JP4036895B2 - 細胞内相を有する感染性病原体に対するワクチン、hiv感染の治療および予防用組成物、抗体と診断方法 - Google Patents
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Description
更に詳しくは、本発明は哺乳動物、特にヒトでHIVウイルスを直接または間接的に中和しうる免疫反応を生じさせることができるペプチドに関する。
HIV-1複製の阻害においてβ2-ミクログロブリン(β2m)に対するモノクローナル抗体の重要性は、特に特許EP-B-0,470,989と様々な文献で既に記載されている。
特に、これらの抗体は2つのメカニズムで、即ち直接ウイルスで、およびβ2mを伴う細胞で作用することを証明することが可能であった。
本発明はこれらの予備的な要素を発展させたものであり、HIVウイルスを完全にまたは部分的に中和する抗体を作ることができる、β2mから得られるかまたは等価構造を有する、ペプチド配列の同定に基づいている。
用いられるメカニズムの複雑さからみて、“HIVウイルスの中和”とは、ウイルスを破壊するおよび/またはその増殖を妨げるin vivo効果を有したメカニズムを意味すると理解される。
in vitroにおいて、これらの中和抗体は、血清反応陰性の女性の授精のために、HIVに血清反応陽性の男性の精液のような、ヒトに再接種または再導入させるべき体液を中和する上で用いることができる。
しかしながら、更に一般的には、本発明は高い変異力を有した寄生体またはウイルスタイプの感染性病原体に対して特に使用できる、新規なワクチンアプローチに基づいている。伝統的予防接種の関係においては、感染性病原体の成分に対する中和抗体を作ることが求められているが、例えばHIVのような病原体が高い変異力を示すときには、この戦略では、変異体および耐性単離体へと非常に急速に変遷していく特定の単離体について、せいぜい限られた結果を出せるだけである。
新規なワクチンアプローチは異なる考え方に基づいており、周期中に細胞内相を有するいくつかの感染性病原体に適用しうる。
宿主の感染細胞から感染性病原体の増殖中に、感染性病原体が宿主細胞の決定基の成分を運び去ることは、ある病原体で知られているか、または特に本発明の一部を構成するHIVの場合にはそれを証明することが可能である。
本発明の主題の1つは、感染性病原体自体ではなく、それが運び去る決定基の成分をターゲットとして取り上げることにあり、たとえ病原体自体が変異していたとしても一定のままであるこれらの細胞決定基に対して予防接種を行うことができる。
このタイプのアプローチは、抗原が宿主細胞に結合されていること、という直接的制限をもちろん有しており、細胞外感染性病原体により運び去られたときだけさらされる細胞決定基の潜在エピトープ、あるいは細胞によるその自然提示に非免疫原性であって、ビリオンの表面に現れたときに修飾されるエピトープに関し、このような予防接種を行うことだけが可能である。
例えば、HIVの場合には、β2-ミクログロブリンがHIVウイルスの増殖中とその細胞外継代中にさらされるいくつかの潜在エピトープを有していることを証明することができた。したがって、予防接種の場合に、一方で自己免疫反応と、他方で試験された異なるHIV単離体に結合されているエピトープがないため、その予防接種は有効であり、これはウイルス自体の変異と無関係である。
このタイプの予防接種は、特に細胞内寄生体と、例えばCMV、HPV、HSVおよびHIVのようなエンベロープウイルスについて選択することができる。
このタイプの予防接種はすべての場合に用いることはできないが、より伝統的なアプローチに抵抗する感染性病原体にとって非常に有用な代替法となりうることは、はっきり理解されるであろう。
したがって、本発明は、細胞外継代中に細胞内感染性病原体により運ばれて、感染性病原体によりさらされる細胞要素の少くとも1つの潜在エピトープを含んでなることを特徴とする、感染性病原体に対するワクチンに関する。
好ましくは、この感染性病原体は寄生体またはエンベロープウイルスであり、潜在エピトープは細胞の表面近くに位置している。
“潜在エピトープ”とは、隠されているかまたは修飾されていて、そのため免疫系により外来であると認識され、このため対応決定基の破壊で自己免疫反応を生じずに、予防接種に使用できる、宿主の細胞決定基のエピトープを表す意味である。
潜在エピトープは、明らかにさらされて、即ち感染性病原体により運ばれたときに免疫系により接近および認識されるべきである(潜在しているままだと、予防接種は不可能であろう)。
β2-ミクログロブリンの場合には、このタイプのエピトープの存在を証明することができ、尿路によるβ2-ミクログロブリンの排出中に実際に天然形でみられる。
したがって、本発明は、配列番号1〜22または等価配列に相当する少くとも1つのペプチドを活性成分として含んでなることで特徴付けられる、HIV感染の治療または予防用の組成物に関する。“等価配列”とは、in vitroでモノクローナル抗体B1G6またはB262.2によるHIVウイルスの中和を行わせる配列を表した意味である。
これらのペプチドは、上記のようなβ2-ミクログロブリンの潜在エピトープを構成している。
本発明によるペプチドは以下である:
01-P1 IQRTPKIQVYSRHPA
(Ile-Gln-Arg-Thr-Pro-Lys-Ile-Gln-Val-Tyr-Ser-Arg-His-Pro-Ala)
02-P4 FHPSDIEVDLLKDGE
(Phe-His-Pro-Ser-Asp-Ile-Glu-Val-Asp-Leu-Leu-Lys-Asp-Gly-Glu)
03-P9 ACRVNHVTLSQPKIV
(Ala-Cys-Arg-Val-Asn-His-Val-Thr-Leu-Ser-Gln-Pro-Lys-Ile-Val)
モノクローナル抗体B1G6またはB2G2.2によるウイルスの中和を行わせる、これら15アミノ酸のより小さな部分(7アミノ酸)を用いることも可能である:
04-R-7-V RTPKIQV
(Arg-Thr-Pro-Lys-Ile-Gln-Val)
05-S-7-K SQPKIVK
(Ser-Gln-Pro-Lys-Ile-Val-Lys)
06-F-7-E FHPSDIE
(Phe-His-Pro-Ser-Asp-Ile-Glu)
共通構造PKI(3アミノ酸)が、関与している単位であるらしい;このため下記アミノ酸修飾がある:
07-TLSRTPKIQV(Thr-Leu-Ser-Arg-Thr-Pro-Lys-Ile-Gln-Val)No.185
08-IYLTQPKIKV(Ile-Tyr-Leu-Thr-Gln-Pro-Lys-Ile-Lys-Val)No.186
09-IQRTPKIQVY(Ile-Gln-Arg-Thr-Pro-Lys-Ile-Gln-Val-Tyr)No.187
10-TLSQPKIVKN(Thr-Leu-Ser-Gln-Pro-Lys-Ile-Val-Lys-Asn)No.188
11-IQRTPQIVKW(Ile-Gln-Arg-Thr-Pro-Gln-Ile-Val-Lys-Trp)No.189
12-IQRTPNIVKW(Ile-Gln-Arg-Thr-Pro-Asn-Ile-Val-Lys-Trp)No.190
システインおよびグリコシル化部位を導入することも可能である:
13-CYNPSDIE(Cys-Tyr-Asn-Pro-Ser-Asp-Ile-Glu)
14-YCNPEST(Tyr-Cys-Asn-Pro-Glu-Ser-Thr)
15-NFLNCYVS(Asn-Phe-Leu-Asn-Cys-Tyr-Val-Ser)
16-LNCYVSPSD(Leu-Asn-Cys-Tyr-Val-Ser-Pro-Ser-Asp)
最後に、種(マウス、霊長類、ウサギ、モルモット)により異なるバリエーションを用いたペプチドを用いることが可能である:
17-KTPQIQV(Lys-Thr-Pro-Gln-Ile-Gln-Val)
18-FHPPQIE(Phe-His-Pro-Pro-Gln-Ile-Glu)
19-FHPPHIE(Phe-His-Pro-Pro-His-Ile-Glu)
20-AEPKTVY(Ala-Glu-Pro-Lys-Thr-Val-Tyr)
21-SQPKTVY(Ser-Gln-Pro-Lys-Thr-Val-Tyr)
22-ILSRTPKIQV(Ile-Leu-Ser-Arg-Thr-Pro-Lys-Ile-Gln-Val)
配列番号1〜22のこれらペプチドは優先的選択のみを含んでいる;上記されたようにして、等価ペプチドをみつけることが可能である。
例5は、等価ペプチドを同定することを可能にする方法について記載している。
これらのペプチドは、好ましくはキャリア系に結合される;これは特に免疫反応を行わせるために上記ペプチドのNおよび/またはC末端に連結された1以上のタンパク質断片であってもよい;それらは“複合化タンパク質”と称される。使用できるタンパク質の中では、特に免疫原性の知られたアルブミン、KLH(Keyhole Limpet Hemocyanin)、MAP(Multiple Antigenic Peptide)または他のタンパク質が挙げられる。ジスルフィド架橋のような非ペプチド結合でまたはカルシウムイオンによる結合で連結されたタンパク質またはタンパク質断片を考えることも可能である。
本発明による様々なペプチドの研究中に、これは本発明をいずれかに制限するはずがない理論にすぎないが、PKI構造が必須の役割を果たしていることがわかった。プロリンは立体配座を決めて、四級ペプチド立体配置の可能性を制限するアミノ酸である。これらの条件下において、KI(Lys、Ile)は抗体と反応するとさらされる位置に付いている。
これらの条件下において、キャリアタンパク質の構築に際して、接近しうるPKI構造を残しておける構造を好ましくは用意しておくことが勧められる。
P1、P9およびP10で選択された領域の構造の分析は、可能なアミノ酸を決めるために、特にRTPKIQV領域で、アラニンを用いて各アミノ酸を別々に置換する選択のような方法により行える。各ペプチドのビオチニル化と、その後で結合の喪失を調べるために抗体でのEIAによる選択を用いた技術を用いることも可能である。
このため、高い予防接種活性を有するリポタンパク質を作るために、問題のエピトープと非タンパク質成分、例えば多糖および/または脂質との複合化を考えることが可能である;ここでも、共有結合またはその他を考えることが可能である。
これら様々なタイプの化合物は、化学合成によるか、または組換えタンパク質の生産分野で知られる技術を用いた組換えルートにより得られる。
組換え技術の柔軟性は、複数の同一または異なるエピトープを有して、最終産物の活性を高めうるタンパク質を生産することを可能にする。本発明による組成物中に入った様々な成分の同時発現を考えることも可能である。
本発明の面の1つによれば、ペプチドがHIVの公知構造タンパク質中に導入されることが可能であろう;特に、対象のペプチドがgp120のV3ループの超可変領域中に挿入されたコンストラクト(construct)が使用できる。
gp120のV3領域は、主要HIV-1中和ドメインであって、ウイルストロピズムの主決定基の1つである。結果的に、このタイプの変異体はR7Vに連結されたHIV-1の中和とその宿主スペクトルの変更を研究する上で有用である。HIV-1の単離体の中におけるgp120のV3領域の高い変異性が、この領域の優先性のもう1つの理由である。V3領域における7アミノ酸の配列の置換は、HIV-1ゲノムの別なより保存性の領域における変異よりも、存在しうる組換体を生じる大きなチャンスを有していると思われた。組換体タンパク質gp120/R7Vは、多量の免疫原R7Vを得るために、タンパク質の発現に適した系で並行して発現させることができる。
キャリアタンパク質の使用は必須でない;場合により他のキャリア系を用意することが可能である。“キャリア系”とは、問題のペプチドに対する免疫反応を生じる単位に導くことができるか、または排除、特に速やかなタンパク質分解からペプチドを保護することができる成分を表した意味である。
本発明による組成物は、ペプチドおよび/またはタンパク質の免疫原性を増加させる成分、特に特異的なまたはそうでない免疫アジュバント、例えばフロイントアジュバント、多糖または相当化合物も含んでいてよい。
これらは予防接種分野で公知の方法である。
本発明による組成物は、選択される投与経路、特に注射経路に適合した形で用いることができる。しかしながら、本発明による組成物では、粘膜の保護を誘導するために、他の経路、特に経口またはエアゾール経路により用いられることが可能であろう。
本発明は、上記されたペプチドおよび/またはタンパク質をその場で発現させるように投与される組成物にも関する。
特に、本発明は、上記のような少くとも1つの潜在エピトープ、特に配列番号1〜22を有するペプチドおよび/またはこれらのペプチドを有するタンパク質、あるいは上記のような問題のペプチドとカップリングできるかまたは等価配列を有するタンパク質を発現することができるDNA発現カセットに関する。
“等価配列”とは、上記されたような等価ペプチドをコードする配列を表した意味である。
これらのDNA発現カセットは、もちろん、その場での発現向けに直接用いても、あるいは上記されたように使用できるペプチドまたはタンパク質を生産させるために用いてもよい。
DNA配列を用いる予防接種系は公知であって、文献で既に広く記載されている。
それらは本質的にヒトで抗原性タンパク質の発現または細胞で抗原性タンパク質の発現を行わせる系であって、それが予防接種に用いられる;形質転換細胞が外部で治療される宿主細胞であるとき、治療はex vivoであると言われる。
発現系は高度に多様的である;それらは特にVICAL社の特許および特許出願、WO90/11092に記載されているような、特に“むきだしのDNA”タイプ系であってもよい。この場合に、ペプチドまたはそのペプチドを含むタンパク質をコードするDNAはそのまま注入される;この注入はコードされたタンパク質の発現をいくつかの場合において導く。
これらの文献に含まれた情報は、参考のため本記載に明らかに含まれる。
特に発現を高めるために、“むきだしのDNA”系を、それら自体の発現系を含めて用いることも可能であろう。
特にプラスミドまたはウイルスタイプの系の組込みまたは自律複製により発現を促進させる系を用いることも可能であろう。
挙げられたペプチド配列の発現用の系の中では、ポックスウイルス、アデノウイルス、レトロウイルスおよびヘルペスタイプウイルス、または他の更に最近の系、例えばポリオウイルスを用いる系が挙げられるべきだ。
ベクターの中では、体液性応答を生じる、粘膜のためのベクターが好ましくは用いられる。
特に下記の他のウイルスも、ワクチンを得るために使用できる:
-N.R.Rabinovich et al.,Science,1994,265,1401-1404および引用文献に記載されているようなアデノウイルス
-Sue E.Crowford,Journal of Virology,Sept.1994,p.5945-5952に記載されているようなロタウイルス
-ポックスウイルス、特にワクシニアウイルス、更にPaoletti and Mossによる論文に記載されているようなカナリアポックスのような動物ポックスウイルス
-N.R.Rabinovich et al.(1994)に記載されているようなインフルエンザウイルス
様々な抗原用の予防接種ベクターとしてポリオウイルスを用いることを可能にした技術は、特にRaul Andino et al.,Science,265,1448-51に記載されている。
本発明の関係で使用できるこのタイプのコンストラクトは、経口で使用できるワクチンを得ることを可能にする;これをするために、ペプチド、場合によりキャリアタンパク質をコードする配列は、ポリオウイルス、例えば弱毒化Sabinウイルス中にクローニングされる;様々なエピトープをコードするウイルスのカクテルを用いることも可能である。
宿主、特にヒト宿主の細胞でタンパク質の発現用にプラスミドまたはウイルスの使用は公知であり、詳細には説明しない。具体的な構築物は、選択される宿主、エピトープおよびベクターに明らかに依存している。
例えば遺伝子療法の関係で提案されているような細胞ワクチンを用いること、患者から細胞を集めること、上記のようなベクターでそれらを形質転換すること、更にはタンパク質をその場で発現させるためにそれらを再移植することも可能である。
しかしながら、予防接種の場合には、この方法は非常に便利というわけではない。例えば表面で問題のタンパク質を発現させて、一部の場合にタンパク質の免疫原性を増加させる、多数で得られる細胞、例えば細菌または酵母細胞を用いることが好ましいであろう。
例えば、印刷中のT.R.Fouts et al.,Vaccine(1995)13、Tacket C.O.et al.,Infect.Immun.(1992)60,536-541およびHone et al.,J.Chim.Invest.(1992)90,412-420に(ワクチンサポートとしてヒトでその評価について)記載されているようなSalmonellaを発現系として含んでなるワクチンを用いることが可能である。
このタイプのワクチンは、本発明によるペプチドを生産する細胞、特に細菌細胞、またはChad P Muller,Immunology Today,vol.15,No.20,1994,p.458-459に記載されているある株の他の予防接種ベクターの使用を要する。
本発明によるペプチドまたはタンパク質を生産する細胞は、特にタンパク質が細胞の表面で発現されるとき、および細胞が無毒性かつ非病原性(弱毒化されたまたは死んだ株)であるが、精製後に用いられるペプチドおよび/またはタンパク質を生産するためにも使用できるときには、そのまま用いることができる。
このため、細菌細胞と、更に酵母またはそれより高等の細胞、特に動物、植物または昆虫細胞も得ておくことが有利かもしれない。
本発明の場合には、特にC.J.Arntzel et al.,Vaccine 94に記載された技術を用いて植物源のワクチンの使用を行うことが可能である。
細胞系によりペプチドまたはタンパク質の発現を行わせる技術と、精製技術は公知である。
既に記載されているように、DNA配列の活性を高めるアジュバント、特にDNAと複合体を作る成分、例えばカチオン性脂質またはリポソームもしくは微粒子タイプの構造と共に、本発明による組成物を用いることが可能である。
本発明は、本発明によるペプチドに対する抗体を含有した組成物、または本発明によるペプチドに対する抗体をコードする配列を含有した組成物にも関する。
もちろん、抗体をベースにした組成物の使用は、前者がヒトへの投与に適合していることを要する;それらは特に公知技術によりヒト化された抗体であるか、またはDNA配列からその場で直接発現される。
本発明は、本発明のペプチドに対する、HIVウイルスを中和できる抗体の使用にも関し、特に本発明は、このタイプの抗体を含む抗血清、または例えば免疫精製により上記血清から得られる抗体に関する。
本発明は、本発明によるエピトープの1つに対する抗体の存在が患者の血清で検出されることを特徴とする、診断方法にも関する。
この方法は、抗体を同定するいずれか公知の方法、特にELISAおよびRIA法と、それから派生するすべての方法により行える。
これらすべての方法は、好ましくは、上記された抗原性ペプチドへの問題の抗体の結合と、その後でこの結合の視覚化に基づいている。この診断にはかなり関心がある;実際に、例では、血清反応陽性の個体が、本発明による抗体を有するHIVの場合に、非常に多くの場合で進行せず、即ち彼らはエイズを発症させないことを示している。この場合に、その診断は非常に好ましく、高価な治療を避けることが可能である。これは妊娠の場合に特に当てはまり、母親でこれら抗体の存在(HIV+)は新生児の非感染に至るらしい。
本発明による組成物の生産は、公知の技術、化学的ルートによるタンパク質の合成、化学的ルートによるDNAの合成またはPCRタイプ増幅による増殖によって行える。タンパク質の場合、これらは適切な合成を用いた組換えルートにより得ることもできる。
下記例は、本発明の他の特徴および利点を証明することを可能にするであろう。
添付図面において、
-図1Aおよび1Bは、様々な抗原についてR7V-KLHで免疫されたウサギの血清の反応性を示したELISAについて表し、
-図2は、特にβ2mで免疫されたウサギの抗血清の反応性を示したELISAについて表し、
-図3A〜3Dは、異なる抗血清と選択されたペプチドとのELISAについて表し、
-図4は、異なる抗β2m抗体でのR7Vに関するELISAについて表し、
-図5は、抗β2m抗体およびウサギ血清でのR7V-BSAおよびβ2mに関するELISAについて表し、
-図6〜13は、MT4およびPBLにおいてHIVウイルスの異なる単離体の中和に対する異なる患者の血清の効果を示した図について表す。
例1
この例では、キャリアタンパク質にカップリングされた選択ペプチドに対するウサギの免疫反応を証明することを可能にしている。
ペプチド抗原7AAをKLH(Keyhole Limpet Hemocyanin)にカップリングさせ、完全フロイントアジュバントの存在下でウサギに注入する。
動物をD0、D14、D28、D42に完全フロイントアジュバントの存在下で免疫し、試験採血を免疫の35、49、56および79日前に行う。
用いられたペプチドはRV7-KLH、S7K-KLHおよびF7E-KLHである。
ペプチドR7V(RTPKIQV)は、カップリングを行うために、2アミノ酸で伸長させた。免疫原として用いられた構造はRTPKIQVGYである。
免疫されたウサギ618の抗体をELISAで測定し、様々なキャリアタンパク質にカップリングされた(KLH、BSA(牛血清アルブミン)またはMAP(Multiple Antigenic Peptide)にカップリングされた)ペプチドをウェルの底で用いた。
図は、血清の2つの希釈液d100およびd1000、即ち1/100および1/1000希釈液で、または異なる時間で得られた結果を表している。
ELISA法は下記のように適用する:
ELISA法
1)96ウェルプレート(Immulon IV-Dynatech)への抗原の付着
・炭酸緩衝液pH9.6で抗原を希釈する
→(Ag)最終=1μg/ml
・100μl/ウェル、即ち100ng/ウェルで分配する
・37℃で2時間または4℃で一夜インキュベートする(湿気雰囲気)
2)洗浄
・0.05%PBS/Tween20の溶液で5回洗浄
3)ウェルの飽和
・10%PBS/ウマ(またはウシ)血清の溶液300μl/ウェルで分配する
・37℃で1時間インキュベートする(湿気雰囲気)
4)洗浄(2)と同一)
5)特異的抗血清とのインキュベート
・10%PBS/ウマ血清で血清を(1/50、1/100、1/1000)希釈する
・100μl/ウェルで分配し、37℃で1時間インキュベートする
(湿気雰囲気)
6)洗浄(2)と同一)
7)第二抗体(ペルオキシダーゼにカップリングされたヒツジIg〜ヒトIg)とのインキュベート
・10%PBS/ウマ血清で第二抗体を2/1000希釈する
・100μl/ウェルで分配し、37℃で1時間インキュベートする
(湿気雰囲気)
8)洗浄(2)と同一)
9)OPDによる視覚化
・ホスホクエン酸緩衝液(0.1M、pH5.5)25mlにOPD10mgを溶解させる
・最後にH2O210μlを加える
・100μl/ウェルで分配し、暗所下室温で30分間インキュベートする(405nmで読取る)
・12.5%H2SO450μlで反応を停止させる
10)492nmで読取る
図1Aおよび1Bは、R7V-KLHで免疫されたウサギ618で得られた結果を示す。
抗R7V反応性は、R7V-BSAおよびBSA間の差異を、抗R7V反応性が血清の抗KLH応答により遮蔽されているR7V-KLHおよびKLHと比較してみると、明らかに現れている。抗R7V反応性はD132よりもD68の方が強いことに、留意されるべきだ。
反応の特異性は、BSAタンパク質が用いられると大きい。
図2も、オリジナルタンパク質β2mの良好な認識を示している。
免疫されたウサギの抗血清は、R7V-BSAと、たとえP1との反応性が弱いとしても、R7Vを選択するために用いられたP1、P4およびP9と称されるオリジナルペプチドとで、高い反応性を証明している(図3A〜3D)。
図4は、B1G6およびB2G2.2によるR7Vの認識が用量に依存して、C21.48の認識が良くないことを証明している;したがって、mAb B1G6およびB2G2.2が相当ペプチドを選択するために用いられることが好ましい。
これらの結果は、BSAにカップリングされたR7Vエピトープが良好な免疫反応を生じうることを証明している。
例2
HIV-1 LAV gp120のV3ループ中へのR7Vの導入
組換えプロウイルスの構築
この例の目的は、HIV-1 LAV gp120の第三可変領域V3中にR7V配列を導入することである。
方法
キメラ組換えウイルスをPCR特異性変異誘発により構築した。R7V配列と、gp120のV3領域の7アミノ酸がR7V配列で置換されたHIV-1 LAVとをベースにした2つのコンストラクトを得た。変異配列の位置は下記表に示されている:
ベクターBluescript中にクローニングされたHIV-1 LAVのEcoRI5278-XhoI8401断片を、後のコンストラクトのための鋳型として用いた。第一段階では、一端でBglII制限部位を含むプライマーと、他端でR7Vをコードするヌクレオチド配列とに隣接するDNA断片を、PCR増幅によりRPLおよびPLGコンストラクトについて合成した。用いられる変異誘発オリゴヌクレオチドは、RPLコンストラクトの場合に(+)プライマーACACCAAAGATACAAGTTGTTACAAATAGGAAAAおよび(−)プライマーTTGTATCTTTGGTGTTCTCTGGATCCGGATACTTT、PLGコンストラクトの場合に(+)プライマーCGTACACCAAAAATCCAGGTCCAGAGAGGACCAおよび(−)プライマーGATTTTTGGTGTACGCGTATTGTTGTTGGGTCTからなっていた。第二段階では、各コンストラクトについて2つのPCR産物を混合し、BglII制限部位を含むプライマーを用いて増幅させた。RPLおよびPLG断片を酵素BglIIで開裂させ、BglIIで開裂されたHIV-1 LAVのEcoRI5278-XhoI8401断片を含むベクターBluescript中に挿入した。R7V配列に加えて、増幅プライマーはヌクレオチド配列に修飾を含んでおり、それはアミノ酸配列の追加修飾なしにRPLおよびPLGコンストラクトに各々新たなBamHIおよびMluI制限部位を出現させる。新たな制限部位を用いて、変異配列をスクリーニングした。最後に、RPLおよびPLGコンストラクトを含んだHIV-1 LAVのEcoRI5278-XhoI8401断片を、EcoRIおよびXhoI制限部位を用いた相同的組換えによりプラスミドpNL4-3中に挿入した。コンストラクトを制限酵素分析によりチェックした。
真核細胞のトランスフェクション
E.coli TG1 200mlのプラスミドDNAをQiagenミディプレパレーションキットにより抽出および精製した。COS細胞
の半集密培養物をカルシウム共沈降技術によりプラスミド7μgでトランスフェクトした。翌日、細胞の単層をグリセロールで処理し、CEM細胞系または健常者ドナーから得られるPHAにより活性化された一次血液リンパ球(PBL、106細胞/ml)との共培養物中にいれた。CEMまたはPBL細胞を2日後に単層のCOS細胞から分離して、別に培養した。
ウイルスの生産
COSまたはPBL細胞から得られた遊離細胞上澄1mlを超遠心し、沈降したウイルスを標準逆転写酵素反応によりチェックした。一部の実験では、細胞上澄100μlをp24gagタンパク質の生産について試験した。
4×106のCOS細胞をカルシウム共沈降技術によりプラスミド7μgでトランスフェクトした。次いで、CEM細胞を最終用量5mlで4×105細胞/mlの量で加えた。共培養の2日後に、懸濁状態のCEM細胞を単層のCOS細胞から分離した。CEM培養上澄の逆転写酵素活性はcpm/mlで示されている。
2.5×106のPBLを、5000cpm/106PBLの量でトランスフェクション後に得られた1994年12月19日の無細胞上澄で感染させた(表1)。トランスフェクション後17日目に、2×106の新たに単離されたPBLを2×106の感染PBLに加えた(RPL1+PBL、PLG2+PBL)。培養上澄の逆転写酵素活性はcpm/mlで示されている。
4×106のCOS細胞をカルシウム共沈降技術によりプラスミド7μgでトランスフェクトした。次いで、PHAで刺激されたPBL細胞を最終用量5mlで106細胞/mlの量で加えた。共培養の2日後に、懸濁状態のPBLを単層のCOS細胞から分離した。PBL培養上澄の逆転写酵素活性はcpm/mlで示されている。
例3
この例の目的は、HIVのインヒビターでありうる抗体(抗β2ミクログロブリン抗体)を患者の血清で検出するために、特に進行していない患者の血清で保護抗体の存在を証明するために、選択されたペプチドを用いることである。“進行していない患者”または“NP”とは、10年間以上も血清反応陽性であって、エイズを発症していない、特にT4細胞レベルが正常である患者を表す。
物質および方法
1/用いられるペプチドを合成して、Neosystem(フランス)によりBSAにカップリングさせた。
2/患者の血清はELISAで使用前に−20℃または−80℃で貯蔵する。
3/ヒトまたはウサギIgに対する第二抗体はAmersham(フランス)から得た。OPDはSigma(フランス)から得る。
血清反応陽性患者の血清でのELISA
1/患者の血清中における抗R7V抗体の存在(力価1/100および1/1000)
2/進行していない(培養でウイルス複製のない)人々の試験血清46例のうち、血清16例はR7Vに陽性であり(37%)、27例は1/100に陰性のままであり(63%)、血清3例は調べることが不可能である(表1)。
3/進行していない患者46例のうち、34例を抗ペプチド抗体:R7V、P1、P4、P9の検出について試験した。血清14例は少くとも1つのペプチドに陽性であり(51.8%)、13例は1/100に陰性のままである。血清4例は陽性または陰性に分類することができなかった(表2)。
例4
下記試験では、抗R7V抗体を有するものの進行していない患者で、様々なHIV単離体、特にBRUおよびNDKを中和する抗体を検出することを可能にした。これは、本発明による治療で生じる抗体のHIVに対する保護特徴と中和との間で良好な相関を示すことができる。
物質および方法
MT4細胞の培養
MT4細胞は不死細胞(CD4+)であって、成人のT白血病に本来由来するHIV-1の細胞病原性効果に対して非常に感受的である。その細胞を10%牛胎児血清、1%グルタミンおよび1%抗生物質で補充されたRPMI培地の存在下で培養する。
PBLの培養
リンパ球を、10%牛胎児血清、1%グルタミン、1%抗生物質、2μg/mlポリブレン、20IU/mlインターロイキン2(IL-2)を含む完全RPMI培地中において、フィトヘマグルチニンP(PHA P)で3日間刺激する。次いで細胞を洗浄し、完全RPMI培地中106細胞/mlの量で培養する。
中和試験
血清を試験で用いる前に、補体除去およびロ過する。
MT4の中和
血清を0.8mlの全容量で24ウェルプレート(Costar)で希釈する。HIV-1 BRUウイルス(ストック溶液の10-1希釈液100μl)またはHIV-1 NDKウイルス(ストック溶液の10-3希釈液100μl)を加え、混合液を37℃および5%CO2で1時間30分にわたりインキュベートする。次いで細胞を200μl/ウェルおよび1.5×106細胞/mlの量で分配する。感染の3日後に、培養物を10%RPMI培地で(1/3)希釈する。HIV-1ウイルスによる細胞の感染は、シンシチウム(多核巨細胞)の形成を観察することにより、顕微鏡下で毎日モニターする。異なる血清によるウイルスの中和は、(+)原型HIVにより誘導されるシンシチウムの形成と比較して、シンシチウムの不在(−)またはほんのわずかなシンシチウム(+/−)により決める。
PBLの中和
血清(50μl)を96ウェルプレートでHIV-1 BRUウイルス(ストック溶液の2×10-1希釈液50μl)と混合し、37℃で5%CO2に1時間30分おく。次いで混合液を24ウェルプレート(Costar)中の106PBLに加え、培養物を37℃および5%CO2で3日間維持する。次いで細胞を洗浄し、25cm2培養フラスコ中106細胞/mlの量で培養する。ウイルスの生産は、“逆転写酵素”活性をアッセイすることにより、3または4日毎にモニターする。
“逆転写酵素”(RT)活性のアッセイ
遠心培養上澄(1500rpm、RT、10分間)1mlをTL100ローター(Beckman)で超遠心(95000rpm、4℃、5分間)により100倍濃縮する。得られたペレットをNTE緩衝液-0.1% Triton X100 10μlに溶解する。酵素反応は下記反応混合液:50mM Tris pH7.8、20mM MgCl2、20mM KCl、2mMジチオトレイトール、オリゴdT12-18 0.25 OD/ml、ポリrA 0.25OD/mlおよび3HdTTP 2.5μCi 50μl中で行う。37℃で1時間インキュベート後、反応産物を20%トリクロロ酢酸で沈降させ、Millipore膜でロ過し、β放射能を測定する。結果はCMP/mlで表示している。
中和実験のレポート
ペプチドR7Vに対する抗体は、出願人により開発された特異的ELISAにより、HIV+患者の血清で検出した。サーチは、2つの原型ウイルス株HIV-1 BRUおよびNDKに対する中和活性の存在について、これらの血清で行った。2種の中和試験を、一方ではMT4細胞系(シンシチウムの形成で追跡する)、他方では健常末梢血リンパ球、PBL(“逆転写酵素”活性で追跡する)で行った。
MT4で得られた結果
試験された患者13例において、中和血清活性は彼らのうち6例で検出された(表3〜5):
-血清2例はHIV-1 NDKを中和する:
ZUM AM(ELISA陽性)
COC PH(ELISA陰性)
-血清2例はHIV-1 BRUを中和する:
MEC EV(ELISA陽性)
OUA VE(ELISA陰性)
-血清2例はHIV-1 BRUおよびHIV-1 NDKを中和する:
SAU CH(ELISA陽性)
BUB JE(ELISA陽性)
PBLで得られた結果
実験は、MEC EV、SAU CHおよびBUB JEの血清(1/50)と、血清反応陰性個体の血清とで行った。中和活性はSAU CH血清と血清反応陰性の血清で検出されなかった。他方、2つの原型ウイルス株HIV-1 BRUおよびNDKに対する中和活性は、血清MEC EVおよびBUB JEで検出された(図6〜13)。
例5
相当ペプチドを検出することができる方法
抗B1G6 β2モノクローナル抗体によるHIV-1 NDKの中和に関する選択ペプチドの効果
プロトコール
濃度100μg/mlまたは50μg/ml(ストック溶液40μlまたは20μl、5mg/ml)のペプチドを、静かに撹拌しながら、37℃で水浴上のチューブ中で2時間にわたり、110μlの全容量でB1G6 5μg/ml(1mg/mlのストック溶液10μl)と共にプレインキュベートする。次いで、HIV-1 NDK(ストック溶液の2×10-4希釈液100μl)を加え、チューブを水浴上37℃で1時間インキュベートする。次いで、チューブを2つに分け、各100μlを24ウェルプレートで106PBLに加える。細胞を5%CO2の雰囲気下37℃で3日間培養する。3日目に細胞を洗浄し、培地に入れて、25cm3丸底フラスコで少くとも20〜25日間増殖させる。ウイルスの生産は逆転写酵素(RT)のアッセイで3または4日毎にモニターする。
結果
ペプチドR7VおよびF7Eは、PBLによるHIV-1 NDKの生産について、モノクローナル抗体B1G6の中和効果を打消すことができる。R7Vペプチドの配列を修飾したところ、6つの新たなペプチド(185、186、187、188、189、190)のうち3つのペプチド185、189および190はR7Vの打消し効果を失った。
例6
抗R7V抗体の存在と疾患の進行との相関
HIVに感染した患者90例の血清サンプルを用いる。彼らは下記のように分けられる:3年間以上無症状の患者28例、長期生存者24例およびエイズにかかった患者38例。血清反応陰性ボランティアドナー69例からなるコントロール群も血液バンクから得た。
リンパ球を間接免疫蛍光法によりカウントし、Epic Profile(Coultronics,Margency,France)により分析した。β2m血清レベルを免疫拡散法(El Nanorid Kit)により測定した。p24抗原レベルをCoulter p24検出キット(Coultronics,Margency,France)により試験した。
抗R7V抗体の血清濃度をELISAにより検出する。結果はB1G6モノクローナル抗体相当物の濃度としてμg/mlで表示されている。
中和試験
ヒト血清を補体除去して、B1G6相当物200μg/mlまたは100μg/mlまで希釈する。HIV含有100TCID5050μlを37℃および5%CO2で90分間にわたり96ウェルプレートで希釈血清50μl(全容量100μl)と共にプレインキュベートする。ウイルスおよび血清を含有した反応混合液を、8×104MT4細胞の追加後に2回(血清の最終希釈倍率1/120から1/20まで)、感染の3日後に更に3回希釈する。MT4系におけるHIVの融合誘導効果、即ちウイルスによる感染の指標としてシンシチウムの形成は、培養ウェルで7日間モニターする。逆転写酵素活性は感染の7日後に無細胞上澄400μlで測定する。
抗R7V抗体レベルの平均値を各患者および各グループについて計算する。HIVに感染した人々の血清は抗R7V抗体を含有しており、HIV血清反応陽性の血清はHIV血清反応陰性の血清よりも有意に高い抗R7V抗体濃度を示す。抗R7V抗体レベルは、B1G6相当物として表示すると、HIVに感染したグループとHIVに感染していないグループとで、各々35〜2558μg/ml(n=90)および27〜1790μg/ml(n=69)である。
次いで、HIV患者のグループを彼らの臨床状態により3つのカテゴリーに分ける:長期間にわたりHIVについて血清反応陽性であって、エイズ症状なしに3年間以上研究所でモニターされてきた患者からなる、進行していないもののグループ(NP);長期間エイズにかかっている人々からなる、長期生存者のグループ(LTS);最後に、予後の悪いエイズにかかった人々からなる、進行しているグループ。
抗R7V抗体は進行しているグループ(35〜630μg/ml)と比較して無症状グループ(91〜2558μg/ml)で有意に増加しているが(P=0.001)、有意差はLTSグループ(59〜1864μg/ml)と比較して観察されない。同様に、LTSグループは進行しているグループよりも高い抗R7Vレベルを有している(p=0.004)。健常者と比較して、進行しているグループでは抗R7V抗体レベルに差異がない。
進行しているグループにおいて、研究所へ最後に来てから間もなく亡くなった患者(35〜508μg/ml、n=23)と、病気だがなお生きている患者(77〜586μg/ml、n=14)との間で、抗R7V抗体レベルについて明らかに区別できる(p<0.03)。
長期追跡研究では、抗R7V抗体レベルと、循環中における全リンパ球数、CD4およびCD8細胞、p24およびβ2mのような他の生物学的パラメーターとの相関を確立することができなかった。
R7VレベルはNP患者でずっと安定であるが、LTS患者では変動しているようだ。
ELISA試験を患者血清の生物活性と関連付けるために、中和試験は、指標MT4細胞において、2種の非関連ウイルス、HIV-1 LAV株と、高度に細胞病原性のHIV-1 NDK株で行った。血清希釈倍率は、中和混合物でB1G6相当物5μgを得られるように調整した。この濃度は、B1G6抗体による感染を中和する上で最適と決められた。表5でみられるように、選択された血清18例のうち17例は、NDKおよびLAV双方によるMT4細胞の感染を防いでいる。培養物中でB1G6相当物5μgを得るために、試験された血清18例のうち13例は、1/50以下の希釈倍率を要した。存在しうる血清成分による非特異的活性を排除するために、低B1G6相当物レベルのこれら血清を1/100希釈して、中和試験に用いた。培養物中のB1G6相当物の量は5μg以下であった(2.5〜0.3μg/ml)。血清14例のうち9例(64%)は、1/100希釈で双方のHIV株、LAVおよびNDKをなお中和した。コントロールとして用いられた健常者ドナーからの血清3例は中和活性を示さない。
配列表
配列番号1
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:15アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号2
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:15アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号3
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:15アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号4
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:7アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号5
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:7アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号6
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:7アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号7
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:10アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号8
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:10アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号9
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:10アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号10
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:10アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号11
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:10アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号12
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:10アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号13
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:8アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号14
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:7アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号15
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:8アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号16
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:9アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号17
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:7アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号18
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:7アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号19
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:7アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号20
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:7アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号21
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:7アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
配列番号22
配列の型:アミノ酸
配列の長さ:10アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列
図面の説明
図1Aの説明
図1Bの説明
図2の説明
R7Vまたはβ2mに対するウサギ抗血清のELISA
ウサギ618(R7V-KLHで免疫)血清希釈倍率1/100
図3Aの説明
ペプチドでコートされたウェルにおけるウサギ抗血清のELISA
図3Bの説明
免疫されたウサギの血清についてのELISA
図3Cの説明
免疫されたウサギの血清についてのELISA
図3Dの説明
免疫されたウサギの血清についてのELISA
図4の説明
R7Vに対するB1G6、C21.43、B2G2.2 mAbのELISA
図5の説明
R7V-BSAまたはβ2のELISA
図6の説明
PBLで血清MEC EV(1/50)によるHIV-1 BRU-1の中和
−△− MEC EV 50
−△− MEC EV 50′
−▲− BRU
−▲− BRU′
図7の説明
PBLでBUB JEの血清(1/50)によるHIV-1 BRU-1の中和
−△− MEC EV 50
−△− MEC EV 50′
−▲− BRU
−▲− BRU′
図8の説明
PBLでHIV-1 BRU-1の生産に関する血清SAU CH(1/50)の効果
−△− SAU CH 50
−△− SAU CH 50′
−▲− BRU
−▲− BRU′
図9の説明
PBLでHIV-1の生産に関するHIV患者の血清の効果
−△− SN5
−△− SN5′
−▲− BRU
−▲− BRU′
図10の説明
PBLで血清MEC EV(1/50)によるHIV-1 NDKの中和
−△− MEC EV 50
−△− MEC EV 50′
−▲− NDK 5-4
図11の説明
PBLで血清BUB JE(1/50)によるHIV-1 NDKの中和
−△− BUB JE 50
−△− BUB JE 50′
−▲− NDK 5-4
図12の説明
PBLでHIV-1 NDKの生産に関する血清SAU CH(1/50)の効果
−△− SAU CH 50
−△− SAU CH 50′
−▲− NDK 5-4
図13の説明
PBLでHIV-1 NDKの生産に関するHIV患者の血清の効果
−△− SN5 50
−△− SN5 50′
−▲− NDK 5-4
Claims (20)
- 配列番号4に示されるアミノ酸配列からなるペプチドを活性成分として含んでなることを特徴とする、HIV感染の治療または予防用の組成物。
- ペプチドがキャリアタンパク質に結合されている、請求項1に記載の組成物。
- キャリアタンパク質がペプチド結合によりペプチドのNまたはC末端に連結された1以上のタンパク質断片からなる、請求項2に記載の組成物。
- キャリアタンパク質が非ペプチド結合によりペプチドに連結されている、請求項1に記載の組成物。
- いくつかのペプチドを含んでなる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
- キャリアタンパク質がアルブミン、KLHおよびMAPから選択される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
- 非特異的免疫アジュバントを更に含んでなる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。
- 配列番号4に示される配列からなるペプチドをコードしているDNA配列を含んでなることを特徴とする、HIV感染の治療および予防用の組成物。
- DNA配列が、配列番号4に示されるペプチド配列からなるペプチドをコードしている、請求項8に記載の組成物。
- DNA配列が発現ベクターにより保持されている、請求項8または9に記載の組成物。
- 発現ベクターが自律複製状態におかれている、請求項10に記載の組成物。
- 発現ベクターが染色体組込み用のベクターである、請求項10に記載の組成物。
- 発現ベクターが細菌プラスミドである、請求項10〜12のいずれか一項に記載の組成物。
- 発現ベクターが欠陥および/または非病原性ウイルスから全部または一部なる、請求項10〜13のいずれか一項に記載の組成物。
- ペプチドまたはDNA配列が宿主細胞で発現される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の組成物。
- 細胞が動物または植物細胞である、請求項15に記載の組成物。
- 配列番号4に示される配列からなるペプチドに対する抗体。
- 請求項17に記載された少くとも1種の抗体を含んでなる組成物。
- 請求項17に記載された抗体の存在が免疫試験により検出されることを特徴とする、エイズの発症を検出する方法。
- 免疫試験がELISAまたはRIA試験である、請求項19に記載の方法。
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