JP2818797B2 - 新ペプチド、人工抗原およびイムノアッセイキット - Google Patents
新ペプチド、人工抗原およびイムノアッセイキットInfo
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Description
アミノ酸配列に対応し、かつ該エピトープの各側に位置
する二つのシステイン残基を有するアミノ酸配列を有し
ており、さらに化学的酸化手段によって形成された二つ
の該システイン残基の間にイオウ架橋を有してなる人工
ペプチドに関する。さらに、本発明は、HIVによって誘
導される抗体と反応する人工抗原、HIVによって誘導さ
れる体液サンプル中の抗体を検出する方法、該方法のた
めの診断用イムノアッセイキット、および免疫化成分と
して少なくとも一つの本発明抗原を含んでなるワクチン
組成物、に関する。
たは血液製剤を通しても伝播される性的に伝播される疾
患である。これは、感染してT−4リンパ球および単球
に潜伏して棲息するヒト免疫不全ウイルス(HIV、以前
にはHTLV−IIIと称された)によって起きる(Wong−Sta
al、F.およびGallo、R.C.:Human T−lymphotropic retr
oviruses.Nature 317、395−403、1985)。慢性HIV感染
者は、ほとんどの場合は性的接触によってHIVを伝播す
るかもしれない。感染の間、免疫応答が低下して、50〜
70%の場合でAIDSが発症する。感染者の残りの最終結果
についてはまだわかってはいない。AIDSは発病すると、
致死的であって、日和見感染、カポジ肉腫やその他の腫
瘍および/または神経疾患によって特徴づけられる。
抗体応答を測定したりする。ウイルス分離は、無症候性
HIV感染者の30〜50%で、AIDS発病患者の90〜100%で成
功する。抗体応答は、HIVの種々の構造的および酵素的
構成分に対しての免疫グロブリンからなる。これらに
は、ウイルスのエンベロープタンパク質糖タンパク質
(gp)120、経膜的(transmembrane)タンパク質gp41お
よびこれらの前駆体gp160、内部構造群抗原(interior
structural group antigens)p24、17および7/9および
これらの前駆体p55、酵素であるところの逆転写酵素(R
T)p65/51およびエンドヌクレアーゼp32およびプロテア
ーゼが含まれる。HIVゲノムの調節領域のタンパク質に
対する抗体も作られる。HIV感染者の正しい同定は、そ
のヒトの産生する免疫グロブリン(Ig)の型(1種また
は複数種)およびイムノアッセイに用いられる抗原の正
しい成分に依存する。
一つの方法は、酵素免疫法(enzyme−linked immunosor
bent assay(ELISA))(Sarngadharan、M.G.、Popovi
c、M.、Bruch、L.、Schuepbach、J.およびGallo、R.C.:
Antibodies reactive with human T−lymphotropic ret
roviruses(HTLV−III)in the serum of patients wit
h AIDS.Science 224、506−508、1984;schuepbach,J.、
Haller、O.、Vogt、M.、Luethy、R.、Joller、H.、Oel
z、O.、Popovic、M.、Sarngadharan、M.G.およびGall
o、R.C.:Antibodies to HTLV−III in Swiss patients
witn AIDS and pre−AiDS and in groups at rist for
AIDS.The New Engl.J.Med.312、265−270、1985)。ウ
イルス抗原でコートしたマイクロプレートのウェルと調
べる血清サンプルとを反応させて、洗浄して、抗ヒトIg
を加える。後者の試薬を酵素でラベルする。洗浄の後、
血清サンプルに特異的抗ウイルスIgが存在する場合のみ
酵素でラベルした抗ヒトIgが残る。酵素の基質を加えて
これを可視化して、分光光度計によって呈色反応で定量
する。この陽性ELISA反応を確認するために、次いで血
清サンプルを、例えば、電気泳動的に分画したウイルス
サブコンポーネントを含むウエスタンブロットに加え
る。ウエスタンブロット上の免疫反応によってIgがウイ
ルスサブコンポーネントに特徴的なバンドと反応するか
どうかが示されよう。通常、二つの異なる特徴的なバン
ドがHIV抗体の明確な診断の確立には必要とされる。
する。感染細胞の溶解物は細胞夾雑物を含むかもしれ
ず、これによって誤った陽性の血清学的反応が起きる
(Saag、M.S.およびBritz、J.:Asymptomatic Blood don
or with a false positive HTLV−III western blot.Th
e New Engl.J.Med.314、118、1985、Martin、P.W.、Bur
ger、D.R.、Caouette、S.およびGoldstein、A.S.:Impor
tance of confirmatory tests after strongly positiv
e HTLV−III screening tests.The New Engl.J.Med.31
4、1577、1986)。通常、ウイルス溶解物は、gagタンパ
ク質の過剰表示(over−representation)をし、エンベ
ロープタンパク質はより少なく、これによって間違った
陰性反応が生じる。天然のウイルス溶解物に加えて、組
換え体によって産生されたポリペプチドも生産されてい
る(Ghrayeb、J.、Kato、I.、Mckinney、S.、Huang、J.
J.、Chanda、P.K.、Ho.D.D.、Sarngadharan、M.G.、Cha
ng、T.W.およびChang、N.T.:Human T−cell lymphotrop
ic virus type III(HTLV−III)core antigens:synthe
sis in Escherichia coli and immunoreactivity with
human sera.DNA 5、93−99、1986;Chang、T.W.、Kato、
I.、McKinney、S.、Chanda、P.、Barone、A.D.、Wong−
Staal、F.、Gallo、R.C.およびChang、N.T.:Detection
of antibodies to human T−cell lymphotropic virus
−III(HTLV−III)with an immunoassay employing a
recombinant Eschericha coli−derived viral antigen
ic peptide.Bio/Technology 3,905−909、1985)。これ
らのアッセイの特異性および感受性はよいが、100%で
はない(Chang、T.W.ら:同上、Deinhardt、F.、Eberl
e、J.およびGuertler、L.:Sensitivity and specificit
y of eight commercial and one recombinant anti−HI
V ELISA tests.Lancet、40、1987)。
ong−Staal、F.ら:同上、Weiss、R.A.、Clapham、P.
R.、Weber、J.N.、Dalgleish、A.G.、Lasky、L.A.,およ
びBerman、P.W.:Variable and conserved neutralizati
on antigens of human immunodeficiency virus.Nature
324、572−575、1986)、したがって、これらからのペ
プチドは通常ELISA抗原としては推奨されない。代わり
に、gp41に対する抗体は、HIV感染の最も感度のよい診
断基準とみなされてきた(Sarngadharan、M.G.,ら:同
上、Schuepbach、J.,ら:同上)。gp41は、種々の分離
物間でよく保持されている領域を含んでいる。p24に対
する抗体は、病気の進行とともに消失する(Lange、J.
M.A.、Paul、D.A.、Huisman、H.G.、de Wolf、F.、Van
der Berg、H.、Coutinho、R.A.、Danner、S.A.、van de
r Noordaa、J.およびGoudsmit、J.:Persistent HIV ant
igenaemia and decline of HIV core antibodies assoc
iated with transition to AIDS.British.Med.J.293、1
459−1461、1986)が、早期に現れるものである。既知
の抗体の応答については、抗p24および抗gp41の組合せ
の測定がしたがってすべての場合で最も信頼できよう。
る。ELISAで用いる信頼できる抗原を生産することが好
ましいようである。いまのところ、単独のアッセイで10
0%の特異性と感度を得られるものはない(Deinhardt、
F.、ら:同上、Lange、J.M.A.、ら:同上)。
7、p.2639−2641)は、HIVのgp41に由来する12個のアミ
ノ酸のペプチドを同定したが、これはHIV感染血清から
の血清の100%に認められた。記述されたペプチドは二
つのシステイン残基を含んでおり、著者らはジスルフィ
ド結合形成がエピトープの抗原構造における重要な役割
を果たすという証拠を示すものであると述べていた。し
かし、そのような証拠は出されていなかった。著者ら
は、ペプチドは自然に環化したとみなしており、彼らは
いわゆるジスルフィド結合を還元することによってそれ
を証明しようとしたが、失敗した。代わりに、彼らはシ
ステインの一つをセリンに置換した別の12個のアミノ酸
のペプチドを合成して、これを試験したときにHIV−陽
性試験血清の22個のうちの二つとしか反応しなかった。
著者らは、恐らくジスルフィド結合の形成を介して、両
方のシステイン残基がエピトープの抗原構造に必須であ
ると結論づけている。彼らは調べたペプチドにジスルフ
ィド結合があったことを証明しておらず、該ペプチドの
特定の位置においてセリンよりもシステインの方がよい
ことを示した。ペプチド中の二つのシステインの存在
は、環状構造と同意ではない。環化には特定の化学的工
程が必要である。すなわち、酸化であり、その結果は方
法によって異なり得る。環化が自然に起きる場合には、
それはしばしば不完全で、重合を伴う。
験は陰性であるかもしれない(Marlink、R.G.、Allan、
J.S.、Mclane、M.F.、Essex、M.、Anderson、K.C.およ
びGroopman、J.E.:Low sensitivity of ELISA testing
in early HIV infection.The New Engl.J.Med.315、154
9、1986)。
期において検出するための、単一で迅速で感度が高く特
異的なアッセイの開発が最も望まれる。
の、迅速で感度の高い特異的なアッセイを提供する。
HIVの天然にみられるアミノ酸配列に対応し、かつ該エ
ピトープの各側に位置する二つのシステイン残基を有し
ているアミノ酸配列を有しており、化学的酸化手段によ
って形成された二つの該システイン残基間のイオウ架橋
を有する、人工ペプチドが提供される。二つのシステイ
ン残基間のイオウ架橋によるペプチドのこの安定化は、
抗体結合活性の促進や最終産物の化学的安定性などのペ
プチドの有用な性質をもたらすと確信される。
み、これは環化してイオウ架橋を形成する。連結される
二つのシステイン残基は、それらの間にエピトープを構
成する一つまたはそれ以上のアミノ酸残基(例えば2〜
10残基、例えば5残基)を有していてもよい。本発明に
よる人工ペプチドが二つ以上のシステイン残基を含む場
合にも、二つのシステイン残基間にはイオウ架橋が化学
的酸化手段によって一つだけ形成される。
飾されたアミノ酸配列を有するペプチド および下記の修飾された配列を含むそのより短い配列を
有するペプチド、 下記の修飾されたアミノ酸配列を有するペプチド および下記の修飾された配列を含むそのより短い配列を
有するペプチド、 下記の修飾されたアミノ酸配列を有するペプチド および下記の修飾された配列を含むそのより短い配列を
有するペプチド、 下記の修飾されたアミノ酸配列を有するペプチド および下記の修飾された配列を含むそのより短い配列を
有するペプチド、 下記の修飾されたアミノ酸配列を有するペプチド および下記の修飾された配列を含むそのより短い配列を
有するペプチド、 下記の修飾されたアミノ酸配列を有するペプチド および下記の修飾された配列を含むそのより短い配列を
有するペプチド、 下記の修飾されたアミノ酸配列を有するペプチド および下記の修飾された配列を含むそのより短い配列を
有するペプチド、 および下記の修飾されたアミノ酸配列を有するペプチド および下記の修飾された配列を含むそのより短い配列を
有するペプチド からなる群から選択される人工ペプチドが提供される。
のものである。
抗体と反応する人工抗原が提供され、この抗原は、エピ
トープを構成するHIVの天然にみられるアミノ酸配列に
対応しかつ該エピトープの各側に位置する二つのシステ
イン残基を有するアミノ酸配列を有しており、さらに化
学的酸化手段によって形成された該二つのシステイン残
基の間にイオウ架橋を有する人工ペプチドから主に成
る。
チドから主になる抗原]とは、抗原の抗体との反応能は
人工ペプチドに由来することを表す。
って誘導される抗体と反応する人工抗原が提供され、上
記に例示したように、この抗原は、本発明による好まし
い人工ペプチドから主になる。
体、例えば水酸化アルミニウム、燐酸カルシウムなど、
プラスチック表面、例えばマイクロプレートやビーズな
ど、タンパク質、例えばウシ血清アルブミンなど、ある
いは免疫成分、例えばキーホールカサガイヘモシアニ
ン、などに固定化または結合させることができる。
って誘導される体液サンプル中の抗体を検出するための
診断用抗原としてのみ用いられてきたが、これらはHIV
に対するワクチン組成物中の免疫成分として用い得ると
信じられている。本発明によるペプチド(例I)(担体
を有しない)をサル(apes)に注射したところ、ペプチ
ドのC−末端部分に対する抗体が誘導された。
による人工抗原から選択される少なくとも一つの抗原
を、非毒性で製薬学上許容できる担体および/または希
釈剤とともに免疫成分として含んでなるワクチン組成物
が提供される。
ノアッセイに供して本発明による人工抗原を診断用抗原
として用いる、HIVによって誘導される該体液サンプル
中の抗体を検出する方法が提供される。体液サンプルと
しては、尿、唾液、涙液、乳汁、血清または血液が用い
得る。
ができるイムノアッセイは、酵素免疫法(ELISA)、ラ
ジオイムノアッセイ(RIA)、免疫拡散法または免疫電
気泳動(IE)などいずれのイムノアッセイでもよい。
選択されるイムノアッセイとして用いられる。
原を診断用抗原として含む、HIVによって誘導される体
液サンプル中の抗体を検出するための診断用イムノアッ
セイキットが提供される。用いるイムノアッセイによっ
て、キットは、陽性標準血清サンプル、陰性標準血清サ
ンプル、ELISAの場合には酵素抱合体(conjugate)およ
び必要に応じて酵素抱合体のための基質、さらには必要
に応じて緩衝液(1種または複数種)および/または洗
浄液(1種または複数種)など他の構成分を含むであろ
う。必要に応じて、キットの全試薬類は、個別に封をし
た特定のラベルを付した試験管またはバイアルに含まれ
る。
産するいかなる既知の方法を用いても生産できる。例え
ば、クローニング、分解、液体相における一つのアミノ
酸残基の次のアミノ酸残基との結合または最初のアミノ
酸のC末端が結合された固相(樹脂)に始まるアミノ酸
の他のアミノ酸への結合、それによって次のアミノ酸の
C末端は最初のアミノ酸等のN末端に結合されて最後に
完成されたペプチドが固相から遊離される(いわゆるメ
リフィールド合成)などの方法がある。一旦、適当な線
状のペプチド配列が準備できれば、その二つのシステイ
ン残基を環化するために化学的酸化手段に供され、それ
によってシステイン残基間にイオウ架橋が形成される。
後の終止ステップを備えた二重の結合プログラムを用い
てアプライドバイオシステムズ430Aペプチドシンセサイ
ザー(Applied Biosystems 430A Peptide Synthesize
r)上で合成した。用いた樹脂は、4−メチル−ベンズ
ヒドリルアミン型の理論的負荷量0.66meq/gであった(P
eptides International、Louisville、KY、米国)。合
成の最終産物を、一晩真空中で乾燥させた。乾燥後、ペ
プチド−樹脂をメタノール(70ml)に懸濁させて、アン
モニアで飽和させた。加圧(pressurized)スチール容
器に入れて、マグネチックスターラーで撹拌しながら一
晩放置した。次いで、樹脂を濾過して分別して、メタノ
ールで数回洗浄して、真空中で充分に乾燥させた。次い
で、ペプチドを、スカベンジャーとしてのアニソールお
よびエチル−メチル−スルフィド(EMS)の存在下で液
体フッ化水素(HF)による処理(HF:アニソール:EMS=1
0:05:05)によって樹脂から切り出した。蒸発によって
フッ化水素を除去した後、残渣を酢酸エチル(100ml)
に懸濁させて、濾過した。固体を酢酸エチル(3×100m
l)を加えてフィルター上で洗浄してから切り出したペ
プチドを酢酸(100ml)で抽出した。抽出物を20%酢酸
のメタノール溶液で2dm3の容量に速やかに希釈して、微
かな茶色になるまで0.1Mのヨウ素のメタノール溶液で処
理した。次いで、アセテート型のダウエックス(Dowe
x)1×8イオン交換体(3g)(Bio−Rad、Richmond、C
A)を加えて、混合物を濾過した。濾液を蒸発させて、
残渣を1%酢酸水溶液から凍結乾燥させた。次いで、産
生物を、アセトニトリルの0.1%トリフルオロ酢酸水溶
液を含む適当な系の20〜25ミクロンのVydac(Separatio
n Group、CA)を充填したカラム上での逆相液体クロマ
トグラフィーによって精製した。カラムからサンプルを
集めて、ボンダパック(Bondapak)C18カラム(Millipo
re、Milford、Mass.)を備えた分析用HPLC−Varian 550
0(Sunnyvale、CA)によって分析した。純粋物質(>9
9.5%)を含む画分をプールして、溶媒を蒸発させて、
産生物を1%酢酸水溶液から凍結乾燥した。最終HPLC分
析を調整産物について行い、ペプチドの構造をアミノ酸
分析およびFAB−MS(Fast atom bombardment spectrome
try)によって確認した。
においてtert−ブトキシカルボニル基によって保護され
た。用いた側鎖保護は以下の通りである。
−ClCbz)、Orn(Cbz)、Asp(BZL)、Glu(BZL)、Arg
(Tos)、Cys(Mob) アミノ酸誘導体は、Bachem AG、(スイス)から入手
した。
調製した。HPLCによる純度−99.9%(36%アセトニトリ
ルの0.1%トリフルオロ酢酸溶液、保持時間は2ml/分で
6.79分、223nmで検出) 構造をアミノ酸分析およびFAB−MSによって確認し
た。
よって修飾された、HIV−1−gp120に見出される配列に
対応する配列) ペプチドを合成の一般的記述に記載の方法によって調
製した。
た。
調製した。構造をアミノ酸分析およびFAB−MSによって
確認した。
調製した。構造をアミノ酸分析およびFAB−MSによって
確認した。
一般的記述に記載した方法に従って調製した。
た。
一般的記述に記載した方法に従って調製した。
た。
調製した。構造をアミノ酸分析およびFAB−MSによって
確認した。
調製した。構造をアミノ酸分析およびFAB−MSによって
確認した。
調製した。構造をアミノ酸分析およびFAB−MSによって
確認した。
調製した。構造をアミノ酸分析およびFAB−MSによって
確認した。
検出 HIVによって誘導される抗体の、血液サンプルにおけ
る検出のために、ELISAを用いた(Engvall、E.およびPe
rlmann、P.:Enzyme−linked immunosorbent assay(ELI
SA).III Quantification of specific antibodies by
enzyme labelled antiimmunoglobulin in antigen−coa
ted tubes.J.Immunol.109、129−135、1972)。
デンマーク 緩衝液: 炭酸緩衝液:0.05M炭酸ナトリウム緩衝液、pH約9.5 緩衝液A:燐酸緩衝生理食塩水(PBS)、Ca++およびMg++
を含まないもの、0.5%ウシ血清アルブミン(BSA)およ
び0.50%ツイーン20+20%胎児ウシ血清(FCS)を含む
もの。4℃で1〜3日保存できる。
5、1ケ月保存できる。OPD錠剤、Dakopatts、Glostru
p、デンマーク。
液、5〜20μg/ml、を炭酸緩衝液に調製する。100μl
の溶液をストライプ(stripes)または96穴マイクロプ
レートの各ウェルに加える。室温で一晩(18時間)で吸
着が起きる。コートされたプレートは、内容物とともに
4℃で使用時まで保存できる。
対照とする。
体を希釈する、6を参照されたい) 5.洗浄液で4回洗浄する。空にする。
釈したHRPOウサギ抗−ヒトIgG、IgA、IgM(例えば、5
μlを0.75mlに加え、1:100に希釈する)。
溶液を調製する、9を参照されたい) 8.洗浄溶液で4回洗浄する。空にする。
清浄な容器を用いる。錠剤の溶解には15〜20分を要す
る。溶解したら4μlH2O2/10mlを加える)。
2.5MH2SO4で停止させる。
るべきである。
からの血清サンプル中のHIVによって誘導される抗体の
検出のための診断用抗原(コートした抗原)として試験
した。
ルス(Baculo−virus)中で発現された)。Repligen Co
rp.Cambridge、Mass.、米国から入手。
大腸菌(E.coli)でクローニングされた)。Repligen C
orp.Cambridge、Mass.、米国から入手。
ステイン残基を一つだけ含み、環状ではない)。
プルを試験した。
って確認しておいた。
(D.およびE.)は、ともに優れた感度と優れた特異性を
示すことが明かである。
した。すなわち、 F.本明細書の例IIIに記載の人工ペプチド、 G.本明細書の例IVに記載の人工ペプチド、 H.本明細書の例VIIIに記載の人工ペプチド、 I.本明細書の例IXに記載の人工ペプチド、および J.本明細書の例Xに記載の人工ペプチド。
どには良くないが、これらはHIVによって誘導される抗
体との良好な反応性を示す。
状ペプチドおよびそれに対応する例VIの線状のペプチド
を異なる血清濃度で試験した。
た環状ペプチドの優位性を示している。両ペプチドとも
最低血清希釈において全ての血清で陽性となる。しか
し、反応は線状ペプチドでは急激に低下し、一方、環状
ペプチドでは陽性抗体反応性のための構造を保持するこ
とができる(上記の表、3および4列目を参照された
い)。これは、低い抗体価を(titres)を有する血清の
確実な検出を可能にするために必要な特徴である。
プチドが線状ペプチドにはるかに優ることが示される
(上記の表の5および6列目を参照されたい)。
性は両ペプチドで100%であるが、バックグランド値は
線状ペプチドの方が高い。これは、特異的および非特異
的反応の両方において環状ペプチドが有利であることを
示している。
Claims (8)
- 【請求項1】エピトープを構成するHIVの天然に現われ
るアミノ酸配列に対応し、かつ該エピトープの各側に位
置する二つのシステイン残基を有するアミノ酸配列を有
する精製人工ペプチドであって、該ペプチドが化学的酸
化手段によって形成された二つのシステイン残基間にイ
オウ架橋を有すること、およびペプチトが下記のペプチ
ド 下記のペプチド 下記のペプチド からなる群から選択されることを特徴とする、人工ペプ
チド。 - 【請求項2】HIVによって誘導される抗体と反応する精
製された人工抗原であって、抗原がエピトープを構成す
るHIVの天然に現われるアミノ酸配列に対応し、かつ該
エピトープの各側に位置する二つのシステイン残基を有
するアミノ酸配列を有しており、さらに化学的酸化手段
によって形成された二つの該システイン残基の間にイオ
ウ架橋を有する人工ペプチドであり、かつ抗原の抗体と
の反応能が人工ペプチドに由来し、該人工ペプチドが 下記のペプチド 下記のペプチド および下記のペプチド からなる群から選択されることを特徴とする、精製人工
抗原。 - 【請求項3】人工抗原を担体に固定化または結合させる
ことを特徴とする、請求の範囲第2項に記載の精製され
た人工抗原。 - 【請求項4】請求の範囲第2項または3項に記載の人工
抗原を診断用抗原として用いることを特徴とする、体液
サンプルをイムノアッセイに供する、HIVによって誘導
される体液サンプル中の抗体の検出法。 - 【請求項5】請求の範囲第2項または3項に記載の人工
抗原を診断用コーティング抗原として用いることを特徴
とする、該サンプルを酵素免疫法(ELISA)に供する、
請求の範囲第4項に記載の検出法。 - 【請求項6】診断用抗原として請求の範囲第2項または
3項に記載の人工抗原を含むことを特徴とする、HIVに
よって誘導される体液サンプル中の抗体の検出のための
診断用イムノアッセイキット。 - 【請求項7】追加的に 陽性標準血清サンプル、 陰性標準血清サンプル、 酵素抱合体、 必要に応じて、酵素抱合体のための基質、および 必要に応じて、緩衝溶液および/または 洗浄溶液を含むことを特徴とする、請求の範囲第6項に
記載の診断用イムノアッセイキット。 - 【請求項8】非毒性で製薬学上許容される担体および/
または希釈剤とともに、請求の範囲第2項または3項に
記載の人工抗原から選択される少なくとも一つの抗原を
免疫化成分として含むことを特徴とする、ワクチン組成
物。
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