JP5683811B2 - キメラインフルエンザウイルス様粒子 - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明
〔国庫補助〕
本発明は、助成金番号W81XWH−05−C−0135、および助成金番号W81XWH−05−C−0150に基づく米国陸軍衛生研究資材司令部からの、米国国庫援助を用いてなされた。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。
〔発明の分野〕
本発明は、インフルエンザウイルス様粒子の分野に関する。特に、キメラインフルエンザウイルス様粒子として本明細書において開示されている。
〔発明の背景〕
インフルエンザ AおよびBは、流行性のヒト疾患を引き起こす2種類のインフルエンザウイルスである(111)。インフルエンザ Aウイルスは、2つの表面抗原:ヘマグルチニン(HA)およびノイラミニダーゼ(NA)に基づいて、さらにサブタイプに分類される。インフルエンザ Bウイルスは、サブタイプには分類されないが、種が長い時間をかけて分かれる連続変異を受けていく。1977年以来、インフルエンザ A(H1N1)ウイルス、インフルエンザ A(H3N2)、およびインフルエンザ Bウイルスは、世界的規模に循環している。ヒト A(H3N2)およびA(H1N1)ウイルスの間において遺伝的な再会合の後におそらく出現した、インフルエンザ A(H1N2)ウイルスは、多くの国において最近、検出されている。インフルエンザ AおよびBウイルスは、抗原特性に基づく群に、さらに分けられる。新たなインフルエンザウイルスのバリアントは、ウイルス複製の間に起こる点変異の結果として生じる頻繁な抗原変化(すなわち、抗原連続変異)の結果として、生じる。インフルエンザ Bウイルスは、インフルエンザ Aウイルスよりも緩やかな速度において抗原連続変異を受ける。抗原連続変異を介した抗原バリアントの頻繁な発生は、季節的な流行に対するウイルス学的な原理であり、かつ毎年のインフルエンザワクチンに少なくとも1つの株が編入される理由である。
表面抗原、特にヘマグルチニンに対する人の免疫性は、感染の可能性、および感染が生じた場合における疾患の重篤性を低下させる(112)。1つの種類またはサブタイプのインフルエンザウイルスが、他のウイルスに対して制限された防御を与えるか、または防御を与えないと、一般的に考えられている。さらに、インフルエンザウイルスの1つの抗原バリアントに対する抗体が、同じ種類またはサブタイプの新たな抗原バリアントに対して防御し得ないことは、一般的に受け容れられている(113)。従って、交差防御の証明は、予期されていない。
ヒト−トリ再会合インフルエンザウイルスは、1957年および1968年における2回のインフルエンザの世界的な流行の原因であった。H2ウイルスが、1968年以降にヒトにおいて循環していないので、H2再会合ウイルスから発生する抗原不連続変異は、理論上、いつでも起こり得る。しかし、高い病原性のトリインフルエンザ(HPAI)ウイルス(H5およびH7)の最近における出現、および1997年以来、トリからヒトに対する直接的な、これらのウイルスの散発的な感染(1−5)は、ますます増加するH2ウイルスに対する人々の罹患率に加えて、新たなヒトの世界的流行病に対する恐れの潜在性をもたらす。ヒト HPAI H5N1の発生が、抗原的に別の型であるという事実は、世界的流行病の恐れに対して十分に答えられるワクチンの事前の備蓄を準備することを、ほとんど不可能にしている(5、6)。マウスのH5免疫化および攻撃のデータは、このモデルにおける種々のH5単離物の間において、良好な交差反応性が見られることを示している(7)一方において、同様の交差反応性が、存在するワクチン技術を用いてヒトにおいて見られるか否かは、知られていない。従って、新たなウイルスの発生から得られる抗原を含むために、素早く適合され得るインフルエンザワクチンプラットホーム(platform)に対する必要性がある。
現在の卵から作られる不活化ワクチン技術は、卵においてHPAIウイルスが増殖不能であることに起因して新たに起こる世界的流行病の要求、および高まった生物学的封じ込めに対する必要性に応えるためには、不十分である(6、8)。逆遺伝学的手段は、卵において培養され得る、所望のHAおよびNA構造を有する低病原性再会合体を製造する方法を提供するが(7、9−11);この手段によって製造されたワクチンは、以前の知的所有権および規制の問題に起因して、現在、診療所にのみ入っている(8)。付加的な懸念は、改善されたワクチン、送達系および免疫賦活剤の利用が、完全にH5ナイーブである集団に防御を効率的に誘導することを求められ得ることを明確にしている、ヒトの臨床治験において評価されたH5ヘマグルチニンと関連付けられた、明らかに低い免疫原性である。従って、免疫賦活剤との組み合わせにおいて、HPAI抗原の発現を可能にするインフルエンザワクチンプラットホームに対する必要性がある。
インフルエンザVLPは、インフルエンザワクチン生成にとって代替的な技術を代表する。インフルエンザVLPは、鼻腔内送達に続いて顕著に免疫原性を示す、昆虫細胞において発現されたインフルエンザのマトリック、HAタンパク質およびNAタンパク質を用いて製造されている(26、27)。実際に、VLPは、ロタウイルス、ノロウイルスおよびパピローマウイルスのVLPに関して示されているように(28−31)、鼻腔内送達に続いて、粘膜および全身性の免疫の誘導に十分に適していると、一般的に思われる。インフルエンザVLPは、インフルエンザのマトリックス、HAタンパク質およびNAタンパク質の発現によって、真核細胞発現系において製造されている。インフルエンザマトリクスは、ウイルスの出芽後における推進力であり、かつ細胞表面におけるシアル酸とのHAの会合に起因してHAがまた発現されている場合に、NAは、産生細胞からの出芽VLPの放出に必要である(51)。また、マトリックスとHAとの間における相互作用が出芽過程の一部として、膜に対するマトリックスの対象化に関与することを示す、データがある(51)。昆虫細胞バキュロウイルス発現系において産生されるインフルエンザVLPは、動物試験において免疫原性であることを証明されており、かつ将来の世界的流行病の備えにとって重要な戦略を意味する(26、27、47)。さらに、インフルエンザVLPの鼻腔内送達は、腸管外投与に続く抗体価を越える、抗体価を生じることができる。しかし、予備的なデータは、インフルエンザVLP生成におけるマトリックスタンパク質の利用が、マトリックス由来インフルエンザVLPを与えるVLPの乏しい収量 インフルエンザワクチンの代替可能な形態に関する期間に対して乏しい選択を生じることを示した。これは、インフルエンザ粒子のアッセンブリ(assembly)が複雑であり、かつマトリックスタンパク質が、実際に粒子のアッセンブリ後における推進力ではないことを示す最近のデータと一致する(Chen et al J Virol. 2007 Jul;81(13):7111-23)。従って、ワクチン製造用に、十分な量のVLPを生成することができるインフルエンザワクチンプラットホームに対する必要性がある。さらに、より好適に適合するワクチンが開発され得、かつ製造され得る前に、新たに現れる株およびサブタイプに対する防御を素早く提供するために、インフルエンザに対する連続変異防御および異種亜型防御を提供可能な、インフルエンザワクチンプラットホームに対する必要性がある。
〔概要〕
本発明は、ワクチン製造にとって十分な量に生成され得、鼻腔内を含む種々の種々の手段によって送達され得、新たな株のウイルスに対してそれらが生じるときに素早く適合され得、かつ免疫原性の増強に必要とされるようなVLPの一部として免疫賦活剤を含み得る、キメラインフルエンザVLPの製造および利用に関して、本明細書に開示されているような種々の方法および組成物を提供することによって、これらの必要性を満たす。さらに、本明細書に開示されているインフルエンザVLPは、インフルエンザに対する異種亜型防御を提供することができる。全体に渡って使用されるように、インフルエンザは、特に指定がない限り、一般的にインフルエンザ AおよびBのいずれか、または両方を指す。
1つの局面において、キメラインフルエンザウイルス様粒子は、gagポリペプチド、およびノイラミニダーゼポリペプチドを有する。また好ましい実施形態において、キメラインフルエンザウイルス様粒子は、ヘマグルチニンポリペプチドを有する。gagポリペプチドは、マウス白血病ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、アルファレトロウイルス、ベータレトロウイルス、ガンマレトロウイルス、デルタレトロウイルス、デルタレトロウイルスおよびレンチウイルスを含み得る、レトロウイルスから好ましく得られる。ある特定の実施形態において、キメラインフルエンザウイルス様粒子は、異なるインフルエンザ株から得られる2つ以上のヘマグルチニンポリペプチド、好ましくはH1、H2、H3、H5、H7およびH9ヘマグルチニンを含み得る。ある特定の実施形態において、キメラインフルエンザウイルス様粒子は、異なるインフルエンザ株から得られる2つ以上のノイラミニダーゼポリペプチドを含み得る。
ある特定の実施形態において、キメラインフルエンザウイルス様粒子のヘマグルチニンポリペプチドは、付加的なインフルエンザ抗原または免疫賦活化ポリペプチドと共有結合的に連結される。共有結合の好ましい形態は、インフルエンザ抗原の遺伝子を、ヘマグルチニン遺伝子とインフレームにスプライシングすることによって、キメラポリペプチドを産生することであり、インフルエンザ抗原は、ヘマグルチニンポリペプチドのN末端に好ましく連結される。ある特定の実施形態において、キメラインフルエンザウイルス様粒子のgagポリペプチドは、インフルエンザ抗原または免疫賦活剤と共有結合的に連結される。共有結合の好ましい形態は、インフルエンザ抗原の遺伝子を、gagポリペプチド遺伝子とインフレームにスプライシングすることによって、キメラポリペプチドを産生することであり、インフルエンザ抗原は、gagポリペプチドのC末端に好ましく連結される。ある特定の実施形態において、キメラインフルエンザウイルス様粒子のノイラミニダーゼポリペプチドは、インフルエンザ抗原または免疫賦活剤と共有結合的に連結される。共有結合の好ましい形態は、インフルエンザ抗原の遺伝子を、ノイラミニダーゼポリペプチド遺伝子と、インフレームにスプライシングすることによって、キメラポリペプチドを産生することであり、インフルエンザ抗原は、ノイラミニダーゼポリペプチドのC末端に好ましく連結される。
キメラインフルエンザウイルス様粒子に対して付着され得るか、または含まれ得るインフルエンザ抗原の例としては、特に限定はないが、PB2、PB1、PA、核タンパク質、マトリックス(M1)、BM2、NS、NS1、およびNS2か、またはタンパク質もしくはポリペプチド内の個々のエピトープ、そしてより好ましくはインフルエンザウイルスのM2が挙げられる。インフルエンザ Aに関して、好ましい例としては、PB2、PB1、PA、核タンパク質、マトリックス(M1)M2、NS1およびNS2が挙げられる。インフルエンザ Bに関して、好ましい例としては、HA、NA、NP、M、PB1、PB2、PA、NSおよびBM2が挙げられる。ある実施形態において、キメラインフルエンザウイルス様粒子は、多コピーの同じ抗原、好ましくは2コピー以上、3コピー以上、5コピー以上もしくは8コピー以上の同じ抗原、または多コピーの異なる抗原、好ましくは2つ以上、3つ以上または5つ以上の異なる抗原であり得る複数のインフルエンザ抗原を含み得る。ある特定の実施形態において、複数のインフルエンザ抗原は、同じ抗原であるが、インフルエンザの異なる株から得られる抗原であり得る。
キメラインフルエンザウイルス様粒子に付着され得るか、または含まれ得る免疫賦活剤の好ましい例は、本明細書の全体に渡って見出され得る。特に好ましい免疫賦活剤は、gagポリペプチド、ノイラミニダーゼポリペプチド、もしくはヘマグルチニンポリペプチドと、共発現され得るか、またはインフレーム融合体として発現され得るポリペプチドである免疫賦活剤である。ポリペプチド免疫賦活剤の好ましい例としては、フラゲリンおよびこれらの免疫賦活断片、サイトカイン、コロニー刺激因子(例えば、GM−CSF、およびCSFなど);インターフェロン;腫瘍壊死因子;インターロイキン−2、−7−12、ならびに類似の他の成長因子が挙げられる。
本明細書に開示されているキメラインフルエンザウイルス様粒子の他の局面は、発現ベクター系である。当該発現ベクター系は、gagポリペプチドをコードする第1のヌクレオチド配列、およびノイラミニダーゼポリペプチドをコードする第2のヌクレオチド配列を、典型的に含む。好ましい実施形態において、発現ベクター系は、ヘマグルチニンポリペプチドをコードする第3のヌクレオチド配列を含み得る。宿主細胞における発現ベクター系の発現によって、ポリペプチドは、キメラインフルエンザウイルス様粒子を形成する。ある特定の実施形態において、発現ベクター系は、別個のベクターにおいてヌクレオチド配列のそれぞれを有するが、好ましくは、ヌクレオチド配列のいくつかは、同じベクターにあり、かつ最も好ましくは、ヌクレオチド配列のすべては、同じベクターにある(すなわち、第1、第2、および第3のヌクレオチド配列が、単一の発現ベクターにある)。ある特定の実施形態において、ヌクレオチド配列のそれぞれは、それら自身のプロモータに対して作動可能に連結されるが、ある実施形態において、2つまたは3つのヌクレオチド配列が、同じプロモータに対して動作可能に連結され、かつある実施形態において、ヌクレオチド配列のすべてが、同じプロモータに対して動作可能に連結されている(すなわち、第1、第2、および第3のヌクレオチド配列が、単一のプロモータと作動可能に連結される)。種々の実施形態において、発現ベクター系は、付加的なエレメント(例えば、ポリペプチド免疫賦活剤をコードするヌクレオチド配列、およびインフルエンザ抗原をコードするヌクレオチド配列(これらのそれぞれが、gagポリペプチドノイラミニダーゼポリペプチド、ヘマグルチニンポリペプチド、ポリペプチド免疫賦活剤またはインフルエンザ抗原をコードするヌクレオチド配列と、別個のポリヌクレオチドとして発現され得るか、またはインフレーム融合体として発現され得る))を包含して、全体を通して説明されているキメラインフルエンザウイルス様粒子を産生し得る。好ましい発現ベクター系は、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、ポックスウイルス、およびレトロウイルス、ならびに好ましくはバキュロウイルスを含むウイルスベクター系である。
本明細書に開示されているキメラインフルエンザウイルス様粒子の他の局面は、キメラインフルエンザウイルス様粒子を製造する方法である。好ましい方法は、本明細書に開示されている発現ベクター系の利用を含む。好ましくは、gagポリペプチド、ノイラミニダーゼポリペプチド、およびある実施形態においてヘマグルチニンポリペプチドを一緒に発現する、1つ以上の発現ベクターを提供すること;細胞に1つ以上の発現ベクターを導入すること;ならびにgagポリペプチド、ノイラミニダーゼポリペプチド、およびある実施形態においてヘマグルチニンポリペプチドを発現することによって、そして上記キメラインフルエンザウイルス様粒子を製造することである。キメラインフルエンザウイルス様粒子が製造されるとすぐに、それは、上記細胞が培養されている培地から回収され得る。好ましい細胞としては、昆虫細胞および哺乳類細胞が挙げられる。
本明細書に開示されているキメラインフルエンザウイルス様粒子の他の局面は、本明細書に記載されているキメラインフルエンザウイルス様粒子のうちのあらゆるものの、免疫原性のある量を対象に投与することを包含する、インフルエンザを処置するかまたは予防する方法である。投与は、対象における感染防御免疫応答を好ましく誘導する。投与方法の例としては、皮下送達(subcutaneous delivery)、皮内送達、皮下送達(subdermal delivery)、経皮送達、筋肉内送達、経口送達(peroral delivery)、経口送達(oral delivery)、鼻腔内送達、口腔内送達、舌下送達、腹腔内送達、膣内送達、肛門送達および頭蓋内送達が挙げられる。
本明細書に開示されているキメラインフルエンザウイルス様粒子の他の局面は、本明細書に記載されているキメラインフルエンザウイルス様粒子の内のあらゆるものの、免疫原性のある量または治療的な量を含み得る薬学的組成物である。当該薬学的組成物は、好ましい送達方法に対して好ましく調合される薬学的に受容可能な担体を、好ましく含む。
ある特定の実施形態において、本明細書に開示されているキメラインフルエンザウイルス様粒子は、異なるサブタイプからの攻撃に対する防御(例えば、H1ヘマグルチニンポリペプチドを含む本発明のウイルス様粒子が、H3またはH5サブタイプを含有するインフルエンザウイルスによる感染から、防御することができる異種亜型防御)を誘導する。他のある特定の実施形態において、本明細書に開示されているキメラインフルエンザウイルス様粒子は、特定のインフルエンザウイルスの範囲内にある、ウイルスバリアントまたはウイルス変異体からの防御(例えば、H1ヘマグルチニンポリペプチドを含む本発明のキメラインフルエンザウイルス様粒子が、H1ヘマグルチニンポリペプチド、またはH1サブタイプの連続変異バリアントを含有するインフルエンザウイルスによる感染から防御することができる同型防御)を誘導する。従って、本発明のワクチンは、世界的に流行するインフルエンザの発生という事態において特に重要であり得る、非常に多岐なウイルスに対する強い防御を提供することができる。
従って、開示されているキメラウイルス様粒子の他の局面は、本明細書に開示されているようなキメラインフルエンザウイルス様粒子の免疫原性のある量を、対象に対して投与することによって、インフルエンザに対する連続変異バリアントの防御、同型防御および/または異種亜型防御を提供するために、本明細書に開示されているウイルス様粒子のうちのあらゆるものを利用する方法を含む。
ある特定の実施形態において、キメラインフルエンザウイルス様粒子ワクチンは、現在において循環しているインフルエンザウイルス株と適合し、かつこれらの株および連続変異バリアントに対する同型防御を提供する、ヘマグルチニンポリペプチドおよびノイラミニダーゼポリペプチドを包含する。ある実施形態において、同型防御は、ヘマグルチニンポリペプチドの連続変異バリアント(例えば、H1ポリペプチドのバリアント)からの防御を包含する。他の実施形態において、同型防御は、ノイラミニダーゼポリペプチド連続変異バリアント(例えば、N1ポリペプチドのバリアント)からの防御を包含する。
他の実施形態において、キメラインフルエンザウイルス様粒子ワクチンは、キメラVLPに存在しないヘマグルチニン株およびノイラミニダーゼ株に対する異種亜型防御を提供する。例えば、H1N1 VLPは、H3N2からの防御を提供し、かつH5N1 VLPは、H1N1からの防御を提供する。さらなる例として、VLPは、以下の種類の異種亜型防御:投与されたヘマグルチニンポリペプチドがH1である場合に、H2、H3、H5、H7またはH9 インフルエンザウイルスからの防御;投与されたヘマグルチニンポリペプチドがH3である場合に、H2、H5、H7またはH9 インフルエンザウイルスからの防御;投与されたヘマグルチニンポリペプチドがH5である場合に、H1、H2、H3、H7またはH9 インフルエンザウイルスからの防御;投与されたヘマグルチニンポリペプチドがH5である場合に、H1 インフルエンザウイルスからの防御;投与されたヘマグルチニンポリペプチドがH1である場合に、H3 インフルエンザウイルスからの防御;ならびに投与されたノイラミニダーゼがN1である場合に、N2 インフルエンザウイルスからの防御を提供し得る。
好ましい実施形態において、ヘマグルチニン(例えば、H1)を含むキメラインフルエンザウイルス様粒子ワクチンは、異なるヘマグルチニンインフルエンザウイルスのサブタイプ(例えば、H2、H3、H5、H7またはH9)からの異種亜型防御、ならびにH1およびH1ヘマグルチニンの連続変異バリアントからの同型防御の両方を提供する。他の好ましい実施形態において、ノイラミニダーゼポリペプチド(例えば、N1)を含むウイルス様粒子は、異なるノイラミニダーゼインフルエンザウイルスのサブタイプ(例えば、N2)からの異種亜型防御、ならびにN1およびN1ノイラミニダーゼの連続変異バリアントからの同型防御の両方を提供する。キメラウイルス様粒子は、本明細書に開示されている方法を含めて、当該技術において利用可能なあらゆる方法によって投与され得る。
〔図面の概要〕
図1は、別個のGag、HAまたは対照ベクター、およびHA−gag−NA三重ベクターを用いて感染させたSf9細胞からの培地の、ウエスタンブロッティングを示す。(A)は、抗Gag抗体を用いて調べられ、かつ(B)は、抗HA抗体を用いて調べられた。
図2は、ペレット化されたHA−gag−NA VLPのスクロース段階勾配遠心分離から得られる画分の、ウエスタンブロッティングを示す。(A)は、抗Gag抗体ウィお用いて調べられ、かつ(B)は、抗HA抗体を用いて調べられた。
図3は、i.n.およびi.p.免疫群における動物の100%が、防御レベルのHAI力価(1:40、グラフにおいて破線によって示される)、または初回免疫に続いてより高い力価を伴って応答した、HAIアッセイの結果を示す。
図4は、後述の実施例1に関する3重発現ベクターにおけるコーディング配列の配置を示す。
図5は、i.p.接種を介した初回免疫および追加免疫に続く、gag−HA−NA VLP(H1N1)の免疫原性を示す。
図6は、H1N1攻撃およびH3N2スワーム攻撃に続く、VLPワクチン接種マウスおよび未処置マウスから得られる生存データを示す。
図7は、H1N1攻撃およびH3N2スワーム攻撃に続く、VLPワクチン接種マウスおよび未処置マウスから得られる体重低下データを示す。
図8は、ELISAアッセイに使用される、市販の組み換えH5ベトナムHA分子に対して免疫化されたマウスから得られる血清の特異性を示す。
図9は、H1N1攻撃に続いて、インドネシアH5N1 VLPをワクチン接種したマウス、ベトナムH5N1 VLPをワクチン接種したマウス、および未処置マウスから得られる体重低下データおよび生存データを示す。
〔好ましい実施形態の詳細な説明〕
本発明は、キメラインフルエンザVLPの形成を基準にして、好ましくはマウス白血病ウイルス(MLV)から得られるgagポリペプチドを包含する。VLPを生成する好ましい方法は、バキュロウイルス発現系において種々のレトロウイルスから取得され得るgag VLPの顕著な収量(23、24、46、49、52−58)といった理由から、好ましくはインフルエンザHAポリペプチド抗原、およびインフルエンザNAポリペプチド抗原の共発現を含めた、昆虫細胞における発現によるものである。Gagポリペプチドは、機能的なgagタンパク質が、リボソームフレームシフトに起因する、レトロウイルスプロテアーゼ活性、逆転写酵素活性、およびインテグラーゼ活性を含む巨大なC末端伸張を天然に有する、天然のレトロウイルスアッセンブリ過程において、固有にC末端伸張を含む。人工的な伸張を用いた機能的なgagタンパク質の産生は、RSV gag(59)およびMLV gag(60)の両方に関して達成されている。gagC末端の操作におけるこの自由度は、本明細書に開示されている、インフルエンザキメラVLPにおける他のポリペプチド(例えば、他の抗原および免疫刺激性タンパク質の配列(例えば、TLRアゴニストであるフラゲリン))の包含にとって重要な部位を提供する。
1つのウイルスから得られるコア粒子、および他のウイルスから得られる表面抗原を含有するキメラVLPの産生は、偽型化(pseudotyping)と呼ばれる。MLV gag VLPは、インフルエンザHAおよびNAを用いて効率的に偽型化される、というのもこれらのタンパク質は、脂質ラフトドメイン内に濃縮される(61、62)一方において、また、ミリストイル化gagタンパク質は、出芽過程の間に脂質ラフトドメインの内表面に濃縮される(63)からである。最近のデータは、哺乳類細胞におけるMLVgag粒子上に対するインフルエンザHAの組み込みが、同時発生的な場所において両方の構成要素の濃縮を介して、細胞膜において受動的に生じることを示している。さらに、インフルエンザHAp分子は、SIV VLPの免疫原性を顕著に向上させる手段として、SIV VLP上に対して効率的に偽型化されている(24、25)。
さらに、バキュロウイルス昆虫細胞系におけるインフルエンザVLP産生に関して、スポドプテラ フルギペルダ Sf9細胞において、末端シアル酸残基が糖化物に見られないので、NAがVLP放出に必要ではないことについて論じられている。これは、上述されているように、インフルエンザHAが、NAの非存在下においてSIV VLP上に対して偽型化され得る(24、25)こと示すデータと一致する。しかし、驚くべきことに、後述の実施例に記載されているように、バキュロウイルス感染昆虫細胞におけるgag−HA VLPの産生および放出は、NAの発現を必要とする。本発現系において、NA非存在下におけるgag−HA共発現は、有意な数において発生する融合現象を伴って、相当な細胞の凝集を生じた。予想外にも、発現ベクターにおけるNAの追加は、培地におけるVLP放出、およびVLPワクチンにおける追加の重要な抗原の組み込みを結果として生じた。
最後に、本明細書に開示されているキメラウイルス様粒子は、実施例に記載されているように、それらがインフルエンザに対する異種亜型防御を提供する点において、予想外の性質を示す。当該異種亜型防御は、実際の感染または生ワクチンを伴って観察されているのみである。従って、開示されているキメラウイルス様粒子は、異種亜型防御およびウイルスのサブタイプの範囲内である連続変異バリアントからの防御を、提供するために使用され得る。この能力は、インフルエンザの流行病に導き得るインフルエンザの新しいバリアントからの防御において、開示されているウイルス様粒子の有用性を大きく伸ばす。
開示されている方法および手順の実践は、特に指示がない限り、当業者の能力の範囲内にある化学、分子生物学、微生物学、組み換えDNAおよび免疫学の従来技術を利用する。当該技術は、論文に説明されている。例えば、J. Sambrook, E. F. Fritsch, and T. Maniatis, 1989、分子クローニング:A Laboratory Manual, Second Edition, Books 1-3, Cold Spring Harbor Laboratory Press;Ausubel, F. M. et al. (1995 and periodic supplements;Current Protocols in Molecular Biology, ch. 9, 13, and 16, John Wiley & Sons, New York, N.Y.);B. Roe, J. Crabtree, and A. Kahn, 1996、DNA単離および配列決定:Essential Techniques, John Wiley & Sons:J. M. Polak and James O'D. McGee, 1990、インシチュ ハイブリダイゼーション:Principles and Practice; Oxford University Press; M. J. Gait (Editor), 1984、オリゴヌクレオチド合成:A Practical Approach, Irl Press;and, D. M. J. Lilley and J. E. Dahlberg, 1992、酵素学的方法:DNA Structure Part A: Synthesis and Physical Analysis of DNA Methods in Enzymology, Academic Pressを参照すればよい。これらの一般的な文書のそれぞれは、言及によって本明細書に組み込まれる。
(定義)
本明細書において使用されるときに、“Gagポリペプチド”は、本明細書に記載されているウイルス様粒子の形成を担う、レトロウイルス由来の構造ポリペプチドである。ある実施形態において、gagポリペプチドは、ある特定の性質(例えば、RNAをパッケージする性質、または粒子形成および出芽の効率)に影響を与えるために、わざと変異され得る。当該変異の一例は、RNAを組み込むgag由来VLPの能力に影響を与える、アミノ酸変更である。VLPの出芽効率を向上または修飾する他のアミノ酸変更が、なされ得る。レトロウイルスのゲノムは、3つの主要な遺伝子産物をコードする:構造タンパク質をコードするgag遺伝子、核酸分解酵素およびインテグラーゼ関連機能である逆転写酵素、および関連タンパク質分解性ポリペプチドをコードするpol遺伝子、感染細胞の表面上、および成熟した放出ウイルス粒子の表面上にもまた検出される糖タンパク質膜タンパク質をコードするenv。すべてのレトロウイルスのgag遺伝子は、全体として構造的な類似性を有し、レトロウイルスの各群の内部において、アミノ酸レベルにおいて保存されている。gag遺伝子は、逆転写酵素を除いて、コアタンパク質を生じる。MLVに関して、Gag前駆体タンパク質は、Pr65Gagであり、かつ前駆体における順番が、NH−p15−pp12−p30−COOHである4つのタンパク質に切断される。これらの切断は、ウイルスプロテアーゼによって媒介され、かつウイルスに依存してウイルス放出の前または後に生じ得る。MLV Gagタンパク質は、糖鎖付加形態および非糖鎖付加形態において存在する。糖鎖付加形態は、非糖鎖付加Pr65GagにとってのAUGコドンから上流に位置する別のインフレーム開始コドンから合成される、gPr80Gagから切断される。糖鎖付加Pr65Gagを合成しないMLVの欠失変異体は、依然として感染性であり、かつ非糖鎖付加Gagは、依然としてウイルス様粒子を形成でき、従って糖鎖付加現象の重要性に関して疑問を生じる。ウイルスにコードされるプロテアーゼによる、HIV−1 Gag前駆体 pr55Gagの転写後切断は、N−ミリストイル化および内的なリン酸化p17 マトリックスタンパク質(p17MA)、リン酸化p24 カプシドタンパク質(p24CA)、ならびにp9およびp6にさらに切断されるヌクレオカプシドタンパク質 p15(p15NC)を生じる。
構造的に原型のGagポリタンパク質は、レトロウイルスgag遺伝子においていつも同じ順番(マトリックスタンパク質(MA)(同じマトリックスという名前を共有するが、MAとは異なるタンパク質であるインフルエンザマトリックスタンパク質 M1と混同されるべきではない)、カプシドタンパク質(CA)、およびヌクレオカプシドタンパク質(NC))に生じる3つの主要なタンパク質に分割される。成熟タンパク質へのGagポリタンパク質のプロセシングは、レトロウイルスにコードされるプロテアーゼに触媒され、かつ新たに出芽したウイルス粒子の成熟につれて生じる。機能的に、Gagポリタンパク質は、3つのドメイン:細胞膜に対してGagタンパク質を標的化する膜結合ドメイン;Gag重合を促進する相互作用ドメイン;および宿主細胞から発生しかけているビリオンの放出を容易にする後期ドメインに、分割される。アッセンブリを媒介するGagタンパク質の形態は、ポリタンパク質である。従って、アッセンブリドメインは、後に形成される切断産物のあらゆるものの内部にきちんと位置する必要はない。従って、本明細書に包含されるようなGagポリペプチドは、VLPの形成および放出にとって重要な機能を含む。当該技術の状態は、これらの重要な機能的エレメントに関して非常に進められている。例えば、Hansen et al. J. Virol 64, 5306-5316, 1990:Will et al., AIDS 5, 639-654, 1991:Wang et al. J. Virol. 72, 7950-7959, 1998:McDonnell et al., J. Mol. Biol. 279, 921-928, 1998:Schultz and Rein, J. Virol. 63, 2370-2372, 1989:Accola et al., J. Virol. 72, 2072-2078, 1998:Borsetti et al., J. Virol., 72, 9313-9317, 1998:Bowzard et al., J. Virol. 72, 9034-9044, 1998:Krishna et al., J. Virol. 72, 564-577, 1998:Wills et al., J. Virol. 68, 6605-6618, 1994:Xiang et al., J. Virol. 70, 5695-5700, 1996:Garnier et al., J. Virol. 73, 2309-2320, 1999を参照すればよい。
本発明のVLPにおいて使用されるときに、gagポリペプチドは、最低でもVLPの形成にとっての機能的なエレメントを含む。gagポリペプチドは、1つ以上の付加的なポリペプチドに関するコーディング配列をgagポリペプチドコーディング配列内にスプライシングすることによって生成され得る、1つ以上の付加的なポリペプチドを任意に含み得る。付加的なポリペプチドのgagポリペプチドへの挿入に好ましい部位は、C末端である。
Gagポリペプチドにとって好ましいレトロウイルス供給源としては、マウス白血病ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、アルファレトロウイルス(例えば、トリ白血病ウイルスまたはラウス肉腫ウイルス)、ベータレトロウイルス(例えば、マウス乳がんウイルス、ヤーグジークテヒツジレトロウイルスおよびメイソン−ファイザーサルウイルス)、ガンマレトロウイルス(例えば、マウス白血病ウイルス、ネコ白血病ウイルス、細網内皮症ウイルスおよびテナガザル白血病ウイルス)、デルタレトロウイルス(例えば、ヒトTリンパ球増殖性ウイルスおよびウシ白血病ウイルス)、イプシロンレトロウイルス(例えば、ウォールアイ皮膚肉腫ウイルス)、またはレンチウイルス(例えば、ヒト免疫不全ウイルス1型、HIV−2、サル免疫不全ウイルス、ネコ免疫不全ウイルス、ウマ伝染性貧血ウイルスおよびヤギ関節炎脳炎ウイルス)が挙げられる。
本明細書において使用されるときに、“ヘマグルチニンポリペプチド”は、感染させられる細胞に対するウイルスの結合を媒介するインフルエンザウイルスタンパク質から得られる。タンパク質は、単一の膜架橋(spanning)ドメインによってインフルエンザウイルスの表面に対して固着され(anchored)て、見られる抗原性糖タンパク質である。インフルエンザヘマグルチニンの少なくとも16のサブタイプが、H1からH16まで分類されて、同定されている。H1、H2、およびH3は、ヒトインフルエンザウイルスに見られる。H5、H7またはH9ヘマグルチニンを伴う高い病原性のトリインフルエンザウイルスは、低い確率においてヒトに感染することを見出されている。トリウイルス株のタイプH5ヘマグルチニンにおける単一のアミノ酸変化が、H5ヘマグルチニンがトリH5N1ウイルスの受容体特異性を変えることを可能にする(ヒト受容体に対する結合能を与える)までに受容体特異性を変えることを、ヒト患者において見出されていることは、報告されている(109および110)。この知見は、いかにして通常にはヒトに感染しないH5N1ウイルスが変異することができ、かつヒト細胞に対して効率的に感染できるようになるかについて説明している。
ヘマグルチニンは、ホモ3量体の必須の膜ポリペプチドである。膜架橋ドメインは、ラフト−脂質ドメインと天然に会合し、VLPへの取り込みに関してgagポリペプチドとの会合を可能にする。それは円柱状の形状を有し、かつ約135オングストロームの長さである。HAを構成する3つの等しい単量体が、VLPの表面上に露出される、中央のコイルドコイル(coiled−coil)、およびシアル酸結合部位を含む球状の頭部を形成している。HA単量体は、糖鎖付加され、かつ2つのより小さいポリペプチド:HA1およびHA2サブユニットに切断される、単一のポリペプチド前駆体として合成される。HA2サブユニットは、膜に対して固着される3量体のコイルドコイルを形成し、かつHA1サブユニットは、球状の頭部を形成する。
本発明のVLPに使用されるときに、ヘマグルチニンポリペプチドは、最低でもヘマグルチニンから得られる膜固着領域および少なくとも1つのエピトープを含む。ヘマグルチニンポリペプチドは、あらゆるインフルエンザウイルスのタイプ、サブタイプ、株または亜種から、好ましくはH1、H2、H3、H5、H7またはH9ヘマグルチニンから得られ得る。さらに、ヘマグルチニンポリペプチドは、異なるインフルエンザヘマグルチニンのキメラ体であり得る。ヘマグルチニンポリペプチドは、1つ以上の付加的なポリペプチドにとってのコーディング配列をヘマグルチニンポリペプチドコーディング配列にスプライシングすることによって生成され得る、1つ以上の付加的なポリペプチドを含み得る。ヘマグルチニンポリペプチドに対する付加的なポリペプチドの挿入にとって好ましい部位は、N末端である。
本明細書において使用されるときに、“ノイラミニダーゼポリペプチド”は、糖タンパク質からの末端のシアル酸残基の切断によって、細胞からのインフルエンザウイルスの放出を媒介する、インフルエンザウイルスから得られる。ノイラミニダーゼ糖タンパク質は、ウイルス表面上において発現される。ノイラミニダーゼタンパク質は、4量体であり、かつベータ−ピン歯車(beta−pinwheel)構造を有する頭部、細長い軸領域、および単一の膜架橋ドメインによってウイルス膜にタンパク質を固着する小さな疎水性領域、からなる通常の構造を共有する。シアル酸残基切断にとっての活性部位は、インフルエンザ Aウイルスのすべてに保存される電荷を帯びた15のアミノ酸によって形成されるサブユニットのそれぞれの表面上におけるくぼみを含む。少なくとも9つのインフルエンザノイラミニダーゼのサブタイプが、N1からN9までに分類されて、同定されている。
本発明のVLPに使用されるときに、ノイラミニダーゼポリペプチドは、膜固着ドメイン、および少なくともシアル酸残基切断活性を最低でも含む。機能的な領域に関する当該技術の状態は、非常に高い。例えば、Varghese et al., Nature 303, 35-40, 1983;Colman et al., Nature 303, 41-44, 1983;Lentz et al., Biochem, 26, 5321-5385, 1987;Webster et al., Virol. 135, 30-42, 1984を参照すればよい。ノイラミニダーゼポリペプチドは、あらゆるインフルエンザウイルスのタイプ、サブタイプ 株または亜種から、好ましくはN1およびN2ノイラミニダーゼから得られ得る。さらに、ノイラミニダーゼポリペプチドは、異なるインフルエンザノイラミニダーゼのキメラ体であり得る。ノイラミニダーゼポリペプチドは、1つ以上の付加的なポリペプチドに関するコーディング配列をノイラミニダーゼポリペプチドコーディング配列にスプライシングすることによって生成され得る、1つ以上の付加的なポリペプチドを任意に含み得る。付加的なポリペプチドのノイラミニダーゼポリペプチドへの挿入にとって好ましい部位は、C末端である。
“キメラウイルス様粒子”および“VLP”という用語は、その前後関係によってVLPが、本明細書に開示されているようなgagポリペプチドを用いて形成されていない、ウイルス様粒子を指す場合を除いて、交換可能に使用される。
(VLPを作製する好ましい方法)
VLPは、gagポリペプチドおよびノイラミニダーゼポリペプチドを含み、かつヘマグルチニンポリペプチドをさらに含み得るアセンブリしたVLPを好ましく生じる、当業者に利用可能なあらゆる方法によって容易にアッセンブリされ得る。好ましい実施形態において、ポリペプチドは、利用可能なあらゆるタンパク質発現系、好ましくは脂質におけるラフト−脂質ドメインを含む細胞から作られる系(例えば、哺乳類細胞発現系および昆虫細胞発現系)において共発現され得る。
gagポリペプチドを用いて形成されるVLPの発現の多くの例が、VLPの生成に利用可能な発現系の範囲を明らかにして、公開されている。種々のレトロウイルスを用いた研究は、他のウイルス構成要素の非存在下において発現されるGagポリペプチドが、細胞表面におけるVLP形成および出芽にとって十分であることを、証明している(Wills and Craven AIDS 5, 639-654, 1991;Zhou et al., 3. Virol. 68, 2556-2569, 1994;Morikawa et al., Virology 183, 288-297, 1991; Royer et al., Virology 184, 417-422, 1991;Gheysen et al., Cell 59, 103-112, 1989; Hughes et al., Virology 193, 242-255, 1993;Yamshchikov et al., Virology 214, 50-58, 1995)。バキュロウイルスベクターを用いた昆虫細胞におけるGag前駆体の発現によるVLPの形成は、様々なグループによって証明されている(Delchambre et al., EMBO J. 8, 2653-2660, 1989; Luo et al., Virology 179, 874-880, 1990; Royer et al., Virology 184, 417-422, 1991; Morikawa et al., Virology 183, 288-297, 1991; Zhou et al., J. Virol. 68, 2556-2569, 1994; Gheysen et al., Cell 59, 103-112, 1989; Hughes et al., Virology 193, 242-255, 1993; Yamshchikov et al., Virology 214, 50-58, 1995)。これらのVLPは、未成熟なレンチウイルス粒子をアセンブリし、かつ昆虫細胞の原形質膜からの出芽によって、効率的にアセンブリされかつ放出される。
Gag前駆体のアミノ末端領域は、ウイルスアッセンブリに要求される、細胞表面に対する輸送および膜結合にとっての標的化シグナルである(Yu et al., J. Virol. 66, 4966-4971, 1992;an, X et al., J. Virol. 67, 6387-6394, 1993;Zhou et al., J. Virol. 68, 2556-2569, 1994;Lee and Linial J. Virol. 68, 6644-6654, 1994;Dorfman et al., J. Virol. 68, 1689-1696, 1994;Facke et al., J. Virol. 67, 4972-4980, 1993)。Gag構造タンパク質ならびにEnv糖タンパク質 gp120およびgp41を含む、組み換えHIVに基づくVLPのアセンブリは、ワクシニアウイルス発現系を用いて報告されている(Haffar et al., J. Virol. 66, 4279-4287, 1992)。
VLPに関するポリペプチドの組み換え発現は、1つ以上のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、発現ベクターの構築を必要とする。1つ以上のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドが得られると、ポリペプチド産生用のベクターは、当該技術において公知の技術を用いた組み換えDNA技術によって産生され得る。従って、VLPポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列のあらゆるものを含有するポリヌクレオチドを発現させることによって、タンパク質を調製する方法は、本明細書に記載されている。当業者にとって公知の方法は、VLPポリペプチドコーディング配列ならびに適切な転写制御シグナルおよび翻訳制御シグナルを含む、発現ベクターを構築するために使用され得る。これらの方法としては、例えば、インビトロ組み換えDNA技術、合成技術、およびインビボ遺伝子組み換えが挙げられる。従って、本発明は、1つ以上のプロモータに作動可能に連結されたgagポリペプチド、ノイラミニダーゼポリペプチドおよび/またはヘマグルチニンポリペプチドをコードする、複製可能なベクターを提供する。
発現ベクターは、従来の技術を用いて宿主細胞に転移され、かつそれからトランスフェクトされた細胞は、従来の技術によって培養されて、VLPを産生する。従って、本発明は、1つ以上のVLPポリペプチドをコードし、異種プロモータと作動可能に連結されたポリヌクレオチドを含む宿主細胞を、包含する。VLPの産生に関して好ましい実施形態において、gagポリペプチドおよびノイラミニダーゼポリペプチドの両方、ならびに任意にヘマグルチニンポリペプチドをコードするベクターは、後に詳述されるように、VLPの産生用の宿主細胞において共発現され得る。
種々の宿主発現ベクター系が利用されて、VLPポリペプチドを発現し得る。当該宿主発現系は、VLPポリペプチドが、好ましくは共発現によってVLPを生成するために産生され得る媒介物に代表される。広範な宿主は、適切な発現ベクターの構築に使用され得、かつ好ましい宿主発現系は、VLPのアッセンブリにとって好適な脂質ラフトを有するそれらの宿主である。これらとしては、VLPポリペプチドコーディング配列を含有する、組み換えバクテリオファージDNA、プラスミドDNAもしくはコスミドDNA発現ベクターを用いて形質転換された細菌(例えば、E. coli、B. subtilis)といった微生物;VLPポリペプチドコーディング配列を含有する組み換え酵母発現ベクターを用いて形質転換された酵母(例えば、Saccharomyces、Pichia);VLPポリペプチドコーディング配列を含む組み換えウイルス発現ベクター(例えば、バキュロウイルス)を用いて感染させられた昆虫細胞系;VLPポリペプチドコーディング配列を含有する組み換えウイルス発現ベクター(例えば、カリフラワーモザイクウイルス、CaMV;タバコモザイクウイルス、TMV)を用いて感染させられたか、もしくはVLPポリペプチドコーディング配列を含有する組み替えプラスミドベクター(例えば、Tiプラスミド)を用いて形質転換された、植物細胞系;または哺乳類細胞のゲノムから得られるプロモータ(例えば、メタロチオネインプロモータ)、もしくは哺乳類ウイルスから得られるプロモータ(例えば、アデノウイルスの後期プロモータ;ワクシニアウイルスの7.5Kプロモータ)を含む組み換え構築物を内部に含む、哺乳類細胞系(例えば、COS、CHO、BHK、293、3T3細胞)が挙げられるが、これらに限定されない。哺乳類細胞およびより好ましくは昆虫細胞が、VLPのアッセンブリに好適な脂質ラフトを含む膜を有する両方の細胞として、VLPポリペプチドの発現に好ましく使用される。例えば、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)といった哺乳類細胞は、ヒトサイトメガロウイルスから得られる主要な前初期遺伝子プロモータといったベクターとの接合において、VLPポリペプチドにとって効率的な発現系である(Foecking et al., Gene 45:101 (1986); Cockett et al., Bio/Technology 8:2 (1990))。
昆虫系において、アウトグラファ カリフォルニカ 核多角体病ウイルス(AcNPV)は、外来遺伝子を発現するためのベクターとして使用され得る。ウイルスは、スポドプテラ フルギペルダ細胞において増殖する。(複数の)VLPポリペプチドコーディング配列は、ウイルスの非必須領域(例えば、ポリヒドリン遺伝子)の中に個々にクローン化され得、かつAcNPVプロモータ(例えば、ポリヒドリンプロモータ)の制御下に配置され得る。
哺乳類宿主細胞において、ウイルスから作られた多くの発現系が利用され得る。アデノウイルスが発現ベクターとして使用される場合において、関心のある(複数の)VLPポリペプチド配列は、アデノウイルス転写/翻訳制御複合体(例えば、後期プロモータおよび3部(tripartite)リーダー配列)に対して連結される。それから、このキメラ遺伝子は、インビボまたはインビトロ組み換えによって、アデノウイルスゲノムに挿入され得る。ウイルスゲノムの非必須領域(例えば、領域E1またはE3)における挿入は、感染宿主細胞において生存可能であり、かつ(複数の)VLPポリペプチドを発現可能である組み換えウイルスを、結果として生じ得る(例えば、Logan & Shenk, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:355-359 (1984) を参照すればよい)。また、特異的な開始シグナルは、挿入された(複数の)VLPポリペプチドコーディング配列の効率的な翻訳に要求され得る。これらのシグナルは、ATG開始コドンおよび隣接する配列を含む。さらに、開始コドンは、挿入全部の翻訳を保証するために、所望のコーディング配列の読み枠と一致していなければならない。これらの外来性の翻訳制御シグナルおよび開始コドンは、天然および合成の両方の様々な起源に属し得る。発現の効率は、適切な転写エンハンサーエレメント、転写ターミネーターなどによって増強され得る(例えば、Bittner et al., Methods in Enzymol. 153:51-544 (1987))。
さらに、挿入された配列の発現を調節するか、または所望の特異的な様式において遺伝子産物を修飾し、かつプロセシングする宿主細胞株が選択され得る。タンパク質産物の当該修飾(例えば、糖鎖付加)およびプロセシング(例えば、切断または膜への輸送)は、VLPの生成、またはVLPポリペプチドもしくは付加的なポリペプチド(例えば、免疫賦活剤または付加的な抗原)の機能にとって、重要であり得る。異なる宿主細胞は、タンパク質および遺伝子産物の転写後プロセシングおよび修飾に関する、特性ならびに特定の機序を有する。適切な細胞株または宿主系は、発現された外来タンパク質の正しい修飾およびプロセシングを保証するために選択され得る。この目的のために、一次転写物の適切なプロセシング、遺伝子産物の糖鎖付加およびリン酸化に関する細胞機序を保有する、真核宿主細胞が使用され得る。
宿主細胞は、本明細書に記載されている2つの発現ベクター、gagポリペプチドをコードする第1のベクター、およびノイラミニダーゼポリペプチドをコードするベクターを用いて、共トランスフェクトされ得る。また、ある特定の実施形態において、ヘマグルチニンポリペプチドをコードするベクターが、共トランスフェクトされ得るか、または第1もしくは第2のベクターが、ヘマグルチニンポリペプチドを付加的に発現し得る。2つのベクターは、VLPポリペプチドのそれぞれの等しい発現を可能にする、同一の選択マーカーを含有し得る。代替可能に、gagポリペプチドおよびノイラミニダーゼポリペプチドの両方、および任意にヘマグルチニンポリペプチドをコードし、かつ発現できる単一のベクターが、使用され得る。
VLPが宿主細胞によって発現されると、それは、ポリペプチドの精製に関する当該技術における公知のあらゆる方法によって(例えば、クロマトグラフィーに(例えば、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、特にポリペプチドに対して付加されたあらゆるアフィニティー精製タグに関するアフィニティー、およびサイジングクロマトグラフィー)、遠心分離、溶解度差、またはタンパク質もしくは他の巨大分子の精製に関する他の標準的なあらゆる技術によって)、精製され得る。さらに、VLPポリペプチドは、VLPの精製を容易にするために、本明細書に記載されているか、またはそうでなければ当該技術において公知の異種ポリペプチド配列に対して融合され得る。精製の後に、付加的なエレメント(例えば、付加的な抗原または免疫賦活剤)は、VLPポリペプチドに対する共有結合を介してか、または他の非共有結合的な結合機序によって、VLPに対して物理的に連結され得る。ラフト−脂質ドメインを有する宿主細胞(例えば、哺乳類細胞および昆虫細胞)において共発現される場合の好ましい実施形態において、VLPは、上述の方法のあらゆるものによってVLPの精製を可能にする、自己アッセンブリし、かつ放出する。
(VLPを使用する好ましい方法)
調合物
本明細書に記載されているVLPの好ましい利用は、ワクチン調製物としてである。典型的に、当該ワクチンは、液体溶液または懸濁液;また注射の前に液体が調製され得る溶液にいれるか、または懸濁液にいれるために好適な固体の形態のいずれかとしての注射可能物質として調製される。また、当該調製物は、乳化され得るか、または乾燥粉末として製造される。活性な免疫原性成分は、当該活性成分と薬学的に受容可能であり、かつ適合性である賦形剤としばしば混合される。好適な賦形剤は、例えば、水、生理食塩水、デキストロース、スクロース、グリセロール、もしくはエタノールなど、およびこれらの組み合わせである。さらに必要に応じて、ワクチンは、補助剤(例えば、湿潤剤もしくは乳化剤、pH緩衝剤、またはワクチンの有効性を増強する免疫賦活剤)を含有し得る。
ワクチンは、注射によって非経口的に(例えば、皮下的、皮内的、皮下的または筋肉内のいずれかに)、慣習的に投与される。投与の他の態様に好適である付加的な調合物としては、座剤ならびにある場合において、経口、鼻腔内、口腔、舌下、腹腔内、膣内、および頭蓋内の調合物が挙げられる。座剤に関して、従来の結合剤および担体としては、例えば、ポリアルカレン(polyalkalene)グリコールまたはトリグリセリドが挙げられ得;当該座剤は、0.5%から10%、好ましくは1−2%の範囲において活性成分を含有する混合物から形成され得る。ある特定の実施形態において、低融点ワックス(例えば、脂肪酸グリセリドまたはココアバターの混合物)が、まず融解され、かつ本明細書に記載されているVLPが、例えば攪拌によって、均質に分散される。それから溶解した均質な混合物は、冷やすこと、および凝固させることが可能な従来の大きさの鋳型に注がれる。
鼻腔内送達に好適な調合物としては、液体または乾燥粉末が挙げられる。調合物としては、例えば、マンニトール、ラクトース、スクロース、トレハロースおよびキトサンの製薬的等級品として、そのまま通常に採用される賦形剤が挙げられる。キトサンといった粘膜付着剤は、鼻腔内的投与調合物の粘膜毛様体クリアランスを遅らせるために、液体調合物または粉末調合物のいずれかにおいて使用され得る。マンニトールおよびスクロースといった糖は、液体調合物における安定剤、ならびに乾燥粉末調合物における安定剤および崩壊剤として使用され得る。さらに、賦形剤(例えば、モノホスホリル脂質 A(MPL)ならびに、一例としてであってこれらに限定されないが、2重鎖ポリ(I:C)、ポリイノシン酸、CpG含有オリゴヌクレオチド、イミキモド(imiquimod)、コレラトキシンおよびその誘導体、熱不安定性エンテロトキシンおよびその誘導体、ならびに明細書全体に渡って挙げられている多くの免疫賦活剤)は、免疫刺激性の免疫賦活剤として液体調合物および乾燥粉末調合物の両方に使用され得る。
経口送達に好適な調合物としては、液体、固体、半固体、ゲル、錠剤、カプセル剤、およびトローチ剤などが挙げられる。経口送達に好適な調合物としては、錠剤、トローチ剤、カプセル剤、ゲル、液体、食品、飲料、および栄養補助食品などが挙げられる。調合物としては、例えば、マンニトール、ラクトース、スターチ、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、および炭酸マグネシウムなどの薬学的等級物として、そのまま通常に採用される賦形剤が挙げられる。他のVLPワクチン組成物は、溶液、懸濁液、丸薬、持続性徐放剤または粉末の形態を取り得、かつ10−95%、好ましくは25−70%の活性成分を含有し得る。経口調合物に関して、コレラトキシンは、興味深い調合物のパートナー(そしてまた、見込みのある接合パートナー)である。
膣投与様に調合される場合のVLPワクチンは、膣座薬、止血栓、クリーム、ゲル、ペースト、発泡体またはスプレーの形態であり得る。上述の調合物のあらゆるものが、適切であることを当該分野に知られている、VLPに加える薬剤(例えば、担体)を含有し得る。
ある実施形態において、VLPワクチンは、全身送達または局所送達用に調合され得る。当該調合物は、当該技術において公知である。非経口的な輸送物としては、塩化ナトリウム溶液、リンガーデキストロース、デキストロースおよび塩化ナトリウム、乳酸塩リンガーオイルもしくは固定化オイルが挙げられる。血管内的な輸送物としては、水分補充液および栄養補充液、ならびに電解質補充液(例えば、リンガーデキストロースに基づくもの)などが挙げられる。投与の全身性経路および局所的経路としては、例えば、皮内、局所適用、血管内、筋肉内などが挙げられる。
VLPは、中性調合物または塩に基づく調合物を含むワクチンに調合され得る。薬学的に受容可能な塩は、酸付加塩(ペプチドの遊離アミノ基を用いて形成される)を含み、かつ例えば、塩酸もしくはリン酸といった無機酸、または酢酸、シュウ酸、酒石酸、およびマンデル酸といった有機酸などを用いて形成される。また、遊離カルボキシル基を用いて形成された塩は、例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニア、カルシウム、または水酸化第二鉄といった無機塩基、ならびにイソプロピルアミン、トリメチルアミン、2−エチルアミノエタノール、ヒスチジン、およびプロカインなどといった有機塩基から得られる。
ワクチンは、投与調合物と適合する様式において、かつ治療有効量および免疫原性のある量において、投与され得る。投与されるべき量は、処置される対象(例えば、個体の免疫系の、免疫反応を起こす能力、および所望の防御の程度が挙げられる)に依存する。好適な用量の範囲は、ワクチン毎に数百マイクログラムの水準の活性成分であるとともに、0.1μgから2000μgまでの範囲(例えば、0.5μgから1000μgの範囲、好ましくは1μgから100μgの範囲)が好ましい(とはいえ、1−10mgの範囲におけるより高い量も予想される)。また、初回投与および追加の試みに好適な投与計画は変えられるが、初回投与、続く後の接種または他の投与によって代表される。
適用の様式は、広く変更され得る。ワクチンの投与に関する従来の方法のあらゆるものが、適用可能である。これらとしては、固体の生理学的に受容可能な基材に関するか、もしくは生理学的に受容可能な分散剤における経口適用、注射などによる非経口が挙げられる。ワクチンの用量は、投与の経路に依存し、かつワクチン接種される個人の年齢および抗原の調合物に従って変わる。
ワクチン調合物のいくつかは、それ自身によって十分に免疫原性があるが、他のいくつかに関して、ワクチンが免疫賦活物質をさらに包含する場合に、免疫応答が増強される。
また、粘膜付着を向上させる送達薬剤が使用されて、特に鼻腔内、経口または肺を基本とする送達調合物に関して、送達および免疫原性を向上させ得る。キトサン、キチンのN−脱アセチル化形態である、当該化合物の1つが、多くの薬学的調合物に使用される(32)。それは、粘膜毛様体クリアランスを遅らせること、ならびに粘膜による抗原取り込みの長時間化およびプロセシングを可能にすることに起因して、鼻腔内ワクチン送達にとって魅力的な粘膜付着剤である(33、34)。さらに、それは、NALTに対する抗原の経上皮輸送を増強し得る、密着結合を一次的に開くことができる。最近のヒトにおける試行において、キトサンを伴うが、付加的なあらゆる免疫賦活剤なしで、鼻腔内的に投与される3価の不活化インフルエンザワクチンが、筋肉内接種に続いて得られる血清変換およびHI力価よりもほんの少しだけ低い、血清変換およびHI力価を生じた(3)。
また、キトサンは、鼻腔内的に十分に機能する免疫賦活剤(例えば、遺伝的に解毒されたE. coliの熱不安定性エンテロトキシン変異体 LTK63)とともに、調合され得る。これは、送達の初期における免疫刺激性の効果、ならびに結果として粘膜および全身の増強された応答を生じる、キトサンによって与えられる付着の援助を加える(35)。
また最後に、キトサン調合物が、ワクチンの安定性向上すること、および液体調合物を越えて粘膜毛様体クリアランスに関してさらに遅れを生じさせることを示されている(42)、乾燥粉末形式において調製され得ることに留意されるべきである。これは、キトサンとともに調合された鼻腔内の乾燥粉末ジフテリア変性毒素ワクチンに関する、最近のヒトの臨床試験において見られ、鼻腔内経路が、分泌型IgA応答の追加の利益を有する従来の筋肉内経路と同程度に効果的であった(43)。また、ワクチンは、非常に良好に免疫寛容化されていた。キトサンおよびMPLを含有する炭疽菌用の鼻腔内の粉末乾燥化ワクチンは、筋肉内接種よりも強い応答をウサギにおいて誘導し、かつまた吸入性的な胞子の攻撃から防御性である(44)。
従来のインフルエンザワクチンが、非経口的に投与され、かつ下気道を防御する全身性のIgG応答を大きく誘導(促進)する限りにおいて、粘膜応答を誘導する新たなワクチン手法が、上気道および下気道の両方におけるウイルスの増殖を制限可能であり、かつ個体の防御および伝播の減少にとっておそらく最も良好なワクチン手法であるので、粘膜応答を誘導する新たなワクチン手法はより好ましい(15)。この方向性において保証を提供するワクチン手法としては、弱毒化した、寒冷に適合したウイルス(8)、および非複製性の抗原(例えば、ウイルス様粒子、組み換えHA抗原、および複製欠損ウイルスベクター)の鼻腔内調合物の利用が挙げられる。
上気道および下気道の両方における防御の提供に加えて、鼻腔内ワクチンは、針接種の問題を回避し、かつ粒状および/または可溶性の抗原の、鼻咽頭関連リンパ組織(NALT)との相互作用を介して粘膜および全身の液性往々および細胞性応答を誘導する手段を提供する(16−19)。鼻腔内経路は、従来、非経口摂取よりも有効性が低いが、VLP、新規な送達調合物および免疫賦活剤の利用は、範例を変え始めている。実際に、増強されたHA抗原結合および低下した粘膜毛様体クリアランスを結果として生じる、鼻粘膜におけるシアル酸含有受容体の豊富さに起因して、機能的なヘマグルチニン分子を含有するインフルエンザワクチンは、鼻腔内送達にとって特によく適している。
インフルエンザに関して、異種亜型防御を含む防御性の免疫応答は、実験において鼻腔内ワクチン送達に続くこと(ここで、平行した非経口投与が、免疫原性が低く、かつ異種亜型防御を誘導しなかった)について、報告されている(20−22)。さらに、不活化インフルエンザは、サル免疫不全ウイルス(SIV) VLPワクチンと混合されて、鼻腔内に投与される場合に、全身および粘膜の液性応答および細胞性応答にとって効果的な免疫賦活剤であることを示されている(23)。この免疫賦活剤の効果は、不活化インフルエンザビリオンの、VLPとの凝集能および増強した粘膜表面に対する結合を導く能力に、帰された。また、インフルエンザHAが、樹状細胞(DC)に対する増強された結合および樹状細胞の増強された活性化を導くSIV VLPに対して直接に組み込まれた場合に、類似の免疫賦活剤の効果が見られた(24、25)。
免疫賦活剤
ワクチンに対して免疫賦活剤の効果を実現する種々の方法は、公知であり、かつ本明細書に開示されているVLPと併せて使用され得る。一般的な原理および方法は、本明細書において言及することによって本明細書によって組み込まれる以下の2つの、"The Theory and Practical Application of Adjuvants", 1995, Duncan E. S. Stewart-Tull (ed.), John Wiley & Sons Ltd, ISBN 0-471-95170-6, and also in "Vaccines: New Generation Immunological Adjuvants", 1995, Gregoriadis G et al. (eds.), Plenum Press, New York, ISBN 0-306-45283-9において、詳述されている。
ある実施形態において、VLPワクチンは、VLP:免疫賦活剤の約10:1から約1010:1まで(例えば、VLP:免疫賦活剤の約10:1から約100:1まで、約100:1から約10:1まで、約10:1から約10:1まで、約10:1から約10:1まで、約10:1から約10:1まで、約10:1から約10:1まで、約10:1から約10:1まで、約10:1から約10:1まで、または約10:1から約1010:1まで)の質量に基づく割合において少なくとも1つの免疫賦活剤を伴った混合物において、VLPを包含する。当業者は、免疫賦活剤に関する情報、および最適な割合を決定するための常習的な実験を介して、適切な割合を容易に決定することができる。当業者は、免疫賦活剤に関する情報、および最適な割合を決定するための常習的な実験を介して、適切な割合を容易に決定することができる。本明細書において開示されているVLPおよび免疫賦活剤の混合物は、当業者に利用可能な組み合わせのあらゆる形態(限定されないが、同じ溶液における個々のVLPおよび免疫賦活剤の混合物、共有結合的に連結されたVLPおよび免疫賦活剤の混合物、イオン的に連結されたVLPおよび免疫賦活剤の混合物、疎水性的に連結されたVLPおよび免疫賦活剤の混合物(VLP膜において部分的または完全に埋め込まれていることが挙げられる)、親水性的に連結されたVLPおよび免疫賦活剤の混合物、ならびに上述のもののあらゆる組み合わせが挙げられる)を包含し得る。
免疫賦活剤の好ましい例は、VLPポリペプチドとの共発現またはキメラポリペプチドを産生するためのVLPポリペプチドとの融合によって、本明細書に記載されているVLPに対して容易に付加され得るポリペプチド免疫賦活剤である。鞭毛を構成する主要なタンパク質である細菌のフラゲリンは、トールライク受容体TLR5による先天性の免疫系によるその認識が理由になって、免疫賦活剤タンパク質としてますます注目を受けている好ましい免疫賦活剤である(65)。TLR5を介したフラゲリンシグナル伝達は、DCの成熟および遊走、ならびに炎症誘発性媒介物質の産生を結果として生じるマクロファージ、好中球、および腸管上皮細胞の活性化を誘導することによって、先天性および順応性の免疫の両方に対する効果を有する(66−72)。
TLR5は、免疫淘汰に応じてその変異体を排除している、このタンパク質にとって固有の、鞭毛機能に必要なフラゲリン単量体内に保存された構造を認識する(73)。受容体は、100Mfの濃度に対して感受性であるが、原型の繊維を認識しない。鞭毛の単量体への分解が、結合および刺激に要求される。
免疫賦活剤として、フラゲリンは、非経口的または鼻腔内的のいずれかにおいて投与される異種抗原に対する防御応答に関して、潜在的な活性を有し(66、74−77)、かつまた、DNAワクチンに対する免疫賦活剤の効果が報告されている(78)。インフルエンザといった呼吸器系ウイルスに対して適切であるTh2偏向は、フラゲリンが採用された場合に観察されたが、マウスまたはサルにおけるIgE誘導に関する証拠は、観察されていない。さらに、サルにおける鼻腔内または全身性の投与を受けての、局所的または全身的な炎症性応答は、報告されていない(74)。Myd88依存性の様式におけるTLR5を介したフラゲリンシグナル、およびTLR5を介した他のすべてのMyD88依存性シグナルが、Th1偏向を結果として生じることを示されているので、フラゲリンの使用に続いて誘発される応答のTh2特性は、幾分か意外である(67、79)。重大なことに、フラゲリンに対する事前の抗体は、多目的免疫賦活剤として注目させている免疫賦活効果に対して、明らかな効果を有さない(74)。
最近の多くの鼻腔内ワクチン試行における通常の主題は、ワクチン有効性を向上させるための、免疫賦活剤および/または送達系の利用である。そのような研究において、遺伝的に解毒したE. coli熱不安定性エンテロトキシン免疫賦活剤(LT R192G)を含有するインフルエンザH3ワクチンは、H5攻撃に対して異種亜型防御を、鼻腔内送達に続いてのみ、結果として生じた。防御は、交差中和抗体の誘導に基づいており、かつ新たなインフルエンザワクチンの開発において鼻腔内経路に関する重要な関連を証明した(22)。
また、サイトカイン、コロニー刺激因子(例えば、GM−CSF、およびCSFなど);腫瘍壊死因子;インターロイキン−2、−7、−12および成長因子様の他のものは、免疫賦活剤として使用され得、かつまた、VLPポリペプチドと混合するか、または融合することによって、容易にVLPワクチンに含まれ得るので、好ましい。
ある実施形態において、本明細書に開示されているVLPワクチン組成物は、トールライク受容体を介して作用する他の免疫賦活剤(例えば、CpGオリゴヌクレオチドを含む核酸TLR9リガンド;イミダゾキノリンTLR7リガンド;置換グアニンTLR7/8リガンド;他のTLR7リガンド(例えば、ロクソリビン(Loxoribine))、7−ジアザデオキシグアノシン、7−チア−8−オキソデオキシグアノシン、2重鎖ポリ(I:C、)、ポリイノシン酸、イミキモド(R837)、およびレシキモド(Resiquimod)(R−848);またはTLR4アゴニスト(例えば、MPL(登録商標)または合成誘導体))を包含し得る。
ある特定の免疫賦活剤は、APC(例えば、樹状細胞)によるワクチン分子の取り込みを容易にし、かつこれらを活性化する。非限定的な例は、免疫標的化する免疫賦活剤;免疫修飾する免疫賦活剤(例えば、トキシン、サイトカイン、および微生物派生物);油状調合物;重合体;ミセル形成免疫賦活剤;サポニン;免疫刺激性複合体マトリックス(ISCOMマトリックス);粒子;DDA;アルミニウム免疫賦活剤;DNA免疫賦活剤;MPL;および被包性免疫賦活剤からなる群から選択される。
免疫賦活剤の付加的な例としては、薬剤(例えば、アルミニウム塩(例えば、0.05から0.1パーセントの緩衝化生理食塩水溶液として一般的に使用される、水酸化物もしくはリン酸化物(ミョウバン)(例えば、Nicklas (1992) Res. Immunol. 143:489-493を参照すればよい)、0.25パーセント溶液として使用される糖の合成重合体(例えば、カルボポル(Carbopol)(登録商標))との混合物、それぞれ70°から101℃の範囲の温度を用いた30秒から2分に渡る熱処理による、ワクチンにおけるタンパク質の凝集物、およびまた、適切な架橋剤を用いた凝集物))が挙げられる。また、アルブミンに対するペプシン処理抗体(Fab断片)を用いた再活性化による凝集物か、細菌細胞(例えば、C. parvum)またはグラム陰性細菌のエンドトキシンもしくはリポポリサッカライド成分との混合物か、生理学的に受容可能な油状溶媒(例えば、マンニドモノオレイン酸塩(アラセル(Aracel) A))における乳濁剤か、またはブロック置換として使用されるパーフルオロカーボン(フルソル(Flusol)−DA)の20パーセント溶液を用いた乳濁剤が、採用され得る。また、油状物(例えば、スクアレンおよびIFA)との混合物が好ましい。
DDA(ジメチルジオクタデシルアンモニウムブロマイド)が、免疫賦活剤にとって興味深い候補物であるだけでなく、フロインド完全アジュバントおよびフロインド不完全アジュバントならびにクイラヤ(quillaja)サポニン(例えば、クイル(Quil) AおよびQS21)が、興味深い。さらなる可能性としては、リポポリサッカライドのポリ[ジ(エアルボキシラートフェノキシ(earboxylatophenoxy))ホスファゼン(PCPP)誘導体(例えば、モノホスホリル脂質 A(MPL(登録商標))、ムラミルジペプチド(MDP)およびスレオニルムラミルジペプチド(tMDP))が挙げられる。ポリリポサッカライドから作られた免疫賦活剤は、優勢なTh1型応答(例えば、モノホスホリル脂質 A、好ましくは3−脱アセチル化モノホスホリル脂質 Aの、アルミニウム塩との組み合わせが挙げられる)を形成するために好ましい。MPL(登録商標)免疫賦活剤は、グラクソスミスクライン(GlaxoSmithKline)から入手可能である(例えば、特にそれらのリポポリサッカライドに関する教示をともなうそれらの全体が、言及によって本明細書に組み込まれる、米国特許第4,436,727号明細書;米国特許第4,877,611号明細書;米国特許第4,866,034号明細書および米国特許第4,912,094号明細書を参照すればよい)。
また、リポソーム調合物は、免疫賦活効果を与えることを知られており、かつ従って、リポソーム免疫賦活剤は、VLPと併用に関して好ましい例である。
免疫複合体マトリックス型(ISCOM(登録商標)マトリックス)免疫賦活剤は、特にこの種の免疫賦活剤が、APCによるMHCクラスII発現を上方制御することができることを示されているので、VLPワクチンを伴う使用に対して好ましい選択である。ISCOMマトリックスは、キラヤサポニンから得られる(任意に分取された)サポニン(トリテルペノイド)、コレステロール、およびリン脂質から構成されている。例えばVLPにおいて免疫原性タンパク質と混合される場合に、結果粒子調合物は、ISCOM粒子として知られているものであり、ここで、サポニンは、60−70%の質量対質量比、10−15%の質量対質量比のコレステロールおよびリン脂質、ならびに10−15%の質量対質量比のタンパク質から構成され得る。免疫刺激性複合体の組成物および利用に関する詳細は、免疫賦活剤を取り扱う上述の教科書に見出され得るが、またMorein B et al., 1995, Clin. Immunother. 3: 461-475 as well as Barr I G and Mitchell G F, 1996, Immunol. and Cell Biol. 74: 8-25 (いずれも言及によって本明細書に組み込まれる)は、完全な免疫刺激性複合体の調製にとって有用な教授を提供する。
本明細書に開示されているVLPワクチンとの組み合わせ免疫賦活剤として使用され得るサポニン(ISCOMの形態であるか、またはそうではない)としては、米国特許第5,057,540号明細書(特にクイル Aの分取物およびこれらの単離方法および利用に対する言及をともなうその全体が、言及によって本明細書に組み込まれる)および"Saponins as vaccine adjuvants", Kensil, C. R., Crit Rev Ther Drug Carrier Syst, 1996, 12 (1-2):1-55;および欧州特許第0 362 279号明細書に記載されている、クイル Aと呼ばれるキラヤ サポナリア モリナの樹皮、ならびにそれらの分取物から得られるそれらが挙げられる。クイル Aの特に好ましい分取物は、QS21QS7、およびQS17である。
β−エスチン(Escin)は、本明細書に記載されているVLPワクチンの免疫賦活剤組成物における使用にとって、他の好ましい溶血性サポニンである。エスチンは、セイヨウトチノキ(ラテン語:Aesculus hippocastanum)の種子に生じるサポニンの混合物としてメルクインデックス(Merck index)(第12版:登録3737)に記載されている。その単離は、クロマトグラフィーおよび精製による(Fiedler, Arzneimittel-Forsch. 4, 213 (1953))、ならびにイオン交換樹脂による(Erbring et al., 米国特許第3,238,190号明細書)と、説明されている。エスチンの分取物は、精製され、かつ生物学的に活性であることを示されている(Yoshikawa M, et al. (Chem Pharm Bull (Tokyo) 1996 August;44(8):1454-1464))。また、β−エスチンは、アエスチンとして知られている。
VLPワクチンとともに使用する他の好ましい溶血性サポニンは、ジギトニンである。ジギトニンは、メルクインデックス(第12補足版、登録3204)に、ジギタリス プルプレア(Gigitalis purprea)の種子から得られ、かつGisvold et al., J.Am.Pharm.Assoc., 1934, 23, 664; and Ruhenstroth-Bauer, Physiol.Chem., 1955, 301, 621に記載の手法に従って精製されているサポニンとして記載されている。その利用は、コレステロール定量に関する臨床試薬であるとして記載されている。
他の興味深い(そして従って、好ましい)免疫賦活効果を達成する可能性は、Gosselin et al., 1992(言及によって本明細書によって組み込まれる)に記載の技術を採用することである。簡単に言うと、関連する抗原(例えば、本明細書に記載されているVLPポリペプチドまたは付加的な抗原)の提示が、単核球/マクロファージ上におけるFc受容体に対する抗体(または抗原結合抗体断片)に対して、抗原を接合することによって増強され得る。特に、抗原および抗FcRIの間における接合体は、ワクチン接種を目的とした免疫原性を増強することを証明されている。抗体は、生成後のVLPに対して、または生成物の一部(例えば、VLPポリペプチドのいずれか1つのに対する融合体として発現することによることが挙げられる)として接合され得る。
他の可能性は、標的化および免疫調節物質(すなわち、サイトカイン)の利用に関する。さらに、サイトカインの合成誘発因子(例えば、ポリI:C)が使用され得る。
好適な放線菌派生物は、ムラミルジペプチド、完全フロインドアジュバント、およびトレハロースのジエステル(例えば、TDMおよびTDE)からなる群から選択され得る。
好適な免疫標的化免疫賦活剤の例としては、CD40リガンドおよびCD40抗体またはこれらの特異的結合断片(上述の論述を参照すればよい)、マンノース、Fab断片、ならびにCTLA−4が挙げられる。
好適な重合体免疫賦活剤の例としては、糖質(例えば、デキストラン、PEG、スターチ、マンナン、およびマンノース);合成樹脂重合体;および天然ゴム(例えば、天然ゴムビーズ)が挙げられる。
免疫応答を調節するさらに他の興味深い方法は、“仮想リンパ節(virtual lymph node)”(VLN)(イミュノセラピー(ニューヨーク州、ニューヨーク、レキシントン通り360 10017−6501)によって開発された専売医療用具)に免疫原(免疫賦活剤ならびに薬学的に受容可能な担体および溶媒を、任意に伴って)を含めることである。VNL(細い管状の用具)は、リンパ節の構造および機能を模倣する。皮下へのVLNの挿入は、サイトカインおよびケモカインの急増を伴う無菌の炎症部位を作り出す。T細胞およびB細胞ならびにAPCは、危険シグナルに対して急速に応答し、炎症性部位に存在し、かつVLNの多孔性マトリックスの内側に蓄積する。免疫応答を起こすために要求される抗原の必要な用量が、VLNを用いる場合に低減されること、およびVLNを用いたワクチン接種によって与えられる免疫防御が、免疫賦活剤としてRibiを用いる従来の免疫化を凌いだことは、示されている。技術は、Gelber C et al., 1998, "Elicitation of Robust Cellular and Humoral Immune Responses to Small Amounts of Immunogens Using a Novel Medical Device Designated the Virtual Lymph Node", in: "From the Laboratory to the Clinic, Book of Abstracts, Oct. 12-15, 1998, Seascape Resort, Aptos, Calif."に、簡単に記載されている。
オリゴヌクレオチドは、VLPワクチンと併用する免疫賦活剤として使用され得、かつ少なくとも3つ、またはより好ましくは少なくとも6つのヌクレオチドによって分けられる、2つ以上のジヌクレオチド CpGモチーフを好ましく含有し得る。CpG含有オリゴヌクレオチド(CpGジヌクレオチドがメチル化されていない)は、Th1応答を優勢に誘導する。当該オリゴヌクレオチドは、公知であり、かつ例えば、特に免疫賦活剤としてCpGオリゴヌクレオチドを作製、および使用する方法に関する言及を含めて、それらの全体が言及によって本明細書によって組み込まれる、国際公開第96/02555号パンフレット、国際公開第99/33488号パンフレットおよび米国特許第6,008,200号明細書および米国特許第5,856,462号明細書に記載されている。
当該オリゴヌクレオチド免疫賦活剤は、デオキシヌクレオチドであり得る。好ましい実施形態において、オリゴヌクレオチドにおけるヌクレオチド骨格は、ホスホロジチオネート結合、またはより好ましくはホスホロチオネート結合であるが、ホスホジエステルおよび他のヌクレオチド骨格(例えば、複合骨格連鎖を有するオリゴヌクレオチドを含むVLPワクチンとともに使用され得るPNA)である。ホスホロチオネートまたはホスホロジチオネートを産生する方法は、特にホスホロチオネートおよびホスホロジチオネートを教示する言及とともに、それらの全体が言及によって本明細書によって組み込まれる、米国特許第5,666,153号明細書、米国特許第5,278,302号明細書および国際公開第95/26204号パンフレットに記載されている。
好ましいオリゴヌクレオチドの例としては、以下の配列が挙げられる。配列は、ホスホロチオネート修飾ヌクレオチド骨格を好ましく含有する。
(配列番号1)OLIGO1:TCC ATG ACG TTC CTG ACG TT(CpG1826)
(配列番号2)OLIGO2:TCT CCC AGC GTG CGC CAT(CpG1758)
(配列番号3)OLIGO3:ACC GAT GAC GTC GCC GGT GAC GGC ACC ACG
(配列番号4)OLIGO4:TCG TCG TTT TGT CGT TTT GTC GTT(CpG2006)
(配列番号5)OLIGO5:TCC ATG ACG TTC CTG ATG CT(CpG1668)。
代替可能な好ましいCpGオリゴヌクレオチドとしては、これらに対する重要ではない欠失または付加を有する上述の配列が挙げられる。免疫賦活剤としてのCpGオリゴヌクレオチドは、当該技術において公知のあらゆる方法によって合成され得る(例えば、欧州特許第468520号明細書)。好ましくは、当該オリゴヌクレオチドは自動化された合成器を利用して合成され得る。当該オリゴヌクレオチド免疫賦活剤は、長さに関して10−50塩基の間であり得る。他の免疫賦活系は、CpG含有オリゴヌクレオチドおよびサポニン誘導体の組み合わせ、特に国際公開第00/09159号パンフレットに開示されている、CpGおよびQS21の組み合わせに関する。
多くの単相または多相の乳化系が、説明されている。当業者は、乳化剤がVLPの構造を崩壊させないように、VLPを用いた利用に対して当該乳化系を容易に適合し得る。水中油型乳化剤免疫賦活剤のそれ自体が、免疫賦活剤組成物として有用であることを示唆されており(欧州特許第399 843 B号明細書)、また、水中油型の乳化剤および他の活性薬剤の組み合わせが、ワクチン用の免疫賦活剤として説明されている(国際公開第95/17210号パンフレット;国際公開第98/56414号パンフレット;国際公開第99/12565号パンフレット;国際公開第99/11241号パンフレット)。他の油型乳化剤免疫賦活剤は、例えば、油中水型乳化剤(米国特許第5,422,109号明細書;欧州特許第0 480 982 B2号明細書)、および水中油中水型乳化剤(water in oil in water emulsion)(米国特許第5,424,067号明細書;欧州特許第0 480 981 B号明細書)について記載されている。
本明細書に記載されているVLPワクチンを用いた利用に対する油型乳化剤は、天然物または合成物であり得、かつ無機物または有機物であり得る。無機油状物および有機油状物の例は、当業者にとって容易に理解できる。
ヒト投与に好適であるべきあらゆる水中油型組成物にふさわしくは、乳化剤の油相が、代謝によって転換可能な油状物を好ましく包含する。代謝によって転換可能な油状物という用語の意味は、当該技術においてよく知られている。代謝によって転換可能は、“代謝によって転換される能力がある”と定義され得る(Dorland's Illustrated Medical Dictionary, W.B. Sanders Company, 25th edition (1974))。油状物は、受容者にとって無害であり、かつ代謝によって転換される能力がある、あらゆる植物油、魚油、動物油または合成油であり得る。ナッツ(例えば、ピーナツ油)、種子、および穀粒が、一般的な植物油の原料である。また、合成油が、VLPワクチンとともに使用され得、かつ市販の油(例えば、NEOBEE(登録商標))および他の物を含むことができる。スクアレン(2,6,10,15,19,23−ヘキサメチル−2,6,10,14,18,22−テトラコサヘキサエン)は、サメの肝油において大量に見られ、かつオリーブ油、小麦の胚種油、糠油、および酵母においてより少量に見られる不飽和油であり、本明細書に開示されているVLPワクチンを用いた利用にとって特に好ましい油である。スクアレンは、コレステロールの生合成における中間物質であるという事実の長所 代謝によって転換可能な油である(メルクインデックス、第10版、登録8619)。
特に好ましい油型乳化剤は、水中油型乳化剤であり、かつ特に水中スクアレン型乳化剤である。
さらに、VLPワクチンにおける使用に最も好ましい油型乳化剤は、好ましくはオイル α−トコフェノール(ビタミンE、欧州特許第0 382 271 B1号明細書)である酸化防止剤を包含する。
国際公開第95/17210号パンフレットおよび国際公開第99/11241号パンフレットは、免疫刺激剤QS21および/または3D−MPLとともに任意に調合される、スクアレン、α−トコフェノール、およびTWEEN80に基づく乳化剤免疫賦活剤について開示している。国際公開第99/12565号パンフレットは、油相に対するステロールの添加を伴った、これらのスクアレン乳化剤に対する改善について開示しいている。付加的に、トリグリセリド(例えば、トリカプリリン(C27H50O6))、は、乳化剤を安定化するために油相に対して加えられ得る(国際公開第98/56414号パンフレット)。
安定な水中油型乳化剤内に見られる油液滴の大きさは、光子相関分光法によって測定されるときに、好ましくは1ミクロン以下であり、実質的に30−600nmの範囲内、好ましくは直径が実質的に約30−500nm、そして最も好ましくは直径が実質的に約150−500nm、そして特に直径が約150nmであり得る。この点において、適切に油液滴の80%、より好ましくは90%以上が好ましい範囲内にあるべきであり、かつ最も好ましくは適切に油液滴の95%が定義される大きさの範囲内にある。油型乳化剤に存在する成分の量は、慣習的に2から10%まで範囲内の油(例えば、スクアレン)であり;かつ存在する場合に2から10%までのアルファトコフェノールであり;0.3から3%までの界面活性剤(例えば、ポリオキシエチレン ソルビタンモノオレイン酸塩)である。好ましくは、油:トコフェノールの比率は、この比率がより安定な乳化剤を提供するので、等しいかまたは1未満である。また、スパン(Span)85は、約1%の濃度において存在し得る。ある場合において、本明細書に開示されているVLPワクチンが、安定化剤をさらに含有することは、有利であり得る。
水中油型乳化剤を生産する方法は、当業者によく知られている。通常、方法は、油相を界面活性剤(例えば、PBS/TWEEN80(登録商標)溶液)と混合し、続いてホモジナイザーを用いた均質化を包含し、シリンジ針の中に混合物を2回通して混合することを包含する方法が、少量の液体にとって好適であることは、当業者にとって明らかである。同様に、マイクロフルイダイザー(microfluidizer)における乳化過程(M10S 微小流体工学機器、6barの最小圧力入力(約850barの出力圧力)において2分間において、最大50回)が、少量のまたは大量の乳化剤を生産するために、当業者によって適合され得る。この適合は、要求される直径の油液滴を伴って達成される調製までに、結果乳化物の測定を含む常習的な実験によって達成され得た。
本明細書に開示されているVLPワクチン調製物は、鼻腔内的、筋肉内的、腹腔内的、皮内的、経皮的、血管内的、または皮下的な投与による上記ワクチンの投与を用いて、ウイルスインフルエンザにかかりやすいか、またはかかっている哺乳類またはトリを防御するか、または処置するために使用され得る。ワクチン調製物の全身性の投与方法としては、シリンジおよび針、または固体ワクチンの衝撃送達(ballistic delivery)用に設計される装置(国際公開第99/27961号パンフレット)、または針なしの圧力液体噴射装置(米国特許第4,596,556号明細書;米国特許第5,993,412号明細書)、または経皮パッチ(国際公開第97/48440号パンフレット;国際公開第98/28037号パンフレット)が挙げられる。また、VLPワクチンは、皮膚に対して適用され得る(経皮的(transdermal)または経皮的(transcutaneous)な送達 国際公開第98/20734号パンフレット;国際公開第98/28037号パンフレット)。従って、本明細書に開示されているVLPワクチンは、VLPワクチンまたは免疫賦活剤組成物を事前に充填した、全身投与用の送達器具を含む。従って、本明細書に記載されているVLP組成物の内のあらゆるものを包含し、かつ免疫賦活剤および/または担体を任意に含むワクチンの、個体に対する投与を包含する、個体、好ましくは哺乳類またはトリにおいて免疫応答を誘導する方法を提供され、ここで、ワクチンは、非経口的または全身的な経路を介して投与される。
好ましくは、本明細書に開示されているVLPワクチン調製物は、粘膜の経路(例えば、経口/食事性の、または鼻腔内の経路)を介して上記ワクチンを投与することによって、ウイルスインフルエンザにかかりやすいか、またはかかっている哺乳類またはトリを防御または処置するために使用され得る。代替可能な粘膜経路は、膣内および直腸内である。好ましい投与の粘膜経路は、鼻腔内ワクチン接種と呼ばれる経鼻の経路を介するものである。鼻腔内ワクチン接種の方法は、当該技術においてよく知られている(免疫化される個体の鼻咽頭内への、ワクチンの液滴、噴霧または乾燥粉末の形態の投与が挙げられる)。従って、霧状化、またはエアロゾル化したワクチン調合物は、本明細書に開示されているVLPワクチンの好ましい形態である。また、腸様性調合物(例えば、経口投与用の胃耐性のカプセル剤および顆粒)、直腸または膣の投与用の座剤は、本明細書に開示されているVLPワクチンの調合物である。
本明細書に開示されている好ましいVLPワクチン組成物は、全身性投与を粘膜投与によって置き換えるための、ヒトにおける適用に好適な粘膜ワクチンの分類に相当する。
また、VLPワクチンは、経口経路を介して投与され得る。また、当該場合において、薬学的に受容可能な補助剤としては、アルカリ性緩衝液、または腸溶性カプセル剤もしくは微小顆粒が挙げられ得る。また、VLPワクチンは、膣経路によって投与され得る。また、当該場合において、薬学的に受容可能な補助剤としては、乳化剤重合体(例えば、カルボポル(登録商標))、ならびに膣クリーム座剤の他の公知の安定化剤が挙げられ得る。また、VLPワクチンは、直腸経路によって投与され得る。また、当該場合において、補助剤としては、直腸座剤を形成するための、当該技術において公知のワックスおよび重合体が挙げられ得る。
代替可能に、VLPワクチン調合物は、キトサン(上述されている)または他のポリカチオン重合体、ポリラクチドおよびポリラクチド−コグリコリド粒子、ポリ−N−アセチルグルコサミン重合体マトリックス、ポリサッカライドまたは化学修飾ポリサッカライドから構成される粒子、リポソームおよび脂質から作られる粒子、グリセロールモノエステルから構成される粒子などと組み合わせられ得る。また、サポニンは、コレステロール存在下において調合されて、特定の構造(例えば、リポソームまたはISCOM)を形成し得る。さらに、サポニンは、非粒子性の溶液もしくは懸濁液、または粒子構造(例えば、パウチラメラ(paucilamelar)リポソームまたはISCOM)のいずれかにおいて、ポリオキシエチレン エーテルまたはエステルとともに調合され得る。
本明細書に記載されているようなVLPを用いた、薬学的組成物およびワクチン組成物における利用に関する付加的な例示の免疫賦活剤としては、SAF(カイロン(Chiron)、カリフ(Calif)、米国)、MF−59(カイロン、例えば、Granoff et al. (1997) Infect Immun. 65 (5):1710-1715を参照すればよい)、免疫賦活剤のSBASシリーズ(例えば、SB−AS2(スミスクライン ビーチャム免疫賦活剤系#2;MPLおよびQS21を含有する水中油型乳化剤);SBAS−4(スミスクライン ビーチャム免疫賦活剤系#4;ミョウバンおよびQS21を含有する)、スミスクライン ビーチャム、リクセンサルト(Rixensart)、ベルギーから入手可能である)、デトックス(Detox)(エンハンジン(Enhanzyn)(登録商標)(グラクソスミスクライン)および他のアミノアルキルグルコサミニド 4−ホスフェート(AGPs)(例えば、開示内容の全体が言及によって本明細書に組み込まれる、米国出願公開第08/853,826号明細書および米国出願公開第09/074,720号明細書に記載されているもの))が挙げられる。
免疫賦活剤の他の例としては、限定されないが、ハンタータイターマックス(Hunter‘s TiterMax)(登録商標)免疫賦活剤(CytRx Corp、ノルクロス(Norcrros)、Ga);ゲルブ(Gerbu)免疫賦活剤(ビオテクニーク(Biotechnik)株式会社、ガイベルク(Gaiberg)、ドイツ);ニトロセルロース(Nilsson and Larsson (1992) Res. Immunol. 143:553-557);ミョウバン(例えば、水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム)乳化剤から作られた調合物(無機油、非無機油、油中水型乳化剤または水中水型乳化剤を含む)(例えば、モンタミド(Montamide)免疫賦活剤のセピック(Seppic)ISAシリーズ(例えば、ISA−51、ISA57、ISA−720、ISA−151など;セピック、パリ、フランス));プロバックス(PROVAX)(登録商標)(IDEC製薬);OM−174(脂質 Aに関連するグルコサミンジサッカライド);リーシュマニア属の伸張因子;ミセル(例えば、CRL1005)を形成する非イオン性ブロック共重合体;およびシンテックス(Syntex)免疫賦活剤調合物が挙げられる。例えば、O'Hagan et al. (2001) Biomol Eng. 18(3):69-85;および"Vaccine Adjuvants: Preparation Methods and Research Protocols" D. O'Hagan, ed. (2000) Humana Pressを参照すればよい。
他の好ましい免疫賦活剤としては、一般式
HO(CHCHO)−A−R (I)
(ここで、nは1−50であり、Aは結合または−−C(O)−−であり、RはC1−50のアルキルまたはフェニル C1−50アルキルである)の免疫賦活分子が挙げられる。
本明細書に記載されているVLPワクチン調合物の1つの実施形態は、一般式(I)(ここで、nは、1および50、好ましくは4−24の間、最も好ましくは9であり、R構成要素は、C1−50、好ましくはC4−20のアルキル、そして最も好ましくはC12アルキルであり、かつAは結合である)のポリオキシエチレン エーテルを含む。ポリオキシエチレン エーテルの濃度は、0.1−20%、好ましくは0.1−10%の範囲であり、かつ最も好ましくは0.1−1%の範囲であるべきである。好ましいポリオキシエチレン エーテルは、以下の群:ポリオキシエチレン−9−ラウリル エーテルポリオキシエチレン−9−ステオリル エーテル、ポリオキシエチレン−8−ステオリル エーテル、ポリオキシエチレン−4−ラウリル エーテル、ポリオキシエチレン−35−ラウリル エーテル、およびポリオキシエチレン−23−ラウリル エーテルから選択される。ポリオキシエチレン エーテル(例えば、ポリオキシエチレンラウリル エーテル)は、メルクインデックス(第12版:登録7717)に記載されている。これらの免疫賦活剤分子は、国際公開第99/52549号パンフレットに記載されている。
上述の一般式(I)に従うポリオキシエチレン エーテルは、必要に応じて、他の免疫賦活剤と組み合わせられ得る。例えば、好ましい免疫賦活剤の組み合わせは、好ましくは上述のCpGと、である。
本明細書に開示されているVLPワクチンを用いた利用にとって好適な、薬学的に受容可能な補助剤のさらなる例としては、水、リン酸緩衝液生理食塩水、等張緩衝溶液が挙げられる。
付加的なインフルエンザ抗原
本明細書に開示されているVLPは、インフルエンザの特定の株に関しておよび/またはインフルエンザの複数の株に渡って、免疫原性を増加させるために、インフルエンザから得られる付加的な抗原を含み得る。
好ましい付加的なインフルエンザ抗原は、M2ポリペプチド(また、インフルエンザ BにおけるBM2と呼ばれる)である。インフルエンザウイルスのM2ポリペプチドは、小さな97アミノ酸であり、RNAセグメント7にコードされ、スプライシング現象を受けるクラスIIIインテグラル膜タンパク質である(80、81)。ごくわずかなM2が、ウイルス粒子上に存在するが、感染細胞においてより豊富に見られ得る。M2は、ウイルスの侵入に必要な、陽子選択的イオンチャネルとして機能する(82、83)。M2は、保存性を説明する、感染またはワクチン接種の間において最小限に免疫原性であるが、代わりの様式において提示される場合に、M2は、より免疫原性であり、かつ防御的である(84−86)。これは、インビボにおけるM2モノクロナル抗体の受動免疫が、ウイルスのクリアランスを促進し、かつ防御を結果として生じるという観察と一致する(87)。M2外部ドメインエピトープが、融合タンパク質としてHBVのコア粒子に対して連結される場合に、非経口接種および鼻腔内接種の両方を介してマウスにおいて防御的であり、かつ3つの縦列コピーがコアタンパク質のN末端に対して融合される場合に、最も免疫原性がある(88−90)。これは、増加したエピトープ密度が、免疫原性を増加させるという他の担体−ハプテンのデータと一致している(91)。
M2ワクチンの鼻腔内送達に関して、免疫賦活剤は、LTR192G(88、90)およびCTA1−DD(89)を用いて達成されている良好な防御、および良好な結果を達成するために要求される。また、ペプチドは、担体(例えば、KLH)、またはN.メニンジチデスの他の外部膜タンパク質複合体、またはヒトパピローマウイルスVLPに対して、化学的に接合され得、かつマウスおよび他の動物においてワクチンとして防御的である(92、93)。
M2タンパク質が、高度に保存されている限りにおいて、配列相違なしで、完全ではない。通常株A/PR/8/34(H1N1)およびA/Aichi/68のM2外部ドメインエピトープは、A/Hong Kong/156/97(H5N1)を除いた他の現代的な配列決定されたヒトの株のすべてと、免疫学的に交差反応性であることを示されている(92)。また、インフルエンザデータベース配列の調査は、他の最近の病原性H5N1ヒト臨床分離株(例えば、A/Vietnam/1203/04)のM2配列において、同様の相違を示す。この知見は、M2エピトープを組み込んでいる、成功するH5特異的な流行病のワクチンは、現在、循環しているヒトH1およびH3臨床分離株におけるM2配列よりむしろ、病原性トリ株に対して固有であるM2配列を反映する必要があることを証明している。
インフルエンザウイルスから得られる付加的なタンパク質(HA、NAおよびM2以外)は、gagまたはHAポリペプチドに対する付加的な抗原のすべてもしくは一部の共発現によってか、または連結を介してのいずれかにおいて、VLPワクチンに含まれ得る。これらの付加的な抗原としては、PB2、PB1、PA,核タンパク質、マトリックス(M1)、BM2、NS、NS1、およびNS2が挙げられる。インフルエンザ Aにとって、好ましい例としては、PB2、PB1、PA、核タンパク質、マトリックス(M1)、M2、NS1、およびNS2が挙げられる。インフルエンザ Bにとって、好ましい例としては、HA、NA、NP、M、PB1、PB2、PA、NSおよびBM2が挙げられる。これらの後方の抗原は、一般的に、中和抗体反応の標的ではないが、T細胞によって認識されるある特定の重要なエピトープを含有し得る。当該エピトープに対してVLPワクチンによって誘導されるT細胞応答は、防御免疫の促進において恩恵を与えることを確かめ得る。
〔好ましい方法〕
(実施例1−キメラインフルエンザVLPの産生)
MLVgagコーディング配列は、完全なモロニー(Moloney)マウス白血病ウイルスの広宿主性プロウイルス配列を含有するプラスミド pAMS(ATCC)から、PCRによって得られた。gagコーディング配列は、pFastBacI(インビトロジェン(Invitorgen))の中に、多角体プロモータの後ろに挿入され、かつ結果のプラスミドは、バキュロウイルスゲノムへの組み換えのために、DH10Bac形質転換受容性細胞の中に形質転換された。それから、高分子量バックミドDNAは、精製され、かつgag発現組み換えバキュロウイルス生成のために、Sf9細胞にトランスフェクトされた。A/PR/8/34(H1N1)のヘマグルチニンおよびノイラミニダーゼのそれぞれをコードする、2つの他の組み換えバキュロウイルスは、ウイルスRNAからのHAおよびNAコーディング配列のRT−PCR後に、同様の方法において産生された。最後に、3つの産物のすべて(HA−gag−NA)をコードする単一のバキュロウイルスベクターは、個々のpFastBacIプラスミドからのHA、gagおよびNA発現ユニット(多角体プロモータ−コーディング配列−ポリA部位)を、単一のpFastBacIベクター内に一体化することによって産生された。最初の分析用に、gagまたはHAまたはgag−HA−NAをコードする組み換えバキュロウイルスは、6ウェルプレートにおけるSf9細胞内に、1を越えるMOIにおいて感染させられた。感染後の3日目に、培養上清が、壊死組織片を除去されて、それから20%スクロース緩衝によって100000×gにおいてペレット化された。ペレットは、gag特異的抗血清およびH1N1特異的抗血清を用いた、ウエスタンブロッティング分析によって分析された(図1AおよびBを参照すればよい)。
図1AおよびBにおいて、それぞれのブロットにおける左にある3つのレーンのそれぞれは、培地を回収する前の、別々のgagまたはHAまたは対照(EV=空ベクター)のバキュロウイルスに感染しているSf9細胞の結果を示している。予想されたように、gagのみのバキュロウイルスを用いた感染は、VLP出芽に起因する、高分子量画分における有意な量のgag抗原を生じる(図1A、レーン“Gag”)。対照的に、HAのみのバキュロウイルス感染は、それ自体によって、培地に放出されたごく少量のHAを結果として生じる(図1Bレーン“HA”)。しかし、HA−gag−NAの3重ベクターを用いたSf9の感染は、gagの発現が細胞外にHAを引き出すことができることを示す、100000×g画分に現れる有意な量のgagおよびHAの両方を結果として生じる(レーン1−9、図1AおよびB)。
図2AおよびBは、20−60%のスクロース段階勾配に対するペレット化したHA−gag−NA VLPの再遠心分離に続く、個々の勾配画分のウエスタンブロット分析の結果を示す。約1.16g/mlの密度における一致したバンドを示している、同じ画分におけるgagおよびHAの両方のピークは、gagおよびHAがVLP内にあることを示している。
(実施例2−インフルエンザVLPの鼻腔内送達)
HA−gag−NA VLPは、インフルエンザウイルス A/PR/8/34のMLV gagおよびHA産物およびNA産物をコードする、3重発現バキュロウイルスベクターを用いて感染させたSf9細胞の培地から調製された。培地は、細胞生存度が10%未満に下がったときに回収され、かつ2000rpmにおける15分に渡る遠心分離によって細胞片を除去された。不純物を除去した40mlの培地(MLA−80 超遠心チューブ毎に5ml)は、pH7.4のトリス緩衝化生理食塩水(TBS)において、1mlの20%スクロース緩衝の上に層状化され、それからMLA−80 ローターにおいて45000rpm、10℃において2時間に渡って遠心分離された。ペレット化された物質は、TBSにおいて再懸濁化され、かつ20−60%のスクロース段階勾配の上に層状化され、かつMLA−80 ローターにおいて、36000rpm、10℃において2時間に渡って遠心分離された。勾配は、0.5mlの画分に分画され、かつSDS−PAGEゲル上において、p65 gagの存在に関してアッセイされた。VLPを含有するプールした画分(2つの勾配から得られる約3ml)は、濃縮され、かつ緩衝液は、遠心分離微量濃縮器を用いてTBSに交換した。VLPの収量は、SDS−PAGEによる少量の分量の分析によって、評価された。
メスのBalb/cマウスの2つの群(免疫群ごとに5匹)は、約5−10μgのVLP(gagの定量化に基づく)を用いて、鼻腔内経路および腹腔内経路のそれぞれを介して、ワクチン接種された。2つの当該免疫化を受けた動物のそれぞれは、1ヶ月間の間隔を空けた。鼻腔内の免疫化は、5μlのVLP懸濁液、水における4.5μlの10%のキトサン、および90%のエタノールにおける0.5μlの10mg/mlのモノホスホリル脂質 A(MPL)から作られて、なされた。10μlの免疫化用量は、2つの鼻孔に、等分に分けられた。腹腔内の免疫化は、5μlのVLP懸濁液、90%のエタノールにおける2μlの10mg/mlのMPL、93μlの生理食塩水(用量ごとに100μlの総量)から構成された。血清試料は、それぞれの免疫化から2週間後にマウスのそれぞれから回収され、インフルエンザワクチン研究の分野における広く採用される標準的なアッセイを用いて、赤血球凝集反応阻害(HAI)活性に関してアッセイされた。また、未処置のマウスから得られる血清試料は、平行して処理されて、陰性対照の役割を果たした。図3は、i.n.免疫化群およびi.p.免疫化群の両方における100%の動物が、防御的レベルのHAI力価(1:40、グラフにおいて破線によって示される)または初回免疫よりも高度に応答した、HAIアッセイの結果を示している。免疫応答は、追加免疫を受けた後に、さらに顕著に増加した。対照動物は、HAI活性を示さなかった(力価<1:10)。
この実施例は、本発明に開示されているVLPワクチンの鼻腔内送達の有効性を証明している。
(実施例3−HA−gag−NA VLPの産生、性質決定および免疫原性試験)
実施例1に記載されているように、A/PR/8/34のMLV gagおよびHA産物およびNA産物を発現する個々のバキュロウイルスが、産生されている。またさらに、3つの産物のすべてをコードする3重発現バキュロウイルスベクターが、構築されており、かつ感染昆虫細胞から得られるペレット化された培養上清のスクロース密度勾配遠心分離は、HAを有するVLPが形成されていることを示すウエスタンブロッティングによって検出されるように、gagおよびHAの一致したバンドを示した。HA、gag、およびNAのコーディングエレメントが、それ自身のプロモータ(Pr)およびポリアデニル化配列(pA)を伴って、頭−尾様式に配置される、3重発現ベクターにおけるコーディング配列の配置は、図4に示されている。単一のベクター内にすべてのコーディング配列を組み合わせることは、別々のウイルスを用いた共感染を実施する必要、および3つの別々のウイルスの一致した感染多重度を達成する関連した困難性を回避する。
gagのみ、およびHAのみを用いたVLP形成の可能性を試験する以前の研究は、あまり上手く行かなかった。NA非存在下におけるSf9細胞におけるHAのバキュロウイルス発現は、細胞に対する細胞の凝集に特徴付けられる細胞および有意な数の融合現象を結果として生じた。これは、NAがHAと共発現される場合には、観察されなかった。Sf9昆虫細胞が有意な量のシアル酸を欠如している(103)にもかかわらず、驚くべきことに、NAの共発現は、バキュロウイルス感染Sf9細胞からのVLP放出を増強した。
赤血球凝集反応アッセイ
バンド化されたVLPのスクロース密度勾配画分は、MLV gagと同時に結合するHA抗原活性が、機能的なHAであることを証明するために、ニワトリまたはテンジクネズミのRBCを採用する標準的なアッセイを用いた赤血球凝集反応活性に関して、ふるい分けされる。また、孵化鶏卵において培養されたインフルエンザウイルス A/PR/8/34は、スクロース勾配上において層状化され、かつ陽性対象として赤血球凝集反応アッセイにかけられる。
サイズ排除クロマトグラフィー
スクロース密度勾配精製VLPが、セファロース(Spharose) CL−4Bを用いたサイズ排除クロマトグラフィーにかけられ、かつ画分がウエスタンブロットによって、MLV gagおよびHAに関して観察される。VLPは、空隙容量において溶出し、かつMLV gag、HAおよびNAを含有する。A/PR/8/34 ウイルスは、対照としてクロマトグラフにかけられる。
電子顕微鏡
スクロース勾配からのVLP試料は、2%のグルタルアルデヒドを用いて処理され、EMグリッド上に吸着され、リンタングステン酸ナトリウムを用いて陰性染色され、かつ電子顕微鏡によって調べられる。
免疫原性
VLP免疫原性は、参考文献(44)および上述の実施例2に記載されている炭疽病防御抗原(PA)調合物と類似の鼻腔内的なキトサン/MPL調合物を用いて、メスのBalb/cマウスにおいて評価される。VLPは、それらが後に、トリス緩衝化生理食塩水に再懸濁され、かつ20−60%スクロース密度勾配上に層状化される、100000×gにおいて1時間に渡って20%のスクロース緩衝を介して、VLP含有培養培地をペレット化することによって精製される。VLP含有画分は、ウエスタンブロットまたは赤血球凝集反応アッセイによって同定され、かつ貯蔵される。VLP試料は、PBS内において透析され、かつ遠心分離微量濃縮器を用いてか、または100000×gにおいて遠心分離によって濃縮される。
免疫化に関して、40μlのキトサン、20μlのVLP(gagに基づく)、および5μgのMPLを含有する液体調合物(15μl)は、単回の免疫化に関して2つの鼻孔に分けられる。動物は、0週および4週における鼻腔内投与の前に、イソフルランを用いて軽く麻酔される。また、VLPは、陽性対照としての腹腔内接種用に、MPLまたはコレラトキシンとともにPBSにおいて調合される。付加的な陽性対照動物は、化学的に不活化したMDCK細胞において増殖させたA/PR/8/34 ウイルスを用いた、筋肉内接種を受ける。全身性のIgG応答は、赤血球凝集反応(HAI)アッセイおよびELISAによって観察される。ELISAに関して、抗原の供給源は、昆虫細胞において産生されたVLPを混入し得る血清産物に対する免疫応答の検出を避けるために、鶏卵において増殖されたA/PR/8/34 ウイルスである。ウイルス攻撃に関して生存し続けない動物に関して、ブロンコアベオラ(broncoaveolar)胃洗浄試料が、最後の免疫化の10−14日後に、インフルエンザ特異的IgA応答のELISAによる測定用に、回収される。
本実施例2および以下の実施例における典型的な免疫化実験は、1群ごとに最低でも8匹のマウスを採用し、これが、ステューデント独立t検定を用いて示されるような統計的な有意さを達成する合理的な可能性を与える。免疫化は、各免疫化の10−14日後に起こる採血と、4週間の間隔を空けた初回免疫および追加免疫を、典型的に伴う。上述のように、ブロンコアベオラ胃洗浄試料は、IgA測定用に、犠牲になった動物から回収される。
また、上述のように免疫化したマウスが、誘導された応答の防御的性質を確かめるために、マウス適合化A/PR/8/34ウイルスの約10のLD50を用いて、鼻腔内的に攻撃される投与が、実施される。各群における動物(8匹)は、体重低下に関して監視され、かつ25%の体重低下が観察される場合に、犠牲にされる。各群における残りの8匹の動物は、攻撃後の4日に犠牲にされ、鼻および肺の組織が回収され、かつ素早く凍結される。組織は、後ほど融かされ、冷PBSにおいてホモジナイズされ、不純物が取り除かれ、かつMDCK細胞におけるプラークアッセイによってウイルスに関する力価測定される。表1は、本実施例2に関する動物研究の概要を示す。
Figure 0005683811
(実施例4:増強したVLPの産生および免疫原性試験)
本実施例4は、適応性の免疫応答の強度を高めるためのTLR5アゴニストであるフラゲリンの組み込みによって、ならびに連続変異バリアントおよび異種亜型に対する防御を向上するためのM2外部ドメインエピトープの組み込みによって、向上した免疫原性および防御に対するVLP増強を証明している。
フラゲリン取り込みに起因する免疫賦活作用
フラゲリンコーディング配列は、最近になってS.ティピムリウムのゲノムDNAからクローン化され、かつ終止コドンまでのちょうど5’までをgagコーディング配列の3’末端に挿入された。また、フラゲリンコーディング配列は、シグナル配列および成熟なコーディング配列の間における境界に位置するPstI部位を用いて、A/PR/8/34のN末端に挿入されている。HAにおけるこの配置におけるHAは、SDS−PAGEによって証明されているような予想される分子量の増加を伴う、キメラHA分子の適切な発現を導く。フラゲリン修飾gagおよびHAコーディング配列は、実施例1に記載されるような3重バキュロウイルス組み換え体(HA−gag−NA)を生成するために使用される。フラゲリン修飾gagまたはフラゲリン修飾HAを有するVLPをコードする組み換えバキュロウイルスは、産生され、かつフラゲリン配列を欠如する基本的なVLPをと比較した、免疫原性試験用のVLPを生成するために使用される。実施例3に述べたように、免疫化試験のすべては、4週間の間隔を空けて初回接種および追加接種を用いた。免疫応答的な読み出しは、全身性IgG応答および粘膜IgA応答の両方を試験する、上述のようなHAIおよびELISAアッセイを介してである。
フラゲリン組み込み用のHAおよびgag挿入部位は、VLPの内部および外部のそれぞれにあるので、異なる程度の免疫賦活作用が観察される。HAのN末端におけるフラゲリン挿入は、上皮粘膜における細胞上のTLR5受容体に対するフラゲリンの容易な接近を生じる。対照的に、挿入のgag部位は、異なる接近を生じる。細胞に対するVLP結合および通常のインフルエンザウイルスの侵入経路を介した内部移行は、細胞内におけるgag−フラゲリン産物の堆積を生じる。これは、gag−フラゲリンおよびHA−フラゲリン構築物の間におけるTLR5媒介免疫賦活作用を生じる。粘膜上皮細胞に対するVLPの結合能および侵入能が、免疫原性に対する影響を本来的に有しているので、我々は、TPCKトリプシン処理の有無における、フラゲリン修飾のおよび通常のVLPVLP免疫原性研究を実施する。トリプシン処理したVLPのHA切断は、VLP侵入の重要性を試験する免疫原性研究を始める前に、ウエスタンブロットによって確認される。さらに、トリプシン処理したVLPの、細胞との融合能および細胞への侵入能が、緑色蛍光タンパク質(GFP)修飾gag産物を含有するVLPを採用する、インビトロ蛍光顕微鏡研究によって試験される。MLV gagが、出芽活性の抑止なしで、GFPを用いてC末端修飾され得ることは、すでに示されている(60)。
また、フラゲリンの非TLR結合領域の多くを除去することによってgag出芽活性を最大化するための、フラゲリンコーディング配列の細断片の利用が、試験される。フラゲリン単量体内におけるTLR5認識部位の最近の解析は、この試みを容易にする(73)。
M2エピトープ挿入を介した増強された防御
M2外部ドメインエピトープコーディング配列は、PCRによって生成され、かつこの配列の1コピーが、単一のペプチドおよびPR/8/34 HAの成熟コーディング配列と境を接するPstI部位に挿入される。昆虫細胞におけるこのキメラ体の発現のウエスタンブロット分析は、HA特異的およびM2特異的な抗体と反応する、予想された大きさのキメラHA−M2産物を示した(図示せず)。この同じ位置においてM2の2つおよび3つの縦列コピーを含有する構築物が、進行中である。HA(M2)−gag−NA VLPをコードする3重発現バキュロウイルス組み換え体(M2の1、2または3コピーを有する)は、基本のVLPに対しての、免疫原性および攻撃防御の比較用に産生される。マウスは、上述のように鼻腔内のキトサン/MPL調合物を用いて免疫化され、かつ免疫応答は、HAIおよびELISAアッセイを介して監視される。ELISAアッセイは、HA/NAおよびM2に対する応答を別々に監視するために、完全なウイルスまたはM2外部ドメインペプチドのいずれかを採用する。さらに、免疫化された動物は、同型防御および異種亜型防御のそれぞれを監視するために、A/PR/8/34(H1N1)またはA/KH/68(H3N2)のいずれかを用いて攻撃される。攻撃後における体重低下/生存およびMDCK細胞におけるウイルスの力価測定は、上述のように実施される。以下の表2は、特定の目標2(Specific Aim 2)を目的とした動物実験の概要を示している。
上述のように、N末端において単コピーのM2外部ドメイン配列を含有する組み換えHA分子は、上手く発現されている。NA非存在下のSf9における通常のHA発現は、有意な細胞の凝集および融合を生じる。同様に、M2修飾HA構築物の発現は、M2と共発現したHAが機能的であることを示して、細胞の凝集および融合の同一の様式を生じた。さらにまた、N末端に500bpの配列を含有する組み換えHAは、上手く発現されるので、より大きな他の構築物を発現することは、出くわす問題(もしあるとすれば、この位置におけるさらなるフラゲリンコーディング配列の挿入および複数のM2の挿入が挙げられるが、これらに限定されない)がより少なくなる。
Figure 0005683811
(実施例5:H5含有VLPの免疫原性および防御的有効性の測定)
A/ベトナム/1203/04(H5N1)およびA/インドネシア/5/05(H5N1)のHAおよびNA遺伝子は、H5N1 VLPの産生および続くH5N1の免疫原性研究用に取得されている。両方のH5N1株から得られるHA−gag−NAをコードする3重のバキュロウイルス発現ベクターは、実施例3に記載されているように、産生され、かつ性質決定されている。2つの3重バキュロウイルス発現ネクターによってコードされる、ベトナムおよびインドネシアのH5N1 VLPは、20−60%スクロース密度勾配における層状化によって精製され、かつVLPを含有する画分は、SDS−PAGE、ウエスタンブロット、および赤血球凝集反応アッセイによって同定された。3つのアッセイのすべては、多量のH5N1 VLPを含有するような同じピーク画分を同定した。マウスの免疫化に関して、ピーク画分が貯蔵され、トリス緩衝化生理食塩水を用いて3倍に希釈され、かつVLPが、100000×gにおける遠心沈降によって濃縮され、かつPBSにおいて再懸濁された。
H5N1 VLPの免疫原性を調べるために、15匹および16匹のマウスの2つの群が、A/ベトナム/1203/04 VLPおよびA/インドネシア/5/05 VLPのそれぞれを用いた筋肉内接種によって免疫化された。VLPを含んだ接種(PBSにおける約10μl)は、10μgのMPLを用いて補った。動物は、2回の当該免疫化を4週の間隔を空けて受け、かつ血清試料は2回目の免疫化の14日後に回収された。図8は、ELISAアッセイに使用される市販の組み換えH5 ベトナム HA分子に対する免疫化マウスから得られる、血清の特異性を示している。強いH5特異的反応性は、H5N1 VLP調製物のいずれかを用いて免疫化したマウスにおいて観察されるが、H5反応は、未処理対照マウスにおいて観察されなかった。
H5特異的応答が、異種亜型のH1N1攻撃に対する防御を誘導するか否かを決定するために、H5N1免疫化マウスのすべて、および16匹の未処理対照マウスは、10のLD50のA/PR/8/34(H1N1) ウイルスを用いて攻撃された。図9は、未処理群において0/16の生存個体、インドネシアH5N1免疫化群において11/16の生存個体、そしてベトナムH5N1免疫化群において13/15の生存個体がいる、この研究における攻撃後の体重低下データを示している。攻撃後5日において、H5免疫化マウスは、未処理マウスと比較して低い体重低下を示し始め、かつ9日において低下した体重を取り戻し始めた。未処理のマウスは、すべての動物が死ぬまで、体重を低下させ続けた。これらのデータは、このインフルエンザワクチン技術プラットホームを用いて得られ得る防御の広さを示している、キメラH1N1 VLPが、H1N1攻撃に対する部分的な異種亜型防御(77%の生存個体)を誘導できることを証明している。
(実施例6:H1およびH5増強VLPワクチンに対する、ウサギにおける乾燥粉末の鼻腔内調合物の評価)
鼻腔内ワクチンの乾燥粉末調合物は、液体調合物と比較して、増強された有効性を示している(42−44)。マウスは、鼻腔内の乾燥粉末送達には小さすぎ、かつ鼻腔内の乾燥粉末ワクチンがウサギモデルにおいて証明されているので、ウサギが、乾燥粉末調合物および免疫化研究に利用される。
重要な検討事項は、この計画において産生されるインフルエンザイVLPが、凍結乾燥され、かつVLP構造および免疫原性を脅かすことなく乾燥粉末として調合され得る程度である。乾燥粉末ワクチンに関する過程は、ガラスの乳鉢および乳棒を用いた混合を介してキトサンが加えられた後における、充填剤として働く過剰のマンニトールの存在下における、MPLおよびワクチンの凍結乾燥に関する(44)。最終混合物は、バロア モノパウダー(Valois Monopowder)鼻腔内送達装置に充填される前に、250ミクロンのふるいに通される。また、マンニトールが好適な充填剤として採用されている一方において、マンニトールは、凍結乾燥の間におけるリン脂質:コレステロール リポソームの安定性に寄与することが示されている(104)。ポリビニルピロリドン(PVP)の添加は、リポソーム統合性をさらに増強させることができ、かつ凍結乾燥の間における成分の損失を最小化することができる(104)。また、本明細書に記載されているHA−gag−NA VLPが、脂質ラフトドメインを通って出芽することを介したリン脂質:コレステロール膜から構成されているので、凍結乾燥の間における統合性は、マンニトールおよびPVPの存在によって増強される。
エンベロープを被ったVLPを上手く凍結乾燥する能力に関するさらなる証拠は、生きたインフルエンザウイルスおよび他のエンベロープウイルスが、感染性の低下を最小限にして、凍結乾燥され得、かつ保存され得ることを示すデータに由来する(105−107)。最も新しいデータは、リン酸緩衝化生理食塩水、SPG(スクロース、1塩基および2塩基のリン酸カリウム、ならびにグルタミン酸カリウム)およびカシトン(Casitone)(カゼイン加水分解産物)の存在下における、低温生存適合の弱毒化インフルエンザウイルスの成功した凍結乾燥および貯蔵を証明している。また、カゼインと比較して低アレルギー誘発性であり、かつ牛乳アレルギーである子供に安全に与えられ得るので、カゼイン加水分解産物は、鼻腔内粉末送達にとって受容可能な充填剤として働くことができる(108)。
動物の免疫化の前に、種々の凍結乾燥調合物は、乾燥粉末調合物にとっての、VLPの構造および抗原統合性を最適化するために、試験される。安定化剤の濃度の変動を有する、マンニトール、マンニトール+PVP、およびSPG+カシトンを含有する調合物が試験される。凍結乾燥に続くVLP統合性の分析は、ショ糖密度勾配による層状化の後におけるVLPの再水和に関する。勾配画分は、HAおよびgagの存在に関してウエスタンブロットによって分析され、かつHAの統合性は、HAアッセイによって観察される。非凍結乾燥対照と比較して最も一致するVLP統合性を示す調合物は、続く乾燥粉末ワクチン調合物に採用される。
キトサンおよびMPLを含有する増強したH1 VLPの液体、および乾燥粉末の鼻腔内調合物の、ウサギにおける有効性が、比較される。それぞれ6匹のウサギの2群は、液体および乾燥粉末の調合物のそれぞれを用いた増強したH1 VLPを用いて免疫化される。2匹のウサギの付加的な群は、陽性対照(i.m. VLP+MPL)および陰性対照(鼻腔内のキトサンのみ)としての役割を果たす。初回免疫および追加免疫に続いて回収される血清試料は、ELISAおよびHAアッセイを介してインフルエンザ反応性に関して試験される。応答が不十分と思われる場合には、2回目の追加免疫化が行われる。同型のH1攻撃または異種亜型(H3N2)の攻撃に対する防御に関する証拠は、攻撃の1時間前における、マウスに対する免疫ウサギ血清の受動伝達(マウスごとに貯蔵群のウサギ血清の1mlの腹腔内注射)によって得られる。マウス攻撃群のそれぞれは、16匹の動物を含み、その内の8匹は、体重低下について観察され、かつ8匹は、肺におけるウイルス力価測定用に4日に犠牲にされる。実施例6 動物研究に関する概要の表は、以下にある(表4)。
H1ウサギ免疫化試験から得られるデータが、鼻腔内乾燥粉末ワクチンの有効性の証拠を示す場合には、確証的な鼻腔内乾燥粉末実験が、ウサギにおいて増強されたH5 VLPワクチンを用いて、同様に実施される。この目的のために、6匹のウサギの2群のそれぞれが、増強したH5/ベトナム VLP、およびH5/インドネシア VLPのそれぞれを有する鼻腔内乾燥粉末送達を介して免疫化される。動物それぞれは、0日および28日に初回免疫および追加免疫を受ける。陰性対照群は、キトサンのみのワクチンを受ける。2回目の免疫化から14日において回収されるウサギ血清は、A/ベトナム/1203/04に対する中和活性に関して分析される。必要に応じて、2回目の追加免疫化が行われる。ウサギは、ウサギは採血され、かつ貯蔵群の血清は、マウスの受動免疫化、および群ごとに16匹のマウス(体重低下/生存について観察される8匹のマウス、およびMDCK細胞におけるウイルス力価測定用に4日に犠牲にされる8匹のマウス)を使用してA/ベトナム/1203/04を用いた攻撃に使用される。この実験から得られるデータは、増強したH5 VLPワクチンを用いた鼻腔内乾燥粉末免疫化が、同型防御および連続変異バリアント防御を誘導するか否かを決定する。
Figure 0005683811
(実施例7:基本的なVLPは、マウスにおける致死的な攻撃に対する同型防御および異種亜型防御を誘導する)
免疫化に対して、基本的なH1N1 VLP(gag+HA(H1)+NA(N1))、およびマウス適合化H1N1(A/PR/8/34)ウイルス、およびH3N2スワーム(A/HK/68+A/Mem/85)攻撃ウイルスを採用する、免疫化ならびに攻撃研究が、実施された。図5は、生理食塩水における5μgのH1N1 VLPおよび20μgのモノホスホリル脂質A(MPL)を伴った初回免疫および追加免疫の後における、マウスにおける赤血球凝集反応阻害(HAI)力価を示す。I.P.免疫化は、4週間の間隔を空けられ、かつ血清試料は、免疫化のそれぞれの2週間後に回収された。血清試料は、受容体破壊酵素(RDE)を用いて処理され、かつ新鮮なヒヨコのRBCを採用する標準的なアッセイを用いて、HAI活性についてアッセイされた。16匹のVLP免疫化マウスのすべては、鶏卵増殖H1N1(A/PR/8/34)に対する強いHAI力価を示した。予想される通り、HAI活性は、H3N2スワーム(A/HK/68+A/Mem/85)に対して観察されなかった。また、未処理対照動物は、H1N1またはH3N2ウイルスのいずれかに対してもHAI反応性を示さなかった。
追加免疫後の5週間において、ワクチン接種マウスおよび未処理マウス(1群ごとに16匹のマウス)は、8匹のマウスからなる2つの集団に分けられ、かつ10LD50のマウス適合化H1N1(A/PR/8/34)、およびH3N2スワーム(A/HK/68+A/Mem/85)のそれぞれを用いて攻撃された。また予想外に、100%の生存は、検出可能なあらゆるH3 HAI活性が存在しないにもかかわらず(他の液性アッセイおよび細胞性アッセイがさらに実施されるべきである)、H3N2スワームを用いて攻撃されたVLPワクチン接種動物において、観察された。H1N1またはH3N2を用いて攻撃されたすべての未処置動物は、顕著な死亡率を示し、かつ未処理攻撃群のそれぞれにおける動物の7/8匹が、死亡したか、または瀕死であると気付いた後に犠牲にされた。
攻撃の後における体重低下データは、図7においてプロットされており、かつ種々の群における死亡率の異なる様式を明らかにしている。動物は、病期の徴候および体重低下について毎日、調べられた。予想通りに、H1N1を用いて攻撃されたVLPワクチン接種動物は、体重低下を示す場合でもわずかに示し、病気の徴候を示さなかった。一方において、H3N2スワームを用いて攻撃されたVLPワクチン接種動物は、初期体重の約15%の最大の体重低下を示したが、攻撃後13日にまでに低下した体重のほとんどを回復した。これらの動物は、十分に活動的であり、かつ孵化手金徴候に関してわずかに示した。上述のように、未処置の動物のすべては、生存データおよび体重低下データの両方によって示されるように、H1およびH3攻撃に対して十分に感受性であった。
図6および7における生存データおよび体重低下データは、インフルエンザウイルス攻撃に対する有意な異種亜型防御を誘導する、この技術プラットホームの固有の能力を証明している。マウスおよび他のモデルにおけるインフルエンザに対する異種亜型防御は、実際の感染または(不活化免疫原というよりも)生ワクチンと関連付けられ、かつしばしばNPおよびM1、およびM2といった保存された抗原を認識する液性成分および細胞性成分の両方と、関与することを示されている。H1 HAおよびN1 NAのみを含有する非複製性VLPワクチンを用いた、この実験において証明されている、異種亜型防御は予想外である。H3N2ウイルスが、H3N2の2つの連続変異バリアントを包含したスワームウイルスであったことは、特に注目に値する。従って、VLPワクチンは、インフルエンザウイルスの異なるサブタイプの2つのバリアントに対する防御を与えた。異種亜型防御の機序を割り出すために、付加的な研究が進行中である一方において、これらのデータは、広範に分岐するウイルスに対する防御を与えるこのVLPワクチンプラットホームの固有の健全さを証明する。これは、利用可能なワクチンおよび循環するウイルスが不完全にしか適合し得ない場合に、世界的流行病の恐れといった状況において、明らかに重要である。
〔付加的な参考文献〕
以下の参考文献は、それらのすべてが教示することについて参照することによって、本明細書によって組み込まれる。
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別個のGag、HAまたは対照ベクターならびにHA−gag−NA三重ベクターを用いて感染させたSf9細胞からの培地の、ウエスタンブロッティングを示す。 ペレット化されたHA−gag−NA VLPのスクロース段階勾配遠心分離から得られる画分の、ウエスタンブロッティングを示す。 i.n.およびi.p.免疫群における動物の100%が、防御レベルのHAI力価(1:40、グラフにおいて破線によって示される)、または初回免疫に続いてより高い力価を伴って応答した、HAIアッセイの結果を示す。 実施例1に関する3重発現ベクターにおけるコーディング配列の配置を示す。 i.p.接種を介した初回免疫および追加免疫に続く、gag−HA−NA VLP(H1N1)の免疫原性を示す。 H1N1攻撃およびH3N2スワーム攻撃に続く、VLPワクチン接種マウスおよび未処置マウスから得られる生存データを示す。 H1N1攻撃およびH3N2スワーム攻撃に続く、VLPワクチン接種マウスおよび未処置マウスから得られる体重低下データを示す。 ELISAアッセイに使用される、市販の組み換えH5ベトナムHA分子について免疫されたマウスから得られる血清の特異性を示す。 H1N1攻撃に続いて、インドネシアH5N1 VLPをワクチン接種したマウス、ベトナムH5N1 VLPをワクチン接種したマウス、および未処置マウスから得られる体重低下データおよび生存データを示す。

Claims (17)

  1. gagポリペプチド、インフルエンザのヘマグルチニンポリペプチド、およびインフルエンザのノイラミニダーゼポリペプチドを包含するキメラインフルエンザウイルス様粒子であって、
    上記ヘマグルチニンポリペプチドが、インフルエンザ抗原に対して共有結合的に連結されており、
    上記キメラインフルエンザウイルス様粒子は昆虫細胞から生成されている、キメラインフルエンザウイルス様粒子。
  2. 上記gagポリペプチドが、マウス白血病ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、アルファレトロウイルス、ベータレトロウイルス、ガンマレトロウイルス、デルタレトロウイルスおよびレンチウイルスからなる群から選択されるレトロウイルスから得られる請求項1に記載のキメラインフルエンザウイルス様粒子。
  3. 上記インフルエンザ抗原が、インフルエンザウイルスM2エピトープである請求項1に記載のキメラインフルエンザウイルス様粒子。
  4. 上記ウイルス様粒子との混合物において免疫賦活剤をさらに包含する請求項1に記載のキメラインフルエンザウイルス様粒子。
  5. 上記免疫賦活剤が、上記ウイルス様粒子の内部または外部にある請求項4に記載のキメラインフルエンザウイルス様粒子。
  6. 上記免疫賦活剤が、上記ウイルス様粒子の内部にあり、上記免疫賦活剤が、上記gagポリペプチドに対して共有結合的に連結されて、共有結合を形成している請求項5に記載のキメラインフルエンザウイルス様粒子。
  7. 上記免疫賦活剤が、上記ウイルス様粒子の外側にあり、上記ヘマグルチニンポリペプチドに対して共有結合的に連結されて、共有結合を形成している、請求項5に記載のキメラインフルエンザウイルス様粒子。
  8. 上記免疫賦活剤が、上記ウイルス様粒子の外側にあり、上記ノイラミニダーゼポリペプチドに対して共有結合的に連結されて、共有結合を形成している請求項5に記載のキメラインフルエンザウイルス様粒子。
  9. gagポリペプチドをコードする第1のヌクレオチド配列、インフルエンザのノイラミニダーゼポリペプチドをコードする第2のヌクレオチド配列、およびインフルエンザのヘマグルチニンポリペプチドをコードする第3のヌクレオチド配列を包含し、ここで、昆虫胞における発現によって、上記ポリペプチドが、キメラウイルス様粒子を形成し、
    第1、第2、および第3のヌクレオチド配列が、単一の発現ベクター内にある、キメラインフルエンザウイルス様粒子発現ベクター系。
  10. 第1、第2、および第3のヌクレオチド配列が、単一のプロモータに対して作動可能に連結されている請求項9に記載のキメラインフルエンザウイルス様粒子発現系。
  11. キメラインフルエンザウイルス様粒子の製造方法であって
    (a)gagポリペプチド、インフルエンザのヘマグルチニンポリペプチド、およびインフルエンザのノイラミニダーゼポリペプチドをともに発現する1つ以上の発現ベクターを準備すること;
    (b)培地における昆虫細胞内に上記1つ以上の発現ベクターを導入すること;
    (c)上記gagポリペプチド、ヘマグルチニンポリペプチド、およびノイラミニダーゼポリペプチドを発現して上記キメラインフルエンザウイルス様粒子を製造すること;ならびに
    (d)上記昆虫細胞が培養されている培地から上記キメラインフルエンザウイルス様粒子を回収することを包含しており、
    上記発現ベクターが、バキュロウイルスベクターである、方法。
  12. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のキメラインフルエンザウイルス様粒子の免疫原性のある量を包含する、薬学的組成物。
  13. インフルエンザの処置または予防のための医薬品を製造するための、gagポリペプチド、インフルエンザのヘマグルチニンポリペプチド、およびインフルエンザのノイラミニダーゼポリペプチドを含んでおり、昆虫細胞を用いて生成されるキメラインフルエンザウイルス様粒子の、使用。
  14. 対象に対する上記医薬品の投与によって、上記対象における防御免疫応答が誘導される請求項13に記載の使用。
  15. 処置されるかまたは予防される上記インフルエンザが、ヘマグルチニンポリペプチドの連続変異バリアントを有するインフルエンザウイルスによって引き起こされるインフルエンザ、およびノイラミニダーゼポリペプチドの連続変異バリアントを有するインフルエンザウイルスによって引き起こされるインフルエンザを含む請求項13に記載の使用。
  16. 上記防御免疫応答は、異種亜型防御または連続変異バリアント防御を含んでおり、
    上記異種亜型防御はH1N1インフルエンザウイルスに対する防御を含んでおり、
    上記ヘマグルチニンポリペプチドはH5であり、かつ上記ノイラミニダーゼポリペプチドはN1である請求項14に記載の使用。
  17. 上記防御免疫応答は、異種亜型防御または連続変異バリアント防御を含んでおり、上記異種亜型防御が、H3N2 インフルエンザウイルスに対する防御を含み、かつ上記ヘマグルチニンポリペプチドが、H1であり、かつ上記ノイラミニダーゼポリペプチドが、N1である請求項14に記載の使用。
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