JP6535133B2 - 新規のバキュロウイルスベクター及び使用の方法 - Google Patents

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Description

本発明の分野
本発明は一般に、組換えバキュロウイルスに関する。
本発明の背景
バキュロウイルスは昆虫に感染し、ヒトには非病原性である。しかし、幅広い範囲のほ乳類及び鳥類細胞に形質導入することができる。バイオセーフティ、大きいクローニング能力、形質導入された細胞における低い細胞毒性及び非複製性、並びに操作及び生産の容易さのおかげで、バキュロウイルスは、抗ウイルス治療、がん治療、再生医療及びワクチンなどの、幅広い用途のための遺伝子送達ベクターとして、爆発的な人気を得ている。
米国特許第7,527,967号は、組換えバキュロウイルスであって、バキュロウイルスの表面上に融合異種ポリペプチドを提示しており、異種タンパク質又はウイルスに対する抗体又は免疫応答を、それを必要とする被験体において、生成する際に使用するための、組換えバキュロウイルスを開示する。その中の融合異種ポリペプチドは、異種抗原をバキュロウイルスGP64タンパク質の227〜529のカルボキシル末端アミノ酸と融合することによって作製される(図2C)。その中の構成は、B12D5結合部位を含むGP64の細胞外ドメインのかなりの部分を含む。それが免疫化において使用されると、GP64の細胞外ドメインは、免疫応答を誘発し、役に立たない抗GP64 B12D5抗体などの意図しない抗体を産生する可能性がある(Zhouら Virology 2006; 352(2): 427−437)。GP64 B12D5抗体は、目的の外来抗原ではなく、バキュロウイルス自体に対する中和抗体である。加えて、バキュロウイルスはブタに対してわずかに免疫原性である。
台湾特許第I368656号は、GP64由来のシグナルペプチド、膜貫通ドメイン及び細胞質導入ドメインを使用して抗原を提示する方法を開示している。その中の構成は、膜貫通ドメイン及び細胞質導入ドメインのみを含み、GP64の細胞外ドメインを含まない(図2D)。これは、外来抗原の発現が少なく、不活性化試薬に感受性である(Premanandら PLoS ONE 2013; 8(2): e55536)。
それ故に、不活性化試薬に感受性でなく、免疫原性が向上したバキュロウイルスベクターに特に関連する、これまでに取り組まれていなかった上述の欠点及び不備に取り組む必要性が、本技術分野において存在する。
本発明の概要
一つの態様において、本発明は、融合タンパク質をコードする導入遺伝子を含むベクターに関するものであり、融合タンパク質が、(a)融合タンパク質のN末端に位置するシグナルペプチド;(b)異種抗原;及び(c)バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域であって、少なくとも100のアミノ酸残基長を有し、且つGP64タンパク質の中央塩基性領域内に位置するB12D5結合エピトープを欠く、バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域を含み、異種抗原が、シグナルペプチドとGP64タンパク質のC末端領域との間に位置する。
本発明の一つの実施形態において、本発明のベクターが組換えバキュロウイルスである。
別の態様において、本発明は、エンベロープ上に融合タンパク質を提示する、組換えバキュロウイルスに関するものであり、融合タンパク質が、(i)異種抗原;及び(ii)バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域であって、少なくとも100のアミノ酸残基長を有し、且つGP64タンパク質の中央塩基性領域内に位置するB12D5結合エピトープを欠く、バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域を含む。
本発明の一つの実施形態において、組換えバキュロウイルスのゲノムが、融合タンパク質をコードする導入遺伝子を含み、融合タンパク質が、(a)シグナルペプチド;(b)異種抗原;及び(c)バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域を含み、抗原が、シグナルペプチドとGP64タンパク質のC末端領域との間に位置する。
本発明の別の実施形態において、導入遺伝子が、プロモーターに作動可能に連結される。
本発明の別の実施形態において、プロモーターがポリヘドリンである。
本発明の別の実施形態において、GP64タンパク質のC末端領域が、186〜220のアミノ酸長を有する。
本発明の別の実施形態において、GP64タンパク質のC末端領域が、配列番号:2、3、又は4のアミノ酸配列を欠く。
本発明の別の実施形態において、GP64タンパク質のC末端領域が、配列番号:1の293〜512のアミノ酸を含む。
本発明の別の実施形態において、GP64タンパク質のC末端領域が、配列番号:1の327〜512のアミノ酸を含む。
本発明の別の実施形態において、GP64タンパク質のC末端領域が、配列番号:1の292〜328のアミノ酸残基のN末端を有する。
本発明の別の実施形態において、シグナルペプチドが、配列番号:5、6、7、8、9、10、11、及び12からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む。
さらに別の態様において、本発明は、本発明のベクター又は組換えバキュロウイルスで形質導入された昆虫細胞又は細胞に関する。
本発明の別の実施形態において、抗原が、病原体タンパク質、がん細胞タンパク質、及び免疫チェックポイントタンパク質からなる群より選択される少なくとも1つである。
病原体は、ヒトパピローマウイルス、ブタ生殖器呼吸器症候群ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス−1、デングウイルス、C型肝炎ウイルス、B型肝炎ウイルス、ブタサーコウイルス2、ブタコレラウイルス、口蹄疫ウイルス、ニューカッスル病ウイルス、伝染性胃腸炎ウイルス、ブタ流行性下痢ウイルス、インフルエンザウイルス、仮性狂犬病ウイルス、パルボウイルス、ブタ水疱病ウイルス、ポックスウイルス、ロタウイルス、マイコプラズマ肺炎、ヘルペスウイルス、感染性気管支炎、感染性嚢胞疾患ウイルスからなる群より選択される少なくとも1つであってよい。がんは、非小細胞肺がん、乳がん、メラノーマ、リンパ腫、結腸がん、肝細胞がん、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される少なくとも1つであってよい。免疫チェックポイントは、PD−1、PD−L1、PD−L2、及びCTLA−4からなる群より選択される少なくとも1つであってよい。
本発明の別の実施形態において、抗原が、ブタコレラウイルスエンベロープ糖タンパク質E2、ブタ流行性下痢ウイルスS1タンパク質、プログラム細胞死タンパク質1、及び腫瘍関連抗原からなる群より選択される少なくとも1つである。
さらに別の態様において、本発明は、抗原特異的免疫原性応答を、それを必要とする被験体において誘発するための方法に関するものであり、この方法は、治療的に有効量の本発明のベクター又は組換えバキュロウイルスを被験体に投与するステップを含む。本発明はまた、抗原特異的免疫原性応答を、それを必要とする被験体において誘発するための、医薬品の製造における、本発明に係るベクター又は組換えバキュロウイルスの使用に関する。代わりに、本発明は、抗原特異的免疫原性応答を、それを必要とする被験体において誘発する際に使用するための、本発明に係るベクター又は組換えバキュロウイルスに関する。
これらの態様及び他の態様は、以下の図面と併せて、以下の好ましい実施形態の説明から明らかとなるであろう。しかし、その変更及び改変が、本開示の新規の概念の精神及び範囲から逸脱することなく、好んで用いられる可能性がある。
添付の図面は、本発明の1又は複数の実施形態を、本発明の原理を説明するのに役立つ説明の記載とともに示している。可能な限り、一実施形態の同じ又は類似の要素を指すために、図面全体で同じ参照番号が使用される。
図1Aは、本発明の1つの実施形態に係るバキュロウイルスベクタープラットフォーム設計を示す略図である。
図1Bは、gBac表面提示プラットフォームによって、外来抗原又は外来遺伝子を、ウイルスエンベロープ上に固定することができるだけでなく、昆虫細胞の膜画分中に発現させることもできる、ということを示す略図である。長方形はウイルスを表す。
図2Aは、完全長GP64タンパク質を示す略図である。GP64 minimum(GP64327−482)、GP64膜貫通ドメイン(TM)(GP64483−505);細胞質導入ドメイン(CTD)(GP64506−512)。
図2Bは、本発明の1つの実施形態に係るバキュロウイルスベクターを示す略図である。SP:シグナルペプチド;TM:膜貫通ドメイン、CTD:細胞質導入ドメイン。
図2Cは、アメリカ合衆国特許第7527967号に開示されるバキュロウイルスベクター設計を示す略図である。
図2Dは、台湾特許第I368656号に開示されるバキュロウイルスベクター設計を示す略図である。
図3は、ワクチン接種後に、マウスにおいてバキュロウイルスベクターにより誘導された免疫応答(左のパネル)、及びマウスにおけるE2−gBacサブユニットワクチンの中和血清(SN)力価測定(右のパネル)を示すグラフである。示される各ELISA値は、5匹のマウスからの平均値である。gBac群とBac群との間の差は、統計的に有意である(P≦0.05)。使用したバキュロウイルスの株は、AcNPVであった。用語「SN」は、中和血清を表す。用語「E2−gBac」は、図2Bのベクター設計に係る「バキュロウイルスベクターCSFV E2−gBac」を表す。用語「E2−gBac(不活性化)」は、バキュロウイルスが免疫化に使用される前に不活性化されたことを意味する。用語「E2−Bac」は、図2Dのベクター設計に係る「バキュロウイルスベクターCSFV E2−Bac」を表す。
図4は、ワクチン接種後に、ブタにおいてバキュロウイルスベクターにより誘導された免疫応答を示すグラフである。示される各ELISA値は、3匹のブタからの平均値である。gBac群とgp64群との間の差は、統計的に有意である(P≦0.05)。用語「E2−gp64」は、図2Cのベクター設計に係る「バキュロウイルスベクターCSFV E2−gp64」を表す。
図5は、バキュロウイルスベクターPEDV S1−gBacによるワクチン接種後の、3匹の特定病原体除去(SPF)ブタ中の、ブタ流行性下痢ウイルス(PEDV)に対する抗体価を示すグラフである。この3匹のSPFブタを、それぞれ番号73、74及び75とラベルした。用語「IFA」は、免疫蛍光抗体を表す。この結果は、ワクチン接種されたブタ由来の血清が、PEDウイルスによって認識されることができたことを示した。
図6A−6Bは、Sf9細胞サンプルから、CSFV E2−gBacの抗原E2(図6A)及びPEDV S1−gBacの抗原S1(図6B)が検出されたことを示す、ウエスタンブロットの写真である。
図6C−6Dは、サンプル中のhPD−1−gBacの抗原が、抗gp64 mAb(左のパネル)及びヒトPD−1抗体(右のパネル)によってそれぞれ認識及び検出されたことを示す、ウエスタンブロットの写真である。
発明の詳細な説明
本発明は、以下の実施例においてより具体的に説明されている。これらの実施例は、単なる例示であることが意図される。なぜなら、実施例における多数の改変及び変更が当業者には明らかであるためである。本発明の様々な実施形態をここで詳細に説明する。図面を参照すると、図面全体において、類似の番号は、類似の構成要素を示す。この詳細な説明において、及び以下に続く特許請求の範囲全体において使用されるように、「a」、「an」、及び「the」の意味は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数形の参照を含む。また、この詳細な説明において、及び以下に続く特許請求の範囲全体において使用されるように、「in」の意味は、文脈上他に明確に指示されない限り、「in」及び「on」を含む。さらに、読者の便宜のために、タイトル又はサブタイトルが明細書中で使用され得る。このことは、本発明の範囲に影響を与えるものではない。加えて、この明細書において使用されるいくつかの用語が、以下により具体的に定義される。
<定義>
この明細書で使用される用語は、一般に、本発明の文脈内で、及び各用語が使用される特定の文脈において、本技術分野におけるそれらの通常の意味を有する。本発明を説明するために使用されるある特定の用語が、以下で、又は本明細書の他の場所で論じられて、本発明の詳細な説明を読む実務者に追加のガイダンスを提供する。便宜上、ある特定の用語が、例えばイタリック及び/又は引用符を使用してハイライトされ得る。ハイライトの使用は、用語の範囲及び意味に影響を与えない。用語の範囲及び意味は、それがハイライトされているか否かにかかわらず、同じ文脈において同じである。同じものを複数の方法で言うことができることが理解されるだろう。従って、本明細書で論じられる用語のうち任意の1又は複数について、別の言葉及び同義語を使用してよく、また、用語が本明細書において詳細に述べられる又は論じられるかどうかには特別な意味はない。ある特定の用語についての同義語が提供される。1又は複数の同義語の使用は、他の同義語の使用を除外するものではない。本明細書で論じられる任意の用語の例を含む、この明細書のどこかでの例の使用は、例示的なものに過ぎず、本発明の範囲及び意味又は任意の例示される用語の範囲及び意味を決して限定するものではない。同様に、本発明は、この明細書で与えられる様々な実施形態に限定されない。
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術的及び科学的用語は、本発明の属する分野の当業者によって共通して理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、定義を含む本文書が統制する。
ベクターは、遺伝子材料を標的細胞に移入するために使用される、乗り物である。ウイルスベクターは、外来遺伝子材料を細胞内に送達するように改変されたウイルスである。
用語「遺伝子導入(gene transduction)」、「形質導入する(transduce)」、又は「形質導入(transduction)」は、ウイルスベクターを介して別の細胞内に外来DNAが導入されるプロセスである。
シグナル配列又はシグナルペプチド(時折、シグナル配列、標的シグナル、局在化シグナル、局在化配列、移行ペプチド、リーダー配列又はリーダーペプチドと呼ばれる)は、分泌経路に行くことになる新しく合成されたタンパク質の大部分のN末端に存在する、短鎖(5−30アミノ酸長)ペプチドである。これらのタンパク質には、ある特定のオルガネラ(小胞体、ゴルジ体又はエンドソーム)の内側に存在するか、細胞から分泌されるか、又はほとんどの細胞膜に挿入されるタンパク質が含まれる。
用語「B12D5」は、gp64に対するモノクローナル抗体を指す。B12D5は、gp64の277−287にあるKKRPPTWRHNV(配列番号:3)、又はGP64の残基271〜292(配列番号:4)の中央領域内に位置するHRVKKRPPTW(配列番号:2)の結合エピトープを有する。Zhouら(2006)Supra;Wuら(2012)「A pH−Sensitive Heparin−Binding Sequence from Baculovirus gp64 Protein Is Important for Binding to Mammalian Cells but Not to Sf9 Insect Cells」、Journal of Virology、Vol. 86 (1) 484−491を参照されたい。
プログラム細胞死タンパク質1は、PD−1及びCD279(表面抗原分類279)としても知られており、ヒトにおいてPDCD1遺伝子によってコードされるタンパク質である。PD−1は、免疫グロブリンスーパーファミリーに属する細胞表面レセプターであり、T細胞及びプロB細胞上で発現される。PD−1は、2つのリガンド、PD−L1及びPD−L2と結合する。免疫チェックポイントとして機能するPD−1は、T細胞の活性化を防止することによって免疫システムをダウンレギュレートする際に、重要な役割を果たし、これは次に自己免疫を低減し自己寛容を促進する。PD−1の阻害効果は、リンパ節の抗原特異的T細胞におけるアポトーシス(プログラム細胞死)を促進し、同時に、調節性T細胞(サプレッサーT細胞)におけるアポトーシスを低減するという二重のメカニズムによって達成される。PD−1をブロックする新規のクラスの薬物、PD−1阻害剤は、免疫システムを活性化して腫瘍を攻撃し、それ故にいくつかのタイプのがんを治療するのに使用されて様々に成功を収めている。
抗原は、病原体によって引き起こされる疾患の原因となる、又は病原体が感染した宿主において免疫学的応答を誘導することができる、病原性タンパク質、ポリペプチド又はペプチドであり得、又は腫瘍細胞で特異的に発現されるポリペプチドである腫瘍関連抗原(TAA)であり得る。抗原は、病原体又はがん細胞から選択してよく、この病原体又はがん細胞としては、ヒトパピローマウイルス(HPV)、ブタ生殖器呼吸器症候群ウイルス(PRRSV)、ヒト免疫不全ウイルス−1(HIV−1)、デングウイルス、C型肝炎ウイルス(HCV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、ブタサーコウイルス2(PCV2)、ブタコレラウイルス(CSFV)、口蹄疫ウイルス(FMDV)、ニューカッスル病ウイルス(NDV)、伝染性胃腸炎ウイルス(TGEV)、ブタ流行性下痢ウイルス(PEDV)、インフルエンザウイルス、仮性狂犬病ウイルス、パルボウイルス、仮性狂犬病ウイルス、ブタ水疱病ウイルス(SVDV)、ポックスウイルス、ロタウイルス、マイコプラズマ肺炎、ヘルペスウイルス、感染性気管支炎、又は感染性嚢胞疾患ウイルス、非小細胞肺がん、乳がん、メラノーマ、リンパ腫、結腸がん、肝細胞がん及びそれらの任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。例えば、HPV E7タンパク質(E7)、HCVコアタンパク質(HCV core)、HBV Xタンパク質(HBx)を、ワクチン開発のための抗原として選択した。抗原は、1又は複数の病原性タンパク質から選択される2以上の抗原の融合物に由来する融合抗原であってよい。例えば、PRRSV ORF6及びORF5断片の融合抗原、又はPRRSV病原体及びPCV2病原体由来の抗原の融合物。
代わりに、抗原は、PD−1、PD−L1、PD−L2、及びCTLA−4、などの阻害性免疫チェックポイントタンパク質であってよい。
用語「免疫チェックポイントタンパク質」及び「免疫チェックポイント」は交換可能である。免疫チェックポイントは、免疫システムの機能に影響を及ぼす。免疫チェックポイントは、刺激性又は阻害性である可能性がある。腫瘍は、これらのチェックポイントを使用して、免疫システムの攻撃からその身を守ることができる。チェックポイント療法は、阻害性チェックポイントをブロックし、免疫システム機能を回復することができる。調査中の1つのリガンド−レセプター相互作用は、膜貫通プログラム細胞死1タンパク質(PDCD1、PD−1;CD279としても知られる)と、そのリガンド、PD−1リガンド1(PD−L1、CD274)との間の相互作用である。細胞表面上のPD−L1は、免疫細胞表面上のPD1に結合し、免疫細胞活性を阻害する。PD−L1の機能の中には、T細胞活性に対する重要な調節性の役割がある。細胞表面上のPD−L1の(がん媒介性)アップレギュレーションが、T細胞を阻害する可能性があると思われ、このT細胞は、このように阻害しなければ攻撃する可能性がある。PD−1又はPD−L1に結合し、それ故に相互作用をブロックする抗体は、T細胞が腫瘍を攻撃するのを可能にし得る。イピリムマブは、FDAによって承認された最初のチェックポイント抗体である。これは、阻害性免疫チェックポイントCTLA−4をブロックする。
用語「治療する(treating)」又は「治療(treatment)」は、有効量の融合タンパク質を、それを必要とする被験体(この被験体は、がん又は感染を有するか、又はそのような疾患の症状又は素因を有する)に、疾患、その症状、又はその素因を治癒、軽減、緩和、矯正、改善、又は防止する目的で、投与することを指す。このような被験体は、任意の適切な診断方法の結果に基づいて、医療従事者によって同定されることができる。
用語「有効量」は、治療される被験体に治療的効果を与えるために必要とされる活性化合物の量を指す。当業者によって認識されるように、投与の経路、添加剤の使用、及び他の治療との併用の可能性に応じて、有効投与量は変化するだろう。
本発明の範囲を限定しようとするものではないが、本発明の実施形態に係る例示的な器具、装置、方法及びそれらに関連する結果を以下に示す。実施例において、タイトル又はサブタイトルが、読者の便宜のために使用される可能性があり、これは、決して本発明の範囲を限定するものではないことに留意されたい。さらに、ある特定の理論が、本明細書において提案及び開示される。しかしながら、それらの理論が正しくても間違っていても、いかなる特定の理論又は行動のスキームにも関係なく、本発明が本発明にしたがって実施される限り、それらの理論は決して、本発明の範囲を限定するものではない。
例1
ベクターの構築及び組換えバキュロウイルス、ウイルス様粒子、及びタンパク質の生成
図1AはgBacプラットフォームを示す。外来遺伝子(例えば、最適化されたブタコレラウイルス(CSFV)E2又はブタ流行性下痢ウイルス(PEDV)スパイク遺伝子)は、PCR合成によって得られ、次いでIN−FUSION(登録商標)クローニングキット(Clontech)を使用して、制限酵素部位(例えば、SacI/NotI)により、gBacベクターにクローニングすることができる。gBacベクターは、バキュロウイルス移入ベクターpBACPAK8(商標)(GENBANK(商標)受託番号U02446)に由来する。図1AのgBac表面提示プラットフォームを使用して、外来抗原又は外来遺伝子を、ウイルスエンベロープ上に固定することができ、また、昆虫細胞の膜画分中に発現させることができる(図1B)。
図2Aは完全長GP64を示す。バキュロウイルスGP64エンベロープ融合タンパク質(GP64 EFP)は、一部の(全てではない)バキュロウイルスにおける主要なエンベロープ融合糖タンパク質である。これは、感染細胞及び出芽ビリオンの両方の表面上に、ホモ三量体として見出される。バキュロウイルスはエンドサイトーシスによってその宿主細胞に入り、次いでウイルスエンベロープとエンドソーム膜との低pH誘導型融合が起こり、これによりウイルスの細胞質への侵入が可能になる。この膜融合は、そしてまた感染細胞からのビリオンの効率的な出芽は、GP64に依存する。
図2B−Dは、3種類のベクター、gBac(又はReber−gBac)、抗原−gp64(又は「gp64」と短縮され、US 7527967に開示される)、及び抗原−Bac(又は「Bac」と短縮され、TW I368656に開示される)の比較を示す。gBacベクターは、シグナルペプチド(SP)及びGP64のアミノ酸327〜513のC末端領域を使用して構築された。gp64ベクターは、SP及びGP64のアミノ酸227〜513のC末端領域を使用して構築された。Bacベクターは、昆虫シグナルペプチド(SP)、GP64のTM(膜貫通ドメイン)及びCTD(細胞質導入ドメイン)を含み、GP64細胞外ドメインアミノ酸を含まない。「SP」の前にある三角形のシンボルは、ポリヘドリンプロモーターを表し、これは挿入遺伝子の開始コドンの−1部位に位置する。
フォワードプライマー及びリバースプライマー5'-GAGCTCATGGTAAGC-3'(配列番号:19)及び5'-AGGCAGAATGCG-3'(配列番号:20)をそれぞれ使用するPCRによって、SPをコードするDNA断片を生成及び増幅した。フォワードプライマー及びリバースプライマー5'-GCGTGTCTGCTCA-3'(配列番号:21)及び5'-TTAATATTGTCTA-3'(配列番号:22)をそれぞれ使用するPCRによって、(GP64のアミノ酸327〜アミノ酸513をコードする)gp64遺伝子のC末端部分を生成及び増幅した。フォワードプライマー及びリバースプライマー5'-ATCAACAAGCTAA-3'(配列番号:23)及び5'-TTAATATTGTCTA-3'(配列番号:24)をそれぞれ使用するPCRによって、(GP64のアミノ酸227〜アミノ酸513をコードする)gp64遺伝子のC末端部分を生成及び増幅した。上記の外来遺伝子をそれぞれ、pBACPAK8(商標)移入ベクターにクローニングした。
図2B(又は図1A)のgBacプラットフォームを使用して、我々は、2種類のバキュロウイルスベクター:バキュロウイルスベクターCSFV E2−gBac及びバキュロウイルスベクターPEDV S1−gBac(図2Bの設計)を生成した。前者はブタコレラウイルス(CSFV)エンベロープ糖タンパク質E2をコードする遺伝子を形質導入し、後者はブタ流行性下痢ウイルスS1タンパク質をコードする遺伝子を形質導入する。
並列比較のために、我々はまた、図2C及び2Dのベクターを使用して、抗原CSFV E2をコードする外来遺伝子を形質導入するための、2種類の別々のバキュロウイルスベクター:バキュロウイルスベクターCSFV E2−gp64(図2Cの設計)、及びバキュロウイルスベクターCSFV E2−Bac(図2Dの設計)を生成した。
gBac、gp64、及びBacベクター(それぞれ、図2B−Dの設計)中の融合遺伝子を配列決定して、それらの同一性を確認した。組換えGP64遺伝子を含み、移入ベクター骨格を含まない組換えバキュロウイルスを、相同性組換えによって生成した。この構築及び組換えのための方法は、本技術分野において周知である。これらの組換えウイルスを使用して、抗原を調製した。改変されたGP64遺伝子を、PCRによって、多角体プロモーター下のバキュロウイルス移入ベクターに挿入して、gBacベクターを形成した。gBacベクターは2つの相同性組換え部位を有するため、gBacプラスミド及び野生型バキュロウイルスの同時導入の際に、野生型バキュロウイルスの元の多角体座がgBac配列によって置き換えられる。
例2
タンパク質発現及び抗原の精製
組換えバキュロウイルスの増殖及び感染のために、Sf9細胞を使用した。バキュロウイルスをSpodoptera frugiperda Sf−9細胞系統で増殖させ、無血清培地中で26℃で育てた。組換えバキュロウイルスを、5−10のMOIでSf−9細胞を感染させることによって産生し、感染の3日後に採取した。バキュロウイルスを大きいスケールで産生するために、バイオリアクターにおいて細胞を培養し感染させてよい。感染細胞の培養上清からバキュロウイルス画分を単離した。適切なタンパク質カットオフ膜及び0.45μm滅菌膜を使用して、接線流ろ過(TFF)によって、バキュロウイルス粒子を回収した。
抗原の産生を試験するために、部分的に精製されたバキュロウイルス又は感染細胞溶解物を、8−10%ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)に供し、ニトロセルロース膜に転写した。一次抗体であるマウス抗gp64 mAb(商業的に入手可能であり、1:5,000希釈で使用される)によって、外来抗原を検出した。二次抗体は、アルカリホスファターゼがコンジュゲートされたヤギ抗ウサギ又はヤギ抗マウスmAb(1:5,000希釈)であった。タンパク質のバンドは、ECL PLUS(商標)ウエスタンブロッティング検出試薬(GE Healthcare)によって可視化した。バキュロウイルス表面提示システムにおいて、外来抗原は最初に昆虫細胞膜上に発現することができ、次いで出芽バキュロウイルスが、細胞膜の一部を取り込んで、そのエンベロープを形成する。その結果、バキュロウイルス提示抗原を、感染細胞溶解物(膜画分)及びウイルス表面から採取することができる。
例3
組換えウイルスによる抗原の発現
gBacワクチンで免疫化する前に、融合タンパク質CSFV E2−gBac又はPEDV S1−gBacがバキュロウイルスエンベロープ上に首尾よく提示されたかどうかを確認するために、遠心分離及びTFFによって組換えバキュロウイルスを回収した。様々な異なる濃度のp.f.u/μlで、PBS中に、組換えバキュロウイルスを再懸濁した。バキュロウイルス粒子への組換えタンパク質の組み込みを、抗gp64 mAb(eBioscience)を使用するウエスタンブロッティングによって分析した。約80kDaの分子量で融合タンパク質CSFV E2−gBacを検出した。そして、130kDaの分子量で融合タンパク質PEDV S1−gBacを検出した。
例4
ワクチン調製及び免疫化
ワクチン調製のために、抗原を提示する組換えバキュロウイルスを、水中油中水型(w/o/w)アジュバント(MONTANIDE ISA 206 VG、SEPPIC.)と混合した。国立実験動物センター、台湾、R.O.C.から購入した、4週齢のメスBALB/cマウスを、1グループあたり5匹のマウスで、4つのグループに分けた。10p.f.u.の組換えバキュロウイルスを含む溶液200μlを用いて、0日目及び14日目の2回、マウスを皮下で免疫化した(図3)。CSFVエンベロープ糖タンパク質E2を含む、E2−gBac、E2−gp64、及びE2−Bac(図2B−D)のウイルスを不活性化し、ワクチンとして処方した。ネガティブコントロールとして、マウスに野生型バキュロウイルス(10p.f.u.)又はPBSを注射した。6週目に、尾静脈から血液サンプルを回収した。バイナリーエチレンイミン(BEI)を使用して、バキュロウイルスを不活性化した。これは、0.1Mの2−ブロモエチルアミン臭化水素酸塩(BEA)を、0.2NのNaOH中に、37℃で1時間溶解することによって調製した。バキュロウイルスを不活性化するために、ウイルス培地に4mMのBEIを添加し、ウイルスを16時間37℃でインキュベートした。不活性化後、チオ硫酸ナトリウム(Na)を、最終BEI濃度の10倍の最終濃度で培地に添加し、不活性化を停止した。
例5
組換えウイルスによって産生された抗原の免疫原性
免疫化の後、ブタコレラウイルス(CSFV)抗体を検出するために、IDEXX CSFV Ab試験キット(IDEXX)を使用して、抗CSFV E2抗体の存在について、マウスの血清を分析した。血清中のCSFV E2特異的抗体の程度を計算し、ブロッキングのパーセンテージが40%を超える場合を陽性とした(図3)。この結果は、バキュロウイルスベクターが融合タンパク質CSFV E2−Bacを提示したことを示す。図3は、バキュロウイルスベクターCSFV E2−gBacが、バキュロウイルスが不活性化されたか否かに関わらず、マウスにおいて、バキュロウイルスベクターCSFV E2−Bacよりもはるかに高い抗CSFV E2抗体価を誘導したことを示す。
我々はまた、ブタにおける免疫原性応答の誘導における、3種類のバキュロウイルスベクターの効果を比較した。3匹のSPF(特定病原体除去)ブタを、10pfuの組換えバキュロウイルスベクターE2−gBac、E2−gp64、E2−Bac、及びPBSそれぞれで、筋肉内経路を介して2回(6週齢及び9週齢)免疫化した。免疫化の後、IDEXX CSFV Ab試験キット(IDEXX)を使用して、CSFV E2抗体の存在について、子ブタの血清を分析した。血清中のCSFV E2特異的中和抗体の程度を計算し、ブロッキングのパーセンテージが43%を超えた場合を陽性且つ効率的であるとした。
図4に示されるように、E2−gBacで免疫化されたブタは、CSFVチャレンジを乗り切ることができた。これは、有能な中和抗体がブタにおいて誘導されたことを示す(SN力価≧16、IDEXXブロッキング率≧43%)。このことは、gBacプラットフォームがワクチンプラットフォームであることを証明する。図4は、バキュロウイルスベクターCSFV E2−gBacが、ブタにおいて、バキュロウイルスベクターCSFV E2−Bac及びCSFV E2−gp64よりもはるかに高い抗CSFV E2抗体価を誘導したことを示す。この結果は、本発明のgBac表面提示プラットフォームが、従来技術のバキュロウイルスベクターよりも強い免疫性を誘導することができることを示す。
我々はまた、ワクチン接種用途のために、ブタ流行性下痢ウイルスS1タンパク質(PEDV S1)を細胞に形質導入するためのバキュロウイルスベクターを生成した。我々は、免疫原性応答の誘導におけるその効果を試験した。簡単に言うと、3匹の9週齢のSPFブタ(それぞれ、番号73、74及び75とラベルした)を、10pfuの組換えバキュロウイルスベクターPEDV S1−gBac又はPBSで、筋肉内経路を介して、2回、それぞれ免疫化した。免疫化の後、PEDウイルスのELISAアッセイを使用して、抗PEDV抗体の存在について、(ワクチン接種後1〜4週間の)ブタの血清を分析した。図5は、バキュロウイルスベクターPEDV S1−gBacが、この3匹のブタ全てにおいて、ブタ流行性下痢ウイルスに対する抗体価を誘導したことを示す。
図6A−6Bは、ウエスタンブロットの写真であり、Sf9細胞サンプルから、抗原であるCSFV E2−gBac(図6A)のE2及びPEDV S1−gBac(図6B)のS1が検出されたことを示す。細胞溶解物及び回収されたウイルスを、様々な異なる細胞数及びウイルス力価でロードした。我々はまた、バキュロウイルスベクターヒトプログラム細胞死タンパク質1(hPD−1gBac)−gBac(hPD−1gBac)を構築した。抗原の産生を試験するために、組換えバキュロウイルス又は感染細胞溶解物を、8−10%ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)に供し、ニトロセルロース膜に転写した。一次抗体であるマウス抗gp64 mAb(図6C)及び抗PDCD−1抗体(図6D)(Santa Cruz Biotechnology、Santa Cruz、CA)によって、外来抗原を検出した。タンパク質のバンドは、ECL PLUS(商標)ウエスタンブロッティング検出試薬(GE Healthcare)によって可視化した。図6Dは、バキュロウイルスがヒトPD−1抗原をエンベロープ上に提示したこと、及び提示されたPD−1抗原が市販の抗PDCD−1抗体(Santa Cruz Biotechnology、Santa Cruz、CA)によって認識されることができたことを示す。
要約すると、本発明のベクターは不活性化試薬に感受性でなく(図3)、より高い免疫原性を示す(図4)。表1は、ペプチド配列及び配列番号を示す。
*完全長GP64:GP64シグナルペプチド(SP)(GP641-20)は、下線が引かれイタリックで示されている。GP64 minimum(GP64327-482)は、下線が引かれており、イタリックではない。GP64膜貫通ドメイン(TM)(GP64483-505)は太字でのみ示されている。GP64細胞質導入ドメイン(CTD)(GP64506-512)はイタリックでのみ示されている。
E2-gBacタンパク質(SP-E2-GP64 mini-TM/CTD):GP64シグナルペプチド(SP)(GP641-20)は、下線が引かれイタリックで示されている。GP64 minimum(GP64327-482)は、下線が引かれており、イタリックではない。GP64膜貫通ドメイン(TM)(GP64483-505)は太字でのみ示されている。GP64細胞質導入ドメイン(CTD)(GP64506-512)はイタリックでのみ示されている。
S1-gBacタンパク質(SP-S1-GP64 mini-TM/CTD):GP64シグナルペプチド(SP)(GP641-20)は、下線が引かれイタリックで示されている。GP64 minimum(GP64327-482)は、下線が引かれており、イタリックではない。GP64膜貫通ドメイン(TM)(GP64483-505)は太字でのみ示されている。GP64細胞質導入ドメイン(CTD)(GP64506-512)はイタリックでのみ示されている。
hPD1-gBacタンパク質(SP-hPD1-GP64 mini-TM/CTD):GP64シグナルペプチド(SP)(GP641-20)は、下線が引かれイタリックで示されている。GP64 minimum(GP64327-482)は、下線が引かれており、イタリックではない。GP64膜貫通ドメイン(TM)(GP64483-505)は太字でのみ示されている。GP64細胞質導入ドメイン(CTD)(GP64506-512)はイタリックでのみ示されている。
本発明の実施形態を図示し説明してきたが、当業者であれば様々な改変及び改良を行うことができる。本発明は、図示された特定の形態に限定されないこと、及び本発明の精神及び範囲から逸脱しない全ての改変が、添付の特許請求の範囲に規定される範囲内にあることが意図される。企図される特定の用途に適するように様々な改変をして、本発明及び様々な実施形態を当業者が利用することができるように、本発明の原理及びその実際の適用を説明する目的で、実施形態及び実施例は選択及び記載された。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、別の実施形態が、本発明に関する分野の当業者には明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲は、前述の説明及びそこに記載された例示的な実施形態ではなく、添付の特許請求の範囲によって規定される。
特許、特許出願及び様々な刊行物を含み得る、いくつかの参考文献が、本発明の説明において引用され、論じられている。そのような参考文献の引用及び/又は議論は、単に本発明の説明を明確にするために提供されたものであり、そのような参照が本明細書に記載された発明の「先行技術」であることを認めるものではない。本明細書で引用され論じられたすべての参考文献は、各参考文献が参照により個別に組み込まれているのと同じ程度に、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (15)

  1. エンベロープ上に融合タンパク質を提示する、組換えバキュロウイルスであって、前記融合タンパク質が、
    (i)異種抗原;及び
    (ii)バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域であって、少なくとも100のアミノ酸残基長を有し、且つ前記GP64タンパク質の中央塩基性領域内に位置する配列番号:2又は3のアミノ酸配列から成るB12D5結合エピトープを欠く、バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域
    を含み、
    前記異種抗原が、前記組換えバキュロウイルスの前記エンベロープ上に提示される前記融合タンパク質のN末端に位置する、
    組換えバキュロウイルス。
  2. 請求項1に記載の組換えバキュロウイルスであって、そのゲノムが、融合タンパク質をコードする導入遺伝子を含み、前記融合タンパク質が、
    (a)シグナルペプチド;
    (b)前記異種抗原;及び
    (c)前記バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質の前記C末端領域
    を含み、
    前記異種抗原が、前記シグナルペプチドのC末端に位置する、
    組換えバキュロウイルス。
  3. 融合タンパク質をコードする導入遺伝子を含むベクターであって、前記融合タンパク質が、
    (a)前記融合タンパク質のN末端に位置するシグナルペプチド;
    (b)異種抗原;及び
    (c)バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域であって、少なくとも100のアミノ酸残基長を有し、且つ前記GP64タンパク質の中央塩基性領域内に位置する配列番号:2又は3のアミノ酸配列から成るB12D5結合エピトープを欠く、バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域
    を含み、
    前記異種抗原が、前記シグナルペプチドのC末端に位置する、
    ベクター。
  4. 組換えバキュロウイルスである、請求項3に記載のベクター。
  5. エンベロープ上に融合タンパク質を提示する、組換えバキュロウイルスであって、前記融合タンパク質が、
    (i)異種抗原;及び
    (ii)バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域であって、少なくとも100のアミノ酸残基長を有し、且つ配列番号:4のアミノ酸配列から成る前記GP64タンパク質の中央塩基性領域内に位置するB12D5結合エピトープを欠く、バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域
    を含み、
    前記異種抗原が、前記組換えバキュロウイルスの前記エンベロープ上に提示される前記融合タンパク質のN末端に位置する、
    組換えバキュロウイルス。
  6. 融合タンパク質をコードする導入遺伝子を含むベクターであって、前記融合タンパク質が、
    (a)前記融合タンパク質のN末端に位置するシグナルペプチド;
    (b)異種抗原;及び
    (c)バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域であって、少なくとも100のアミノ酸残基長を有し、且つ配列番号:4のアミノ酸配列から成る前記GP64タンパク質の中央塩基性領域内に位置するB12D5結合エピトープを欠く、バキュロウイルスエンベロープGP64タンパク質のC末端領域
    を含み、
    前記異種抗原が、前記シグナルペプチドのC末端に位置する、
    ベクター。
  7. 前記GP64タンパク質の前記C末端領域が、配列番号:1の327〜512のアミノ酸を含む、請求項1に記載の組換えバキュロウイルス。
  8. 前記GP64タンパク質の前記C末端領域のN末端が、配列番号:1の292〜328のアミノ酸残基に位置する、請求項1に記載の組換えバキュロウイルス。
  9. 前記シグナルペプチドが、配列番号:5、6、7、8、9、10、11、及び12からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、請求項に記載の組換えバキュロウイルス。
  10. 請求項1に記載の組換えバキュロウイルスで形質導入された昆虫細胞。
  11. 前記抗原が、病原体タンパク質、がん細胞タンパク質、及び免疫チェックポイントタンパク質からなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の組換えバキュロウイルス。
  12. 請求項11に記載の組換えバキュロウイルスであって、
    (i)前記病原体が、ヒトパピローマウイルス、ブタ生殖器呼吸器症候群ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス−1、デングウイルス、C型肝炎ウイルス、B型肝炎ウイルス、ブタサーコウイルス2、ブタコレラウイルス、口蹄疫ウイルス、ニューカッスル病ウイルス、伝染性胃腸炎ウイルス、ブタ流行性下痢ウイルス、インフルエンザウイルス、仮性狂犬病ウイルス、パルボウイルス、ブタ水疱病ウイルス、ポックスウイルス、ロタウイルス、マイコプラズマ肺炎、ヘルペスウイルス、感染性気管支炎、及び感染性嚢胞疾患ウイルスからなる群より選択される少なくとも1つであり;
    (ii)前記がんが、非小細胞肺がん、乳がん、メラノーマ、リンパ腫、結腸がん、肝細胞がん、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される少なくとも1つであり;
    (iii)前記免疫チェックポイントが、PD−1、PD−L1、PD−L2、及びCTLA−4からなる群より選択される少なくとも1つである、
    組換えバキュロウイルス。
  13. 前記抗原が、ブタコレラウイルスエンベロープ糖タンパク質E2、ブタ流行性下痢ウイルスS1タンパク質、プログラム細胞死タンパク質1、及び腫瘍関連抗原からなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の組換えバキュロウイルス。
  14. 前記抗原が、病原体タンパク質、がん細胞タンパク質、及び免疫チェックポイントタンパク質からなる群より選択される少なくとも1つである、請求項3に記載のベクター。
  15. 抗原特異的免疫原性応答を、それを必要とする被験体において誘発することでの治療のための、医薬品の製造における、請求項3に記載のベクター又は請求項1に記載の組換えバキュロウイルスの使用。
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