JP2022527206A - 侵入プラスミド抗原bの最適化された無細胞合成、および関連する組成物、および使用方法 - Google Patents
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Abstract
本開示は、精製されたシャペロンタンパク質IpgCの無細胞合成混合物への外部添加を含む、Shigella細菌に関連する侵入プラスミド抗原B(IpaB)抗原を合成するための無細胞方法を提供する。本開示は、無細胞合成中に組み込まれた非天然アミノ酸を含むIpaB抗原変異体をさらに提供し、Shigella O抗原多糖への共有コンジュゲーションを可能にする。さらに、Ipa B抗原およびそのコンジュゲート、ならびに合成されたIpaB抗原およびそのコンジュゲートで調製された免疫原性組成物、ならびに使用方法が提供される。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2019年4月2日に出願された米国仮出願第62/828,364号の優先権を主張し、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、2019年4月2日に出願された米国仮出願第62/828,364号の優先権を主張し、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
電子的に提出されたテキストファイルの説明
本出願に関連する配列表は、ハードコピーの代わりにテキスト形式で提供され、参照により本明細書に本明細書に組み込まれる。配列表を含むテキストファイルの名前は、STRO_007_01WO_ST25.txtである。テキストファイルは37.6kbで、2020年3月27日に作成され、EFS-Webを介して電子的に提出されている。
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本発明は、概して、Shigella赤痢の予防および治療に関し、より具体的には、高収率でShigella抗原を合成するための方法、および該Shigella抗原を用いて調製される免疫原性組成物に関する。
細菌性赤痢、またはShigella赤痢は、Shigella細菌による結腸上皮細胞の侵入によって引き起こされる。Shigella赤痢は、世界の多くの地域における乳児死亡率の重大な一因であり、また、救援者およびその他の旅行者の間で大流行を引き起こす。40を超えるShigella血清型が知られており、O抗原多糖の多様性に基づいて分類されている。S.flexneriおよびS.dysenteryは、主に風土性および流行性赤痢に関与する病原体であると考えられている(Arabshahi et al.(2018)Bioengineered 9(1):170-177)。
当該技術分野において、Shigella感染の治療および予防に適した組成物および方法の必要性がある。
本開示は、これらの課題を克服するための方法および組成物を提供し、したがって、免疫原性組成物IpaBコンジュゲート、およびShigella感染の予防および治療における使用方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、IpaBポリペプチド抗原アミノ酸配列に組み込まれた少なくとも1つの非天然アミノ酸(nnAA)を含む、侵入プラスミド抗原B(IpaB)ポリペプチド抗原を提供し、nnAAは、配列番号1のK241、K262、K269、K283、K289、K299、C309、K312、S329、S333、D347、E360、K368、E372、K376、D380、K384、E387、D392、K394、K395、K397、K424、K429、K436、K440、K448、K451、K470、およびK482から選択される位置で組み込まれる。
いくつかの実施形態では、nnAAは、K289、K299、K368、K395、K436、およびK470から選択される位置で組み込まれる。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K289、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号2のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K299、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号3のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K299、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号4のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K289、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号5のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K299、K395、K436、およびK470の各々で組み込まれるnnAAを含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号6のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K299、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号7のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、nnAAは、クリックケミストリー反応性基を含む。いくつかの実施形態では、nnAAは、2-アミノ-3-(4-アジドフェニル)プロパン酸(pAF)、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸(pAMF)、2-アミノ-3-(5-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(6-(アジドメチル)ピリジン-3-イル)プロパン酸、2-アミノ-5-アジドペンタン酸、および2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸、またはそれらの任意の組み合わせから選択される。いくつかの実施形態では、nnAAは、pAMFである。
いくつかの実施形態では、IpaB抗原は、O抗原Shigella多糖(OPS)とコンジュゲートされる。いくつかの実施形態では、OPSは、血清型1a、1b、2a、2b、3b、4a、4b、5a、5b、6、7a、7b、または前述の組み合わせから選択される。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、精製される。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載されるIpaB抗原を含む免疫原性組成物を提供する。いくつかの実施形態では、組成物は、少なくとも1つの賦形剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの賦形剤は、ビヒクル、可溶化剤、乳化剤、安定剤、防腐剤、等張剤、緩衝系、分散剤、希釈剤、粘度調整剤、および吸収促進剤から選択される。いくつかの実施形態では、組成物は、アジュバントをさらに含む。いくつかの実施形態では、組成物は、滅菌注射液として製剤化される。いくつかの実施形態では、組成物は、凍結乾燥形態で製剤化される。
いくつかの実施形態では、本開示は、Shigella細菌由来の侵入プラスミド抗原B(IpaB)ポリペプチド抗原を発現するための方法を提供し、本方法は、外因性IpgCシャペロンタンパク質の存在下での無細胞タンパク質合成を使用して、IpaBポリペプチド抗原を発現することを含む。いくつかの実施形態では、Shigella細菌は、S.dysenteriae、S.flexneri、S.boydii、およびS.sonneiから選択されるShigella種を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、Shigella細菌由来の野生型IpaBポリペプチド抗原配列と少なくとも80%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%同一であるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1のアミノ酸配列と少なくとも80%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%同一であるアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの非天然アミノ酸(nnAA)が、IpaBポリペプチド抗原アミノ酸配列に組み込まれる。いくつかの実施形態では、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、または少なくとも6つのnnAAが、IpaBポリペプチド抗原アミノ酸配列に組み込まれる。いくつかの実施形態では、2~10個のnnAAが、IpaBポリペプチド抗原アミノ酸配列に組み込まれる。いくつかの実施形態では、nnAAは、配列番号1のK241、K262、K269、K283、K289、K299、C309、K312、S329、S333、D347、E360、K368、E372、K376、D380、K384、E387、D392、K394、K395、K397、K424、K429、K436、K440、K448、K451、K470、およびK482から選択される1つ以上の位置で組み込まれる。いくつかの実施形態では、nnAAは、K289、K299、K368、K395、K436、およびK470から選択される位置で組み込まれる。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K289、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号2のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K299、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号3のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K299、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号4のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K289、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号5のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K299、K395、K436、およびK470の各々で組み込まれるnnAAを含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号6のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K299、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号7のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、nnAAは、2-アミノ-3-(4-アジドフェニル)プロパン酸(pAF)、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸(pAMF)、2-アミノ-3-(5-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(6-(アジドメチル)ピリジン-3-イル)プロパン酸、2-アミノ-5-アジドペンタン酸、および2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸、またはそれらの任意の組み合わせから選択される。いくつかの実施形態では、nnAAは、pAMFである。
いくつかの実施形態では、IpgCシャペロンタンパク質は、配列番号8と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、方法は、IpaBポリペプチド抗原を精製することをさらに含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、水溶液中に二量体形態で抗原の実質的にすべてを提供する様式で精製される。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、IpaBポリペプチド抗原に実質的に影響を及ぼすことなく、IpgCシャペロンタンパク質を分解するのに有効な洗剤の存在下で精製される。いくつかの実施形態では、洗剤は、ラウリルジメチルアミンオキシド(LDAO)である。いくつかの実施形態では、LDAOは、0.1%v/v以下の量で存在する。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載される方法によって調製される、精製されたIpaB抗原を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための方法を提供し、本方法は、対象に、有効量の本明細書に記載される免疫原性組成物を投与することを含む。いくつかの実施形態では、本開示は、Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための、本明細書に記載される免疫原性組成物の使用を提供する。いくつかの実施形態では、本開示は、Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための薬剤の製造における、本明細書に記載される免疫原性組成物の使用を提供する。
いくつかの実施形態では、免疫原性組成物は、筋肉内注射として投与される。いくつかの実施形態では、免疫原性組成物は、経粘膜的に投与される。いくつかの実施形態では、免疫原性組成物は、1回投与される。いくつかの実施形態では、免疫原性組成物は、2回以上投与される。いくつかの実施形態では、対象は、Shigella赤痢の症状を呈し、免疫原性組成物は、治療ワクチンとして投与される。
いくつかの実施形態では、本開示は、対象においてShigella赤痢感染が発症するリスクを低減するための方法を提供し、本方法は、対象に、有効量の本明細書に記載される免疫原性組成物を投与することを含む。いくつかの実施形態では、本開示は、対象においてShigella赤痢感染が発症するリスクを低減するための、本明細書に記載される免疫原性組成物の使用を提供する。いくつかの実施形態では、本開示は、対象においてShigella赤痢感染が発症するリスクを低減するための薬剤の製造における、本明細書に記載される免疫原性組成物の使用を提供する。いくつかの実施形態では、対象は、Shigella赤痢を発症する少なくとも1つのリスク因子を有する。
いくつかの実施形態では、本開示は、対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導する方法を提供し、本方法は、対象に、本明細書に記載される免疫原性組成物を投与することを含む。いくつかの実施形態では、本開示は、対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導するための、本明細書に記載される免疫原性組成物の使用を提供する。いくつかの実施形態では、本開示は、対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導するための薬剤の製造における、本明細書に記載される免疫原性組成物の使用を提供する。
概要
細菌性赤痢は、依然として深刻かつ一般的な疾患である。Shigellaは、水様性下痢を引き起こすことに加えて、赤痢(発熱、痙攣、ならびに便中の血液および/または粘液)の主要な原因である。水様性下痢ではなく赤痢が、小児の成長を遅らせることは、一般的に理解されていない。
細菌性赤痢は、依然として深刻かつ一般的な疾患である。Shigellaは、水様性下痢を引き起こすことに加えて、赤痢(発熱、痙攣、ならびに便中の血液および/または粘液)の主要な原因である。水様性下痢ではなく赤痢が、小児の成長を遅らせることは、一般的に理解されていない。
Shigella dysenteriae1型は、1898年に日本で流行性赤痢の原因として発見されたが、それに対する認可されたワクチンも、Shigellaに対する宿主免疫の機構(複数可)に関するコンセンサスもない。ワクチン開発は、次の4つの要因によって妨げられている:(i)血清抗体が免疫を付与しないという考えに至った、非経口で注射された不活化全細胞ワクチンの無効性、(ii)好適な動物モデルの欠如、(iii)ヒトにおける免疫機構(複数可)の間接的な証拠のみ、および(iv)実行可能なワクチン候補の製造のための商業的スケールアップを著しく妨げる、従来の細胞ベースの発現系におけるShigella抗原の発現の課題。
Shigellaによる上皮細胞の侵入は、230kbの病原性プラスミド上の31kb領域の産物に依存しており、これには、宿主免疫応答の主要な標的をコードするipaオペロン、産物がIpaタンパク質の適切な展開に必要な3型分泌系(T3SS)を構成するmxi遺伝子およびspa遺伝子、ならびに細菌の細胞内移動を方向付ける表面タンパク質をコードするvirG(icsA)が含まれる(Picking et al.(1996)Protein Expression and Purification 8:401-408)。S.flexneriの病原性プラスミドによってコードされる3つのタンパク質が、細胞侵入プロセスの必須エフェクターとして同定されている:侵入プラスミド抗原(Ipa)B、C、およびD。
インベイシンIpaBとも称される62kDaのタンパク質である侵入プラスミド抗原B(「IpaB」)は、T3SAとの関連において分子注射器装置の遠位端に存在する細孔形成成分を構成する。機能的には、IpaBは、毒素および病原性因子の細孔形成およびその後の宿主細胞への分泌を促進し、これは部分的には、Shigella赤痢に関連する重度の腸炎および出血性下痢を媒介する。IpaBに対するワクチン接種は、Shigella攻撃のマウスモデルにおける細菌感染の制御において高度に防御的であることが示されており、IpaB特異的抗体は、ヒトにおける細菌性赤痢の重症度と負に相関することが示されている。例えば、Martinez-Becerra et al.(2012)Infect.Immun.80(3):1222-1231、Martinez-Becerra et al.(2013)Infect.Immun.81(12):447-4477、およびShimanovich et al.(2017)Clin.Vaccine Immunol.24(2)を参照されたい。期待が非常に大きいにもかかわらず、強力なワクチン候補としてのIpaBの使用は、従来の細胞ベースの異種発現系における抗原の不十分な発現によって制限されてきた。
別段の定めがない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が関連する当業者によって一般的に理解される意味を有する。本発明の記載にとって特に重要な特定の用語が、以下に定義される。本明細書および添付の特許請求の範囲において、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈上、文脈が別途明確に指示しない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「ポリペプチド(a polypeptide)」は、単一のポリペプチドだけでなく、組み合わされても組み合わされなくてもよい2つ以上の異なるポリペプチドの組み合わせも指し、「アジュバント(an adjuvant)」は、単一のアジュバント、ならびに分離していてもよく、または単一の組成物中で組み合わされてもよい2つ以上のアジュバントを指す、などである。
IpaB抗原の合成
Shigellaが宿主細胞に定着する能力は、病原体の利益のために細胞機能を変化させるために、細菌タンパク質が宿主細胞内に移行することを可能にする系であるT3SSを必要とすることが知られている。Shigellaおよび他のある特定のグラム陰性細菌性生物は、基部または基底小体によって細菌エンベロープ内に固定された3型分泌装置(T3SA)を有し、そこから内側ロッドによって基部に連結された針が延在する。T3SAタンパク質には、基部、内側ロッド、および針を構成する構造タンパク質、宿主細胞中に分泌されるか、またはそうでなければ感染を促進し、かつ/または宿主細胞防御を抑制するプロセスに関与するエフェクタータンパク質、ならびに細菌細胞質中のエフェクタータンパク質に結合し、それらが分解および凝集するのを防ぎ、かつそれらを宿主細胞への注射のために針複合体に向けるシャペロンタンパク質が含まれる。本文脈において、IpaBは、宿主細胞膜における細孔形成を促進し、したがって毒素および病原性因子の宿主細胞への分泌を促進する働きをするため、エフェクタータンパク質として特徴付けられる。無細胞タンパク質合成(CFPS)におけるIpaB発現のレベルを増加させるために本明細書において採用されるシャペロンタンパク質は、IpgCである。
Shigellaが宿主細胞に定着する能力は、病原体の利益のために細胞機能を変化させるために、細菌タンパク質が宿主細胞内に移行することを可能にする系であるT3SSを必要とすることが知られている。Shigellaおよび他のある特定のグラム陰性細菌性生物は、基部または基底小体によって細菌エンベロープ内に固定された3型分泌装置(T3SA)を有し、そこから内側ロッドによって基部に連結された針が延在する。T3SAタンパク質には、基部、内側ロッド、および針を構成する構造タンパク質、宿主細胞中に分泌されるか、またはそうでなければ感染を促進し、かつ/または宿主細胞防御を抑制するプロセスに関与するエフェクタータンパク質、ならびに細菌細胞質中のエフェクタータンパク質に結合し、それらが分解および凝集するのを防ぎ、かつそれらを宿主細胞への注射のために針複合体に向けるシャペロンタンパク質が含まれる。本文脈において、IpaBは、宿主細胞膜における細孔形成を促進し、したがって毒素および病原性因子の宿主細胞への分泌を促進する働きをするため、エフェクタータンパク質として特徴付けられる。無細胞タンパク質合成(CFPS)におけるIpaB発現のレベルを増加させるために本明細書において採用されるシャペロンタンパク質は、IpgCである。
いくつかの実施形態では、本開示は、米国特許第9,040,253号、米国特許第9,650,621号、およびMurray et al.(2013)Current Opin.Chem.Biol.17(3):420-26(それらすべてが参照により本明細書に組み込まれる)に記載されるように、スケーラブルな無細胞タンパク質合成(CFPS)を使用してIpaB抗原を合成するための方法を提供する。方法は、200μg/mL~800μg/mL、200μg/mL~700μg/mL、200μg/mL~650μg/mL、200μg/mL~600μg/mL、400μg/mL~800μg/mL、400μg/mL~700μg/mL、400μg/mL~650μg/mL、400μg/mL~600μg/mLなどの発現レベル範囲を含む、少なくとも400μg/mL、少なくとも600μg/mL、またはそれ以上などの少なくとも200μg/mLのレベルで、IpaB抗原の強化された発現をもたらすように最適化される。方法は、IpaB/IpgC結合相互作用を有するものとして、文献で特徴付けられているIpaBのためのT3SSシャペロンタンパク質であるCFPS系へのIpgCの外部添加を伴う。Birket et al.(2007)Biochemistry 46:8128-37、およびLokareddy et al.(2010)J.Biol.Chem.285(51):39965-75を参照されたい。IpaB抗原の上記の発現レベルは、文献において報告されているIpaBの収率とは際立って対照的であり、例えば、Picking et al.(1996)Protein Expression and Purification 8:401-408は、わずか1.25μg/mL~2.5μg/mLと同等の1.6L当たり2mg~4mgの収率を達成している。
方法は、無細胞タンパク質合成を使用してポリペプチド抗原を発現するための改善された方法として特徴付けられ得、改善は、外部添加され、精製されたシャペロンタンパク質IpgCの存在下でIpaB抗原を合成することを伴い、すなわち、IpgCは、CFPS混合物に添加される。本明細書の実施例で確立されるように、IpgCを無細胞合成混合物に添加することは、上述のように、IpgCの非存在下での無細胞合成と比較して、かつ確実に従来の細胞ベースの異種発現系における抗原発現に関して、得られたIpaB発現レベルを大幅に強化する。いくつかの実施形態では、IpgCシャペロンタンパク質は、配列番号8と少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%同一であるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態では、IpgCシャペロンタンパク質アミノ酸配列は、配列番号8を含むか、またはそれからなる。
IpaB抗原
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載される方法に従って合成されたIpaBポリペプチド抗原を提供する。「ポリペプチド」という用語は、1つ以上のアミノ酸で構成される任意の構造を含むことが意図され、したがって、ジペプチド、オリゴペプチド、ポリペプチド、ポリペプチド断片、およびタンパク質を含む。ポリペプチドの全部または一部を形成するアミノ酸は、20個の従来型の天然に存在するアミノ酸、すなわち、アラニン(A)、システイン(C)、アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E)、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、ヒスチジン(H)、イソロイシン(I)、リジン(K)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、アスパラギン(N)、プロリン(P)、グルタミン(Q)、アルギニン(R)、セリン(S)、トレオニン(T)、バリン(V)、トリプトファン(W)、およびチロシン(Y)、ならびに従来型アミノ酸の異性体および修飾などの非従来型アミノ酸、例えば、D-アミノ酸、非タンパク性アミノ酸、翻訳後修飾されたアミノ酸、酵素的に修飾されたアミノ酸、β-アミノ酸、アミノ酸を模倣するための構築物または構造(例えば、α,α-二置換アミノ酸、N-アルキルアミノ酸、乳酸、β-アラニン、ナフチルアラニン、3-ピリジルアラニン、4-ヒドロキシプロリン、O-ホスホセリン、N-アセチルセリン、N-ホルミルメチオニン、3-メチルヒスチジン、5-ヒドロキシリジン、およびノル-ロイシン)、および例えば、Rosenbergらの米国特許第5,679,782号に記載されるような他の非従来型アミノ酸のうちのいずれかであり得る。本明細書に記載されるポリペプチドは、二次抗原、例えば、多糖へのコンジュゲーションを可能にする官能基を有する1つ以上の非天然アミノ酸を含み得る。ポリペプチドは、(a)天然に存在し得る、(b)化学合成によって産生され得る、(c)組換えDNA技術によって産生され得る、(d)より大きい分子の生化学的もしくは酵素的断片化によって産生され得る、(e)上記に列挙された方法(a)~(d)の組み合わせから生じる方法によって産生され得る、または(f)以下に記載される無細胞タンパク質合成などの、ペプチドを産生するための任意の他の手段によって産生され得る。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載される方法に従って合成されたIpaBポリペプチド抗原を提供する。「ポリペプチド」という用語は、1つ以上のアミノ酸で構成される任意の構造を含むことが意図され、したがって、ジペプチド、オリゴペプチド、ポリペプチド、ポリペプチド断片、およびタンパク質を含む。ポリペプチドの全部または一部を形成するアミノ酸は、20個の従来型の天然に存在するアミノ酸、すなわち、アラニン(A)、システイン(C)、アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E)、フェニルアラニン(F)、グリシン(G)、ヒスチジン(H)、イソロイシン(I)、リジン(K)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、アスパラギン(N)、プロリン(P)、グルタミン(Q)、アルギニン(R)、セリン(S)、トレオニン(T)、バリン(V)、トリプトファン(W)、およびチロシン(Y)、ならびに従来型アミノ酸の異性体および修飾などの非従来型アミノ酸、例えば、D-アミノ酸、非タンパク性アミノ酸、翻訳後修飾されたアミノ酸、酵素的に修飾されたアミノ酸、β-アミノ酸、アミノ酸を模倣するための構築物または構造(例えば、α,α-二置換アミノ酸、N-アルキルアミノ酸、乳酸、β-アラニン、ナフチルアラニン、3-ピリジルアラニン、4-ヒドロキシプロリン、O-ホスホセリン、N-アセチルセリン、N-ホルミルメチオニン、3-メチルヒスチジン、5-ヒドロキシリジン、およびノル-ロイシン)、および例えば、Rosenbergらの米国特許第5,679,782号に記載されるような他の非従来型アミノ酸のうちのいずれかであり得る。本明細書に記載されるポリペプチドは、二次抗原、例えば、多糖へのコンジュゲーションを可能にする官能基を有する1つ以上の非天然アミノ酸を含み得る。ポリペプチドは、(a)天然に存在し得る、(b)化学合成によって産生され得る、(c)組換えDNA技術によって産生され得る、(d)より大きい分子の生化学的もしくは酵素的断片化によって産生され得る、(e)上記に列挙された方法(a)~(d)の組み合わせから生じる方法によって産生され得る、または(f)以下に記載される無細胞タンパク質合成などの、ペプチドを産生するための任意の他の手段によって産生され得る。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、S.dysenteriae(UniProt ID:Q03945)、S.flexneri(UniProt ID:P18011)、S.boydii(UniProt ID:Q8KXT4)、またはS.sonnei(UniProt ID:Q3YTQ2)などのShigella細菌由来の野生型IpaB抗原配列と実質的に相同なアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、Shigella細菌由来の野生型IpaBポリペプチド抗原配列と少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む。
ポリペプチド配列の文脈における「配列同一性」、「配列相同性パーセント」、および「配列相同性」という用語は、配列比較アルゴリズム、例えば、BLASTPまたはスミス・ウォーターマン相同性検索アルゴリズムを使用して測定された、所与の長さ(比較ウィンドウ)にわたる最大一致性について比較およびアライメントされた場合に同一であるか、または同一であるアミノ酸残基(またはヌクレオチド)の特定の割合を有する2つ以上の配列を指す。本文脈において、配列相同性パーセントは、ポリペプチドの完全長にわたって、または一部分のみにわたって決定されてもよい。配列相同性パーセントを計算するための一方法は、そのデフォルトが3の語長(W)、l 0の期待値(E)、およびBLOSUM62スコアリングマトリックスに設定されるBLASTPプログラムであり、例えば、Henikoff et al.(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:10915を参照されたい。配列アライメントおよび配列同一性%の例示的な決定は、提供されたデフォルトパラメータを使用して、GCG Wisconsin Softwareパッケージ(Accelrys、Madison Wis.)のBESTFITまたはGAPプログラムを用いる。配列同一性を計算するこれらの好ましい方法が、異なる量をもたらす場合、より高い配列同一性をもたらす方法が優先する。「実質的に相同」という用語は、少なくとも約50%、したがって例えば、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約97%、少なくとも約99%、および100%を含む所定の長さ(例えば、ポリペプチドのx個のアミノ酸)にわたる配列相同性パーセントを指す。
580個のアミノ酸残基を含有する62,160Daのタンパク質であるS.flexneri由来の野生型IpaBポリペプチド抗原の全配列が、配列番号1に提供される。したがって、いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1と少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも99%、または100%同一である。
IpaBポリペプチド抗原は、選択された部分が、Shigella細菌による感染に対する治療的または予防的免疫原性応答を引き起こす能力を有するポリペプチド断片をもたらす限り、完全長IpaBタンパク質またはIpaBタンパク質の一部分であってもよい。通常、これらの免疫原性部分または完全タンパク質の断片は、長さが少なくとも20個のアミノ酸残基である。所望の免疫原性特性が維持されるという条件で、IpaBポリペプチド抗原の長さは、設計選択の問題であり、完全長タンパク質を含むそれ以下の少なくとも20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、または100個のアミノ酸残基であり得る。IpaBポリペプチド抗原は、それが対応する天然タンパク質の正確なコピーではない場合がある。例えば、最大同一性または相同性パーセントを計算するためにIpaB抗原配列の外側として処理され得るN末端メチオニルは、開始コドンの付加が原因でしばしば存在する。有用な免疫原性特性が保持されるという条件で、付加、欠失、および置換(しばしば、保存的置換)も生じ得る。動物またはヒトにおける日常試験は、本明細書に記載されるように合成されたIpaBポリペプチド抗原が、Shigella細菌による感染に対する治療的または予防的免疫原性応答を引き起こすかどうかを容易に実証することができる。
IpgCシャペロンの存在下でのIpaB抗原の無細胞合成に続いて、IpaB抗原は、好適な親和性カラム(例えば、HisTrap親和性カラム)および洗剤洗浄へのCFPS合成混合物の適用によって容易に精製され得る。洗剤は、IpgCを選択的に分解するが、IpaBに影響を与えないように選択されなければならない。方法は、実施例4に説明され、図6Cに示されるように、水溶液(例えば、緩衝液)中に二量体形態でIpaB抗原の実質的にすべてを提供する。好適な洗剤の一例は、ラウリルジメチルアミンオキシド(LDAO)であるが、当業者であれば理解するように、他の機能的に同等な洗剤が選択されてもよい。いくつかの実施形態では、LDAOは、0.1%v/v以下の濃度で存在する。例えば、いくつかの実施形態では、LDAOは、約0.001%v/v、約0.002%v/v、約0.003%v/v、約0.004%v/v、約0.005%v/v、約0.006%v/v、約0.007%v/v、約0.008%v/v、約0.009%v/v、約0.01%v/v、約0.02%v/v、約0.03%v/v、約0.04%v/v、約0.05%v/v、約0.06%v/v、約0.07%v/v、約0.08%v/v、約0.09%v/v、または約0.1%v/vの濃度で存在する。
いくつかの実施形態では、本開示は、精製されたIpaBポリペプチド抗原を提供する。本明細書で使用される場合、「精製された」という用語が分子に関連して使用される場合、精製される分子の濃度が、その自然環境中の分子の濃度と比較して増加したことを意味する。この用語はまた、分子が反応産物として生成された反応混合物からの化学的に合成された分子の精製を指し得る。本明細書で使用される場合、「単離された」という用語が分子に関連して使用される場合、この用語は、分子がその天然環境から除去されたことを意味する。例えば、生体内に天然に存在するポリヌクレオチドまたはポリペプチドは、「単離」されていないが、その天然状態で共存する物質から分離された同じポリヌクレオチドまたはポリペプチドは、「単離」されている。単離部分は、天然環境から、または非自然環境(例えば、組換え発現、無細胞発現、化学合成など)から分離されたかどうかにかかわらず、好ましくは、少なくとも約1%純粋、5%純粋、10%純粋、20%純粋、30%純粋、40%純粋、50%純粋、60%純粋、70%純粋、80%純粋、90%純粋、95%純粋、もしくは99%純粋であるか、またはそれらは、100%純粋であり得る。本明細書で使用される場合、「%純粋」という用語は、対象となる分子から構成される組成物の重量パーセントを示す。
IpaB抗原へのnnAAの組み込み:
いくつかの実施形態では、非天然アミノ酸(「nnAA」)残基は、無細胞合成中にIpaB抗原に組み込まれる。CFPS中にnnAA残基を組み込むために使用される方法は、米国特許公開第2018/0333484A1号(SutroVax,Inc.)(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)に詳述されている。nnAA組み込みの目的は、IpaB抗原上に化学的「ハンドル」を提供することであり、これは、好ましくは、「クリックケミストリー」反応(2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸、または「pAMF」、およびアルキン官能化多糖のような、アジド官能化nnAA間で生じるものなど)を通して、O抗原Shigella多糖(OPS)への共有コンジュゲーションを促進する。nnAA置換IpaB抗原のCFPS合成は、実施例5に記載される。
いくつかの実施形態では、非天然アミノ酸(「nnAA」)残基は、無細胞合成中にIpaB抗原に組み込まれる。CFPS中にnnAA残基を組み込むために使用される方法は、米国特許公開第2018/0333484A1号(SutroVax,Inc.)(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)に詳述されている。nnAA組み込みの目的は、IpaB抗原上に化学的「ハンドル」を提供することであり、これは、好ましくは、「クリックケミストリー」反応(2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸、または「pAMF」、およびアルキン官能化多糖のような、アジド官能化nnAA間で生じるものなど)を通して、O抗原Shigella多糖(OPS)への共有コンジュゲーションを促進する。nnAA置換IpaB抗原のCFPS合成は、実施例5に記載される。
いくつかの実施形態では、1つ以上のnnAAが、クリックケミストリー反応性基を含む。本明細書において、「クリックケミストリー反応性基」は、第2のクリックケミストリー反応性基とクリックケミストリー反応を受けることができる、アジドまたはアルキンなどの部分を指す。いくつかの実施形態では、1つのクリックケミストリー反応性基が、第2のクリックケミストリー反応性基と反応して、置換トリアゾールを形成する。このタイプのクリック反応の例は、例えば、国際PCT公開第WO2018/126229号で見ることができる。生物医学的用途で使用される無金属クリック反応の一般的な例は、例えば、Kim,et al.,Chemical Science,2019,10,7835-7851で見ることができる。クリックケミストリー反応性基を含むnnAAの例には、(4-アジドフェニル)プロパン酸(pAF)、2-アミノ-4-アジドブタン酸、2-アジド-3-フェニルプロピオン酸、2-アミノ-3-アジドプロパン酸、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸(pAMF)、2-アミノ-3-(5-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(6-(アジドメチル)ピリジン-3-イル)プロパン酸、および2-アミノ-5-アジドペンタン酸が含まれる。
いくつかの実施形態では、1つ以上のnnAAが、IpaBポリペプチド抗原配列に組み込まれる。いくつかの実施形態では、2~10個のnnAAが、IpaBポリペプチド抗原配列に組み込まれる。いくつかの実施形態では、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、少なくとも6つ、少なくとも7つ、少なくとも8つ、少なくとも9つ、または少なくとも10個のnnAAが、IpaBポリペプチド抗原配列に組み込まれる。いくつかの実施形態では、nnAAが組み込まれる部位は、配列番号1のK241、K262、K269、K283、K289、K299、C309、K312、S329、S333、D347、E360、K368、E372、K376、D380、K384、E387、D392、K394、K395、K397、K424、K429、K436、K440、K448、K451、K470、およびK482から選択される。いくつかの実施形態では、nnAAが組み込まれる部位は、K289、K299、K368、K395、K436、およびK470から選択される。特定の部位で組み込まれたnnAAの特定は、nnAAの指定された位置での指定されたアミノ酸の置き換えを指す。例えば、位置K289でnnAAを組み込むことは、位置289に存在するリジン残基がnnAAによって置き換えられることを意味する。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K289、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む。例えば、いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号2のアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K299、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む。例えば、いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号3のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K299、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む。例えば、いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号4のアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K289、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む。例えば、いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号5のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K299、K395、K436、およびK470の各々で組み込まれるnnAAを含む。例えば、いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号6のアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号1の位置K299、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む。例えば、いくつかの実施形態では、IpaBポリペプチド抗原は、配列番号7のアミノ酸配列を含む。
IpaB-多糖コンジュゲート
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるIpaBポリペプチド抗原は、多糖にコンジュゲートされる。いくつかの実施形態では、多糖は、O抗原Shigella多糖(OPS)である。リポ多糖(LPS)のOPSドメインは、Shigellaの必須の病原性因子および防御抗原の両方である。いくつかの実施形態では、OPSは、血清型1a、1b、2a、2b、3b、4a、4b、5a、5b、6、7a、7b、またはそれらの組み合わせから選択される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるIpaBポリペプチド抗原は、多糖にコンジュゲートされる。いくつかの実施形態では、多糖は、O抗原Shigella多糖(OPS)である。リポ多糖(LPS)のOPSドメインは、Shigellaの必須の病原性因子および防御抗原の両方である。いくつかの実施形態では、OPSは、血清型1a、1b、2a、2b、3b、4a、4b、5a、5b、6、7a、7b、またはそれらの組み合わせから選択される。
いくつかの実施形態では、OPS多糖は、Shigella細菌培養物または細菌ストックから精製される(実施例6を参照されたい)。そのような精製方法は、当該技術分野において既知であり、例えば、WO2010/049806、国際PCT公開第WO2013/020090号、およびvan Sorge,et al.,Cell Host Microbe.,2014,15(6),729-740を参照されたい。いくつかの実施形態では、コンジュゲート多糖は、合成多糖である。多糖合成の方法は、当該技術分野において既知であり、例えば、Zhao,et al.,Org.Chem.Front.,2019,6,3589-3596を参照されたい。いくつかの実施形態では、コンジュゲート多糖は、IpaB抗原へのコンジュゲーションを促進するために、クリックケミストリー反応性基で修飾される。例えば、いくつかの実施形態では、コンジュゲート多糖は、ジベンゾシクロオクチン-アミン(DBCO)またはDBCO-PEG(例えば、DBCO-PEG-NH2)で修飾される。
免疫原性組成物
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載されるIpaB抗原を含む免疫原性組成物を提供する。本明細書で使用される場合、「免疫原性」という用語は、免疫応答、液性または細胞性免疫応答のいずれか、および好ましくは両方を誘発する抗原(例えば、ポリペプチド)の能力を指す。好ましい実施形態では、対象は、新たな感染に対する耐性が強化され、かつ/または疾患の臨床的重症度が低減されるような、「有効量」または「免疫学的有効量」の本明細書の免疫原性組成物の投与に対する治療的または防御的な免疫応答のいずれかを示す。免疫応答は通常、感染に関連する少なくとも1つの症状の軽減または除去によって示される。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載されるIpaB抗原を含む免疫原性組成物を提供する。本明細書で使用される場合、「免疫原性」という用語は、免疫応答、液性または細胞性免疫応答のいずれか、および好ましくは両方を誘発する抗原(例えば、ポリペプチド)の能力を指す。好ましい実施形態では、対象は、新たな感染に対する耐性が強化され、かつ/または疾患の臨床的重症度が低減されるような、「有効量」または「免疫学的有効量」の本明細書の免疫原性組成物の投与に対する治療的または防御的な免疫応答のいずれかを示す。免疫応答は通常、感染に関連する少なくとも1つの症状の軽減または除去によって示される。
いくつかの実施形態では、IpaB抗原は、OPS多糖にコンジュゲートされる。免疫原性組成物は、1つ以上の賦形剤をさらに含み得る。賦形剤は、「薬学的に許容される」免疫学的および薬理学的に不活性な成分である。本明細書の「薬学的に許容される」成分は、(1)望ましくない重大な生物学的影響を引き起こすことなく、または製剤の他の成分のいずれかと有害な様式で相互作用することなく、対象に投与される免疫原性組成物中に含まれ得る、および(2)U.S.Food and Drug Administrationによって作成されたInactive Ingredientに提示された基準を満たし、かつ好ましくは、「Generally Regarded as Safe」(「GRAS」)と指定されてもいる成分である。本明細書に記載される免疫原性組成物に組み込まれる賦形剤(複数可)のタイプは、部分的には、選択された投与方法、および特定の製剤タイプまたは剤形、例えば、注射用液体製剤、鼻腔内スプレー製剤などに依存し、投与方法および対応する製剤は、以下に考察される。しかしながら、概して、本明細書に記載される免疫原性組成物に有利に組み込まれ得る不活性成分としては、ビヒクル、可溶化剤、乳化剤、安定剤、防腐剤、等張剤、緩衝系、分散剤、希釈剤、粘度調整剤、吸収促進剤、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。薬学的に許容される不活性添加剤についての徹底的な考察は、Gennaro(2000)Remington:The Science and Practice of Pharmacy,20th Ed.,ISBN:0683306472で入手可能である。
免疫原性組成物はまた、Shigella感染および/または病原性因子に対する抗体応答も誘導する抗原、またはShigella生物以外の病原体に向けられる抗原などの追加の抗原を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される免疫原性組成物は、対象に投与するための滅菌製剤として、例えば、懸濁液、溶液、または使用前に再水和される凍結乾燥形態として提供される。
いくつかの実施形態では、免疫原性組成物は、1つ以上のアジュバントをさらに含む。
アジュバント:
いくつかの実施形態では、免疫原性組成物は、免疫原性組成物中の1つ以上の抗原に対する免疫応答を増強するための1つ以上のアジュバントをさらに含む。本製剤への組み込みに適したワクチンアジュバントは、関連するテキストおよび文献に記載されており、当業者には明らかであろう。本明細書の例示的なアジュバントには、リン酸アルミニウムおよび水酸化アルミニウムなどのミョウバンベースの塩が含まれる。
いくつかの実施形態では、免疫原性組成物は、免疫原性組成物中の1つ以上の抗原に対する免疫応答を増強するための1つ以上のアジュバントをさらに含む。本製剤への組み込みに適したワクチンアジュバントは、関連するテキストおよび文献に記載されており、当業者には明らかであろう。本明細書の例示的なアジュバントには、リン酸アルミニウムおよび水酸化アルミニウムなどのミョウバンベースの塩が含まれる。
代表的な主要アジュバント群は、以下のとおりである。
無機塩アジュバント:リン酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、および硫酸アルミニウムなどのミョウバンベースのアジュバント、ならびにカルシウム、鉄、およびジルコニウムのリン酸塩、水酸化物塩、および硫酸塩などの他の無機塩アジュバントを含む。
サポニン製剤:QuillaiaサポニンQuil AおよびQuil A由来サポニンQS-21、ならびにコレステロール、リン脂質、およびサポニンの混合時に形成される免疫刺激複合体(ISCOM)を含む。
細菌由来および細菌関連アジュバント:Mycobacterium種、Corynebacterium parvum、C.granulosum、Bordetella pertussis、およびNeisseria meningitisなどのグラム陰性細菌由来の細胞壁ペプチドグリカンおよびリポ糖類、例えば、Lipid A、モノホスホリルLipid A(MPLA)、他のLipid A誘導体および模倣体(例えば、RC529)、腸内細菌リポ多糖(「LPS」)、TLR4リガンド、ならびにトレハロースジミコール酸(「TDM」)を含むが、これらに限定されない。
ムラミルペプチド:N-アセチルムラミル-L-アラニル-D-イソグルタミン(「MDP」)、ならびにMDP類似体および誘導体、例えば、トレオニル-MDPおよびノル-MDPなど。
油性アジュバント:水中油(O/W)および油中水(W/O)エマルション、例えば、スクアレン-水エマルション(例えば、MF59、AS03、AF03)、完全フロイントアジュバント(「CFA」)、および不完全フロイントアジュバント(「IFA」)を含む。
リポソームアジュバント:ポリ(α-ヒドロキシ酸)、ポリ(ヒドロキシ酪)酸、ポリオルトエステル、ポリ無水物、ポリカプロラクトンなどの生分解性ポリマーおよび非毒性ポリマーから形成されるミクロスフェアアジュバント。
ヒト免疫調節剤:サイトカイン、例えば、インターロイキン(例えば、IL-1、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-12)、インターフェロン(例えば、インターフェロン-γ)、マクロファージコロニー刺激因子、および腫瘍壊死因子を含む。
生体接着剤および粘膜接着剤:例えば、キトサンおよびその誘導体、ならびにエステル化ヒアルロン酸およびミクロスフェア、または粘膜接着剤、例えば、ポリ(アクリル酸)、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、多糖、およびカルボキシメチルセルロースの架橋誘導体。
イミダゾキノロン化合物:イミクアモド(Imiquamod)およびその相同体、例えば、レシキモドを含む。
TLR-9アゴニスト:例えば、Hsp90およびメチル化されていないCpGモチーフを含有するオリゴデオキシヌクレオチド(例えば、Bode et al.(2011)Expert Rev.Vaccines 10(4):499-511を参照されたい)。ならびに
炭水化物アジュバント:イヌリン由来アジュバント、ガンマイヌリンおよびアルガムリン、ならびに他の炭水化物アジュバント、例えば、グルカン、デキストラン、レンチナン、グルコマンナン、ガラクトマンナン、レバン、およびキシランを含む、グルコースおよびマンノースベースの多糖を含む。
投与および使用
いくつかの実施形態では、本開示は、Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための方法を提供し、本方法は、対象に、有効量の本明細書に記載される免疫原性組成物を投与することを含む。いくつかの実施形態では、本開示は、対象におけるShigella赤痢感染のリスクを低減するための方法を提供し、本方法は、対象に、有効量の本明細書に記載される免疫原性組成物を予防的に投与することを含む。いくつかの実施形態では、本開示は、対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導するための方法を提供し、本方法は、対象に、有効量の本明細書に記載される免疫原性組成物を投与することを含む。
いくつかの実施形態では、本開示は、Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための方法を提供し、本方法は、対象に、有効量の本明細書に記載される免疫原性組成物を投与することを含む。いくつかの実施形態では、本開示は、対象におけるShigella赤痢感染のリスクを低減するための方法を提供し、本方法は、対象に、有効量の本明細書に記載される免疫原性組成物を予防的に投与することを含む。いくつかの実施形態では、本開示は、対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導するための方法を提供し、本方法は、対象に、有効量の本明細書に記載される免疫原性組成物を投与することを含む。
いくつかの実施形態では、Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための、本明細書に記載される免疫原性組成物の使用が本明細書に提供される。いくつかの実施形態では、Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための薬剤の製造における、本明細書に記載される免疫原性組成物の使用が本明細書に提供される。いくつかの実施形態では、対象におけるShigella赤痢感染のリスクを低減するための、本明細書に記載される免疫原性組成物の使用が本明細書に提供される。いくつかの実施形態では、対象におけるShigella赤痢感染のリスクを低減するための薬剤の製造における、本明細書に記載される免疫原性組成物の使用が本明細書に提供される。いくつかの実施形態では、対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導するための、本明細書に記載される免疫原性組成物の使用が本明細書に提供される。いくつかの実施形態では、対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導するための薬剤の製造における、本明細書に記載される免疫原性組成物の使用が本明細書に提供される。
本明細書において、「対象」という用語は、哺乳動物を指す。いくつかの実施形態では、対象は、マウス、ラット、イヌ、モルモット、ヒツジ、非ヒト霊長類、またはヒトである。いくつかの実施形態では、対象は、ヒトである。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、18歳以上である。いくつかの実施形態では、ヒト対象は、18歳未満である。
方法は、治療的な、すなわち、Shigella赤痢に罹患する対象を治療するための、免疫原性組成物の投与を伴い得る。方法はまた、予防的な免疫原性組成物の投与を伴い得、例えば、本方法が、対象においてShigella赤痢感染を発症するリスクを低減することを意味する。免疫原性組成物が予防的に使用される場合、対象は、場所、清浄水へのアクセス制限、混雑した状態下での生活などを含む、いくつものリスク因子の結果として、Shigella感染にかかりやすい場合がある。
免疫原性組成物の「免疫学的有効量」または「有効量」は、単回投与または一連の2回以上の投与の一部のいずれかとして、Shigella赤痢を治療または予防するのに有効である量である。投与される量は、対象の全体的な健康および身体状態、対象の年齢、関連抗体を合成する対象の免疫系の能力、組成物の形態(例えば、注射用液体、鼻腔用スプレーなど)、および投与を監視する医師に既知の他の要因を含む、いくつかの要因によって変化する。
「治療すること」という用語は、目的が感染を低減または除去することである、免疫原性組成物の投与による治療的処置を指す。例えば、「治療すること」は、感染に直接影響を及ぼすこと、感染を抑制すること、阻害すること、および排除すること、ならびに感染の重症度を低減すること、感染の発症を遅らせること、および/または感染に関連する症状を低減することを含み得る。文脈が別途明確に指示または暗示しない限り、「治療すること」という用語は、「予防すること」(または予防もしくは予防的処置)を包含し、「予防すること」は、対象が感染を発症するリスクを低減すること、症状の発症を遅らせること、感染の再発を予防すること、または感染の発症の予防することを指し得る。
本明細書において、「防御免疫応答」という用語は、対象における抗Shigella抗体応答を誘発することを包含する。本明細書に記載される免疫原性組成物の投与後に生成される抗体価は、当該技術分野において既知の手段によって、例えば、免疫化された対象由来の血清試料のELISAアッセイによって決定され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される免疫原性組成物は、治療された対象において抗体応答を誘発し、生成された抗体は、複数の(すなわち、2つ以上の)Shigella血清型に結合する。
免疫原性組成物の投与は、任意の有効な全身送達方法を使用して実行され得る。組成物は通常、静脈内、筋肉内、腹腔内、間質、または皮下注射を含む注射によって非経口的に投与され、注射は、歯肉でもあり得、この場合、免疫原性組成物は、歯肉に直接注射される。組成物はさらに、鼻腔内、舌下、経口腔、膣内、または直腸内経路を介してなど、経粘膜的に投与されてもよい。しかしながら、他の投与方法も想定され、本発明は、この点で限定されない。一例として、他の投与方法には、経口および経皮送達、ならびに吸入を介した、または皮下インプラントを使用した投与が含まれる。
投与方法は、免疫原性組成物を含む製剤または剤形のタイプを大きく決定付ける。非経口投与のために製剤化された組成物には、滅菌水溶液および非水溶液、懸濁液、ならびにエマルションが含まれる。注射用水溶液は、水溶性形態の活性薬剤を含有する。非水性溶媒またはビヒクルの例には、オリーブ油およびトウモロコシ油などの脂肪油、オレイン酸エチルまたはトリグリセリドなどの合成脂肪酸エステル、プロピレングリコールなどの低分子量アルコール、ポリエチレングリコールなどの合成親水性ポリマー、リポソームなどが挙げられる。非経口製剤はまた、可溶化剤、乳化剤、安定剤、防腐剤、等張剤、緩衝系、分散剤、希釈剤、粘度調整剤、吸収促進剤、およびそれらの組み合わせなどの賦形剤を含有してもよい。注射用製剤は、滅菌剤の組み込み、細菌保持フィルターを通した濾過、照射、または熱によって滅菌される。それらはまた、滅菌注射用媒体を使用して製造され得る。免疫原性組成物またはその個々の成分はまた、注射を介した投与の直前に好適ななビヒクルで再水和され得る乾燥形態、例えば、凍結乾燥形態であってもよい。
経粘膜的経路のうち、鼻腔内投与は必ずしもではないが概して好ましい。鼻腔内投与された免疫原性組成物を含む鼻腔内製剤は、当該技術分野において既知であり、FDAのGuidance for Industry:Nasal Spray and Inhalation Solution,Suspension,and Spray Drug Productsを参照して製剤化されなければならない。鼻腔内製剤は、スプレー、鼻腔内注射、または点滴薬としての投与のための液体、すなわち、溶液、エマルション、懸濁液などであり、上記のアジュバントおよび薬学的に許容される賦形剤を含有し得る。製剤中の抗原のサイズが比較的大きいため、鼻腔内経路を介した全身送達は、免疫原性組成物中に経粘膜吸収促進剤を組み込むことを必要とする。好適な経粘膜吸収促進剤の例としては、アルキルサッカライド、シクロデキストリン、およびキトサンが挙げられるが、これらに限定されず、Maggio(2014)J.Excip.Food Chem.5(2):100-12、およびMerkus et al.(1999)Adv.Drug Deliv.Rev.36:41-57を参照されたい。促進剤の濃度は、免疫学的有効量の製剤が効率的な輸送速度で鼻粘膜を通過し、体循環に入ることを確実にするように選択される。鼻腔内免疫原性組成物の組成および性質を決定付ける様々な解剖学的および生理学的な検討事項は、例えば、参照により本明細書に組み込まれるAurora(October 2002)Drug Development & Delivery 2(7)によって考察されている。
他の投与方法および対応する製剤としては、速溶性錠剤などの速溶性剤形を用いた舌下投与、口腔パッチまたは他の口腔送達システムを使用した経口腔投与、ペッサリー、軟膏、またはクリームを使用した膣内投与、坐薬、軟膏、またはクリームを使用した直腸内送達、経皮パッチまたは製剤を使用した経皮投与、注射インプラントまたはペレットを用いた皮下投与、乾燥粉末経肺製剤を使用した吸入、および錠剤、カプセルなどの経口剤形を使用した経口投与が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書の初めで示唆したように、免疫原性組成物は、適切な投与レジメンとの関連において対象に投与される。組成物は、1回、または長期間にわたって2回以上間隔を置いて投与されてもよい。例えば、最初の「プライム」投与の後に、少なくとも1回の「ブースト」投与が続いてもよい。プライム投与とその後のブースト投与との間の、およびブースト投与間の時間間隔は通常、約2~約24週間の範囲、より典型的には2~8週間、3~6週間など、約2~12週間の範囲である。投与方法、例えば、筋肉内注射、歯肉注射、鼻腔内投与などにかかわらず、ワクチンの単回投与の体積は概して、約1μL~約500μLの範囲、典型的には約1μL~約250μLの範囲、より典型的には約2.5μL~約200μLの範囲、および好ましくは約5μL~約150μLの範囲である。免疫原性組成物中の全抗原の濃度は、上記の用量体積ガイドラインから作用する単位体積当たりの組成物の免疫学的有効用量に対応することが理解されるであろう。
使用を容易にするために、本発明の免疫原性組成物は、自己投与または医師による投与のための説明書を含む、包装された製品または「キット」に組み込まれ得る。キットには、典型的には、免疫学的に有効である単回投与事象に適切な「単位用量」である、免疫原性組成物の1回分を収容する密封容器が含まれる。ワクチンは、液体形態であってもよく、したがって、注射などとして投与する準備ができていてもよく、または例えば、凍結乾燥製剤の水和、不活性成分の活性化などの、投与前に調製プロセスを実施することをユーザに要求する別の形態であってもよい。キットはまた、第1の容器にプライム用量、および1つ以上の追加の容器にブースト用量を有する2つ以上の密封容器、または第1の容器にShigella免疫原性組成物、および別の容器にShigella感染と関連していても関連していないくてもよい別の感染に向けられたワクチンを含んでもよい。
本発明が多数の特定の実施形態と併せて説明されてきたが、前述の説明ならびに以下の実験セクションは、本発明の範囲を例示することを意図するものであり、限定するものではないことが理解されるべきである。この点に関して、本発明の基本的理解に必要であるよりも詳細に本発明の詳細を示そうとする試みは行われず、図面および/または実施例と併せた説明は、本発明がどのように実際に具現化され得るかを当業者に明らかにする。本開示は、適用法により認められるとおり、本明細書に添付される特許請求の範囲に列挙される主題のすべての修正物および同等物を含む。さらに、本明細書に記載される本発明の要素の任意の組み合わせは、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈上明らかな矛盾がない限り、本開示によって包含される。
さらなる番号付けされた実施形態
本開示によるさらなる番号付けされた実施形態は、以下のように提供される。
本開示によるさらなる番号付けされた実施形態は、以下のように提供される。
実施形態1.IpaBポリペプチド抗原アミノ酸配列に組み込まれた少なくとも1つの非天然アミノ酸(nnAA)を含む、侵入プラスミド抗原B(IpaB)ポリペプチド抗原であって、nnAAが、配列番号1のK241、K262、K269、K283、K289、K299、C309、K312、S329、S333、D347、E360、K368、E372、K376、D380、K384、E387、D392、K394、K395、K397、K424、K429、K436、K440、K448、K451、K470、およびK482から選択される位置で組み込まれる、侵入プラスミド抗原B(IpaB)ポリペプチド抗原。
実施形態2.nnAAが、K289、K299、K368、K395、K436、およびK470から選択される位置で組み込まれる、実施形態1に記載のIpaB抗原。
実施形態3.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K289、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む、実施形態2に記載のIpaB抗原。
実施形態4.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号2のアミノ酸配列を含む、実施形態3に記載のIpaB抗原。
実施形態5.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む、実施形態2に記載のIpaB抗原。
実施形態6.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号3のアミノ酸配列を含む、実施形態5に記載のIpaB抗原。
実施形態7.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む、実施形態2に記載のIpaB抗原。
実施形態8.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号4のアミノ酸配列を含む、実施形態7に記載のIpaB抗原。
実施形態9.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K289、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む、実施形態2に記載のIpaB抗原。
実施形態10.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号5のアミノ酸配列を含む、実施形態9に記載のIpaB抗原。
実施形態11.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K395、K436、およびK470の各々で組み込まれるnnAAを含む、実施形態2に記載のIpaB抗原。
実施形態12.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号6のアミノ酸配列を含む、実施形態11に記載のIpaB抗原。
実施形態13.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む、実施形態2に記載のIpaB抗原。
実施形態14.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号7のアミノ酸配列を含む、実施形態13に記載のIpaB抗原。
実施形態15.nnAAが、クリックケミストリー反応性基を含む、実施形態1~14のいずれか1つに記載のIpaB抗原。
実施形態16.nnAAが、2-アミノ-3-(4-アジドフェニル)プロパン酸(pAF)、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸(pAMF)、2-アミノ-3-(5-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(6-(アジドメチル)ピリジン-3-イル)プロパン酸、2-アミノ-5-アジドペンタン酸、および2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、実施形態15に記載のIpaB抗原。
実施形態17.nnAAが、pAMFである、実施形態16に記載のIpaB抗原。
実施形態18.O抗原Shigella多糖(OPS)にコンジュゲートされた、実施形態1~17に記載のIpaB抗原。
実施形態19.OPSが、血清型1a、1b、2a、2b、3b、4a、4b、5a、5b、6、7a、7b、または前述の組み合わせから選択される、実施形態18に記載のIpaBポリペプチド抗原。
実施形態20.IpaBポリペプチド抗原が、精製される、実施形態1~19のいずれか1つに記載のIpaBポリペプチド抗原。
実施形態21.実施形態1~20のいずれか1つに記載のIpaB抗原を含む、免疫原性組成物。
実施形態22.少なくとも1つの賦形剤をさらに含む、実施形態21に記載の免疫原性組成物。
実施形態23.少なくとも1つの賦形剤が、ビヒクル、可溶化剤、乳化剤、安定剤、防腐剤、等張剤、緩衝系、分散剤、希釈剤、粘度調整剤、および吸収促進剤から選択される、実施形態22に記載の免疫原性組成物。
実施形態24.アジュバントをさらに含む、実施形態21~23のいずれか1つに記載の免疫原性組成物。
実施形態25.滅菌注射液として製剤化された、実施形態21~24のいずれか1つに記載の免疫原性組成物。
実施形態26.凍結乾燥形態で製剤化された、実施形態21~24のいずれか1つに記載の免疫原性組成物。
実施形態27.Shigella細菌由来の侵入プラスミド抗原B(IpaB)ポリペプチド抗原を発現するための方法であって、外因性IpgCシャペロンタンパク質の存在下での無細胞タンパク質合成を使用して、IpaBポリペプチド抗原を発現することを含む、方法。
実施形態28.Shigella細菌が、S.dysenteriae、S.flexneri、S.boydii、およびS.sonneiから選択されるShigella種を含む、実施形態27に記載の方法。
実施形態29.IpaBポリペプチド抗原が、Shigella細菌由来の野生型IpaBポリペプチド抗原配列と少なくとも80%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%同一であるアミノ酸配列を含む、実施形態27または実施形態28に記載の方法。
実施形態30.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1のアミノ酸配列と少なくとも80%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%同一であるアミノ酸配列を含む、実施形態27または実施形態28に記載の方法。
実施形態31.少なくとも1つの非天然アミノ酸(nnAA)が、IpaBポリペプチド抗原アミノ酸配列に組み込まれる、実施形態27に記載の方法。
実施形態32.少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、または少なくとも6つのnnAAが、IpaBポリペプチド抗原アミノ酸配列に組み込まれる、実施形態31に記載の方法。
実施形態33.2~10個のnnAAが、IpaBポリペプチド抗原アミノ酸配列に組み込まれる、実施形態31に記載の方法。
実施形態34.nnAAが、配列番号1のK241、K262、K269、K283、K289、K299、C309、K312、S329、S333、D347、E360、K368、E372、K376、D380、K384、E387、D392、K394、K395、K397、K424、K429、K436、K440、K448、K451、K470、およびK482から選択される1つ以上の位置で組み込まれる、実施形態31~33のいずれか1つに記載の方法。
実施形態35.nnAAが、K289、K299、K368、K395、K436、およびK470から選択される位置で組み込まれる、実施形態31~33のいずれか1つに記載の方法。
実施形態36.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K289、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む、実施形態31に記載の方法。
実施形態37.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号2のアミノ酸配列を含む、実施形態36に記載の方法。
実施形態38.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む、実施形態31に記載の方法。
実施形態39.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号3のアミノ酸配列を含む、実施形態38に記載の方法。
実施形態40.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む、実施形態31に記載の方法。
実施形態41.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号4のアミノ酸配列を含む、実施形態40に記載の方法。
実施形態42.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K289、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む、実施形態31に記載の方法。
実施形態43.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号5のアミノ酸配列を含む、実施形態42に記載の方法。
実施形態44.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K395、K436、およびK470の各々で組み込まれるnnAAを含む、実施形態31に記載の方法。
実施形態45.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号6のアミノ酸配列を含む、実施形態44に記載の方法。
実施形態46.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む、実施形態31に記載の方法。
実施形態47.IpaBポリペプチド抗原が、配列番号7のアミノ酸配列を含む、実施形態44に記載の方法。
実施形態48.nnAAが、2-アミノ-3-(4-アジドフェニル)プロパン酸(pAF)、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸(pAMF)、2-アミノ-3-(5-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(6-(アジドメチル)ピリジン-3-イル)プロパン酸、2-アミノ-5-アジドペンタン酸、および2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、実施形態31~44のいずれか1つに記載の方法。
実施形態49.nnAAが、pAMFである、実施形態48に記載の方法。
実施形態50.IpgCシャペロンタンパク質が、配列番号8と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含む、実施形態27~49のいずれか1つに記載の方法。
実施形態51.IpaBポリペプチド抗原を精製することをさらに含む、実施形態27~50のいずれかに記載の方法。
実施形態52.IpaBポリペプチド抗原が、水溶液中に二量体形態で抗原の実質的にすべてを提供する様式で精製される、実施形態51に記載の方法。
実施形態53.IpaBポリペプチド抗原が、IpaBポリペプチド抗原に実質的に影響を及ぼすことなく、IpgCシャペロンタンパク質を分解するのに有効な洗剤の存在下で精製される、実施形態52に記載の方法。
実施形態54.洗剤が、ラウリルジメチルアミンオキシド(LDAO)である、実施形態53に記載の方法。
実施形態55.LDAOが、0.1%v/v以下の量で存在する、実施形態54に記載の方法。
実施形態56.実施形態27~55のいずれか1つに記載の方法によって調製される、精製されたIpaB抗原。
実施形態57.Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための方法であって、対象に、有効量の実施形態21~26のいずれか1つに記載の免疫原性組成物を投与することを含む、方法。
実施形態58.Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための、実施形態21~26のいずれか1つに記載の免疫原性組成物の使用。
実施形態59.Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための薬剤の製造における、実施形態21~26のいずれか1つに記載の免疫原性組成物の使用。
実施形態60.免疫原性組成物が、筋肉内注射として投与される、実施形態57に記載の方法、または実施形態58もしくは実施形態59に記載の使用。
実施形態61.免疫原性組成物が、経粘膜的に投与される、実施形態57に記載の方法、または実施形態58もしくは実施形態59に記載の使用。
実施形態62.免疫原性組成物が、1回投与される、実施形態57に記載の方法、または実施形態58もしくは実施形態59に記載の使用。
実施形態63.免疫原性組成物が、2回以上投与される、実施形態57に記載の方法、または実施形態58もしくは実施形態59に記載の使用。
実施形態64.対象が、Shigella赤痢の症状を呈し、免疫原性組成物が、治療ワクチンとして投与される、実施形態57に記載の方法、または実施形態58もしくは実施形態59に記載の使用。
実施形態65.対象においてShigella赤痢感染が発症するリスクを低減するための方法であって、対象に、有効量の実施形態21~26のいずれか1つに記載の免疫原性組成物を投与することを含む、方法。
実施形態66.対象においてShigella赤痢感染が発症するリスクを低減するための、実施形態21~26のいずれか1つに記載の免疫原性組成物の使用。
実施形態67.対象においてShigella赤痢感染が発症するリスクを低減するための薬剤の製造における、実施形態21~26のいずれか1つに記載の免疫原性組成物の使用。
実施形態68.対象が、Shigella赤痢を発症する少なくとも1つのリスク因子を有する、実施形態65に記載の方法、または実施形態66もしくは実施形態67に記載の使用。
実施形態69.対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導する方法であって、対象に、実施形態21~26のいずれか1つに記載の免疫原性組成物を投与することを含む、方法。
実施形態70.対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導するための、実施形態21~26のいずれか1つに記載の免疫原性組成物の使用。
実施形態71.対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導するための薬剤の製造における、実施形態21~26のいずれか1つに記載の免疫原性組成物の使用。
別段の定めがない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、一般的に理解される意味を有する。実践者は、特にGreen & Sambrook(eds.)Molecular Cloning:A Laboratory Manual,4th ed.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.(2012)、Ausubel et al.,Current Protocols in Molecular Biology(Supplement 99)(New York:John Wiley & Sons,2012)、およびPlotkin et al.,Vaccines,Sixth Ed.(London:Elsevier,2013)が指示される。組換え核酸の生成、生体分子のクローニング、活性化、および誘導体化、タンパク質およびペプチドの精製および特定のための適切な分子技術、ならびに他の関連技術の例は、Fairmanらの米国特許公開第US2018/0333484A1号(SutroVax,Inc.)(すでに参照により組み込まれている)にも記載および/または列挙されている。本明細書に記載される生体分子の非経口投与に必要な技術および構成要素の例については、開業医は、Remington,Essentials of Pharmaceutics,Pharmaceutical Press,London(2012)が指示される。無細胞タンパク質合成のための方法は、Spirin & Swartz(2008)Cell-free Protein Synthesis,Wiley-VCH、Weinheim,Germanyにも記載されている。無細胞合成を使用したタンパク質への非天然アミノ酸の組み込みのための方法は、Shimizu et al.(2006)FEBS Journal,273,4133-4140、Chong(2014)Curr Protoc Mol Biol.108:16.30.1-11、およびFairman et al.(上記に列挙)に記載されている。
実施例1:IpaBの無細胞合成
IpaB(配列番号1)を、Sutro Biopharma,Inc.(South San Francisco,Calif.)によって提供される細胞非タンパク質合成(CFPS)抽出物中で発現した。抽出物の特徴および調製は、他の刊行物に記載されている。この場合、概して、Zawada et al.(2011)Biotechnol.Bioeng.108(7):1570-1578に記載されるように、抽出物を調製した。無細胞タンパク質合成反応における最終濃度は、35%(体積で)の細胞抽出物、5μMのRNAシンテターゼ(「RS」)、2mMのGSSG(酸化グルタチオン)、8mMのグルタミン酸マグネシウム、10mMのグルタミン酸アンモニウム、130mMのグルタミン酸カリウム、35mMのピルビン酸ナトリウム、1.2mMのAMP、それぞれ0.86mMのGMP、UMP、およびCMP、2mMのアミノ酸(チロシンおよびフェニルアラニンについての0.5mMを除く)、4mMのシュウ酸ナトリウム、1mMのプトレシン、1.5mMのスペルミジン、15mMのリン酸カリウム、ならびに100nMのT7 RNAポリメラーゼであった。IpaBをコードするプラスミドDNAの添加によって、無細胞合成反応を開始した。
IpaB(配列番号1)を、Sutro Biopharma,Inc.(South San Francisco,Calif.)によって提供される細胞非タンパク質合成(CFPS)抽出物中で発現した。抽出物の特徴および調製は、他の刊行物に記載されている。この場合、概して、Zawada et al.(2011)Biotechnol.Bioeng.108(7):1570-1578に記載されるように、抽出物を調製した。無細胞タンパク質合成反応における最終濃度は、35%(体積で)の細胞抽出物、5μMのRNAシンテターゼ(「RS」)、2mMのGSSG(酸化グルタチオン)、8mMのグルタミン酸マグネシウム、10mMのグルタミン酸アンモニウム、130mMのグルタミン酸カリウム、35mMのピルビン酸ナトリウム、1.2mMのAMP、それぞれ0.86mMのGMP、UMP、およびCMP、2mMのアミノ酸(チロシンおよびフェニルアラニンについての0.5mMを除く)、4mMのシュウ酸ナトリウム、1mMのプトレシン、1.5mMのスペルミジン、15mMのリン酸カリウム、ならびに100nMのT7 RNAポリメラーゼであった。IpaBをコードするプラスミドDNAの添加によって、無細胞合成反応を開始した。
反応物を、48ウェルFlowerプレート(m2p-labs#MTP-48-B)において、650rpmの振盪器上で14時間インキュベートした。インキュベーション期間の後、反応物を、精製または分析のために処理するまで4℃で保持した。無細胞タンパク質合成反応の後、IpaBを含有する混合物を、96ウェルプレート(DyNa Block(商標)、2mL、Labnet、Edison,N.J.)に移し、40℃で15分間、5000×gで遠心分離した。
遠心分離の前および後のCFPS混合物の試料を収集し、Kirchman et al.(1985)Applied and Environmental Microbiology 49(3):599-607に記載されるような14Cロイシン組み込み方法を使用して分析して、可溶性タンパク質(遠心分離後の試料)および全タンパク質(遠心分離前の試料)の量を評価した。結果は、図2のグラフに(SDS-PAGE電気泳動結果と共に)示され、これは、pDNA用量の関数としてのIpaB発現を示す。図に見られるように、可溶性タンパク質レベルは、すべてのIpaB pDNA濃度で200μg/mLを超えたが、発現レベルは、1μg/mLを超えるpDNA濃度で停滞しているように見えた。
実施例2:IpgC pDNA滴定を用いたIpaBの無細胞合成
異なる濃度で無細胞合成混合物にIpgC pDNAを滴定して、実施例1の手順を繰り返した。添加したIpgC pDNAの異なる濃度で発現されたIpaBのレベルを、前と同様に、14Cロイシン組み込み方法を使用して評価した。結果は、図3に示される。図に示されるように、IpgC pDNA滴定は、無細胞合成系におけるIpaB発現にマイナスの影響を与え、IpgC pDNAの濃度が上昇し、その結果、IpaB発現のレベルが低下した。
異なる濃度で無細胞合成混合物にIpgC pDNAを滴定して、実施例1の手順を繰り返した。添加したIpgC pDNAの異なる濃度で発現されたIpaBのレベルを、前と同様に、14Cロイシン組み込み方法を使用して評価した。結果は、図3に示される。図に示されるように、IpgC pDNA滴定は、無細胞合成系におけるIpaB発現にマイナスの影響を与え、IpgC pDNAの濃度が上昇し、その結果、IpaB発現のレベルが低下した。
実施例3:IpgCタンパク質滴定を用いたIpaBの無細胞合成
実施例1の手順を繰り返したが、精製されたIpgCタンパク質を異なる濃度で無細胞合成混合物に外部添加した。添加したIpgCの異なる濃度で発現されたIpaBのレベルを、前と同様に、14Cロイシン組み込み方法を使用して評価した。結果は、図4に示される。図に表される分析は、実施例1で得られた結果と比較して、IpgC用量依存的にIpaB発現の顕著な増加を示す。
実施例1の手順を繰り返したが、精製されたIpgCタンパク質を異なる濃度で無細胞合成混合物に外部添加した。添加したIpgCの異なる濃度で発現されたIpaBのレベルを、前と同様に、14Cロイシン組み込み方法を使用して評価した。結果は、図4に示される。図に表される分析は、実施例1で得られた結果と比較して、IpgC用量依存的にIpaB発現の顕著な増加を示す。
実施例4:IpaB、精製、および特徴付けの発現スケールアップ
ヒスチジンタグ付きIpaBを、室温において10cmのペトリ皿で、増加する量の精製されたIpgCタンパク質で発現した。α-his6西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)を使用したウェスタンブロット分析(図5)は、増加する量の精製されたIpgCの外部添加が、IpaBの可溶性収率の同時増加を促進し、最大用量でペレットから沈殿したタンパク質をほぼ完全に回収したことを示した。この結果は、図6Aの棒グラフおよびオートラジオグラムにも示される(ここで、「FL-IpaB」は、配列番号1の完全長WT IpaBタンパク質を表す)。
ヒスチジンタグ付きIpaBを、室温において10cmのペトリ皿で、増加する量の精製されたIpgCタンパク質で発現した。α-his6西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)を使用したウェスタンブロット分析(図5)は、増加する量の精製されたIpgCの外部添加が、IpaBの可溶性収率の同時増加を促進し、最大用量でペレットから沈殿したタンパク質をほぼ完全に回収したことを示した。この結果は、図6Aの棒グラフおよびオートラジオグラムにも示される(ここで、「FL-IpaB」は、配列番号1の完全長WT IpaBタンパク質を表す)。
精製されたIpgCを外部添加したIpaBの無細胞合成の後、IpaBは、洗剤洗浄を使用してIpgCを除去することによって精製され得る。図6Bは、HisTrap親和性カラムを使用した溶出画分のSDS-PAGE分析であり、ラウリルジメチルアミンオキシド(LDAO)の30%ストックからの0.1%(v/v)による洗浄の前および後に存在するIpaBおよびIpgCの相対量を示す。
この結果得られる精製されたIpaBの構造を、多角度光散乱を用いたサイズ排除クロマトグラフィー(SEC-MALS)を使用して溶液中で評価した。SEC-MALS分析の結果は、図6Cに示され、IpaBが主に、約111.5kDaの分子量で二量体として存在することを示す。
実施例5:非天然アミノ酸が組み込まれたIpaBの無細胞合成
配列番号1のIpaB抗原配列へのnnAA 2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸(「pAMF」)の組み込み:部位特異的スキャニング変異誘発および発現分析を、実質的にZimmermanらの米国特許公開第US2016/0257946A1号およびFairmanらの同第US2018/333484A1号(両方とも参照により本明細書に組み込まれる)に記載されるように実行して、nnAAの組み込みのための部位の特定を助けた。結果は、pAMF組み込みが、IpaBのコア内のいくつかの個々の部位において、特に、K241、K262、K269、K283、K289、K299、C309、K312、S329、S333、D347、E360、K368、E372、K376、D380、K384、E387、D392、K394、K395、K397、K424、K429、K436、K440、K448、K451、K470、およびK482において非常に効率的であったことを示した。図7を参照されたい。これらの部位から、K289、K299、K368、K395、K436、およびK470の6つの個々の部位を選択し、経験的に組み合わせて、3つのpAMF(それぞれ、IpaB変異体1、2、および3、配列番号:2、3、および4)および4つのpAMF部位(それぞれ、IpaB変異体4、5、および6、配列番号5、6、および7)の2つのセットを生成した。図8のデータは、複数のpAMFを含有するIpaBの発現が、実施例4で評価され、かつ図6Aに表されるWT完全長IpaBの発現と同様であったことを示す。
配列番号1のIpaB抗原配列へのnnAA 2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸(「pAMF」)の組み込み:部位特異的スキャニング変異誘発および発現分析を、実質的にZimmermanらの米国特許公開第US2016/0257946A1号およびFairmanらの同第US2018/333484A1号(両方とも参照により本明細書に組み込まれる)に記載されるように実行して、nnAAの組み込みのための部位の特定を助けた。結果は、pAMF組み込みが、IpaBのコア内のいくつかの個々の部位において、特に、K241、K262、K269、K283、K289、K299、C309、K312、S329、S333、D347、E360、K368、E372、K376、D380、K384、E387、D392、K394、K395、K397、K424、K429、K436、K440、K448、K451、K470、およびK482において非常に効率的であったことを示した。図7を参照されたい。これらの部位から、K289、K299、K368、K395、K436、およびK470の6つの個々の部位を選択し、経験的に組み合わせて、3つのpAMF(それぞれ、IpaB変異体1、2、および3、配列番号:2、3、および4)および4つのpAMF部位(それぞれ、IpaB変異体4、5、および6、配列番号5、6、および7)の2つのセットを生成した。図8のデータは、複数のpAMFを含有するIpaBの発現が、実施例4で評価され、かつ図6Aに表されるWT完全長IpaBの発現と同様であったことを示す。
第2の抗原への共有コンジュゲーションは、米国特許公開第US2018/333484A1号に詳述される方法を使用して実行され、実施例8にも記載される。抗原は、血清型1a、1b、2a、2b、3b、4a、4b、5a、5b、6、7a、7b、およびそれらの組み合わせから選択されるO抗原Shigella多糖であってもよい。
実施例6:OPS精製
wzzBを過剰発現するようにpSEC10-wzzBプラスミドで形質転換されたShigella細胞バイオマス中のリポ多糖(LPS)から、OPSを直接採取し、培養pHを氷酢酸で3.5~3.7に低減し、沸騰浴に沈めたガラス瓶中で、100℃において4時間インキュベートすることによって、増加したOPS鎖長および発酵の条件成長培地(アミノ酸が補充された)、または振盪フラスコ(STm D65)培養物をもたらした。加水分解後の上清を、Sorvall RC5冷却遠心分離器中でGS3ローターを使用して、10k×g、4℃で30分間遠心分離することによって不溶性物質から分離した。上清画分を1M NaClにし、4.5psiの膜間圧(TMP)での0.2μmの中空繊維フィルターを通した接線流精密濾過によって濾過し、全体積を通過させ、続いて等体積の1M NaClで洗い流した。次いで、0.2μmの取り除かれた1M NaCl透過物を、30kDaのHydrosart TFF膜上で14psiのTMPにおいて10倍濃縮し、1M NaClの35ダイアボリューム、続いて50mMのトリスpH7の10ダイアボリュームに対して透析濾過した。
wzzBを過剰発現するようにpSEC10-wzzBプラスミドで形質転換されたShigella細胞バイオマス中のリポ多糖(LPS)から、OPSを直接採取し、培養pHを氷酢酸で3.5~3.7に低減し、沸騰浴に沈めたガラス瓶中で、100℃において4時間インキュベートすることによって、増加したOPS鎖長および発酵の条件成長培地(アミノ酸が補充された)、または振盪フラスコ(STm D65)培養物をもたらした。加水分解後の上清を、Sorvall RC5冷却遠心分離器中でGS3ローターを使用して、10k×g、4℃で30分間遠心分離することによって不溶性物質から分離した。上清画分を1M NaClにし、4.5psiの膜間圧(TMP)での0.2μmの中空繊維フィルターを通した接線流精密濾過によって濾過し、全体積を通過させ、続いて等体積の1M NaClで洗い流した。次いで、0.2μmの取り除かれた1M NaCl透過物を、30kDaのHydrosart TFF膜上で14psiのTMPにおいて10倍濃縮し、1M NaClの35ダイアボリューム、続いて50mMのトリスpH7の10ダイアボリュームに対して透析濾過した。
次いで、20mMのトリスpH7、50mM NaCl中の未透過物画分を、20mMのトリスpH7、50mM NaCl中、10mL/分のAKTA Purifierを使用して、直列に連結された3×3mLのSartobind NanoQアニオン交換膜に通した。フロースルー画分を、25%(v/v)硫酸アンモニウムにし、4℃で一晩インキュベートした。沈殿した物質を、Sorvall RC5冷却遠心分離器中でGS3ローターを使用して、10k×g/4℃で30分間遠心分離することによって除去し、続いて、0.45μmのStericup真空フィルターユニット(Millipore,MA)を通して濾過した。次いで、濾液を、7.5psiのTMPで10kDaのHydrosart膜を使用して、Slice 200 TFFを用いたTFFによって10倍濃縮し、10ダイアボリュームの脱イオン水に対して透析濾過した。TFF未透過物を凍結乾燥し、使用まで-20℃で保存した。
実施例7:IpgCの存在下での複数のpAMFを含有するIpaB変異体の無細胞合成
IpaB抗原へのpAMFの複数部位組み込みを、実施例5に記載される方法に従って達成した。IpaB WT(配列番号1、対照)および複数部位pAMF変異体(配列番号2~7)を、実施例4の方法を使用して、10cmの組織培養プレート中、0.2mg/mLのIpgCの存在下で、室温において(2.5μg DNA/mL)、一晩発現した。培養物を採取し、精製のために1mLのhisTRAP(商標)親和性カラムに装填した。各2μLの上清、ペレット、およびフロースルー画分、ならびに10μLの溶出画分を収集し、ゲルを流す前に標識化するためにDBCO-TAMRA(TAMRA:5-カルボキシテトラメチルローダミン)とインキュベートした。ゲルを蛍光によって可視化し、Safe Blueでも染色した。
IpaB抗原へのpAMFの複数部位組み込みを、実施例5に記載される方法に従って達成した。IpaB WT(配列番号1、対照)および複数部位pAMF変異体(配列番号2~7)を、実施例4の方法を使用して、10cmの組織培養プレート中、0.2mg/mLのIpgCの存在下で、室温において(2.5μg DNA/mL)、一晩発現した。培養物を採取し、精製のために1mLのhisTRAP(商標)親和性カラムに装填した。各2μLの上清、ペレット、およびフロースルー画分、ならびに10μLの溶出画分を収集し、ゲルを流す前に標識化するためにDBCO-TAMRA(TAMRA:5-カルボキシテトラメチルローダミン)とインキュベートした。ゲルを蛍光によって可視化し、Safe Blueでも染色した。
3つのpAMF残基を含有するIpaB変異体(変異体1:K289、K367、K395-配列番号2;変異体2:K299、K395、K436-配列番号3;変異体3:K299、K368、K395-配列番号4)を、4つのpAMF残基を含有するIpaB変異体(変異体4:K289、K368、K395、K436-配列番号5;変異体5:K299、K395、K436、K470-配列番号6;変異体6:K299、K368、K395、K436-配列番号7)に加えて発現および精製した。IpgCの存在下でのこれらの変異体の各々の発現は、図9に示される。変異体1は、発現および精製後の溶離液画分からの最も高い回収を示した。
実施例8:DBCO誘導体化OPSへのIpaB変異体のコンジュゲーション
DBCO基のシクロオクチン部分を、変異体IpaBに組み込まれた非天然アミノ酸(pAMF)側鎖のアジド部分と反応させることによって、IpaB変異体1(配列番号2)、2(配列番号3)、3(配列番号4)、および4(配列番号5)をDCBO誘導体化OPSにコンジュゲートした。DBCO基とアジド基との間のコンジュゲーション反応のための試料プロトコルは、例えば、Zimmerman et al.,Bioconjugate Chemistry,2014,25(2),351-361、Yin et al.,Sci Rep 7,3026(2017)、およびKapoor et al.,Biochemistry,2018,57(5),516-519で見ることができる。100kDaの膜を使用した粗コンジュゲートの透析によって、反応混合物から遊離多糖の大部分を除去した。
DBCO基のシクロオクチン部分を、変異体IpaBに組み込まれた非天然アミノ酸(pAMF)側鎖のアジド部分と反応させることによって、IpaB変異体1(配列番号2)、2(配列番号3)、3(配列番号4)、および4(配列番号5)をDCBO誘導体化OPSにコンジュゲートした。DBCO基とアジド基との間のコンジュゲーション反応のための試料プロトコルは、例えば、Zimmerman et al.,Bioconjugate Chemistry,2014,25(2),351-361、Yin et al.,Sci Rep 7,3026(2017)、およびKapoor et al.,Biochemistry,2018,57(5),516-519で見ることができる。100kDaの膜を使用した粗コンジュゲートの透析によって、反応混合物から遊離多糖の大部分を除去した。
IpaB変異体1~4で生成されたコンジュゲートの分子量は、図10に示される。透析による精製後、IpaB変異体1(配列番号2)のコンジュゲートが、最大の平均分子量(529.20)を有することが観察された。
実施例9:IpaBおよびIpaB:OPSコンジュゲートに対するヒト血清反応性
Shigella流行地における個人から得られたヒト血清によるIpaBおよびIpaB:OPSコンジュゲートの検出を、ELISAによって測定した。抗ヒト二次抗体を利用して、以下の実施例10に概説される一般プロトコルに従ってELISAを実施した。図11は、血清濃度の関数としてのIpaB、IpaB変異体1~4、およびIpaB変異体1~4のOPSコンジュゲートの反応性(OD450で測定)を示す。4つすべてのコンジュゲート(1~4、配列番号2~5)が、図11に示されるように、IpaBおよび変異体IpaB単独よりもヒト血清との高い反応性を示した。
Shigella流行地における個人から得られたヒト血清によるIpaBおよびIpaB:OPSコンジュゲートの検出を、ELISAによって測定した。抗ヒト二次抗体を利用して、以下の実施例10に概説される一般プロトコルに従ってELISAを実施した。図11は、血清濃度の関数としてのIpaB、IpaB変異体1~4、およびIpaB変異体1~4のOPSコンジュゲートの反応性(OD450で測定)を示す。4つすべてのコンジュゲート(1~4、配列番号2~5)が、図11に示されるように、IpaBおよび変異体IpaB単独よりもヒト血清との高い反応性を示した。
実施例10:マウスの能動免疫化-S.flexneri 2a攻撃
S.flexneri 2a攻撃への動物応答に対する、IpaB-OPS(IpaB変異体#1)、CRM-OPS、IpaB、およびミョウバン対照免疫化の有効性を評価するための実験を実施した。メスのBALB/cマウスを、表2に示されるようにグループ化した。
表2:S.flexneri 2a攻撃のための免疫化群
S.flexneri 2a攻撃への動物応答に対する、IpaB-OPS(IpaB変異体#1)、CRM-OPS、IpaB、およびミョウバン対照免疫化の有効性を評価するための実験を実施した。メスのBALB/cマウスを、表2に示されるようにグループ化した。
表2:S.flexneri 2a攻撃のための免疫化群
順応期間後、高精度気化器(Mobile Laboratory Animal Anesthesia System VetEquip)を通して、100% O2中40,000ppm±15%のイソフルランにおいて、1~2%の維持で投与されるイソフルラン麻酔下で、眼窩後方洞出血によって200μLの血液を各マウスから採取した。マウスを、適切な回復のために麻酔の使用後に注意深く監視した。滅菌(70%エタノール)アプリケータによって適用る耳タグ(70%エタノールで滅菌された)を、初回採血時に各動物の耳介の中心に配置した。
上記の表2に従って免疫化を筋肉内(IM)に行った。3回のワクチン接種を14日間空けて与えた(免疫化1:0日目、免疫化2:13日目、免疫化3:21日目)。各ワクチン接種の前および後に採血し、血清を抗体測定のために分離した。3回目のワクチン接種の投与のおよそ4週間後に、約10μLの体積中9.5×107CFUの用量において、S.flexneri 2aでマウスを攻撃した。
Shigella flexneri LPS、IpaB、およびCRMに特異的な血清IgG抗体を、ELISAによって測定した。各抗原に対する希釈標準溶液を次のように調製した:炭酸塩コーティング緩衝液pH9.6中に希釈された5.0μg/mLの精製されたLPS株2457T、1X PBS pH7.4中の0.2μg/mLの精製されたIpaB、1X PBS pH7.4中の2.0μg/mLの精製されたCRM。続いて、Immulon 2HB「U」底部マイクロタイタープレート(Thermo Labsystems #3655)を、プレートの各ウェルに100μLの適切な希釈標準溶液を添加することによってコーティングした。次いで、プレートを37℃で3時間インキュベートした。このインキュベーション後、洗浄の間に2分間の浸漬期間を伴ってPBS-Tween(0.05%)で6回、プレートを洗浄した。次いで、プレートを、250μL/ウェルで10%脱脂粉乳(NFDM)を含有する1X PBSを用いて、4℃で一晩ブロッキングした。ブロッキング後、プレートを上述のように再度洗浄した。
試験試料および陽性対照を、PBS-Tween 10% NFDMで希釈し、プレートに添加した。検体および陽性対照を、各プレート上で実施される一連の2倍希釈で2回試験した。プレートを、37℃で1時間インキュベートし、次いで、上記のようにPBS-Tweenで洗浄した。次に、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)標識ヤギ抗マウスIgG(SeraCare #5220-0460)を、PBS-Tween 10% NFDM中で、1:1000または1:2000のそれぞれに希釈した。すべてのウェルは、100μLの適切な抗体溶液を受容し、プレートを37℃で1時間インキュベートした。プレートを再度洗浄し、100μLのTMB Microwell Peroxidase Substrate(SeraCare #5120-0047)を各ウェルに添加した。プレートを、撹拌しながら暗所で15分間、室温においてインキュベートした。100μLの1Mリン酸をすべてのウェルに添加することによって、比色反応を停止させた。450nmでの吸光度値を、Multiskan FCTM Microplate Readerを使用して直ちに測定した。
図12Aおよび図12Bは、S.flexneri 2a攻撃の結果を示す。図12Aは、S.flexneri 2aを用いた攻撃後の生存率を示す。IpaB-OPSコンジュゲートで処置したマウスは、CRM-OPSコンジュゲートまたはミョウバン単独で処置したマウスにおける40%の生存率と比較して、8日後に90%の生存率を示した。図12Bは、抗OPS Elisa力価実験を示し、IpaBおよび出血前対照と対比して、IpaB-OPSコンジュゲートの高い力価レベルを実証する。CRM-OPSコンジュゲートは、堅固な力価を示したが、免疫化後、IpaB-OPSがマウスに与えたのと同じ防御レベルを与えなかった。
図13A~Eは、S.flexneriを用いた攻撃後のさらなる結果を示す。CRM-OPSで免疫化されたマウスは、攻撃の8日後に最低平均体重を示した(図13A)。図13B~Eは、1~3のスケールで測定された定性的結果を示し、スコアが高いほど、悪化した状態を示す。全体的に、ミョウバンを投与されたマウスは、実験の過程中どの時点でも最も重度のスコアリングを示し(例えば、姿勢および毛の状態について3のスコア)、一方で、CRM-OPS免疫化マウスは、前に考察した高い死亡率に加えて、攻撃の8日後に最も重度のスコアリングを示した。
参照による組み込み
本明細書に引用されるすべての参考文献、記事、刊行物、特許、特許公開、および特許出願は、すべての目的のために参照によりそれらの全体が組み込まれる。しかしながら、本明細書に引用される任意の参考文献、記事、刊行物、特許、特許公開、および特許出願の言及は、世界の任意の国において、有効な先行技術を構成する、または共通の一般知識の一部を形成するという承認または任意の形態の提案ではなく、かつそのようにみなされるべきではない。
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Claims (71)
- IpaBポリペプチド抗原アミノ酸配列に組み込まれた少なくとも1つの非天然アミノ酸(nnAA)を含む、侵入プラスミド抗原B(IpaB)ポリペプチド抗原であって、前記nnAAが、配列番号1のK241、K262、K269、K283、K289、K299、C309、K312、S329、S333、D347、E360、K368、E372、K376、D380、K384、E387、D392、K394、K395、K397、K424、K429、K436、K440、K448、K451、K470、およびK482から選択される位置で組み込まれる、侵入プラスミド抗原B(IpaB)ポリペプチド抗原。
- 前記nnAAが、K289、K299、K368、K395、K436、およびK470から選択される位置で組み込まれる、請求項1に記載のIpaB抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K289、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む、請求項2に記載のIpaB抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号2のアミノ酸配列を含む、請求項3に記載のIpaB抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む、請求項2に記載のIpaB抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号3のアミノ酸配列を含む、請求項5に記載のIpaB抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む、請求項2に記載のIpaB抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号4のアミノ酸配列を含む、請求項7に記載のIpaB抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K289、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む、請求項2に記載のIpaB抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号5のアミノ酸配列を含む、請求項9に記載のIpaB抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K395、K436、およびK470の各々で組み込まれるnnAAを含む、請求項2に記載のIpaB抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号6のアミノ酸配列を含む、請求項11に記載のIpaB抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む、請求項2に記載のIpaB抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号7のアミノ酸配列を含む、請求項13に記載のIpaB抗原。
- 前記nnAAが、クリックケミストリー反応性基を含む、請求項1~14のいずれか一項に記載のIpaB抗原。
- 前記nnAAが、2-アミノ-3-(4-アジドフェニル)プロパン酸(pAF)、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸(pAMF)、2-アミノ-3-(5-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(6-(アジドメチル)ピリジン-3-イル)プロパン酸、2-アミノ-5-アジドペンタン酸、および2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項15に記載のIpaB抗原。
- 前記nnAAが、pAMFである、請求項16に記載のIpaB抗原。
- O抗原Shigella多糖(OPS)にコンジュゲートされた、請求項1~17に記載のIpaB抗原。
- 前記OPSが、血清型1a、1b、2a、2b、3b、4a、4b、5a、5b、6、7a、7b、または前述の組み合わせから選択される、請求項18に記載のIpaBポリペプチド抗原。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、精製される、請求項1~19のいずれか一項に記載のIpaBポリペプチド抗原。
- 請求項1~20のいずれか一項に記載のIpaB抗原を含む、免疫原性組成物。
- 少なくとも1つの賦形剤をさらに含む、請求項21に記載の免疫原性組成物。
- 前記少なくとも1つの賦形剤が、ビヒクル、可溶化剤、乳化剤、安定剤、防腐剤、等張剤、緩衝系、分散剤、希釈剤、粘度調整剤、および吸収促進剤から選択される、請求項22に記載の免疫原性組成物。
- アジュバントをさらに含む、請求項21~23のいずれか一項に記載の免疫原性組成物。
- 滅菌注射液として製剤化された、請求項21~24のいずれか一項に記載の免疫原性組成物。
- 凍結乾燥形態で製剤化された、請求項21~24のいずれか一項に記載の免疫原性組成物。
- Shigella細菌由来の侵入プラスミド抗原B(IpaB)ポリペプチド抗原を発現するための方法であって、外因性IpgCシャペロンタンパク質の存在下での無細胞タンパク質合成を使用して、前記IpaBポリペプチド抗原を発現することを含む、方法。
- 前記Shigella細菌が、S.dysenteriae、S.flexneri、S.boydii、およびS.sonneiから選択されるShigella種を含む、請求項27に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、前記Shigella細菌由来の野生型IpaBポリペプチド抗原配列と少なくとも80%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%同一であるアミノ酸配列を含む、請求項27または請求項28に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1のアミノ酸配列と少なくとも80%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%同一であるアミノ酸配列を含む、請求項27または請求項28に記載の方法。
- 少なくとも1つの非天然アミノ酸(nnAA)が、前記IpaBポリペプチド抗原アミノ酸配列に組み込まれる、請求項27に記載の方法。
- 少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、または少なくとも6つのnnAAが、前記IpaBポリペプチド抗原アミノ酸配列に組み込まれる、請求項31に記載の方法。
- 2~10個のnnAAが、前記IpaBポリペプチド抗原アミノ酸配列に組み込まれる、請求項31に記載の方法。
- 前記nnAAが、配列番号1のK241、K262、K269、K283、K289、K299、C309、K312、S329、S333、D347、E360、K368、E372、K376、D380、K384、E387、D392、K394、K395、K397、K424、K429、K436、K440、K448、K451、K470、およびK482から選択される1つ以上の位置で組み込まれる、請求項31~33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記nnAAが、K289、K299、K368、K395、K436、およびK470から選択される位置で組み込まれる、請求項31~33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K289、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号2のアミノ酸配列を含む、請求項36に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号3のアミノ酸配列を含む、請求項38に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K368、およびK395の各々で組み込まれるnnAAを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号4のアミノ酸配列を含む、請求項40に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K289、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号5のアミノ酸配列を含む、請求項42に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K395、K436、およびK470の各々で組み込まれるnnAAを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号6のアミノ酸配列を含む、請求項44に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号1の位置K299、K368、K395、およびK436の各々で組み込まれるnnAAを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、配列番号7のアミノ酸配列を含む、請求項44に記載の方法。
- 前記nnAAが、2-アミノ-3-(4-アジドフェニル)プロパン酸(pAF)、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸(pAMF)、2-アミノ-3-(5-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)ピリジン-2-イル)プロパン酸、2-アミノ-3-(6-(アジドメチル)ピリジン-3-イル)プロパン酸、2-アミノ-5-アジドペンタン酸、および2-アミノ-3-(4-(アジドメチル)フェニル)プロパン酸、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項31~44のいずれか一項に記載の方法。
- 前記nnAAが、pAMFである、請求項48に記載の方法。
- 前記IpgCシャペロンタンパク質が、配列番号8と少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含む、請求項27~49のいずれか一項に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原を精製することをさらに含む、請求項27~50のいずれかに記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、水溶液中に二量体形態で前記抗原の実質的にすべてを提供する様式で精製される、請求項51に記載の方法。
- 前記IpaBポリペプチド抗原が、前記IpaBポリペプチド抗原に実質的に影響を及ぼすことなく、前記IpgCシャペロンタンパク質を分解するのに有効な洗剤の存在下で精製される、請求項52に記載の方法。
- 前記洗剤が、ラウリルジメチルアミンオキシド(LDAO)である、請求項53に記載の方法。
- LDAOが、0.1%v/v以下の量で存在する、請求項54に記載の方法。
- 請求項27~54のいずれか一項に記載の方法によって調製される、精製されたIpaB抗原。
- Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための方法であって、前記対象に、有効量の請求項21~26のいずれか一項に記載の免疫原性組成物を投与することを含む、方法。
- Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための、請求項21~26のいずれか一項に記載の免疫原性組成物の使用。
- Shigella赤痢に対して対象を免疫化するための薬剤の製造における、請求項21~26のいずれか一項に記載の免疫原性組成物の使用。
- 前記免疫原性組成物が、筋肉内注射として投与される、請求項57に記載の方法、または請求項58もしくは請求項59に記載の使用。
- 前記免疫原性組成物が、経粘膜的に投与される、請求項57に記載の方法、または請求項58もしくは請求項59に記載の使用。
- 前記免疫原性組成物が、1回投与される、請求項57に記載の方法、または請求項58もしくは請求項59に記載の使用。
- 前記免疫原性組成物が、2回以上投与される、請求項57に記載の方法、または請求項58もしくは請求項59に記載の使用。
- 前記対象が、Shigella赤痢の症状を呈し、前記免疫原性組成物が、治療ワクチンとして投与される、請求項57に記載の方法、または請求項58もしくは請求項59に記載の使用。
- 対象においてShigella赤痢感染が発症するリスクを低減するための方法であって、前記対象に、有効量の請求項21~26のいずれか一項に記載の免疫原性組成物を投与することを含む、方法。
- 対象においてShigella赤痢感染が発症するリスクを低減するための、請求項21~26のいずれか一項に記載の免疫原性組成物の使用。
- 対象においてShigella赤痢感染が発症するリスクを低減するための薬剤の製造における、請求項21~26のいずれか一項に記載の免疫原性組成物の使用。
- 前記対象が、Shigella赤痢を発症する少なくとも1つのリスク因子を有する、請求項65に記載の方法、または請求項66もしくは請求項67に記載の使用。
- 対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導する方法であって、前記対象に、請求項21~26のいずれか一項に記載の免疫原性組成物を投与することを含む、方法。
- 対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導するための、請求項21~26のいずれか一項に記載の免疫原性組成物の使用。
- 対象においてShigella細菌に対する防御免疫応答を誘導するための薬剤の製造における、請求項21~26のいずれか一項に記載の免疫原性組成物の使用。
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