JP6612237B2 - ヒトtリンパ向性ウイルス1型に対する免疫応答を生成するためのレンチウイルスベクター - Google Patents

ヒトtリンパ向性ウイルス1型に対する免疫応答を生成するためのレンチウイルスベクター Download PDF

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Description

本発明は、組換えワクチン技術の分野の発明であり、ヒトTリンパ向性ウイルス1型(HTLV−1)に感染した患者において免疫応答を生じさせるために用いることができるレンチウイルスベクターの改良に関する。当該ベクターは、他のベクターに比べて改良された免疫応答を提供する。
組換えワクチンは、改変ウイルスを作製するためのウイルスゲノムの改変を可能にする組換えDNA技術の進歩に伴い開発されてきた。このようにして、宿主で特異的免疫応答を発生させるために、感染または形質導入すると標的細胞で発現される免疫原性タンパク質をコードするように遺伝子配列を非病原性ウイルスに導入することは可能であった。
このようなワクチンは、ワクチン技術における大きな進歩となっている(Kutzlerら、Nat Rev Genet、9(10):776〜788頁、2008)。特に、これらは伝統的なワクチンに比べて、生(弱毒化)ウイルスを回避し、不活化ワクチンの製造に伴うリスクを排除する利点を有する。
改変レトロウイルス(レトロウイルスベクター)を用いる遺伝子送達は、1980年代前半にMannら(Cell、33(1):153〜9頁、1983)により紹介された。最も一般的に使用されるオンコレトロウイルスベクターは、モロニーマウス白血病ウイルス(MLV)に基づく。該ウイルスは、ポリタンパク質Gag、PolおよびEnvが作製される単純なゲノムを有し、ウイルスの複製にトランスで必要とされる(Breckpotら、2007、Gene Ther、14(11):847〜62頁;Heら 2007、Expert Rev Vaccines、6(6):913〜24頁)。シスで通常必要とされる配列は、長末端反復配列(LTR)ならびにこの近接:組み込みに必要とされる逆方向反復(IRまたはatt部位)、パッケージング配列Ψ、トランスポートRNA結合部位(プライマー結合部位、PBS)、および逆転写に関与するいくつかの付加配列(LTR内の反復R、およびプラス鎖開始に必要なポリプリントラクト、PPT)である。複製欠損レトロウイルスベクターを生成するには、一般に、gag、pol、およびenv遺伝子を完全に欠失させ、発現カセットと置き換える。
レンチウイルスゲノムに由来するレトロウイルスベクター(すなわちレンチウイルスベクター)は、他のウイルス系に比べていくつかの利点を示すため、遺伝子治療および免疫療法目的の両方に対する有望なツールとして現れた。特に、レンチウイルスベクター自体毒性でなく、他のレトロウイルスと異なりレンチウイルスは、非分裂細胞、特に樹状細胞を形質導入することができ(Heら 2007、Expert Rev Vaccines、6(6):913〜24頁)、内因性経路を通じた抗原提示を可能にする。
レンチウイルスは、遺伝子組成の類似性、複製の分子機構、および該ウイルスの宿主との生物学的相互作用により連結される。レンチウイルスは、長期の不顕性感染後に知らぬ間に始まりゆっくりと進行するスロー病(slow disease)症候群の病原体として最もよく知られ、ゆえに、レンチウイルスは「スロー」ウイルスと呼ばれている(Narayanら、1989、J Gen Virol、70(7):1617〜39頁)。レンチウイルスは、全てのレトロウイルスと同じ基本構成を有するが、インビボでのレンチウイルス複製において重要な役割を果たすアクセサリー遺伝子(例えば、vif、vpr、vpu、nef、tat、およびrev)の存在のためより複雑である。
レンチウイルスはレトロウイルス科のスローウイルス属に相当し、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、サル免疫不全ウイルス(SIV)、ウマ感染性脳炎ウイルス(EIAV)、ヤギ関節炎脳炎ウイルス(CAEV)、ウシ免疫不全ウイルス(BIV)およびネコ免疫不全ウイルス(FIV)を含む。レンチウイルスは宿主中でいつまでも持続し得、生涯にわたる感染の過程において可変的な速度で継続的に複製し得る。宿主における該ウイルスの持続複製は、宿主防御を回避する該ウイルスの能力に依存する。
組換え組み込みレンチウイルスベクターの設計は、レンチウイルスのシス作用性配列とトランス作用性配列の分離に基づく。非分裂細胞への効率的な形質導入は、レンチウイルスゲノム中の2つのシス作用性配列、セントラルポリプリントラクト(central polypurine tract)(cPPT)およびセントラルターミネーション配列(central termination sequence)(CTS)の存在を必要とする。これらは、樹状細胞(DC)を含む非分裂細胞の核への遺伝子移入の効率を最大化する、セントラルDNA「フラップ」と呼ばれる3本鎖DNA構造の形成をもたらす(Zennouら、2000、Cell、101(2)173〜85頁;Arhelら、2007、EMBO J、26(12):3025〜37頁)。
樹状細胞は、主な機能が抗原を提示し免疫応答を開始することである抗原提示細胞(APC)の主要なクラスを構成するため、抗原提示に最も重要である。
免疫応答を生じるには、抗原タンパク質が細胞によりペプチドに処理され、該ペプチドが主要組織適合遺伝子複合体タンパク質(MHC)により細胞表面に示されなければならない。循環APCは、ペプチド−MHC複合体を流入領域リンパ節でT細胞に提示し、該リンパ節で該複合体はT細胞受容体と相互作用し、共刺激シグナルと共にT細胞を活性化する。
様々な研究が、レンチウイルスベクターの接種はDCによる抗原提示、および抗原特異的細胞傷害性Tリンパ球(CTL;CD8T細胞)の強い活性化をもたらすことを示している。したがって、レンチウイルスベクターは、遺伝子導入および免疫療法適用のためにこの10年間操作されてきた。
ベクターは、通常、CMVプロモーターなどのエンハンサーを含む強力な恒常的プロモーターを含む。Micheliniら、Vaccine 27(34):4622〜29頁、2009;Karwaczら、J.Virol.83(7):3094〜3103頁、2009;Negriら、Molecular Therapy 15(9):1716〜23頁、2007;およびBuffaら、J.General Virology 87:1625〜1634頁、2006。
レンチウイルスベクターは、LTR U3配列の除去により安全性が改善され、LTR内にもともと存在するウイルスプロモーターおよびエンハンサー配列を完全に欠く「自己不活性化」ベクターをもたらした。
レンチウイルスベクターを含有するレンチウイルス粒子は、種々のDNAプラスミド、すなわち
(i)パッケージングプラスミド(少なくともGag、Pol Rev、Tatおよび、いくつかの場合ではトランスファー構築物のパッケージングに必要な構造タンパク質および酵素タンパク質を発現する);
(ii)プロウイルストランスファープラスミド(発現カセットならびにパッケージング、逆転写、および組み込みに必要なHIVシス作用性因子を含有する);ならびに
(iii)エンベロープコードプラスミド(ほとんどの場合、幅広い種類の細胞、特には、DCを含む主要組織適合(MHC)抗原提示細胞(APC)を標的にすることができる混合粒子(偽型)の形成を可能にするタンパク質、水疱性口内炎ウイルスの糖タンパク質(VSV.G))
による細胞、例えばHEK 293Tヒト培養細胞の一過性トランスフェクションした組換え技術により作製することができる。
この手順は、トランスフェクト細胞によるレンチウイルス粒子ベクターの一過性産生を得られるようにする。しかし、レンチウイルス粒子ベクターは、パッケージング遺伝子、プロウイルスコードDNA、およびエンベロープ遺伝子を細胞ゲノムに安定に挿入して、細胞により継続的に産生することもできる。これは、一過性トランスフェクションを必要とせずに細胞によるレンチウイルス粒子ベクターの継続的産生を可能にする。当然のことながら、これらの手順の組み合わせが使用されてもよく、DNA/プラスミドのいくつかは細胞ゲノムに組み込まれ、他は一過性トランスフェクションにより提供される。
非組み込みレンチウイルスベクターが設計されている。非組み込みレンチウイルスベクターの例は、Coutantら、PLOS ONE 7(11):e48644頁、2102;Karwaczら、J.Virol.83(7):3094〜3103頁、2009;Negriら、Molecular Therapy 15(9):1716〜1723頁、2007;Huら、Vaccine 28:6675〜6683頁、2010に挙げられている。
自己不活性化レンチウイルスベクターにおけるウイルスプロモーターおよびエンハンサー配列の3’LTRのU3領域における欠失は、内因性プロモーター活性化の可能性を制限する。この安全性に関する懸念は、X連鎖(SCID−X1遺伝子)重症免疫不全症の稀な形態に罹患している子どもにモロニーウイルスベースのレトロウイルスベクターを用いて行われた、1998〜1999年に実施されたSCID−X1遺伝子治療試験から得られた経験に直接対処する(Cavazzana−Calvoら、2000、Science.、288(5466):669〜72頁)。この試験中、ヒトLM02癌原遺伝子のすぐ近くでのモロニー由来レトロウイルスベクターの組み込みの結果、子ども9名中4名が白血病を発症した(Hacein−Bey−Abinaら、2008、J.Clin.Invest.、118(9):3132〜3142頁)。悪性腫瘍は、LM02癌原遺伝子へのウイルスU3プロモーター/エンハンサーの近接の結果であることが示された。結果として、安全性は、ヒトへのレンチベクターの投与についての主要な懸念である。
プロモーターは、転写活性化因子として離れて作用することができるシス作用性配列であるエンハンサーを含みうる。エンハンサーを含むプロモーターは、様々な細胞タイプにおいて導入遺伝子強発現を得るのに最も効率的であると思われるため、ウイルス由来ベクターで幅広く使用されている(Chinnasamy、Chinnasamyら、2000、Hum Gene Ther 11(13):1901〜9頁;Rouasら、2008、Cancer Gene Ther 9(9):715〜24頁;Kimuraら、2007、Mol Ther 15(7):1390〜9頁;Gruhら、2008、J Gene Med 10(1)21〜32頁)。しかし、挿入変異の安全性問題を考えると、転写エンハンサー配列は、エンハンサー近接効果による挿入変異のリスクをなくすためにレンチウイルスベクター構築物から欠失させるべきである。このエンハンサー近接効果は、挿入変異の圧倒的に最も多い機構であり、遺伝子導入後の腫瘍形成事象のヒトまたは動物症例において記載された唯一の効果である。
ゆえに、ウイルスエンハンサーを含まないが免疫原性ペプチドをコードする導入遺伝子の十分な発現、できればCMVプロモーターを用いる場合に観察されるのと同じ程度の発現を可能にするレトロウイルス、特にレンチウイルスベクターを開発する必要がある。
最近の研究は、主要組織適合遺伝子複合体クラスII遺伝子(MHCクラスII)(Kimuraら、2007、Mol Ther 15(7):1390〜9頁)およびデクチン−2遺伝子(Lopesら、2008、J Virol 82(1):86〜95頁)に由来するDC特異的プロモーターによるウイルスプロモーターの置換について報告している。Lopesらにおいて使用されたデクチン−2遺伝子プロモーターは、推定エンハンサーおよびアデノウイルス保存配列(アデノウイルスプロモーター中の逆方向末端反復)を含有する(Bonkabaraら、2001、J.Immunology、167:6893〜6900頁)。Kimuraらにより使用されたMHCクラスII遺伝子プロモーターは、いずれの既知のエンハンサーも含有しない。
けれども、エンハンサーがなければ、MHCクラスIIプロモーターは、静脈内投与された場合に、DCにおける十分な導入遺伝子発現をもたらさないことが見出された。特に、MHCクラスIIプロモーターを含むレンチウイルスベクターは、CMVプロモーター/エンハンサーで観察された免疫応答と対照的に、免疫応答性C57BL/6マウスで免疫反応を引き起こさなかった。マウスに注射後、組み込みおよび持続的導入遺伝子発現は観察されたが、MHCクラスIIプロモーターを通じて転写されたレンチウイルスベクターは、ワクチン接種ブースト後でさえ抗原特異的CD8+ 細胞傷害性Tリンパ球応答を刺激しなかった。したがって、これらの研究の著者らは、MHCクラスIIプロモーターの使用は、免疫療法との関連ではなく遺伝子置換療法のように発現の持続性が求められる適用にのみ対象となると結論付けた。注目すべきことには、MHCクラスIIプロモーターはほとんどの細胞種において発現されにくい。
ゆえに、MHCクラスIIプロモーターは、IV注入による、抗原に対する免疫応答の誘発に関してレンチウイルスベクターの適切なプロモーターではない。さらに、デクチン−2プロモーターはほとんどの細胞種において発現されにくく、エンハンサーを含有するようである。ゆえに、デクチン−2プロモーターは、安全性の理由のため、レンチウイルスベクターの良好なプロモーターではない。
好ましくは、免疫療法においてレンチウイルスベクターは、所望の特異的免疫応答を誘発する導入遺伝子の有効な発現を提供する。これは、樹状細胞などのAPCにおいて発現が高レベルであることを必要とする。
レンチウイルスベクターにより形質導入された細胞は、より高度の安全性を提供するために免疫応答により排除されることも好ましい。すなわち、導入遺伝子に対して生じた免疫応答は、レンチウイルスベクターにより形質導入される細胞を排除するのに十分な宿主における免疫応答を誘発することができる。形質導入細胞の排除は、宿主におけるレンチウイルスベクターの持続性、および該ベクターの起こり得る副次的影響を排除する。形質導入細胞が排除されるためには、発現は、非樹状細胞において免疫応答による排除を可能にするレベルで求められる。ゆえに、抗原の適切な発現が望ましい。
同時に、プロモーターは、ナイーブおよび記憶T細胞の活性化に関与する重要な細胞(すなわち、樹状細胞)による免疫刺激を最大化すべきであり、悪性腫瘍をもたらす幹細胞における挿入変異および遺伝毒性のリスクを最小化すべきである。ゆえに、プロモーターは、樹状および他の細胞において十分に高い活性を有するべきであるが、エンハンサーを含有すべきでない。これらの基準に基づき、CMVプロモーターなどのウイルスプロモーターは、強力なエンハンサーが存在するため理想ではない。これらの基準は、次のように要約される:
1.最大の免疫応答を誘発するための、樹状細胞を含む抗原提示細胞における高発現;
2.誘発された免疫応答による排除に十分な他の形質導入細胞タイプにおける発現;および
3.挿入による影響を回避するためのエンハンサーエレメントの欠如
ヒトTリンパ球向性ウイルス1型(HTLV−1)は、成人T細胞白血病/リンパ腫(ATL)の病原因子である。HTLV−1は、治療法や効果的な治療が存在しない他の病理とも原因的に関連している。例えば、脊髄症/熱帯性痙性不全対麻痺(HAM/TSP)、血管周囲脱髄と軸索変性のある脊髄における灰白質と白質の炎症性慢性髄膜脊髄炎;ブドウ膜炎および自己免疫状態。ゆえに、一つの原因物質であるHTLV−1は、少なくとも二つの疾患(ATLおよびHAM/TSP)に関与しており、感染した個体は、両方を発症するわけではない。
世界中で2000万人がHTLV−1に感染していると推定され、特定の流行地域と異なるウイルスサブタイプが存在するが、その主要な国際的サブタイプAは遺伝的変異が低い(GessainとCassar、2012、Front.Microbiol、3:388頁)。しかし、HTLV−1感染患者がALTおよび炎症性慢性疾患(HAM/TSP)を発症する推定生涯リスクは、5%未満であり、通常、感染の発症後20〜30年である。大多数の感染患者は無症候性キャリアのままであり、HTLV−1病因メカニズムを解読することが関心事である。
ALTは、くすぶり型、慢性型、リンパ腫型および急性型の4つのサブタイプに分類される悪性リンパ球増殖性疾患である(Shimoyama、1991、Br.J.Haematology、79(3):428〜437頁)。分類は、以下の基準:リンパ球数、異型リンパ球の割合、乳酸脱水素酵素(LDH)のレベル、カルシウム濃度と皮膚病変に従って行われる。また、5つめの状態は、典型的なATL形態を有する異常末梢血リンパ球が存在する無症候性疾患に特徴がある「プレATL」と称されることもある。ATL細胞は実際、凝縮クロマチン、小さいかまたは存在しない核および無顆粒、および好塩基球細胞質を有するいわゆる「花細胞」の特徴を有する。
ATLを発症する患者は、通常リンパ節腫脹、発熱、皮膚病変、白血球増加および肝脾腫大症を経験する。遅発性ATLサブタイプ(すなわち慢性型およびくすぶり型サブタイプ)では、生存期間中央値はおよそ4年であり(Takasakiら、2010、Blood、115(22):4337〜4343頁)、慢性型サブタイプでは2〜5年、くすぶり型サブタイプではおよそ3年である。しかし、活動性サブタイプ(すなわち急性型、リンパ腫型、または望ましくない慢性型ATL)を有する患者の生存期間中央値は、複数薬剤化学療法を行う前向き試験でも5〜13か月に減少した。
予後因子は、進行した一般状態、高カルシウムレベル、高乳酸脱水素酵素レベル、年齢(40歳を超える)、および3つを超える病変である。注目すべきは、ATLを発症する個体は日和見感染症を発症する傾向がある(Oliereら、2011、Cytokine Growth Factor Rev、22(4):197〜210頁)。
ATLの治療は疾患のサブタイプに依存する(Oliereら、2011、Cytokine Growth Factor Rev、22(4):197〜210頁)。しかし、治療の選択肢は非常に限られており、利用可能な治療は再発までの時間を遅らせるに過ぎない。
作用のメカニズムは不明なままであるが、インターフェロン−αとアジドチミジン(AZT、ジドブジン)の組み合わせの有効性を評価する研究から有望な結果が得られた。AZTプラスインターフェロンαを評価する試験のメタアナリシスでは5年全生存率は46%という、任意の他の実験的ATL治療では報告されたことがない値に達したことを示した(Bazarbachietら、2010、J.Clin.Oncol.、28(27):4177〜4183頁)。生存利益は、白血病ATLサブタイプ(急性、慢性およびくすぶり)と治療が第一選択として投与されたときに特に観察された。しかしながら、AZT/インターフェロンαの治療は、多くの副作用があり、中断することなく生涯にわたって行われる治療である。
この併用療法に三酸化ヒ素を追加した予備的な結果は、地固め療法として有益である可能性があり、さらに調査する価値があることが示唆された(Kchourら、2013、Retrovirology、10:91頁)。
日本では、第III相臨床試験により、3つの薬剤群、つまりVCAP(ビンクリスチン、シクロホスファミド、ドキソルビシン、プレドニゾロン)、AMP(ドキソルビシン、ラニムスチン、プレドニゾロン)およびVECP(ビンデシン、エトポシド、カルボプラチン、プレドニゾロン)の連続的な投与で構成されるmLSG15療法は、新たに診断された急性型、リンパ腫型および望ましくない慢性ATLにおいては、隔週のCHOP(シクロホスファミド−ヒドロキシダウノルビシン−オンコビン−プレドニゾン)より優れており、7.0か月の無増悪生存期間中央値と12.7か月の全生存期間であったことが示された(Tsukasakietら、2007、J.Clin.Oncol.、25(34):5458〜5464頁)。
現在のところ、選択される治療オプションが多剤化学療法剤である場合に、個体の恩恵とリスク比に応じてCHOPまたはVCAP−AMP−CECPのいずれを用いるかは臨床医の判断次第である。
再発または難治性のATLを経験した患者に対して行った第II相臨床試験中に、ヒト化モノクローナル抗CCケモカイン受容体4(CCR4)抗体は、ATL、特に急性型サブタイプ疾患に有効であることが示された。試験に登録された27人の患者は、抗体モガムリズマブで治療された。評価可能であった26人の患者のうち、13人は客観的な反応を、そのうち8人は完全寛解を達成した(Ishidaら、2012、J.Clin.Oncol.、30(8):837〜842頁)。2012年3月には、モガムリズマブは、再発または難治性のATLの治療に関して日本で認可された(ブランド名POTELIOGO(登録商標))。市販後調査によりスティーブンス・ジョンソン症候群(致命的なものの一つ)を含むいくつかの深刻な皮膚関連有害事象が報告され、モガムリズマブによる最適な治療戦略を十分に理解する必要性が求められている(Ishidaetら、2013、Cancer Sci.、104(5):647〜650頁)。近年、急性型、リンパ腫型および望ましくない慢性型のATL患者では、mLS G15単独に比べモガムリズマブをmLS G15に加えた場合に、さらに無増悪生存期間(PFS)が得られた。
臨床試験で評価されているCD25に対する抗体などの、他のモノクローナル抗体は、単独またはイットリウム90に結合させて、研究されている。抗トランスフェリン受容体抗体もまた前臨床段階で有望な結果が得られた。
ATLの治療用処置として同種造血幹細胞移植(同種HSCT)により有望な結果が得られています。しかし、このオプションの恩恵を受ける可能性がある患者の数は非常に限られている(ATLを発症している患者は通常老齢であるため、臨床医はこの治療を行うのに消極的である。加えて、適合するドナーを見つけることは困難である)(Obamaら、1999、Int.J.Hematol.、69(3):203〜205頁)。さらに、同種HSCTの対象である少数の患者では、患者の30%が移植片対宿主病を発症し、重度の副作用を患うかあるいは死亡し、患者の約30%が再発し、患者のわずか約30%が治癒する。
一つの興味深い研究は、化学療法による治療が失敗した後の、モガムリズマブとその後の同種HSCTによる患者の治療に成功したことを報告している(Motohashiら、2013、Int.J.Hematol、98(2):258〜260頁)。
よって、いくつかの臨床試験は、反応率を増加させることにより有望な結果を得ているが、治療の多くは長期生存に重大な影響を与えるに至っていない。また、試験された治療法は主に積極的なものである。
他のT細胞リンパ腫の治療のために既に承認されているかまだ承認されていない新薬がATL患者において評価されようとしている。これらは、例えば、再発性および難治性皮膚T細胞リンパ腫の治療についてFDA承認されている、ボリノスタットとロミデプシンヒストンデアセチラーゼ阻害剤(HDAC)、または、慢性リンパ性白血病の治療について承認されている、アレムツズマブおよび抗CD52抗体である。
疾患の活動期型または遅発型のいずれにおいても、良好な全生存期間効果、低い副作用、できるならば生涯にわたって続かない治療となる、ATL患者のための新しい治療法が必死に検索される。
無症候性HTLV−1キャリア(AC)がATLを発症する前に長い潜伏期間があることを説明する一つの仮説は、宿主免疫応答とHTLV−1ゲノム発現との間のバランスである(Yoshida、2010、Proc.Jpn Acad.Ser.B.Phys.Biol.Sci.、86(2):117〜130頁)。
実際、いくつかの観察と実験は、HTLV−1の広がりと感染した患者におけるHTLV−1関連疾患の発症を制御する際の宿主免疫系の重要な役割を指摘している。これらの中でも、動物モデル(ラット)では、母乳育児によるHTLV−1の垂直感染が免疫耐性を与えるためATLのリスクを高めている(Hasegawaら、2003、J.Virol.、77(5):2956〜2963頁;Komoriら、2006、J.Virol.、80(15):7375〜7381頁)。しかしながら、経口感染の前にHTLV−1感染ラット細胞を皮下注射するとATLの出現が防止された。その他は、肝臓移植後の免疫抑制剤で処理された無症候性キャリア(AC)におけるATLの発症が報告されている(Kawanoら、2006、Transplantation、82(6):840〜843頁;Suzukiら、2006、Int.J.Hematol.、83(5):429〜432頁)。また、同種HSCTで治療されたATL患者では抗HTLV−1免疫応答の増加が観察され、移植片対白血病(GVL)効果と呼ばれており、患者の寛解をもたらしている(Harashimaら、2004、Cancer Res.、64(1):391〜399頁)。また、ATLにおいて抗HTLV−1免疫応答が低いことが記載されており、患者における疾患の開始および進行に有利に働く可能性がある(Kannagiら、2011、Cancer Sci.、102(4):670〜676頁;Kannagiら、2012、Front.Microbiol.、3:323頁)。
インビトロの実験から、HTLV−1に特異的なCTLが、主にはTax、そしてそれほどではないにせよそのエンベロープ、ポリメラーゼ、P12、P30およびHBZを認識したことが示された(Kannagiら、2012、Front.Microbiol、3:323頁に概説される)。ACおよびATL患者由来のCD8+T細胞は、頻度、多様性および多官能性について評価されており、AC患者と比較してATL患者ではこれら3つのパラメータで減弱した応答が示された(Kozakoetら、2006、J.Immunol.、177(8):5718〜5726頁;Manuelら、2013、J.Clin.Immunol.、33(7):1223〜1239頁)。
これらおよび他の研究は、特定のHTLV−1細胞免疫応答がATLを発症した患者において劇的に損なわれることを示している。ゆえに、HTLV−1感染細胞に対して細胞性免疫応答を刺激することを目指す治療は、ATLを治療するための適切な治療オプションであると言える。
前臨床試験は、既に、動物モデルにおけるATL表現型の治療におけるHTLV−1ウイルスタンパク質Taxに対するワクチンの有効性を示している。確かに、ATL表現型のラットモデルでは(Ohashiら、1999、J.Virol.、73(7):6031〜6040頁)、Tax DNAをインビボでワクチン接種すると、インビトロでHTLV−1細胞を溶解することができるTax特異的CTLの刺激が誘発された。HTLV−1感染細胞の注射と同時にこれらCTLを養子免疫伝達すると、インビボでの腫瘍増殖が阻害される(Ohashiら、2000、J.Virol.、74(20):9610〜9616頁)。
別の研究では、急性または慢性のATLサブタイプの患者からのATLのCD4+細胞の移植は、NOGマウスにおいてATL様表現型を引き起こす。Taxペプチドでインビトロ刺激した患者由来のCTLの同時注入によりATL病変が低減する。これは、腫瘍部位に、HTLV−1腫瘍細胞を認識して殺すCTLが浸潤するためである(Masakiら、2013、J.Immunol.、191(1):135〜144頁)。
最近では、ATLの治療として、ウイルスタンパク質Tax由来のペプチドでパルスした自己樹状細胞を用いた治療ワクチンの臨床試験フェーズIが、プロウイルス負荷の低減と表面リンパ節のサイズの縮小という、予備的な有望な結果を示した(Suehiroら、2013、the 16th International Conference on Human Retrovirology:HTLV and Related Virusesの要約)。さらに関心が寄せられるのは、試験を完了した2人の患者のうち1人が部分寛解を達成し、他の1人は重度の副作用のない安定した疾患を有した。
これらすべてのデータは、HTLV−1細胞に対する細胞免疫応答の刺激は、ATL患者を治療するための強力な治療オプションとなりうることを実証している。
HTLV−1に対するワクチン接種を試験する唯一の臨床試験で使用されるエクスビボのペプチドワクチン接種の第一の欠点は、HLAハプロタイプに従って治療に適する患者を選択することである。第二に、自己DCのエクスビボの成熟には、患者のPBMCからの精製工程が必要であり、循環する単核細胞が繰り返し枯渇する。病理学的な事情では、これは患者の免疫系に有害であり得る。さらに、自己DCの精製は非常に高価であり、良好なパフォーマンスを得るための技術的課題がある(例として、前立腺癌治療におけるDendreon社のPROVENGE(登録商標)ワクチンを参照のこと(Huberら、2012、J.Natl.Cancer Inst.、104(4):273〜279頁)。
したがって、当分野では改善されたベクターとヒトでのHTLV−1の治療のための方法が必要とされている。本発明は、当分野におけるこれらの必要性を満たすものである。
本発明は、レンチウイルスベクターを含む組成物とその使用、および当該組成物の使用方法を包含する。本発明は、ヒトにおける免疫応答を誘発するための方法、組成物および使用を包含する。レンチウイルスベクター粒子は、レンチウイルスベクターのDNAがHTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質を含むポリペプチドの発現を駆動するプロモーターを含みうる。
ある実施形態では、本発明は、ヒトへの筋肉内投与による免疫応答の誘発のためのレンチウイルスベクター粒子を含む組成物の使用であって、レンチウイルスベクター粒子はレンチウイルスベクターを含み、レンチウイルスベクターのDNAはHTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質を含むポリペプチドの発現を駆動するプロモーターを含む、使用を包含する。
ある実施形態では、本発明は、ヒトへの筋肉内投与による免疫応答の誘発のためのレンチウイルスベクター粒子を含む組成物であって、レンチウイルスベクター粒子はレンチウイルスベクターを含み、レンチウイルスベクターのDNAはHTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質を含むポリペプチドの発現を駆動するプロモーターを含む、組成物を包含する。
いくつかの実施形態では、レンチウイルスベクターはβ2mプロモーターまたはMHCクラスIプロモーターを含む。
いくつかの実施形態では、HTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質は配列番号20のヌクレオチド配列を有するDNAによりコードされる。
いくつかの実施形態では、HTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質は配列番号66のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態では、前記組成物は少なくとも10レンチウイルスベクター粒子を含む。
T細胞の刺激のために用いたペプチド(p12Iまたはp30II特異的)のプールに従って、p12Ip30II HTLV−1抗原を含むレンチウイルスベクターの異なる用量(1.10e6、1.10e7、1.10e8TU/マウス)を注入した後の、C57Bl/6jマウスで誘発されたT細胞特異的免疫応答(ELISpot IFN−γ)を示す(累積応答、中央値)。 T細胞の刺激のために用いたペプチド(TaxまたはHBV特異的)のプールに従って、抗原TaxおよびHBZの異なる組み合わせ、すなわちTax−HBZ、Tax−2A−HBZ、HBZ−Tax、HBZ−2A−Taxを含むレンチウイルスベクターの異なる用量(1.10e6、1.10e7、1.10e8TU/マウス)を注入した後の、C57Bl/6jマウスで誘発されたT細胞特異的免疫応答(ELISpot IFN−γ)を示す(累積応答、中央値)。 T細胞の刺激のために用いたペプチド(Tax、HBZ、p12Iまたはp30II特異的)のプールに従って、抗原TaxおよびHBZの異なる組み合わせ、すなわちTax−HBZ−p12Ip30IIおよびp12Ip30II−Tax−HBZを含むレンチウイルスベクターの異なる用量(1.10e6、1.10e7、1.10e8TU/マウス)を注入した後の、C57Bl/6jマウスで誘発されたT細胞特異的免疫応答(ELISpot IFN−γ)を示す(累積応答)。 インビトロでの不死化MEFにおけるHTLV抗原を発現するレンチウイルスベクターの影響の欠如を表す。A)形質導入した不死化MEFの増殖曲線。B)MEFにおける組み込まれた(統合された)ベクターのコピー数。C)形質導入した不死化MEFの増殖率。 インビボでのマウスの体重に対するHTLV抗原を発現するレンチウイルスベクターの影響の欠如を表す。 形質導入されたマウス(腹側照射)のインビボルシフェラーゼ発現の動態を表す。S5〜S8はルシフェラーゼのみを発現するレンチウイルスベクターである。S35〜S38は、p12Ip30II−Tax−HBZ抗原とルシフェラーゼ遺伝子(IRESによって抗原から隔離される)を発現するレンチウイルスベクターである。S39〜S40は注入していないコントロールである。 形質導入されたマウス(背側照射)のインビボルシフェラーゼ発現の動態を表す。S5〜S8はルシフェラーゼ単独である。S35〜S38は、p12Ip30II−Tax−HBZ抗原とルシフェラーゼ遺伝子(IRESによって抗原から隔離される)を発現するレンチウイルスベクターである。S39〜S40は注入していないコントロールである。
発明の詳細な説明
レンチベクターは、強力な持続型かつ多様なT細胞媒介性応答を誘発することができる。そして、レンチウイルスベクターによりコードされる抗原に対する細胞性免疫応答が活性化される。さらに、例えば重度の副作用(すなわち自己免疫性疾患)があり生涯にわたる治療であるインターフェロン−αとAZTの組み合わせとは異なり、効率的な治療用ワクチン接種により患者は持続可能な期間の間その治療を中止することが可能となり、それによって副作用や費用を低減することができる。
他のレトロウイルスとは異なり、おそらくエラーを起こしやすい逆転写(すなわち、過去に感染していない細胞のデノボ感染)によるものではなく、感染細胞のクローナルな拡大(有糸分裂による複製)によるウイルス拡散により、HTLV−1は顕著な遺伝的安定性を表す。よって、抗HTLV−1抗原をコードするレンチウイルスベクターを用いて世界中の患者を治療することができるであろう。
増殖および形質転換の宿主細胞の調節機構への関与に基づいて、抗HTLV−1抗原を設計するために、Tax、HBZ、p12Iおよびp30IIの4つのHTLV−1タンパク質を選択した。
Taxタンパク質
HTLV−1によるCD4+ Tリンパ球の形質転換における初期段階は、その主要な癌遺伝子であるTaxの発癌特性と関連していた。このウイルスタンパク質は、宿主細胞の核に局在し、転写因子またはクロマチンモデラーと相互作用して細胞増殖を促進する(Haller、2000、AIDS Res.Hum.Retroviruses、16(16):1683〜1688頁;Jeang、2001、Cytokine Growth Factor Rev.、12(2−3):207〜217頁;Azranら、2004、Retrovirology、1:20頁;Boxusら、2008、Retrovirology、5:76頁)。Taxの発現は、いくつかの細胞シグナル伝達経路(すなわち、NF−kB、SRFまたはAP1)の活性化を介してTリンパ球の増殖および分化を引き起こすことが実証されている。Taxはまた、複製起点の活性化のタイミングと、DNA二本鎖切断を導く活性酸素種の生成を調節することによって、ゲノムの安定性を損なう。さらに、Taxは、宿主細胞のアポトーシスに関して反対の効果を表出することが記載されている。実際に、低レベルの発現で、Taxは細胞のアポトーシスを阻害し(Brauweilerら、1997、Virology、231(1):135〜140頁;Tsukaharaら、1999、J.Virol.、73(10):7981〜7987頁;KasaiとJeang、2004、Retrovirology、1:7頁)、変異原性および発癌性であると考えられている(概説についてはBoxusら、2008、Retrovirology、5:76頁を参照のこと)。これとは対照的に、高レベルの発現では、Taxは細胞にとって毒性であると思われ、アポトーシスと急速な老化を誘導する(Chenら、1997、J.Gen.Virol.、78(Pt12):3277〜3285頁;de La Fuenteら、2000、J.Virol.、74(16):7270〜7283頁;Kaoら、2000、Oncogene、19(18):2240〜2248頁;NicotとHarrod、2000、Mol.Cell.Biol.、20(22):8580〜8589頁;de la Fuenteら、2003、Mol.Cell.Biochem.、245(1−2):99〜113頁;Zhangら、2009、Retrovirology、6:35頁;Hoetら、2012、J.Virol.、86(17):9474〜9483頁)。Taxは、特に感染の初期段階に感染した細胞によって発現される。しかし、急性型のATL、少なくともHTLV−1感染細胞の主要な循環型クローンでは、Tax発現がしばしばオフになっているという所見が報告されている(Kannagi、2012、Front.Microbiol.、3:323頁)。
HTLV−1 bZIP因子(HBZ)
HTLV−1のbZIP因子(HBZ)は、Tリンパ球の増殖に関与するもう一つのウイルスタンパク質である。これは、プロウイルスのマイナス鎖によってコードされ、宿主細胞の核内に局在している。HTLV−1のbZIP因子(HBZ)は二峰性の役割を持つ。すなわちHBZ RNAは細胞増殖を促し(Satouら、2006、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、103(3):720〜725頁;Arnoldら、2008、Blood、112(9):3788〜3797頁)、HBZタンパク質は、感染した患者の免疫系の主な標的である、古典的NF−κB経路を抑制することおよびTax発現を下方制御することによってHTLV−1感染細胞の宿主免疫攻撃からの回避を促進する可能性がある(Gaudrayら、2002、J.Virol.、76(24):12813〜12822頁;Lemassonら、2007、J.Virol.、81(4):1543〜1553頁;Zhaoetら、2009、Blood、113(12):2755〜2764頁)。さらに、HBZは、形質転換状態の維持に重要な役割を有し、潜在的にHTLV−1がTリンパ球を調節性T細胞へ変換することを可能にしており、このことがウイルスの持続性のために重要であると考えられている。
アクセサリータンパク質P12IおよびP30II
P12Iは、小胞体(ER)およびゴルジ体の膜に局在する。P12Iは細胞増殖に関与する(Nicotら、2005、Oncogene、24(39):6026〜6034頁;Edwardsら、2011、Viruses、3(6):861〜885頁)。さらに、p12IはMHCIを劣化させ、細胞へのナチュラルキラー(NK)細胞接着を阻害し、HTLV−1感染細胞が免疫系によって認識されることを妨げる(Nicot,ら、2005、Oncogene、24(39):6026〜6034頁;Banerjeeetら、2007、J.Virol.、81(18):9707〜9717頁)。p12Iの膜結合切断型であるP8Iタンパク質はTax活性を下方制御する(Fukumotoら、2007、J.Virol.、81(17):9088〜9099頁)。
最後に、p30IIは、核および核小体の両方のタンパク質であり、ウイルスタンパク質発現の負の調節因子である(Nicotら、2004、Nat.Meth.、10(2):197〜201頁;Michaelら、2006、Virology、354(2):225〜239頁)。 P30IIは、細胞周期進行、細胞シグナル伝達、アポトーシス、DNAの複製および修復、血管新生および細胞遊走に関与するいくつかの遺伝子の転写および転写後調節に寄与する(Tayloretら、2009、BMC Genomics、10:311頁)。さらに、p30IIはDNA修復経路とも相互作用する(Baydounら、2011、Blood、117(22):5897〜5906頁)。注目すべきは、ミトコンドリアおよび核の両方に局在するp30IIのスプライスされたアイソフォームであるp13IIは、ROS産生およびアポトーシス(Biasiottoetら、2010、Biochim.Biophys.Acta、1797(6−7):945〜951頁;Silic−benussiら、2010、Molecular Aspects Med.、31(5):350〜358頁)においても、Tax活性の阻害(Andresenら、2011、Blood、118(6):1549〜1559頁)においても、カルシウムの恒常性およびカルシウム依存性遺伝子発現の調節に関与している。
ATL病因に選択されたウイルスタンパク質の推定される役割
Tax、HBZ、p12Iおよびp30IIは、細胞機構と相互作用し、その代謝を破壊する。細胞増殖、DNA修復および免疫系応答に働きかけるので、それらはATL患者ではインビボの発現が低いが、白血病細胞によって発現され得る発癌タンパク質と考えられる(Kannagiら、2012、Front.Microbiol.、3:323頁)。実際、TaxはATL患者に見られる免疫優性標的抗原である(Kannagietら、1991、Int.Immunol.、3(8):761〜767頁;Piqueら、1996、J.Virol.、70(8):4919〜4926頁)。さらに、免疫応答標的化Taxは寛解を達成した同種HSCTによって治療されるATL患者において観察されている(Harashimaetら、2004、Cancer Res.、64(1):391〜399頁)。p12I/p8IのRNAはHTLV−1感染T細胞およびマクロファージにおいてインビトロおよびエクスビボで検出される(Koralnikら、1992、AIDS Res Hum Retroviruses、8(11):1845〜1849頁)。さらに、p12Iおよびp30IIは、臨床状態がどのような場合であってもインビボでHTLV−1患者の免疫系の標的である(Chenら、1997、Int.J.Cancer、71(2):196〜202頁;Dekabanetら、2000、Virology、274(1):86〜93頁;PiqueとDokhelar、2000、AIDS Res.Hum.Retroviruses、16(16):1783〜1786頁)。インビボでのHTLV−1タンパク質の発現がまだ議論されていても、HBZの発現は、研究されるATL患者のすべてのケースで保存されているようである(ZhaoとMatsuoka、2012、Front.Microbiol.、3:247頁)。また、HTLV−1キャリアにおけるHBZに対する免疫応答が既に観察されている(Macnamaraら、2010、PloS Pathog.、6(9):e1001117頁;Enose−Akahataら、2013、Retrovirology、10:19頁)。
ゆえに、患者の白血病細胞についてウイルスタンパク質発現の様々なパターンの可能性には仮説があるので、どのレベルのウイルスタンパク質発現であっても、患者のATL細胞に対して免疫応答を刺激するためには、TaxおよびHBZの両方のペプチド配列を含む抗原が必要な戦略でありうる(Uminoら、2011、Blood、117(20):5473〜5478頁)。TaxおよびHBZ抗原のもう一つの利点は、配列内の遺伝的多様性が低いことである(Kubotaら、2007、J.Immunol.、178(9):5966〜5972頁;ZhaoとMatsuoka、2012、Front.Microbiol、3:247頁)。最後に、p12Iおよびp13IIは、細胞膜の脂質ラフト内の内膜およびp8Iに局在する。原形質膜への細胞内での膜輸送により、これらタンパク質由来の配列は細胞表面上に存在するかもしれない。アイソフォームタンパク質であるP12I/P8IおよびP30II/P13IIの共通配列内のエピトープを選択することによって、免疫応答の増強を引き起こすかもしれない。
ATLの出現および維持における上記所見、それらの発現およびこれらのタンパク質の役割に基づいて、臨床的に必要な戦略は、Tax、HBZ、p12およびP30抗原の1、2、3、または4つすべてに対して強力かつ選択的な細胞性免疫応答を誘発することである。
安全な抗原の設計
活性を表す細胞内局在へウイルスタンパク質を標的化するすべての配列を切断または削除した。加えて、主要なエピトープの一部ではない転写因子または他のエフェクターとの相互作用に関与する膜貫通ドメインおよび配列を切断または削除して、任意の野生型活性を無効にした。Tax、HBZ、p12Iおよびp30II由来のエピトープを組み合わせ、直接またはリンカー配列により融合させた。Taxの発癌活性に関して、他のウイルスタンパク質によるTax発現の下方制御は、免疫系による認識およびTaxを発現する細胞の溶解を制限しうる。レンチウイルスベクターにおいて、Tax、HBZ、P12IおよびP30II由来のペプチドを含む抗原の発現はβ2ミクログロブリンプロモーターの制御下にあり、ゆえに抗原は宿主細胞内で構成的に発現され、その発現はβ2ミクログロブリンプロモーターとのウイルスペプチドの相互作用によって調節することができず、Taxポリペプチドの発癌効果のリスクを制限する。
本研究では、Tax、HBZ、p12Iおよびp30II抗原の異なる組み合わせを、C57BL/6Jマウスにおける細胞性免疫応答を誘発する能力について試験した。
HTLV−1抗原のそれぞれの組み合わせのT細胞特異的応答は、Elispotアッセイを行うことによってC57BL/6Jマウスにおいて評価した(図1、2および3)。HBZ、p12Iおよびp30IIに対するワクチン接種が動物モデルにおいてT細胞免疫応答を誘発することができることを初めて実証した。
驚くべきことに、T細胞応答は、抗原(Tax、HBZ、p12Iまたはp30II)に応じてのみならず、その抗原の組み合わせおよび構成に応じて変化した。
例えば、図1は、Tax−HBZ抗原がHBZ−Taxより強いT細胞応答を誘発したことを示している。さらに、Tax−HBZ抗原は、HBZ−TAXとは対照的に、1.10e6 TU/マウスで有意に免疫原性であるようである。興味深いことに、コンストラクトTax−2A−HBZは、2A配列なしで直接融合されたTax−HBZよりもC57BL/6Jにおいて免疫原性が低いのに対して、HBZ−TaxおよびHBZ−2A−Taxは同様の効果を持っている。
Tax−HBZおよびp12Ip30II抗原は一緒に含まれるように選択した。Tax−HBZ抗原を抗原p12Ip30IIに直接融合して、p12Ip30II−Tax−HBZおよびTax−HBZ−p12Ip30IIの2つの組み合わせとした。以前に観察されたように、T細胞免疫応答は組み合わせに応じて有意に変化するという結果が示された。すなわちp12Ip30II−Tax−HBZ抗原はTax−HBZ−p12Ip30IIよりもC57BL/6Jマウスにおいて強力なT細胞応答を誘発した。
抗HTLV−1ワクチンの設計は、C57BL/6Jマウスにおける強力かつ適切なT細胞免疫応答の誘発に選択された異なる抗原の組み合わせの重要性を明らかにしている。ポリペプチドの立体構造を予測することは、特異的免疫応答を刺激する最高の能力を持つであろうワクチンを開発するために、適切なエピトープを選択することと同じくらい重要である。観察された最良の抗原の組み合わせはp12Ip30II−Tax−HBZ抗原であった。
p12Ip30II−Tax−HBZ抗原を発現するレンチウイルスベクターの発癌性のインビトロ評価を行った。安全性の評価を行い、抗原の組み合わせが形質導入後の細胞の代謝を妨げないことを確認した。一次および不死化細胞(原発性および天然の不死化マウス胚線維芽細胞MEFおよび原発性ヒト胚性線維芽細胞MRC5)を、ベクターおよびポジティブコントロールおよびネガティブコントロールにより形質導入した。細胞が発癌性質を示さない限り3Dの細胞は増殖/成長しないので、3週間封入培地(アガロース)での成長を評価した。また、コロニーの顕微鏡観察および検出キットによっても評価した。結果を図4に示す。
p12Ip30II−Tax−HBZ抗原を発現するレンチウイルスベクターを用いて一次線維芽細胞を形質導入した結果、MRC5の形態に変化はなかった。p12Ip30II−Tax−HBZ抗原を発現するレンチウイルスベクターを用いて不死化MEFを形質導入した結果、約1か月の間、成長に変化がなかった。p12Ip30II−Tax−HBZ抗原を発現するレンチウイルスベクターあるいはwtHTLV−1タンパク質を用いて形質導入した不死化MEFにおいてはクローン原性細胞は見られなかった。
NOGマウスにおけるp12Ip30II−Tax−HBZ抗原を発現するレンチウイルスベクター+VPXベクターの発癌性をネガティブコントロールを用いて評価した。結果を図5に示す。マウスに対しては影響がなかったことが観察された。
インビボでのp12Ip30II−Tax−HBZ抗原を発現するレンチウイルスベクターからの発現は、レンチベクターならびにコントロールベクターにルシフェラーゼ発現カセットを挿入することによって試験した。ルシフェラーゼ発現は、NOGマウスの腹側または背側に筋肉内注射した後の生物発光によりモニターした。結果を図6および7に示す。
ルシフェラーゼ発現は投与後6時間から観察された。グループ1(HTLV−ルシフェラーゼ)では、生物発光が経時的に減少することが観察された。グループ2(ルシフェラーゼのみ)では、生物発光が経時的に増加することが観察された。
試験の最後(第66日目)まで腫瘍の成長は観察されなかった。
免疫原性タンパク質の発現を駆動する特殊なプロモーターと組み込みレンチベクターを動物に筋肉内投与すると、当該動物からの組み込まれたベクターの排除を引き起こすタンパク質に対して予想外に高くかつ長期化した免疫応答が生じる。よって、本発明は、高くかつ長期化した免疫応答と、ヒトへの投与のための高い安全性を有する新規なレンチベクターを提供する。
したがって、本発明は、ヒトへの投与によって免疫応答を誘発するためのレンチウイルスベクター粒子を用いた組成物、方法および使用であって、レンチウイルスベクター粒子がレンチウイルスベクターを含み、レンチウイルスベクターのDNAがHTLV−1 Taxおよび/またはHBZ抗原、および/またはp12Iおよびp30II抗原の発現を駆動するプロモーターを含む、組成物、方法および使用を包含する。好ましくは、抗原は、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14〜配列番号21のヌクレオチド配列を有するDNAによってコードされる。最も好ましくは、抗原は配列番号20によってコードされる。
MHCクラスIおよびβ2mプロモーター
MHCクラスIプロモーターは、NF−Kb結合部位、インターフェロン刺激応答エレメント(ISRE)、およびSXY調節モジュール(SXY)の保存を示す。ヒトβ2ミクログロブリン(β2m)プロモーターは、単一NF−Kb結合部位の上流ではあるが、ISREを含有するので、MHCクラスIプロモーターにいくらか類似性を示す。
MHCクラスIIプロモーターは、抗原提示細胞(樹状細胞を含む)特異的プロモーターであると考えられている。MHCクラスIIプロモーターはSXYモジュールを含有するが、該プロモーターはNF−Kb結合部位またはISREを含有しない(Van den Helsenら、1998、Immunogenetics、48:208〜221頁)。ゆえに、MHCクラスIIプロモーターはMHCクラスIプロモーターとは極めて異なる。結果として、MHCクラスIIプロモーターは非常に異なる細胞発現パターンを有する(図24)。
別の抗原提示細胞特異的プロモーターであるデクチン−2は、インターフェロン刺激応答エレメント(ISRE)を含有するが、SXYモジュールを含有しない(Bonkabaraら、2001、J.Immunology、167:6893〜6900頁)。
様々な哺乳動物(ヒト)MHCクラスIプロモーターの配列を以下に示す。
HLA−A2 (MHC I):
attggggagtcccagccttggggattccccaactccgcagtttcttttctccctctcccaacctatgtagggtccttcttcctggatactcacgacgcggacccagttctcactcccattgggtgtcgggtttccagagaagccaatcagtgtcgtcgcggtcgcggttctaaagtccgcacgcacccaccgggactcagattctccccagacgccgagg (配列番号1)
HLA−B7 (MHC I):
ggggaggcgcagcgttggggattccccactcccctgagtttcacttcttctcccaacttgtgtcgggtccttcttccaggatactcgtgacgcgtccccacttcccactcccattgggtattggatatctagagaagccaatcagcgtcgccgcggtcccagttctaaagtccccacgcacccacccggactcagag (配列番号2)
HLA−Cw5 (MHC I):
cactggggaggcgccgcgttgaggattctccactcccctcagtttcacttcttctcccaacctgcgtcgggtccttcttcctgaatactcatgacgcgtccccaattcccactcccattgggtgtcgggttctagagaagccaatcagcgtctccgcagtcccggtctaaagtccccagtcacccacccggactcagattctccccagacgccgag (配列番号3)
HLA−E (MHC I):
taagaactgctgattgctgggaaactctgcagtttcccgttcctctcgtaacctggtcatgtgtccttcttcctggatactcatgacgcagactcagttctcattcccaatgggtgtcgggtttctagagaagccaatcagcgtcgccacgactcccgactataaagtccccatccggactcaagaagttctcaggactcagagg (配列番号4)
HLA−F (MHC I):
aggccccgaggcggtgtctggggttggaaggctcagtattgagaattccccatctccccagagtttctctttctctcccaacccgtgtcaggtccttcatcctggatactcataacgcggccccatttctcactcccattgggcgtcgcgtttctagagaagccaatcagtgtcgccgcagttcccaggttctaaagtcccacgcaccccgcgggactcatatttttcccagacgcggaggttggggtcatg (配列番号5)
ヒトβ2ミクログロブリンプロモーターの配列を以下に示す。
aacatcacgagactctaagaaaaggaaactgaaaacgggaaagtccctctctctaacctggcactgcgtcgctggcttggagacaggtgacggtccctgcgggccttgtcctgattggctgggcacgcgtttaatataagtggaggcgtcgcgctggcgggcattcctgaagctgacagcattcgggccgag (配列番号6)
MHCIおよびβ2mプロモーターはエンハンサーを含有しない。さらに、これらプロモーターは、BDCA+樹状細胞におけるプロモーターの発現が腎臓、平滑筋、肝臓および心臓細胞での発現よりも高い点において樹状特異的である(http://biogps.org)。これらはまた、他の形質導入された細胞種において相対的に高い発現を有する。例えば、BDCA+樹状細胞におけるプロモーターの発現は、骨格筋細胞におけるプロモーター発現のたった12〜100倍であり、MHCII HLA−DRαプロモーターによっては900倍であるのとは対照的である。同上。
本発明は、MHCIおよびβ2mプロモーターを含むレンチウイルスベクター、および筋肉内投与によって宿主に免疫応答を誘発するためのこれらの使用を包含する。
本発明は、宿主の細胞、好ましくは樹状細胞(DC)において、好ましくは免疫原性ポリペプチドをコードする導入遺伝子の転写を指示する、クラスI MHCまたはβ2m遺伝子プロモーター由来のプロモーター配列を含むレンチウイルスベクターを包含する。
投与方法
本発明は、ヒトへのレンチウイルスベクター(または「レンチベクター」)の投与方法を包含する。好ましくは、レンチベクターは、樹状細胞を含む抗原提示細胞における抗原の高発現を駆動し、誘発される免疫応答によって除去するのに十分な他の形質導入された細胞種における発現を駆動するプロモーターを含有する。最も好ましくは、プロモーターはエンハンサーエレメントを欠き、挿入の影響を回避する。
好ましくは、投与は筋肉内である。ある実施形態では、レンチベクターは針を用いて筋肉内に注入される。
好ましくは、レンチベクター粒子は、機能性インテグラーゼタンパク質を含む組み込みレンチベクター粒子である。
ある実施形態において、本発明は、レンチウイルスベクター粒子の筋肉内投与を含む、ヒトにおいて免疫応答を誘発するための方法を含む。本発明は、ヒトへの筋肉内投与によって免疫応答を誘発するためのレンチウイルスベクター粒子を用いる方法であって、レンチウイルスベクター粒子はレンチウイルスベクターを含み、レンチウイルスベクターのDNAは、HTLV−1 Taxおよび/またはHBZ抗原、および/またはp12Iおよびp30II抗原の発現を駆動するプロモーターを含む、方法を包含する。好ましくは、抗原は、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14〜配列番号21、最も好ましくは配列番号20のヌクレオチド配列を有するDNAによりコードされる。
好ましくは、レンチベクター粒子は、10、2×10、5×10、10、2×10、5×10、10、2×10、5×10、または10TUの用量にある。
レンチベクター粒子は、被験体に単回用量または複数回(すなわち2、3、4など)の用量で投与されうる。レンチベクター粒子は1回目(初回刺激)および2回目(追加免疫)の投与で投与されうる。ある実施形態では、1回目の用量は10〜10TUのレンチベクター粒子を含み、2回目の用量は10〜10TUのレンチベクター粒子を含む。
1回目と2回目の投与の間、および投与とその後の投与との間の時間は変化しうる。ある実施形態では、投与間の時間は2〜6週間である。様々な実施形態では、投与間の時間は、少なくとも2、4、6、8、10、12、15、30または52週間である。様々な実施形態では、投与間の時間は、少なくとも1、3、6、9、12、24、36または48か月である。様々な実施形態では、投与間の時間は、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9または10年である。
レンチウイルスベクター
本発明の文脈内では「レンチウイルスベクター」は、シス作用性レンチウイルスRNAまたはDNA配列を含み、トランスで提供されるレンチウイルスタンパク質(例えば、Gag、Pol、および/またはEnv)を必要とする導入遺伝子による宿主細胞の形質導入のための非複製ベクターを意味する。レンチウイルスベクターは、機能性Gag、Pol、およびEnvタンパク質の発現を欠く。レンチウイルスベクターは、前記レトロウイルスベクターの作製または開発の段階に応じてRNAまたはDNA分子の形態で存在してもよい。
レンチウイルスベクターは、プラスミドなどの組換えDNA分子の形態にあってもよい。レンチウイルスベクターは、レンチウイルスおよび他のタンパク質の複合体内のRNA分子などのレンチウイルス粒子ベクターの形態であってもよい。典型的には、改変または組換えレンチウイルス粒子に相当するレンチウイルス粒子ベクターは、一本鎖RNAの2つのコピーからなるゲノムを含む。これらのRNA配列は、宿主細胞ゲノムに挿入された二本鎖DNA配列(プロウイルスベクターDNA)からの転写により得ることができ、または形質転換された宿主細胞でのプラスミドDNA(プラスミドベクターDNA)の一過性発現から得ることができる。
好ましくは、レンチウイルスベクター粒子は組み込みのための能力を有する。よって、機能的なインテグラーゼタンパク質を含む。非組み込みベクター粒子は、レンチウイルスベクター粒子の組み込み能力のほとんどまたはすべてを排除する1または複数の変異を有する。例えば、非組込みベクター粒子は、組み込み能力の低下を引き起こすレンチウイルスpol遺伝子によってコードされたインテグラーゼに変異を含みうる。対照的に、組み込みベクター粒子は、レンチウイルスベクター粒子の組み込み能力のほとんどまたはすべてを排除する任意の変異を含まない機能的インテグラーゼタンパク質を含む。
レンチウイルスベクターは、レンチウイルス、特にヒト免疫不全ウイルス(HIV−1またはHIV−2)、サル免疫不全ウイルス(SIV)、ウマ感染性脳炎ウイルス(EIAV)、ヤギ関節炎脳炎ウイルス(CAEV)、ウシ免疫不全ウイルス(BIV)およびネコ免疫不全ウイルス(FIV)に由来し、病原性に関与する遺伝的決定基を除去し、治療効果を得るのに有用な新たな決定基を導入するために改変される。
このようなベクターは、シスおよびトランス作用性配列の分離に基づく。複製欠損ベクターを生成するために、トランス作用性配列(例えば、gag、pol、tat、rev、およびenv遺伝子)を欠失させ、導入遺伝子をコードする発現カセットに置き換えることができる。
非分裂細胞への効率的な組み込みおよび複製は、通常、レンチウイルスゲノムの中心に2つのシス作用性配列、セントラルポリプリントラクト(cPPT)およびセントラルターミネーション配列(CTS)の存在を必要とする。これらは、セントラルDNA「フラップ」と呼ばれる3本鎖DNA構造の形成をもたらし、該フラップは、樹状細胞などの非分裂細胞の核孔での組み込み前複合体の脱コート、および核への発現カセットの効率的な移入のためのシグナルとして作用する。
1つの実施形態において、本発明は、特に、欧州特許出願EP 2 169 073号に記載されているようなcPPT/CTS配列と呼ばれるセントラルポリプリントラクトおよびセントラルターミネーション配列を含むレンチウイルスベクターを包含する。
宿主細胞ゲノムへのベクタープロウイルスDNA配列の組み込みに関与する長末端反復配列(LTR)などのさらなる配列は、通常はシスで存在する。ベクターは、例えば前記LTRのドメインU3(ΔU3)中のLTR配列を変異させて得ることができる(Miyoshi Hら、1998、J Virol.72(10):8150〜7頁;Zuffereyら、1998、J Virol 72(12):9873〜80頁)。
好ましくは、ベクターはエンハンサーを含有しない。1つの実施形態において、本発明は、3’LTR中のプロモーターおよびエンハンサー配列を除去している変異U3領域(ΔU3)を好ましくは有するLTR配列を含むレンチウイルスベクターを包含する。
パッケージング配列Ψ(プサイ)も、ポリヌクレオチド配列のキャプシド形成を助けるためにベクター粒子に取り込むことができる(Kesslerら、2007、Leukemia、21(9):1859〜74頁;Paschenら、2004、Cancer Immunol Immunother 12(6):196〜203頁)。
1つの実施形態において、本発明は、レンチウイルスパッケージング配列Ψ(プサイ)を含むレンチウイルスベクターを包含する。
トランスポートRNA結合部位もしくはプライマー結合部位(PBS)またはウッドチャック転写後調節エレメント(Woodchuck PostTranscriptional Regulatory Element)(WPRE)などのさらなる追加の機能性配列も、インビボで導入遺伝子のより安定な発現を得るために、有利には本発明のレンチウイルスベクターポリヌクレオチド配列に含まれてもよい。
1つの実施形態において、本発明は、PBSを含むレンチウイルスベクターを包含する。1つの実施形態において、本発明は、WPREおよび/またはIRESを含むレンチウイルスベクターを包含する。
ゆえに、好ましい実施形態において、レンチウイルスベクターは、少なくとも1つのcPPT/CTS配列、1つのΨ配列、1つの(好ましくは2つの)LTR配列、およびβ2mまたはクラスI MHCプロモーターの転写制御下に、好ましくは配列番号20のヌクレオチド配列を含む導入遺伝子を含む発現カセットを含む。
プロモーター
様々な実施形態において、プロモーターは最大の免疫応答を誘発するために、樹状細胞などの抗原提示細胞において高い発現を駆動する。好ましくは、プロモーターは、誘発される免疫応答によって除去するのに十分な他の形質導入された細胞種における発現を駆動する。最も好ましくは、プロモーターは、挿入の影響を回避するためにエンハンサーエレメントを欠いている。
最も好ましくは、プロモーターはCMVプロモーター/エンハンサーではない。好ましくは、プロモーターはデクチン−2ないしはMHCIIプロモーターではない。
様々な実施形態において、レンチウイルスベクターは、β2mまたはMHCクラスIプロモーターを含む。好ましくは、MHCクラスIプロモーターは、HLA−A2プロモーター、HLA−B7プロモーター、HLA−Cw5プロモーター、HLA−FまたはHLA−Eプロモーターである。様々な実施形態において、プロモーター配列は、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5または配列番号6のプロモーター配列と90%を超える、好ましくは95%を超える、より好ましくは99%を超える同一性を共有するポリヌクレオチド配列を含む。
本発明は、エンハンサーを含有しないプロモーターを含むレンチウイルスベクターを包含する。
本発明は、レンチウイルスベクターへのMHCクラスI(MHCI)またはβ2ミクログロブリン(β2m)プロモーターの挿入を包含する。本明細書で使用されるとき、「MHCクラスI(MHCI)プロモーター」または「β2ミクログロブリンプロモーター」は、自然発生または合成のMHCクラスIプロモーターまたはβ2ミクログロブリンプロモーターを含む。「MHCクラスIプロモーター」なる用語は、β2mプロモーターを含まない。
プロモーターは天然に生じるプロモーターであってよい。自然発生プロモーターの例は、ヒトβ2m、HLA−A2、HLA−B7、HLA−Cw5、HLA−E、HLA−F遺伝子プロモーターである。これらの自然発生MHCIプロモーターは通常、MHCクラスIタンパク質をコードする遺伝子、またはゲノムデータベース(例えば:NCBIポリヌクレオチドデータベースhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/guide/dna−rna)中のこのようなタンパク質を推定的にコードすると見なされる遺伝子のプロモーター領域からクローン化または複製される。β2mおよびクラスI MHCタンパク質は両方とも、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)に進入する。
これらの遺伝子によりコードされるタンパク質は、ほぼ全ての細胞タイプにおいて見出される。MHCIタンパク質は通常、白血球の膜の表面に存在し、ここでβ2ミクログロブリン(β2m)と結合する。これらの結合タンパク質の役割は、内因性供給源由来のペプチドをCD8+T細胞に提示することである。これらはゆえに、抗原特異的免疫応答の生成に中心的な役割を果たす。MHCクラスIタンパク質は、多年の間広く研究および記載されてきたため、この遺伝子は十分に特徴付けされ、およびBLAST方法(Altschul,S.F.ら(1990).Basic local alignment search tool.J.Mol.Biol.215(3):403〜410頁)などの配列比較ツールを用いて検出可能である。
MHCクラスIプロモーターは、樹状細胞を含む抗原提示細胞中で強力に活性化される能力のほか、他のヒト体組織の大部分において強度を低下させる能力を共有する。
本発明のプロモーターは、1つまたは複数のSp1およびETs結合部位などのさらなる調節エレメントを含有することができる。好ましい実施形態において、MHCクラスIプロモーターは、2つのSp1結合部位および1つのEts結合部位を含有する。他の実施形態において、Ap1および/またはAp2部位がプロモーターにさらに含有される。
好ましいプロモーターは、自然発生のヒトβ2m、HLA−A2、HLA−B7、HLA−Cw5、HLA−EおよびHLA−Fプロモーターである。
プロモーターはまた、合成であってもよい。合成プロモーターには、プロモーターの個々の成分を会合するために分子生物学的手法を用いて合成されるプロモーター、または分子生物学的手法を用いる自然発生プロモーターに由来するプロモーターが含まれる。
様々な実施形態において、合成プロモーターは、β2mまたはMHCクラスI遺伝子プロモーターのプロモーター配列(例えば、配列番号:1〜6)と90%を超える、好ましくは95%を超える、より好ましくは99%を超える同一性、または100%を共有するポリヌクレオチド配列を含む。
ある実施形態では、本発明は、β2mまたはMHCクラスIプロモーターをレンチウイルスベクターに挿入して導入遺伝子の発現を駆動することを含む方法であって、このとき当該導入遺伝子が、好ましくはHTLV−1 Tax、HTLV−1 bZIP因子(HBZ)、および/またはアクセサリータンパク質P12IおよびP30II抗原をコードし、最も好ましくは配列番号66のアミノ酸配列を含むかまたは配列番号66のアミノ酸配列からなる、方法を包含する。当該方法は、DNA flap配列などの本明細書中に記載するいずれかの他の核酸エレメントを挿入することをさらに含みうる。
導入遺伝子
本発明の文脈内で「導入遺伝子」は、レンチウイルスベクターで形質導入される細胞に普通は存在しない、レンチウイルスベクター内の核酸配列である。レンチウイルスベクターは、形質導入細胞にこの配列を導入するのに役立つ。「導入遺伝子」なる用語は、導入遺伝子の形質導入を促進するようなベクターの配列を含まない。導入遺伝子は、別の生物由来の核酸配列であってもよい。あるいは、導入遺伝子は、同じ生物由来であるが、発現を制御する異なる調節配列を有する核酸配列であってもよい。導入遺伝子は、センスまたはアンチセンス核酸分子であってもよい。本発明の好ましい実施形態によれば、導入遺伝子配列は抗原または免疫原性ポリペプチドをコードする。
好ましくは、抗原または免疫原性ポリペプチドは、HTLV−1 Tax、HTLV−1 bZIP因子(HBZ)、および/またはアクセサリータンパク質P12Iおよび/またはP30II抗原または免疫原性ポリペプチドである。好ましくは、ポリエピトープを形成するいくつかのエピトープは、本発明の導入遺伝子によってコードされる。様々な実施形態において、導入遺伝子は、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14〜配列番号21によってコードされる少なくとも1、2、3または4の抗原を含む。
好ましくは、抗原または免疫原性ポリペプチドは、HTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質を含むか、またはHTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質からなる。
特に好ましいHTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質は以下のアミノ酸配列を含む。
MPKTRRRPRRSQRKRPPTPWQPPPFSLQGLHLAFQLSSIAINPQLLHFFFPSTMLFRLLSPLSPLALATSAAFFSARLLRRALTMLIISPLPRVWTEMAHFPGFGQSLLFGYPVYVFGDCVDGRVIGSALQFLIPRLPSFPTQRTSKTLKVLTPPITHTTPNIPPSFLQAMRKYSPFRNGYMEPTLGQHLPTLSFPDPGLRPQNLYTLWGGSVVCMYLYQLSPPITWPLLPHVIFCHPGQLGAFLTNVPYKRIEKLLYKISLTTGALIILPEDCLPTTLFQPARAPVTLTAWQNGLLPFHSTLTTPGLIWTFTDGTPMISGPCPKDGQPSLVLQSSSFIFHKFQTKAYHPSFLLSHGLIQYSSFHNLHLLFEEYTNIPISMLFRCLPVSCPEDLLVEELVDGLLSLEEELKDKEEEKAVLDGLLSLEEESRGRLRRGPPGEKAPPRGETHRDRQRRAEEEREKEEEKQIAEYLKRKEEEKAREKKAADVARRKQEEQER (配列番号66)
BおよびT細胞ベースの免疫応答はいずれも同じ抗原によって誘発されうる。
レンチウイルスベクター粒子の作製
本発明は、好ましくはエンハンサー配列を含まないが、代わりにβ2mまたはMHCIプロモーターを含有するレンチウイルス粒子ベクターの作製方法を提供する。レンチウイルス粒子ベクター(またはレンチウイルスベクター粒子)は、ウイルスタンパク質に関連してレンチウイルスベクターを含む。該ベクターは、好ましくは組み込みベクターである。
遺伝子発現を駆動するための従来技術ベクターにおいて使用されるウイルスエンハンサー配列を、エンハンサーを含有しないβ2mまたはMHCIプロモーターと置換することは、
1)エンハンサー配列に連結した挿入変異のリスクを減少させることによって;および
2)免疫応答を導入遺伝子の産物に対して誘発して、どんな細胞種であれベクターが組み込まれた細胞をすべて免疫系により排除することによって、組み込みレトロウイルスベクターの安全性を向上させ得る。ゆえに、一定の期間後、人体はこのようなベクターのいかなる複製物も含有し得ない。
この方法の1つの実施形態によれば、レンチベクター粒子は、DNAプラスミドで形質転換された宿主細胞において得られる。このようなDNAプラスミドは、
−細菌複製起源(例えば:pUC ori)、
−選択のための抗生物質耐性遺伝子(例えば:KanR)、およびより特定すると
−β2mまたはMHCクラスIプロモーターに転写的に連結された少なくとも1つの導入遺伝子を含むレンチウイルスベクター
を含み得る。
このような方法は、以下のステップ:
i)適切な宿主細胞にレンチウイルスベクターをトランスフェクトするステップと、
ii)前記宿主細胞に、レトロウイルス(好ましくはレンチウイルス)の少なくとも構造活性およびポリメラーゼ(+インテグラーゼ)活性をコードするウイルスDNA配列を含有するパッケージングプラスミドベクターをトランスフェクトするステップと(このようなパッケージングプラスミドは当技術分野で記載されている(Dullら、1998、J Virol、72(11):8463〜71頁;Zuffereyら、1998、J Virol 72(12):9873〜80頁))、
iii)前記レンチウイルスベクターの発現およびレンチウイルスベクター粒子へのパッケージングを得るために、前記トランスフェクト宿主細胞を培養するステップと、
iv)前記培養宿主細胞におけるステップiii)の発現およびパッケージングの結果生じるレンチウイルスベクター粒子を回収するステップと
を含む、本発明による組換えベクター粒子の作製を可能にする。
種々の理由のため、得られたレトロウイルス粒子をシュードタイピングする、すなわち特異的粒子エンベロープタンパク質を付加または置換することが有用であり得る。例えば、これは、組換え粒子を天然粒子または他の組換え粒子と区別するために、異なるエンベロープタンパク質を有するのに有利であり得る。ワクチン接種戦略の問題において、この後者がレンチウイルスに対して既に免疫を生じた場合、シュードタイピングされた粒子ベクターは免疫系を免れる可能性が高い。疾患に対して患者を免疫するのに類似の粒子ベクターの連続注射が必要とされる場合、これは特に有用である。
本発明のレトロウイルス粒子をシュードタイピングするために、宿主細胞は、ウイルスエンベロープタンパク質、好ましくはVSV−Gエンベロープタンパク質をコードする1つまたはいくつかのエンベロープDNAプラスミドでさらにトランスフェクトされ得る。
適切な宿主細胞は、好ましくは、例えばHEK細胞系のようなヒト培養細胞系である。
あるいは、ベクター粒子の作製方法は、ゲノムが1つまたは複数の以下の成分、すなわち、レンチウイルスベクターDNA配列、パッケージング遺伝子、およびエンベロープ遺伝子で安定に形質転換されている宿主細胞において実施される。このようなDNA配列は、ベクター配列の転写を可能にし、および粒子産生速度を向上させる追加のプロモーターを含む本発明によるプロウイルスベクターに類似していると見なすことができる。
好ましい実施形態において、宿主細胞は、全細胞を膨潤または死滅させることなしにウイルス粒子を培地中で連続的に産生することができるようにさらに改変される。ウイルス粒子を作製するためのこのような手法に関しては、Strangら、2005、J Virol 79(3):1165〜71頁;Relanderら、2005、Mol Ther 11(3):452〜9頁;Stewartら、2009、Gene Ther、16(6):805〜14頁;およびStuartら、2011、Hum gene Therを参照することができる。
本発明のある目的物は、レンチウイルス粒子ベクターで形質転換された宿主細胞からなる。
レンチウイルス粒子ベクターは、以前に定義されているように、以下のエレメント:
−cPPT/CTSポリヌクレオチド配列と、
−β2mまたはMHCIプロモーターの制御下の導入遺伝子配列、および場合により、上に記載された追加のエレメントの1つと
を含むことができる。
導入遺伝子を細胞で発現させる方法
本発明は、導入遺伝子を細胞、好ましくは非分裂細胞で発現させる方法を包含する。方法は、導入遺伝子の発現を可能にする条件下で、細胞を本発明のレンチウイルスベクターまたはレンチウイルス粒子ベクターで形質導入するステップを含む。
細胞は、好ましくは哺乳動物細胞、特にヒト細胞である。特に好ましいのはヒト非分裂細胞である。
導入遺伝子は、好ましくは免疫原性ポリペプチドをコードする。方法はさらに、ポリペプチドを回収または単離するステップを含んでもよい。特に好ましいポリペプチドは、配列番号8、10、12、14、および15〜21、最も好ましくは配列番号20のヌクレオチド配列によってコードされるものである。
レンチウイルスベクターまたはレンチウイルス粒子ベクターは、好ましくはβ2mまたはMHCIプロモーターを含む。
1つの実施形態において、本発明は、本発明の導入遺伝子をレンチウイルスベクターに挿入するステップと、導入遺伝子を含有するベクターで細胞を形質導入するステップとを含む、導入遺伝子の発現方法を包含する。
レンチウイルスベクターの治療的使用
本発明はさらに、エピトープ、より特にベクター中に存在する導入遺伝子によりコードされたエピトープに対する免疫学的反応の発生または改善を誘発するまたはこれに寄与することができる治療組成物またはワクチンを調製するための、本発明によるレンチウイルスベクター(特にはレンチウイルスベクター粒子の形態で)の使用に関する。
本発明はゆえに、特に筋肉内投与のための医薬品またはワクチンとして有用であるベクターを提供する。
これらのベクターは、感染症、特にはHTLV−1ウイルス感染に伴う疾患の治療または予防に優先的に使用される。
本発明のベクターは、樹状細胞をより特異的に標的にして、これらの細胞における導入遺伝子により発現された抗原に関連する細胞媒介免疫応答および特にはCTL応答を得ることから、本発明のベクターは、HTLV−1を標的にするワクチンとして特に有用である。
したがって、本発明は、以前に定義されているようなレンチウイルスベクターを含む免疫原性組成物に関する。
本発明の免疫原性組成物は、好ましくは、標的細胞へのベクターゲノムの核移入を誘発または刺激するように、ベクターおよびベクター粒子中にcPPTおよびCTS配列を含有する。
逆転写中に、cPPTおよびCTS配列は、DNA三重螺旋と呼ばれるDNAベクター配列の核移入を刺激する3本鎖DNA構造の形成を誘導する。好ましくは、ベクターは、導入遺伝子、ならびにレトロウイルスまたはレトロウイルス様起源の逆転写、発現およびキャプシド形成の調節シグナルを含み、組成物は、ベクター中に存在する導入遺伝子配列によりコードされた1つまたはいくつかのエピトープに対するCTL(細胞傷害性Tリンパ球)および/またはCD4応答を誘発または刺激することができる。
導入遺伝子の発現は、ベクターへのβ2mまたはMHCIプロモーターの包含により大幅に向上される。
ゆえに、本発明によるレンチウイルスベクターは、記憶CTL応答の発生を誘導し、改善する能力、または一般に記憶CTL応答の発生に関連する能力を有する。換言すると、該ベクターは、細胞媒介免疫応答、特にはCTL応答または記憶応答の誘導、刺激、または該応答の発生への関与により、HTLV−1関連疾患を治療するための治療組成物の調製に使用することができる。
本発明のレンチウイルスベクターは、レンチウイルスベクターを宿主に投与するステップと、宿主において導入遺伝子に対する特異的免疫応答を発生させるステップとを含む治療方法、および免疫応答の誘発方法において使用することができる。これらの宿主で発生した細胞および抗体は、診断試薬として使用することができる。
本発明によるレンチウイルスベクターは、好ましくは筋肉内投与のためであり、最も好ましくは針による注入による。
特定の実施形態において、本発明による免疫原性組成物は、細胞媒介免疫応答、特にはCTL媒介免疫応答を誘発し、改善し、または該応答の発生にインビボで関与するように、患者に直接投与することができる。
別の実施形態において、免疫原性組成物は、長期記憶細胞媒介応答の発生を可能にし得るように単回でまたは反復投与時に使用される。
本発明の免疫原性組成物の特定の利点は、目的とするヌクレオチド配列、またはベクターもしくはベクター粒子中に存在する導入遺伝子によりコードされた多数のエピトープに対する細胞媒介免疫応答を誘発または刺激するのに使用できることである。
本発明はまた、細胞応答を誘発する前記アミノ酸配列、および/または異なる抗原の2つのエピトープに対応する少なくとも2つの異なる配列を含有するアミノ酸配列の多数の反復(少なくとも2つの同一配列)をコードするヌクレオチド配列を含むレンチウイルスベクターも包含する。特に好ましい抗原は、配列番号8、10、12、14、および15〜21、最も好ましくは配列番号20のヌクレオチド配列によってコードされるものである。
結果として、本発明は、HTLV−1関連疾患の治療のための予防的および/または治療的ワクチン接種プロトコルにおいて使用され得る組成物を包含する。
特に、該組成物は、アジュバント、他の免疫原性組成物、化学療法、または任意の他の治療的処置と組み合わせて使用することができる。
本発明は、機能的インテグラーゼタンパク質とレンチウイルスベクターとを含有するレンチウイルスベクター粒子を含んでなる、ヒトへの筋肉内投与のための組成物であって、前記レンチウイルスベクターのDNAが抗原の発現を駆動するβ2mまたはMHCIプロモーターを含む、組成物を包含する。特に好ましい抗原は、配列番号8、10、12、14、および15〜21のヌクレオチド配列によってコードされるものである。
本発明は、ヒトへの筋肉内投与によって免疫応答を誘発するための、レンチウイルスベクター粒子を含んでなる組成物であって、前記レンチウイルスベクター粒子がレンチウイルスベクターを含み、前記レンチウイルスベクターのDNAがHTLV−1 Tax抗原の発現を駆動するプロモーターを含み、前記HTLV−1 Tax抗原が、配列番号8、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号20または配列番号21のヌクレオチド配列を有するDNAによってコードされる、組成物を包含する。
本発明は、ヒトへの筋肉内投与によって免疫応答を誘発するための、レンチウイルスベクター粒子を含んでなる組成物であって、前記レンチウイルスベクター粒子がレンチウイルスベクターを含み、前記レンチウイルスベクターのDNAがHTLV−1 HBZ抗原の発現を駆動するプロモーターを含み、前記HTLV−1 HBZ抗原が、配列番号10、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号20または配列番号21のヌクレオチド配列を有するDNAによってコードされる、組成物を包含する。
本発明は、ヒトへの筋肉内投与によって免疫応答を誘発するための、レンチウイルスベクター粒子を含んでなる組成物であって、前記レンチウイルスベクター粒子がレンチウイルスベクターを含み、前記レンチウイルスベクターのDNAがP12I抗原(p12I Ag)またはP30II抗原(p30II Ag)の発現を駆動するプロモーターを含み、前記P12I抗原(p12I Ag)またはP30II抗原(p30II Ag)が、配列番号12、配列番号14、配列番号19、配列番号20または配列番号21のヌクレオチド配列を有するDNAによってコードされる、組成物を包含する。
本発明は、ヒトへの筋肉内投与によって免疫応答を誘発するための、レンチウイルスベクター粒子を含んでなる組成物の使用であって、前記レンチウイルスベクター粒子がレンチウイルスベクターを含み、前記レンチウイルスベクターのDNAが前記いずれかの抗原の発現を駆動するプロモーターを含み、前記抗原が、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号20または配列番号21のヌクレオチド配列を有するDNAによってコードされる、組成物の使用を包含する。
本発明は、ヒトへの筋肉内投与によって免疫応答を誘発するための、レンチウイルスベクター粒子を含んでなる組成物の使用であって、前記レンチウイルスベクター粒子がレンチウイルスベクターを含み、前記レンチウイルスベクターのDNAがHTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質を含むポリペプチドの発現を駆動するプロモーターを含み、好ましくは前記抗原が、配列番号20のヌクレオチド配列を有するDNAによってコードされる、および/または配列番号66のアミノ酸配列を有する、組成物の使用を包含する。
ゆえに、本発明の種々の実施形態を記載してきたが、本明細書における開示は例示のみであること、ならびに様々な他の代替、適合、および変更が本発明の範囲内で行われ得ることが当業者により留意されるべきである。したがって、本発明は、本明細書に例証されている特定の実施形態に限定されない。
実施例1 抗原
Tax、HBZ、p12およびp30IIのウイルスタンパク質を用いて、ワクチン候補のためのHTLV−1抗原を設計した。対応するDNAコード化配列とエピトープの設計を以下に記載する。
Tax配列
野生型コード化配列:atggcccacttcccagggtttggacagagtcttcttttcggatacccagtctacgtgtttggagactgtgtacaaggcgactggtgccccatctctgggggactatgttcggcccgcctacatcgtcacgccctactggccacctgtccagagcatcagatcacctgggaccccatcgatggacgcgttatcggctcagctctacagttccttatccctcgactcccctccttccccacccagagaacctctaagacccttaaggtccttaccccgccaatcactcatacaacccccaacattccaccctccttcctccaggccatgcgcaaatactcccccttccgaaatggatacatggaacccacccttgggcagcacctcccaaccctgtcttttccagaccccggactccggccccaaaacctgtacaccctctggggaggctccgttgtctgcatgtacctctaccagctttccccccccatcacctggcccctcctgccccatgtgattttttgccaccccggccagctcggggccttcctcaccaatgttccctacaaacgaatagaaaaactcctctataaaatttcccttaccacaggggccctaataattctacccgaggactgtttgcccaccacccttttccagcctgctagggcacccgtcacgctgacagcctggcaaaacggcctccttccgttccactcaaccctcaccactccaggccttatttggacatttaccgatggcacgcctatgatttccgggccctgccctaaagatggccagccatctttagtactacagtcctcctcctttatatttcacaaatttcaaaccaaggcctaccacccctcatttctactctcacacggcctcatacagtactcttcctttcataatttgcatctcctatttgaagaatacaccaacatccccatttctctactttttaacgaaaaagaggcagatgacaatgaccatgagccccaaatatcccccgggggcttagagcctctcagtgaaaaacatttccgtgaaacagaagtctga(配列番号7)
Taxタンパク質の主な活性領域:aa1−165、核局在化配列:aa4−174、Creb1との相互作用ドメイン:aa67−147、ジンクフィンガードメイン:aa217−240、SH3結合ドメイン:aa241−285、CrebbP/ P300との相互作用ドメイン:aa316−333、Ikbkgとの相互作用ドメイン:aa337−738、NF−κBとの相互作用ドメイン:aa346−435とaa637−744、ホモ二量体化ドメイン:aa562−606、核輸送シグナル:aa865−966、トランス活性化ドメイン:aa934−957、Crebb−Cterとの相互作用ドメイン:aa1048−1059、PDZ結合ドメイン。
Tax抗原(Tax Ag)
atggcccacttccccggctttggccagagcctgctgttcggctaccccgtgtacgtgttcggcgactgcgtggacggcagagtgatcggcagcgccctgcagttcctgatccccagactgcccagcttccccacccagcggaccagcaagaccctgaaggtgctgaccccccccatcacccacaccacccccaatatcccccccagcttcctgcaggccatgcggaagtacagccccttccggaacggctacatggaacccaccctgggccagcatctgcccaccctgagcttccccgatcctggcctgcggccccagaacctgtataccctgtggggcggcagcgtcgtgtgcatgtacctgtaccagctgagccctcctatcacctggcccctgctgccccacgtgatcttttgccaccctggacagctgggcgccttcctgaccaacgtgccctacaagcggatcgagaagctgctgtacaagatcagcctgaccacaggcgccctgatcatcctgcccgaggactgcctgcccaccaccctgtttcagcccgccagagcccctgtgaccctgaccgcctggcagaacggcctgctgcccttccacagcaccctgaccacccctggcctgatctggaccttcaccgacggcacccccatgatcagcggcccctgccctaaggacggccagcctagcctggtgctgcagagcagcagcttcatcttccacaagttccagaccaaggcctaccaccccagctttctgctgagccacggcctgatccagtactccagcttccacaacctgcatctgctgttcgaagagtacaccaacatccccatctcc(配列番号8)
Tax野生型(WT)から削除されたヌクレオチド配列:aa73−174;aa955−1059。ATL患者においてTリンパ球を活性化することが見出された主なエピトープ:aa31−60;aa262−288;aa391−435;aa451−501;aa526−585;aa814−840;aa901−927(Kannagiら、1992;Arnulfら、2004;Suzukiら、2012)。切断ないし欠失させた活性ドメイン:aa1−165、核局在化配列;aa4−174、Creb1との相互作用ドメイン;aa67−147、ジンクフィンガードメイン;aa865−966、トランス活性化ドメイン;aa934−957、Crebb−Cterとの相互作用ドメイン;aa1048−1059、PDZ結合ドメイン。
HBZ配列
野生型コード化配列:atggcggcctcagggctgtttcgatgcttgcctgtgtcatgcccggaggacctgctggtggaggaattggtggacgggctattatccttggaggaagagttaaaggacaaggaggaggagaaagctgtgcttgacggtttgctatccttagaagaggaaagccgcggccggctgcgacggggccctccaggggagaaagcgccacctcgcggggaaacgcatcgtgatcggcagcgacgggctgaggagaagaggaagcgaaaaaaagagcgggagaaagaggaggaaaagcagattgctgagtatttgaaaaggaaggaagaggagaaggcacggcgcaggaggcgggcggagaagaaggccgctgacgtcgccaggaggaagcaggaagagcaggagcgccgtgagcgcaagtggagacaaggggctgagaaggcgaaacagcatagtgctaggaaagaaaaaatgcaggagttggggattgatggctatactagacagttggaaggcgaggtggagtccttggaggctgaacggaggaagttgctgcaggagaaggaggatttgatgggagaggttaattattggcaggggaggctggaggcgatgtggttgcaataa(配列番号9)
HBZタンパク質の主な活性領域:aa1−24、転写活性化のためのRNA活性ドメイン;aa259−276、aa346−360およびaa412−423、核局在化シグナル;aa418−576、ロイシンジッパーモチーフ。
HBZ抗原(HBZ Ag)
atgctgttcagatgcctgcccgtgtcctgccccgaggacctgctggtggaagaactggtggacggcctgctgagcctggaagaggaactgaaggacaaagaggaagagaaggccgtcctggatggcctgctgtctctggaagaagagagccggggcagactgcggagaggccctcctggcgagaaagccccccctagaggcgagacacaccgggacagacagagaagggccgaggaagagcgcgagaaagaagaggaaaagcagatcgccgagtacctgaagcggaaagaagaagagaaagcccgcgagaagaaagccgccgacgtggccagacggaagcaggaagaacaggaacgg(配列番号10)
HBZ WTから削除されたヌクレオチド配列:aa1−24;aa259−276;aa346−360;aa412−627。ATL患者においてTリンパ球を活性化することが見出された主なエピトープ:aa37−111;aa133−159;aa172−198;aa232−258;aa310−381;aa475−621(MacNamaraら、2010)。切断ないし欠失させた活性ドメイン:aa1−24、転写活性化のためのRNA活性ドメイン;aa259−276、aa346−360およびaa412−423、核局在化シグナル;aa418−576、ロイシンジッパーモチーフ。
P12I/p27Iアイソフォーム配列
野生型コード化配列:atgcccaagacccgtcggaggccccgccgatcccaaagaaaaagacctccaacaccatggcagcctcctccgttcagcctccaaggactccacctcgccttccaactgtctagtatagccatcaatccccaactcctgcattttttctttcctagcactatgctgtttcgccttctcagccccttgtctccacttgcgctcacggcgctcctgctcttcctgcttcctcctagcgacgtcagcggccttcttctccgcccgcctcctgcgccgtgccttctcctcttccttccttttcaaatactcagcggtctgcttttcctcctctttctcccgctctttttttcgcttcctcttctcctcagcccgtcgctgccgatcacgatgcgtttccccgcgaggtggcgctttctcccctggagggccccgtcgcagccggccgcggctttcctcttctaa(配列番号11)
p12I/p27Iアイソフォームタンパク質の主な活性領域:aa184−249およびaa301−360、らせん状膜貫通ドメイン;aa235−252およびaa319−387、ロイシンジッパー;aa169−183、aa256−273、aa367−390およびaa421−438、SH3結合ドメイン。
P12I抗原(p12I Ag)
atgcccaagaccagaaggcggcccagaagaagccagagaaagaggccccctaccccctggcagcctcctccattcagtctgcagggcctgcacctggccttccagctgagcagcattgccatcaacccccagctgctgcacttcttcttcccttccaccatgctgttccggctgctgagccctctgtctcctctggccctg(配列番号12)
*p12I WTから削除されたヌクレオチド配列:aa202−456。ATL患者においてTリンパ球を活性化することが見出された主なエピトープ:aa91−138;aa169−195;aa235−279;aa364−411およびaa415−456(Dekabanら、2000;Piqueら、2000)。切断ないし欠失させた活性ドメイン:aa184−249およびaa301−360、らせん状膜貫通ドメイン;aa235−252およびaa319−387、ロイシンジッパー;aa256−273、aa367−390およびaa421−438、SH3結合ドメイン。
P30II配列
野生型コード化配列:atggcactatgctgtttcgccttctcagccccttgtctccacttgcgctcacggcgctcctgctcttcctgcttcctcctagcgacgtcagcggccttcttctccgcccgcctcctgcgccgtgccttctcctcttccttccttttcaaatactcagcggtctgcttttcctcctctttctcccgctctttttttcgcttcctcttctcctcagcccgtcgctgccgatcacgatgcgtttccccgcgaggtggcgctttctcccctggagggccccgtcgcagccggccgcggctttcctcttctaaggatagcaaaccgtcaagcacagcttcctcctcctccttgtcctttaactcttcctccaaggataatagcccgtccaccaattcctccaccagcaggtcctccgggcatgacacaggcaagcatcgaaacagccctgcagatacaaagttaaccatgcttattatcagcccacttcccagggtttggacagagtcttcttttcggatacccagtctacgtgtttggagactgtgtacaaggcgactggtgccccatctctgggggactatgttcggcccgcctacatcgtcacgccctactggccacctgtccagagcatcagatcacctgggaccccatcgatggacgcgttatcggctcagctctacagttccttatccctcgactcccctccttccccacccagagaacctctaa(配列番号13)
p30IIタンパク質の主な活性領域:aa217−234およびaa271−294、核局在化シグナル;aa523−552、ミトコンドリア標的シグナル。
P30II抗原(p30II Ag)
gccaccagcgccgccttttttagcgccagactgctgcggagagccctgaccatgctgatcatcagccccctgcccagagtgtggaccgag(配列番号14)
p30II WTから削除されたヌクレオチド配列:aa1−81;aa127−456;aa502−723。ATL患者においてTリンパ球を活性化することが見出された主なエピトープ:aa91−117;aa466−492(Piqueら、2000)。切断ないし欠失させた活性ドメイン:aa217−234およびaa271−294、核局在化シグナル;aa523−552、ミトコンドリア標的シグナル。
実施例2 プラスミド構築
選択された抗原の異なるプラスミド構築は、直接融合されたかまたは2A配列(acg cgt gcc cct gtg aag cag acc ctg aat ttc gat ctg ctg aag ctg gcc ggc gac gtg gag tct aat cct ggc cca act agt)によって分離された抗原を用いて行った。この2A配列は、ポリペプチドのプロセスを補助すると思われるタンパク質分解の配列である(Luke、2007)。異なる組み合わせは、最適化コドンで合成された、Tax−HBZ、Tax−2A−HBZ、HBZ−Tax、HBZ−2A−Tax、p12Ip30II、Tax−HBZ−p12Ip30IIおよびp12Ip30II−Tax−HBZである。抗原の組合せの発現は、ヒトβ2ミクログロブリンプロモーターの制御下にある。
試験したHTLV−1抗原の異なる組み合わせの配列:
TAX−HBZ
atggcccacttccccggctttggccagagcctgctgttcggctaccccgtgtacgtgttcggcgactgcgtggacggcagagtgatcggcagcgccctgcagttcctgatccccagactgcccagcttccccacccagcggaccagcaagaccctgaaggtgctgaccccccccatcacccacaccacccccaatatcccccccagcttcctgcaggccatgcggaagtacagccccttccggaacggctacatggaacccaccctgggccagcatctgcccaccctgagcttccccgatcctggcctgcggccccagaacctgtataccctgtggggcggcagcgtcgtgtgcatgtacctgtaccagctgagccctcctatcacctggcccctgctgccccacgtgatcttttgccaccctggacagctgggcgccttcctgaccaacgtgccctacaagcggatcgagaagctgctgtacaagatcagcctgaccacaggcgccctgatcatcctgcccgaggactgcctgcccaccaccctgtttcagcccgccagagcccctgtgaccctgaccgcctggcagaacggcctgctgcccttccacagcaccctgaccacccctggcctgatctggaccttcaccgacggcacccccatgatcagcggcccctgccctaaggacggccagcctagcctggtgctgcagagcagcagcttcatcttccacaagttccagaccaaggcctaccaccccagctttctgctgagccacggcctgatccagtactccagcttccacaacctgcatctgctgttcgaagagtacaccaacatccccatctccatgctgttcagatgcctgcccgtgtcctgccccgaggacctgctggtggaagaactggtggacggcctgctgagcctggaagaggaactgaaggacaaagaggaagagaaggccgtcctggatggcctgctgtctctggaagaagagagccggggcagactgcggagaggccctcctggcgagaaagccccccctagaggcgagacacaccgggacagacagagaagggccgaggaagagcgcgagaaagaagaggaaaagcagatcgccgagtacctgaagcggaaagaagaagagaaagcccgcgagaagaaagccgccgacgtggccagacggaagcaggaagaacaggaacggtgatga (配列番号15)
HBZ−TAX CO
atgctgttcagatgcctgcccgtgtcctgccccgaggacctgctggtggaagaactggtggacggcctgctgagcctggaagaggaactgaaggacaaagaggaagagaaggccgtcctggatggcctgctgtctctggaagaagagagccggggcagactgcggagaggccctcctggcgagaaagccccccctagaggcgagacacaccgggacagacagagaagggccgaggaagagcgcgagaaagaagaggaaaagcagatcgccgagtacctgaagcggaaagaagaagagaaagcccgcgagaagaaagccgccgacgtggccagacggaagcaggaagaacaggaacggatggcccacttccccggctttggccagagcctgctgttcggctaccccgtgtacgtgttcggcgactgcgtggacggcagagtgatcggcagcgccctgcagttcctgatccccagactgcccagcttccccacccagcggaccagcaagaccctgaaggtgctgaccccccccatcacccacaccacccccaatatcccccccagcttcctgcaggccatgcggaagtacagccccttccggaacggctacatggaacccaccctgggccagcatctgcccaccctgagcttccccgatcctggcctgcggccccagaacctgtataccctgtggggcggcagcgtcgtgtgcatgtacctgtaccagctgagccctcctatcacctggcccctgctgccccacgtgatcttttgccaccctggacagctgggcgccttcctgaccaacgtgccctacaagcggatcgagaagctgctgtacaagatcagcctgaccacaggcgccctgatcatcctgcccgaggactgcctgcccaccaccctgtttcagcccgccagagcccctgtgaccctgaccgcctggcagaacggcctgctgcccttccacagcaccctgaccacccctggcctgatctggaccttcaccgacggcacccccatgatcagcggcccctgccctaaggacggccagcctagcctggtgctgcagagcagcagcttcatcttccacaagttccagaccaaggcctaccaccccagctttctgctgagccacggcctgatccagtactccagcttccacaacctgcatctgctgttcgaagagtacaccaacatccccatctcctgatga (配列番号16)
TAX−2A−HBZ
atggcccacttccccggctttggccagagcctgctgttcggctaccccgtgtacgtgttcggcgactgcgtggacggcagagtgatcggcagcgccctgcagttcctgatccccagactgcccagcttccccacccagcggaccagcaagaccctgaaggtgctgaccccccccatcacccacaccacccccaatatcccccccagcttcctgcaggccatgcggaagtacagccccttccggaacggctacatggaacccaccctgggccagcatctgcccaccctgagcttccccgatcctggcctgcggccccagaacctgtataccctgtggggcggcagcgtcgtgtgcatgtacctgtaccagctgagccctcctatcacctggcccctgctgccccacgtgatcttttgccaccctggacagctgggcgccttcctgaccaacgtgccctacaagcggatcgagaagctgctgtacaagatcagcctgaccacaggcgccctgatcatcctgcccgaggactgcctgcccaccaccctgtttcagcccgccagagcccctgtgaccctgaccgcctggcagaacggcctgctgcccttccacagcaccctgaccacccctggcctgatctggaccttcaccgacggcacccccatgatcagcggcccctgccctaaggacggccagcctagcctggtgctgcagagcagcagcttcatcttccacaagttccagaccaaggcctaccaccccagctttctgctgagccacggcctgatccagtactccagcttccacaacctgcatctgctgttcgaagagtacaccaacatccccatctccacgcgtgcccctgtgaagcagaccctgaatttcgatctgctgaagctggccggcgacgtggagtctaatcctggcccaactagtatgctgttcagatgcctgcccgtgtcctgccccgaggacctgctggtggaagaactggtggacggcctgctgagcctggaagaggaactgaaggacaaagaggaagagaaggccgtcctggatggcctgctgtctctggaagaagagagccggggcagactgcggagaggccctcctggcgagaaagccccccctagaggcgagacacaccgggacagacagagaagggccgaggaagagcgcgagaaagaagaggaaaagcagatcgccgagtacctgaagcggaaagaagaagagaaagcccgcgagaagaaagccgccgacgtggccagacggaagcaggaagaacaggaacggtgatga (配列番号17)
HBZ−2A−TAX
atgctgttcagatgcctgcccgtgtcctgccccgaggacctgctggtggaagaactggtggacggcctgctgagcctggaagaggaactgaaggacaaagaggaagagaaggccgtcctggatggcctgctgtctctggaagaagagagccggggcagactgcggagaggccctcctggcgagaaagccccccctagaggcgagacacaccgggacagacagagaagggccgaggaagagcgcgagaaagaagaggaaaagcagatcgccgagtacctgaagcggaaagaagaagagaaagcccgcgagaagaaagccgccgacgtggccagacggaagcaggaagaacaggaacggacgcgtgcccctgtgaagcagaccctgaatttcgatctgctgaagctggccggcgacgtggagtctaatcctggcccaactagtatggcccacttccccggctttggccagagcctgctgttcggctaccccgtgtacgtgttcggcgactgcgtggacggcagagtgatcggcagcgccctgcagttcctgatccccagactgcccagcttccccacccagcggaccagcaagaccctgaaggtgctgaccccccccatcacccacaccacccccaatatcccccccagcttcctgcaggccatgcggaagtacagccccttccggaacggctacatggaacccaccctgggccagcatctgcccaccctgagcttccccgatcctggcctgcggccccagaacctgtataccctgtggggcggcagcgtcgtgtgcatgtacctgtaccagctgagccctcctatcacctggcccctgctgccccacgtgatcttttgccaccctggacagctgggcgccttcctgaccaacgtgccctacaagcggatcgagaagctgctgtacaagatcagcctgaccacaggcgccctgatcatcctgcccgaggactgcctgcccaccaccctgtttcagcccgccagagcccctgtgaccctgaccgcctggcagaacggcctgctgcccttccacagcaccctgaccacccctggcctgatctggaccttcaccgacggcacccccatgatcagcggcccctgccctaaggacggccagcctagcctggtgctgcagagcagcagcttcatcttccacaagttccagaccaaggcctaccaccccagctttctgctgagccacggcctgatccagtactccagcttccacaacctgcatctgctgttcgaagagtacaccaacatccccatctcctgatga (配列番号18)
p12Ip30II
atgcccaagaccagaaggcggcccagaagaagccagagaaagaggccccctaccccctggcagcctcctccattcagtctgcagggcctgcacctggccttccagctgagcagcattgccatcaacccccagctgctgcacttcttcttcccttccaccatgctgttccggctgctgagccctctgtctcctctggccctggccaccagcgccgccttttttagcgccagactgctgcggagagccctgaccatgctgatcatcagccccctgcccagagtgtggaccgag (配列番号19)
p12Ip30II−Tax−HBZ
atgcccaagaccagaaggcggcccagaagaagccagagaaagaggccccctaccccctggcagcctcctccattcagtctgcagggcctgcacctggccttccagctgagcagcattgccatcaacccccagctgctgcacttcttcttcccttccaccatgctgttccggctgctgagccctctgtctcctctggccctggccaccagcgccgccttttttagcgccagactgctgcggagagccctgaccatgctgatcatcagccccctgcccagagtgtggaccgagatggcccacttccccggctttggccagagcctgctgttcggctaccccgtgtacgtgttcggcgactgcgtggacggcagagtgatcggcagcgccctgcagttcctgatccccagactgcccagcttccccacccagcggaccagcaagaccctgaaggtgctgaccccccccatcacccacaccacccccaatatcccccccagcttcctgcaggccatgcggaagtacagccccttccggaacggctacatggaacccaccctgggccagcatctgcccaccctgagcttccccgatcctggcctgcggccccagaacctgtataccctgtggggcggcagcgtcgtgtgcatgtacctgtaccagctgagccctcctatcacctggcccctgctgccccacgtgatcttttgccaccctggacagctgggcgccttcctgaccaacgtgccctacaagcggatcgagaagctgctgtacaagatcagcctgaccacaggcgccctgatcatcctgcccgaggactgcctgcccaccaccctgtttcagcccgccagagcccctgtgaccctgaccgcctggcagaacggcctgctgcccttccacagcaccctgaccacccctggcctgatctggaccttcaccgacggcacccccatgatcagcggcccctgccctaaggacggccagcctagcctggtgctgcagagcagcagcttcatcttccacaagttccagaccaaggcctaccaccccagctttctgctgagccacggcctgatccagtactccagcttccacaacctgcatctgctgttcgaagagtacaccaacatccccatctccatgctgttcagatgcctgcccgtgtcctgccccgaggacctgctggtggaagaactggtggacggcctgctgagcctggaagaggaactgaaggacaaagaggaagagaaggccgtcctggatggcctgctgtctctggaagaagagagccggggcagactgcggagaggccctcctggcgagaaagccccccctagaggcgagacacaccgggacagacagagaagggccgaggaagagcgcgagaaagaagaggaaaagcagatcgccgagtacctgaagcggaaagaagaagagaaagcccgcgagaagaaagccgccgacgtggccagacggaagcaggaagaacaggaacggtgatga (配列番号20)
Tax−HBZ−p12Ip30II
atggcccacttccccggctttggccagagcctgctgttcggctaccccgtgtacgtgttcggcgactgcgtggacggcagagtgatcggcagcgccctgcagttcctgatccccagactgcccagcttccccacccagcggaccagcaagaccctgaaggtgctgaccccccccatcacccacaccacccccaatatcccccccagcttcctgcaggccatgcggaagtacagccccttccggaacggctacatggaacccaccctgggccagcatctgcccaccctgagcttccccgatcctggcctgcggccccagaacctgtataccctgtggggcggcagcgtcgtgtgcatgtacctgtaccagctgagccctcctatcacctggcccctgctgccccacgtgatcttttgccaccctggacagctgggcgccttcctgaccaacgtgccctacaagcggatcgagaagctgctgtacaagatcagcctgaccacaggcgccctgatcatcctgcccgaggactgcctgcccaccaccctgtttcagcccgccagagcccctgtgaccctgaccgcctggcagaacggcctgctgcccttccacagcaccctgaccacccctggcctgatctggaccttcaccgacggcacccccatgatcagcggcccctgccctaaggacggccagcctagcctggtgctgcagagcagcagcttcatcttccacaagttccagaccaaggcctaccaccccagctttctgctgagccacggcctgatccagtactccagcttccacaacctgcatctgctgttcgaagagtacaccaacatccccatctccatgctgttcagatgcctgcccgtgtcctgccccgaggacctgctggtggaagaactggtggacggcctgctgagcctggaagaggaactgaaggacaaagaggaagagaaggccgtcctggatggcctgctgtctctggaagaagagagccggggcagactgcggagaggccctcctggcgagaaagccccccctagaggcgagacacaccgggacagacagagaagggccgaggaagagcgcgagaaagaagaggaaaagcagatcgccgagtacctgaagcggaaagaagaagagaaagcccgcgagaagaaagccgccgacgtggccagacggaagcaggaagaacaggaacggtgatgaatgcccaagaccagaaggcggcccagaagaagccagagaaagaggccccctaccccctggcagcctcctccattcagtctgcagggcctgcacctggccttccagctgagcagcattgccatcaacccccagctgctgcacttcttcttcccttccaccatgctgttccggctgctgagccctctgtctcctctggccctggccaccagcgccgccttttttagcgccagactgctgcggagagccctgaccatgctgatcatcagccccctgcccagagtgtggaccgag (配列番号21)
抗原を、BamHIおよびXhoI制限部位を用いてpFlap−AG骨格にクローニングする。pFLAP−AGは、pVAX−1プラスミド(インビトロジェン社)のSpe1とXba1部位の間のpTRIPΔU3−CMV−GFP(Naldini, L.ら、1996、Science.272、263−267頁)のプロウイルス領域を増幅し、クローニングすることによって作製した。得られたプラスミド、pFLAP−CMV−GFPはSV40配列にて完結させ(pTRIPΔU3−CMV−GFPから増幅し、Pml1部位の間にクローニングした)、pFLAP−CMV−GFP−SVプラスミドとした。次いで、CMVプロモーターを除去し、ヒトβ2ミクログロブリンプロモーターにより置き換えた(MluIとBamH1部位との間)。結果として生じた、抗原がGFPマーカー(BamH1−XhI部位)の代わりにクローニングされうるプラスミドを、pFLAP−AGと命名した。
Tax_Ag−HBz_Ag、HBz_Ag Tax_Ag、Tax_Ag−HBz_P12IP30IIおよびP12IP30II−Tax_Ag−HBz_Ag。抗原は、GeneArt(ライフテクノロジーズ社)からそれぞれ入手し、融合PCRを用いて一つに結合した。簡単に言えば、それぞれの抗原性コンストラクトのために、3つの別々のPCR反応を実施した。最初のPCRで第一の抗原を増幅し、第二のPCRで第一の抗原の末端と相同な25bpのオーバーハングを含む第二の抗原を増幅する。次いでPCR1と2の産物をゲル精製し(QIAquickゲル抽出キット、キアゲン社)、第三のPCRのためのマトリックスとして用いる。PCR1および2の産物をハイブリダイズし、全抗原の増幅のためのマトリックスを作成した。各コンストラクトの3回のPCRに用いたプライマーを表1に示す。PCR3の産物は、ゲル精製し、PCR(登録商標)2.1−TOPO(登録商標)(ライフテクノロジーズ社)にクローニングし、配列決定し、BamHIおよびXhoI制限酵素で消化し、pFlap−AG骨格内の同じ部位間にクローニングした。
Tax_Ag−2A−HBz_AgおよびHBz_Ag−Tax_Ag。抗原は、GeneArt(ライフテクノロジーズ社)からそれぞれ入手し、PCRを用いて一つに結合した。ここで、2つのPCR技術を用いて2つの抗原を構築した。第一に、2つの連続伸長PCRを用いて、第一の抗原の末端に2Aペプチドの最初の50ヌクレオチドを追加し、2つの連続伸長PCRを用いて、第二の抗原の始まりに2Aペプチドの最後の50ヌクレオチドを追加した。2つの抗原は24ヌクレオチドを共通して持つので、融合PCRを用いて、最終的な抗原を再構築した(融合PCRの説明については上記参照)。 PCRに用いたプライマーを表2および3に示す。最終PCR産物は、ゲル精製し、PCR(登録商標)2.1−TOPO(登録商標)(ライフテクノロジーズ社)にクローニングし、配列決定し、BamHIおよびXhoI制限酵素で消化し、pFlap−AG骨格内の同じ部位間にクローニングした。
P12IP30II。コドン最適化P12IP30IIは、GeneArt(ライフテクノロジーズ社)から購入し、BamHIおよびXhoI制限酵素部位を用いてpFlap−AG内に直接クローニングした。
用いたプライマーの配列を表1、2および3に示す。
表1。抗原性コンストラクトを増幅するために実現された3回のPCRに用いたプライマー。太字の配列は、第一抗原の末端に相補性がある5’オーバーハングを表す。
表2。連続伸長PCRに用いたプライマー。
表3。全抗原性コンストラクトを増幅するために実現された融合PCRに用いたプライマー。
実施例3 レンチウイルスベクター製造
レンチベクターは、基本的にはNaldiniら、1996、Science 272:263−267頁に記載されるように、共トランスフェクションにより、試験するHTLV−1抗原を含むプラスミド、キャプシド形成プラスミド、VSV.Gエンベロープを提供するプラスミドを用いてHEK293T細胞にパッケージ化した。
実施例4 免疫モニタリング
HTLV−1抗原の各組み合わせについて特異的T細胞応答をモニタリングするために、HTLV−1抗原の発現がヒトβ2ミクログロブリンプロモーターにより駆動される、1×10TU、1×10TUおよび1×10TUのレンチベクターを用いて筋肉内投与によりC57BI/6jマウスを免疫化した。免疫化の14日後、脾臓細胞を、レンチベクターで免疫したマウス脾臓から単離し、ELISPOTアッセイに使用した。96ウェル組織培養プレート(ミリポア社)を、100μl/ウェルの5μg/ml抗マウスIFNγ mAb(マウスIFNγ Elispotペア;BDバイオサイエンシーズ ファーミンジェン社)を用いて一晩、4℃でコーティングした。プレートを200μl DPBS/ウェルで3回洗浄し、200μl/ウェルのRPMI培地/10%ウシ胎仔血清で2時間、37℃でブロックした。プレートを200μl DPBS/ウェルで3回洗浄した。脾臓細胞を1×10細胞/ウェルで3通りにプレートに添加し、2μg/mlの刺激性ペプチドのプール(抗原に特異的な)、コンカナバリンA(5μg/ml;供給源)、または培地単独で刺激した。プレートを37℃で18時間インキュベートし、次いで200μl/ウェルのDPBS/0.05% TweenTM20で3回、200μl/ウェルのDPBSで3回すすいだ。検出のため、10μl/ウェルの2μg/ml抗マウスIFNγ−ビオチン化モノクローナル抗体(BDファーミンジェン社)を室温で2時間添加した。プレートを洗浄し、100μl/ウェルのストレプトアビジン−アルカリホスファターゼ(ロッシュ社)を室温で90分間、ダルベッコPBSで1:2000に希釈した。プレートを洗浄後、スポット(IFNγ分泌細胞)を100μl/ウェルのBCIP/NBT溶液(シグマ社)を添加して可視化した。プレートを青いスポットが生じるまで室温で15〜30分間インキュベートし、次いで水道水でよく洗浄し、24時間風乾した。スポットをAID読み取り機(オートイムノダイアグノスティカ社、ドイツ)を用いてカウントした。コントロールウェル(ペプチドを含まない培地中で培養したもの)から減算した後、3通りのウェルから100万当たりのIFNgスポット形成細胞(SFC)の平均数を算出した。ワクチン接種に用いるHTLV−1完全配列をカバーする重複合成ペプチドを用いた(ジェンスクリプト社)。
実施例5 インビトロ発癌性試験
細胞培養
マウス胚線維芽細胞(MEF;ATCC参照番号SCRC−1008)は、10回連続して継代した後自然発生的に不死化(MEFi)にした。それらは、10%の熱不活性化FBS(ハイクローン社、ニュージーランド)、2mMグルタミン(ライフ社、フランス)、100単位/mLペニシリン−ストレプトマイシン(ライフ社、フランス)、1mMナトリウム−ピルビン酸(ライフ社、フランス)を添加したダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)中、37℃で5%COの加湿雰囲気中で培養した。
形質導入
ウェル当たり100000細胞を6ウェルプレート(マルチウェルTCプレート、ファルコン社、フランス)に播種し、37℃、5%CO加湿雰囲気で4時間接着させた。次いで、それらは、4μg/mLの臭化ヘキサジメトリン(シグマ社、フランス)を添加したMOI10のレンチウイルスGFP、THV02、WT TAX、WT HBZまたはWT P12ベクターを用いて、はじめ2時間、その後16時間で、2回形質導入した。翌日培養培地を除去し、形質導入した細胞をレンチベクターを含まない培地中で2日間生育した。コントロールGFP形質導入細胞の写真は、緑色蛍光顕微鏡(オリンパスCKX41)を用いて撮影し、形質導入効率を観察した。
コロニー形成アッセイ
MEFi細胞および形質導入MEFi細胞は、TRYPLEセレクト(ライフ社、フランス)によりレンチベクターを含まない培養培地中で3日後にトリプシン処理し、数をカウントし、0.8%アガロース(ライフ社、フランス)にてコートした24ウェル白色プレート(ベルトールド社、フランス)中完全培地(ライフ社、フランス)を添加した0.4%軟寒天中に含めた。基準曲線を生成するために、0〜32000個の非形質導入MEFi細胞を播種し、一方で8000個の形質導入MEFi細胞を播種した。細胞を21日間増殖させ、潜在的なコロニー形成をモニターした。すべての実験は、2つの独立した実験を用いて2通り行った。
コロニーの顕微鏡評価
すべてのプレートウェルは、オリンパスCKX41顕微鏡により明視野条件で試験し、10X/0.25レンズとXC30カメラAnalySIS getITソフトウェアを使用して記録した。コロニーは、計数した細胞が10よりも多いものと定義した。
細胞生存率は、オリンパスCKX41顕微鏡を用いて蛍光灯の下でCyQuant直接細胞増殖アッセイ(下記参照)で観察した。
細胞増殖アッセイ
CyQuant直接細胞増殖アッセイ(ライフ社、フランス)を製造業者の推奨に従って実施し、生細胞と生存クローン原性細胞を計数することによってAnalySIS getITソフトウェアを用いて分析した。
Cell Titer Glo ATP生物発光アッセイ(プロメガ社、フランス)は、含まれる細胞のより良好な溶解のための培養持続時間(37℃、1時間)を除いて、製造業者の説明書に従って実施した。Tristar2マルチモードリーダー(ベルトールド社、フランス)を用いて分析を行った。範囲内の生物発光強度が0〜少なくとも16000細胞へ線形であった場合に、アッセイは有効であるとみなした。
増幅曲線は、4〜5日ごとに1か月間細胞をカウントすることにより行った。細胞は、TrypLEセレクト(ライフ社、フランス)によりトリプシン処理し、Nuclecounterカセット(ザルトリウス社、フランス)で計数した。その後、それらをTCフラスコT162(コーニング社、フランス)に500000細胞で播種し、37℃および5%COの加湿雰囲気中で培養した。
DNA抽出とqPCR
形質導入の4日後、1〜2.10個の細胞をトリプシン処理し、450gで遠心分離してペレット化し、製造業者のプロトコールに従ってQiagen DNA抽出ミニキット(キアゲン社、フランス)を用いて抽出した。
qPCRを用いて、DNA1ng当たりのflapの組み込まれたコピー数を測定した。flapプライマーおよび特定のFAMプローブを用いてCFX−96(バイオラド社、フランス)の内部手続きに従ってqPCRを実施した。用いた配列は、TGG AGG AGG AGA TAT GAG GG (Fw)(配列番号67)、CTG CTG CAC TAT ACC AGA CA (Rv)(配列番号68)、およびFAM- AACCATTAGGAGTAGCACCCACCAAGG-BBQ2(プローブ)(配列番号69)であった。
Nanodrop(サーモサイエンティフィック社、フランス)を用いてDNAの濃度を測定した。
RNA抽出とqPCR
全RNAは、NucleoSpin RNA抽出(マシュレナーゲル社、フランス)を使用してMEFiおよびMEFi THV02形質導入細胞から抽出し、スーパースクリプトII逆転写酵素(ライフ社、フランス)にて逆転写し、CFX−96(バイオラド社、フランス)の製造者の指示に従ってSsoAdvanced SYBRグリーンスーパーミックス(バイオラド社、フランス)にて増幅した。THV02を検出するために用いたプライマー配列は、TCATCTTCCACAAGTTCCAGAC(フォワード)(配列番号70)およびGATAGGGATGTTGGTGTACTCTTC(リバース)(配列番号71)とした。増幅産物はバイオラド社CFX−Managerソフトウェア上でリアルタイムに可視化した。
実施例6 インビボ発癌性試験
CIEA NOG免疫不全マウスはタコニック社から購入した。受け取り時に動物を分離し、5匹の動物群に収容し、1週間馴化した。馴化後、動物を試験群に無作為に区分した。すべての動物は試験開始時に7週齢であった。本試験は、コントロール群(非処置マウス)と3つの処置群(HTLV−1.VPXベクター、Empty.VPXベクターおよびプラセボ群−PBSラクトース)からなる。各群は7匹のマウスを含み、動物は3か月間観察した。レンチウイルスベクターおよびプラセボはそれぞれ、最大達成可能な用量の試験ベクターを筋肉内投与した。2.08×10TU/マウスのHTLV−1.VPXベクターおよび3.53×10TU/マウスのEmpty.VPXベクター。すべての試験動物は、一般的な身体状態と行動について毎週観察し、観察結果を記録した。詳細な身体検査は各動物について週間隔で行い、毛皮の状態、筋緊張、呼吸、運動および姿勢などのパラメータの異常な変化を評価した。動物は、外部触知可能な腫瘍の存在について試験した。体重および摂餌量を評価した。試験の終了時に動物は剖検し、組織はその後の組織病理学的評価のために固定した。
実施例7 インビボ生物発光/発現試験
CIEA NOG免疫不全マウスはタコニック社から購入した。受け取り時に動物を分離し、4または5匹の動物群に収容し、2週間馴化した。馴化後、動物を試験群に無作為に区分した。すべての動物は試験開始時に5週齢であった。本試験は、コントロール群(非処置マウス)と2つの処置群(HTLV−1.ルシフェラーゼベクター、ルシフェラーゼベクター)からなる。各群は19匹のマウス(処置マウス)と17匹のマウス(未処理マウス)を含む。動物は3か月間観察した。レンチウイルスベクターはそれぞれ、最大達成可能な用量の試験ベクターを筋肉内投与した。2.98×10TU/マウスのHTLV−1.ルシフェラーゼベクターおよび5.56×10TU/マウスのルシフェラーゼベクター。すべての試験動物は、一般的な身体状態と行動について週ごとに観察し、観察結果を記録した。詳細な身体検査は各動物について週間隔で行い、毛皮の状態、筋緊張、呼吸、運動および姿勢などのパラメータの異常な変化を評価した。動物は、外部触知可能な腫瘍の存在について試験した。体重および摂餌量を評価した。試験の終了時に動物は剖検し、組織はその後の組織病理学的評価のために固定した。
インビボでの生物発光の撮像および定量化:光を通さないカメラボックス(IVISスペクトラム、ゼノジェン社)内に取り付けられた超高感度冷却CDDカメラを用いて測定を行った。生物発光シグナルの撮像および測定値を取得し、リビングイメージソフトウェア2.5(ゼノジェン社)を用いて分析した。画像化のために、マウスをイソフルラン吸入により麻酔し、腹腔内注射を介して15mg/mLのD−ルシフェリン200μL(キャリパーライフサイエンス社)を投与した。D−ルシフェリン注射の1分後に撮像した。

Claims (6)

  1. ヒトへの筋肉内投与によって、HTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質を含むポリペプチドに対する免疫応答の誘発のための、レンチウイルスベクター粒子を含む組成物であって、
    前記レンチウイルスベクター粒子はレンチウイルスベクターを含み、
    前記レンチウイルスベクターのDNAはHTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質を含むポリペプチドをコードする配列と、前記ポリペプチドの発現を駆動するプロモーターを含む、組成物。
  2. 前記レンチウイルスベクターがβ2mプロモーターを含む、請求項に記載の組成物。
  3. 前記レンチウイルスベクターがMHCクラスIプロモーターを含む、請求項に記載の組成物。
  4. 前記HTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質をコードする配列が、配列番号20のヌクレオチド配列を有するDNAである、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 前記HTLV−1 p12p30−Tax−HBZ融合タンパク質が、配列番号66のアミノ酸配列を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 少なくとも10レンチウイルスベクター粒子を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の組成物。
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