JP4843613B2 - 改良されたアデノウイルスベクターおよびその使用方法 - Google Patents

改良されたアデノウイルスベクターおよびその使用方法 Download PDF

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Description

本発明は医学分野に関するものであり、特に、ワクチンの成分中に治療的な核酸を含む組換えキメラアデノウイルスベクターを用いた予防及び治療の分野に関するものである。
発明の背景
組み換えアデノウイルスベクターは遺伝子治療の用途およびワクチンとして広く利用されている。これまでに、51種類のアデノウイルスのセロタイプが同定された。遺伝子治療などの応用のために最も詳細に研究されているのはサブグループCのアデノウイルスであり、特にセロタイプ2および5(Ad2およびAd5)が従来技術において広く利用されている。Ad5の組み換え型はワクチン投与を含む様々な用途に使用されている。重要なことには、Ad5ベクターを基にしたワクチンは、様々な動物モデルにおいて強力な防御免疫反応を誘発することが示されてきた。更に、Ad5を基にした組み換えベクターが使用されたHIVワクチンの投与の大規模な臨床試験が行われている(WO 01/02607、WO 02/22080、"Shiver et al. 2002"、"Letvin et al. 2002"、"Shiver and Emini. 2004")。しかし、ヒト集団におけるAd5特異的中和抗体(NAbs)の血清陽性率が高いため、組み換えAd5ベクターを基にしたワクチンのHIVおよび他の病原菌に対する利用はかなり限定される。抗Ad5免疫の存在によってAd5を基にしたワクチンの免疫原性が大幅に抑制されることが、マウスおよびアカゲザルを用いた研究から示されている。臨床試験のフェーズ1の初期データは、この問題がヒトにおいても起こる可能性があることを示す("Shiver 2004")。
(Ad5などの)最も一般的なヒトアデノウイルスに過去に感染した個人が保有する既存免疫の存在を回避する有望な戦略の1つは、このような既存の免疫と遭遇しないアデノウイルスのセロタイプから組み換えベクターを作製することである。特に有用であると特定されたヒトアデノウイルスベクターはセロタイプ11、26、34、35、48、49、および50をベースとしたものであり、これはWO 00/70071、WO 02/40665およびWO 2004/037294に示される("Vogels et al. 2003"も参照)。稀なセロタイプであることが示されたことからアデノウイルス24(Ad24)にも関心が持たれている(WO 2004/083418)。
サルアデノウイルスは通常ヒトに感染しないため、このサルアデノウイルスを用いても同様の戦略がとられる。ヒトの血清中でのサルアデノウイルスの血清陽性率は低い。しかしサルアデノウイルスがヒト細胞に感染できることが試験管内で示されたため(WO 03/000283、WO 2004/037189)、サルアデノウイルスをヒトに適用することは可能である。
アデノウイルスのセロタイプ35(Ad35)のベクターをベースとしたワクチンが、抗Ad5免疫によって有意には抑制されない強力な細胞免疫反応を誘発できることが示された。同様に、チンパンジーのアデノウイルスを用いると、抗Ad5免疫から受ける影響が最小限である免疫応答が誘発されることが示された("Farina et al. 2001"、"Pinto et al. 2003")。中和抗体(NAbs)およびCD8+Tリンパ球応答が共に抗Ad5免疫に貢献することが最近示され、ここにおいてはAd5特異的NAbsが中心的な役割を果たすようである("Sumida et al. 2004")。この開発はとても有用なアプローチであるように思えるが、既存のAd5免疫が存在しない条件では、Ad35ベクターをベースとしたワクチンはAd5をベースとしたワクチンと比較して免疫原性が低くなることもまた、マウスを用いた実験から示された("Barouch et al. 2004")。
明らかに、この技術分野において、ホストに既存の免疫とは反応せず、その一方で免疫原性を保有し、ベクターの有する核酸内に挿入された異種核酸によってコードされるタンパク質に対して強い免疫応答を誘発する代替的なアデノウイルスベクターが必要とされている。
発明の概要
改良された遺伝子送達、ワクチン投与、および遺伝子治療のために新規に開発した組み換えアデノウイルスベクターが、本願明細書中で開示される。ある好適な実施例において、ベクターはアデノウイルスセロタイプ35(Ad35)に基づいた組み換えアデノウイルスであり、ここでは、少なくともA35のファイバーノブがCAR(Coxsackievirus and Adenovirus Receptor、コクスサッキーウイルスおよびアデノウイルス受容体)に結合するセロタイプのファイバーノブに置換されている。より好適には、このセロタイプのファイバーノブとはAd5のファイバーノブである(その結果、ノブのみが置換されたAd35k5と定義されるベクター、もしくは、ノブ、シャフト、およびテールの一部が置換されたAd35f5と定義されるベクターとなる)。ファイバーのシャフトおよびテールはバックボーンのセロタイプ、すなわちAd35のものであって良い一方、本発明はまた、シャフト部位のセロタイプがファイバーノブのセロタイプと同一であるベクターにも関する。Ad35f5においては、テールのうちの、バックボーンのセロタイプのまま残された領域によってカプシッドの他の部分との正常な相互作用が確保され、安定なベクターの作製が可能となる。本発明のベクターは、望みの治療的な核酸、好適にはワクチン投与の目的で使用可能である核酸を含む。
本発明は、ヒト集団のうちの大多数において存在する既存免疫の量が少なく、その一方でベクターに含まれる核酸のコードする抗原に対する強い免疫反応を誘発することのできる組み換えアデノウイルスベクターに関する。これは、Ad11、Ad24、Ad26、Ad34、Ad35、Ad48、Ad49、Ad50、などのアデノウイルスのセロタイプ、またはキメラカプシッドをもつサルアデノウイルスをベースにした組み換えベクターを作製することにより達成される。キメラカプシッドは、バックボーンのベクターとは異なるヒトアデノウイルスセロタイプのファーバータンパク質から部分的に成るファイバータンパク質を備え、最も好適な実施例においては、このファイバータンパク質が(ノブ領域を介して)CAR受容体に結合する。ファイバーノブにはCARと優先的に結合するたくさんの種類のアデノウイルスを使用することが可能で、例えばサブグループA、C、D、E、およびFのヒトアデノウイルス、およびCARと結合するヒツジアデノウイルスなどがその例である。ファイバーノブ領域に用いるのに好適なアデノウイルスセロタイプはサブグループCのヒトアデノウイルス、より好適にはAd2およびAd5である。
別の実施例においては、本発明によって作製したウイルスはサブグループCのアデノウイルス、好適にはAd5をベースとした組み換えアデノウイルスであり、この組み換えアデノウイルスは、E1領域の機能の削除によって複製欠損とされており、このウイルスのカプシッドのヘキソンタンパク質は、1つまたは複数の超可変領域(HVR)を稀なアデノウイルスセロタイプのHVRで置換したキメラタンパク質である。このような稀なアデノウイルスセロタイプは、ヒト集団中に含まれるほとんどの個体内において、NAbと遭遇することがない。HVRの提供のために使用するのに好適なセロタイプはAd35およびAd48である。好適には組み換えウイルスは、予防や治療の目的で宿主に運搬されるべく、望みの異種核酸を備える。
発明の詳細な説明
前述の通り、Ad5を基にした組み換えベクターの利用は、過去に野生型のウイルスに感染したことによってほとんどのヒト個体に存在する中和抗体(NAb)の存在によって妨げられる。ウイルスの表面に存在する様々なカプシッドタンパク質が宿主における抗体の産生を誘発するが、Ad5特異的NAbの第一のターゲットはAd5ヘキソンタンパク質であることが示された(Sumida et al. 2005)。このことから、ヘキソンタンパク質を既存のNAbによって認識されなくなるように改変することによって、Ad5に対するNAbを既に保有する人、またはAd5から過去に作られたワクチンを過去に接種された人、またはプライムブーストワクチン投与療法によってAd5から作られたベクターを投与された人に有益となる改良アデノウイルスベクターを作製できる、という考えが生まれた。しかし、ヘキソンタンパク質を改変するのは容易ではなかった。ヘキソンタンパク質の完全な交換は一般に同一のAdサブグループに属すアデノウイルス間でのみ可能であり、その結果生存力の低いウイルスしか作製できなかった("Youil et al. 2002"; "Gall et al. 1998"; "Roy et al. 1998")。もしこれが制約となるならば、Ad5をベースとしたベクターはサブグループCに属する別のアデノウイルスのヘキソンタンパク質を含まなければならばならない。しかし、これらのうち全てと言わずともほとんどは、稀なセロタイプだとは言えないという点で無益である。ヒト集団中のほとんどの個体は、一度はサブグループCのセロタイプに遭遇したことがある。既に存在するNAbに出くわさないであろうセロタイプのヘキソンを使用するのが好適である。それらの稀なセロタイプの大部分はサブグループB(Ad11、Ad34、Ad35、Ad50)およびD(Ad24、Ad26、Ad48、およびAd49)に存在する。
本発明の発明者らは、今回初めて、保存的なアプローチと既存の構造情報および配列情報を利用してヘキソン中の特定の部位を(再)同定することによって、ある特定部位を同定・交換すると、生存可能で十分に大きなタイターを持ち得る組み換えウイルスを作製することが可能であることを示した。ヘキソンタンパク質およびそれに関連した部位を提供するため使用するのに好適であるセロタイプはAd11、Ad24、Ad26、Ad34、Ad35、Ad48、Ad49、およびAd50であり、これらのセロタイプは遭遇する既存免疫が少ないことが知られている(WO 00/70071を参照)。より好適なのはAd11、Ad26、Ad35、およびAd48であり、Ad48が最も好適なセロタイプである。また、この観点では非ヒトアデノウイルスも興味深い。1つの好適な例はチンパンジーアデノウイルスPan9である。
同定された領域はヘキソン超可変領域(HVR)としても知られる7つの表面ループである。アデノウイルスのセロタイプ間でのヘキソンの可変性はこれらの7つのループ部に集中している(Crawford-Miksza and Schnurr. 1996)。当然のことながら、本発明は、実施例で概説しているAd48のHVRの使用に限られるものではない。このことは、いくぶん広い定義での(表IIを参照)、およびいくぶんより限定された、より絞られた定義での(表IV参照)Ad5、Ad11、Ad26、Ad34、Ad35、Ad48、Ad49、およびAd50におけるHVRの同定によって更に実証される。Ad48は、遭遇する既存免疫が少なく、Ad5によって例証されるサブグループCアデノウイルスの公知の利点(強力な免疫原性、容易に生産できること、その他)に加えて稀なセロタイプの利点(既存免疫が少ない)の恩恵を受けるキメラアデノウイルスを作製するのに便利である他の全てのセロタイプの代表として用いた。Ad35などの他のセロタイプのバックボーンを使用することが好適とされているプライムブーストワクチン投与療法について考えると、明らかに、プライミングベクターに対抗して生成したNAbと遭遇することのないベクターをブーストに用いるのが有益である。したがって、Ad11、Ad24、Ad26、Ad35、Ad48、Ad49、Ad50などと、他の稀なセロタイプ(上記の稀なセロタイプのいずれか、など)のHVRの組み合わせもまた、本発明に含まれる。そのようなベクターの限定されない例は、Ad5HVR48、Ad5HVR35、Ad35HVR11、Ad35HVR48、Ad11HVR35、およびAd11HVR48で、少なくとも1つ、より好適には6つ、そして最も好適には7つのHVRがセロタイプ間で交換されたものである。したがって、最低でも1つのHVRを稀なセロタイプから取り出し、バックボーンセロタイプのヘキソンに導入する。AD5由来の7つ全てのHVRをAD48の対応するHVRで置換すると、生存可能で生産可能なベクターが生成し、このベクターは空のAd5ウイルスによって免疫化したマウスにおいて、既存免疫の接触をほとんどおこさなかった。しかし、(ウイルスゲノムの左のITRから右のITRの向きで見て)1つ目のHVRのみが置換された場合には効果がみられなかった。これは1つのHVRの置換では十分でないということではない。1つの領域の免疫原性が他の領域の免疫原性よりも高いと考えられており、同定された7つの領域のうちどれが最も寄与するか、そして特定の環境においてや特定の用途のためにはどのHVRを置換しなくてもかなわないかはまだ解明されていない。ある個人が、別の個人と比較して異なったHVRに対して異なった免疫応答を示すということがある可能性もある。更に、キメラのヘキソンを備えたベクターが宿主におけるNAbの活動があまり多くない環境においてうまく機能する可能性もある。提供する実施例における既存免疫は、空のAd5ベクターの1010vpの2連続投与により、非常に高くしてある。いずれにせよ、宿主に既存のNAbによって検出されないベクターを得る最高の機会を与えるため、ヘキソンタンパク質中の全てのHVRを置換するのが最も好適である。
改良アデノウイルスベクターの開発のために、まずAd5特異的中和抗体(NAb)のエピトープをマッピングした。ヒト集団におけるAd5の血清陽性率およびタイターが非常に高い(米国では約50%、発展途上国の一部では約90%)ことが明らかになった。更に、本明細書で明らかにしているように、機能的に有意であるAd5特異的NAbは、ほとんどヘキソンタンパク質にのみを標的とすることがわかった("Sumida et al. 2005"を参照)。対照的に、ファイバータンパク質に対するAd5特異的抗体は天然に存在するであろう適切な環境下、すなわちヒトにおいて見出される抗Ad5NAbタイターと同じ環境では有意にAd5ワクチンの免疫原性を抑制することができない。Ad5とは対照に、ヒト集団中のAd35およびAd11の血清陽性率およびタイターは世界の多くの地域でとても低いことがわかった。
本発明はAd11、Ad24、Ad26、Ad34、Ad35、Ad48、Ad49、およびAd50などの稀な(もしくは少なくとも中和されることが稀な)Adセロタイプのヘキソンを有し、そして好適には、サブグループA、C、D、E、およびFに属すほとんどのヒトアデノウイルスのセロタイプおよびサルアデノウイルスのようにCAR受容体と相互作用するセロタイプの、少なくともファイバーノブ領域を有する新規のアデノウイルスベクターに関する。ヒト集団中ではほとんどみられないNAbに対するヘキソンタンパク質を有し、バックボーンベクターとして用いるのに好適なものはAd11とAd35である。バックボーンベクターとして使用するのに、およびファイバーを利用するのに好適なセロタイプはAd5である。免疫反応において重要な役割を果たす細胞が樹状細胞であることは本技術分野においてよく理解されているが、樹状細胞は免疫原性のあるペプチドをそれらの細胞表面上に発現し、それによってこのペプチドに対する強力な免疫反応を誘発することができるためである。樹状細胞を非常に効率的に感染させることができるため本技術分野において好適とされてきたベクターはアデノウイルスサブグループBに属するもの、もしくは、例としてWO 02/24730およびWO 00/70071参照の、効率的な様式で樹状細胞を認識し感染させるアデノウイルスのファイバータンパク質を有するベクターである。これらのベクターはおそらくCD46をレセプターとして用いる。驚くべきことに、本明細書で示す通り、CARを通じて相互作用することが知られているアデノウイルスベクター、すなわちAd5の少なくともファイバーノブを有するベクターを、既存免疫に遭遇することの少ないベクター上にクローンすると、免疫反応の向上がみられることを本発明の発明者らが見出した。このことは、樹状細胞を経由した望ましい免疫反応を考慮するとかなり予想外である。
当然のことながらアデノウイルスベクターが結合する特定の細胞レセプターの認識に主としてかかわっている部位がノブ領域であり、ノブ領域は当業者によって(配列の比較およびレセプター間相互作用についての一般的な知識によって)ファイバータンパク質の他の部分と容易に区別される。A5ファイバーノブが細胞表面でCARと相互作用して、ウイルスの進入に先立って効率的にウイルスを結合させるのを仲介し、その後のウイルス進入をペントンベースおよび細胞内インテグリンが更に促進する("Bergelson et al. 1997"; "Bewley et al. 1999"; "Roelvink et al. 1998 and 1999"; "Wickham et al. 1993")のに対し、Ad11およびAd35などのBグループのウイルスはCD46を介して相互作用する。本発明は、少なくとも(ノブ領域によって決定される)レセプター結合領域が交換されたアデノウイルスベクターに関する。したがって後者のベクターは、バックボーンベクター由来のシャフトおよび/またはテールの一部、などといったファイバー領域を備える可能性がある。実際、他のカプシッドタンパク質との正常で安定な相互作用を確保し、安定な組み換えベクターを得るために、バックボーンベクターのテール領域の少なくとも一部を使用することが好ましい。
本発明によるキメラアデノウイルスベクターは、単独のAd5またはAd35をベースとし、キメラのファイバータンパク質を持たないベクターよりも、ワクチンや遺伝子治療のために、より効果的である。Ad5とAd35とのキメラファイバーを有するキメラアデノウイルスは当技術分野で周知である。少なくともノブ領域がAd35に由来するキメラファイバーを有するAd5ベクターが示された(WO 00/31285, WO 00/52186; WO 02/24730; "Shayakhmetov et al. 2003"; "Rea et al. 2001")。Smith氏ら(2003)は、テールおよびシャフトがAd35のもので、ノブ領域がAd5のものであるキメラファイバーを示した。 これらの引例によるベクターは全てAd5をベースとしており、ウイルスベクターのカプシッドにAd5ヘキソンが存在するため、これらのベクターは依然既存免疫に遭遇する。Ophorst氏ら(2004)の提供したデータによりこの現象が確認できた。複製欠損組み換えAd35ベクターおよびその作製方法もまた公知技術であり(WO 00/70071; WO 02/40665)、Ganesh氏ら (2003)はAd35を基にしたベクターで、Ad35のファイバーノブをAd5のファイバーノブで置き換えたファイバーを備えたものの使用を公表した。しかし、ベクターはマーカー遺伝子(緑色蛍光タンパク質、GFP)を含み、トランスダクション効率が低かった。結果として、Ganesh氏らは、Ad35のノブをAd5のノブで置き換えたベクターをベースとしたワクチンの開示または示唆は行わず、言うまでもなくこのワクチンの使用による利益についても述べなかった。Ganesh氏らは、Ad35をベースとしたベクターで、完全なAd5ファイバーを有するものについても発表した。このベクターはキメラファイバーではなく、完全なAd5ファイバーを備える点で本明細書におけるベクターを異なることを留意しなくてはならない。Ganesh氏らは、部分的にファイバーを置き換えるとトランスダクション効率の低下が起こったと警告する。本発明によるベクターは高いトランスダクション効率を示し、一方キメラファイバーは残っているカプシッドにおける安定な結びつきを保証する。当業者で、ワクチンの用途のために、樹状細胞を効率的に感染させることが知られているセロタイプ(例えばAd11、Ad34、およびAd35といった、サブグループBに属するものなど)のファイバーノブを、基本的にCARを通して細胞を感染させるセロタイプのファイバーノブで置き換えようと考えるものはいないだろう。
宿主によるアデノウイルスベクターに対する中和活性は主にヘキソンタンパク質に対するNAbsに対するものであるため、アデノウイルスベクターは、Ad5で例示される高度に中和されたセロタイプに基づいてもよく、そこでヘキソンは、Ad11、Ad24、Ad26、Ad34、Ad35、Ad48、Ad49、およびAd50などの稀にしか中和されないセロタイプのヘキソンと交換されている。そのようなベクターはAd5h35(Ad5をベースとしたベクターで、Ad5のヘキソンタンパク質の代わりに、Ad35のヘキソンタンパク質を備えたもの)などと称される。当業者は、本明細書に示される情報および当技術分野で周知の情報に基づいてあらゆる異なった組み合わせを構想し、作り出すことができる。ヘキソンを完全に交換するのは難しいということが明らかになった("Gall et al. 1998"; "Youil et al. 2002")。キメラのヘキソンタンパク質を構築する新しく、有用な方法の1つを実施例に示す。異なったセロタイプのヘクソンタンパク質を用いてキメラのカプシッドを備えたベクターを作製する別の方法はWO 00/03029の実施例8に示される。
本発明による組み換えアデノウイルスベクター、すなわち、ヒト集団中で遭遇する既存免疫の活性が一般的に低いセロタイプ(Ad11、Ad24、Ad26、Ad34、Ad35、Ad48、Ad49、およびAd50に加えて、ある特定のサルアデノウイルス)をベースとしたもので一般的に高い免疫応答を誘発するアデノウイルスのノブ領域を有するものは、一般的に高い免疫応答を誘発するアデノウイルス、および世界人口のうちの高い割合が持つ既存免疫によって検出されないヘキソンタンパク質を有することから既存の中和活性を逃れるアデノウイルス、のどちらよりも優れる。言い換えると、またここに示されるように、Ad35fib5およびAd35k5は共に、Ad5およびAd35の双方よりも優れている。
ヒト集団中に抗Ad5免疫が高いレベルで存在するため、少なくともマウスおよびサルを使って行った実験に基づくと、Ad5ベクターは抗ベクター抗体によって実質的に抑制される。ヒト集団中に存在する抗Ad35免疫のレベルは低いため、この点においては、Ad35およびAd35に関連するベクターはAd5よりも実質的に有利である。言い換えると、Ad35、Ad35fib5、およびAd35k5ベクターは抗ベクター免疫によって実質的に抑制されはしない。しかし、抗原性の導入に対する抗体という観点からは、Ad35ベクターをベースにしたワクチンの免疫原性はAdベクターをベースにしたワクチンの免疫原性と比べて低い。
重要なことに、中和されにくいベクターであって、高い免疫原性を有している異なったベクターの(異種の)ノブ領域を少なくとも備えたものが、その固有のファイバーを備えるバックボーンベクターよりも、実質的により強力な免疫応答を誘発することが、本発明の発明者らによって初めて示された。したがって、そのようなベクターは、現在使用されているアデノウイルスベクターよりも技術面および実用面で優れている。当業者はここに提供する知識を用い、同じ原理に基づいて、他のアデノウイルスベクターをクローニングすることが可能であろう。例えば本発明は、免疫原生のヒトアデノウイルスのファイバーのノブ領域を備えた組み換えサルアデノウイルスにも関する。組み換えサルアデノウイルスとは別に、組み換えウシおよびイヌアデノウイルスなどの、その他の非ヒトアデノウイルスを本発明は包含する。本発明はまた、他の免疫原生のアデノウイルスの少なくともノブ領域を有し、バックボーンベクターとして使用できるその他の中和されにくいヒトアデノウイルスにも関連する。異なった組み合わせ方は無数にあるが、アデノウイルスの少なくともヘキソンタンパク質が高レベルの既存免疫と遭遇してはならない一方で、少なくともノブ領域がCARレセプターの認識を行い、ベクターが投与される宿主内での高い免疫応答をもたらすことを請け負うという点は限定される。当業者は、当技術分野の一般的な知識を用いてこれらの特徴を見分け、既存免疫を判断し、誘発される免疫応答のレベル、本発明において概説する組み換え(キメラ)ベクターを得るための方法を判断することができるだろう。
Ad35k5ワクチンベクターの強力な免疫原性によって、Ad5ファイバータンパク質が機能的に重要な役割を果たしていることが示唆される。Ad5ファイバーノブは、高親和性レセプターCARへの結合を左右し、また、ウイルス粒子の核への効率的な細胞間輸送において重要な役割を果たす。Ad35k5ベクターの高められた免疫原性は、既知であるAd5ファイバーノブの生物学的機能をおそらく反映するが、詳細なメカニズムはまだ解明されていない。組み換えAd35k5ベクターは中和において主に組み換えAd35ベクターの性質を示し、ここに示すように、低い/中程度のレベルの抗Ad5免疫から効果的に逃れた。これらの観測は、Ad5特異的NAbsは主としてAd5ヘキソンタンパク質を標的にしていることを示す過去の研究結果と一貫している。Ad35ファイバータンパク質を含んでいるAd5ベクターが抗Ad5免疫を回避することができなかったという観測もまた、このモデルを裏付ける(Ophorst et al. 2004)。しかし、ここに示すように、高レベルの抗Ad5免疫はAd35k5ベクターの免疫原生を減少させることが実のところ可能であり、これはおそらくタイターは低いが明確に検出可能であるAd5ファイバータンパク質を標的としたNAbsの存在が反映されたものである。抗Ad5免疫によるAd35k5の免疫原生の低下は部分的でしか無く、極端に高いAd5特異的NAbタイターにおいてのみ認められたという点には注意すべきである。
Ad35k5ベクターの別の制限は、Ad35ベクターにおいて典型的に観測される値の約10倍の、比較的高いvp/pfu値にある可能性がある。この観測結果は、キメラのファイバータンパク質の導入によってウイルスの保全および安定性が損なわれている可能性があることを示唆するが、このことは更に調査し確認する必要がある。
ここで概説するように、アカゲザルを用いたAd5、Ad35k5、およびAd35ベクターの免疫原性の比較の研究は、マウスから得られた結果を裏付けるものとなった。マウスはAd35の最適なレセプターであるCD46を持たず、それ故Ad35ベクターの免疫原性が過小評価される可能性があるため、これは適切である。アカゲザルにおいては、Ad5ベクターは高タイターのベクター特異的NAbsを迅速に誘発し、推測どおり、ブーストによる同種免疫を効果的に妨げた。対照的に、Ad35およびAd35k5ベクターの双方は、Ad5ベクターと比較してより低いタイターのベクター特異的NAbを誘発し、同種のベクターの再投与に従ってこれらの免疫応答のブーストを促進した。Ad35k5ベクターを投与されたサルにおいて観測された強力な免疫応答は、このベクターが強力な免疫応答をプライムすると共に、効果的にブーストされることが可能であるという事実をおそらく反映していると推測される。
本発明は、異なったAdセロタイプの有益な免疫学的および血清学的特性を融合するために、キメラのカプシッドを有する組み換えAdベクターを構築することが可能であることを示す。キメラAdベクターの作製は、ワクチン投与および遺伝子治療双方のための第2世代の改良Adベクターへとつながる新規の戦略である。
好適な実施形態によると、本発明は、CARに結合するアデノウイルスのセロタイプの少なくともノブ領域を備えたキメラのファイバータンパク質を備えた複製欠損の組み換えアデノウイルスセロタイプ35(Ad35)ベクターに関し、ここにおいて、この組み換えベクターは更に、興味の対象である治療的な核酸を備える。治療的な核酸とは、哺乳類、好ましくはヒトの治療的および/または予防的処置に役立つタンパク質、ペプチド、またはポリペプチドなどの治療的なタンパク性の物質をコードする核酸、と定義される。治療的なタンパク質の例として、腫瘍ワクチンにおいて免疫応答を誘発するタンパク質が挙げられる。他の例は、遺伝子治療に使用されるものなど、遺伝的疾患の治療に有用なタンパク質である。好適な治療的なタンパク質とは、バクテリア、寄生虫、またはウイルスなどの感染力をもつものに由来した、またはこれらをベースとした、またはこれらから(直接)クローンニングされたタンパク質である。アデノウイルスベクターはヒト免疫不全ウイルス(HIV)、SIV、エボラウイルス、狂犬病ウイルス、単純疱疹ウイルス (HSV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、などのウイルスに対するワクチン摂取に非常に適切である。アデノウイルスの核酸にコードすることのできるHIV由来の抗原の例はnef、gag、pol、およびenvである。HSVの抗原の例は抗原9Dである。マラリアを起こす寄生虫などの寄生虫に由来する治療的なタンパク質もまた、本発明のベクターに導入することができる。これらのベクターに組み込むのに特に好適なタンパク質は、スポロゾイト周囲(CS)タンパク質およびLSA−1などのマラリア原虫由来のものである。他の好適なタンパク質はマイコバクテリウム株のタンパク質、特にヒト結核菌などの、結核を起こすものである。このバクテリア由来の好適な抗原は10.4、85A、85B、および85C抗原であり、これらもまた本発明によるベクターに導入することが可能である。in vitroの研究においてマーカーとして使用されるタンパク質は概して治療的なタンパク質とはみなされないため、GFP、ルシフェラーゼ、またはCATは治療的とみなされない。
抗原を発現するために使用することが可能である適切なプロモーターおよびポリ(A)配列は周知の技術であり、CMV、Ad2、MLP、SV40を含むがこれらに限定されない。適切な転写終止配列は例としてSV40またはBGHから得ることができる。抗原のコード配列は哺乳類、好適にはヒトにおける最適な発現のためにコドン最適化することが可能である。コドン最適化の方法は周知の技術である。
本発明はアデノウイルスセロタイプ11、24、26、34、35、48、49、および50からなる群から選択された複製欠損の組み換えアデノウイルスに関し、このアデノウイルスはCARに結合するアデノウイルスのセロタイプの少なくともノブ領域を含むキメラのファイバータンパク質を含み、更にこの組み換えベクターは興味の対象である治療的タンパク質または抗原タンパク質をコードする異種核酸を含む。好適なセロタイプはサブグループBのセロタイプ、より好適にはセロタイプ11、34、および35であり、最も好適なのはセロタイプ35(Ad35)である。これらのセロタイプは、世界中の健康な個人から摂取されたヒト血清サンプルにおいて既存の中和免疫に遭遇する確率が非常に低いため、本発明はこれらのセロタイプに関する。本発明において使用するキメラのファイバータンパク質は、少なくとも異なった2つのアデノウイルスセロタイプからなる部分から構成され、ここにおいて、ノブ領域は、CARに結合するアデノウイルスのものである。ベクターのカプシッドとの正常な相互作用を通してベクターの安定性を増すために、ファイバータンパク質のテール領域はバックボーンベクターのものであることが好適である。好適な実施形態において、CARに結合するノブ領域はサブグループCに属するアデノウイルスのセロタイプ、より好適にはセロタイプAd5のファイバーのものである。
本発明で使用する興味の対象である治療的タンパク質とは、遺伝子治療など、哺乳類の治療に役立つタンパク質に関する。本発明で使用する興味の対象である抗原タンパク質は、宿主、または宿主細胞において発現するとこれに対する免疫応答が生じるタンパク質に関する。この免疫応答は様々な場合のワクチン投与において必要である:1つの例は、興味の対象である抗原タンパク質に対する免疫応答がそのタンパク質を発現する腫瘍細胞の除去に加担する腫瘍ワクチンであり、別の好適な応用は、ウイルス、バクテリア、酵母、または寄生虫などの病原体による宿主の感染を予防、または有意に阻害するためのワクチン投与などの予防治療である。従って、上記の望みの抗原タンパク質はウイルス、バクテリア、寄生虫、または酵母のタンパク質を含む。本発明による組み換えアデノウイルスはまた、既に起こった感染の治療として興味の対象である抗原タンパク質に対する免疫反応を発生させ、複製、パッケージング、その他を防ぐために使用することも可能である。言い換えると、既に感染した宿主から次の宿主へとウイルスが広がるのを阻止するためにこのベクターを使用することも可能である。
ある実施形態では、本発明による組み換えアデノウイルスは、異種プロモーターの支配下にある異種核酸を含む。
本発明の好適な態様においては、上記の抗原タンパク質はウイルスのタンパク質を含み、ここにおいて上記ウイルスはレトロウイルス、HSVまたはエボラウイルスであり、もしも抗原タンパク質がレトロウイルスの場合はウイルスがサルまたはヒトの免疫不全レトロウイルスであるのが好適であり、ここにおいて上記の異種核酸はgag、pol、envおよびnefからなる免疫不全ウイルスタンパク質の群をコードする遺伝子の中から選んだ1つまたは複数の遺伝子を含むことが望ましい。
本発明の別の態様において、上記の興味の対象である抗原タンパク質はマラリアを引き起こす寄生虫のものであり、ここにおいて、上記タンパク質はマラリア原虫、より好適には熱帯性マラリア原虫のスポロゾイト周囲タンパク質、または肝臓特異抗原(LSA−1、LSA−3)、またはその免疫原性のある部分であることが好適である。
本発明は異種核酸およびキメラファイバーを備えた新規の複製欠損の組み換えアデノウイルスであり、ここにおいて上記アデノウイルスは、薬剤としての使用のためにアデノウイルスセロタイプ11、24、26、34、35、48、49、および50からなる群から選択される。
本発明は更に、マラリア感染、エボラ感染、HSV感染、HCV感染、またはHIV感染の予防的または治療的な処置のための薬剤の製造に、本発明による組み換えアデノウイルスベクターを用いることに関する。
特に好適なある実施形態において、本発明は、図2Bの下線部のアミノ酸配列をもつAd5ファイバーのノブ領域と、Ad5とは異なったセロタイプのヘキソンタンパク質、より好適には中和されにくいアデノウイルスのセロタイプのヘキソンタンパク質、を備えたキメラの複製欠損の組み換えアデノウイルスに関する。中和されにくいセロタイプとは、健康な個人からのサンプルのうち少数でのみ、NAbsの形での既存の中和活性に遭遇するセロタイプである。ある特定の実施形態において、本発明はAd35のヘキソン、および、配列番号2のアミノ酸配列を有すキメラのファイバータンパク質を含む、キメラの複製欠損の組み換えAd35ベクターに関する。
ヘキソンのHVRの交換
優勢なAd5特異的NAbsは主としてAd5ヘキソンタンパク質を標的としているため、標的突然変異によってヘキソンを交換した新規の組み換えAd5ベクターが優勢なAd5ヘキソン特異的NAbsを逃れることができるかもしれないと推論した。これは新しい発想ではなく、このような‘ステレス’アデノウイルスベクターを生産しようという試みは当技術分野において何度かなされた。しかし、以下で概説するように、成功したものは無かった。
異なったセロタイプ由来のヘキソンタンパク質間でのアミノ酸の多様性の99%以上が7つの比較的短い超過変領域(HVR)に集中しているようであり、HVRはヘキソンの露出した部位に位置することがCrawford-MikszaおよびSchnurr (1996)によって同定された。これらの作者らは15の異なったアデノウイルス(Ad1、Ad2、Ad5、Ad6、Ad8、Ad9、Ad12、Ad15、Ad16、Ad31、Ad40、Ad41、Ad48、BAV3およびMAV1)のヘキソンタンパク質を比較した。7つのHVRはループ1およびループ2(l1およびl2とも呼ばれる)にある250の可変残基中に同定され、ここにおいて、HVR1〜HVR6はループ1に位置し、HVR2はループ2に位置する。Crystalおよびその同僚は、Crawford-Miksza氏ら(1996)の発見に基づき、バックボーンベクター(Ad5)のループ1およびループ2の全体をAd2のループ1およびループ2で置き換えた(WO 98/40509; US 6,127,525; US 6,153,435参照)。また、ループ2のみを置き換えたベクターも作製した。生存可能なウイルスが生成した。Ad2およびAd5は共にサブグループCに属すアデノウイルスで、2つのループとも置き換えても依然交差中和がみられ、少なくとも同じサブグループのもの同士で交換を行わない場合には、このような交換によっては、野生型アデノウイルスのヘキソンタンパク質を標的とした中和抗体の認識を減少させたり、認識できなくなるようなベクターをもたらさないことが示された。それにもかかわらず、目的のベクターを得るため、彼らはAd5のループをAd7のループで置き換えることも試みた。これらの試みは失敗し、生存可能なウイルスは生成せず、少なくともCrawford-Mikszaの行ったHVRの同定に基づいては、1つのサブグループから他のサブグループへの交換は行うことができないことが示された。当然、ウイルスのゲノム構造の知識が手元にあるため、遺伝子組み換えは一般的な分子生物学の技術によって実行することが可能で、組み換え(キメラ)ウイルス全体をコードするプラスミド/コスミドが作製できる。しかし、原因は不明だがおそらくヘキソンの複雑な構造およびカプシッド形成においてそれが果たす役割というかなり重大な側面から、ヘキソンをコードする領域が組みかえられた場合、生存可能なウイルスは得られなかった(Rux et al. 2003)。Gall氏ら(1998)は、ヘキソン全体を置き換えるのではなく、外部のループのみを置き換えることを提案した。また、ペントンなどの他のカプシッドタンパク質が有意な中和エピトープを有する可能性があり、これによってAd5とAd2の交換の失敗が説明できる可能性があることも述べられた。
本発明の発明者らは、Crawford-MikszaおよびSchnurr (1996)に従って、またRuxおよびBurnett (2000)によって更に概説される通り、Ad5のHVRの代わりにAd35またはAd48のHVRを備えたキメラのヘキソンタンパク質を持つ、Ad5をベースとしたキメラアデノウイルスを作製しようと試みた。この試みは失敗した。この結果は、異なったサブグループ由来のヘキソンの一部を交換すると組み換えウイルスが生成しなかったというCrystal氏らの発見(上記参照)と一致した。
この事態に対応するために、Rux氏ら(2003)は、Ad2およびAd5のヘキソンの構造に新規の高解像度の結晶学的な改良を施し、それまでに発見されていたAd2およびAd5ヘキソンの構造の違いを解析した。これによりヘキソンタンパク質内の領域があたらしく定義され、HVRが7つから9つとなった。Rux氏ら(2003)はまた、アデノウイルスをベースとした新規のベクターを設計する際、ヘキソンタンパク質内で、操作してはならない部分を同定した。
本発明の発明者らはまた、Rux氏ら(2003)によって提供された定義に基づいて、置換されたHVRを有するキメラのヘキソンタンパク質を備えたキメラアデノウイルスの作製を試みた。しかし、再び、生存可能なウイルスは生成しなかった。明らかに、従来技術によって提供されるヘキソンのHVRの定義に基づくと、バックボーンベクターと他のセロタイプの間で、少なくとも異なったサブグループのアデノウイルスセロタイプ間で、1つまたは複数のHVRを交換した組み換えアデノウイルスが生成することは不可能である。
本発明の発明者らは、Crawford-MikszaおよびSchnurr (1996) の同定した7つのHVRとも、Rux氏ら(2003)の同定した9つのHVRとも異なった、7つのHVRをヒトアデノウイルス内に同定した。本発明による幅広い定義を表IIに示し、表IVにより絞られた定義を提供する。これらのHVRのみを置き換えると、生存可能なウイルスが生成した。発明者らの知る限りでは、ループ全体を置き換えるのではなく、それぞれのHVRを置き換えることによってキメラのヘキソンタンパク質を含むキメラアデノウイルスを作製するのに成功したのはこれまでで初めてである。キメラのヘキソンタンパク質を備えた組み換えアデノウイルスで、ヘキソンが2つの異なったサブグループのアデノウイルスセロタイプからなるものを得ることに成功したのも初めてである。HVRの再定義の概念的基礎は、保存されるアミノ酸を接合部として用いることである。それにもかかわらず、アミノ酸を1つ、2つ、あるいは3つ、N末端および/またはC末端側にずらしても、生存可能なベクターを得られる可能性があるという点は無視してはならない。しかし、当技術分野で過去に提供された定義はキメラのヘキソンを有する生存可能なベクターを提供するのに十分で無かった。わずかにシフトさせたものもまたよい結果を提供することがあることから(表IIを表IVと比較して参照)、本発明で提供する定義は厳密にとらえすぎるべきではない。好適には、同定したHVR配列(配列番号17〜79および88〜150に代表される)をセロタイプ間で交換するのが望ましい。
実施例にあるように、1つまたは複数のHVRをAd35(サブグループB)またはAd48(サブグループD)のものと交換したものを含むAd5をベースにしたベクターを構築した。明らかに、1つまたは複数のHVRを交換することは可能である。NAbsは複数のHVRのうちどれを標的にすることも可能であるため、バックボーンベクターの野生型のHVRの全てとはいかなくともほとんどを、稀なセロタイプのHVRで交換することが望ましい。一方で、そのような大規模な交換によって、生存可能なベクターを生産するのが容易でなくなる可能性がある。バックボーンベクター(例としてAd5)に含まれると同定された全7つのHVRを稀なセロタイプ(例としてAd48)の対応する7つのHVRで置き換えることが可能だということがここにおいて示される。これはまた、表IVの定義によるHVRの交換によって生存可能なウイルスが得られることも示唆する。
HVRとHVRの間のスペーサー領域はバックボーンセロタイプのものであり続け、タンパク質の正常なフォールディングを請け負うことが望ましい。好適なバックボーンはAd5であるが、Ad2などの、他の、一般的に使われ、広く適用されている、サブグループCに属するセロタイプをバックボーンとして使用することも可能である。HVRの交換の際、好適には少なくとも1つ、より好適には2つ、更により好適には3つ、更により好適には4つ、更により好適には5つ、更により好適には6つ、そして最も好適には7つのHVRを交換する。
抗Ad5免疫の存在下では、本明細書で示す通りに作製したAd5HVR35ベクターおよびAd5HVR48ベクターは、Ad5に感染した個人のAd5のヘキソンタンパク質を主として標的にするNabsが、Ad35およびAd48のヘキソンのHVRを通じては中和を行うことができないため、組み換えAd5ベクターよりもかなり免疫原性が高い。この特徴は、Ad11、Ad24、Ad26、Ad34、Ad35、Ad48、Ad49、およびAd50から選択可能な、全ての公知の稀なセロタイプから採取された全てのHVRについて成り立つ。
下に示す通り、Ad5の7つのHVRの代わりにAd48の全7つのHVRを含むAd5HVR48(1〜7)ウイルスは、Ad5ウイルスを予め注射することによって誘導される既存免疫によって妨害されないウイルスとなる。このことから、Ad5をベースとしたベクターを数多くの場面、例えばプライムベクターとブーストベクターのレセプター認識が同一であることが要求されるプライム・ブースト療法において、使用することが可能となる。他の適用としては、処置に先立って野生型のAd5に感染した経験のある個人へ、Ad5ベクターをベースとしたワクチン接種や医療適用を行うことであろう。
本明細書に示したHVRの同定法に基づくと、バックボーンベクターと他のアデノウイルスセロタイプの数多くの組み合わせが実行可能である。この知識は全ての公知のヒトおよび非ヒトアデノウイルスのヘキソンに適用できる。プライム・ブースト療法が必要な際(Ad5をベースとしたベクターが必要な場合に限らない)、本明細書において提供する知識を応用して、ステレス能力、すなわち、過去に使用したウイルスのヘキソンHVRに対する既存免疫を回避する能力、を有するベクターを構築することが可能である。当然のことながら、本明細書において示すキメラHVRベクターは、当技術分野で公知な技術を用いて更に改良することが可能である。例えば、特定なターゲット能力を持つようファイバーを改変することが可能である(例として、サブグループBに属すウイルスのファイバーノブをサブグループCをベースとしたベクターに組み込むと、平滑筋細胞、初代線維芽細胞、樹状細胞、その他を標的にするようになる可能性がある)。そのようなベクターの例は、例えばAd48のHVR、および、例えばAd35の少なくともファイバーノブ(レセプターの認識の主とした決定因子)を備えたAd5をベースとしたベクターである。このようなベクターは、HVRがキメラであるヘキソンを備えたアデノウイルスベクターに関する本発明の範囲内である。
当業者は、本明細書において提供する知識を用いて、1つまたは複数のHVRを他のアデノウイルスのHVRで置き換えた生存可能な組み換え複製欠損アデノウイルスを構築および生産することが可能であろう。更に、本明細書で提供されたHVRの配列により、それらの配列を取り除いてヘキソン中のこの部位を用い、他の物質、例えばアデノウイルスを(in vivoおよびin vitroで)望みの細胞にターゲットするためのリガンド、in vivoでアデノウイルスを追跡するための放射性結合部位、およびB細胞の特定のエピトープなどを導入することが可能である("Worgall et al. 2005"に記載されている)。
本発明は第1のサブグループに属するセロタイプをベースとした組み換え複製欠損アデノウイルスのバッチに関し、該アデノウイルスはキメラのヘキソンタンパク質を備え、ここにおいて該ヘキソンタンパク質は上記の第1のサブグループに属するセロタイプ由来の配列および、少なくとも1つの第2のサブグループに属するセロタイプ由来の超可変領域(HVR)配列から成り、ここにおいて、上記の第1と第2のサブグループは互いに異なったものである。好適には上記の第1のサブグループはサブグループA、C、D、E、またはFである。また、本発明によるバッチで、第2のサブグループがサブグループBまたはDであるものが好適である。より好適なのは第1のサブグループがサブグループCであり、該サブグループCのセロタイプがAd5であり、また、サブグループBまたはD由来のセロタイプが、Ad11、Ad24、Ad26、Ad34、Ad35、Ad48、Ad49、およびAd50から成る群から選択されたものであるバッチである。
本発明の好適な実施形態において、上記のキメラヘキソンタンパク質は、最初の6つのHVR配列(HVR1〜HVR6)、または全7つのHVR配列(HVR1〜HVR7)において、上記の第2のサブグループに属するセロタイプ由来のものを備える。
別の好適な実施形態においては、上記のヘキソンタンパク質は、HVR配列間においてバックボーンウイルスのアミノ酸配列を保持する。したがって、本明細書で定義する1つまたは複数のHVR配列を欠失させたり、変異させたり、リンカーで置き換えたり、別のセロタイプのHVR配列と置き換えたりすることが可能だが、HVR間を結ぶ配列は改変せず保つのが非常に好適である。このことによって、非HVR配列によって提供されるヘキソンのバックボーン配列によって安定なウイルスを生産することが可能となる。このように、HVR配列間の配列は上記の第1のサブグループに属すセロタイプのものであるのが好適である。
非常に好適な実施形態において、本発明は本発明によるアデノウイルスのバッチを提供し、ここにおいて第1のサブグループはサブグループCであり、ここにおいて、少なくとも1つの上記の第2のサブグループに属すセロタイプのHVR配列は、配列番号24〜79、および配列番号95〜150から選択される。更に好適な実施形態においては、HVR1の配列は配列番号17、24、31、38、45、52、59、66、および73から選択され、HVR2の配列は配列番号18、25、32、39、46、53、60、67、および74から選択され、HVR3の配列は配列番号19、26、33、40、47、54、61、68、および75から選択され、HVR4の配列は配列番号20、27、34、41、48、66、62、69、および76から選択され、HVR5の配列は配列番号21、28、35、42、49、56、63、70、および77から選択され、HVR6の配列は配列番号22、29、36、43、50、57、64、71、および78から選択され、そしてHVR7の配列は配列番号23、30、37、44、51、58、65、72、および79から選択される。更に別の好適な実施形態においては、HVR1の配列(HVR1)は配列番号88、95、102、109、116、123、130、137、および144から選択され、HVR2の配列(HVR2)は配列番号89、96、103、110、117、124、131、138、および145から選択され、HVR3の配列(HVR3)は配列番号90、97、104、111、118、125、132、139、および146から選択され、HVR4の配列(HVR4)は配列番号91、98、105、112、119、126、133、140、および147から選択され、HVR5の配列(HVR5)は配列番号92、99、106、113、120、127、134、141、および148から選択され、HVR6の配列(HVR6)は配列番号93、100、107、114、121、128、135、142、および149から選択され、そしてHVR7の配列(HVR7)は配列番号94、101、108、115、122、129、136、143、および150から選択される。より好適には、表IIまたは表IVのHVR1配列、いずれかで表されるHVR1配列をバックボーンベクターから欠失させる。HVR1配列を欠失させる理由は、アデノウイルスヘキソンタンパク質の結晶構造に基づくと、HVR1の隣接配列は非常に密集して位置し、これが、これらの隣接配列を欠失以外の構造変化無しで直接リンクすることが可能だということを示唆するためである。別の好適な実施形態において、表IIまたは表IVのHVR2配列、いずれかで表されるHVR2配列は短いリンカー、より好適には2つのアミノ酸から成るリンカー、最も好適にはQGリンカーで置き換えられる。結晶構造によると、HVR2の隣接配列もまた、互いに密集している。しかし、HVR1でみられるものより僅かに離れているため、小さな架橋リンカー、好適には1つ、2つ、3つ、または4つ、より好適には2つのアミノ酸からなるリンカーを導入するのが望ましい。HVRにより提示される免疫原性の決定部位に対するNAbsの攻撃を防止するにはヘキソンをHVRから取り除くのが理想的な解決法はである可能性がある。しかし、結晶構造からみると、ヘキソンタンパク質の全体の構造、およびおそらくその機能およびカプシッド形成における役割を失うことなく、HVR3〜7をヘキソンタンパク質から欠失させるのは可能でないように思える。
Ad24のヘキソンは好適なHVRを有するのにかかわらず、この特に「稀な」セロタイプのヘキソンタンパク質の配列は出願の時点で発明者らに公知でなかった。しかし、本明細書の提供する教示によって、当業者は、好適なセロタイプAd24を含む任意のアデノウイルスヘキソンタンパク質におけるHVRを決定することができるであろう。Ad24の任意の1つHVRの使用もまた、本発明に含まれる。
本発明はまた、サブグループBのセロタイプのヒトアデノウイルスのヘキソンの少なくとも1つのHVR配列をコードする核酸を単離したものをキメラヘキソンタンパク質の構成に使用することに関し、このヘキソンは更に、サブグループA、C、D、E、またはFに属するアデノウイルスからの配列を含む。更に、本発明は、サブグループDのセロタイプのヒトアデノウイルスのヘキソンの少なくとも1つのHVR配列をコードする核酸を単離したものをキメラヘキソンタンパク質の構成に使用することに関し、このヘキソンは更に、サブグループA、B、C、E、またはFに属するアデノウイルス由来の配列を含む。好適には、少なくとも1つのHVR配列は配列番号24〜79および95〜150から選択される。
表3は本発明の様々な実施形態をまとめたものである。表によると、本発明は、セロタイプXのペントンおよびヘキソンタンパク質を備えたバックボーンアデノウイルスをベースとしたキメラ複製欠損アデノウイルスに関し、ここにおいて、ヘキソンタンパク質中のn個のHVRがセロタイプYのもので、更に、セロタイプFのテールおよびシャフト、およびセロタイプKのノブを備え、ここにおいて:
‐Xはヒトアデノウイルス1〜51、サルアデノウイルス、イヌアデノウイルス、ヒツジアデノウイルス、ブタアデノウイルス、およびウシアデノウイルスのセロタイプから成る群から選択されたアデノウイルスのセロタイプであり;
‐Yはヒトアデノウイルス11、24、26、34、35、48、49、および50から成る群から選択されたアデノウイルスのセロタイプで、ここにおいてXとYは同一でも異なっていても良く、ここにおいてnは0から7の間の任意のHVRの数を示し、但しX≠Yの場合はn=1〜7であり;
‐Fはヒトアデノウイルス1〜51、サルアデノウイルス、イヌアデノウイルス、ヒツジアデノウイルス、ブタアデノウイルス、およびウシアデノウイルスのセロタイプから成る群から選択されたアデノウイルスのセロタイプであり、ここでF、X、およびYは同一でも異なっていても良く;そして
‐Kは細胞レセプターとして基本的にCARを使用するアデノウイルスセロタイプであり、ここでK、F、X、およびYは同一であっても異なっていても良い。好適には、FがXでない場合、少なくともファイバータンパク質のテールの、ペントンタンパク質と相互作用する部分はセロタイプXのものである。
当然ながら、バックボーンアデノウイルスベクターはヒトでの使用に適した(パッケージング細胞ではない通常の細胞で複製しないように組み換えられた)ものならばどのようなアデノウイルスであっても良い。複製欠損で、ヒトの治療に適用できるものである限り、6つのサブグループA、B、C、D、EおよびFに含まれる公知のヒトアデノウイルス(セロタイプ1−51)のうち任意のもの、および公知のサルアデノウイルス、イヌアデノウイルス、ヒツジアデノウイルス、ブタアデノウイルス、およびウシアデノウイルスをバックボーンベクターとして使用することが可能である。バックボーンベクターは、E1領域の少なくとも1つの機能的部位の欠損によって、好適にはE1領域の全ての機能的部位の欠損によって、複製欠損とされている。バックボーンベクターは他の上流(early)および下流(late)の全ての領域を備えるが、当業者は、当技術分野において、ある特定の必要なアデノウイルスタンパク質を他の手段、例えばヘルパーウイルスの使用や、パッケージ細胞を改変し必要な核酸をゲノムに安定に組み込むことによって得る方法があることを認識している。典型例として、本発明によるウイルスはE1欠損したアデノウイルス、および好適には望みの異種核酸をクローニングする場所を提供するためにE3も欠損したアデノウイルスゲノムを含み、望みの異種核酸はE1領域またはE3領域、あるいはその両方にクローニングされる。E2、E4、ITRおよび下流領域(late region)などの残りの領域は一般的に存在しているが、パッケージ細胞での生産の際に別に生産される可能性もある。WO 03/104467に示されるように、ベクターは、好適には、パッケージ細胞系に存在するE1B55Kタンパク質と適合する(おそらく他のセロタイプの)E4orf6領域を備える。これは、PER.C6(商標登録)細胞または293細胞などの公知のパッケージングシステムでの生産を可能にするために、それらの細胞中に存在するAd5由来のE1B55Kと適合しない独自のE4orf6領域を組み換えベクターが保有する場合に行った。
バックボーンのセロタイプは上記で‘X’とされている。更に、バックボーンウイルスは、ヒトAd11、Ad26、Ad34、Ad35、Ad48、Ad49、およびAd50から選択された1つまたは複数のアデノウイルスセロタイプ(セロタイプ‘Y’とされる)のHVRを含むよう操作することが可能である。明らかに、XがYのセロタイプの1つであった場合、このようなセロタイプは‘稀である’とされ、ヒト集団中のほとんどの個体において遭遇する既存免疫が少ないため、HVRを操作する必要がない可能性がある。よって、XがYのセロタイプの1つであった場合、交換されたHVRの数(‘n’で示される数)はゼロである可能性があるが1〜7であってもよく、ここで、XがYのセロタイプの1つでない場合、少なくとも1つのHVRがYセロタイプのものであり、ここにおいてはより多くのHVRがYセロタイプのものであることがますます好適であり、ここにおいて、全7つのHVRがYセロタイプの対応する領域と交換されるのが最も好適である。
本発明によるバックボーンウイルスは、バックボーンウイルスと同じセロタイプのペントンタンパク質を備える。バックボーンウイルスは、ヘキソンがキメラである(1つまたは複数のHVRが交換または置換されている)という意味で、および/または、ファイバータンパク質がキメラであるという意味で、および/またはファイバータンパク質がバックボーンウイルスとは異なったセロタイプのものであるという意味で「キメラ」である。Ad48はCARに結合するため、例えば組み換えAd48ベクターなど、X=Y=F=Kのものが存在する可能性はある。しかし、そのようなベクターはn=0の時、上記の意味では「キメラ」であるとはいえない。キメラ組み換え体でないAd11、Ad34、Ad35、およびAd50は、ファイバーノブはCARと優先的に結合するセロタイプ由来のものであるべきであるのに対して、これらのサブグループBに属すウイルスはこれに当てはまらないため、上記の定義の範囲内には含まれない。
ファイバーは「F」で示すセロタイプに由来するものであり、セロタイプFのテールを備え、セロタイプFのシャフトを備え、そして、‘K’で示すセロタイプのノブを備える。明らかに、KがFと同じセロタイプである場合、ファイバータンパク質はキメラでない。KはCARレセプターと優先的に相互作用するセロタイプであり、Xと同じセロタイプであっても異なったセロタイプであっても良い。明らかに、サブグループBに属するセロタイプなどのある特定のヒトセロタイプはCARと優先的に相互作用しないが、好適にはCD46などの他の細胞レセプターと相互作用する。なので、KがXと同じである場合、XはサブグループBに属するアデノウイルスの一つではない。また、KがFとは異なったセロタイプであるとき(それゆえファイバーがキメラであるとき)、テールのうち少なくともカプシッド中のペントンと相互作用する部分はセロタイプXのものであり、それによって本来の安定したカプシッドのフォーメーションが保たれる。周知のアデノウイルスのカプシッドタンパク質をコードする遺伝子のほとんどが当技術分野において知られているため、周知の全てのアデノウイルスおよびこれから発見されるアデノウイルスのテール領域、シャフト領域、およびノブ領域の同定を当技術分野の技術者の技術によって行うことは可能である。
本発明によるキメラの複製欠陥アデノウイルスの好適な例は、これに限定されるものではいが、:Ad5HVR11(1−7)、Ad5HVR24(1−7)、Ad5HVR26(1−7)、Ad5HVR34(1−7)、Ad5HVR35(1−7)、Ad5HVR48(1−7)、Ad5HVR49(1−7)、Ad5HVR50(1−7)、Ad5HVRPan9(1−7)、Ad5HVR11(1−6)、Ad5HVR24(1−6)、Ad5HVR26(1−6)、Ad5HVR34(1−6)、Ad5HVR35(1−6)、Ad5HVR48(1−6)、Ad5HVR49(1−6)、Ad5HVR50(1−6)、Ad5HVRPan9(1−6)、Ad5HVR11(1)、Ad5HVR24(1)、Ad5HVR26(1)、Ad5HVR34(1)、Ad5HVR35(1)、Ad5HVR48(1)、Ad5HVR49(1)、Ad5HVR50(1)、Ad5HVRPan9(1)、Ad11k5、Ad24k5、Ad26k5、Ad34k5、Ad35k5、Ad48k5、Ad49k5、Ad50k5、Pan9k5、Ad11f5、Ad24f5、Ad26f5、Ad34f5、Ad35f5、Ad48f5、Ad49f5、Ad50f5、Pan9f5、Ad11k26、Ad34k26、Ad35k26、Ad50k26、Pan9k26、Ad11f26、Ad34f26、Ad35f26、Ad50f26、Pan9f26、Ad11k49、Ad34k49、Ad35k49、Ad50k49、Pan9k49、Ad11f49、Ad34f49、Ad35f49、Ad50f49、Pan9f49、Ad2HVR11(1−7)、Ad2HVR24(1−7)、Ad2HVR26(1−7)、Ad2HVR34(1−7)、Ad2HVR35(1−7)、Ad2HVR48(1−7)、Ad2HVR49(1−7)、Ad2HVR50(1−7)、Ad2HVRPan9(1−7)、Ad2HVR11(1−6)、Ad2HVR24(1−6)、Ad2HVR26(1−6)、Ad2HVR34(1−6)、Ad2HVR35(1−6)、Ad2HVR48(1−6)、Ad2HVR49(1−6)、Ad2HVR50(1−6)、Ad2HVRPan9(1−6)、Ad2HVR11(1)、Ad2HVR24(1)、Ad2HVR26(1)、Ad2HVR34(1)、Ad2HVR35(1)、Ad2HVR48(1)、Ad2HVR49(1)、Ad2HVR50(1)、Ad2HVRPan9(1)、Ad11k2、Ad24k2、Ad26k2、Ad34k2、Ad35k2、Ad48k2、Ad49k2、Ad50k2、Pan9k2、Ad11f2、Ad24f2、Ad26f2、Ad34f2、Ad35f2、Ad48f2、Ad49f2、Ad50f2、およびPan9f2である。
Ad5、Ad35、およびAd11の国際的な血清陽性率およびNAbタイター
Ad特異的中和抗体(NAb)の応答を、一般的にSprangersら(2003)によって示された通りに、ルシフェラーゼを用いたウイルス中和アッセイによって評価した。簡単に説明すると、A549ヒト肺癌細胞を各ウェルにつき1×10細胞の密度で96ウェルプレートに蒔き、これにE1欠損を有し複製することのできないAd‐ルシフェラーゼレポーターコンストラクトにより、感染の多重度(moi)500で、血清で2倍の希釈系列として、200μlの反応容積中で感染させた。24時間のインキュベーションの後、細胞内のルシフェラーゼ活性をSteady-Glo Luciferase Reagent System(プロメガ社)を用いて測定した。90%中和タイターは、ルシフェラーゼ活性の90%を中和する血清の最大濃度として規定された。
WO 00/70071に含まれる内容に加えて、発展途上国のAd5および他のAdセロタイプの血清陽性率およびNAbタイターを評価するための実験を行った。アメリカ合衆国(N=19)、ハイチ(N=67)、ボツワナ(N=57)、ザンビア(N=29)、および南アフリカ(N=59)の健康な大人から採取した血清サンプルを用いて、Sprangersら(2003)による、ルシフェラーゼを用いたウイルス中和アッセイを行った。 図1Aに示すとおり、アメリカ合衆国では、Ad5の血清陽性率は50%で、タイターの平均値は比較的低い。一方、Ad5の血清陽性率はハイチでは82%、ボツワナでは93%、ザンビアでは93%、南アフリカでは88%であった。更に、これらのサンプル中でのAd5特異的NAbのタイターは、アメリカ合衆国のサンプル中でのタイター平均値の10倍以上の値を示す(図1B)。これらのデータは過去の研究結果("Kostense et al. 2004"; "Vogels et al. 2003")を拡張し、Ad5特異的NAbsはほぼ全世界的に存在し、発展途上国においては高いタイターを有すことを示す。一方で、これらの集団中においてAd11およびAd35の血清陽性率およびタイターはかなり低かった。
Ad5特異的中和抗体の免疫優勢ターゲット
先の実施例において概説したサンプルを更に用い、アメリカ合衆国およびサハラ以南のアフリカ、それぞれにおいての Ad5特異的NAbの優勢な抗原性標的を決定した。Ad5およびAd35のNAbの間に交差反応が確認されないため、カプシッドがキメラであるAd5/Ad35ウイルスで、ルシフェラーゼを発現するものをウイルス中和アッセイに使用した。これらのベクターは、野生型の成長機構を有すインタクトなウイルス粒子を基として、そのヘキソン、ペントンおよびファイバータンパク質を、Ad5およびAd35の様々な組み合わせによって構成したものである("Havenga et al. 2002"; "Rea et al. 2001")。本研究で用いたキメラベクターはAd5f35(Ad35のファイバーノブおよびファイバーシャフト、そしてAd35−Ad5のキメラなテールおよびペントンを有すAd5)、およびAd35f5(Ad5のファイバーノブおよびファイバーシャフト、そしてAd5−Ad35のキメラなテールを有すAd35)を含む。
図1Cに示す通り、Ad5をベースとしたAd5、Ad5f35、そしてAd5f35p35においては、同等のNAbタイターが観測された。Ad5f35p35ベクターのカプシッドはAd5のヘキソンを含むがAd35由来のファイバーおよびAd35由来のペントンを含むことからこのデータは、Ad5特異的NAb活性の大多数がAd5ヘキソンをターゲットとしていることを示唆する。組み換え体Ad35f5(本明細書においてAd35fib5とも称される)に対するタイターも、より小さい値だがはっきりと検出され、Ad5ファイバーに特異的なNAbも、Ad5ヘキソンに特異的なNAbsと比較して5倍から10倍低いタイターでこれらのサンプル中に存在するということが示された。これらのウイルスを用いてAd5のペントンに特異的なNAbは測定されなかったが、Ad5f35およびAd5f35p35に対するNAbタイターが同程度であったため、ペントン特異的NAbは中和においてせいぜい小さい役割しか果たしていないことが示唆される。
Ad35f5およびAd35k5の作製
組み換えAd35をベースとしたワクチンは抗Ad5免疫の存在下においても免疫原性を保つ。しかし、組み換えAd35ワクチンは抗Ad5免疫の存在しない状況においては、本質的には組み換えAd5ワクチンと比較して、免疫原性が低い(Barouch et al. 2004)。この問題は、カプシッドがキメラな組み換えAd35ベクターを構築することによって克服され、そのベクター中では、少なくともAd35のファイバーノブがAd5のファーバーノブで置き換えられている(ノブの交換を行ったものはAd35k5、ファイバーのほとんどを交換したものはAd35f5と呼ぶ)。
組み換えAd35k5ベクターは、Ad35のファイバータンパク質をコードする遺伝子を、Ad35のファイバーテールおよびシャフト(アミノ酸1〜132)をAd5ファイバーノブ(アミノ酸133〜314)に連結したキメラのファイバータンパク質をコードする遺伝子で置き換えることによって作製した。Ad5ファイバーに特異的な抗体は、組み換えAd5ワクチンの免疫原性を低下させない。Ad35はサブグループBに属すアデノウイルスであるため、Ad35ファイバーノブはCARと相互作用せず(Roelvink et al. 1998)、代わりにCD46をレセプターとして使用する(Gagger et al. 2003)。異なったファイバータンパク質を有するウイルスは、異なった細胞内移動経路をとる。過去の研究により、Ad5ファイバーノブは、初期エンドソームから細胞質ゾルへの迅速なウイルスの移動を促進し、ウイルスゲノムの核への効率的なトランスロケーションを導くが、一方で、Ad11およびAd35を含むサブファミリーBに属すアデノウイルスのファイバーノブは、ウイルス粒子が後期エンドソームに保持されることを促し、ウイルス粒子の大部分は細胞表面に戻されることが示されている(Shayakhmetov et al. 2003)。
Ad35k5ベクターをコードする組み換え核酸のクローニングは以下の通りに行った。Ad5ファイバーノブをコードする領域をPCRによって合成し、BsiWI-NheI断片としてpBR.Ad35.PacI-rITR.dE3プラスミド(=WO 2004/001032におけるpBr.Ad35.PRn△E3)にクローニングし、Ad35ファイバーノブをコードする対応する領域を置き換えた。その後、変異pBR.Ad35k5.PacI-rITR.dE3プラスミドをpWE.Ad35.pIX-EcoRV(WO 2004/001032)コスミドおよびSIVmac239 Gag遺伝子を含むアダプタープラスミドpAdApt35-SIV Gagと共にPER.C6/55K細胞にトランスフェクションし(WO 00/70071およびWO 02/40665参照)、そして、二重相同組み換えによりAd35k5−SIVGagベクターを得た。このベクターをプラーク精製し、配列を決定し、伸長し、当業者に公知な一般的な精製方法に従いCsCl密度勾配遠心法により精製した。このキメラファイバーのヌクレオチド配列を図2A(配列番号1)に示し、アミノ酸配列を図2B(配列番号2)に示す。
Ad35f5ベクターは、典型的にはWO 00/70071においてAd35fib16について概説されている通り、およびWO 00/03029においてAd5fibXXキメラについて概説されている通りに作製し、ここでは、Ad5ファイバーのテールの一部をAd5ファイバーシャフトおよびAd5ファイバーノブと連結したものをコードするPCR産物をAd35ファイバーテールの残りの部分と合わせている。クローニングにはまた、E3欠損のバックボーンベクターを用い、BsiWIおよびNheIを制限酵素認識部位/クローニング部位として用いて行った。ベクターについての詳細はWO 03/104467およびWO 2004/001032を参照。
詳しくは、pBr/Ad35.pacI-rITRfib5の作製は以下の手順で行った:プラスミドpBr/Ad35.PacI-rITRNotI(=pBr/Ad35.PRn WO 2004/001032参照)において、プライマーDF35-1:5'- CAC TCA CCA CCT CCA ATT CC-3'(配列番号6)更に、BamHIサイトおよびBsiWIサイトを含むプライマーDF35-2:5'- CGG GAT CCC GTA CGG GTA GAC AGG GTT GAA GG-3'(配列番号7)を用いてPCR反応を行った。このPCR反応の結果、ファイバー35のテール領域から開始し、BamHIサイトおよびBsiWIサイトの両方が導入された、約650bpのDNA断片が得られた。次に、プラスミドpBr/Ad35.PRnにおいて、BamHIサイトおよびNheIサイトを含む プライマーDF35-3:5'- CGG GAT CCG CTA GCT GAA ATA AAG TTT AAG TGT TTT TAT TTA AAA TCA C-3'(配列番号8)およびプライマーDF35-4:5'- CCA GTT GCA TTG CTT GGT TGG- 3'(配列番号9)を用いてPCR反応を行った。PCR反応の結果、ファイバー35のストップコドンの直後から開始し、E4領域まで続く約1400bpのDNA断片が得られた。pBr/Ad35.PRnをMluIおよびNdeIで処理し、Ad35バックボーンから、2850bpのDNA断片を取り除いた(これによりファイバー35領域のほぼ全領域が取り除かれる)。DF35-1 + DF35-2によるPCR断片をMluIおよびBamHIで処理し、DF35-3 + DF35-4によるPCR断片をBamHIおよびNdeIで処理した。これらのPCR断片を切断したpBr/Ad35PRnプラスミドにライゲーションし、pBr/Ad35PRndFIBコンストラクトを得た。その後、Ad5のDNAをテンプレートとして、プライマー35F5-5-F:5'-CGG GAA CGT ACG ACA CGG AAA CCG GTC CTC C-3'(配列番号10)およびプライマー35F5-R:5'-CGG CTA GCT AGC TTA TTC TTG GGC AAT GTA TGA AA-3'(配列番号11)を用いてPCR産物を生成し、新規に導入したBsiWIサイトおよびNdeIサイトを利用して、Ad35バックボーン中にAd5ファイバー配列を導入した。この後、pBr/Ad35PRNdE3コンストラクトにおいて行ったのと同様にE3領域を欠失させた。
当業者は分子クローニングおよびアデノウイルス産生についての一般的な周知の知識を使用することにより、これらのクローンを作製し、断片を挿入し、PCR産物を作製し、特定の断片を欠失させ、将来的にウイルスをパッケージング細胞系として生産することが可能であろう。更に、in vivoでもin vitroでも使用可能なアデノウイルスバッチを得るための生産方法および精製方法もまた、当技術分野において周知である。
ここで述べる全てのベクターは一般的なCsCl精製を用いて得られ、PER.C6/55Kパッケージング細胞系において少なくとも5代継代にわたって安定であることが明らかとなった(データは示さない)。Ad35k5ベクターの増殖速度および収率は親Ad35ベクターと同程度であった(データは示さない)。しかし、プラーク形成単位(pfu)あたりのウイルス粒子(vp)の比率を比較すると、Ad35k5ベクター(100〜1000)ではAd35ベクター(10〜100)の約10倍の値であった。
天然のファイバーノブ、あるいは置き換えられたファイバーノブを有するベクターが、それぞれに対応するレセプターを依然として認識する(Ad5ファイバーがCARに結合し、Ad35ファイバーがCD46に結合する)ことができるかどうかについてもまた、検討を行った。これらの特異的な相互作用はキメラのベクターにおいても、元のAd5およびAd35をベースとしたベクターにおいても、依然として実現した。
同様の方法をとって、Ad26またはAd49のノブを有すキメラで複製不能な、Ad35をベースとしたウイルスを作製した。これらのウイルスはAd35k26およびAd35k49と名付けられ、これらは稀なセロタイプであるAd36およびAd49のCARへの結合能力を有し、またそれと同時に、バックボーンベクターのカプシッドに存在するヘキソンタンパク質もまた、ここではAd35で例証しているが、稀なセロタイプのものである。Ad35k26およびAd35k49それぞれのキメラファイバーのヌクレオチド配列およびアミノ酸配列は図2E〜2Hに示す。
in vitroで導入遺伝子を発現する能力の比較をAd35k5ウイルス、Ad35k26ウイルスおよびAd35k49ウイルスを用いて行った。全てのベクターは導入遺伝子としてSIVGagを有す。7.5×10のA549細胞をマスターウイルスのシードストックウイルス(濃度未知のウイルス)で2時間、2mlの体積で感染させた。その後これらの細胞を洗浄し、48時間培養した。2F12抗p27モノクローナル抗体を用いた細胞内染色によってgag染色を評価し、フローサイトメトリーによって分析を行った。この実験における制限は、ある特定の数のウイルス粒子を使用したわけではないため、Ad35k49が他のウイルスに比べて高いタイターを有するのか、比活性度が高いのかを決定づけることができないという点である。どちらにせよ、このベクターは他のベクターに比べ、複製/増殖において、もしくは発現量において、確かな利点があるようである。図16は、Ad35k49の3つの代表的なバッチが、Ad35k5およびAd35k26の代表的なバッチと比較して有意に高い細胞内発現を示したことを示す。組み換えアデノウイルスベクターAd35k49は本発明における好適な実施形態である。
パッケージング細胞においてアデノウイルスベクターが効率よく産生されるためには、パッケージング細胞のゲノムに遺伝子が安定に組み込まれているために一般的に発現するE1B−55Kタンパク質が、ウイルスベクターのE4領域によって生産されるE4orf6タンパク質と適合する必要がある。Ad35のE4orf6タンパク質は293細胞やPER.C6(商標登録)細胞などの周知のパッケージング細胞において一般的に発現するE1B−55Kタンパク質と適合しないことが過去に発見された(WO 03/104467; WO 2004/001032; WO 2004/018627; WO 95/34671を参照)。Ad35由来のE1B−55タンパク質がゲノムに組み込まれた新しい細胞系の使用を避け、PER.C6細胞によって提供される確立された産生プラットフォームの利用を可能とするために、WO 03/104467において詳しく説明される内容に従い、Ad35バックボーンのE4orf6領域をAd5のE4orf6領域で置き換えたコンストラクトを作製した。Ad35をベースとした全てのベクターにおいてE4orf領域の置き換えを行ったが、このことはこれ以上、本明細書において示す免疫原性の研究およびターゲッティングの研究において使用されない。
組み換え体Ad35f5およびAd35k5の免疫原性の、Ad5およびAd35との比較
ベクターの免疫原性の評価は、キメラのファイバーを有すベクターをAd5−SIVGagおよびAd35−SIVGagと比較することによって行った。
実験未使用のマウス(各グループにつきN=5)に1010vpのAd5−SIVGag、Ad35−SIVGag、Ad35.BSU.−SIVGag、Ad35.fib5.BSU.−SIVGag、を筋肉注射した。BSUという用語は、Ad35をベースとした組み換えウイルスの生産の際、確実にpIX遺伝子の正常な発現を行うために、アデノウイルスゲノム核酸に存在するpIXプロモーターを使用するということを意味する。BSUコンストラクトに関しての詳細についてはWO 2004/001032を参照。コントロールマウス(各グループにつきN=3)にはAd5およびAd35の空ベクターを注射した。28日後、血液サンプルを採取し、以下に説明する通りにSIV gag ELIspotアッセイを行い、免疫応答を測定した。
この実験の結果が図3であり、空ベクターと比較して、全てのベクターが正常なT細胞応答を誘発しており、これらのベクターをマウスに注射すると挿入遺伝子によって抗原性タンパク質が提供されることがわかった。
別の実験未使用(naive)のマウス(各グループにつきN=8)には、10vpまたは10vpのAd5−Gag、Ad35−Gag、およびAd35k5−Gagベクター(これらは全てSIV Gagタンパク質をコードする)を注射した。ワクチンによって誘発されるCD8Tリンパ球応答をD/AL11四量体結合アッセイにより以下の方法で評価した:優勢なSIVmac239 Gag AL11エピトープペプチド(AAVKNWMTQTL;配列番号3;Barouch et al. 2004)の周りに四量体のH−2D複合体がフォールドしたものを調製し、当技術分野で周知な技術を用いてマウスのP18特異的CD8Tリンパ球を染色するのに用いた。マウスの血液は40U/mlのヘパリンを含むRPMI 1640培地に回収した。赤血球の細胞溶解に従って、0.1μgのPEラベルしたD/P18四量体をAPCラベルした抗CD8alpha mAb(Ly-2;Caltag, Burlingame, CA, USA)と共に用い、P18特異的CD8Tリンパ球を染色するのに用いた。細胞を2%FBSを含むPBSで洗浄し、1.5%のパラホルムアルデヒドを含むPBS 0.5ml中で固定した。サンプルはFACSCaliburを用いた2カラーフローサイトメトリーによって分析した(Becton Dickinson)。ゲートされたCD8Tリンパ球について、D/P18四量体によって染色されているかを検査した。実験未使用のマウスのCD8Tリンパ球は0.1%未満の四量体染色を示し、これをネガティブコントロールとして用いた。
図4に示す通り、10vpの高用量においては、全3種類のワクチンの免疫原性は同程度であった(A)。重要なことに、10vpのより低用量においては(B)、組み換え体Ad35k5−Gagによって誘発された免疫応答は組み換え体Ad35−Gagによって誘発された免疫応答(p<0.01 多重比較であるためボンフェローニの補正を用いた分散分析を行って、マウスの各グループの四量体を用いた応答の平均値を比較した)よりもかなり強力であり、Ad5−Gagによって誘発された免疫応答(p=ns)とほぼ同程度であった。これは過去の観測結果と一致する("Barouch et al. 2004"; "Lemckert et al. 2005")。これらのデータから、Ad35ベクターをサブグループCに属すアデノウイルス(例として、Ad5)のノブ領域を持つように操作することにより、ベクターに導入した抗原の免疫原性の有意な向上が得られることがわかった。
これらの実験は抗Ad5免疫の非存在下で行っており、ここでは、Ad5およびAd35k5が同程度の免疫原性を示し、これらはAd35ベクターの免疫原性よりも有意に大きい。Ad35k5ベクターはAd35ヘキソンを有し、これがAd5のヘキソンタンパク質に対する中和活性を有する個体において免疫応答を起こす効能を高めるのに有効であることは特筆すべきである。ゆえに、Ad35k5ベクターは、抗Ad5抗体の存在下ではAd5をベースとしたベクターおよびAd35をベースとしたベクターの双方よりも有効であり、その理由は、この条件下ではAd5は天然のAd5ヘキソンタンパク質を有するために免疫原性が低く、Ad35は天然のAd35ファイバーノブ領域を有するため一般に免疫原性が低いためである。
感染に伴ってファイバータンパク質に対する中和抗体が発生する可能性があるということも忘れてはならない。しかし、自然状態では、そのような中和活性はごくわずかであり、ホストによる免疫応答のほとんどはヘキソンタンパク質に対するものである。親ベクターによって予め免疫化を行った後に組み換えベクターの比較の実験を行う場合は、天然の(ヒトの)条件を真似た条件、すなわち、野生型のウイルスが天然のホストに一度か二度感染し、天然に発生する程度の量の中和抗体が誘発された条件で実験を行うことが重要である。実験室条件下では、多数回におよぶ投与や、高タイターのものの投与によりマウスの免疫応答を極端に高めることが可能である。天然の条件を真似た実験により、ファイバータンパク質を標的とした中和抗体が、投与されたアデノウイルスベクターを中和するのにおいて実際に重要であるかどうかが示される。この実験はまた、これもまた中和活性に用いる典型的な部分である、ファイバーのシャフト領域の存在の重要性を明らかにする。
CARを介してホスト細胞を認識し感染させるアデノウイルス(例として、Ad2、Ad5、その他)の少なくともノブを含むベクターであって、更に、カプシッドのうち免疫原性を決定する主要な領域(すなわち、ヘキソンタンパク質)が、中和されることの最も少ないセロタイプ(例として、Ad11、Ad24、Ad26、Ad34、Ad35、Ad48、Ad49およびAd50)のものによって構成されるベクターは、ヒト集団中に存在する既存免疫が少ない、抗原の導入によって得られる免疫応答が高い、トランスダクション効率が高い、安定性が高い、というこれまで知られていなかった利点を組み合わせた、優秀なワクチンベクターである、と我々は主張する。
既存免疫の存在するマウスにおけるAd5、Ad35k5、およびAd35の免疫原性
次に、これらのベクターの免疫原性に抗Ad5免疫が与える影響を評価した。ワクチン投与の4週間前に、全てのグループのC57/BL6マウス(各グループにつきN=4)に1010vpのAd5−Emptyを予め1回投与し、低い/適度な量の抗Ad5免疫を生成させた。これらのマウス内のAd5特異的中和抗体(NAb)のタイターは64〜128であった("Barouch et al. 2004"; "Lemckert et al. 2005"; "Sprangers et al. 2003")。図4Cに示すとおり、これらのマウスの体内で10vpのAd5−Gagが誘発する四量体CD8Tリンパ球応答は実質的に抑えられた。一方で、10vpのAd35−GagおよびAd35k5−Gagによる応答は、このレベルの抗Ad5免疫によってはほとんど影響を受けなかった。重要なことに、免疫化の14日後には、Ad35k5−Gagの免疫原性がAd5−Gag(p<0.001)およびAd35−Gag(p<0.05)のどちらの免疫原性よりも高いという結果になった。
Ad35k5−Gagが低い/適度な量の抗Ad5免疫を逃れることのできるということは、Ad5特異的NAbは主としてAd5ヘキソンタンパク質を標的としているという過去の発見と一致している(上記参照;Sumida et al. 2005)。しかし、この過去の研究において、Ad5ファイバータンパク質を標的とする少量のNAbsもまた、検出された。従って、高いレベルの抗Ad5抗体を有するマウスを用いて、本実験の再現を行った。ワクチン投与の8週間前および4週間前の2度にわたって、予めマウスに1010vpのAd5−Emptyを投与し免疫化を行った。これらのマウス中のAd5特異的NAbのタイターは8192〜16384となり("Barouch et al. 2004"; "Lemckert et al. 2005"; "Sprangers et al. 2003")、これはサハラ以南のアフリカにおいて測定した、個人の持つタイターの最大値に匹敵する("Kostense et al. 2004"; "Sumida et al. 2005")。図4Dに示す通り、これらのマウスの体内でAd35k5−Gagによって誘発された四量体CD8Tリンパ球応答は部分的に減少し、Ad35−Gagによって誘発された応答(p=ns)と同程度になった。このように、高レベルの抗Ad5免疫はAd35k5ベクターの免疫原性を部分的に抑制した。
更に詳しくキメラAd35k5−Gagベクターによって誘発されたベクター特異的免疫を評価するために、異種プライム・ブースト、およびウイルス中和アッセイを行った。実験未使用の全グループのC57/BL6マウス(各グループにつきN=4)に、第0週で10vpのAd35k5−Gagをプライムし、その後第4週で10vpのAd5−GagまたはAd35−Gagをブーストした。図5Aに示す通り、Ad35k5−Gagによって誘発される四量体CD8Tリンパ球応答はAd5−Gagによって効率的にブーストされたが、Ad35−Gagによってはブーストされなかった。これらのデータから、Ad35とAd35k5は実質的に交差反応性のある抗ベクター免疫を誘発する一方で、Ad5とAd35k5は免疫学的に遠いということが示唆される。これらの観測結果と一致して、Ad35k5−Gagで1度免疫化したマウスの生成したAd35特異的NAbsはAd35−Gagで免疫化したマウスの生成したAd35特異的NAbsと同程度であったが、生成したAd5特異的NAbsはかなり少なかった(図5B)。以上から、Ad35k5ベクターは、Ad5ベクターよりもAd35ベクターに近い血清学的な性質を表した。
これらの結果を一般化できるか検討するために、別の抗原(Env:HIV-I 89.6P Env gpl20、クローニングの詳細については本明細書および"Vogels et al. 2003"を参照)を発現するAd35k5ベクターを別の系統のマウスを用いて評価した。実験未使用の各グループのBalb/cマウス(各グループにつきN=4)に、10vpのAd5−Env、Ad35k5−Env、またはAd35−Envを1回筋肉注射した。IFN-yELISPOTアッセイ(図6A)およびEnv特異的ELISA(図6B)による測定の結果、Ad35k5−Envベクターの誘発した細胞および体液免疫応答は、Ad5−EnvベクターおよびAd35−Envベクターの誘発した免疫応答の中間の値であった。
ELISAは以下の通りに行った。免疫化されたマウスの血清に含まれるHIV-I EnvまたはSIV Gagに特異的な抗体のタイターを記述通り、直接ELISAによって測定した("Barouch et al. 2003"; "Sumida et al. 2005")。組み換えHIV-I MN Env gpl20ポリペプチドまたは組み換えSIVmac239 Gag p27ポリペプチド(免疫診断学)の1μg/mlのPBS溶液を各ウェルにつき100μl用いて96ウェルプレートを1晩コートし、2%BSAおよび0.05%Tween−20を含むPBSを使用して2時間ブロックした。そこに連続希釈法によって血清を加え、1時間インキュベーションした。0.05%Tween−20を含むPBSを使用してプレートを3回洗浄し、ペルオキシダーゼ標識のアフィニティー精製したウサギ抗マウス二次抗体の1:2000希釈物を1時間インキュベーションした。その後プレートを3回洗浄し、テトラメチルベンジジンを用いて検出し、1%HClにより停止させ、Dynatech MR5000 ELISAプレートリーダーを用いて450nmで解析を行った。
アカゲザルにおけるAd5、Ad35k5およびAd35ベクターの免疫原性
マウスにおける免疫原性の研究結果の裏づけをするために、アカゲザルにこれらのベクターを投与した場合の免疫原性を評価するパイロット・スタディを行った。9頭のMamu-A*01-negativeのアカゲザル(各グループにつきN=3)にSIV GagおよびHIV-I Envを発現するAd5、Ad35またはAd35k5ベクターを1011vp筋肉注射した。アカゲザルは第0週にプライムし、第12週にブーストによる同種免疫を行った。図7にこれらの動物中での抗原特異的免疫応答およびベクター特異的免疫応答を示す。Gag特異的細胞性免疫反応およびEnv特異的細胞性免疫反応はpooled peptide IFN-yELISPOTアッセイにより定量し、ベクター特異的NAbのタイターは免疫化後複数回にわたるルシフェラーゼを用いたウイルス中和アッセイによって決定した。中和アッセイは上記に記載したとおりに実行した。
予想通り、一次免疫を行うと、Ad5ベクターは高い頻度でのELISPOT応答を誘発したが(第12週での平均Gag+Env応答は538 SFC/106 PBMC)、ブーストによる同種免疫を行ってもこれらの応答の大幅な増加はみられず(第16週で、平均608 SFC/106 PBMC;図7A)、これはおそらくこれらの動物内でAd5特異的NAbが高タイターで高速に生成することを反映している(図7B)。一方で、Ad35ベクターの誘発する抗原特異的ELISPOT応答は、最初の免疫化後にAd5ベクターが誘発する抗原特異的ELISPOT応答の約半分であった(第12週で、平均248 SFC/106 PBMC)。興味深いことに、これらの応答はブーストによる同種免疫に従って、大幅に増加し(第16週で、平均876 SFC/106 PBMC;図7C)、この結果は、これらの動物に予め存在したベクター特異的NAbのタイターが低いことと一致している。これらのデータから、アカゲザルにおいては、Ad35ベクターはAd5ベクターと比較して、より低い抗原特異的免疫応答を誘発すると共に、より低いベクター特異的免疫応答を誘発することが示唆される。
Ad35k5ベクターの誘発する抗原特異的ELISPOT応答は、一次免疫に従ってAd5ベクターが誘発する抗原特異的ELISPOT応答と同程度のものであった(第12週で平均578 SFC/106 PBMC;図7E)。重要なことに、これらの応答は、ブーストによる同種免疫に従って大幅に増大し(第16週で平均1736 SFC/106 PBMC)、これはおそらくこれらのサルに予め存在したベクター特異的NAbが比較的少ないことを反映している。実際、ブースト免疫に従い、Ad35k5ベクターは、Ad5ベクターおよびAd35ベクターのどちらよりも2、3倍高いGag特異的およびEnv特異的ELISPOT応答を示した。更に、CD8数およびCD4数の減少したPBMCを用いて行ったELISPOTアッセイから、Ad35k5ベクターは、免疫化後第16週に、CD4およびCD8Tリンパ球応答の著しい減少を誘発することがわかった(図8A、B、C;それぞれAd5、Ad35、Ad35k5)。
キメラのヘキソンタンパク質を含む組み換えAd5ベクターの作製
Crawford-MikszaおよびSchnurr (1996)によるAd2のHVR、RuxおよびBurnett (2000)によるAd5のHVR、Ruxら(2003)によるAd5のHVR、および、本発明によるAd5のHVRを表Iに示す。表IIは、本発明におけるHVRの定義によるヒトアデノウイルスAd5、Ad11、Ad26、Ad35およびAd48、さらにチンパンジーアデノウイルス68(Pan9)の7つのHVR配列を提供する。それぞれのヘキソン配列内における特定の部分もまた、示してある。
Ad5をベースとしたベクターで、1つまたは複数のHVRがAd35(サブグループB)またはAd48(サブグループD)のものと交換されたものを作製した。
本発明のより‘絞られた’実施形態においては、上記のアデノウイルスセロタイプのHVRは、いくらか短くしたものが定義される。これらのHVRは表IVで、HVR(1−7)のように、星印をつけて示す。組み換えベクターにおいて絞られた定義を用い、バックボーンからHVR1を欠失させ、HVR2は2つのアミノ酸から成る短いスペーサー(QG)で置き換え、HVR3、HVR4、HVR5、HVR6およびHVR7は他のセロタイプのそれぞれに対応する短い()部分で置き換える。最も重要なのは、HVR7が再定義によってより短くなっていることである(表IIと表IVを比較せよ)。
望みの配列を含むヘキソン遺伝子の一部分をGeneArt社(ドイツ)の技術により合成し、Apal-Hpal断片として、完全なAd5ヘキソンタンパク質を含むシャトルプラスミドにクローニングした。その後、より大きな範囲のAscl-Ascl断片をこのシャトルプラスミドから切り出し、これをAd5コスミドpWE.Ad5.AflII-rITR.dE3(E3領域が欠失し、コスミドpWE.Ad5.AflII-rITRをベースとしたベクター、WO 02/40665を参照)中のAscl-Ascl断片と置き換えた。この変異コスミドを(サル免疫不全ウイルス(SIV)のgagタンパク質をコードする)アダプタープラスミドpAdApt-Gagと共にPER.C6/55K細胞(PER.C6(商標登録)細胞のAd35の55K E1B遺伝子を含む、WO 02/40665参照)にトランスフェクションし、相同組み換えにより組み換えAd5HVR35(1)−Gagウイルス、組み換えAd5HVR48(1)−Gagウイルス、および組み換えAd5HVR48(1‐7)−Gagウイルスを得たが、ここで‘1’はHVR1のみの置き換えを意味し、‘1−7’は7つのHVR全ての置き換えを意味する。これらのベクターは、当技術分野で一般に用いる手順を用いてプラーク精製し、配列を解読し、エクスパンドし、CsCl密度勾配遠心法により精製した。Ad5HVR48(1‐7)−Gagのヘキソンの配列は図11に示す。
上で述べた3つのウイルスとは別に、以下の組み換えベクターもまた作製した:Ad5HVR35(1−6)、Ad5HVR35(1−7)(図12)、Ad5HVR11(1−6)、Ad5HVR11(1−7)(図13)、Ad5HVR26(1−6)、Ad5HVR26(1−7)(図14)、Ad5HVRPan9(1−6)、Ad5HVRPan9(1−7)(図15)。‘1−6’は、親ベクターのHVR7を残し、HVR1〜HVR6の置き換えを行うことを意味する。当然ながら、(Ad2およびAd5などの)複数の親ベクターが使用可能で、複数の稀なセロタイプが周知であるため、本発明の教示を使用すると更に多くの組み合わせが作製可能である。‘ステレス’のようなベクターを産生するためにそのHVRを使用することのできる他の稀なアデノウイルスセロタイプはAd24、Ad34、Ad49およびAd50である。
実験未使用マウスおよび抗Ad5免疫を有するマウスにおけるAd5、Ad5HVR48(1)およびAd5HVR48(1−7)の免疫原性
上記の通り、パッケージング細胞を用いて、生存可能な組み換えウイルスであるAd5−Gag、Ad5HVR48(1)−GagおよびAd5HVR48(1−7)−Gagを産生した。Ad5HVR48(1)−Gagの収率は組み換えAd5−Gagウイルスと同程度であったが、Ad5HVR48(1−7)−Gagの成長率、収率およびvp/pfu比はAd5−Gagウイルスの約半分であった。まず、A549細胞にそれぞれのベクターを10vpまたは1010vp感染させ、Gag発現を確認した。HPLCのデータから、細胞内Gag発現量は十分で、Ad5HVR48(1−7)−Gagによる発現量はAd5−Gagによる発現量よりもいくらか少なかったが、3つのベクターそれぞれによる発現量は同程度であることが示された。これはいくらか遅い成長速度に関係するかもしれない。
ウイルスの免疫原性はまず、実験未使用のC57/BL6マウス(各グループにつき4匹のマウス)をそれぞれのベクター10vp、10vp、10vpで免疫化することによって検討した。ワクチンによって誘発されたCD8Tリンパ球応答は、上記した通りD/AL11四量体結合アッセイによって2週間にわたって評価した。結果を図9に示す。全3つのベクターは、成長率や導入遺伝子の発現量に小さな違いがあることにかかわらず、これらの実験未使用マウスにおいて明らかに同程度の免疫応答を示した。
続いて、Ad5をベースとしたベクターに対する既存免疫を産生するために、望みのウイルスによる免疫化の8週間前および4週間前の2度にわたって、予めC57/BL6マウスに1010vpのAd5−Emptyを投与し、免疫化を行った(Ad5 Nab タイター8、192−16、384)。続いて(最初の免疫化を行った8週間後に)上記の通りマウスを10vp、10vpおよび10vpの組み換えAd5−Gag、Ad5HVR48(1)−GagおよびAd5HVR48(1−7)−Gagによって免疫化した。再び、ワクチンによって誘発されたCD8Tリンパ球応答を、上記した通りD/AL11四量体結合アッセイにより2週間にわたって評価した。結果は図10に示す。ELISPOTの結果はテトラマーアッセイの結果を反映し、同様の結果を提供した(データは示さない)。予想通り、Ad5−Gagベクターはこれらの予め免疫化されたマウスの体内で既存抗体に遭遇し、その結果免疫応答はほとんど検出することができなかった。Ad5HVR48(1)−Gagウイルスも、高レベルの抗Ad5免疫を回避することはできず、このことから既存免疫はHVR1のみに関わるものではないことが示唆される。重要なことに、Ad5HVR48(1−7)−Gagウイルスの免疫原性はAd5によって誘発された既存免疫の影響をうけず、Ad5の(本明細書において同定した)7つのヘキソンHVRに変異を加え、これらを(Ad48に例証される)稀なセロタイプの対応するHVRで置き換えることによって、野生型のタンパク質に対する既存抗体に妨害されることのないベクターが得られるということが示された。マウスを空のAd5ベクターで2度に渡りプライムし、高レベルの既存免疫が存在する状況を真似て行った実験からも同様の結果が得られた(図21)。この実験は各グループにつき4匹のC57/BL6マウスを用いて行った。各グループのマウスを1010vpのAd5−emptyの2度の投与によって予め免疫化し、抗Ad5抗体を誘発した。Ad5−emptyによって予め免疫化したマウスのNAbタイターは8192〜16384となった。続いて第0日にマウスを10vpのAd35−Gagの筋肉注射でプライムし、その後第28日に10vpAd5−Gag、10vpAd35−Gagまたは10vpAd5HVR48(1−7)−Gagでブーストした。全ての投与は体積50μlで行った。x軸の矢印は免疫化を意味する。第0日、第7日、第14日、第21日、第28日、第35日、第42日、第49日、第56日、に血液サンプルを採取し、ワクチンによって誘発されたCD8Tリンパ球応答を定量するためD/AL11四量体染色アッセイを行った。第56日にはIFN-gamma ELISPOTアッセイも行い、同様な結果が得られた(データは示さない)。Ad5−Gagは、おそらく抗Ad5免疫が既存であったため、ブーストすることができなかった。また、Ad35−Gagも、おそらくプライム免疫によって抗Ad35免疫が誘発されたため、ブーストすることができなかった。Ad5HVR48(1−7)は免疫応答を効果的にブーストさせ、このベクターがある種の新規の‘セロタイプ’としての機能を果たすことが認められた。Ad5HVR48(1−7)は、Ad5を用いることができない場合、また(Ad35などの)異種ベクターをプライムベクターとして使用する場合に効果的なブースティングベクターとして機能する、と結論付けられる。本発表における先の研究とあわせて、我々は、Ad5HVR48(1−7)で表されるベクターが、抗Ad5免疫が既存であってAd5を有効に用いることのできない環境において、効果的なプライミングベクター、かつ効果的なブースティングベクターとして機能する、と結論する。
これらの結果より、プライム‐ブーストを行う際に(主にファイバータンパク質およびペントンタンパク質による)レセプター認識を変化させることなく、Ad5をベースとしたベクターを用いることが可能となった。
Figure 0004843613
ヒトアデノウイルスAd2(Crawford-MikszaおよびSchnurr(1996)による)、 Ad5(Ruxおよび Burnett,(2000)、Ruxら(2003)による)、およびAd5(本発明による)のヘキソンタンパク質内の超可変領域の定義。RuxおよびBurnett(2000)によるAd5のHVRの定義は、Ad2配列おけるCrawford-MikszaによるHVRの定義に正確に一致する。これらのHVRの定義は、RuxおよびBurnett(2000)による定義で最初のメチオニン残基が欠如しているために、表の数値が全て1つ変わることに注意する(例えばHVR1でl37-181など)。
Figure 0004843613
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本発明によるキメラの複製欠損アデノウイルスベクター。該ベクターの様々な構成要素の同定を含む。
Figure 0004843613
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図1(A)は、米国、ハイチ島、ボツワナ、ザンビアおよび南アフリカからのサンプルのAd5、Ad11およびAd35の血清陽性率のパーセンテージを示す。図1(B)は、アフリカおよび米国からのサンプルのAd5、Ad11およびAd35に対する中和抗体のタイターを示す。図1(C)は、これらのサンプルのAd5、Ad5f35、Ad5f35p35、Ad35f5およびAd35に対する中和抗体価を示す。 図2(A)は、Ad35k5ファイバータンパク質をコードする核酸配列を示す(配列番号1;Ad5ファイバーノブをコードする領域には下線を引いた);図2(B)は、Ad35k5ファイバータンパク質のアミノ酸配列を示す(配列番号2;Ad5ファイバーノブを示す領域には下線を引いた);図2(C)は、Ad35f5ファイバータンパク質をコードする核酸配列を示す(配列番号4;Ad35ファイバーの残された部分をコードする領域には下線を引き、BsiWIクローニングサイトは小文字で示した);図2(D)は、Ad35f5ファイバータンパク質のアミノ酸配列を示す(配列番号5;Ad35ファイバーの残された部分を示す領域には下線を引いた);図2(E)は、Ad35k26ファイバータンパク質をコードする核酸配列を示す(配列番号80;Ad26ファイバーノブをコードする領域には下線を引いた);図2(F)は、Ad35k26ファイバータンパク質のアミノ酸配列を示す(配列番号81;Ad26ファイバーノブを示す領域には下線を引いた);図2(G)は、Ad35k49ファイバータンパク質をコードする核酸配列を示す(配列番号82;Ad49ファイバーノブをコードする領域には下線を引いた);図2(H)は、Ad35k49ファイバータンパク質のアミノ酸配列を示す(配列番号83;Ad49ファイバーノブを示す領域には下線を引いた)。 図3は、SIV Gagをコードする遺伝子を含むAd5ベクター、Ad35fib5.BSUベクター、Ad35.BSUベクター、およびAd35ベクターを実験未使用のマウスに投入した際にSIV Gagに対して誘発されるT細胞応答を、空ベクター(Ad5.emptyおよびAd35.empty)を投入したマウスにおけるT細胞応答と比較したものである。y軸はSFC/10脾細胞を表す。 図4は、実験未使用のマウスの体内でSIV Gagを発現するAd5ベクター、Ad35k5ベクター、およびAd35ベクターの免疫原性を示し、それぞれのベクターを10vp投与した場合(A)、10vp投与した場合(B)、それぞれのベクターを10vp投与するのに先立って1010vpのAd5−emptyベクターをを1回(C)または2回(D)投与した場合を示す。全ての場合において、Gag特異的CD8Tリンパ球応答は、投与後複数回にわたって行ったD/AL11四量体結合アッセイにより評価した。 図5は、マウスの体内においてAd35k5ベクターによって誘発された抗ベクター免疫を示す。(A)第0週に10vpのAd35k5−Gagでプライムし、第4週に10vpのAd5−GagまたはAd35−Gagでブーストした実験未使用のマウス。(B)10vpのAd5−Gag、Ad35k5−Gag、またはAd35−Gagを投入し、ルシフェラーゼによるウイルス中和アッセイで評価したマウスの血清サンプル。 図6は、マウスの体内でHIV-1 Envを発現するAd5ベクター、Ad35k5ベクター、およびAd35ベクターの免疫原性を示す。実験未使用のBalb/cマウスに10vpのAd5−Env、Ad35k5−Env、またはAd35−Envを投入した。(A)プールドペプチド(pooled peptide)アッセイ、およびMI10エピトープペプチド特異的IFN-yELISPOTアッセイによって評価したEnv特異的細胞免疫応答。(B)ELISAによって評価したEnv特異的液性免疫応答 図7は、第0週に1011vpのAd5−Gag(A,B)、Ad35−Gag(C,D)、およびAd35k5−Gag(E,F)でプライムしたアカゲザルの体内のAd5ベクター、Ad35k5ベクター、およびAd35ベクターの免疫原性を示す。第12週に、全てのサルにブーストによる同種免疫を行った。Env特異的免疫応答およびGag特異的免疫応答は、免疫後複数回にわたるプールドペプチド(pooled peptide)IFN-yELISPOTアッセイによって評価した(A、C、E)。ベクター特異的NabのタイターはAd5およびAd35のウイルス中和アッセイによって評価した(B、D、F)。 図8は、図7に示した研究で用いたサルにおけるCD4およびCD8Tリンパ球応答を示す。免疫後の第16週に、サルからCD8数の減少したPBMCおよびCD4数の減少したPBMCを採取してプールドペプチド(pooled peptide)IFN-y ELISPOTアッセイを行った。1011vpの(A)Ad5−Gag、(B)Ad35−Gag、および(C)Ad35k5−Gagを第0週および第12週にマウスに投与した。 図9は、Ad5−Gagベクター、Ad5HVR48(1)−Gagベクター、およびAd5HVR48(1−7)ベクターを実験未使用のマウスに(A)10vp、(B)10vp、(C)10vp投与した場合のそれぞれの免疫原性を示す。Gag特異的CD8Tリンパ球応答は免疫後複数回にわたるD/AL11四量体結合アッセイにより評価した。 図10は、実験未使用のマウスに、1010vpのAd5−Emptyを8週間前と4週間前の2回にわたって事前投与した後、Ad5−Gagベクター、Ad5HVR48(1)−Gagベクター、およびAd5HVR48(1−7)ベクターを(A)10vp、(B)10vp、(C)10vp投与した場合のそれぞれの免疫原性を示す。 図11は、Ad5をベースとし、7つのHVRをAd48の対応する7つのHVR(下線が引いてある)で置き換えたヘキソンタンパク質(Ad5HVR48(1−7))のアミノ酸配列(配列番号12)を示す。 図12は、Ad5をベースとし、7つのHVRをAd35の対応する7つのHVR(下線が引いてある)で置き換えたヘキソンタンパク質(Ad5HVR35(1−7))のアミノ酸配列(配列番号13)を示す。 図13は、Ad5をベースとし、7つのHVRをAd11の対応する7つのHVR(下線が引いてある)で置き換えたヘキソンタンパク質(Ad5HVR11(1−7))のアミノ酸配列(配列番号14)を示す。 図14は、Ad5をベースとし、7つのHVRをAd26の対応する7つのHVR(下線が引いてある)で置き換えたヘキソンタンパク質(Ad5HVR26(1−7))のアミノ酸配列(配列番号15)を示す。 図15は、Ad5をベースとし、7つのHVRをPan9アデノウイルスの対応する7つのHVR(下線が引いてある)で置き換えたヘキソンタンパク質(Ad5HVRPan9(1−7))のアミノ酸配列(配列番号16)を示す。 図16は、バックグランド条件下での(感染なし、グラフ1°&2°Ab)、およびAd35k5による感染後の(2つのバッチ:#4、#5)、Ad35k26による感染後の(2つのバッチ:#3が2つ、#28)、そしてAd35k49による感染後の(3つのバッチ:#4、#5、#9)、細胞内のgag染色を示す。 図17は、Ad5HVR48(1−7)(配列番号84)のヘキソンタンパク質のアミノ酸配列を示し、ここでは表4で定義されたHVR1配列が欠失しており、表4によるHVR2配列がQGリンカーで置き換えられ、また表4の定義によるHVR3〜HVR5はAd5のものがAd48のもので置き換えられている。 図18は、Ad5HVR35(1−7)(配列番号85)について図17と同様で、ある。 図19は、Ad5HVR26(1−7)(配列番号86)について図17と同様で、ある。 図20は、Ad5HVR49(1−7)(配列番号87)について図17と同様で、ある。 図21は、Ad5−emptyの2回の事前投与の後、第0日にAd35−Gagによるプライムを行い、第28日に示す通りの3種の異なったベクターによってブーストを行った後のマウスにおけるCD8Tリンパ球応答を示したグラフである。

Claims (8)

  1. キメラヘキソンタンパク質を含む組み換えアデノウイルスにおいて、キメラヘキソンタンパク質の配列が配列番号12からなる組み換えアデノウイルス。
  2. アデノウイルスセロタイプ5(Ad5)をベースとした複製欠損の組み換えアデノウイルスにおいて、
    キメラヘキソンタンパク質を備え、ここで前記キメラヘキソンタンパク質において、Ad5のHVR1〜HVR7の超可変領域の配列が、Ad48の超可変領域の配列と、
    Ad5のHVR1配列(配列番号17)が、配列番号24からなる配列と置換されており、
    Ad5のHVR2配列(配列番号18)が、配列番号25からなる配列と置換されており、
    Ad5のHVR3配列(配列番号19)が、配列番号26からなる配列と置換されており、
    Ad5のHVR4配列(配列番号20)が、配列番号27からなる配列と置換されており、
    Ad5のHVR5配列(配列番号21)が、配列番号28からなる配列と置換されており、
    Ad5のHVR6配列(配列番号22)が、配列番号29からなる配列と置換されており、
    Ad5のHVR7配列(配列番号23)が、配列番号30からなる配列と置換されているように置換されており、
    HVRの配列の間の配列がAd5に由来する複製欠損の組み換えアデノウイルス
  3. 前記複製欠損のアデノウイルスが所定の異種の核酸を含む請求項2記載の複製欠損の組み換えアデノウイルス
  4. 前記組み換えアデノウイルスが所定の異種の核酸を含む請求項1記載の組み換えアデノウイルス。
  5. E1領域における欠損を有するアデノウイルスのゲノムを含む請求項1記載の組み換えアデノウイルス。
  6. 前記アデノウイルスのゲノムがE3領域における欠損を更に有する請求項5記載の組み換えアデノウイルス。
  7. 前記複製欠損のアデノウイルスが、E1領域における欠損を有するアデノウイルスのゲノムを含む請求項2記載の複製欠損の組み換えアデノウイルス
  8. 前記アデノウイルスのゲノムがE3領域における欠損を更に有する請求項7記載の複製欠損の組み換えアデノウイルス
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