミノ酸残基の最後のアミノ酸残基が非Nアミノ酸残基である。
或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、(S又はT)残基を欠失させるか、又は(S又はT)残基を1つ以上の他のアミノ酸残基で置き換え、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、(S又はT)残基を欠失させ、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、(S又はT)残基を非S及び非Tアミノ酸残基で置き換え、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、(S又はT)残基を少なくとも2つ又はそれ以上(例えば、2つ、3つ又は4つ)のアミノ酸残基で置き換え、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができるが、但し、少なくとも2つ又はそれ以上のアミノ酸残基の最初のアミノ酸残基が非S及び非Tアミノ酸残基である。
或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、X残基を欠失させるか、又はX残基をプロリン残基で置き換え、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、X残基を欠失させ、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、X残基をプロリン残基で置き換え、それによりN−グリコシル化部位点を除去することで修飾することができる。
或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、1つ以上のアミノ酸残基をN残基とX残基との間に付加し、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、非Nアミノ酸残基をN残基とX残基との間に付加し、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、少なくとも2つ又はそれ以上(例えば、2つ、3つ又は4つ)のアミノ酸残基をN残基とX残基との間に付加し、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができるが、但し、少なくとも2つ又はそれ以上のアミノ酸残基の最後のアミノ酸残基が非Nアミノ酸残基である。
或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、1つ以上のアミノ酸残基をX残基と(S又はT)残基との間に付加し、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、非S及び非Tアミノ酸残基をX残基と(S又はT)残基との間に付加し、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質中の特徴的配列N−X−(S又はT)は、少なくとも2つ又はそれ以上(例えば、2つ、3つ又は4つ)のアミノ酸残基をN残基とX残基との間に付加し、それによりN−グリコシル化部位を除去することで修飾することができるが、但し、少なくとも2つ又はそれ以上のアミノ酸残基の最初のアミノ酸残基が非S及び非Tアミノ酸残基である。
或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)のN残基及び/又は(S又はT)残基が独立して欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、別のアミノ酸残基)に置き換えられるという点で異なり、ここで、Nはアスパラギンを表し、Xはプロリン以外の任意の1つのアミノ酸を表し、Sはセリンを表し、Tはトレオニンを表し、したがって、突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を全く含まない。
或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)のN残基が独立して欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)に置き換えられるという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質は、各々のN結合型グリコシル化部位(特に、特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基を欠失させることで修飾することができ、これにより、生じる突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まなくなり、N結合型グリコシル化鎖を全く有しなくなる。したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)のアスパラギン残基が欠失するという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、各々のN結合型グリコシル化部位(特に、各々の特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基を独立して1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)に置き換え、野生型ヘマグルチニンタンパク質を修飾することができ、これにより、生じる突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まなくなり、N結合型グリコシル鎖を全く有しなくなる。したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)の各々のアスパラギン残基が独立して1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)に置き換えられるという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、幾つかのN結合型グリコシル化部位(特に、特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基を欠失させることができ、残りのN結合型グリコシル化部位(特に、特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基を各々独立して1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)に置き換え、野生型ヘマグルチニンタンパク質を修飾する。これにより、生じる突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まなくなり、N結合型グリコシル化鎖を全く有しなくなる。したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の幾つかの特徴的配列N−X−(S又はT)のアスパラギン残基が欠失し、残りの特徴的配列N−X−(S又はT)のアスパラギン残基が各々独立して1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)に置き換えられるという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基が各々独立して欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)に置き換えられるという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、各々の特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基を欠失させ、野生型ヘマグルチニンタンパク質を修飾することができ、これにより、生じる突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まなくなり、N結合型グリコシル化鎖を全く有しなくなる。したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基が欠失するという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、各々の特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基を各々独立して1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)に置き換え、野生型ヘマグルチニンタンパク質を修飾することができ、これにより、生じる突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まなくなり、N結合型グリコシル鎖を全く有しなくなる。したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基が各々独立して1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)に置き換えられるという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、幾つかの特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基を欠失させることができ、残りの特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基を各々独立して1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)に置き換え、野生型ヘマグルチニンタンパク質を修飾する。これにより、生じる突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まなくなり、N結合型グリコシル鎖を全く有しなくなる。したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の幾つかの特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基が欠失し、残りの特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基が各々独立して1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)に置き換えられるという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の幾つかの特徴的配列N−X−(S又はT)のN残基が各々独立して欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)に置き換えられ、残りの特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基が各々独立して欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)に置き換えられるという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)が独立して以下のもの:
(1)N残基が欠失するか、又は別のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)に置き換えられる;
(2)(S又はT)残基が欠失するか、又は別のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)に置き換えられる;
(3)X残基が欠失するか、又はプロリン残基に置き換えられる;
(4)1つ以上のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)がN残基とX残基との間に付加される;及び、
(5)1つ以上のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)がX残基と(S又はT)残基との間に付加される;及び、
(6)(1)〜(5)の任意の組合せ;
からなる群から選択される突然変異を有するという点で異なる。
ポリペプチド鎖中の或る特定のアミノ酸残基を欠失させるか、又は別のアミノ酸残基で置き換える方法が当業者によく知られている。例えば、ポリペプチド鎖中の任意のアミノ酸残基を、部位特異的突然変異誘発及びPCR媒介突然変異誘発等の当該技術分野で既知の標準的な技法によって修飾する(例えば、欠失させる又は置き換える)ことができる。
或る特定の好ましい実施の形態では、N結合型グリコシル化部位(特に、特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基を置き換えるためのアミノ酸残基は、アラニン、グリシン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、プロリン、トリプトファン、セリン、チロシン、システイン、メチオニン、グルタミン、トレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リシン、アルギニン及びヒスチジンからなる群から選択される1つ以上のアミノ酸残基であり得る。或る特定の好ましい実施の形態では、N結合型グリコシル化部位(特に、特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基を置き換えるためのアミノ酸残基は、アラニン、グリシン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、プロリン、トリプトファン、セリン、チロシン、システイン、メチオニン、グルタミン、トレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リシン、アルギニン及びヒスチジンからなる群から選択される1つ以上のアミノ酸残基であり得る。或る特定の好ましい実施の形態では、N結合型グリコシル化部位(特に、特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基を置き換えるためのアミノ酸残基は、アラニン残基であり得る。或る特定の好ましい実施の形態では、各々のN結合型グリコシル化部位(特に、特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基がアラニンに置き換えられる。或る特定の好ましい実施の形態では、N結合型グリコシル化部位(特に、特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基を置き換えるためのアミノ酸残基は、グルタミン残基であり得る。或る特定の好ましい実施の形態では、各々のN結合型グリコシル化部位(特に、特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基がグルタミンに置き換えられる。
或る特定の好ましい実施の形態では、特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基を置き換えるためのアミノ酸残基は、アラニン、グリシン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、プロリン、トリプトファン、チロシン、システイン、メチオニン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リシン、アルギニン及びヒスチジンからなる群から選択される1つ以上のアミノ酸残基であり得る。或る特定の好ましい実施の形態では、特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基を置き換えるためのアミノ酸残基は、アラニン、グリシン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、プロリン、トリプトファン、チロシン、システイン、メチオニン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リシン、アルギニン及びヒスチジンからなる群から選択されるアミノ酸残基であり得る。
加えて、タンパク質結晶化及び構造分析技術の発達に伴い、HAタンパク質の機能及び特性の研究及び理解がますます深まっている。したがって、コンピュータプログラム又はソフトウェア(例えば、PyMol)を用いることで、HA三量体中の各々のN結合型グリコシル化部位(特に、特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基及び(S又はT)残基の位置及び立体配座を決定することができる。これに基づいて、アミノ酸残基の物理化学的特性(例えば、大きさ、形状、電荷、共有結合又は水素結合を形成する能力等)を組み合わせることで、アスパラギン残基及び(S又はT)残基を置き換えるのに適切なアミノ酸残基を選択することができる。例えば、タンパク質又はポリペプチドの機能及び特性に大きな影響又は変化を与えることなく、保存的置換をタンパク質又はポリペプチドに行うことができることが当該技術分野で知られている。
したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々のN結合型グリコシル化部位(特に、特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基が各々独立して保存的に置き換えられるという点で異なる。或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々のN結合型グリコシル化部位(特に、特徴的配列N−X−(S又はT)中)のアスパラギン残基が各々独立してアラニン、グリシン、グルタミン、セリン、トレオニン、チロシン、システイン、トリプトファンからなる群から選択されるアミノ酸残基に保存的に置き換えられるという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基が各々独立して非S及び非Tアミノ酸残基で保存的に置き換えられるという点で異なる。或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基が各々独立してアラニン、グリシン、アスパラギン、グルタミン、チロシン、システイン及びトリプトファンからなる群から選択されるアミノ酸残基に保存的に置き換えられるという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)が独立して以下のもの:
(1)N残基が欠失するか、又は保存的に置き換えられる;
(2)(S又はT)残基が欠失するか、又は保存的に置き換えられる;
(3)X残基が欠失するか、又はプロリン残基に置き換えられる;
(4)非Nアミノ酸残基がN残基とX残基との間に付加される;
(5)非S及び非Tアミノ酸残基がX残基と(S又はT)残基との間に付加される;及び、
(6)(1)〜(5)の任意の組合せ;
からなる群から選択される突然変異を有するという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の幾つかの特徴的配列N−X−(S又はT)のN残基が各々独立して保存的に置き換えられ、残りの特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基が各々独立して非S及び非Tアミノ酸残基に保存的に置き換えられるという点で異なる。或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも野生型ヘマグルチニンタンパク質中の幾つかの特徴的配列N−X−(S又はT)のN残基が各々独立してアラニン、グリシン、グルタミン、セリン、トレオニン、チロシン、システイン及びトリプトファンからなる群から選択されるアミノ酸残基に保存的に置き換えられ、残りの特徴的配列N−X−(S又はT)の(S又はT)残基が各々独立してアラニン、グリシン、アスパラギン、グルタミン、チロシン、システイン、トリプトファンからなる群から選択されるアミノ酸残基に保存的に置き換えられるという点で異なる。
タンパク質のシグナルペプチド(通常はタンパク質のN末端に位置する)がタンパク質の分泌を誘導/促進することができ、シグナルペプチドをタンパク質の機能に影響を与えることなく分泌中又は分泌後に除去し得ることが容易に理解される。したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、H3N2亜型インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質と比較して、突然変異体は、N結合型グリコシル化部位を含まず、野生型ヘマグルチニンタンパク質のシグナルペプチド(例えば、N末端シグナルペプチド)を含まない。
タンパク質の膜貫通領域が一般に膜(例えば、細胞膜又はウイルスエンベロープ)へのタンパク質の固定を指向/促進することも容易に理解される。場合によっては、タンパク質の膜貫通領域の欠失は、タンパク質の生物活性(例えば、免疫原性及び免疫防御特性)に悪影響を与えない。したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、H3N2亜型インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質と比較して、突然変異体は、N結合型グリコシル化部位を含まず、野生型ヘマグルチニンタンパク質の膜貫通領域を含まない。
多くの既知の方法を用いて、インフルエンザウイルスHAタンパク質におけるシグナルペプチドの位置及び配列並びに膜貫通領域の位置及び配列を決定することができる(例えば、TM Tumpey et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 13849 (2002)を参照されたい)。加えて、様々なHAタンパク質のシグナルペプチド及び膜貫通領域が報告されている(例えば、James Stevens et al. Science 312, 404 (2006)を参照されたい)。したがって、様々なHAタンパク質のシグナルペプチド及び膜貫通領域の位置及び配列を容易に決定し、修飾する(例えば、欠失させる)ことができる。
或る特定の好ましい実施の形態では、H3N2亜型インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質と比較して、突然変異体は、N結合型グリコシル化部位を含まず、野生型ヘマグルチニンタンパク質のシグナルペプチド(例えば、N末端シグナルペプチド)及び膜貫通領域を含まない。
或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質は、A型インフルエンザウイルスH3N2亜型、例えばA/WISCONSIN/67/2005(H3N2)及びA/HONG_KONG/4801/2014(H3N2)等の2005年以降に流行したH3N2亜型インフルエンザウイルスに由来する。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質は、配列番号1及び6からなる群から選択される配列を有する。
或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号1に示され、突然変異体は、配列番号1とは少なくとも突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を含まないという点で異なり、ここで、Nはアスパラギンを表し、Xはプロリン以外の任意の1つのアミノ酸を表し、Sはセリンを表し、Tはトレオニンを表す。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号1に示され、突然変異体は、配列番号1とは少なくとも配列番号1中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)が独立して以下のもの:(1)N残基が欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)に置き換えられる;(2)(S又はT)残基が欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)に置き換えられる;(3)X残基が欠失するか、又はプロリン残基に置き換えられる;(4)非Nアミノ酸残基がN残基とX残基との間に付加される;(5)非S及び非Tアミノ酸残基がX残基と(S又はT)残基との間に付加される;及び(6)(1)〜(5)の任意の組合せからなる群から選択される突然変異を有するという点で異なる。或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、配列番号1とは突然変異体がシグナルペプチド(例えば、配列番号1のアミノ酸1〜10)を含まないという点で更に異なる。或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、配列番号1とは突然変異体が膜貫通領域(例えば、配列番号1のアミノ酸504〜550)を含まないという点で更に異なる。或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、配列番号1とは突然変異体がシグナルペプチド(例えば、配列番号1のアミノ酸1〜10)及び膜貫通領域(例えば、配列番号1のアミノ酸504〜550)を含まないという点で更に異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号1に示され、突然変異体は、配列番号1とは少なくとも配列番号1のアミノ酸1〜10及び504〜550が欠失し、配列番号1の22位、38位、63位、126位、133位、144位、165位、246位、285位及び483位のアスパラギン残基が各々独立して欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、アラニン残基又はグルタミン残基等の非Nアミノ酸残基)に置き換えられるという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号6に示され、突然変異体は、配列番号6とは少なくとも突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を含まないという点で異なり、ここで、Nはアスパラギンを表し、Xはプロリン以外の任意の1つのアミノ酸を表し、Sはセリンを表し、Tはトレオニンを表す。或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号6に示され、突然変異体は、配列番号6とは少なくとも配列番号6中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)が独立して以下のもの:(1)N残基が欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)に置き換えられる;(2)(S又はT)残基が欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)に置き換えられる;(3)X残基が欠失するか、又はプロリン残基に置き換えられる;(4)非Nアミノ酸残基がN残基とX残基との間に付加される;(5)非S及び非Tアミノ酸残基がX残基と(S又はT)残基との間に付加される;及び(6)(1)〜(5)の任意の組合せからなる群から選択される突然変異を有するという点で異なる。或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、配列番号6とは突然変異体がシグナルペプチド(例えば、配列番号6のアミノ酸1〜25)を含まないという点で更に異なる。或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、配列番号6とは突然変異体が膜貫通領域(例えば、配列番号6のアミノ酸518〜565)を含まないという点で更に異なる。或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、配列番号1とは突然変異体がシグナルペプチド(例えば、配列番号6のアミノ酸1〜25)及び膜貫通領域(例えば、配列番号6のアミノ酸518〜565)を含まないという点で更に異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、野生型ヘマグルチニンタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号6に示され、突然変異体は、配列番号6とは少なくとも配列番号6のアミノ酸1〜25及び518〜565が欠失し、配列番号6の37位、53位、60位、78位、137位、141位、148位、180位、261位、300位及び498位のアスパラギン残基が各々独立して欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、アラニン残基又はグルタミン残基等の非Nアミノ酸残基)に置き換えられるという点で異なる。
或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体は、配列番号12及び13からなる群から選択されるアミノ酸配列を有する。
タンパク質又はポリペプチドの機能及び特性に大きな影響を与えることなく、タンパク質又はポリペプチドのアミノ酸配列を(例えば、アミノ酸残基の付加、欠失及び/又は置換によって)適切に修飾し得ることが当業者には知られている。したがって、場合によっては、上記の突然変異体のアミノ酸配列を更に修飾することによって、インフルエンザウイルスの種々の亜型に対する防御抗体を誘導する能力を保持し、インフルエンザウイルスの種々の亜型に対する防御効果を有する付加的な突然変異体を得ることができる。
したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の突然変異体は、配列番号12及び13からなる群から選択されるアミノ酸配列に対して少なくとも85%、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%又は100%の同一性を有するが、但し、突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まない(例えば、特徴的配列N−X−(S又はT)を全く含まない)。
或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の突然変異体は、配列番号12及び13からなる群から選択されるアミノ酸配列と比較して1つ以上のアミノ酸残基の付加、欠失又は置換を有するが、但し、突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まない(例えば、特徴的配列N−X−(S又はT)を全く含まない)。或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の突然変異体は、配列番号12及び13からなる群から選択されるアミノ酸配列と比較して1つ又は幾つか(例えば、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ)のアミノ酸残基の付加、欠失又は置換を有するが、但し、突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まない(例えば、特徴的配列N−X−(S又はT)を全く含まない)。或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の突然変異体は、配列番号12及び13からなる群から選択されるアミノ酸配列と比較して1つ又は幾つか(例えば、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ)のアミノ酸残基の置換(特に、保存的置換)を有するが、但し、突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まない(例えば、特徴的配列N−X−(S又はT)を全く含まない)。
本願で開示されるH3N2亜型インフルエンザウイルスのHAタンパク質に由来する突然変異体は、グリコシル化部位を含まず(例えば、特徴的配列N−X−(S又はT)を含まず)、インフルエンザウイルスに対する広域防御抗体をin vivoで誘導することができ、インフルエンザウイルスに対する広域防御をin vivoで与えることができる。特に、本明細書で開示される突然変異体は、種々の亜型(例えば、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型)のインフルエンザウイルスに対する防御抗体を誘導し、種々の亜型(例えば、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型)のインフルエンザウイルスに対する防御を達成することが可能であり、したがってインフルエンザウイルスの様々な亜型(例えば、少なくとも2つ、少なくとも3つ又はそれ以上の亜型;例えば、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型)の感染及び感染に関連する疾患(例えば、インフルエンザ)の予防及び/又は治療のためのインフルエンザウイルスの様々な亜型(例えば、少なくとも2つ、少なくとも3つ又はそれ以上の亜型;例えば、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型)に対抗することが可能な広域ワクチンとして使用することができる。したがって、本明細書で開示される突然変異体は、特に有利である。
組換えタンパク質について
一態様では、本願は、本発明によるH3N2亜型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の突然変異体と、突然変異体に連結した付加的なペプチド断片とを含む組換えタンパク質に関する。
本願の組換えタンパク質では、付加的なペプチド断片は、突然変異体に様々な方法で連結することができる。例えば、或る特定の好ましい実施の形態では、付加的なペプチド断片は、突然変異体に直接連結する。言い換えると、付加的なペプチド断片は、ペプチド結合を介して突然変異体に直接連結する。或る特定の好ましい実施の形態では、付加的なペプチド断片は、リンカーを介して突然変異体に連結する。従来技術の適切なリンカーは、反復GGGGSアミノ酸配列又はその変異体からなり得る。例えば、アミノ酸配列(GGGGS)を有するリンカーを使用することができるが、その変異体を使用することもできる(Holliger et al. (1993), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 6444-6448)。加えて、Alfthan et al. (1995), Protein Eng. 8: 725-731、Choi et al. (2001), Eur. J. Immunol. 31: 94-106、Hu et al. (1996), Cancer Res. 56: 3055-3061、Kipriyanov et al. (1999), J. Mol. Biol. 293: 41-56及びRoovers et al. (2001), Cancer Immunolに記載されているリンカー等の他のリンカーも使用することができる。
本願の組換えタンパク質では、付加的なペプチド断片は、突然変異体のいずれの末端に連結していてもよい。例えば、或る特定の好ましい実施の形態では、付加的なペプチド断片は、突然変異体のN末端に連結する。或る特定の好ましい実施の形態では、付加的なペプチド断片は、突然変異体のC末端に連結する。
本発明による組換えタンパク質は、1つ以上の付加的なペプチド断片を含み得る。例えば、或る特定の好ましい実施の形態では、本発明による組換えタンパク質は、少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも5つ又はそれ以上の付加的なペプチド断片を含み得る。これらのペプチド断片を各々独立して突然変異体のいずれかの末端(N末端又はC末端)に様々な方法で連結し得ることが容易に理解される。例えば、或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の組換えタンパク質は、2つの付加的なペプチド断片を含むことができ、1つの付加的なペプチド断片が突然変異体のN末端にリンカーを用いて又は用いずに連結し、別の付加的なペプチド断片が突然変異体のC末端にリンカーを用いて又は用いずに連結する。或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の組換えタンパク質は、2つ以上の付加的なペプチド断片を含むことができ、2つ以上の付加的なペプチド断片が各々独立して突然変異体のN末端又はC末端にリンカーを用いて又は用いずに連結する。或る特定の好ましい実施の形態では、2つ以上の付加的なペプチド断片が突然変異体のN末端に連結する場合、2つ以上の付加的なペプチド断片は、任意の順序でタンデムであり、突然変異体のN末端にリンカーを用いて又は用いずに連結することができる。同様に、或る特定の好ましい実施の形態では、2つ以上の付加的なペプチド断片が突然変異体のC末端に連結される場合、2つ以上の付加的なペプチド断片は、任意の順序でタンデムであり、突然変異体のC末端にリンカーを用いて又は用いずに連結することができる。
適切な付加的なペプチド断片を実際の要求に応じて選択することができる。例えば、或る特定の好ましい実施の形態では、付加的なペプチド断片は、シグナルペプチド(例えば、配列番号9に示されるシグナルペプチド)であり得る。いかなる理論にも束縛されるものではないが、シグナルペプチドの使用が組換えタンパク質の分泌を促進し、それにより組換えタンパク質の回収を容易にし得ると一般に考えられている。概して、かかるシグナルペプチドは、突然変異体のN末端に連結することができる。加えて、分泌中又は分泌後にシグナルペプチドを除去して、所望の突然変異体又は組換えタンパク質を生成することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、付加的なペプチド断片は、タグペプチド、例えば配列番号11に示される6×Hisタグであり得る。いかなる理論にも束縛されるものではないが、タグペプチドの使用が組換えタンパク質の検出、回収及び精製を容易にし得ると一般に考えられている。例えば、ニッケルイオンを用いて6×Hisタグ付きタンパク質を精製することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、付加的なペプチド断片は、突然変異体の三量体形成を促進するフォールディングモチーフであり得る。かかるフォールディングモチーフとしては、配列番号10に示されるフォールディングモチーフが挙げられるが、これに限定されない。或る特定の好ましい実施の形態では、付加的なペプチド断片は、蛍光タンパク質等の検出可能な標識であり得る。
このため、或る特定の好ましい実施の形態では、付加的なペプチド断片は、シグナルペプチド、タグペプチド、フォールディングモチーフ、検出可能な標識及びそれらの任意の組合せから選択される。或る特定の好ましい実施の形態では、シグナルペプチドは、配列番号9に示されるアミノ酸配列を有する。或る特定の好ましい実施の形態では、シグナルペプチドは、突然変異体のN末端に連結する。或る特定の好ましい実施の形態では、フォールディングモチーフは、配列番号10に示されるアミノ酸配列を有する。或る特定の好ましい実施の形態では、フォールディングモチーフは、突然変異体のC末端に連結する。或る特定の好ましい実施の形態では、タグペプチドは、配列番号11に示されるアミノ酸配列を有する。或る特定の好ましい実施の形態では、タグペプチドは、突然変異体のN末端又はC末端に連結する。
或る特定の好ましい実施の形態では、組換えタンパク質は、配列番号3及び8からなる群から選択されるアミノ酸配列を有し得る。
タンパク質又はポリペプチドの機能及び特性に大きな影響を与えることなく、タンパク質又はポリペプチドのアミノ酸配列を(例えば、アミノ酸残基の付加、欠失及び/又は置換によって)適切に修飾し得ることが当業者には知られている。したがって、場合によっては、上記の組換えタンパク質のアミノ酸配列を更に修飾することによって、インフルエンザウイルスの種々の亜型に対する防御抗体を誘導する能力を保持し、インフルエンザウイルスの種々の亜型に対する防御効果を有する付加的な組換えタンパク質を得ることができる。
したがって、或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の組換えタンパク質は、配列番号3及び8からなる群から選択されるアミノ酸配列に対して少なくとも85%、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%又は100%の同一性を有するが、但し、組換えタンパク質又は突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まない(例えば、特徴的配列N−X−(S又はT)を全く含まない)。
或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の組換えタンパク質は、配列番号3及び8からなる群から選択されるアミノ酸配列と比較して1つ以上のアミノ酸残基の付加、欠失又は置換を有するが、但し、組換えタンパク質又は突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まない(例えば、特徴的配列N−X−(S又はT)を全く含まない)。或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の組換えタンパク質は、配列番号3及び8からなる群から選択されるアミノ酸配列と比較して1つ又は幾つか(例えば、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ)のアミノ酸残基の付加、欠失又は置換を有するが、但し、組換えタンパク質又は突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まない(例えば、特徴的配列N−X−(S又はT)を全く含まない)。或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の組換えタンパク質は、配列番号3及び8からなる群から選択されるアミノ酸配列と比較して1つ又は幾つか(例えば、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ)のアミノ酸残基の置換(特に、保存的置換)を有するが、但し、組換えタンパク質又は突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まない(例えば、特徴的配列N−X−(S又はT)を全く含まない)。
核酸分子、ベクター、ウイルス及び宿主細胞について
別の態様では、本願は、本発明の突然変異体又は本発明の組換えタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むか又はそれからなる核酸分子に関する。或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の核酸分子は、単離又は精製されている。
別の態様では、本願は、上記の核酸分子を含むベクターに関する。本発明のベクターは、クローニングベクター、トランスファーベクター又は発現ベクターであり得る。好ましい実施の形態では、本発明のベクターは、例えばプラスミド、コスミド、ファージ等である。好ましい実施の形態では、ベクターは、真核細胞(例えば、昆虫細胞)において本発明の突然変異体又は本発明の組換えタンパク質を発現することが可能である。好ましい実施の形態では、ベクターは、昆虫細胞における本発明の突然変異体又は本発明の組換えタンパク質の発現を達成するためにバキュロウイルスゲノムDNAと共に使用することができるバキュロウイルストランスファーベクターである。好ましい実施の形態では、バキュロウイルスは、オートグラファ・カリフォルニカマルチカプシド核多角体病ウイルス(autographa californica multicapsid nucleopolyhedrovirus;AcMNPV)である。
別の態様では、本発明は、上記の核酸分子又はベクターを含む宿主細胞にも関する。かかる宿主細胞としては、大腸菌(E. coli)細胞等の原核細胞、並びに酵母細胞、昆虫細胞、植物細胞及び動物細胞(例えば、マウス細胞、ヒト細胞等の哺乳動物細胞等)等の真核細胞が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の宿主細胞は、293T細胞等の細胞株であってもよい。いかなる理論にも束縛されるものではないが、真核細胞の使用がタンパク質の正確な立体配座を維持するのに役立ち、タンパク質フォールディングを促進すると一般に考えられている。このため、或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の宿主細胞は、昆虫細胞等の真核細胞である。或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の宿主細胞は、上述の核酸分子とバキュロウイルスゲノムDNAとを含むバキュロウイルストランスファーベクターを含む昆虫細胞である。好ましい実施の形態では、バキュロウイルスは、オートグラファ・カリフォルニカマルチカプシド核多角体病ウイルス(AcMNPV)である。
別の態様では、本発明は、上記の核酸分子又はベクターを含むウイルス(例えば、バキュロウイルス)にも関する。或る特定の好ましい実施の形態では、ウイルスは、オートグラファ・カリフォルニカマルチカプシド核多角体病ウイルス(AcMNPV)等のバキュロウイルスである。
多量体について
一態様では、本願は、本発明の複数の突然変異体又は本発明の複数の組換えタンパク質を含むか又はそれからなる多量体に関する。或る特定の好ましい実施の形態では、多量体は三量体である。言い換えると、多量体は、本発明の3つの突然変異体又は組換えタンパク質を含むか又はそれからなる。或る特定の好ましい実施の形態では、三量体は、天然HAタンパク質から形成される三量体と同じ又は同様の立体配座を有する。
組成物について
別の態様では、本願は、上述の突然変異体、又は上述の組換えタンパク質、又は上述の核酸分子、又は上述のベクター、又は上述の宿主細胞、又は上述のウイルス、又は上述の多量体を含む組成物にも関する。或る特定の好ましい実施の形態では、組成物は、本発明の突然変異体又は組換えタンパク質を含む。或る特定の好ましい実施の形態では、組成物は、本発明の多量体を含む。
医薬組成物、治療方法及び使用について
別の態様では、本発明は、本発明の突然変異体又は組換えタンパク質又は多量体を含み、任意に薬学的に許容可能な担体及び/又は賦形剤を更に含む医薬組成物(例えば、ワクチン)にも関する。本発明の医薬組成物(例えば、ワクチン)は、インフルエンザウイルスの感染、又はインフルエンザ等のインフルエンザウイルスの感染によって引き起こされる疾患を予防又は治療するために使用することができる。
或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の突然変異体又は組換えタンパク質又は多量体は、インフルエンザウイルスの感染又はインフルエンザウイルスの感染によって引き起こされる疾患の予防又は治療に有効な量で存在する。或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の医薬組成物(例えば、ワクチン)は、付加的な有効成分を更に含む。付加的な有効成分は、インフルエンザウイルスの感染又はインフルエンザウイルスの感染によって引き起こされる疾患を予防又は治療することが可能であるのが好ましい。或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の医薬組成物(例えば、ワクチン)は、アルミニウムアジュバント等のアジュバントを更に含む。
或る特定の好ましい実施の形態では、医薬組成物は、薬学的に許容可能な担体、賦形剤、安定化剤、又は医薬組成物の投与(例えば、ヒト被験体への投与)に有利な特性を与えることが可能な他の試薬を更に含む。適切な医薬担体としては、例えば滅菌水、生理食塩水、グルコース、ヒマシ油とエチレンオキシドとの縮合生成物、液体酸、低級アルコール(例えば、C1〜4アルコール)、油(例えば、トウモロコシ油、ラッカセイ油、ゴマ油;任意に脂肪酸のモノグリセリド若しくはジグリセリド等の乳化剤、又はレシチン等のリン脂質を更に含む)、エチレングリコール、ポリアルキレングリコール、アルギン酸ナトリウム、ポリ(ビニルピロリドン)等が挙げられる。担体は、任意にアジュバント、保存料、安定化剤、湿潤剤、乳化剤、浸透促進剤等を更に含む。或る特定の好ましい実施の形態では、医薬組成物は滅菌されている。加えて、適切な溶媒又は賦形剤を選択することによって医薬組成物の粘度を制御及び維持することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、医薬組成物は4.5〜9.0、5.0〜8.0、6.5〜7.5又は6.5〜7.0のpHを有するように配合される。
本発明の医薬組成物(例えば、ワクチン)は、限定されるものではないが、経口投与又は注射等の当該技術分野で既知の方法によって投与することができる。或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の医薬組成物(例えば、ワクチン)は、単位剤形で投与される。
特定の病態の予防又は治療に必要とされる本発明の医薬組成物(例えば、ワクチン)の量は、投与経路、治療すべき病態の重症度、患者の性別、年齢、体重及び全身健康状態等によって異なり、医師が実際の状況に応じて合理的に決定することができる。
或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の医薬組成物(例えば、ワクチン)は、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型インフルエンザウイルスに対する防御抗体を誘導することが可能であり、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型インフルエンザウイルスに対する防御を達成し、したがって、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型インフルエンザウイルスの感染及びそれに関連する疾患(例えば、インフルエンザ)を予防及び/又は治療するために使用することができる、H3N2亜型インフルエンザウイルスのHAタンパク質に由来する突然変異体、又は該突然変異体を含む組換えタンパク質若しくは多量体を含む。
別の態様では、本発明は、予防有効量又は治療有効量の本発明による突然変異体若しくは組換えタンパク質若しくは多量体、又は本発明の医薬組成物を被験体に投与することを含む、被験体におけるインフルエンザウイルス感染又はインフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患を予防又は治療する方法に関する。或る特定の好ましい実施の形態では、インフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患は、インフルエンザである。或る特定の好ましい実施の形態では、被験体は、マウス及びヒト等の哺乳動物である。
或る特定の好ましい実施の形態では、本発明の方法は、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型インフルエンザウイルスの感染及びそれに関連する疾患(例えば、インフルエンザ)の予防及び/又は治療に使用することができる。
別の態様では、本発明は、医薬組成物(例えば、ワクチン)の製造における本発明の突然変異体又は組換えタンパク質又は多量体の使用にも関し、ここで、医薬組成物(例えば、ワクチン)は、被験体におけるインフルエンザウイルス感染又はインフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患の予防又は治療に使用される。或る特定の好ましい実施の形態では、インフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患は、インフルエンザである。或る特定の好ましい実施の形態では、被験体は、マウス及びヒト等の哺乳動物である。
或る特定の好ましい実施の形態では、医薬組成物(例えば、ワクチン)は、H3N2亜型インフルエンザウイルスのHAタンパク質に由来する突然変異体、又は該突然変異体を含む組換えタンパク質若しくは多量体を含み、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型インフルエンザウイルスの感染及びそれに関連する疾患(例えば、インフルエンザ)の予防及び/又は治療に使用される。
別の態様では、本発明は、被験体におけるインフルエンザウイルス感染又はインフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患の予防又は治療に使用される、上記の突然変異体又は組換えタンパク質又は多量体にも関する。或る特定の好ましい実施の形態では、インフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患は、インフルエンザである。或る特定の好ましい実施の形態では、被験体は、マウス及びヒト等の哺乳動物である。或る特定の好ましい実施の形態では、突然変異体又は組換えタンパク質又は多量体は、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型インフルエンザウイルスの感染及びそれに関連する疾患(例えば、インフルエンザ)の予防及び/又は治療に使用される。
作製方法について
別の態様では、本発明は、本発明の宿主細胞又はウイルスを突然変異体又は組換えタンパク質の発現を可能にする条件下で培養することと、発現された突然変異体又は組換えタンパク質を回収することとを含む、上述の突然変異体又は組換えタンパク質を作製する方法に関する。
或る特定の好ましい実施の形態では、方法は、本発明のベクター(例えば、発現ベクター)を宿主細胞(例えば、真核細胞)に導入することで、突然変異体又は組換えタンパク質を宿主細胞において発現させることと、発現された突然変異体又は組換えタンパク質を回収することとを含む。或る特定の好ましい実施の形態では、方法は、上述の核酸分子及びバキュロウイルスゲノムDNAを含むバキュロウイルストランスファーベクターを昆虫細胞に導入し、それにより突然変異体又は組換えタンパク質を昆虫細胞において発現させることと、発現された突然変異体又は組換えタンパク質を回収することとを含む。好ましい実施の形態では、バキュロウイルスは、オートグラファ・カリフォルニカマルチカプシド核多角体病ウイルス(AcMNPV)である。
別の態様では、本発明は、本発明の突然変異体又は組換えタンパク質又は多量体を薬学的に許容可能な担体及び/又は賦形剤と混合し、任意にアルミニウムアジュバント等のアジュバント、及び/又はインフルエンザウイルス感染又はインフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患を予防又は治療することが可能な付加的な有効成分等の付加的な有効成分と更に混合することを含む、ワクチンを作製する方法にも関する。或る特定の好ましい実施の形態では、ワクチンを作製する方法は、本発明の突然変異体又は組換えタンパク質又は多量体をアルミニウムアジュバント等のアジュバントと混合する工程を含む。
上記で論考されるように、得られるワクチンは、インフルエンザウイルス感染又はインフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患(例えば、インフルエンザ)の予防又は治療に使用することができる。
本願における関連用語の例示及び説明
本願では、特に明記しない限り、本明細書で使用される科学用語及び技術用語は、当業者に一般に理解される意味を有する。加えて、本明細書で用いられる細胞培養、分子遺伝学、核酸化学及び免疫学の研究所操作工程は全て、対応する分野で広く用いられている日常手順である。一方、本発明をより良く理解するために、関連用語の定義及び説明を下記に与える。
本明細書で使用される場合、「同一性」という用語は、2つのポリペプチド間又は2つの核酸間での配列の一致を指す。比較される2つの配列中の或る特定の位置が同じ塩基又はアミノ酸単量体サブユニットによって占められる(例えば、2つのDNA分子の各々の位置がアデニンによって占められるか、又は2つのポリペプチドの各々の位置がリシンによって占められる)場合、分子は、その位置で同一である。2つの配列間の「同一率(percent identity)」は、2つの配列で共通して一致する位置の数を比較される位置の数で除算し、100を乗算した関数である。例えば、2つの配列の10個の位置に6個の一致が見られる場合、2つの配列は60%同一である。例えば、DNA配列CTGACT及びCAGGTTは、50%の同一性を有する(6個の位置のうち3個の一致)。概して、2つの配列が最大の同一性を生じるようにアラインメントされる場合に比較が行われる。かかるアラインメントは、例えばAlignプログラム(DNAstar, Inc.)等のコンピュータプログラムによって都合よく行うことができる、Needleman et al. (1970) J. Mol. Biol. 48: 443-453の方法を用いて達成することができる。ALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれたE. Meyers and W. Miller (Comput. Appl Biosci., 4: 11-17 (1988))のアルゴリズムを用いることもでき、この場合、2つのアミノ酸配列間の同一率を決定するためにPAM120重み付き残基表(weight residue table)、ギャップ長ペナルティ12及びギャップペナルティ4が用いられる。さらに、GCGソフトウェアパッケージ(www.gcg.comで入手可能)のGAPプログラムに組み込まれたNeedleman and Wunsch (J MoI Biol. 48: 444-453 (1970))のアルゴリズムを用いることができ、この場合、2つのアミノ酸配列間の同一率を決定するためにBlossom 62マトリックス又はPAM250マトリックス、ギャップ重み16、14、12、10、8、6又は4、及び長さ重み1、2、3、4、5又は6が用いられる。
本明細書で使用される場合、「保存的置換」又は「保存的置換え」という用語は、アミノ酸配列を含むタンパク質/ポリペプチドの生物活性に悪影響を与えない又は変更しないアミノ酸の置換又は置換えを指す。例えば、保存的置換は、部位特異的突然変異誘発及びPCR媒介突然変異誘発等の当該技術分野で既知の標準的な技法によって導入することができる。保存的アミノ酸置換には、対応するアミノ酸残基と物理的又は機能的に同様の残基(例えば、同様の大きさ、形状、電荷、共有結合又は水素結合を形成する能力等を含む化学的特性を有する)による置換等の同様の側鎖を有するアミノ酸残基によるアミノ酸残基の置換が含まれる。同様の側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは、当該技術分野で定義されている。これらのファミリーとしては、塩基性側鎖(例えば、リシン、アルギニン及びヒスチジン)、酸性側鎖(例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸)、非荷電極性側鎖(例えば、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、トレオニン、チロシン、システイン、トリプトファン)、非極性側鎖(例えば、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン)、β分岐側鎖(例えば、トレオニン、バリン、イソロイシン)及び芳香族側鎖(例えば、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)を有するアミノ酸が挙げられる。したがって、対応するアミノ酸残基を同じ側鎖ファミリーの別のアミノ酸残基で置き換えることが好ましい。アミノ酸の保存的置換を特定する方法が当該技術分野で既知である(例えば、Brummell et al., Biochem. 32: 1180-1187 (1993)、Kobayashi et al. Protein Eng. 12 (10): 879-884 (1999)及びBurks et al. Proc. Natl Acad. Set USA 94: 412-417 (1997)(引用することにより本明細書の一部をなす)を参照されたい)。
本明細書で使用される場合、「ベクター」という用語は、ポリヌクレオチドを挿入することができる核酸ビヒクルを指す。挿入されるポリヌクレオチドにコードされるタンパク質の発現がベクターによって可能となる場合、ベクターは、発現ベクターと称される。ベクターを形質転換、形質導入又はトランスフェクションによって宿主細胞に導入することができ、それによりベクターが保有する遺伝物質要素を宿主細胞内で発現させることができる。ベクターは、当業者によく知られており、プラスミド、ファージミド、コスミド、酵母人工染色体(YAC)、細菌人工染色体(BAC)又はP1由来人工染色体(PAC)等の人工染色体、λファージ又はM13ファージ等のファージ、及び動物ウイルスが挙げられるが、これらに限定されない。ベクターとして使用することができる動物ウイルスとしては、レトロウイルス(レンチウイルスを含む)、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウイルス(単純ヘルペスウイルス等)、ポックスウイルス、バキュロウイルス、パピローマウイルス及びパポーバウイルス(SV40等)が挙げられるが、これらに限定されない。ベクターは、プロモーター配列、転写開始配列、エンハンサー配列、選択要素及びレポーター遺伝子を含むが、これらに限定されない、発現を制御する様々な要素を含み得る。加えて、ベクターは、複製開始点を含んでいてもよい。
本明細書で使用される場合、「宿主細胞」という用語は、ベクターを導入するために使用することができる細胞を指し、大腸菌若しくは枯草菌(Bacillus subtilis)等の原核細胞、酵母細胞若しくはアスペルギルス等の真菌細胞、S2ショウジョウバエ細胞若しくはSf9等の昆虫細胞、又は線維芽細胞、CHO細胞、COS細胞、NSO細胞、HeLa細胞、BHK細胞、HEK 293細胞若しくはヒト細胞等の動物細胞が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「対応する配列フラグメント」又は「対応するフラグメント」という表現は、配列が最適にアラインメントされた場合、すなわち、最高の同一率が得られるように配列がアラインメントされた場合に、比較される配列中の同等の位置の断片を指す。本発明によると、「対応するアミノ酸位置」という表現は、配列が最適にアラインメントされた場合、すなわち、最高の同一率が得られるように配列がアラインメントされた場合に、比較される配列中の同等の位置のアミノ酸部位/残基を指す。
本明細書で使用される場合、「エピトープ」という用語は、免疫グロブリン又は抗体が特異的に結合する抗原上の部分を指す。「エピトープ」は、当該技術分野で「抗原決定基」としても知られる。エピトープ又は抗原決定基は通常、分子のアミノ酸又は炭水化物又は糖側鎖等の化学活性表面基からなり、通常は特定の三次元構造特性及び特定の電荷特性を有する。例えば、エピトープは通例、少なくとも3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個又は15個の連続した又は不連続なアミノ酸を「直線状」又は「立体構造」であり得る独自の空間的立体配座で含む。例えば、Epitope Mapping Protocols in Methods in Molecular Biology, Vol. 66, G. E. Morris, Ed. (1996)を参照されたい。直線状エピトープでは、タンパク質と相互作用分子(抗体等)との間の全ての相互作用点がタンパク質の一次アミノ酸配列に沿って直線状に存在する。立体構造エピトープでは、相互作用点は、互いに離れたタンパク質アミノ酸残基全体に存在する。
本明細書で使用される場合、「多量体」という用語は、概して少なくとも2つ(例えば、3つ、4つ、5つ以上)のポリペプチド単量体(例えば、本発明の突然変異体又は組換えタンパク質)を含み得る、単量体としてのポリペプチド分子(例えば、本発明の突然変異体又は組換えタンパク質)から形成される重合体を指す。かかる多量体では、単量体分子が分子間相互作用(水素結合、ファンデルワールス力及び疎水性相互作用等)によって重合して、多量体が形成される。本発明の或る特定の実施の形態では、多量体は、3つの単量体を含む三量体である。
本明細書で使用される場合、「単離された」又は「単離される」という用語は、自然状態の供給源から人工的な手段によって得られることを指す。或る特定の「単離された」物質又は構成要素が自然に生じる場合、物質は、それが存在する自然環境の変化、若しくは自然環境からの分離、又はその両方によって単離される。例えば、単離されていないポリヌクレオチド又はポリペプチドが生きている動物内に自然に存在する場合、かかる自然状態から高純度で単離された同じポリヌクレオチド又はポリペプチドは、単離されたと称される。「単離された」又は「単離される」という用語は、人工又は合成物質との混合を除外するものでも、物質の活性に影響を与えない他の不純物の存在を除外するものでもない。
本明細書で使用される場合、「特徴的配列N−X−(S又はT)」は、N結合型グリコシル化を生じることが可能な特徴的モチーフを指し、ここで、Nはアスパラギンを表し、Xはプロリン以外の任意の1つのアミノ酸を表し、Sはセリンを表し、Tはトレオニンを表す。
本明細書で使用される場合、「防御抗体」という用語は、ウイルスに対する防御効果を有する抗体を指す。防御抗体としては、ウイルス毒性を中和することが可能な抗体、ウイルスが宿主細胞を認識し、それに結合するのを阻害することが可能な抗体、及びウイルスと宿主細胞との融合を阻害することが可能な抗体が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「薬学的に許容可能な担体及び/又は賦形剤」という用語は、被験体及び有効成分に薬理学的及び/又は生理学的に適合する担体及び/又は賦形剤を指し、当該技術分野で既知であり(例えば、Remington's Pharmaceutical Sciences. Edited by Gennaro AR, 19th ed. Pennsylvania: Mack Publishing Company, 1995を参照されたい)、pH調整剤、界面活性剤、アジュバント、イオン強度増強剤(ionic strength enhancer)が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、pH調整剤としては、リン酸緩衝液が挙げられるが、これに限定されず、界面活性剤としては、陽イオン性、陰イオン性又は非イオン性界面活性剤、例えばTween−80が挙げられるが、これらに限定されず、アジュバントとしては、アルミニウムアジュバント(水酸化アルミニウム等)、フロイントアジュバント(例えば、完全フロイントアジュバント)が挙げられるが、これらに限定されず、イオン強度増強剤としては、塩化ナトリウムが挙げられるが、これに限定されない。
本明細書で使用される場合、「アジュバント」という用語は、抗原と共に又は抗原より前に体内に送達した場合に、抗原に対する身体の免疫応答を増強するか、又は免疫応答のタイプを変更することができる非特異的免疫増強剤(immune enhancer)を指す。アルミニウムアジュバント(例えば、水酸化アルミニウム)、フロイントアジュバント(例えば、完全フロイントアジュバント及び不完全フロイントアジュバント)、コリネバクテリウム・パルヴム(Corynebacterium parvum)、リポ多糖、サイトカイン等を含むが、これらに限定されない、多くの種類のアジュバントが存在する。フロイントアジュバントは、動物実験において最も一般的に使用されているアジュバントである。水酸化アルミニウムアジュバントは、臨床試験においてより多く使用されている。本発明では、アジュバントがアルミニウムアジュバントであることが特に好ましい。
本明細書で使用される場合、「有効量」という用語は、意図された目的を達成するのに効果的な量を指す。例えば、疾患(インフルエンザウイルス感染等)の予防又は治療のための有効量は、それが疾患(インフルエンザウイルス感染等)の発生を予防、阻止若しくは遅らせるか、又は既存の疾患(インフルエンザウイルスの感染によって引き起こされる疾患等)の重症度を軽減、緩和若しくは治療するのに効果的であることを意味する。かかる有効量を決定することは、十分に当業者の能力の範囲内である。例えば、治療的使用のための有効量は、治療すべき疾患の重症度、患者自身の免疫系の全体的な状態、年齢、体重及び性別等の患者の一般的な状況、薬物の投与方法、並びに同時に適用される他の治療等によって異なる。
本明細書で使用される場合、「免疫原性」という用語は、特異抗体又は感作リンパ球を生成するように身体を刺激する能力を指す。これは、免疫細胞を活性化、増殖及び分化させ、最終的に抗体及び感作リンパ球等の免疫エフェクターを産生するように特定の免疫細胞を刺激する抗原の特性だけでなく、抗原が身体を刺激した後に、身体の免疫系が抗体又は感作Tリンパ球を生成する特定の免疫応答も指す。免疫原性は、抗原の最も重要な特性である。抗原が免疫応答を生じるように宿主を首尾よく誘導し得るかは、抗原の性質、宿主の反応性及び免疫化方法の3つの要因によって決まる。
本明細書で使用される場合、「ポリペプチド」及び「タンパク質」という用語は、同じ意味を有し、区別なく使用される。また、本発明では、アミノ酸は概して、当該技術分野で既知の一文字及び三文字の略語で表される。例えば、アラニンは、A又はAlaで表すことができる。
本明細書で使用される場合、「被験体」は、脊椎動物等の動物を指す。被験体はヒト、ウシ、ウマ、ネコ、イヌ、齧歯類又は霊長類等の哺乳動物であるのが好ましい。特に好ましくは、被験体はヒトである。この用語は、本明細書で「患者」と区別なく使用される。
本発明の有益な効果
本願は、種々の亜型(例えば、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型)のインフルエンザウイルスに対する防御抗体を誘導し、種々の亜型のインフルエンザウイルスに対する防御を達成することが可能であり、したがって、インフルエンザウイルスの複数の亜型(例えば、少なくとも2つ、少なくとも3つ又はそれ以上の亜型)の感染及び感染に関連する疾患(例えば、インフルエンザ)の予防及び/又は治療のためのインフルエンザウイルスの複数の亜型(例えば、少なくとも2つ、少なくとも3つ又はそれ以上の亜型)に対する広域ワクチンとして使用することができる、H3N2亜型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の突然変異体を提供する。
特に、本願で開示されるH3N2亜型インフルエンザウイルスのHAタンパク質に由来する突然変異体は、H3N2亜型インフルエンザウイルスの複数の株(特に、異なる年代に流行しているH3N2亜型インフルエンザウイルスの複数の株)に対する防御抗体を誘導し、H3N2亜型インフルエンザウイルスの複数の株に対する防御を達成することができるだけでなく、H7N9及び/又はH1N1亜型インフルエンザウイルスに対する防御抗体を誘導し、H7N9及び/又はH1N1亜型インフルエンザウイルスに対する防御を達成することもできる。
したがって、本願は、複数の亜型(例えば、H3N2、H7N9及び/又はH1N1亜型)のインフルエンザウイルスに対する交差防御を与えることができる広域インフルエンザワクチンを提供するが、その免疫効果は理想的であり、インフルエンザウイルスの変異によりすぐに容易に不全に陥ることがなく、インフルエンザウイルスの頻繁な変異に起因する免疫効力の喪失及び不十分な免疫効果等の既存のインフルエンザワクチンの欠点が克服される。特に、本願の広域インフルエンザワクチンは、既存のインフルエンザワクチンを毎年変更し、毎年注射する必要があるという不利点を解決する。加えて、本願の広域インフルエンザワクチンは、インフルエンザウイルスの複数の亜型の蔓延を効果的に防ぎ、インフルエンザウイルスに起因する経済的損失及び社会的パニックを抑えることができる。したがって、本願の広域インフルエンザワクチンは、既存のインフルエンザワクチンと比べて特に重要な利点を有する。
本発明の実施形態を、図面及び実施例を参照して下記で詳細に説明するが、以下の図面及び実施例が本発明の範囲を限定するのではなく、本発明を例示するためにのみ用いられることが当業者には理解される。本発明の様々な目的及び有利な態様が添付の図面及び以下の好ましい実施形態の詳細な説明から当業者に明らかとなる。
実施例1で使用される天然HAタンパク質(WI2005−WT−HA)、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質及びHA−mut3タンパク質の配列突然変異及びN結合型グリコシル化を概略的に示す図である。 それぞれ実施例1で使用される天然HAタンパク質(図2A)、HA−mut1タンパク質(図2B)、HA−mut2タンパク質(図2C)及びHA−mut3タンパク質(図2D)によって形成される三量体の概略構造図を概略的に示す図である。ここで、図2Aは、天然HAタンパク質によって形成される三量体がヘッド領域及びステム領域の両方にN結合型グリコシル鎖を含有することを示し、図2Bは、HA−mut1タンパク質によって形成される三量体がヘッド領域及びステム領域の両方にN結合型グリコシル鎖を含まないことを示し、図2Cは、HA−mut2タンパク質によって形成される三量体がヘッド領域にN結合型グリコシル鎖を含まないが、ステム領域にN結合型グリコシル鎖を依然として含んでいることを示し、図2Dは、HA−mut3タンパク質によって形成される三量体がステム領域にN結合型グリコシル鎖を含まないが、ヘッド領域にN結合型グリコシル鎖を依然として含んでいることを示す。 実施例1で作製された6つのタンパク質のSDS−PAGE分析の結果を示す図である。ここで、図3Aは天然HAタンパク質、HA−mut3、HA−mut2及びHA−mut1タンパク質のSDS−PAGE分析の結果を示し、図3Bは天然HAタンパク質、HAmgタンパク質及びHAugタンパク質のSDS−PAGE分析の結果を示す。 天然HAタンパク質、HA−mut1、HA−mut2、HA−mut3及びPBS(陰性対照として使用される)をそれぞれ免疫原として用いてマウスを免疫化することによって得られるマウス血清のインフルエンザウイルスA/Wisconsin/67/2005(H3N2亜型)(図4A)、A/Victoria/361/2011(H3N2亜型)(図4B)、A/Beijing/32/1992(H3N2亜型)(図4C)、A/Aichi/2/1968(H3N2亜型)(図4D)、A/Shanghai/02/2013(H7N9亜型)(図4E)及びA/California/04/2009(H1N1亜型)(図4F)に対する中和活性を示す図である。 天然HAタンパク質、HA−mut1、HAmg、HAug及びPBS(陰性対照として使用される)をそれぞれ免疫原として用いてマウスを免疫化することによって得られるマウス血清のインフルエンザウイルスA/Wisconsin/67/2005(H3N2亜型)(図5A)、A/Victoria/361/2011(H3N2亜型)(図5B)、A/Beijing/32/1992(H3N2亜型)(図5C)、A/Aichi/2/1968(H3N2亜型)(図5D)、A/Shanghai/02/2013(H7N9亜型)(図5E)及びA/California/04/2009(H1N1亜型)(図5F)に対する中和活性を示す図である。 以前に(at early ages)流行したH3N2亜型インフルエンザウイルスA/Beijing/32/1992(H3N2)(図6A及び図6B)及びA/Aichi/2/1968(H3N2)(図6C及び図6D)による感染後の天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質、HA−mut3タンパク質又はPBS(陰性対照)で免疫化したマウスの体重変化及び生存を示す図である。ここで、図6A及び図6Cは、各群の実験マウスの体重変化を示し、図6B及び図6Dは、各群の実験マウスの生存率を示す。 以前に流行したH3N2亜型インフルエンザウイルスA/Beijing/32/1992(H3N2)(図7A及び図7B)及びA/Aichi/2/1968(H3N2)(図7C及び図7D)による感染後の天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HAmgタンパク質、HAugタンパク質又はPBS(陰性対照)で免疫化したマウスの体重変化及び生存を示す図である。ここで、図7A及び図7Cは、各群の実験マウスの体重変化を示し、図7B及び図7Dは、各群の実験マウスの生存率を示す。 非H3N2亜型インフルエンザウイルスA/Shanghai/02/2013(H7N9)(図8A及び図8B)及びA/California/04/2009(H1N1)(図8C及び図8D)による感染後の天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質、HA−mut3タンパク質又はPBS(陰性対照)で免疫化したマウスの体重変化及び生存を示す図である。ここで、図8A及び図8Cは、各群の実験マウスの体重変化を示し、図8B及び図8Dは、各群の実験マウスの生存率を示す。 非H3N2亜型インフルエンザウイルスA/Shanghai/02/2013(H7N9)(図9A及び図9B)及びA/California/04/2009(H1N1)(図9C及び図9D)による感染後の天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HAmgタンパク質、HAugタンパク質又はPBS(陰性対照)で免疫化したマウスの体重変化及び生存を示す図である。ここで、図9A及び図9Cは、各群の実験マウスの体重変化を示し、図9B及び図9Dは、各群の実験マウスの生存率を示す。 HK2014−WT−HAタンパク質のSDS−PAGE分析(左パネル)及びウエスタンブロット分析(右パネル)の結果を示す図である。レーンM:分子量マーカー;レーン1:Ni−NTAニッケルイオンクロマトグラフィーカラムによって精製していないサンプル;レーン2:Ni−NTAニッケルイオンクロマトグラフィーカラムに流した画分;レーン3:50mMイミダゾールで溶出させた画分;レーン4:50mMイミダゾールで溶出させた画分;レーン5:250mMイミダゾールで溶出させた画分;矢印は、関心のタンパク質HK2014−WT−HAの位置を示す。 HK2014−DG−HAタンパク質のSDS−PAGE分析(左パネル)及びウエスタンブロット分析(右パネル)の結果を示す図である。レーンM:分子量マーカー;レーン1:Ni−NTAニッケルイオンクロマトグラフィーカラムによって精製していないサンプル;レーン2:Ni−NTAニッケルイオンクロマトグラフィーカラムに流した画分;レーン3:50mMイミダゾールで溶出させた画分;レーン4:250mMイミダゾールで溶出させた画分;矢印は、関心のタンパク質HK2014−DG−HAの位置を示す。 天然HAタンパク質HK2014−WT−HA及び脱グリコシル化タンパク質HK2014−HAugのSDS−PAGE分析の結果を示す図である。レーンM:分子量マーカー;レーン1:精製されたHK2014−WT−HA;レーン2:HK2014−HAug(HK2014−WT−HAをエンドグリコシダーゼFで3時間消化することによって得られた)。 HK2014−WT−HA、HK2014−DG−HA及びPBS(陰性対照として使用される)をそれぞれ免疫原として用いてマウスを免疫化することによって得られるマウス血清のインフルエンザウイルスA/Wisconsin/67/2005(H3N2)、A/Xiamen/N794/2013(H3N2)及びA/Shanghai/02/2013(H7N9)に対する結合活性を評価するELISA分析の結果を示す図である。 HK2014−WT−HA、HK2014−HAug及びPBS(陰性対照として使用される)をそれぞれ免疫原として用いてマウスを免疫化することによって得られるマウス血清のインフルエンザウイルスA/Wisconsin/67/2005(H3N2)、A/Xiamen/N794/2013(H3N2)及びA/Shanghai/02/2013(H7N9)に対する結合活性を評価するELISA分析の結果を示す図である。 A/Aichi/2/1968(H3N2)による感染後のHK2014−WT−HA、HK2014−DG−HA又はPBS(陰性対照として使用される)で免疫化した各群のマウス(3匹/群)の体重変化(左パネル)及び生存(右パネル)を示す図である。 A/Shanghai/059/2013(H7N9)による感染後のHK2014−WT−HA、HK2014−DG−HA又はPBS(陰性対照として使用される)で免疫化した各群のマウス(3匹/群)の体重変化(左パネル)及び生存(右パネル)を示す図である。 A/Shanghai/059/2013(H7N9)による感染後のHK2014−WT−HA、HK2014−HAug又はPBS(陰性対照として使用される)で免疫化した各群のマウス(4匹/群)の体重変化を示す図である。
配列情報
本発明に関わる配列の情報を下記表1に提示する。
表1:配列情報
Figure 2021509254
Figure 2021509254
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本発明を行うための具体的なモデル
ここで、本発明を説明することを意図するが、本発明を限定しない以下の実施例を参照して本発明を説明する。
他に規定のない限り、本願で用いられる分子生物学の実験方法及び免疫測定法は、実質的にJ. Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989及びFM Ausubel et al., Short Protocols in Molecular Biology, 3rd Edition, John Wiley & Sons, Inc., 1995を参照することによって行った。制限酵素は、製品の製造業者が推奨する条件に従って使用した。特定の条件が実施例中に示されない場合、従来の条件又は製造業者が推奨する条件を用いた。使用する試薬又は機器が製造業者によって指定されない場合、全て市販される従来の製品とした。実施例が実例として本発明を説明し、特許請求される本発明の範囲を限定することを意図するものではないことが当業者には知られている。
実施例1:H3N2インフルエンザウイルスのHAタンパク質及びその突然変異体の作製
(A)HAタンパク質突然変異体の設計及び構造
インフルエンザウイルスの天然HAタンパク質では、N結合型グリコシル化を受けるアミノ酸は通常、特徴的配列N−X−(S又はT)中のアスパラギン(N)であり、ここで、Nはアスパラギンを表し、Xはプロリン以外の任意の1つのアミノ酸を表し、Sはセリンを表し、Tはトレオニンを表す。本実施例では、天然HAタンパク質の特徴的配列N−X−(S又はT)中のアスパラギン(N)をアラニン(A)へと突然変異させることによってHAタンパク質のN結合型グリコシル化部位を除去した。
本実施例に使用した天然HAタンパク質(WI2005−WT−HA)は、H3N2亜型インフルエンザウイルス株A/Wisconsin/67/2005のHAタンパク質であった。この株のHAタンパク質は、配列番号1に示されるアミノ酸配列を有し、ここで、配列番号1のアミノ酸1〜10は、シグナルペプチドのものであり、アミノ酸504〜550は、膜貫通領域のものであり、10個の潜在的N結合型グリコシル化部位、すなわち22位、38位、63位、126位、133位、144位、165位、246位、285位及び483位のアスパラギン(N)が存在していた。これらのN結合型グリコシル化部位の中でも、HAタンパク質のHA2サブユニットに位置する483位のアスパラギンを除いて、他の位置の全てのアスパラギンがHAタンパク質のHA1サブユニットに位置していた。加えて、空間的構造の点では、22位、38位、285位及び483位のアスパラギンがHAタンパク質三量体のステム領域に位置する一方で、63位、126位、133位、144位、165位及び246位のアスパラギンは、HAタンパク質三量体のヘッド領域に位置していた。
上記の構造情報に基づいて、本実施例では以下の天然HAタンパク質及び3つのHAタンパク質突然変異体を設計した(図1):
(1)配列番号2に示されるアミノ酸配列を有し、配列番号1のアミノ酸1〜10及び504〜550が欠失しており、トロンビン切断部位、フォールディングモチーフ及び6×Hisタグを含むペプチド断片(タンパク質の精製及び三量体形成を容易にするために配列番号10及び11の配列を有する)が配列番号1のC末端に導入されているという点で配列番号1とは異なる天然HAタンパク質(WI2005−WT−HA)。したがって、天然HAタンパク質(WI2005−WT−HA)から形成される三量体は、ヘッド領域及びステム領域の両方にN結合型グリコシル鎖を含んでいた(図2A)。
(2)配列番号3に示されるアミノ酸配列を有し、上述の10個のN結合型グリコシル化部位の各々のアスパラギンがアラニンに突然変異しているという点で天然HAタンパク質(WI2005−WT−HA;配列番号2)とは異なるHA−mut1。したがって、HA−mut1によって形成される三量体は、ヘッド領域及びステム領域にN結合型グリコシル鎖を含まなかった(図2B)。
(3)配列番号4に示されるアミノ酸配列を有し、ヘッド領域に(すなわち、配列番号1の63位、126位、133位、144位、165位及び246位に)位置するアスパラギンの各々がアラニンに突然変異しているという点で天然HAタンパク質(WI2005−WT−HA;配列番号2)とは異なるHA−mut2。したがって、HA−mut2によって形成される三量体は、ヘッド領域にN結合型グリコシル鎖を含まないが、ステム領域にN結合型グリコシル鎖を依然として含んでいた(図2C)。
(4)配列番号5に示されるアミノ酸配列を有し、ステム領域に(すなわち、配列番号1の22位、38位、285位及び483位に)位置するアスパラギンの各々がアラニンに突然変異しているという点で天然HAタンパク質(WI2005−WT−HA;配列番号2)とは異なるHA−mut3。したがって、HA−mut3によって形成される三量体は、ステム領域にN結合型グリコシル鎖を含まないが、ヘッド領域にN結合型グリコシル鎖を依然として含んでいた(図2D)。
加えて、タンパク質の分泌を容易にするために、シグナルペプチド(配列番号9)をコードするヌクレオチド配列を天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質及びHA−mut3タンパク質をコードするヌクレオチド配列の5’末端に導入した。発現されたシグナルペプチドをタンパク質分泌中に切除した。したがって、最終的に得られる天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質及びHA−mut3タンパク質は、シグナルペプチドを含まず、それらのアミノ酸配列を配列番号2〜5に示した。
図1は、実施例1で使用される天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質及びHA−mut3タンパク質の配列突然変異及びN結合型グリコシル化を概略的に示す(注:シグナルペプチドは、タンパク質分泌中に切除される)。具体的には、天然HAタンパク質は、配列番号1の22位、38位、63位、126位、133位、144位、165位、246位、285位及び483位に対応する位置にアスパラギンを有するため、これらの位置にN結合型グリコシル鎖を有することができた。HA−mut1タンパク質は、配列番号1の22位、38位、63位、126位、133位、144位、165位、246位、285位及び483位に対応する位置にアラニンを有し、したがってN結合型グリコシル鎖を有することはなかった。HA−mut2タンパク質は、配列番号1の22位、38位、285位及び483位に対応する位置にアスパラギンを有し、したがってこれらの位置にN結合型グリコシル鎖を有することができたが、配列番号1の63位、126位、133位、144位、165位及び246位に対応する位置にアラニンを有し、したがってこれらの位置にN結合型グリコシル鎖を有することはなかった。HA−mut3タンパク質は、配列番号1の63位、126位、133位、144位、165位及び246位に対応する位置にアスパラギンを有し、したがってこれらの位置にN結合型グリコシル鎖を有することができたが、配列番号1の22位、38位、285位及び483位に対応する位置にアラニンを有し、したがってN結合型グリコシル鎖をこれらの位置に有することはなかった。加えて、タンパク質の分泌、精製及び三量体形成を容易にするために、シグナルペプチド(配列番号9に示されるアミノ酸配列を有し、タンパク質分泌中に切除される)を天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質及びHA−mut3タンパク質のN末端のそれぞれに導入し、トロンビン切断部位、フォールディングモチーフ及び6×Hisタグを含むペプチド断片(配列番号10及び11に示されるアミノ酸配列を有する)をそれらのC末端のそれぞれに導入した。
図2は、それぞれ実施例1で使用される天然HAタンパク質(図2A)、HA−mut1タンパク質(図2B)、HA−mut2タンパク質(図2C)及びHA−mut3タンパク質(図2D)によって形成される三量体の概略構造図を概略的に示す。ここで、図2Aは、天然HAタンパク質によって形成される三量体がヘッド領域及びステム領域の両方にN結合型グリコシル鎖を含んでいたことを示し、図2Bは、HA−mut1タンパク質によって形成される三量体がヘッド領域及びステム領域の両方にN結合型グリコシル鎖を含まなかったことを示し、図2Cは、HA−mut2タンパク質によって形成される三量体がヘッド領域にN結合型グリコシル鎖を含まなかったが、ステム領域にN結合型グリコシル鎖を依然として含んでいたことを示し、図2Dは、HA−mut3タンパク質によって形成される三量体がステム領域にN結合型グリコシル鎖を含まなかったが、ヘッド領域にN結合型グリコシル鎖を依然として含んでいたことを示す。
(B)トランスファープラスミドの作製
天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質及びHA−mut3タンパク質(それらの各々について、シグナルペプチド(配列番号9)をN末端に導入し、トロンビン切断部位、フォールディングモチーフ及び6×Hisタグを含むペプチド断片(配列番号10及び11)をC末端に導入した)を別個にコードするDNA配列がShanghai Sangon Biotechnology Co., Ltdによって合成され、続いてこれらのDNA配列をバキュロウイルストランスファーベクターpAcGP67−B(BD Company、カタログ番号:554757)にそれぞれクローニングした。続いて、関心のDNA配列を有するトランスファーベクターを大腸菌DH5aのコンピテント細胞に別個に形質転換し、増幅させた。プラスミドミニプレップキット(TIANprep Mini Plasmid Kit;TianGen Corporation、カタログ番号:DP103−03)を用いて、関心のDNA配列を有するトランスファープラスミドを形質転換大腸菌から後に使用するために抽出した。
(C)共トランスフェクション
トランスフェクションの1時間前に、1×10個の昆虫細胞(Sf9細胞、Invitrogen)を6ウェル培養プレートにプレーティングし、血清添加培地中で培養した。1μgの工程(B)で作製したトランスファープラスミド、0.1μgのバキュロウイルス線状DNA(BD)、1μlのリポソーム(Sigma)及び100μlの無血清細胞培養培地を混合し、室温で30分間静置して、トランスフェクション混合物を得た。血清含有培地を各ウェルから除去し、トランスフェクション混合物を添加した。27℃で6時間のインキュベーション後に、トランスフェクション混合物を各ウェルから除去し、2mlのCCM3含有培地を各ウェルに添加して、細胞を培養し続けた。結果として、関心のDNA配列を有するトランスファープラスミド及びバキュロウイルス線状DNAが昆虫細胞にトランスフェクトされ、組み換えバキュロウイルスが生成した。
(D)標的タンパク質の作製及び精製
得られた組み換えバキュロウイルスを継代して、2代目の組み換えバキュロウイルスを得た。2代目の組み換えバキュロウイルス15mlを1200mlのSf9昆虫細胞に添加し、27℃で48時間培養した。細胞及び培養上清を回収し、11500rpmで30分間遠心分離した。遠心分離後に、組換えにより生成した標的タンパク質を含有する上清を回収した。
Milliporeの限外濾過濃縮遠心管を用いて関心のタンパク質を含有する上清を35mlまで濃縮し、pH7.4に調整した後、10000rpmで10分間遠心分離した。上清を回収し、Ni−NTAニッケルイオンクロマトグラフィーカラム(NI−sepharose 6 fast flow、GE、カタログ番号:17−5318−04)を用いて、上清中の関心のタンパク質を富化及び精製した。ここで、溶離液は、250mMイミダゾールを含有するPBSとした。関心のタンパク質を含有する溶出液を1mlまで濃縮し、PBS緩衝液中で透析し、後に使用するために4℃で保管した。これにより、精製された天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質及びHA−mut3タンパク質が得られた(N末端シグナルペプチドが分泌過程中に切除されたため、得られるタンパク質はフォールディングモチーフ及び6×Hisタグを保持していたが、N末端シグナルペプチドを含まなかった)。
(E)HAmg及びHAugタンパク質の作製
加えて、Juine-Ruey Chen et al. (Proc Natl Acad Sci, USA. 2014 Feb 18; 111 (7): 2476-81)に記載の方法を参照することで、天然HAタンパク質(WI2005−WT−HA)を、エンドグリコシダーゼH及びエンドグリコシダーゼFを用いる酵素処理に供し、N結合型グリコシル化部位に単一グリコシル基を有するHAタンパク質(以下、HAmgと称する)及びN結合型グリコシル化部位にグリコシル基を実質的に有しないHAタンパク質(以下、HAugと称する)を作製した。
酵素作用の制限及び幾つかのグリコシル化部位の接近不可能性のために、HAugが必然的に依然として少量のグリコシル基をN結合型グリコシル化部位に有していることに留意されたい。このことは、Juine-Ruey Chen et al.(同上)の表S1に提示されるデータによっても確認することができる。対照的に、全てのN結合型グリコシル化部位の各々のアスパラギンがアラニンに置き換えられているため、HA−mut1タンパク質は、N結合型グリコシル基を全く有しなくなる。
実施例2:ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)分析
ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)を用いて、実施例1で作製した6つのタンパク質(天然HAタンパク質、HA−mut1、HA−mut2、HA−mut3、HAmg及びHAug)を分析した。使用した上層ゲルは、5%濃縮ゲル(以下のように調製した:830μlの30%アクリルアミド、630μlの1M Tris(pH6.8)、50μlの10%SDS、50μlの10%過硫酸アンモニウム及び5μlのTEMEDを3.4mlの水に添加した)であった。使用した下層ゲルは、12%分離ゲル(以下のように調製した:4mlの30%アクリルアミド、2.5mlの1M Tris(pH8.8)、100μlの10%SDS、100μlの10%過硫酸アンモニウム及び10μlのTEMEDを3.3mlの水に添加した)であった。使用した電気泳動条件は、電気泳動を150Vで2時間行うというものであった。電気泳動後に、ポリアクリルアミドゲルをクマシーブリリアントブルー(Sigma)で染色した。実験結果を図3に示す。
図3は、実施例1で作製した6つのタンパク質のSDS−PAGE分析の結果を示す。図3Aは天然HAタンパク質、HA−mut3、HA−mut2及びHA−mut1タンパク質のSDS−PAGE分析の結果を示し、図3Bは天然HAタンパク質、HAmgタンパク質及びHAugタンパク質のSDS−PAGE分析の結果を示す。図3の結果から、天然HAタンパク質の分子量が70kDを超える一方で、HA−mut3、HA−mut2、HA−mut1、HAmg及びHAugタンパク質の分子量が全て大幅に低下し、全て70kD未満であり、HA−mut1タンパク質が最も小さい分子量を有することが示される。
実施例3:抗血清の中和活性の評価
(A)免疫実験
6週齢のSPFグレードの雌性Balb/Cマウスは、厦門大学の実験動物センターによって提供され、体重はおよそ20gであった。実施例1で作製した6つのタンパク質(天然HAタンパク質、HA−mut1、HA−mut2、HA−mut3、HAmg及びHAug)、並びにPBS(陰性対照として使用される)を別個にアルミニウムアジュバントと1:1の体積比で混合し、マウスの免疫化に使用した。免疫化スケジュールは、以下の通りであった。各群6匹のマウスを使用した。免疫化方法は、筋肉内注射とした。免疫化用量は、マウス1匹当たり5μgのタンパク質であった。注射量は、マウス1匹当たり100μlであった。免疫化を14日間隔で2回行った。2回目の免疫化の14日後に、血清を各マウスから採取した。採取した血清サンプルを56℃で30分間不活性化した後、後に使用するために−20℃で保管した。
(B)血清サンプルの中和価の評価
中和価は、血清サンプルが疾患を予防及び治療する可能性があるかを評価するための重要な指標である。本実験では、プラーク減少中和試験(plaque reduction neutralization test;PRNT)を用いて、採取した血清サンプルの中和抗体価を分析した。使用したインフルエンザウイルスは、異なる時点で異なる地域から単離され、異なる亜型(H3N2、H7N9及びH1N1)を表すインフルエンザウイルスの代表的な株であり、特定のウイルス株は、以下の通りであった:A/Wisconsin/67/2005(H3N2亜型)、A/Victoria/361/2011(H3N2亜型)、A/Beijing/32/1992(H3N2亜型)、A/Aichi/2/1968(H3N2亜型)、A/Shanghai/02/2013(H7N9亜型)及びA/California/04/2009(H1N1亜型)。
6×10個のMDCK細胞を6ウェル細胞培養プレートに播種した。使用されるインフルエンザウイルスを、0.5μg/ml TPCKトリプシンを含有するMEM培地中で50PFU/50μlに希釈した。次いで、段階希釈した血清サンプルをインフルエンザウイルスと混合し、37℃で1時間インキュベートした後、MDCK細胞を播種した6ウェル細胞培養プレートに添加し、37℃で1時間、インキュベーションを継続した。インキュベーション後に、細胞培養液を吸引し、細胞をPBSで2回洗浄した。次いで、0.5%アガロースを含有するMEM培地で細胞表面を覆い、細胞を5%CO及び37℃で2日間、恒温インキュベーター内に入れた。その後、細胞を2%クリスタルバイオレットで染色し、プラーク数を計数することによってインフルエンザウイルスの力価を決定した後、各血清サンプルの中和活性を算出した。結果を図4及び図5に示す。
図4は、天然HAタンパク質、HA−mut1、HA−mut2、HA−mut3及びPBS(陰性対照として使用される)をそれぞれ免疫原として用いてマウスを免疫化することによって得られるマウス血清のインフルエンザウイルスA/Wisconsin/67/2005(H3N2亜型)(図4A)、A/Victoria/361/2011(H3N2亜型)(図4B)、A/Beijing/32/1992(H3N2亜型)(図4C)、A/Aichi/2/1968(H3N2亜型)(図4D)、A/Shanghai/02/2013(H7N9亜型)(図4E)及びA/California/04/2009(H1N1亜型)(図4F)に対する中和活性を示す。
図4Aに示されるように、本実験に使用されるHAタンパク質が由来するインフルエンザウイルス株A/Wisconsin/67/2005について、天然HAタンパク質、HA−mut1、HA−mut2又はHA−mut3で免疫化したマウスから得られたマウス血清は全て強い中和活性を有し、中でも天然HAタンパク質及びHA−mut1で免疫化したマウスから得られた血清が最も高い中和価を有し、HA−mut3で免疫化したマウスから得られた血清が最も低い中和価を有していた。
図4Bに示されるように、本実験に使用されるHAタンパク質と近い進化的関係を有するH3N2亜型ウイルス株A/Victoria/361/2011について、HA−mut1で免疫化したマウスから得られた血清が最も高い中和価を有し(天然HAタンパク質で免疫化したマウスから得られた血清よりも更に高い)、HA−mut3で免疫化したマウスから得られた血清が最も低い中和価を有していた。
図4Cに示されるように、本実験に使用されるHAタンパク質とより遠い進化的関係を有するH3N2亜型ウイルス株A/Beijing/32/1992について、HA−mut3で免疫化したマウスから得られた血清が最も高い中和価を有し、HA−mut1で免疫化したマウスから得られた血清が2番目に高い中和価を有し(どちらも天然HAタンパク質で免疫化したマウスから得られた血清より高かった)、HA−mut2で免疫化したマウスから得られた血清が最も低い中和価を有していた。
図4Dに示されるように、本実験に使用されるHAタンパク質と最も遠い進化的関係を有するH3N2亜型ウイルス株A/Aichi/2/1968について、HA−mut1で免疫化したマウスから得られた血清が最も高い中和価を有し、HA−mut3で免疫化したマウスから得られた血清が2番目に高い中和価を有し、天然HAタンパク質又はHA−mut2で免疫化したマウスから得られた血清は、実質的に中和活性を有しなかった(陰性対照との有意差なし)。
図4E及び図4Fに示されるように、本実験に使用されるHAタンパク質とは異なる亜型に属するウイルス株A/Shanghai/02/2013(H7N9亜型)及びA/California/04/2009(H1N1亜型)について、HA−mut1で免疫化したマウスから得られた血清のみが中和活性を有し、他のタンパク質で免疫化したマウスから得られた血清は、実質的に中和活性を有しなかった(陰性対照との有意差なし)。
図4の結果から、HA−mut1で免疫化したマウスから得られた血清が最も広域の中和活性を有し、H3N2亜型の複数のウイルス株を(進化的関係の距離に関わらず)効果的に中和することができるだけでなく、他の亜型の株(例えば、H7N9及びH1N1亜型の株))も中和することができることが示される。対照的に、天然HAタンパク質、HA−mut2及びHA−mut3で免疫化したマウスから得られた血清は、H3N2亜型の幾つかの株に対してのみ中和活性を有し、他の亜型の株に対して中和活性を有しなかった。このため、HA−mut1がin vivoで広域中和活性を有する防御抗体を誘導するための広域ワクチンとして特に適切である。
図5は、天然HAタンパク質、HA−mut1、HAmg、HAug及びPBS(陰性対照として使用される)をそれぞれ免疫原として用いてマウスを免疫化することによって得られるマウス血清のインフルエンザウイルスA/Wisconsin/67/2005(H3N2亜型)(図5A)、A/Victoria/361/2011(H3N2亜型)(図5B)、A/Beijing/32/1992(H3N2亜型)(図5C)、A/Aichi/2/1968(H3N2亜型)(図5D)、A/Shanghai/02/2013(H7N9亜型)(図5E)及びA/California/04/2009(H1N1亜型)(図5F)に対する中和活性を示す。
図5Aに示されるように、本実験に使用されるHAタンパク質が由来するインフルエンザウイルス株A/Wisconsin/67/2005について、天然HAタンパク質、HA−mut1、HAmg又はHAugで免疫化したマウスから得られた血清は、強い中和活性を有し、効力が同等であった。
図5Bに示されるように、本実験に使用されるHAタンパク質と近い進化的関係を有するH3N2亜型ウイルス株A/Victoria/361/2011について、HA−mut1で免疫化したマウスから得られた血清が最も高い中和価を有し、天然HAタンパク質で免疫化したマウスから得られた血清が最も低い中和価を有していた。
図5Cに示されるように、本実験に使用されるHAタンパク質とより遠い進化的関係を有するH3N2亜型ウイルス株A/Beijing/32/1992について、HA−mut1で免疫化したマウスから得られた血清が最も高い中和価を有し、他のタンパク質で免疫化したマウスから得られた血清は、より低く、互いに同等の中和価を有していた。
図5Dに示されるように、本実験に使用されるHAタンパク質と最も遠い進化的関係を有するH3N2亜型ウイルス株A/Aichi/2/1968について、HA−mut1で免疫化したマウスから得られた血清が最も高い中和価を有し、HAmg又はHAugで免疫化したマウスから得られた血清が2番目に高い中和価を有していたが(これら2つは同等であった)、天然HAタンパク質を用いてマウスから得られた血清は、実質的に中和活性を有しなかった(陰性対照との有意差なし)。
図5Eに示されるように、本実験に使用されるHAタンパク質とは異なる亜型に属するウイルス株A/Shanghai/02/2013(H7N9亜型)について、HA−mut1で免疫化したマウスから得られた血清が最も高い中和価を有し、HAmg又はHAugで免疫化したマウスから得られた血清が2番目に高い中和価を有していたが(これら2つは同等であった)、天然HAタンパク質を用いてマウスから得られた血清は、実質的に中和活性を有しなかった(陰性対照との有意差なし)。
図5Fに示されるように、本実験に使用されるHAタンパク質とは異なる亜型に属するウイルス株A/California/04/2009(H1N1亜型)について、HA−mut1で免疫化したマウスから得られた血清のみが中和活性を有し、他のタンパク質で免疫化したマウスから得られた血清は、実質的に中和活性を有しなかった(陰性対照との有意差なし)。
図5の結果から、天然HAタンパク質で免疫化したマウスから得られた血清がH3N2亜型インフルエンザウイルスに対してのみ中和活性を有し、HAmg及びHAugで免疫化したマウスから得られた血清が、H3N2亜型インフルエンザウイルスを中和することができるだけでなく、複数のHA亜型にまたがって弱い中和活性を示し(H7N9亜型を中和することが可能であるが、H1N1亜型を中和することは可能でない)、HA−mut1で免疫化したマウスから得られた血清が最も広域の中和活性及び最も高い中和価を有し、H3N2亜型の複数のウイルス株を(進化的関係の距離に関わらず)効果的に中和することができるだけでなく、複数のHA亜型にまたがって強い中和活性を有する(例えば、H7N9及びH1N1亜型の株を中和することが可能である)ことが示される。HA−mut1がin vivoで広域中和活性を有する防御抗体を誘導するための広域ワクチンとして特に適切であることが分かる。
実施例4:in vivo防御活性の評価
実施例3におけるPRNT実験から、実施例1で作製した6つのタンパク質によって誘導される抗血清のH3N2亜型、H7N9亜型及びH1N1亜型ウイルス株に対する中和価が異なり、中でもHA−mut1によって誘導される抗血清が最も広域の中和活性を有することが確認された。動物におけるインフルエンザウイルスに対する免疫防御の誘導におけるこれら6つのタンパク質の効果を更に検証するために、本発明者らは、インフルエンザウイルスA/Beijing/32/1992(H3N2亜型)、A/Aichi/02/1968(H3N2亜型)、A/Shanghai/02/2013(H7N9亜型)及びA/California/04/2009(H1N1亜型)を感染させたマウス動物モデルに基づいて、これらの6つのタンパク質のin vivo抗ウイルス効果をバイオセーフティー研究所において評価した。具体的なスキームは、以下の通りである。
材料及び方法
動物:Balb/Cマウス、SPFグレード、6週齢〜8週齢、雌性、体重約20g。
ワクチン:天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質、HA−mut3タンパク質、HAmgタンパク質、HAugタンパク質及びPBS(陰性対照として使用される)。
免疫化スキーム:天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質、HA−mut3タンパク質、HAmgタンパク質、HAugタンパク質及びPBS陰性対照を別個にアルミニウムアジュバントと1:1の体積比で混合し、マウスの免疫化に使用した。各群6匹のマウスを使用し、筋肉内注射によって免疫化した。免疫化用量は、マウス1匹当たり5μgのタンパク質であり、注射量は、マウス1匹当たり100μlであった。免疫化を2回行い、2回の免疫化の間に14日間の間隔を開けた。2回目の免疫化の14日後に、マウスをウイルスでチャレンジした。以下のインフルエンザウイルス株を使用した:
H3N2亜型インフルエンザウイルスのマウス適応株:A/Beijing/32/1992;
H3N2亜型インフルエンザウイルスのマウス適応株:A/Aichi/02/1968;
H7N9亜型インフルエンザウイルスのマウス適応株:A/Shanghai/02/2013;
H1N1亜型インフルエンザウイルスのマウス適応株:A/California/04/2009。
麻酔薬:イソフルラン(Isoflorane)。
動物のグループ分け:マウスを前日にバイオセーフティー研究所に送り、1つのケージに6匹のマウスでグループ分けし、各マウスの体重を記録した。
ウイルス感染:各ウイルスのチャレンジ用量は、50%致死量(LD50)の25倍とし、ウイルス接種量は、マウス1匹当たり50μlとした。接種前に、マウスにイソフルランで麻酔をかけ、続いてマウスに鼻腔からウイルスを接種した。
観察:ウイルス感染の1日後〜14日後にマウスの体重変化及び生存を毎日記録した。実験結果を図6〜図9に示す。
図6は、以前に流行したH3N2亜型インフルエンザウイルスA/Beijing/32/1992(H3N2)(図6A及び図6B)及びA/Aichi/2/1968(H3N2)(図6C及び図6D)による感染後の天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質、HA−mut3タンパク質又はPBS(陰性対照)で免疫化したマウスの体重変化及び生存を示す。ここで、図6A及び図6Cは、各群の実験マウスの体重変化を示し、図6B及び図6Dは、各群の実験マウスの生存率を示す。図6A及び図6Bの結果から、HA−mut1又はHA−mut3で免疫化したマウスは、致死量のウイルスA/Beijing/32/1992を感染させた後に、7日目から体重を回復し始め、マウスの生存率は、実験の終了時に100%であったが、天然HAタンパク質、HA−mut2又はPBSで免疫化したマウスは、全て体重が減少し続け、全て実験の終了前に死亡したことが示される。この結果から、HA−mut1及びHA−mut3が完全な防御を有し、A/Beijing/32/1992に対するワクチンとして使用することができることが示される。図6C及び図6Dの結果から、HA−mut1で免疫化したマウスに致死量のウイルスA/Aichi/2/1968を感染させた後、それらの体重が4日目から回復し始め、マウスの生存率は、実験の終了時に100%であり、HA−mut3は、致死量のウイルスA/Aichi/2/1968を感染させたマウスに対して部分的な防御を有し、マウスの生存率は、実験の終了時に33.3%であったが、天然HAタンパク質、HA−mut2又はPBSで免疫化したマウスは、全て体重が減少し続け、全て実験の終了前に死亡したことが示される。この結果から、HA−mut1が完全な防御を有し、A/Aichi/2/1968に対するワクチンとして使用することができることが示される。
図7は、H3N2亜型インフルエンザウイルスA/Beijing/32/1992(H3N2)(図7A及び図7B)及びA/Aichi/2/1968(H3N2)(図7C及び図7D)による感染後の天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HAmgタンパク質、HAugタンパク質又はPBS(陰性対照)で免疫化したマウスの体重変化及び生存を示す。ここで、図7A及び図7Cは、各群の実験マウスの体重変化を示し、図7B及び図7Dは、各群の実験マウスの生存率を示す。図7A及び図7Bの結果から、HA−mut1タンパク質、HAmgタンパク質又はHAugタンパク質で免疫化したマウスに致死量のウイルスA/Beijing/32/1992を感染させた後、それらの体重が7日目から回復し始め(HA−mut1で免疫化したマウスが最良の体重回復効果を示した)、マウスの生存率は、実験の終了時に100%であったが、天然HAタンパク質又はPBSで免疫化したマウスは、全て体重が減少し続け、全て実験の終了前に死亡したことが示される。この結果から、HA−mut1タンパク質、HAmgタンパク質及びHAugタンパク質が完全な防御を有し、A/Beijing/32/1992に対するワクチンとして使用することができることが示される。図7C及び図7Dの結果から、HA−mut1、HAmg又はHAugで免疫化したマウスに致死量のウイルスA/Aichi/2/1968を感染させた後、それらの体重が4日目又は5日目から回復し始め(HA−mut1で免疫化したマウスが最良の体重回復効果を示した)、マウスの生存率は、実験の終了時に100%であったが、天然HAタンパク質又はPBSで免疫化したマウスは、全て体重が減少し続け、全て実験の終了前に死亡したことが示される。この結果から、HA−mut1タンパク質、HAmgタンパク質及びHAugタンパク質が完全な防御を有し、A/Aichi/2/1968に対するワクチンとして使用することができることが示される。
図8は、非H3N2亜型インフルエンザウイルスA/Shanghai/02/2013(H7N9)(図8A及び図8B)及びA/California/04/2009(H1N1)(図8C及び図8D)による感染後の天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HA−mut2タンパク質、HA−mut3タンパク質又はPBS(陰性対照)で免疫化したマウスの体重変化及び生存を示す。ここで、図8A及び図8Cは、各群の実験マウスの体重変化を示し、図8B及び図8Dは、各群の実験マウスの生存率を示す。図8A及び図8Bの結果から、HA−mut1で免疫化したマウスに致死量のウイルスA/Shanghai/02/2013(H7N9)を感染させた後、それらの体重が6日目から回復し始め、マウスの生存率は、実験の終了時に100%であったが、天然HAタンパク質、HA−mut2、HA−mut3又はPBSで免疫化したマウスは、全て体重が減少し続け、全て実験の終了前に死亡したことが示される。この結果から、HA−mut1が完全な防御を有し、A/Shanghai/02/2013に対するワクチンとして使用することができることが示される。図8C及び図8Dの結果から、HA−mut1で免疫化したマウスに致死量のウイルスA/California/04/2009(H1N1)を感染させた後、それらの体重は、8日目から安定したままであり、それ以上減少せず、マウスの生存率は、実験の終了時に66.7%であったが、天然HAタンパク質、HA−mut2、HA−mut3又はPBSで免疫化したマウスは、全て体重が減少し続け、全て実験の終了前に死亡したことが示される。この結果から、HA−mut1がインフルエンザウイルスA/California/04/2009(H1N1)に対して強いin vivo防御効果を有することが示される。
図9は、非H3N2亜型インフルエンザウイルスA/Shanghai/02/2013(H7N9)(図9A及び図9B)及びA/California/04/2009(H1N1)(図9C及び図9D)による感染後の天然HAタンパク質、HA−mut1タンパク質、HAmgタンパク質、HAugタンパク質又はPBS(陰性対照)で免疫化したマウスの体重変化及び生存を示す。ここで、図9A及び図9Cは、各群の実験マウスの体重変化を示し、図9B及び図9Dは、各群の実験マウスの生存率を示す。図9A及び図9Bの結果から、HA−mut1タンパク質又はHAugタンパク質で免疫化したマウスに致死量のウイルスA/Shanghai/02/2013(H7N9)を感染させた後、それらの体重が6日目又は7日目から回復し始め(HA−mut1で免疫化したマウスが最良の体重回復効果を示した)、マウスの生存率は、実験の終了時に100%であったが、天然HAタンパク質、HAmgタンパク質又はPBSで免疫化したマウスは、全て体重が減少し続け、全て実験の終了前に死亡したことが示される。この結果から、HA−mut1タンパク質及びHAugタンパク質が完全な防御を有し、A/Shanghai/02/2013(H7N9)に対するワクチンとして使用することができることが示される。図9C及び図9Dの結果から、HA−mut1で免疫化したマウスに致死量のウイルスA/California/04/2009(H1N1)を感染させた後、それらの体重は、8日目から安定したままであり、それ以上減少せず、マウスの生存率は、実験の終了時に66.7%であったが、天然HAタンパク質、HAmg、HAug又はPBSで免疫化したマウスは、全て体重が減少し続け、全て実験の終了前に死亡したことが示される。この結果から、HA−mut1がインフルエンザウイルスA/California/04/2009(H1N1)に対して強いin vivo防御効果を有することが示される。
上記の実験結果から、HA−mut1タンパク質がワクチンとしてH3N2亜型(進化的関係の距離に関わらず)、H7N9亜型及びH1N1亜型のインフルエンザウイルスの感染、並びにそれによって引き起こされる疾患を効果的に予防することができ、したがってインフルエンザウイルスの複数の亜型に対する効果的な広域ワクチンとして使用することができることが示される。
実施例5:H3N2インフルエンザウイルスHAタンパク質及びその突然変異体の作製及び分析
本実施例では、天然HAタンパク質の特徴的配列N−X−(S又はT)中のアスパラギン(N)をグルタミン(Q)へと突然変異させることによってHAタンパク質のN結合型グリコシル化部位を除去した。
本実施例に使用した天然HAタンパク質(HK2014−WT−HA)は、H3N2亜型インフルエンザウイルス株A/HONG_KONG/4801/2014(H3N2)のHAタンパク質であった。この株のHAタンパク質は、配列番号6に示されるアミノ酸配列を有し、ここで、配列番号6のアミノ酸1〜25は、シグナルペプチドのものであり、アミノ酸518〜565は、膜貫通領域のものであり、11個の潜在的N結合型グリコシル化部位、すなわち37位、53位、60位、78位、137位、141位、148位、180位、261位、300位及び498位のアスパラギン(N)を有していた。
上記の構造情報に基づいて、本実施例では以下の天然HAタンパク質HK2014−WT−HA及びその突然変異体HK2014−DG−HAを設計した:
(1)配列番号7に示されるアミノ酸配列を有し、配列番号6のアミノ酸1〜25及び518〜565が欠失しており、トロンビン切断部位、フォールディングモチーフ及び6×Hisタグを含むペプチド断片(タンパク質の精製及び三量体形成を容易にするために配列番号10及び11の配列を有する)が配列番号6のC末端に導入されているという点で配列番号6とは異なる天然HAタンパク質(HK2014−WT−HA)。したがって、天然HAタンパク質(HK2014−WT−HA)によって形成される三量体は、ヘッド領域及びステム領域の両方にN結合型グリコシル鎖を含んでいた。
(2)配列番号8に示されるアミノ酸配列を有し、上述の11個のN結合型グリコシル化部位の各々のアスパラギン(N)がグルタミン(Q)に突然変異しているという点で天然HAタンパク質(HK2014−WT−HA;配列番号7)とは異なる突然変異体HK2014−DG−HA。したがって、突然変異体HK2014−DG−HAによって形成される三量体は、ヘッド領域及びステム領域の両方にN結合型グリコシル鎖を含まなかった。
加えて、タンパク質の分泌を容易にするために、シグナルペプチド(配列番号9)をコードするヌクレオシド配列を、天然HAタンパク質HK2014−WT−HA及び突然変異体タンパク質HK2014−DG−HAをコードするヌクレオチド配列の5’末端に導入した。発現されたシグナルペプチドは、タンパク質分泌中に切除される。したがって、最終的に得られる天然HAタンパク質HK2014−WT−HAも、その突然変異体HK2014−DG−HAもシグナルペプチドを含まず、それらのアミノ酸配列を配列番号7及び8に示した。
天然タンパク質HK2014−WT−HA及び突然変異体タンパク質HK2014−DG−HA(それらの各々について、シグナルペプチド(配列番号9)をN末端に導入し、トロンビン切断部位、フォールディングモチーフ及び6×Hisタグを含むペプチド断片(配列番号10及び11)をC末端に導入した)を別個にコードするDNA配列をバキュロウイルストランスファーベクターpAcGP67−B(BD Company、カタログ番号:554757)にそれぞれクローニングした。続いて、関心のDNA配列を有するトランスファーベクターを大腸菌DH5aのコンピテント細胞に形質転換し、増幅させた。プラスミドミニプレップキット(TIANprep Mini Plasmid Kit;TianGen Corporation、カタログ番号:DP103−03)を用いて、関心のDNA配列を有するトランスファープラスミドを形質転換大腸菌から後に使用するために抽出した。
続いて、実施例1に記載のように、関心のDNA配列を有する組み換えバキュロウイルスを、上記のように作製したトランスファープラスミドを用いて構築し、Sf9昆虫細胞中で培養した。培養後に、細胞及び培養上清を回収し、11500rpmで30分間遠心分離した。遠心分離後に、組換えにより生成した標的タンパク質を含有する上清を回収した。次いで、実施例1に記載のように、上清中の関心のタンパク質、すなわちHK2014−WT−HA及びHK2014−DG−HA(N末端シグナルペプチドが分泌過程中に切除されたため、得られるタンパク質はフォールディングモチーフ及び6×Hisタグを保持していたが、N末端シグナルペプチドを含まなかった)を、イミダゾール(50mM又は250mM)を含有するPBSを溶離液として用いるNi−NTAニッケルイオンクロマトグラフィーカラム(NI−sepharose 6 fast flow、GE、カタログ番号:17−5318−04)によって富化及び精製した。
加えて、Juine-Ruey Chen et al. (Proc Natl Acad Sci, USA. 2014 Feb 18; 111 (7): 2476-81)に記載の方法を参照することで、上記のように得られた天然HAタンパク質(HK2014−WT−HA)を、エンドグリコシダーゼFを用いることによる酵素処理に供し、全てのN結合型グリコシル化部位にグリコシル基を実質的に有しない脱グリコシル化HAタンパク質(以下、HK2014−HAugと称する)を作製した。
SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)及びウエスタンブロット(使用した抗体は、HRP−conjugated 6His、His−Tag Antibody、Proteintech、カタログ番号:HRP−66005であった)を用いて、上記で作製した3つのタンパク質(HK2014−WT−HA、HK2014−DG−HA及びHK2014−HAug)を分析した。実験結果を図10〜図12に示す。
図10は、HK2014−WT−HAタンパク質のSDS−PAGE分析(左パネル)及びウエスタンブロット分析(右パネル)の結果を示す。レーンM:分子量マーカー;レーン1:Ni−NTAニッケルイオンクロマトグラフィーカラムによって精製していないサンプル;レーン2:Ni−NTAニッケルイオンクロマトグラフィーカラムに流した画分;レーン3:50mMイミダゾールで溶出させた画分;レーン4:50mMイミダゾールで溶出させた画分;レーン5:250mMイミダゾールで溶出させた画分;矢印は、関心のタンパク質HK2014−WT−HAの位置を示す。
図11は、HK2014−DG−HAタンパク質のSDS−PAGE分析(左パネル)及びウエスタンブロット分析(右パネル)の結果を示す。レーンM:分子量マーカー;レーン1:Ni−NTAニッケルイオンクロマトグラフィーカラムによって精製していないサンプル;レーン2:Ni−NTAニッケルイオンクロマトグラフィーカラムに流した画分;レーン3:50mMイミダゾールで溶出させた画分;レーン4:250mMイミダゾールで溶出させた画分;矢印は、関心のタンパク質HK2014−DG−HAの位置を示す。
図10及び図11の結果から、タンパク質HK2014−WT−HA及びHK2014−DG−HAが主に250mMイミダゾールで溶出した各分中に含まれ、HK2014−WT−HAの分子量が70KDを超え、HK2014−DG−HAの分子量が或る程度減少したことが示される。これらの結果から、HK2014−DG−HA中のグリコシル化修飾が効果的に除去されたことが示される。
図12は、天然HAタンパク質HK2014−WT−HA及び脱グリコシル化タンパク質HK2014−HAugのSDS−PAGE分析の結果を示す。レーンM:分子量マーカー;レーン1:精製されたHK2014−WT−HA;レーン2:HK2014−HAug(HK2014−WT−HAをエンドグリコシダーゼFで3時間消化することによって得られた)。
図12の結果から、HK2014−WT−HAの分子量が70KDを超え、HK2014−HAugの分子量が或る程度減少したことが示される。これらの結果から、HK2014−HAug中のグリコシル化修飾が効果的に除去されたことが示される。
実施例6:H3N2インフルエンザウイルスHAタンパク質及びその突然変異体の免疫原性の評価
実施例5で作製したタンパク質HK2014−WT−HA、HK2014−DG−HA及びHK2014−HAugを別個にフロイントアジュバントと混合して免疫原を調製し、これを続いて6週齢〜8週齢のBalb/C雌性マウス(体重約20g)の免疫化に使用した。免疫化手順は、以下の通りであった:各免疫化について14日間の間隔を開けた3回の皮下免疫化。3回目の免疫化の14日後に、マウス血清を採取し、採取した血清サンプルを56℃で30分間不活性化した後、後に使用するために−20℃で保管した。
ELISAアッセイを用いて、上記で採取したマウス血清サンプルが3つのインフルエンザウイルスA/Wisconsin/67/2005(H3N2)、A/Xiamen/N794/2013(H3N2)及びA/Shanghai/02/2013(H7N9)に対して特異的結合活性を有するかを評価した。簡潔に述べると、Elisaプレートを100μlの異なるタイプのインフルエンザウイルス(128HA)でコーティングした後、勾配希釈した(gradient-diluted)マウス血清をウイルスコーティングプレートに添加し、37℃で1時間インキュベートした。続いて、5000倍希釈したGAM−HRP(厦門大学の国立工学センターによって提供される)を添加し、37℃で30分間インキュベートした。インキュベーション後に、プレートを洗浄し、発色液A&B(Beijing Wantai Companyによって提供される)を添加し、15分間発色させた後、停止液で発色反応を停止させた。最後に、マイクロプレートリーダーを用いて各ウェルの吸光度を読み取り、ウイルスに対するマウス血清の特異的結合活性を算出した。ELISAの結果を図13及び図14に示す。
図13は、HK2014−WT−HA、HK2014−DG−HA及びPBS(陰性対照として使用される)をそれぞれ免疫原として用いてマウスを免疫化することによって得られるマウス血清のインフルエンザウイルスA/Wisconsin/67/2005(H3N2)、A/Xiamen/N794/2013(H3N2)及びA/Shanghai/02/2013(H7N9)に対する結合活性を評価するELISA分析の結果を示す。
図13の結果から、HK2014−WT−HA及びHK2014−DG−HAで免疫化したマウスから得られたマウス血清が全て、3つのインフルエンザウイルス(A/Wisconsin/67/2005(H3N2)、A/Xiamen/N794/2013(H3N2)、A/Shanghai/02/2013(H7N9))に対して同等のレベルの反応力価を示したことが示される。この結果から、HK2014−WT−HA及びHK2014−DG−HAがどちらも良好な免疫原性を有し、マウスにおいて正常な免疫応答を誘発し、身体による特異抗体の産生を誘導することができ、これらの特異抗体が様々なインフルエンザウイルスを認識し、結合することができることが示される。
図14は、HK2014−WT−HA、HK2014−HAug及びPBS(陰性対照として使用される)をそれぞれ免疫原として用いてマウスを免疫化することによって得られるマウス血清のインフルエンザウイルスA/Wisconsin/67/2005(H3N2)、A/Xiamen/N794/2013(H3N2)及びA/Shanghai/02/2013(H7N9)に対する結合活性を評価するELISA分析の結果を示す。
図14の結果から、HK2014−WT−HA及びHK2014−HAugで免疫化したマウスから得られたマウス血清が全て、3つのインフルエンザウイルス(A/Wisconsin/67/2005(H3N2)、A/Xiamen/N794/2013(H3N2)、A/Shanghai/02/2013(H7N9))に対して同等のレベルの反応力価を示したことが示される。この結果から、HK2014−WT−HA及びHK2014−HAugがどちらも良好な免疫原性を有し、マウスにおいて正常な免疫応答を誘発し、身体による特異抗体の産生を誘導することができ、これらの特異抗体が様々なインフルエンザウイルスを認識し、結合することができることが示される。
実施例7:H3N2インフルエンザウイルスHAタンパク質及びその突然変異体の免疫防御特性の評価
動物におけるインフルエンザウイルスに対する実施例5で作製したタンパク質の免疫防御効果を更に検証するために、以下の実験を行った。
実施例5で作製したタンパク質HK2014−WT−HA、HK2014−DG−HA及びHK2014−HAugをフロイントアジュバントと混合して免疫原を調製し、これを続いて6週齢〜8週齢のBalb/C雌性マウス(体重約20g)の免疫化に使用した。免疫化手順は、以下の通りであった:各免疫化について14日間の間隔を開けた3回の皮下免疫化。3回目の免疫化の14日後に、各群のマウスをインフルエンザウイルスでチャレンジした。使用したインフルエンザウイルス株は、免疫原の流行年から遠く離れた時点で流行したH3N2ウイルス株A/Aichi/2/1968(H3N2)及び近年流行したH7N9ウイルス株A/Shanghai/059/2013(H7N9)であり、どちらも致死性株であった。チャレンジ後に、各群のマウスの体重及び生存率を観察及び記録し、致死性ウイルスの感染に対するマウスの防御における作製したタンパク質の効力を評価した。実験結果を図15〜図17に示す。
図15は、A/Aichi/2/1968(H3N2)による感染後のHK2014−WT−HA、HK2014−DG−HA又はPBS(陰性対照として使用される)で免疫化した各群のマウス(3匹/群)の体重変化(左パネル)及び生存(右パネル)を示す。図15の実験結果から、HK2014−WT−HAで免疫化したマウスに致死量のウイルスA/Aichi/2/1968(H3N2)を感染させた後、1匹のマウスが5日目に死亡し、残りのマウスの体重が6日目に回復し始め、マウスの生存率は、実験の終了時に66%であり、HK2014−DG−HAで免疫化したマウスに致死量のウイルスA/Aichi/2/1968(H3N2)を感染させた後、全てのマウスの体重が5日目に回復し始め、マウスの生存率は、実験の終了時に100%であった一方で、陰性対照群の全てのマウスがウイルスによる感染後8日目に死亡したことが示される。この結果から、HK2014−WT−HAと比較して、HK2014−DG−HAがウイルスA/Aichi/2/1968(H3N2)に対してより良好な防御効果を有することが示される。
図16は、A/Shanghai/059/2013(H7N9)による感染後のHK2014−WT−HA、HK2014−DG−HA又はPBS(陰性対照として使用される)で免疫化した各群のマウス(3匹/群)の体重変化(左パネル)及び生存(右パネル)を示す。図16の実験結果から、HK2014−WT−HAで免疫化したマウスに致死量のウイルスA/Shanghai/059/2013(H7N9)を感染させた後、全てのマウスの体重が減少し続け、チャレンジ後9日目のマウスの生存率が0%であり、HK2014−DG−HAで免疫化したマウスに致死量のウイルスA/Shanghai/059/2013(H7N9)を感染させた後、1匹のマウスが8日目に体重を回復し始め、マウスの生存率が実験の終了時に33%であったことが示される。この結果から、HK2014−WT−HAがインフルエンザウイルスA/Shanghai/059/2013(H7N9)に対して防御効果を有さず、対照的に、HK2014−DG−HAがウイルスA/Shanghai/059/2013(H7N9)に対して或る特定の防御効果(複数の亜型にまたがる広域防御)を有することが示される。
図17は、A/Shanghai/059/2013(H7N9)による感染後のHK2014−WT−HA、HK2014−HAug又はPBS(陰性対照として使用される)で免疫化した各群のマウス(4匹/群)の体重変化を示す。図17の実験結果から、HK2014−WT−HA、HK2014−HAug又はPBSで免疫化したマウスに致死量のウイルスA/Shanghai/059/2013(H7N9)を感染させた後、全てのマウスの体重が減少し続け、マウスの生存率がチャレンジ後9日目に全て0%であったことが示される。この結果から、HK2014−WT−HAもHK2014−HAugもウイルスA/Shanghai/059/2013(H7N9)に対する防御効果を有しないことが示される。
上記の結果から、HK2014−DG−HAがインフルエンザワクチンとしてHK2014−WT−HA及びHK2014−HAugよりも適切であり、H3N2亜型(進化的関係の距離に関わらず)及びH7N9亜型のインフルエンザウイルスの感染に抵抗することができ、複数の亜型にまたがる広域防御及びより良好な防御を示すことが分かる。
本発明の特定の実施形態を詳細に説明したが、開示した全ての教示に従い、細部に様々な修正及び変更を加えることができ、これらの変更が全て本発明の保護範囲内であることが当業者には理解される。本発明の全範囲は、添付の特許請求の範囲及びその任意の均等物によって与えられる。

Claims (12)

  1. H3N2亜型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の突然変異体であって、該突然変異体がN結合型グリコシル化部位を含まず、
    好ましくは、該突然変異体が前記H3N2亜型インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも該突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を含まないという点で異なり、ここで、Nはアスパラギンを表し、Xはプロリン以外の任意の1つのアミノ酸を表し、Sはセリンを表し、Tはトレオニンを表し、好ましくは、該突然変異体が前記野生型ヘマグルチニンタンパク質のN末端シグナルペプチド及び/又は膜貫通領域を含まず、
    好ましくは、該突然変異体が前記H3N2亜型インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも該野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)が独立して以下のもの:
    (1)N残基が欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)に置き換えられる;
    (2)(S又はT)残基が欠失するか、又は1つ以上の他のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)に置き換えられる;
    (3)X残基が欠失するか、又はプロリン残基に置き換えられる;
    (4)1つ以上のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)がN残基とX残基との間に付加される;及び、
    (5)1つ以上のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)がX残基と(S又はT)残基との間に付加される;
    からなる群から選択される1つ以上の突然変異を有することで、該突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を有しないという点で異なり、
    ここで、Nはアスパラギンを表し、Xはプロリン以外の任意の1つのアミノ酸を表し、Sはセリンを表し、Tはトレオニンを表し、したがって、該突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を有さず、
    好ましくは、該突然変異体が前記H3N2亜型インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも該野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)が独立して以下のもの:
    (1)N残基が欠失するか、又は別のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)に置き換えられる;
    (2)(S又はT)残基が欠失するか、又は別のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)に置き換えられる;
    (3)X残基が欠失するか、又はプロリン残基に置き換えられる;
    (4)1つ以上のアミノ酸残基(例えば、非Nアミノ酸残基)がN残基とX残基との間に付加される;及び、
    (5)1つ以上のアミノ酸残基(例えば、非S及び非Tアミノ酸残基)がX残基と(S又はT)残基との間に付加される;及び、
    (6)(1)〜(5)の任意の組合せ;
    からなる群から選択される突然変異を有するという点で異なり、
    好ましくは、該突然変異体が前記H3N2亜型インフルエンザウイルスの野生型ヘマグルチニンタンパク質とは、少なくとも該野生型ヘマグルチニンタンパク質中の各々の特徴的配列N−X−(S又はT)が独立して以下のもの:
    (1)N残基が欠失するか、又は保存的に置き換えられる;
    (2)(S又はT)残基が欠失するか、又は保存的に置き換えられる;
    (3)X残基が欠失するか、又はプロリン残基に置き換えられる;
    (4)非Nアミノ酸残基がN残基とX残基との間に付加される;
    (5)非S及び非Tアミノ酸残基がX残基と(S又はT)残基との間に付加される;及び、
    (6)(1)〜(5)の任意の組合せ;
    からなる群から選択される突然変異を有するという点で異なり、
    好ましくは、前記野生型ヘマグルチニンタンパク質がA/WISCONSIN/67/2005(H3N2)及びA/HONG_KONG/4801/2014(H3N2)等のH3N2亜型インフルエンザウイルスに由来し、
    好ましくは、前記野生型ヘマグルチニンタンパク質が配列番号1及び6からなる群から選択される配列を有し、
    好ましくは、前記野生型ヘマグルチニンタンパク質が配列番号1に示されるアミノ酸配列を有し、該突然変異体が配列番号1とは、少なくとも該突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を含まないという点で異なり、ここで、Nはアスパラギンを表し、Xはプロリン以外の任意の1つのアミノ酸を表し、Sはセリンを表し、Tはトレオニンを表し、任意に、該突然変異体がシグナルペプチド(例えば、配列番号1のアミノ酸1〜10)及び/又は膜貫通領域(例えば、配列番号1のアミノ酸504〜550)を含まず、
    好ましくは、前記野生型ヘマグルチニンタンパク質が配列番号6に示されるアミノ酸配列を有し、該突然変異体が配列番号6とは、少なくとも該突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を含まないという点で異なり、ここで、Nはアスパラギンを表し、Xはプロリン以外の任意の1つのアミノ酸を表し、Sはセリンを表し、Tはトレオニンを表し、任意に、該突然変異体がシグナルペプチド(例えば、配列番号6のアミノ酸1〜25)及び/又は膜貫通領域(例えば、配列番号6のアミノ酸518〜565)を含まず、
    好ましくは、該突然変異体が配列番号12及び13からなる群から選択されるアミノ酸配列を有するか、又は該突然変異体が、配列番号12及び13からなる群から選択されるアミノ酸配列に対して少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%及び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%若しくは100%の同一性を有するが、但し、該突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まない(例えば、該突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を全く含まない)か、又は該突然変異体が配列番号12及び13からなる群から選択されるアミノ酸配列と比較して1つ以上のアミノ酸残基の付加、欠失又は置換を有するが、但し、該突然変異体がN結合型グリコシル化部位を全く含まない(例えば、該突然変異体が特徴的配列N−X−(S又はT)を全く含まない)、突然変異体。
  2. 請求項1に記載の突然変異体と付加的なペプチド断片とを含む組換えタンパク質であって、前記付加的なペプチド断片が前記突然変異体に連結し、
    好ましくは、前記付加的なペプチド断片が前記突然変異体に直接連結するか、又は該突然変異体にリンカーを介して連結し、
    好ましくは、前記付加的なペプチド断片が前記突然変異体のN末端又はC末端に連結し、
    好ましくは、該組換えタンパク質が少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも5つ又はそれ以上の付加的なペプチド断片を含み、
    好ましくは、前記付加的なペプチド断片がシグナルペプチド、タグペプチド、フォールディングモチーフ、検出可能な標識及びそれらの任意の組合せからなる群から選択され、
    好ましくは、前記シグナルペプチドが前記突然変異体のN末端に連結し、更に好ましくは、該シグナルペプチドが配列番号9に示されるアミノ酸配列を有し、
    好ましくは、前記フォールディングモチーフが前記突然変異体のC末端に連結し、更に好ましくは、該フォールディングモチーフが配列番号10に示されるアミノ酸配列を有する、組換えタンパク質。
  3. 請求項1に記載の突然変異体又は請求項2に記載の組換えタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むか又はそれからなる核酸分子。
  4. 請求項3に記載の核酸分子を含むベクター。
  5. 請求項3に記載の核酸分子又は請求項4に記載のベクターを含む宿主細胞又はウイルス(例えば、バキュロウイルス)。
  6. 複数の請求項1に記載の突然変異体又は請求項2に記載の組換えタンパク質を含むか又はそれからなる多量体であって、好ましくは三量体である、多量体。
  7. 請求項1に記載の突然変異体、又は請求項2に記載の組換えタンパク質、又は請求項3に記載の核酸分子、又は請求項4に記載のベクター、又は請求項5に記載の宿主細胞若しくはウイルス、又は請求項6に記載の多量体を含む組成物。
  8. 請求項1に記載の突然変異体又は請求項2に記載の組換えタンパク質又は請求項6に記載の多量体を含む医薬組成物(例えば、ワクチン)であって、任意に薬学的に許容可能な担体及び/又は賦形剤を更に含む、医薬組成物。
  9. 被験体におけるインフルエンザウイルス感染又はインフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患を予防又は治療する方法であって、予防有効量又は治療有効量の請求項1に記載の突然変異体又は請求項2に記載の組換えタンパク質又は請求項6に記載の多量体又は請求項8に記載の医薬組成物を前記被験体に投与することを含み、
    好ましくは、前記インフルエンザウイルスがH3N2、H7N9及びH1N1亜型のインフルエンザウイルスから選択され、
    好ましくは、前記インフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患がインフルエンザであり、
    好ましくは、前記被験体がマウス及びヒト等の哺乳動物である、方法。
  10. 医薬組成物(例えば、ワクチン)の製造における請求項1に記載の突然変異体又は請求項2に記載の組換えタンパク質又は請求項6に記載の多量体の使用であって、前記医薬組成物(例えば、ワクチン)が被験体におけるインフルエンザウイルス感染又はインフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患の予防又は治療に使用され、
    好ましくは、前記インフルエンザウイルスがH3N2、H7N9及びH1N1亜型のインフルエンザウイルスから選択され、
    好ましくは、前記インフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患がインフルエンザであり、
    好ましくは、前記被験体がマウス及びヒト等の哺乳動物である、使用。
  11. 請求項1に記載の突然変異体又は請求項2に記載の組換えタンパク質を作製する方法であって、請求項5に記載の宿主細胞又はウイルスを前記突然変異体又は前記組換えタンパク質の発現を可能にする条件下で培養することと、発現された前記突然変異体又は組換えタンパク質を回収することとを含む、方法。
  12. ワクチンを作製する方法であって、請求項1に記載の突然変異体又は請求項2に記載の組換えタンパク質又は請求項6に記載の多量体を薬学的に許容可能な担体及び/又は賦形剤と混合することを含み、任意に、アルミニウムアジュバント等のアジュバント、及び/又はインフルエンザウイルス感染又はインフルエンザウイルス感染によって引き起こされる疾患を予防又は治療することが可能な付加的な有効成分等の付加的な有効成分を混合することを更に含む、方法。
JP2020521995A 2017-10-18 2018-10-10 H3n2亜型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の突然変異体及びその使用 Active JP7009625B2 (ja)

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