JP5917402B2 - キメラRSV−Fポリペプチド、およびレンチウイルスGagまたはアルファレトロウイルスGagに基づくVLP - Google Patents

キメラRSV−Fポリペプチド、およびレンチウイルスGagまたはアルファレトロウイルスGagに基づくVLP Download PDF

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Description

本発明は、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)Fポリペプチド、およびレンチウイルスGAGポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGAGポリペプチドを包含する、キメラウイルス様粒子(VLP)の分野に関する。好ましい実施例では、該分野が、キメラVLPおよびキメラVLPを生成させる方法を包含する。ある実施形態では、キメラVLPが、トリ白血病ウイルス(ALV)Gagポリペプチド、ラウス肉腫ウイルスGagポリペプチド、サル免疫不全ウイルス(SIV)Gagポリペプチド、またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)Gagポリペプチド、および呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドを含む。
呼吸器合胞体ウイルス(RSV)は、乳児および1歳未満の小児における、気管支炎および肺炎の主要原因である(CDC National Center for Infectious Diseases(2004年)、Respiratory Syncytial Virus)。RSVはまた、免疫不全成人および老齢者においても重要な下気道病原体であり得る。RSVの自然感染は、防御的免疫を誘導しないので、個体は、何度も感染する可能性がある。
RSVは、Paramyxoviridae科のPneumovirus属に属する、ネガティブセンスの一本鎖RNAウイルスである。RSVのゲノムは、螺旋形のヌクレオカプシドにより取り囲まれており、少なくとも10のタンパク質:3つの膜貫通構造タンパク質(Fタンパク質、Gタンパク質、およびSHタンパク質)、2つのマトリックスタンパク質(Mタンパク質およびM2タンパク質)、3つのヌクレオカプシドタンパク質(Nタンパク質、Pタンパク質、およびLタンパク質)、および2つの非構造タンパク質(NS1タンパク質およびNS2タンパク質)をコードする(非特許文献1)。中和抗体を誘発するのは、Fタンパク質およびGタンパク質だけであると考えられる。RSVは、Gタンパク質に基づき亜群Aおよび亜群Bに分けられるが、Fタンパク質は、亜群間での関連がより緊密である。Fタンパク質に対するモノクローナル抗体は、in vitroにおける中和効果、およびin vivoにおける予防効果を有することが示されている(例えば、非特許文献2;非特許文献3;非特許文献4;非特許文献5;非特許文献6;ならびに特許文献1)。
数十年間にわたる研究にも関わらず、RSVの安全かつ有効なワクチンは存在しない。ホルマリンで不活化したウイルスワクチンが乳児および小児において調べられたが、感染に対する保護をもたらさず、野生型RSVウイルスによるその後の感染では、重度の症状を示す危険性の増大と関係付けられた(非特許文献7;非特許文献8)。また、温度感受性の弱毒化突然変異体による生ワクチンの開発に焦点を絞ったその後の試みも、弱毒化のレベルが適切な候補ウイルスの同定ができなかったため、および一部の候補ウイルスが遺伝子的に不安定であるために、失敗した(非特許文献9;非特許文献10;非特許文献11)。
ウイルス様粒子(VLP)は、従来のワクチン法を上回る複数の利点をもたらす。ワクチン開発にとって重要なVLPの利点は、VLPが、3次元構造、ならびに一次エピトープおよび立体構造エピトープのいずれに対しても中和抗体反応を誘導する能力の点で天然のウイルスを模倣し、したがって、他のワクチン製剤を上回る免疫原性を示すことである。ウイルスベクター法と異なり、VLPは、既存の免疫に対して問題を示さず、したがって、繰り返しの使用を可能とする。昆虫細胞において、RSV Fタンパク質を、RSVマトリックス(M)タンパク質または異種Mタンパク質と共発現させることを介して、RSV抗原を含有するVLPの生成がなされている(特許文献2)。しかし、US2008/02331050は、実際に、RSV−Fタンパク質を、レンチウイルスGAGタンパク質またはアルファレトロウイルスGAGタンパク質と共に発現させることについては教示していない。加えて、U.S.Ser.No.61/115,780における出願人らは、エンベロープウイルスのコア形成ポリペプチドの非存在下においてRSV−Fタンパク質を発現させることについて教示している。しかし、該出願人らは、RSV−Fタンパク質と共発現させると、マウス白血病ウイルス(MLV;ガンマレトロウイルス)のGAGタンパク質が、VLPを効果的には形成しないことを見出した。したがって、天然のRSV Mタンパク質以外の構造ポリペプチドにより形成されるコア上でRSV Fタンパク質を発現するVLPが必要とされている。
米国特許第6,818,216号明細書 米国特許出願公開第2008/0233150号明細書
Collinsら(1996年)、Respiratory syncytial virus、1313〜1351頁、B.N. Fields(編)、Fields virology、Raven Press、New York、NY Andersonら、1988年、J. Virol.62巻:4232〜4238頁 Andersonら、1986年、J. Clin. Micro.23巻:475〜480頁 BeelerおよびCoelingh、1989年、J. Virol.63巻:2941〜50頁 Garcia−Barrenoら、1989年、J. Virol.63巻:925〜32頁 Taylorら、1984年、Immunology 52巻:137〜142頁 Kapikianら、1969年、Am. J. Epidemiol.89巻:405〜21頁 Chinら、1969年、Am. J. Epidemiol.89巻:449〜63頁 Hodesら(1974年)Proc. Soc. Exp. Biol. Med.、145巻、1158〜1164頁 Kimら(1973年)Pediatrics、52巻、56〜63頁 Wrightら(1976年)J. Pediatrics、88巻、931〜936頁
本開示の様々な態様は、キメラVLPを生成させる方法およびキメラVLPを含む組成物に対するこの必要を、本明細書で開示される様々な方法および組成物を提供することにより満たすものである。好ましい実施形態では、キメラVLPが、レンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチド、および呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドを含む。
開示される組成物のある態様は、レンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチドと、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドとを含むキメラウイルス様粒子を包含し、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドが、本明細書の例で開示される呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドのアミノ酸配列のうちのいずれかに対して、少なくとも80%の配列同一性、少なくとも85%の配列同一性、少なくとも90%の配列同一性、少なくとも95%の配列同一性、少なくとも97%の配列同一性、または少なくとも99%の配列同一性を有し得る。一部の実施形態では、Gagポリペプチドが、ヒト免疫不全ウイルス由来であり、本明細書の例で開示されるヒト免疫不全ウイルスGagポリペプチドのアミノ酸配列のうちのいずれかに対して、少なくとも80%の配列同一性、少なくとも85%の配列同一性、少なくとも90%の配列同一性、少なくとも95%の配列同一性、少なくとも97%の配列同一性、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有し得るか、またはサル免疫不全ウイルス由来であり、本明細書の例で開示されるサル免疫不全ウイルスGagポリペプチドのアミノ酸配列に対して、少なくとも80%の配列同一性、少なくとも85%の配列同一性、少なくとも90%の配列同一性、少なくとも95%の配列同一性、少なくとも97%の配列同一性、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有し得る。他の実施形態では、Gagポリペプチドが、トリ白血病ウイルス由来であり、本明細書の例で開示されるトリ白血病ウイルスGagポリペプチドのアミノ酸配列のうちのいずれかに対して、少なくとも80%の配列同一性、少なくとも85%の配列同一性、少なくとも90%の配列同一性、少なくとも95%の配列同一性、少なくとも97%の配列同一性、または少なくとも99%の配列同一性を有し得る。別の実施形態では、ウイルス様粒子が、哺乳動物型グリコシル化(mammalian glycosylation)をさらに含む。
前出の実施形態または態様のうちのいずれかと組み合わせ得る別の実施形態ではまた、調製物が、ウイルス様粒子と混合されたアジュバントをさらに含む。アジュバントを包含する、前出の実施形態または態様のうちのいずれかと組み合わせ得る別の実施形態では、該アジュバントを、ウイルス様粒子の外部に配置する場合もあり、ウイルス様粒子の内部に配置する場合もある。アジュバントを包含する、前出の実施形態または態様のうちのいずれかと組み合わせ得る別の実施形態では、該アジュバントを、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドに共有結合し、共有結合を形成することができる。
前出の実施形態または態様のうちのいずれかと組み合わせ得る別の実施形態では、抗RSV−F中和抗体が、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドに結合し得る(該RSV Fポリペプチドが、実質的に天然の立体構造にあることを裏付ける)。このような中和抗体を包含する、前出の実施形態または態様のうちのいずれかと組み合わせ得るある実施形態では、抗RSV−F中和抗体が、パリビズマブであり得る。
前出の実施形態または態様のうちのいずれかと組み合わせ得る別の実施形態では、キメラウイルス様粒子が、さらなるVLP会合抗原、または第2の抗原に連結された、さらなるVLP会合ポリペプチドをさらに含む。
別の態様は、キメラウイルス様粒子を生成させる方法であって、(a)レンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチドと、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドとを発現する1または複数の発現ベクターを併せて用意するステップであって、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドが、本明細書の例で開示される呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドの核酸配列のうちのいずれかに対して、少なくとも80%の配列同一性、少なくとも85%の配列同一性、少なくとも90%の配列同一性、少なくとも95%の配列同一性、少なくとも97%の配列同一性、または少なくとも99%の配列同一性を有し得るステップ;(b)該1または複数の発現ベクターを、培地中の真核細胞内に導入するステップ;ならびに(c)該レトロウイルスGagポリペプチドおよび該呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドを発現させて、該キメラウイルス様粒子を生成させるステップを含む方法を包含する。ある実施形態では、真核細胞が、酵母細胞または哺乳動物細胞である。ある実施形態では、真核細胞が、哺乳動物細胞である。一部の実施形態では、Gagポリペプチドが、ヒト免疫不全ウイルスであり、本明細書の例で開示されるヒト免疫不全Gagポリペプチドの核酸配列のうちのいずれかに対して、少なくとも80%の配列同一性、少なくとも85%の配列同一性、少なくとも90%の配列同一性、少なくとも95%の配列同一性、少なくとも97%の配列同一性、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有し得るか、またはサル免疫不全ウイルス由来であり、本明細書の例で開示されるサル免疫不全ウイルスGagポリペプチドのアミノ酸配列に対して、少なくとも80%の配列同一性、少なくとも85%の配列同一性、少なくとも90%の配列同一性、少なくとも95%の配列同一性、少なくとも97%の配列同一性、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有し得る。他の実施形態では、Gagポリペプチドが、トリ白血病ウイルスに由来し、本明細書の例で開示されるトリ白血病ウイルスGagポリペプチドの核酸配列のうちのいずれかに対して、少なくとも80%の配列同一性、少なくとも85%の配列同一性、少なくとも90%の配列同一性、少なくとも95%の配列同一性、少なくとも97%の配列同一性、または少なくとも99%の配列同一性を有し得る。別の実施形態では、ウイルス様粒子が、哺乳動物型グリコシル化をさらに含む。
前出の態様と組み合わせ得る別の実施形態では、該方法が、真核細胞を培養する培地から、ウイルス様粒子を回収するステップをさらに包含する。
前出の実施形態および態様と組み合わせ得る別の実施形態では、発現ベクターが、ウイルスベクターであり得る。前出の実施形態および態様と組み合わせ得る別の実施形態では、ウイルスベクターが、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からなる群から選択され得る。ウイルスベクターを包含する、前出の実施形態および態様と組み合わせ得る別の実施形態では、該ウイルスベクターがヘルパー細胞内で増殖される場合、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドの発現を下方制御するか、または真核細胞内では呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドの発現を上方制御する、転写制御因子を該ウイルスベクターがさらに包含する。ある実施形態では、転写制御因子が、tetレプレッサーの場合もあり、メタロチオネイン誘導性エンハンサーの場合もある。前出の実施形態および態様と組み合わせ得る別の実施形態では、真核細胞が、BHK細胞、VERO細胞、HT1080細胞、MRC−5細胞、WI 38細胞、MDCK細胞、MDBK細胞、293細胞、293T細胞、RD細胞、COS−7細胞、CHO細胞、ジャーカット細胞、HUT細胞、SUPT細胞、C8166細胞、MOLT4/クローン8細胞、MT−2細胞、MT−4細胞、H9細胞、PM1細胞、CEM細胞、骨髄腫細胞、SB20細胞、LtK細胞、HeLa細胞、WI−38細胞、L2細胞、CMT−93細胞、およびCEMX174細胞からなる群から選択され得る。
前出の実施形態および態様と組み合わせ得る別の実施形態では、抗RSV−F中和抗体が、発現した呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドに結合する(該RSウイルスFポリペプチドが、実質的に天然の折りたたみにあることを裏付ける)ことができる。中和抗体を包含する、前出の実施形態および態様と組み合わせ得る別の実施形態では、抗RSV−F中和抗体が、パリビズマブである。
別の態様は、呼吸器合胞体ウイルス感染を治療または予防する方法であって、対象に、免疫原性量の、該態様の前出の実施形態のうちのいずれかの調製物、または該態様の前出の実施形態のうちのいずれかの方法により生成させた調製物を投与するステップを含む方法を包含する。前出の態様の実施形態のうちのいずれかと組み合わせ得る別の実施形態では、投与が、対象において防御的免疫反応を誘導する。前出の態様の実施形態のうちのいずれかと組み合わせ得る別の実施形態では、投与が、皮下送達(subcutaneous)、経皮送達、皮内送達、皮下送達(subdermal)、筋肉内送達、経口(peroral)送達、経口(oral)送達、鼻腔内送達、頬(buccal)送達、舌下送達、腹腔内送達、膣内(intravaginal)送達、肛門(anal)送達、および頭蓋内送達からなる群から選択され得る。
別の態様は、免疫原性量の、該態様の前出の実施形態のうちのいずれかの調製物、または該態様の前出の実施形態のうちのいずれかの方法により生成させた調製物を含む医薬組成物を包含する。前出の態様の実施形態のうちのいずれかと組み合わせ得る別の実施形態では、医薬組成物が、薬学的に許容される担体をさらに含む。
別の態様は、呼吸器合胞体ウイルス感染に対する防御を提供する方法であって、対象に、免疫原性量の、該態様の前出の実施形態のうちのいずれかの調製物、または該態様の前出の実施形態のうちのいずれかの方法により生成させた調製物を投与するステップを含む方法を包含する。前出の態様の実施形態のうちのいずれかと組み合わせ得る別の実施形態では、投与が、皮下送達(subcutaneous)、経皮送達、皮内送達、皮下送達(subdermal)、筋肉内送達、経口(peroral)送達、経口(oral)送達、鼻腔内送達、頬送達、舌下送達、腹腔内送達、膣内送達、肛門送達、および頭蓋内送達からなる群から選択され得る。
前出の態様およびそれらの実施形態は、本明細書で開示される実施形態のうちのいずれかとさらに組み合わせることができる。本明細書で開示される組成物および方法のさらなる態様は、本明細書の全体において見出すことができ、これらを、本明細書で開示される前出の実施形態および/またはさらなる実施形態のうちのいずれかと共に組み入れることができる。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
レンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチドと、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドとを含む、キメラウイルス様粒子。
(項目2)
前記Gagポリペプチドが、サル免疫不全ウイルスまたはヒト免疫不全ウイルスに由来する、項目1に記載のウイルス様粒子。
(項目3)
前記Gagポリペプチドが、トリ白血病ウイルスまたはラウス肉腫ウイルスに由来する、項目1に記載のウイルス様粒子。
(項目4)
哺乳動物型グリコシル化をさらに含む、項目1から3のいずれか一項に記載のウイルス様粒子。
(項目5)
前記ウイルス様粒子と混合されたアジュバントをさらに含む、項目1から4のいずれか一項に記載のウイルス様粒子。
(項目6)
前記ウイルス様粒子の外部に前記アジュバントが配置される、項目5に記載のウイルス様粒子。
(項目7)
前記ウイルス様粒子の内部に前記アジュバントが配置される、項目5に記載のウイルス様粒子。
(項目8)
前記アジュバントが、前記呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドに共有結合して、共有結合を形成する、項目5から7のいずれか一項に記載のウイルス様粒子。
(項目9)
抗RSV−F中和抗体が、前記呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドに結合する、項目1から8のいずれか一項に記載のウイルス様粒子。
(項目10)
前記抗RSV−F中和抗体が、パリビズマブである、項目9に記載のウイルス様粒子。
(項目11)
さらなるVLP会合抗原をさらに含む、項目1から10のいずれか一項に記載のウイルス様粒子。
(項目12)
第2の抗原に連結された、さらなるVLP会合ポリペプチドをさらに含む、項目1から10のいずれか一項に記載のウイルス様粒子。
(項目13)
キメラウイルス様粒子を生成させる方法であって、
(a)レンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチド、および呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドを発現する、1または複数の発現ベクターを併せて用意するステップと、
(b)前記1または複数の発現ベクターを、培地中の真核細胞内に導入するステップと、
(c)前記Gagポリペプチドおよび前記呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドを発現させて、前記キメラウイルス様粒子を生成させるステップと
を含む方法。
(項目14)
前記真核細胞が、酵母細胞、哺乳動物細胞、または昆虫細胞である、項目13に記載の方法。
(項目15)
前記真核細胞が、哺乳動物細胞である、項目13に記載の方法。
(項目16)
前記Gagポリペプチドが、サル免疫不全ウイルスまたはヒト免疫不全ウイルスに由来する、項目13から15のいずれか一項に記載の方法。
(項目17)
前記Gagポリペプチドが、トリ白血病ウイルスまたはラウス肉腫ウイルスに由来する、項目13から15のいずれか一項に記載の方法。
(項目18)
前記真核細胞が培養されている前記培地から、前記ウイルス様粒子を回収するステップをさらに含む、項目13から17のいずれか一項に記載の方法。
(項目19)
前記発現ベクターが、ウイルスベクターである、項目13から18のいずれか一項に記載の方法。
(項目20)
前記ウイルスベクターが、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からなる群から選択される、項目19に記載の方法。
(項目21)
前記ウイルスベクターがヘルパー細胞内で増殖される場合、前記呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドの発現を下方制御するか、または前記真核細胞内で前記呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドの発現を上方制御する、転写制御因子を、前記ウイルスベクターがさらに包含する、項目19または20に記載の方法。
(項目22)
前記転写制御因子が、tetレプレッサーまたはメタロチオネイン誘導性エンハンサーである、項目21に記載の方法。
(項目23)
前記真核細胞が、BHK細胞、VERO細胞、HT1080細胞、MRC−5細胞、WI 38細胞、MDCK細胞、MDBK細胞、HEK293細胞、293T細胞、RD細胞、COS−7細胞、CHO細胞、PER.C6(TM)細胞、ジャーカット細胞、HUT細胞、SUPT細胞、C8166細胞、MOLT4/クローン8細胞、MT−2細胞、MT−4細胞、H9細胞、PM1細胞、CEM細胞、骨髄腫細胞、SB20細胞、LtK細胞、HeLa細胞、WI−38細胞、L2細胞、CMT−93細胞、およびCEMX174細胞からなる群から選択される、項目13から22のいずれか一項に記載の方法。
(項目24)
さらなるVLP会合抗原をさらに含む、項目13から23のいずれか一項に記載の方法。
(項目25)
第2の抗原に連結された、さらなるVLP会合ポリペプチドをさらに含む、項目13から23のいずれか一項に記載の方法。
(項目26)
抗RSV−F中和抗体が、発現した前記呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドに結合する、項目13から25のいずれか一項に記載の方法。
(項目27)
前記抗RSV−F中和抗体が、パリビズマブである、項目26に記載の方法。
(項目28)
呼吸器合胞体ウイルス感染を治療または予防する方法であって、対象に、免疫原性量の、項目1から10のいずれか一項に記載のウイルス様粒子、または項目13から27のいずれか一項に記載の方法により生成させたウイルス様粒子を投与するステップを含む方法。
(項目29)
前記投与するステップが、前記対象において防御的免疫反応を誘導する、項目28に記載の方法。
(項目30)
前記投与するステップが、皮下送達(subcutaneous)、経皮送達、皮内送達、皮下送達(subdermal)、筋肉内送達、経口(peroral)送達、経口(oral)送達、鼻腔内送達、頬送達、舌下送達、腹腔内送達、膣内送達、肛門送達、および頭蓋内送達からなる群から選択される、項目28から29のいずれか一項に記載の方法。
(項目31)
免疫原性量の、項目1から11のいずれか一項に記載のウイルス様粒子、または項目13から27のいずれか一項に記載の方法により生成させたウイルス様粒子を含む医薬組成物。
(項目32)
薬学的に許容される担体をさらに含む、項目31に記載の医薬組成物。
(項目33)
呼吸器合胞体ウイルス感染に対する防御を提供する方法であって、対象に、免疫原性量の、項目1から11のいずれか一項に記載のウイルス様粒子、または項目13から27のいずれか一項に記載の方法により生成させたウイルス様粒子を投与するステップを含む方法。
(項目34)
前記投与するステップが、皮下送達(subcutaneous)、経皮送達、皮内送達、皮下送達(subdermal)、筋肉内送達、経口(peroral)送達、経口(oral)送達、鼻腔内送達、頬送達、舌下送達、腹腔内送達、膣内送達、肛門送達、および頭蓋内送達からなる群から選択される、項目33に記載の方法。
図1は、p3.1−shFv1のプラスミドマップを示す図である。 図2は、p3.1−shFv2のプラスミドマップを示す図である。 図3は、p3.1−Gagのプラスミドマップを示す図である。 図4は、RSV F発現ベクターおよびGag発現ベクターをトランスフェクトした細胞におけるRSV Fの表面発現についてのサイトメトリーによる解析を示す図である。非トランスフェクト細胞およびp3.1−Gagを単独でトランスフェクトした細胞は、バックグラウンドの蛍光レベルを呈示する。p3.1−Gagを伴うRSV F発現ベクターをトランスフェクトした細胞、およびp3.1−Gagを伴わないRSV F発現ベクターをトランスフェクトした細胞は、9C5モノクローナル抗体および蛍光二次抗体によるF検出の結果として、有意レベルの蛍光を示す。 図5は、Gag遺伝子の共トランスフェクションを伴ってRSV F遺伝子をトランスフェクトした細胞の培地、およびGag遺伝子の共トランスフェクションを伴わずにRSV F遺伝子をトランスフェクトした細胞の培地に由来する、100,000×gによるペレットにおいて、RSV F抗原活性が検出されることを示す図である。 図6は、p3.1−bruGagのプラスミドマップを示す図である。 図7は、p3.1−F−GPIのプラスミドマップを示す図である。 図8は、p3.1−bruGagにp3.1−F−GPIを加えたトランスフェクションに由来するVLPによる、HIV−1 Gagについてのウェスタンブロットを示す図である。「G」は、bruGagだけの発現を表示する。「F」は、F−GPIだけの発現を表示する。「1:1」、「3:1」、および「9:1」は、bruGag対F−GPIの比を表示する。 図9は、p3.1−bruGagにp3.1−F−GPIを加えたトランスフェクションに由来するVLPによる、RSV Fについてのウェスタンブロットを示す図である。「G」は、bruGagだけの発現を表示する。「F」は、F−GPIだけの発現を表示する。「1:1」、「3:1」、および「9:1」は、bruGag対F−GPIの比を表示する。 図10は、トランスフェクトされた293F細胞から放出されるVLP内のbruGagおよびF−GPIを示す、SDS−PAGEおよびウェスタンブロットを示す図である。銀染色されたSDS−PAGEゲルを、左パネルに示す。ウェスタンブロットを、右パネルに示す。 図11は、bruGagをコードするプラスミドおよびF−GPIをコードするプラスミドをトランスフェクトした後に、293F細胞から放出されるVLP内で、ELISAによりF抗原が検出されたことを示す図である。黒丸は、bruGag+F−GPI VLPを表示する。濃いグレーの丸は、陰性対照を表示する。三角形は、RSVによる陽性対照を表示する。 図12は、p3.1−RSVFTのプラスミドマップを示す図である。 図13は、トランスフェクトされた293F細胞から放出されるVLP内のbruGag産物およびRSVFT産物を示す、SDS−PAGEおよびウェスタンブロットを示す図である。銀染色されたSDS−PAGEゲルを、左パネルに示す。ウェスタンブロットを、右パネルに示す。 図14は、bruGagをコードするプラスミドおよびRSVFTをコードするプラスミドをトランスフェクトした後に、293F細胞から放出されるVLP内で、ELISAによりF抗原が検出されたことを示す図である。黒丸は、bruGag+F−GPI VLPを表示する。濃いグレーの丸は、陰性対照を表示する。三角形は、RSVウイルスによる陽性対照を表示する。 図15は、293F細胞にプラスミドp3.1−bruGagおよびp3.1−RSVFTをトランスフェクトすることにより誘導し、陰性染色し、スクロースによりバンド形成させたVLPの電子顕微鏡写真を示す図である。 図16は、マウスにVLPを接種した後で、RSV中和抗体反応が誘導されることを裏付ける、プラーク低減アッセイを示す図である。列1〜2は、それぞれ、対照のSynagis抗体およびヤギ抗RSV抗体を用いるRSVの中和を示す。列3〜4は、ナイーブマウスに由来する血清では中和が見られないことを示す。列5〜10は、VLP免疫化マウス血清において検出される中和活性を示す。列11〜12は、無抗体の対照および中和の欠如を示す。 図17は、p3.1−alvGag−dPRのプラスミドマップを示す図である。 図18は、293F細胞にp3.1−alvGag−dPRおよびp3.1−RSVFTをトランスフェクトした後に、F抗原によるalvGag VLPのシュードタイピングが、ELISAにより検出されたことを示す図である。 図19は、293F細胞に、p3.1−alvGag−dPRおよびp3.1−RSVFT、ならびにp3.1−bruGagおよびp3.1−RSVFTをそれぞれ共トランスフェクトした後に、F抗原によるalvGag VLPおよびHIVGag VLPのシュードタイピングが、ELISAにより検出されたことを示す図である。黒丸は、RSVウイルスによる陽性対照を表示する。濃いグレーの丸は、alvGag−dPR+FT(3:1)を表示する。下向き三角形は、alvGag−dPR(3:1)を表示する。上向き三角形は、HIVGag+FT(3:1)を表示する。 図20は、各種のGag産物をコードするベクターと共に、p3.1−RSVFTを共トランスフェクトすることにより生成される、RSV FでシュートタイピングしたVLPが、ELISAにより検出されたことを示す図である。黒丸は、MPMV−Gag+FTを表示する。濃いグレーの丸は、BLV−Gag+FTを表示する。下向き三角形は、EIAV−Gag+FTを表示する。上向き三角形は、alvGag−dPR+FTを表示する。 図21は、レトロウイルスプロテアーゼ活性が無欠な、完全alvGagポリタンパク質をコードするp3.1−alvGagのプラスミドマップを示す図である。 図22は、p3.1−alvGag−dPRおよび/またはp3.1−alvGagと組み合わせてp3.1−RSVFTまたはp3.1−RSVFLをトランスフェクトした細胞の培地中で、RSV F抗原活性が検出されたことを示す図である。超遠心分離により培地からVLPを回収し、次いで、底部がフィルターであるELISAプレート上でこれを捕捉した。黒丸は、Gag−dPR+FL(3:1)を表示する。濃いグレーの丸は、Gag−dPR+FT(3:1)を表示する。下向き三角形は、Gag+FL(3:1)を表示する。上向き三角形は、Gag+FT(3:1)を表示する。黒四角形は、Gag−dPR+Gag+FL(10:1:3)を表示する。グレーの四角形は、Gag−dPR+Gag+FT(10:1:3)を表示する。グレーのダイアモンド形は、Gag−dPR+Gag+FL(3:1:1.3)を表示する。薄いグレーのダイアモンド形は、Gag−dPR+Gag+FT(3:1:1.3)を表示する。 図23は、細胞にプラスミドp3.1−alvGag−dPRおよび/またはp3.1−alvGagをトランスフェクトした後に、ペレット化させたVLP内で、ALV Gagが、タンパク質分解によりプロセシングされることを示す、銀染色PAGEを示す図である。レーンは、以下の通りである:レーン1:alvGag−dPR+FL(3:1);レーン2:alvGag−dPR+FT(3:1);レーン3:alvGag+FL(3:1);レーン4:alvGag+FT(3:1);レーン5:alvGag−dPR+alvGag+FT(10:1:3);レーン6:alvGag−dPR+alvGag+FL(10:1:3);レーン7:alvGag−dPR+alvGag+FL(3:1:1.3);およびレーン8:alvGag−dPR+alvGag+FT(3:1:1.3)。 図24は、293F細胞にプラスミドp3.1−alvGag−dPR、p3.1−alvGag、およびp3.1−RSVFTを10:1:3の比でトランスフェクトすることにより誘導し、陰性染色し、スクロースによりバンド形成させたVLPの電子顕微鏡写真を示す図である。 図25は、RSV「FT」およびRSV「FL」でシュートタイピングしたALV Gag VLPにより免疫化された、各種のマウス株における(パネルA)ELISAによる力価、および(パネルB)プラーク低減による力価を示す図である。パネルA:ELISAプレート上に固定化されたRSVウイルスに特異的な抗体力価。パネルB:プラーク低減による中和力価。 図26は、p3.1−HSVgDのプラスミドマップを示す図である。 図27は、HSVgD−およびalvGAG−dPRをトランスフェクトしたHEK 293F細胞培養上清液についての直接的ELISAを示す図である。 図28は、HSVgD−およびalvGAG−dPRをトランスフェクトしたHEK 293F細胞の超遠心分離(UC)によるペレット化物質のイムノブロットを示す図である。パネル(A)および(B)はいずれも、左から右に:基準(左に分子量を示す);A(トランスフェクション番号314−85;表1を参照されたい)、B(トランスフェクション番号314−85;表1を参照されたい)、C(トランスフェクション番号314−85;表1を参照されたい);基準;D(トランスフェクション番号314−91;表1を参照されたい)、E(トランスフェクション番号314−91;表1を参照されたい)、F(トランスフェクション番号314−91;表1を参照されたい)、およびG(トランスフェクション番号314−91;表1を参照されたい)を示す。パネル(A)は、抗HSVgDモノクローナル抗体を用いるウェスタンブロットを示し、パネル(B)は、抗P27alvGAGポリクローナル抗体を用いるウェスタンブロットを示す。 図29は、試料C:p3.1−alvGAG−dPRだけをトランスフェクトしたHEK 293F細胞の超遠心分離(UC)によるペレット化物質についての2枚の電子顕微鏡写真を示す図である。いずれの電子顕微鏡写真も、500nmのスケールバーを示す。 図30は、試料D:p3.1−HSVgDだけをトランスフェクトしたHEK 293F細胞の超遠心分離(UC)によるペレット化物質についての5枚の電子顕微鏡写真を示す図である。5枚の電子顕微鏡写真すべてが、1000nmのスケールバーを示す。実線矢印は、約150〜200nmの、大型で三角形の粒子またはフォールド粒子を指し示す。破線矢印は、約90〜120nmの、小型で卵形〜球形の粒子を指し示す。 図31は、試料F:p3.1−HSVgDおよびp3.1−alvGAG−dPR(2.3:1)をトランスフェクトしたHEK 293F細胞の超遠心分離(UC)によるペレット化物質についての5枚の電子顕微鏡写真を示す図である。上部2枚の電子顕微鏡写真は、1000nmのスケールバーを示す。 図32は、p3.1−SIVagmGagのマップを示す図である。 図33は、SIVagmGagをコードするプラスミドおよびRSVFTをコードするプラスミドをトランスフェクトした後に、293F細胞から放出されるVLP内で、ELISAによりF抗原が検出されたことを示す図である。 図34は、pShuttle−CMV−TOのプラスミドマップを示す図である。 図35は、pShuttle−ALV−Gag−dPRのプラスミドマップを示す図である。 図36は、pShuttle−TO−FLのプラスミドマップを示す図である。 図37は、pShuttle−dPR−TO−FL−revのプラスミドマップを示す図である。 図38は、(a)段階的なスクロース勾配の30%の段階と60%の段階との間で回収された、RSV FでシュートタイピングしたVLPの可視的バンド、および(b)Vero細胞にアデノウイルスベクターを形質導入することにより生成させた、RSV Fでシュートタイピングした精製VLPについてのSDS−PAGE解析を示す図である。 図38は、(a)段階的なスクロース勾配の30%の段階と60%の段階との間で回収された、RSV FでシュートタイピングしたVLPの可視的バンド、および(b)Vero細胞にアデノウイルスベクターを形質導入することにより生成させた、RSV Fでシュートタイピングした精製VLPについてのSDS−PAGE解析を示す図である。 図39は、F抗原の存在を示すVLPについてのウェスタンブロットを示す図である。 図40は、アデノウイルスベクターを形質導入したVero細胞に由来する最終的なVLP調製物中の、RSV FでシュートタイピングしたVLPについての電子顕微鏡写真を示す図である。 図41は、RSV VLPにより免疫化されたコトンラットにおけるRSVの中和力価を示す図である。 図42は、免疫化され、感作された、コトンラットの肺におけるウイルス力価を示す図である。 図43は、VLPで免疫化され、感作された、コトンラットにおける肺組織病理学スコア(肺胞炎および間質性肺炎)を示す図である。
本明細書で開示される組成物および方法の様々な態様は、限定されることなく、少なくともRSV−Fポリペプチド、およびレンチウイルスGAGポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGAGポリペプチドを包含するキメラVLP;このようなキメラVLPを発現または生成させる(哺乳動物細胞による発現系においてであり得る)方法;このようなVLPを、ワクチン組成物へとさらに加工する方法;ならびにこのようなワクチン組成物を用いる方法を包含する。
ある実施形態では、本明細書で開示されるキメラVLPが、レンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチド、および呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドを含む。
本明細書で開示されるキメラVLPのある態様および実施形態は、RSV−Fポリペプチドを、マウス白血病ウイルスGagタンパク質、メイソン−ファイザーサルウイルスGagタンパク質、ウシ白血病ウイルスGagタンパク質、およびウマ感染性貧血ウイルスGagタンパク質を包含する、多数のレトロウイルスGagタンパク質と共発現させると、VLP量が顕著に低減される結果が得られ、これは、RSV−Fポリペプチドが、なんらかの形で、MLV Gagタンパク質の出芽機能に干渉することを示唆する、という驚くべき発見に基づいている。RSV−Fポリペプチドの細胞外部分を、GPIアンカータグを介してVLPへと係合させた構築物もなお、VLPの形成に干渉したので、この結果は、RSV−Fポリペプチドの細胞質テールと、MLV gagとの干渉には依存しない。これに対し、本明細書の例で裏付けられる通り、RSV−Fポリペプチドは、驚くべきことに、ラウス肉腫ウイルスGagタンパク質、トリ白血病ウイルスGagタンパク質、サル免疫不全ウイルスGagタンパク質、またはヒト免疫不全ウイルスGagタンパク質によるVLPの形成には干渉しない。
キメラVLPを生成させる例示的な方法は、具体的な実施形態では、酵母細胞、昆虫細胞、または哺乳動物細胞であり得る、真核細胞内での発現を介し、さらなるポリペプチド抗原の共発現を包含し得る。
開示される方法およびプロトコールの実施は、別段に示唆されない限り、当業者の能力の範囲内にある、化学、分子生物学、微生物学、組換えDNA、および免疫学による従来の技法を使用する。このような技法は、文献において説明されている。例えば、J. Sambrook, E. F. Fritsch、およびT. Maniatis、1989年、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、2版、1〜3巻、Cold Spring Harbor Laboratory Press;Ausubel, F. M.ら(1995年、および定期的な補遺、Current Protocols in Molecular Biology、9、13、および16章、John Wiley & Sons、New York、N.Y.);B. Roe、J. Crabtree、およびA. Kahn、1996年、DNA Isolation and Sequencing: Essential Techniques、John Wiley & Sons;J. M. PolakおよびJames O’D. McGee、1990年、In Situ Hybridization: Principles and Practice、Oxford University Press;M. J. Gait(編)、1984年、Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach、Irl Press;ならびにD. M. J. LilleyおよびJ. E. Dahlberg、1992年、Methods of Enzymology: DNA Structure、A部:Synthesis and Physical Analysis of DNA Methods in Enzymology、Academic Pressを参照されたい。
定義
本明細書で用いられる「キメラVLP」とは、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドと同時に発現させ得る、レンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチドを用いて形成されるウイルス様粒子を指す。例には、限定されることなく、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドの細胞質部分を実質的に欠く呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチド、または呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドの膜貫通ドメインおよび細胞質部分を実質的に欠き、かつ、加えて、GPIアンカーシグナルに連結されている呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドを含むVLPが包含される。
「哺乳動物型グリコシル化」とは、哺乳動物細胞発現系によりもたらされるグリコシル化パターンを指す。このようなグリコシル化パターンは、哺乳動物のグリコシル化酵素を包含するように改変された昆虫細胞が、哺乳動物発現系または哺乳動物細胞に基づく発現系により天然でもたらされるグリコシル化パターンではなく、「哺乳動物様」のグリコシル化をもたらす限りにおいて、このような改変昆虫細胞によりもたらされるグリコシル化パターンを包含しない。哺乳動物型グリコシル化パターンの非限定的な例には、ヒト(例えば、HEK 293、HeLa)細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、イヌ(例えば、MDCK)細胞、マウス(例えば、H9)細胞、ラット(例えば、IE)細胞、および非ヒト霊長動物(例えば、NCTC)細胞が包含される。
本明細書で用いられる「Gagポリペプチド」には、レンチウイルス(ただし、EIAVを除く)またはアルファレトロウイルスに由来する、任意のレトロウイルスGagポリペプチドが包含される。本明細書で説明されるキメラVLPのある実施形態は、ALV GagポリペプチドまたはHIV Gagポリペプチドにより形成される。
レトロウイルスのゲノムは、3つの主要な遺伝子産物:構造タンパク質をコードするgag遺伝子;逆転写酵素、ならびに関連するタンパク質分解ポリペプチド、ヌクレアーゼ、およびインテグラーゼに関連する機能をコードするpol遺伝子;それによりコードされる糖タンパク質である膜タンパク質が、感染細胞表面上で検出され、また、放出された成熟ウイルス粒子の表面上でも検出されるenv遺伝子による遺伝子産物をコードする。すべてのレトロウイルスのgag遺伝子は、全体的な構造類似性を有し、各レトロウイルス群内において、そのアミノ酸レベルが保存されている。gag遺伝子は、逆転写酵素を除いたコアタンパク質をもたらす。
MLVでは、Gag前駆体であるポリタンパク質が、Pr65Gagであり、該前駆体におけるその順序がNH−p15−pp12−p30−p10−COOHである4つのタンパク質へと切断される。これらの切断は、ウイルス性プロテアーゼに媒介され、ウイルスに応じて、ウイルス放出の前に生じる場合もあり、ウイルス放出の後に生じる場合もある。MLV Gagタンパク質は、グリコシル化形態および非グリコシル化形態で存在する。グリコシル化形態は、非グリコシル化Pr65GagのAUGコドンより上流に位置する、異なるインフレームの開始コドンにより合成される、gPr80Gagから切断される。グリコシル化Gagを合成しないMLVの欠失突然変異体もなお感染性であり、該非グリコシル化Gagもなおウイルス様粒子を形成し得ることから、グリコシル化イベントの重要性について疑問が生じる。ウイルスによりコードされるプロテアーゼを介してHIV−1 Gag前駆体であるpr55Gagが翻訳後切断されると、N−ミリストイル化および内部リン酸化された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)、およびp15ヌクレオカプシドタンパク質(p15NC)(これはp9およびp6へとさらに切断される)がもたらされる。
構造的には、原型的なGagポリタンパク質が、レトロウイルスgag遺伝子では常に同じ順序で生じる3つの主要なタンパク質:マトリックスタンパク質(MA)(インフルエンザマトリックスタンパク質であるM1は、マトリックスという名称を共有しているが、MAとは異なるタンパク質であり、これとは区別する)、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)へと分けられる。Gagポリタンパク質の成熟タンパク質へのプロセシングは、レトロウイルスによりコードされるプロテアーゼを介して触媒され、新たに出芽したウイルス粒子が成熟するときに生じる。機能的には、Gagポリタンパク質が、3つのドメイン:細胞膜をGagポリタンパク質の標的とする膜結合ドメイン;Gagの多量体化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たビリオンの放出を促進する後期ドメインへと分けられる。アセンブリーを媒介するGagタンパク質の形態は、ポリタンパク質である。したがって、アセンブリードメインは、後期に形成される切断産物のうちのいずれかの内部にもれなく収まる必要がない。当技術分野の現況は、これらの重要な機能エレメントに関して、極めて進展している。例えば、Hansenら、J. Virol.64巻、5306〜5316頁、1990年;Willら、AIDS 5巻、639〜654頁、1991年;Wangら、J. Virol.72巻、7950〜7959頁、1998年;McDonnellら、J. Mol. Biol.279巻、921〜928頁、1998年;SchultzおよびRein、J. Virol.63巻、2370〜2372頁、1989年;Accolaら、J. Virol.72巻、2072〜2078頁、1998年;Borsettiら、J. Virol.72巻、9313〜9317頁、1998年;Bowzardら、J. Virol.72巻、9034〜9044頁、1998年;Krishnaら、J. Virol.72巻、564〜577頁、1998年;Willsら、J. Virol.68巻、6605〜6618頁、1994年;Xiangら、J. Virol.70巻、5695〜5700頁、1996年;Garnierら、J. Virol.73巻、2309〜2320頁、1999年を参照されたい。
レトロウイルスのGagポリペプチド供給源の例には、アルファレトロウイルス(トリ白血病ウイルス、またはラウス肉腫ウイルスなど)、またはレンチウイルス(1型ヒト免疫不全ウイルス、HIV−2、サル免疫不全ウイルス、ネコ免疫不全ウイルス、およびヤギ関節炎脳炎ウイルスなど(ただし、ウマ感染性貧血ウイルスを除く))が含まれる。
トリ白血病ウイルスなどのアルファレトロウイルスは、他の大半のレトロウイルスの場合と同様に、それらのプロテアーゼドメインを、Polポリタンパク質ではなく、Gagポリタンパク質の一部として含有する。本明細書で説明される組成物および方法で用いられるGagポチペプチドは、C末端のプロテアーゼドメインを実質的に欠いている場合がある。
本明細書で用いられる「脂質ラフト」とは、ウイルス粒子のアセンブリー過程においてgagポリペプチドを濃縮することが可能であり、したがって、天然でそれに会合しているか、またはそれに会合したポリペプチドに連結されている、さらなる抗原を組み込む手段として用い得る、細胞膜のマイクロドメインを指す。
本明細書で用いられる「VLP会合ポリペプチド」とは、VLPと直接的または間接的に会合する任意のポリペプチドを指すが、レンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチドに干渉する、任意のエンベロープウイルスコア形成ポリペプチドは除外される。本明細書で開示される組成物および方法で用いられる具体的なVLP会合ポリペプチドは、該VLPの所望の使用、および該VLP会合ポリペプチドの役割(例えば、1もしくは複数のさらなる抗原またはアジュバントを該VLPに結合させる役割)に依存する。
VLP会合ポリペプチドは、内在性膜タンパク質または脂質ラフト会合部分の場合もあり、脂質による修飾など、膜との会合を引き起こすタンパク質修飾を介してVLPと直接的に会合するタンパク質またはその部分の場合もあり、脂質ラフト会合ポリペプチドを介してVLPと間接的に会合するポリペプチドの場合もある。
脂質アンカーを伴う多くのタンパク質は、脂質ラフトと会合する。このようなタンパク質の短い断片は、それら自身が天然で脂質ラフトと会合し得るわけではない他のタンパク質およびポリペプチドへと容易に結合させ得るので、脂質との結合に十分であることが多く、このような断片を脂質ラフトとの会合に理想的なものとしている。ポリペプチドを脂質ラフトへと連結する脂質アンカーには、GPIアンカー、ミリストイル化、パルミトイル化、および二重アセチル化が含まれる。
脂質ラフトと会合するポリペプチドには、多くの異なる種類がある。脂質ラフトは、シグナル伝達、膜トラフィキング、ウイルスの侵入、ウイルスアセンブリー、およびアセンブリーされた粒子の出芽を包含する、多数の生物学的活性のプラットフォームとして機能し、したがって、これらの過程に関与する各種のポリペプチドと会合する。
シグナル伝達カスケードに関与する各種のポリペプチドは、シグナル伝達プラットフォームとして機能する脂質ラフトと会合する。シグナル伝達プラットフォームとして機能する脂質ラフトの1つの種類は、カベオラと呼ばれている。カベオラとは、カベオリンファミリーに由来するポリペプチド(例えば、カベオリンおよび/またはフロチリン(flottillin))を含有する、フラスコ形の原形質膜陥没部である。
膜トラフィキングポリペプチドは、膜トラフィキングプラットフォームとして機能する脂質ラフトと会合する。例には、シンタクシン−1タンパク質、シンタクシン−4タンパク質、シナプシンIタンパク質、アデューシンタンパク質、VAMP2タンパク質、VAMP/シナプトブレビンタンパク質、シナプトブレビンIIタンパク質、SNAREタンパク質、SNAP−25、SNAP−23、シナプトタグミンI、およびシナプトタグミンIIなど、エンドサイトーシスおよびエクソサイトーシス(excocytosis)に関与するタンパク質が包含される。
ウイルス性受容体、受容体−共受容体複合体、ウイルスの侵入過程の調節を支援する他の任意のコンポーネントは、ウイルスの侵入に特化した膜トラフィキングプラットフォームとして機能する脂質ラフトと会合する。脂質ラフトと会合するウイルス性受容体の例には、崩壊促進因子(DAFまたはCD55)、多くのエンテロウイルスの受容体であるGPIアンカー膜糖タンパク質;ガングリオシド、Hsc70タンパク質、アルファ2−ベータ1インテグリンおよびアルファ5−ベータ2インテグリンを包含する、複数のコンポーネントを含有する複合体である、A群ロタウイルスの受容体;HIVウイルス、MLVウイルス、麻疹ウイルス、およびエボラウイルスなど、複数のエンベロープウイルスの糖タンパク質;ならびにCD5ポリペプチド、CCR5ポリペプチド、およびnefポリペプチドなど、HIVの侵入に関与するポリペプチドが包含される。ChazalおよびGerlier、2003年、Virus Entry, Assembly, Budding, and Membrane Rafts、Microbiol. & Mol. Bio. Rev.67巻(2号):226〜237頁を参照されたい。
ウイルス粒子のアセンブリーに関与するポリペプチドは、ウイルスアセンブリープラットフォームとして機能する脂質ラフトと会合する。ウイルス性ヌクレオカプシド、ウイルス性カプシド、またはウイルス性コアの形成の一因となる部分が除去されている限りにおいて、このようなポリペプチドまたはそれらの部分は、VLP会合ポリペプチドとして用いることができる。このようなポリペプチドの例には、インフルエンザのエンベロープ糖タンパク質であるHAタンパク質およびNAタンパク質、麻疹に由来するHタンパク質およびF1−F2融合成熟タンパク質、ならびにHIVに由来するgp160タンパク質、gp41タンパク質、およびPr55gagタンパク質が含まれる。ChazalおよびGerlier、2003年、Virus Entry, Assembly, Budding, and Membrane Rafts、Microbiol. And Mol. Bio. Rev.67巻(2号):226〜237頁を参照されたい。
アセンブリーされたウイルスの出芽に関与するポリペプチドは、ウイルス出芽プラットフォームとして機能する脂質ラフトと会合する。宿主細胞からのHIV−1の出芽は、膜のラフトにおいて生じることをデータは示唆している。ChazalおよびGerlier、2003年、Virus Entry, Assembly, Budding, and Membrane Rafts、Microbiol. And Mol. Bio. Rev.67巻(2号):226〜237頁を参照されたい。ウイルスの出芽に関与するポリペプチドについての一般的な情報は、Fields Virology(第4版)、2001年において見出すことができる。
一部のVLP会合ポリペプチドには、赤血球凝集素ポリペプチド、ノイラミニダーゼポリペプチド、融合タンパク質ポリペプチド、糖タンパク質ポリペプチド、およびエンベロープタンパク質ポリペプチドなど、ウイルス性ポリペプチドが包含される。これらのポリペプチドの各々は、任意の種類のウイルスに由来し得る;しかし、ある実施形態は、HIV−1ウイルスに由来するエンベロープタンパク質、呼吸器合胞体ウイルスまたは麻疹ウイルスに由来する融合タンパク質、呼吸器合胞体ウイルス、単純ヘルペスウイルス、またはエボラウイルスに由来する糖タンパク質、および麻疹ウイルスに由来する赤血球凝集素タンパク質を包含する。
ある種の非ウイルス性病原体によるVLP会合ポリペプチドは、Plasmodium falciparum、Plasmodium malariae、Plasmodium ovale、およびPlasmodium vivaxなどのPlasmodium;Toxoplasma gondii;Trypanosoma brucei、Trypanosoma cruzi;Schistosoma haematobium、Schistosoma mansoni、Schistosoma japonicum;Leishmania donovani;Giardia intestinalis;Cryptosporidium parvumなどが包含されるがこれらに限定されない、病原性原虫、病原性蠕虫、および他の真核微生物病原体から得ることができる。このような非ウイルス性VLP会合ポリペプチドは、そのVLP会合ポリペプチド自体が抗原として作用するので、天然では脂質ラフトと会合していない抗原に連結することなく用いることができる。
キメラVLPにより包含され得るウイルス性VLP会合ポリペプチドの例は、赤血球凝集素ポリペプチドである。本明細書で用いられる「赤血球凝集素ポリペプチド」は、インフルエンザウイルスが感染される細胞へと結合することを媒介するインフルエンザウイルスタンパク質に由来する。赤血球凝集素ポリペプチドはまた、同等の麻疹ウイルスタンパク質にも由来し得る。赤血球凝集素タンパク質は、単一の膜貫通ドメインを介してインフルエンザウイルスの表面に係合されていることが見出される、抗原性の糖タンパク質である。インフルエンザウイルスの赤血球凝集素については、少なくとも16の亜型が同定され、H1〜H16と標識されている。ヒトインフルエンザウイルスにおいて見出されるのは、H1、H2、およびH3である。赤血球凝集素H5および赤血球凝集素H7を伴う、高病原性トリインフルエンザウイルスがヒトに感染する割合は小さいことが判明している。赤血球凝集素H5がトリH5N1ウイルスの受容体特異性を著明に変化させることを可能とし、それらにヒト受容体に結合する能力をもたらすようにその受容体特異性を変化させる、トリインフルエンザウイルス株の赤血球凝集素H5型における単一のアミノ酸変化が、ヒト患者において見出されている(109および110)。この知見は、通常ではヒトに感染しないH5N1ウイルスが、どのようにして突然変異し、ヒト細胞に効率的に感染し得るようになるのかを説明する。
赤血球凝集素は、ホモ三量体の内在性膜ポリペプチドである。その膜貫通ドメインは、天然でラフト脂質ドメインと会合し、それを呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドと会合させて、VLPへと組み込むことを可能とする。赤血球凝集素は、円筒様の形状であり、約135Åの長さである。HAを構成する3つの同一の単量体は、中央部のコイルドコイルおよびVLP表面上に曝露されているシアル酸結合部位を含有する球状ヘッドを形成する。HAの単量体は、グリコシル化されて2つの小型のポリペプチド:HA1サブユニットおよびHA2サブユニットへと切断される、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、膜へと係合する三量体のコイルドコイルを形成し、HA1サブユニットは、球状ヘッドを形成する。
本明細書で開示されるある種のVLPにおいてVLP会合ポリペプチドとして用いられる赤血球凝集素ポリペプチドは、少なくとも膜アンカードメインを包含するものとする。赤血球凝集素ポリペプチドは、インフルエンザウイルスの任意の類型、亜型、株、または亜株に由来することが可能であり、これらは、例えば、赤血球凝集素H1、赤血球凝集素H2、赤血球凝集素H3、赤血球凝集素H5、赤血球凝集素H7、および赤血球凝集素H9に由来し得る。加えて、赤血球凝集素ポリペプチドは、異なるインフルエンザ赤血球凝集素のキメラ体でもあり得る。赤血球凝集素ポリペプチドは、1または複数のさらなるポリペプチドのコード配列を、そのコード配列へとスプライシングすることにより生成させ得る、天然では脂質ラフトと会合しない、1または複数のさらなる抗原を包含し得る。さらなるポリペプチドを赤血球凝集素ポリペプチドへと挿入するための例示的な部位は、N末端である。
ウイルス性VLP会合ポリペプチドの別の例は、ノイラミニダーゼポリペプチドである。本明細書で用いられる「ノイラミニダーゼポリペプチド」は、糖タンパク質から末端のシアル酸残基を切断することにより、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タンパク質に由来する。ノイラミニダーゼの糖タンパク質は、ウイルス表面に発現する。ノイラミニダーゼタンパク質は、四量体であり、ベータ−ピンホイール構造を伴う球状ヘッド、細いストーク状領域、および単一の膜貫通ドメインを介してウイルス膜に該タンパク質を係合させる小型の疎水性領域からなる共通の構造を共有する。シアル酸残基切断の活性部位は、すべてのA型インフルエンザウイルスにおいて保存されている15の帯電アミノ酸により形成される各サブユニット表面においてポケット部分を包含する。インフルエンザノイラミニダーゼについては、少なくとも9つの亜型が同定されており、N1〜N9と標識されている。
本明細書で開示されるある種のVLPで用いられるノイラミニダーゼポリペプチドは、少なくとも膜アンカードメインを包含するものとする。機能領域に関する当技術分野の現況は、極めて高度である。例えば、Vargheseら、Nature 303巻、35〜40頁、1983年;Colmanら、Nature 303巻、41〜44頁、1983年;Lentzら、Biochem、26巻、5321〜5385頁、1987年;Websterら、Virol.135巻、30〜42頁、1984年を参照されたい。ノイラミニダーゼポリペプチドは、インフルエンザウイルスの任意の類型、亜型、株、または亜株に由来することが可能であり、これらは、ノイラミニダーゼN1およびノイラミニダーゼN2に由来し得る。加えて、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もあり得る。ノイラミニダーゼポリペプチドは、1または複数のさらなるポリペプチドのコード配列を、赤血球凝集素ポリペプチドへとスプライシングすることにより生成させ得る、天然では脂質ラフトと会合しない、1または複数のさらなる抗原を包含し得る。さらなるポリペプチドをノイラミニダーゼポリペプチドのコード配列へと挿入するための例示的な部位は、C末端である。
VLP会合ポリペプチドの別の例は、ファシクリンI(FasI)と称する、昆虫に由来する接着タンパク質である。本明細書で用いられる「ファシクリンIポリペプチド」は、胚の発生に関与する昆虫タンパク質に由来する。この非ウイルス性タンパク質は、FasIの脂質ラフト会合体をもたらす昆虫細胞のバキュロウイルス発現系で発現させることが可能である(J. Virol.77巻、6265〜6273頁、2003年)。したがって、ファシクリンIポリペプチドに異種抗原を結合させ、RS Fポリペプチドと共発現させると、キメラ分子がVLPへと組み込まれる。本明細書で開示されるVLPにおいて用いられるファシクリンIポリペプチドは、少なくとも膜アンカードメインを包含するものとする。
VLP会合ポリペプチドの別の例は、G糖タンパク質と称する、RSVに由来するウイルス性結合タンパク質である。本明細書で用いられる「Gグリコポリペプチド」は、RSV G糖タンパク質に由来する。近年のデータは、インフルエンザウイルスの粒子出芽にとってと同様、RSVの粒子出芽にとっても、脂質ラフトドメインが重要であることを裏付けている(Virol 327巻、175〜185頁、2004年;Arch. Virol.149巻、199〜210頁、2004年;Virol.300巻、244〜254頁、2002年)。RSVに由来するG糖タンパク質は、ウイルス性結合タンパク質、ならびにRSV感染に対する防御用抗原として用いられる、32.5kDの内在性膜タンパク質である。インフルエンザウイルスに由来する赤血球凝集素の場合と同様、G糖タンパク質の抗原性は、それに結合させた任意の非脂質ラフト抗原の抗原性を増強し得る。非脂質ラフト性外来抗原を結合させることを介してGグリコポリペプチドに任意の修飾を施す結果として、該外来抗原に対する著明な免疫反応を誘導することが可能なキメラVLPがもたらされる。
抗原
本明細書で開示される組成物および方法のある態様は、キメラVLPと会合するさらなる抗原を包含する。このようなさらなる抗原は、同じ組成物中に包含することができ、共有結合または非共有結合を介してVLPとさらに会合させることができる。ある実施形態では、Gagポリペプチドが、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドおよび/または他のVLP会合ポリペプチドを含有するキメラVLPを形成するのに容易に適合可能なプラットフォームである。本節では、開示されるVLPと共に用いられる例示的な抗原について説明する。
抗原とVLP会合ポリペプチドとの連結
天然ではVLPと会合しない抗原を含有するVLPを形成するための手段として、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドおよび/またはVLP会合ポリペプチドと該抗原との連結を形成することができる。VLPの免疫原性を増大させるか、多様な病原体に対する免疫原性を賦与するか、または特定の病原体の多様な株に対する免疫原性を賦与するために、VLP会合ポリペプチドを、単一の抗原に連結することもでき、複数の抗原に連結することもできる。
抗原とVLP会合ポリペプチドとの連結は、その結果として該抗原をVLPへと組み込むのに十分な任意の種類の連結であり得る。結合は、共有結合の場合もあり、イオン性相互作用の場合もあり、水素結合の場合もあり、イオン結合の場合もあり、ファンデルワールス力の場合もあり、金属−配位子間相互作用の場合もあり、抗体−抗原間相互作用の場合もある。ある実施形態では、連結が、ペプチド結合、炭素−酸素間結合、炭素−硫黄間結合、炭素−窒素間結合、炭素−炭素間結合、またはジスルフィド結合などの共有結合である。
抗原は、VLP会合ポリペプチドとの既存の連結を伴う組換えにより生成させることもでき、単離物質として生成させ、次いで、後の時点でVLP会合ポリペプチドに連結することもできる。
抗原の種類
本明細書で用いられる抗原は、免疫反応を誘発することが可能であり、天然では脂質ラフトと会合しない任意の物質であり得る。抗原には、タンパク質、ポリペプチド(活性タンパク質、およびタンパク質内の個々のポリペプチドエピトープを包含する)、グリコポリペプチド、リポポリペプチド、ペプチド、多糖、多糖コンジュゲート、多糖および他の分子のペプチド模倣体および非ペプチド模倣体、低分子、脂質、糖脂質、ならびに炭水化物が包含されるがこれらに限定されない。抗原が、天然ではVLPと直接的にも間接的にも会合しないならば、VLP会合ポリペプチドへの連結を伴わないVLPへの組込みは期待されないであろう。抗原は、疾患または障害に関与する任意の抗原、例えば、微生物抗原(例えば、ウイルス抗原、細菌抗原、真菌抗原、原虫抗原、蠕虫抗原、酵母抗原など)、腫瘍抗原、アレルゲンなどであり得る。
抗原の供給源
本明細書で説明される抗原は、化学的または酵素的に合成することもでき、組換えにより生成させることもでき、天然の供給源から単離することもでき、以上の組合せの場合もある。抗原は、精製抽出物の場合もあり、部分精製抽出物の場合もあり、粗抽出物の場合もある。
ポリペプチド抗原は、液体クロマトグラフィー(例えば、高性能液体クロマトグラフィー、高速タンパク質液体クロマトグラフィー)、サイズ除外クロマトグラフィー、ゲル電気泳動(一次元ゲル電気泳動、二次元ゲル電気泳動を包含する)、アフィニティークロマトグラフィー、または他の精製法が包含されるがこれらに限定されない、当技術分野で公知の標準的なタンパク質精製法を用いて、天然の供給源から単離することができる。多くの実施形態では、抗原が、例えば、純度が約50%〜約75%であるか、純度が約75%〜約85%であるか、純度が約85%〜約90%であるか、純度が約90%〜約95%であるか、純度が約95%〜約98%であるか、純度が約98%〜約99%であるか、または純度が99%を超える精製抗原である。
当業者に公知である固相ペプチド合成法を用いることができる。Jones、The Chemical Synthesis of Peptides(Clarendon Press、Oxford)(1994年)を参照されたい。このような方法では一般に、固相に結合させた伸長するペプチド鎖に、活性化させた単量体ユニットを逐次的に付加することにより、ペプチドを生成させる。
ポリペプチドを生成させるには、十分に確立された組換えDNA法を、脂質ラフト会合ポリペプチドと同じベクター内で使用することができ、この場合、例えば、ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む発現構築物を、適切な宿主細胞(例えば、in vitroの細胞培養物中の単細胞実体として増殖させる真核宿主細胞、例えば、酵母細胞、昆虫細胞、哺乳動物細胞など、または原核細胞(例えば、in vitroの細胞培養物中で増殖させる)のいずれか)において用いて、遺伝子改変された宿主細胞を生成させ、適切な培養条件下において、該遺伝子改変された宿主細胞によりタンパク質を生成させることができる。
ウイルス抗原
適切なウイルス抗原には、以下の群:Retroviridae科(例えば、HIV−1などのヒト免疫不全ウイルス(また、HTLV−III、LAV、もしくはHTLV−III/LAV、またはHIV−IIIとも称する));また、HIV−LPなど、他の単離物;Picornaviridae(Picomaviridae)科(例えば、ポリオウイルス、A型肝炎ウイルス;エンテロウイルス、ヒトコクサッキーウイルス、ライノウイルス、エコーウイルス);Calciviridae科(例えば、ノーウォークウイルスおよび関連ウイルスを包含する、胃腸炎を引き起こすウイルス株);Togaviridae科(例えば、ウマ脳炎ウイルス、風疹ウイルス);Flaviviridae(Flaviridae)科(例えば、デング熱ウイルス、脳炎ウイルス、黄熱病ウイルス);Coronaviridae(Coronoviridae)科(例えば、コロナウイルス);Rhabdoviridae(Rhabdoviradae)科(例えば、水泡性口内炎ウイルス、狂犬病ウイルス);Coronaviridae科(例えば、コロナウイルス);Rhabdoviridae科(例えば、水泡性口内炎ウイルス、狂犬病ウイルス);Filoviridae科(例えば、エボラウイルス);Paramyxoviridae科(例えば、パラインフルエンザウイルス、ムンプスウイルス、麻疹ウイルス、RSウイルス);Orthomyxoviridae科(例えば、インフルエンザウイルス);Bungaviridae科(例えば、ハンタンウイルス、ブンガウイルス、フレボウイルス、およびナイロウイルス);Arena viridae科(出血熱ウイルス);Reoviridae科(例えば、レオウイルス、オルビウイルス、およびロタウイルス);Bimaviridae科;Hepadnaviridae科(B型肝炎ウイルス);Parvoviridae(Parvovirida)科(パルボウイルス);Papovaviridae(パピローマウイルス、ポリオーマウイルス);Adenoviridae科(大半のアデノウイルス);Herpesviridae科(1型および2型の単純ヘルペスウイルス(HSV)、水痘帯状疱疹ウイルス、サイトメガロウイルス(CMV)、ヘルペスウイルス);Poxyiridae科(天然痘ウイルス、牛痘ウイルス、ポックスウイルス);およびIridoviridae科(例えば、アフリカブタコレラウイルス);ならびに未分類のウイルス(例えば、海綿状脳症の病原因子、デルタ肝炎の病原因子(B型肝炎ウイルスの欠損サテライトウイルスと考えられる)、非A型肝炎、非B型肝炎の病原因子(クラス1=内部伝染による;クラス2=非経口伝染による(すなわち、C型肝炎));およびアストロウイルス)のうちの1または複数のウイルスと会合する抗原(例えば、これらにより合成される抗原)が包含される。
Norovirus(Norvirus)抗原
本明細書で開示されるVLPは、Norovirus科に由来する多様な抗原を包含し得る。また「ノーウォーク様ウイルス」とも称するノロウイルスは、Caliciviridaeウイルス科内の4つの属のうちの1つを表わす。Norovirus属内には、Genogroup IおよびGenogroup IIと命名されている2つの主要な遺伝子群が存在する。Genogroup IのNorovirus株には、ノーウォークウイルス、サウサンプトンウイルス、デザートシールドウイルス、およびチバウイルスが包含される。Genogroup IIのNorovirus株には、ヒューストンウイルス、ハワイウイルス、ローズデールウイルス、グリムズビーウイルス、メキシコウイルス、およびスノーマウンテンエージェントが包含される(Parker, T.D.ら、J. Virol.(2005年)79巻(12号):7402〜9頁;Hale, A.D.ら、J Clin. Micro.(2000年)38巻(4号):1656〜1660頁)。ノーウォークウイルス(NV)は、急性ウイルス性胃腸炎の全世界的大流行の大半の原因となるヒトカリチウイルスの1つの群の原型株である。ノーウォークウイルスのカプシドタンパク質は、2つのドメイン:シェルドメイン(S)および突出ドメイン(P)を有する。Pドメイン(アミノ酸226〜530、ノーウォークウイルス株の番号付けによる)は、2つのサブドメインであるP1およびP2に分けられる。P2ドメインは、P1ドメイン内の127アミノ酸の挿入配列であり(アミノ酸279〜405)、フォールドした単量体の最も遠位側の表面に位置する。P2ドメインは、ノロウイルス株間でVP1の最も保存の程度が低い領域であり、P2内の超可変領域が、受容体の結合および免疫反応性において重要な役割を果たすと考えられている。Pドメインの外部における位置を踏まえるなら、P2ドメインは、本明細書で開示されるVLPワクチンの抗原として用いられる、例示的な抗原またはポリペプチドエピトープの供給源である。P2ドメインは、Genogroup IまたはGenogroup IIのNorovirus株の例示的な抗原である。さらに別の例は、ノロウイルス株の範囲にわたり保存されているP2ドメインの領域内に存在することが近年同定されたmAb 61.21エピトープ、ならびにmAb 54.6エピトープである(Lochridge, V.P.ら、J Gen. Virol.(2005年)86巻:2799〜2806頁)。
インフルエンザ抗原
本明細書で開示されるVLPは、赤血球凝集素抗原、ノイラミニダーゼ抗原、またはさらなるインフルエンザ抗原が包含されるがこれらに限定されない、インフルエンザに由来する多様な抗原を包含し得る。さらなるインフルエンザ抗原は、M2ポリペプチドである。インフルエンザウイルスのM2ポリペプチドは、スプライシングイベント後におけるRNAのセグメント7(マトリックスセグメント)によりコードされる、97アミノ酸の低分子III型内在性膜タンパク質である(80、81)。ウイルス粒子上に存在するM2は極めてわずかであるが、感染細胞上においてより豊富に見出すことができる。M2は、ウイルスの侵入に必要な、プロトン選択性イオンチャネルとして用いられる(82、83)。感染時または従来のワクチン接種時における免疫原性は最小限であることから、その保存が説明されるが、代替的なフォーマットで存在する場合は、より免疫原性であり防御性である(84〜86)。これは、in vivoにおけるM2モノクローナル抗体の受動伝達により、ウイルスクリアランスが加速化され、結果として防御がもたらされるという観察(87)と符合する。M2の外部ドメインエピトープを、融合タンパク質として、HBVのコア粒子に連結すると、非経口接種および鼻腔内接種のいずれによっても、マウスにおいて防御性であり、3回のタンデムコピーを該コアタンパク質のN末端へと融合させると、最も免疫原性となる(88〜90)。これは、エピトープ密度が増大すると免疫原性が増大することを示す他のキャリア−ハプテンデータ(91)と符合する。
M2ワクチンを鼻腔内送達する場合、良好な防御を達成するにはアジュバントが必要とされ、LTR192G(88、90)およびCTA1−DD(89)により良好な結果が達成されている。ペプチドはまた、KLH、またはN. meningitidesの外膜タンパク質複合体、またはヒトパピローマウイルスのVLPなどのキャリアに化学的にコンジュゲートすることもでき、マウスおよび他の動物におけるワクチンとして防御性である(92、93)。
M2タンパク質は、高度に保存性ではあるが、配列の相違をまったく示さないわけではない。一般的な株であるA/PR/8/34株(H1N1)およびA/Aichi/68株(H3N2)のM2外部ドメインエピトープは、A/Hong Kong/156/97株(H5N1)を除き、今日配列決定されている他のすべてのヒト株と、免疫学的に交差反応性であることが示された(92)。インフルエンザデータベースの配列の検討からも、A/Vietnam/1203/04株など、他のより近年の病原性H5N1ヒト単離物のM2配列内において、同様の相違が示されている。この知見は、M2エピトープを組み込む、有効なH5特異的な流行性ワクチンが、ヒトH1単離物およびH3単離物中において現在行きわたっているM2配列ではなく、病原性のトリ株に固有のM2配列を反映する必要があることを裏付ける。
インフルエンザウイルスに由来するさらなるタンパク質(HA、NA、およびM2以外のタンパク質)も、共発現により、またはさらなる抗原の全部もしくは一部を、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドもしくは他のVLP会合ポリペプチドに連結することにより、VLPワクチン内へと組み込むことができる。これらのさらなる抗原には、PB2、PB1、PA、核タンパク質、マトリックス(M1)、NS1、およびNS2が包含される。これら後者の抗原は、一般に、抗体反応を中和するための標的ではなく、T細胞により認識される重要なエピトープを含有し得る。このようなエピトープに対してVLPワクチンにより誘導されるT細胞反応が、防御的免疫性を促進するのに有益であることが判明し得る。
他の病原性抗原
適切な細菌性抗原には、例えば、病原性Pasteurella種、Staphylococcus(Staphylococci)種、およびStreptococcus種などの病原性グラム陽性菌;また、Neisseria属、Escherichia属、Bordetella属、Campylobacter属、Legionella属、Pseudomonas属、Shigella属、Vibrio属、Yersinia属、Salmonella属、Haemophilus属、Brucella属、Francisella属、およびBacteroides(Bacterioides)属のグラム陰性病原体などのグラム陰性病原体を包含する、各種の病原性細菌のうちのいずれかと関連する(例えば、これらにより合成され、また、これらに内因性である)抗原が包含される。例えば、Schaechter, M、H. Medoff、D. Schlesinger、Mechanisms of Microbial Disease、Williams and Wilkins、Baltimore(1989年)を参照されたい。
感染性の病原性真菌と関連する(例えば、これらにより合成され、また、これらに内因性である)適切な抗原には、Cryptococcus neoformans、Histoplasma capsulatum、Coccidioides immitis、Blastomyces dermatitidis、およびCandida albicans、Candida glabrata、Aspergillus fumigata、Aspergillus flavus、およびSporothrix schenckiiが包含されるがこれらに限定されない、感染性真菌と関連する抗原が包含される。
病原性原虫、蠕虫、および他の真核微生物病原体と関連する(例えば、これらにより合成され、また、これらに内因性である)適切な抗原には、Plasmodium falciparum、Plasmodium malariae、Plasmodium ovale、およびPlasmodium vivaxなどのPlasmodium;Toxoplasma gondii;Trypanosoma brucei、Trypanosoma cruzi;Schistosoma haematobium、Schistosoma mansoni、Schistosoma japonicum;Leishmania donovani;Giardia intestinalis;Cryptosporidium parvumなどが包含されるがこれらに限定されない、原虫、蠕虫、および他の真核微生物病原体と関連する抗原が包含される。
適切な抗原には、Helicobacter pylori(Helicobacter pyloris)、Borrelia burgdorferi(Borelia burgdorferi)、Legionella pneumophila、Mycobacteria種(例えば、M. tuberculosis、M. avium、M. intracellulare、M. kansasii(M. kansaii)、M. gordonae)、Staphylococcus aureus、Neisseria gonorrhoeae、Neisseria meningitidis、Listeria monocytogenes、Chlamydia trachomatis、Streptococcus pyogenes(StreptococcusのA群)、Streptococcus agalactiae(StreptococcusのB群)、Streptococcus(viridans群)、Streptococcus faecalis、Streptococcus bovis、Streptococcus(嫌気性の種)、Streptococcus pneumoniae、病原性のCampylobacter種、Enterococcus種、Haemophilus influenzae、Bacillus anthracis、Corynebacterium diphtheriae、Corynebacterium(corynebacterium)種、Erysipelothrix rhusiopathiae、Clostridium perfringens、Clostridium tetani、Enterobacter aerogenes、Klebsiella pneumoniae、Pasturella multocida、Bacteroides種、Fusobacterium nucleatum、Streptobacillus moniliformis、Treponema pallidum(Treponema pallidium)、Treponema pertenue、Leptospira、Rickettsia、およびActinomyces israeliなどの病原性微生物と関連する(例えば、これらにより合成され、また、これらに内因性である)抗原が含まれる。病原性E. coli株の非限定的な例は、ATCC第31618号、同第23505号、同第43886号、同第43892号、同第35401号、同第43896号、同第33985号、同第31619号、および同第31617号である。
細胞内病原体と関連する各種のポリペプチドまたは他の抗原のうちのいずれかを、VLP内に包含することができる。細胞内病原体と関連するポリペプチドエピトープおよびペプチドエピトープとは、その断片が、MHCクラスI分子と併せて、CD8リンパ球の表面上におけるT細胞抗原受容体により認識される、例えば、これにより結合されるように、感染細胞の表面上に提示される、細胞内病原体と関連する(例えば、これによりコードされる)任意のポリペプチドである。細胞内病原体と関連するポリペプチドエピトープおよびペプチドエピトープは当技術分野において公知であり、これらには、ヒト免疫不全ウイルス、例えば、HIV gp120またはその抗原性断片と関連する抗原;サイトメガロウイルス抗原;Mycobacterium抗原(例えば、Mycobacterium avium、Mycobacterium tuberculosisなど);Pneumocystis carinii(Pneumocystic carinii)(PCP)抗原;41−3、AMA−1、CSP、PFEMP−1、GBP−130、MSP−1、PFS−16、SERPなど、Plasmodium falciparumまたは他の任意のマラリア種と関連する抗原が包含されるがこれらに限定されない、マラリア抗原;真菌抗原;酵母抗原(例えば、Candida種抗原);Toxoplasma gondii、Toxoplasma encephalitis、または他のToxoplasma種と関連する抗原が包含されるがこれらに限定されない、トキソプラズマ抗原;エプスタイン−バーウイルス(EBV)による抗原;Plasmodium抗原(例えば、gp190/MSP1など)などが包含されるが、これらに限定されない。
別のVLPワクチンは、Bacillus anthracisを指向してもよい。Bacillus anthracisは、好気性または通性嫌気性でグラム陽性の非運動性桿菌であり、幅1.0μm、長さ3.0〜5.0μmである。B. anthracisは、悪条件下でも耐性の高い内性胞子を形成し、これは、感染した動物がかつて死亡した場所で見出すことができる。本明細書で開示されるVLPワクチン内で用いる抗原は、哺乳動物細胞上の受容体に結合し、B. anthracisが疾患を引き起こす能力にとって極めて重要な、83kDaのタンパク質である防御抗原(PA)である。別の抗原は、対象においてBacillus anthracisに対する防御的免疫性を誘導するのに用い得る、Bacillus anthracis PAのC末端における140アミノ酸の断片である。炭疽菌に対するVLPワクチン内において用いられる他の例示的な抗原は、炭疽菌胞子に由来する抗原(例えば、BclA)、該細菌の栄養期に由来する抗原(例えば、細胞壁抗原、被膜抗原(例えば、ポリ−ガンマ−D−グルタミン酸、すなわちPGA)、分泌抗原(例えば、防御抗原、致死性因子、または浮腫因子などの外毒素))である。VLPワクチンで用いる別の抗原は、B. anthracisに固有のアントロースを含有する四糖である(Daubenspeck J.M.ら、J. Biol. Chem.(2004年)、279巻:30945頁)。四糖は、VLP会合ポリペプチドに連結することができ、これにより、VLPワクチンとの抗原の会合が可能となる。
腫瘍関連抗原
公知の各種腫瘍特異抗原または腫瘍関連抗原(TAA)のうちのいずれかを、VLPに包含することができる。全TAAを用い得るが、その必要はない。代わりに、TAAの一部、例えば、エピトープを用いることができる。VLP内で用い得る腫瘍関連抗原(またはそれらのエピトープを含有する断片)には、MAGE−2、MAGE−3、MUC−1、MUC−2、HER−2、高分子量黒色腫関連抗原であるMAA、GD2、癌胎児性抗原(CEA)、TAG−72、卵巣関連抗原であるOV−TL3およびMOV18、TUAN、アルファ−フェトプロテイン(AFP)、OFP、CA−125、CA−50、CA−19−9、腎腫瘍関連抗原であるG250、EGP−40(EpCAMとしても知られる)、S100(悪性黒色腫関連抗原)、p53、およびp21rasが包含されるがこれらに限定されない。前出のうちのいずれかを包含する、任意のTAA(またはそれらのエピトープ)の合成類似体を用いることができる。さらに、1または複数のTAA(またはそれらのエピトープ)の組合せを、組成物中に包含することができる。
アレルゲン
一態様では、VLPワクチンの一部である抗原が、各種のアレルゲンのうちのいずれかであり得る。アレルゲンベースのワクチンを用い、対象におけるアレルゲンに対する忍容性を誘導することができる。チロシンとの共沈殿を伴うアレルゲンワクチンの例は、米国特許第3,792,159号、同第4,070,455号、および同第6,440,426号において見出すことができる。
各種のアレルゲンのうちのいずれかをVLP内に包含することができる。アレルゲンには、環境空中アレルゲン;ブタクサ/花粉症などの植物の花粉;雑草花粉アレルゲン;芝草花粉アレルゲン;ジョンソングラス;樹木花粉アレルゲン;ライグラス;イエダニアレルゲン(例えば、Der p I、 Der f Iなど)などのクモ形類動物アレルゲン;コナダニアレルゲン;スギ花粉/花粉症;カビ胞子アレルゲン;動物アレルゲン(例えば、イヌ、モルモット、ハムスター、アレチネズミ、ラット、マウスなどによるアレルゲン);食物アレルゲン(例えば、甲殻類;ラッカセイなどの堅果;柑橘類によるアレルゲン);昆虫アレルゲン;毒(膜翅目、スズメバチ(yellow jacket)、ミツバチ、カリバチ、スズメバチ(hornet)、ヒアリ);ゴキブリ、ノミ、蚊などによる他の環境昆虫アレルゲン;連鎖球菌抗原などの細菌アレルゲン;Ascaris抗原などの寄生虫アレルゲン;ウイルス抗原;真菌胞子;薬物アレルゲン;抗生剤;ペニシリンおよび関連化合物;他の抗生剤;ホルモン(インスリン)、酵素(ストレプトキナーゼ)などの全タンパク質;不完全抗原またはハプテンとして作用することが可能なすべての薬物およびそれらの代謝物;ハプテンとして作用し、アレルゲンとして機能することが可能な、産業用化学物質および代謝物(例えば、酸無水物(トリメリト酸無水物など)およびイソシアン酸(ジイソシアン酸トルエンなど));小麦粉(例えば、ベーカー喘息を引き起こすアレルゲン)、トウゴマ、コーヒー豆、また、上記で説明した産業用化学物質などの職業アレルゲン;ノミアレルゲン;ヒト以外の動物におけるヒトタンパク質が包含されるが、これらに限定されない。
アレルゲンには、細胞、細胞抽出物、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、多糖、多糖コンジュゲート、多糖のペプチド性および非ペプチド性模倣体、ならびに他の分子、低分子、脂質、糖脂質、ならびに炭水化物が包含されるが、これらに限定されない。
特定の天然の動物アレルゲンおよび植物アレルゲンの例には、以下の属:Canis(Canine)属(Canis familiaris);Dermatophagoides属(例えば、Dermatophagoides farinae);Felis属(Felis domesticus);Ambrosia属(Ambrosia artemisiifolia(Ambrosia artemiisfolia));Lolium属(例えば、Lolium perenneまたはLolium multiflorum);Cryptomeria属(Cryptomeria japonica);Alternaria(Altemaria)属(Alternaria alternata(Altemaria altemata));Alder属;Alnus属(Alnus gultinosa(Alnus gultinoas));Betula属(Betula verrucosa);Quercus属(Quercus alba);Olea属(Olea europaea(Olea europa));Artemisia属(Artemisia vulgaris);Plantago属(例えば、Plantago lanceolata);Parietaria属(例えば、Parietaria officinalisまたはParietaria judaica);Blattella属(例えば、Blattella germanica);Apis属(例えば、Apis multiflorum);Cupressus属(例えば、Cupressus sempervirens、Cupressus arizonica、およびCupressus macrocarpa);Juniperus属(例えば、Juniperus sabinoides、Juniperus virginiana、Juniperus communis、およびJuniperus ashei);Thuya属(例えば、Thuya orientalis);Chamaecyparis属(例えば、Chamaecyparis obtusa);Periplaneta属(例えば、Periplaneta americana);Agropyron属(例えば、Agropyron repens);Secale属(例えば、Secale cereale);Triticum属(例えば、Triticum aestivum);Dactylis属(例えば、Dactylis glomerata);Festuca属(例えば、Festuca elatior);Poa属(例えば、Poa pratensis(Poapratensis)またはPoa compressa);Avena属(例えば、Avena sativa);Holcus属(例えば、Holcus lanatus);Anthoxanthum属(例えば、Anthoxanthum odoratum);Arrhenatherum属(例えば、Arrhenatherun elatius);Agrostis属(例えば、Agrostis alba);Phleum属(例えば、Phleum pratense);Phalaris属(例えば、Phalaris arundinacea);Paspalum属(例えば、Paspalum notatum);Sorghum属(例えば、Sorghum halepensis);ならびにBromus属(例えば、Bromus inermis)に特異的なタンパク質が包含されるが、これらに限定されない。
哺乳動物細胞からキメラVLPを作成する例示的な方法
キメラVLPは、当業者が利用可能な任意の方法により作成することができる。キメラVLPは、RSV−Fポリペプチドを伴っている、VLPを形成する一因となるレンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチドを包含する。加えて、キメラVLPは、膜(脂質ラフトを包含する)会合ポリペプチドなど、1または複数のさらなるポリペプチドを包含することにより、(VLPまたはRSV−Fポリペプチドを形成する一因となる1または複数のポリペプチドの一部として、天然において、または人工的に存在する抗原以外の)さらなる抗原をもたらすことができる。ある実施形態では、ポリペプチドを、例えば、原形質膜内に脂質ラフトドメインを包含する哺乳動物細胞ベースの系を包含する、任意の利用可能なタンパク質発現系において、共発現させることができる。
VLP用ポリペプチドの組換え発現は、該ポリペプチドのうちの1または複数をコードするポリヌクレオチドを含有する発現ベクターを伴う。ポリペプチドのうちの1または複数をコードするポリヌクレオチドが得られたら、当技術分野で周知の技法を用いる組換えDNA法により、該ポリペプチドを生成させるためのベクターを生成させることができる。このようにして、本明細書では、VLPポリペプチドをコードするヌクレオチド配列のうちのいずれかを含有するポリヌクレオチドを発現することによりタンパク質を調製する方法が説明される。当業者に周知の方法を用いて、VLPポリペプチドをコードする配列と、適切な転写制御シグナルおよび翻訳制御シグナルとを含有する発現ベクターを構築することができる。例えば、これらの方法には、in vitroにおける組換えDNA法、合成法、また、in vivoにおける遺伝子組換えが包含される。したがって、本明細書で開示される方法および組成物は、すべてを1または複数のプロモーターに作動可能に連結した、レンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチドをコードするヌクレオチド配列と、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチド、および場合によって、1または複数のさらなるVLP会合ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列とを含む複製可能なベクターを提供する。
本明細書で説明されるVLPへとアセンブリーされる配列を発現させるのに用い得るベクターの非限定的な例には、ウイルスベースのベクター(例えば、レトロウイルスベースのベクター、アデノウイルスベースのベクター、アデノ随伴ウイルスベースのベクター、レンチウイルスベースのベクター、ポックスウイルスベースのベクター、バキュロウイルスベースのベクター)、プラスミドベクター、非ウイルス性ベクター、哺乳動物用ベクター、哺乳動物用人工染色体(例えば、リポソーム、粒子担体など)、およびこれらの組合せが包含される。
発現ベクター(複数可)は、コード配列と、適切な宿主における該コード領域の発現を可能とする発現制御エレメントとを含有することが典型的である。制御エレメントは一般に、プロモーター、エンハンサー、エクソン、イントロン、スプライシング部位、翻訳開始コドン、ならびに翻訳終結配列および転写終結配列、ならびにベクター内に挿入配列を導入するための挿入部位を包含する。翻訳制御エレメントは、M. Kozak(例えば、Kozak, M.、Mamm.Genome、7巻(8号):563〜574頁、1996年;Kozak, M.、Biochimie 76巻(9号):815〜821頁、1994年;Kozak, M.、J Cell Biol 108巻(2号):229〜241頁、1989年;Kozak, M.およびShatkin, A. J.、Methods Enzymol 60巻:360〜375頁、1979年)により総説されている。
例えば、哺乳動物細胞における発現に用いられる典型的なプロモーターにはとりわけ、SV40初期プロモーター、CMV即初期プロモーターなどのCMVプロモーター(CMVプロモーターは、イントロンAを包含し得る)、RSV、HIV−LTR、マウス乳癌ウイルスLTRプロモーター(MMLV−LTR)、FIV−LTR、アデノウイルス主要後期プロモーター(Ad MLP)、単純ヘルペスウイルスプロモーターが包含される。また、マウスメタロチオネイン遺伝子に由来するプロモーターなど、他の非ウイルス性プロモーターも、哺乳動物における発現に用いられる。転写終結配列およびポリアデニル化配列もまた、翻訳停止コドンの3’側に配置されて存在することが典型的である。翻訳の開始を最適化するための配列もまた、コード配列の5’側に配置されて存在し得る。転写ターミネーター/ポリアデニル化シグナルの例には、Sambrookら、前出において説明されているSV40に由来する配列の他、ウシ成長ホルモンターミネーター配列が包含される。スプライスドナー部位およびスプライスアクセプター部位を含有するイントロンもまた、本明細書で説明される構築物内にデザインすることができる(Chapmanら、Nuc. Acids Res.(1991年)19巻:3979〜3986頁)。
本発明ではまた、例えば、哺乳動物宿主細胞における構築物の発現レベルを増大させるのに、エンハンサーエレメントも用いることができる。例には、Dijkemaら、EMBO J.(1985年)4巻:761頁において説明されている、SV40初期遺伝子エンハンサー、Gormanら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA(1982年b)79巻:6777頁において説明されている、ラウス肉腫ウイルスの長い末端反復配列(LTR)に由来するエンハンサー/プロモーター、およびCMVイントロンA配列(Chapmanら、Nuc. Acids Res.(1991年)19巻:3979〜3986頁)に包含されるエレメントなど、Boshartら、Cell(1985年)41巻:521頁において説明されているヒトCMVに由来するエレメントが包含される。
ベクターは、本明細書で説明される1または複数の配列を含有し得ることが明らかである。例えば、単一のベクターは、VLP内で見出されるすべてのタンパク質をコードする配列を保有し得る。代替的に、複数のベクターを用いることもできる(例えば、各々が単一のポリペプチドコード配列をコードする複数の構築物、または各々が1または複数のポリペプチドコード配列をコードする複数の構築物)。単一のベクターが複数のポリペプチドコード配列を含む実施形態では、配列を、同じベクター内の同じ転写制御エレメント(例えば、プロモーター)に作動可能に連結することもでき、同じベクター内の異なる転写制御エレメント(例えば、プロモーター)に作動可能に連結することもできる。
加えて、免疫調節分子(例えば、以下で説明されるアジュバント)、例えば、免疫調節オリゴヌクレオチド(例えば、CpG)、サイトカイン、弱毒化細菌毒素などを含み、かつ/またはコードする配列が包含されるがこれらに限定されない、非RSVタンパク質をコードする1または複数の配列を発現させ、VLPへと組み込むことができる。
従来の技法により、発現ベクターを宿主細胞へと伝達することができ、次いで、従来の技法により、トランスフェクトされた細胞を培養し、VLPポリペプチド(複数可)を生成させることができる。したがって、本明細書で開示される組成物および方法は、異種プロモーターに作動可能に連結された、VLPポリペプチドのうちの1または複数をコードするポリヌクレオチドを含有する宿主細胞を包含する。以下で詳述される通り、VLPを生成させるためのある実施形態では、レンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチド、および呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチド、ならびに場合によって、さらなるVLP会合抗原、またはさらなる抗原もしくはアジュバントに連結されたVLP会合ポリペプチドをコードするベクターを、宿主細胞において(共)発現させて、VLPを生成させることができる。
トランスフェクション、継代細胞株の確立(当業者に公知の標準的なプロトコールを用いる)、および/または対象のRSV遺伝子を保有するDNA分子の感染の後、真核細胞、例えば、哺乳動物細胞において、VLPを生成させることができる。選択された遺伝子の転写を駆動する真核生物プロモーターまたはウイルスプロモーターの配列を最適化することにより、VLPの形成に必要とされるタンパク質の発現レベルを最大化する。VLPは培地内へと放出されるが、そこからVLPを精製し、その後、ワクチンとして調合することができる。VLPは、感染性ワクチンではなく、したがって、ワクチンの不活化は必要とされない。
本明細書で説明される配列から発現させるレンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチドが、その表面上に抗原性タンパク質を存在させるVLPへと自己アセンブリーする能力は、所望の配列を共導入することにより、これらのVLPを任意の宿主細胞内で生成させることを可能とする。多様に組み合わされた配列(複数可)(例えば、1または複数の発現ベクター内における)を、宿主細胞内へと安定的に統合することもでき、および/または一過性に統合することもできる。
適切な宿主細胞には、細菌細胞、哺乳動物細胞、昆虫細胞、酵母細胞、植物細胞、およびXenopus細胞が包含されるがこれらに限定されない。
例えば、当技術分野では多数の哺乳動物細胞株が公知であり、これらには、BHK細胞、VERO細胞、HT1080細胞、MRC−5細胞、WI 38細胞、MDCK細胞、MDBK細胞、293細胞、293T細胞、RD細胞、COS−7細胞、CHO細胞、ジャーカット細胞、HUT細胞、SUPT細胞、C8166細胞、MOLT4/クローン8細胞、MT−2細胞、MT−4細胞、H9細胞、PM1細胞、CEM細胞、骨髄腫細胞(例えば、SB20細胞)、LtK細胞、HeLa細胞、WI−38細胞、L2細胞、CMT−93細胞、およびCEMX174細胞(このような細胞株は、例えば、American Type Culture Collection(A.T.C.C.)から入手可能である)などであるがこれらに限定されない、A.T.C.C.から入手可能な初代細胞ならびに不死化細胞株が包含される。
同様に、E. coli、Bacillus subtilis、およびStreptococcus種などの細菌宿主も、本発現構築物と共に用いられる。
本開示において有用な酵母宿主には、とりわけ、Saccharomyces cerevisiae、Candida albicans、Candida maltosa、Hansenula polymorpha、Kluyveromyces fragilis、Kluyveromyces lactis、Pichia guillerimondii、Pichia pastoris、Schizosaccharomyces pombe、およびYarrowia lipolyticaが包含される。真菌宿主には、例えば、Aspergillusが包含される。
バキュロウイルスによる発現ベクターと共に用いられる昆虫細胞にはとりわけ、Aedes aegypti、Bombyx mori、Drosophila melanogaster、Spodoptera frugiperda、およびTrichoplusia niが包含される。LathamおよびGalarza(2001年)J. Virol.75巻(13号):6154〜6165頁;Galarzaら(2005年)Viral. Immunol.18巻(1号):244〜〜51頁;ならびに米国特許公開第200550186621号および同第20060263804号を参照されたい。
本明細書で示される開示を踏まえれば、VLPの呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドをコードする1または複数の配列(発現ベクター)を安定的に統合することにより、上記で説明した配列のうちの1または複数を発現する細胞株を容易に生成させることができる。安定的に統合された呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドの配列(複数可)の発現を制御するプロモーターは、構成的プロモーターの場合もあり、誘導性プロモーターの場合もある。
キメラVLP生成細胞株が由来する親細胞株は、例えば、哺乳動物細胞株、昆虫細胞株、酵母細胞株、細菌細胞株を包含する、上記で説明した任意の細胞から選択することができる。ある実施形態では、該細胞株が、哺乳動物細胞株(例えば、293細胞、RD細胞、COS−7細胞、CHO細胞、BHK細胞、VERO細胞、MRC−5細胞、HT1080細胞、および骨髄腫細胞)である。哺乳動物細胞を用いてキメラVLPを生成させることにより、(i)VLPを形成すること;(ii)ミリストイル化、グリコシル化、および出芽が適正に行われること;(iii)哺乳動物以外の細胞夾雑物が存在しないこと;および(iv)精製が容易であることがもたらされる。
細胞株を創出することに加えてまた、さらなる抗原またはアジュバントを伴うかまたは伴わずに、レンチウイルスGagまたはアルファレトロウイルスGagをコードする配列、およびRSV−Fをコードする配列を、宿主細胞内で一過性に発現させることもできる。適切な組換え発現用宿主細胞系には、当技術分野において周知である、細菌系、哺乳動物系、バキュロウイルス/昆虫系、牛痘系、セムリキ森林ウイルス(SFV)系、アデノウイルス系、アルファウイルス系(シンドビスウイルス系、ベネズエラウマ脳炎(VEE)ウイルス系)、哺乳動物系、酵母系、およびXenopusによる発現系が包含されるがこれらに限定されない。例示的な発現系は、哺乳動物細胞株、牛痘系、シンドビス系、昆虫系、および酵母系である。
例えば、以下の発現系:バキュロウイルスによる発現系(Reilly, P. R.ら、BACULOVIRUS EXPRESSION VECTORS: A LABORATORY MANUAL(1992年);Beamesら、Biotechniques 11巻:378頁(1991年);Pharmingen;Clontech、Palo Alto、Calif.)、牛痘による発現系(Earl, P. L.ら、「Expression of proteins in mammalian cells using vaccinia」、Current Protocols in Molecular Biology(F. M. Ausubelら編)、Greene Publishing Associates & Wiley Interscience、New York(1991年);1992年8月4日に交付されたMoss, B.ら、米国特許第5,135,855号)、細菌における発現系(Ausubel, F. M.ら、CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY、John Wiley and Sons, Inc.、Media、Pa.;Clontech)、酵母における発現系(参照により本明細書に組み込まれる、1998年3月17日に交付されたRosenberg, SおよびTekamp−Olson, P.、米国特許第RE35,749号;参照により本明細書に組み込まれる、1997年5月13日に交付されたShuster, J. R.、米国特許第5,629,203号;Gellissen, G.ら、Antonie Van Leeuwenhoek、62巻(1〜2号):79〜93頁(1992年);Romanos, M. A.ら、Yeast 8巻(6号):423〜488頁(1992年);Goeddel, D. V.、Methods in Enzymology 185巻(1990年);Guthrie, C.およびG. R. Fink、Methods in Enzymology 194巻(1991年))、哺乳動物細胞における発現系(Clontech;Gibco−BRL、Ground Island、N.Y.;例えば、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株(Haynes, J.ら、Nuc. Acid. Res.11巻:687〜706頁(1983年);1983年、Lau, Y. F.ら、Mol. Cell. Biol.4巻:1469〜1475頁(1984年);Kaufman, R. J.、「Selection and coamplification of heterologous genes in mammalian cells」、Methods in Enzymology、185巻、537〜566頁、Academic Press, Inc.、San Diego、Calif.(1991年))、および植物細胞における発現系(植物用クローニングベクター、Clontech Laboratories, Inc.、Palo Alto、Calif.;およびPharmacia LKB Biotechnology, Inc.、Pistcataway、N.J.;Hood, E.ら、J. Bacteriol.168巻:1291〜1301頁(1986年);Nagel, R.ら、FEMS Microbiol. Lett.67巻:325頁(1990年);Anら、「Binary Vectors」、およびPlant Molecular Biology Manual内のその他の論考、A3巻:1〜19頁(1988年);Miki, B. L. A.ら、249〜265頁、およびPlant DNA Infectious Agents内のその他の論考(Hohn, T.ら編)Springer−Verlag、Wien、Austria(1987年);Plant Molecular Biology: Essential Techniques、P. G. JonesおよびJ. M. Sutton、New York、J. Wiley、1997年;Miglani、Gurbachan Dictionary of Plant Genetics and Molecular Biology、New York、Food Products Press、1998年;Henry, R. J.、Practical Applications of Plant Molecular Biology、New York、Chapman & Hall(1997年)を包含する、多くの適切な発現系が市販されている。
VLPの形成に必要とされるタンパク質をコードする改変遺伝子を含有する発現ベクターを宿主細胞(複数可)へと導入し、その後、必要なレベルで発現させると、該VLPはアセンブリーされ、次いで、細胞表面から培地へと放出される。
選択される発現系および宿主に応じて、粒子を形成するポリペプチドが発現し、VLPが形成され得る条件下で、発現ベクターにより形質転換された宿主細胞を増殖させることにより、VLPを生成させる。適切な増殖条件の選択は、当分野の技術範囲内である。
次いで、密度勾配遠心分離、例えば、スクロース勾配、PEG沈殿、ペレット形成など(例えば、Kimbauerら、J. Virol.(1993年)67巻:6929〜6936頁を参照されたい)、ならびに例えば、イオン交換およびゲル濾過クロマトグラフィーを包含する標準的な精製法など、それらの完全性を保存する方法を用いて、粒子を単離(または実質的に精製)する。
キメラVLP中における感染作用物質を不活化する例示的方法
電磁放射は、キメラVLPの免疫原性を実質的に低下させることなく、感染作用物質を不活化することが可能なので、例示的な不活化の方法は、電磁放射を介する方法である。電磁放射の例示的な3つの方式のすべて(すなわち、光反応性化合物を伴うUV照射、UV照射単独、およびガンマ照射)には、血液、食品、ワクチンなど、多種多様な試料中における病原体を不活化するのに用いられてきた長い歴史があるため、不活化用電磁放射を適用するための多種多様な装置が市販されており、これらは、本明細書で開示される方法を実施するのにほとんど〜まったく改変せずに用いることができる。さらに、当技術分野では、波長および線量の最適化がルーチン化しており、したがって、当業者の能力範囲内で容易に実施される。
光反応性化合物を伴うUV照射
電磁放射による例示的な不活化の方法は、感染作用物質中のポリヌクレオチドと反応する光反応性化合物などの、光反応性化合物の存在下における、UV−A照射などの紫外線照射の組合せである。
例示的な光反応化合物には、アクチノマイシン、アントラサイクリノン、アントラマイシン、ベンゾジピロン、フルオレン、フルオレノン、フロクマリン、マイトマイシン、Monostral Fast Blue、Norphillin A、フェナントリジン、フェナザチオニウム塩、フェナジン、フェノチアジン、フェニルアジド、キノリン、およびチオキサンテノン(thiaxanthenones)が含まれる。1つの分子種は、2つの主要なカテゴリーのうちの1つに属するフロクマリンである。第1のカテゴリーは、ソラーレン[7H−フロ(3,2−g)−(1)−ベンゾピラン−7−オン、または6−ヒドロキシ−5−ベンゾフランアクリル酸のデルタ−ラクトン]であり、これらは、直鎖状であり、中央の芳香環部分に付随する2つの酸素残基が1,3の配向性を有し、またさらに、フラン環部分が二環クマリン系の6位に結合している。第2のカテゴリーは、イソソラーレン[2H−フロ(2,3−h)−(1)−ベンゾピラン−2−オン、または4−ヒドロキシ−5−ベンゾフランアクリル酸のデルタ−ラクトン]であり、これらは、曲鎖状であり、中央の芳香環部分に付随する2つの酸素残基が1,3の配向性を有し、またさらに、フラン環部分が二環クマリン系の8位に結合している。3、4、5、8、4’、または5’位において直鎖状フロクマリンを置換することによりソラーレン誘導体を生成させ得る一方、3、4、5、6、4’、または5位において曲鎖状フロクマリンを置換することによりイソソラーレン誘導体を生成させ得る。ソラーレンは、二本鎖核酸の塩基対間に挿入することができ、長波長の紫外光(UVA)を吸収すると、ピリミジン塩基に対する共有結合付加体を形成する。例えば、G. D. Ciminoら、Ann. Rev. Biochem.54巻:1151頁(1985年);Hearstら、Quart. Rev. Biophys.17巻:1頁(1984頁)を参照されたい。
例示的なUV(または場合によって、可視光)放射の波長は、光付加体が生成される波長に依存し、これは、光反応性化学物質の化学反応に依存する。例示を目的として述べると、多くのソラーレンには、320〜380nmの波長にあるUV放射が極めて有効であり、330〜360nmが最大の有効性を示す。
UV照射単独
光反応性化合物の存在下におけるUV照射に加え、感染作用物質は、UV照射単独でも不活化することができる。ある実施形態では、放射の波長が、約180〜320nm、または約225〜290nm、または約254nm(すなわち、ポリヌクレオチドの最高吸光度ピーク)であるUVC放射である。UVC放射は、エンベロープを形成する脂質二重層など、本明細書で開示されるキメラVLPのコンポーネントに対して、安定性および免疫原性の両面で有害性が低い一方で、感染作用物質を不活化するのに十分なエネルギーを保持するので、用いることができる。しかし、例えば、UVAおよびUVBなど、他の種類のUV放射もまた用いることができる。
ガンマ照射
本明細書で開示される方法を実施して組成物を生成させるには、ガンマ照射(すなわち、イオン化放射)もまた用いることができる。ガンマ照射は、感染作用物質のゲノムをコードするポリヌクレオチド内において鎖の切断を導入することにより、感染作用物質を不活化することもでき、該ポリヌクレオチドを損傷させるヒドロキシルラジカルを生成することにより、感染作用物質を不活化することもできる。
キメラVLPを用いる例示的な方法
製剤
本明細書で説明されるキメラVLPの例示的な使用は、ワクチン調製物としての使用である。典型的には、このようなワクチンは、溶液または懸濁液の注射剤として調製されるが、注射前に液体中に溶解させるか、または懸濁させるのに適する固体形態もまた調製することができる。このような調製物はまた、乳化させることもでき、乾燥粉末として生成させることもできる。免疫原性の有効成分は、薬学的に許容され、また、有効成分に適合する、賦形剤と混合することが多い。適切な賦形剤は、例えば、水、生理食塩液、デキストロース、スクロース、グリセロール、エタノールなどであり、また、これらの組合せである。加えて、所望の場合、ワクチンは、湿潤剤もしくは乳化剤、pH緩衝剤、または該ワクチンの有効性を増強するアジュバントを含有し得る。
ワクチンは、注射、例えば、皮下(subcutaneously)注射、皮内注射、皮下(subdermally)注射、または筋肉内注射を介する、従来の非経口投与が可能である。他の投与方式に適する、さらなる製剤には坐剤が包含され、場合によっては、経口製剤、鼻腔内製剤、口腔内製剤、舌下製剤、腹腔内製剤、膣内製剤、経肛門製剤、および頭蓋内製剤も包含される。坐剤の場合、従来の結合剤および担体には、例えば、ポリアルキレングリコール(polyalkalene glycol)またはトリグリセリドが包含される場合があり、このような坐剤は、0.5%〜10%、または1〜2%の範囲でも、有効成分を含有する混合物から形成することができる。ある実施形態では、脂肪酸グリセリドまたはココアバターの混合物などの低温溶融ワックスをまず溶融させ、本明細書で説明されるキメラVLPを、例えば、撹拌することにより、均一に分散させる。次いで、溶融した均一の混合物を、適当なサイズの鋳型に流し込み、冷却して固形化させる。
鼻腔内送達に適する製剤には、液体(例えば、エアゾールまたは点鼻液として投与する水溶液)および乾燥粉末(例えば、鼻孔内への急速沈殿用)が包含される。製剤は、例えば、医薬品グレードのマンニトール、ラクトース、スクロース、トレハロース、キシリトール、およびキトサンなど、通常用いられる賦形剤を包含する。液体製剤または粉末製剤において、キトサンなどの粘膜付着剤を用いて、鼻腔内投与された製剤の粘液線毛クリアランスを遅延させることができる。マンニトールおよびスクロースなどの糖を、液体製剤では安定化剤として用いることができ、また、乾燥粉末製剤では安定化剤、充填剤、または粉末流動剤および粉末サイズ剤として用いることができる。加えて、モノホスホリル脂質A(MPL)またはCpGオリゴヌクレオチド(oligoneucleotides)などのアジュバントを、液体製剤および乾燥粉末製剤の両方において、免疫刺激性アジュバントとして用いることもできる。
経口送達に適する製剤には、液体、固体、半固体、ゲル、錠剤、カプセル、トローチなどが包含される。経口送達に適する製剤には、錠剤、トローチ、カプセル、ゲル、液体、食品、飲料、栄養補助食品などが包含される。製剤は、例えば、医薬品グレードのマンニトール、ラクトース、デンプン、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、炭酸マグネシウムなど、通常用いられる賦形剤を包含する。他のキメラVLPワクチン組成物は、溶液、懸濁液、丸薬、持続放出製剤、または粉末の形態を取る場合があり、10〜95%、または25〜70%の有効成分を含有する場合がある。経口製剤の場合、コレラ毒素が興味深い製剤パートナーである(また、可能なコンジュゲーションパートナーでもある)。
膣内投与用に調合する場合、キメラVLPワクチンは、ペッサリー、タンポン、クリーム、ゲル、ペースト、フォーム、またはスプレーの形態であり得る。前出の製剤のうちのいずれもが、キメラVLPに加えて、担体など、当技術分野で適切であることが公知の薬剤を含有し得る。
一部の実施形態では、キメラVLPを、全身送達用に調合する場合もあり、局所送達用に調合する場合もある。このような製剤は、当技術分野において周知である。非経口媒体には、塩化ナトリウム溶液、リンゲルデキストロース、デキストロースおよび塩化ナトリウム、乳酸加リンゲル液、または固定油が包含される。静脈内媒体には、流体および栄養物質補給剤、電解質補給剤(リンゲルデキストロースに基づく補給剤など)などが包含される。全身投与経路および局所投与経路には、例えば、皮内経路、局所適用経路、静脈内経路、筋肉内経路などが包含される。
キメラVLPは、中性製剤または塩ベースの製剤を包含するワクチンへと調合することができる。薬学的に許容される塩には、酸添加塩(ペプチドの遊離アミノ基と共に形成され、また、例えば、塩酸もしくはリン酸などの無機酸、または酢酸、シュウ酸、酒石酸、マンデル酸などの有機酸と共に形成される)が包含される。遊離カルボキシル基と共に形成される塩はまた、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カルシウム、または水酸化鉄などの無機塩基、また、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、プロカインなどの有機塩基に由来し得る。
ワクチンは、剤形に適合した形で、また、治療的に有効であり免疫原性となる量で投与することができる。投与量は、例えば、個体の免疫系が免疫反応を誘発する能力、および所望される防御の程度を包含する、治療される対象に依存する。適切な用量範囲は、1回のワクチン接種当たりの有効成分が数百マイクログラムのオーダーであり、例示的な範囲は、約0.5μg〜1000μgの範囲、またはさらに1μg〜500μgの範囲、または、約10μg〜100μgの範囲など、約0.1μg〜2000μgの範囲である(1〜10mgの範囲にある高量も意図される)。初回投与および追加投与に適するレジメンもまた可変的であるが、初回投与にその後の接種または他の投与が続く形が典型的である。
適用方式は多様に変化させることができる。従来のワクチン投与方法のうちのいずれもが適用可能である。これらには、固体の生理学的に許容されるベース上における経口適用、または注射など、生理学的に許容される分散剤による非経口適用が包含される。ワクチンの用量は、投与経路に依存し、ワクチン接種される人の年齢、および抗原製剤により変化する。
ワクチン製剤の一部は、製剤自体でワクチンとして十分に免疫原性であるが、他の製剤では、該ワクチンがアジュバント物質をさらに包含すると、免疫反応が増強される場合がある。
とりわけ、鼻腔内ベース、経口ベース、または肺内ベースの送達製剤の場合、送達および免疫原性を改善するには、粘膜付着を改善する送達剤を用いることもできる。このような化合物である、キチンのN−脱アセチル化形態であるキトサンは、多くの医薬製剤で用いられる(32)。それが粘液線毛クリアランスを遅延させ、粘膜による抗原の取込みおよびプロセシングのためにより多くの時間を許容する能力のために、キトサンは、鼻腔内におけるワクチン送達にとって魅力的な粘膜付着剤である(33、34)。加えて、キトサンは、密着結合を一過性に開口させ、これにより、NALTへの抗原の経上皮輸送が増強され得る。近年のヒト試験では、キトサンを伴うが、さらなるアジュバントは伴わずに、三価の不活化インフルエンザワクチンを鼻腔内投与したところ、筋肉内接種後に得られたセロコンバージョンおよびHI力価をごくわずかに下回るセロコンバージョンおよびHI力価がもたらされた(33)。
キトサンはまた、遺伝子的に解毒したE. coli易熱性エンテロトキシンの突然変異体であるLTK63など、鼻腔内において良好に機能するアジュバントと共に調合することもできる。これにより、キトサンにより付与される送達および付着の利益の上に、免疫刺激効果が付加され、その結果、粘膜反応および全身反応の増強をもたらす(35)。
最後に、キトサン製剤はまた、ワクチンの安定性を改善し、さらに、粘液線毛クリアランスにおいて液体製剤を上回る遅延を結果としてもたらすことが示されている乾燥粉末フォーマットでも調製することができることに注目すべきである(42)。これは、キトサンと共に調合された、鼻腔内用乾燥粉末によるジフテリア毒素ワクチンを伴う、近年のヒト臨床試験において見られ、ここで、鼻腔内経路は、従来の筋肉内経路と同程度に有効であり、分泌性IgA反応の利益が付加された(43)。該ワクチンはまた、忍容性も極めて良好であった。キトサンおよびMPLを含有する炭疽菌用の鼻腔内乾燥粉末ワクチンは、ウサギにおいて、筋肉内接種より強力な反応を誘導し、また、エアゾールによる胞子投与に対しても防御的であった(44)。
鼻腔内ワクチンは、下気道に対してより良好に作用する非経口投与ワクチンに対して、上気道および下気道に作用し得るので、好ましい製剤を表わす。これは、アレルゲンベースのワクチンには忍容性を誘導し、また、病原体ベースのワクチンには免疫性を誘導する点で有益である。
鼻腔内ワクチンは、上気道および下気道の両方において防御をもたらすのに加え、注射針による接種の煩雑さを回避し、また、粒子抗原および/または可溶性抗原が、鼻咽頭関連リンパ組織(NALT)と相互作用することを介して、粘膜および全身における体液性反応および細胞性反応の両方を誘導する手段をもたらす(16〜19)。歴史的に、鼻腔内経路は、非経口接種ほど有効ではなかったが、新規の送達製剤であるキメラVLPおよびアジュバントを用いることにより、この枠組みが変わりつつある。実際、鼻腔粘膜内にはシアル酸を含有する受容体が豊富であるため、鼻腔内送達には、機能性の赤血球凝集素ポリペプチドを含有するキメラVLPがとりわけよく適しており、その結果、HA抗原の結合が増強され、粘液線毛クリアランスが低減される可能性をもたらす。
アジュバント
ワクチンに対するアジュバント効果を達成する各種の方法が公知であり、本明細書で開示されるキメラVLPと共に用いることができる。一般的な原理および方法は、「The Theory and Practical Application of Adjuvants」、1995年、Duncan E. S. Stewart−Tull(編)、John Wiley & Sons Ltd.、ISBN 0−471−95170−6において詳述されており、また、「Vaccines: New Generation Immunological Adjuvants」、1995年、Gregoriadis Gら(編)、Plenum Press、New York、ISBN 0−306−45283−9においても詳述されている。
一部の実施形態では、キメラVLPワクチンが、重量ベースの比率約10:1〜約1010:1のキメラVLP:アジュバント、例えば、約10:1〜約100:1、約100:1〜約10:1、約10:1〜約10:1、約10:1〜約10:1、約10:1〜約10:1、約10:1〜約10:1、約10:1〜約10:1、約10:1〜約10:1、または約10:1〜約1010:1のキメラVLP:アジュバントで、少なくとも1つのアジュバントと混合したキメラVLPを包含する。当業者は、アジュバントに関する情報、また、最適の比を決定する日常的実験に関する情報により、適切な比率を容易に決定することができる。
アジュバントの例示的な例には、toll様受容体(TLR)アゴニスト、モノホスホリル脂質A(MPL)、合成脂質A、脂質Aの模倣体または類似体、アルミニウム塩、サイトカイン、サポニン、ムラミルジペプチド(MDP)誘導体、CpGオリゴ、グラム陰性菌のリポ多糖(LPS)、ポリホスファゼン、エマルジョン、水中油エマルジョン、ビロソーム、コクリエート、ポリ(ラクチド−co−グリコリド)(PLG)マイクロ粒子、ポロキサマー粒子、マイクロ粒子、およびリポソームが包含され得るがこれらに限定されない。アジュバントは、細菌由来の外毒素ではないことが好ましい。好ましいアジュバントは、3DMPL、CpGオリゴヌクレオチド、またはQS21など、Th1型反応を刺激するアジュバントである。
Salmonellaに由来する、脂質Aの非毒性誘導体であるモノホスホリル脂質A(MPL)は、ワクチンアジュバントとして開発された、強力なTLR−4アゴニストである(Evansら、2003年)。マウスによる前臨床研究では、鼻腔内MPLが、分泌性ならびに全身性の体液反応を増強することが示されている(Baldridgeら、2000年;Yangら、2002年)。MPLはまた、120,000例を超える患者による臨床研究でも、ワクチンアジュバントとして安全かつ有効であることが分かっている(Baldrickら、2002年;2004年)。MPLは、TLR−4受容体を介して自然免疫の誘導を刺激し、したがって、グラム陰性菌およびグラム陽性菌、ウイルス、および寄生虫を包含する、広範な範囲にわたる感染性病原体に対して、非特異的な免疫反応を誘発することが可能である(Baldrickら、2004年;Persingら、2002年)。鼻腔内製剤中にMPLを包含することにより、ウイルス感作に由来する非特異的な免疫反応を誘発する自然反応が迅速に誘導される一方で、該ワクチンの抗原成分により生成させる特異的反応が増強される。
したがって、一実施形態では、本発明が、モノホスホリル脂質A(MPL(登録商標))または3−O−脱アシル化モノホスホリル脂質A(3 De−O−acylated monophosphoryl lipid A)(3D−MPL(登録商標))を、後天免疫および自然免疫の増強剤として含む組成物を提供する。化学的に述べると、3D−MPL(登録商標)とは、4位アシル化鎖、5位アシル化鎖、または6位アシル化鎖との3−O−脱アシル化モノホスホリル脂質Aの混合物である。3−O−脱アシル化モノホスホリル脂質Aの好ましい形態は、参照により本明細書に組み込まれる、欧州特許第0689454B1号(SmithKline Beecham Biologicals SA)において開示されている。別の実施形態では、本発明が、合成脂質A、BioMiraによるPET Lipid Aなど、脂質Aの模倣体もしくは類似体、またはTLR−4アゴニストと同様に機能するようにデザインされている合成誘導体を含む組成物を提供する。
アジュバントの例示的な例は、キメラVLPのポリペプチドコンポーネントと共発現させるか、または該ポリペプチドコンポーネントと融合させて、キメラポリペプチドを生成させることにより、本明細書で説明されるキメラVLPに容易に添加し得るポリペプチドアジュバントである。鞭毛の主要なタンパク質成分である細菌性フラジェリンは、それが、toll様受容体であるTLR5を介する先天性免疫系により認識されるために、アジュバントタンパク質としてますます注目を集めているアジュバントである(65)。TLR5を介するフラジェリンシグナル伝達は、DCの成熟化および移動の他、マクロファージ、好中球、および腸上皮細胞の活性化も誘導することにより、先天性免疫機能および後天性免疫機能の両方に影響を及ぼし、その結果、炎症促進メディエーターを生成させる(66〜72)。
TLR5は、免疫学的圧力に応答するその突然変異を除外し、このタンパク質に固有であり、また、鞭毛機能に必要とされる、フラジェリン単量体内における保存的構造を認識する(73)。該受容体は、100fMの濃度に対して感受性であるが、完全な線維は認識しない。鞭毛が単量体へと解体されることが、結合および刺激に必要とされる。
アジュバントとしてのフラジェリンは、非経口投与または鼻腔内投与された異種抗原に対する防御反応を誘導する強力な活性を有し(66、74〜77)、また、DNAワクチンに対するアジュバント効果もまた報告されている(78)。マウスまたはサルにおいてフラジェリンを用いると、Th2バイアス(これは、インフルエンザなどの呼吸器ウイルスには適切である)は観察されるが、IgE誘導の証拠は観察されていない。加えて、サルにおける鼻腔内投与または全身投与後における、局所炎症反応または全身炎症反応も報告されていない(74)。TLR5を介して、MyD88依存的な形でなされるフラジェリンシグナル、およびTLRを介する、他のすべてのMyD88依存的シグナルは、Th1バイアスを結果としてもたらすことが示されている(67、79)ため、フラジェリンを使用した後で誘発される反応におけるTh2の特徴は、ある意味で驚くべきことである。フラジェリンに対して予め存在する抗体が、アジュバントの有効性に対してさほどの影響を及ぼさない(74)ことから、フラジェリンは、複数回使用のためのアジュバントとして魅力的となっていることが重要である。
近年における鼻腔内ワクチン試験における共通の主題は、ワクチンの有効性を改善するアジュバントおよび/または送達系の使用である。このような一研究では、遺伝子的に解毒したE. coli易熱性エンテロトキシンアジュバント(LT R192G)を含有するインフルエンザH3ワクチンが、H5による感作に対してヘテロ亜型的な防御を結果としてもたらしたが、これは、鼻腔内送達後に限られた。防御は、交差中和抗体の誘導に基づき、これにより、新たなワクチンの開発における鼻腔内経路についての重要な示唆が示された(22)。
サイトカイン、コロニー刺激因子(例えば、GM−CSF、CSFなど);腫瘍壊死因子;インターロイキン−2、インターロイキン−7、インターロイキン−12、インターフェロン、および他の同様の増殖因子は、ポリペプチドコンポーネントと混合または融合させることにより、キメラVLPワクチン内に容易に包含され得るので、これらもまたアジュバントとして用いることができる。
一部の実施形態では、本明細書で開示されるキメラVLPワクチン組成物が、5’−TCG−3’配列を含む、核酸のTLR9リガンド;イミダゾキノリンのTLR7リガンド;置換グアニンのTLR7/8リガンド;ロキソリビン、7−デ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、イミキモド(R−837)、およびレシキモド(R−848)などの他のTLR7リガンドなど、Toll様受容体を介して作用する他のアジュバントを包含し得る。
ある種のアジュバントは、樹状細胞などのAPCによるワクチン分子の取込みを促進し、これらを活性化する。非限定的な例は、免疫標的化アジュバント;毒素、サイトカイン、およびマイコバクテリア派生物などの免疫調節アジュバント;油製剤;ポリマー;ミセル形成アジュバント;サポニン;免疫刺激複合体マトリックス(ISCOMマトリックス);粒子;DDA;アルミニウムアジュバント;DNAアジュバント;MPL;および封入アジュバントからなる群から選択される。
アジュバントのさらなる例には、緩衝生理食塩液中0.05〜0.1パーセントの溶液として一般的に用いられる水酸化物またはリン酸などのアルミニウム塩(ミョウバン)(例えば、Nicklas(1992年)Res. Immunol.143巻:489〜493頁を参照されたい)、0.25パーセントの溶液として用いられる糖の合成ポリマー(例えば、Carbopol(登録商標))との混合物、それぞれ、70℃〜101℃の範囲の温度で30秒間〜2分間にわたる熱処理によるワクチン中のタンパク質の凝集物などの薬剤が包含され、また、架橋形成剤による凝集物も可能である。ペプシン処理した、アルブミンに対する抗体(Fab断片)との再活性化による凝集物、C. parvumまたはグラム陰性菌の内毒素もしくはリポ多糖コンポーネントなどの細菌細胞との混合物、モノオレイン酸マンニド(Aracel A)などの生理学的に許容される油媒体中におけるエマルジョン、または保護置換基として用いられる、ペルフルオロカーボン(Fluosol−DA)の20パーセント溶液によるエマルジョンもまた用いることができる。スクアレンおよびIFAなどの油との混合物もまた用いることができる。
DDA(ジメチルジオクタデシルアンモニウムブロミド)は、アジュバントの興味深い候補物質であるが、フロイントの完全アジュバントおよびフロイントの不完全アジュバントの他、QuilAおよびQS21などのキラヤサポニンもまた興味深い。さらなる可能性には、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)、およびトレオニルムラミルジペプチド(tMDP)など、リポ多糖のポリ[ジ(カルボキシレートフェノキシ)ホスファゼン(poly[di(earboxylatophenoxy)phosphazene)(PCPP)誘導体が包含される。例えば、3−O−脱アシル化モノホスホリル脂質Aなどのモノホスホリル脂質Aをアルミニウム塩と併せた組合せを包含する、主にTh1型の反応をもたらすリポ多糖ベースのアジュバントを用いることもできる。MPL(登録商標)アジュバントは、GlaxoSmithKlineから市販されている(例えば、米国特許第4,436,727号;同第4,877,611号;同第4,866,034号;および同第4,912,094号を参照されたい)。
リポソーム製剤もまた、アジュバント効果を付与することが知られており、したがって、リポソームアジュバントは、キメラVLPと併用して用いることができる。
免疫刺激複合体マトリックス型(ISCOM(登録商標)マトリックス)アジュバントは、とりわけ、この型のアジュバントが、APCによるMHCクラスII発現を上方制御することが可能であるため、キメラVLPと共に用いることもできる。ISCOMマトリックスは、Quillaja saponariaに由来する(場合によって画分された)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なる。VLP中のものなどの免疫原性タンパク質と混合する場合、結果として得られる粒子状製剤は、サポニンが60〜70%w/wを占めることが可能であり、コレステロールおよびリン脂質が10〜15%w/w、およびタンパク質が10〜15%w/wを占めることが可能な、ISCOM粒子として公知の製剤である。免疫刺激複合体の組成および使用に関する詳細は、例えば、アジュバントを扱う上述の教科書中に見出し得るが、また、Morein Bら、1995年、Clin. Immunother.3巻:461〜475頁の他、Barr I GおよびMitchell G F、1996年、Immunol. and Cell Biol.74巻:8〜25頁も、完全な免疫刺激複合体を調製するのに有益な教示を提供している。
本明細書で開示されるキメラVLPワクチンとのアジュバントの組合せにおいて用い得るサポニンには、それらがiscom形態にある場合であれ、そうでない場合であれ、米国特許第5,057,540号、および「Saponins as vaccine adjuvants」、Kensil, C. R.、Crit Rev Ther Drug Carrier Syst、1996年、12巻(1〜2号):1〜55頁;およびEP0362279B1で説明される、Quil Aと称する、Quillaja Saponaria Molinaの樹皮に由来するサポニン、ならびにそれらの画分が包含される。Quil Aの例示的な画分は、QS21、QS7、およびQS17である。
β−エスシンは、キメラVLPのアジュバント組成物中で用いる別の溶血性サポニンである。エスシンは、メルクインデックス(第12版:登録番号3737)において、ラテン名:Aesculus hippocastanumであるトチノキの種子内で発生するサポニンの混合物として説明されている。クロマトグラフィーおよび精製(Fiedler、Arzneimittel−Forsch.4巻、213頁(1953年))による、およびイオン交換樹脂(Erbringら、米国特許第3,238,190号)によるその単離が、説明されている。エスシンの画分は精製されており、生物学的に活性であることが示されている(Yoshikawa Mら(Chem Pharm Bull(東京)、1996年8月;44巻(8号):1454〜1464頁))。β−エスシン(escin)はまた、エスシン(aescin)としても公知である。
キメラVLPにおいて用いる別の溶血性サポニンは、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版:登録番号3204)において、Digitalis purpureaの種子に由来し、また、Gisvoldら、J.Am.Pharm.Assoc.、1934年、23巻、664頁;およびRuhenstroth−Bauer、Physiol.Chem.、1955年、301巻、621頁において説明される手順により精製されるサポニンとして説明されている。その使用は、コレステロールを判定するための臨床試薬であると説明されている。
アジュバント効果を達成する別の興味深い可能性は、Gosselinら、1992年において説明される技法を用いることである。略述すると、本明細書で開示されるキメラVLPの抗原などの関与抗原の提示は、該抗原を、単球/マクロファージ上におけるF受容体に対する抗体(または抗原に結合する抗体断片)にコンジュゲートすることにより増強することができる。とりわけ、抗原と抗FRIとのコンジュゲートは、ワクチン接種のための免疫原性を増強することが示されている。該抗体は、キメラVLPのポリペプチドコンポーネントのうちのいずれか1つに対する融合体としての発現によることを包含する生成後において、または該生成の一部として、キメラVLPにコンジュゲートすることができる。
他の可能性は、標的化物質および免疫調節物質(すなわち、サイトカイン)の使用を伴う。加えて、ポリI:Cなど、合成のサイトカイン誘導物質もまた用いることができる。
適切なマイコバクテリア派生物は、ムラミルジペプチド、フロイントの完全アジュバント、RIBI(Ribi ImmunoChem Reserch Inc.、Hamilton、Mont.)、ならびに、TDMおよびTDEなど、トレハロースのジエステルからなる群から選択することができる。
適切な免疫標的化アジュバントの例には、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(上記の議論を参照されたい)、マンノース、Fab断片、ならびにCTLA−4が包含される。
適切なポリマーアジュバントの例には、デキストランなどの炭水化物、PEG、デンプン、マンナン、およびマンノース;塑性ポリマー;ならびにラテックスビーズなどのラテックスが包含される。
免疫反応を調節するさらに別の興味深い方法は、「仮想リンパ節」(VLN)(ImmunoTherapy、Inc.、360 Lexington Avenue, New York、N.Y. 10017−6501により開発された、特許品の医療デバイス)内に免疫原(場合によって、アジュバント、ならびに薬学的に許容される担体および媒体と併せて)を包含することである。VLN(細長型の管状デバイス)は、リンパ節の構造および機能を模倣する。VLNを皮下に挿入することにより、サイトカインおよびケモカインの急増による無菌的炎症部位が創出される。T細胞およびB細胞の他、APCも、危険シグナルに応答し、炎症部位へと至り、VLNの多孔性マトリックスの内部に蓄積される。VLNを用いると、抗原に対する免疫反応を誘発するのに必要とされる抗原用量が低下し、VLNを用いるワクチン接種により付与される免疫的防御が、Ribiをアジュバントとして用いる従来の免疫化を凌駕することが示されている。この技法は、Gelber Cら、1998年、「Elicitation of Robust Cellular and Humoral Immune Responses to Small Amounts of Immunogens Using a Novel Medical Device Designated the Virtual Lymph Node」、「From the Laboratory to the Clinic、梗概、1998年10月12〜15日、Seascape Resort、Aptos Calif.」において略述されている。
キメラVLPと共に、オリゴヌクレオチドをアジュバントとして用いることができ、少なくとも3つ以上の、またはさらに、少なくとも6つ以上のヌクレオチドで隔てられた2つ以上のジヌクレオチドによるCpGモチーフを含有することができる。CpGを含有するオリゴヌクレオチド(ここで、CpGジヌクレオチドは、メチル化されていない)は、主にTh1反応を誘導する。このようなオリゴヌクレオチドは周知であり、例えば、WO96/02555、WO99/33488、ならびに米国特許第6,008,200号および同第5,856,462号において説明されている。
このようなオリゴヌクレオチドによるアジュバントは、デオキシヌクレオチドであり得る。ある実施形態では、該オリゴヌクレオチド内のヌクレオチド骨格は、ホスホロジチオエート結合であるか、またはホスホロチオエート結合であるが、骨格結合を混合したオリゴヌクレオチドを包含する、ホスホジエステル骨格、およびPNAなど他のヌクレオチド骨格も用いることができる。ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドまたはホスホロジチオエートを生成させる方法は、米国特許第5,666,153号、米国特許第5,278,302号、およびW095/26204において説明されている。
例示的なオリゴヌクレオチドは、以下の配列を有する。配列は、ホスホロチオエート修飾されたヌクレオチド骨格を含有することができる。
Figure 0005917402
代替的なCpGオリゴヌクレオチドには、これらに対する重要でない欠失または付加を伴う上記の配列が包含される。アジュバントとしてのCpGオリゴヌクレオチドは、当技術分野で公知である任意の方法(例えば、EP468520)により合成することができる。例えば、自動合成器を用いてこのようなオリゴヌクレオチドを合成し得る。このようなオリゴヌクレオチドによるアジュバントは、10〜50塩基の長さであり得る。別のアジュバント系は、CpGを含有するオリゴヌクレオチドと、サポニン誘導体との組合せを伴い、特に、CpGとQS21との組合せが、WO00/09159において開示されている。
多くの単相または複相のエマルジョン系が説明されている。エマルジョンが、キメラVLPの構造を破壊しないように、当業者は、キメラVLPと共に用いられるこのようなエマルジョン系を容易に適合させることができる。水中油エマルジョンによるアジュバントは、それ自体、アジュバント組成物として有用であることが示唆されており(EPO399843B)、また、水中油エマルジョンと他の活性薬剤との組合せも、ワクチン用のアジュバントとして説明されている(WO95/17210;WO98/56414;WO99/12565;WO99/11241)。油中水エマルジョン(米国特許第5,422,109号;EP0480982B2)、および水中油中水エマルジョン(米国特許第5,424,067号;EP0480981B)など、他の油エマルジョンによるアジュバントが説明されている。
本明細書で説明されるキメラVLPと共に用いられる油エマルジョンによるアジュバントは、天然の場合もあり、合成の場合もあり、また、無機性の場合もあり、有機性の場合もある。鉱油および有機油の例は、当業者に容易に明らかであろう。
任意の水中油組成物が、ヒトへの投与に適するためには、エマルジョン系の油相が、代謝性油を包含していてよい。代謝性油という用語の意味は、当技術分野において周知である。代謝性とは、「代謝により変換可能であること」と定義することができる(「Dorland’s Illustrated Medical Dictionary」、W.B. Sanders Company、第25版(1974年))。油は、受容者に毒性でなく、代謝により変換可能な、任意の植物油、魚油、動物油、または合成油であることが可能である。堅果(ラッカセイ油など)、種、穀類が、植物油の一般的な供給源である。合成油も用いることができ、これらには、NEOBEE(登録商標)および他の油など、市販の油が包含され得る。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、サメの肝油中に高量で見出され、また、オリーブ油、コムギ胚種油、コメぬか油中、および酵母に低量で見出される不飽和油であり、キメラVLPと共に用いることができる。スクアレンは、コレステロールの生合成における中間体であるという事実により、代謝性油である(「メルクインデックス」、第10版、登録番号8619)。
例示的な油エマルジョンは水中油エマルジョンであり、特に、水中スクアレンエマルジョンである。
加えて、キメラVLPと共に用いる油エマルジョンによるアジュバントには、油であるα−トコフェロール(ビタミンE、EP0382271B1)などの、抗酸化剤が包含され得る。
WO95/17210およびWO99/11241は、場合によって、免疫刺激剤であるQS21および/または3D−MPLと共に調合される、スクアレン、α−トコフェロール、およびTWEEN 80(TM)に基づくエマルジョンによるアジュバントを開示している。WO99/12565は、油相へのステロールの添加による、これらのスクアレンエマルジョンに対する改善を開示している。加えて、エマルジョンを安定化させるために、トリカプリリン(C27H50O6)などのトリグリセリドを、油相へと添加することができる(WO98/56414)。
安定的な水中油エマルジョン中で見出される油滴のサイズは、光子相関分光分析により測定したときに、1ミクロン未満であってよく、実質的に30〜600nmの範囲内、実質的に直径約30〜500nm、または、実質的に直径150〜500nm、また、特に直径約150nmであり得る。この点で、油滴数の80%がこれらの範囲内にあるものとし、油滴数の90%、または油滴数の95%超が規定のサイズ範囲内にある。油エマルジョン中に存在する成分の量は、従来、スクアレンなどの油が2〜10%の範囲内にあり;また、存在する場合、アルファトコフェロールが2〜10%であり、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエートなどの界面活性剤が0.3〜3%である。油:アルファトコフェロールの比は、より安定的なエマルジョンがもたらされるため、1以下であり得る。SPAN 85(TM)もまた、約1%のレベルで存在し得る。一部の場合には、本明細書で開示されるキメラVLPワクチンが、安定化剤をさらに含有することが有利であり得る。
水中油エマルジョンを生成させる方法は、当業者に周知である。一般に、該方法は、油相を、PBS/TWEEN80(登録商標)溶液などの界面活性剤と混合し、その後、ホモジナイザーを用いるホモジナイゼーションを包含するステップを包含するが、該混合物に、シリンジ針内を2回流過させるステップを含む方法が、小容量の液体をホモジナイズするのには適切であることが、当業者には明らかであろう。同様に、当業者は、microfluidizer(M110S型マイクロ流体生成器、最大入力圧6バールで2分間にわたり、最大50回の流過(約850バールの出力圧))内で乳化過程を適合させれば、より低量または高量のエマルジョンを生成させることができるであろう。この適合は、必要とされる直径の油滴を有する調製物が達成されるまで、結果として得られるエマルジョンの測定を含む日常的な実験により達成し得るであろう。
本明細書で開示されるキメラVLPによるワクチン調製物は、該ワクチンを、鼻腔内投与、筋肉内投与、腹腔内投与、皮内投与、経皮投与、静脈内投与、または皮下投与を介して投与することにより、ウイルス感染を受けやすいか、またはこれを患う、哺乳動物またはトリを防御または治療するのに用いることができる。ワクチン調製物を全身投与する方法には、従来のシリンジおよび注射針、または固体ワクチンを弾道送達するためにデザインされたデバイス(WO99/27961)、または注射針なしの高圧液体ジェットデバイス(米国特許第4,596,556号;米国特許第5,993,412号)、または経皮パッチ(WO97/48440;WO98/28037)が包含され得る。キメラVLPワクチンはまた、皮膚に貼付することもできる(経皮(transdermalまたはtranscutaneous)送達、WO98/20734;WO98/28037)。したがって、本明細書で開示されるキメラVLPワクチンは、キメラVLPワクチンまたはアジュバントによる組成物を予め充填した全身投与用の送達デバイスを包含する。したがって、哺乳動物またはトリなどの個体において免疫反応を誘導する方法であって、本明細書で説明されるキメラVLP組成物のうちのいずれかを含み、また、場合によって、アジュバントおよび/または担体を包含するワクチンを該個体へと投与するステップを含み、該ワクチンが、非経口経路または全身経路により投与される方法が提供される。
キメラVLPによるワクチン調製物は、該ワクチンを、経口/経消化管経路、または経鼻経路などの粘膜経路を介して投与することにより、ウイルス感染を受けやすいか、またはこれを患う、哺乳動物またはトリを防御または治療するのに用い得る。代替的な粘膜経路は、膣内経路および直腸内経路である。粘膜投与経路は、経鼻経路を介し、鼻腔内ワクチン接種と称することができる。免疫化される個体の鼻咽頭内へと、ワクチンの液滴形態、スプレー形態、または乾燥粉末形態を投与することを包含する、鼻腔内ワクチン接種の方法は、当技術分野において周知である。噴霧化またはエアゾール化されたワクチン製剤が、本明細書で開示されるキメラVLPワクチンの形態として可能性があるものである。経口投与用の胃液耐性のカプセルおよび顆粒などの腸溶製剤、直腸内投与または膣内投与用の坐剤もまた、本明細書で開示されるキメラVLPワクチンの製剤である。
本明細書で開示される、例示的なキメラVLPによるワクチン組成物は、ヒトへの適用に適する経粘膜ワクチンのクラスを表わし、経粘膜ワクチン接種により全身ワクチン接種を代替する。
キメラVLPワクチンはまた、経口経路を介して投与することもできる。このような場合、薬学的に許容される賦形剤にはまた、アルカリ性緩衝液、または腸溶性のカプセルもしくはマイクロ顆粒も包含され得る。キメラVLPワクチンはまた、膣内経路によっても投与することができる。このような場合、薬学的に許容される賦形剤には、乳化剤、CARBOPOL(登録商標)などのポリマー、また、膣内クリームおよび膣内坐剤である他の公知の安定化剤も包含され得る。キメラVLPワクチンはまた、直腸内経路によっても投与することができる。このような場合、賦形剤には、直腸内坐剤を形成するために当技術分野で公知のワックスおよびポリマーも包含され得る。
代替的に、キメラVLPによるワクチン製剤は、キトサン(上記で説明した)または他のポリカチオンポリマー、ポリラクチド粒子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ベースのポリマーマトリックス、多糖または化学修飾した多糖からなる粒子、リポソームおよび脂質ベースの粒子、グリセロールモノエステルからなる粒子などからなるワクチン媒体と組み合わせることができる。サポニンはまた、コレステロールの存在下において調合し、リポソームまたはISCOMなどの粒子構造を形成することもできる。さらに、サポニンは、非粒子状の溶液もしくは懸濁液中、または小ラメラリポソームもしくはISCOMなどの粒子状構造内において、ポリオキシエチレンエーテルまたはポリオキシエチレンエステルと併せて調合することができる。
本明細書で説明されるキメラVLPを用いる医薬組成物およびワクチン組成物中で用いられる、さらなる例示的なアジュバントには、SAF(Chiron、Calif.、United States)、MF−59(Chiron、例えば、Granoffら(1997年)Infect Immun.65巻(5号):1710〜1715頁を参照されたい)、SBASシリーズのアジュバント(例えば、SB−AS2(SmithKline Beechamのアジュバントシステム番号2;MPLおよびQS21を含有する水中油エマルジョン);SBAS−4(SmithKline Beechamのアジュバントシステム番号4;ミョウバンおよびMPLを含有する);SmithKline Beecham、Rixensart、Belgiumから市販されている)、Detox(Enhanzyn(登録商標))(GlaxoSmithKline)、RC−512、RC−522、RC−527、RC−529、RC−544、およびRC−560(GlaxoSmithKline)、ならびに、係属中の米国特許継続出願第08/853,826号、および同第09/074,720号において説明されるものなど、他のアミノアルキルグルコサミニド4−リン酸(AGP)が包含される。
アジュバントの他の例には、HunterによるTiterMax(登録商標)アジュバント(CytRx Corp.、Norcross、Ga.);Gerbuアジュバント(Gerbu Biotechnik GmbH、Gaiberg、Germany);ニトロセルロース(NilssonおよびLarsson(1992年)Res. Immunol.143巻:553〜557頁);Seppic ISAシリーズのモンタニドアジュバント(例えば、ISA−51、ISA−57、ISA−720、ISA−151など;Seppic、Paris、France)など、鉱油エマルジョン、非鉱油エマルジョン、油中水エマルジョン、または水中油エマルジョンを包含する、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)エマルジョンベースの製剤;およびPROVAX(登録商標)(IDEC Pharmaceuticals);OM−174(脂質Aと関連するグルコサミンジサッカリド);Leishmaniaの伸長因子;CRL 1005など、ミセルを形成する非イオン性のブロックコポリマー;ならびにSyntexアジュバント製剤が包含されるがこれらに限定されない。例えば、O’Haganら(2001年)Biomol Eng.18巻(3号):69〜85頁;および「Vaccine Adjuvants: Preparation Methods and Research Protocols」D. O’Hagan編(2000年)、Humana Pressを参照されたい。
他の例示的なアジュバントには、一般式
HO(CHCHO)−A−R (I)
[式中、nは1〜50であり、Aは結合または−C(O)−であり、RはC1〜50アルキル、またはフェニルC1〜50アルキルである]のアジュバント分子が包含される。
一実施形態は、一般式(I)[式中、nは1〜50、4〜24、または9であり;R成分はC1〜50、C〜C20アルキル、またはC12アルキルであり;また、Aは結合である]のポリオキシエチレンエーテルを含むワクチン製剤からなる。ポリオキシエチレンエーテルの濃度は、0.1〜20%、0.1〜10%、または0.1〜1%の範囲であるものとする。例示的な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−ステアリルエーテル(polyoxyethylene−9−steoryl ether)、ポリオキシエチレン−8−ステアリルエーテル、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ラウリルエーテルなどのポリオキシエチレンエーテルは、メルクインデックス(第12版;登録番号7717)で説明されている。これらのアジュバント分子は、WO99/52549で説明されている。
所望の場合、上記の一般式(I)に従うポリオキシエチレンエーテルを、別のアジュバントと組み合わせることができる。例えば、アジュバントの組合せは、上記で説明したCpGを包含し得る。
本明細書で開示されるキメラVLPワクチンと共に用いるのに適する、薬学的に許容される賦形剤のさらなる例には、水、リン酸緩衝生理食塩液、等張性緩衝液が包含される。
開示される組成物および方法は、以下の非限定的な実施例を参照することにより、よりよく理解されるであろう。本明細書で説明される通り、本発明は、場合によって、抗原またはアジュバントに連結した、さらなるVLP会合ポリペプチドを含む、キメラVLPを包含する。以下の実施例では、キメラVLPを包含する、本発明の代表的な実施形態が説明される。
(実施例1)
MLV gag+RSV F VLPをシュードタイピングする試み
本例は、細胞質テール領域を欠くRSV融合(F)糖タンパク質の切断形、またはインフルエンザ赤血球凝集素に由来する膜貫通領域および細胞質テール領域を含有するハイブリッドFタンパク質を哺乳動物細胞により発現させる結果として、RSV Fを含有するエンベロープウイルス様粒子(VLP)が形成されることを裏付ける。
本例は、RSV F糖タンパク質を、マウス白血病ウイルスGag遺伝子産物を共発現する哺乳動物細胞、およびマウス白血病ウイルスGag遺伝子産物を共発現しない哺乳動物細胞において発現させるようにデザインした。RSV Fを、該細胞から出芽するエンベロープGag VLPへと組み込むことを期待した。
プラスミドp3.1−RSVFTにより、その細胞質テールは欠くが、天然の膜貫通ドメインは含有する、Fの切断形(RSVFT)をコードさせた。p3.1−RSVFTのマップを図16に示し、RSVFTのコード配列を以下の通りに示す。
Figure 0005917402
天然のRSV F遺伝子は、細胞の細胞質において複製され、したがって、細胞の核においては適切に発現しないと予測される、パラミクソウイルスに由来するので、RSVFTのコード配列は、特製の合成DNA断片として合成し、ウイルスからはクローニングしなかった。コードされるRSVFTのアミノ酸配列は、以下の通りである(シグナルペプチドおよび膜貫通ドメインを大文字とする)。
Figure 0005917402
プラスミドp3.1−shFv1により、A型インフルエンザに由来する赤血球凝集素H5の膜貫通ドメインおよび細胞質テールへと融合させたRSV Fの外部ドメインからなるハイブリッドタンパク質をコードさせた。図1は、p3.1−shFv1のマップを示し、shFv1のコード配列は以下の通りである。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
shFv1のアミノ酸配列は、以下の通りである(シグナルペプチドのコード配列、ならびにHAの膜貫通および細胞質テールの配列を大文字で示す)。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
RSVFTと同様に、shFv1のコード配列を、DNA合成により生成させた。
プラスミドp3.1−shFv2により、A型インフルエンザに由来する赤血球凝集素H5の膜貫通ドメインおよび細胞質テールへと融合させたRSV Fの外部ドメインからなるハイブリッドタンパク質をコードさせた。shFv2は、インフルエンザHAに由来する膜貫通領域およびテール領域が4アミノ酸長い点で、shFv1とは異なる。図2は、p3.1−shFv2のプラスミドマップを示す。shFv2のコード配列は以下の通りである。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
shFv2のアミノ酸配列は、以下の通りである(シグナルペプチドのコード配列、ならびにHAの膜貫通および細胞質テールの配列を大文字で示す)。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
shFv2のコード配列を、DNA合成により生成させた。
プラスミドp3.1−Gagにより、マウス白血病ウイルスに由来するGag遺伝子産物をコードさせた。図3は、p3.1 Gagのプラスミドマップを示す。プラスミドp3.1−GagによるGagのコード配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
MLV Gagのアミノ酸配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
Gag遺伝子は、プラスミドpAMS(ATCC)内に見出される、MLVのゲノムに由来する天然クローンを表わす。
10cmの組織培養ディッシュ8つに、10%のウシ胎仔血清を補充したダルベッコ改変イーグル培地中で培養した293−F細胞を播種した。細胞が約95%のコンフルエンス(単層培養物)に達したら、以下の通り、各ウェルに合計4μgのプラスミドDNAをトランスフェクトした。
1.DNAなし
2.4μgのp3.1−Gag
3.4μgのp3.1−RSVFT
4.4μgのp3.1−shFv1
5.4μgのp3.1−shFv2
6.2μgのp3.1−RSVFT+2μgのp3.1−Gag
7.2μgのp3.1−shFv1+2μgのp3.1−Gag
8.2μgのp3.1−shFv2+2μgのp3.1−Gag
プラスミドDNAは、製造元の推奨に従い、LIPOFECTAMINE(TM)2000(Invitrogen)を用いてトランスフェクトした。トランスフェクションの8時間後、トランスフェクション培地を、CD293無血清培地で置換し、培養を継続した。トランスフェクションの48時間後、RSV F発現ベクターのうちのいずれかをトランスフェクトした細胞を含有するすべてのディッシュが、著明なレベルの合胞体(融合細胞)を呈示し、適正にフォールドしたFの表面発現と符合した。トランスフェクションの48時間後、ピペッティングにより細胞を解離させ、細胞および培地を収集した。その膜への統合状態にある、適正にフォールドしたF抗原を認識するマウスモノクローナル抗体(9C5)により細胞を染色した後、フローサイトメトリーにより、細胞表面におけるRSV F抗原活性の発現をさらに裏付けた。蛍光によりF−陽性細胞を検出するために、細胞を、フィコエリトリンへとコンジュゲートしたヤギ抗マウス二次抗体とさらに反応させた。図4は、フローサイトメトリーの実施によるヒストグラムを示すが、これにより、Gagベクターを伴うF発現ベクター、およびGagベクターを伴わないF発現ベクターのうちのいずれかをトランスフェクトした細胞におけるFの著明な表面発現レベルが裏付けられる。これらのデータは、トランスフェクトされた細胞の集団における合胞体の存在と符合し、細胞表面における、適正にフォールドしたF抗原の存在を裏付ける。
トランスフェクトされた細胞から収集した増殖培地を、2000rpmで5分間にわたり遠心分離して合胞体および任意の細胞破砕物を取り出し、このステップに由来する上清を、トリス緩衝生理食塩液中に30%のスクロースクッション上、100,000×gで1時間にわたり遠心分離し、Gag遺伝子および/またはF遺伝子が発現する結果として培地中に放出された可能性のある任意のVLPを回収した。このステップに由来する100,000×gのペレットを、トリス緩衝生理食塩液中に再懸濁させ、さらなる解析を行った。
この超遠心分離ステップに由来する再懸濁ペレットを、ウェスタンブロット解析にかけ、VLP形成の指標としてのGag産物の存在を検出した。p3.1−Gagベクター単独をトランスフェクトした細胞に由来する試料中では、著明量のGag産物が検出されたが、F遺伝子ベクターのうちのいずれかと組み合わせてp3.1−Gagをトランスフェクトした細胞に由来するペレット中で見出されるGagの量が顕著に低減されていたことは、予測外であった。この結果は、F遺伝子産物の発現が、Gag産物の出芽機能になんらかの形で干渉することと符合する。
その後、再懸濁させた超遠心分離ペレットにおけるF抗原の存在を、ELISAにより以下の通りに検証した。再懸濁させた各超遠心分離ペレット試料を、Nunc MAXISORP(TM)平底96ウェルELISAプレートの行A中の単一のウェルに投入し、各試料を、該プレートの各列に沿って2倍に系列希釈した。4℃で一晩にわたるコーティングの後、0.05%のTWEEN 20(TM)を含有するPBS(PBS−T)により3回にわたりプレートを洗浄し、次いで、STARTING BLOCK(TM)(PBS)(Pierce、Biotechnology)によりブロッキングした。ブロッキングの後、STARTING BLOCK T20(TM)(Pierce)中で1:1000に希釈したモノクローナル抗体9C5 100μlを各ウェルに投入し、室温で3時間にわたりプレートをインキュベートした。プレートを再度洗浄し、STARTING BLOCK T20(TM)中で1:1000に希釈したヤギ抗マウスHRPコンジュゲート抗体(Southern Biotech)100μlを各ウェルに添加し、室温で1.5時間にわたりインキュベートした。PBS−Tによる最終的な洗浄(3回にわたる)の後、100μlのABTS試薬(Pierce)を添加することによりプレートを現像し、室温で45分間にわたりインキュベートした。
図5は、F遺伝子単独によるトランスフェクション、およびF遺伝子+Gag遺伝子によるトランスフェクションのいずれに由来する100,000×gペレットにおいても、著明レベルのRSV F抗原が検出されたことを観察し得る、このELISAの結果を示す。RSV F遺伝子単独をトランスフェクトした細胞に由来するペレットでは、より大量のRSV F抗原活性が観察されたことは重要であり、かつ、予測外のことである。これらのデータは、Gag発現の非存在下においてF遺伝子単独を発現させる結果として、F抗原を保有するVLPが形成されることを裏付ける。これはまた、FおよびGagを共発現させる結果として、おそらくはFによるGagの出芽に対する干渉のために、Gagの出芽が抑制されるという上記の観察とも符合する。
(実施例2)
HIV−1 Gag+RSV F VLPのシュードタイピング
本例は、RSV F糖タンパク質のGPIアンカー形でシュートタイピングしたHIV−1 Gag VLPの生成を裏付ける。
材料および方法
プラスミドp3.1−bruGagは、HIV−1のbru株に由来するHIV−Gag産物をコードする合成配列を含有する。このプラスミドでは、CMV即初期プロモーターが使用されており、一過性トランスフェクションによる発現研究に適する。図6は、p3.1−bruGagのマップを示す。bruGagのコード配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
p3.1−bruGagによりコードされるアミノ酸配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
プラスミドp3.1−F−GPIは、RSVのA2株に由来するRSV F糖タンパク質のGPIアンカー形をコードする合成配列を含有する。このプラスミドは、膜貫通ドメインおよび細胞質テールドメインをコードするF遺伝子配列を欠失させ、かつ、これらを、ヒトカルボキシペプチダーゼMに由来するGPIアンカーシグナルをコードする配列で置換することにより構築した。図7は、p3.1−F−GPIのマップを示す。F−GPIのコード配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
p3.1−F−GPIによりコードされるアミノ酸配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
プラスミドp3.1−bruGagおよびp3.1−F−GPIを、単独で、または様々な比で(1:1、3:1、および9:1のGag対F比で)互いに組み合わせて、293F細胞へとトランスフェクトした。各トランスフェクションでは、293F細胞を単層として増殖させるT75培養フラスコを使用した。製造元により説明される通り、トランスフェクションには、LIPOFECTAMINE(TM)2000を使用した。トランスフェクションの約6時間後、DMEM+10%FBS増殖培地を、CD293無血清培地で置換した。トランスフェクションの48時間後、増殖培地を収集し、低速遠心分離により破砕物を除去し、その後、トリス緩衝生理食塩液(TBS)中20%のスクロースクッションを介する100,000×gでの遠心分離により、培地中のVLPを回収した。ペレット化させた物質をTBS中に再懸濁させ、HIV−1 GagおよびRSV抗原に特異的な抗体を用いるウェスタンブロット解析にかけた。
結果
図8は、Gagについてのウェスタンブロットを示し、図9は、RSVについてのウェスタンブロットを示す。Gagについてのウェスタンブロット(図8)は、Gag遺伝子ベクターを単独でトランスフェクトした場合であれ、Fベクターと組み合わせてトランスフェクトした場合であれ、すべての培養物中に豊富な量のGag産物が存在することを示す。比を1:1とする培養物中では、Gag遺伝子産物の収量がある程度低減されたが、MLV Gagの場合のように、RSV Fの発現により、HIV Gag遺伝子の発現およびVLPの出芽が遮断されることはなかった。図9に示す通り、ペレット試料中では、RSV F抗原が検出され、該試料中で見出されるF抗原の量は、HIV−1 GagをRSV Fと共に発現させた培養物において顕著に増大した。共発現するGagの存在下において、高分子量F抗原の放出がこのように増大したことにより、F抗原でHIV−1 Gag VLPがシュードタイピングされることの証拠が得られた。RSVについてのウェスタンブロットでは、Gag産物がバックグラウンドバンドとして現れ、これは、コンジュゲートされた二次抗体がGag産物に対して示す、ある低レベルの交差反応性に起因する可能性が高いことに注目すべきである。
(実施例3)
シュードタイプHIV−1 Gag+RSV F(GPI)VLPのスケールアップ
本例では、RSV F糖タンパク質のGPIアンカー形でシュートタイピングしたHIV−1 Gag VLPを大スケールで生成させることについて説明する。
材料および方法
LIPOFECTAMINE(TM)2000を用いて、T175フラスコ6つ分の293F細胞に、p3.1−bruGagおよびp3.1−F−GPIを、3:1の比(Gag対F比)でトランスフェクトした。トランスフェクションの約8時間後、トランスフェクション培地(DMEM+10%FBS)を、CD293培地で置換した。トランスフェクションの48時間後、増殖培地を回収し、破砕物を除去し、20%のスクロースクッションを介して、10℃、100,000×gで1時間にわたり遠心分離して、VLPをペレット化させた。VLPペレットをTBS中で再懸濁させ、20〜60%の段階的なスクロース勾配上で層化させ、10℃、100,000×gで1時間にわたり遠心分離した。SDS−PAGEにより勾配画分を解析し、Gag含有画分を同定した。ピークのGag含有画分をプールし、TBSによりスクロースを3倍に希釈し、10℃、100,000×gで1時間にわたる再度の遠心分離により、VLPを濃縮した。次いで、試料をTBS中に再懸濁させ、SDS−PAGE、ウェスタンブロット法、およびELISAにより解析した。
結果
図10は、顕著なbruGagバンド(約57Kd)、およびGPIアンカーFと符合するより低分子量のバンド(約61Kd)を明らかにする、銀染色されたSDS−PAGEゲル(左パネル)を示す。Fバンドの識別は、ウェスタンブロット法により確認した(図10、右パネル)。VLP試料をELISAプレート上で系列希釈し、RSV F特異的中和モノクローナル抗体であるSynagis(MedImmune)と反応させるELISAにより、F抗原の存在についてのさらなる証拠を得た。図11にELISAデータを示すが、ここでは、スクロースによりバンド形成させたVLPが、Synagis抗体に対するそれらの反応性において、RSVの生ウイルスによるシグナルと類似のシグナルを誘発した。
(実施例4)
シュードタイプHIV−1 Gag+RSV F(切断型)VLPのスケールアップ
本例では、細胞質テールの切断形を含有するRSV F糖タンパク質でシュートタイピングしたHIV−1 Gag VLPを大スケールで生成させることについて説明する。
材料および方法
LIPOFECTAMINE(TM)2000を用いて、T175フラスコ8つ分の293F細胞に、p3.1−bruGagおよびp3.1−RSVFTを、3:1の比(Gag対F比)でトランスフェクトした。プラスミドp3.1−FTは、RSV F糖タンパク質の細胞質テール切断形をコードする合成断片を含有する。図12は、p3.1−RSVFTのマップを示す。Fをコードする配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
コードされるFのアミノ酸配列は、以下の通りである(N末端のシグナルペプチド、およびC末端の膜貫通ドメインに下線を付す)。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
トランスフェクションの約8時間後、トランスフェクション培地(DMEM+10%FBS)を、CD293培地で置換した。トランスフェクションの48時間後、増殖培地を回収し、破砕物を除去し、20%のスクロースクッションを介して、10℃、100,000×gで1時間にわたり遠心分離して、VLPをペレット化させた。VLPペレットをTBS中で再懸濁させ、20〜60%の段階的なスクロース勾配上で層化させ、10℃、100,000×gで1時間にわたり遠心分離した。SDS−PAGEにより勾配画分を解析し、Gag含有画分を同定した。ピークのGag含有画分をプールし、TBSによりスクロースを3倍に希釈し、10℃、100,000×gで1時間にわたる再度の遠心分離により、VLPを濃縮した。次いで、試料をTBS中に再懸濁させ、SDS−PAGE、ウェスタンブロット法、およびELISAにより解析した。
結果
図13は、顕著なbruGagバンド(約57Kd)、および切断形Fと符合するより低分子量のバンド(約61Kd)を明らかにする、銀染色されたSDS−PAGEゲル(左パネル)を示す。Fバンドの識別は、ウェスタンブロット法により確認した(図13、右パネル)。VLP試料をELISAプレート上で系列希釈し、Synagis RSV F特異的中和モノクローナル抗体(MedImmune)と反応させるELISAにより、F抗原の存在についてのさらなる証拠を得た。図14にELISAデータを示すが、ここでは、スクロースによりバンド形成させたVLPが、Synagis抗体に対するそれらの反応性において、RSVの生ウイルスによるシグナルと類似のシグナルを誘発した。
スクロースによりバンド形成させたVLP試料はまた、陰性染色を介して電子顕微鏡にもかけた。代表的な顕微鏡写真を図15に示すが、これにより、VLP出芽エンジンとしてHIV−1 Gagポリタンパク質前駆体を用いることから予測される通り、未成熟(プロセシングされていない)Gagコアを含有する、一様なエンベロープ粒子の存在が明らかにされる。
(実施例5)
シュードタイプHIV−1 Gag+RSV F VLPの免疫原性
本例は、RSV FでシュードタイピングされたHIV Gag VLPにより、マウスにおいて中和抗体反応が誘導されることを裏付ける。
材料および方法
実施例3で説明した通りに、RSV F−GPIでシュートタイピングしたHIV−1 Gag VLPを調製し、マウスを免疫化するのに用いた。マウス各々に4週間の間隔を置いて2回ずつの免疫化を施したが、各回の免疫化は、約0.5μgのF抗原を含有する、TBS中のVLPからなった。2回目の免疫化の2週間後、血清試料を回収し、RSVプラーク低減(ウイルス中和)アッセイに用いた。平均125プラーク形成単位(pfu)のウイルスからなるRSV生ウイルスのアリコートを、対照のRSV中和抗体、または免疫化マウスもしくは対照マウスに由来する血清の系列希釈液で処理した。次いで、抗体で処理したウイルス接種物を、96ウェルプレートの個々のウェルのVero細胞に添加し、37℃で48時間にわたりプレートをインキュベートして、非中和ウイルスによって細胞を感染させた。48時間後、細胞を固定することにより、RSVの増殖プラークを同定し、これらを、ヤギRSV特異的ポリクローナル抗体と反応させた。
結果
この実験によるデータを図16に示すが、ここでは、列1および2が、それぞれ、対照のSynagis抗体およびヤギ抗RSV抗体により呈示されるRSV中和活性を示す。列3および4は、中和活性が見られなかった陰性対照マウスの血清を表わす。列5〜10は、6匹の免疫化マウス中6匹において著明な中和活性が観察された、VLP免疫化マウス血清を表わす。最後に、列11および12は、中和活性が予測も観察もされなかった、非処理RSV接種物を表わす。これらのデータにより、RSV F抗原を含有するシュードタイプVLPが、著明なRSV特異的中和抗体反応を誘導し得ることが裏付けられた。
(実施例6)
シュードタイプALV Gag+RSV F(切断形)VLP
本例では、RSV FでシュートタイピングしたALV Gag VLPの生成を裏付ける。HIV−1 Gag(レンチウイルス)に加えて、トリ白血病ウイルス(ALV、アルファレトロウイルス)のGag産物をコードするベクターも構築した。HIVウイルスのビリオンが脂質ラフトドメインから出芽し、HIV−1 Gagが脂質ラフトを標的とし得ることは認識されているが、ALV Gag産物については同様のデータが欠如している。
材料および方法
RSV F糖タンパク質で、ALV Gagなど、アルファレトロウイルス粒子をシュードタイピングし得るかどうかを決定するために、ALV Gagをコードするベクターを生成させた。プラスミドp3.1−alvGag−dPRは、そのC末端におけるプロテアーゼドメインを欠くALV Gag遺伝子産物をコードする合成配列を含有する。ALVなどのアルファレトロウイルスは、他の大半のレトロウイルスの場合におけるPolポリタンパク質ではなく、Gagポリタンパク質の一部として、それらのプロテアーゼドメインを含有する。該プロテアーゼドメインは、VLPの出芽にとって不要なので、最終ベクター内には包含しなかった。図17は、p3.1−alvGag−dPRのマップを示す。ヌクレオチドによるコード配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
コードされるアミノ酸配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
プラスミドp3.1−alvGag−dPRおよびp3.1−RSVFTを、個別に、または1:1、3:1、および9:1の比(Gag対F比)で併せて、293F細胞へとトランスフェクトした。トランスフェクションの48時間後、培地を収集し、破砕物を除去し、10℃、100,000×gで1時間にわたりVLPをペレット化させた。上記で説明したモノクローナル抗体であるSynagisを用いるELISAを介して、再懸濁させたペレットを、RSV F抗原活性について解析した。
結果
図18に示すデータにより、p3.1−alvGag−dPRにp3.1−RSVFTを加えて組み合わせた結果、p3.1−RSVFT単独の発現について見られるよりはるかに多くのSynagis反応性VLPの放出がもたらされることが裏付けられた。したがって、RSV F抗原は、それ自体におけるある程度のVLP出芽活性を裏付ける一方で、レンチウイルスおよびアルファレトロウイルスのいずれに由来するGag産物にもシュードタイピングされ得る。
(実施例7)
HIV−1 Gagをコードするベクターと、alvGag−dPRをコードするベクターとにおける、RSV FでシュートタイピングしたVLPの生成の比較
本例では、シュードタイピングされたHIV−1 Gag+RSV F VLPの生成を、alvGag−dPR+RSV F VLPの生成と比較する。
材料および方法
プラスミドp3.1−alvGag−dPRを、1:1および3:1の比で、p3.1−RSVFTと共に、293F細胞へと共トランスフェクトした。加えて、プラスミドp3.1−bruGagを、3:1の比で、p3.1−RSVFTと共に293F細胞へと共トランスフェクトした。トランスフェクションの72時間後、培地を収集し、破砕物を除去し、10℃、100,000×gで1時間にわたりVLPをペレット化させた。上記で説明したモノクローナル抗体であるSynagisを用いるELISAを介して、再懸濁させたペレットを、RSV F抗原活性について解析した。
結果
これらのデータを図19に示すが、これにより、3つのトランスフェクションすべてにおいて、同様の量のSynagis反応性VLPが検出されたことが示され、これにより、alvGag−dPR発現ベクターが、RSV FでシュートタイピングしたVLPを生成させることに関して、HIV Gag発現ベクターと同等に有効であることが裏付けられた。
(実施例8)
RSV FによりMPMV−Gag、BVL−Gag、およびEIAV−Gagをシュードタイピングする試み
本例では、他のレトロウイルスに由来するGagタンパク質が、RSV FでシュートタイピングしたVLPを生成させるのに有効であるかどうかを決定しようと試みる。
材料および方法
DNA配列解析により確認された、特製の合成Gagコード配列断片を用いて、メイソンファイザーサルウイルス(MPMV、ベータレトロウイルス)、ウシ白血病ウイルス(BLV、デルタレトロウイルス)、およびウマ感染性貧血ウイルス(EIAV、レンチウイルス)によるGag産物をコードするベクターを構築した。これらのベクターを、Fをコードするベクターであるp3.1−RSVFTと共に、3:1の比(Gag:F)で293F細胞へと共トランスフェクトした。トランスフェクションの72時間後、培地を収集し、破砕物を除去し、10℃、100,000×gで1時間にわたりVLPをペレット化させた。上記で説明したモノクローナル抗体であるSynagisを用いるELISAを介して、再懸濁させたペレットを、RSV F抗原活性について解析した。
結果
データを図20に示すが、F特異的なモノクローナル抗体を使用するELISAアッセイにより決定される通り、RSV FでシュートタイピングしたVLPの放出に関して、3つの代替的なGag産物をコードするベクターが、alvGagと同様に機能することはなかったことが裏付けられた。MPMV Gag、BLV Gag、およびEIAV Gagをコードするベクターにより得られる、Fの微弱なELISAシグナルは、Fタンパク質の自己出芽(Gagに依存しない出芽)活性が通常検出される、RSV Fを単独で発現させた後に得られることが典型的なシグナルと同様であった。MPMV Gag、BLV Gag、およびEIVA Gagが、F粒子の放出を著明に増進させることができなかったことは、そのGag産物がRSV Fによるシュードタイプを形成せず、したがって、Fと共発現させたときに、RSV Fを含有する粒子の放出を増大させないことが示された、MLV Gagによる結果と同様である。さらに、データは、MLV Gag、MPMV Gag、BLV Gag、およびEIAV Gagの発現が、RSV F発現の存在下で抑制されることを示し、これは、これらのGagによるVLPの生成とRSV F発現とが不適合性であることを示す。
(実施例9)
プロテアーゼが無欠なalvGagのalvGag−dPRとの比較
alvGag−dPRに加えて、そのC末端におけるプロテアーゼ活性が無欠な、完全alvGagも、RSV Fタンパク質でシュートタイピングしたVLPを形成し得る。これは、p3.1−alvGag−dPR(FLまたはFTを加えた)によるトランスフェクション後におけるVLPの放出と、p3.1−alvGag(FLまたはFTを加えた)によるトランスフェクション後におけるVLPの放出と、p3.1−alvGag−dPRおよびp3.1−alvGag(FLまたはFTを加えた)の混合物によるトランスフェクション後におけるVLPの放出とを対比するトランスフェクション実験において裏付けられた。図21は、レトロウイルスプロテアーゼ活性が無欠な、完全alvGagポリタンパク質をコードするプラスミドp3.1−alvGagのマップを示す。ヌクレオチドによるコード配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
コードされるアミノ酸配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
トランスフェクション後、培地上清から破砕物を除去し、30%のスクロースクッションを介して、VLPをペレット化させた。VLPをフィルター上で捕獲し、次いで、RSV特異的抗体と反応させ、西洋ワサビペルオキシダーゼにコンジュゲートした二次抗体を用いて現像する、底部が0.2ミクロンのフィルターであるELISAプレートを用いるELISAアッセイにより、VLPにおいて放出されるF抗原量の定量化を実施した。アッセイの結果を図22に示すが、これにより、Fをコードするプラスミドを共トランスフェクトした後に培地へと放出される高分子量RSV F抗原活性の量に関して、プラスミドp3.1−alvGag−dPRおよびp3.1−alvGagの効能が同様であることが示される。また、10:1または3:1の比でp3.1−alvGag−dPRおよびp3.1−alvGagを使用する場合に培地へと放出されるRSV F抗原活性の量も同様であった。図23は、これらのトランスフェクションの各々におけるALV Gagタンパク質についての状況を示す。予測される通り、p3.1−alvGag−dPRをトランスフェクトすると、顕著な61kDのバンドが結果として得られ、これは、無欠なGag−dPRポリタンパク質の発現と符合する(レーン1および2)。残りのレーンは、p3.1−alvGag、またはp3.1−alvGagおよびp3.1−alvGag−dPRによる組合せをトランスフェクトすると、顕著な27kDのバンドが結果として得られ、これは、レトロウイルスによるプロテアーゼ活性が存在するためにGagがプロセシングされることと符合することを表わす。
p3.1−alvGag−dPRおよびp3.1−alvGagの組合せ(alvGag−dPR対alvGag対RSVFT比を10:1:3とする)と共にp3.1−RSVFTを共トランスフェクトした細胞におけるVLPの生成についての最終的な確認を図24に示すが、ここでは、このようなトランスフェクションに由来するVLPを、トリス緩衝食塩液中に30%〜60%のスクロース層間において100,000×gで1時間にわたりバンド形成させることにより精製した。VLPを、ニトロセルロースでコーティングした300メッシュの銅製グリッドに適用し、2%w/vの酢酸ウラニルで陰性染色して、電子顕微鏡により解析した。図24における顕微鏡写真は、エンベロープVLPの存在を示す。
(実施例10)
RSV FでシュートタイピングしたALV Gag VLPは、マウスにおいて中和抗体反応を誘導する
RSVの「FT」または「FL」を含有するALV Gag VLPを、p3.1RSVFTまたはp3.1−RSVFLと共に、細胞にp3.1−alvGag−dPRをトランスフェクトした後のHEK293細胞から調製した。「Gag」対「F」のプラスミドDNAトランスフェクションの比を3:1とした。3日目に収集した増殖培地から、30%のスクロースクッションを介して、100,000×gで遠心分離することにより、F抗原を含有するVLPをペレット化させ、次いで、20〜60%の不連続なスクロース勾配上でバンド形成させた。含有するF抗原が1μg未満であるVLPのアリコートを、各種のマウス株を免疫化するのに用いたが、この場合、各マウスには、21日間の間隔を置いて、初回ワクチン接種および追加ワクチン接種を施した。各ワクチン接種物は、「FT」VLPおよび「FL」VLPの両方を含有した。追加免疫化の2週間後、血清を回収し、これを用いて、RSV特異的な抗体反応を測定した。これらのデータを図25に示すが、ここで、上パネルは、ELISAプレート上に固定化したRSVウイルス粒子を使用する、従来のELISAにおける反応性について血清を調べた、ELISAによる滴定データを示す。下パネルは、上記の例5で説明したプラーク低減アッセイを用いて測定される、ウイルス中和抗体のレベルを示す。
(実施例11)
HSV gD+ALV Gagをシュードタイピングする試み
他のエンベロープウイルスも、RSVのFタンパク質と類似の表面糖タンパク質を生成させるが、これらの糖タンパク質は、宿主細胞の受容体との接着および相互作用において機能することが可能であり、ウイルスの発症機序において極めて重要な役割を果たす。単純ヘルペスウイルス(HSV)に由来するこのような例の1つは、糖タンパク質D(gD)であり、これは、ウイルスの侵入時において、複数の宿主受容体と相互作用する(J.C. Whitbeckら、「The major neutralizing antigenic site on Herpes Simplex Virus glycoprotein D overlaps a receptor−binding domain」、1999年、J Virol 73巻(12号):9879−9890頁において総説されている)。HSV gDのサブユニットによるワクチン製剤が、HSV感染の予防についての臨床試験において調べられている(D.I. Bernsteinら、「Safety and immunogenicity of glycoprotein D−adjuvant genital herpes vaccine」、2005年、Clin Inf Disease 40巻:1271〜1281頁)。
代替的なウイルス性糖タンパク質の、ALV GagベースのVLPへのシュードタイピングを比較するために、p3.1−alvGag−dPRとの共発現研究において、HSV gD遺伝子を使用した。
材料および方法
2型ヒトHSV gD遺伝子(GeneBank GeneID:1487358)を合成し、pcDNA3.1(−)ベクター(Invitrogen)へとクローニングして、プラスミドp3.1−HSVgDを構築した。プラスミドマップを、図26に示す。核酸によるコード配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
Figure 0005917402
コードされるアミノ酸配列は、以下の通りである。
Figure 0005917402
プラスミドp3.1−HSVgDおよびp3.1−alvGag−dPRを、単独で、またはHSVgD対ALVGag比を1:1、5.6:1、および2.3:1とする組合せで、293F細胞へとトランスフェクトした。T75フラスコ内のHEK 293F単層に、LIPOFECTAMINE(TM)2000を用いて上記のDNAをトランスフェクトし、8時間にわたりインキュベートし、新鮮な無血清培地へと切り替えて48時間にわたりインキュベートした。培地上清を収集し、遠心分離して細胞をペレット化させ(500×gで3分間にわたる)、細胞破砕物をペレット化させ(4000×gで10分間にわたる)て、清明な培地上清液を生成させた。これらの試料を、ELISAによるスクリーニングにおいて直接使用するか、または30%のスクロース−TBSクッション上に上置して、超遠心分離にかけ(10℃、100,000×gで1時間にわたる)、VLPおよび多量体のタンパク質複合体をペレット化させた。超遠心分離によりペレット化した物質(すなわち、UCペレット)を、滅菌TBS中に懸濁させ、4〜12%のSDS−PAGE(NuPAGE Bis−Tris Gels、Invitrogen)上で電気泳動させ、フッ化ポリビニリデン膜へと転写し、ウェスタンブロット解析にかけた。特異的な抗体試薬:抗HSVgDモノクローナル抗体(GeneTex)およびヤギ抗p27alvGAGポリクローナル抗体(Synbiotics)により、HSVgDタンパク質およびALV Gagタンパク質の発現を追跡した。
直接的ELISA
Immunon IIマイクロ滴定プレートウェルを、被験試料または対照試料(25〜100μLの培地上清)でコーティングすることによりELISAを実施し、TBS中ですすぎ、新鮮なミルクブロック液(0.1%v/vのTween 20を含有するTBS中に5%w/vのスキムミルクおよび1%w/vのBSA)中、室温で1時間にわたりブロッキングし、TBS中ですすぎ、一次抗体(1mLのブロック液当たり1μgの抗HSVgD mAb、ブロック液中で1:1000に希釈された抗ALV Gag Ab)中、4℃で一晩にわたりインキュベートした。プレートを洗浄し(3倍濃度のTBS+0.1%のTween 20に3倍濃度のTBSを加える)、適切な二次抗体(ブロック液中で1:2000に希釈したHRPコンジュゲート抗マウス抗体またはHRPコンジュゲート抗ヤギ抗体)中、室温で1時間にわたりインキュベートし、洗浄し、クエン酸緩衝液中のo−フェニレンジアミン基質を添加した。10%の硫酸により着色現像を停止させ、490nmでプレートを読み取った。
イムノブロットアッセイ
ウェスタンブロットアッセイのステップは、以下の通りであった。フッ化ポリビニリデン(PVDF)ブロットを、新鮮なミルクブロック液(上記と同じ)中、室温で1時間にわたりブロッキングし、一次抗体(1μg/mLの抗HSVgD mAb、1:2000に希釈された抗ALV Gag pAb)中、4℃で一晩にわたりインキュベートした。ブロットを、新鮮なブロック液中で15分間ずつ3回にわたり洗浄し、ブロック液中で1:2000に希釈されたAPコンジュゲート抗マウス抗体またはAPコンジュゲート抗ヤギ抗体中、室温で1時間にわたりインキュベートした。ブロットを、pH9.5のトリス−NaCl−MgCl緩衝液中で、15分間ずつ3回にわたり洗浄し、NBT−BCIP基質中に浸漬して、着色現像にかけた。pH8.0の2mM NaEDTA中で反応を停止させ、未使用の3MM濾紙シートに挟んでブロットを乾燥させた。
電子顕微鏡法
HEK 293F細胞にHSVgDおよびalvGag−dPRをトランスフェクトすることに由来するUCペレット化物質を、ニトロセルロースでコーティングした300メッシュの銅製グリッドに適用し、2%w/vの酢酸ウラニルで陰性染色して、電子顕微鏡により解析した。SIS Soft−Imaging Systemsソフトウェアインターフェースを用いて、スケールバーを埋め込んだ8ビットのデータファイルとして、粒子画像を取り込んだ。
結果
HSVgDおよびalvGag−dPRのトランスフェクションによる上清液をスクリーニングするためのELISAデータを、図27に示す。HSVgDタンパク質は、p3.1−HSVgD構築物をトランスフェクトした細胞に由来する上清試料において、用量依存的な形で検出された。p3.1−alvGAG−dPR構築物を施されたトランスフェクト細胞はすべて、上清液中に実質的なレベルのALV Gagタンパク質を示した。マイクロ滴定ウェルを、T75のトランスフェクト細胞上清で直接的にコーティングする上清容量はわずかに25μLであったのにも関わらず、gD:GAG比を5.6:1とする、alvGAG−dPR DNAレベルが最低の(フラスコ1個当たり1.5μgの)トランスフェクションによってもなお、ポリクローナル検出試薬による強力なシグナルがもたらされた。HSVgDの検出抗体がモノクローナル抗体であり、ALV Gagの検出抗体がポリクローナル抗体であるため、発現レベルの直接的な比較は実施しなかった。
図28は、T75フラスコのサイズにおける、HEK 293F細胞による2つのトランスフェクション研究のウェスタンブロット結果を示す。以下の表1は、A〜Gのフラスコラベル、T75フラスコ1個当たりに添加されたマイクログラム単位のDNA、および結果として得られるHSVgD構築物とalvGAG−dPR構築物との比を列挙する。T75への収集物の約10%を表わすUCペレット試料を、ゲルへと二連で投入し、ブロッティングし、抗HSVgD抗体試薬および抗p27alvGAG抗体試薬によりプロービングした。データは、哺乳動物宿主細胞内における、HSVgDタンパク質およびALV Gagタンパク質の両方のDNAが用量依存的に発現することを裏付ける。上記のELISA結果で言及した通り、ALV Gagタンパク質の発現は、DNAレベルが低いとき(投入量が1.5μgである試料E)でもなお強力であった。上記で論じた通り、発現するHSVgDの質量は、予測される範囲内にある。ALV Gag(−dPR)は、図28中のブロットプロファイル(パネル(B))において分子量の大きなシグナルバンドの1つである、約60kDaで電気泳動するであろうと予測される。小さなバンドは、分解生成物である可能性が高く、大きなバンドは、NuPAGEゲル系内で完全には変性または還元されていない多量体または他のタンパク質との複合体である可能性があり、他のGagコアについても、Gagによる同様のバンド形成パターンが提示されている(例えば、HIV−Gagについての図8のブロット)。ELISAデータおよびウェスタンブロットデータは、HSVgDおよびALV Gagが、HEK 293Fトランスフェクション系内で共発現することを裏付けている。
表1
HEK293F細胞
トランスフェクション番号314−85=試料A、B、およびC
トランスフェクション番号314−91=試料D、E、F、およびG
Figure 0005917402
ALV−GagおよびRSV Fの共発現について上記で観察された結果とは異なり、ALV−GagのgDとの共発現は、ALV GagがgDでシュートタイピングしたウイルス様粒子を形成しているとすれば予測されることになる、細胞上清中の高分子量gDの放出の増大を結果としてもたらさなかった。ELISAおよびウェスタンブロットによるデータは、gDタンパク質が、ALV Gagによる粒子の出芽に依存しない形で細胞から移出し得ることを示唆する。
これらの試料中のVLPを画像化し得るかどうかを決定するために、p3.1−alvGAG−dPR単独のトランスフェクション(試料C)、p3.1−HSVgD単独のトランスフェクション(試料D)、およびgD:alvGAG−dPR比を2.3:1とするトランスフェクション(試料F)によるアリコートを電子顕微鏡法にかけた。結果を、各アリコートから取り込まれた2枚以上の光学顕微鏡写真を含有する図29、30、および31に示す。
図29は、試料C中のALV Gag(−dPR)トランスフェクト細胞により形成される典型的なレトロウイルス粒子を示す。画像化ソフトウェアによりなされた測定(n=3、個別の視野)は、71.7±2.6nmの平均VLPサイズを示唆した。
図30は、試料D中のHSVgDトランスフェクト細胞により形成される、多形でサイズにばらつきのある粒子を明らかにする。形状のうちの一部についての粒子サイズは以下の通りであった。大型の三角形の粒子またはフォールド粒子は、150〜200nmであり(黒の実線矢印)、小型の卵形〜球形の粒子は90〜120nmであった(黒の点線矢印)。自己出芽によるHSVgD糖タンパク質粒子についての知見は、自己出芽による多形のVLPをもたらす、RSV F単独による発現で得られた結果と類似の挙動を示す。
図31は、ALV Gag−dPRとの組合せでHSVgDをトランスフェクトした試料Fによる複数の光学顕微鏡写真を示す。試料Fでは、30〜50nmでもなお、より組織化された球状構造を示す粒子(1000nmのスケールバーを含有する、上部の2枚の顕微鏡写真中の黒矢印)の観察がまれであった。30nm未満のサイズでは、大半のタンパク質の構造が、組織化されておらず、不均質であると考えられた。試料スクリーニング時に、20EMの視野にわたり検討したにも関わらず、試料F中の物質のいずれも、ALV Gag単独の試料、またはHSVgD単独の試料で観察されるVLPとは類似しなかった。
試料FにおいてVLPの生成がなされないことは、少なくとも2つの視点から予測されなかった。第1に、とりわけ、沈降物質中では、ELISAデータおよびウェスタンブロットデータにより、HSVgDおよびALV Gagの各タンパク質の実質的な発現が示唆される場合に、これらのタンパク質を同じ宿主細胞内で併せて発現させると、いずれも、独立のVLP構造の作出を維持しなくなるという事実は、直観に反する。第2に、HSVgD単独の自己出芽挙動は、RSV Fと同じ部類であり、HSVgDのALV GAG−dPD VLPへのシュードタイピングも、上記の例で示される通り、哺乳動物宿主細胞におけるRSV Fによるシュードタイピングと同様に成功するであろうと予測されかねない。これらのデータは、ウイルス性糖タンパク質で、レトロウイルスのGagコアをシュードタイピングするときの困難および予測外の不適合性を例示している。
(実施例12)
SIV Gag+RSV F VLPのシュードタイピング
本例では、RSV Fを含有するキメラVLPを形成するのに、HIV Gag遺伝子産物をコードするベクターが、サル免疫不全ウイルス(アフリカングリーンモンキー)(SIVagm)のGag遺伝子産物をコードするベクターで置換されることを裏付ける。SIVagmはまた、レンチウイルスファミリーのメンバーでもある。
材料および方法
図32は、プラスミドp3.1−SIVagmGagのマップを示す。合成によるSIVagm Gagのコード配列は、以下の通りである。
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p3.1−SIVagmGagによりコードされるSIVagmGagのアミノ酸配列は、以下の通りである。
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LIPOFECTAMINE(TM)2000を用いて、T175フラスコ8つ分の293F細胞に、p3.1−SIVagmGagおよびp3.1−RSVFTを、3:1の比(Gag対F比)でトランスフェクトした。トランスフェクションの約8時間後、トランスフェクション培地(DMEM+10%FBS)を、CD293培地で置換した。トランスフェクションの72時間後、増殖培地を収集し、破砕物を除去し、20%のスクロースクッションを介して、10℃、100,000×gで1時間にわたり遠心分離して、VLPをペレット化させた。VLPペレットをTBS中で再懸濁させ、次いで、20〜60%の段階的なスクロース勾配上で層化させ、10℃、100,000×gで1時間にわたり遠心分離した。SDS−PAGEにより勾配画分を解析し、Gag含有画分を同定した。ピークのGag含有画分をプールし、TBSによりスクロースを2倍に希釈し、10℃、100,000×gで1時間にわたる再度の遠心分離によりVLPを濃縮し、次いで、TBS中で再懸濁させ、モノクローナル抗体であるSynagis(パリビズマブ)を用いるELISAにより解析した。
結果
図33にELISAデータを示すが、ここでは、スクロースによりバンド形成させたVLPが、Synagis抗体に対するそれらの反応性において、RSVの生ウイルスによるシグナルと類似のシグナルを誘発した。これらのデータは、p3・1−HIVGag発現ベクターを使用する上記の例と同様であり、Fを含有するキメラVLPを生成させるのに、HIV Gagを、SIVagm Gagで置換し得ることを裏付ける。
(実施例13)
アデノウイルスベクターの形質導入を介するシュードタイプRSV F+ALV Gag VLPの生成
HEK293細胞にプラスミドをトランスフェクトすることを介して、RSV FでシュートタイピングしたVLPを調製しても、おそらくは、十分な数のプラスミドDNAのコピーを十分な数の細胞へと送達して、頑健なGagおよびFの発現、ならびにその後のVLPの形成を誘導することができないために、大収量のVLPをもたらす結果は得られない。この欠点を是正するために、GagおよびFのコード配列を、Vero細胞など、VLPを生成させるのに適切な細胞株へと高効率で形質導入する目的で、本例では、ALV Gag遺伝子およびRSV F遺伝子を、複製欠損性の組換えアデノウイルスベクターへと挿入した。組換えアデノウイルスベクターの誘導については、以下にまとめる。
組織培養細胞においてRSV F遺伝子産物を発現させると毒性であるため、本発明者らは、HEK293ヘルパー細胞株において、RSV Fを発現する組換えアデノウイルスベクターを増殖させたなら、Fにより誘導される毒性がアデノウイルスベクターの増殖に干渉し、ウイルス収量の低下を結果としてもたらすのであろう、と推論した。同様に、本発明者らはまた、アデノウイルスベクターを増殖させるのに用いられる細胞株においてF遺伝子の発現を阻害したなら、十分な量のウイルスベクターを生成させることができ、その後、VLPの生成に適する細胞株への形質導入が可能となるであろうとも推論した。
材料および方法
ベクターを増殖させるときに、アデノウイルスベクターにおけるRSV Fの発現を阻害するために、2コピーのテトラサイクリンオペレーター配列を、そのCMVプロモーターへと挿入することにより、複製欠損性アデノウイルスベクターを誘導するのに用いられる、アデノウイルスによるシャトルベクターであるpShuttle−CMVを改変した。Fを含有するアデノウイルスベクターを、テトラサイクリンレプレッサーを発現するHEK293ベースのヘルパー細胞株において増殖させて、F発現の阻害を引き起こすように、この戦略をデザインした。改変されたシャトルベクターを、pShuttle−CMV−TOと称し、このベクターの機能マップを図34に示すが、このベクターの配列は、以下の通りである。
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GagおよびFの両方を含有する、複製欠損性の組換えアデノウイルスベクターを発生させるため、ALV Gag遺伝子のプロテアーゼ欠失形をまずpShuttle−CMVへと挿入し、RSV F遺伝子をpShuttle−CMV−TOへと挿入する結果として、それぞれ、新たなプラスミドであるpShuttle−ALV Gag−dPRおよびpShuttle−TO−FLが得られる。pShuttle−ALV−Gag−dPRのプラスミドマップを、図35に示すが、その配列は以下の通りである。
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pShuttle−TO−FLのプラスミドマップを図36に示すが、その配列は、以下の通りである。
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GagのシャトルベクターおよびFのシャトルベクターを個別に完成させた後に、これらからGagおよびFを組み合わせたシャトルベクターを誘導した。PCR法を用いて、pShuttle−TO−FLに由来する修飾プロモーターおよびFのコード配列の他、SV40のポリアデニル化配列を含有するDNA断片を生成させ、pShuttle−ALV−Gag−dPRのHpaI部位へと挿入した。この結果として、2つの遺伝子(Gag+F)が、それらの間に単一のSV40ポリアデニル化領域断片を共有しながら転写方向で逆行する、二重シャトルベクターが構築される。新たな二重シャトルベクターであるpShuttle−dPR−TO−FL−revのプラスミドマップを図37に示すが、そのヌクレオチド配列は以下の通りである。
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GagおよびFの両方をコードする、複製欠損性のアデノウイルスベクターを生成させるために、PmeIによりpShuttle−dPR−TO−FL−revを直鎖化し、次いで、それを、E1を欠失させた5型アデノウイルスゲノムへと組み換える目的で、細菌株であるBJ5183−AD−1へと電気穿孔した。アデノウイルスベクターを生成させるこれらの方法は、当業者に一般的である。小規模のコロニー(アデノウイルスゲノムへのプラスミドの組換えを示唆する)を選択し、挿入されたpShuttle−dPR−TO−FL−rev配列を含有する組換えアデノウイルスDNAを増大させ、かつ単離した。次いで、挿入されたGag遺伝子およびF遺伝子を含有する組換えアデノウイルスDNAクローンを、PacIにより消化して、細菌プラスミド配列からアデノウイルスDNAを分離し、複製欠損性アデノウイルス株を生成させる目的で、このDNAをT−Rex 293細胞へとトランスフェクトした。T−Rex 293細胞とは、Tetレプレッサー遺伝子を含有するHEK293細胞である。すべての293細胞株内に含有されるE1遺伝子により、複製欠損性アデノウイルスベクターの複製が可能となり、T−Rex 293細胞株内のTetレプレッサーにより、ウイルス増殖時におけるF遺伝子の発現が阻害される。
GagおよびFをコードするアデノウイルスベクターを、T−Rex 293細胞において単離し、増大させることに成功した後、このベクターを用いてVero細胞に形質導入し、VLPを生成させた。T175培養フラスコ内の、10%ウシ胎仔血清を含有するDMEM培地中で増殖させたVero細胞を、無血清VP−SFM培地で洗浄し、次いで、VP−SFM培地中で確立し、次いで、これに、70:1の感染倍率でGag+Fによる二重アデノウイルスベクターを形質導入した。24時間以内に、形質導入したVero細胞は、主に合胞体塊の形成からなる細胞変性効果(CPE)を示し始めた。72時間後までに、大型で浮遊する多くの合胞体が観察されるCPEが広範に示された。この時点で培地を収集し、2000rpmで10分間にわたる遠心分離により細胞破砕物を除去した。10℃、100,000×gで2時間にわたる、2段階の段階的なスクロース勾配(pH7.4のトリス緩衝生理食塩液中30%および60%のスクロース)による遠心分離を介して、培地中に存在するVLPを精製した。30%のスクロース層と60%のスクロース層との接合部において可視的バンドが観察され、これを回収した(図38(a))。
複数のT175フラスコからこのようにして精製されたVLPを、トリス緩衝生理食塩液中で2倍に希釈し、次いで、Vero細胞へと取り込まれていない、任意の残留アデノウイルスベクターを不活化させる目的で、50mcg/mlのアミノメチルトリメチルソラーレンの存在下において、3ジュールの長波長UV放射にかけた。残留ベクターを不活化させた後に、最終的な精製ステップとして、VLPに、30〜60%の段階的なスクロース勾配上で再度バンド形成させた。
結果
図38(b)は、最終的に精製されたVLP調製物に対する銀染色によるSDS−PAGE解析を示し、図39は、F1断片(還元状態)の存在を裏付ける、RSV特異的なウェスタンブロットを示す。最後に、電子顕微鏡写真(図40)は、最終調製物におけるエンベロープVLPの存在を示す。アデノウイルスの発現が、前出の例を少なくとも10倍上回る収量でもたらされたことから、ウイルス発現の改善が示される。
(実施例14)
シュードタイプALV Gag+RSV F VLPの免疫原性
本例では、RSV FでシュートタイピングしたALV Gag VLPの免疫原特性および防御特性についてさらに裏付ける。
材料および方法
RSV FでシュートタイピングしたVLPが、免疫原性であり、かつ、防御性であることをさらに裏付けるために、アデノウイルス発現系を用いる前出の例で説明した通りにVLPを調製し、コトンラットによるワクチン接種感作モデルに使用した。上記で説明した通りに生成させた、RSV FでシュートタイピングしたGag VLPに加えて、ALV Gag遺伝子だけを含有するアデノウイルスベクターを用いる、Gagだけを伴うVLP試料も生成させた。後者の、RSV F抗原を欠く「ネイキッド」VLPのバッチを、FでシュートタイピングしたGag VLPの場合と同様の形で生成させ、かつ精製し、これらを陰性対照ワクチンとして利用した。
無病原体の特殊な雌コトンラットを用いて、各々12匹ずつの動物からなる5つの免疫化群を使用する免疫化試験をデザインした。5つの免疫化群には、それぞれ、以下のワクチンを割り当てた。
1.VLP(投与1回当たり3μgのF抗原、30μgの全VLPタンパク質)
2.VLP+MPLアジュバント(投与1回当たり3μgのF抗原、30μgの全VLPタンパク質、50μgのモノホスホリル脂質Aによるアジュバント)
3.GagだけによるVLP(投与1回当たり60μgの全VLPタンパク質)
4.RSVの生ウイルス(陽性対照:投与1回当たり1×10pfuのA型RSVの生ウイルス)
5.ナイーブ(陰性対照群:ワクチン接種なし)
ワクチン接種群1〜3には、上記で説明した0日目および21日目に、初回ワクチン接種および追加ワクチン接種を施した。群4の動物には、0日目にRSVの生ウイルスによる単回のワクチン接種を施し、21日目の追加接種は行わなかった。群5のナイーブ動物には、ワクチン投与を施さなかった。
追加免疫化の2週間後(35日目)に、血清試料を回収し、標準的なウイルスマイクロ中和アッセイで、RSV特異的な中和抗体反応を解析した。
49日目に、1×10pfuのA型RSV生ウイルスにより、すべての動物を感作した。54日目(感作の5日後)に、各群から6匹ずつの動物を屠殺して、肺ホモジネート中のRSVウイルス力価を決定した。当業者に公知である標準的な技法を用いて、細胞培養物中のウイルス感染性を滴定することにより、肺ホモジネート中のウイルスを定量した。
また、肺の組織病理学測定を行うのにも、6匹の動物を屠殺した。当業者に公知の方法を用いて、肺試料をホルマリン固定し、パラフィン包埋し、H&E染色し、熟練した病理学者の手で、肺胞炎および間質性肺炎についてスライドを検証した。
結果
血清抗体反応
血清抗体反応を裏付ける結果を、図41に示す。MPLアジュバントを伴うRSV FでシュートタイピングしたVLP、およびMPLアジュバントを伴わないRSV FでシュートタイピングしたVLPにおいて、高度な中和抗体力価が観察された。Gagだけを伴うVLPによる免疫化群では中和反応が検出されなかったことから、特異的な免疫反応を誘導するのにRSV F抗原が重要であることが裏付けられる。最後に、RSV生ウイルスの陽性対照によるワクチン接種群は、低度のウイルス中和力価を呈示した。
肺組織におけるウイルス力価
肺ホモジネート中のウイルス力価を裏付ける結果を図42に示すが、ここで、ナイーブの、ワクチン接種されなかった動物が、高レベルのウイルス複製を呈示したのに対し、VLPおよびRSVの生ウイルスによりワクチン接種された動物は、感作からの著明な防御を示した。VLP+MPLにより免疫化された群では、ウイルスがまったく検出されなかった。Gagだけにより免疫化された動物では、低量の防御が観察されたが、この群ではRSV特異的な中和免疫反応が見られないので、これは、Gagだけを伴うVLPによる免疫化を介して、自然免疫が活性化された結果である可能性がある(図41)。ウイルス感作とウイルス中和とを組み合わせたデータにより、RSV FでシュートタイピングしたVLPが、ウイルス感作に対して防御的である、強力な中和免疫反応を誘導する能力が裏付けられる。
肺組織病理学測定
肺組織病理学測定のスコアを図43に示すが、これにより、VLP+MPLによるワクチン接種群およびRSVの生ウイルスによるワクチン接種群の病理学スコアが低いことが裏付けられる。MPLアジュバントの非存在下におけるVLPによる免疫化群では、中程度の病態が観察された。したがって、VLP+MPLによるワクチン製剤は、高度な中和抗体力価を誘発し、その結果として、著明な病理学的反応を伴わずに、感作に対する完全なワクチン防御をもたらすことが可能である。
さらなる参考文献
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Claims (23)

  1. レンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチドと、呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドとを含む、キメラウイルス様粒子であって、前記レンチウイルスGagポリペプチドは、サル免疫不全ウイルスまたはヒト免疫不全ウイルスのものである、キメラウイルス様粒子
  2. 前記アルファレトロウイルスGagポリペプチドが、トリ白血病ウイルスまたはラウス肉腫ウイルスに由来する、請求項1に記載のウイルス様粒子。
  3. 哺乳動物型グリコシル化をさらに含む、請求項1からのいずれか一項に記載のウイルス様粒子。
  4. 前記ウイルス様粒子と混合されたアジュバントをさらに含む、請求項1からのいずれか一項に記載のウイルス様粒子。
  5. 前記ウイルス様粒子の外部に前記アジュバントが配置される、請求項に記載のウイルス様粒子。
  6. 前記ウイルス様粒子の内部に前記アジュバントが配置される、請求項に記載のウイルス様粒子。
  7. 前記アジュバントが、前記呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドに共有結合して、共有結合を形成する、請求項からのいずれか一項に記載のウイルス様粒子。
  8. 抗RSV−F中和抗体が、前記呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドに結合する、請求項1からのいずれか一項に記載のウイルス様粒子。
  9. 前記抗RSV−F中和抗体が、パリビズマブである、請求項に記載のウイルス様粒子。
  10. さらなるVLP会合抗原をさらに含む、請求項1からのいずれか一項に記載のウイルス様粒子。
  11. 第2の抗原に連結された、さらなるVLP会合ポリペプチドをさらに含む、請求項1からのいずれか一項に記載のウイルス様粒子。
  12. キメラウイルス様粒子を生成させる方法であって、
    (a)レンチウイルスGagポリペプチドまたはアルファレトロウイルスGagポリペプチド、および呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドを発現する、1または複数の発現ベクターを併せて用意するステップであって、ここで前記レンチウイルスGagポリペプチドは、サル免疫不全ウイルスまたはヒト免疫不全ウイルスのものである、ステップと、
    (b)前記1または複数の発現ベクターを、培地中の真核細胞内に導入するステップと、
    (c)前記Gagポリペプチドおよび前記呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドを発現させて、前記キメラウイルス様粒子を生成させるステップと
    を含む方法。
  13. 前記真核細胞が、酵母細胞、哺乳動物細胞、または昆虫細胞である、請求項1に記載の方法。
  14. 前記真核細胞が、哺乳動物細胞である、請求項1に記載の方法。
  15. 前記真核細胞が培養されている前記培地から、前記ウイルス様粒子を回収するステップをさらに含む、請求項1から1のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記発現ベクターが、ウイルスベクターである、請求項1から1のいずれか一項に記載の方法。
  17. 前記ウイルスベクターが、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からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
  18. 前記ウイルスベクターがヘルパー細胞内で増殖される場合、前記呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドの発現を下方制御するか、または前記真核細胞内で前記呼吸器合胞体ウイルスFポリペプチドの発現を上方制御する、転写制御因子を、前記ウイルスベクターがさらに包含する、請求項1または1に記載の方法。
  19. 前記転写制御因子が、tetレプレッサーまたはメタロチオネイン誘導性エンハンサーである、請求項1に記載の方法。
  20. 前記真核細胞が、BHK細胞、VERO細胞、HT1080細胞、MRC−5細胞、WI 38細胞、MDCK細胞、MDBK細胞、HEK293細胞、293T細胞、RD細胞、COS−7細胞、CHO細胞、PER.C6(TM)細胞、ジャーカット細胞、HUT細胞、SUPT細胞、C8166細胞、MOLT4/クローン8細胞、MT−2細胞、MT−4細胞、H9細胞、PM1細胞、CEM細胞、骨髄腫細胞、SB20細胞、LtK細胞、HeLa細胞、WI−38細胞、L2細胞、CMT−93細胞、およびCEMX174細胞からなる群から選択される、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。
  21. 呼吸器合胞体ウイルス感染を治療または予防するための組成物であって、免疫原性量の、請求項1から1のいずれか一項に記載のウイルス様粒子、または請求項1から2のいずれか一項に記載の方法により生成させたウイルス様粒子を含む組成物。
  22. 免疫原性量の、請求項1から1のいずれか一項に記載のウイルス様粒子、または請求項1から2のいずれか一項に記載の方法により生成させたウイルス様粒子を含む医薬組成物。
  23. 呼吸器合胞体ウイルス感染に対する防御を提供するための組成物であって、免疫原性量の、請求項1から1のいずれか一項に記載のウイルス様粒子、または請求項1から2のいずれか一項に記載の方法により生成させたウイルス様粒子を含む組成物。
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