JP2023547758A - 二量体として発現される受容体結合ドメインに基づくSARS-CoV-2ワクチン及び髄膜炎菌B群細菌の外膜小胞の組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、バイオテクノロジー、特に、ヒトの健康の分野に関する。記載されるワクチン組成物は、SARS-CoV-2ウイルスに対する中和免疫応答を誘導する。これらの組成物は、抗原としてのSARS-Cov-2ウイルスの受容体結合タンパク質の一部、免疫増強成分としての髄膜炎菌(Neisseria meningitides)B群細菌の外膜小胞、及びアジュバントを含む。本発明に記載されるワクチン組成物は、SARS-CoV-2ウイルスによる感染の予防に有用である。
Description
本発明は、バイオテクノロジーの分野、特に、COVID-19を予防するためのワクチンに関する。具体的には、本発明は、SARS-CoV-2ウイルスによる感染を予防するように設計された新規のワクチン組成物を記載する。これらの組成物は、安定な二量体として発現される関連抗原としてのSARS-CoV-2ウイルスの受容体結合ドメイン(「RBD」)、並びに髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)B群細菌の外膜小胞(「OMV」)及びアジュバントを含む。そのような組合せは、高い抗体力価及びSARS-CoV-2ウイルスに対する細胞応答を誘導することができる。
COVID-19の大流行が近時生じている。COVIDは、原因不明の肺炎の重篤な症例が最初に報告された2019年12月に、中国の武漢で最初に同定された。SARS-CoV-2ウイルスによって引き起こされるこの疾患は、ヒトからヒトへの急速な拡散、並びに症候性患者にみられる発熱、鼻漏、喉の痛み及び呼吸困難を含む症状発現を特徴とし、症候性患者はCOVID-19症例全体の50%未満を占めるが、ほとんどの患者において、この疾患は無症候性であり、これはウイルスの拡散における重要な要因であり、その制御の観点から疫学的課題を表している(www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/situation-reports(2020年8月13日参照)におけるWHO Coronavirus disease(COVID-2019)situation reports。
MERS及びSARSとして知られるSARS-CoV-2に類似する他のコロナウイルスは、過去数十年に既に流行を引き起こしている。SARSは、SARS-CoV-2とのより大きな相同性を示す。それらの間の主な類似性の1つは、両方のウイルスが、ヒト細胞に侵入するための受容体としてACE2タンパク質を使用することである。したがって、SARS及びSARS-CoV-2の両方において、S1ウイルスタンパク質の受容体結合ドメイン(RBD)とACE2(アンジオテンシン変換酵素2)タンパク質との相互作用が決定的なウイルス感染因子である。(Walls Aら(2020)Cell https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.058)。SARS-CoV-2のSタンパク質のRBDは、およそ195アミノ酸の断片(配列333~527)であり、受容体結合モチーフ(RBM)を含有し、ウイルスがACE2受容体と相互作用する領域である。抗RBD抗体の存在は、COVID-19回復期患者の血清にみられる中和活性と相関している(Dai L.ら;2020 Cell https://doi.org/10.1016/i.cell.2020.06.035;Quinlan B.D.ら;2020 https://doi.org/10.1101/2020.04.10.036418;https://doi.org/10.1101/2020.05.21.107565におけるZang J.ら2020)及びhttps://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04466085?term=NCT0RR66085&draw=2&rank=1、2020年8月17日参照)。したがって、RBDに対する抗体を誘導するワクチンは、ウイルス中和抗体を誘導する可能性が高い。
RBDは、アルミニウム及び他の公知のアジュバントと組み合わせて、SARSに対するワクチンにおける特異的抗原として使用されてきた。この戦略は現在、SARS-CoV-2ワクチンの調製に適用され、ウイルス細胞侵入から保護することができるRBDに対する非常に特異的な抗体応答を引き起こす。
今日(2020年8月10日)、SARS-CoV-2に対する139の候補ワクチンが前臨床試験中であり、28の候補ワクチンが臨床試験中である。これらの候補のうちの少なくとも8つ(臨床試験中の2つを含む)は、特異的抗原としてRBDに基づいたものである。さらに、前臨床試験中の3つのワクチン候補は、ワクチンプラットフォームとしていくつかのOMVを組み込んでいる(https://www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-covid-19-candidate-vaccinesにおけるDRAFT landscape of COVID-19 candidate vaccines-August 10,2020、2020年8月10日参照)。
アルミナに吸収された単量体型のRBDも動物実験で使用されており、抗体依存性増強なしに中和抗体を誘導できることが実証されている(https://doi.org/10.1101/2020.04.10.036418におけるQuinlan B.D.ら2020;https://doi.org/10.1101/2020.05.21.107565におけるZang J.ら(2020))。RBDはまた、異なる宿主において産生されている。アスパラギン331及び343におけるグリコシル化の性質は、発現宿主に依存する(Chen W.H.ら2017 Journal of Pharmaceutical Sciences 106:1961-1970)。最大50マイクログラムの濃度でAl(OH)3に吸収されたRBD単量体は、ヒトのSARS-CoVに対するワクチンとして推奨されている(https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04466085?term=NCT04466085&draw=2&rank=1、2020年8月17日参照)。他の製剤は、昆虫細胞及びバキュロウイルス科(Baculoviridae)で発現される319から545のアミノ酸残基を含むRBDタンパク質を組み込んでいるが、二量体の産生は言及されていない(https://doi.org/10.1038/s41586-020-2599-8におけるYang J.ら2020:Nature)。
本発明に最も近い技術的解決策は、CHO細胞中でタンデムとして発現されるRBD二量体とアジュバントとを組み合わせたCOVID-19ワクチン製剤である。このワクチンは、Anhui Zhifei Longcom Biopharmaceuticsとの共同で、Institute of Microbiology of the Chinese Academy of Sciencesによって開発された。それらの製剤は、105の特異的抗体力価を有する強い免疫応答をもたらした(Dai L.ら2020;Cell https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.06.035)。その候補ワクチンは臨床試験中である。前記発明では、二量体コード配列をクローニングすることによって二量体を得た。すなわち、本明細書で後述する発明とは異なり、RBDの単量体の二量体化をもたらす単量体アミノ酸配列のクローニングに基づいている。
現在前臨床試験中の他のワクチン候補は、ウイルス断片を担持する精製された遺伝子改変小胞に基づいている。これは、Quadram Institute及びBiOMViSSrlの場合である(https://quadram.ac.uk/quadram-researchers-working-on-covid-19-vaccine-join-who-expert-groups、2020年8月17日参照)。Intravaccなどの他の企業は、OMVの免疫原性特性をSARS-CoV-2のプロテインSと組み合わせている(https://www.hospimedica.com/epivax-and-intravacc-to-jointly-develop-covid-19-vaccine-based-on-novel-click-on-omv-technology/articles/294782783/ epivax-and-intravacc-to-jointly-develop-covid-19-vaccine-based-on-novel-click-on-omv-technology.html、2020年8月17日参照)。
髄膜炎菌B群細菌(meningococcal group B bacteria)のOMVを安定な二量体の形態のRBDと組み合わせることにより、本発明の著者らは、予想外にも、抗体産生動態及び免疫学的応答の強度、産生された抗体の親和性及びそれらの中和能、並びにT-ヘルパー1(「Th-1」)細胞応答に関して、それらの候補がRBDを使用する報告されたワクチン組成物よりも優れていることを見出した。これらは、SARS-CoV-2のパンデミックの中で極めて重要な特徴である。本発明に記載のワクチン組成物は、免疫化後7日目に、IFNγ及びIgG2aアイソタイプの誘導を特徴とするTh1パターンへの細胞応答の極性化を伴う抗RBD IgG抗体応答を誘発する。したがって、Th2パターンを誘導するコロナウイルスワクチンについて報告された免疫病理学的効果は、この場合には観察されない。
本発明に先行する技術的解決策及び/又は科学刊行物のいずれも、髄膜炎菌B群細菌の二量体化RBDとOMVとの組合せに基づくワクチンを記載していなかった。この組合せは、RBDに対する誘導された免疫応答が、これらの小胞を含有しないワクチンによって誘導される応答よりも強いという顕著な特性を有する。したがって、本発明の新規性は、ウイルスに対する強い免疫応答を誘導する新規のCOVID-19ワクチン組成物に関する。
本発明は、SARS-CoV-2ウイルスに対する防御免疫応答を誘導する、抗原としてのSARS-Cov-2ウイルスのSタンパク質の受容体結合ドメイン(「RBD」)の二量体、並びに免疫増強物質としての髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)B群細菌の外膜小胞(「OMV」)を含む、ワクチン組成物を提供する。特に、RBD抗原は、配列番号1に示されるように、残基319~541を含む。RBDの二量体構造の形成を可能にする538位に遊離システイン(free cysteine)が存在する。これらのワクチン組成物はまた、とりわけ、水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム及びリン酸カルシウムなどの任意の無機塩を含む群から選択されるアジュバントを含んでもよい。
本発明の別の実施形態は、以下の工程:i)OMVを、医薬品グレードの水に撹拌することによって可溶化する、及びii)次いで、OMVを10℃未満の温度で超音波処理する、からなるOMVの製造のための手順を提供する。
別の実施形態では、本発明は、SARS-CoV-2ウイルスによる感染を予防するための上述のワクチン組成物の適用、特に、SARS-CoV-2ウイルスに対する初期のIgG抗体応答を誘導するための前記ワクチン組成物の適用に関する。ワクチン組成物は、1~3回の筋肉内注射、好ましくは2回の注射で適用される、用量あたり5~50μgのRBD濃度範囲、10~100μgのOMV濃度範囲及び0.5~2.0mg/mLのアジュバント濃度範囲を有する。
別の具体的な実施形態では、本発明は、本明細書で定義されるワクチン組成物の、1~3回の注射又は好ましくは2回の注射で5~50μgのRBD及び10~100μgのOMV、並びに0.5~2.0mg/mLの水酸化アルミニウムを含有する好ましくは2回の用量の筋肉内免疫化スキームにおいて、TH-1パターンに偏るSARS-CoV-2ウイルスに対する細胞応答を誘導するための、使用を扱う。
発明の詳細な説明
RBD抗原を得るための方法 RBDタンパク質をコードする配列を合成し、pcDNA-3.1発現ベクターにサブクローニングする。RBDアミノ酸配列は領域319~541である。標的タンパク質を含有する構築物をCHO細胞にトランスフェクトする。
RBD抗原を得るための方法 RBDタンパク質をコードする配列を合成し、pcDNA-3.1発現ベクターにサブクローニングする。RBDアミノ酸配列は領域319~541である。標的タンパク質を含有する構築物をCHO細胞にトランスフェクトする。
標的タンパク質は、遠心分離及び濾過によって回収される。次いで、回収した材料をNi-Sepharoseアフィニティーカラムにロードし、続いてSuperdex200カラムで精製する。適切な方法を使用して、精製タンパク質を分析する(SDS-PAGE、SEC-HPLC及び/又はMSとしての技術を使用した分子サイズ、純度、同一性及びアミノ酸配列)。
空気(すなわち、穏やかな酸化条件)の存在下でのRBDの精製の過程で、RBDは、両方の単量体において538位の2つの遊離システインを連結するジスルフィド架橋を介して二量体化される。この分子間ジスルフィド架橋は安定であり、還元条件下でのみ切断することができる。
OMVを髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)から抽出し、CU21888A1に従って精製する。
ワクチン組成物
この製剤は、RBD二量体、髄膜炎菌(Neisseria meningitides)B群細菌の外膜小胞(OMV)及びアジュバントとしての水酸化アルミニウムを含有する注射可能な懸濁液である。
この製剤は、RBD二量体、髄膜炎菌(Neisseria meningitides)B群細菌の外膜小胞(OMV)及びアジュバントとしての水酸化アルミニウムを含有する注射可能な懸濁液である。
本明細書で論じられる新たに開発されたワクチンは、関連抗原として、安定な二量体として発現されるSARS-CoV-2ウイルスのプロテインSのRBDを含有する。RBDアミノ酸配列は領域319~541である。この領域には9つのシステイン残基があり、そのうちの8つは4つの分子内ジスルフィド架橋を形成して安定ドメイン構造を形成する。天然タンパク質では、システイン538(「C538」)は分子内ジスルフィド架橋を形成する。この構築物では、残基541において切断された配列の結果として、C538は遊離している。結果として、分子間ジスルフィド架橋が、2つの遊離C538の間に形成される場合があり、対応する単量体よりも免疫原性が高い安定な二量体を生成する。
髄膜炎菌B細菌(150~300nm)の外膜小胞(OMV)は、本発明の予想される効果のための重要な成分である。溶液中では、OMVは通常、広範囲の粒径を有するクラスターを形成する。OMVの調製は重要な方法であり、指定されたサイズ範囲を有する再現性のある免疫原性クラスターを生じさせる(国際公開第2006/008504号パンフレット)。本発明は、最大10℃、好ましくは2~8℃の温度で少なくとも10日間安定なままであり、最大500nm、好ましくは100~300nm又は150~300nmの粒径を有するOMV調製物を供給し、本発明はOMV製造のための手順を供給する。OMVを安定化する目的で、本発明は、70%エタノール中に沈殿したOMVに依存し、これは、500rpm、又は好ましくは100~300rpmで、少なくとも3時間、又は好ましくは10~25℃で1~2時間撹拌することによって医薬品グレードの水に可溶化される。この方法の後に、20~40kHzの周波数範囲及び10℃未満、又は好ましくは2~8℃未満の温度で、30分間~4時間、又は好ましくは1~3時間、超音波浴中での脱クラスター化(de-clustering)工程が続く。OMV脱クラスター化の速度は、調製物中の粒子の平均サイズ及びサイズ分布を決定する動的光散乱(DLS)を使用して測定される。
安定な二量体として発現されるSARS-CoV-2ウイルスのSタンパク質RBD及びOMVの2つの成分を、18℃~25℃の周囲温度で30分間、又は好ましくは10~30分間撹拌することによって一緒にブレンドする。このRBD-OMV混合物を、500rpm未満、好ましくは100~300rpmで30分間~1時間撹拌することによって、水酸化アルミニウムゲル中に70~100%で吸着させる。ワクチンは、0.5~1.0mMの濃度のリン酸緩衝液を含むがこれに限定されないpH調節医薬賦形剤、50~150mMの濃度の塩化ナトリウムを含むがこれに限定されない等張溶液、及びチオメルサールを含むがこれに限定されない防腐剤を含有する。本発明によって包含されるワクチンは、現在のパンデミックの状況において特に重要である3つの特徴、すなわち、抗原産生の動態及び強度、抗体親和性及びウイルス中和能、並びにTH-1細胞応答において、SARS-CoV-2ウイルスのプロテインS RBDを抗原として使用する報告されたワクチンよりも優れている。
投与経路
RBD二量体及び髄膜炎菌BのOMVに基づくSARS-CoV-2ワクチンは、21~28日間隔で投与される2回の注射の処置において、5~50μg、好ましくは10~20μgのRBD用量及び20~50μgのOMV用量で筋肉内又は皮下注射によって投与される。これらのワクチンは、水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム及びリン酸カルシウムを含むがこれらに限定されない無機塩を、500~2500μg、好ましくは500~1000μgの濃度で含有してもよい。
RBD二量体及び髄膜炎菌BのOMVに基づくSARS-CoV-2ワクチンは、21~28日間隔で投与される2回の注射の処置において、5~50μg、好ましくは10~20μgのRBD用量及び20~50μgのOMV用量で筋肉内又は皮下注射によって投与される。これらのワクチンは、水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム及びリン酸カルシウムを含むがこれらに限定されない無機塩を、500~2500μg、好ましくは500~1000μgの濃度で含有してもよい。
これらの製剤は、21~28日ごとに、1~3回の用量のスケジュールに従って投与される。
例1 SARS-CoV-2ワクチンの製剤
抗原としての、図1Aに示す配列を有する、10~20μgの濃度のRBD二量体と、150~300nmの粒子を有し、20~40μgの濃度の脱クラスター化OMVと、500μgの濃度のアジュバントとしての水酸化アルミニウムとを含有する2つの製剤を得た。
抗原としての、図1Aに示す配列を有する、10~20μgの濃度のRBD二量体と、150~300nmの粒子を有し、20~40μgの濃度の脱クラスター化OMVと、500μgの濃度のアジュバントとしての水酸化アルミニウムとを含有する2つの製剤を得た。
OMVをエタノール中で沈殿させ、CU21888A1に記載されているように抽出する。OMV沈殿物の塊を秤量し、水中でホモジナイズし、周囲温度で(約1時間)機械的撹拌によって完全に溶解させる。OMVが溶解したら、溶液に粒子及び/又は濁りがないことを確認し、続いて超音波処理方法中に≦10℃で超音波浴中で脱クラスター化方法を行う。脱クラスター化の終わりに、サンプルを採取してDLSによりOMV粒径を決定する(図1B)。サイズが150~300nmの粒子は、この方法のための対照として機能する。脱クラスター化されたOMVを、2°~8℃で保存する。
RBDと脱クラスター化OMV(OMV-RBD)との混合物を、穏やかな撹拌(100~300rpm)によって15分間ホモジナイズする。
最後に、OMV-RBDを水酸化アルミニウムと混合し、上記パラメータを0.5~1時間維持しながら製剤を濾過する。製剤を2°~8℃で保存する。
優良医薬品製造基準(図1C)に従って製造されたOMV/Al(OH)3(図1C)中のRBD二量体の製剤は、プラセボ(ワクチン抗原なし)で処置した動物で得られるよりも強力に、BALB/cマウスにおいて抗RBD IgG抗体応答を誘導する。
例2 Al(OH)3中のRBD二量体の製剤とは異なり、OMV/Al(OH)3中のRBD二量体の製剤は、BALB/cマウスにおいて初期の抗体応答を誘導する。
BALB/cマウスを、以下の製剤:
-第1群:800μgのAl(OH)3に共吸収された20μgの非クラスター化OMVとブレンドした10μgのRBD二量体、
-第2群:800μgのAl(OH)3に共吸収された10μgのRBD二量体、
-第3群:800μgのAl(OH)3に吸収された20μgの非クラスター化OMV、及び
-第4群:800μgのAl(OH)3
のうちの1つ0.1mLで時間0において筋肉内免疫化した。
BALB/cマウスを、以下の製剤:
-第1群:800μgのAl(OH)3に共吸収された20μgの非クラスター化OMVとブレンドした10μgのRBD二量体、
-第2群:800μgのAl(OH)3に共吸収された10μgのRBD二量体、
-第3群:800μgのAl(OH)3に吸収された20μgの非クラスター化OMV、及び
-第4群:800μgのAl(OH)3
のうちの1つ0.1mLで時間0において筋肉内免疫化した。
第3群及び第4群は陰性対照として機能する。
免疫化後、時間0及び7日目に採血する。免疫化された動物からの血清を間接ELISAで試験して、抗RBD抗体力価を決定する。Nunc MaxiSorp(商標)高タンパク質結合能96ウェルELISAプレートを、炭酸-重炭酸塩コーティング緩衝液(pH9.6)中3μg/mLの濃度の50μLのRBDでコーティングし、37℃で1時間インキュベートした。プレートを洗浄液を用いて3回洗浄した。非コーティング部位を、100μLの5%脱脂乳ブロッキング溶液を使用して37℃で1時間ブロッキングし、続いて上記のように別の洗浄工程を行った。リン酸緩衝液(pH7.2、1%BSA)中の血清連続希釈物を、一般に1/50及び50μL/ウェルのベースラインから(1:3)で添加した。プレートを37℃で1時間インキュベートし、再び洗浄した。次に、ペルオキシダーゼにコンジュゲートした抗マウスIgGの希釈液50μLを、調節リン酸緩衝液(pH7.2)、1%BSA(1:5000)中に添加し、1時間インキュベートした。最後に1回洗浄した後、ペルオキシダーゼ酵素基質溶液(50μL/ウェル)を適用した。次いで、これを暗所で20分間インキュベートし、50μL/ウェルの2N H2SO4で反応を停止させた。Multiskan EX ELISAリーダ(Thermo Scientific)で吸光度を450nmで読み取った。IgG力価は、1:50希釈で免疫前血清(T0)の平均吸光度の値の4倍に達する各個々の動物血清の血清希釈率の逆数として定義した。結果の分析及び提示のために、各個々の動物の力価のLog10を計算した。応答動物を定義するために、1.70より大きいlog力価をカットオフ値とし、これは1:50より大きい血清希釈率に相当した。力価がアッセイ検出限界よりも低い動物について、25に等しい力価値及び1.4のlog10を設定した。
図2は、OMV/Al/(OH)3中にRBD二量体を含有する第1群の製剤、及びAl/(OH)3中にRBD二量体を含有する第2群の製剤によって誘導された初期のIgG抗体応答を示す。免疫化の7日後、誘導されたRBD抗体応答は、Al(OH)3中にRBD二量体を含有する製剤で免疫化されたマウスと比較して、OMV/Al(OH)3中にRBD二量体を含有する製剤で免疫化されたマウス10匹中9匹で有意に高かった(p≦0,05、一元配置ANOVA検定及びテューキーの多重比較検定)。この違いは、第1群の製剤中に存在するOMVの免疫増強能力に起因する。
例3 OMV/Al(OH)3中のRBD単量体の製剤とは異なり、OMV/Al(OH)3中のRBD二量体の製剤は、BALB/cマウスにおいて初期の抗体応答を誘導する。
BALB/cマウスを、以下の製剤:
-第1群:800μgのAl(OH)3に共吸収された20μgの非クラスター化OMVとブレンドした10μgのRBD二量体、
-第2群:800μgのAl(OH)3に共吸収された10μgのRBD二量体、
-第3群:800μgのAl(OH)3に吸収された20μgの非クラスター化OMVとブレンドした10μgのRBD単量体、
-第4群:800μgのAl(OH)3に吸収された10μgのRBD単量体、
-第5群:800μgのAl(OH)3に吸収された20μgの非クラスター化OMV、及び
-第6群800μgのAl(OH)3
のうちの1つ0.1mLで時間0において筋肉内免疫化した。
BALB/cマウスを、以下の製剤:
-第1群:800μgのAl(OH)3に共吸収された20μgの非クラスター化OMVとブレンドした10μgのRBD二量体、
-第2群:800μgのAl(OH)3に共吸収された10μgのRBD二量体、
-第3群:800μgのAl(OH)3に吸収された20μgの非クラスター化OMVとブレンドした10μgのRBD単量体、
-第4群:800μgのAl(OH)3に吸収された10μgのRBD単量体、
-第5群:800μgのAl(OH)3に吸収された20μgの非クラスター化OMV、及び
-第6群800μgのAl(OH)3
のうちの1つ0.1mLで時間0において筋肉内免疫化した。
第5群及び第6群は陰性対照として機能する。
採血及び血清評価の手順は、例2と同様である。
図3は、同じ混合物中にRBD単量体を含有する製剤と比較して、OMV/Al/(OH)3中にRBD二量体を含有する製剤によって誘導された初期のIgG抗体応答を示す。免疫化の7日後、RBD抗体応答は、同じ混合物中にRBD単量体を含有する第3群の製剤と比較して、OMV/Al(OH)3中にRBD二量体を含有する第1群の製剤の投与を受けたマウスにおいて有意に高い(p≦0,05、一元配置ANOVA及びテューキーの多重比較検定)。この特性は、単量体に対する二量体のより強い免疫原性に起因する。
例3 2回の用量投与後、OMV/Al(OH)3に製剤化されたRBD二量体は、マウスにおいて高度に免疫原性である。BALB/cマウスを、2回のワクチン用量、すなわち、時間0及び14日後において、以下の製剤:
-第1群:800μgのAl(OH)3に共吸収された20μgの非クラスター化OMVとブレンドした3μgのRBD二量体、
-第2群:800μgのAl(OH)3に共吸収された20μgの非クラスター化OMVとブレンドした10μgのRBD二量体、
-第3群:800μgのAl(OH)3に吸収された3μgのRBD二量体、
-第4群:800μgのAl(OH)3に吸収された10μgのRBD二量体、
-第5群:800μgのAl(OH)3に吸収された20μgの非クラスター化OMV、
-第6群:800μgのAl(OH)3
のうちの1つ0.1mLで筋肉内免疫化した。
-第1群:800μgのAl(OH)3に共吸収された20μgの非クラスター化OMVとブレンドした3μgのRBD二量体、
-第2群:800μgのAl(OH)3に共吸収された20μgの非クラスター化OMVとブレンドした10μgのRBD二量体、
-第3群:800μgのAl(OH)3に吸収された3μgのRBD二量体、
-第4群:800μgのAl(OH)3に吸収された10μgのRBD二量体、
-第5群:800μgのAl(OH)3に吸収された20μgの非クラスター化OMV、
-第6群:800μgのAl(OH)3
のうちの1つ0.1mLで筋肉内免疫化した。
第5群及び第6群は陰性対照である。
0、7、14、21及び28日目に血清用に血液を採取する。換言すれば、免疫前血清、並びに各注射の7及び14日後。この免疫化スケジュールの目的は、OMV/Al(OH)3及びAl/(OH)3を含む製剤中の3及び10μgのRBD二量体の用量を比較すること、並びにこれらの製剤によって誘導される抗体動態を評価すること、の2通りに分けられる。
抗RBD抗体を、例2に記載されているようにELISAで評価した。
図4に示すように、OMV/Al(OH)3中にRBD二量体を含有する製剤は、2回目の用量投与後に急激に増加する用量依存的動態を引き起こす。しかし、ワクチンの2回目の用量投与後、OMV/Al(OH)3中のRBD二量体の製剤とAl(OH)3中のRBD二量体の製剤との間に有意差は観察されない。21及び28日目の抗体力価は、両方の製剤について高く、104~106である。
例5 OMV/Al(OH)3中のRBD二量体の製剤及びAl(OH)3中のRBD二量体の製剤によって誘導された抗体の親和性
誘導された抗体の親和性を評価するために、カオトロピック剤であるチオシアン酸アンモニウム(NH4SCN)の添加によって抗原抗体反応を妨害することによって、それらのアビディティー(Avidity)を決定した。プレートを炭酸-重炭酸塩コーティング緩衝液pH9.6中の50μgのRBD(3μg/mL)でコーティングし、37℃で1時間インキュベートした。次いで、プレートを洗浄液を用いて3回洗浄した。非コーティング部位を100μLの5%脱脂乳ブロッキング溶液で37℃で1時間ブロッキングした。血清(ELISAでおよそ1の吸光度値を与える希釈で)を添加した。その部位を37℃で1時間インキュベートした後、2M NH4SCNを周囲温度で15分間添加した。例2に記載したように手順を続けた。
誘導された抗体の親和性を評価するために、カオトロピック剤であるチオシアン酸アンモニウム(NH4SCN)の添加によって抗原抗体反応を妨害することによって、それらのアビディティー(Avidity)を決定した。プレートを炭酸-重炭酸塩コーティング緩衝液pH9.6中の50μgのRBD(3μg/mL)でコーティングし、37℃で1時間インキュベートした。次いで、プレートを洗浄液を用いて3回洗浄した。非コーティング部位を100μLの5%脱脂乳ブロッキング溶液で37℃で1時間ブロッキングした。血清(ELISAでおよそ1の吸光度値を与える希釈で)を添加した。その部位を37℃で1時間インキュベートした後、2M NH4SCNを周囲温度で15分間添加した。例2に記載したように手順を続けた。
アビディティーは、カオトロピック剤による処理後に抗原に結合したままであるIgG抗体の割合を示す。このアビディティーは、以下の式:(NH4SCNありでのIgG力価/NH4SCNなしでのIgG力価)*100を使用して計算される。50%を超えるアビディティーを有する抗体は、良好なアビディティーを有すると考えられる。アビディティーの割合は、応答動物(力価>1.70)についてのみ決定され、ELISAで決定される。
図5に示すように、OMV/Al(OH)3中のRBDの製剤によって誘導された抗体は、Al(OH)3中のRBD二量体によって誘導された抗体よりも高い親和性(p≦0.05)を有し、本発明によって包含される製剤の誘導された免疫応答の優れた品質を示している。
例6 OMV/Al(OH)3に製剤化されたRBD二量体によって誘導された抗RBD抗体の機能的活性
RBD-ACE2相互作用は、誘導された抗体によって阻害される
RBD-ACE2相互作用の阻害を決定するために、例2に記載のように免疫化したマウスから28日目に採取した血清をELISAに供した。
RBD-ACE2相互作用は、誘導された抗体によって阻害される
RBD-ACE2相互作用の阻害を決定するために、例2に記載のように免疫化したマウスから28日目に採取した血清をELISAに供した。
ELISAプレートをマウスACE-Fc(炭酸-重炭酸塩緩衝液pH9.6中5μg/mL)でコーティングし、4℃で一晩インキュベートした。次いで、プレートを洗浄溶解液を用いて3回洗浄した。非コーティング部位を、200μLの2%脱脂乳ブロッキング溶液を使用して37℃で1時間ブロッキングした。ヒトRBD-Fcを調製した(40ng/mL、pH7.2、2%乳含有)。免疫前マウス及び免疫化マウスからの血清を1:25~1:400の範囲の希釈で調製した。陰性対照として、無関係のタンパク質、ヒトPDL1-F抗体を使用した。
希釈血清をヒトRBD-Fcと1:1の比で37℃で1時間プレインキュベートし、プレートに適用し(50μL/ウェル)、37℃で1.30時間インキュベートし、1回洗浄した。
別の洗浄工程の後、2%乳(1:1000)を含有するリン酸緩衝液pH7.2中のアルカリホスファターゼにコンジュゲートした50μLのヒトIgG抗体及びプレートを37℃で1時間インキュベートした。最後の1回の洗浄工程の後、ジエタノールアミン緩衝液中のPNPP(1mg/mL)を添加した(50μL/ウェル)。プレートを暗所で20分間インキュベートし、NaOH 3M(50μL/ウェル)を添加することによって反応を停止させた。ELISAリーダを使用して405nmでの吸光度を読み取った。阻害を以下の式:(1-Abs405nmヒトRBD Fc+マウス血清/Abs405nmヒトRBD Fc)*100を使用して計算した。図6Aは、本発明に記載の製剤で免疫化したマウスから抽出した血清のRBD-ACE2相互作用を阻害する能力を示す。
SARS-CoV-2ウイルスに対して誘発された抗RBD抗体の中和能
例2に記載のスケジュールに従って免疫化したマウスから得た血清のSARS-CoV-2中和能を、ニュートラルレッドを使用した比色アッセイで評価した。Vero E6細胞を、MEM+2%ウシ胎児血清、25mM/mL L-グルタミン、2μg/mL重炭酸塩、80μg/mLゲンタマイシン、及び5μg/mLアンホテリシンB中のプレートで培養した。上清を除去し、0.02%ニュートラルレッドを含有する100μLのPBSpH-7.2を各ウェルに添加した。プレートを周囲温度で1時間インキュベートした。ニュートラルレッド溶液を廃棄した。細胞単層をPBS、0.05%Tween20で2回洗浄した。各ウェルに100μLの溶解液(無水エタノール50部、超純水49部及び氷酢酸1部)を添加した。プレートを周囲温度で15分間インキュベートし、吸光度を540nmで測定した。カットオフ値を超える光学密度値を有する血清の最高希釈を中和力価とみなした。カットオフ値は、細胞コーティング対照ウェルの平均光学密度の半分の値として計算した。OMV/Al(OH)3中のRBD二量体の製剤によって誘導された血清中和能をウイルス中和アッセイで実証した。図6Bに示すように、免疫化後28日目に平均で1:640の中和力価に達する。
例2に記載のスケジュールに従って免疫化したマウスから得た血清のSARS-CoV-2中和能を、ニュートラルレッドを使用した比色アッセイで評価した。Vero E6細胞を、MEM+2%ウシ胎児血清、25mM/mL L-グルタミン、2μg/mL重炭酸塩、80μg/mLゲンタマイシン、及び5μg/mLアンホテリシンB中のプレートで培養した。上清を除去し、0.02%ニュートラルレッドを含有する100μLのPBSpH-7.2を各ウェルに添加した。プレートを周囲温度で1時間インキュベートした。ニュートラルレッド溶液を廃棄した。細胞単層をPBS、0.05%Tween20で2回洗浄した。各ウェルに100μLの溶解液(無水エタノール50部、超純水49部及び氷酢酸1部)を添加した。プレートを周囲温度で15分間インキュベートし、吸光度を540nmで測定した。カットオフ値を超える光学密度値を有する血清の最高希釈を中和力価とみなした。カットオフ値は、細胞コーティング対照ウェルの平均光学密度の半分の値として計算した。OMV/Al(OH)3中のRBD二量体の製剤によって誘導された血清中和能をウイルス中和アッセイで実証した。図6Bに示すように、免疫化後28日目に平均で1:640の中和力価に達する。
例7 誘導されたIFNγ及びIgG2a/IgG1比によって決定される細胞性免疫応答のTH-1パターン
例2に記載のスケジュールに従って以前に接種したマウスの細胞性免疫応答を、28日目に抽出した血清で評価した。OMV/Al(OH)3中のRBD二量体の製剤又はAl(OH)3中のRBD二量体の製剤で免疫化したBALB/cマウスの脾細胞を単離し、RBD(5μg/mL)の存在下でインビボで刺激した。細胞濃度は1×106細胞/mLであった。刺激の72時間後に、定量的ELISAを使用して培養上清中のIL-4及びIFNγを決定した。
例2に記載のスケジュールに従って以前に接種したマウスの細胞性免疫応答を、28日目に抽出した血清で評価した。OMV/Al(OH)3中のRBD二量体の製剤又はAl(OH)3中のRBD二量体の製剤で免疫化したBALB/cマウスの脾細胞を単離し、RBD(5μg/mL)の存在下でインビボで刺激した。細胞濃度は1×106細胞/mLであった。刺激の72時間後に、定量的ELISAを使用して培養上清中のIL-4及びIFNγを決定した。
図7Aに示すように、OMV/Al(OH)3中のRBD二量体は、Al/(OH)3中のRBD二量体よりも高レベルのIFNγを誘導する。T細胞応答はTH-1パターンに偏っていた。IgG応答 IgG2a/IgG1比は、Al/(OH)3中のRBD二量体よりもOMV/Al(OH)3中のRBD二量体の方が高く、TH-1パターンを支持する応答バイアスを証明している。
配列表1 <223>DNA組換え技術による
Claims (13)
- SARS-CoV-2ウイルスに対する免疫応答を誘導するワクチン組成物であって、
抗原としての、SARS-CoV-2ウイルスのSタンパク質の受容体結合ドメインの一部、
免疫増強成分としての、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)B群細菌の外膜小胞(OMV)、及び
アジュバント
を特徴とする、前記ワクチン組成物。 - 抗原が配列番号1の配列を有する、請求項1に記載のワクチン組成物。
- RBDが二量体の形態である、請求項1又は2に記載のワクチン組成物。
- 二量体が、2つの遊離システイン(C538)間のジスルフィド架橋を介して形成されている、請求項3に記載のワクチン組成物。
- アジュバントが、以下の群から選択される、請求項1に記載のワクチン組成物:
-水酸化アルミニウム、
-リン酸アルミニウム、及び
-リン酸カルシウム。 - 免疫増強成分として使用される髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)B群の外膜小胞(OMV)が、150~300nmの範囲の粒径を有する、請求項1に記載のワクチン組成物。
- RBDの用量範囲が5~50μgである、請求項1に記載のワクチン組成物。
- 薬学的に適切な賦形剤をさらに含む、請求項1に記載のワクチン組成物。
- 以下の段階を含む、請求項6に記載のOMVを得るための方法:
a)OMVを、医薬品グレードの水に撹拌により可溶化すること、及び
b)OMVを10℃未満の温度で超音波処理すること。 - 請求項1~8のいずれかに記載のワクチン組成物の、SARS-CoV-2ウイルスによる感染を予防するための使用。
- 請求項1~8のいずれかに記載のワクチン組成物の、SARS-CoV-2ウイルスによる感染を予防するための使用であって、ウイルスに対する、誘発された特異的抗体が、免疫化の7日後に必要とされる、前記使用。
- 請求項1~8のいずれかに記載のワクチン組成物の、SARS-CoV-2ウイルスによる感染を予防するための使用であって、2回の用量の投与後に、ウイルスに対する中和抗体応答及びTh-1パターン細胞応答が必要とされる、前記使用。
- 請求項1~8のいずれかに記載のワクチン組成物の、SARS-CoV-2ウイルスに対する抗体応答を誘導するための使用であって、筋肉内経路による、5~50μgの用量範囲のRBD及び10~100μgの用量範囲の髄膜炎菌(N.meningitidis)OMVの、1~3回の用量の免疫化スケジュールにおける、前記使用。
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