JP2023534840A - M2/bm2欠失インフルエンザベクターを使用したワクチン - Google Patents
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Abstract
本発明は、インフルエンザウイルスバックボーンを含む組換えウイルスであって、当該インフルエンザバックボーンがPB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントを含む、組換えウイルスであって、当該PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントの少なくとも1つが、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む、組換えウイルスを提供する。本発明は、当該抗原がSARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、組換えウイルスを提供する。本発明はまた、免疫応答を誘起する医薬製剤および方法も提供する。【選択図】図1
Description
電子提出される材料の参照による組み込み
本明細書と同時に提出され、以下のように、すなわち、2021年7月20日作成の「755022SequenceListing.txt」という名称の1つの271,121バイトASCII(テキスト)ファイルと同定されるコンピュータ可読ヌクレオチド/アミノ酸配列表が、全体として参照により本明細書により組み込まれている。
本明細書と同時に提出され、以下のように、すなわち、2021年7月20日作成の「755022SequenceListing.txt」という名称の1つの271,121バイトASCII(テキスト)ファイルと同定されるコンピュータ可読ヌクレオチド/アミノ酸配列表が、全体として参照により本明細書により組み込まれている。
発明の背景
ワクチンは、感染症由来の疾病を予防するための重要なツールである。感染症は、世界中で何百万人もの人々を感染させることができる。したがって、多くの異なる種類の疾患に対してワクチンを開発すること、および迅速かつ効率的にそうすることが重要である。例えば、新規の新型コロナウイルス感染症2019(COVID-19)は、新規に発生したウイルス性の重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2型(SARS-CoV-2)によって生じた地球規模のパンデミックである。世界中で1000万人を超える人々が当該疾患と診断されており、何十万人もが当該疾患により死亡している。その重症形態において、当該疾患は、急性呼吸促迫症候群(ARDS)を特徴としており、いまのところ、これを治療または予防する標的指向の介在戦略はない。当該ウイルスに対する免疫応答は、当該疾患の発病に寄与しかつその解決の間に保護を提供すると考えられている。したがって、極めて大多数の個体を感作させるのに安全かつ有効なワクチンを開発する未曽有の必要性がある。
ワクチンは、感染症由来の疾病を予防するための重要なツールである。感染症は、世界中で何百万人もの人々を感染させることができる。したがって、多くの異なる種類の疾患に対してワクチンを開発すること、および迅速かつ効率的にそうすることが重要である。例えば、新規の新型コロナウイルス感染症2019(COVID-19)は、新規に発生したウイルス性の重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2型(SARS-CoV-2)によって生じた地球規模のパンデミックである。世界中で1000万人を超える人々が当該疾患と診断されており、何十万人もが当該疾患により死亡している。その重症形態において、当該疾患は、急性呼吸促迫症候群(ARDS)を特徴としており、いまのところ、これを治療または予防する標的指向の介在戦略はない。当該ウイルスに対する免疫応答は、当該疾患の発病に寄与しかつその解決の間に保護を提供すると考えられている。したがって、極めて大多数の個体を感作させるのに安全かつ有効なワクチンを開発する未曽有の必要性がある。
本発明は、インフルエンザウイルスのバックボーンを含む組換えウイルスであって、当該インフルエンザバックボーンがPB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントを含む、組換えウイルスであって、当該PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントの少なくとも1つが、少なくとも1つの抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む、組換えウイルスを提供する。好ましい実施形態において、抗原は、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2型(SARS-CoV-2)スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である。
発明の詳細な説明
本発明の組換えウイルスは、任意の種類のウイルスであり得る。本明細書で使用する場合、組換えウイルス(例えば、リアソータントウイルスまたは異なるウイルス)は、遺伝子の異なるウイルス(例えば、異種性遺伝子セグメント)に由来する遺伝材料(例えば、遺伝子セグメント)を含むウイルスである。
本発明の組換えウイルスは、任意の種類のウイルスであり得る。本明細書で使用する場合、組換えウイルス(例えば、リアソータントウイルスまたは異なるウイルス)は、遺伝子の異なるウイルス(例えば、異種性遺伝子セグメント)に由来する遺伝材料(例えば、遺伝子セグメント)を含むウイルスである。
本明細書で使用する場合、「遺伝子セグメント」という用語は、ウイルスタンパク質をコードするヌクレオチド配列を指す。この遺伝子セグメントは、ウイルスタンパク質をコードするウイルスRNA(vRNA)、すなわち、配列番号43~47、53、56、58、60、63~67、および73をコードするcDNA(相補的DNA)配列によって表され得る。
本明細書で使用する場合、「バックボーン」という用語は、PB1、PB2、PA、NP、NS1、および/またはNS2、ならびにMというタンパク質をコードするインフルエンザ遺伝子セグメントを指す。本発明の遺伝子セグメントは、選択されたアミノ酸を有するタンパク質をコードする。このウイルスバックボーンは、インフルエンザウイルスバックボーンである。コアタンパク質に基づいて分類される4つの種類のインフルエンザウイルス(すなわち、A、B、C、およびD)があるが、季節性エピデミクスは、インフルエンザA型およびB型ウイルスを循環させることによって生じることが最も多い。一実施形態では、インフルエンザウイルスバックボーンは、インフルエンザA型バックボーンである。別の実施形態では、インフルエンザウイルスバックボーンは、インフルエンザB型バックボーンである。
本明細書で使用する場合、「選択されたアミノ酸」という用語は、アミノ酸配列の特定の位置における具体的なアミノ酸を指す。いくつかの実施形態において、選択されたアミノ酸は、親アミノ酸配列への遺伝子突然変異の結果である。親アミノ酸配列は、選択されたアミノ酸に対応する位置を除き、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列と同一であり得る。
組換えウイルス
(A)インフルエンザA型バックボーンタンパク質
本発明のPB1(ポリメラーゼ塩基性タンパク質1)遺伝子セグメントは、少なくとも1つの選択されたアミノ酸を含むタンパク質、すなわち、PB1タンパク質をコードし得る。好ましい実施形態において、選択されたアミノ酸は、位置40のロイシンと、位置180のトリプトファンとを含む。PB1タンパク質の選択されたアミノ酸はさらに、位置464のアスパラギンまたは位置607のセリンのうちの少なくとも1つを含む。PB1遺伝子セグメントは場合により、ヌクレオチド位置4での、シトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み得る。
(A)インフルエンザA型バックボーンタンパク質
本発明のPB1(ポリメラーゼ塩基性タンパク質1)遺伝子セグメントは、少なくとも1つの選択されたアミノ酸を含むタンパク質、すなわち、PB1タンパク質をコードし得る。好ましい実施形態において、選択されたアミノ酸は、位置40のロイシンと、位置180のトリプトファンとを含む。PB1タンパク質の選択されたアミノ酸はさらに、位置464のアスパラギンまたは位置607のセリンのうちの少なくとも1つを含む。PB1遺伝子セグメントは場合により、ヌクレオチド位置4での、シトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み得る。
選択されたアミノ酸は、親PB1配列、例えば、選択されたアミノ酸に対応する位置を除き、本発明のPB1アミノ酸配列と同一の配列への遺伝子突然変異によって獲得され得る。PB1タンパク質のアミノ酸位置464は、インフルエンザPB1タンパク質のパーム領域に位置し、RNA依存性RNAポリメラーゼ活性ドメインを接続する。概して、位置464のアスパラギン酸は、卵およびMDCK細胞において単離されたインフルエンザウイルスのうちで非常によく保存されている。このアミノ酸の役割は特定されていないが、この位置で観察されるアスパラギン(N)へのアミノ酸変化は、PB1タンパク質の立体配座に影響し得、宿主細胞因子との相互作用に影響し得、それゆえ、Vero細胞におけるインフルエンザポリメラーゼ活性に影響し得る。その上、インフルエンザRNAポリメラーゼは、PA、PB1、およびPB2というサブユニットから構成されるヘテロ三量体である。PB1タンパク質の位置465のヒスチジンは、PAタンパク質の位置243のグルタミン酸と相互作用し、PB1の位置464のアミノ酸変化は、PB1とPAとの間にある相互作用を変化させ得る。PB1タンパク質の位置607のアミノ酸の機能も未知であるが、このアミノ酸は、RNA依存性RNAポリメラーゼ領域とPB2結合領域との間に位置し、PB1とPB2との間にある相互作用を変化させ、それによりVero細胞におけるポリメラーゼ活性に影響を及ぼし得ることを示唆している。
本発明のPB2(ポリメラーゼ塩基性タンパク質2)遺伝子セグメントもまた、少なくとも1つの選択されたアミノ酸を含むタンパク質、すなわち、PB2タンパク質をコードし得る。好ましい実施形態において、選択されたアミノ酸は、位置504のバリン、ならびに場合により、位置467のイソロイシンおよび位置529のバリンを含む。PB2遺伝子セグメントは場合により、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み得る。PB2タンパク質の位置467および529のアミノ酸は、PB2-Cタンパク質中にある。具体的には、位置467のアミノ酸は、PB2タンパク質のキャップ結合領域に位置し、位置529のアミノ酸は、キャップ-627リンカードメインに位置する。いくつかのインフルエンザウイルスにおいて、PB2タンパク質は、宿主によりキャッピングされたRNAのキャップ構造を結合し、インフルエンザmRNAを生成するために、宿主RNA由来のキャップを利用する。このプロセスは、「キャップスナッチング(cap-snatching)」として公知である。その上、PB2の位置627のアミノ酸は、宿主範囲およびウイルス病原性における鍵となる決定因子であることが公知である。それゆえ、キャップ結合領域に最も近いアミノ酸変化は、ウイルスmRNA合成の効率に影響を及ぼし得る。
本発明のPA(ポリメラーゼ酸性タンパク質)遺伝子セグメントもまた、少なくとも1つの選択されたアミノ酸を含むタンパク質、すなわち、PAタンパク質をコードし得る。好ましい実施形態において、選択されたアミノ酸は、位置401のリジンを含む。PA遺伝子セグメントは場合により、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み得る。
本発明のNP(核タンパク質)遺伝子セグメントもまた、少なくとも1つの選択されたアミノ酸を含むタンパク質、すなわち、NPタンパク質をコードし得る。好ましい実施形態において、選択されたアミノ酸は、位置116のロイシンと、位置294のリジンまたは位置311のアルギニンのうちの少なくとも1つとを含む。NPタンパク質の位置294および位置311のアミノ酸は、NPタンパク質の本体の中に位置しており、それにより、核局在化シグナルとしても、核外輸送シグナルとしても機能しない。
本発明のNS(非構造的)遺伝子セグメントもまた、少なくとも1つの選択されたアミノ酸を含むタンパク質、すなわち、NS1および/またはNS2タンパク質をコードし得る。好ましい実施形態において、選択されたアミノ酸は、位置30(NS1タンパク質)のプロリンと、位置118(NS1タンパク質)のリジンとを含む。
本発明の一実施形態において、インフルエンザウイルスバックボーンは、位置40、180、および464の選択されたアミノ酸、すなわち、位置40のロイシン、位置180のトリプトファン、および位置464のアスパラギンを有するタンパク質、すなわち、PB1タンパク質をコードするPB1遺伝子セグメントを含む。PB1遺伝子セグメントは、配列番号44によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。PB1遺伝子セグメントは、配列番号49のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、PB1タンパク質をコードし得る。この実施形態の別の態様において、インフルエンザウイルスバックボーンは、位置504の選択されたアミノ酸、すなわち、位置504のバリンを有するタンパク質、すなわち、PB2タンパク質をコードするPB2遺伝子セグメントを含み得る。PB2遺伝子セグメントは、配列番号56によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。PB2遺伝子セグメントは、配列番号57のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、PB2タンパク質をコードし得る。この実施形態のNP遺伝子セグメントは、位置116および位置294の選択されたアミノ酸、すなわち、位置116のロイシンおよび位置294のリジンを有するタンパク質、すなわち、NPタンパク質をコードし得る。NP遺伝子セグメントは、配列番号43によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。NP遺伝子セグメントは、配列番号48のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、NPタンパク質をコードし得る。この実施形態のPA遺伝子セグメントおよびNS遺伝子セグメントはまた、位置401(PAタンパク質)、位置30(NS1タンパク質)、および位置118(NS1タンパク質)の選択されたアミノ酸、すなわち、位置401(PAタンパク質)のリジン、位置30(NS1タンパク質)のプロリン、および位置118(NS1タンパク質)のリジンを含むタンパク質、すなわち、PAタンパク質ならびにNS1および/またはNS2タンパク質をコードし得る。PA遺伝子セグメントは、配列番号58によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。PA遺伝子セグメントは、配列番号59のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、PAタンパク質をコードし得る。NS遺伝子セグメントは、配列番号60によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。NS遺伝子セグメントは、配列番号61のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、NS1タンパク質をコードし得る。NS遺伝子セグメントは、配列番号62のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、NS2タンパク質をコードし得る。この実施形態のPB1、PB2、およびPAという遺伝子セグメントはまた、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み得る。
本発明の別の実施形態において、インフルエンザウイルスバックボーンは、位置40、180、および607の選択されたアミノ酸、すなわち、位置40のロイシン、位置180のトリプトファン、および位置607のセリンを有するタンパク質、すなわち、PB1タンパク質をコードするPB1遺伝子セグメントを含む。PB1遺伝子セグメントは、配列番号46によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。PB1遺伝子セグメントは、配列番号51のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、PB1タンパク質をコードし得る。この実施形態の別の態様において、インフルエンザウイルスバックボーンは、位置504、467、および529の選択されたアミノ酸、すなわち、位置504のバリン、位置467のイソロイシン、および位置529のバリンを有するタンパク質、すなわち、PB2タンパク質をコードするPB2遺伝子セグメントを含み得る。PB2遺伝子セグメントは、配列番号47によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。PB2遺伝子セグメントは、配列番号52のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、PB2タンパク質をコードし得る。この実施形態のNP遺伝子セグメントは、位置116および311の選択されたアミノ酸、すなわち、位置116のロイシンおよび位置311のアルギニンを有するタンパク質、すなわち、NPタンパク質をコードし得る。NP遺伝子セグメントは、配列番号45によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。NP遺伝子セグメントは、配列番号50のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、NPタンパク質をコードし得る。PAおよびNSという遺伝子セグメントはまた、位置401(PAタンパク質)、位置30(NS1タンパク質)、および位置118(NS1タンパク質)の選択されたアミノ酸、すなわち、位置401(PAタンパク質)のリジン、位置30(NS1タンパク質)のプロリン、および位置118(NS1タンパク質)のリジンを含むタンパク質、すなわち、PAタンパク質ならびにNS1および/またはNS2タンパク質をコードし得る。PA遺伝子セグメントは、配列番号58によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。PA遺伝子セグメントは、配列番号59のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、PAタンパク質をコードし得る。NS遺伝子セグメントは、配列番号60によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。NS遺伝子セグメントは、配列番号61のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、NS1タンパク質をコードし得る。NS遺伝子セグメントは、配列番号62のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、NS2タンパク質をコードし得る。この実施形態のPB1、PB2、およびPAという遺伝子セグメントはまた、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み得る。
この実施形態の選択されたアミノ酸は、特にバックボーンのほとんどのタンパク質において、同じ条件下で、選択されたアミノ酸を有さないことを除いて同じであるインフルエンザウイルスバックボーンと比較して、インフルエンザウイルスバックボーンへと増強した成長特性を付与する。例えば、本発明のインフルエンザウイルスバックボーンは、Vero細胞における増強した成長を呈する。
本発明のインフルエンザウイルスバックボーンはまた、M(マトリックスタンパク質)遺伝子セグメントも含み得る。本発明の一実施形態において、M遺伝子セグメントは、インフルエンザA型由来の突然変異体の遺伝子セグメントであり得、それにより、このウイルスは機能的M2タンパク質の発現を欠いている。かかるウイルスは、本明細書では「M2SR」ウイルスと称される。本明細書で使用する場合、「M2SR」および「AM2SR」は相互交換可能である。M2SRウイルスは、単一複製インフルエンザウイルスである。M2SRウイルスのM遺伝子セグメントは、配列番号53によって表され得る。M遺伝子セグメントは、配列番号54のアミノ酸配列を有するタンパク質、例えば、切断型M2タンパク質をコードし得る。M2SRウイルスは、野生型M2タンパク質を安定して発現するVero細胞(すなわち、M2VeroA細胞)において増殖して、多重周期の複製を許容し得る。Vero細胞における高い収率は、M遺伝子セグメントにおける突然変異に依存しない。それゆえ、本発明のインフルエンザウイルスバックボーンは、機能的M2タンパク質(配列番号1)をコードするM遺伝子セグメントを含み得る。
(B)インフルエンザB型バックボーンタンパク質
本発明の一実施形態において、組換えウイルスは、PA、NP、およびNSという遺伝子セグメントを含むインフルエンザウイルスバックボーンであって、(a)PA遺伝子セグメントがヌクレオチド位置2272のチミンを含み、(b)NP遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNPタンパク質であって、選択されたアミノ酸が位置40のセリンと、位置161のアスパラギンまたはグリシンと、位置204のトレオニンと、場合により位置93のバリンとを含む、NPタンパク質をコードし、かつ(c)NS遺伝子セグメントが、ヌクレオチド位置39のグアニンを含み、NS遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNSタンパク質であって、選択されたアミノ酸が位置176のグルタミンを含む、NSタンパク質をコードする、インフルエンザウイルスバックボーンを含む。
本発明の一実施形態において、組換えウイルスは、PA、NP、およびNSという遺伝子セグメントを含むインフルエンザウイルスバックボーンであって、(a)PA遺伝子セグメントがヌクレオチド位置2272のチミンを含み、(b)NP遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNPタンパク質であって、選択されたアミノ酸が位置40のセリンと、位置161のアスパラギンまたはグリシンと、位置204のトレオニンと、場合により位置93のバリンとを含む、NPタンパク質をコードし、かつ(c)NS遺伝子セグメントが、ヌクレオチド位置39のグアニンを含み、NS遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNSタンパク質であって、選択されたアミノ酸が位置176のグルタミンを含む、NSタンパク質をコードする、インフルエンザウイルスバックボーンを含む。
本発明のPB1(ポリメラーゼ塩基性タンパク質1)遺伝子セグメントは、少なくとも1つの選択されたアミノ酸を含むタンパク質、すなわち、PB1タンパク質をコードし得る。選択されたアミノ酸は、親PB1配列、例えば、選択されたアミノ酸に対応する位置を除き、本発明のPB1アミノ酸配列と同一の配列に対する遺伝子突然変異によって獲得され得る。本発明のPB2(ポリメラーゼ塩基性タンパク質2)遺伝子セグメントもまた、少なくとも1つの選択されたアミノ酸を含むタンパク質、すなわち、PB2タンパク質をコードし得る。
本発明のPA(ポリメラーゼ酸性タンパク質)遺伝子セグメントもまた、少なくとも1つの選択されたアミノ酸を含むタンパク質、すなわち、PAタンパク質をコードし得る。好ましい実施形態において、遺伝子セグメントは、ヌクレオチド位置2272のチミンを含む。
本発明のNP(核タンパク質)遺伝子セグメントもまた、少なくとも1つの選択されたアミノ酸を含むタンパク質、すなわち、NPタンパク質をコードし得る。好ましい実施形態において、NPセグメントは、位置177のチミンと、位置540のアデニンと、位置670のチミンとを含み、NP遺伝子セグメントは、位置40のセリンと、位置161のアスパラギンまたはグリシンと、位置204のトレオニンと、場合により、位置93のバリンとを含む、選択されたアミノ酸を有するタンパク質をコードする。
本発明のNS(非構造的)遺伝子セグメントもまた、少なくとも1つの選択されたアミノ酸を含むタンパク質、すなわち、NS1および/またはNS2タンパク質をコードし得る。好ましい実施形態において、NSセグメントは、ヌクレオチド位置39のグアニンと、位置570のシトシンとを含み、NS遺伝子セグメントは、位置176(NS1タンパク質)のグルタミンを含む選択されたアミノ酸を有するNSタンパク質をコードする。
本発明の一実施形態において、インフルエンザウイルスは、選択されたアミノ酸を有するタンパク質、すなわち、PB1タンパク質をコードするPB1遺伝子セグメントを含む。PB1遺伝子セグメントは、配列番号63によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。PB1遺伝子セグメントは、配列番号68のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、PB1タンパク質をコードし得る。この実施形態の別の態様において、インフルエンザウイルスは、選択されたアミノ酸を有するタンパク質、すなわち、PB2タンパク質をコードするPB2遺伝子セグメントを含み得る。PB2遺伝子セグメントは、配列番号64によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。PB2遺伝子セグメントは、配列番号69のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、PB2タンパク質をコードし得る。この実施形態の別の態様において、インフルエンザウイルスは、位置40、161、および204の選択されたアミノ酸、すなわち、位置40のセリン、位置161のアスパラギンまたはグリシン、位置204のトレオニン、および場合により、位置93のバリンを有するタンパク質、すなわち、NPタンパク質をコードするNP遺伝子セグメントを含み得る。NP遺伝子セグメントは、配列番号66によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。NP遺伝子セグメントは、配列番号71のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、NPタンパク質をコードし得る。この実施形態の別の態様において、インフルエンザウイルスは、位置176の選択されたアミノ酸、すなわち、位置176のグルタミンを有するタンパク質、すなわち、NS1および/またはNS2タンパク質をコードするNS遺伝子セグメントを含み得る。NS遺伝子セグメントは、ヌクレオチド位置39のグアニンと、位置570のシトシンとを含み得る。NS遺伝子セグメントは、配列番号67によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。NS遺伝子セグメントは、配列番号72のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、NS1および/またはNS2タンパク質をコードし得る。この実施形態の別の態様において、インフルエンザウイルスは、タンパク質、すなわち、PAタンパク質をコードするPA遺伝子セグメントを含み得る。PA遺伝子セグメントは、配列番号65によって表されるヌクレオチド配列を有し得る。PA遺伝子セグメントは、配列番号70のアミノ酸配列を有するタンパク質、すなわち、PAタンパク質をコードし得る。
この実施形態の選択されたアミノ酸は、特にバックボーンのほとんどのタンパク質において、同じ条件下で、選択されたアミノ酸を有さないことを除いて同じであるインフルエンザウイルスと比較して、インフルエンザウイルスへと増強した成長特性を付与する。例えば、本発明のインフルエンザウイルスは、Vero細胞において増強した成長を呈する。
本発明のインフルエンザウイルスはまた、M(マトリックスタンパク質)遺伝子セグメントも含み得る。本発明の一実施形態において、M遺伝子セグメントは、インフルエンザB型由来の突然変異体の遺伝子セグメントであり得、それにより、このウイルスは機能的BM2タンパク質の発現を欠いている。かかるウイルスは、本明細書では「BM2SR」ウイルスと称される。BM2SRウイルスは、単一複製インフルエンザウイルスである。BM2SRウイルスのM遺伝子セグメントは、配列番号73によって表され得る。M遺伝子セグメントは、配列番号78のアミノ酸配列を有するタンパク質、例えば、切断型BM2タンパク質をコードし得る。BM2SRウイルスは、BM2タンパク質を安定して発現するVero細胞(すなわち、BM2VeroA細胞)において増殖して、多重周期の複製を許容し得る。Vero細胞における高い収率は、M遺伝子セグメントにおける突然変異に依存しない。それゆえ、本発明のインフルエンザウイルスは、機能的BM2タンパク質(配列番号2)をコードするM遺伝子セグメントを含み得る。
(C)インフルエンザA型表面タンパク質
本発明のさらなる実施形態において、インフルエンザウイルスバックボーンは、NA(ノイラミニダーゼ)およびHA(赤血球凝集素)遺伝子セグメントを含む。本発明の一実施形態において、HA遺伝子セグメントは、HAタンパク質のHA1サブユニットにおける少なくとも1つの選択されたアミノ酸(例えば、アミノ酸突然変異)、および/または当該HAタンパク質のHA2サブユニットにおける少なくとも1つの選択されたアミノ酸(例えば、アミノ酸突然変異)を含むアミノ酸配列を有する当該HAタンパク質をコードし得る。例えば、HA2サブユニットにおける少なくとも1つのアミノ酸突然変異は、位置107のアスパラギンであり得る。かかる突然変異はまた、生成中のウイルスの増強した成長に寄与し得る。
本発明のさらなる実施形態において、インフルエンザウイルスバックボーンは、NA(ノイラミニダーゼ)およびHA(赤血球凝集素)遺伝子セグメントを含む。本発明の一実施形態において、HA遺伝子セグメントは、HAタンパク質のHA1サブユニットにおける少なくとも1つの選択されたアミノ酸(例えば、アミノ酸突然変異)、および/または当該HAタンパク質のHA2サブユニットにおける少なくとも1つの選択されたアミノ酸(例えば、アミノ酸突然変異)を含むアミノ酸配列を有する当該HAタンパク質をコードし得る。例えば、HA2サブユニットにおける少なくとも1つのアミノ酸突然変異は、位置107のアスパラギンであり得る。かかる突然変異はまた、生成中のウイルスの増強した成長に寄与し得る。
本発明の一実施形態において、PB1、PB2、PA、NP、およびNSという遺伝子セグメントは、単一のインフルエンザ株に由来する。HA遺伝子セグメントは、PB1、PB2、PA、NP、およびNSという遺伝子セグメントが由来する単一のインフルエンザ株とは異なるインフルエンザ株に由来し得る。同様に、NA遺伝子セグメントは、PB1、PB2、PA、NP、およびNSという遺伝子セグメントが由来する単一のインフルエンザ株とは異なるインフルエンザ株に由来し得る。したがって、本発明の組換えウイルスは、パンデミックウイルス(例えば、H5N1およびH7N9)または季節性ウイルス(例えば、H1N1、H3N2、およびインフルエンザB型)であり得る。
(D)インフルエンザB型表面タンパク質
本発明のさらなる実施形態において、組換えウイルスは、NA(ノイラミニダーゼ)およびHA(赤血球凝集素)遺伝子セグメントをさらに含む、インフルエンザウイルスバックボーンを含む。本発明の一実施形態において、HA遺伝子セグメントは、HAタンパク質のHA1サブユニットにおける少なくとも1つの選択されたアミノ酸(例えば、アミノ酸突然変異)、および/または当該HAタンパク質のHA2サブユニットにおける少なくとも1つの選択されたアミノ酸(例えば、アミノ酸突然変異)を含むアミノ酸配列を有する当該HAタンパク質をコードし得る。例えば、HA2サブユニットにおける少なくとも1つのアミノ酸突然変異は、位置61のグルタミン酸であり得る。別の実施形態において、HA2サブユニットにおける少なくとも1つのアミノ酸突然変異は、位置112のグルタミン酸であり得る。このアミノ酸突然変異は、インフルエンザB型ウイルスの亜型または系統のいずれか(すなわち、VictoriaまたはYamagata)において存在し得る。好ましい実施形態において、HA2サブユニットにおけるアミノ酸突然変異は、インフルエンザB型ウイルスのVictoria系統における位置61のグルタミン酸であり得る。別の好ましい実施形態において、HA2サブユニットにおけるアミノ酸突然変異は、インフルエンザB型ウイルスのYamagata系統における位置112のグルタミン酸であり得る。かかる突然変異はまた、生成中のウイルスの増強した成長にも寄与し得る。
本発明のさらなる実施形態において、組換えウイルスは、NA(ノイラミニダーゼ)およびHA(赤血球凝集素)遺伝子セグメントをさらに含む、インフルエンザウイルスバックボーンを含む。本発明の一実施形態において、HA遺伝子セグメントは、HAタンパク質のHA1サブユニットにおける少なくとも1つの選択されたアミノ酸(例えば、アミノ酸突然変異)、および/または当該HAタンパク質のHA2サブユニットにおける少なくとも1つの選択されたアミノ酸(例えば、アミノ酸突然変異)を含むアミノ酸配列を有する当該HAタンパク質をコードし得る。例えば、HA2サブユニットにおける少なくとも1つのアミノ酸突然変異は、位置61のグルタミン酸であり得る。別の実施形態において、HA2サブユニットにおける少なくとも1つのアミノ酸突然変異は、位置112のグルタミン酸であり得る。このアミノ酸突然変異は、インフルエンザB型ウイルスの亜型または系統のいずれか(すなわち、VictoriaまたはYamagata)において存在し得る。好ましい実施形態において、HA2サブユニットにおけるアミノ酸突然変異は、インフルエンザB型ウイルスのVictoria系統における位置61のグルタミン酸であり得る。別の好ましい実施形態において、HA2サブユニットにおけるアミノ酸突然変異は、インフルエンザB型ウイルスのYamagata系統における位置112のグルタミン酸であり得る。かかる突然変異はまた、生成中のウイルスの増強した成長にも寄与し得る。
本発明の一実施形態において、PB1、PB2、PA、NP、およびNSという遺伝子セグメントは、単一のインフルエンザ株に由来する。HA遺伝子セグメントは、PB1、PB2、PA、NP、およびNSという遺伝子セグメントが由来する単一のインフルエンザ株とは異なるインフルエンザ株に由来し得る。同様に、NA遺伝子セグメントは、PB1、PB2、PA、NP、およびNSという遺伝子セグメントが由来する単一のインフルエンザ株とは異なるインフルエンザ株に由来し得る。したがって、本発明のインフルエンザウイルスは、季節性インフルエンザウイルス(例えば、インフルエンザB型)であり得る。
(E)抗原
一実施形態において、組換えウイルスは、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントを含むインフルエンザウイルスバックボーンを含み、PB2、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントのうちの少なくとも1つは、1つ以上の抗原をコードするヌクレオチド配列を含む。本明細書で使用する場合、「抗原」という用語は、HA遺伝子セグメントに関して異種性の抗原を指す。この抗原は、ウイルス性(インフルエンザを含む)、細菌性、真菌性、または原生動物性であり得る。例えば、遺伝子セグメント(例えば、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、またはNAという遺伝子セグメント)へと挿入されたウイルス抗原またはエピトープ配列は、当該ウイルスについての抗原であろう。一実施形態において、当該抗原は、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質(例えば、S1タンパク質)の免疫原性断片である。別の実施形態において、当該抗原は、インフルエンザウイルスバックボーンにおけるHA遺伝子セグメントに対して異種性であるインフルエンザ遺伝子セグメントまたはその断片(すなわち、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、もしくはNAという遺伝子セグメント、またはその断片)である。別の実施形態において、当該抗原は、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)またはその断片である。別の実施形態において、当該抗原は、パラインフルエンザウイルス(PIV)またはその断片である。いくつかの実施形態において、1つ以上の抗原は、ウイルス遺伝子セグメント内から発現する。
一実施形態において、組換えウイルスは、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントを含むインフルエンザウイルスバックボーンを含み、PB2、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントのうちの少なくとも1つは、1つ以上の抗原をコードするヌクレオチド配列を含む。本明細書で使用する場合、「抗原」という用語は、HA遺伝子セグメントに関して異種性の抗原を指す。この抗原は、ウイルス性(インフルエンザを含む)、細菌性、真菌性、または原生動物性であり得る。例えば、遺伝子セグメント(例えば、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、またはNAという遺伝子セグメント)へと挿入されたウイルス抗原またはエピトープ配列は、当該ウイルスについての抗原であろう。一実施形態において、当該抗原は、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質(例えば、S1タンパク質)の免疫原性断片である。別の実施形態において、当該抗原は、インフルエンザウイルスバックボーンにおけるHA遺伝子セグメントに対して異種性であるインフルエンザ遺伝子セグメントまたはその断片(すなわち、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、もしくはNAという遺伝子セグメント、またはその断片)である。別の実施形態において、当該抗原は、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)またはその断片である。別の実施形態において、当該抗原は、パラインフルエンザウイルス(PIV)またはその断片である。いくつかの実施形態において、1つ以上の抗原は、ウイルス遺伝子セグメント内から発現する。
本発明の一実施形態において、1つ以上の抗原をコードするヌクレオチド配列を含む少なくとも1つの遺伝子セグメントはさらに、少なくとも1つの可撓性リンカータンパク質、少なくとも1つの開裂可能な開裂性配列、および/または少なくとも1つのFLAGタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む。かかる遺伝子セグメントは、少なくとも2つの可撓性リンカータンパク質、少なくとも2つの開裂可能な開裂性配列、および/または少なくとも2つのFLAGタンパク質をコードし得る。
本発明の一実施形態において、開裂可能な開裂性配列は、「自己開裂する」配列を含む。一実施形態において、「自己開裂する」配列とは、「自己開裂する」2Aペプチドである。一実施形態において、「自己開裂する」配列とは、「自己開裂する」2Aペプチドである。「自己開裂する」2Aペプチドは、例えば、Liu et al.,Sci.Rep.,7(1):2193(2017)、およびSzymczak et al.,Nature Biotechnol.,22(5):589-594(2004)において説明されている。この2Aペプチドは、真核細胞における翻訳中にポリペプチドの開裂に介在するウイルス性オリゴペプチドである。「2A」という名称は、ウイルスゲノムの特定の領域を指す。特定の理論または機序に結び付けられるものではないが、2A介在性「自己開裂」の機序は、2AペプチドのC末端のグリシル-プロリルペプチド結合の形成のリボソームスキッピングであると考えられている。異なる2Aペプチドは、C末端でGDVEXNPGP(配列番号19)というコンセンサスアミノ酸配列を含み得、式中、配列番号19のXは、任意の天然に生じるアミノ酸残基である。本発明の一実施形態において、開裂可能なリボソームスキップ配列とは、ブタテッショウウイルス1型2A(P2A)アミノ酸配列、ウマ鼻炎A型ウイルス(E2A)アミノ酸配列、テセアアシグナウイルス2A(T2A)アミノ酸配列、または口蹄疫ウイルス(F2A)アミノ酸配列である。本発明の一実施形態において、リボソームスキップ配列とは、P2Aのアミノ酸配列を含む、当該アミノ酸配列からなる、または当該アミノ酸配列から本質的になる2Aペプチドアミノ酸配列である。
本発明の一実施形態において、可撓性リンカータンパク質とは、独立して、グリシンおよびセリンからなる群から選択される1~20個のアミノ酸残基である。いくつかの実施形態において、可撓性リンカータンパク質は、(Xaa1)rと定義され、ここで、各Xaa1は独立して、グリシンおよびセリンから選択され、rは、1から20までの整数である。かかるリンカーの例としては、GSG(配列番号75)、GGGGSGGGGSGGGGS(配列番号76)、および(G4S)3があるが、これらに限定されない。本発明の一実施形態において、抗原をコードするアミノ酸配列を含む少なくとも1つの遺伝子セグメントはさらに、少なくとも1つの可撓性リンカータンパク質を含む。別の実施形態において、かかる遺伝子セグメントはさらに、少なくとも2つの可撓性リンカータンパク質を含む。
好ましい実施形態において、抗原は、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質(例えば、S1タンパク質)の免疫原性断片である。一実施形態において、M遺伝子セグメントは、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の少なくとも1つの免疫原性断片をコードするヌクレオチド配列をコードする。M遺伝子セグメントは、突然変異したM2タンパク質またはBM2タンパク質をコードし得る。M遺伝子セグメントはさらに、少なくとも1つの可撓性リンカータンパク質および少なくとも1つのFLAGタンパク質をコードし得る。一実施形態において、M遺伝子セグメントは、突然変異したM2タンパク質と、可撓性リンカータンパク質と、FLAGエピトープタグタンパク質とを含む融合タンパク質をコードする。例えば、M遺伝子セグメントは、配列番号79および81~84のうちのいずれか1つによって表されるヌクレオチド配列を有し得る。M遺伝子セグメントは、配列番号1~14および92~96のうちのいずれか1つを含むタンパク質をコードし得る。
別の実施形態において、NS遺伝子セグメントは、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の少なくとも1つの免疫原性断片をコードするヌクレオチド配列をコードする。NS遺伝子セグメントは、NS1タンパク質およびNS2(すなわち、NEP)タンパク質、またはそれらの断片をコードし得る。NS遺伝子セグメントはまた、少なくとも1つの可撓性リンカータンパク質またはその断片もコードし得る。NS遺伝子セグメントはまた、少なくとも1つの開裂可能な開裂性配列もコードし得る。NS遺伝子セグメントは、配列番号80および85~91のうちのいずれか1つによって表されるヌクレオチド配列を有し得る。NS遺伝子セグメントは、配列番号97~104を含むタンパク質をコードし得る。
本発明の一実施形態において、開裂可能な開裂性配列とは、P2Aペプチド配列である。かかる実施形態において、P2Aペプチド配列は、片側の末端でNS1タンパク質のC末端へ、もう片側で抗原へ結合する。かかる実施形態において、抗原は、NEPオープンリーディングフレーム(ORF)へ結合することができる。本発明の別の実施形態において、P2Aペプチド配列は、片側の末端でNS1タンパク質のC末端へ、もう片側の末端で第1の可撓性リンカータンパク質へ結合する。かかる実施形態において、第1の可撓性リンカータンパク質は、抗原へ結合することができ、当該抗原が、NEP ORFへ付着する。別の実施形態において、第2の開裂可能な開裂性配列が存在する。一実施形態において、第2の開裂可能な開裂性配列とは、P2AまたはT2Aというペプチド配列である。任意の第2の開裂可能な開裂性配列は、片側の末端で抗原へ、もう片側の末端でNEP ORFへ結合し得る。別の実施形態において、第2の開裂可能な開裂性配列は、可撓性リンカータンパク質へ結合し得、次いで、これが抗原またはNEP ORFのいずれかへ結合する。
一実施形態において、少なくとも1つの(すなわち、PB2、PB2、PA、NP、M、NS、HA、またはNA)遺伝子セグメントは、1つ以上の抗原をコードするヌクレオチド配列をコードするであろう。いくつかの実施形態において、8つのインフルエンザウイルスバックボーンセグメントのうちの少なくとも2つ(すなわち、PB1およびPB2、PB1およびPA、PB1およびNP、PB1およびM、PB1およびNS、PB1およびHA、ならびにPB1およびNA、PB2およびPA、PB2およびNP、PB2およびM、PB2およびNS、PB2およびHA、PB2およびNA、PAおよびNP、PAおよびM、PAおよびNS、PAおよびHA、PAおよびNA、NPおよびM、NPおよびNS、NPおよびHA、NPおよびNA、MおよびNS、MおよびHA、MおよびNA、NSおよびHA、NSおよびNA、またはHAおよびNAという遺伝子セグメント)は、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質(例えば、S1タンパク質)の免疫原性断片など、1つ以上の抗原をコードするヌクレオチド配列をコードするであろう。
いくつかの実施形態において、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む遺伝子セグメントはさらに、下流の重複を含み、ここで、下流の重複は、少なくとも1つのサイレントヌクレオチド突然変異を含む。一実施形態において、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む遺伝子セグメントは、さらに、下流の直接的な縦列重複を含み、ここで、下流の重複は、少なくとも1つのサイレントヌクレオチド突然変異を含む。下流の重複は、ヌクレオチド配列の一部分が同じ向きで1回以上反復される当該ヌクレオチド配列を指す。反復ヌクレオチド配列は、次々と直接的につながることができ、または反復ヌクレオチド配列の各々の間にある、任意のヌクレオチド配列を含有することができる。加えて、重複する塩基の数は制限されない。
いくつかの実施形態において、遺伝子セグメントのヌクレオチド配列の下流の重複は、抗原をコードするヌクレオチド配列の挿入の間に生じる。いくつかの実施形態において、下流の重複は、ヌクレオチド配列、ならびにコードされたアミノ酸配列およびタンパク質の安定性を低減させることができる。安定性を改善するために、少なくとも1つのサイレント突然変異(すなわち、ヌクレオチド配列によってコードされるアミノ酸配列に影響しない突然変異)を導入して、第1のヌクレオチド配列と、第2の下流で重複したヌクレオチド配列との間にある相同性を低減させる。例えば、好ましい実施形態において、NS遺伝子セグメントは、抗原をコードするヌクレオチド配列を含む。抗原をコードするヌクレオチド配列の挿入の間に、ヌクレオチド配列の一部分が重複され、下流の重複を創出する。ヌクレオチド配列の第1のコピーは、パッケージング配列の一部であり、第2のコピーは、パッケージングに干渉することができる。干渉を防止するために、サイレント突然変異を下流の重複へ加えて、第1のコピーとの相同性を低減させる。一実施形態において、下流の重複は、少なくとも1個(すなわち、少なくとも1個、少なくとも2個少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個)のサイレント突然変異を有する。
組換えウイルスは、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつさらに、下流の重複であって、少なくとも1つのサイレントヌクレオチド突然変異を含む下流の重複を含む、1つ以上(すなわち、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、または少なくとも8つ)の遺伝子セグメントを有し得る。例えば、一実施形態において、かかる1つ以上の遺伝子セグメントは、PB1、PB2、PA、NP、NS、M、HA、またはNAという遺伝子セグメントであり得る。別の実施形態において、かかる1つ以上の遺伝子セグメントは、PB1およびPB2、PB2およびPA、PB1およびNP、PB1およびNS、PB1およびM、PB1およびHA、PB1およびNA、PB2およびPA、PB2およびNP、PB2およびNS、PB2およびM、PB2およびHA、PB2およびNA、PAおよびNP、PAおよびNS、PAおよびM、PAおよびHA、PAおよびNA、NPおよびNS、NPおよびM、NPおよびHA、NPおよびNA、NSおよびM、NSおよびHA、NSおよびNA、MおよびHA、MおよびNA、またはHAおよびNAという遺伝子セグメントであり得る。
(F)インフルエンザウイルスバックボーンの特性
本発明の組換えウイルスのバックボーンは、インフルエンザウイルスの種類(例えば、インフルエンザA型またはB型、季節性またはパンデミックのインフルエンザウイルス)に関わらず、特にVero細胞においてインフルエンザウイルスへと高い成長特性を付与する。本発明のインフルエンザウイルスは低い感染多重度(MOI)(例えば、0.001)を用いた製造プロセスにおいてでさえ、高い収率を呈する。MOIは、感染標的(例えば、細胞)当たりの作用因子(例えば、ウイルス)の平均数を指す。多重周期の感染が必要とされるとき(例えば、ウイルスワクチン製造)、より低いMOIを用いる。現行の医薬品の製造管理および品質管理の基準に関する省令は、米国食品医薬品局によって施行されており、概して、高い収率のウイルスを依然として製造する最も低いMOIの使用を必要とする。この理由は、マスターシードストックが高価であり、非感染性粒子および過剰の細胞性タンパク質から結果として生じる毒性がウイルス産生を低下させる可能性があるからである。
本発明の組換えウイルスのバックボーンは、インフルエンザウイルスの種類(例えば、インフルエンザA型またはB型、季節性またはパンデミックのインフルエンザウイルス)に関わらず、特にVero細胞においてインフルエンザウイルスへと高い成長特性を付与する。本発明のインフルエンザウイルスは低い感染多重度(MOI)(例えば、0.001)を用いた製造プロセスにおいてでさえ、高い収率を呈する。MOIは、感染標的(例えば、細胞)当たりの作用因子(例えば、ウイルス)の平均数を指す。多重周期の感染が必要とされるとき(例えば、ウイルスワクチン製造)、より低いMOIを用いる。現行の医薬品の製造管理および品質管理の基準に関する省令は、米国食品医薬品局によって施行されており、概して、高い収率のウイルスを依然として製造する最も低いMOIの使用を必要とする。この理由は、マスターシードストックが高価であり、非感染性粒子および過剰の細胞性タンパク質から結果として生じる毒性がウイルス産生を低下させる可能性があるからである。
本発明のさらなる実施形態において、インフルエンザウイルスは概して安定であり、それにより、バックボーンタンパク質、特にPB1、PB2、PA、NP、およびNS1というタンパク質の選択されたアミノ酸は、低いMOIで増殖するときでさえ、高度に保存されている。例えば、本発明の一実施形態において、選択されたアミノ酸は、Vero細胞株における少なくとも1回、少なくとも2回、少なくとも3回、少なくとも4回、少なくとも5回、少なくとも6回、少なくとも7回、少なくとも8回、少なくとも9回、少なくとも10回、または10回を超える連続継代後のPB1、PB2、およびNPというタンパク質のうちの少なくとも1つにおいて保存されている。一実施形態において、Vero細胞株は、インフルエンザA型ウイルスのM2イオンチャネルタンパク質を安定して発現するVero細胞(すなわち、M2VeroA細胞)を含み得る。本発明の別の実施形態において、Vero細胞株は、インフルエンザB型ウイルスのBM2イオンチャネルタンパク質(配列番号74)を安定して発現するVero細胞(すなわち、BM2Vero細胞)を含み得る。BM2は、インフルエンザA型ウイルスM2に対する機能的対応物であることが公知である。インフルエンザB型ウイルスM2タンパク質は、ウイルス複製を促進する上でのそのインフルエンザA型ウイルス対応物を機能的に置き換えることができる(Wanitchang et al.,Virology 498:99-108(2016))。かかる実施形態において、選択されたアミノ酸は、インフルエンザウイルスがインフルエンザA型ウイルスであるときでさえ、保存され得る。
遺伝子修飾されたVero細胞(すなわち、インフルエンザM2またはBM2タンパク質を発現するVero細胞)は、正常なVero細胞と同様に挙動し、正常なVero細胞に匹敵するインフルエンザA型またはB型ウイルスの成長を支援する。M2VeroA細胞におけるM2SRウイルスについてのウイルス力価は、非修飾のVero細胞株における機能的M2を発現するインフルエンザウイルスを複製することに匹敵している。さらに、BM2Vero細胞におけるBM2SRウイルス(すなわち、インフルエンザB型由来の突然変異体M遺伝子セグメントを含みかつ機能的BM2タンパク質を結果的に発現しないインフルエンザウイルス)についてのウイルス力価は、非修飾のVero細胞株における機能的BM2を発現するインフルエンザウイルスを複製することに匹敵している。したがって、M2SRウイルスおよびBM2SRウイルスは、M2VeroA細胞株およびBM2Vero細胞株におけるインフルエンザウイルスを複製することと同様に挙動する。
本発明の一実施形態において、インフルエンザウイルスは、ヒト細胞において複製することができる。
医薬製剤
本発明は、本明細書に説明するような本発明の組換えウイルスを含む医薬製剤(例えば、ワクチンまたは他の免疫原性組成物)を提供する。
本発明は、本明細書に説明するような本発明の組換えウイルスを含む医薬製剤(例えば、ワクチンまたは他の免疫原性組成物)を提供する。
当該医薬製剤はさらに、少なくとも1つの医薬として許容され得る担体または医薬品添加物を含むことができる。本明細書で使用する場合、「医薬として許容され得る担体または医薬品添加物」という用語は、本発明のインフルエンザウイルス以外の医薬製剤の任意の構成要素を指す。医薬として許容され得る担体または医薬品添加物は、望ましくは本発明の組換えウイルスを有意に不活性化することなく、本発明の組換えウイルスの有効性を増強することができ、または医薬製剤の安定性を維持することができる。
少なくとも1つの医薬として許容され得る担体または医薬品添加物は、任意の適切な医薬として許容され得る担体または医薬品添加物であり得、これらの多くは当該技術分野において公知である。例示的な医薬として許容され得る担体または医薬品添加物としては、医薬製剤のpHを維持する構成要素(例えば、緩衝剤)、張性を調整する構成要素(例えば、無機塩などの張性調節剤)、タンパク質(例えば、ウイルス)の安定性および/もしくは免疫原性を改善する構成要素、粘膜付着を改善する構成要素、タンパク質の凝集を防止する構成要素、ならびに/または医薬製剤を保持する構成要素(例えば、防腐剤)がある。例えば、医薬として許容され得る担体または医薬品添加物は、無機塩、界面活性剤、アミノ酸、ポリマーもしくはポリマー化合物(例えば、タンパク質、多糖、もしくはヒドロゲル)、キレート剤、糖、ポリオール、および/またはアジュバント(例えば、特異的な免疫応答を増強する任意の物質)のうちの少なくとも1つを含み得、これらの多くは当該技術分野において公知である。特定の担体または医薬品添加物は、医薬製剤における1つを超える目的を機能し得、したがって、以下の実施形態は本明細書で列挙される説明に制限されない。
任意の適切な緩衝剤は、医薬製剤において存在し得る。一実施形態において、緩衝剤は、イミダゾール緩衝液、リン酸カリウム緩衝液、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水(DPBS)(例えば、1×DPBS)、ヒスチジン緩衝液、クエン酸ナトリウム緩衝液、およびスクロースホスファートグルタマート緩衝液(SPG)のうちの少なくとも1つを含む。PBS調製物および/またはDPBS調製物は、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、一塩基性リン酸カリウム、および二塩基性リン酸ナトリウムを含み得、場合によりさらに、塩化カルシウムおよび/または塩化マグネシウムを含み得る。いくつかの実施形態において、PBS調製物および/またはDPBS調製物は、約136.9mM塩化ナトリウム、約2.67mM塩化カリウム、約1.47mM一塩基性リン酸カリウム、および約8.1mM二塩基性リン酸ナトリウムを含むが、その多くが当該技術分野において公知である任意の適切なPBS調製物および/またはDPBS調製物は、医薬製剤における緩衝剤として使用され得る。
当該緩衝剤は、任意の適切な濃度で医薬製剤中に存在し得る。当該緩衝剤は、約0.1mM以上、約1mM以上、約10mM以上、約20mM以上、約30mM以上、約40mM以上、約50mM以上、約60mM以上、約70mM以上、約80mM以上、約90mM以上、約100mM以上、約120mM以上、約140mM以上、約160mM以上、約180mM以上、約200mM以上、約250mM以上、約300mM以上、約350mM以上、約400mM以上、約450mM以上、または約500mM以上の濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、当該緩衝剤は、約1,000mM以下、約500mM以下、約450mM以下、約400mM以下、約350mM以下、約300mM以下、約250mM以下、約200mM以下、約180mM以下、約160mM以下、約140mM以下、約120mM以下、約100mM以下、約90mM以下、約80mM以下、約70mM以下、約60mM以下、約50mM以下、約40mM以下、約30mM以下、約20mM以下、約10mM以下、または約1mM以下の濃度で医薬製剤中に存在し得る。当該緩衝剤は、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、当該緩衝剤は、約0.1mM~約1000mM、約0.1mM~約500mM、約0.1mM~約100mM、約1mM~約1000mM、約1mM~約500mM、約1mM~約100mM、約100mM~約1000mM、約100mM~約500mMなどの濃度で医薬製剤中に存在し得る。
さらなる実施形態において、緩衝剤は、百分率濃度(例えば、体積/体積百分率(%v/v)、重量/体積百分率(%w/v)、または重量/重量百分率(%w/w))で医薬製剤中に存在する。緩衝剤は、約0.1%以上、約1%以上、約5%以上、約10%以上、約15%以上、約20%以上、約30%以上、約40%以上、または約50%以上の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、緩衝剤は、約60%以下、約50%以下、約40%以下、約30%以下、約20%以下、約15%以下、約10%以下、約5%以下、または約1%以下の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。緩衝剤は、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、緩衝剤は、約0.1%~約60%、約1%~約60%、約10%~約60%、約0.1%~約50%、約1%~約50%、約10%~約50%、約20%~約60%、約20%~約50%、約20%~約40%、約20%~約30%、約30%~約40%、約40%~約50%などの百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。
緩衝剤は、任意の適切なpHで医薬製剤のpHを維持することができる。緩衝剤は、例えば、約4以上、約4.5以上、約5以上、約5.5以上、約6以上、約6.5以上、約7以上、または約7.5以上のpHで医薬製剤のpHを維持することができる。あるいは、または加えて、緩衝剤は、例えば、約8以下、約7.5以下、約7以下、約6.5以下、約6以下、約5.5以下、約5以下、または約4.5以下のpHで医薬製剤のpHを維持することができる。緩衝剤は、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内のpHで医薬製剤のpHを維持することができる。例えば、緩衝剤は、約4~約8、約4.5~約8、約5~約8、約5.5~約8、約6~約8、約6.5~約8、約7~約8、約7.5~約8、約4~約7.5、約5~約7.5、約6~約7.5、約7~約7.5、約4~約7、約5~約7、約6~約7などのpHで医薬製剤のpHを維持することができる。
任意の適切な張性調節剤は、医薬製剤中に存在し得る。ある特定の実施形態において、1つ以上の無機塩は、張性調節剤として医薬製剤中に存在する。無機塩は、塩化ナトリウム(NaCl)、硫酸マグネシウム(MgSO4)、および塩化マグネシウム(MgCl2)のうちの少なくとも1つであり得る。張性調節剤、例えば、無機塩は、任意の適切な量で医薬製剤中に存在し得る。張性調節剤、例えば、無機塩は、約0.1mM以上、約0.2mM以上、約0.4mM以上、約0.6mM以上、約0.8mM以上、約1mM以上、約1.2mM以上、約1.4mM以上、約1.6mM以上、約1.8mM以上、約2mM以上、約3mM以上、約4mM以上、約5mM以上、約6mM以上、約7mM以上、約8mM以上、約9mM以上、約10mM以上、約20mM以上、約30mM以上、約40mM以上、約50mM以上、約100mM以上、約200mM以上、約300mM以上、約400mM以上、約500mM以上、約600mM以上、約700mM以上、約800mM以上、約900mM以上、約1000mM以上、または約1500mM以上の濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、張性調節剤、例えば、無機塩は、約2000mM以下、約1500mM以下、約1000mM以下、約900mM以下、約800mM以下、約700mM以下、約600mM以下、約500mM以下、約450mM以下、約400mM以下、約350mM以下、約300mM以下、約250mM以下、約200mM以下、約150mM以下、約100mM以下、約50mM以下、約45mM以下、約40mM以下、約35mM以下、約30mM以下、約25mM以下、約20mM以下、約10mM以下、約9mM以下、約8mM以下、約7mM以下、約6mM以下、約5mM以下、約4mM以下、約3mM以下、約2mM以下、約1.8mM以下、約1.6mM以下、約1.4mM以下、約1.2mM以下、約1mM以下、約0.8mM以下、約0.6mM以下、約0.4mM以下、または約0.2mM以下の濃度で医薬製剤中に存在し得る。張性調節剤、例えば、無機塩は、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、張性調節剤、例えば、無機塩は、約0.1mM~約2000mM、約0.1mM~約1500mM、約0.1mM~約1000mM、約0.1mM~約500mM、約0.1mM~約250mM、約0.1mM~約100mM、約0.1~約50mM、約0.1mM~約10mM、約1mM~約2000mM、約1mM~約1500mM、約1mM~約1000mM、約1mM~約500mM、約1mM~約250mM、約1mM~約100mM、約1mM~約50mM、約1mM~約10mM、約10mM~約2000mM、約10mM~約1500mM、約10mM~約1000mM、約10mM~約500mM、約10mM~約250mM、約10mM~約100mM、約10mM~約50mM、約100mM~約2000mM、約100mM~約1500mM、約100mM~約1000mM、約100mM~約500mM、約100mM~約250mM、約500mM~約2000mM、約500mM~約1500mM、約500mM~約1000mMなどの濃度で医薬製剤中に存在し得る。
さらなる実施形態において、無機塩は、百分率濃度(例えば、体積/体積百分率(%v/v)、重量/体積百分率(%w/v)、または重量/重量百分率(%w/w))で医薬製剤中に存在する。張性調節剤、例えば、無機塩は、約0.1%以上、約1%以上、約2%以上、約3%以上、約4%以上、約5%以上、約6%以上、約7%以上、約8%以上、約9%以上、または約10%以上の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、張性調節剤、例えば、無機塩は、約10%以下、約9%以下、約8%以下、約7%以下、約6%以下、約5%以下、約4%以下、約3%以下、約2%以下、または約1%以下の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。張性調節剤、例えば、無機塩は、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、張性調節剤、例えば、無機塩は、約0.1%~約1%、約0.1%~約2%、約0.1%~約5%、約0.1%~約10%、約1%~約2%、約1%~約5%、約1%~約10%、約2%~約10%、約3%~約10%、約4%~約10%、約5%~約10%などの百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。
任意の適切な界面活性剤は、医薬製剤中に存在し得る。ある特定の実施形態において、界面活性剤は、ポリソルベート20、ポリソルベート80、デオキシコール酸ナトリウム、およびポロキサマー188のうちの少なくとも1つを含むことができる。界面活性剤は、任意の適切な量で医薬製剤中に存在し得る。いくつかの実施形態において、界面活性剤は、百分率濃度(例えば、体積/体積百分率(%v/v)、重量/体積百分率(%w/v)、または重量/重量百分率(%w/w))で医薬製剤中に存在する。界面活性剤は、約0.01%以上、約0.02%以上、約0.03%以上、約0.04%以上、約0.05%以上、約0.06%以上、約0.07%以上、約0.08%以上、約0.09%以上、約0.1%以上、約0.2%以上、約0.3%以上、約0.4%以上、約0.5%以上、約0.6%以上、約0.7%以上、約0.8%以上、約0.9%以上、または約1%以上の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、界面活性剤は、約1%以下、約0.9%以下、約0.8%以下、約0.7%以下、約0.6%以下、約0.5%以下、約0.4%以下、約0.3%以下、約0.2%以下、または約0.1%以下の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。界面活性剤は、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、界面活性剤は、約0.01%~約1%、約0.01%~約0.1%、約0.05%~約1%、約0.05%~約0.1%、約0.1%~約1%、約0.1%~約0.5%、約0.2%~約1%、約0.5%~約1%などの百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。
任意の適切なアミノ酸は、医薬製剤中に存在し得る。ある特定の実施形態において、アミノ酸は、アルギニン、グルタミン酸またはグルタミン酸塩、アスパラギン、ヒスチジン、およびグリシンのうちの1つ以上であり得る。アミノ酸は、任意の適切な量で医薬製剤中に存在し得る。アミノ酸は、約1mM以上、約2mM以上、約3mM以上、約5mM以上、約6mM以上、約7mM以上、約8mM以上、約9mM以上、または約10mM以上の濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、アミノ酸は、約約100mM以下、約90mM以下、約80mM以下、約70mM以下、約60mM以下、約50mM以下、約40mM以下、約30mM以下、約20mM以下、または約10mM以下の濃度で医薬製剤中に存在し得る。アミノ酸は、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、アミノ酸は、約1mM~約10mM、約1mM~約50mM、約1mM~約100mM、約5mM~約50mM、約10mM~約50mM、約20mM~約50mMなどの濃度で医薬製剤中に存在し得る。
いくつかの実施形態において、アミノ酸は、百分率濃度(例えば、体積/体積百分率(%v/v)、重量/体積百分率(%w/v)、または重量/重量百分率(%w/w))で医薬製剤中に存在する。アミノ酸は、約0.1%以上、約0.2%以上、約0.3%以上、約0.4%以上、約0.5%以上、約0.6%以上、約0.7%以上、約0.8%以上、約0.9%以上、約1%以上、約2%以上、約3%以上、約4%以上、または約5%以上の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、アミノ酸は、約10%以下、約9%以下、約8%以下、約7%以下、約6%以下、約5%以下、約4%以下、約3%以下、約2%以下、または約1%以下の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。アミノ酸は、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、アミノ酸は、約0.1%~10%、約0.2%~約10%、約0.5%~約10%、約0.1%~約5%、約0.1%~約2%、約0.2%~約2%、約0.5%~約1%などの百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。
任意の適切なポリマーまたはポリマー化合物は、医薬製剤中に存在し得る。ポリマーまたはポリマー化合物は、例えば、タンパク質、多糖、ヒドロゲル、または任意の他の適切なポリマーもしくはポリマー化合物であり得、それらの多くは当該技術分野で公知である。ポリマーは好ましくは、カルボキシメチルセルロースまたはポリ(アクリル酸)などのポリアニオン性であり得る。例えば、ポリマーまたはポリマー化合物は、組換えヒト血清アルブミン(rHSA)、血清アルブミン(SA)、ゼラチン、ヒドロキシエチル澱粉(HES)、キトサン、デキストラン(DEX70K、DEX40K)、およびポリビニルピロリドン(PVP40K)であり得る。
ポリマーまたはポリマー化合物は、任意の適切な量で医薬製剤中に存在し得る。ポリマーまたはポリマー化合物は、百分率濃度(例えば、体積/体積百分率(%v/v)、重量/体積百分率(%w/v)、または重量/重量百分率(%w/w))で医薬製剤中に存在し得る。ポリマーまたはポリマー化合物は、約0.1%以上、約0.2%以上、約0.3%以上、約0.4%以上、約0.5%以上、約0.6%以上、約0.7%以上、約0.8%以上、約0.9%以上、約1%以上、約2%以上、約3%以上、約4%以上、または約5%以上の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、ポリマーまたはポリマー化合物は、約10%以下、約9%以下、約8%以下、約7%以下、約6%以下、約5%以下、約4%以下、約3%以下、約2%以下、または約1%以下の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。ポリマーまたはポリマー化合物は、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、ポリマーまたはポリマー化合物は、約0.1%~約10%、約0.2%~1約0%、約0.5%~約10%、約0.1%~約5%、約0.1%~約2%、約0.2%~約2%、約0.5~約2%、約0.1%~約1%、約0.2%~約1%、約0.5%~約1%などの百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。
任意の適切なキレート剤は、医薬製剤中に存在し得る。キレート剤は、例えば、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、アミドオキシム化合物(AOX)、および/またはジチオトレイトール(DTT)であり得る。キレート剤は、任意の適切な濃度で医薬製剤中に存在し得る。キレート剤は、10μM以上、約20μM以上、約30μM以上、約40μM以上、約50μM以上、約60μM以上、約70μM以上、約80μM以上、約90μM以上、約100μM以上、約120μM以上、または約150μM以上の濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、キレート剤は、約500μM以下、約400μM以下、約300μM以下、約200μM以下、約150μM以下、約140μM以下、約130μM以下、約120μM以下、約110μM以下、約100μM以下、約80μM以下、約70μM以下、約60μM以下、または約50μM以下の濃度で医薬製剤中に存在し得る。キレート剤は、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、キレート剤は、約10μM~約500μM、約10μM~約200μM、約10μM~約150μM、約10μM~約100μM、約50μM~約500μM、約50μM~約200μM、約50μM~約150μM、約50μM~約100μMなどの濃度で医薬製剤中に存在し得る。
任意の適切な糖は、医薬製剤中に存在し得る。糖は、例えば、スクロース、トレハロース、マンノース、およびラクトースのうちの1つ以上であり得る。糖は、任意の適切な濃度で医薬製剤中に存在し得る。糖は、約0.1mM以上、約0.2mM以上、約0.4mM以上、約0.6mM以上、約0.8mM以上、約1mM以上、約1.2mM以上、約1.4mM以上、約1.6mM以上、約1.8mM以上、約2mM以上、約3mM以上、約4mM以上、約5mM以上、約6mM以上、約7mM以上、約8mM以上、約9mM以上、約10mM以上、約20mM以上、約30mM以上、約40mM以上、約50mM以上、約60mM以上、約70mM以上、約80mM以上、約90mM以上、または約100mM以上、約200mM以上、約300mM以上、約400mM以上、約500mM以上、約600mM以上、約700mM以上、約800mM以上、約900mM以上、約1000mM以上、または約1500mM以上の濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、糖は、約2000mM以下、約1500mM以下、約1000mM以下、約900mM以下、約800mM以下、約700mM以下、約600mM以下、約500mM以下、約450mM以下、約400mM以下、約350mM以下、約300mM以下、約250mM以下、約約200mM以下、約150mM以下、約100mM以下、約50mM以下、約45mM以下、約40mM以下、約35mM以下、約30mM以下、約25mM以下、約20mM以下、約10mM以下、約9mM以下、約8mM以下、約7mM以下、約6mM以下、約5mM以下、約4mM以下、約3mM以下、約2mM以下、約1.8mM以下、約1.6mM以下、約1.4mM以下、約1.2mM以下、約1mM以下、約0.8mM以下、約0.6mM以下、約0.4mM以下、または約0.2mM以下の濃度で医薬製剤中に存在し得る。糖は、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、糖は、約0.1mM~約2000mM、約0.1mM~約1500mM、約0.1mM~約1000mM、約0.1mM~約500mM、約0.1mM~約250mM、約0.1mM~約100mM、約0.1~約50mM、約0.1mM~約10mM、約1mM~約2000mM、約1mM~約1500mM、約1mM~約1000mM、約1mM~約500mM、約1mM~約250mM、約1mM~約100mM、約1mM~約50mM、約1mM~約10mM、約10mM~約2000mM、約10mM~約1500mM、v10mM~約1000mM、約10mM~約500mM、約10mM~約250mM、約10mM~約100mM、約10mM~約50mM、約100mM~約2000mM、約100mM~約1500mM、約100mM~約1000mM、約100mM~約500mM、約100mM~約250mM、約500mM~約2000mM、約500mM~約1500mM、約500mM~約1000mMなどの濃度で医薬製剤中に存在し得る。
他の実施形態において、糖は、百分率濃度(例えば、体積/体積百分率(%v/v)、重量/体積百分率(%w/v)、または重量/重量百分率(%w/w))で医薬製剤中に存在する。糖は、約0.1%以上、約1%以上、約5%以上、約10%以上、約15%以上、約20%以上、約30%以上、約40%以上の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、糖は、約50%以下、約40%以下、約30%以下、約20%以下、約15%以下、約10%以下、約5%以下、または約1%以下の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。糖は、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、糖は、約0.1%~約50%、約1%~約50%、約10%~約50%、約0.1%~約20%、約1%~約20%、約10%~約20%、約0.1%~約10%、約1%~約10%などの百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。
任意の適切なポリオールは、医薬製剤中に存在し得る。ポリオールは、例えば、ソルビトールおよび/またはマンニトールであり得る。ポリオールは、任意の適切な濃度で医薬製剤中に存在し得る。ポリオールは、約0.1mM以上、約1mM以上、約10mM以上、約20mM以上、約30mM以上、約40mM以上、約50mM以上、約60mM以上、約70mM以上、約80mM以上、約90mM以上、約100mM以上、約120mM以上、約140mM以上、約160mM以上、約180mM以上、約200mM以上、約250mM以上、約300mM以上、約350mM以上、約400mM以上、約450mM以上、または約500mM以上の濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、ポリオールは、約1000mM以下、約500mM以下、約450mM以下、約400mM以下、約350mM以下、約300mM以下、約250mM以下、約200mM以下、約180mM以下、約160mM以下、約140mM以下、約120mM以下、約100mM以下、約90mM以下、約80mM以下、約70mM以下、約60mM以下、約50mM以下、約40mM以下、約30mM以下、約20mM以下、約10mM以下、または約1mM以下の濃度で医薬製剤中に存在し得る。ポリオールは、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、ポリオールは、約0.1mM~約1000mM、約0.1mM~約500mM、約0.1mM~約100mM、約1mM~約1000mM、約1mM~約500mM、約1mM~約100mM、約100mM~約1000mM、約100mM~約500mMなどの濃度で医薬製剤中に存在し得る。
他の実施形態において、ポリオールは、百分率濃度(例えば、体積/体積百分率(%v/v)、重量/体積百分率(%w/v)、または重量/重量百分率(%w/w))で医薬製剤中に存在する。ポリオールは、約0.1%以上、約1%以上、約2%以上、約3%以上、約4%以上、または約5%以上、約10%以上、約15%以上、約20%以上、約25%以上、約30%以上、約35%以上、約40%以上、約45%以上の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。あるいは、または加えて、ポリオールは、約50%以下、約45%以下、約40%以下、約35%以下、約30%以下、約25%以下、約20%以下、約15%以下、約10%以下、約5%以下、約4%以下、約3%以下、約2%以下、または約1%以下の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。ポリオールは、上述の終点のうちのいずれかによって境界を定められた範囲内の任意の百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。例えば、ポリオールは、約0.1%~約50%、約1%~約50%、約5%~約50%、約10%~約50%、約15%~約50%、約0.1%~約25%、約1%~約25%、約5%~約25%、約10%~約25%、約15%~約25%、約0.1%~約15%、約1%~約15%、約5%~約15%、約10%~約15%、約0.1%~約10%、約1%~約10%、約5%~約10%、約0.1%~約5%、約1%~約5%などの百分率濃度で医薬製剤中に存在し得る。
一実施形態において、医薬製剤は、本発明のインフルエンザウイルス、約0.5Mのスクロース、約0.1Mまたは約0.5Mのマンノース、約0.3Mまたは約0.5Mのトレハロース、約50%のSPG、および約0.05%のポリソルベート20を含む。別の実施形態において、医薬製剤は、本発明のインフルエンザウイルス、約0.5Mのスクロース、約0.3Mのトレハロース、および約0.05%のポリソルベート20を含む。
少なくとも1つの医薬として許容され得る担体または医薬品添加物は、医薬製剤の成分を結合させるよう機能する構成要素(例えば、結合剤)であり得る。結合剤としては、タンパク質(例えば、ゼラチン)、ポリマー(例えば、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン)、および/または多糖もしくはその誘導体(例えば、澱粉およびセルロース)があり得るが、これらに限定されない。少なくとも1つの医薬として許容され得る担体または医薬品添加物は、医薬製剤のかさを増大させる構成要素(例えば、増量剤、希釈剤、および/または充填剤)であり得る。かかる増量剤としては、多糖もしくはその誘導体、糖、および/または無機化合物があり得るが、これらに限定されない。医薬として許容され得る担体または医薬品添加物は、医薬製剤の味および/または外観を増強する構成要素(例えば、香料、甘味料、および/または着色料)であり得る。医薬として許容され得る担体または医薬品添加物は、液体または気体を吸収することまたは吸着することによって医薬製剤を耐湿性とする構成要素(例えば、吸着材)であり得る。吸着材としては、澱粉、リン酸カルシウム、および/またはコロイド状二酸化ケイ素があるが、これらに限定されない。医薬として許容され得る担体または医薬品添加物は、澱粉、セルロースおよび/もしくは当該技術分野で公知の任意の他のポリマー、またはそれらの誘導体(例えば、架橋ポリビニルピロリドンまたはカルボキシメチルセルロースナトリウム)など、医薬製剤の溶解を促進する構成要素(例えば、崩壊剤)であり得る。
いくつかの実施形態において、医薬として許容され得る担体または医薬品添加物は、医薬製剤の製造においておよび当該製造の間に粒子間付着を低減させおよび/または生成物の流れを最適化する構成要素(例えば、流動化剤)である。流動化剤の例としては、タルク、コロイド状二酸化ケイ素、およびトウモロコシ澱粉があるが、これらに限定されない。医薬として許容され得る担体または医薬品添加物は、成分間の付着を低減させることなど、非粘着特性を提供する構成要素、例えば、医薬製剤の製造におけるおよび当該製造の間の、特に医薬製剤が経口調製物として製剤化されるときの、パンチフェイスまたは滑沢剤であり得る。例えば、付着防止剤は、ステアリン酸マグネシウムを含み得る。他の実施形態において、医薬として許容され得る担体または医薬品添加物は、成分の集塊を低減させおよび/または、例えば、医薬製剤、すなわち経口調製物として製剤化される医薬製剤の表面と製造中のダイス壁との間にある摩擦を低減させる構成要素であり得る(例えば、滑沢剤)。ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸、植物油、鉱油、ポリエチレングリコール、および/またはラウリル硫酸ナトリウムなど、水溶性または水不溶性の滑沢剤はいずれも、ある特定の実施形態により使用され得る。医薬として許容され得る担体または医薬品添加物は、コーティング剤として作用する構成要素であり得る。コーティング剤としては、ゼラチンおよび/またはセルロース系コーティング剤(例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース)があるが、これらに限定されない。
他の適切な結合剤、香料、甘味料、着色料、崩壊剤、流動化剤、付着防止剤、滑沢剤、およびコーティング剤は、当該技術分野で周知であり、容易に同定可能である。
医薬製剤はさらに、治療薬(例えば、化学治療薬または抗炎症薬)を含むことができる。医薬製剤はまた、免疫応答をインフルエンザウイルスとは別個に惹起する作用因子も含むことができる。本発明のインフルエンザウイルス以外のかかる追加の構成要素は、任意の適切な量で存在することができる。
追加の構成要素は、免疫系に対する提示に先立って、医薬製剤を形成するために他の構成要素と混合することができる。追加の構成要素はまた、医薬製剤とは別個に免疫系に対して提示することもできる。例えば、追加の構成要素および医薬製剤は別個に、免疫系に対して提示する(例えば、生物へ投与する)ことができる。追加の構成要素および医薬製剤を別個に投与するとき、追加の構成要素および医薬製剤は、免疫化される生物の同じ部位へ投与することができる。
医薬製剤の一実施形態において、医薬製剤は、ウイルスワクチンである。ウイルスワクチンは、生の弱毒化ウイルスワクチン、または不活化ウイルスワクチン(例えば、全ウイルスワクチン、スプリットウイルスワクチン、またはサブユニットワクチン)であり得る。ウイルスワクチンは、複数のインフルエンザウイルスバックボーンサブタイプを用いて(すなわち、インフルエンザA型については異なる赤血球凝集素サブタイプおよびノイラミニダーゼサブタイプ、ならびにインフルエンザB型についてはYamagata系統またはVictoria系統のいずれかを用いて)、一価のワクチン、二価のワクチン(例えば、H1H3、H1By、H1Bv、H3Bv、またはBvBy)、三価のワクチン(例えば、H1H3By、H1H3Bv、BvByH1、またはBvByH3)、または四価のワクチン(例えば、H1H3ByBv)として製剤化され得る。例えば、ワクチンは、本発明の組換えウイルスの複数の実施形態を含み得る。いくつかの実施形態において、ワクチンはさらに、本発明の組換えウイルスとは異なる少なくとも1つの組換えウイルスを含み得る。
ウイルスワクチンは、任意の適切な投与手段のための組成物へと製剤化することができる。例えば、ウイルスワクチンは、経口調製物(例えば、カプセル剤、錠剤、または口腔フィルム剤)、噴霧剤(例えば、鼻内噴霧剤)、または、水性もしくは非水性のエマルション剤、液剤、もしくは懸濁剤など、鼻内投与、または非経口投与、例えば、静脈内投与、筋肉内投与、皮内投与もしくは皮下投与に適した任意の組成物として製剤化することができる。
実施形態:
(1)インフルエンザウイルスバックボーンを含む組換えウイルスであって、インフルエンザウイルスバックボーンが、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントを含み、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントのうちの少なくとも1つが、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ(a)PB1遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するPB1タンパク質をコードし、ここで、選択されたアミノ酸が、位置40のロイシンおよび位置180のトリプトファン、ならびに位置464のアスパラギン、位置563のイソロイシン、または位置607のセリンのうちの少なくとも1つを含み、かつPB1遺伝子セグメントが場合により、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み、(b)PB2遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するPB2タンパク質をコードし、ここで、選択されたアミノ酸が、位置504のバリン、ならびに場合により、位置467のイソロイシンおよび位置529のバリンを含み、かつPB2遺伝子セグメントが場合により、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み、(c)PA遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するPAタンパク質をコードし、ここで、選択されたアミノ酸が、位置401のリジンを含み、かつPA遺伝子セグメントが場合により、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み、(d)NP遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNPタンパク質をコードし、ここで、選択されたアミノ酸が、位置116のロイシン、および位置294のリジンまたは位置311のアルギニンのうちの少なくとも1つを含み、かつ(e)NS遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNS1タンパク質をコードし、ここで、選択されたアミノ酸が、位置30のプロリン、位置55のリジン、および位置118のリジンを含む、組換えウイルス。
(1)インフルエンザウイルスバックボーンを含む組換えウイルスであって、インフルエンザウイルスバックボーンが、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントを含み、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントのうちの少なくとも1つが、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ(a)PB1遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するPB1タンパク質をコードし、ここで、選択されたアミノ酸が、位置40のロイシンおよび位置180のトリプトファン、ならびに位置464のアスパラギン、位置563のイソロイシン、または位置607のセリンのうちの少なくとも1つを含み、かつPB1遺伝子セグメントが場合により、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み、(b)PB2遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するPB2タンパク質をコードし、ここで、選択されたアミノ酸が、位置504のバリン、ならびに場合により、位置467のイソロイシンおよび位置529のバリンを含み、かつPB2遺伝子セグメントが場合により、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み、(c)PA遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するPAタンパク質をコードし、ここで、選択されたアミノ酸が、位置401のリジンを含み、かつPA遺伝子セグメントが場合により、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み、(d)NP遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNPタンパク質をコードし、ここで、選択されたアミノ酸が、位置116のロイシン、および位置294のリジンまたは位置311のアルギニンのうちの少なくとも1つを含み、かつ(e)NS遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNS1タンパク質をコードし、ここで、選択されたアミノ酸が、位置30のプロリン、位置55のリジン、および位置118のリジンを含む、組換えウイルス。
(2)抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、実施形態1の組換えウイルス。
(3)M遺伝子セグメントが、抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、ここで、抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、実施形態1または2の組換えウイルス。
(4)M遺伝子セグメントが、突然変異したM2タンパク質をコードする、実施形態1~3のいずれかの組換えウイルス。
(5)M遺伝子セグメントが、少なくとも1つのリンカータンパク質およびFLAGエピトープタグを含むタンパク質をコードする、実施形態4の組換えウイルス。
(6)Mセグメントが、配列番号1~14および92~96のいずれか1つを含むタンパク質をコードする、実施形態1~5のいずれか1つの組換えウイルス。
(7)インフルエンザウイルスバックボーンを含む組換えウイルスであって、インフルエンザウイルスバックボーンが、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントを含み、ここで、(a)PA遺伝子セグメントが、ヌクレオチド位置2272のチミンを含み、(b)NP遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNPタンパク質をコードし、ここで、選択されたアミノ酸が、位置40のセリン、位置161のアスパラギンまたはグリシン、位置204のトレオニン、および場合により位置93のバリンを含み、かつ(c)NS遺伝子セグメントが、ヌクレオチド位置39のグアニンを含み、ここで、NS遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNSタンパク質をコードし、ここで、選択されたアミノ酸が、位置176のグルタミンを含む、組換えウイルス。
(8)抗原が、SARSARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、実施形態7の組換えウイルス。
(9)M遺伝子セグメントが、抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、ここで、抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片であり、かつさらに、突然変異したBM2タンパク質をコードする、実施形態7または8の組換えウイルス。
(10)NS遺伝子セグメントが、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む、実施形態1~9のいずれか1つの組換えウイルス。
(11)抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、実施形態1~10のいずれか1つの組換えウイルス。
(12)(NS遺伝子セグメントが、(1)NS1タンパク質、(2)少なくとも1つの可撓性リンカータンパク質、(3)SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片、(4)少なくとも1つの開裂可能な開裂性配列、および(5)NEPタンパク質をコードする、実施形態1~11のいずれか1つの組換えウイルス。
少なくとも1つの開裂可能な開裂性配列が、T2Aペプチド配列またはP2Aペプチド配列である、実施形態12の組換えウイルス。
(14)NS遺伝子セグメントが、配列番号97~104のいずれか1つを含むタンパク質をコードする、実施形態1~13のいずれか1つの組換えウイルス。
(15)MおよびNSという遺伝子セグメントの各々が、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ、抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、実施形態1または7の組換えウイルス。
(16)NAおよびNSという遺伝子セグメントの各々が、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ、抗原が、SARS-CoV-2糖タンパク質の免疫原性断片である、実施形態1または7の組換えウイルス。
(17)MおよびNAという遺伝子セグメントの各々が、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ、抗原が、SARS-CoV-2糖タンパク質の免疫原性断片である、実施形態1または7の組換えウイルス。
(18)MおよびHAという遺伝子セグメントの各々が、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ、抗原が、SARS-CoV-2糖タンパク質の免疫原性断片である、実施形態1または7の組換えウイルス。
(19)NSおよびNAという遺伝子セグメントの各々が、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ、抗原が、SARS-CoV-2糖タンパク質の免疫原性断片である、実施形態1または7の組換えウイルス。
(20)NSおよびHAという遺伝子セグメントの各々が、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ、抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、実施形態1または7の組換えウイルス。
(21)ウイルスが、ヒト細胞において複製することができる、実施形態1~20のいずれか1つの組換えウイルス。
(22)同じ条件下で、選択されたアミノ酸をVero細胞において有さないことを除いて同じである組換えウイルスと比較して、増強した成長を有する、実施形態1~21のいずれか1つの組換えウイルス。
(23)1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む遺伝子セグメントがさらに、下流の重複を含み、かつ、下流の重複が、少なくとも1つのサイレントヌクレオチド突然変異を含む、実施形態1~22のいずれか1つの組換えウイルス。
(24)実施形態1~23のいずれか1つの組換えウイルスを含む、医薬製剤。
(25)ワクチンが、一価のワクチンとして製剤化される、実施形態24の医薬製剤。
(26)ワクチンが、二価のワクチンとして製剤化される、実施形態24の医薬製剤。
(27)ワクチンが、三価のワクチンとして製剤化される、実施形態24の医薬製剤。
(28)ワクチンが、四価のワクチンとして製剤化される、実施形態24の医薬製剤。
(29)実施形態1~23のいずれか1つの組換えウイルスまたは実施形態24~28のいずれか1つの医薬製剤を哺乳動物へ投与し、それにより、哺乳動物において抗原に対する免疫応答を誘起することを含む、哺乳動物において免疫応答を誘起する方法。
(30)哺乳動物がヒトである、実施形態29の方法。
以下の実施例はさらに、本発明を説明するが、当然ではあるが、いかなる方法においても本発明の範囲を制限するものとして解釈されないものとする。
実施例1
本実施例は、インフルエンザベクターにおいて使用されるMHC Iペプチドを選択するために使用される方法を実証する。ペプチドは、M2、BM2、およびNSという遺伝子への挿入に適していた。
本実施例は、インフルエンザベクターにおいて使用されるMHC Iペプチドを選択するために使用される方法を実証する。ペプチドは、M2、BM2、およびNSという遺伝子への挿入に適していた。
ワクチンのためのペプチド抗原を、最も広範な起こり得る数のMHC遺伝子型からの免疫応答を刺激する能力に基づいて選択し、したがって、最大の起こり得る数の有力なワクチンに対する利益を提供した。このアプローチを採用した理由は、細胞表面上のMHCクラスI分子と、免疫エフェクターT細胞への提示のために結合および表示される同族抗原ペプチドとの相互作用に対して、高い特異性があるからであった。特異的MHC I親和性がより高い抗原ペプチドは、ワクチン接種のときにより強い免疫応答を誘起する。所与のMHCクラスI分子に対する任意のペプチド配列の親和性を予測することができる多くのモデルを開発した。この相互作用はまた、異なる遺伝的背景に由来する個体内で、世界中で認められた多くの公知のMHCクラスI遺伝子型のうちで対立遺伝子特異的でもある。したがって、どの単一ペプチドも、個々のMHC I遺伝子型に依存するMHCクラスI受容体に対する異なる親和性を有するであろう。
SARS-CoV-2コロナウイルスのS1またはスパイク表面糖タンパク質を、最良のペプチドの特定のための標的抗原タンパク質として使用した。S1タンパク質のアミノ酸配列(配列番号77)を、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2型単離株Wuhan-Hu-1の完全ゲノム配列(Genbank NC_045512.2)から、標準的なコドン使用表によって予測した。一次S1タンパク質配列を使用して、最良のMHCクラスI適合性9マーペプチドを、27員のヒトMHCクラスI対立遺伝子パネルにわたるペプチド親和性の予測によって同定した。ペプチド予測を、予測因子全部にわたってまとまって、予測されたコンセンサスパーセンタイル順位によって順位づけし、1以下のパーセンタイル順位をもつものを選択した。クラスター解析をこれらのペプチドへ公知の方法を用いて適用し(例えば、Dhanda et al.,Front.Immunol.,9:1369(2018)を参照されたい)、高い遺伝的多様性由来の多くのMHCクラスI分子に対する高い親和性を有すると予測されるエピトープクラスターを拾った。上位スコアのペプチドを、2段階プロセスを用いて順位づけした。まず、ペプチドをクラスター連結度によって順位づけして、複数の9マーがタイル表示された(すなわち、ペプチドが整列しかつ部分的に重なっている)高い予測された親和性の領域であるペプチド親和性「スミア」を位置づけた。この方法で、9残基よりも長いペプチドスミアを特定し、ワクチン内での封入のためのターゲットとすることができる。所与のペプチドが上位1%においてスコアリングされた回数を表にして、累積的なヒット数および中央値エピトープ順位をスコアリングして、高い遺伝的多様性を持つヒト対象内でMHC Iを結合すると予測される上位ペプチドスミアを選択した。この方法は、以下でより詳細に説明する。
MHC-I活性を用いたエピトープの予測
免疫エピトープデータベースおよび解析リソース(Immune Epitope Database and Analysis Resource(IEDB))のTepiToolを用いて、SARS-CoV-2スパイクタンパク質についてのアミノ酸配列からMHC I関連エピトープ予測を抽出した。ヒトMHC-I対立遺伝子についてエピトープを、27対立遺伝子パネルを用いて予測し、エピトープの大きさを8マーから11マーまでの範囲とすることができた。重複するペプチドを除去し、IEDB推奨の予測法を使用した。予測されるコンセンサスパーセンタイル順位が1以下のペプチドを選択し、順位条件に適合する647個のエピトープ、および136566個の全体的な要素セット(tuple)(エピトープ、対立遺伝子、予測因子、順位)を生じさせた。
免疫エピトープデータベースおよび解析リソース(Immune Epitope Database and Analysis Resource(IEDB))のTepiToolを用いて、SARS-CoV-2スパイクタンパク質についてのアミノ酸配列からMHC I関連エピトープ予測を抽出した。ヒトMHC-I対立遺伝子についてエピトープを、27対立遺伝子パネルを用いて予測し、エピトープの大きさを8マーから11マーまでの範囲とすることができた。重複するペプチドを除去し、IEDB推奨の予測法を使用した。予測されるコンセンサスパーセンタイル順位が1以下のペプチドを選択し、順位条件に適合する647個のエピトープ、および136566個の全体的な要素セット(tuple)(エピトープ、対立遺伝子、予測因子、順位)を生じさせた。
スミアへのエピトープのクラスター化
IEDBのエピトープクラスター解析ツールを用いて、既に選択されたエピトープを、「エピトープスミア」と本明細書で称される、関連エピトープのクラスターへとクラスター化した。70%の最小限の配列同一性閾値を選択し、エピトープリスト上にはサイズフィルタは配置しなかった。予測されるエピトープをスミアへと、1以下のコンセンサスパーセンタイル順位をもつものとしてクラスター化した。クラスター破壊性クラスター化アルゴリズムを使用し、エピトープアラインメントをもつクラスターをコンマ区切り値(CSV)ファイル形式へと出力した。この使用の場合、連結性を低下させることによって、クラスターを効果的に順序立てた。この方法を使用して、辞書式順序クラスター-下位クラスターで選別される順序でクラスターを順位づけした。
IEDBのエピトープクラスター解析ツールを用いて、既に選択されたエピトープを、「エピトープスミア」と本明細書で称される、関連エピトープのクラスターへとクラスター化した。70%の最小限の配列同一性閾値を選択し、エピトープリスト上にはサイズフィルタは配置しなかった。予測されるエピトープをスミアへと、1以下のコンセンサスパーセンタイル順位をもつものとしてクラスター化した。クラスター破壊性クラスター化アルゴリズムを使用し、エピトープアラインメントをもつクラスターをコンマ区切り値(CSV)ファイル形式へと出力した。この使用の場合、連結性を低下させることによって、クラスターを効果的に順序立てた。この方法を使用して、辞書式順序クラスター-下位クラスターで選別される順序でクラスターを順位づけした。
スミア解析
パイソンスクリプトを使用して、クラスターを取り込み、正規化し、次いで、GenBank RefSeqゲノムNC045512.2から得られたスパイクS1タンパク質オープンリーディングフレームに対して整列させた。様々な定性的統計解析を、ヒットの分布、配列長などに関して実行して、スミア選別を得た。ヒット計数(1クラスターあたりのエピトープ数)および順位中央値(クラスターにおける各エピトープについてのコンセンサスパーセンタイル順位の中央値)を列として付加した。ヒット総数は、上位候補のスミア配列を選択するための有用な指標であった。小さな部分セットのペプチドスミアのみが、1クラスターあたり10を超えるヒットを含有することがわかった(図11)。1クラスターあたり9ヒットという任意のカットオフを設定することによって、8つの総スミアのみが1273個のアミノ酸長のSARS-CoV-2 S1タンパク質内で同定された。
パイソンスクリプトを使用して、クラスターを取り込み、正規化し、次いで、GenBank RefSeqゲノムNC045512.2から得られたスパイクS1タンパク質オープンリーディングフレームに対して整列させた。様々な定性的統計解析を、ヒットの分布、配列長などに関して実行して、スミア選別を得た。ヒット計数(1クラスターあたりのエピトープ数)および順位中央値(クラスターにおける各エピトープについてのコンセンサスパーセンタイル順位の中央値)を列として付加した。ヒット総数は、上位候補のスミア配列を選択するための有用な指標であった。小さな部分セットのペプチドスミアのみが、1クラスターあたり10を超えるヒットを含有することがわかった(図11)。1クラスターあたり9ヒットという任意のカットオフを設定することによって、8つの総スミアのみが1273個のアミノ酸長のSARS-CoV-2 S1タンパク質内で同定された。
統計解析からの結果を編集し、可視化のためにCSV形式へ再出力した。上位候補スミアを互いに比較し、手動で選別した。3つの場合、候補スミアは、重複またはほぼ隣接しており、2つの候補配列にわたるスーパーコンセンサススミア配列への結合を可能にした。選択した8個の候補スミアを表1に示す。
最適なスペーサーの設計
エピトープを、Fred2(Schubert et al.,Bioinformatics,32(13):1367-4803,2044(2016))において既に実施された公表アルゴリズム(Schubert et al.,Genome Medicine,8(1):9(2016))からの伸長によってコンカテマーへと集合させた。スペーサーおよびエピトープの順序づけはいずれもが、ネオエピトープ形成を最小限にしかつスペーサー領域におけるMHCプロセシング切断確率を最大限にするために最適化されるものとする。理論上、コストマトリックスにおいて注意深く選択されたエントリーをプラスまたはマイナスの無限大に操作することは、最適化されたスペーサーを提供し得るが、使用中のILPソルバ(CBC)は、目的物において無限の係数をもつ問題を解決し損なう。この新たな方法において、kマーのスペーサーをkmax={3,6}について最適化した。存在するアミノ酸ストリングによってC末端またはN末端で結合したエピトープ鎖挿入物の両末端で切断およびネオエピトープ形成を適切に最適化するために、4部分修飾を設計して、従来法について改善した。
1.C末端/N末端結合ストリングを、Traveling Salesmanモデル(Miller-Tucker-Zemlin形式におけるILPとして定式化)においてペプチドセットに付加し、
2.スペーサーの最適化を修飾して、すべてのエピトープペプチドについての正確な末端において、境界を定めている配列に対してスペーサーを生成し、
3.制約をこのモデルへ付加して、エピトープおよび境界を定めている配列の正確な順序づけを強化し、
4.目的物を修飾して、境界を定めている配列によって導入されたTSPコストマトリックスにおいて欠落しているエントリーを無視した。
エピトープを、Fred2(Schubert et al.,Bioinformatics,32(13):1367-4803,2044(2016))において既に実施された公表アルゴリズム(Schubert et al.,Genome Medicine,8(1):9(2016))からの伸長によってコンカテマーへと集合させた。スペーサーおよびエピトープの順序づけはいずれもが、ネオエピトープ形成を最小限にしかつスペーサー領域におけるMHCプロセシング切断確率を最大限にするために最適化されるものとする。理論上、コストマトリックスにおいて注意深く選択されたエントリーをプラスまたはマイナスの無限大に操作することは、最適化されたスペーサーを提供し得るが、使用中のILPソルバ(CBC)は、目的物において無限の係数をもつ問題を解決し損なう。この新たな方法において、kマーのスペーサーをkmax={3,6}について最適化した。存在するアミノ酸ストリングによってC末端またはN末端で結合したエピトープ鎖挿入物の両末端で切断およびネオエピトープ形成を適切に最適化するために、4部分修飾を設計して、従来法について改善した。
1.C末端/N末端結合ストリングを、Traveling Salesmanモデル(Miller-Tucker-Zemlin形式におけるILPとして定式化)においてペプチドセットに付加し、
2.スペーサーの最適化を修飾して、すべてのエピトープペプチドについての正確な末端において、境界を定めている配列に対してスペーサーを生成し、
3.制約をこのモデルへ付加して、エピトープおよび境界を定めている配列の正確な順序づけを強化し、
4.目的物を修飾して、境界を定めている配列によって導入されたTSPコストマトリックスにおいて欠落しているエントリーを無視した。
実施例2
本実施例は、インフルエンザA型M2SRベクター由来のSARS-CoV-2受容体結合ドメイン(RBD)抗原の発現の成功を実証する。
本実施例は、インフルエンザA型M2SRベクター由来のSARS-CoV-2受容体結合ドメイン(RBD)抗原の発現の成功を実証する。
インフルエンザA型M2SRベクターからのSARS-CoV-2 RBD抗原を発現するために、操作されたNSセグメント8を合成で構築した(図1)。次いで、設計された遺伝子を陰性センスvRNAとしての発現のためのRNA PolIベクター内へと挿入した。セグメント8を設計して、3つの主要なオープンリーディングフレーム(ORF)、すなわち、第1に、完全インフルエンザA型PR/8/1934 NS1タンパク質、可撓性GSGリンカー、SARS-COV-2 Wuhan-Hu-1スパイクS1タンパク質のアミノ酸331~530、別のGSGリンカー、およびPR8核外輸送タンパク質(NEPまたはNS2)ORFの単一の融合ポリペプチドを発現させた。NS1とRBDとの融合タンパク質をNEPから、ブタテッショウウイルス1型2A由来のP2Aペプチドによって分離した。翻訳の間、P2A部位は、下流のNEPタンパク質の発現を、別個のポリペプチドとして、リボソームスリッページを包含すると考えられる未知の機序によって可能にする。例えば、NEPタンパク質は、配列番号108によって表され得る。したがって、NEPの必要とされる機能は維持されたが、NS1の機能性は、NS1 ORF全体も維持されたので、保存されているものとする。人工的なセグメント8は、少なくとも2つの理由により不安定であり得る。配列の安定性を改善するために、2つの変化を実行した。スプライシングを除去すると、NEPエキソン1とエキソン2の一部とをコードするセグメントの一部は複製されなければならなかった(図21および図22を参照されたい)。そのため、いくつかのサイレント突然変異をNS1およびNEPの両ORFじゅうに導入して、これらの複製の間にある相同性を低減させた。加えて、GSGおよびP2A部位の両配列を最適化して、インフルエンザのA-Tリッチコドンバイアスを反映した。SARS-CoV-2配列は、それがすでに60%を超えるA-Tであったので、変化させられなかった。
NS1-RBD融合がNS1機能を実行し得ないか、またはNS1機能が損なわれている可能性がある。その場合、組換えウイルスは、mRNAポリアデニル化およびスプライシングを同様に変更させてインターフェロンおよびRIG-Iの両方が介在する生得的応答を抑制する能力が欠失していることがある。この可能性に対処するために、NS1とRBDとの間にテセアアシグナウイルス2A(T2A)由来の切断部位をもつ別のコンストラクトを構築した(図2)。この設計は、3つの別個のポリペプチド、すなわち、NS1、RBDおよびNEPの発現を可能にするよう企図した。
新たなCoV2 NSセグメントをコードするベクターを、標準的なプラスミド系のインフルエンザウイルス逆方向遺伝学的手順において使用して、SARS-CoV-2 RBDセグメント8をもつM2欠乏性単一複製(M2SR)ウイルスを救助した。両ウイルスは、A/シンガポール/INFIMH-16-0019/2016IVR-186(H3N2)のWHO推奨ワクチン株からHAおよびNAというセグメントを使用して得ることに成功した。ウイルスを、動物起源非含有(AOF)培地中で生育したM2SRから失っているM2タンパク質(配列番号1、15、17)を構成的に発現するように操作したM2VeroA細胞を用いて回収した。このウイルス救助および培養系は、ヒト臨床治験において検査のために企図されたM2SRワクチン候補のcGMP産生のためのウイルス種子の調製に適していた。
NS1 SARS-CoV-2融合コンストラクトの発現を、1.0を超える高い感染多重度(MOI)でCoV2 NS1 M2SRウイルス株をVero細胞に感染させることによって検査した。ウイルスなしのモック、およびRBDインサート感染のないシンガポール2016M2SRを両方とも実行した。接種11時間後、細胞を全細胞溶解液の免疫ブロット分析のために収集した。結果、SARS RBDに対する抗血清は、予想した大きさのタンパク質を結合することが示された。バンドは、RBDウイルスに感染した細胞の抽出物においてのみ検出されたが、対照においては検出されなかった(図3)。
NS1 SARS-CoV-2融合コンストラクトの発現を確認するために、同じVero細胞を高MOIで感染させ、細胞をホルマリンで、免疫蛍光染色のために固定した。細胞をSARS RBDに対する抗血清に対する抗血清とともにインキュベートした。洗浄後、細胞を二次的に標識された抗ウサギフルオレセインイソチオシアナート(FITC)、およびALEXA FLOUR(商標)647によって直接標識した抗インフルエンザA型NP抗体によって染色した。図4に示す画像は、CoV-2 NS1 M2SRおよび標準物M2SRの両方に感染した細胞が、検出可能なレベルのインフルエンザA型NPタンパク質を発現することを示す。その一方で、RBDのFITC標識は、CoV-2 NS1 M2SR感染した細胞においてのみ検出することができ、当該細胞は、有意な検出可能な蛍光を生じた。この染色は、NS1-RBD融合タンパク質が細胞質性であることを示す。
実施例3
本実施例は、インフルエンザB型BM2SRベクターからのSARS-CoV-2 RBDの発現の成功を実証する。
本実施例は、インフルエンザB型BM2SRベクターからのSARS-CoV-2 RBDの発現の成功を実証する。
インフルエンザB型BM2SRベクターからSARS-CoV-2 RBD抗原を発現するために、操作されたインフルエンザBM2欠乏性セグメント7sを合成で構築した(図5~6、配列番号83、84)。次いで、設計した遺伝子セグメントを、陰性センスvRNAとしての発現のためにRNA PolIベクター内へと挿入した。セグメント7sを設計して、単一ウイルスmRNA内から2つのポリペプチドORF、すなわち、第1に、完全なインフルエンザB型/フロリダ/4/2006M1タンパク質、5マーリボソーム終止-開始スリッページ部位、および第2に、SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1スパイクS1タンパク質のアミノ酸330~524に対するBM2の融合タンパク質を発現させた。BM1とBM2との間で天然に認められる5塩基(5マー)配列モチーフTT(以上、太字)A(以上、斜字太字)TG(以上、斜字)(配列番号20)は、BM1 ORF翻訳終止コドン(太字)と、BM2 ORFについての開始コドン(斜字)との両方を含有する。翻訳のリボソームスリッページおよび再開は、インフルエンザA型セグメント7とは対照的に、スプライシングについての必要性なしで第2のリーディングフレームにおけるBM2のウイルス発現を可能にする。インフルエンザB型セグメント7を含有する合成SARS-CoV-2 RBDにおいて、BM2 ORFのわずかな部分をS1 RBDへ融合させた(配列番号95、96)。
製造と不適合な培養においてウイルスの乏しい成長につながる人工インフルエンザセグメントは、不安定であり得る。このことは、少なくとも2つの理由による。第1に、必須の活性の発現、この場合、M1マトリックスタンパク質が影響され得る。配列の安定性を維持するために、ほぼ5マーの局所的なRNA構造を、M1翻訳が影響されないように維持した。したがって、BM2 ORFのアミノ末端のアミノ酸をSARS-CoV-2 RBDと融合させた。セグメントは、低いパッケージング効率により失われることがある。インフルエンザゲノムセグメントすべての末端は自己相補性であるので、ハイブリダイゼーションを介して対を形成することができ、当該セグメントの両端から100bpまでにある非翻訳のおよび翻訳済みの両配列により、複雑な3次構造の形成を開始する。セグメントの正確なUTRの保存は最も重要であった。ワクチンセグメント7において、コロナウイルス配列をインフルエンザB型の3’UTRへ融合した(mRNAセンス)。当該UTRは、85bp長のインフルエンザA型のUTRよりも長かった。2つのバージョンを構築した。より保存的なバージョンは、BM2へのRBDの挿入をコードし、それにより、BM2 ORFの両端からのより長い鎖が保存された(図5、配列番号84)。より長いバージョンはそれぞれ、BM2の10個および13個の末端のアミノ酸を保有している(図6、配列番号96)。
より多くトリミングで縮小されたバージョンは、RBDへ(配列番号95)、ついで セグメントUTRへ(図6、配列番号83)直接融合したBM2のN末端の9bp、3残基のみを含有している。SARS-CoV-2配列を、インフルエンザのA-Tリッチコドンバイアスを反映しているかどうかを見るために検討した。SARS-CoV-2配列は、それがすでに約60%のA-Tであったので変化させられなかった。
2つのSARS-CoV-2Mセグメントをコードするベクター(配列番号83、84)を、標準的なプラスミド系インフルエンザウイルス逆方向遺伝学手順において使用して、SARS-CoV-2 RBD BM2SRセグメント7を含有するBM2欠乏性単一複製(BM2SR)ウイルスを救助した。両ウイルスは、B/CA/12/2015(YL)のWHO推奨ワクチン株からのHAおよびNAというセグメントを用いて入手に成功した。ウイルスを、動物起源非含有(AOF)培地において生育させたBM2SRウイルスから失っているBM2タンパク質を構成的に発現するよう操作したBM2Vero細胞を用いて回収した(配列番号2、16、18)。このウイルス救助および培養系は、ヒト臨床治験において検査のために企図したBM2SRワクチン候補のcGMP産生のためのウイルス種子の調製に適していた。
SARS-CoV-2 BM2融合タンパク質コンストラクト(配列番号95、96)の発現を、CoV-2 BM2SRウイルス株に、1.0を超える高い感染多重度(MOI)でVero細胞を感染させることによって検査した。ウイルスなしのモック、およびRBDインサート感染のないCA12 BM2SRのみのベクターの両方も行った。接種11時間後、細胞を全細胞溶解液の免疫ブロット分析のために回収した。結果は、SARS RBDに対する抗血清が、予想した大きさのタンパク質を結合することを示す。このバンドは、RBDウイルスに感染した細胞の抽出物においてのみ検出され、対照の抽出物においては検出されなかった(図7)。これらの結果は、最小22kDaのRBDコンストラクトが、より長い24kDaバージョンよりも高いレベルまで発現することを示唆する。
実施例4
本実施例は、SARS-CoV-2由来の配列をコードするM2SRおよびBM2SRというウイルスがインビボで弱毒化したことを実証する。
本実施例は、SARS-CoV-2由来の配列をコードするM2SRおよびBM2SRというウイルスがインビボで弱毒化したことを実証する。
7週齢のBALB/c雌マウスを表4に示すような以下のウイルスコンストラクトで鼻内免疫化した。M2SRおよびBM2SRというバックボーン配列、ならびにSARS-CoV-2配列をコードするセグメントについての配列を、配列番号43~47、56、58、60、63~67、73、80、83、95、97および107において説明する。これらのウイルスをマウス1匹あたり1×106TCID50の用量で投与した。対照群のマウスに、10%スクロースおよび5mMグルタミン酸ナトリウム(SPGNa)を含有するDPBS(pH7.2)を与えた。マウスを免疫化後14日間、体重および感染の症状においていかなる変化についても観察した。
感染の臨床症状または体重減少は、M2SRもしくはBM2SRという突然変異体またはSPG対照で免疫化したマウスにおいて14日間の期間にわたって観察されなかった。図8Aは、M2SR組換えウイルスについての、図8Bは、BM2SR組換えウイルスについての、免疫化後のマウスの体重変化百分率を示す。その上、群間における体重の変化は、14日間の期間にわたって同様であった。これらの結果は、SARS-CoV-2配列を含有するM2SRおよびBM2SRというウイルスがマウスにおいて弱毒化し、病原性ではなかったことを示す。
実施例5
本実施例は、実施例4のM2SRおよびBM2SRというウイルスが、SARS-CoV-2に対して抗体応答を誘起することを実証する。
本実施例は、実施例4のM2SRおよびBM2SRというウイルスが、SARS-CoV-2に対して抗体応答を誘起することを実証する。
血清を初回免疫刺激化の前および初回投与の約3週間後にマウスから回収した。各群についてプールした血清試料由来の抗スパイクRBD血清IgG抗体力価を、酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)によって決定した。
ELISAは、293T細胞において発現し、かつCOMPLETE(商標)His-Tag Purification樹脂(F.Hoffmann-La Roche AG,Basel,Switzerland)を用いることによって精製した、C末端HISタグ付き可溶性SARS-CoV-2組換えRBDタンパク質を用いて行った。ELISAプレートを、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)における2μg/mLの濃度のRBDタンパク質100μLを用いて、4℃で一晩コーティングした。プレートを、0.1%ポリソルベート20を含有するPBS(PBS-T)および冷水魚類皮膚由来1%ゼラチンでブロッキングした後、プレートを複製して、冷水魚類皮膚由来1%ゼラチン含有PBS-T中で希釈したマウス血清とともにインキュベートした。室温で2時間のインキュベーションの後、プレートをPBS-Tで6回洗浄し、次いで、セイヨウワザビペルオキシダーゼと複合体形成した抗マウスIgG二次抗体(KPL、冷水魚類皮膚由来1%ゼラチン含有PBS-T中で1:2,000希釈)とともにインキュベートした。二次抗体を用いた1時間のインキュベーションの後、プレートをPBS-Tで6回洗浄し、次いで、1-STEP(商標)Ultra TMB-ELISA Substrate Solution(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)で顕色させた。10分間のインキュベーションの後、この反応を4N硫酸の添加により停止させた。吸光度を450nmの波長(OD450)で測定した。終点力価は、ブランクプラス6の平均値×標準偏差を減算することによって決定されたカットオフ値を上回る希釈の逆数とした。
免役前のベースラインからのELISA力価の倍数増加を図9に示す。スパイクRBD配列をコードしなかった空ベクターは、21日目のELISA力価において上昇を示さなかった。SARS-CoV-2配列をコードしたM2SRおよびBM2SRというウイルスは、RBDスパイクELISA力価の上昇を誘起した。
実施例6
本実施例は、初回刺激タンパク質またはスパイクタンパク質に使用するワクチンの第2の投与の後で全身性の抗体が生じることを実証する。
本実施例は、初回刺激タンパク質またはスパイクタンパク質に使用するワクチンの第2の投与の後で全身性の抗体が生じることを実証する。
実施例4におけるウイルスの4つの投与処置計画、すなわち、(1)M2SR-COVID-19ワクチン候補(すなわち、AM2SR-CovidS-1)またはM2SRベクターウイルス(すなわち、M2SR-Sing V5)のうちの1つを用いて初回刺激し、次いで、初回刺激のおおよそ4週間後に鼻内で同じもの(すなわち、AM2SR-CovidS-1またはM2SR-Sing V5)を用いて追加刺激したマウス、(2)M2SR-CoVID-19ワクチン候補(すなわち、AM2SR-CovidS-1)またはM2SRベクターウイルス(すなわち、M2SR-Sing V5)のうちの1つを用いて鼻内で初回刺激し、初回刺激の約4週間後に、精製したSARS-CoV-2タンパク質を用いて筋肉内で追加刺激したマウス、(3)BM2SR-COVID-19ワクチン候補(すなわち、BM2SR-CovidS-1)またはBM2SRベクターウイルス(すなわち、BM2SR-CA12)のうちの1つを用いて初回刺激し、次いで、初回刺激のおおよそ4週間後に鼻内で同じものを用いて追加刺激したマウス、および(4)BM2SR-COVID-19ワクチン候補(すなわち、BM2SR-CovidS-1)またはBM2SRベクターウイルス(すなわち、BM2SR-CA12)のうちの1つを用いて鼻内で初回刺激し、初回刺激の約4週間後に、精製したSARS-CoV-2タンパク質を用いて筋肉内で追加刺激したマウスを評価した。マウスはすべて、二次免役化(追加刺激)の約3週間後に、末期で出血させ、次いで、安楽死させ、血清試料を分析のために回収した。
血清試料を実施例5に関して上述に説明した通り、ELISAによって分析した。
抗SARS-CoV-2 RBD IgG力価を図28に示す。スパイクRBD配列(すなわち、M25R-Sing V5およびBM2SR-CA12)をコードしていない空ベクターを2回投与(初回刺激-追加刺激)しても、RBDスパイクELISA力価の上昇を誘起しなかった。SARS-CoV-2配列(すなわち、AM2SR-CovidS-1およびBM2SR-CovidS-1)をコードしたM2SRウイルスおよびBM2SRウイルスを2回投与(初回刺激-追加刺激)すると、RBDスパイクELISA力価が上昇した。SARS-CoV-2配列(すなわち、AM2SR-CovidS-1およびBM2SR-CovidS-1)をコードしたM2SRウイルスおよびBM2SRウイルスでの初回刺激は実質的に、精製されたSARS-CoV-2タンパク質を用いて追加刺激したときにRBDスパイクのELISA力価を上昇させたのに対し、空M2SRベクターウイルスを用いた初回刺激は、精製されたSARS-CoV-2を用いて追加刺激したときにRBDスパイクのELISA力価の実質的な上昇を誘起しなかった。
実施例7
本実施例は、M2SRおよびBM2SRというベクターが、多価製剤において使用することができかつ、各々に対して免疫原性を保有することができることを実証する。
本実施例は、M2SRおよびBM2SRというベクターが、多価製剤において使用することができかつ、各々に対して免疫原性を保有することができることを実証する。
インフルエンザA型H1N1またはH3N2 FGHY1-M2SRまたはBM2SR-VicまたはBM2SR-Yamウイルスは、一価、二価、三価または四価のワクチンとして製剤化されると、抗体応答を誘起する。
7週齢のBALB/c雌マウス(N=8)を、一価のH1N1 FGHY1-M2SR、一価のH3N2 FGHY1-M2SR、二価のH1N1ならびにH3N2 FGHY1-M2MR、一価のBM2SR-Victoria、一価のBM2SR-Yamagata、二価のBM2SR、三価のH1N1ならびにH3N2 FGHY1-M2SRならびにBM2SRVictoriaもしくはYamagata、または四価のH1N1ならびにH3N2 FGHY1-M2SRならびにBM2SRVictoriaおよびYamagataというワクチンで鼻内免疫化した。マウスの対照群をSPGでモック免役化した。ワクチン接種の28日目に、マウスを初回刺激免役化のために投与したのと同じワクチンからなる追加刺激免役化で鼻内免疫化した。血清試料を初回刺激免役化後の7日目、14日目、および21日目、ならびに追加刺激免役化(28日目)の35日目、42日目および49日目に採取した。血清試料由来の抗H1 HA、抗H3 HA、抗インフルエンザB型-Vic HAおよび抗インフルエンザB型-Yam HAという血清IgG抗体力価をELISAによって決定した。
結果として得られた抗H1 HAデータを図10Aに示す。結果として得られた抗H3 HAデータを図10Bに示す。結果として得られた抗インフルエンザB型-Vic HAデータを図10Cに示す。結果として得られた抗インフルエンザB型-Yam HAデータを図10Dに示す。本結果は、ワクチンがすべて、SPG対照を上回って抗インフルエンザウイルス抗体を上昇させることができたこと、およびこれらの上昇が複数のワクチン製剤にわたって同様であったことを実証した。さらに、これらの結果は、一価の構成要素が、多価のワクチンへと製剤化されると一価の構成要素に対する免疫応答を誘起するよう能力を維持することを実証する。
実施例8
本実施例は、M2SR-SARS-CoV-2ワクチンが宿主に対する毒性を持たない再投与の際に上昇したインビボでの抗体応答を誘起することを実証することが予期される。
本実施例は、M2SR-SARS-CoV-2ワクチンが宿主に対する毒性を持たない再投与の際に上昇したインビボでの抗体応答を誘起することを実証することが予期される。
M2SR-SARS-CoV-2ワクチンウイルスが、宿主に対する毒性を生じることなく構成要素に対して免疫応答を誘起することを実証するために、15匹の雄および15匹の雌のフェレットを、1×108TCID50(低用量)または1×109TCID50(高用量)の用量レベルのM2SR-SARS-CoV-2ワクチンで鼻内免疫化するであろう。第3の群のフェレットを偽薬対照としてのSPGを鼻内モック免疫化するであろう。3回用量のワクチン接種処置計画を各処置群について利用するであろう。フェレットに初回刺激免役化(試験1日目)ならびに13日後および27日後(試験14日目および試験28日目)の2回の追加刺激免役化を投与するであろう。各免役化の後、フェレットを死亡に向けて7日間観察するとともに、体重、体温、および臨床徴候を毎日測定するであろう。試験前ならびに試験14日目、16日目、30日目、および49日目に、生存しているフェレット全部から血液を回収して臨床病理学的性質を評価するであろう。血清試料を試験前、ならびに試験14日目、30日目、および49日目に回収して、抗体レベルをELISA、赤血球凝集阻止(HAI)アッセイ、およびウイルス中和(VN)アッセイによって経時的に評価するであろう。剖検を1群あたり5匹の雄および5匹の雌について、身体の外表面、すべての開口、頭蓋腔、胸腔および腹膜腔、ならびにそれらの内容物の検査を含めて、試験3日目、30日目、および49日目に行うであろう。
ワクチンウイルス免役化。 フェレットを1×108TCID50の用量または1×109TCID50のいずれかのM2SR-SARS-CoV-2ワクチンの3回の投与で鼻内免疫化するであろう。凍結したワクチンウイルスストックのバイアルを室温で少なくとも10分間解凍し、次いで、冷蔵で、または湿らせた氷の上で、使用時まで保存した。フェレットをケタミン/キシラジンで麻酔し、当該ウイルス用量を500μL(1つの鼻孔あたり250μL)の量で鼻内投与した。
M2SR-SARS-CoV-2ワクチンウイルスは、機能的M2タンパク質を発現しない、インフルエンザA型/シンガポール/INFIMH-16-0019/2016(H3N2)のHAおよびNAという遺伝子ならびにSARS-CoV-2スパイクタンパク質のRBDをコードする組換えインフルエンザA型ウイルスである。
実験デザイン: 45匹の雄および45匹の雌で試験開始時に16~22週齢の90匹のフェレット(Triple F Farms,Sayre,PA)を本試験に利用するであろう。動物への手技はすべて、IIT Research Institute動物実験委員会によって承認されたプロトコルに従って動物バイオセーフティレベル2施設において行うであろう。免疫化に先立って、フェレットを4日間監視して、ベースライン体温を確立するであろう。温度の読み取りは、各フェレットにおいて皮下に植え込まれたトランスポンダー(BioMedic data systems,Seaford,DE)を通じて毎日記録するであろう。血液を回収した後に試験を開始し、血清をインフルエンザ抗体について検査するであろう。免疫化前血清試料を受容体破壊酵素(RDE)(デンカ生研、東京都、日本)を用いて処理して、非特異的阻止因子を除去し、次いで、連続希釈し、規定量のインフルエンザA型/ミシガン/45/2015(H1N1)、A型/シンガポール/INFIMH-16-0019/2016(H3N2)、B型/プーケット/3073/2013(Yamagata系統)、およびB型/コロラド/06/2017(Victoria系統)というウイルスに対して検査し、0.5%シチメンチョウ赤血球と混合するであろう。抗体力価を、赤血球凝集の阻止を生じる最低血清希釈によって規定するであろう。40未満のHAI力価をもつフェレットのみが、血清学的陰性とみなされ、本試験において使用されるであろう。試験動物をランダム化し、3群(1群あたり15匹の雄フェレットおよび15匹の雌フェレット)へと分けるであろう。
ワクチンの有効性および毒性を評価するために、フェレットを、M2SR-SARS-CoV-2の1×108TCID50の3回投与または1×109TCID50の3回投与で試験1日目、14日目、および28日目に鼻内免疫化するであろう。対照群を、試験1日目、14日目、および28日目にSPGで鼻内モック免役化するであろう。フェレットの体温、体重、および臨床症状を免疫化後7日間毎日監視するであろう。試験5日前、14日目、16日目、30日目、および49日目に生存しているフェレット全部から血液を回収して、臨床病理学的性質を評価するであろう。血清試料を試験5日目、14日目、30日目、および49日目に回収して、ELISA、ウイルス中和アッセイおよびHAIアッセイによる抗体力価の測定までおおよそ-70℃で凍結保存した。試験動物はすべて、計画された日(3日目、30日目、または49日目、1群あたり5匹の雄および5匹の雌)に安楽死させ、剖検するであろう。剖検は、身体の外表面、すべての開口、ならびに頭蓋腔、胸腔および腹膜腔、ならびにそれらの内容物の検査からなる。組織を回収し、固定し、委員会認定の動物病理学者によって組織病理学的に評価するであろう。
瀕死/死亡および臨床所見: フェレットはすべて、計画された屠殺日まで生存すると予期される。フェレットはすべて、1日目~49日目の間に測定されるすべての時点について「0」(敏捷かつ遊び好き)という活動レベルスコアを有することが予期される。
体重および体重変化: 差異は、観察されるとは予期されない。
体温: 差異は、観察されるとは予期されない。
酵素結合免疫吸着検定法(ELISA): 血清試料由来の抗HA IgG抗体力価をELISAによって決定するであろう。ELISAプレートをA型/シンガポール/INFIMH-16-0019/2016(H3N2)(Immune Technology Corp.,New York,NY)またはスパイクRBDに由来の組換えHAタンパク質によってコーティングするであろうし、脱脂乳によってブロッキングするであろうし、試料を適用した。フェレットIgG抗体をセイヨウワサビペルオキシダーゼ標識抗フェレットIgGヤギ抗体(SeraCare Life Sciences,Milford,MA)および1-STEP(商標)Ultra TMB-ELISA(Thermo Fisher Scientific Inc.)基質によって検出した。
免役化した群の各々におけるフェレットは、血清中の抗H3 HA抗体の有意な上昇を示すと予期されるが、SPGのみを受けた動物における抗体レベルは、ベースラインから変化するとは予期されない。抗H3 HA抗体力価は、初回刺激投与の2週間後に、SPG対照群よりも免疫化群において高いであろう。免疫化群あたりの平均抗体力価は、ワクチンの第1および第2の投与後にさらに上昇するであろう。
赤血球凝集阻止(HAI)アッセイ: ELISAによって検出される抗体の機能的活性を実証するために、血清試料をHAIアッセイによって分析するであろう。血清試料をRDEで処理して、非特異的赤血球凝集の阻止因子を除去するであろう。RDEを、製造元の説明書によって再構成するであろう。血清をRDE中で1:3に希釈し、37℃±2℃の水浴中で18~20時間インキュベートするであろう。等量の2.5%(v/v)クエン酸ナトリウムの添加後、試料を56±2℃の水浴中で、30±5分間インキュベートするであろう。0.85%NaClから構成される溶液を各試料へ、RDE処理後に1:10の最終血清希釈となるよう添加するであろう。次いで、試料をPBS中でさらに2倍希釈し(1;10~1;1,280)、4赤血球凝集単位のインフルエンザA型/シンガポール/INFIMH-16-0019/2016(H3N2)ウイルスとともにインキュベートするであろう。インキュベーション後、0.5%トリ赤血球を各試料へ添加し、30±5分間インキュベートするであろう。次いで、赤血球凝集の有無を点数化するであろう。
高用量(1×109TCID50)群は、低用量(1×108TCID50)群よりも高いHAI力価を示すと予期され、SPG(対照)群は、いかなるHAI力価も誘起するとは予期されない。M2SR-SARS-CoV-2免疫化フェレットは、検査ウイルスに対して80HAI力価と同等かまたはそれより高いことを実証すると予期される。CDCは、40という血清HAI抗体力価が、集団におけるインフルエンザ感染またはインフルエンザ疾患についてのリスクの少なくとも50%低減と関係していたと述べている。それゆえ、これらの結果は、M2SR-SARS-CoV-2ウイルスが、保護的免疫応答を誘起することができることを示すと予期される。
ウイルス中和アッセイ: 試験前および(試験3日目、14日目、30日目、および49日目の)処理段階の血清試料を、ウイルス中和アッセイにおいてA型/シンガポール/INFIMH-16-0019/2016(H3N2)インフルエンザウイルスに対して検査するであろう。血清試料を56℃で30分間不活性化するであろう。次いで、血清を2倍連続希釈し、標準化されたウイルス(80~140PFUの濃度)とともに37±2℃、5.0±1%CO2において60分間インキュベートするであろう。次いで、100マイクロリットル(100μL)の各血清およびウイルス混合物を、単層のMDCK細胞を含有する96ウェルプレートの個々のウェル内へと移すであろう。次いで、プレート(試料含有)を37±2℃で5.0±1%CO2において18~22時間インキュベートするであろう。インキュベーション後、細胞をパラホルムアルデヒドで固定し、抗インフルエンザA型核タンパク質モノクローナル抗体プール(1部分のMAB8257:1部分のMAB8258(Millipore;Billerica,MA))、続いてペルオキシダーゼ結合ヤギ抗マウスIgGで染色するであろう。スポットをTrueBlueペルオキシダーゼ基質(Kirkegaard and Perry Laboratories,Gaithersburg,MD)を用いて顕色させるであろう。プラークを可視化し、酵素結合免役スポット(ELISPOT(商標))機器(AID GmbH,Strassberg,Germany)を用いて計数するであろう。50%プラーク低減中和力価(PRNT50)を、プラークを計数し、力価を最終血清希釈の逆数として報告することによって計算して、対照プラークの逆滴定に基づいて入力された対照ウイルスプラーク計数の50%低減を示すであろう。
SPG群内でのフェレットは、本試験の持続期間の間、陰性(力価≦100)に留まると予期される。1×108TCID50の用量でM2SR-SARS-CoV-2で免疫化されたフェレットは、高い幾何平均力価(GMT)を有すると予期される。1×109TCID50の用量でM2SR-SARS-CoV-2で免疫化したフェレットは、より高いGMT VN力価を有すると予期される。1×109TCID50でH3N2 M2SR-SARS-CoV-2の3回投与で免疫化されたフェレットはすべて、最も高いPRNT50力価を呈すると予期される。
臨床病理学的検討:生存しているフェレットすべてについて、臨床化学的検討、血液学的検討および凝固パラメータの分析のための血液試料を、頚静脈または大静脈から試験前、ならびに3日目、14日目、16日目、30日目、および49日目に回収するであろう。動物を血液回収前の4~6時間絶食させるであろう。エチレンジアミン四酢酸(EDTA)を血液学的検討の試料のための抗凝固薬として使用するであろう一方で、クエン酸ナトリウムを凝固試料に対して使用するであろう。臨床化学的検討のための試料を抗凝固薬なしで回収するであろう。尿試料を、剖検で各フェレットの膀胱から直接回収するであろう。
処置関連のまたは毒素学的に有意な所見は、本試験の間に評価される臨床化学的性質または血液学的性質のパラメータのいかなるものに対しても特筆されるとは全く予期されない。
肉眼剖検および組織病理学的性質:肉眼剖検および組織病理学的検討を、1群あたり5匹の雄および5匹の雌について、試験3日目、30日目、および49日目に行った。1×108TCID50の用量でのフェレットに対するM2SR-SARS-CoV-2の鼻内免疫化は、肉眼での所見がない結果を生じると予期される。1×109TCID50の用量で、肉眼での所見は、肺において特筆されると予期され(色素沈着、濃いまたは斑状)、顕微鏡所見は、肺において3日目および30日目に特筆されると予期される(混合型細胞浸潤)。3週間の回復後、試験49日目に検査項目関連の肉眼病変が観察されるとはまったく予期されない。
本実施例は、M2SR-SARS-COV-2のワクチンウイルスの鼻内免疫化が、ワクチン接種した宿主において伝播せず、いかなるワクチン関連有害事象(例えば、体温の上昇、体重の減少、または臨床徴候)とも関係していないことを示すと予期される。これらの結果は、M2SR-SARS-COV-2ウイルスが、再投与とともにさらに上昇できる単回投与後の相同検査ウイルスに対する防御免疫応答を誘起し、鼻内コロナウイルスワクチンとして有用であることを示すと予期される。
実施例9
本実施例は、SARS-CoV-2スパイクタンパク質に由来する様々な抗原を発現するいくつかのM2SRウイルス株の設計および発生の成功を実証する。
本実施例は、SARS-CoV-2スパイクタンパク質に由来する様々な抗原を発現するいくつかのM2SRウイルス株の設計および発生の成功を実証する。
2つの非構造タンパク質NS1およびNEP(核外輸送タンパク質)をコードするインフルエンザA型NSセグメント8は、抗原を発現するためのワクチンベクターとしてインフルエンザA型を使用するよう修飾することができる。NEPが必要とされるのに対し、NS1 ORFは、ウイルス複製のために無くても済む可能性がある。NS1切断は、Vero細胞培養において繰返し継代によって単離することができ、完全なNS1欠失株でさえ、構築することができる。NS1は、スプライシング及び宿主細胞の生得的応答の遮断に対する変動を含め、インフルエンザ感染を促進する上で非常に重要な役割を担っている。NS1突然変異は、製造を困難にするウイルス力価を低減させ、より重要なことに、初代細胞においておよびインビボでウイルス複製を損なう。NSセグメントをベクター化することに対する第2の主な障害は、セグメント8mRNAのスプライシングした形態から必須NEPタンパク質が発現することである。スプライシングは、スプライシングを受けていないmRNAによってコードされるNS1 ORFと重複する代替的な翻訳リーディングフレームにおいて、短いエキソン1配列をエキソン2へ接合する。
抗原をコードするために、2つの重要な変化をNSセグメントに対して行う。第1に、スプライスドナー(配列番号109)およびアクセプター位置を消滅させる。次いで、NEPエキソン1およびエキソン2をコードする配列を結合し、イントロンを持たないNEP ORFを構築する。結果として、単一のポリペプチドをコードするORFとなり、ここで、NS1のC末端は、ブタテッショウウイルス1型2AおよびGSG可撓性リンカーに由来するNS1 P2Aペプチドによって分離されるNEP ORFへ融合する(配列番号80、85、87~91、97~104)。翻訳の間、P2A部位は、別個のポリペプチドとして、リボソームスリッページを包含すると考えられる未知の機序によってNEPタンパク質の発現を可能にする。所望のワクチン抗原をコードする遺伝情報は、NS1への融合によって、または第2のP2AもしくはT2Aというペプチドの付加によってのいずれかで発現するインフルエンザORF間に挿入されて、抗原の両側を開裂させる(配列番号86、99)。この配置は結果として、NS1 ORF内からのヌクレオチド配列の長い反復を担持する拡大されたセグメント8を生じる。
不運なことに、かかる複製は遺伝子が不安定である。ゲノム複製中のセグメントの2つの部分の間の非定型ハイブリッド形成は、欠失および挿入に典型的につながるインフルエンザRNAポリメラーゼエラー、ならびに欠陥のあるゲノムRNA合成を誘導し得る。この不安定性は、この場合、悪化し得、その理由は、遺伝子重複が、セグメント8末端から26bpだけNEPエキソン1配列を含んでおり、このNEPエキソン1配列が、ゲノムパッケージングに重要である可能性が高いからである。ビリオンへのインフルエンザゲノムセグメントの集合は、5’および3’UTRにおける逆反復配列のハイブリッド形成によって形成される二本鎖の「全ハンドル」RNA構造を介して介在する。セグメント末端近くのコード配列はまた、パッケージングにも関与し、セグメント末端近くにあるサイレント突然変異は、ウイルス複製を遮断することが示された。このセグメントに対して内部の二重になった領域は、ウイルス集合を損なう末端のUTRパッケージング配列との必須のハイブリッド形成と競合し得る。結果として、ウイルスの成長は乏しく、ウイルス力価は低く、導入遺伝子の発現は喪失する。
操作されたセグメントにおける縦列重複間にある相同性を低減させることによって遺伝子の安定性を改善するために、重要な突然変異を、NS1およびNEPの両ORFをコードする配列へ導入した(配列番号110、111)。サイレント突然変異を、NS1をコードするコドンの第3の位置に対して行って、開始コドンを除去し、いずれかの有力な代替的な翻訳リーディングフレームへ終止コドンを付加することによって、意図せぬ発現についての能力をカットした。このことは、ベクターおよびインサート配列の両方または両方からの意図せぬネオ抗原の産生についての機会を低減させる。
NEPの10個のN末端アミノ酸についてコードするエキソン1配列の重複を、2つの方法で有意に変化させて、コピー間の配列同一性を低減させた(図21、配列番号80、97、110)。NEPをこのコンストラクトによって、P2A開裂部位を介して発現させる。機序はわかってはいないが、開裂はいつでも、開裂した下流ペプチドのN末端へ付いたタンパク質痕として単一のプロリル残基を残す。NEPの第3のアミノ酸はすでにプロリンであり、これら第1の2つの残基が構造上関連性のないことを示唆している。したがって、構築されたNSセグメントを、痕のない、プロリンで始まるNEPの6bp欠失N末端突然変異体を発現するよう設計した(配列番号117)。有害な相同性をさらに、高%A-Tを依然として維持するコドンの第3の位置を変化させることによって改善した。加えて、GSGおよびP2Aの両部位配列をコドン最適化して、インフルエンザのA-Tリッチコドンバイアスを反映させた。
重複を含有するスプライス陰性NSセグメント(配列番号85、98)を、RNA PolIプラスミドベクターへと、陰性センスvRNAとしての発現のために挿入した。標準的なプラスミド系インフルエンザウイルスの逆方向遺伝学手順を使用して、操作されたおよび対照のA型PR/8/1934セグメント8を含有するM2欠失単一複製(M2SR)ウイルスを救出した。回収したウイルス株をM2VeroA細胞において増幅させ、ウイルス力価を決定した。この株を使用して、成長動態の比較のために、MOI=0.001で三つ組の培養物を接種した。接種の4日後、ウイルス培養物をサンプリングし、一定分量をその後の力価分析のために凍結保存した。TCID50によるウイルス力価の決定の後、毎日の平均力価を計算した。2つの株についての曲線のプロット(図12)は、ウイルスの成長が、NS1およびNEPを単一の自己開裂ペプチドとして発現する合成セグメントによって損なわれないことを示す。
表5に付与するようなM2VeroA細胞において生育したSARS-CoV-2スパイクタンパク質に由来する様々な抗原を発現するよう設計される、いくつかのM2SRウイルス株を発生させた。
実施例10
本実施例は、SARS CoV-2 S1タンパク質のスパイクらせんである抗原を発現するためのNSベクターセグメントの機能性を実証する。
本実施例は、SARS CoV-2 S1タンパク質のスパイクらせんである抗原を発現するためのNSベクターセグメントの機能性を実証する。
SARS CoV-2 S1タンパク質のスパイクらせんは、ウイルス膜と細胞膜との間に融合を駆動する大きな立体配座変化を受けることが公知である。RSVおよびPIVのものを含む他のウイルススパイクタンパク質らせんの研究は、スパイクタンパク質を組換え抗原として安定させることによって性能を改善する1セットの2タンデムプロリン突然変異を同定した。これら2つのプロリン残基(2P)は順に、2つのより短いらせんの間にあり、これらのらせんは、スパイクタンパク質の融合前立体配座において存在する。この変化は、融合前立体配座におけるタンパク質をロックし、その結果、はるかにより良好な組換えタンパク質発現の二重の利点が生じ、ワクチン接種に対する免疫学的応答が中和される。図13における成長曲線は、非修飾のSARS-CoV-2らせん抗原へのNS1融合を有するセグメント8が、野生型と比較してウイルス成長(配列番号88、101)を損なうことを示す。融合前形態へとスパイクらせんをロックするための、ターン残基の2Pへの置き換えは、おそらくNS1の機能性を改善することによって、成長を改善する(配列番号88、102)。
実施例11
本実施例は、インフルエンザA型M2SRセグメントからのSARS-CoV-2受容体結合ドメイン(RBD)の発現の成功を実証する。
本実施例は、インフルエンザA型M2SRセグメントからのSARS-CoV-2受容体結合ドメイン(RBD)の発現の成功を実証する。
さまざまなSARS CoV-2RBD抗原を、合成で構築した操作されたインフルエンザA型M2SRインフルエンザA型M2欠乏ベクターセグメント7(配列番号122~124)から発現させた(図14)。次いで、設計した遺伝子セグメントを陰性センスvRNAとしての発現のためにRNA Pol Iベクターへと挿入した。セグメント7は、スプライシングを受けたウイルスmRNAから2つのポリペプチドオープンリーディングフレーム(ORF)、すなわち、第1に完全なインフルエンザA型/PR/8/34 M1タンパク質、および第2に、SARS-COV-2 Wuhan-Hu-1スパイクS1タンパク質の抗原とのM2の融合タンパク質を発現するよう設計されている。インフルエンザA型セグメント7の第2のリーディングフレームにおけるM2のウイルス発現は、スプライシングによって生じる。インフルエンザA型セグメント7を含有する合成SARS-CoV-2からの必須M1タンパク質機能を維持すために、M2 ORFの一部をS1 RBDと融合させる(配列番号6、8、10、79)。
SARS-CoV-2 M2SRセグメントをコードするベクターを標準的なプラスミド系インフルエンザウイルス逆方向遺伝学手順において使用して、SARS-CoV-2 RBD M2SRセグメント7を含有するM2欠乏性単一複製(M2SR)ウイルスを救助した。両ウイルスは、A型/シンガポール/2016(H3N2)のWHO推奨ワクチン株由来のHAおよびNAというセグメントを用いて得ることに成功した。AOF培地中で生育させたM2SRウイルスから失っているM2タンパク質を構成的に発現するよう操作されたM2Vero細胞を用いて、ウイルスを回収した。このウイルス救助および培養系は、ヒト臨床治験における検査のために企図されたM2SRワクチン候補のcGMP産生のためのウイルス種子の調製に適している。
実施例12
本実施例は、M2SRインフルエンザウイルスが、感染した細胞の細胞外膜へ固着した抗原の発現を駆動することができることを実証する(図15~図20および図24~図27を参照されたい)。
本実施例は、M2SRインフルエンザウイルスが、感染した細胞の細胞外膜へ固着した抗原の発現を駆動することができることを実証する(図15~図20および図24~図27を参照されたい)。
支持的なM2発現基質細胞において産生されるパッケージングされたウイルスを、抗原が、赤血球凝集素HAなど、組み合わされるインフルエンザサブユニットと直接融合しない限り、目的の遺伝子、多量体化ドメイン、または膜貫通ドメインによってコードされるタンパク質を実質的に欠くよう、予期された。目的の遺伝子(GOI)は、ウイルス(インフルエンザを含む)起源、細菌起源、真菌起源、または原生動物起源の抗原として関連のある要素であり得る。
細胞表面上での抗原の適切な発現は、ウイルスによってコードされる意図したワクチン抗原に特異的なモノクローナル抗体を感染させた細胞のフローサイトメトリーによって解析される免疫蛍光染色によって確認することができる。異なるセグメントを使用して、同じ抗原を発現することができる。例となる抗原は、SARS-CoV-2スパイクタンパク質ヒトACE2受容体結合ドメイン(RBD)である。RBD抗原は、別の膜タンパク質のTMドメインを用いて細胞表面で発現することができる。呼吸器合胞体ウイルス(RSV)Fタンパク質のTMとのRBDの融合を、3つのペプチド、すなわち、NS1、NEPおよびT4三量体ドメインとのRBD-RSV TM融合を生じるP2AおよびT2Aという翻訳スリッページ部位を含有する単一のオープンリーディングフレーム(ORF)のNS1セグメントによってコードした。代替的なアプローチは、HAタンパク質自体への直接的な融合である。HAは、そのように融合した抗原が、感染した細胞の表面上の三量体として表示され、ビリオンへと組み込まれるであろう膜タンパク質である。
M2VeroA細胞に1~10の間の感染多重度(MOI)で、NS1セグメントまたはHAセグメントのいずれかから膜でRBDを発現するM2SRウイルスを接種した。感染した細胞を、4℃のFACS緩衝液(1×DPBS、1%FBS)において接種後18時間でSARS-CoV-2 S1 RBDの表面発現について免疫染色した。未処置生細胞を、回復期SARS-CoV-1患者から単離した中和モノクローナル抗体CR3022を一次として使用して染色し(ter Meulen et al., PLoS Med. 3(7): e237 (2006))、続いて、図24~図25でみられるように、Alexa Fluor 488標識抗ヒトIgG二次抗体によって検出した。バックグラウンドを上回る表面発現は、NSセグメントまたはHAセグメントのいずれかからSARS-CoV-2 RBD抗原を発現するウイルスを感染させた細胞から検出された。
標的とすることができる別の呼吸器ウイルスは、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)である。RSVの2つの主な表面タンパク質である融合(F)および表面糖タンパク質(G)はいずれも、RSVを中和することができるモノクローナル抗体にとって重要な結合部位である。ヒト293T細胞を4つのDNAプラスミドのインフルエンザA型レプリコンによって化学的に移入して、インフルエンザRNAセグメントによって、およびRNAポリメラーゼIプロモーターからインフルエンザHAゲノムセグメントを発現する単一のプラスミドによってコードされるタンパク質を発現するのに必要とされるPA、PB1、PB2、およびNPというウイルスサブユニットを構成的に過剰発現させた。RSV Gタンパク質抗原を、細胞膜上のRSV G抗原の発現につながるHA糖タンパク質と直接融合させた。未処置生細胞を移入48時間後にRSV G表面糖タンパク質抗原の表面発現について移入48時間後に免疫染色した。染色は、一次マウスモノクローナル抗体131-2G(Chemicon)を用いるFACS緩衝液中であり、続いて、Alexa Fluor 488標識抗マウスIgG二次抗体で検出した。バックグラウンドを上回る表面発現は、RSV Gタンパク質抗原を発現するウイルスを感染させた細胞から検出した。
単一の病原体からの複数の抗原を膜上に表示し得る。MOI=1でSARS-CoV-2 S2抗原をコードするM2SRウイルスを接種した細胞は、図27に示すように、表面上にRBD以外の第2の代替的なCOVIDワクチン標的を発現する。MOI=1でウイルスに感染した未処置生M2VeroA細胞を、接種18時間後にSARS-CoV-2スパイクS2サブユニット抗原の表面発現について免疫染色した。染色は、SARS-CoV-2 S2免疫原に対して生じた一次ウサギモノクローナル抗体3C4(Genscript)を用いるFACS緩衝液中であり、続いて、Alexa Fluor 488標識抗ウサギIgG二次抗体により検出した。バックグラウンドを上回る表面発現を、SARS-CoV-2 S2接続因子およびTM抗原を発現するウイルスを感染させた細胞から検出した。
パッケージングシグナルを、HAおよびNSという両セグメントについてのコンストラクトのためのGOIの上流で維持し、HAの場合、パッケージングシグナルを複製して、適切なHAプロセシングを維持することができる。重複したパッケージングシグナルは、5’パッケージングシグナルとの二次的な相互作用を除去し、望ましくない組換え事象を防止するのを助けるためのサイレント突然変異を有するものとする。他の実施形態は、HA自体との抗原の直接的な融合を採用し得(例えば、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)融合(F)もしくは糖タンパク質(G)の配列またはSARS-CoV-2スパイク配列)、この場合、パッケージング配列は重複していない(図24~図27、配列番号116~118)。多くの場合、多量体化ドメイン(MD)の使用は、免疫原性を亢進するのに好ましいであろう。かかるMDは、T4フィブリチン(配列番号115、Foldon)のC末端ドメインまたはGCN4-plロイシンジッパードメインのようなさまざまなモチーフから選択することができる。膜貫通ドメイン(TM)は、SARS-CoV2スパイクと推定される膜貫通ヘリックスアミノ酸1214~1246(Genebank受入番号:YP_009724390.1、配列番号36~41、77、119)のものであり得、少なくともアミノ酸1201~1246の使用は、表1における上位に順位づけされるMHC I適合性エピトープ(配列番号21)を演繹的に含むであろう。他のTMは、RSV融合タンパク質のものを含み得る(配列番号115)
表6は、SARS-CoV-2 S1タンパク質の部分であるミニスパイクタンパク質、またはSpike TMを用いて膜固着するよう設計されたS1の部分の融合を示す。S1シグナル配列(配列番号39~41、42、115、119)の使用は、細胞表面膜上での表示のために、およびN連結型グリコシル化などの翻訳後修飾のために、細胞分泌装置へペプチドを指向させるであろう。
実施例13
本実施例は、マーカー遺伝子(配列番号114)であるEGFP蛍光タンパク質でもある抗原(配列番号113)を発現するサイレント突然変異(図21~図22)を含有するM2SRのNSベクターセグメントの機能性を実証する。EGFPを発現するよう設計されたNSセグメントを含有するM2SRウイルスを使用して、M2VeroA細胞をMOI=10で感染させた。接種後3日間の期間にわたる蛍光顕微鏡検査は、強いEGFP発現が、24時間以内に検出することができ、細胞のほぼ100%が48時間で抗原を発現することがみられるまで広がることを示した。72時間までに、細胞を基材から脱離させ、インフルエンザ感染により予期された通り、強い細胞変性効果(CPE)を呈した(図23)。3日目に観察された強いCPEは、ウイルス複製が、挿入されたEGFP遺伝子によって実質的に阻止されなかったことを示す。
本実施例は、マーカー遺伝子(配列番号114)であるEGFP蛍光タンパク質でもある抗原(配列番号113)を発現するサイレント突然変異(図21~図22)を含有するM2SRのNSベクターセグメントの機能性を実証する。EGFPを発現するよう設計されたNSセグメントを含有するM2SRウイルスを使用して、M2VeroA細胞をMOI=10で感染させた。接種後3日間の期間にわたる蛍光顕微鏡検査は、強いEGFP発現が、24時間以内に検出することができ、細胞のほぼ100%が48時間で抗原を発現することがみられるまで広がることを示した。72時間までに、細胞を基材から脱離させ、インフルエンザ感染により予期された通り、強い細胞変性効果(CPE)を呈した(図23)。3日目に観察された強いCPEは、ウイルス複製が、挿入されたEGFP遺伝子によって実質的に阻止されなかったことを示す。
実施例14
本実施例は、実施例4のSARS-CoV-2配列をコードするM2SRおよびBM2SRというウイルスが、インフルエンザHA(赤血球凝集素)表面タンパク質に対する抗体応答を誘起する能力を保有することを実証する。
本実施例は、実施例4のSARS-CoV-2配列をコードするM2SRおよびBM2SRというウイルスが、インフルエンザHA(赤血球凝集素)表面タンパク質に対する抗体応答を誘起する能力を保有することを実証する。
血清を初回刺激免役化の前および初回投与の約3週間後にマウスから回収した。血清試料を各群についてプールし、抗HA IgG抗体力価を酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)によって決定した。
ELISAを、捕捉抗原として組換えHAタンパク質を使用して行った。組換えH3 HA(ΔTM)(A型/シンガポール/INFIMH-16-0019/2006)(H3N2)[Immune-Tech,New York,NY]を、SARS-CoV-2配列をコードする、マウスに投与したM2SRベクターウイルスまたはM2SRウイルスの血清ELISA分析に使用した。組換えInf B型HA1(B型/プーケット/3073/2013)[Immune-Tech,New York,NY])を、SARS-CoV-2配列をコードする、マウスに投与したBM2SRベクターウイルスまたはBM2SRウイルスの血清ELISA分析に使用した。
ELISAプレートをリン酸緩衝生理食塩水(PBS)中の2μg/mLの濃度の100μLの捕捉抗原で、4℃で一晩コーティングした。プレートを0.1%ポリソルベート20含有PBS(PBS-T)および冷水魚類皮膚由来の1%ゼラチンでブロッキングした後、プレートを、冷水魚類皮膚由来の1%ゼラチン含有PBS-T中で希釈したマウス血清とともに二つ組でインキュベートした。室温で2時間のインキュベーションの後、プレートをPBS-Tで6回洗浄し、次いで、セイヨウワサビペルオキシダーゼと結合した抗マウスIgG二次抗体(KPL;冷水魚類皮膚由来1%ゼラチン含有PBS-T中で1:2,000希釈)とともにインキュベートした。二次抗体を用いた1時間のインキュベーションの後、プレートをPBS-Tで6回洗浄し、次いで、1-STEP(商標)Ultra TMB-ELISA基質溶液(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)で顕色させた。10分間のインキュベーションの後、この反応を4Nの硫酸の添加により停止させた。吸光度を450nmの波長(OD450)で測定した。終点力価は、ブランクプラス0.3OD450の平均値を減算することによって決定されたカットオフ値を上回った希釈の逆数とした。
血清抗HA IgGレベルの差異は、表7に示すように、SARS CoV-2配列をコードするM2SRおよびBM2SRならびにそれらの対応するベクターウイルスの間で観察されなかった。
本明細書で引用されている参考文献は、公表物、特許出願、及び特許を含め、すべて、各参考文献が個々にかつ具体的に参照により組み込まることが示され、およびその全体が本明細書で説明されていた場合と同程度まで、参照により本明細書により組み込まれる。
「a」および「an」および「the」および「少なくとも1つの」という用語ならびに本発明を説明する文脈における(特に、後述の特許請求の範囲の文脈における)同様の指示対象の使用は、本明細書で別段に示されない限りまたは文脈によって明確に矛盾しない限り、単数形および複数形の両方を網羅するよう解釈されるべきである。1つ以上の項目のリストが後続する「少なくとも1つの」という用語(例えば、「AおよびBのうちの少なくとも1つ」)の使用は、本明細書で別段に示されない限り、または文脈によって明確に矛盾しない限り、列挙された項目から選択される1つの項目(AまたはB)、または列挙された項目のうちの2つ以上の任意の組み合わせ(AおよびB)を意味すると解釈されるべきである。「を含む(comprising)」、「を有する」、「を含む(including)」、および「を含有する」という用語は、別段の記載がない限り、オープンエンドの用語として解釈されるべきである(すなわち、「を含むが、それらに限定されない」を意味する)。本明細書での値の範囲の列挙は単に、本明細書で別段に示されない限り、当該範囲内に収まる各個別の値に対して個々に指す簡便な方法として機能するよう意図するものであり、各個別の値は、本明細書で個々に列挙されているかのように、本明細書内へと組み込まれる。本明細書で説明される方法はすべて、本明細書で別段に示されない限り、または文脈によって別段に明確に矛盾しない限り、任意の適切な順序で行うことができる。本明細書で提供されるいかなるおよびすべての例の使用、または例示的な言語(例えば、「のような」)は単に、本発明をより良好に説明するよう意図しており、別段に主張されない限り、本発明の範囲に制限を付与するものではない。本明細書におけるいかなる言語も、本発明の実施に対して必須であるようないずれの特許請求の範囲に記載されていない要素をも示すものとして解釈されないものとする。
本発明の好ましい実施形態は、本発明を実施するための本発明者が知る最良の様式を含め、本明細書で説明される。当該好ましい実施形態の変形は、上述の説明を読み取る際に当業者に明らかとなり得る。本発明者らは、当業者が、かかる変形を適切なものとして使用することを期しており、本発明者らは、本明細書で具体的に説明される以外に、本発明が実施されるよう意図している。したがって、本発明は、適用可能な法律によって許可されるような、本明細書に添付の特許請求の範囲に列挙される対象の変更物および等価物をすべて含む。その上、その起こり得る変化物すべてにおける上述で説明した要素のいかなる組み合わせも、本明細書で別段に示されない限り、または文脈によって別段に明確に矛盾しない限り、本発明によって包含される。
配列決定の決まりは、4つのヌクレオチド、すなわち、アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、およびチミン(T)を指すDNAに基づいている。RNAまたはインフルエンザウイルスを指すとき、Tはウラシル(U)を意味する。
Claims (30)
- インフルエンザウイルスバックボーンを含む、組換えウイルスであって、前記インフルエンザウイルスバックボーンが、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントを含む、組換えウイルスであって、前記PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントの少なくとも1つが、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む、組換えウイルスであって、
(a)前記PB1遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するPB1タンパク質をコードし、ここで、前記選択されたアミノ酸が、位置40のロイシンと、位置180のトリプトファンと、位置464のアスパラギン、位置563のイソロイシン、または位置607のセリンのうちの少なくとも1つとを含み、かつ、前記PB1遺伝子セグメントが場合により、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み、
(b)前記PB2遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するPB2タンパク質をコードし、ここで、前記選択されたアミノ酸が、位置504のバリンと、場合により、位置467のイソロイシンおよび位置529のバリンとを含み、かつ、前記PB2遺伝子セグメントが場合により、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み、
(c)前記PA遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するPAタンパク質をコードし、ここで、前記選択されたアミノ酸が、位置401のリジンを含み、かつ、前記PA遺伝子セグメントが場合により、ヌクレオチド位置4でのシトシンからウラシルへのプロモーター突然変異を含み、
(d)前記NP遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNPタンパク質をコードし、ここで、前記選択されたアミノ酸が、位置116のロイシンと、位置294のリジンまたは位置311のアルギニンのうちの少なくとも1つとを含み、かつ
(e)前記NS遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNS1タンパク質をコードし、ここで、前記選択されたアミノ酸が、位置30のプロリンと、位置55のリジンと、位置118のリジンとを含む、組換えウイルス。 - 前記抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、請求項1に記載の組換えウイルス。
- 前記M遺伝子セグメントが、抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、ここで、前記抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、請求項1または2に記載の組換えウイルス。
- 前記M遺伝子セグメントが、突然変異したM2タンパク質をコードする、請求項1~3のいずれか一項に記載の組換えウイルス。
- 前記M遺伝子セグメントが、少なくとも1つのリンカータンパク質と、FLAGエピトープタグとを含むタンパク質をコードする、請求項4のいずれか一項に記載の組換えウイルス。
- 前記Mセグメントが、配列番号1~14および92~96のいずれか1つを含むタンパク質をコードする、請求項1~5のいずれか一項に記載の組換えウイルス。
- インフルエンザウイルスバックボーンを含む、組換えウイルスであって、前記インフルエンザウイルスバックボーンが、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む、PB1、PB2、PA、NP、M、NS、HA、およびNAという遺伝子セグメントを含む、組換えウイルスであって、
(a)前記PA遺伝子セグメントが、ヌクレオチド位置2272のチミンを含み、
(b)前記NP遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNPタンパク質をコードし、ここで、前記選択されたアミノ酸が、位置40のセリンと、位置161のアスパラギンまたはグリシンと、位置204のトレオニンと、場合により位置93のバリンとを含み、かつ、
(c)前記NS遺伝子セグメントが、ヌクレオチド位置39のグアニンを含み、ここで、前記NS遺伝子セグメントが、選択されたアミノ酸を含むアミノ酸配列を有するNSタンパク質をコードし、前記選択されたアミノ酸が、位置176のグルタミンを含む、組換えウイルス。 - 前記抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、請求項7に記載の組換えウイルス。
- 前記M遺伝子セグメントが、抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、ここで、前記抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片であり、さらに、突然変異したBM2タンパク質をコードする、請求項7または8に記載の組換えウイルス。
- 前記NS遺伝子セグメントが、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の組換えウイルス。
- 前記抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、請求項1~10のいずれか一項に記載の組換えウイルス。
- 前記NS遺伝子セグメントが、(1)NS1タンパク質、(2)少なくとも1つの可撓性のあるリンカータンパク質、(3)SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片、(4)少なくとも1つの開裂可能な開裂性配列、および(5)NEPタンパク質をコードする、請求項1~11のいずれか一項に記載の組換えウイルス。
- 前記少なくとも1つの開裂可能な開裂性配列が、T2Aペプチド配列またはP2Aペプチド配列である、請求項12に記載の組換えウイルス。
- 前記NS遺伝子セグメントが、配列番号97~104のいずれか1つを含むタンパク質をコードする、請求項1~13のいずれか一項に記載の組換えウイルス。
- 前記MおよびNSという遺伝子セグメントの各々が、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ、前記抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、請求項1または7に記載の組換えウイルス。
- 前記NAおよびNSという遺伝子セグメントの各々が、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ、前記抗原が、SARS-CoV-2糖タンパク質の免疫原性断片である、請求項1または7に記載の組換えウイルス。
- 前記MおよびNAという遺伝子セグメントの各々が、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ、前記抗原が、SARS-CoV-2糖タンパク質の免疫原性断片である、請求項1または7に記載の組換えウイルス。
- 前記MおよびHAという遺伝子セグメントの各々が、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ、前記抗原が、SARS-CoV-2糖タンパク質の免疫原性断片である、請求項1または7に記載の組換えウイルス。
- 前記NSおよびNAという遺伝子セグメントの各々が、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ、前記抗原が、SARS-CoV-2糖タンパク質の免疫原性断片である、請求項1または7に記載の組換えウイルス。
- 前記NSおよびHAという遺伝子セグメントの各々が、1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含み、かつ、前記抗原が、SARS-CoV-2スパイク糖タンパク質の免疫原性断片である、請求項1または7に記載の組換えウイルス。
- 前記ウイルスが、ヒト細胞において複製することができる、請求項1~20のいずれか一項に記載の組換えウイルス。
- 前記ウイルスが、同じ条件下で、選択されたアミノ酸をVero細胞において有さないことを除いて同じである組換えウイルスと比較して、増強した成長を有する、請求項1~21のいずれか一項に記載の組換えウイルス。
- 1つ以上の抗原をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む前記遺伝子セグメントがさらに、下流の重複を含み、かつ、前記下流の重複が、少なくとも1つのサイレントヌクレオチド突然変異を含む、請求項1~22のいずれか一項に記載の組換えウイルス。
- 請求項1~23のいずれか一項に記載の組換えウイルスを含む、医薬製剤。
- 前記ワクチンが、一価のワクチンとして製剤化される、請求項24に記載の医薬製剤。
- 前記ワクチンが、二価のワクチンとして製剤化される、請求項24に記載の医薬製剤。
- 前記ワクチンが、三価のワクチンとして製剤化される、請求項24に記載の医薬製剤。
- 前記ワクチンが、四価のワクチンとして製剤化される、請求項24に記載の医薬製剤。
- 請求項1~23のいずれか一項に記載の組換えウイルスまたは請求項24~28のいずれか一項に記載の医薬製剤を哺乳動物へ投与し、それにより、前記哺乳動物において前記抗原に対する免疫応答を誘起することを含む、前記哺乳動物において免疫応答を誘起する方法。
- 前記哺乳動物がヒトである、請求項29に記載の方法。
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