JP2023550600A - mRNAワクチンを送達するための脂質ナノ粒子 - Google Patents

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Abstract

mRNAのような核酸を送達するための新規の脂質ナノ粒子が提供される。mRNAのような核酸を送達するための脂質ナノ粒子を作製し使用する方法も提供される。

Description

関連出願
本出願は、2020年11月6日提出の米国特許仮出願第63/110,965号、2021年6月18日提出の米国特許仮出願第63/212,523号、および2021年10月13日提出の欧州特許優先権出願第21315198.8号の優先権の利益を主張するものであり、前記特許文献のそれぞれの内容は参照によりその全体をあらゆる目的のために組み入れる。
メッセンジャーRNA(mRNA)ベースのワクチンは、病原体由来の抗原タンパク質を含有する伝統的なサブユニットワクチンに対する有望な代替物を提供する。抗原タンパク質は、通常組換え的に作製され、細菌発酵および/または細胞培養、ならびに複雑な精製を必要とする。mRNAに基づくワクチンは、ワクチン接種した対象中の複合抗原の新規発現を可能にし、これにより今度は、適切な翻訳後修飾およびその天然の形態での抗原の提示が可能になる。伝統的な技術と違って、mRNAワクチンの製造は、複雑で費用のかかる細菌発酵、組織培養、および精製方法を必要としない。さらに、確立した後は、mRNAワクチン用の製造方法は種々の抗原について使用可能であり、mRNAワクチンの迅速な開発および配布が可能になる。さらに、mRNAワクチンは、抗原を一過性にしか発現せず、宿主ゲノム中に組み込まれることがないので本質的に安全な送達ベクターである。mRNAによりコードされる抗原はワクチン接種を受けた個人においてin vivoで産生されるために、mRNAワクチンは液性免疫とT細胞媒介免疫の両方を誘発するのに特に効果的である。
しかし、RNAは不安定であり急速な分解を受けやすい。RNAの細胞内取込みを促進する天然の細胞表面受容体もない。実際、mRNAの開発は、mRNAの効率の悪いin vivo送達により妨げられてきた。したがって、mRNA送達をin vivoで改善できるワクチン製剤を開発する必要性が残っている。
本開示は、脂質ナノ粒子(LNP)にカプセル化された核酸分子(例えば、mRNA分子)を含み、それぞれのLNPがカチオン性脂質を35%~45%のモル比で、ポリエチレングリコール(PEG)コンジュゲート(ペグ化)脂質を0.25%~2.75%のモル比で、コレステロール系脂質を20%~35%のモル比で、およびヘルパー脂質を25%~35%のモル比で含み、すべてのモル比はLNPの全脂質含量に対するものである医薬組成物を提供する。組成物は、免疫防御を必要とする対象(例えば、ヒト対象)において免疫防御を誘発するワクチンとして使用しうる。
一部の実施形態では、カチオン性脂質は、OF-02、cKK-E10、GL-HEPES-E3-E10-DS-3-E18-1、GL-HEPES-E3-E12-DS-4-E10、またはGL-HEPES-E3-E12-DS-3-E14である。
一部の実施形態では、LNPは、カチオン性脂質を40%のモル比で、ペグ化脂質を1.5%のモル比で、コレステロール系脂質を28.5%のモル比で、およびヘルパー脂質を30%のモル比で含む。
一部の実施形態では、カチオン性脂質は、OF-02、cKK-E10、GL-HEPES-E3-E10-DS-3-E18-1、GL-HEPES-E3-E12-DS-4-E10、もしくはGL-HEPES-E3-E12-DS-3-E14であり、ペグ化脂質はジミリストイル-PEG2000(DMG-PEG2000)であり、コレステロール系脂質はコレステロールであり、および/またはヘルパー脂質は1,2-ジオレオイル-SN-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DOPE)である。特定の実施形態では、LNPは、OF-02、cKK-E10、GL-HEPES-E3-E10-DS-3-E18-1、GL-HEPES-E3-E12-DS-4-E10、またはGL-HEPES-E3-E12-DS-3-E14を40%のモル比で、DMG-PEG2000を1.5%のモル比で、コレステロールを28.5%のモル比で、およびDOPEを30%のモル比で含む。
一部の実施形態では、LNPは、1~20、場合により、5~10または6~8個の核酸分子を含む。一部の実施形態では、LNPは、抗原(例えば、インフルエンザウイルス抗原のようなウイルス抗原、または細菌抗原)をコードする1つまたはそれ以上のmRNA分子を含む。
一部の実施形態では、LNPは、2つまたはそれ以上のmRNA分子を含み、それぞれのmRNA分子は異なる抗原をコードし、場合により、異なる抗原は同じ病原体由来または異なる病原体由来である。一部の実施形態では、組成物は、2つまたはそれ以上のLNPを含み、それぞれのLNPは異なる抗原をコードするmRNAを含み、場合により、異なる抗原は同じ病原体由来または異なる病原体由来である。
例えば、組成物は、(i)異なるヘマグルチニン(HA)抗原、(ii)異なるノイラミニダーゼ(NA)抗原、または(iii)少なくとも1つのHA抗原および少なくとも1つのNA抗原をコードする2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、またはそれ以上のmRNA分子を含んでいてもよい。
一部の実施形態では、mRNA分子は、呼吸器多核体ウイルス(RSV)Fタンパク質抗原をコードするオープンリーディングフレーム(ORF)を含む。
一部の実施形態では、RSV Fタンパク質抗原は、配列番号16に少なくとも98%同一性を有するアミノ酸配列を含むまたは配列番号16のアミノ酸配列からなる。
一部の実施形態では、RSV Fタンパク質抗原は、融合前タンパク質である。
一部の実施形態では、ORFはコドン最適化されている。
一部の実施形態では、mRNA分子は、少なくとも1つの5’非翻訳領域(5’UTR)、少なくとも1つの3’非翻訳領域(3’UTR)、および少なくとも1つのポリアデニル化(ポリ(A))配列を含む。
一部の実施形態では、mRNAは、少なくとも1つの化学修飾を含む。
一部の実施形態では、mRNA中のウラシルヌクレオチドの少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または100%は化学的に修飾されている。
一部の実施形態では、ORF中のウラシルヌクレオチドの少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または100%は化学的に修飾されている。
一部の実施形態では、化学修飾は、プソイドウリジン、N1-メチルプソイドウリジン、2-チオウリジン、4’-チオウリジン、5-メチルシトシン、2-チオ-1-メチル-1-デアザ-プソイドウリジン、2-チオ-1-メチル-プソイドウリジン、2-チオ-5-アザ-ウリジン、2-チオ-ジヒドロプソイドウリジン、2-チオ-ジヒドロウリジン、2-チオ-プソイドウリジン、4-メトキシ-2-チオ-プソイドウリジン、4-メトキシ-プソイドウリジン、4-チオ-1-メチル-プソイドウリジン、4-チオ-プソイドウリジン、5-アザ-ウリジン、ジヒドロプソイドウリジン、5-メチルウリジン、5-メチルウリジン、5-メトキシウリジン、および2’-O-メチルウリジンからなる群から選択される。
一部の実施形態では、化学修飾は、プソイドウリジン、N1-メチルプソイドウリジン、5-メチルシトシン、5-メトキシウリジン、およびその組合せからなる群から選択される。
一部の実施形態では、化学修飾は、N1-メチルプソイドウリジンである。
一部の実施形態では、mRNAは、配列番号17に示される核酸配列と少なくとも80%同一性を有する核酸配列を含む。
一部の実施形態では、mRNAは、配列番号21に示される核酸配列と少なくとも80%同一性を有する核酸配列を含む。
一部の実施形態では、mRNAは、以下の構造エレメントを含む:
(i)以下の構造を有する5’キャップ:
Figure 2023550600000001
(ii)配列番号19の核酸配列を有する5’非翻訳領域(5’UTR);
(iii)配列番号17の核酸配列を有するタンパク質コード領域;
(iv)配列番号20の核酸配列を有する3’非翻訳領域(3’UTR);および
(v)ポリ(A)テール。
一部の実施形態では、LNPは、30~200nm(例えば、80~150nm)の平均直径を有する。一部の実施形態では、組成物は、1~10、場合により1mg/mLのLNPを含む。組成物は、筋肉内または皮内注射用に製剤化してもよく、リン酸緩衝生理食塩水を含んでいてもよい。一部の実施形態では、組成物は、トレハロースを、場合により、組成物の10%(w/v)で含む。
別の態様では、本開示は、核酸分子を含む水性緩衝溶液を提供することと、カチオン性脂質、ペグ化脂質、コレステロール系脂質、およびヘルパー脂質を含む両親媒性溶液を提供することと、水性緩衝溶液と両親媒性溶液を5:1~3:1、場合により、4:1の比で混合することとを含む、本明細書ではLNP組成物を製造する方法を提供する。水性緩衝溶液は、例えば、酸性緩衝溶液(例えば、1mMのクエン酸および150mMの塩化ナトリウムをpH約4.5で含む)でもよい。両親媒性溶液は、例えば、エタノール溶液でもよい。
別の態様では、本開示は、対象に予防有効量の本LNP組成物を、場合により、筋肉内に、鼻腔内に、静脈内に、皮下に、または皮内に投与することを含む、免疫応答の誘発を必要とする対象において免疫応答を誘発する方法を提供する。一部の実施形態では、対象は、組成物の1つまたはそれ以上(例えば、2つ)の用量で処置され、それぞれの用量は、1~250、場合により、2.5、5、15、45、または135μgのmRNAを含む。用量は、2~24、場合により、4、8、12、16、もしくは20週間、または1、2、3、4、5、もしくは6カ月間の間隔で与えてもよい。
処置を必要とする対象を処置するのに使用するための薬物の製造用の本組成物の使用、ならびに処置を必要とする対象を処置するのに使用するための組成物も本明細書で提供される。
本開示は、場合により、容器がバイアルまたはプレフィルド注射器もしくはインジェクタである、本組成物の単回使用または複数回使用投薬量を含む容器を含むキットも提供する。
別の態様では、本開示は、脂質ナノ粒子(LNP)が:
カチオン性脂質を35%~45%のモル比で、
ポリエチレングリコール(PEG)コンジュゲート(ペグ化)脂質を0.25%~2.75%のモル比で、
コレステロール系脂質を20%~35%のモル比で、および
ヘルパー脂質を25%~35%のモル比で含み、
すべてのモル比はLNPの全脂質含量に対するものであり;
mRNA分子がインフルエンザウイルス由来の抗原をコードするオープンリーディングフレーム(ORF)を含む、LNPにカプセル化されたmRNA分子を含む医薬組成物を提供する。
別の態様では、本開示は、脂質ナノ粒子(LNP)が:
カチオン性脂質を35%~45%のモル比で、
ポリエチレングリコール(PEG)コンジュゲート(ペグ化)脂質を0.25%~2.75%のモル比で、
コレステロール系脂質を20%~35%のモル比で、および
ヘルパー脂質を25%~35%のモル比で含み、
すべてのモル比はLNPの全脂質含量に対するものであり;
mRNA分子が呼吸器多核体ウイルス(RSV)Fタンパク質抗原をコードするオープンリーディングフレーム(ORF)を含む、LNPにカプセル化されたmRNA分子を含む医薬組成物を提供する。
本発明の他の機能、目的、および利点は以下に続く詳細な説明において明らかである。しかし、詳細な説明は、本発明の実施形態および態様を示すが、限定ではなく、例としてのみ与えられることを理解するべきである。本発明の範囲内の種々の変更および改変は、詳細な説明から当業者には明らかになる。
図1Aは、ヒトエリスロポエチン(hEPO)mRNAの種々のLNP製剤で処置したマウスにおけるhEPOの発現を示す一対のグラフである。パネルa):MC3と比べたLNP製剤「脂質A」および「脂質B」。バーは平均および標準偏差を表す。パネルb):カチオン性脂質OF-02で作られた製剤。PEG:DMG-PEG2000。Cholest:コレステロール。「脂質A」:別段指示されなければ、OF-02、DMG-PEG2000、コレステロール、およびDOPEをこの順番にモル比40:1.5:28.5:30で含有するLNP組成物。「脂質B」:cKK-E10、DMG-PEG2000、コレステロール、およびDOPEをこの順番にモル比40:1.5:28.5:30で含有するLNP組成物。 図1Bは、LNP製剤脂質Aおよび脂質Bを使用するマウスおよび非ヒト霊長類(NHP)におけるhEPOの発現を示す一対のグラフである。 図2Aおよび2Bは、株A/California/7/2009(H1N1)(CA09)のヘマグルチニン(HA)をコードするmRNAを有する脂質Aおよび脂質B LNP製剤がロバストな機能的抗体を誘導し(図2A)、インフルエンザウイルスの広域流行株をチャレンジされた場合、死亡または羸痩(20%を超える)からマウスを保護した(図2B)ことを示す一対のグラフである。ヘマグルチニン抑制(HAI)力価は、試験日0、14、28、42、56、92、および107に採取した血清試料についてlog10として報告されている。バーは、幾何平均および幾何標準偏差である。1日の体重は、4LD50のA/Belgium/2009(H1N1)(Belgium09)を用いた鼻腔内チャレンジ(93日目)後に測定した。体重は、チャレンジの日からの体重減少のパーセンテージとして提示される。その開始体重の20%を超える減少をしたマウスで、および感染14日後(107日目)のすべてのマウスで安楽死を生じた。rHA:組換えヘマグルチニン。AF03:水中油型乳剤アジュバンド。希釈液=PBS。LLOQ=定量下限。1/40=1/40最小目標、これは、健康な成人でのインフルエンザ感染または疾患のリスクの50%低減に関連するHAI抗体価のことである(Coudevilleら、BMC Med Res Methodol.(2010)10:18)。図2B中の破線=チャレンジの日の体重に関して切り取られた20%体重減少。 図2Aおよび2Bは、株A/California/7/2009(H1N1)(CA09)のヘマグルチニン(HA)をコードするmRNAを有する脂質Aおよび脂質B LNP製剤がロバストな機能的抗体を誘導し(図2A)、インフルエンザウイルスの広域流行株をチャレンジされた場合、死亡または羸痩(20%を超える)からマウスを保護した(図2B)ことを示す一対のグラフである。ヘマグルチニン抑制(HAI)力価は、試験日0、14、28、42、56、92、および107に採取した血清試料についてlog10として報告されている。バーは、幾何平均および幾何標準偏差である。1日の体重は、4LD50のA/Belgium/2009(H1N1)(Belgium09)を用いた鼻腔内チャレンジ(93日目)後に測定した。体重は、チャレンジの日からの体重減少のパーセンテージとして提示される。その開始体重の20%を超える減少をしたマウスで、および感染14日後(107日目)のすべてのマウスで安楽死を生じた。rHA:組換えヘマグルチニン。AF03:水中油型乳剤アジュバンド。希釈液=PBS。LLOQ=定量下限。1/40=1/40最小目標、これは、健康な成人でのインフルエンザ感染または疾患のリスクの50%低減に関連するHAI抗体価のことである(Coudevilleら、BMC Med Res Methodol.(2010)10:18)。図2B中の破線=チャレンジの日の体重に関して切り取られた20%体重減少。 図3Aおよび3Bは、脂質A LNPを用いて製剤化されたA/Michigan/45/2015(Mich15)ノイラミニダーゼ(NA)mRNAが、ロバストな機能的抗体を誘導し(図3A)、インフルエンザウイルスの広域流行株をチャレンジされた場合、体重減少および死亡からマウスを保護した(図3B)ことを示す一対のグラフである。ノイラミニダーゼ抑制(NAI)力価は、試験日14、28、42、56、88、および114に採取した血清試料についてlog10として報告されている。1日の体重は、4LD50のBelgium09を用いた鼻腔内チャレンジ(1回投与群では89日目または2回投与群では117日目)後に測定した。体重は、チャレンジ日からの体重減少のパーセンテージとして提示される。その開始体重の20%を超える減少をしたマウスで、および感染14日後(1回投与群では103日目または2回投与群では131日目)のすべてのマウスで安楽死を生じた。バーは、平均および標準偏差である。図3A中の上の破線=定量上限。図3A中の下の破線=定量下限。図3B中の破線=チャレンジの日の体重に関して切り取られた20%体重減少。投与されたmRNA:Mich15 NAをコードする0.4または0.016μgのmRNA。対照:hEPOをコードする0.6μgのmRNAまたは希釈液(PBS)。 図3Aおよび3Bは、脂質A LNPを用いて製剤化されたA/Michigan/45/2015(Mich15)ノイラミニダーゼ(NA)mRNAが、ロバストな機能的抗体を誘導し(図3A)、インフルエンザウイルスの広域流行株をチャレンジされた場合、体重減少および死亡からマウスを保護した(図3B)ことを示す一対のグラフである。ノイラミニダーゼ抑制(NAI)力価は、試験日14、28、42、56、88、および114に採取した血清試料についてlog10として報告されている。1日の体重は、4LD50のBelgium09を用いた鼻腔内チャレンジ(1回投与群では89日目または2回投与群では117日目)後に測定した。体重は、チャレンジ日からの体重減少のパーセンテージとして提示される。その開始体重の20%を超える減少をしたマウスで、および感染14日後(1回投与群では103日目または2回投与群では131日目)のすべてのマウスで安楽死を生じた。バーは、平均および標準偏差である。図3A中の上の破線=定量上限。図3A中の下の破線=定量下限。図3B中の破線=チャレンジの日の体重に関して切り取られた20%体重減少。投与されたmRNA:Mich15 NAをコードする0.4または0.016μgのmRNA。対照:hEPOをコードする0.6μgのmRNAまたは希釈液(PBS)。 図4は、CA09 HA mRNAを有する脂質Aおよび脂質B LNP製剤(10μg)がカニクイマカクザルにおいてロバストな機能的抗体を誘導したことを示すグラフである。HAI力価は、試験日0、14、28、42、および56に採取した血清試料についてlog2として報告されている。 図5A~Cは、インフルエンザウイルスA/Singapore/INFIMH160019/2016(Sing16;H3N2)HAヘマグルチニンをコードするMRT1400 mRNAを示す。図5A:HA抗原についての野生型(WT)遺伝子とコドン最適化遺伝子(MRT10279)の整列化。図5B:mRNAの構造。図5C:mRNAの配列。 図5A-1の続き。 図5A-2の続き。 図5A-3の続き。 図5A-4の続き。 図5A~Cは、インフルエンザウイルスA/Singapore/INFIMH160019/2016(Sing16;H3N2)HAヘマグルチニンをコードするMRT1400 mRNAを示す。図5A:HA抗原についての野生型(WT)遺伝子とコドン最適化遺伝子(MRT10279)の整列化。図5B:mRNAの構造。図5C:mRNAの配列。 図5A~Cは、インフルエンザウイルスA/Singapore/INFIMH160019/2016(Sing16;H3N2)HAヘマグルチニンをコードするMRT1400 mRNAを示す。図5A:HA抗原についての野生型(WT)遺伝子とコドン最適化遺伝子(MRT10279)の整列化。図5B:mRNAの構造。図5C:mRNAの配列。 図6は、MRT1400またはNA mRNAを有する脂質Aおよび脂質B LNP製剤がマウスにおいてロバストな機能的抗体を誘導したことを示す一対のグラフである。第1の注射は試験日0に与えられ、第2の注射は試験日28に与えられた。左パネル:HAI力価は試験日14、28、42、および56に採取された血清試料についてlog10として報告されている。右パネル:NAI力価は試験日14、28、42、および56に採取された血清試料についてlog10として報告されている。バーは、幾何平均および幾何標準偏差である。破線=定量下限。 図7Aは、MRT1400を有する脂質Aおよび脂質B LNP製剤がNHPにおいてロバストな機能的抗体を誘導したことを示すグラフである。HAI力価は試験日0、14、28、42、および56に採取された血清試料についてlog2として報告されている。第1の注射は試験日0に与えられ、第2の注射は試験日28に与えられた。バーは、平均および標準偏差である。上の破線=1/40最小目標。下の破線=検出下限。 図7Bおよび7Cは、MRT1400 mRNAを含有する脂質A LNP製剤(MRT5400)が、カニクイマカクザルにおいてmRNAの4つの用量レベル:15、45、135および250μgで機能的抗体(図7B)およびロバストなELISA力価(図7C)を誘導したことを示す一対の図である。HAIおよびELISA力価は、試験日0、14、28、42、および56に採取された血清試料についてlog2として報告されている。第1の注射は試験日0に与えられ、第2の注射は試験日28に与えられた。バーは、平均および標準偏差である。破線=1/40最小目標。 図7Bおよび7Cは、MRT1400 mRNAを含有する脂質A LNP製剤(MRT5400)が、カニクイマカクザルにおいてmRNAの4つの用量レベル:15、45、135および250μgで機能的抗体(図7B)およびロバストなELISA力価(図7C)を誘導したことを示す一対の図である。HAIおよびELISA力価は、試験日0、14、28、42、および56に採取された血清試料についてlog2として報告されている。第1の注射は試験日0に与えられ、第2の注射は試験日28に与えられた。バーは、平均および標準偏差である。破線=1/40最小目標。 図8Aおよび8Bは、3つの用量レベル群(250μg、135μg、および45μgのmRNA)での脂質A LNP製剤MRT5400を用いた第2のワクチン接種後のカニクイマカクのT細胞サイトカイン応答を示すグラフのパネルである。組換えHA(rHA)タンパク質(左パネル)またはプールされたペプチド(右パネル)での再刺激により誘導されたIFN-γおよびIL-13は、ELISPOTアッセイにより42日目に末梢血単核球(PMBC)において評価した。PBMC分泌IFN-γ(図8A)またはIL-13(図8B)の発生頻度は、PBMC100万個当たりの斑点形成細胞(SFC)として計算した。それぞれの記号は、個々の試料を表し、バーは標準偏差を表す。 図8Aおよび8Bは、3つの用量レベル群(250μg、135μg、および45μgのmRNA)での脂質A LNP製剤MRT5400を用いた第2のワクチン接種後のカニクイマカクのT細胞サイトカイン応答を示すグラフのパネルである。組換えHA(rHA)タンパク質(左パネル)またはプールされたペプチド(右パネル)での再刺激により誘導されたIFN-γおよびIL-13は、ELISPOTアッセイにより42日目に末梢血単核球(PMBC)において評価した。PBMC分泌IFN-γ(図8A)またはIL-13(図8B)の発生頻度は、PBMC100万個当たりの斑点形成細胞(SFC)として計算した。それぞれの記号は、個々の試料を表し、バーは標準偏差を表す。 図9Aは、修飾および非修飾CA09 HA mRNAを含有する脂質A LNP製剤が、ワクチン接種されたマウスにおいてHAI力価により示されるのに匹敵したことを示す一対のグラフである。HAI力価は、試験日14、28、42、および56に採取された血清試料についてlog2として報告されている。第1の注射は試験日0に与えられ、第2の注射は試験日28に与えられた。バーは、平均および標準偏差である。上の破線=1/40最小目標。下の破線=定量下限。 図9Bは、修飾および非修飾CA09 HA mRNAを含有する脂質A LNP製剤が、マウスにおいてELISA力価により示されるのに匹敵したことを示す一対のグラフである。全IgG ELISA力価は、試験日14、28、42、および56に採取された血清試料についてlog10として報告されている。第1の注射は試験日0に与えられ、第2の注射は試験日28に与えられた。破線=定量下限。 図10Aおよび10Bは、CA09 HA mRNAおよびSing16 HA mRNAを有する二価脂質A LNP製剤が、全mRNA0.4μgの用量でBalb/cマウスにおいてHAI力価(CA09(図10A)およびSing16(図10B))により評価した場合、ロバストな機能的抗体を誘導したことを示す一対のグラフである。mRNA0.4μgは共カプセル化mRNA-LNP製剤として投与された、またはそれぞれのHA mRNAは別々に投与され、0.2μgがそれぞれの下肢中に入った。それぞれのHA mRNAも、全mRNAがLNP中に詰め込まれるように制御するための非コードmRNAと一緒に製剤中に共カプセル化された。希釈群はmRNA-LNP希釈バッファーを受けた。HAI力価は、試験日-2(基準線)、14、28、および42に採取された血清試料について報告されている。図10Bは、試験日-2(プールされた血清からの基準線)および42のみを示す。第1の注射は試験日0に与えられ、第2の注射は試験日28に与えられた。バーは、幾何平均および幾何標準偏差である。破線=定量下限。 図11は、mRNA-LNP製剤の機能検証を示す。パネル(a)は、BALB/cマウスでのホタル(FF)ルシフェラーゼの発現を示すグラフである:単回用量のルシフェラーゼFF mRNA-LNP(5、1、0.1、0.05μg)をIM経路によりマウス(n=4)に注射した。ルシフェリン(3mg)は、生物発光強度を記録するIVIS Spectrum、Perkin Elmer社を使用して全身動物撮像時に注射した。全身動物平均光輝の画像は、注射後6、24、48および72時間後に撮った。Luc mRNA-LNPの1、0.5、0.1および0.05μg用量投与について記録された光輝はグラフに示されている。パネル(b)は、6~72時間目での発光の全流束を示す全身動物画像を示している。0.1μg用量のFF-LNPを受けるマウス(n=4)の群での発光の全流束が示されている。パネル(c)は、BALB/cマウスでのhEPOの発現を示す。単回用量のhEPO mRNA-LNP(0.1μg)はBALB/cマウスにおいてIM経路により注射された。hEPO発現は、投与後6時間目および24時間目にELISAを使用して血清中で定量化された。バーは、平均および標準偏差を表す。パネル(d)は、NHPでのhEPOの発現を示す。単回用量のhEPO mRNA-LNP(10μg)はカニクイマカクにおいてIM経路により注射された。hEPO発現は、投与後6、24、48、72、および96時間目にELISAを使用して血清中で定量化された。バーは、平均および標準偏差を表す。 図12は、マウスでのHA mRNA-LNPワクチンの血清学的評価を示す。BALB/cマウス(群当たりn=8)は、4週間間隔を開けて、Cal09 HA mRNA-LNPまたはSing16 HA mRNA-LNP 2、0.4、0.08、および0.016μgでIMに2度免疫された。CA09(Cal09)H1N1インフルエンザウイルス組換えHA(左パネル)およびSing16 H3N2インフルエンザウイルス組換えHA(右パネル)に対して14、28、42、56日目に収集された血清について記録されたELISA力価が示されている。 図13は、マウスでのHA mRNA-LNPワクチンの血清学的評価を示す。BALB/cマウス(群当たりn=8)は、4週間間隔を開けて、CA09 HA mRNA-LNPまたはSing16 HA mRNA-LNP 2、0.4、0.08、および0.016μgでIMに2度免疫された。CA09 H1N1インフルエンザウイルス(左パネル)およびSing16 H3N2インフルエンザウイルス(右パネル)に対して記録されたLog10HAI力価が示されている。 図14は、マウスでのNA mRNA-LNPワクチンの血清学的評価を示す。BALB/cマウス(群当たりn=8)は、4週間間隔を開けて、Mich15 NA mRNA-LNPまたはSing16 NA mRNA-LNP 2、0.4、0.08、および0.016μgでIMに2度免疫された。Mich15 N1インフルエンザウイルス組換えNA(左パネル)およびSing16 N2インフルエンザウイルス組換えNA(右パネル)に対して0、14、28、42、56日目に収集された血清について記録された全IgG力価が示されている。 図15は、マウスでのNA mRNA-LNPワクチンの血清学的評価を示す。BALB/cマウス(群当たりn=8)は、4週間間隔を開けて、Mich15 NA mRNA-LNPまたはSing16 NA mRNA-LNP 2、0.4、0.08、および0.016μgでIMに2度免疫された。Mich2015(N1):A/Mallard/Sweden/2002(H6)キメラインフルエンザウイルス(左パネル)およびSing16(N2):A/Mallard/Sweden/2002(H6)キメラウイルス(右パネル)に対する血清について記録されたLog10NAI(ELLA)力価が示されている。 図16Aおよび16Bは、致死A/Belgium/2009 H1N1ウイルスチャレンジ後のマウスでのCA09 HA mRNA-LNPワクチンの保護効率を示す。マウス(n=8)は、0日目および28日目にCA09 HA mRNA-LNPの2度IM投与(それぞれ0.4μg)を受けた。対照動物は0日目および28日目に希釈液の2度IM投与を受けた。図16Aは、試験日0、14、28、42、56、92、および107に採取された血清試料についてLog10として報告されたHAI力価を示す。図16Bは、4LD50のA/Belgium/2009 H1N1株を用いた93日目の鼻腔内チャレンジ後の毎日の体重を示す。体重はチャレンジの日からの体重減少のパーセンテージとして提示されている。個々の線はそれぞれの動物を表す。 図17A~Bは、致死A/Belgium/2009 H1N1ウイルスチャレンジ後のマウスでの単回投与の非修飾Mich15 NA mRNA-LNPの保護効率を示す。マウス(n=16)は、Mich15 NA mRNA-LNP 0.4μgまたは0.016μgをIM経路により注射された。マウスの半数は試験日0に1回注射(1用量)のみを受け、その他の半数(2用量)は試験日0および試験日28に与えられる2回注射を受けた。対照動物は、0日目および28日目にhEPO mRNA-LNPの2回IM投与(0.6μg)を受けた。図17Aは、NAI力価が、試験日0、14、28、42、56、88、および114に採取された血清試料についてLog10として報告されることを示す。図17Bは、単回投与群では89日目のおよび2回投与群では117日目の4LD50のBelgium09 H1N1を用いた鼻腔内チャレンジ後の毎日の体重変化を示す。体重はチャレンジの日からの体重減少のパーセンテージとして提示されている。個々の線はそれぞれの動物を表す。 図17A~Bは、致死A/Belgium/2009 H1N1ウイルスチャレンジ後のマウスでの単回投与の非修飾Mich15 NA mRNA-LNPの保護効率を示す。マウス(n=16)は、Mich15 NA mRNA-LNP 0.4μgまたは0.016μgをIM経路により注射された。マウスの半数は試験日0に1回注射(1用量)のみを受け、その他の半数(2用量)は試験日0および試験日28に与えられる2回注射を受けた。対照動物は、0日目および28日目にhEPO mRNA-LNPの2回IM投与(0.6μg)を受けた。図17Aは、NAI力価が、試験日0、14、28、42、56、88、および114に採取された血清試料についてLog10として報告されることを示す。図17Bは、単回投与群では89日目のおよび2回投与群では117日目の4LD50のBelgium09 H1N1を用いた鼻腔内チャレンジ後の毎日の体重変化を示す。体重はチャレンジの日からの体重減少のパーセンテージとして提示されている。個々の線はそれぞれの動物を表す。 図18は、NHPでのHA Sing16 HA mRNA-LNPワクチンの血清学的評価を示す。カニクイマカク(群当たりn=6)は、4週間間隔を開けて、Sing16 HA mRNA-LNP 15、45または135μgでIM経路により2回注射された。血清試料は、-6、14、28、42、および56日目に収集した。Sing16ウイルスの組換えHAタンパク質に対するLog10IgG力価が示されている。 図19Aおよび19Bは、NHPでのHA Sing16 HA mRNA-LNPワクチンの血清学的評価を示す。カニクイマカク(群当たりn=6)は、4週間間隔を開けて、Sing16 HA mRNA-LNP 15、45または135μgでIM経路により2回注射された。血清試料は、0、14、28、42、および56日目に収集した。Sing16ウイルスに対するLog10HAI力価(図19A)およびLog10マイクロ中和(MN)価(図19B)が示されている。 図20Aおよび20Bは、Sing16 HA mRNA-LNPワクチンを用いてワクチン接種されたNHPでのT細胞応答を示す。カニクイマカク(群当たりn=6)は、4週間間隔を開けて、Sing16 HA mRNA-LNP 45、135、または250μgでIM経路により2回注射された。T細胞は、全HAオープンリーディングフレームを表すペプチドプールを用いてin vitroで刺激されたPBMCにおいて42日目にELISPOTにより判定された。PBMC100万個当たりの斑点形成細胞(SFC)として計算されたIFN-γ(図20A)またはIL-13(図20B)を分泌するPBMCの応答が示されている。それぞれの記号は、個々の試料を表し、バーは群についての幾何平均を表す。 図21は、Sing16 HA mRNA-LNPワクチンを用いてワクチン接種されたNHPでの180日目の記憶B細胞によるSing16 H3特異的IgGの分泌を示す。カニクイマカク(群当たりn=6)は、4週間間隔を開けて、Sing16 HA mRNA-LNP 15または45μgでIM経路により2回注射された。ヒトIgG単色記憶B細胞ELISPOTキット(CAT# NC1911372、CTL)を使用してSing16/H3特異的および全IgG抗体分泌細胞(ASC)を測定した。キットにより提供される刺激カクテルを使用することにより180日目に収集したPBMCにおいてASCへのMBCの分化を実施した。IgGの数およびSing16/H3特異的ASCの数は、それぞれの動物についてPBMC100万個当たりで計算し、抗原特異的ASCの出現頻度が示されている。 図22は、マウスでのインフルエンザワクチンの二価組合せの送達を示す。BALB/cマウス(群当たりn=8)は、4週間間隔を開けて、二価組合せ共カプセル化mRNA転写物(1:1 wt/wt、それぞれの脚当たり半量)全部で0.4μgまたは別々に製剤化され異なる脚に免疫されたそれぞれの一価の0.2μgでIMに2度免疫された。H1H3コンボを構成するCA09 HA mRNA-LNP、Sing16 HA mRNA-LNP;H3N2コンボのSing16 HA mRNA-LNPおよびSing16 NA mRNA-LNPならびにN1N2コンボのMich15 NA mRNA-LNPおよびPerth09 NA mRNA-LNPを0、14、28、42日目に収集した血清中で対応するウイルスに対して試験した。パネル(a)は、CA09 H1N1インフルエンザウイルスおよびSing2016 H3N2に対して記録されたHAI力価を示す。パネル(b)は、それぞれSing2016 H3N2およびA/Mallard/Sweden/2002(H6)キメラインフルエンザウイルスならびにH6N2 A/Perth/09ウイルスF1919D(N2)ウイルスに対して記録されたHAIおよびNAI力価を示す。パネル(c)は、Mich15(N1):A/Mallard/Sweden/2002(H6)キメラインフルエンザウイルスおよびH6N2 A/Perth/09ウイルスF1919D(N2)ウイルスに対して記録されたNAI力価を示す。 図22-1の続き。 図23は、NHPでのインフルエンザワクチンの四価組合せの送達を示す。カニクイマカク(群当たりn=6)は、4週間間隔を開けて、共カプセル化mRNA転写物の四価組合せ(1:1:1:1 wt/wt)全部で10μgでIMに2度免疫された。CA09 HA mRNA、Sing16 HA mRNA、Mich15 NA mRNA、およびPerth09 NA mRNAからなるH2H3N1N2コンボ。CA09 HA mRNA、Sing16 HA mRNAおよび2×非コードmRNA(ncmRNA)からなるH1H3コンボ;Sing16 HA mRNAおよびPerth09 NA mRNAならびに2×非コードmRNAのH3N2コンボ。Mich15 NA mRNA、Perth09 NA mRNA-LNP、および2×非コードmRNAのN1N2コンボ。CA09 HA mRNAおよび3×非コードmRNAからなるH1。Sing16 HA mRNAおよび3×非コードmRNAからなるH3。Mich15 NA mRNAおよび3×非コードmRNAからなるN1。Perth09 NA mRNAおよび3×非コードmRNAからなるN2。阻害力価は、0、14、28、42日目に収集した血清において対応するウイルスに対して試験した。パネル(a)は、CA09 H1N1インフルエンザウイルスおよびSing16 H3N2に対して記録されたHAI力価を示す。パネル(b)は、Mich15(N1):A/Mallard/Sweden/2002(H6)キメラインフルエンザウイルスおよびH6N2 Perth/09ウイルスF1919D(N2)ウイルスに対して記録されたNAI力価を示す。 図24は、ヒトエリスロポエチン(hEPO)mRNAの種々のLNP製剤で処置されたマウスでのhEPOの発現を示すグラフを描いている。LNP製剤「脂質A」、「脂質B」、「脂質C」、「脂質D」、および「脂質E」が示されている。バーは、平均および標準偏差を表す。LNP組成物は、カチオン性脂質、DMG-PEG2000、コレステロール、およびDOPEを、この順番に、40:1.5:28.5:30のモル比で含有する。 図25は、hEPO mRNAの種々のLNP製剤で処置された非ヒト霊長類(NHP)でのhEPOの発現を示すグラフを描いている。LNP製剤「脂質A」、「脂質B」、「脂質C」、「脂質D」、および「脂質E」が示されている。バーは、平均および標準偏差を表す。LNP組成物は、カチオン性脂質、DMG-PEG2000、コレステロール、およびDOPEを、この順番に、40:1.5:28.5:30のモル比で含有する。 図26は、HA mRNAの種々のLNP製剤の注射後28日目および42日目のHAI力価を示すグラフを描いている。LNP製剤「脂質A」、「脂質B」、「脂質C」、「脂質D」、および「脂質E」が示されている。バーは、平均および標準偏差を表す。LNP組成物は、カチオン性脂質、DMG-PEG2000、コレステロール、およびDOPEを、この順番に、40:1.5:28.5:30のモル比で含有する。 図27は、HA mRNAの種々のLNP製剤の注射後28日目および42日目のCal09 H1 HAI力価を示すグラフを描いている。LNP製剤「脂質A」、「脂質B」、「脂質C」、「脂質D」、および「脂質E」が示されている。バーは、平均および標準偏差を表す。LNP組成物は、カチオン性脂質、DMG-PEG2000、コレステロール、およびDOPEを、この順番に、40:1.5:28.5:30のモル比で含有する。 図28は、HA mRNAの種々のLNP製剤の注射後28日目および42日目のSing16 H3 HAI力価を示すグラフを描いている。LNP製剤「脂質A」、「脂質B」、「脂質C」、「脂質D」、および「脂質E」が示されている。バーは、平均および標準偏差を表す。LNP組成物は、カチオン性脂質、DMG-PEG2000、コレステロール、およびDOPEを、この順番に、40:1.5:28.5:30のモル比で含有する。 図29は、FD3 Fタンパク質発現mRNAで免疫されたNHPでのRSV Fタンパク質抗体価を描いている。mRNAは、いくつかのカチオン性脂質の1つを含有する脂質ナノ粒子(LNP)で送達された。抗体価は、それぞれの抗原組成物について0、21、および35日目に測定された。 図30は、FD3 Fタンパク質発現mRNAで免疫されたNHPでのRSV中和力価を描いている。mRNAは、いくつかのカチオン性脂質の1つを含有する脂質ナノ粒子(LNP)で送達された。抗体価は、それぞれの抗原組成物について0、21、および35日目に測定された。 図31は、4つの異なるインフルエンザ株に対してマウスに投与された四価および八価のmRNA-LNPワクチンについてのHAI力価を描いている。 図32は、4つの異なるインフルエンザ株に対してフェレットに投与された四価および八価のmRNA-LNPワクチンについてのHINT値を描いている。 図33は、4つの異なるインフルエンザ株に対してマウスに投与された四価および八価のmRNA-LNPワクチンについてのNAI力価を描いている。 図34は、4つの異なるインフルエンザ株に対してフェレットに投与された四価および八価のmRNA-LNPワクチンについてのNAI力価を描いている。試料は、ワクチンの第2の投与後20日目(D20)に得られた。 図35は、4つの異なるインフルエンザ株に対してフェレットに投与された四価および八価のmRNA-LNPワクチンについてのNAI力価を描いている。試料は、ワクチンの第2の投与後42日目(D42)に得られた。 図36は、15μgおよび45μg用量でNHPに投与された、脂質A LNP製剤中のSing16HAコードmRNAについてのマイクロ中和価を描いている。試料は、ワクチンの第2の投与後6日目(D6)および42日目(D42)に得られた。 図37は、15μgおよび45μg用量でNHPに投与された、脂質B LNP製剤中のSing16HAコードmRNAについてのマイクロ中和価を描いている。試料は、ワクチンの第2の投与後6日目(D6)および42日目(D42)に得られた。
本開示は、mRNAワクチンをin vivoで送達するための新規の脂質ナノ粒子(LNP)製剤およびワクチンを作製するための方法を提供する。LNPは、4種の脂質:カチオン性脂質、ポリエチレングリコール(PEG)コンジュゲート脂質、コレステロール系脂質、およびヘルパー脂質の混合物で作られている。LNPはmRNA分子をカプセル化する。カプセル化されたmRNA分子は、天然に存在するリボヌクレオチド、化学修飾されたヌクレオチド、またはその組合せを含むことができ、それぞれがまたは全体として1つまたはそれ以上のタンパク質をコードすることができる。
本発明者らは、脂質成分のコンビナトリアルライブラリーをスクリーニングすることを通じて本製剤を発見した。本LNPは、mRNAペイロードをカプセル化して分解から保護し、カプセル化されたmRNAの細胞内取込みを促進する。本明細書に記載されるLNPは、文献に記載される産業上の製剤と比べた場合、in vivoおよびin vitroでの増強された発現により実証されるように、導入効率を増強し、mRNAのエンドソーム脱出を促進し、その結果、有効性を改善した。例えば、本明細書で開示されるLNPは既知のLNP、例えば、ヘプタトリアコンタ-6,9,28,31-テトラエン-19-イル4-(ジメチルアミノ)ブタン酸(aka DLin-MC3-DMAまたはMC3;Sempleら、Nat Biotechnol.(2010)28:172~6頁)またはジ((Z)-ノン-2-エン-1-イル)9-((4-(ジメチルアミノ)ブタノイル)オキシ)ヘプタデカン酸(aka L319;Maierら、Mol Ther.(2013)21(8):1570~8頁)と比べて優れた安定性および/または有効性プロファイルを有する。下にさらに記載されるように、hEPOをコードするmRNAをカプセル化する本製剤は、in vivoで送達される場合、6時間および24時間で血液中を循環する高レベルのエリスロポエチンをもたらし、工業標準、MC3 LNP製剤と比べて最大で12倍の増加であった。同様に、マウスと非ヒト霊長類モデルの両方で、インフルエンザ抗原をコードするmRNAのような他のmRNAで高い有効性が見出された。
本明細書で製剤化されるmRNAワクチンを使用すれば、細胞性免疫と体液性免疫の両方を含む均衡のとれた免疫応答を誘導することができる。本LNP製剤の利点は配列特異的ではないので、これらの製剤を使用すれば、様々な抗原をコードするmRNAを送達することができ、エピデミック状況またはパンデミック状況で迅速な展開が可能になる。さらに、本LNP製剤化mRNAワクチンは、高度に免疫原性であり、したがって、著しい用量節約可能性が得られる。
I.本脂質ナノ粒子の組成物
本LNPは脂質の4つの範疇:(i);イオン化可能脂質(ii);ペグ化脂質(iii)コレステロール系脂質、および、(iv)ヘルパー脂質を含む。
A.イオン化可能脂質
イオン化可能脂質は、mRNAカプセル化を促進し、カチオン性脂質でもよい。カチオン性脂質は、低pHで正電荷環境を与えて、負電荷mRNA薬物物質の効率的なカプセル化を促進する。
一部の実施形態では、カチオン性脂質はOF-02である。
Figure 2023550600000002
OF-02は、OF-Deg-Linの非分解性構造類似物である。OF-Deg-Linは、ジケトピペラジンコアおよび二重不飽和テールに結合するための分解可能なエステル結合を含有しており、OF-02は、同じジケトピペラジンコアおよび二重不飽和テールに結合するための非分解性1,2-アミノアルコール結合を含有する(Fentonら、Adv Mater.(2016)28:2939;米国特許第10,201,618号)。本明細書の例示的LNP製剤、脂質AはOF-2を含有する。
一部の実施形態では、カチオン性脂質はcKK-E10である(Dongら、PNAS(2014)111(11):3955~60頁;米国特許第9,512,073号)。
Figure 2023550600000003
本明細書の例示的LNP製剤、脂質BはcKK-E10を含有する。
一部の実施形態では、カチオン性脂質は、GL-HEPES-E3-E10-DS-3-E18-1(2-(4-(2-((3-(ビス((Z)-2-ヒドロキシオクタデカ-9-エン-1-イル)アミノ)プロピル)ジスルファネイル)エチル)ピペラジン-1-イル)エチル4-(ビス(2-ヒドロキシデシル)アミノ)ブタン酸であり、これは、ピペラジンコアを有するHEPESベースのジスルフィドカチオン性脂質であり、式(III)を有する。
Figure 2023550600000004
本明細書の例示的LNP製剤、脂質CはGL-HEPES-E3-E10-DS-3-E18-1を含有する。脂質Cは、カチオン性脂質の違いを別にすれば、脂質Aまたは脂質Bと同じ組成を有する。
一部の実施形態では、カチオン性脂質は、GL-HEPES-E3-E12-DS-4-E10(2-(4-(2-((3-(ビス(2-ヒドロキシデシル)アミノ)ブチル)ジスルファネイル)エチル)ピペラジン-1-イル)エチル4-(ビス(2-ヒドロキシドデシル)アミノ)ブタン酸であり、これは、ピペラジンコアを有するHEPESベースのジスルフィドカチオン性脂質であり、式(IV)を有する。
Figure 2023550600000005
本明細書の例示的LNP製剤、脂質DはGL-HEPES-E3-E12-DS-4-E10を含有する。脂質Dは、カチオン性脂質の違いを別にすれば、脂質Aまたは脂質Bと同じ組成を有する。
一部の実施形態では、カチオン性脂質は、GL-HEPES-E3-E12-DS-3-E14(2-(4-(2-((3-(ビス(2-ヒドロキシテトラデシル)アミノ)プロピル)ジスルファネイル)エチル)ピペラジン-1-イル)エチル4-(ビス(2-ヒドロキシドデシル)アミノ)ブタン酸であり、これは、ピペラジンコアを有するHEPESベースのジスルフィドカチオン性脂質であり、式(V)を有する。
Figure 2023550600000006
本明細書の例示的LNP製剤、脂質EはGL-HEPES-E3-E12-DS-3-E14を含有する。脂質Eは、カチオン性脂質の違いを別にすれば、脂質Aまたは脂質Bと同じ組成を有する。
カチオン性脂質GL-HEPES-E3-E10-DS-3-E18-1(III)、GL-HEPES-E3-E12-DS-4-E10(IV)、およびGL-HEPES-E3-E12-DS-3-E14(V)は、図式1に提示される一般的手順に従って合成することができる。
図式1:式(III)、(IV)、および(V)の脂質についての一般的合成図式
Figure 2023550600000007
使用できる他のカチオン性脂質は、Dong、上記を参照、および米国特許第10,201,618号に記載されるカチオン性脂質を含む。
B.ペグ化脂質
ペグ化脂質成分は、ナノ粒子の粒子サイズおよび安定性を制御する。そのような成分を添加すれば、複雑な凝集を予防し、循環寿命を増やし標的組織への脂質-核酸医薬組成物の送達を増やすための手段が提供されうる(Klibanovら、FEBS Letters(1990)268(1):235~7頁)。これらの成分は、in vivoで医薬組成物から迅速に交換するように選択しうる(例えば、米国特許第5,885,613号参照)。
意図されるペグ化脂質は、誘導体化セラミド(例えば、N-オクタノイル-スフィンゴシン-1-[サクシニル(メトキシポリエチレングリコール)](C8 PEGセラミド))のようなC~C20(例えば、C、C10、C12、C14、C16、またはC18)のアルキル鎖(複数可)を有する脂質に共有結合している長さが最大5kDaのポリエチレングリコール(PEG)を含むがこれらに限定されない。一部の実施形態では、ペグ化脂質は、1,2-ジミリストイル-rac-グリセロ-3-メトキシポリエチレングリコール(DMG-PEG);1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-ポリエチレングリコール(DSPE-PEG);1,2-ジラウロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-ポリエチレングリコール(DLPE-PEG);または1,2-ジステアロイル-rac-グリセロ-ポリエチレングリコール(DSG-PEG)である。
特に例示的な実施形態では、PEGは高分子量、例えば、2000~2400g/molを有する。一部の実施形態では、PEGはPEG2000(またはPEG-2K)である。特定の実施形態では、本明細書のペグ化脂質は、DMG-PEG2000、DSPE-PEG2000、DLPE-PEG2000、DSG-PEG2000、またはC8 PEG2000である。
C.コレステロール系脂質
コレステロール成分は、ナノ粒子内部の脂質二重層構造を安定化させる。一部の実施形態では、LNPは、1つまたはそれ以上のコレステロール系脂質を含む。適切なコレステロール系脂質は、例えば、DC-Choi(N,N-ジメチル-N-エチルカルボキシアミドコレステロール)、1,4-ビス(3-N-アレイルアミノ-プロピル)ピペラジン(Gaoら、Biochem Biophys Res Comm.(1991)179:280頁;Wolfら、BioTechniques(1997)23:139頁;米国特許第5,744,335号)、イミダゾールコレステロールエステル(「ICE」;WO2011/068810)、β-シトステロール、フコステロール、スチグマステロール、および他の修飾型のコレステロールを含む。一部の実施形態では、LNP中で使用されるコレステロール系脂質はコレステロールである。
D.ヘルパー脂質
ヘルパー脂質はLNPの構造安定性を増強し、LNPのエンドソーム脱出を助ける。ヘルパー脂質は、mRNA薬物ペイロードの取込みおよび放出を改善する。一部の実施形態では、ヘルパー脂質は、双性イオン脂質であり、これは薬物ペイロードの取込みおよび放出を増強するための膜融合特性を有する。ヘルパー脂質の例は、1,2-ジオレオイル-SN-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DOPE);1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC);1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホ-L-セリン(DOPS);1,2-ジエライドイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DEPE);および1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DPOC)、ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)、1,2-ジラウロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DLPC);1,2-ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン(DSPE)、および1,2-ジラウロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DLPE)である。
他の例示的ヘルパー脂質は、ジオレオイルホスファチジルコリン(DOPC)、ジオレオイルホスファチジルグリセロール(DOPG)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール(DPPG)、パルミトイルオレオイルホスファチジルコリン(POPC)、パルミトイルオレオイル-ホスファチジルエタノールアミン(POPE)、ジオレオイル-ホスファチジルエタノールアミン4-(N-マレイミドメチル)-シクロヘキサン-1-カルボキシレート(DOPE-mal)、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン(DPPE)、ジミリストイルホスホエタノールアミン(DMPE)、ホスファチジルセリン、スフィンゴ脂質、セレブロシド、ガングリオシド、16-O-モノメチルPE、16-O-ジメチルPE、18-1-トランスPE、1-ステアロイル-2-オレオイル-ホスファチジルエタノールアミン(SOPE)、またはその組合せである。
特定の実施形態では、ヘルパー脂質はDOPEである。さらなる実施形態では、本LNPは、(i)OF-02、cKK-E10、GL-HEPES-E3-E10-DS-3-E18-1、GL-HEPES-E3-E12-DS-4-E10、またはGL-HEPES-E3-E12-DS-3-E14から選択されるカチオン性脂質;(ii)DMG-PEG2000;(iii)コレステロール;および(iv)DOPEを含む。
E.脂質成分のモル比
本発明者らは、上記成分の特定のモル比がmRNAを送達する際のLNPの有効性にとって重要であることを発見した。カチオン性脂質、ペグ化脂質、コレステロール系脂質、およびヘルパー脂質のモル比はA:B:C:Dで、A+B+C+D=100%である。一部の実施形態では、全脂質と比べたLNP中のカチオン性脂質のモル比(すなわち、A)は、35~45%(例えば、40%のような38~42%)である。一部の実施形態では、全脂質と比べたペグ化脂質成分のモル比(すなわち、B)は、0.25~2.75%(例えば、1.5%のような1~2%)である。一部の実施形態では、全脂質と比べたコレステロール系脂質のモル比(すなわち、C)は、20~35%(例えば、28.5%のような27~30%)である。一部の実施形態では、全脂質と比べたヘルパー脂質のモル比(すなわち、D)は、25~35%(例えば、30%のような28~32%)である。一部の実施形態では、(ペグ化脂質+コレステロール)成分はヘルパー脂質と同じモル量を有する。一部の実施形態では、LNPは、1よりも多いカチオン性脂質対ヘルパー脂質のモル比を含有する。
特定の実施形態では、LNPは、カチオン性脂質、ペグ化脂質、コレステロール系脂質、およびヘルパー脂質を40:1.5:28.5:30のモル比で含有する。さらなる特定の実施形態では、LNPは、(i)OF-02、cKK-E10、GL-HEPES-E3-E10-DS-3-E18-1、GL-HEPES-E3-E12-DS-4-E10、またはGL-HEPES-E3-E12-DS-3-E14;(ii)DMG-PEG2000;(iii)コレステロール;および(iv)DOPEを40:1.5:28.5:30で含有する。
LNP製剤中に入れるそれぞれの脂質の実際量を計算するためには、カチオン性脂質のモル量は、所望のN/P比に基づいてまず決定され、Nはカチオン性脂質中の窒素原子の数であり、PはLNPにより輸送されるmRNA中のリン酸基の数である。次に、その他の脂質のそれぞれのモル量は、カチオン性脂質のモル量および選択されたモル比に基づいて計算される。次に、これらのモル量は、それぞれの脂質の分子量を使用して重量に変換される。
F.LNPの活性成分
本LNPワクチン組成物の活性成分は、目的の抗原をコードするmRNAである。抗原は、ウイルス、例えば、インフルエンザウイルス、コロナウイルス(例えば、SARS-CoV-1、SARS-CoV-2、またはMERS関連ウイルス)、エボラウイルス、デングウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、A型肝炎ウイルス(HAV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、単純ヘルペスウイルス(HSV)、呼吸器多核体ウイルス(RSV)、ライノウイルス、サイトメガロウイルス(CMV)、ジカウイルス、ヒトパピローマウイルス(HPV)、ヒトメタニューモウイルス(hMPV)、ヒトパラインフルエンザウイルス3型(PIV3)、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、チクングニアウイルス、または呼吸器多核体ウイルス(RSV)由来のポリペプチドでもよい。
抗原は、細菌、例えば、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、モラクセラ(Moraxella)(例えば、モラクセラ・カタラーリス(Moraxella catarrhalis);耳炎、呼吸器感染症、および/または副鼻腔炎を引き起こす)、クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)(クラミジアを引き起こす)、ボレリア(例えば、ボレリア・ブルグドルフェリ(Borrelia burgdorferi)、ライム病を引き起こす)、バシラス・アントラシス(Bacillus anthracis)(炭疽病を引き起こす)、サルモネラ・チフィ(Salmonella typhi)(腸チフスを引き起こす)、マイコバクテリウム・ツベルクローシス(Mycobacterium tuberculosis)(結核を引き起こす)、プロピオニバクテリウム・アクネス(Propionibacterium acnes)(挫創を引き起こす)、または無莢膜型インフルエンザ菌(non-typeable Haemophilus influenzae)に由来してもよい。
望まれる場合は、LNPまたはLNP製剤は多価でもよい。一部の実施形態では、LNPは、同じまたは異なる病原体由来の2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10、またはそれ以上の抗原のような1つよりも多い抗原をコードするmRNAを保有していてもよい。例えば、LNPは、それぞれが異なる抗原をコードする複数のmRNA分子を保有する;または1つよりも多い抗原に翻訳されることが可能なポリシストロニックなmRNA(例えば、それぞれの抗原コード配列が、2Aペプチドのような自己切断ペプチドをコードするヌクレオチドリンカーにより分離されている)を保有していてもよい。異なるmRNA分子を保有するLNPは、典型的には、それぞれのmRNA分子の複数のコピーを含む(カプセル化する)。例えば、2つの異なるmRNA分子を保有するまたはカプセル化するLNPは、典型的には、2つの異なるmRNA分子のそれぞれの複数のコピーを保有する。
一部の実施形態では、単一のLNP製剤は、それぞれの種類が異なるmRNAを保有する、複数の種類(例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10、またはそれ以上)のLNPを含んでいてもよい。
多価LNPワクチンの例は、インフルエンザウイルス由来のポリペプチドをコードするmRNAを含むLNPワクチンのような、上記病原体由来の2つまたはそれ以上の抗原をコードするmRNAを含有するLNPワクチンである。一部の実施形態では、多価LNPワクチンは、ヘマグルチニン(例えば、ヘマグルチニン1(HA1)およびヘマグルチニン2(HA2))、ノイラミニダーゼ(NA)、核タンパク質(NP)、マトリックスタンパク質1(M1)、マトリックスタンパク質2(M2)、非構造タンパク質1(NS1)、および非構造タンパク質2(NS2)から選択される2つまたはそれ以上(例えば、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、または10)のインフルエンザウイルスタンパク質に由来するポリペプチドをコードするmRNA分子を含有する。さらなる実施形態では、多価LNPワクチンは、HAタンパク質由来の、NAタンパク質由来の、およびHAとNAタンパク質の両方由来の抗原性ポリペプチドをコードする2つまたはそれ以上(例えば、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、またはそれ以上)のmRNA分子を含有する。一部の実施形態では、抗原性ポリペプチドをコードするmRNA分子は異なるインフルエンザ株由来である。
ある特定の実施形態では、組成物は、インフルエンザA、BおよびCウイルスの抗原をコードする1つまたはそれ以上のmRNA分子を含んでもよい。一実施形態では、組成物は、インフルエンザAおよびインフルエンザBウイルスのHAおよび/またはNA抗原をコードする1つまたはそれ以上のmRNA分子を含んでもよい。一実施形態では、インフルエンザAウイルスのHA抗原は、サブタイプH1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16、H17、およびH18から選択される。一実施形態では、インフルエンザAウイルスのNA抗原は、サブタイプN1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9、N10、およびN11から選択される。一実施形態では、インフルエンザBウイルスのHAおよびNA抗原は、インフルエンザB/Yamagata系統由来である。一実施形態では、インフルエンザBウイルスのHAおよびNA抗原は、インフルエンザB/Victoria系統由来である。一部の実施形態では、1つまたはそれ以上のHAおよびNA抗原は、世界保健機構(WHO)によりインフルエンザワクチン製剤の年間推奨で推奨されるインフルエンザウイルス株由来である。
ある特定の実施形態では、1つまたはそれ以上のインフルエンザウイルスタンパク質のうちの少なくとも1つは、機械学習モデルから同定されるまたは設計される分子配列を有するインフルエンザウイルスHAタンパク質および/またはインフルエンザウイルスNAタンパク質を含み、1つまたはそれ以上のリボ核酸分子のうちの少なくとも1つは、機械学習モデルから同定されるまたは設計される分子配列を有する1つまたはそれ以上のインフルエンザウイルスタンパク質をコードする。
ある特定の実施形態では、組成物は、(i)1つまたはそれ以上のHA抗原、(ii)1つまたはそれ以上のNA抗原、または(iii)1つまたはそれ以上のHA抗原およびNA抗原の組合せをコードする2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、またはそれ以上のmRNA分子を含む。
一実施形態では、組成物は、H1N1、H3N2、H2N2、H5N1、H7N9、H7N7、H1N2、H9N2、H7N2、H7N3、H5N2、およびH10N7サブタイプならびに/またはB/YamagataおよびB/Victoria系統から選択される、i)1つまたはそれ以上のHA抗原、(ii)1つまたはそれ以上のNA抗原、または(iii)1つまたはそれ以上のHA抗原およびNA抗原の組合せをコードする2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、またはそれ以上のmRNA分子を含む。
一実施形態では、組成物は、H3 HA抗原をコードする1つのmRNA分子、H1 HA抗原をコードする1つのmRNA分子、インフルエンザB/Yamagata系統由来のHA抗原をコードする1つのmRNA分子、およびインフルエンザB/Victoria由来のHA抗原をコードする1つのmRNA分子を含む。
一実施形態では、組成物は、H3 HA抗原をコードする1つのmRNA分子、N2 NA抗原をコードする1つのmRNA分子、H1 HA抗原をコードする1つのmRNA分子、N1 NA抗原をコードする1つのmRNA分子、インフルエンザB/Yamagata系統由来のHA抗原をコードする1つのmRNA分子、インフルエンザB/Yamagata系統由来のNA抗原をコードする1つのmRNA分子、インフルエンザB/Victoria系統由来のHA抗原をコードする1つのmRNA分子、およびインフルエンザB/Victoria系統由来のNA抗原をコードする1つのmRNA分子を含む。
実施形態では、組成物は、機械学習モデルから同定されるまたは設計される分子配列を有する機械学習インフルエンザウイルスHAをコードする1つまたはそれ以上のmRNA分子をさらに含み、1つまたはそれ以上の機械学習インフルエンザウイルスHAは、H1 HA、H3 HA、B/Victoria系列由来のHA、B/Yamagata系列由来のHA、またはその組合せから選択してもよい。
1つまたはそれ以上の機械学習インフルエンザウイルスHAを選択する場合、いかなる機械学習アルゴリズムを使用してもよい。例えば、ワクチンを設計するためのシステムおよび方法という表題のPCT出願国際公開第2021/080990号、ならびに生物学的応答を予測するためのシステムおよび方法という表題のPCT出願国際公開第2021/080999号に開示される機械学習アルゴリズムおよび方法のいずれかが本明細書で想定されており、前記特許文献の両方は参照によってその全体を本明細書に組み入れる。
mRNA分子は修飾されない(すなわち、リン酸ジエステル結合により連結された天然のリボヌクレオチドA、U、C、および/またはGだけを含有する)、または化学的に修飾されてもよい(例えば、プソイドウリジン(例えば、N-1-メチルプソイドウリジン)、2’-フルオロリボヌクレオチド、および2’-メトキシリボヌクレオチドのようなヌクレオチド類似物、ならびに/またはホスホロチオエート結合を含む)。mRNA分子は、5’キャップおよびポリAテールを含んでもよい。
RSV Fタンパク質
呼吸器多核体ウイルス(RSV)は、ニューモウイルス科(Pneumoviridae)に属するネガティブセンス一本鎖RNAウイルスである。RSVは気道の感染を引き起こすことがある。RSVはエンベロープウイルスであり、表面に糖タンパク質(Gタンパク質)、小型の疎水性タンパク質(SHタンパク質)、および融合タンパク質(Fタンパク質)を有する。
RSV Fタンパク質は、ウイルス膜と宿主細胞膜の融合を担当し、少なくとも3つの立体構造(融合前、中間、および融合後立体構造)を帯びる。融合前立体構造(融合前、Pre-F)では、Fタンパク質は、主要な抗原部位Φを露出して三量体型で存在する。部位Φは、RSV感染対象により産生される中和抗体の主要な標的の役目を果たす(Coultasら、Thorax.74:986~993頁.2019年;McLellanら、Science.340(6136):1113~7頁.2013年参照)。宿主細胞表面上のその標的に結合後、Pre-Fは立体構造変化を受け、その間部位Φはもはや露出していない。Pre-Fは一過性の中間立体構造に移行し、Fタンパク質が宿主細胞膜中に挿入されるのを可能にし、ウイルス膜と宿主細胞膜が融合される。最終的な立体構造シフトにより、タンパク質のより安定した細長い形(融合後、Post-F)が生じる。Fタンパク質の部位IIおよび部位IVはPost-Fに特有であり、部位IはPre-FおよびPost-F立体構造の両方に存在している(McLellanら、J.Virol.85(15):7788~7796頁.2011年)。
本明細書で使用される場合、用語「Fタンパク質」または「RSV Fタンパク質」とは、ウイルス侵入中のウイルスエンベロープと宿主細胞膜の融合を駆動することを担当するRSVのタンパク質のことである。
本明細書で使用される場合、用語「RSV Fポリペプチド」または「Fポリペプチド」とは、Fタンパク質の少なくとも1つのエピトープを含むポリペプチドのことである。
本明細書で使用される場合、RSV Fに関して用語「融合後」とは、ウイルスと細胞膜の合併後に生じるRSV Fの安定な立体構造のことである。
本明細書で使用される場合、RSV Fに関して用語「融合前」とは、ウイルス-細胞相互作用前に取るRSV Fの立体構造のことである。
抗原性RSV FポリペプチドをコードするmRNA分子が本明細書で提供される。
一部の実施形態では、mRNA分子は、呼吸器多核体ウイルス(RSV)Fタンパク質抗原をコードするオープンリーディングフレーム(ORF)を含む。
一部の実施形態では、RSV Fタンパク質抗原は、配列番号16に示されるアミノ酸配列と少なくとも85%、90%、95%、97%、98%、99%、または99.5%同一性を有する配列を含む。
一部の実施形態では、RSV Fタンパク質抗原は、配列番号16に少なくとも98%同一性を有するアミノ酸配列を含む、または配列番号16のアミノ酸配列からなる。
一部の実施形態では、mRNAは、配列番号17に示される核酸配列と、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%同一性を有する核酸配列を含む。
一部の実施形態では、mRNAは、配列番号21に示される核酸配列と、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%同一性を有する核酸配列を含む。
一部の実施形態では、RSV Fタンパク質抗原は、融合前タンパク質である。
一部の実施形態では、ORFはコドン最適化されている。
一部の実施形態では、mRNA分子は、少なくとも1つの5’非翻訳領域(5’UTR)、少なくとも1つの3’非翻訳領域(3’UTR)、および少なくとも1つのポリアデニル化(ポリ(A))配列を含む。
一部の実施形態では、mRNAは、少なくとも1つの化学修飾を含む。
一部の実施形態では、mRNA中のウラシルヌクレオチドの少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または100%が化学修飾されている。
一部の実施形態では、ORF中のウラシルヌクレオチドの少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または100%が化学修飾されている。
一部の実施形態では、化学修飾は、プソイドウリジン、N1-メチルプソイドウリジン、2-チオウリジン、4’-チオウリジン、5-メチルシトシン、2-チオ-1-メチル-1-デアザ-プソイドウリジン、2-チオ-1-メチル-プソイドウリジン、2-チオ-5-アザ-ウリジン、2-チオ-ジヒドロプソイドウリジン、2-チオ-ジヒドロウリジン、2-チオ-プソイドウリジン、4-メトキシ-2-チオ-プソイドウリジン、4-メトキシ-プソイドウリジン、4-チオ-1-メチル-プソイドウリジン、4-チオ-プソイドウリジン、5-アザ-ウリジン、ジヒドロプソイドウリジン、5-メチルウリジン、5-メチルウリジン、5-メトキシウリジン、および2’-O-メチルウリジンからなる群から選択される。
一部の実施形態では、化学修飾は、プソイドウリジン、N1-メチルプソイドウリジン、5-メチルシトシン、5-メトキシウリジン、およびその組合せからなる群から選択される。一部の実施形態では、化学修飾はN1-メチルプソイドウリジンである。
一部の実施形態では、mRNAは以下の構造エレメントを含む:
(i)以下の構造を有する5’キャップ;
Figure 2023550600000008
(ii)配列番号19の核酸配列を有する5’非翻訳領域(5’UTR);
(iii)配列番号17の核酸配列を有するタンパク質コード領域;
(iv)配列番号20の核酸配列を有する3’非翻訳領域(3’UTR);および
(v)ポリ(A)テール。
G.バッファーおよび他の成分
核酸および/もしくはLNPを安定化させるため(例えば、ワクチン製品の貯蔵寿命を延ばすため)、LNP医薬組成物の投与を促進するため、ならびに/または核酸のin vivo発現を増強するため、核酸および/またはLNPは、1つまたはそれ以上の担体、ターゲティングリガンド、安定化試薬(例えば、保存剤および抗酸化剤)および/または他の薬学的に許容される賦形剤と組み合わせて製剤化することができる。そのような賦形剤の例は、パラベン、チメロサール、チオメルサール、クロロブタノール、塩化ベンザルコニウム、キレート剤(例えば、EDTA)および同類のものである。
本開示のLNP組成物は、凍結液体形態または凍結乾燥形態として提供できる。サクロース、トレハロース、グルコース、マンニトール、マンノース、ブドウ糖、および同類のものを含むが、これらに限定されない、種々の凍結保護物質を使用しうる。凍結保護物質は、LNP組成物の5~30%(w/v)を構成していてよい。一部の実施形態では、LNP組成物はトレハロースを、例えば、5~30%(例えば、10%)(w/v)で含む。凍結保護物質を用いて製剤化された後は、LNP組成物を-20℃~-80℃で凍結してもよい(または凍結乾燥され、凍結保存される)。
LNP組成物は、水性緩衝溶液で患者に与えてもよく、予め凍結されている場合は、または予め凍結乾燥されている場合は解凍され、枕元において水性緩衝溶液で再構成される。特に例示的な実施形態では、緩衝溶液は等張であり、例えば、筋肉内または皮内注射に適している。一部の実施形態では、緩衝溶液はリン酸緩衝食塩水(PBS)である。
II.RNA
本開示の本LNPワクチン組成物は、目的の抗原をコードするRNA分子(例えば、mRNA)を含む場合がある。本開示のRNA分子は、目的の抗原をコードするORFを含む少なくとも1つのリボ核酸(RNA)を含む場合がある。ある特定の実施形態では、RNAは、目的の抗原をコードするORFを含むメッセンジャーRNA(mRNA)である。ある特定の実施形態では、RNA(例えば、mRNA)は、少なくとも1つの5’UTR、3’UTR、ポリ(A)テール、および/または5’キャップをさらに含む。
II.A.5’キャップ
mRNA 5’キャップは、大半の真核細胞に見出されるヌクレアーゼに対する抵抗性を与え、翻訳効率を促進することができる。いくつかのタイプの5’キャップが知られている。7-メチルグアノシンキャップ(「mG」または「キャップ-0」とも呼ばれる)は、5’-5’三リン酸結合を通じて第1の転写されたヌクレオチドに連結されているグアノシンを含む。
5’キャップは典型的には以下の通りに付加される:まず、RNA末端ホスファターゼは5’ヌクレオチドから末端リン酸基の1つを取り除き、2つの末端リン酸塩を残し;次にグアノシン三リン酸(GTP)がグアニリルトランスフェラーゼにより末端リン酸塩に付加され、5’5’5三リン酸結合を生成し;次にグアニンの7-窒素がメチルトランスフェラーゼによりメチル化される。キャップ構造の例は、m7G(5’)ppp、(5’(A,G(5’)ppp(5’)A、およびG(5’)ppp(5’)Gを含むがこれらに限定されない。追加のキャップ構造は、米国特許出願公開第2016/0032356号および米国特許出願公開第2018/0125989号に記載されており、前記特許文献は参照によって本明細書に組み入れる。
ポリヌクレオチドの5’-キャッピングは、製造業者のプロトコルに従って5’-グアノシンキャップ構造を生み出す以下の化学的RNAキャップ類似物:3’-O-Me-m7G(5’)ppp(5’)G(ARCAキャップ);G(5’)ppp(5’)A;G(5’)ppp(5’)G;m7G(5’)ppp(5’)A;m7G(5’)ppp(5’)G;m7G(5’)ppp(5’)(2’OMeA)pG;m7G(5’)ppp(5’)(2’OMeA)pU;m7G(5’)ppp(5’)(2’OMeG)pG(New England BioLabs、Ipswich、MA;TriLink Biotechnologies)を使用してin vitro転写反応中に同時に完了させてもよい。修飾されたRNAの5’-キャッピングは、キャップ0構造:m7G(5’)ppp(5’)Gを生み出すワクシニアウイルスキャッピング酵素を使用して転写後に完了させてもよい。キャップ1構造は、ワクシニアウイルスキャッピング酵素とm7G(5’)ppp(5’)G-2’-O-メチルを生み出す2’-Oメチルトランスフェラーゼの両方を使用して生み出してもよい。キャップ2構造は、キャップ1構造から生み出されてもよく、続いて2’-Oメチルトランスフェラーゼを使用して5’-アンテペナルティメート(antepenultimate)ヌクレオチドが2’-Oメチル化される。キャップ3構造は、キャップ2構造から生み出されてもよく、続いて2’-Oメチルトランスフェラーゼを使用して5’-プレアンテペナルティメート(preantepenultimate)ヌクレオチドが2’-Oメチル化される。
ある特定の実施形態では、本開示のmRNAは、3’-O-Me-m7G(5’)ppp(5’)G(ARCAキャップ)、G(5’)ppp(5’)A、G(5’)ppp(5’)G、m7G(5’)ppp(5’)A、m7G(5’)ppp(5’)G、m7G(5’)ppp(5’)(2’OMeA)pG、m7G(5’)ppp(5’)(2’OMeA)pU、およびm7G(5’)ppp(5’)(2’OMeG)pGからなる群から選択される5’キャップを含む。
ある特定の実施形態では、本開示のmRNAは、
Figure 2023550600000009
の5’キャップを含む。
II.B.非翻訳領域(UTR)
一部の実施形態では、本開示のmRNAは、5’および/または3’非翻訳領域(UTR)を含む。mRNAでは、5’UTRは転写開始部位で開始して開始コドンまで続くが開始コドンは含まない。3’UTRは終止コドンに続いてすぐに開始し、転写終止シグナルまで続く。
一部の実施形態では、本明細書で開示されるmRNAは、mRNAの安定性または翻訳に影響を及ぼす1つまたはそれ以上のエレメントを含む5’UTRを含む場合がある。一部の実施形態では、5’UTRは約10~5,000ヌクレオチド長である場合がある。一部の実施形態では、5’UTRは約50~500ヌクレオチド長である場合がある。一部の実施形態では、5’UTRは、少なくとも約10ヌクレオチド長、約20ヌクレオチド長、約30ヌクレオチド長、約40ヌクレオチド長、約50ヌクレオチド長、約100ヌクレオチド長、約150ヌクレオチド長、約200ヌクレオチド長、約250ヌクレオチド長、約300ヌクレオチド長、約350ヌクレオチド長、約400ヌクレオチド長、約450ヌクレオチド長、約500ヌクレオチド長、約550ヌクレオチド長、約600ヌクレオチド長、約650ヌクレオチド長、約700ヌクレオチド長、約750ヌクレオチド長、約800ヌクレオチド長、約850ヌクレオチド長、約900ヌクレオチド長、約950ヌクレオチド長、約1,000ヌクレオチド長、約1,500ヌクレオチド長、約2,000ヌクレオチド長、約2,500ヌクレオチド長、約3,000ヌクレオチド長、約3,500ヌクレオチド長、約4,000ヌクレオチド長、約4,500ヌクレオチド長、または5,000ヌクレオチド長である。
一部の実施形態では、本明細書で開示されるmRNAは、ポリアデニル化シグナルの1つまたはそれ以上、細胞内でのmRNAの位置の安定性に影響を及ぼすタンパク質に対する結合部位、またはmiRNAに対する1つまたはそれ以上の結合部位を含む3’UTRを含む場合がある。一部の実施形態では、3’UTRは約50~5,000ヌクレオチド長またはそれよりも長い場合がある。一部の実施形態では、3’UTRは約50~1,000ヌクレオチド長またはそれよりも長い場合がある。一部の実施形態では、3’UTRは、少なくとも約50ヌクレオチド長、約100ヌクレオチド長、約150ヌクレオチド長、約200ヌクレオチド長、約250ヌクレオチド長、約300ヌクレオチド長、約350ヌクレオチド長、約400ヌクレオチド長、約450ヌクレオチド長、約500ヌクレオチド長、約550ヌクレオチド長、約600ヌクレオチド長、約650ヌクレオチド長、約700ヌクレオチド長、約750ヌクレオチド長、約800ヌクレオチド長、約850ヌクレオチド長、約900ヌクレオチド長、約950ヌクレオチド長、約1,000ヌクレオチド長、約1,500ヌクレオチド長、約2,000ヌクレオチド長、約2,500ヌクレオチド長、約3,000ヌクレオチド長、約3,500ヌクレオチド長、約4,000ヌクレオチド長、約4,500ヌクレオチド長、または5,000ヌクレオチド長である。
一部の実施形態では、本明細書で開示されるmRNAは、mRNA転写物によりコードされる遺伝子とは異なる遺伝子に由来する5’または3’UTRを含む場合がある(すなわち、UTRは異種UTRである)。
ある特定の実施形態では、5’および/または3’UTR配列は、mRNAの安定性を増やすために安定したmRNA(例えば、グロビン、アクチン、GAPDH、チューブリン、ヒストン、またはクエン酸回路酵素)から引き出すことができる。例えば、5’UTR配列は、ヌクレアーゼ抵抗性を改善するおよび/またはmRNAの半減期を改善するためにCMV最初期1(IE1)遺伝子の部分的配列、またはその断片を含んでもよい。mRNAの3’末端または非翻訳領域にヒト成長ホルモン(hGH)をコードする配列またはその断片を含むことも意図されている。一般的には、これらの改変は、その非改変対応物と比べてmRNAの安定性および/または薬物動態特性(例えば、半減期)を改善し、例えば、in vivoヌクレアーゼ消化に対するそのようなmRNA抵抗性を改善するために加えられる改変を含む。
例示的5’UTRは、CMV最初期1(IE1)遺伝子由来の配列(米国特許出願公開第2014/0206753号および米国特許出願公開第2015/0157565号、前記特許文献のそれぞれは参照によって本明細書に組み入れる)、または配列GGGAUCCUACC(配列番号22)(米国特許出願公開第2016/0151409号、参照によって本明細書に組み入れる)を含む。
種々の実施形態では、5’UTRは、TOP遺伝子の5’UTR由来でもよい。TOP遺伝子は典型的には5’-末端オリゴピリミジン(TOP)トラクトの存在を特徴とする。さらに、大半のTOP遺伝子は成長関連翻訳調節を特徴とする。しかし、組織特異的翻訳調節を有するTOP遺伝子も知られている。ある特定の実施形態では、TOP遺伝子の5’UTR由来の5’UTRは5’TOPモチーフ(オリゴピリミジントラクト)を欠く(例えば、米国特許出願公開第2017/0029847号、米国特許出願公開第2016/0304883号、米国特許出願公開第2016/0235864号、および米国特許出願公開第2016/0166710号、前記特許文献のそれぞれは参照によって本明細書に組み入れる)。
ある特定の実施形態では、5’UTRは、リボソームタンパク質ラージ32(L32)遺伝子に由来する(米国特許出願公開第2017/0029847号、上記参照)。
ある特定の実施形態では、5’UTRは、水酸化ステロイド(17-b)デヒドロゲナーゼ4遺伝子(HSD17B4)の5’UTRに由来する(米国特許出願公開第2016/0166710号、上記参照)。
ある特定の実施形態では、5’UTRは、ATP5A1遺伝子の5’UTRに由来する(米国特許出願公開第2016/0166710号、上記参照)。
一部の実施形態では、配列内リボソーム進入部位(IRES)は5’UTRの代わりに使用される。
一部の実施形態では、5’UTRは、配列番号19に示される核酸配列を含む。一部の実施形態では、3’UTRは、配列番号20に示される核酸配列を含む。5’UTRおよび3’UTRは、WO2012/075040にさらに詳細に記載され、参照によって本明細書に組み入れる。
II.C.ポリアデニル化テール
本明細書で使用される場合、用語「ポリ(A)配列」、「ポリ(A)テール」、および「ポリ(A)領域」とは、mRNA分子の3’末端のアデノシンヌクレオチドの配列のことである。ポリ(A)テールは、mRNAに安定性を与え、エキソヌクレアーゼ分解からmRNAを保護しうる。ポリ(A)テールは翻訳を増強しうる。一部の実施形態では、ポリ(A)テールは本質的にホモポリマーである。例えば、100アデノシンヌクレオチドのポリ(A)テールは、本質的に100ヌクレオチドの長さを有しうる。ある特定の実施形態では、ポリ(A)テールは、アデノシンヌクレオチドとは異なる少なくとも1つのヌクレオチド(例えば、アデノシンヌクレオチドではないヌクレオチド)により中断されている場合がある。例えば、100アデノシンヌクレオチドのポリ(A)テールは、100ヌクレオチドを超える長さを有する場合がある(100アデノシンヌクレオチドおよびアデノシンヌクレオチドとは異なる少なくとも1つのヌクレオチド、または一続きのヌクレオチドを含む)。ある特定の実施形態では、ポリ(A)テールは、配列AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAGCAUAUGACUAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA(配列番号23)を含む。
「ポリ(A)テール」は、本明細書で使用される場合、典型的にはRNAに関する。しかし、本開示の文脈では、本用語は、DNA分子中の対応する配列(例えば、「ポリ(T)配列」)にも同様に関する。
ポリ(A)テールは、約10~約500アデノシンヌクレオチド、約10~約200アデノシンヌクレオチド、約40~約200アデノシンヌクレオチド、または約40~約150アデノシンヌクレオチドを含んでもよい。ポリ(A)テールの長さは、少なくとも約10、50、75、100、150、200、250、300、350、400、450、または500アデノシンヌクレオチドでもよい。
核酸がRNAである一部の実施形態では、核酸のポリ(A)テールは、RNA in vitro転写中にDNA鋳型から得られる。ある特定の実施形態では、ポリ(A)テールは、DNA鋳型から転写されずに化学合成の一般的方法により得られる。種々の実施形態では、ポリ(A)テールは、市販のポリアデニル化キットおよび対応するプロトコルを使用してRNAの酵素的ポリアデニル化により、または代わりに、固定されたポリ(A)ポリメラーゼを使用する、例えば、WO2016/174271に記載される方法および手段を使用することにより生み出される。
核酸は、酵素的ポリアデニル化により得られるポリ(A)テールを含む場合があり、大多数の核酸分子は約100(+/-20)~約500(+/-50)または約250(+/-20)アデノシンヌクレオチドを含む。
一部の実施形態では、核酸は鋳型DNA由来のポリ(A)テールを含む場合があり、例えば、WO2016/091391に記載されるように、酵素的ポリアデニル化により生み出される少なくとも1つの追加のポリ(A)テールをさらに含む場合があり、前記特許文献は参照により本明細書に組み入れる。
ある特定の実施形態では、核酸は少なくとも1つのポリアデニル化シグナルを含む。
種々の実施形態では、核酸は少なくとも1つのポリ(C)配列を含む場合がある。
用語「ポリ(C)配列」は、本明細書で使用される場合、約200シトシンヌクレオチドまでのシトシンヌクレオチドの配列であることが意図されている。一部の実施形態では、ポリ(C)配列は、約10~約200シトシンヌクレオチド、約10~約100シトシンヌクレオチド、約20~約70シトシンヌクレオチド、約20~約60シトシンヌクレオチド、または約10~約40シトシンヌクレオチドを含む。一部の実施形態では、ポリ(C)配列は、約30シトシンヌクレオチドを含む。
II.D.化学修飾
本明細書で開示されるmRNAは修飾されても非修飾でもよい。一部の実施形態では、mRNAは少なくとも1つの化学修飾を含んでいてよい。一部の実施形態では、本明細書で開示されるmRNAは、典型的にはRNA安定性を増強する1つまたはそれ以上の修飾を含有してよい。例示的な修飾は、骨格修飾、糖修飾、または塩基修飾を含むことができる。一部の実施形態では、開示されたmRNAは、プリン(アデニン(A)およびグアニン(G))またはピリミジン(チミン(T)、シトシン(C)、およびウラシル(U))を含むがこれらの限定されない天然に存在するヌクレオチドおよび/またはヌクレオチド類似物(修飾ヌクレオチド)から合成しうる。ある特定の実施形態では、開示されたmRNAは、例えば、1-メチル-アデニン、2-メチル-アデニン、2-メチルチオ-N-6-イソペンテニル-アデニン、N6-メチル-アデニン、N6-イソペンテニル-アデニン、2-チオ-シトシン、3-メチル-シトシン、4-アセチル-シトシン、5-メチル-シトシン、2,6-ジアミノプリン、1-メチル-グアニン、2-メチル-グアニン、2,2-ジメチル-グアニン、7-メチル-グアニン、イノシン、1-メチル-イノシン、プソイドウラシル(5-ウラシル)、ジヒドロ-ウラシル、2-チオ-ウラシル、4-チオ-ウラシル、5-カルボキシメチルアミノメチル-2-チオ-ウラシル、5-(カルボキシヒドロキシメチル)-ウラシル、5-フルオロ-ウラシル、5-ブロモ-ウラシル、5-カルボキシメチルアミノメチル-ウラシル、5-メチル-2-チオ-ウラシル、5-メチル-ウラシル、N-ウラシル-5-オキシ酢酸メチルエステル、5-メチルアミノメチル-ウラシル、5-メトキシアミノメチル-2-チオ-ウラシル、5’-メトシキカルボニルメチル-ウラシル、5-メトキシ-ウラシル、ウラシル-5-オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル-5-オキシ酢酸(v)、1-メチル-プソイドウラシル、キューオシン、β-D-マンノシル-キューオシン、ホスホロアミド酸、ホスホロチオエート、ペプチドヌクレオチド、メチルホスホン酸、7-デアザグアノシン、5-メチルシトシン、およびイノシンのようなプリンおよびピリミジンの修飾ヌクレオチド類似物または誘導体から合成しうる。
一部の実施形態では、開示されたmRNAは、プソイドウリジン、N1-メチルプソイドウリジン、2-チオウリジン、4’-チオウリジン、5-メチルシトシン、2-チオ-1-メチル-1-デアザ-プソイドウリジン、2-チオ-1-メチル-プソイドウリジン、2-チオ-5-アザ-ウリジン、2-チオ-ジヒドロプソイドウリジン、2-チオ-ジヒドロウリジン、2-チオ-プソイドウリジン、4-メトキシ-2-チオ-プソイドウリジン、4-メトキシ-プソイドウリジン、4-チオ-1-メチル-プソイドウリジン、4-チオ-プソイドウリジン、5-アザ-ウリジン、ジヒドロプソイドウリジン、5-メチルウリジン、5-メチルウリジン、5-メトキシウリジン、および2’-O-メチルウリジンを含むがこれらに限定されない少なくとも1つの化学修飾を含んでいてよい。
一部の実施形態では、化学修飾は、プソイドウリジン、N1-メチルプソイドウリジン、5-メチルシトシン、5-メトキシウリジン、およびその組合せからなる群から選択される。
一部の実施形態では、化学修飾はN1-メチルプソイドウリジンを含む。
一部の実施形態では、mRNA中のウラシルヌクレオチドの少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または100%が化学修飾されている。
一部の実施形態では、ORF中のウラシルヌクレオチドの少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または100%が化学修飾されている。
そのような類似物の製造は、例えば、米国特許第4,373,071号、米国特許第4,401,796号、米国特許第4,415,732号、米国特許第4,458,066号、米国特許第4,500,707号、米国特許第4,668,777号、米国特許第4,973,679号、米国特許第5,047,524号、米国特許第5,132,418号、米国特許第5,153,319号、米国特許第5,262,530号、および米国特許第5,700,642号に記載されている。
II.E.mRNA合成
本明細書で開示されるmRNAは、多種多様な方法のうちのいずれに従って合成してもよい。例えば、本開示に従ったmRNAは、in vitro転写(IVT)により合成しうる。in vitro転写のためのいくつかの方法は、例えば、Geallら、(2013)Semin.Immunol.25(2):152~159頁;Brunelleら、(2013)Methods Enzymol.530:101~14頁に記載されている。手短に言えば、IVTは、典型的には、プロモーターを含有する直鎖状もしくは環状DNA鋳型、リボヌクレオチド三リン酸のプール、DTTおよびマグネシウムイオンを含む場合があるバッファー系、適切なRNAポリメラーゼ(例えば、T3、T7、またはSP6 RNAポリメラーゼ)、DNアーゼI、ピロホスファターゼ、ならびに/またはRNアーゼ阻害剤を用いて実施される。正確な条件は、特定の適用に従って変動しうる。これらの試薬の存在は最終mRNA製品中では一般に好ましくなく、これらの試薬は、治療使用に適しているクリーンなおよび/または均質なmRNAを提供するために精製するまたは取り除くことができる不純物または汚染物質と見なすことができる。in vitro転写反応から提供されるmRNAは一部の実施形態では望ましい場合があるが、細菌、真菌、植物、および/または動物から産生される野生型mRNAを含むmRNAの他の供給源を本開示に従って使用することが可能である。
III.本LNPワクチンを作製するための方法
本LNPは当技術分野で現在知られている種々の技法により製造することができる。例えば、多重膜ベシクル(MLV)は、脂質を適切な溶媒に溶解し、次に溶媒を蒸発させて器の内側に薄膜を残すことによりまたは噴霧乾燥により適切な容器または器の内壁に選択された脂質を沈着させることにより、のような従来の技法に従って製造してもよい。次に、水相を渦運動する器に添加してMLVを形成してもよい。次に、多重膜ベシクルの均質化、超音波処理または押し出し加工により単層膜リポソーム(ULV)を形成することができる。さらに、単層膜リポソームは、洗剤除去技法により形成することができる。
種々の方法が、US2011/0244026、US2016/0038432、US2018/0153822、US2018/0125989、およびPCT/US2020/043223(2020年7月23日提出)に記載されており、本発明を実行するのに使用することができる。1つの例示的方法は、US2016/0038432に記載される通りに、まず脂質を前もって脂質ナノ粒子に形成することなく、mRNAを脂質の混合物と混ぜ合わせることによりmRNAをカプセル化することを必要とする。別の例示的方法は、US2018/0153822に記載される通りに、前もって形成されたLNPをmRNAと混ぜ合わせることによりmRNAをカプセル化することを必要とする。
一部の実施形態では、mRNA負荷LNPを製造する方法は、溶液の1つまたはそれ以上を環境温度よりも高い温度まで加熱する工程であって、1つまたはそれ以上の溶液は予め形成された脂質ナノ粒子を含む溶液、mRNAを含む溶液およびLNPカプセル化mRNAを含む混合溶液である、工程を含む。一部の実施形態では、方法は、混合工程に先立って、mRNA溶液と予め形成されたLNP溶液のうちの1つまたは両方を加熱する工程を含む。一部の実施形態では、方法は、混合工程中に、予め形成されたLNPを含む溶液、mRNAを含む溶液、およびLNPカプセル化されたmRNAを含む溶液のうちの1つまたはそれ以上を加熱することを含む。一部の実施形態では、方法は、混合工程後に、LNPカプセル化mRNAを加熱する工程を含む。一部の実施形態では、溶液のうちの1つまたはそれ以上を加熱する温度は、約30℃、37℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、もしくは70℃である、またはこれよりも高い。一部の実施形態では、溶液のうちの1つまたはそれ以上を加熱する温度は、約25~70℃、約30~70℃、約35~70℃、約40~70℃、約45~70℃、約50~70℃、または約60~70℃の範囲である。一部の実施形態では、温度は約65℃である。
種々の方法を使用して本発明に適したmRNA溶液を製造してもよい。一部の実施形態では、mRNAは、本明細書に記載されるバッファー溶液に直接溶解してもよい。一部の実施形態では、mRNA溶液は、カプセル化のために脂質溶液と混合する前にmRNAストック液をバッファー溶液と混合することにより作製してもよい。一部の実施形態では、mRNA溶液は、カプセル化のために脂質溶液と混合する直前にmRNAストック液をバッファー溶液と混合することにより作製してもよい。一部の実施形態では、適切なmRNAストック液は、水またはバッファー中に約0.2mg/ml、0.4mg/ml、0.5mg/ml、0.6mg/ml、0.8mg/ml、1.0mg/ml、1.2mg/ml、1.4mg/ml、1.5mg/ml、または1.6mg/ml、2.0mg/ml、2.5mg/ml、3.0mg/ml、3.5mg/ml、4.0mg/ml、4.5mg/ml、または5.0mg/mlの濃度でまたはこれよりも高い濃度でmRNAを含有してもよい。
一部の実施形態では、mRNAストック液は、ポンプを使用してバッファー溶液と混合される。例示的なポンプは、歯車ポンプ、蠕動ポンプ、および遠心ポンプを含むがこれらに限定されない。典型的には、バッファー溶液は、mRNAストック液の速度よりも大きな速度で混合される。例えば、バッファー溶液は、mRNAストック液の速度の少なくとも1×、2×、3×、4×、5×、6×、7×、8×、9×、10×、15×、または20×の速度で混合してもよい。一部の実施形態では、バッファー溶液は、約100~6000ml/分(例えば、約100~300ml/分、300~600ml/分、600~1200ml/分、1200~2400ml/分、2400~3600ml/分、3600~4800ml/分、4800~6000ml/分、または60~420ml/分)の範囲の流量で混合される。一部の実施形態では、バッファー溶液は、約60ml/分、100ml/分、140ml/分、180ml/分、220ml/分、260ml/分、300ml/分、340ml/分、380ml/分、420ml/分、480ml/分、540ml/分、600ml/分、1200ml/分、2400ml/分、3600ml/分、4800ml/分、または6000ml/分の流量、またはそれよりも大きな流量で混合される。
一部の実施形態では、mRNAストック液は、約10~600ml/分(例えば、約5~50ml/分、約10~30ml/分、約30~60ml/分、約60~120ml/分、約120~240ml/分、約240~360ml/分、約360~480ml/分、または約480~600ml/分)の範囲の流量で混合される。一部の実施形態では、mRNAストック液は、約5ml/分、10ml/分、15ml/分、20ml/分、25ml/分、30ml/分、35ml/分、40ml/分、45ml/分、50ml/分、60ml/分、80ml/分、100ml/分、200ml/分、300ml/分、400ml/分、500ml/分、または600ml/分の流量またはそれよりも大きな流量で混合される。
所望のmRNAを脂質ナノ粒子中に取り込む方法は、「負荷」と呼ばれる。例示的な方法は、Lasicら、FEBS Lett.(1992)312:255~8頁に記載されている。LNP取込み核酸は、脂質ナノ粒子の内部空間に完全にもしくは部分的に位置している、脂質ナノ粒子の二重膜内にある、または脂質ナノ粒子膜の外面に会合していてもよい。脂質ナノ粒子中へのmRNAの取込みは、核酸が脂質ナノ粒子の内部空間内に完全にまたは実質的に含有される「カプセル化」とも本明細書では呼ばれる。
適切なLNPを種々のサイズで作製しうる。一部の実施形態では、脂質ナノ粒子のサイズの減少は、mRNAのより効率的な送達と関連する。適切なLNPサイズの選択には、標的細胞または組織の部位およびある程度は脂質ナノ粒子が作製される目的となる適用を考慮に入れてもよい。
当技術分野で知られている多種多様の方法が、脂質ナノ粒子の集団のサイズ分類に利用可能である。本明細書で特に例示的な方法は、ゼータサイザーナノZS(Malvern Panalytical)を利用してLNP粒子サイズを測定する。一プロトコルでは、LNP試料10μlが10%トレハロース990μlと混合される。この溶液はキュベット中に負荷され、次にゼータサイザー機中に置かれる。z平均直径(nm)、またはキュムラント平均は、試料中のLNPについての平均サイズと見なされる。ゼータサイザー機を使用すれば、動的光散乱(DLS)および自己相関関数のキュムラント分析を使用することにより多分散性指数(PDI)を測定することもできる。平均LNP直径は、形成されたLNPの超音波処理により減少させうる。断続的超音波処理サイクルを、準弾性光散乱(QELS)評価と交互に繰り返して、効率的な脂質ナノ粒子合成を導いてもよい。
一部の実施形態では、精製されたLNPの大多数、すなわち、LNPの約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%よりも多い、は約70~150nm(例えば、約145nm、約140nm、約135nm、約130nm、約125nm、約120nm、約115nm、約110nm、約105nm、約100nm、約95nm、約90nm、約85nm、または約80nm)のサイズを有する。一部の実施形態では、精製された脂質ナノ粒子の実質的にすべて(例えば、80%または90%よりも多い)は、約70~150nm(例えば、約145nm、約140nm、約135nm、約130nm、約125nm、約120nm、約115nm、約110nm、約105nm、約100nm、約95nm、約90nm、約85nm、または約80nm)のサイズを有する。
一部の実施形態では、本組成物中のLNPは、150nm未満、120nm未満、100nm未満、90nm未満、80nm未満、70nm未満、60nm未満、50nm未満、30nm未満、または20nm未満の平均サイズを有する。
一部の実施形態では、本組成物中のLNPの約70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%よりも多くは、約40~90nm(例えば、約45~85nm、約50~80nm、約55~75nm、約60~70nm)、または吸入投与による肺送達に特に適している約50~70nm(例えば、55~65nm)の範囲のサイズを有する。
一部の実施形態では、本発明により提供される医薬組成物中のLNPの分散度、または分子サイズの不均質性の尺度(PDI)は、約0.5未満である。一部の実施形態では、LNPは、約0.5未満、約0.4未満、約0.3未満、約0.28未満、約0.25未満、約0.23未満、約0.20未満、約0.18未満、約0.16未満、約0.14未満、約0.12未満、約0.10未満、または約0.08未満のPDIを有する。PDIは、上に記載されるゼータサイザー機により測定しうる。
一部の実施形態では、本明細書で提供される医薬組成物中の精製されたLNPの約75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%よりも多くは、mRNAをそれぞれ個々の粒子内にカプセル化している。一部の実施形態では、医薬組成物中の精製された脂質ナノ粒子の実質的にすべて(例えば、80%または90%よりも多い)は、mRNAをそれぞれ個々の粒子内にカプセル化している。一部の実施形態では、脂質ナノ粒子は50%~90%、または約60、65、70、75、80、85、90、92、95、98、または99%よりも多いカプセル化効率を有する。典型的には、本明細書で使用するための脂質ナノ粒子は、少なくとも90%(例えば、少なくとも91、92、93、94、または95%)のカプセル化効率を有する。
一部の実施形態では、LNPは1~10のN/P比を有する。一部の実施形態では、脂質ナノ粒子は、N/P比1より上、約1、約2、約3、約4、約5、約6、約7、または約8を有する。さらなる実施形態では、本明細書の典型的なLNPは4のN/P比を有する。
一部の実施形態では、本発明に従った医薬組成物は、少なくとも約0.5μg、1μg、5μg、10μg、100μg、500μg、または1000μgのカプセル化mRNAを含有する。一部の実施形態では、医薬組成物は、少なくとも約0.1μg~1000μg、少なくとも約0.5μg、少なくとも約0.8μg、少なくとも約1μg、少なくとも約5μg、少なくとも約8μg、少なくとも約10μg、少なくとも約50μg、少なくとも約100μg、少なくとも約500μg、または少なくとも約1000μgのカプセル化mRNAを含有する。
一部の実施形態では、mRNAは、化学合成によりまたはDNA鋳型のin vitro転写(IVT)により作製することができる。mRNAを作製し精製するための例示的な方法は実施例1に記載されている。この方法では、IVT方法では、cDNA鋳型を使用してmRNA転写物を作製し、DNA鋳型はDNアーゼにより分解される。転写物は、深層濾過およびタンジェント流濾過(TFF)により精製される。精製された転写物は、キャップおよびテールを付加することによりさらに修飾され、修飾されたRNAは再び深層濾過およびTFFにより精製される。
次に、mRNAは水性バッファー中で製造され、LNPの脂質成分を含有する両親媒性溶液と混合される。LNPの4種の脂質成分を溶解するための両親媒性溶液はアルコール溶液でもよい。一部の実施形態では、アルコールはエタノールである。水性バッファーは、例えば、クエン酸、リン酸、酢酸、またはコハク酸バッファーでもよく、約3.0~7.0、例えば、約3.5、約4.0、約4.5、約5.0、約5.5、約6.0、または約6.5のpHを有していてよい。バッファーは塩(例えば、ナトリウム、カリウム、および/またはカルシウム塩)のような他の成分を含有していてよい。特定の実施形態では、水性バッファーは、1mMのクエン酸、150mMのNaCl、pH4.5を有する。
mRNA-LNP組成物を作製するための例示的な非限定的方法は実施例1に記載されている。方法は、制御され均質な仕方で緩衝mRNA溶液をエタノール中の脂質の溶液と混合することを含み、脂質対mRNAの比は混合方法の間ずっと維持される。この実例では、mRNAは、クエン酸一水和物、クエン酸三ナトリウム二水和物、および塩化ナトリウムを含有する水性バッファー中で提示される。mRNA溶液は溶液(1mMのクエン酸バッファー、150mMのNaCl、pH4.5)に添加される。4種の脂質(例えば、カチオン性脂質、ペグ化脂質、コレステロール系脂質、およびヘルパー脂質)の脂質混合物はエタノール中に溶解される。水性mRNA溶液およびエタノール脂質溶液は、ほぼ「パルスレス」ポンプ系を有する「T」ミキサー中4:1の容積比で混合される。次に、得られた混合液は下流精製およびバッファー交換を受ける。バッファー交換は、透析カセットまたはTFFシステムを使用して達成してもよい。TFFは、T-混合方法による形成直後に得られた初期のLNPを濃縮しバッファー交換するのに使用してもよい。透析濾過方法は連続操作であり、透過流と同じ速度で適切なバッファーを添加することにより容積を一定に保つ。
IV.mRNA-LNPワクチンのパッケージングおよび使用
mRNA-LNPワクチンは、非経口(例えば、筋肉内、皮内または皮下)投与または鼻咽頭(例えば、鼻腔内)投与用に包装することができる。ワクチン組成物は即時製剤の形態でもよく、LNP組成物は凍結乾燥され、使用直前に生理的バッファー(例えば、PBS)で再構成される。ワクチン組成物は、水溶液または凍結水溶液の形態で輸送し提供してもよく、再構成せずに(前もって凍結されている場合は解凍後)直接対象に投与することができる。
したがって、本開示は、単一容器でmRNA-LNPワクチンを提供するキットのような製品を提供する、または1つの容器でmRNA-LNPワクチンを、別の容器で再構成用の生理的バッファーを提供する。容器(複数可)は、単回使用投薬量または複数回使用投薬量を含有していてもよい。容器は、前処理されたガラス製バイアルまたはアンプルでもよい。製品は使用説明書を同様に含んでいてもよい。
特定の実施形態では、mRNA-LNPワクチンは筋肉内(IM)注射で使用するために提供される。ワクチンは、対象の、例えば、上腕の三角筋に注射することができる。一部の実施形態では、ワクチンは、プレフィルド注射器またはインジェクタ(例えば、単室型または複室型)で提供される。一部の実施形態では、ワクチンは、吸入に使用するために提供され、プレフィルドポンプ、気管内噴霧スプレー、または吸入器で提供される。
mRNA-LNPワクチンは、それを必要とする対象に、予防的有効量、すなわち、標的病原体に対する十分な免疫防御を十分な時間(例えば、1年、2年、5年、10年、または生涯)与える量で投与される。十分な免疫防御は、例えば、病原体による感染に関連する症状の予防または軽減でもよい。一部の実施形態では、複数用量(例えば、2回用量)のワクチンは、それを必要とする対象に注射されて、所望の予防効果を達成する。投与(例えば、プライムおよびブースター投与)は、例えば、1週間、2週間、3週間、4週間、1カ月、2カ月、3カ月、4カ月、5カ月、6カ月、1年、2年、5年、または10年の間隔により隔てられてもよい。
一部の実施形態では、単回用量のmRNA-LNPワクチンは、mRNA 1~50μg(例えば、一価または多価)を含有する。例えば、単回用量は、筋肉内(IM)注射用にmRNA約2.5μg、約5μg、約7.5μg、10約μg、約12.5μg、または約15μgを含有してよい。さらなる実施形態では、多価単回用量のLNPワクチンは、異なる抗原についてそれぞれ、複数(例えば、2、3、または4)種類のLNPを含有し、それぞれの種類のLNPは、例えば、mRNA量 約2.5μg、約5μg、約7.5μg、10約μg、約12.5μg、または約15μgを有する。
別の態様では、本発明は、1つまたはそれ以上のインフルエンザウイルスに対して対象を免疫する方法を提供する。本発明は、対象において1つまたはそれ以上のインフルエンザウイルスに対する免疫応答を誘発する方法をさらに提供する。一部の実施形態では、本方法は、対象に本明細書に記載される有効量の組成物を投与することを含む。
種々の実施形態では、本明細書で提供される免疫する方法は、1つまたはそれ以上のインフルエンザウイルス内の複数のエピトープに対して広い防御免疫応答を誘発する。種々の実施形態では、本明細書で提供される免疫する方法は、1つまたはそれ以上のインフルエンザウイルスに対して広い中和免疫応答を誘発する。一部の実施形態では、免疫応答は抗体応答を含む。したがって、種々の実施形態では、本明細書に記載される組成物は、異なるタイプのインフルエンザウイルスに対して広い交差防御を与えることができる。一部の実施形態では、組成物は、トリ、ブタ、季節性、および/またはパンデミックインフルエンザウイルスに対して交差防御を与える。一部の実施形態では、組成物は、1つまたはそれ以上のインフルエンザA、B、またはCサブタイプに対して交差防御を与える。一部の実施形態では、組成物は、インフルエンザA H1サブタイプウイルス(例えば、H1N1)、インフルエンザA H3サブタイプウイルス(例えば、H3N2)、インフルエンザA H5サブタイプウイルス(例えば、H5N1)、および/またはインフルエンザBウイルス(例えば、Yamagata系統、Victoria系統)の複数の株に対して交差防御を与える。
一部の実施形態では、本発明の方法は、1つまたはそれ以上の季節性インフルエンザ株に対して改善された免疫応答を誘発することができる。例示的な季節性株は、A/Puerto Rico/8/1934、A/Fort Monmouth/1/1947、A/Chile/1/1983、A/Texas/36/1991、A/Singapore/6/1986、A/Beijing/32/1992、A/New Caledonia/20/1999、A/Solomon Islands/03/2006、A/Brisbane/59/2007、細胞伝播プロトタイプウイルスA/Victoria/361/2011に抗原的に類似するA(H3N2)ウイルス、A/Beijing/262/95(H1N1)様ウイルス、A/Brisbane/02/2018(H1N1)pdm09様ウイルス、A/Brisbane/10/2007(H3N2)様ウイルス、A/California/7/2004(H3N2)様ウイルス、A/California/7/2009(H1N1)様ウイルス、A/California/7/2009(H1N1)pdm09様ウイルス、A/Cambodia/e0826360/2020(H3N2)様ウイルス、A/Fujian/411/2002(H3N2)様ウイルス、A/Fujian/411/2002(H3N2)様ウイルス、A/Guangdong-Maonan/SWL1536/2019(H1N1)pdm09様ウイルス様ウイルス、A/Hawaii/70/2019(H1N1)pdm09様ウイルス様ウイルス、A/Hong Kong/2671/2019(H3N2)様ウイルス、A/Hong Kong/45/2019(H3N2)様ウイルス、A/Hong Kong/4801/2014(H3N2)様ウイルス、A/Kansas/14/2017(H3N2)様ウイルス、A/Michigan/45/2015(H1N1)pdm09様ウイルス様ウイルス、A/Moscow/10/99(H3N2)様ウイルス、A/New Caledonia/20/99(H1N1)様ウイルス、A/Perth/16/2009(H3N2)様ウイルス、A/Singapore/INFIMH-16-0019/2016(H3N2)様ウイルス、A/Solomon Islands/3/2006(H1N1)様ウイルス、A/South Australia/34/2019(H3N2)様ウイルス、A/Switzerland/8060/2017(H3N2)様ウイルス、A/Switzerland/9715293/2013(H3N2)様ウイルス、A/Sydney/5/97(H3N2)様ウイルス、A/Texas/50/2012(H3N2)様ウイルス、A/Victoria/2570/2019(H1N1)pdm09様ウイルス、A/Victoria/2570/2019(H1N1)pdm09様ウイルス様ウイルス、A/Victoria/361/2011(H3N2)様ウイルス、A/Wellington/1/2004(H3N2)様ウイルス、A/Wisconsin/588/2019(H1N1)pdm09様ウイルス、A/Wisconsin/588/2019(H1N1)pdm09様ウイルス様ウイルス、A/Wisconsin/67/2005(H3N2)様ウイルス、B/Beijing/184/93様ウイルス、B/Brisbane/60/2008様ウイルス、B/Colorado/06/2017様ウイルス(B/Victoria/2/87系統)、B/Florida/4/2006様ウイルス、B/Hong Kong/330/2001様ウイルス、B/Malaysia/2506/2004様ウイルス、B/Massachusetts/2/2012様ウイルス、B/Phuket/3073/2013(B/Yamagata系統)様ウイルス、B/Phuket/3073/2013様ウイルス、B/Phuket/3073/2013様ウイルス(B/Yamagata/16/88系統)、B/Shangdong/7/97様ウイルス、B/Shanghai/361/2002様ウイルス、B/Sichuan/379/99様ウイルス、B/Washington/02/2019(B/Victoria系統)様ウイルス、B/Washington/02/2019様(B/Victoria系統)ウイルス、およびB/Wisconsin/1/2010様ウイルスを限定せずに含む。一部の実施形態では、本発明の方法は、1つまたはそれ以上のパンデミックインフルエンザ株に対して改善された免疫応答を誘発することができる。例示的なパンデミック株は、A/California/07/2009、A/California/04/2009、A/Belgium/145/2009、A/South Carolina/01/1918、およびA/New Jersey/1976を限定せずに含む。パンデミックサブタイプは、特に、H1N1、H5N1、H2N2、H3N2、H9N2、H7N7、H7N3、H7N9およびH10N7サブタイプを含む。一部の実施形態では、本発明の方法は、1つまたはそれ以上のブタインフルエンザ株に対して改善された免疫応答を誘発することができる。例示的なブタ株は、A/New Jersey/1976分離株およびA/California/07/2009を限定せずに含む。一部の実施形態では、本発明の方法は、1つまたはそれ以上のトリインフルエンザ株に対して改善された免疫応答を誘発することができる。例示的なトリ株は、H5N1、H7N3、H7N7、H7N9、およびH9N2を限定せずに含む。追加のインフルエンザパンデミック、季節性、トリおよび/またはブタ株は当技術分野では公知である。
一部の実施形態では、本発明は、本発明の組成物をそれを必要とする対象に投与することによってインフルエンザ感染症を予防するまたは処置する方法を提供する。一部の実施形態では、対象はインフルエンザ感染症に罹っているまたは罹りやすい。一部の実施形態では、対象は、インフルエンザ感染に一般に関連している1つまたはそれ以上の症状を示している場合は、インフルエンザ感染症に罹っていると見なされる。一部の実施形態では、対象は、インフルエンザウイルスに曝露されたことがあると分かっているまたは考えられる。一部の実施形態では、対象は、インフルエンザウイルスに曝露されていると分かっているまたは考えられる場合には、インフルエンザ感染しやすいと見なされる。一部の実施形態では、対象が、インフルエンザウイルスに感染していると分かっているもしくは疑われる他の個人と接触している場合および/または対象が、インフルエンザ感染が流行していることが分かっているもしくは考えられる位置にいるもしくはいたことがある場合、対象はインフルエンザウイルスに曝露されていると分かっているもしくは考えられる。
種々の実施形態では、本明細書に記載される組成物は、インフルエンザ感染の1つまたはそれ以上の症状の発症に先立ってまたはその後で投与してもよい。一部の実施形態では、組成物は予防薬として投与される。そのような実施形態では、本発明の方法は、インフルエンザウイルス感染を予防するまたはそれから対象を防御するのに効果的である。一部の実施形態では、本発明の組成物は、季節性および/もしくはパンデミックインフルエンザワクチンの成分としてまたは持続性(マルチシーズン)の防御を提供するように意図されたインフルエンザワクチン接種レジメンの一部として使用される。一部の実施形態では、本発明の組成物は、インフルエンザ感染の症状を処置するために使用される。
一部の実施形態では、対象は非ヒト哺乳動物である。一部の実施形態では、対象は家畜またはペット(例えば、イヌ、ネコ、ヒツジ、ウシ、および/またはブタ)である。一部の実施形態では、対象は非ヒト霊長類である。一部の実施形態では、対象はトリ(例えば、ニワトリ、アヒル、ガチョウおよび/またはシチメンチョウ)である。
一部の実施形態では、対象はヒトである。ある特定の実施形態では、対象は成人、青年、または乳幼児である。一部の実施形態では、ヒト対象は生後6カ月よりも若い。一部の実施形態では、ヒト対象は、生後6カ月もしくはそれよりも年上、生後6カ月から35カ月、生後36カ月から8歳、または9歳もしくはそれよりも年上である。一部の実施形態では、ヒト対象は、60歳もしくはそれよりも高齢、または65歳もしくはそれよりも高齢のような年配の55歳またはそれよりも高齢である。子宮内での組成物の投与および/または処置方法の実行も本明細書により意図されている。
本明細書で別段定義されなければ、本明細書に関連して使用される科学用語および専門用語は、当業者により一般に理解されている意味と同じ意味を有するものとする。例示的な方法および材料が下に記載されているが、本明細書に記載される方法および材料に類似するまたは等価である方法および材料も本発明の実行または試験で使用することが可能である。矛盾する場合は、定義を含む本明細書が支配する。一般に、本明細書に記載される、細胞および組織培養、分子生物学、ウイルス学、免疫学、微生物学、遺伝学、分析化学、合成有機化学、医薬品および製薬化学、ならびにタンパク質および核酸化学およびハイブリダイゼーションに関連して使用される命名法、およびそれらの技法は、当技術分野で周知であり一般に使用されるものである。酵素反応および精製技法は、当技術分野で一般に成し遂げられる通りにまたは本明細書に記載される通りに、製造業者の仕様書に従って実施される。さらに、文脈によって別段要求されなければ、単数形の用語は複数形を含むものとし、複数形の用語は単数形を含むものとする。本明細書および実施形態全体を通じて、単語「有する(have)」および「含む(comprise)」または「有する(has)」、「有する(having)」、「含む(comprises)」、もしくは「含む(comprising)」のような変形は、明言された整数または整数の群を含むことを意味するが、他のいかなる整数または整数の群も排除することを意味しないと理解される。本明細書で言及されるすべての刊行物および他の参考文献は参照によってその全体を組み入れる。いくつかの文書が本明細書で引用されているが、この引用は、これらの文書のいずれかが当技術分野の普遍的かつ一般的な知識の一部を形成することを認めたことにはならない。本明細書で使用される場合、目的の1つまたはそれ以上の値に適用される用語「おおよそ(approximately)」または「約(about)」とは、言明される参照値に類似している値のことである。ある特定の実施形態では、この用語は、別段言明されなければまたは文脈から別段明白でなければ、言明された参照値のいずれかの方向(大きいほうまたは小さいほう)に10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%またはそれよりも少ない値内に収まる一定範囲の値のことである。
本発明がもっとよく理解されるように、以下の実施例が示される。これらの実施例は、説明のみを目的とし、決して本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
LNP製剤の最適化
本実施例は、mRNAワクチン用の一連のLNP製剤を、種々の成分のコンビナトリアルライブラリーから製造した研究を記載する。合理的に設計された新規のカチオン性脂質を合成した。全部で、150を超える脂質および430を超える製剤を試験した。ヒトエリスロポエチン(hEPO)mRNAをテストmRNAとして使用した。下に記載される主要製剤では、mRNAは、カチオン性脂質と、ヘルパー脂質;コレステロール系脂質;およびペグ化脂質の3種の他の脂質との組合せを、種々の順列の組合せで使用してLNPに製剤化される。
LNP製剤は、イオン化可能脂質、ヘルパー脂質DOPE、コレステロール、およびペグ化脂質DMG-PEG-2Kの4種の脂質成分からなる。ペグ化脂質モル分率は1.5%で一定に保たれ、イオン化可能脂質および異なるヘルパー脂質およびそのモル比は、hEPOスクリーニング研究に基づいて最適化比を確認するために評価された。
クエン酸バッファー(1mMのクエン酸、150mMのNaCl、pH4.5)は、LNP製剤の製造に使用された。クエン酸バッファーに添加されたmRNA溶液は、製剤方法中エタノール溶液中の脂質と混合された。バッファーのpHおよび濃度は、LNP製剤中への高率でのmRNAカプセル化を達成するように選択された。
LNP製剤方法は、ポンプ方式を使用して「T」ミキサーにおいて脂質エタノール溶液とmRNAクエン酸溶液を混合することを含んでいた。次に、得られた溶液は、TFF/透析チューブを使用するバッファー交換を受けた。10%(w/v)トレハロース中の最終製剤の濃度は、投与要求に基づいて調整された。
hEPOタンパク質のマウスin vivo発現は、in vivoでmRNAを送達するLNPの効力を測定する代替物として使用された。本研究では、成分の種々の組合せ由来のLNP中において製剤化されたhEPO mRNAの単回用量(0.1μg)はマウスの筋肉内(IM)に注射された。投与後6時間目および24時間目に収集された血清は、ELISAを使用してhEPOレベルについて検査した。業界ベンチマークであるMC3製剤を、hEPO発現の増加倍率の計算のための参照として使用した(Angew,Chem Int Ed.(2012)51:8529~33頁)。
それぞれのLNP製剤について見られるhEPO発現のレベルは、細胞中にmRNAを送達する製剤の能力を示していた。最初の製剤は、2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DOPE;ヘルパー脂質)、DMG-PEG2000、およびコレステロールを、カチオン性脂質:DMG-PEG2000:コレステロール:DOPEの40:1.5:28.5:30のモル比で含んでいた。これらの製剤は、MC3製剤と比べてロバストな効力を有することが見出された。
さらに製剤が試験された。最適化された製剤脂質A LNPおよび脂質B LNPは表1に示されている。これらの製剤中のmRNAは修飾することができるまたは非修飾でも可能であり、インフルエンザまたはSARS-CoV-2のようなウイルス由来の抗原をコードしうる。
Figure 2023550600000010
表1では、ヒトワクチン用の最終投与は、意図された単回ヒト用量に基づいてリン酸緩衝食塩水(PBS)中の上記最終バルク製品の希釈になると考えられる。WFI量は、名目上の最終製剤に基づいて計算される。製剤中のトレハロース含量は、10%(100mg/mL)トレハロース二水和物に相当し、無水トレハロースとトレハロース二水和物の分子量値の比を使用して無水成分に換算される。
2種の最適化製剤、脂質Aおよび脂質B LNP製剤中の脂質成分のモル比は表2に示されている(CL:カチオン性脂質)。
Figure 2023550600000011
表3および図1Aに示されるように、MC3と比べた脂質Aおよび脂質BでのhEPO発現の増加倍率は、mRNAの送達ではMC3よりもこれらのLNPのほうが優れていることを示している。下の表では、「P2」はPEG2000を意味し;「Times MC3」はMC3に対する増加の倍率を意味し;「Std Dev」は標準偏差を意味する。
Figure 2023550600000012
Figure 2023550600000013
図1Bは、LNP 脂質Aおよび脂質Bを使用してのマウスおよび非ヒト霊長類(NHP)でのhEPO発現を示す。脂質Aまたは脂質Bを用いて製剤化されたhEPO mRNAの単回用量(マウスでは0.1μg、NHPでは10μg)を筋肉内に注射した。血清hEPOレベルは、ELISAを使用して投与後6、24、48、および72時間目に定量化した。データは、マウスおよびNHPにおいて4日間を超えてもin vivoでの長期のhEPOタンパク質発現を示す。
最適化中に特定された重要なプロセスパラメータの1つは、最初の混合工程中の流量である。異なる最終LNPサイズ(108~177nmの幅がある)を有する製剤は、混合中これらの流量を変化させることにより製造し、方法および製品属性に対する追加の制御を可能にする。流量が大きくなるにしたがって、粒子サイズはそれだけ小さくなる。流量が375ml/分に達し、平均LNPサイズ108nMを作製すると、効力が著しく増加した。LNPの効力に対するサイズの影響は、表4のMC3に対するhEPO発現の増加倍率の尺度として注目した。
Figure 2023550600000014
上記スクリーニングデータは、ヘルパー脂質DOPEがタンパク質発現を促進するのに効果的であったことを示す。データは、4種の脂質の有望なモル組成の決定(OF-02またはcKK-E10:DMG-PEG-2K:コレステロール:DOPE=40:1.5:28.5:30)ももたらした。10%トレハロース中のLNP製剤は、粒子サイズ、PDI、mRNAカプセル化、およびmRNA完全性を含むすべてのパラメータについて特徴付けられた。試験されたバッチすべてが、所望の特徴および凍結/解凍サイクルの安定性を示した。10%(w/v)トレハロース中、-80℃での製剤の長期安定性を評価した。脂質Aおよび脂質B製剤は高度に安定していることが明らかにされた。
インフルエンザHIN1 LNPワクチン製剤
新規のインフルエンザウイルスがヒト集団中に現れるとインフルエンザパンデミックが起こることがある。そのようなパンデミックは公衆衛生にとって依然として大きな脅威であり、油断のない注意およびウイルスのヒトからヒトへの長引く感染の場合に使用される防御手段を備えた準備が必要である。本実施例に記載される実験では、2009年のインフルエンザパンデミックの原因であった、高度に病原性のHIN1株A/California/7/2009(CA09)由来のヘマグルチニン(HA)をプロトタイプの抗原として使用して、脂質Aおよび脂質BのLNP製剤で製造したmRNAワクチンの効力を評価した。
HA mRNAは上記の通りに製造された。クエン酸バッファー(クエン酸1mM、NaCl 150mM、pH4.5)をLNP組成物の製造に使用した。mRNAを含有するクエン酸バッファーは、製剤過程中エタノール溶液中脂質と混合された。バッファーのpHおよび濃度は、LNP製剤中のmRNAの高いカプセル化率を達成するように選択した。2種の溶液(クエン酸バッファー中のmRNAおよびエタノール溶液中の脂質)はポンプシステムを使用して「T」ミキサーにおいて混合して、均質なパルスレスフローを得て、脂質とmRNAは方法全体を通じて一定比率で混合した。これは、所望のサイズおよび、より均質なサイズ分布の指標である低PDIを有する均質な製剤を達成するのに極めて重要であった。この方法は高いmRNAカプセル化をもたらし、この高いカプセル化は高い効力を達成するためには極めて重要である。次に、こうして得られた溶液は、TFF/透析チューブを使用するバッファー交換を受けた。
マウス研究では、脂質Aおよび脂質B CA09 HA製剤の効能は、MC3 LNP製剤ならびに組換えHA(rHA)の突き合わせ比較で評価した。異なるカチオン性脂質を用いて製剤化されたCA09(H1)HA mRNA(0.4μg)を、0日目(D0)および28日目(D28)にBalb/Cマウス(n=8)の筋肉内に注射した。ワクチンの免疫原性は、HA阻害(HAI)力価により示されるが、図2Aに示されている。データは、0日目(D0)および28日目(D28)の脂質Aまたは脂質Bの2種の免疫化が高いHAI力価を誘発し、相同なウイルスチャレンジ(Belgium09 H1N1ウイルス)からの動物の完全な防御を可能にしたことを示す(図2B)。14日間のチャレンジ後観察の間、病的状態の明白な徴候(体重減少)は脂質Aおよび脂質B処置群内では観察されず、組換えタンパク質対照群内の少数の動物が病的状態を示した(図2B)。
同様に、Mich15インフルエンザ株(Mich15 N1)由来のノイラミニダーゼ(NA)をコードするmRNAは、脂質Aを用いて製剤化し、その効能を評価した。脂質Aを用いて製剤化したNA mRNAの2つの用量(0.4または0.016μg)をBalb/cマウス(n=8)の筋肉内に注射した。対照群(n=8)には、hEPO mRNA 0.6μgまたは希釈液を注射した。マウスの半数が研究0日目に1回の注射(1用量)のみを受け、その他の半数は研究0日目および28日目に与えた2回の注射(2用量)を受けた。データは、NA阻害(NAI)力価により示されるように、このN1脂質A製剤がロバストな免疫応答を誘発したことを示す(図3A)。データは、1用量または2用量のワクチンで処置されたマウスは、Belgium09 H1N1による致死性のウイルスチャレンジから防御されたことをさらに示す(図3B)。防御のレベルは、ワクチン処置群対負の対照群(hEPOおよび希釈液)のNAI力価と相関していた。
本LNPを用いて製剤化されたCA09 H1 mRNAもNHPモデルで試験された。mRNA(10μg)は、脂質Aおよび脂質Bを用いて製剤化され、研究0日目および28日目にカニクイマカクザル(n=6)の筋肉内に注射された。すべてのLNPについて14日までの検出可能なHAIプライミングおよび28日までのHAI力価の有意なブーストが観察された(図4、右パネル)。ELISAデータも、試験されたすべての用量について14日目までにベースラインより上の有意なプライミングを示し、ロバストなブーストがブーストの2週間後に検出された(図4、左パネル)。結果により、HAIおよびエンドポイントELISA力価により示されるように、本H1 mRNA製剤がロバストな免疫応答を生じたことが示される。
インフルエンザH3N2 LNPワクチン製剤
本実施例は、インフルエンザ株Sing16(H3N2)に対するmRNA-LNPワクチン製剤が効能について評価される実験を説明している。これらの実験で使用されるmRNAの1つはMRT1400である。MRT1400は、in vitro転写により製造される生合成コドン最適化HA-H3(インフルエンザウイルスヘマグルチニン、H3サブタイプ)メッセンジャーRNA(CO-HA-H3 mRNA)である。
インフルエンザウイルスヘマグルチニン、H3サブタイプのタンパク質配列は下に示されている。
MKTIIALSYI LCLVFAQKIP GNDNSTATLC LGHHAVPNGT IVKTITNDRI EVTNATELVQ NSSIGEICDS PHQILDGENC TLIDALLGDP QCDGFQNKKW DLFVERSKAY SNCYPYDVPD YASLRSLVAS SGTLEFKNES FNWTGVTQNG TSSACIRGSS SSFFSRLNWL THLNYTYPAL NVTMPNKEQF DKLYIWGVHH PGTDKDQIFL YAQSSGRITV STKRSQQAVI PNIGSRPRIR DIPSRISIYW TIVKPGDILL INSTGNLIAP RGYFKIRSGK SSIMRSDAPI GKCKSECITP NGSIPNDKPF QNVNRITYGA CPRYVKHSTL KLATGMRNVP EKQTRGIFGA IAGFIENGWE GMVDGWYGFR HQNSEGRGQA ADLKSTQAAI DQINGKLNRL IGKTNEKFHQ IEKEFSEVEG RVQDLEKYVE DTKIDLWSYN AELLVALENQ HTIDLTDSEM NKLFEKTKKQ LRENAEDMGN GCFKIYHKCD NACIESIRNE TYDHNVYRDE ALNNRFQIKG VELKSGYKDW ILWISFAISC FLLCVALLGF IMWACQKGNI RCNICI*(配列番号1)
このタンパク質のコード配列はコドン最適化されていた。タンパク質をコードするコドン最適化配列は図5A(配列番号2)に示されており、野生型配列は配列番号3として示されている。mRNA構造および配列は、それぞれ図5Bおよび5Cに示されている。図に示されるように、HA-H3 mRNAコード配列は、それぞれ140および100ヌクレオチドの5’および3’非翻訳領域(UTR)が隣接している。生合成HA-H3 mRNAは、反転5’-5’三リン酸架橋を介して5’UTRの第1のヌクレオシドに連結されている7-メチルグアノシン(mG)残基からなる5’キャップ構造も含有し、この第1のヌクレオシドはそれ自体が2’-O-リボースメチル化により修飾されている。5’キャップは、リボソームによる翻訳の開始に不可欠である。全直鎖状構造は、3’末端でおおよそ100~500アデノシンヌクレオシドのトラクト(ポリA)により終結する。ポリA領域はmRNAに安定性を与え、翻訳を増強するとも考えられている。これらの構造エレメントのすべてが、HA-H3 mRNAの効率的な翻訳を促進するのに使用される天然に存在する成分である。
in vitro転写によりコドン最適化mRNA配列を産生するためのDNAプラスミドを構築した。in vitro転写(IVT)反応は、RNAポリメラーゼを使用して実行した。反応混合物を沈殿させた。沈殿RNA試料を個々の深層濾過カセット上に負荷し、80%エタノールで洗浄し、再循環水で再溶解させた。第2のアリコートの水を第1の工程に類似する方法で送り出した。この工程はもう1度繰り返された。プールされた溶出液は、50kD中空ファイバーTFFカセットを使用して限外濾過/ダイアフィルトレーションを受けた。次に、それぞれのIVT TFFプールはキャップおよびテール反応に備えて希釈された。キャップ-テール反応は沈殿させ、反応由来のRNAは、上記の通りに精製し収集した。濾過されたmRNAは使用まで-20℃で貯蔵した。
これらの実験では、Sing16 NA(N2)またはSing16 HA(H3;MRT1400 mRNA)抗原をコードするmRNAは、脂質Aまたは脂質Bを用いて製剤化され、0日目および28日目に用量当たりmRNA 0.4μgでBalb/cマウス(n=8)の筋肉内に注射した。比較のため、組換えSing16 H3またはSing16 N2タンパク質1μgを水中油型乳剤アジュバント(AF03)と一緒にBalb/cマウス(n=8)中に筋肉内経路により注射した。免疫応答はNAIおよびHAIアッセイにより測定した。
データは、NA(N2)mRNAで免疫された動物が14日目までに検出可能なNAIプライミングを、28日目までにNAI力価の有意なブーストを実証したことを示す(図6、右パネル)。データは、HA Sing16脂質Aおよび脂質B製剤が28日目のブースト後にロバストなHAI応答を誘発したことも示す(図6、左パネル)。
同様に、Sing16 HA mRNA脂質Aおよび脂質Bワクチンは、非ヒト霊長類(NHP)のカニクイマカクザル(n=6)において評価された。脂質Aまたは脂質Bを用いて製剤化されたHA Sing16 mRNA(50μg)は、筋肉内経路によりサルに注射された。第1の注射は研究日0に与えられ、第2の注射は研究日28に与えられた。データは、ワクチンが28日目にブーストされたロバストな免疫機能的応答を誘発したことを示す(図7A)。
さらに、脂質Aを用いて製剤化されたHA Sing16 mRNA(すなわち、MRT5400ワクチン)の4つの用量レベル、15、45、135および250μgをNHPで評価した。第1の免疫化は研究日0に、第2の免疫化は研究日28に与えられた。すべてのNHPは、試験したすべての用量についてIgG結合およびHAI力価を示し、42日目の第2の注射後2週間目に試験した種々の用量の間で免疫応答に差はなかった(図7Bおよび7C)。
Sing16 HA mRNA脂質Aワクチンは、第2のワクチン接種後NHPにおいてT細胞応答についても評価した。末梢血単核球(PBMC)は42日目に収集し、Sing16 H3組換えタンパク質または全HAオープンリーディングフレームを表すペプチドプールと一緒に一晩インキュベートした。再刺激により誘導されたサイトカインはELISPOTアッセイで評価した。IFN-γ、Th1サイトカイン(図8A)、またはIL-13、Th2サイトカイン(図8B)を分泌するPBMCの出現頻度は、PBMC100万個当たりのスポット形成細胞(SFC)として計算した。試験した3つの用量レベル群(250μg、135μg、および45μg)の動物の大部分が、高出現頻度のIFN-γ分泌細胞の存在を示し、PBMC100万個当たり100SFCを超えていた(図8A)。低い用量レベル群と高い用量レベル群の動物はIFN-γ分泌細胞の匹敵する出現頻度を示したので、用量応答は観察されなかった。これとは対照的に、IL-13サイトカイン分泌細胞の存在は、試験した群のいずれにおいても、いずれの用量レベルでも検出されなかった(図8B)。これらのデータは、NHPにおいてワクチン接種に続くHA抗原に対するTh1偏向細胞応答およびTh2応答の欠如という明白な証拠を提示した。
修飾されたmRNAを有するインフルエンザLNPワクチン製剤
本実施例は、非修飾(非修飾非複製または「UNR」)と修飾(修飾非複製または「MNR」)mRNAを含有するワクチンの効力を比較する実験を説明している。UNR CA09 HA mRNAおよびMNR CA09 HA mRNAを、in vitro転写により製造した。MNRでは、すべてのウリジンがプソイドウリジンで置き換えられた。
脂質Aを用いて製剤化したCA09 HA mRNA(修飾されたまたは非修飾の)の5つの異なる用量(0.016、0.08、0.4、2、および10μg)を筋肉内経路によりBalb/cマウス(n=15)中に注射した。データは、LNP製剤が裸のmRNA(UNR)の安定性および送達効率を増加したことを示す。これは、HAI力価により示した場合、UNRおよびMNR mRNAの間の効力は匹敵していたからであった(図9A)。Balb/cマウスについてのELISAデータは、試験したすべての用量について14日目までに基準線よりも有意なプライミングも示しており(UNRとMNR mRNAの両方)、ブーストの2週間後にロバストなブーストが検出された。データは、UNRとMNR mRNAがELISA力価を誘発するのに匹敵していたことも示す(図9B)。
結論として、本用量滴定研究は、脂質Aを用いて製剤化された非修飾および修飾されたCA09 HA mRNAが、HAIによりまたはエンドポイントELISAアッセイにより示される通り、Balb/cマウスにおいて統計的に区別がつかない免疫応答を誘発したことを実証した。4つのもっと高い用量のUNRおよびMNR mRNAで免疫されたBalb/cマウスは、すべての用量について、14日目までに検出可能なHAIプライミングを、42日目までにHAI力価の有意なブーストを示す。これらの14日目プライミング力価は、125倍の範囲を超える検出可能な力価を生み出す用量効果と用量節約可能性の両方を表す。同じ用量範囲での第2の注射力価により、このmRNA-LNP製剤に対する免疫応答のロバストさが確認される。類似の結果が非ヒト霊長類でも観察された。
多価インフルエンザワクチンLNP製剤
本実施例は、CA09 HAをコードするmRNA(実施例2に記載される)およびSing16 HAをコードするmRNA(実施例3に記載される)を含有する脂質AベースのLNPワクチンを使用する研究を説明する。
より具体的には、脂質Aに共カプセル化されたCA09 HA mRNAおよびSing16 HA mRNAをBalb/cマウス(n=8)において評価した。mRNA-LNPは共カプセル化された2つのmRNAとして投与したまたは単一にカプセル化されたmRNAとして別々に投与した。両方のアプローチでは、全部でLNP製剤0.4μgを筋肉内注射によりマウスに注射した。第1の注射は研究日0に与えられ、第2の注射は研究日28に与えられた。データは、ワクチンがロバストな免疫機能的応答を誘発したことを示す。2つの投与アプローチ間にはいかなる差もないように思われた。これらのデータは、共カプセル化が2つのmRNA間に妨害も干渉も引き起こさなかったことを示す。
多価インフルエンザワクチンLNP製剤に関するさらなる研究
CA09 HA、Sing16 HA、Sing16 NA、Mich15 NA、A/Perth/16/2009インフルエンザウイルス(Perth09 NA)ならびにホタルルシフェラーゼ(FF)およびhEPOのレポーター抗原をコードする非修飾mRNAのパネルを準備した。次に、HAおよびNA mRNA-LNP調合剤用のLNP製剤を、in vitroでの発現、動物における免疫応答について、および臨床前モデルでの効力について試験した。本実施例での研究では、LNP製剤はすべて脂質A製剤であった。
材料および方法
mRNA-LNP調合剤
hEPO、FF、CA09 HA、Sing16 HA、Mich15 NA、およびSing16 NAをコードするmRNA転写物は、非修飾ヌクレオチドを使用して所望の遺伝子をコードするプラスミドDNA鋳型と一緒にRNAポリメラーゼを用いてin vitro転写により合成した。こうして得られた精製mRNA前駆体を、5’キャップ構造(キャップ1)ならびにゲル電気泳動により決定し精製したおおよそ200ヌクレオチド長の3’ポリ(A)テールの酵素的付加によりさらに反応させた。すべてのmRNA調合剤は、-20℃での貯蔵前に、純度、完全性、およびキャップ1のパーセンテージについて分析した。mRNA/脂質ナノ粒子(LNP)製剤の製造は上に記載された。手短に言えば、固定された脂質とmRNA比の脂質の混合物(イオン化可能脂質、ホスファチジルエタノールアミン、コレステロールおよびポリエチレングリコール-脂質)のエタノール溶液を、制御条件下、酸性pHで標的mRNAの水性緩衝溶液と組み合わせて、均一なLNPの懸濁液を得た。適切な希釈剤系に限界濾過しダイアフィルトレーションして、得られたナノ粒子懸濁液を最終濃度まで希釈し、濾過し、使用まで-80℃で凍結保存した。mRNA-LNP製剤は、動的光散乱、パーセンテージカプセル化によりサイズについて特徴付け、適切なバッファーを用いた希釈によりさらなる使用まで1mg/mL、-80℃で保存した。hEPO-LNPおよびFF-LNPを利用して、in vivoでの標的タンパク質の発現のレベルを調べた。
HeLa細胞で発現されるS-タンパク質の可視化
インフルエンザNAおよびHAタンパク質の免疫細胞化学-免疫蛍光分析を、以前記載された方法(Kalninら、npj Vaccines(2021)6:61頁)を使用して二価H3N2(Sing16 HAおよびPerth09 NA)mRNA LNP)をトランスフェクトしたHeLa細胞において実施した。細胞は4%パラホルムアルデヒドに固定し、HA(GeneTex GTX40258)、NA、およびERマーカーCalnexin(Abcam ab22595)についての対象となる抗体染色を実施した。画像は共焦点顕微鏡上で撮り、続いてERへのHAおよびNA共局在の定量化、平均シグナル強度、および細胞面積のパーセントについて画像解析した。
フローサイトメトリー
ヒト骨格筋細胞(HskMCs、Lonza)を、GlutaMAX(Life Technologies)、ストレプトマイシン、ペニシリン(Gibco)、および20%熱失活FBS(VWR)を補充したM199(Life Technologies)において37℃、5%COで培養した。細胞はトリプシン処理により収穫し、PBSで洗浄し、製造業者の電気穿孔プログラムD-033に従って、10細胞当たりmRNA 12mgを用いてNucleofector 2b(Lonza)上でヒト一次筋肉細胞トランスフェクションキットを使用して電気穿孔した。24時間後収穫細胞を固定し、Cytofix(商標)/Perm(BD)で透過処理し、CA09 HA(Immune Tech)、Sing16 HA(30-2F11-F7-A5、GeneTex)、Mich15 NA(6G6、Immune Tech)およびSing16 NA(40017-RP01、Sino Biologicals)特異的Abで、続いてPEコンジュゲートヤギ抗マウスIgG二次Ab(Southern Biotech)またはAF647コンジュゲートヤギ抗ウサギIgG(Life Technologies)で染色した。次に、抗体標識細胞をFortessa(BD)により獲得し、それぞれのタンパク質の発現はFlowJo(商標)(TreeStar)により分析した。
低温透過型電子顕微鏡
PELCO easiGlow(商標)装置を使用して、LNP試料適用に先立ってグリッドをプラズマ洗浄し、チャンバーが100%湿度および18℃に保たれたVitrobot Mark IVシステム(ThermoFisher)をプランジ凍結用に使用した。LNP試料3.0μl液滴を、カーボンフィルムおよび金のバー付の300メッシュR2/1 QUANTIFOIL(登録商標)グリッド上に分注した。グリッドは4秒間ブロットし、現位置に10秒間保ち、次に貯蔵のために液体エタンに直ちにプランジ凍結し、Krios顕微鏡に移した。露光は、BioQuantumエネルギーフィルターおよび計数モードで作動するK3直接電子検出器(Gatan)を備えたTitan Krios透過型電子顕微鏡(ThermoFisher)を使用して収集した。検出器での較正された物理的画素サイズは1.38Åであり、64,000倍率に対応していた。合計3,141個の69フレームムービー露光は、デフォーカスが-0.5~-1.7μmで、フレーム当たりの用量1.045 e/Å2で収集された。それぞれのムービー露光について、パッチベースの動き補正、超解像度画素のビニング、およびフレーム重み付けを、RELION-3.1.34を使用して実施した。補正された画像から、700を超える候補粒子座標が抽出された。それに続くデータ解析は、画像加工ツールボックス付きのMATLAB R2019aを用いて行った。
発現研究のためのマウスおよびNHPの免疫化
4頭のカニクイマカク(NHP)(オスとメス)および4~8匹のオスBALB/cマウスの群に、用量10μg(NHP)または1、0.5、0.1および0.05μg(マウス)のいずれかで、HA/NA mRNA-LNP製剤用に使用されることが意図されていた比と同じ比で製造されたhEPO-LNPと一緒に筋肉内に投与した。血液試料は、投与前、ならびに投与後6時間、24時間、48時間、72時間、および96時間目に採取して、RおよびDシステムを使用するELISA、Quantikine(登録商標)IVD(登録商標)ELISA、ヒトエリスロポエチン免疫アッセイキットによって製造業者のプロトコル通りに血清hEPO発現についてモニターし、mIU/mlおよびng/mlの最終値として報告した。手短に言えば、EPOに特異的なマウスモノクローナル抗体でプレコートしたマイクロプレートウェルを、標本または標準と一緒にインキュベートした。過剰な標本または標準を取り除いた後、ウェルは、セイヨウワサビペルオキシダーゼにコンジュゲートしたウサギ抗EPOポリクローナル抗体とインキュベートした。第2のインキュベーション中、抗体酵素コンジュゲートは固定されたEPOに結合した。過剰なコンジュゲートは洗浄により取り除いた。色素源をウェルに添加し、色素源は酵素反応により酸化されて、青色複合体を形成した。反応は酸を添加することにより停止させ、これにより青色は黄色に変わった。生み出された色の量は、EPO抗体複合体に結合したコンジュゲートの量に正比例しており、EPO抗体複合体は今度は標本または標準中のEPOの量に正比例していた。この複合体の吸光度を測定し、吸光度対EPO標準の濃度をプロットすることにより標準曲線を作成した。未知の標本のEPO濃度は、標本の光学密度を標準曲線と比較することにより決定した。このアッセイで使用した標準は、第二の国際参照品(67/343)に対して較正された組換えhEPO、尿由来型のヒトエリスロポエチンであった。
免疫原性研究のためのマウスおよびNHPの免疫化
処置群に従ってBalb/cマウス(ハツカネズミ(Mus musculus))の群を、四頭筋においてIM経路により、0日目は1つの後肢に、28日目には反対側の肢に、イソフルラン麻酔下、用量0.05mLの指名されたワクチン製剤または希釈液で免疫した。その最初の体重の20%を超えて失い、重大な臨床徴候を示したマウスは、動物の健康の獣医評価後、研究終了に先立って安楽死させた。
ナイーブオスおよびメスモーリシャス島起源のカニクイマカク(Macaca fascicularis)を研究のために選択した。研究開始時、動物の体重は>2kg、年齢は>2歳であった。研究用に選択された動物は、研究への割り当てに先立って広範囲な身体検査を受けた。健康状態の割り当て前評価は、実地獣医検査およびNIRC SOPにより適用できるCBC分析用の血液試料収集を含んだ。動物は一般にペアで収容され、研究開始に先立って少なくとも3日間順応させた。群は、処置群につき最大6動物からなっていた。すべての動物は、ケタミンHCl(10mg/kg、IM)またはテラゾール(4~8mg/kg、IM)鎮静作用下で、研究日0に、三角筋を標的にして、それぞれの動物の一本の前肢に、IM経路によりそのそれぞれのワクチン製剤または希釈液の用量0.5mlで免疫した。第1の免疫化が行われた28日後、第2の免疫化が動物の反対側の肢に与えられた。
チャレンジ研究のためのマウスおよびNHPの免疫化
マウスは、最後の免疫化のおおよそ9~12週間後にチャレンジ株を接種された。ストックウイルスのバイアルを解凍し、氷冷無菌PBSに適切な濃度まで希釈した。すべてのマウスは、4LD50に等しいPBS中105.54 TCID50のBelgium09ウイルスを含有する全容積50μlでチャレンジした。ウイルスチャレンジは、拡張されたABSL2実験室において安全キャビネット内部で実施した。マウスは、ケタミン/キシラジン溶液(ケタミン50mg/kgおよびキシラジン5mg/kg)のIP注射でまず麻酔をかけられ、次にマイクロピペットを使用してインフルエンザウイルスの全容積50μlでIN(両鼻孔中に液滴;鼻腔当たり25μl)にチャレンジした。チャレンジ手順に続いて、マウスを背臥位で寝かせき、麻酔から回復するまで観察した。毎日の体重はH1N1チャレンジに続いて量った。>20%の体重減少が1回でも観察されたいかなる個々の動物でも安楽死させた。体重測定は、安楽死までチャレンジ後毎日、オンラインデータベース、Pristima(登録商標)(Version 7.5.0 Build 8)に記録される、または研究特定作業用シートに記帳された。
血液収集
マウスでは、血液は、鎮静作用下でのすべての動物からの、顎下または眼窩静脈叢出血(生前出血、研究前ならびに研究日14、28、および42おおよそ200μl)および心臓穿刺(末端出血、56日目)により収集した。マウスは研究前に出血させて基準線の免疫前血清試料をプレスクリーニング目的で得た。血清の加工、血液試料はSSTチューブに収集し、室温で30分間~1時間凝固させておいた。次に、試料は、ブレーキオフで5~10分間、1000~1300gで遠心分離した。血清は、P200ピペッタを使用して収集し、2個の0.5mlクライオバイアルに分割し、-20℃で貯蔵した。すべての出血は、検体採取および処理ログに記述し、試料収集の時刻および手順を実施する担当技術者を示した。血清試料の一部は、抗体価についてHAIまたはELLAおよびELISAアッセイにおいて評価した。
NHPは、ケタミン10mg/kg/アセプロマジン1mg/kgを使用して筋肉内に投与される麻酔下で、血清分離のために出血させた(日目-4、2、7、14、28、30、35、42、56、90、および180)。採血量は、体重のパーセンテージおよび動物の健康状態に関して確立した指針を超えなかった。血液は、Vacutainer 21 ga×1”血液収集針またはBD Vacutainer(登録商標)SST(商標)ゲルチューブに取り付けられたAbbott Butterfly 23 ga×3/4”チュービングを使用する大腿静脈穿刺を使用して麻酔したNHPから採取した。血清は、室温で1200×gの速度で10分間チューブを回転させることにより分離した。次に、血清は標識されたクリオバイアル(1ml/バイアル)に等分し、≦-20℃で貯蔵した。血清試料の一部は、抗体力価についてHAIまたはELLAおよびELISAアッセイにおいて評価した。PBMCでは、NHPはワクチン接種前におよび第1の注射のおおよそ42~63日後に再び前出血させた。この目的のため、血液は、ヘパリン抗凝血剤を含有するBD Vacutainer(登録商標)チューブ中に収集した。手短に言えば、抗血液凝固性血液試料をPBSに希釈し、Histopaque(登録商標)分離液(Sigma)を使用して400×gで30分間、勾配密度遠心分離にかけた。次に、単核細胞を含有する不透明なインターフェイスを収集し、低速度(250×g)遠心分離を使用してPBSで3回洗浄し、最後の遠心分離で血小板の数を減らした。生対死PBMCは、Nexcelom Cellometer K2を使用して数え上げた。PBMCは、Mr.Frosty(登録商標)凍結ボックスを使用して10%DMSOを有するFBSに凍結保存した。ボックスは直ちに-80℃冷凍機に24時間置き、次に、貯蔵のために液体窒素タンクに移した。
ELISA
抗体ELISAは、組換え的に産生されたSing16 NAタンパク質、Sing16 HAタンパク質、またはCA09 HAタンパク質を使用して実施した。タンパク質は、炭酸-重炭酸塩バッファー中、濃度2μg/mlで、96ウェル高結合ポリスチレンプレート上で捕捉した。プレートを回収し、2~8℃で一晩(16±4時間)インキュベートした。一晩インキュベーション後、抗原被覆プレートは洗浄バッファー(PBS、0.5%Tween20)で5回洗浄し、室温で60±30分間ブロッキング溶液(PBS中10%BSA)でブロックした。試験試料、ナイーブ対照、および参照試料は、試料希釈液(PBS10% BSA0.5% Tween20)に希釈し、ウェルに2通り添加し、続いて室温で90分間インキュベートした。プレートは洗浄バッファーで5回洗浄し、マウス血清にはヤギ抗マウスHRPをNHP血清にはヤギ抗サルHRPを希釈度1:10,000で添加した。次に、プレートは、室温で30分間インキュベートし、過剰なHRP-IgGは洗浄バッファーで洗浄した。Sure-Blue TMB基質をそれぞれのプレートに添加し、反応は約10分後TMB停止液で停止させた。次に、プレートは、Thermo Labsystems Multiskan(商標)分光光度計を用いて450nmで読み取った。抗抗原(HAまたはNA)特異的抗体価は、>0.3の吸光値を有する最も高い血清希釈度の逆数として表された。
HAIアッセイ
HAIアッセイは、Sing16 H3N2およびCA09 H1N1ウイルスストック(BIOQUAL、Inc.)を使用して実施した。血清は、1部の血清を3部の酵素で希釈することによりレセプター破壊酵素(RDE)で処理し、37℃水浴中一晩インキュベートした。酵素は、56℃での30分間インキュベーション期間により不活化し、続いて6部のPBSを添加して最終希釈度1/10とした。HAIアッセイは、4赤血球凝集単位(HAU)のウイルスおよび0.5%シチメンチョウRBCを使用してV字型底96ウェルプレートにおいて実施した。それぞれの株についての参照血清はすべてのアッセイプレート上で陽性対照として含まれた。それぞれのプレートは、抗原用量(4HAU/25μl)を確かめるための逆滴定ならびに陰性対照試料(PBSまたはナイーブ対照血清)も含んだ。HAI力価は赤血球凝集の完全な阻害をもたらす血清の最も高い希釈度として決定した。結果は、適切な逆滴定結果(4HAU/25μl添加を立証する)および予想される力価の2倍以内の参照血清力価を有するプレートについてのみ有効であった。
NAIアッセイ
酵素結合レクチンアッセイ(ELLA)のための方法を使用してノイラミニダーゼ阻害(NAI)抗体価を決定した。抗原の供給源(ウイルスNA)を滴定し、標準量を血清の段階希釈とのインキュベーションのために選択した。血清の滴定は、血清(56℃で1時間熱失活した)の段階希釈を用いて実施し、標準量のウイルスをフェチュイン被覆プレートのウェルに2通り添加した。次に、この混合物は一晩(16~18時間)インキュベートし;次の日、HRPコンジュゲートピーナッツアグルチニンPNA(2.5μg/mlまで希釈)を洗浄したプレートに添加し、室温で2時間インキュベートした。基質(クエン酸ナトリウム中のODP)を添加して10分間インキュベートして、色を発現させた。さらに次に、停止バッファー(硫酸1N)を添加して反応を停止させた。プレートは、OD490nmでの吸光度についてスキャンした。ウイルス対照と比べて色が減少しているまたは色がないことは、NA特異的抗体の存在のせいでNA活性が阻害されていることを示していた。NAI力価(IC50値)はOD読取り値から計算し、結果はGraphPad Prismにグラフで示した。ELLA滴定曲線が信頼性のあるIC50値を決定するのに良好な適合度を与えなかった場合、試料は、50%エンドポイントに到達する異なる希釈計画を使用して再試験した。
T細胞ELISPOTアッセイ
完全培地(DMEM1640+10%熱失活FCS)を37℃水浴中で予熱した。PBMCを37℃水浴中で急速解凍し、予熱した培地と一緒にコニカルチューブに液滴で移した。チューブは1,500rpmで5分間遠心分離し、細胞は再懸濁して、Guava細胞カウンターを使用して数え上げた。サルIFN-γ ELISPOTキット(Mabtech 3421M-4APW)およびIL-13 ELISPOTキット(Mabtech 3470M-4APW)を使用した。キットが提供する予め被覆されたプレートを無菌PBSで4回洗浄し、37℃インキュベーターにおいて少なくとも30分間、200μlの完全培地でブロックした。Sing16 H3ペプチドプール(Genscript Custom Order)(それぞれのペプチドを1μg/mlで)アッセイにおいてリコール抗原として使用した。ConA(Sigma CAT#C5275)2μg/mlを陽性対照として使用した。リコール抗原50μlおよび50μl中300,000個のPBMCを刺激のためにそれぞれのウェルに添加した。プレートは、37℃、5%CO加湿インキュベーターに48時間置いた。
インキュベーション後、細胞を取り除き、プレートはPBSで5回洗浄して、1μg/mlのビオチン化抗IFN-γまたは抗IL-13検出抗体100μlをプレートのそれぞれのウェルに添加した。2時間インキュベーション後、プレートはPBSで5回洗浄し、室温で1時間それぞれのウェルで1:1000希釈度のストレプトアビジンの100μlと一緒にインキュベートした。プレートは、スポットが現れるまでBCIP/NBT基質溶液の100μlで展開した。プレートは、水道水でゆすぎ、風乾し、スキャンして、CTL ImmunoSpot(登録商標)読み取り機(Cellular Technology Ltd.)を使用して数え上げた。データは、PBMC100万個当たりのスポット形成細胞(SFC)として報告した。
メモリーB細胞(MBC)ELISPOTアッセイ
ヒトIgG Single-ColorメモリーB細胞ELISPOTキット(CAT#NC1911372、CTL)を製造業者の説明書によって使用して、Sing16 H3特異的および全IgG抗体分泌細胞(ASC)を測定した。MBCのASCへの分化は、キットにより提供される刺激カクテルを使用してPBMCにおいて実施した。手短に言えば、凍結PBMCを37℃水浴中で急速解凍し、DNアーゼI(CAT#90083、Fisher Scientific)と混合して、10%FCS(CAT#SH30073.03、HyClone(商標))を含有する予熱した完全培地(CM)(RPMI 1640、(CAT#22400-089、Gibco)、および1%ペニシリン/ストレプトマイシン(CAT#P4333、Sigma)を含有するチューブに移し、1,500rpmで5分間遠心分離した。細胞ペレットは、5mlの完全培地に1ml当たり2×10細胞で再懸濁し、37℃、5%COインキュベーター中1時間T25フラスコに移した。次に、細胞懸濁液の容積は6mlに調整し、B-Poly-Sを1:1000希釈度で添加した。細胞は、4日間の刺激のためにCOインキュベーター中に残した。キットが供給するPVDFマイクロプレートは、70%エタノールでプリウエットし、ゆすぎ、キットが提供する抗ヒトIgG捕捉AbまたはSing16/H3組換えタンパク質4μg/mlを80μl/ウェルで一晩被覆した。
細胞は刺激の4日後に収穫し、洗浄し、計数して、CM中指示された濃度に調整した。被覆マイクロプレートはPBSで洗浄し、CMで1時間ブロックし、中身を移した。100μl/ウェルの細胞懸濁系をプレートに添加し、37℃で18時間、COインキュベーターでインキュベートした。洗浄後、80μl/ウェルの1:400希釈抗ヒトIgGビオチン検出抗体をプレートに添加し、室温で2時間インキュベートした。洗浄に続いて、1:1000希釈度のストレプトアビジン-APを80μl/ウェルで1時間プレートに添加した。新たに調製した基質溶液を添加し、室温で18分間インキュベートした。プレートは、水道水によりすすぎ、風乾し、スキャンして、CTL ImmunoSpot(登録商標)読み取り機(Cellular Technology Ltd.)を使用して数え上げた。それぞれ個々の動物では、IgGの数およびSing16/H3特異的ASCの数は、PBMC100万個当たりで計算した。抗原特異的ASCの出現頻度は、全IgGASCに対する抗原特異的ASCの%として計算した。アッセイバックグラウンドを評価するため、すべてのプレート上の陰性対照ウェルはPBSで被覆した(バックグラウンドは検出されなかった)。
統計解析
光輝のTmaxを見積もるため、ノンパラメトリック法を使用して、観察されたデータに基づいて個々の対象のTmaxを見積もった。光輝の半減期を見積もるため、最大値に到達した後の光輝についての指数関数的崩壊モデルを想定して、線形モデルは、最大光輝から基準線までの崩壊の時間経過中対象ごとに対数変換データに適合していた(我々は、生理食塩水群での光輝の平均を使用して基準線を見積もる)。半減期は、対数光輝が最大と基準線値の間の中点に到達した時点として見積もった。幾何平均としてまとめられた結果を用いた異なる読み出し情報の解析では、SEモデルベースの幾何平均およびSEは、応答が対数変換読み取り情報であり、ワクチン接種が固定効果であり、時間が反復測定である場合には反復測定についての混合効果モデルから見積もり;次に、モデルからの対数ベース平均およびSE見積もりは変換により元に戻して、幾何平均およびSEを得た。体重変化では、オーバー記述的統計解析を使用した。基準線(0日目)からの経時的な最大%体重減少のそれぞれの群の中央値および範囲はもっと悪いシナリオを評価するために報告され;最後の観察時の基準線からの%体重変化のそれぞれの群の中央値および範囲は、体重回復を評価するために報告された。
抗原配列
ここで使用されたPerth09 N2抗原の配列は、
MNPNQKIITIGSVSLTISTICFFMQIAILITTVTLHFKQYEFNSPPNNQVMLCEPTIIERNITEIVYLTNTTIEKEICPKLAEYRNWSKPQCDITGFAPFSKDNSIRLSAGGDIWVTREPYVSCDPDKCYQFALGQGTTLNNVHSNNTVRDRTPYRTLLMNELGVPFHLGTKQVCIAWSSSSCHDGKAWLHVCITGDDKNATASFIYNGRLVDSVVSWSKEILRTQESECVCINGTCTVVMTDGSASGKADTKILFIEEGKIVHTSTLSGSAQHVEECSCYPRYPGVRCVCRDNWKGSNRPIVDINIKDHSIVSSYVCSGLVGDTPRKNDSSSSSHCLDPNNEEGGHGVKGWAFDDGNDVWMGRTISEKSRLGYETFKVIEGWSNPKSKLQINRQVIVDRGNRSGYSGIFSVEGKSCINRCFYVELIRGRKEETEVLWTSNSIVVFCGTSGTYGTGSWPDGADINLMPI*(配列番号4)
である。
ここで使用されたMich15 N1抗原の配列は、
MNPNQKIITIGSICMTIGMANLILQIGNIISIWVSHSIQIGNQSQIETCNQSVITYENNTWVNQTYVNISNTNFAAGQSVVSVKLAGNSSLCPVSGWAIYSKDNSVRIGSKGDVFVIREPFISCSPLECRTFFLTQGALLNDKHSNGTIKDRSPYRTLMSCPIGEVPSPYNSRFESVAWSASACHDGINWLTIGISGPDSGAVAVLKYNGIITDTIKSWRNNILRTQESECACVNGSCFTIMTDGPSDGQASYKIFRIEKGKIIKSVEMKAPNYHYEECSCYPDSSEITCVCRDNWHGSNRPWVSFNQNLEYQMGYICSGVFGDNPRPNDKTGSCGPVSSNGANGVKGFSFKYGNGVWIGRTKSISSRKGFEMIWDPNGWTGTDNKFSIKQDIVGINEWSGYSGSFVQHPELTGLDCIRPCFWVELIRGRPEENTIWTSGSSISFCGVNSDTVGWSWPDGAELPFTIDK*(配列番号5)
である。
ここで使用されたSing16 H3抗原の配列は、
MKTIIALSYILCLVFAQKIPGNDNSTATLCLGHHAVPNGTIVKTITNDRIEVTNATELVQNSSIGEICDSPHQILDGENCTLIDALLGDPQCDGFQNKKWDLFVERSKAYSNCYPYDVPDYASLRSLVASSGTLEFKNESFNWTGVTQNGTSSACIRGSSSSFFSRLNWLTHLNYTYPALNVTMPNKEQFDKLYIWGVHHPGTDKDQIFLYAQSSGRITVSTKRSQQAVIPNIGSRPRIRDIPSRISIYWTIVKPGDILLINSTGNLIAPRGYFKIRSGKSSIMRSDAPIGKCKSECITPNGSIPNDKPFQNVNRITYGACPRYVKHSTLKLATGMRNVPEKQTRGIFGAIAGFIENGWEGMVDGWYGFRHQNSEGRGQAADLKSTQAAIDQINGKLNRLIGKTNEKFHQIEKEFSEVEGRVQDLEKYVEDTKIDLWSYNAELLVALENQHTIDLTDSEMNKLFEKTKKQLRENAEDMGNGCFKIYHKCDNACIESIRNETYDHNVYRDEALNNRFQIKGVELKSGYKDWILWISFAISCFLLCVALLGFIMWACQKGNIRCNICI*(配列番号6)
である。
ここで使用されたSing16 N2抗原の配列は、
MNPNQKIITIGSVSLTISTICFFMQIAILITTVTLHFKQYEFNSPPNNQVMLCEPTIIERNITEIVYLTNTTIEKEICPKPAEYRNWSKPQCGITGFAPFSKDNSIRLSAGGDIWVTREPYVSCDPDKCYQFALGQGTTLNNVHSNNTVRDRTPYRTLLMNELGVPFHLGTKQVCIAWSSSSCHDGKAWLHVCITGDDKNATASFIYNGRLIDSVVSWSKDILRTQESECVCINGTCTVVMTDGNATGKADTKILFIEEGKIVHTSKLSGSAQHVEECSCYPRYPGVRCVCRDNWKGSNRPIVDINIKDHSIVSSYVCSGLVGDTPRKNDSSSSSHCLNPNNEEGGHGVKGWAFDDGNDVWMGRTINETSRLGYETFKVVEGWSNPKSKLQINRQVIVDRGDRSGYSGIFSVEGKSCINRCFYVELIRGRKEETEVLWTSNSIVVFCGTSGTYGTGSWPDGADLNLMHI*(配列番号7)
である。
ここで使用されたCA09 H1抗原の配列は、
MKAILVVLLYTFATANADTLCIGYHANNSTDTVDTVLEKNVTVTHSVNLLEDKHNGKLCKLRGVAPLHLGKCNIAGWILGNPECESLSTASSWSYIVETPSSDNGTCYPGDFIDYEELREQLSSVSSFERFEIFPKTSSWPNHDSNKGVTAACPHAGAKSFYKNLIWLVKKGNSYPKLSKSYINDKGKEVLVLWGIHHPSTSADQQSLYQNADAYVFVGSSRYSKKFKPEIAIRPKVRDREGRMNYYWTLVEPGDKITFEATGNLVVPRYAFAMERNAGSGIIISDTPVHDCNTTCQTPKGAINTSLPFQNIHPITIGKCPKYVKSTKLRLATGLRNIPSIQSRGLFGAIAGFIEGGWTGMVDGWYGYHHQNEQGSGYAADLKSTQNAIDEITNKVNSVIEKMNTQFTAVGKEFNHLEKRIENLNKKVDDGFLDIWTYNAELLVLLENERTLDYHDSNVKNLYEKVRSQLKNNAKEIGNGCFEFYHKCDNTCMESVKNGTYDYPKYSEEAKLNREEIDGVKLESTRIYQILAIYSTVASSLVLVVSLGAISFWMCSNGSLQCRICI*(配列番号24)
である。
ここで使用されたHA株A/California/7/2009(H1N1)(CA09)抗原mRNAオープンリーディングフレーム(ORF)の配列は、
AUGAAAGCUAUCCUGGUCGUCUUGCUGUAUACUUUCGCCACUGCCAACGCCGACACCCUGUGUAUCGGUUACCACGCGAACAACUCCACCGACACUGUGGACACCGUGCUCGAAAAGAACGUGACCGUGACUCAUUCUGUGAAUCUGCUCGAGGACAAGCACAACGGAAAGUUGUGCAAGCUGCGCGGAGUGGCACCGCUGCACCUUGGAAAGUGCAACAUUGCCGGAUGGAUCCUGGGAAACCCGGAGUGCGAAAGCCUGAGCACCGCGUCCUCAUGGUCCUACAUCGUGGAAACCCCGUCCUCUGACAACGGCACCUGUUACCCCGGCGAUUUCAUCGACUACGAAGAACUGCGGGAGCAGCUGUCCUCCGUGUCCUCGUUUGAACGCUUCGAGAUUUUCCCUAAGACCUCCAGCUGGCCUAAUCACGAUAGCAACAAGGGCGUGACGGCAGCCUGCCCGCACGCCGGAGCAAAGUCAUUCUACAAGAAUCUGAUUUGGCUCGUGAAGAAAGGGAACUCAUACCCCAAGCUGUCCAAGUCGUACAUCAACGACAAGGGAAAGGAAGUGCUCGUGCUCUGGGGGAUCCACCACCCAUCCACCUCCGCCGACCAGCAGAGCCUGUACCAGAACGCCGAUGCUUACGUGUUUGUGGGUUCCAGCCGGUACUCCAAGAAGUUCAAGCCUGAAAUCGCGAUCAGGCCUAAAGUCCGGGACCGCGAGGGCCGCAUGAACUACUACUGGACUCUCGUGGAGCCUGGAGACAAGAUCACCUUCGAGGCCACCGGAAAUCUCGUGGUGCCACGCUACGCUUUCGCCAUGGAACGGAACGCCGGAAGCGGCAUCAUCAUUAGCGAUACUCCUGUGCAUGACUGUAACACCACGUGCCAGACACCCAAGGGCGCCAUCAACACCAGCCUGCCGUUUCAAAACAUCCAUCCCAUUACCAUUGGGAAGUGCCCCAAAUACGUCAAGUCCACCAAGCUGAGGCUGGCGACCGGACUGCGGAACAUUCCGAGCAUCCAGUCGAGAGGCCUGUUCGGUGCCAUCGCGGGAUUCAUCGAGGGCGGCUGGACUGGAAUGGUGGACGGUUGGUACGGGUAUCACCACCAAAACGAACAGGGAUCAGGCUACGCGGCCGAUUUGAAGUCCACCCAGAACGCCAUUGAUGAAAUCACCAACAAGGUCAACUCCGUGAUUGAGAAGAUGAAUACUCAAUUCACCGCCGUGGGCAAAGAAUUCAAUCACCUGGAGAAGAGAAUAGAGAACCUGAACAAGAAGGUCGACGACGGGUUCCUCGACAUCUGGACCUAUAACGCCGAGUUGCUCGUGCUGCUGGAAAACGAACGGACCCUGGACUAUCACGACUCGAACGUGAAGAACCUGUACGAGAAAGUCCGCUCGCAACUGAAGAACAACGCCAAGGAAAUCGGAAAUGGUUGCUUCGAGUUCUACCAUAAGUGCGACAACACUUGCAUGGAGUCCGUGAAGAACGGCACUUACGAUUACCCCAAGUACUCCGAAGAGGCUAAACUUAACCGGGAAGAGAUCGAUGGCGUGAAGCUCGAGUCCACCAGAAUCUACCAGAUUCUCGCCAUCUACUCGACUGUGGCAUCGAGCCUCGUCCUUGUCGUGUCCCUGGGGGCCAUUUCAUUCUGGAUGUGCUCCAACGGGUCCCUGCAGUGCCGGAUUUGCAUCUAA(配列番号8)
である。
ここで使用されたA/Michigan/45/2015(Mich15)ノイラミニダーゼ(NA)抗原mRNAオープンリーディングフレーム(ORF)の配列は、
AUGAACCCAAACCAGAAAAUCAUCACGAUUGGCUCGAUUUGCAUGACCAUUGGAAUGGCGAACCUUAUCCUCCAAAUUGGCAACAUUAUCUCGAUCUGGGUCAGCCACUCGAUCCAGAUCGGCAACCAAUCCCAGAUUGAAACUUGCAACCAGAGCGUGAUUACUUACGAAAACAACACGUGGGUGAACCAGACUUACGUCAAUAUUAGCAACACUAACUUCGCCGCUGGGCAGAGCGUCGUCAGCGUGAAGCUCGCCGGAAAUUCCUCGCUCUGCCCCGUGUCCGGCUGGGCGAUCUACAGCAAGGAUAACAGCGUCCGGAUUGGUAGCAAGGGCGACGUUUUCGUGAUCCGCGAACCCUUCAUAUCAUGCUCCCCGCUCGAAUGUCGCACGUUCUUCCUGACCCAAGGCGCCCUGCUGAACGACAAGCACUCCAAUGGCACUAUCAAGGAUCGGAGCCCUUACCGGACCUUGAUGUCCUGCCCUAUUGGAGAAGUGCCUUCACCAUAUAACUCGCGCUUUGAAAGCGUGGCUUGGUCAGCCUCCGCCUGCCAUGACGGGAUUAACUGGCUGACCAUUGGCAUAAGCGGCCCCGAUUCCGGCGCCGUGGCCGUCCUGAAGUACAACGGGAUCAUCACCGACACCAUUAAGUCCUGGCGCAACAACAUCCUGAGGACCCAGGAGUCCGAGUGCGCGUGCGUGAACGGGUCCUGCUUUACCAUCAUGACCGACGGACCGUCCGACGGUCAAGCCUCGUACAAGAUCUUCCGGAUCGAGAAAGGAAAGAUCAUCAAGAGCGUGGAGAUGAAGGCCCCGAACUACCACUACGAGGAAUGUUCAUGCUAUCCCGACUCGUCCGAGAUUACUUGCGUGUGCCGCGACAAUUGGCACGGAUCCAACAGGCCGUGGGUCAGCUUCAACCAGAACCUUGAAUACCAGAUGGGAUACAUUUGCAGCGGAGUGUUCGGGGACAACCCUCGCCCGAACGACAAGACCGGAUCGUGUGGGCCCGUGUCCUCCAACGGCGCAAACGGCGUCAAGGGAUUUUCCUUCAAAUACGGGAACGGGGUCUGGAUCGGACGGACCAAGAGCAUUUCAAGCAGAAAGGGAUUCGAGAUGAUUUGGGACCCGAACGGCUGGACUGGUACCGAUAACAAAUUCAGCAUCAAGCAGGACAUCGUGGGAAUUAACGAGUGGUCCGGUUACUCCGGGAGCUUCGUGCAGCAUCCCGAACUCACUGGACUGGACUGCAUUCGGCCGUGCUUUUGGGUGGAAUUGAUCCGGGGCAGACCUGAGGAGAACACGAUUUGGACCUCCGGCUCCUCGAUCUCGUUCUGCGGAGUGAACUCCGACACCGUGGGAUGGUCCUGGCCCGACGGUGCAGAGCUGCCCUUCACCAUUGAUAAGUAA(配列番号9)
である。
ここで使用されたA/Singapore.INFIMH160019/2016(Sing16;H3N2)HAヘマグルチニン抗原mRNAオープンリーディングフレーム(ORF)の配列は、
AUGAAAACCAUAAUCGCGCUCUCAUACAUACUUUGCCUGGUCUUUGCCCAAAAGAUCCCUGGCAACGACAACUCAACCGCGACCCUUUGCCUCGGCCAUCACGCCGUGCCGAACGGCACUAUCGUCAAGACCAUCACAAACGACCGCAUCGAAGUGACCAACGCGACUGAGCUAGUGCAGAACUCCAGCAUUGGAGAGAUUUGCGAUUCUCCACACCAAAUCCUGGACGGAGAGAAUUGUACCUUGAUCGACGCGCUGCUGGGGGAUCCGCAGUGCGACGGAUUCCAGAACAAGAAAUGGGACCUUUUCGUGGAACGGAGCAAGGCAUACUCGAAUUGCUACCCCUACGAUGUGCCCGACUACGCCUCGCUGCGGUCCUUGGUCGCUUCCUCCGGGACCCUGGAAUUCAAAAACGAGAGCUUUAAUUGGACCGGAGUGACCCAGAAUGGCACCUCGAGCGCCUGCAUUCGGGGCUCCUCCUCGAGCUUCUUCAGCCGCCUGAACUGGCUCACUCACCUCAACUACACCUACCCGGCACUGAACGUGACCAUGCCGAACAAGGAACAAUUCGACAAGCUCUACAUUUGGGGGGUGCAUCACCCGGGUACCGAUAAGGACCAGAUCUUCCUCUACGCCCAAUCCUCGGGCCGGAUCACCGUGUCCACUAAGCGCUCGCAGCAGGCCGUGAUCCCGAACAUUGGAAGCAGACCCCGCAUUCGCGACAUUCCAUCGAGGAUCUCGAUCUACUGGACGAUUGUCAAGCCUGGCGACAUCCUCCUCAUUAACUCCACCGGGAACCUCAUCGCCCCUCGGGGUUAUUUCAAGAUCCGCAGCGGGAAGUCCUCCAUCAUGAGAAGCGAUGCCCCCAUUGGAAAGUGCAAGUCCGAGUGUAUCACACCUAACGGAAGCAUUCCCAAUGACAAGCCAUUCCAGAACGUGAACAGAAUUACCUACGGAGCUUGCCCUCGCUACGUCAAACAUUCGACCCUCAAGUUGGCGACUGGAAUGCGCAACGUGCCGGAGAAGCAAACCCGGGGGAUCUUCGGGGCUAUCGCGGGAUUCAUCGAAAAUGGAUGGGAAGGAAUGGUCGAUGGUUGGUACGGUUUCAGACACCAGAACUCCGAGGGGCGGGGCCAGGCCGCAGACCUGAAGUCCACUCAGGCCGCGAUUGACCAGAUCAACGGAAAGCUCAACAGACUCAUUGGAAAGACCAACGAAAAGUUCCACCAAAUCGAAAAGGAAUUCUCCGAAGUGGAGGGCCGGGUGCAAGACCUGGAGAAGUACGUGGAGGACACUAAGAUCGACCUUUGGAGCUAUAACGCAGAACUCCUUGUGGCCCUGGAAAACCAGCACACCAUCGACCUGACCGAUUCAGAGAUGAACAAGCUCUUUGAGAAAACUAAGAAGCAACUCCGGGAAAACGCUGAGGACAUGGGAAAUGGAUGCUUUAAGAUCUACCACAAGUGCGACAACGCCUGCAUUGAGUCCAUACGGAACGAAACUUACGACCAUAACGUCUACCGGGAUGAAGCCCUGAACAACAGAUUCCAGAUCAAGGGCGUGGAGCUGAAGUCCGGCUACAAAGAUUGGAUCCUGUGGAUUUCCUUCGCGAUUUCAUGCUUCUUGCUCUGCGUGGCCCUCCUGGGAUUCAUAAUGUGGGCCUGUCAGAAGGGCAACAUUAGGUGCAACAUAUGCAUAUAA(配列番号10)
である。
ここで使用されたPerth/16/2009(H3N2)NA抗原mRNAオープンリーディングフレーム(ORF)の配列は、
AUGAACCCUAACCAGAAGAUCAUCACAAUUGGAAGCGUGUCCCUGACCAUUUCGACGAUUUGCUUCUUCAUGCAAAUCGCGAUCUUGAUUACCACCGUCACCCUGCAUUUCAAGCAAUACGAAUUCAACUCCCCGCCAAACAACCAAGUCAUGCUCUGCGAGCCCACCAUCAUCGAACGCAACAUCACCGAGAUCGUGUACCUUACCAACACUACCAUCGAAAAGGAGAUUUGCCCCAAGUUGGCCGAAUACCGGAACUGGAGCAAGCCCCAGUGUGACAUCACGGGAUUUGCGCCAUUCAGCAAGGAUAACUCGAUCAGACUUUCCGCCGGGGGCGACAUUUGGGUCACUCGGGAGCCUUACGUGAGCUGCGACCCGGACAAGUGCUACCAAUUCGCACUCGGACAGGGUACCACCCUGAACAACGUCCAUAGCAACAACACCGUGCGCGAUAGAACCCCGUACCGCACCCUCCUCAUGAACGAACUGGGAGUGCCGUUCCACUUGGGAACCAAACAAGUCUGCAUUGCAUGGUCCUCCUCCUCCUGCCACGACGGCAAAGCCUGGCUUCACGUUUGCAUCACCGGCGACGACAAGAAUGCGACGGCCUCCUUCAUAUACAAUGGUAGACUCGUGGAUAGCGUGGUGUCAUGGUCCAAGGAAAUUCUCAGGACUCAGGAGUCAGAGUGCGUGUGCAUCAACGGGACUUGCACUGUCGUGAUGACCGACGGAUCGGCCUCCGGAAAGGCCGACACUAAGAUCCUCUUCAUCGAGGAGGGAAAGAUCGUGCACACUUCUACCCUGAGCGGCUCGGCUCAGCAUGUCGAAGAGUGCUCGUGCUACCCCCGGUAUCCCGGGGUCCGCUGCGUGUGCCGGGACAAUUGGAAAGGCUCAAACCGCCCCAUCGUGGACAUUAACAUCAAGGACCACUCCAUCGUGAGCUCCUACGUAUGCAGCGGGCUGGUCGGGGAUACCCCGCGGAAGAACGAUUCCUCGUCCUCCUCCCACUGCCUGGACCCUAACAACGAAGAGGGAGGCCACGGAGUGAAGGGAUGGGCUUUUGACGAUGGCAACGACGUGUGGAUGGGCAGGACUAUUUCCGAAAAGUCCCGGCUGGGAUACGAAACCUUCAAGGUCAUCGAGGGCUGGUCCAACCCGAAGUCAAAGCUCCAGAUCAACCGCCAGGUCAUCGUGGAUAGGGGCAAUAGAUCCGGCUACUCCGGGAUCUUCAGCGUGGAAGGGAAGUCCUGCAUUAACCGAUGCUUCUACGUGGAACUCAUUCGGGGUCGGAAGGAGGAAACCGAAGUGCUGUGGACUUCGAACUCAAUCGUGGUGUUUUGUGGGACCUCCGGAACUUACGGAACUGGGUCCUGGCCUGACGGUGCCGACAUCAACCUUAUGCCGAUCUAA(配列番号11)
である。
ここで使用されたA/Wisconsin/588/2019抗原mRNAオープンリーディングフレーム(ORF)の配列は、
AUGAAAGCCAUCCUUGUUGUCAUGCUGUACACAUUCACCACCGCAAAUGCGGAUACCCUGUGUAUCGGCUACCACGCAAAUAAUUCCACCGACACCGUUGAUACCGUCCUGGAAAAGAACGUGACAGUGACUCACAGCGUCAAUCUCCUUGAGGAUAAACAUAAUGGCAAGCUGUGCAAGCUGAGAGGCGUGGCUCCCCUGCAUCUGGGAAAGUGCAACAUCGCUGGUUGGAUCCUCGGGAACCCAGAGUGUGAGUCCCUCUCAACCGCACGGUCUUGGUCAUACAUCGUGGAGACUAGCAAUUCAGACAACGGCACAUGCUACCCCGGUGACUUCAUUAACUACGAGGAGCUGAGAGAACAGCUGAGUUCCGUGUCAUCCUUCGAGAGAUUCGAAAUCUUCCCCAAAACCUCCUCCUGGCCCAAUCAUGACUCCGACAAUGGAGUGACAGCCGCUUGUCCCCACGCCGGUGCCAAGAGUUUCUAUAAGAACCUCAUCUGGCUGGUGAAAAAGGGCAAGUCCUAUCCCAAAAUUAACCAGACCUACAUUAACGAUAAGGGGAAAGAAGUCCUGGUCCUGUGGGGGAUACACCACCCCCCUACCAUCGCCGACCAGCAGUCUCUGUAUCAGAACGCCGACGCCUACGUGUUCGUGGGUACCAGCCGUUAUAGUAAAAAGUUCAAGCCAGAAAUUGCCACCAGACCUAAGGUGCGCGACCAGGAGGGCCGCAUGAACUACUACUGGACCCUGGUGGAACCUGGCGACAAGAUUACAUUCGAGGCCACUGGGAACCUGGUGGCACCCAGAUACGCCUUUACAAUGGAACGGGAUGCUGGGAGCGGAAUCAUUAUCUCCGAUACCCCUGUCCACGACUGCAAUACUACCUGUCAGACCCCAGAAGGCGCUAUCAAUACCUCUCUGCCUUUCCAAAACGUGCACCCUAUCACUAUCGGGAAAUGUCCCAAGUAUGUGAAAAGCACCAAACUGCGCCUGGCAACCGGUCUGAGAAAUGUGCCCUCCAUCCAGUCCCGCGGCUUGUUCGGUGCAAUCGCUGGCUUUAUCGAGGGUGGCUGGACUGGAAUGGUCGAUGGCUGGUACGGCUACCAUCACCAGAACGAGCAGGGGUCCGGGUAUGCUGCCGACCUGAAAAGCACUCAGAACGCCAUCGAUAAAAUCACUAACAAGGUGAACUCCGUGAUCGAAAAGAUGAAUACACAGUUCACAGCAGUUGGCAAGGAGUUCAACCACCUGGAAAAACGGAUAGAGAACCUGAAUAAGAAAGUCGAUGAUGGCUUUCUGGACAUCUGGACUUACAAUGCCGAGCUGCUGGUGCUCCUGGAAAACGAGCGGACACUGGAUUAUCACGACUCAAACGUGAAGAACCUGUAUGAAAAGGUGCGUAACCAGCUGAAAAACAACGCCAAGGAAAUCGGCAAUGGCUGUUUCGAAUUUUACCACAAGUGUGAUAAUACCUGUAUGGAGAGCGUUAAGAACGGGACUUACGACUACCCAAAAUACAGCGAGGAGGCCAAGCUGAACCGGGAGAAGAUCGACGGCGUCAAACUCGACUCCACUAGAAUAUACCAGAUUCUCGCCAUCUAUAGCACAGUGGCAUCAAGUCUCGUCCUGGUGGUGUCACUGGGAGCCAUCAGCUUUUGGAUGUGCAGCAAUGGAUCCCUCCAGUGUAGGAUCUGCAUCUAA(配列番号12)
である。
ここで使用されたA/Tasmania/503/2020抗原mRNAオープンリーディングフレーム(ORF)の配列は、
AUGAAGACCAUCAUCGCUCUGUCCUACAUCCUGUGCCUGGUGUUUGCUCAGAAAAUCCCCGGGAAUGACAAUUCCACUGCCACUCUCUGCCUGGGCCAUCAUGCCGUGCCAAAUGGAACCAUUGUCAAGACUAUAACAAAUGACCGCAUCGAAGUGACCAACGCUACCGAGCUGGUUCAGAACAGCAGUAUUGGAGAAAUCUGCGAUUCCCCACACCAGAUACUGGAUGGCGGCAACUGCACCCUGAUCGACGCACUGCUGGGUGACCCUCAGUGCGACGGAUUUCAGAAUAAGGAGUGGGACCUUUUCGUUGAGCGCAGCAGAGCCAAUAGCAACUGCUACCCGUACGACGUGCCGGAUUACGCCAGUCUUCGAAGCCUGGUCGCAUCCAGCGGGACACUGGAGUUUAAGAAUGAGUCCUUUAAUUGGACAGGCGUGAAGCAGAACGGGACUAGCAGCGCAUGCAUUCGGGGCAGUAGCUCAUCCUUCUUUAGCCGACUGAACUGGCUGACCCACCUCAACUACACAUACCCCGCACUGAAUGUGACUAUGCCAAACAAAGAACAGUUUGACAAACUGUACAUCUGGGGAGUGCACCAUCCUAGCACAGACAAGGACCAGAUCAGCCUGUUUGCCCAGCCCAGCGGCAGGAUUACCGUGUCCACAAAACGGUCACAGCAAGCCGUGAUCCCUAAUAUUGGAUCCCGCCCCCGGAUAAGGGACAUCCCUAGUCGCAUCAGUAUCUACUGGACCAUCGUGAAGCCCGGAGAUAUCUUGCUCAUCAAUAGCACUGGCAACCUCAUUGCCCCCAGGGGCUAUUUUAAGAUCAGAAGCGGCAAGUCCAGCAUUAUGCGCAGCGACGCACCCAUUGGCAAGUGCAAGUCCGAGUGCAUCACUCCUAAUGGGUCCAUCCCAAACGACAAGCCAUUCCAAAAUGUCAACAGAAUCACCUACGGGGCUUGCCCCCGCUACGUGAAGCAGAGUACACUGAAACUGGCCACCGGGAUGCGCAACGUGCCCGAGAAGCAAACUAGAGGCAUCUUUGGAGCUAUCGCUGGCUUCAUUGAGAAUGGCUGGGAGGGUAUGGUGGACGGCUGGUACGGAUUCCGCCACCAGAAUAGCGAAGGCAGAGGCCAGGCAGCAGACUUGAAGUCCACCCAGGCCGCCAUUGAUCAGAUCAACGGCAAACUGAAUCGGCUUAUUGGAAAAACAAACGAGAAGUUCCAUCAGAUUGAGAAGGAGUUUAGCGAGGUGGAGGGCCGCGUGCAGGAUCUGGAAAAGUACGUUGAAGACACCAAGAUCGACCUGUGGUCAUACAAUGCAGAGCUGCUCGUUGCCCUGGAAAAUCAGCACACAAUUGACCUUACAGACUCCGAAAUGAAUAAGCUCUUUGAAAAGACCAAGAAGCAGCUGCGCGAGAACGCCGAGGAUAUGGGGAACGGUUGUUUUAAGAUCUACCACAAGUGUGACAACGCCUGCAUUGGGUCCAUCCGAAAUGAAACAUACGACCACAACGUGUAUAGAGAUGAGGCCCUGAACAACCGAUUCCAGAUUAAGGGAGUCGAGCUGAAGAGUGGCUAUAAGGACUGGAUCCUGUGGAUCUCAUUCGCCAUGUCAUGCUUCCUUCUGUGUAUUGCUCUGCUCGGCUUCAUCAUGUGGGCUUGCCAGAAAGGCAAUAUCCGGUGCAACAUCUGCAUCUAA(配列番号13)
である。
ここで使用されたB/Washington/02/2019抗原mRNAオープンリーディングフレーム(ORF)の配列は、
AUGAAAGCAAUCAUAGUGCUGCUGAUGGUGGUGACUAGCAAUGCCGAUCGGAUCUGCACCGGCAUCACUUCCAGUAACAGCCCUCAUGUGGUCAAAACCGCCACACAGGGCGAGGUGAACGUGACCGGAGUGAUUCCACUGACAACUACACCAACGAAGAGUCACUUCGCCAACCUGAAGGGCACCGAAACACGAGGCAAGCUCUGCCCCAAGUGUCUGAAUUGCACCGACCUGGACGUCGCUUUGGGCCGCCCUAAAUGUACCGGCAAAAUACCUUCCGCCAGAGUGUCCAUCCUGCACGAGGUGCGCCCCGUGACCUCCGGGUGUUUUCCCAUAAUGCACGACCGCACUAAAAUCCGCCAGCUGCCCAAUCUUCUGAGGGGGUACGAACAUGUCAGGCUGUCCACUCACAACGUGAUCAACGCAGAAGACGCCCCCGGAAGGCCUUAUGAGAUUGGAACCAGUGGGUCCUGCCCAAACAUUACCAACGGCAACGGCUUCUUCGCCACUAUGGCCUGGGCCGUGCCAAAGAACAAGACCGCCACCAACCCCCUGACAAUUGAAGUCCCUUACAUCUGCACAGAGGGAGAGGAUCAGAUCACCGUGUGGGGGUUUCACUCUGAUAACGAAACUCAGAUGGCCAAGCUGUACGGGGAUUCUAAACCCCAGAAGUUCACCAGUAGCGCUAACGGGGUGACCACCCAUUAUGUGUCUCAGAUCGGAGGUUUCCCAAAUCAGACCGAGGACGGCGGACUGCCCCAGUCUGGAAGGAUCGUAGUGGACUAUAUGGUGCAGAAGAGUGGAAAAACCGGCACCAUUACCUAUCAGCGCGGCAUACUGCUGCCACAGAAGGUGUGGUGUGCUUCCGGCAGGUCCAAGGUUAUCAAAGGGUCCCUCCCCCUGAUCGGCGAAGCAGAUUGUCUGCACGAGAAGUACGGCGGACUGAAUAAGAGCAAACCCUACUACACCGGAGAACACGCUAAGGCAAUUGGGAAUUGUCCGAUCUGGGUGAAGACGCCCCUGAAACUGGCCAAUGGCACAAAAUACCGGCCCCCCGCUAAGCUGCUGAAGGAACGGGGGUUCUUCGGCGCCAUAGCCGGCUUUCUGGAGGGAGGCUGGGAGGGCAUGAUAGCCGGGUGGCACGGCUACACUUCCCAUGGGGCUCACGGGGUGGCUGUGGCCGCCGACCUGAAGUCUACGCAGGAAGCUAUCAACAAAAUCACUAAGAACCUGAACAGCCUGUCGGAAUUGGAGGUCAAGAAUCUGCAGCGGCUGAGCGGCGCCAUGGAUGAGCUGCACAAUGAGAUCCUGGAGCUUGACGAGAAGGUCGAUGAUCUUCGGGCCGAUACAAUUAGUAGCCAAAUUGAGUUGGCCGUGCUGCUCAGCAACGAAGGCAUAAUCAACAGCGAGGACGAGCACCUCCUGGCUCUGGAGAGAAAGCUGAAGAAGAUGCUCGGCCCUAGCGCAGUUGAGAUCGGAAACGGCUGCUUCGAAACCAAGCACAAGUGCAACCAGACCUGCCUGGACAGGAUCGCGGCAGGAACAUUCGACGCUGGGGAAUUCAGCCUCCCCACCUUCGACAGCCUGAACAUCACAGCCGCCAGUCUGAAUGAUGACGGACUGGAUAACCAUACCAUCCUGCUGUACUACUCUACCGCUGCUUCCUCCCUGGCCGUGACAUUGAUGAUCGCAAUCUUUGUGGUUUAUAUGGUGAGCCGAGACAACGUCAGUUGCAGUAUCUGCCUUUAA(配列番号14)
である。
ここで使用されたB/Phuket/3073/2013抗原mRNAオープンリーディングフレーム(ORF)の配列は、
AUGAAAGCCAUCAUUGUGCUGCUGAUGGUUGUUACAAGCAACGCCGACCGCAUCUGCACCGGGAUUACAAGCAGCAAUAGCCCUCACGUGGUGAAGACAGCAACACAGGGAGAGGUGAACGUGACCGGCGUGAUUCCACUGACAACCACCCCAACUAAAUCUUACUUUGCAAACCUGAAAGGGACACGGACCAGAGGAAAGCUGUGCCCUGAUUGCCUGAAUUGCACAGACCUGGACGUGGCCCUGGGCAGACCAAUGUGCGUGGGCACUACACCAAGCGCCAAGGCCUCCAUCCUCCAUGAGGUGCGGCCCGUGACUUCUGGAUGUUUCCCCAUUAUGCACGACAGAACCAAGAUUAGACAGCUGCCAAACCUGCUCCGCGGCUACGAGAAAAUUCGCCUGUCUACACAGAAUGUGAUCGACGCCGAGAAGGCUCCAGGAGGACCAUACAGACUGGGGACUUCUGGCAGCUGCCCUAACGCCACCUCUAAGAUCGGGUUCUUCGCAACCAUGGCUUGGGCCGUGCCUAAAGACAAUUACAAGAAUGCCACCAAUCCACUGACUGUCGAGGUGCCAUAUAUUUGCACAGAGGGGGAGGACCAGAUCACUGUGUGGGGCUUUCAUAGCGAUAAUAAGACUCAGAUGAAGUCUCUCUACGGCGACUCUAACCCUCAGAAGUUCACCUCCUCUGCCAACGGGGUGACAACACACUACGUGUCCCAGAUCGGGGACUUUCCUGACCAGACCGAGGAUGGAGGACUGCCUCAGUCUGGACGCAUCGUGGUGGACUAUAUGAUGCAGAAGCCUGGGAAGACCGGCACUAUCGUGUACCAGAGGGGCGUGCUGCUGCCCCAAAAGGUGUGGUGUGCCUCCGGAAGAAGCAAAGUGAUUAAGGGAUCCCUGCCUCUGAUUGGGGAGGCCGAUUGCCUGCAUGAAGAGUAUGGAGGGCUGAACAAGUCCAAGCCAUACUAUACAGGAAAGCACGCAAAAGCCAUCGGCAACUGUCCCAUCUGGGUCAAAACUCCUCUGAAGCUGGCCAACGGCACCAAAUACCGCCCUCCAGCCAAGCUGCUGAAAGAACGCGGAUUCUUCGGCGCCAUUGCAGGGUUUCUGGAAGGAGGCUGGGAGGGCAUGAUUGCUGGAUGGCACGGAUAUACCUCUCACGGCGCUCACGGGGUGGCCGUGGCCGCCGAUCUGAAGUCCACACAGGAGGCAAUUAACAAGAUCACCAAGAAUCUGAAUUCACUGUCCGAGCUCGAAGUGAAAAACCUGCAGCGCCUGUCCGGCGCCAUGGACGAGCUGCACAAUGAAAUCCUGGAGCUGGACGAGAAGGUGGACGACCUGCGGGCUGACACUAUCAGCAGCCAGAUCGAGCUGGCAGUGCUGCUGAGCAAUGAGGGCAUCAUCAACUCAGAAGACGAACACCUCCUGGCACUGGAAAGGAAACUCAAGAAGAUGCUGGGCCCCUCCGCAGUGGACAUUGGGAACGGCUGUUUCGAAACCAAGCAUAAGUGUAACCAGACUUGUCUGGAUAGGAUCGCAGCAGGAACCUUCAACGCCGGCGAAUUUUCUCUGCCAACAUUUGACUCCCUGAACAUCACAGCUGCAUCCCUGAACGACGACGGACUGGACAAUCACACCAUCCUGCUGUACUACUCUACUGCCGCUAGCUCCCUGGCCGUGACCCUGAUGCUGGCCAUCUUCAUCGUGUACAUGGUUUCCAGGGAUAACGUGUCUUGUAGCAUUUGCCUGUAA(配列番号15)
である。
結果
mRNA抗原製造、特徴付け、および発現
種々のインフルエンザ株についての完全長コドン最適化HAおよびNAをコードするmRNAは、非修飾リボヌクレオチドを使用して酵素的に合成した。すべてのmRNA製剤は>95%の5’Cap1を有し、キャピラリー電気泳動上で単一の均質なピークを示した。mRNA-LNP製剤は、制御された条件下、固定された比で種々の脂質成分をmRNAと混合することにより製造した。表5に示されるように、すべてのmRNA-LNPは、>95%カプセル化を示し、均一な流体力学半径は95~105nmの範囲に及び、多分散指数(PDI)は0.060~0.136であった(表5)。
Figure 2023550600000015
クライオ電子顕微鏡(クライオTEM)のCA09 HA mRNA-LNP画像は、多層状内部コア構造を有する均一な球状粒子を示した。フーリエ変換でさらに分析される固体コア構造の層状性は、層間に3.7nmの周期性を示した。顕微鏡写真で見られる粒子の均一な形態は、LNPが適切に集合している均質なLNP製剤であることを示している。
抗原発現は、ヒト骨格筋細胞(HskMC)にCA09 HA、Sing16 HA、Sing16 NA、またはMich15 NAの非カプセル化mRNA構築物を一過性にトランスフェクトすることによりフローサイトメトリーで確かめ、分析のためにタンパク質特異的抗体で染色した。HskMCからの高レベルのHAおよびNA発現が観察され、筋肉細胞での発現による天然型のHA三量体およびNA四量体の適切な集合および輸送が確かめられた。発現されたHAおよびNAタンパク質の細胞内局在を研究するため、HeLa細胞に二価H3N2 LNPをトランスフェクトし、タンパク質を免疫染色および共焦点顕微鏡により可視化した。透過処理した細胞を対応するタンパク質および小胞体(ER)マーカーであるカルネキシンに対する抗体で染色すると、NAシグナルはERにおいて強い共局在(約90%)を示したが、HAはERと中程度に共局在している(25%)ことが分かった。これは初期のNAおよびHAタンパク質が集合のためにERに移動されているという理解(Douら、Front Immunol.(2018)9:1581頁)と一致している。
LNPによるmRNA送達の効率および最適製剤化パラメータの選択は、レポーターmRNA発現を使用して評価した(Thessら、Molecular Therapy(2015)23(1):S55)。非修飾FF-LNP製剤の0.05、0.1、1、5μgいずれかの単回用量をマウスの筋肉内(IM)に投与した。ルシフェラーゼ活性は、平均生物発光により測定されるが、すべての用量で注射後6時間目にピークに達し72時間を過ぎても検出可能であるmRNA構築物からの持続する発現を示していた(図11、パネル(a))。高レベルのmRNA媒介タンパク質発現は、マウスで0.1μgおよび非ヒト霊長類(NHP)で10μgの単回用量でhEPOを用いてさらに検証した。研究は、標準LNP Dlin-MC3-DMA25製剤を対照として使用して、LNPを比較することを意図していた。ELISAにより定量化される血清hEPOは、6時間目に最大の発現を示し、hEPO-LNPを用いて発現されたエリスロポエチンはhEPO-MC3と比べておおよそ12倍であった(図11、パネル(c))。hEPO-LNPとhEPO-MC3の両方がNHPにおいて類似する発現動態を示し、6時間目~72時間目で検出可能であった(図11、パネル(d))。この結果により、in vitroとin vivoの両方での発現のためのmRNAの効率的送達に本LNP製剤が有用であることが確かめられた。
マウスにおけるHA(H1、H3)およびNA(N1、N2)mRNA-LNPの免疫原性
博物誌およびワクチン研究は、インフルエンザHAおよびNAに対する抗体が抗ウイルス機能を有し、両抗原が効果的なインフルエンザワクチンにとって重要であると見なされることを示してきた(Krammerら、Nat Rev Immunol.(2019)19(6):383~97頁)。非修飾CA09 HA-LNPおよびSing16 HA-LNP mRNAワクチンをBALB/cマウス(n=8)において、mRNA-LNP 2、0.4、0.08、または0.016μgが4週間開けたスケジュールで投与される2回投与レジメンで評価した。同じ株の組換えHA(rHA)抗原を使用して、ELISAにおいて全IgG応答を評価した。HA特異的抗体は1回投与後すべての群で検出されたが、力価は2回目の投与後の42日目にピークに達した(図12)。機能的抗体を測定するため、相同株のCA09とSing16に対して赤血球凝集抑制(HAI)応答を評価した。1回目の投与後のHAI力価は、2μg用量のCA09-LNPおよびSing16-LNP処置群について観察でき、28日目にそれぞれGMT160およびGMT70であったけれども、HAI力価のより重大な増加は2回目の投与後に観察された。42日目、GMT力価は、CA09-HA-LNPでは0.016μgおよび0.4μg群でそれぞれ80および2200であり、Sing 16 HA-LNP群では0.016μgおよび0.4μg群でそれぞれ14および100であった(図13)。
同様に、抗NA応答の試験では、マウスを、2、0.4、0.08、または0.016μgのSing16 NA-LNPまたはMich15 NA-LNPで免疫した。組換えNA抗原を用いたELISAを行って、Mich15 NA-LNPまたはSing16 NA-LNP製剤により誘導される全IgG応答を評価した。動物は1回投与後高い抗体結合応答を展開し、2回目の投与後42日目のNA結合抗体が著しく増加した(図14)。酵素結合レクチンアッセイ(ELLA)は、H6N1またはH6N2キメラウイルスに対するノイラミニダーゼ阻害(NAI)活性についての機能的抗体価の代用物として使用した。ワクチンの2回投与は1回投与と比べた場合、機能的抗体応答を実質的に増やしたが、0.016μgのMich15 NA-LNPおよびSing16 NA-LNPという低用量でもそれぞれGMT800およびGMT60を有する力強いNAI力価が1回投与後28日目に記録された。42日目、Sing16 NA-LNP群では、0.4μgと0.016μgの間のGMT力価はそれぞれ900および10200であり、用量依存性応答を示しており、Mich15 NA-LNPの場合、力価はULOQを超えていた(図15)。
マウスでのウイルスチャレンジからの防御
マウスインフルエンザウイルスチャレンジモデルでのmRNAワクチンの効能を試験するため、我々は、0週目と4週目にCA09 HA-LNP 0.4μgを2回投与のLNP希釈バッファーでの陰性対照群と一緒にBALB/cマウスにIM接種した。研究日0、14、28、42、56、92、および107のワクチン群血清試料のHAI力価は、56日目および92日目にそれぞれ1660および1:830のGMTを有するロバストな免疫応答を示した(図16A)。93日目、すべてのマウスに、CA09に相同なBelgium09ウイルスを、50%致死結果を引き起こすことができる4倍用量(4×LD50)で鼻腔内にチャレンジした。ワクチン群マウスすべてがチャレンジを生き残り、死亡率はなく、5%未満の一時的体重減少を特徴とするある軽い病的症状があった(図16B)。しかし、希釈対照群のマウスは有意な急速な体重減少を被り、これにより9日目までに高い死亡率(90%)をもたらした。これらの結果により、致死マウスインフルエンザチャレンジモデルでのHAベースのMRT製剤の高い効能が実証された。
NAベースのMRTワクチンの防御的効能を評価するため、我々は、BALB/cマウスにおいて類似のチャレンジ実験を行った。Mich15 NA-LNPワクチンはナイーブマウスにおいて1回免疫化後ロバストなNAI力価を誘発したので(図16A)、我々は、4週間の間隔にわたりMich15 NA-LNP0.4または0.016μgを投与する1回または2回の投与レジメンを評価した。対照群は同じレジメンでワクチン接種され、hEPO-LNP0.6μgまたは希釈バッファーを受けた。1回投与後にロバストなNAI力価が観察され、Mich15 NA-LNPの0.4μgで14,000NAI、0.016μgで1,800NAIのGMTが28日目に記録された(図17A)。42日目の2回目の免疫化後、NAI力価は4μgで108,000NAI、0.016μg群で37,000NAIまで上昇した。ワクチン接種レジメン後12週間を超えた後、すべての群に4×LD50のBelgium09 H1N1ウイルスでチャレンジした。処置群による基準線からの経時的な個々の体重変化は図17Bにグラフで示されている。2つの対照群のマウスはすべて有意な病的状態を被り、すべての動物は、感染の8日後までに>20%の体重減少のせいで安楽死させなければならなかった。注目すべきことに、ワクチン群の1頭を除くすべての動物が1回投与0.016μg群においてチャレンジを生き延び、わずか0.016μgのMich15 NA-LNPの1回投与後でも、死亡に対する高い防御的効能を示していた。もっと高い用量(0.4μg)は、全体的な高い防御を示したが、HA免疫化とは対照的に、NAワクチン接種は体重減少を防御するには十分ではなかった。なぜならば、ワクチン接種された動物は最初の体重の10%の中位な体重減少を示したからであり、これは他のNAワクチンについて報告された知見と一致していた。体重回復はワクチン接種された群について観察され、基準線と比べて低用量で2.7%、もっと高い用量で4.8%の体重増の平均最終体重変化を生じた。全体では、結果により、1回低用量MRT NA-LNPワクチン接種が、インフルエンザNA活性をブロックするために測定可能でありマウスにおいて致死チャレンジに対して防御するのに十分な機能的抗体を誘発できることが実証された。
NHPにおけるHA(H3)mRNA-LNPの免疫原性
NHPにおいてmRNA-LNPの免疫原性を評価するため、15、45、135、および250μgのSing16 HA-LNPを取り扱う用量範囲研究をNHPで実施した。1回目の免疫化後、ワクチン接種されたNHPはすべてELISAに言及されている通り、組換えHAタンパク質に反応性の抗体を発現させた(図18)。力価のさらなるブーストが2回目の投与後に観察された。驚くべきことに、15μg用量が誘導したELISA力価は、135μg用量レベルの1/1.8に過ぎず(95%CI 1.0、3.6)、用量飽和が15μgレベルに近いことを示唆していた。ロバストなHAI抗体は42日目にすべての用量群において誘導され、記録されたGMTは、15μgでは400、45μgでは700、135μgでは900、および250μgでは570であった。42日目、95%CIを有するGMT力価の増加倍率は、135μg~15μgで2.2倍(1.0;5.0)であり、135μg~45μg処置群で1.3倍(0.6;2.8)であり、用量が増えるとともに力価も高くなる傾向が観察されたにもかかわらず、群間の差は極小であることを示していた(図19A)。マイクロ中和(MN)アッセイにより評価される中和力(図19B)は、より用量効果に向かう傾向を示し、28日目に15μgでは40、45μgでは180、135μgでは300のGMTであった。
動物モデルにおいてT細胞が、ウイルス負荷を減らし疾患重症度を制限するのに効果的であることが明らかにされているので(Rimmelzwaanら、Vaccine(2008)26(4):D41~D44;Sridharら、Nat Med.(2013)19(10):1305~12頁;Sridharら、Front Immunol.(2016)7:195頁)、我々は、Sing16 HA-LNP45、135、250μgをまたは組換えHA45μgをワクチン接種されたNHPにおいてリコールT細胞を評価した。42日目に収集されたPBMCは、Sing16 HAの全配列に及ぶプールされたオーバーラッピングペプチドでのリコール刺激を用いた、IFN-γ(Th1サイトカイン)およびIL-13(Th2サイトカイン)ELISPOTアッセイにおいて評価した。250μg群の1頭を除くすべてのワクチン接種された動物がIFN-γ分泌細胞を発現し、PBMC100万個当たり28~1328個のスポット形成細胞(SFC)の範囲に及んだ(図20A)。注目すべきことに、用量応答は観察されず、動物の低いほうと高いほうの用量レベル群はIFN-γ分泌細胞の匹敵する出現頻度を示した。これとは対照的に、組換えSing16 HAタンパク質で免疫された対照群のすべての動物は、IFN-γ産生細胞が存在しないことを示した。IL-13サイトカイン分泌細胞の存在は、試験したすべての群において検出されなかったまたは非常に低かった(図20B)。データは、Sing16 HA-LNPがNHPにおいて強力なTh1偏向細胞応答を誘導したことを示唆しており、これは、現在開発中のSARS-CoV-2ワクチン、MRT5500を用いて見られる細胞応答に匹敵する(Kalninら、上記)。
Sing16 HA-LNPを用いた免疫化後にNHPにおいてメモリーB細胞(MBC)の出現頻度を調べるため、体液性免疫記憶の読み出し情報として抗原特異的MBCを定量化するELISPOTアッセイが開発された。180日目、PBMCは、Sing16 HA mRNA-LNP45μgもしくは15μgの製剤を用いてまたは45μg用量でのコンパレータとしての組換えHAを用いて免疫されたNHPから収集された。メモリーB細胞を抗体分泌細胞(ASC)まで動かすように最適化されているPBMCの4日ポリクローナル刺激を実施し、刺激されたPBMCを抗原特異的ELISPOTに蒔き、そこでは抗原特異的ASCの出現頻度を決定することができた。次に、抗原特異的メモリーB細胞は全IgG+メモリーB細胞のパーセンテージとして定量化した。抗原特異的メモリーB細胞はすべての動物で検出され、その出現頻度は、45μg用量群では1~5%、15μg用量群では0.3~1.5%の範囲に及んだ。rHA免疫化動物では、メモリーB細胞応答は著しく低いと思われた。なぜならば、抗原特異的メモリーB細胞は6頭の動物のうち5頭で検出不能であったからである(図21)。Sing16 HA-LNPは、他のmRNAワクチン同様に、集団の免疫を延ばす見込みがある抗HA特異的メモリーB細胞の集団を誘発すると結論付けられた(Lindgrenら、Front Immunol.(2019)10:614頁)。
多価インフルエンザウイルス抗原
mRNA-LNPプラットホームの利点は、複数のmRNA抗原構築物に対するLNPカプセル化の柔軟性である。しかし、抗原性干渉という懸念に取り組むためには、この潜在力は試験する必要がある。インフルエンザ抗原の組合せを調べるため、H3H1、H3N2、またはN1N2組合せでそれぞれのmRNAを0.2μg含有する二価製剤として、またはそれぞれの対応する抗原0.2μgを含有する一価で、共カプセル化されたHAとNA mRNAをLNPに製剤化した。これらの製剤をマウスに投与して、個々の抗原の機能的力価を二価対一価製剤で比較することにより、免疫原性に対する任意の抗原干渉を判定した(図22、パネル(a)~(c)および表6)。
Figure 2023550600000016
H1H3コンボでは、共カプセル化ワクチンと別々に投与されるワクチンの間では、HAI力価については時点に関わらず統計的有意差(p=0.2584)は観察されず、H3力価については42日目に有意差(p=0.8389)は観察されなかった。H3N2コンボでは、ワクチンのNA成分はHA成分と組み合わせて高い中和抗体を誘発し、HA優勢がないことを実証した。共カプセル化ワクチンと別々に投与されるワクチンの間では、H3力価については時点に関わらず統計的有意差(p=0.2960)は観察されず、N2力価については42日目に有意差(p=0.0904)は観察されなかった。同様に、N1N2コンボではN2について統計的有意差(p=0.3899)はなかった。共カプセル化ワクチンと別々に投与されるワクチンについての42日目のN1力価は、定量限界を超えていた。したがって、N2N1、H3H1、またはH3N2の組合せは、別々に製剤化された個々のLNPに等価な抗体価を生み出した。
共カプセル化H1、N1、H3、および/またはN2 mRNAの四価製剤をさらに調べた。これらの製剤は、それぞれのインフルエンザ抗原mRNA2.5μgおよび組合せで必要な場合は非コードmRNA(nc mRNA)の充填量で構成される全部で10μgでNHPにおいて試験し、四価(H1N1H3N2)、二価(H1N1またはH3N2)、または一価(H1、H3、N1、またはN2)LNPを生じた(表7)。
Figure 2023550600000017
H1もしくはH3に対するHAI力価、またはN1もしくはN2に対するNAI力価を、一価製剤対二価または四価製剤の間で比較した(図23)。42日目、四価群のH1に対するHAI力価は、H1一価群(p=0.9054、t-検定、独立検定、両側検定)またはH1N1二価群(p=0.8002)の力価と分析した場合、匹敵していた。同様に、四価群のH3 HAI力価は、H3一価群(p=0.2504)またはH3N2二価群(p=0.5894)と分析した場合、匹敵していた。N1に対するNAI力価は、N1一価mRNAまたはH1N1二価mRNAまたは四価H1N1H3N2 mRNA製剤をワクチン接種された動物の群ではほとんど同一であった。同様に、N2一価mRNA(p=0.8485)またはH3N2二価mRNA(0.4545)と四価H1N1H3N2 mRNA製剤の間でN2 NAI力価に差はなかった。
全体では、これらの知見は、この用量レベルでのHA/NA mRNA-LNPの共カプセル化ワクチンまたは組合せ多価ワクチンが、抗原干渉の懸念もなく4種の抗原すべてを送達でき、すべての抗原が、これらの抗原が単独で送達された場合の製剤中と同じくらい免疫原性であったことを示している。
追加のLNP製剤
mRNAワクチン用の追加のLNP製剤を製造し、脂質C(カチオン性脂質GL-HEPES-E3-E10-DS-3-E18-1を含有する)、脂質D(カチオン性脂質GL-HEPES-E3-E12-DS-4-E10を含有する)、および脂質E(カチオン性脂質GL-HEPES-E3-E12-DS-3-E14を含有する)と名付けた。ヒトエリスロポエチン(hEPO)mRNAはテストmRNAとして使用した。hEPOの発現は、LNPを注射したマウスから採取した試料からELISAにより測定した。試料は、注射の6時間、24時間、48時間、および72時間後に採取した。図24に示されるように、hEPO発現は、カチオン性脂質MC3を含有する対照LNP製剤と比べて、LNP製剤脂質A、脂質B、脂質C、脂質D、および脂質Eではすべての時点で、一貫して高かった。
下の表8は、MC3カチオン性脂質を含有する対照LNPと比べた結果をまとめている。
Figure 2023550600000018
次に、同じhEPO mRNA-LNP製剤を非ヒト霊長類(NHP)で試験した。試料は、注射後の6時間、48時間、および96時間目に採取した。図25に示されるように、それぞれのLNP製剤は、MC3対照製剤に匹敵するレベルのhEPOを産生した。
インフルエンザHAコードmRNA-LNP製剤もNHPで試験した。NHPは筋肉内注射により10μgでLNP製剤を投与し、試料は注射後28日および42日目に採取した。HAI力価は上記の通りに測定した。図26に示されるように、それぞれのLNP製剤は、MC3対照製剤に匹敵するまたはそれよりも高いHAI力価を生じた。
図26に示されるのと同じ実験を実施し、HAI力価をCal09 H1インフルエンザ抗原を用いて測定した。図27に示されるように、それぞれのLNP製剤は、MC3対照製剤に匹敵するまたはそれよりも高いHAI力価を生じた。
図28に示されるように、Sing16 H3抗原を用いたHAI力価は、LNP製剤脂質Cおよび脂質Dでは上昇していた。
呼吸器多核体ウイルス(RSV)Fタンパク質コードmRNA LNP製剤
LNP中の異なるカチオン性脂質の効果を、LNPカプセル化RSV Fタンパク質mRNAについて試験した。脂質A、脂質B、脂質C、脂質D、および脂質EのLNP製剤を試験した。それぞれのLNPは、5種のカチオン性脂質のうちの1つ40%、リン脂質DOPE30%、ペグ化脂質DMG-PEG2000を1.5%、およびコレステロール28.5%で構成されていた。カチオン性脂質MC3を有するLNPも使用され、工業ベンチマークと見なされた(Jayaramanら、Angew Chem Int Ed.51:8529~33頁.2012年)。
試験されたFタンパク質はFD3と名付けられ、融合前RSV Fタンパク質と一致する。FD3のアミノ酸配列は下に列挙されている。
FD3
MELLILKANAITTILTAVTFCFASGQNITEEFYQSTCSAVSKGYLSALRTGWYTSVITIELSNIKENKCNGTDAKVKLIKQELDKYKNAVTELQLLMGSGNVGLGGAIASGVAVSKVLHLEGEVNKIKSALLSTNKAVVSLSNGVSVLTFKVLDLKNYIDKQLLPILNKQSCSISNPETVIEFQQKNNRLLEITREFSVNAGVTTPVSTYMLTNSELLSLINDMPITNDQKKLMSNNVQIVRQQSYSIMSIIKEEVLAYVVQLPLYGVIDTPCWKLHTSPLCTTNTKNGSNICLTRTDRGWYCDNAGNVSFFPQAETCKVQSNRVFCDTMNSRTLPSEVNLCNVDIFNPKYDCKIMTSKTDVSSSVITSLGAIVSCYGKTKCTASNKNRGIIKTFSNGCDYVSNKGVDTVSVGNTLYYVNKQEGKSLYVKGEPIINFYDPLVFPSDEFDASISQVNELINQSLAFINQSDELLHNVNAGKSTTNIMITTIIIVIIVILLSLIAVGLLLYCKARSTPVTLSKDQLSGINNIAFSN(配列番号16)
本明細書に記載されるmRNA分子は、RSV Fタンパク質抗原をコードするオープンリーディングフレーム(ORF)、少なくとも1つの5’非翻訳領域(5’UTR)、少なくとも1つの3’非翻訳領域(3’UTR)、および少なくとも1つのポリアデニル化(ポリ(A))配列を含む。mRNAは、以下の構造:
Figure 2023550600000019
を有する5’キャップをさらに含む。
RSV Fタンパク質をコードするmRNAオープンリーディングフレーム(ORF)の核酸配列は下に列挙されている。
FD3 mRNA ORF:
AUGGAACUGCUGAUCCUCAAAGCCAACGCAAUCACCACCAUUCUCACCGCUGUGACCUUCUGCUUCGCAUCGGGGCAGAACAUCACUGAAGAGUUUUACCAGAGCACUUGCAGCGCGGUGUCAAAGGGUUACCUUUCCGCACUGCGGACCGGAUGGUACACUUCCGUGAUCACCAUUGAGCUCAGCAACAUCAAGGAAAACAAGUGCAAUGGCACCGACGCCAAGGUCAAGCUGAUCAAACAAGAACUGGACAAGUACAAGAACGCCGUGACAGAAUUGCAGCUCCUGAUGGGAUCCGGAAACGUCGGUCUGGGCGGAGCCAUCGCGAGUGGAGUGGCUGUGUCCAAGGUCUUGCACCUCGAGGGAGAAGUGAACAAGAUCAAGUCCGCGCUGCUGUCAACGAACAAGGCCGUGGUGUCCCUGUCUAACGGCGUCAGCGUGCUGACGUUCAAGGUCCUGGACCUGAAGAAUUACAUUGACAAGCAGCUGCUGCCCAUCCUCAACAAGCAAUCCUGCUCCAUCUCCAACCCCGAAACCGUGAUCGAGUUCCAGCAGAAGAACAACCGCCUGCUGGAAAUUACUCGCGAGUUCUCUGUGAAUGCCGGCGUGACCACCCCUGUGUCCACCUACAUGCUGACCAACUCCGAGCUUCUCUCCCUUAUCAAUGACAUGCCUAUCACGAACGACCAGAAGAAGCUGAUGUCGAACAACGUGCAGAUUGUGCGGCAGCAGUCAUACAGCAUCAUGUCGAUCAUCAAGGAAGAAGUGCUGGCGUACGUGGUGCAACUCCCGCUGUACGGCGUCAUCGAUACCCCGUGCUGGAAGCUGCACACCUCGCCUUUGUGUACCACCAACACCAAGAACGGAUCCAACAUCUGCUUAACCCGGACUGAUCGGGGUUGGUACUGCGACAACGCCGGGAAUGUUUCGUUCUUCCCACAAGCCGAGACUUGUAAAGUGCAGUCAAACAGAGUGUUCUGUGACACCAUGAACUCGAGAACCCUGCCCAGCGAAGUGAACCUGUGUAACGUCGACAUCUUUAACCCAAAAUACGAUUGCAAGAUUAUGACCAGCAAAACCGACGUGUCCUCCUCCGUGAUAACAAGCCUGGGGGCGAUUGUGUCAUGCUACGGAAAGACUAAGUGCACCGCCUCGAACAAGAACCGCGGCAUCAUUAAGACUUUCUCGAAUGGUUGCGACUAUGUGUCCAACAAGGGCGUGGAUACUGUGUCAGUCGGGAAUACUCUUUACUACGUGAACAAGCAGGAGGGGAAAAGCCUCUACGUGAAGGGAGAGCCUAUUAUCAACUUUUACGAUCCGCUGGUGUUCCCGUCCGACGAAUUCGACGCCAGCAUCAGCCAAGUCAACGAGCUGAUUAACCAGUCCCUCGCCUUCAUCAACCAAUCCGACGAGCUCCUGCAUAACGUGAACGCCGGAAAGUCCACCACCAACAUCAUGAUCACUACUAUUAUCAUCGUGAUCAUCGUCAUCCUGCUGAGCCUGAUUGCUGUGGGCCUGUUGCUGUAUUGCAAAGCCAGGUCCACCCCGGUCACCCUGUCGAAGGAUCAGCUGUCCGGAAUCAACAACAUUGCCUUCUCCAACUAA(配列番号17)
RSV Fタンパク質をコードするDNA鋳型の核酸配列は下に列挙されている。
FD3 DNA:
ATGGAACTGCTGATCCTCAAAGCCAACGCAATCACCACCATTCTCACCGCTGTGACCTTCTGCTTCGCATCGGGGCAGAACATCACTGAAGAGTTTTACCAGAGCACTTGCAGCGCGGTGTCAAAGGGTTACCTTTCCGCACTGCGGACCGGATGGTACACTTCCGTGATCACCATTGAGCTCAGCAACATCAAGGAAAACAAGTGCAATGGCACCGACGCCAAGGTCAAGCTGATCAAACAAGAACTGGACAAGTACAAGAACGCCGTGACAGAATTGCAGCTCCTGATGGGATCCGGAAACGTCGGTCTGGGCGGAGCCATCGCGAGTGGAGTGGCTGTGTCCAAGGTCTTGCACCTCGAGGGAGAAGTGAACAAGATCAAGTCCGCGCTGCTGTCAACGAACAAGGCCGTGGTGTCCCTGTCTAACGGCGTCAGCGTGCTGACGTTCAAGGTCCTGGACCTGAAGAATTACATTGACAAGCAGCTGCTGCCCATCCTCAACAAGCAATCCTGCTCCATCTCCAACCCCGAAACCGTGATCGAGTTCCAGCAGAAGAACAACCGCCTGCTGGAAATTACTCGCGAGTTCTCTGTGAATGCCGGCGTGACCACCCCTGTGTCCACCTACATGCTGACCAACTCCGAGCTTCTCTCCCTTATCAATGACATGCCTATCACGAACGACCAGAAGAAGCTGATGTCGAACAACGTGCAGATTGTGCGGCAGCAGTCATACAGCATCATGTCGATCATCAAGGAAGAAGTGCTGGCGTACGTGGTGCAACTCCCGCTGTACGGCGTCATCGATACCCCGTGCTGGAAGCTGCACACCTCGCCTTTGTGTACCACCAACACCAAGAACGGATCCAACATCTGCTTAACCCGGACTGATCGGGGTTGGTACTGCGACAACGCCGGGAATGTTTCGTTCTTCCCACAAGCCGAGACTTGTAAAGTGCAGTCAAACAGAGTGTTCTGTGACACCATGAACTCGAGAACCCTGCCCAGCGAAGTGAACCTGTGTAACGTCGACATCTTTAACCCAAAATACGATTGCAAGATTATGACCAGCAAAACCGACGTGTCCTCCTCCGTGATAACAAGCCTGGGGGCGATTGTGTCATGCTACGGAAAGACTAAGTGCACCGCCTCGAACAAGAACCGCGGCATCATTAAGACTTTCTCGAATGGTTGCGACTATGTGTCCAACAAGGGCGTGGATACTGTGTCAGTCGGGAATACTCTTTACTACGTGAACAAGCAGGAGGGGAAAAGCCTCTACGTGAAGGGAGAGCCTATTATCAACTTTTACGATCCGCTGGTGTTCCCGTCCGACGAATTCGACGCCAGCATCAGCCAAGTCAACGAGCTGATTAACCAGTCCCTCGCCTTCATCAACCAATCCGACGAGCTCCTGCATAACGTGAACGCCGGAAAGTCCACCACCAACATCATGATCACTACTATTATCATCGTGATCATCGTCATCCTGCTGAGCCTGATTGCTGTGGGCCTGTTGCTGTATTGCAAAGCCAGGTCCACCCCGGTCACCCTGTCGAAGGATCAGCTGTCCGGAATCAACAACATTGCCTTCTCCAACTAA(配列番号18)
5’UTRおよび3’UTRの核酸配列は下に列挙されている。
5’UTR:
GGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACG(配列番号19)
3’UTR:
CGGGUGGCAUCCCUGUGACCCCUCCCCAGUGCCUCUCCUGGCCCUGGAAGUUGCCACUCCAGUGCCCACCAGCCUUGUCCUAAUAAAAUUAAGUUGCAUC(配列番号20)
RSV Fタンパク質をコードする完全長mRNAの核酸配列は下に列挙されている。
FD3 mRNA:
GGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGACCUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCCGGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAGUGACUCACCGUCCUUGACACGAUGGAACUGCUGAUCCUCAAAGCCAACGCAAUCACCACCAUUCUCACCGCUGUGACCUUCUGCUUCGCAUCGGGGCAGAACAUCACUGAAGAGUUUUACCAGAGCACUUGCAGCGCGGUGUCAAAGGGUUACCUUUCCGCACUGCGGACCGGAUGGUACACUUCCGUGAUCACCAUUGAGCUCAGCAACAUCAAGGAAAACAAGUGCAAUGGCACCGACGCCAAGGUCAAGCUGAUCAAACAAGAACUGGACAAGUACAAGAACGCCGUGACAGAAUUGCAGCUCCUGAUGGGAUCCGGAAACGUCGGUCUGGGCGGAGCCAUCGCGAGUGGAGUGGCUGUGUCCAAGGUCUUGCACCUCGAGGGAGAAGUGAACAAGAUCAAGUCCGCGCUGCUGUCAACGAACAAGGCCGUGGUGUCCCUGUCUAACGGCGUCAGCGUGCUGACGUUCAAGGUCCUGGACCUGAAGAAUUACAUUGACAAGCAGCUGCUGCCCAUCCUCAACAAGCAAUCCUGCUCCAUCUCCAACCCCGAAACCGUGAUCGAGUUCCAGCAGAAGAACAACCGCCUGCUGGAAAUUACUCGCGAGUUCUCUGUGAAUGCCGGCGUGACCACCCCUGUGUCCACCUACAUGCUGACCAACUCCGAGCUUCUCUCCCUUAUCAAUGACAUGCCUAUCACGAACGACCAGAAGAAGCUGAUGUCGAACAACGUGCAGAUUGUGCGGCAGCAGUCAUACAGCAUCAUGUCGAUCAUCAAGGAAGAAGUGCUGGCGUACGUGGUGCAACUCCCGCUGUACGGCGUCAUCGAUACCCCGUGCUGGAAGCUGCACACCUCGCCUUUGUGUACCACCAACACCAAGAACGGAUCCAACAUCUGCUUAACCCGGACUGAUCGGGGUUGGUACUGCGACAACGCCGGGAAUGUUUCGUUCUUCCCACAAGCCGAGACUUGUAAAGUGCAGUCAAACAGAGUGUUCUGUGACACCAUGAACUCGAGAACCCUGCCCAGCGAAGUGAACCUGUGUAACGUCGACAUCUUUAACCCAAAAUACGAUUGCAAGAUUAUGACCAGCAAAACCGACGUGUCCUCCUCCGUGAUAACAAGCCUGGGGGCGAUUGUGUCAUGCUACGGAAAGACUAAGUGCACCGCCUCGAACAAGAACCGCGGCAUCAUUAAGACUUUCUCGAAUGGUUGCGACUAUGUGUCCAACAAGGGCGUGGAUACUGUGUCAGUCGGGAAUACUCUUUACUACGUGAACAAGCAGGAGGGGAAAAGCCUCUACGUGAAGGGAGAGCCUAUUAUCAACUUUUACGAUCCGCUGGUGUUCCCGUCCGACGAAUUCGACGCCAGCAUCAGCCAAGUCAACGAGCUGAUUAACCAGUCCCUCGCCUUCAUCAACCAAUCCGACGAGCUCCUGCAUAACGUGAACGCCGGAAAGUCCACCACCAACAUCAUGAUCACUACUAUUAUCAUCGUGAUCAUCGUCAUCCUGCUGAGCCUGAUUGCUGUGGGCCUGUUGCUGUAUUGCAAAGCCAGGUCCACCCCGGUCACCCUGUCGAAGGAUCAGCUGUCCGGAAUCAACAACAUUGCCUUCUCCAACUAACGGGUGGCAUCCCUGUGACCCCUCCCCAGUGCCUCUCCUGGCCCUGGAAGUUGCCACUCCAGUGCCCACCAGCCUUGUCCUAAUAAAAUUAAGUUGCAUC(配列番号21)
LNP-RSV FD3 mRNA組成物をNHPに投与した。6頭のカニクイマカクの群は、0日目および21日目に筋肉内(IM)注射により、上のLNPでカプセル化されたmRNAの5μg用量、またはAl(OH)でアジュバント添加されたRSV Pre-F NPサブユニット対照ワクチンの10μg用量を投与された。サルはそれぞれのワクチン投与に先立って、ならびに最後のワクチン接種後2週間で(D35)出血させた。図29に示されるように、試験されたカチオン性脂質すべてが、アルミニウムアジュバントを用いたPre-F NPに類似するレベルまで抗RSV Fタンパク質抗体の産生を効果的に誘導した。
図30に示されるように、試験されたカチオン性脂質すべてが、アルミニウムアジュバントを用いたPre-F NPに類似するレベルまで効果的なRSV中和価を生み出した。
図29と図30の累積的な結果は下の表9および表10に示されている。
Figure 2023550600000020
Figure 2023550600000021
より質の良い免疫応答は、抗体価/中和価比を表すより低い値で示される。ここでは、LNP製剤脂質Bが最も質の良い免疫応答を示し、すべてのLNP製剤は、非mRNAワクチン、Pre-F NPと比べて優れた質の免疫応答を示し、いくつかは、MC3の工業ベンチマークLNP製剤よりも良好であった。
SARS-CoV-2スパイク(S)タンパク質コードmRNA LNP製剤
SARS-CoV-2スパイク(S)タンパク質コードmRNAを有するLNP製剤
SARS-CoV-2 Sタンパク質コードmRNAを含有するLNP製剤をヒト対象に投与した。対象には製剤脂質BのLNPを投与した。非修飾mRNAは、フューリン切断部位を取り除き残基986および987をプロリンに変異させるように変異されたSARS-CoV-2 Sタンパク質をコードしていた。対象には、下に記載されるNCT04798027についての臨床試験プロトコルの下でLNP-SARS-CoV-2ワクチンを投与した。
これは、センチネルコーホート続いて完全登録コーホートからなる連続群予防研究であった。センチネルコーホートには3用量レベル(それぞれの用量レベルについて18~49歳で25人の参加者まで)があり、これは、それぞれの用量レベルおよびそれぞれのワクチン接種について段階的安全評価と一緒に非盲検様式で行った。すべてのセンチネル参加者は、21日間隔を開けて2回のワクチン接種を受けた。完全登録コーホートでは、登録時の年齢に基づいて2つの年齢群:若い成人の年齢群(18~49歳で140人の参加者)および高齢者年齢群(≧50歳で168人の参加者)に階層化された。完全登録コーホート1(群1~4)は1回注射の研究介入を受け、コーホート2(群5~8)の参加者は2回ワクチン接種(21日間隔を開けて与えられる)を受けた。すべての群の投与経路は筋肉内(IM)であった。
試験:群1 - 1日目にSARS-CoV-2 mRNAワクチン製剤1の1回注射
試験:群2 - 1日目にSARS-CoV-2 mRNAワクチン製剤2の1回注射
試験:群3 - 1日目にSARS-CoV-2 mRNAワクチン製剤3の1回注射
プラセボコンパレータ:群4 - 1日目にプラセボ(0.9%生理食塩水)の1回注射
試験:群5 - 1日目および22日目にSARS-CoV-2 mRNAワクチン製剤1の2回注射
試験:群6 - 1日目および22日目にSARS-CoV-2 mRNAワクチン製剤2の2回注射
試験:群7 - 1日目および22日目にSARS-CoV-2 mRNAワクチン製剤3の2回注射
プラセボコンパレータ:群8 - 1日目および22日目のプラセボ(0.9%生理食塩水)の2回注射
研究の結果は、2回目の注射の2週間後、試験された3種の投与量すべてにわたり、研究参加者の91%~100%で中和抗体陽転(基準線に対して4倍増加と定義される)を示した。安全性の懸念は観察されず、忍容性プロファイルは他の非修飾mRNA SARS-CoV-2ワクチンと匹敵している。
四価または八価インフルエンザワクチンLNP製剤に関するさらなる研究
種々の多価LNP-インフルエンザmRNAワクチンを投与されたマウスからHAI力価およびNAI力価を測定した。HAI力価は、インフルエンザ株A/Michigan/45/2015、A/SINGAPORE/INFIMH160019/2016、B/Maryland/15/2016 BX69A、およびB/Phuket/3073/2013に対して測定した。NAI力価は、インフルエンザ株A/Michigan/45/2015、A/SINGAPORE/INFIMH160019/2016、B/Colorado/06/201、およびB/Phuket/3073/2013に対して測定した。
HAI力価およびNAI力価は、一価または四価HAまたはNA mRNAワクチンを受けるマウスに対して比較した。
マウスに、0日目にプライムワクチンおよび21日目に同じ投与量のブースターワクチンを注射した。1、20、22、および35日目に血液を採取した。HAまたはNA抗原をコードするmRNAを含有する一価組成物では以下のそれぞれをコードするmRNAを個々に使用した:B/Victoria系統由来のH1、H3、HA、およびB/Yamagata系統由来のHA(具体的には、株A/Michigan/45/2015;A/Singapore/Infimh160019/2016;B/Maryland/15/2016;およびB/Phuket/3037/2013由来の)。B/Victoria系統由来のN1、N2、NAのそれぞれおよびB/Yamagata系統由来のNA、ならびにB/Victoria系統由来のH1、H3、HAのそれぞれ、およびB/Yamagata系統由来のHA(具体的には、株A/Michigan/45/2015;A/Singapore/Infimh160019/2016;B/Colorado/06/2017;およびB/Phuket/3037/2013由来の)をコードするmRNAを含有する四価ワクチン組成物も準備した。最後に、B/Victoria系統由来のH1、H3、HAのそれぞれ、B/Yamagata系統由来のHA、B/Victoria系統由来のN1、N2、NAのそれぞれおよびB/Yamagata系統由来のNA(具体的には、株A/Michigan/45/2015;A/Singapore/Infimh160019/2016;B/Colorado/06/2017;およびB/Phuket/3037/2013由来の)をコードするmRNAを含有する八価ワクチン組成物を準備し、八価ワクチンとして投与した。すべての組成物についてそれぞれのmRNAは、0.4μg/株の量で添加した。それぞれの群で、n=6マウス。
それぞれの実験群の概要は下の表11に列挙している。
Figure 2023550600000022
図31に示されるように、八価mRNA-LNP製剤は、4種のインフルエンザ株のうちの3種について四価の4倍以内のHAI力価をもたらした。
上記群のそれぞれについてのNAI力価結果の概要は図33に示されている。八価mRNA-LNP製剤は、四価mRNA-LNP製剤に匹敵するNAI力価を生じた。
このように、データは、八価ワクチンがロバストなHAおよびNA免疫応答を誘導できたこと、および4種の異なるインフルエンザ株由来の免疫優性HAの存在が抗NA免疫応答を抑制するまたは妨害するとは思われないことを実証する。
HAおよびNAI力価についてのハイコンテンツイメージングベースの中和試験(HINT)力価は、種々の多価LNP-インフルエンザmRNAワクチンを投与されたフェレットからさらに測定した。HINTアッセイは、Jorqueraら(Scientific Reports.9:2676頁.2019年)にさらに詳細に記載されており、前記文献は参照によって本明細書に組み入れる。HINT力価は、インフルエンザ株A/Michigan/45/2015、A/SINGAPORE/INFIMH160019/2016、B/IOWA/06/2017、およびB/Phuket/3073/2013に対して測定された。NAI力価は、インフルエンザ株A/Michigan/45/2015、A/SINGAPORE/INFIMH160019/2016、B/Colorado/06/2017、およびB/Phuket/3073/2013に対して測定された。
多価ワクチン免疫原性を評価するために使用されたフェレットは、下の表12に示されるように、(1)NA抗原をコードする4種のmRNA(N1、N2、BvNA、およびByNA)の混合物、(2)HA抗原をコードする4種のmRNA(H1、H3、BvHA、およびByHA)の混合物、または(3)NA抗原をコードする4種のmRNA(N1、N2、BvNA、およびByNA)およびHA抗原をコードする4種のmRNA(H1、H3、BvHA、およびByHA)の混合物で21日間隔を開けて2回ワクチン接種された。それぞれのHAは、以下の4種の株:A/Michigan/45/2015(H1);A/Singapore/Infimh-16-0019/2016(H3);B/Iowa/06/2017(B/Victoria系統);およびB/Phuket/3073/2013(B/Yamagata系統)のうちの1つに由来するHAを含む。抗原はすべて1:1比で投与された。
それぞれの実験群の概要は下の表12に列挙されている。
フェレットはすべて、要求される通り、基準線時に、ブースター1日前または直前に、ブースター接種時に、およびチャレンジ2週間後に、鎮静下(イソフルラン)で出血させた。血清試料(必要とされるまで-20℃で貯蔵)をELLAにより試験してNAI活性を評価した。さらに、赤血球凝集抑制アッセイ(HAI)に着手して、多価ワクチン接種に続く赤血球凝集素抗原に対する抗体応答を評価した。
Figure 2023550600000023
上記群のそれぞれについてのHINT結果の概要は図32に示されている。八価mRNA-LNP製剤は、四価mRNA-LNP製剤に匹敵するHINT力価を生じた。
上記群のそれぞれについてのNAI力価結果の概要は、図34(20日目)および図35(42日目)に示されている。八価mRNA-LNP製剤は、四価mRNA-LNP製剤に匹敵するNAI力価を生じた。これは、20日目から42日目試料に当てはまった。
脂質Aまたは脂質B LNP製剤中のmRNAを用いて記録されたインフルエンザ異種サブタイプ株に対する機能的抗体価
NHPにおいてmRNA-LNPの免疫原性を評価するため、脂質Aまたは脂質B LNP製剤中にカプセル化されたSing16 HAコードmRNA(HA A/Singapore/INFIMH-16-0019/2016をコードする)の0、15、45μgを免疫した。ナイーブオスおよびメスのモーリシャス島起源のカニクイマカク(Macaca fascicularis)を使用した。研究開始時、動物の体重は>2kgで年齢は>2歳であった。群は処置群当たり最大6頭の動物からなり、研究日0にそのそれぞれのワクチン用量または希釈液0.5mLを、IM経路によりそれぞれの動物の1本の前肢に、三角筋を標的にしてワクチン接種した。最初の免疫化が生じた28日後に、第2の免疫化を動物の反対側の肢に与えた。A/Singapore/INFIMH-16-0019/2016(H3N2)株を含有する四価卵由来失活インフルエンザワクチン(IIV)をコンパレータとして使用した。
BIOQUAL、Inc.製のA/Singapore/INFIMH-16-0019/2016(H3N2)ウイルスストックを使用してインフルエンザアッセイを実施した。HAIによる追加の幅検査を次のH3N1ウイルスストック:A/Shandoglaicheng/1763/2016、A/Louisiana/13/2017、A/Kenya/105/2017、A/Victoria/746/2017、およびA/Michigan/84/2016、A/Aksaray/4048/2016を使用して実施した。これらは、3c.2aと3c.3aクレードの両方由来の株、ならびにA/Singapore/INFIMH-16-0019/2016と同じ時間枠から最大限に多様なH3N2配列のセットを選択するためバイオインフォマティクス解析に基づいて極めて遠縁のブタ様H3配列(A/Michigan/84/2016)を含む。
マイクロ中和(MN)アッセイでは、血清試料をレセプター破壊酵素(Denka Seiken、370013)に希釈し、37℃水浴で一晩インキュベートした。試料は56℃で30分間熱失活し、次に、2倍の段階希釈を96ウェルプレートに2通り流した。100TCID50で等容積のウイルスをプレートに添加し、続いて37℃で1時間インキュベートした。100マイクロリットルの試料/ウイルス混合物を、TPCK処理培地を含有するMDCK細胞(ATCC#CCL-34)の96ウェル平底プレートに移し、5%COと一緒に37℃で48時間インキュベートした。プレートは冷アセトンで固定し、次に、ビオチンコンジュゲート抗インフルエンザA NP(Millipore、MAB8258B)で染色し、続いてDelfiaアッセイバッファー中でDELFIAユーロピウム標識ストレプトアビジンと一緒にインキュベートした。蛍光を測定し、エンドポイント力価を報告した。
43日目、2回目の免疫化後、Sing16HA-CL-059およびSing16HA-CL017をワクチン接種されたNHPは、MNアッセイに記述されるように、相同ウイルス、A/Singapore/INFIMH-16-0019/2016(H3N2)に対する中和抗体を発現した(図36および図37)。さらに、このモデルでは、IIVワクチンとは逆に、A/Shandoglaicheng/1763/2016、A/Louisiana/13/2017、A/Kenya/105/2017、A/Victoria/746/2017、およびA/Aksaray/4048/2016を含む異種サブタイプウイルスパネルにMN力価が観察された。データは、前記mRNA製剤が、インフルエンザの異種サブタイプ株の代わりを務めるIIVよりも大きな幅を提供する潜在力を有することを示している。

Claims (56)

  1. 脂質ナノ粒子(LNP)にカプセル化された核酸分子を含む医薬組成物であって、LNPは、
    カチオン性脂質を35%~45%のモル比で、
    ポリエチレングリコール(PEG)コンジュゲート(ペグ化)脂質を0.25%~2.75%のモル比で、
    コレステロール系脂質を20%~35%のモル比で、および
    ヘルパー脂質を25%~35%のモル比で含み、
    すべてのモル比はLNPの全脂質含量に対するものである医薬組成物。
  2. LNPが、
    カチオン性脂質を40%のモル比で、
    ペグ化脂質を1.5%のモル比で、
    コレステロール系脂質を28.5%のモル比で、および
    ヘルパー脂質を30%のモル比で含む
    請求項1に記載の組成物。
  3. カチオン性脂質は、OF-02、cKK-E10、GL-HEPES-E3-E10-DS-3-E18-1、GL-HEPES-E3-E12-DS-4-E10、またはGL-HEPES-E3-E12-DS-3-E14である、請求項1または2に記載の組成物。
  4. ペグ化脂質はジミリストイル-PEG2000(DMG-PEG2000)である、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  5. コレステロール系脂質はコレステロールである、請求項1~4のいずれか1項に記載の組成物。
  6. ヘルパー脂質は、1,2-ジオレオイル-SN-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DOPE)である、請求項1~5のいずれか1項に記載の組成物。
  7. LNPは、
    OF-02を40%のモル比で、
    DMG-PEG2000を1.5%のモル比で、
    コレステロールを28.5%のモル比で、および
    DOPEを30%のモル比で
    含む、請求項1に記載の組成物。
  8. LNPは、
    cKK-E10を40%のモル比で、
    DMG-PEG2000を1.5%のモル比で、
    コレステロールを28.5%のモル比で、および
    DOPEを30%のモル比で
    含む、請求項1に記載の組成物。
  9. LNPは、
    GL-HEPES-E3-E10-DS-3-E18-1を40%のモル比で、
    DMG-PEG2000を1.5%のモル比で、
    コレステロールを28.5%のモル比で、および
    DOPEを30%のモル比で
    含む、請求項1に記載の組成物。
  10. LNPは、
    GL-HEPES-E3-E12-DS-4-E10を40%のモル比で、
    DMG-PEG2000を1.5%のモル比で、
    コレステロールを28.5%のモル比で、および
    DOPEを30%のモル比で
    含む、請求項1に記載の組成物。
  11. LNPは、
    GL-HEPES-E3-E12-DS-3-E14を40%のモル比で、
    DMG-PEG2000を1.5%のモル比で、
    コレステロールを28.5%のモル比で、および
    DOPEを30%のモル比で
    含む、請求項1に記載の組成物。
  12. LNPは30~200nmの平均直径を有する、請求項1~11のいずれか1項に記載の組成物。
  13. LNPは80~150nmの平均直径を有する、請求項12に記載の組成物。
  14. 組成物は、1~10、場合により1mg/mLのLNPを含む、請求項1~13のいずれか1項に記載の組成物。
  15. LNPは、1~20、場合により5~10または6~8つのヌクレオチド分子を含む、請求項1~14のいずれか1項に記載の組成物。
  16. 核酸分子(複数可)はオープンリーディングフレーム(ORF)を含むmRNA分子である、請求項1~15のいずれか1項に記載の組成物。
  17. mRNA分子は、抗原、場合によりウイルス抗原または細菌抗原をコードする、請求項16に記載の組成物。
  18. 抗原はインフルエンザウイルスに由来する、請求項17に記載の組成物。
  19. LNPは、2つまたはそれ以上のmRNA分子を含み、それぞれのmRNA分子は異なる抗原をコードし、場合により、異なる抗原は同じ病原体由来または異なる病原体由来である、請求項17または18に記載の組成物。
  20. 2つまたはそれ以上のLNPを含み、それぞれのLNPは異なる抗原をコードするmRNAを含み、場合により、異なる抗原は同じ病原体由来または異なる病原体由来である、請求項17または18に記載の組成物。
  21. (i)1つもしくはそれ以上のヘマグルチニン(HA)抗原、(ii)1つもしくはそれ以上のノイラミニダーゼ(NA)抗原、または(iii)少なくとも1つのHA抗原および少なくとも1つのNA抗原をコードする2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、またはそれ以上のmRNA分子を含む、請求項19または20に記載の組成物。
  22. インフルエンザA、Bおよび/またはCウイルスの抗原をコードする1つまたはそれ以上のmRNA分子を含み、場合により、抗原はインフルエンザAおよびインフルエンザBウイルスのHAおよび/またはNA抗原である、請求項18~21のいずれか1項に記載の組成物。
  23. インフルエンザAウイルスのHA抗原は、サブタイプH1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16、H17、およびH18から選択され;ならびに/またはインフルエンザAウイルスのNA抗原は、サブタイプN1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9、N10、およびN11から選択される、請求項22に記載の組成物。
  24. インフルエンザBウイルスのHAおよびNA抗原は、インフルエンザB/Yamagata系統またはインフルエンザB/Victoria系統由来である、請求項22または23に記載の組成物。
  25. (i)1つもしくはそれ以上のHA抗原、(ii)1つもしくはそれ以上のNA抗原、または(iii)H1N1、H3N2、H2N2、H5N1、H7N9、H7N7、H1N2、H9N2、H7N2、H7N3、H5N2、およびH10N7サブタイプならびに/またはB/Yamagata系統およびインフルエンザB/Victoria系統から選択される1つまたはそれ以上のHA抗原およびNA抗原の組合せをコードする2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、またはそれ以上のmRNA分子を含む、請求項22~24のいずれか1項に記載の組成物。
  26. H3 HA抗原をコードする1つのmRNA分子、H1 HA抗原をコードする1つのmRNA分子、インフルエンザB/Yamagata系統由来のHA抗原をコードする1つのmRNA分子、およびインフルエンザB/Victoria由来のHA抗原をコードする1つのmRNA分子を含む、請求項22~25のいずれか1項に記載の組成物。
  27. H3 HA抗原をコードする1つのmRNA分子、N2 NA抗原をコードする1つのmRNA分子、H1 HA抗原をコードする1つのmRNA分子、N1 NA抗原をコードする1つのmRNA分子、インフルエンザB/Yamagata系統由来のHA抗原をコードする1つのmRNA分子、インフルエンザB/Yamagata系統由来のNA抗原をコードする1つのmRNA分子、インフルエンザB/Victoria系統由来のHA抗原をコードする1つのmRNA分子、およびインフルエンザB/Victoria系統由来のNA抗原をコードする1つのmRNA分子を含む、請求項22~26のいずれか1項に記載の組成物。
  28. mRNA分子は、呼吸器多核体ウイルス(RSV)Fタンパク質抗原をコードするオープンリーディングフレーム(ORF)を含む、請求項16に記載の組成物。
  29. RSV Fタンパク質抗原は、配列番号16に少なくとも98%同一性を有するアミノ酸配列を含むまたは配列番号16のアミノ酸配列からなる、請求項28に記載の組成物。
  30. RSV Fタンパク質抗原は融合前タンパク質である、請求項28または29に記載の組成物。
  31. ORFはコドン最適化されている、請求項16~30のいずれか1項に記載の組成物。
  32. mRNA分子は、少なくとも1つの5’非翻訳領域(5’UTR)、少なくとも1つの3’非翻訳領域(3’UTR)、および少なくとも1つのポリアデニル化(ポリ(A))配列を含む、請求項16~31のいずれか1項に記載の組成物。
  33. mRNAは、少なくとも1つの化学修飾を含む、請求項16~32のいずれか1項に記載の組成物。
  34. mRNA中のウラシルヌクレオチドの少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または100%が化学修飾されている、請求項16~33のいずれか1項に記載の組成物。
  35. ORF中のウラシルヌクレオチドの少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または100%が化学修飾されている、請求項16~33のいずれか1項に記載の組成物。
  36. 化学修飾は、プソイドウリジン、N1-メチルプソイドウリジン、2-チオウリジン、4’-チオウリジン、5-メチルシトシン、2-チオ-1-メチル-1-デアザ-プソイドウリジン、2-チオ-1-メチル-プソイドウリジン、2-チオ-5-アザ-ウリジン、2-チオ-ジヒドロプソイドウリジン、2-チオ-ジヒドロウリジン、2-チオ-プソイドウリジン、4-メトキシ-2-チオ-プソイドウリジン、4-メトキシ-プソイドウリジン、4-チオ-1-メチル-プソイドウリジン、4-チオ-プソイドウリジン、5-アザ-ウリジン、ジヒドロプソイドウリジン、5-メチルウリジン、5-メチルウリジン、5-メトキシウリジン、および2’-O-メチルウリジンからなる群から選択される、請求項33~35のいずれか1項に記載の組成物。
  37. 化学修飾は、プソイドウリジン、N1-メチルプソイドウリジン、5-メチルシトシン、5-メトキシウリジン、およびその組合せからなる群から選択される、請求項36に記載の組成物。
  38. 化学修飾はN1-メチルプソイドウリジンである、請求項36に記載の組成物。
  39. mRNAは、配列番号17に示される核酸配列と、少なくとも80%同一性を有する核酸配列を含む、請求項28~38のいずれか1項に記載の組成物。
  40. mRNAは、配列番号21に示される核酸配列と、少なくとも80%同一性を有する核酸配列を含む、請求項28~38のいずれか1項に記載の組成物。
  41. mRNAは以下の構造エレメント:
    (i)以下の構造を有する5’キャップ:
    Figure 2023550600000024
    (ii)配列番号19の核酸配列を有する5’非翻訳領域(5’UTR);
    (iii)配列番号17の核酸配列を有するタンパク質コード領域;
    (iv)配列番号20の核酸配列を有する3’非翻訳領域(3’UTR);および
    (v)ポリ(A)テール
    を含む、請求項28~38のいずれか1項に記載の組成物。
  42. 筋肉内注射用に製剤化されている、請求項1~41のいずれか1項に記載の組成物。
  43. リン酸緩衝食塩水を含む、請求項42に記載の組成物。
  44. トレハロースを、場合により、組成物の10%(w/v)で含む、請求項1~43のいずれか1項に記載の組成物。
  45. 核酸分子を含む水性緩衝溶液を提供すること、
    カチオン性脂質、ペグ化脂質、コレステロール系脂質、およびヘルパー脂質を含む両親媒性溶液を提供すること、ならびに
    水性緩衝溶液と両親媒性溶液を5:1~3:1、場合により、4:1の比で混合すること
    を含む、請求項1~44のいずれか1項に記載の組成物を製造する方法。
  46. 水性緩衝溶液は、場合により、クエン酸1mMおよび塩化ナトリウム150mMをpH約4.5で含む、酸性緩衝溶液である、請求項45に記載の方法。
  47. 両親媒性溶液はエタノール溶液である、請求項45または46に記載の方法。
  48. 免疫応答を誘発することを必要とする対象において免疫応答を誘発する方法であって、請求項1~47のいずれか1項に記載の組成物の予防有効量を対象に、場合により、筋肉内に、鼻腔内に、静脈内に、皮下に、または皮内に投与することを含む方法。
  49. インフルエンザ感染症を予防するまたはインフルエンザ感染症の1つもしくはそれ以上の症状を低減させる方法であって、請求項18~27のいずれか1項に記載の組成物の予防有効量を対象に、場合により、筋肉内に、鼻腔内に、静脈内に、皮下に、または皮内に投与することを含む方法。
  50. 組成物は、1つまたはそれ以上の季節性および/またはパンデミックインフルエンザ株に対して免疫応答を誘発する、請求項49に記載の方法。
  51. それぞれの用量が1~250、場合により、2.5、5、15、45、または135μgのmRNAを含む、1つまたはそれ以上の用量の組成物を対象に投与することを含む、請求項48~50のいずれか1項に記載の方法。
  52. 2つの用量の組成物を、2~6、場合により、4週間の間隔を開けて、対象に投与することを含む、請求項48~51のいずれか1項に記載の方法。
  53. 場合により、請求項48~52のいずれか1項に記載の方法で、処置を必要とする対象を処置するのに使用するための薬物の製造のための請求項1~44のいずれか1項に記載の組成物の使用。
  54. 場合により、請求項48~52のいずれか1項に記載の方法で、処置を必要とする対象を処置するのに使用するための請求項1~44のいずれか1項に記載の組成物。
  55. 場合により、容器はバイアルまたはプレフィルド注射器もしくはインジェクタである、請求項1~44のいずれか1項に記載の組成物の単回使用または複数回使用投薬量を含む容器を含むキット。
  56. 抗原は、機械学習モデルから同定されるまたは設計される分子配列を有するインフルエンザウイルスHA抗原および/またはインフルエンザウイルスNA抗原を含む、請求項21~27のいずれか1項に記載の組成物。
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