JPH06503821A - B型肝炎表面抗原に基づくワクチン - Google Patents
B型肝炎表面抗原に基づくワクチンInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
B型肝炎表面抗原に基づくワクチン
本発明は、B型肝炎表面抗原(HBsAg)に化学的に結合した抗原ポリペプチ
ドよりなる改良された免疫原に関する。さらに、本発明は、新規ワクチンおよび
それらの用途に関する。
!在エウイルスのエピトープよりなる蛋白または合成ペプチドは、各々のウィル
スにより起こる感染性疾患に対するワクチンに使用するための潜在的な免疫原に
相当する。しかし、かかるポリペプチドは、ワクチンとして考えて十分に免疫原
性となるために、しばしば、担体およびアジュバントの組合せを要する。
正しい抗原提示が有効なサブユニットワクチンのための鍵要件のようであり、バ
レンズアラ(Valenzuala)らは、良好な免疫原は、適切に露出したそ
のエピトープの最大数を有しているはずであると結論している(Biotech
nology、 19g5.3.。
323−326)。これらの著者によると、この要件は、手当たり次第に抗原を
担体分子に化学結合させることによっては達成し難いものである。したがって、
担体および第一抗原としてHBsAgを使用し、第二抗原をコードする遺伝子を
HBsAgについての遺伝子で組換えて、第二抗原がHBsAg粒子の表面に組
み込まれてその上で提示されるという、新しいアプローチを試みた。HB s
、A g中(middle)蛋白の切頭形とのN末端融合を用いて、バレンズラ
ら(上記引用文中)は、単純ヘルペス糖蛋白D−HBaAgハイブリッドポリペ
プチドの粒子集合を観察した。糖蛋白D (gD)エピトープは、該粒子の表面
で繰り返して提示され、それにより、gD酸成分免疫原性を大きく増大させるこ
とが判明した。
より最近になって、ピー・ファルシパルム(P、 falciparum)サー
カムスホロゾイト(circumsporozoite) (CS )蛋白の主
要反復エピトープがHBsAgに融合され得ることが示された。ハイブリッド粒
子の免疫原性は、等価な単量体C8抗原のものより優れていることが判明した[
ルトガーズ(Rutgers)ら、Biotechnolcygy、 1988
.62.1065] oまた、HBsAgよりなるハイブリッド免疫原性粒子か
ら製造されたワクチンは、欧州特許出願公開束0278940号に記載されてい
る。すべての場合において、化学結合技術でなく遺伝子融合により該ハイブリッ
ド粒子を得た。
多価ワクチンを設計する手段として遺伝子融合を強調するにもかかわらず、驚く
べきことに、今や、表面に少なくとも1個の遊離スルフィドリル基を有するHB
sAg蛋白(またはその適当な断片)のもう一つの抗原との化学的架橋により、
有効な免疫原性分子を製造することができることが判明している。
したがって、本発明は、HBV表面抗原の抗原性を示すHBsAgまたはその断
片であって、第一のポリペプチド成分中の天然の硫黄原子を介して第二のポリペ
プチド成分に共有結合している第一のポリペプチド成分よりなる免疫原性ハイブ
リッドポリペプチドを提供する。
本発明の有利な点は、上記で定義のとおりのHBsAgまたはその断片の免疫原
性を損なうことなく、抗原が架橋剤でHBsAg粒子に結合していてもよいこと
である。さらに、本発明によれば、第二のポリペプチド抗原を、そのプロセッノ
ングを非エンドソーミアル(n□n−61dn−61doso経路を経由して指
令し得るベクター(HBsAg粒子)と複合(can jugate)させるこ
とが可能である。このようにして、第二の抗原は、MHCI抗原に結合し、細胞
傷害性リンパ球によりそれとして認識されるのである。結局、化学的結合は、H
BsAg粒子上の抗原(エピトープ)密度に関して、より大きな自由度を可能と
し、また、非免疫原性スペーサーの使用を可能とし、それにより、付着部位から
粒子までの距離を自由自在に変化させることができるのである。
一つの態様においては、本発明のハイブリッドポリペプチドは、式(I)二PI
−3−X−P2 (1)
[式中、基P=S−は、天然の硫黄原子を介して結合したHBV表面抗原の抗原
性を示すHBsAgまたはその断片である。
P2は、第二の抗原性ポリペプチドである:Xは、
a)基−A−NH−(式中、Aはスペーサー基であり、N、H−はP2における
アミノ酸の側鎖に存在するアミノ基の残基である)。
または所望により、P2がシスティン残基および疎水性アンカー基よりなる場合
、
b)pi中に存在する上記システィン残基の硫黄原子のいずれかであるコ
で表されてもよい。
好ましくは、P2は、H3VからのgD、tから選ばれるか、または、HIV中
和抗体に結合する能力を有するペプチドであり、gp12’oからのV3ループ
の中和ドメインに相当する。
また、本発明で使用するV、ループペプチドは、好ましくは、長さが10〜21
個のアミノ酸であり、βターン配列の両側に、少なくとも1個の、好ましくは少
なくとも2個のアミノ酸により隣接されるβターンよりなる。
好ましくは、該配列は、gp160蛋白の配列310〜328に相当する。
以下のペプチドが好ましい。
TYRTl’ll’l ARG LYS SERILE ARG ILE GL
N ARG GLY PROGLY ARG ALA P)hE VAL
THRILE GLY
C末端チロシンが望ましい。その主要な機能が、放射活性ヨウ素による標識を可
能にすることであるからである。
本発明によるハイブリッド粒子の重要な利点は、それらの、Tリンパ球により媒
介される細胞性免疫を誘導する能力、特に、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)応
答を誘導する能力である。
第二抗原ポリペプチド抗原は、通常、単に一個の硫黄原子を介してはPlに結合
しないため、式(T)は、簡略化された表現であると理解される。さらに、Pl
は、好ましくは、下記のとおり個々の粒子からなる形態である。
第一のポリペプチド成分として使用されるHBsAgまたはその断片が、その表
面に少なくとも一個の遊離チオールを有する(例、PI−5Hとして表されても
よい)ことが本発明に必須である。この目的のため、HBsAgまたはその断片
を正しい方法で得ることが重要である。
商業的に入手可能なHBVに対するワクチンは、天然または組換え形態のB型肝
炎ウィルス表面抗原(HBsAg)よりなる。信用できるB型肝炎ウィルス表面
抗原は、P24およびそのグリフシル化誘導体GP28 [これらは共に、S蛋
白コープインク配列またはHBV S遺伝子として公知のHBVゲノム上の22
6個のアミノ酸コーディング配列によりコードされている:チオライス(Tio
l 1ais)ら、Nature、317 (1985)489頁およびその中
の参考文献参照]として公知の2個の蛋白よりなる約22nmの粒子として、感
染した個体の血漿から回収することができる。HBsAgの完全なアミノ酸配列
およびHBsAgをコードするヌクレオチド配列が、バレンズエラ(Valen
zuela)ら、へature、280 (1979)、815頁に与えられて
いる。ヌクレオチドおよびアミノ酸の位置を定義するための、チオライス(Ti
ollais)ら(上記引用文中)が使用している番号づけを、本明細書中で使
用する。
ワクチン製造のためにニス・セレビンアエ(S、 cerevisiae)中の
HBsAgを発現させることを可能とするための、発現ベクター上の酵母プロモ
ーターの制御下でのHBVS遺伝子コーディング配列の挿入は、例えば、ハーフ
オードる。また、ピチア・パストリス(Pichia pastoris)にお
ける発現も、ブレツブ(Gregg)ら、Biotechnology、5 (
1987) 、479頁に記載されており(また、欧州特許出願公開束0226
846を参照せよ)、ハンセヌラ・ポリモルファ (Hansenula p
olymorpha)における発現も同様である(EP−A−0299108を
参照せよ)。
上記方法のすべてが、本発明における使用に適したHBsAgを与えるわけては
ない。なぜなら、バレンズアラ(Valenzuala)および他者の方法によ
り哺乳動物細胞または酵母において生産された組換えHBsAgは、使用可能な
遊離SH基を有さないからである。HBsAgのシスティン残基が、すべて、ジ
スルフィド結合の形成に関与していると考えられている[ワンブラー(Wamp
ler)ら、酬c、 Natl、^aid、 Sci、 U、S、A、1985
. 826830 6834およびその中の参照文献]。
EP−A−0135435[メルク・アンド−:] (Merck and C
o、 ) ]には、非ジスルフィド結合HBsAg抗原を完全分子間ジスルフィ
ド結合粒子に効率的に変換する方法が記載されている。これは、このように処理
されていない抗原の10倍免疫原性であると主張されている。
しかし、ワクチンエンゲリックス(Engerix) −B [xンゲリックス
(Engerix)−Bは商標である][ハーフオード(Barford)ら、
上記引用文中コの製造のためにスミスクライン・ビーチャーム・ハイオロジカル
ズ(SmithKline BeechamBiologicals)によりニ
ス・セレビシアエ(S、 cerivisiae)で生産される組換えHBsA
gは、S単量体当たり平均4個の遊離システィンを有し、粒子を形成し、これは
、少なくとも完全分子間ジスルフィド結合粒子と同じ(らい免疫原性であること
が判明している。HBsAgがこの形態である場合、遊離システィンが、第二ポ
リペプチドとの結合に利用され得る1以上の天然硫黄原子を与えることは明らか
である。また、好ましくは、HBsAgは粒子、典型的にはリポ蛋白粒子を形成
すると理解される。
本発明によるハイブリッド中の第一のポリペプチド成分は、本明細書中でプレ(
pre) −Sコーディング配列と称するHBVゲノム上のHBV−3遺伝子に
直接に先行するコーディング配列によりコードされるHBsAg前駆体蛋白の全
部または一部よりなるものであってもよい。
プレーSコーディング配列は、通常、163個のアミノ酸をコードしくay H
BVサブタイプ)、プレ−81コーデイング配列およびプレ−82コーデイング
配列よりなる。後者は、55個のアミノ酸をコードし、S−蛋白コーディング配
列に直接に先行する(詳細はEP−A−0278940参照)。 一つの好まし
い態様においては、第一のポリペプチド成分P1は、1個以上、好ましくは4個
までのスルフヒドリル基を表面上に有するHBsAg S−蛋白である。
上記から、第一のポリペプチド成分は、好ましくは、例えば、ハーフオード(H
arford)ら(上記引用文中)により記載されている、ニス・セレビンアエ
(S、 eerevisjae)における発現による組換えDNA技術により調
製される、すなわち、市販のワクチンエンゲリソクス(Engerix) −B
[エンゲリックス(Engerix)−Bは商標である]中に存在するHBS
Ag抗原に相当する、またはそれよりなると理解される。
別の態様において、第一のポリペプチド成分は、HBsAg S−蛋白の断片ま
たは切頭体からなっていてもよい、ただし該断片は少なくとも1つの遊離スルフ
ヒドリル基を基Xに結合させるのに利用できるその表面上に有し、粒子アセンブ
リーは有害な作用を及ぼさない。
さらに別の態様において、第一のポリペプチド成分はB型肝炎表面抗原の1つの
生物学的活性を有する蛋白の一部またはすべてに対応する少なくとも2つのポリ
ペプチドからなる混成粒子の一部であってもよく、ここで継続中の欧州特許出願
第0414374号に記載されているように、該粒子はS−蛋白、プレー82−
蛋白またはプレーS]−蛋白によって付勢される少なくとも2つの抗原決定因子
を提供し、所望により宿主特異的脂質を含有していてもよい。
このような混成粒子の例は(L、、S)により表すことができ、ここで■、はH
BsAgのラーン蛋白(前記のようなプレー81、プレー82およびSコーディ
ング配列を包含する)てあり、SはHBsAg S−蛋白である。
さらなる態様において、第一のポリペプチド成分は、継続中の欧州特許出願第0
414374号に記載されているようにHBsAgの修飾り蛋白てあってもよく
、ここで該修飾し蛋白は以下の配列の少なくとも1つにおける修飾により特徴付
けられるし蛋白をコートするアミノ酸配列からなる修飾B型肝炎ウィルスのラー
ン表面蛋白を包含する プロテアーゼ消化に感受的な配列、ミリスチル化に必須
の配列、N−結合グリコシル化に必須の配列、〇−結合グリコシル化に必須の配
列、およびヒト血清アルブミンの結合に必須の配列。
好ましい態様において、修飾し蛋白はL利こよって表すことができ、ここでL本
はL蛋白の残基12−52と、残基133−145と、つづいて残基175−4
00とからなるアミノ酸配列を有する。
別の好ましい態様において、本発明の化合物の第一のポリペプチドは、混成粒子
(L*、S)の一部であってもよく、ここでL本およびSは前記の定義と同じで
ある。このような混成粒子は、継続中の欧州特許出願第0414374号に記載
されているように製造することができる。
第二のポリペプチドP2は多価ワクチンの製造に有用な抗原であり、いずれの適
当な構造であってもよい。
P2についての特異的抗原は単純ヘルペスウィルス(H8V)の組換えDNAエ
ンベロープ蛋白gD、特にH8V2からのgD2tとして知られているgDの不
完全な形態を包含する。言及しうる他の抗原はマラリア抗原、特にサーカムスポ
ロゾイト蛋白に由来する抗原、またはHIVエンベロープ蛋白に由来の抗原であ
る。
ヒト免疫不全ウィルス(HIV)が後天性免疫不全症候群(AIDS)の原因と
なる病原体であるとして同定された。レトロウィルス科の他のウィルスと同様、
ウィルスの主構造蛋白をコードする遺伝子・は、env (ウィルス性エンベロ
ープ糖蛋白)およびgag(コア蛋白)遺伝子でゲノムの範囲内に限定される。
エンベロープ糖蛋白!t g p 1.20として知られている。AIDSウィ
ルスに感染すると、ヒトはこの糖蛋白に対する抗体を発展させる。多数の患者に
おいて、中和抗体が産生されているが、異なるHIV単離体が、特にエンベロー
プ遺伝子にて多様な配列の配列変異を示すことも知られている。
V3ループとして公知の領域内にあるエンベロープ蛋白g +) ]、 20に
位置する主中和ドメインからの蛋白が、in vivoにて産生される中和抗体
に結合することがわかっている。中和抗体を産生ずるこれらのペプチドのオーダ
ーにもかかわらず、該ペプチドの正確な表示がめられている。本発明は、ここに
記載の方法にてHBsAgの表面にかかるペプチドを付与することによりこのこ
とを達成している。
ある種の環境で、第二のポリペプチドは、自然にまたは合成的にそのアミノ末端
に結合しうる疎水性アンカー基(疎水性゛フッド)を有していてもよい。
適当な疎水性アンカー基は、ミリストイル、バルミトイルおよびラウリルのよう
な脂肪酸残基を包含する。
該第二のポリペプチド成分にお(ブるそのような疎水性アンカー基を有すること
の利点は、疎水的相互作用を介して、それが第一のポリペプチド成分に付随する
脂質膜にしっかりと付着するようになることである。
さらに第二のポリペプチド成分が利用しやすいンステイン残基を有する場合、そ
の場合、ノステインのチオール基は、自発的酸化により第一のポリペプチド成分
中の天然チオール基と分子間のジスルフィド結合を形成し、それにより形成され
た複合体の安定性に寄与することとなる。このような場合において、本発明にし
たがってハイブリッドを形成させるのに架橋剤を用いる必要はない(すなわち、
前記した基Xは、前記のP2についての天然硫黄原子を意味するものであっても
よい)。
前記のリンカ−基Aは、−の末端で第一のポリペプチドの天然硫黄原子に結合し
、他の末端でP2中のアミノ酸含有側鎖を介して第二のポリペプチドP2に結合
する母ニアースペーサー基を意味する。
基Aの例は、置換C2CIOアルカンまたはりニア−ポリマー、例えば、ポリエ
チレングリコールである。
および
S CH2CH2CO−を包含する。
本発明はさらに、
a)Xが基−ANH−である場合
l)第二のポリペプチドP2を式(n)’1’−A−B (II)
[式中、Yは第一のポリペプチドの天然チオール基との反応能を有する基で、B
は第二のポリペプチドP2の1またはそれ以上のアミノ酸側鎖に対して特異的な
基であり、Aは前記と同意義であるコで示される化合物と反応させ;その後、1
1)その生成物を第一のポリペプチドP’−3Hと反応させるか、またはb)X
がSであって、P2が疎水性アンカー基およびシスティン残基を有する場合・
i)第一のポリペプチドと第二のポリペプチドを水溶液中で混合し、ii) P
’とP2の間で、自発酸化により分子間ジスルフィド結合を形成させる工程より
なる、式(I)
P’−3−X−P2 (1)
[式中、pi、p2およびXは前記と同じコて示されるハイブリットポリペプチ
ドの製法を提供する。
式(II)の異形二官能基試薬は当該分野において公知であり、スクシンイミノ
ル3−(2−ビリシルチオ)プロピオナート[5PDP ; (III) ]
、スクシンイミンル6−マレイミノルへキサノアート[EMC3(rV) ]
、および]N−スクシンイミノル4−ヨードアセチル)アミノベンゾアート(S
IAB (V)]を包含する。
その分野において公知の標準的条件で実施してもよく、最終生成物(ま、例え(
ぼ、分取用高圧液体クロマトグラフィーにより精製してもよL)。
本発明の対象である特定のハイブリ・ノドは:試薬(V)を用い、単純ヘルペス
ウィルス2のgD2tlこ架橋しtこHBSA4S蛋白。
分子間ンスルフイド結合を介して前記のLCF61こ結合したHBsAg S蛋
白、およびHIV gp120から\′3ペプチドに結合したHBsAg S−
蛋白を包含する。
典型的には、第一のポリペプチドに対する第二のポリペプチドの811合(ま、
単量体あたり01〜10分子の範囲にある。しかし、〜13ペプチドの場合、単
量体あたり10〜4分子の範囲にある。
本発明のさらなる具体例において、ポリペプチドp+を■3ペプチドの混合物と
混合してもよい。その場合、得られた融合体は、Plの表面↓こ付着した種々の
Xr3ペプチドを有する。
この場合、その反応の有効性は、約40個のペプチドが各粒子(こ結合するもの
であり、本発明に係る〕1イブリツドは好ましくは粒子形であること力(理解さ
れる。
さらなる態様において、本発明は、免疫学的保護量の本発明の)\イブIJ・ノ
ドポリペプチドを、慣用の担体またはアジュバントと一緒にしてなるワクチン組
成物を提供する。
本発明によれば、好ましいアジュバントは、適当な担体中のデー3−0−アシル
化モノリン酸化脂質A (3D−MPL)である。このアジュバント系は高中和
抗体価を付与する。
3D−MPLは英国特許第2.211502号(RIBI)に記載の方法によっ
て得られる。
HIVペプチドを利用する場合において、本発明者らは、まず本発明のHBsA
g−V、ペプチド複合体をアラムに吸着させ、ついて3D−MPLと混合するこ
とにより例外的な結果が得られることを見いだした。
加えて、3D−MPL含有の水中油型エマルジョンもまた優れた結果を付与する
。本発明によって得られる最も好ましい水中油型エマルジョン処方は、3D−M
PL、スクアラン、プルロニンクL−121およびリン酸塩緩衝生理食塩水から
なる。
該エマルジョンはミクロ流動装置を通してミクロン以下の粒子からなるエマルジ
ョンを得ることが好ましい。これは該処方の活性を強化する。
別法として、本発明のハイブリッドポリペプチドを含有するワクチンを、慣用手
段により製造し、免疫学的保護量の該ハイブリッドを好ましくは緩衝された生理
的食塩水中に含め、水酸化アルミニウムおよびリン酸アルミニウムを包含する種
々の公知アジュバントのいずれかと混合しまたは吸着させる。「免疫学的保護」
とは、十分な量のハイブリッドを投与して、重大な副作用をもたらすことなく、
感染因子に対する保護を付与する免疫応答介在の十分な保護抗体または細胞が誘
発されることを意味する。投与すべきハイブリッドの量はそのワクチンが補助的
なものであるかどうかに依存し、一般に、1〜100100Oの総蛋白、例えば
1〜20Qmcgの総蛋白、より好ましくは5〜4Qmcgの総蛋白からなる。
投与すべき量および回数は、対象の抗体価および他の応答の観察を包含する標準
用量範囲の実験にて決定てきる。
本発明のハイブリッドポリペプチドはまた、ワクチン処方用のブレS1またはブ
レS2ポリペプチドの全部または一部あるいは部分を含有する混成HBsAg粒
子のような他の抗原と混合してもよい。また、他の微生物からの蛋白由来のエピ
トープを有する融合または他の化学合成ハイブリノドHBsAg粒子と、他の免
疫原と一緒に混合し、多価ワクチンを形成させてもよい。ワクチン調製は、一般
に、1978年、アメリカ合衆国、メリーランド州、ポルティモア、ユニバーン
ティー・パーク・プレス(University Park Press) 、
ホラ−(Voller)らにより編集された「ワクチン(vaccines)
Jに記載されている。
したがって、さらなる態様にて、本発明は、有効量の本発明に係るワクチン組成
物を免疫処置を必要とする対象に投与することからなる、ウィルス感染に対して
対象を免疫処置する方法を提供する。
以下の実施例は本発明を説明するものである。
蛋白中のンステイン含有ヘプチドの同定法を、容易に検出できるプローブを導入
するために、2−ブロモアセトアミド−4−二トロフェノール(BNP)を用い
て適用した。蛋白のスルフヒドリル基およびBNPのアセトアミド残基の間の共
有結合の形成は、410nmに吸収極大を有する発色基を導入する。ついで、修
飾蛋白を、適当なプロテアーゼて切断し、得られたペプチドをクロマトグラフィ
ー的方法で分離した。405nmの単一波長をモニターすることは、ンステイン
残基を有するそれらのペプチドのみを迅速かつ簡単に検出かつ単離する方法を提
HB s A gはスミスクライン・バイオロジカルズ(SmithKline
Biologicals)社から得た。N)14HCO3,2−ブロモアセト
アミド−4−二トロフェノール(BNP)およびキモトリプシンはシグマ(Si
gma)社から得た。トリフルオロ酢酸(TFA)およびアセトニトリルは、ペ
イカー(Baker)社から得た(HPLCグレード)。N、N−ジメチルホル
ムアミド(DMF)はジャンセン・フ7一マソーチカ(Janssen Pha
rmaceutica)社から得た。
蛋白の標識
標識用緩衝液(0,LM Tris−HCI、EDTA 2mM、尿素 8M。
pH8,6)に対し、蛋白(±1mg)を透析した。蛋白mgあたり2.5mg
のBNP (DMF中に溶解)を変性蛋白に添加した。室温で90分のインキユ
ベーシヨンの後、未反応のBNPを、pH8,5,100mMのNH4HCO3
に対して、さらに透析することにより除去した。
修飾蛋白の消化
2度のキモトリプシン添加(toおよびt0+4時間)(2%W/W)を行った
。
ついで、37℃て一晩インキュベーションした。消化された蛋白を4℃で保存し
た。
ペプチドのHPLCによる分離を、250mmX4.6mmバイダック(Vyd
aC)C4逆相カラムを装備したウォーターズ(Waters) 600 HP
L Cシステムにより行った。カラムをHPLC緩衝液(NH4HCO310
0mM、pH8,5)にて、試料(±1mg)注入前に、平衡化した。0〜50
%のアセトニトリルの直線的クランエンド溶出法により、ペプチドを溶出した。
溶出を、ウォーターズ490マル千ウェーブ検出器て405nmおよび224n
mにおいてモニター観察した。
BNPペプチドの配列分析
乾燥試料を60μmのTFA 6%に再溶解し、配列決定装置のガラス繊維膜に
塗布した。好ましくは膜をバイオブレン(Biobrene)て処理する。ニド
マン自動配列決定分解を、アミノ酸分析装置(アプライド・)\イオシステム(
^ppli=dBiosystem) 12 OA)と連結した液相配列決定装
置(アプライド・バイオシステム(Applied Biosystem) 4
77 A)により行った。
用いたプログラムは、ヘライック(Hevick)ら、ジャーナル・オブ・バイ
オロジカル・ケミストリー(J、 Biol、 Chem、 ) 、1981年
、256.7990−7997のプログラムに類似のものである。開裂アミノ酸
のフェニルチオヒアントイン誘導体を、フンカピラーおよびフード(Hunka
piller and Hood) 、メソッズ・イ’7− 工:/ザイモロシ
ー(Methods Enzymol、 ) 、1983、旦1.486−49
3記載のグラ/エントンステムに従ったRPLCにて同定した。
ピリジンによる蛋白チオールの反応(チオールンスルフイド交換反応)により、
2−チオピリジンが遊離し、343nm (ε343−=8.08X103M)
においHB s A gはスミスクライン・バイオロジカルズ(SmithKl
ine Biologicals)社から得た。ジチオスレイトール(DTT)
および2.2′−ジチオジピリジン(PDS)は、セルバ(Serva)社から
得た。PDIOゲル濾過カラムはファルマ/ア(Pharmacia)社から得
た。
測定手順
蛋白(=750μg/ml)を、緩衝液(尿素 8M、EDTA 2mM、OI
M Tris−HCI、pH8,5)に対して透析した。PDS(ff−タノー
ル中に過剰量溶解、25M)を変性蛋白に添加した。室温で1時間インキュベー
ションした後、過剰のPDSをゲル濾過(PDIOカラム)にて除去した。修飾
蛋白の吸光度を280nmにて測定した。DTT (最終濃度10mM)を添加
し、343nmにて遊離子オンの吸光度を測定した。
ヨードアセトアミドはメルク(Merck)社から得た。HBsAgはスミスク
ライン・バイオロジカルズ社からのものを用いた。
カルボキノメチル化
蛋白(1mg/ml)を、尿素8Mを含むあるいは含まない緩衝液(Trisl
oomM、EDT、A 2mM、pH8,0)に対して透析した。チオール基の
S−カルボキノメチル化を、遮光下、室温で20分間、ヨードアセトアミド(ス
ルフヒドリル基1モルあたり100モル)を添加することにより行った。
アミノ酸分析
加水分解:蛋白(±100μg)の部分試料を、スピード・バック・コンセント
レータ−にて円錐形加水分解チューブ中で乾燥した。加水分解を、0.5%フェ
ノールを含む6N HCI (500μm)を添加することにより、110℃で
24時間行った。試料を3系統用意した。
冷却後、加水分解物を蒸発乾固させ、500μmの水で洗浄し、再び乾燥させた
。200μIの0.2N pH2,2のクエン酸緩衝液中に溶解し、45μmの
膜で濾過し、各50μmの試料を分析器カラムに注入した。
アミノ酸分析・ポリスチレンスルホン化カラムを用いて自動アミノ酸分析装置(
アルファ・プラス・エルケイビー(^1pha Plus−LKB) 4151
)にて行った。3種の緩衝液溶出システムを用い、異なるアミノ酸を分離した
。
1 クエン酸緩衝液 0.2N pH3,254℃2 クエン酸緩衝液 0.2
N pH4,2556°C3ホウ酸緩衝液 0.2N pH10,090℃アミ
ノ酸検出を、ニンヒドリンによるポスト・カラム反応ならびに440nmおよび
570nmにおける比色法にて行った。定量には、440および570nmの光
学密度を一緒に加え、クロマトグラフィーのデータ積分をノマグ(Simadz
u) CR−A 3種分計にて行った。
BNPによる遊離チオール基の修飾およびキモトリプ/ン分解の後、BNPPi
識を有するペプチドをRPLCにて分離し、カードナー(Gardner)ら、
アナリティカル・バイオケミストリー(Anal、 Biochem、 ) 、
1987.677.14〇−144の操作に従った配列決定により同定した。
5種の異なるHBsAgのキモトリプシン分解物のHPLC分析は、すべてのバ
ッチにおいて再生産可能な酸化状態を示す5個の充分に分離した主たるピークを
示した。BNP標識ペプチドの配列は、4つのチオール基(cys48.65.
121および124)を示した。
同定分析を、哺乳動物細胞中て生産されたHBsAgにより行った。BNP非標
識ピークが検出され、利用可能な遊離システィン残基がないことを示した。
b) PDS法
スミスクライン・バイオロジカルズ社からのHBsAg粒子の3つの異なるバッ
チ(以下の表1に示すバッチ1〜3)に対してPDS法を適用した後、HBsA
g単量体あたり4つのチオール基を検出した。チャイニーズ・ハムスター卵巣(
CHO)細胞中で発現したHBsAgのハツチにおいては、単量体あたり遊離の
SH基は1つも検出されなかった(ハツチ4)。
PDS法 遊離チオール基の測定
□ ハツチ番号 1 単量体あたりの
1 ■ 遊離SH基
□
14(CH○細胞)10 I
HBsAg粒子中の7ステインを、変性剤(尿素 8M)添加あるいは無添加系
にてカルボキシメチル化した。
その後のアミノ酸分析は、双方とも、HBsAg単量体あたり3個のカルポキン
メチルノステインの存在を示した。
CHO細胞中で発現されたH5V2の糖蛋白D (gDzt)(ラスキーおよび
ドウベンコ(LaskyおよびDowbenko)、ディーエヌエ−(DNA)
、1984、旦(1)、23−29)は、遊離SH基含有の組換えHBsAg
粒子に共有結合している。
5、5”−’チオビス2−ニトロ安息香酸(エルマン(Ellman)試薬また
はDTNB)およびN−スクシンイミジル(4−ヨードアセチル)−アミノ安息
香酸エステル(SIAB)は、ピアース(PIEl?CE)社から購入した。
2、4.6−ドリニトロペンセンスルホン酸(TNBS)は、セルバ(SERV
^)社から入手した。
組換えgD2tをCHO細胞中て発現させ、スミスクライン・バイオロジカルズ
社により精製した。
ピアース社の酵素ビーズ法にてgD2tをヨウ素化した。
スミスクライン・バイオロジカルズ社によりHBsAg粒子を生産した。
b、11 スルフヒドリル基の定量分析]、50μlのgD2t (pH7の0
.02M Na2HPO,中に23μMN=、1mlのDTNB (pH8の0
.04 M Na2HP 04中に3.28mM)を加える。
5分後、蛋白不含ブランクに対する412nmにおける光学密度を測定する。
モル吸光係数1.3X10’M−’am司を用いて反応性のスルフヒドリル基の
濃度を計算する(エルマン(Ellman) 、アーチ・六イオケム・バイオフ
ィズ(Arch。
Biochem、 Biophys、 ) 、1959.82,70)。
b、12 リジン残基の定量分析
24.5mMのTNB S/ R2050u ]をgD、t (pH7の002
MNa28P04中に58μM)50μlを添加し、200μlのホウ酸緩衝液
(005MNaOHでpHを95に調節した0、05M Na2B40y)で希
釈する。
3時間後、暗所室温にて、蛋白不含ブランクに対する367nmにおける吸光度
変化を追跡する。
トリニトロフェニル化の程度を、ε36□、、=1.、lX10’M−’cm−
’を基準として計算する(ブラッグ(Plapp)ら、ジャーナル・オブ・バイ
オロジカル・ケ100μlのgDzt (pH7の0.02M Na2HPO<
中に23μM)+100μmのg l) 2tl l 25を、スクシンイミド
/リジン比2に対応するモル比の2μlのS IAB (DMSO中25mM)
と共に37℃で30分間インキュベーションする。透析(pH8の0.02M
Na2HPO4に対して2時間)により過剰の架橋剤を除去し、’l’M10セ
ントリコンを用いた限外濾過により、反応混合物を100111にまで濃縮する
。
b 3 比圧lAg粒子の喧登
濃縮(1mg/ml)および5IAB−活性化したgDzt (100μl)を
、53ulのHB s A g粒子(pH7,21,OmMのI’Ja、HPO
,および150mMNaC]中、1mg/ml)と共に、37°Cて種々の時間
インキュベーションする。
g D 2/ S単量体の最初のモル比は1/1である。粒子のgD、tを、1
.5MCsC1勾配(70,1Tio−ターて45時間、65000rpm)に
より精製する。
b、4. 粒子あたり結合したgDztの定量分析50μmの水を酵素ビーズの
バイアルに加える。1時間後、50μmのpH7゜20.2M Na2HPO4
,25μmのgDtt (lrng/ml) 、0.5mC1のNa1125(
アマージャム社(Amersham) )および25μlのβ−D−グルコース
を添加する。
20分後室温において、反応を完了させ、1%BSAで飽和したダウエックス(
DOWEX)Ag 1x8樹脂を用いたクロマトグラフィーにより、ヨウ素化蛋
白を遊離ヨウ素から分離する。
結合に含まれるgDztの比活性を、標識および非標識gD、を混合物中の放射
活性を測定することにより決定してもよい。粒子に結合したgDztの量を、こ
の比活性により決定してもよい。
DTNBによっては、gDztにて遊離のチオール基は検出されない。この結果
は、蛋白のアミノ酸配列に合致する。使用した一部を切断したgD2を分子(2
83アミノ酸)は、6個のシスティン残基を有しており、それぞれのシスティン
残基は不連続なエピトープを構成するスルフヒドリル架橋結合に含まれる。それ
ゆえ、gDztはホモポリマー化する危険性のない異形二官能基架橋剤による活
性化段階のための理想的な分子である。
a2. リジン残基の定量分析
遊離アミノ基の数を、無処理あるいは5TAB活性化gD2tのいずれかのTN
BSにより測定する。過剰の5IABの作用にともなって遊離リジンの数が減少
する。
5IAB/リジンのモル比が2の場合、4つの残基が活性化される。
無処理の蛋白において検出されたり/ンの数(10)は、アミノ酸配列に巧いて
見い出されるリジンの数(11)に近い。
b、 5IABによるgDztの活性化5IAB/リジンのモル比を2として3
7°Cで30分間活性化した後、gDztのホモポリマーの不存在をゲル濾過で
チェックする。
TSK3000カラムにて、ホモポリマーは排除体積(8分)に溶出し、g D
2 t 単量体は、15分の保持時間を有する。
蛋白中ソスティン残基の不存在にもかかわらず、gD、tを2.5mg/mlの
濃度で活性化した場合、ホモポリマーの形成が観察される。5IAB中のハロゲ
ンの、リジン、メチオニンまたはヒスチジン残基に対する非特異的反応性により
この現象が説明される(ミーンズおよびフィーニー(MeansおよびFeen
ey) 、ケミカル・モディフィケーンヨンズ・オブ・プロテインズ(Chem
ical Modificationsof Proteins) ;ホールデ
ン・ディ(Holden Day)出版、1971.107ベーノ参昭)。
最初の蛋白濃度が、ホモポリマー化事象における決定的な要素である。gDzt
を0.5mg/mlの濃度で活性化した場合、ホモポリマーの形成は50から1
0%に減少する。
c、 HBsAg粒子への結合
30分、2時間または一晩37℃でインキュベーションした後に得られるHBs
、Ag−gD2を複合体を、CsC1勾配により精製する。gD、tホモポリマ
ーは、担体に対して異なった密度を有しており、複合体には混入しない。表2に
示すように、結合量が時間とともに増加する。粒子の密度面積において検出した
放射活性により計算すると、S単量体あたり02@のgD2を分子(粒子あたり
20個)が結合する。
圭l:結合量へのインキュベーションの影響10μlのLCF6溶液(pH7の
10mMリン酸および150mM NaC1中1mg/m+)を、HBsAg粒
子を発現しているpH7の10mMリン酸および150mM NaC1中の酵母
溶液(スミスクライン・バイオロジカルズ)(1mg/m1)10μmとともに
、37℃で一晩インキュベーションする。
B 2.2 分析
HBsAgに対する抗体のポリクローナルIgGを5μm/m1の濃度でコート
し、LCF6の繰り返し配列に向けられた抗体のビオチン化モノクローナルIg
Mを検出するサンドウィッチELISA試験により、HBsAg−LCF6ハイ
ブリノドの定量を行う。
既知濃度のR16HBsAg抗原溶液(組換え型繰り返しマラリア−HBsAg
粒子(a recombinant repeat Malaria−HBsA
g particle) )を標準として用いる。このELI SAは、遊離ペ
プチドをあらかじめ分離することなくハイブリットをモニターできる利点がある
。結果をR16HBsAgに等価なμg/m!ジスルフィド架橋結合および疎水
性基部の相対的な重要性を評価するために、システィンを有しないペプチドおよ
びラウロイル基を有しないペプチドの取り込みを比較した。ELISAは、ンス
ティンを有しないリポペプチド(LF6)が、HBsAg粒子中へ取り込まれな
いことを示す。ラウロイル基を有しないペプチド(CF6)は、殆ど効果がない
。それゆえ、−水的および共有的相互作用の間の相乗作用は、HBsAg粒子へ
のペプチドの取り込みに関して重要である。
種々の酸化状態の、異なるHBsAg粒子へのLCF6の取り込みから得られる
結果を比較した。
リポペプチドを、古典的なHBsAg粒子(S単量体あたり±4個の遊離SH基
)、より酸化された粒子(S単量体あたり1個の遊離SH基)、あるいはすべて
酸化された粒子(遊離SH基なし、CHO細胞で合成された粒子)と共に、イン
キュベーションする。
これらの結果は、LCF6およびS単量体間のジスルフィド架橋結合が、ペプチ
ドの取り込みを安定化することを示した。抗−HBsAg−LCF6に関するE
LI SAは、HBsAg粒子の酸化状態の増加の作用としての結合の減少を示
す。
LCF6およびHBsAg間の共有結合の存在もまた、5DS−PAGEでの分
析にて示された。バンドが、非還元状態での26および50Kdに現れる。これ
らのバンドはS単量体および2量体に結合したLCF6CF6ペプチドする。
対照的に、還元状態では、これらのバンドは現れなかった。
用いたペプチドは、外部蛋白gp120の第3の可変領域中のジスルフィド架橋
結合ループに含まれるアミノ酸310〜328の配列(ジー・ラロサ(G、La
rosa) 、サイエンス(Science) 1990. 249−932)
に相当する。
その保存は中央部の14の位置のうち9にて80%以上であり、その予想される
構造モチーフはβ型ストラッド−■型βターンーβストランドーαヘリックスで
ある。
ペプチドの主構造は、次のように表すことができるTYI!−THRARG L
YS SERILE ARG ILE GLN ARG GLY PROGLY
ARGALA PIIE VAL THRILE GLY3.2. 合成
ペプチドをメリーフィールド(Merrifield)固相法に従って合成し、
逆相hplcにより精製した後に97%純度のペプチドを得る。該ペプチドは5
DS−PAGEおよびTSK2000カラムでのゲル濾過により同質である。そ
の分子量は2800である。
3.3. 結合手順
EMCS、(スクシンイミジル6−マレイミシルヘキサノアート、第一級アミノ
反応基のN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)およびチオール基(マレイミ
ド)含有の異形官能基架橋剤を選択した。
3、 3. 1. 活性化
V3ペプチドは、37℃、pH7にて30分間、1:1〜4:1の割合にてEM
CSで活性化した1個のリジン基を有する。
3、 3. 2. HBsへの結合
GIOカラム上で過剰の架橋剤を排除した後、HBsAg粒子をv3ペプチドと
一緒に1・1の割合にて加えた。反応を37℃、pH6,5〜7.5にて一夜案
施した。
得られた複合体をHR200カラム上のゲル濾過により非複合ペプチドよlり精
うンオイムノアッセイおよびELISA法により分析した場合、結合効率はHB
s単量体あたり04ペプチド結合であり、それはHB s粒子あたり40個のV
、ペプチドまたはHBSAg25mgあたりV s 1 m gに相当する。
1 水中油型エマルジョン中のV、HBsAg粒子ビヒクルを以下のように調製
する。Tveen800.4%(V/V)含有のリン酸緩衝生理食塩水(PBS
)に、5 (v/v)プルロニック(PluroniC) L121および10
%スクアランを加える。ついで、この混合物をミクロ流動化する。ミクロ流動化
の場合、エマルジョンをミクロ流動化装置(Model MIIOMicrof
luidicsCarp、 、 Newton、 Mass、 )を通して10
回循環させる。該ミクロ流動化装置を5回通すと、得られるエマルジョンはミク
ロ以下の粒子のみからなる。ついで、3D−MPL 50μgをこのエマルジョ
ンに加える。3D−MPL含有のこのエマルジョン1容量を等容量の2倍濃度の
V3HBsAgと一緒に混合し、簡単に撹拌してその成分を完全に混合させる。
この最終調製物は、250μmの注射用量中に、02%Tween80.2.5
%プルロニックL121.5%スクアラン、3D−MPL50μgおよび1μg
等量のV3ペプチド(HBsAg25μgに相当)を含1μg等量のV3を、4
℃にて一夜、150mM NaC10,25m1,10mMリン酸緩衝液(pH
6,8)中の0.5mg等量のAI”に対応するアラム上に吸着すせる。−夜イ
ンキユヘーンヨンした後、このアジュバント調製物を遠心分離に付し、その上澄
を除去する。ついで、3D−MPL50μg含有の1容量の吸着緩衝液を該アラ
ム結合HBsAg−V3ペプチドに加える。
、、、+−PCT/EP91102422国際調査報告
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IT、LU、MC,NL、 SE)、 AU、
CA、JP、 KR,US(72)発明者 プリエール、ジャンーポールベル
ギー国べ一−1200ブルッセル、アブニュ・ドウ・フエブリエール7番
Claims (19)
- 1.HBV表面抗原の抗原性を示すHBsAgまたはその断片であって、第一の ポリペプチド成分(P1)の天然の硫黄原子を介して第二のポリペプチド成分( P2)に共有結合した、第一のポリペプチド成分からなることを特徴とする免疫 原性ハイブリッドポリペプチド。
- 2.式: p1−S−X−P2 [式中、P1−S−は、無処理の硫黄原子を介して結合したHBV表面抗原の抗 原性を示すHBsAgまたはその断片であり;P2は第二の抗原性ポリペプチド であり;およびXは、 a)基−A−NH(式中、Aはスペーサ−基であり、NH−はP2中のアミノ酸 の側鎖に存在するアミノ基の残基である)であるか;または所望により、p2が システイン残基および疎水性アンカー基よりなる場合、b)P2中にシステイン 残基の硫黄原子のいずれかを意味する] で示されるハイブリッドポリペプチド。
- 3.P2が単純ヘルペスウイルスのgDまたはその誘導体、HIVからのgp1 20またはその誘導体、サーカムスポロゾイト抗原またはその誘導体から選択さ れる請求項1または2記載のハイブリッドポリペプチド。
- 4.P2がgD2tである請求項3記載のハイブリッドポリペプチド。
- 5.P2がHIVgp120のV3ループに相当するペプチドである請求項3記 載のハイブリッドポリペプチド。
- 6.P1がHBsAg先駆体蛋白の全部または一部あるいは部分からなる請求項 1〜5記載のいずれか1つのハイブリッドポリペプチド。
- 7.P1が粒子の単量体である請求項1〜6記載のいずれか1つのハイブリッド ポリペプチド。
- 8.融合前、P1がその表面に1またはそれ以上のスルフヒドリル基を有するH BsAg−S−蛋白であるハイブリッド蛋白。
- 9.P1がB型肝炎表面抗原の生物学的活性を有する蛋白の一部または全部に相 当する少なくとも2つのポリペプチドからなる混成粒子の一部であるハイブリッ ド蛋白であって、該粒子がS−蛋白、プレS2−蛋白またはプレS1−蛋白によ って付与される少なくとも2つの抗原決定因子を提供し、該粒子が所望により宿 主特異的脂質を含有していてもよいハイブリッド蛋白。
- 10.混成蛋白をL、Sで表すことができ、ここでLはプレS1、プレS2およ びSを包含するHBsAgのラージ蛋白であり、SはHBsAgS−蛋白である 請求項9記載のハイブリッド蛋白。
- 11.L蛋白が配列中にて1またはそれ以上の以下の修飾:プロテアーゼ消化に 対して感受的な配列、ミリスチル化に必須の配列、 N−結合グリコシル化に必須の配列、 O−結合グリコシル化に必須の配列、およびヒト血清アルブミンの結合に必須の 配列からなることを特徴とする請求項10記載のハイブリッド蛋白。
- 12.Lが修飾され、L蛋白の残基12〜52、つづいて133〜145、つづ いて残基175〜400からなるアミノ酸配列を有する請求項10または11記 載のハイブリッド蛋白。
- 13.Aが置換C2−C10アルカンであるか、またはリニアーポリマー、例え ばポリエチレングリコールまたは以下の化合物:▲数式、化学式、表等がありま す▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ およびS−CH2CH2CO− である請求項2〜12記載のいずれか1つのハイブリッド蛋白。
- 14.請求項1〜13に記載のいずれかのハイブリッド蛋白と医薬上許容される 賦形剤を一緒にしてなるワクチン処方。
- 15.さらに、適当な担体中にデ−3−O−アシル化モノリン酸化脂質A(3D −MPL)を含有することからなる請求項14記載のワクチン処方。
- 16.3D−MPLおよびアラムからなる前記のワクチン処方。
- 17.担体が水中油型エマルジョンである前記のワクチン処方。
- 18.水中油型エマルジョンが3D−MPL、スタアラン、プルロニックL−1 21およびリン酸緩衝生理食塩水からなる請求項18記載のワクチン処方。
- 19.a)Xが基−ANH−である場合:i)第二のポリペプチドP2を式(I I):Y−A−B(II) [式中、Yは第一のポリペプチドの天然チオール基との反応能を有する基で、B は第二のポリペプチドP2の1またはそれ以上のアミノ酸側鎖に対して特異的な 基であり、Aは前記と同意義である〕で示される化合物と反応させ;その後、i i)その生成物を第一のポリペプチドP1−SHと反応させるか;またはb)X がSであって、P2が疎水性アンカー基およびシステイン残基を有する場合: i)第一のポリペプチドと第二のポリペプチドを水溶液中で混合し、ii)P1 とP2の間で、自発酸化により分子間ジスルフィド結合を形成させる工程よりな る、式(I): P1−S−X−P2(I) [式中、P1、P2およびXは請求項2の記載と同じ]で示されるハイブリッド ポリペプチドの製法。
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