JPH11514841A - リポタンパク質の発現 - Google Patents

リポタンパク質の発現

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JPH11514841A JP9500268A JP50026897A JPH11514841A JP H11514841 A JPH11514841 A JP H11514841A JP 9500268 A JP9500268 A JP 9500268A JP 50026897 A JP50026897 A JP 50026897A JP H11514841 A JPH11514841 A JP H11514841A
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Abstract

(57)【要約】 組み換えにより形成された異種脂質化タンパク質が開示され、請求の範囲に記載されている。異種脂質化タンパク質は、脂質化タンパク質のタンパク質部分に関して天然にには生じないリーダー配列を有している。脂質化タンパク質は、BorreliaOspAリーダー配列を有していても差し支えない。タンパク質部分は、OspC、PspA、UreA、UreB、またはその断片であっても差し支えない。タンパク質を形成し使用する方法および組成物もまた開示され、請求の範囲に記載されている。

Description

【発明の詳細な説明】 リポタンパク質の発現 関連出願の参照 特に組み換えBorreliaタンパク質に関して、1992年10月29日に出願された出願 番号07/973,338;1995年1月17日に出願された出願番号08/373,455(米国特許出 願番号07/973,338の規則62による継続出願);1992年5月27日に出願された出願 番号07/888,765;1992年10月16日に出願された出願番号08/211,891(PCT/US92/0 8697の国際段階);および1991年10月18日に出願された出願番号07/779,048の各 々を参照する。 発明の分野 本発明は、リポタンパク質をコード化する核酸分子を含有するベクターからリ ポタンパク質を発現させる遺伝子工学に関するものである。より詳しくは、本発 明は、その脂質化(lipidation)が第1の核酸配列の発現からであり、そのタン パク質が第2の核酸配列の発現からであり、互いに天然に発生しない第1と第2 の核酸配列が隣接している組み換えリポタンパク質の発現に関するものである。 本発明はさらに、第1の核酸配列がBorreliaリポタンパク質リーダー配列をコー ド化するそのようなリポタンパク質の発現に関するものである。本発明はまた、 OspAリーダー配列をコード化する核酸配列を用いて発現された組み換え脂質 化タンパク質、その同一組成物を製造する方法並びに使用する方法に関するもの である。本発明はさらに、組み換えリポタンパク質をコード化する核酸配列、該 配列を含有および/または発現するベクター、前記リポタンパク質を発現する方 法並びに前記核酸配列およびベクターを製造する方法;好ましくは改善された免 疫原性を有する組成物のような、免疫原性またはワクチン組成物を含むリポタン パク質を用いた組成物;およびそのような組成物を用いて免疫または防御応答を 誘発する方法に関するものである。 本明細書の全体に亘り、本発明が関する従来技術をより完全に記載するために 、様々な文献を参照する。これらの文献の各々をここに引用する。 発明の背景 ライムビイルス病は、米国中で最も流行しているダニ媒介病であり、世界的に 最も重要なダニ媒介感染病のうちの1つである。スピロヘータBorrelia burgdor feriは、ライム病の原因物質である。B.burgdorferiに感染すると、局所および 全身の症状発現が生じる。感染後の初期に見られる局所症状は、地図状紅斑(er ythema migran)と称される、ダニに噛まれた部位の皮膚病斑である。感染から 数週間から数ヶ月後に、リウマチ性、心臓性および神経性の症状を含む全身症状 発現が見られる。B.burgdorferi感染の初期の局所段階は、抗生物質により容易 に処理できる。しかしながら、その後の全身段階では、構成物質に対してより免 疫性が強いことが証明されている。 発明の目的および概要 本発明の目的は、その脂質化が第1の核酸配列の発現からであり、そのタンパ ク質部分が第2の核酸配列の発現からであり、第1と第2の配列が互いに天然に は生じない組み換えリポタンパク質;特に第1の配列がBorreliaリポタンパク質 リーダー配列、好ましくはOspAリーダー配列をコード化し、より好ましくは 第2の配列がOspC、PspA、UreA、UreB、またはそれらの免疫断 片からなるタンパク質部分をコード化する、そのようなリポタンパク質を提供す ることにある。 本発明の別の目的は、そのような組み換えリポタンパク質をコード化する遺伝 子および/または配列の発現、そのためのベクターおよびそのような発現を行う 方法を提供することにある。 本発明のさらなる目的は、組み換えリポタンパク質および/またはその発現の ためのベクターを含有する、ワクチンを含む免疫組成物を提供することにある。 図面の簡単な説明 以下の詳細な説明において、添付の図面を参照する。 図1は、プラスミドpLF100を組み立てる方法を示す図である。 図2は、プラスミドベクターpPko9a(菌株Pko)およびpB319a (菌株B31)を組み立てる方法を示す図である。 図3は、脂質化OspCの単離および精製に用いられる方法を示す図である。 図4は、比較目的のために、非脂質化OspCの単離および精製に用いられる 方法を示す図である。 図5は、図3に示した精製方法の様々な段階でここに産生した脂質化OspC のSDS−PAGE分析を示している。 図6は、WO91/09870に記載されているような精製方法の様々な段階でここに産 生された非脂質化OspCのSDS−PAGE分析を示している。 図7は、抗OspC ELISA検定において測定した、2つのOspC亜型 からの抗原を含有するOspC配合物により免疫化されたマウスの免疫応答を示 すグラフである。 図8は、抗OspC ELISA検定において測定した、ミョウバンアジュバ ントを含有する2つの亜型OspC配合物により免疫化されたマウスの免疫応答 を示すグラフである。 図9は、プラスミドベクターpPA321−Lを組み立てる方法を示す図であ る。 図10は、プラスミドベクターpPA321−NLを組み立てる方法を示す図 である。 図11は、脂質化PspAの単離および精製に用いられた方法を示すである。 図12は、比較目的のために、非脂質化PspAの単離および精製に用いられ た方法を示す図である。 図13は、図11に図示された発現および宿主細胞分画方法の様々な段階でこ こに産生した脂質化PspAのSDS−PAGE分析を示している。 図14は、図12に図示した発現および宿主細胞分画方法の様々な段階でここ に産生した非脂質化PspAのSDS−PAGE分析を示している。 図15は、図11および12に図示したPspAカラムクロマトグラフィー結 果のSDS−PAGE分析を示している。 発明の詳細な説明 上述したように、本発明は、OspA信号配列をコード化する核酸配列を使用 して、OspAタンパク質とは異種の脂質化タンパク質、好ましくは、Borrelia 種のOspCタンパク質、S.pneumoniaeの菌株のPspAまたはその一部、H. pyloriの菌株のUreAまたはUreBタンパク質を発現すること、および発現 すべきタンパク質とは異種のタンパク質の信号配列をコード化する核酸配列を用 いて、Borrelia種の脂質化OspCタンパク質またはS.pneumoniaeの菌株の脂 質化PspAタンパク質を発現することに関するものである。 実施例 実施例1 OspAリーダー配列をコード化する遺伝子を含有するベクターの構築 プラスミドpBluescript KS+(ストラタジーン)をXbaIお よびBamHIで切断し、B.burgdorferi菌株ACA1 ospA遺伝子の完全 コード化領域を含有する900bpのXbaI−BamHI DNA断片とライゲ ーションして、リポタンパク質融合ベクターpLF100を形成した。この方法 は図1に示されている。 ベクターpLF100を、1995年2月2日にメリーランド州、ロックビルのア メリカンタイプカルチャーコレクションに番号69750で寄託した。この寄託は、 ブダペスト条約の条件の下で行われた。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1998年4月7日 【補正内容】 明細書 リポタンパク質の発現 関連出願の参照 特に組み換えボレリア(Borrelia)タンパク質に関して、1992年10月29日に出 願された出願番号07/973,338号;1995年1月17日に出願された出願番号08/373,4 55号(米国特許出願番号07/973,338号の規則62による継続出願);1992年5月27 日に出願された出願番号07/888,765号;1992年10月16日に出願された出願番号08 /211,891号(PCT/US92/08697号の国内段階);および1991年10月18日に出願され た出願番号07/779,048号の各々を参照する。 肺炎球菌タンパク質の構造遺伝子、それらのエピトープ領域、および肺炎球菌 タンパク質の投与に関しては、各々、1991年2月15日に出願された出願番号第65 6,773号、1992年2月12日に出願された出願番号第835,698号、1993年6月3日に 出願された出願番号第072,065号;1993年6月3日に出願された出願番号第072,0 68号;1994年3月17日に出願された出願番号第214,222号;1994年3月17日に出 願された出願番号第214,164号;1994年5月23日に出願された出願番号第247,491 号;1993年4月20日に出願された出願番号第048,896号;1994年5月20日に出願 された出願番号第246,636号;1994年10月7日に出願された出願番号第 号 (出願番号第246,636号の一部継続出願);1995年6月2日に出願された出願番 号第 号(代理人における整理番号第454312-2040号、ブリル(Briles)ら 、発明の名称「肺炎球菌抗原の経口投与("ORAL ADMINISTRATION OF PNEUMOCOCC AL ANTIGENS")」;1995年5月19日に出願された出願番号第 号(代理人に おける整理番号第454312-2018号);1994年9月30日に出願された出願番号第08/ 312,949号;1995年6月7日に出願された出願番号第 号(代理人における 整理番号第454312-2051号、ベッカー(Becker)ら、発明の名称「免疫組み合わ せ組成物および方法("IMMUNOGENIC COMBINATION COMPOSITIONS AND METHODS") 」を特に参照する。 1995年6月7日に出願された出願番号第 号(代理人における整理番号第 454312-2017号、ヒューブナー(Huebner)ら、発明の名称「リポタンパク質の発 現("EXPRESSION OF LIPOPROTEINS")」をも参照する。 上記の各出願を参考として本明細書に引用しておく。 発明の分野 本発明は、リポタンパク質をコードしている核酸分子を含有するベクターから リポタンパク質を発現させる遺伝子工学に関するものである。より詳しくは、本 発明は、その脂質化(lipidation)が第1の核酸配列の発現由来であり、そのタ ンパク質が第2の核酸配列の発現由来であり、天然では同時に発現することのな い第1と第2の核酸配列が隣接している組み換えリポタンパク質の発現に関する ものである。本発明はさらに、第1の核酸配列がボレリア(Borrelia)リポタン パク質のリーダー配列をコードしているようなリポタンパク質の発現に関するも のである。本発明はまた、OspAリーダー配列をコードしている核酸配列を用いて 発現した組換え脂質化タンパク質、その組成物を製造する方法並びに使用する方 法に関するものである。本発明はさらに、組換えリポタンパク質をコードしてい る核酸配列、該配列を含有および/または発現するベクター、前記リポタンパク 質を発現する方法並びに前記核酸配列およびベクターを製造する方法;好ましく は改善された免疫原性を有する組成物のような、免疫原性またはワクチン組成物 を含むリポタンパク質を用いた組成物;およびそのような組成物を用いて免疫ま たは防御応答を誘発する方法に関するものである。 本明細書の全体に亘り、本発明が関連する従来技術をより完全に記載するため に、様々な文献を参照する。これらの文献の各々を参考として本明細書中に引用 しておく。 発明の背景 ライムボレリア症(Lyme borreliosis)は、米国中で最も流行しているダニ媒 介病であり、世界的に最も重要なダニ媒介感染病のうちの1つである。スピロヘ ータであるボレリア・ブルグドフェリ(Borrelia burgdorferi)は、ライム病の 原因因子である。ボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)に感染すると、 局所および全身の症状発現が生じる。感染後の初期に見られる局所症状は、地図 状紅斑(遊走性紅斑)(erythema migran)と称される、ダニに噛まれた部位の 皮 膚病斑である。感染から数週間から数ヶ月後に、リウマチ性、心臓性および神経 性の症状を含む全身症状発現か見られる。ボレリア・ブルグドフェリ(B.burgd orferi)感染の初期の局所段階は、抗生物質により容易に治療できる。しかしな がら、その後の全身段階では、抗生物質に対してより抗療性であることが示され ている。 ライム病のワクチンの開発に関しては、たゆまぬ努力が払われてきた。ワクチ ン開発については、2つのアプローチがとられている。ひとつは、ジョンソン( Johnson)によって米国特許第4,721,617号に記載されているような、不活化全ス ピロヘータを成分とするワクチンを用いることである。不活化全ワクチンは、チ ャレンジに対してハムスターを防御することが示されており、イヌに対する使用 が認可されている。 全細胞調製における交差反応抗原に関する懸念から、ヒトのワクチンの研究に おいては、ボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)によって発現される非 交差反応性の防御抗原の同定および開発に的を絞っている。今日までに、数個の 抗原の候補が同定されている。外表面タンパク質A(OspA)と呼ばれる、ボレリ ア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)に非常に豊富に存在する表面タンパク質 (本出願の出願者に帰属する、公開されたPCT特許出願 WO 92/14488に記載)に 関して多くの研究がなされている。このタンパク質のいくつかの変形種では、マ ウス、ハムスターおよびイヌのチャレンジ試験において防御免疫を誘導すること が示されている。ヒトにおける臨床試験では、OspAの製剤がヒトにおいて安全か つ免疫原性であることが示されている(ケラー(Keller)ら、JAMA(1994)271: 1 764-1768)。実際のところ、上述のWO 92/14488に記載されている組換え脂質化O spAを含むひとつの製剤に関しては、現在、ヒトにおける第III相安全性/有効性 試験が進行中である。 北アメリカにおけるボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)の臨床単離 株の大多数においてはOspAを発現するが、ヨーロッパにおけるボレリア(Borrel ia)の臨床単離株の例からは、異なる構図が明らかになっている。ヨーロッパに おいては、ライム病は、ボレリア(Borrelia)の3つの遺伝子種、すなわち、ボ レリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)、ボレリア・ガリニ(B.garinii) 、 ボレリア・アフゼリ(B.afzelli)によって起こる。ヨーロッパの単離株の約半 数においては、OspAは、最も優勢な外表面タンパク質ではない。これらのスピロ ヘータにおいては、第二の外表面タンパク質C(OspC)が主要な表面抗原である 。実際、OspAを発現しない多数のヨーロッパ臨床単離株が同定されている。精製 組換えOspCを用いた野ネズミおよびマウスに対する免疫においては、相同なOspC タンパク質を発現するボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)株に対する 防御免疫を発生する(V.プリーク−ムルシック(Preac-Mursic)ら、INFECTION( 1992)20: 342-349; W.S.プロバート(Probert)ら、INFECTION AND IMMUNITY(1 994)62: 1920-1926)。現在、OspCタンパク質は、第二世代のライム病ワクチン 製剤の有力成分と考えられている。 組換えタンパク質は、ワクチンまたは免疫組成物の候補として有望であるが、 これは、高収率、高純度、高増幅産生が可能であり、所望する活性を最大限に、 所望しない活性を最小限にするからである。しかしながら、免疫原性が乏しいた め、ワクチンまたは免疫組成物の開発においては、組換えタンパク質の免疫応答 を増幅する方法が重要である。 非常に有望な免疫刺激剤は、N−パルミトイル−S−(2RS)−2,3−ビ ス−(パルミトイルオキシ)プロピルシステイン、略称Pam3Cysの脂質部位であ る。この部位はバクテリアのリポタンパク質のアミノ末端において発見され、シ グナルペプチダーゼIIによる脂質の結合および解裂を特定するシグナル配列と共 に合成される。それ自身は免疫原性ではない合成ペプチドは、Pam3Cysと共有結 合した場合に強力な抗体応答を誘導する(ベスラー(Bessler)ら、Research Im munology(1992)143: 548-552)。 抗体応答に加えて、しばしば、細胞性免疫応答、特に細胞毒性Tリンパ球(CT Ls)を誘導する必要がある。Pam3Cys結合合成ペプチドは、非常に強力なCTLの誘 導剤であるが、大きな組換えリポタンパク質によるCTL誘導に関してはまだ報告 されていない。 OspAに関する核酸配列およびコードしているアミノ酸配列については、いくつ かのボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)の臨床単離株において既知で あり、例えば、ボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)のB31株について は、 公開されているPCT出願 WO 90/04411(シンビコム(Symbicom)AB)に、地理的 に異なる起源を有するB31、ACA1およびIp90と呼ばれるボレリア・ブルグドフェ リ(B.burgdorferi)の3つの単離株のOspAオペロンの比較については、ジョン ソン(Johnson)ら、Infect.Immun.60: 1845-1853に記載されている。 WO 90/04411に記載しているように、B31株のDNA配列の解析から、OspAは、DNA 配列の151番目から始まり、DNA配列の970番目で終了する819個のヌクレオチドか ら構成されるオープンリーディングフレームによってコードされていることが示 されている(図1を参照)。OspAの最初の16個のアミノ酸残基は、OspAの疎水性 シグナル配列を構成している。ボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)の 全遺伝子の一次転写産物には、疎水性のN末端シグナル配列が含まれており、こ れは、隣接するシステイン残基のスルフヒドリル側鎖にジアシルグリセロールが 結合するための基質である。この結合に続いて、シグナルペプチダーゼIIによる 解裂、およびN末端への三級脂肪酸の結合が起こる。完全な脂質部位は、Pam3Cy sで終了する。OspAの脂質化は免疫原性に必須であることが示されており、これ は、N末端にPam3Cys部位を有するOspAリポタンパク質は強力な免疫応答を刺激 するのに対し、一方、脂質が結合していないOspAは、目立った量の抗体を誘導し ないからである(アーディル(Erdile)ら、Infect.Immun.,(1993),61: 81-9 0)。 公開されている国際特許出願 WO 91/09870(マイクロゲン・モレキュラーバ イオロギッシェ・エントウィックラングス(Mikrogen Molekularbiologische En twicklungs)社)には、ボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)のPko株 のOspC遺伝子のDNA配列および分子量22kDaのOspC(本引用文献中ではpCと表わさ れている)タンパク質について記載している。この配列から、OspCは、OspAに存 在するものと類似のシグナル配列を有するリポタンパク質であることが明らかで ある。OspAに関する知見から、組換えOspCを脂質化することは、免疫原性の増強 に有効であると期待できる、がしかし、以下に記載しているように、本発明者ら は、組換えOspCを検出可能量発現することが困難であることを経験している。 イノウエらの米国特許第4,624,926号は、プラスミドクローニングベクターに 関し、グラム陰性バクテリアの外膜のリポタンパク質遺伝子由来の1個またはそ れ以上の機能性断片に結合した、所望するポリペプチドをコードしているDNA配 列を 含んでいる。形質転換した大腸菌(E.coli)宿主細胞によって発現されたポリ ペプチドは、リポタンパク質のシグナルペプチドを含み、リポタンパク質の最初 の8個のアミノ酸残基が続き、、さらにそれに、所望するタンパク質のアミノ酸 配列が続いている。次に、シグナルペプチドは、通常は細胞質膜を通過して転移 し、リポタンパク質の最初の8個のアミノ酸残基は、さらに処理を受け、リポタ ンパク質が外膜に正常挿入される場合と同様の方法で外膜に挿入される。発現し たタンパク質の免疫原性については示されていない。さらに、イノウエは、組換 え脂質化、特に免疫原性の増強に関しては全く考察していない。 公開されている国際特許出願 WO 91/09952は、脂質化タンパク質の発現用の プラスミドについて記載している。そのようなプラスミドには、リポタンパク質 のシグナルペプチドをコードしているDNA配列を含んでおり、該シグナル配列は 、β−回折している4個のペプチド、QANYまたはIEGRのうちのひとつの コドンに結合し、さらに該コドンが、所望するタンパク質をコードしているDNA 配列に結合している。この出願においても、発現したタンパク質の免疫原性につ いては示していない。 肺炎連鎖球菌(Streptococcus pneumoniae)は、世界中で、他の如何なる病原 体よりも致死的な感染を引き起こす。アメリカ合衆国においては、肺炎連鎖球菌 (S.pneumoniae)による死亡者数は、AIDSによる死亡者数に匹敵する。アメリ カ合衆国における最も致死的な肺炎球菌感染は65才以上の高齢者に起こり、この 人々の間では、肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)が集団感染肺炎の最も一般的な 原因である。先進国においては、肺炎球菌による死亡は、高齢者または、鎌型赤 血球症を含む免疫不全の患者において起こる。発展途上国においては、肺炎球菌 感染は、5才未満の子供の最大の死亡原因のひとつである。肺炎球菌内での複数 の抗生物質に対する抵抗株の出現頻度の増加、貧しい国においては薬剤治療が非 常に高価であることから、肺炎球菌性疾患を制圧するという現在の展望は問題が 多い。 ヒトに感染する肺炎球菌の保有宿主は、基本的には、鼻咽頭の保有者を介して 維持される。ヒトはまず、エアロゾルを通して、または直接接触により肺炎球菌 を獲得する。肺炎球菌は最初に気道上部に定着し、鼻粘膜に数週間から数カ月留 まる。低年齢の子供および高齢者においては、50%またはそれ以上に定着してい る。ほとんどの場合には、この定着からはっきりとした感染に至ることはない。 しかしながら、一部のヒトにおいては、鼻咽腔に運ばれた菌が中耳の感染を伴う 副鼻腔炎の症状を引き起こすことがある。もし、肺炎球菌が、特に食物片または 粘液と共に肺に吸引された場合には、肺炎を引き起こす。一般的に、この部位に おける感染では、肺炎球菌のいくつかは血液中に混じり、特に感染の発生場所か ら大量に続けて流入する場合には、敗血症を起こすことになる。血中の肺炎球菌 は脳に達し、そこで髄膜炎を引き起こす。肺炎球菌性髄膜炎は、バクテリアによ る他の感染症に比べて一般的ではないが、特に破壊的である;約10%の患者が死 亡し、50%以上において神経性の余病が生涯残る。 高齢者においては、現行の23価のカプセル性多糖類ワクチンの有効率は、ワク チンに含まれているカプセル型の株による侵入性肺炎球菌性疾患に対しては約60 %である。23価のワクチンは、2才未満の子供に対しては有効ではなく、これは 、ほとんどの多糖類に対して適切な応答をすることができないためである。肺炎 球菌による侵入感染に対して、子供と大人の両方を防御することができる改良ワ クチンは、この疾患の最も有害な点のいくつかを減らすことになるであろう。 肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)細胞の表面タンパク質PspAは、毒性(ビルレ ンス)因子であり、防御抗原であることが示されている。公開されている国際特 許出願 WO 92/14488においては、肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)Rx1由来のPspA 遺伝子のDNA配列、遺伝子工学によるPspA断片の産生、ならびにそのようなPspA 断片が、生きた肺炎球菌を用いたマウスに対するチャレンジにおいて防御をもた らすという実験について記載している。 PspAに基づくワクチンまたは免疫原性組成物を開発する試みにおいては、大腸 菌(E.coli)内で組換えによってPspAを発現させている。PspAを効率的に発現 するためには、Rx1株の成熟PspA分子である589個のアミノ酸からなる正常の長さ のものから、アミノ酸番号1番〜314番に相当する314個のアミノ酸からなるもの を切り出すことが有効である。PspA分子のこの領域には、PspAの防御エピトープ を全部ではないが、ほとんど含んでいる。しかしながら、マウスにおける免疫原 性および防御試験においては、PspAの断片組換え体は、実験に使用したことのな いマウスに対して免疫原性ではないことが示されている。従って、組換えPspAお よ びそれらの断片の免疫原性を向上させることが重要である。 肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)、ヘリコバクター・ピロリ(Helicobacter py lori)、HIV、ヘルペス、およびパピローマウイルスなどのような、多くのバク テリア性およびウイルス性病原体は、粘膜表面に付着し、透過侵入する。粘膜表 面における特異的免疫の主要な決定因子は分泌IgA(S-IgA)であり、循環性免疫 系とは生理的にも機能的にも別のものである。粘膜性S-IgA応答は、一般的な粘 膜免疫系(CMIS)によって優先的に発生し(メステキー(Mestecky),J.Clin .Immunol.(1987),7: 265-276)、このとき、免疫原は、粘膜関連リンパ組織 (MALT)と呼ばれる特定のリンパ上皮構造によって取り込まれる。一般的な粘膜 性免疫系とは、任意の粘膜部位に免疫を行っても他の全ての粘膜部位に免疫応答 を誘発することができることをさしている。故に、腸管に免疫を行うことにより 、上気道において粘膜性免疫を誘発することができ、逆もまた可能であるという ことである。さらに、特筆すべきことは、経口免疫においては、粘膜性IgA抗体 に加えて、全身性の抗原特異的IgG応答を誘導することができることである(マ クジー(McGhee)J.R.ら、(1993),Infect.Agents and Disease 2: 55-73)。 非常に可溶性で非反復性の抗原は、特に経口的経路で投与した場合には、粘膜 性免疫原性が弱いが、これはおそらく、消化酵素によって分解され、ごくわずか しか、あるいは全く粘膜関連リンパ組織(MALT)に到達しないためである。故に 、有効な粘膜性免疫原、ならびにそれらを含有するワクチンおよび免疫組成物を 製造する方法が所望されている。 特に興味があるのは、らせん状のバクテリアであるヘリコバクター・ピロリ( H.pylori)であり、これは、ヒトの胃のムチン分泌細胞に選択的に定着し、ヒ トの非びらん性胃炎のほとんどの場合における原因因子である。最近の研究によ り、ウレアーゼ活性が高いヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)は、ほとんど の消化性潰瘍ならびに多くの胃癌に関与していることが示されている。多くの研 究から、ウレアーゼ(これは、ureA遺伝子およびureB遺伝子の産物のコンプレッ クス)は防御抗原であることが示唆されているが、これまでのところ、どのよう にしてウレアーゼに対する十分な粘膜免疫応答を産生するかはわかっていない。 OspC、PspA、UreA、UreBまたはそれらの免疫原性断片などのような抗原は、宿 主に投与した場合に免疫応答を刺激する。そのような抗原は、特に組換えによっ て産生した場合には、アジュバントと共に投与した際に、より強力な応答を誘発 する。現在のところ、アルムがヒトへの使用が認められている唯一のアジュバン トであるが、多数の実験用アジュバント(コレラ毒素Bなど)に関して試験が行 われている。しかしながら、これらのアジュバントは、不十分である。例えば、 コレラ毒素Bは、コレラを発病するという点に関しては毒性ではないが、一般的 には、特に不純物が含まれている可能性がわずかでもある場合には、コレラと同 様の危険な疾患に関連する毒素を投与することは容易ではない。 故に、特に一価の製剤においては、アジュバントを用いる以外の方法によって 、抗原の免疫原性を増強することが、また、多価の製剤においては、より高い免 疫応答を得るために、アジュバントによって免疫原性を増強することができるこ とが望ましい。 組換えタンパク質の発現に関しては、発現に用いることのできるさまざまなベ クター系、例えば、大腸菌(E.coli)などのバクテリアなどは、当業者には既 知である。 以下の事柄は、従来技術において教示されたことも、示唆されたこともない: 組換えリポタンパク質の発現であって、その脂質化部位は第一の核酸配列の発現 に由来し、そのタンパク質部位は第二の核酸配列の発現に由来し、天然では同時 には存在しない第一と第二の配列が連続して存在しており、特に、そのようなリ ポタンパク質において、第一の配列が、ボレリア(Borrelia)リポタンパク質の リーダー配列、好ましくはOspAリーダー配列、より好ましくは、第一の配列がOs pAリーダー配列をコードしており、第二の配列がOspC、PspA、UreA、UreBまたは それらの免疫原性断片をコードしているもの;そのような配列を含む遺伝子;そ のような配列を含むベクター;そのような発現のための方法;そのような組換え リポタンパク質;そのような組換えリポタンパク質を含有する組成物;そのよう な組成物を使用する方法;リポタンパク質のタンパク質部位をコードしている核 酸配列とは天然には共存しない核酸配列による脂質化によってタンパク質の免疫 原性を増強する方法。 発明の目的および概要 本発明の目的は、その脂質化が第1の核酸配列の発現からであり、そのタンパ ク質部分が第2の核酸配列の発現からであり、第1と第2の配列が天然では同時 には生じない組換えリポタンパク質;特に第1の配列がボレリア(Borrelia)リ ポタンパク質のリーダー配列、好ましくはOspAリーダー配列をコードしており、 より好ましくは第2の配列がOspC、PspA、UreA、UreB、またはそれらの免疫原性 断片からなるタンパク質部分をコードしている、そのようなリポタンパク質を提 供することにある。 本発明の別の目的は、そのような組換えリポタンパク質をコードしている遺伝 子および/または配列の発現、そのためのベクターおよびそのような発現を行う 方法を提供することにある。 本発明のさらなる目的は、組換えリポタンパク質および/またはその発現のた めのベクターを含有する、ワクチンを含む免疫組成物を提供することにある。 天然のリポタンパク質シグナル配列をコードしている領域が存在する場合には 、免疫原性組換え脂質化タンパク質、好ましくはOspCまたはそれらの一部は、ベ クター系、好ましくは大腸菌(E.coli)において発現することが可能であり、 その際、ベクター系に対して毒性を与えることはないというのは驚くべき発見で ある。この結果は、リポタンパク質の天然のリーダーまたはシグナル配列をコー ドしているヌクレオチド配列を、他のリポタンパク質、好ましくはボレリア(Bo rrelia)リポタンパク質、より好ましくはOspAのリーダーまたはシグナル配列を コードしているヌクレオチド配列と置き換えることによって得られた。天然では 脂質化されていないタンパク質、例えば、PspA、UreAおよびUreBなどは、所望す るタンパク質の最初のアミノ酸にリポタンパク質のシグナル配列を融合すること によって、組換え脂質化タンパク質として発現させることができる。これらの組 換え脂質化タンパク質は、粘膜性免疫応答を含む免疫応答を誘発することが示さ れている。 タンパク質をコードしているDNAに、リポタンパク質のリーダー配列をコード しているDNAを、介在ヌクレオチド配列なしに直接融合することにより、天然の リーダー配列に毒性を与えることなく、大量の免疫原性組換えリポタンパク質を 発現することができることは驚くべきことである。なぜなら、これまでの組換え 脂質化タンパク質発現の試みは失敗に終わっていたからである。例えば、フッチ ュ (Fuchs)らは、天然のリーダータンパク質を有する組換えによって作成したOsp C(本引用文献中ではpCと表記されている)は、大腸菌(E.coli)内でごくわず かしか発現しなかったと報告している(Mol.Microbiology(1992)6(4): 503-509 ))。フッチュ(Fuchs)に続いて発明者らは、OspAの発現およびpDS12プラスミ ド系の使用について記載した上掲のWO 92/14488中の pETベクター系を用いて大 腸菌(E.coli)内でOspCをコードしている配列を発現させることによって、脂 質化組換えOspCを発現させる試みについて記載している。しかしながら、これら の系を用いて発現したOspCについて、細胞抽出物のイムノブロットを行ってもOs pCはほとんど検出できない。 さらに、既に述べているように、組換えリポタンパク質の発現には、追加のヌク レオチド配列、好ましくは、β−回折を形成するペプチド配列をコードしている ヌクレオチド配列が必要であると考えられており、これまでに発現している組換 えリポタンパク質の免疫原性については示されていない。 故に、本発明の方法を用いることにより、これまで不可能だった純粋な組換え 免疫原性脂質化タンパク質、例えば、OspC、PspA、UreA、UreBおよびそれらの断 片などを大量に得ることができる。本発明において得られた組換え脂質化タンパ ク質は、非脂質化組換えアナログよりも免疫原性が著しく高い。 本発明は、天然に存在しない、好ましくはボレリア(Borrelia)、より好まし くはOspAリーダー配列を用いた異型脂質化タンパク質の発現に関する最初の例で ある。それ故、本発明は、天然に存在しない、好ましくはボレリア(Borrelia) 、より好ましくはOspAリーダー配列を用いて、該リーダー配列とは異型のタンパ ク質を発現することを含む。 従って、ひとつの実施態様においては、本発明は、シグナル配列、好ましくは ボレリア(Borrelia)種のOspAタンパク質をコードしている第一の核酸配列が、 シグナル配列とは異型の成熟タンパク質、好ましくはOspCまたはPspAをコードし ている第二の核酸配列と結合して、転写オープンリーディングフレームを形成し ているものを含む、単離されたハイブリッド核酸分子、好ましくはDNAを提供す る。より好ましくは、成熟タンパク質が天然に脂質化されている場合には、第一 と第二の配列は連続しており、成熟タンパク質が天然に脂質化されていない場合 には、 1個のアミノ酸、好ましくはシステインをコードしているひとつのコドンによっ て分離されている。 一般的には、第二の核酸配列によってコードされている成熟タンパク質は、リ ポタンパク質、好ましくは抗原性リポタンパク質、より好ましくはボレリア(Bo rrelia)種の成熟OspCリポタンパク質であり、好ましくはボレリア・ブルグドフ ェリ(B.burgdorferi)のひとつの菌株、より好ましくはOspCサブタイプ族から 選択されるボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)のひとつの菌株の成熟 OspCリポタンパク質である。別の好ましい実施態様においては、成熟タンパク質 は、肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)のひとつの菌株の成熟PspAタンパク質、ま たはそれらの免疫原性断片である。さらに別の好ましい実施態様においては、成 熟タンパク質は、ヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)のひとつの菌株のUreA またはUreBタンパク質である。同様に、第一の核酸配列によってコードされてい るボレリア(Borrelia)株のOspAタンパク質のシグナル配列は、ボレリア・ブル グドフェリ(B.burgdorferi)のひとつの菌株のものであることが好ましく、よ り好ましくは、B31、ACA1およびIp90の中から選択されたボレリア・ブルグドフ ェリ(B.burgdorferi)のひとつの菌株のものである。 本明細書で用いられるハイブリッド遺伝子は、好ましくは成熟リポタンパク質 発現のための適切なプロモーターの制御下に発現ベクター内に組み込まれ、本発 明のさらに別の実施態様に従い、適切な宿主、例えば、大腸菌(E.coli)など において、好ましくは成熟リポタンパク質発現のための適切なプロモーターの制 御下に発現ベクター内に組み込まれ、リーダー配列および脂質化された所望する 異型タンパク質を含むキメラ分子の初期転写が起こり、続いて、シグナルペプチ ダーゼIIによるキメラ分子の解裂およびタンパク質の新しい末端への脂質部位の 結合が生じ、宿主内で成熟リポタンパク質が発現する。 本発明は、組換え脂質化タンパク質、例えば、ボレリア(Borrelia)種の組換 え脂質化OspC、肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)のひとつの菌株の組換え脂質化P spA、またはヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)のひとつの菌株の組換え脂質 化UreAもしくはUreBなどを産生することができるハイブリッド核酸分子を初めて 提供するものである。従って、本発明の別の実施態様においては、ハイブリッド 核酸分子を提供し、これは、リポタンパク質、好ましくはボレリア(Borrelia) 種のOspCリポタンパク質、より好ましくはボレリア・ブルグドフェリ(B.burgd orferi)のひとつの菌株のリポタンパク質、さらに好ましくは、OspCのサブタイ プ族から選択されるボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)のひとつの菌 株のリポタンパク質をコードしている、または、肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae )のひとつの菌株のPspAリポタンパク質もしくはそれらの免疫原性断片をコード している、またはヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)のひとつの菌株のUreA もしくはUreBリポタンパク質をコードしている第一の核酸配列、ならびに、第一 の核酸配列によってコードされているタンパク質とは異型のタンパク質を発現す るシグナル配列をコードしており、該第一の核酸配列と結合して転写オープンリ ーディングフレームを形成している第二の配列を含み、該第二の配列は、好まし くはボレリア(Borrelia)種のOspAタンパク質のシグナル配列をコードしている 。 上述したように、ハイブリッド遺伝子は、適切な宿主、例えば、大腸菌(E.c oli)などにおいて、リポタンパク質発現のための適切なプロモーターの制御下 に発現ベクター内に組み込まれ、宿主内でリポタンパク質を発現する。 リポタンパク質が、リーダーまたはシグナル配列をコードしている第一の核酸 配列とリポタンパク質のタンパク質部位をコードしている第二の核酸配列とを含 み、ここで、該第一および該第二の配列は天然では同時に存在しないようなハイ ブリッドまたはキメラ遺伝子によって発現する場合には、組換えリポタンパク質 によって免疫原性が増幅することは驚くべきことである。 従って、本発明はまた、リーダーまたはシグナル配列をコードしている第一の 核酸配列と、それに続く、リポタンパク質のタンパク質部位をコードしている第 二の核酸配列とを含み、ここで、該第一および該第二の配列は天然では同時に存 在しないようなハイブリッドまたはキメラ遺伝子によって発現する組換えリポタ ンパク質を提供する。第一および第二の配列は結合して、転写オープンリーディ ングフレームを形成していることが好ましい。第一の配列は、ボレリア(Borrel ia)リポタンパク質のリーダー配列、好ましくはOspAのリーダー配列をコードし ており、第二の配列は、抗原、好ましくはOspC、PspA、UreA、UreBまたはそれら の免疫原性断片を含むタンパク質をコードしている。第一および第二の配列はひ とつの遺伝子内に存在し、該遺伝子ならびに/または該第一もしくは第二の配列 は、発現のための適切なベクターに導入することができる。 ベクターは、例えば、プラスミド、バクテリオファージおよび挿入DNAなどの 形態の核酸であり、バクテリアとして発現に最も好ましいのは、例えば、大腸菌 (E.coli)、枯草菌(Bacillus subtilis)、サルモネラ(Salmonella)、ブド ウ球菌(スタフィロコッカス)(Staphylococcus)、連鎖球菌(ストレプトコッ カス)(Streptcoccus)などであり、生きたベクターとして用いる場合に最も好 ましいのは、例えば、乳酸菌(ラクトバシルス)(Lactobacillus)、ミコバク テリウム(Mycobacterium)、サルモネラ(Salmonella)、連鎖球菌(ストレプ トコッカス)(Streptcoccus)などである。発現宿主を用いる場合には、インビ トロ(in vitro)において発現した産物を回収、例えば、バクテリア抽出物から 組換えリポタンパク質を単離するなどによって、組換えリポタンパク質を得る。 遺伝子は適切なプロモーターの制御下にあることが好ましく、機能できるように 結合する。また、プロモーターはベクター内在性のものであっても、遺伝子と共 にベクターに挿入されてもよい。 本発明はさらに、組換えリポタンパク質をコードしている核酸を含むベクター 、該組換えリポタンパク質を得るための方法、および該ベクターを調製する方法 を提供する。 既に述べているように、組換えリポタンパク質は免疫原性を増幅することがで きる。故に、本発明のさらなる実施態様においては、単離された組換えリポタン パク質、もしくはそれらのインビボ(in vivo)発現のための適切なベクター、 もしくはそれらの両方、ならびに適切な基剤を含む、免疫応答誘導のための免疫 原性またはワクチン組成物を提供し、かつ、単離された組換えリポタンパク質、 組換えリポタンパク質を発現するベクター、または組換えリポタンパク質もしく はベクターを含む組成物を応答の誘発に十分な量、宿主に投与することを含む、 免疫または防御応答を誘導する方法を提供する。 上掲の出願を含む、本明細書に引用した文献には、そのような組成物に用いる 一般的な任意追加成分が記載されており、当業者においては、本明細書の組成物 の調製にあたって、不要な実験を要しない。そのような組成物においては、一定 量 の組換えリポタンパク質または適切な応答を誘発するのに十分量の発現を行うベ クターを含んでいることか好ましい。組換えリポタンパク質またはベクターの量 は、投与される抗原について既知である量に基づいて決められる。例えば、本発 明の組換えリポタンパク質を発現する第二の配列に対応するある抗原の投与量が 既知である場合には、組換えリポタンパク質の量はその既知の量に基づいて計算 でき、ベクターの量は、その既知の量の組換えリポタンパク質をインビボ(in v ivo)発現するような十分なコロニー形成ユニット(cfu)を産生する量である。 同様に、以下の実施例および本明細書中に引用している文献において、動物に投 与した抗原の量に基づいて、不要な実験をすることなく、組換えリポタンパク質 の量を決めることができる。 別の観点からみると、本発明はまた、発現ベクターの組み合わせによる組換え リポタンパク質の発現、発現ベクターを有する宿主細胞からのリポタンパク質の 発現、ならびに任意過程として、該発現リポタンパク質の単離および/もしくは 精製を含む。単離/精製は、リポ多糖類およびその他のバクテリアタンパク質な どの不純物が混入していない組換えリポタンパク質を得るために行う。 さらに本発明は、組換えリポタンパク質を含有するワクチンなどの免疫組成物 、ならびに免疫応答を誘導する方法を含む。 図面の簡単な説明 以下の詳細な説明において、添付の図面を参照する。 図1は、プラスミドpLF100を構築する方法を示す図である。 図2は、プラスミドベクターpPko9a(菌株Pko)およびpB319a(菌株B31)を構 築する方法を示す図である。 図3は、脂質化OspCの単離および精製に用いられる方法を示す図である。 図4は、比較目的のために、非脂質化OspCの単離および精製に用いられる方法 を示す図である。 図5は、図3に示した精製方法の様々な段階における、本明細書に基づいて産 生した脂質化OspCのSDS−PAGE分析を示している。 図6は、WO91/09870に記載されているような精製方法の様々な段階における、 本明細書に基づいて産生された非脂質化OspCのSDS−PAGE分析を示してい る。 図7は、抗OspC ELISA検定において測定した、2つのOspCのサブタイプ由来 の抗原を含有するOspC配合物を用いて免疫したマウスの免疫応答を示すグラフで ある。 図8は、抗OspC ELISA検定において測定した、ミョウバン(アルム)アジュ バントを含有する2つのOspCのサブタイプ配合物を用いて免疫したマウスの免疫 応答を示すグラフである。 図9は、プラスミドベクターpPA321-Lを構築する方法を示す図である。 図10は、プラスミドベクターpPA321-NLを構築する方法を示す図である。 図11は、脂質化PspAの単離および精製に用いられた方法を示す図である。 図12は、比較目的のために、非脂質化PspAの単離および精製に用いられた方法 を示す図である。 図13は、図11に図示した発現および宿主細胞分画方法の様々な段階における、 本明細書に基づいて産生した脂質化PspAのSDS−PAGE分析を示している。 図14は、図12に図示した発現および宿主細胞分画方法の様々な段階における、 本明細書に基づいて産生した非脂質化PspAのSDS−PAGE分析を示している 。 図15は、図11および12に図示したPspAのカラムクロマトグラフィーの結果に関 するSDS−PAGE分析を示している。 発明の詳細な説明 上述したように、本発明は、OspAシグナル配列をコードしている核酸配列を使 用して、OspAタンパク質とは異種の脂質化タンパク質、好ましくは、ボレリア( Borrelia)種のOspCタンパク質、肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)のひとつの菌 株のPspAタンパク質またはその一部、ヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)の ひとつの菌株のUreAまたはUreBタンパク質を発現すること、および発現すべきタ ンパク質とは異種のタンパク質のシグナル配列をコードしている核酸配列を用い て、ボレリア(Borrelia)種の脂質化OspCタンパク質もしくは肺炎連鎖球菌(S .pneumoniae)のひとつの菌株の脂質化PspAタンパク質を発現することに関する ものである。 ボレリア・ブルグドフェリ(Borrelia burgdorferi)のACA株のリーダーアミ ノ 酸配列およびそれををコードしているDNA配列は次の通りである: ボレリア・ブルグドフェリ(Borrelia burgdorferi)のその他の菌株のOspAに 対応するリーダーアミノ酸配列およびそれををコードしているDNA配列は、当業 者においては既知であり、不要な実験をすることなく、本明細書の開示に従って 本明細書に取り入れることができる。 ハイブリッド遺伝子分子とは、配列をコードしているOspAリーダー、および、 発現されるタンパク質とは異種のタンパク質をコードしている遺伝子、好ましく はospCもしくはpspA遺伝子が、ospA遺伝子断片と共に転写リーディングフレーム を形成するように組み合わさったものである。 脂質化タンパク質を産生するには、適切なハイブリッド遺伝子分子を適切な発 現ベクターに組み込み、得られたプラスミドを大腸菌(E.coli)の発現菌株ま たはその他の適切な宿主細胞に組み込むことである。ベクターには、バクテリオ ファージまたは組み込みDNAを用いることもできる。 脂質化タンパク質は、宿主細胞が増殖する間に細胞内で発現する。脂質化タン パク質は、該脂質化タンパク質を変性しない状態で分離する任意の従来からの方 法によって、精製した状態で宿主細胞から回収することができる。本発明のこの 態様に従う一つの工程を図3に図示する。 細胞増殖およびタンパク質の誘導に続いて、細胞に対して、凍結融解による溶 解、およびDNase I処理を行う。溶解物は、溶解物中の他のバクテリアタンパク 質よりはむしろ組換え脂質化タンパク質を選択的に溶解する界面活性剤を用いて 処理する。本発明においては、界面活性剤として、ポリエチレングリコール te rt−オクチルフェニルエーテル、構造式はt-OCt-C64-(OCH2CH2xOH 、ここでx=7〜8(市販されており、本明細書では以後、トライトン(TRITON )X-114と表す)をよく用いるが、脂質化タンパク質に対して同様の選択的溶解 性を有し、下記に記載しているような緩和な条件下で相分離するようなその他の 材料 も使用することができる。 トライトン(TRITON)X-114の添加に続いて、該混合物を中温程度、好ましく は約35℃〜40℃まで温め、この時、相分離が起こって溶液が混濁しはじめる。そ のような相分離に対する精製工程は、組換えリポタンパク質の実質的な変性、ま たはその他の免疫機能の実質的な損傷を伴わない条件で行う。 混濁した混合物を遠心分離することにより、該混合物は3相に分かれ、すなわ ち、組換え脂質化タンパク質の50%以上および少量(約5%)の他のタンパク質 を含む界面活性剤相、残りのタンパク質を含む水相、および細胞残査の固体ペレ ットである。界面活性剤相を水相および固体ペレットから分離し、さらに処理を 行った。 タンパク質の最終精製は、界面活性剤相を処理することによって行われ、純度 か少なくとも約80重量%である組換え脂質化タンパク質を提供することが好まし く、このとき、バクテリアタンパク質およびリポ多糖類(LPS)などの他の夾雑 物を実質的に含まず、エンドトキシンのレベルは、ヒトへの投与に対応できるも のである。 そのような精製は、カラムクロマトグラフィーによって簡便に行うことができ る。そのようなクロマトグラフィー精製には、バクテリアタンパク質は結合する が、組換え脂質化タンパク質は結合しないようなpH、イオン強度および疎水性を 有する一次クロマトグラフィーカラムを用いる、一次カラム精製が含まれる。 そのような一次クロマトグラフィー精製は、界面活性剤相を一次クロマトグラ フィー用カラムにかけることによって行い、通過流出分(フロースルー画分)( この中に精製脂質化タンパク質を含む)を集める。結合フラクションには、界面 活性剤相由来の実質的に全てのバクテリアタンパク質不純物を含む。そのような 一次精製操作に用いるクロマトグラフィー担体としては、DEAE−セファセル(Se phacel)またはDEAE−セファロース(Sepharose)カラムがある。 一次クロマトグラフィー精製操作によって得られた通過流出分は、二次クロマ トグラフィーカラムにかけてさらに精製する。組み換え脂質化タンパク質が二次 クロマトグラフィーカラムに選択的に結合し、一方、バクテリア由来の夾雑物お よびLPSはカラムを通過するようなpH、イオン強度および疎水性を有するカラム に 該通過流出分をかける。二次クロマトグラフィーカラム用のクロマトグラフィー 担体としては、S−セファロース(Sepharose)がある。 組換えリポタンパク質は、純度80%、または純度80%以上、例えば、85〜90% 、もしくは90〜95%、もしくは純度95%以上に精製することが好ましい。脂質化 タンパク質材料は、免疫原性組成物、好ましくはワクチンに配合することができ る。 ワクチンまたは免疫原性組成物は、免疫学的応答、例えば、オプソニン作用、 または殺菌作用のある抗体などを産生する宿主内で免疫応答を誘発する。本発明 の組換えリポタンパク質を用いて免疫を行った対象については、次にチャレンジ を行うが、そのような免疫学的応答がチャレンジした菌を不活化することができ る。さらに、オプソニン作用または殺菌作用のある抗体は、別のメカニズムによ り防御を提供することもできる。 ワクチンを含む免疫組成物は、液状溶液もしくは乳化剤のような注射可能な状 態に調製することができ、または、経口、経鼻、もしくはその他の開口部、例え ば、腟もしくは肛門などからの投与用に製剤化することができる。経口製剤は、 液状溶液、乳化剤およびその他(例えば、エリキシルなど)、または、錠剤、カ プレット剤、カプセル剤、丸剤、液体充填カプセル剤、ゼラチンなどの固体製剤 とすることができる。経鼻製剤は液状であり、エアロゾル、押し出しスプレーま たはポンプディスペンサーにより投与することができる。本明細書において引用 している文献においては、上述した応用を含む、剤形例およびそれらの成分につ いて記載している。 免疫原は、薬剤学的に許容される賦形剤と混合することができ、これは免疫原 と相溶性である。そのような賦形剤としては、水、生理食塩水、デキストロース 、グリセロール、エタノールおよびそれらの組み合わせが挙げられる。さらに、 免疫組成物およびワクチンは、湿潤もしくは乳化剤、pH緩衝剤、またはそれらの 効果を増強するアジュバントなどの補助的物質を含んでいてもよい。免疫組成物 およびワクチンは、非経口的に、皮下または筋肉内注射によって投与することが できる。免疫組成物およびワクチンは、投与剤形を適切な方法で、治療的に有効 、免疫原性もしくは防御的な量を投与する。投与する量は治療の対象によって異 なるが、例えば、抗体を合成する、および必要な場合には、細胞性免疫応答を産 生 する個々の免疫系の能力などを考慮する。投与に要する活性成分の明確な量は、 医療従事者の判断にゆだねられ、年齢、体重、性別、投与される宿主または患者 の状態などの因子をを考慮に入れる。しかしながら、適切な投与量の範囲は、当 業者によって容易に決定することができ、抗原量はμg単位である。初回投与お よびブースター投与のための適切な方法もまたさまざまであるが、初回投与に続 いて順次投与を行うことが含まれる。投与量は投与の経路によっても異なり、ま た、宿主の大きさに応じて変わる。 本発明に従う免疫原性組成物中の免疫原の濃度は、一般的に、約1〜95%であ る。1種の病原体についての抗原性材料を含有するワクチンまたは免疫組成物は 、1価のワクチンである。多価の、または数種の病原体についての抗原性材料を 含有するワクチンまたは免疫組成物(組み合わせワクチンまたは組み合わせ免疫 組成物としても知られている)も本発明の範ちゅうに含まれる。そのような組み 合わせワクチンまたは免疫組成物は、例えば、さまざまな病原体由来、もしくは 同じ病原体のさまざまな菌株由来の、またはさまざまな病原体の組み合わせ由来 の材料を含有している。 免疫刺激剤またはアジュバントは、長年にわたって使用され、例えば、ワクチ ンまたは免疫組成物に対する宿主の免疫応答を増強する。通常、リポ多糖類など の内在性のアジュバントは、ワクチンまたは免疫組成物として用いられる死菌( killed)または弱毒バクテリアの成分である。外在性のアジュバントは免疫調節 剤であり、一般的には抗原と非共有結合しており、宿主の免疫応答を増強するた めに配合される。しかしながら、これらのアジュバントのうちのいくつかは毒性 であり、所望しない副作用を起こすため、ヒトおよび多くの動物への使用には不 適切である。実際、ヒトおよび家畜のワクチンにおいては、アルムのみがアジュ バントとして日常的に使用されている。 アジュバントの使用に関連する困難という観点から、組換え脂質化タンパク質 が非常に免疫原性を有する形態であり、アジュバントがない場合においても、ま た、アルムが存在する場合においても免疫応答を誘発することができるという本 発明は有利である。 以下の実施例は例示であり、本明細書に開示されている本発明を制限するもの ではない。 実施例 実施例1 OspAリーダー配列をコードしている遺伝子を含有するベクターの構築 プラスミドpBluescript KS+(ストラタジーン(Stratagene)社)をXbaIおよ びBamHIで切断し、ボレリア・ブルグトフェリ(B.burgdorferi)のACA1株のosp A遺伝子を完全にコードしている領域を含有する900bpのXbaI-BamHI DNA断片 に結合して、リポタンパク質融合ベクターpLF100を形成した。この方法は図1に 示されている。 ベクターpLF100を、1995年2月2日にメリーランド州、ロックビルのアメリカ ンタイプカルチャーコレクション(American Type Culture Collection)に番号 69750として寄託した。この寄託は、ブダペスト条約の条件の下で行われた。 実施例2 ハイブリッドospA-ospC遺伝子を含むpET9a発現ベクターの構築 ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)用に特に設計されたオリゴヌクレオチドプライ マーを用いて、ボレリア・ブルグトフェリ(B.burgdorferi)のPko株およびB31 株由来のospC遺伝子の内の、シグナルペプチド認識をコードしている配列を終了 するシステインをコードしているコドンから下流に向かって、該コード領域のC 末端までの部分を増幅した。 Pko株およびB31株の5’末端プライマーは、それぞれ以下のようなヌクレオチ ド配列を有していた: 一方、3’末端は以下のようなヌクレオチド配列を有していた: PCR増幅はDNAサーマル・サイクラー(パーキン−エルマー・セツス(Perkins- Elmer Cetus)社)を用い、94℃、30秒間変性、37℃、1分間アニーリングおよ び72℃、1分間伸長を25サイクル繰り返して行った。最終伸長は、サイクルを完 了するため、72℃、5分間行った。産生物はジーン・クリーンII・キット(Gene C lean II Kit)(バイオ(Bio)101社)を用いて精製し、精製した材料をSphIお よびBamHIで切断した。この工程により、Pko株のospC遺伝子内にサイレント突然 変異が生じ、成熟タンパク質の60番目のアミノ酸のためのコドンがATTからA TAに変化した。 ボレリア・ブルグトフェリ(B.burgdorferi)のPko株およびB31株用に産生し た材料は、ここから別々に取り扱うため、以後、Pko株のospC材料についての操 作に関してのみ記載する。 プラスミドpLF100(実施例1)をSphIおよびBamHIで切断し、増幅したPko配列 を該プラスミドに結合して、ハイブリッドospA/ospC遺伝子を含むプラスミドpPk o100(B31株用のものはpB31)を形成した。NdeIおよびBamHIを用いて切断するこ とによってプラスミドpPko100から遺伝子を切り出し、プラスミドベクターpET9a のNdeIおよびBamHI部位にクローン化して、図2に示すように、ospA/ospCハイブ リッド遺伝子を、T7プロモーターおよびバクテリオファージT7由来の有効な転写 開始シグナルの制御下においた。得られたプラスミドをpPko9a(B31株用のもの はpB319a)とする。 実施例3 脂質化OspCの発現および精製 実施例2の記載に従って調製したプラスミドpPko9aを用いて、大腸菌(E.col i)のBL21(DE3)株(pLysS)およびHMS174(DE3)株(pLysS)に形質転換した。30 μg/mlの硫酸カナマイシンおよび25μg/mlのクロラムフェニコールを含むLB培地 中に、1リットルあたり12mlの割合で形質転換した大腸菌(E.coli)を接種し た。培養は、37℃、フラスコシェーカー内で一晩行った。 翌朝、一晩培養したものの内の10mlを、30μg/mlの硫酸カナマイシンを含む1 LのLB培地に移し、37℃、フラスコシェーカー内でOD600=0.6〜1.0のレベルに 達するまで(OD600=1.5まで増殖させることができるが)、約3〜5時間増殖さ せた。 該培養培地に最終濃度が0.5mMとなるようにイソプロピルチオガラクトシド(I PTG)を添加し、約30℃でさらに2時間増殖させた。培養物を回収し、クーマジ ー(Coomassie)染色SDS-PAGEゲルで分析した(図5)。培養培地を約4℃に冷 却し、 10,000×Gで10分間遠心分離した。上清を除去し、細胞ペレットを集めた。図3 に示している工程および下記の記載に従って、ペレットから精製脂質化OspCを回 収した。 最初に、細胞ペレットを1/10量のPBSに再懸濁した。細胞懸濁液を冷凍し、 −20℃、または所望するならばそれ以下の温度に保存した。細胞懸濁液の凍結に 続いて、室温(約20〜25℃)で細胞を融解し、細胞を溶解した。溶解した材料に 濃度が1μg/mlとなるようにDNase Iを添加し、混合物を室温で30分間インキュ ベートすると、材料の粘度が減少した。 インキュベートした材料を氷層中で10℃以下に冷却し、トライトン(Triton) X-114の10重量%保存液を最終濃度が0.3〜1重量%になるように添加した。混合 物は氷槽中に20分間放置した。次に、冷却した混合物を約37℃まで加温し、その ままの温度で10分間放置した。 溶液は非常に混濁し、相分離が起こった。次に混濁した混合物を約20℃、12,0 00×Gで10分間遠心分離し、該混合物を界面活性剤の下層、透明な水性の上層、 および固体ペレットに分離した。分画した相をSDS-PAGEによって分析したところ (図5)、OspCは界面活性剤相に分配されていることが明らかになり、これは、 脂質化体であることを示している。界面活性剤相を他の2相から分取し、ペレッ トを含まない状態で4℃に冷却した。 50mMのTris(pH7.5)、2mMのEDTAおよび10mMのNaCl、ならびに界面活性剤と して0.3%のポリエチレングリコール tert−オクチルフェニルエーテル(構造 式はt-Oct-C64−(OCH2CH2xOH、ここでx=9〜10、市販されてお り、以後本明細書においてはトライトン(Triton)X-100と表す)からなる緩衝 液Aを冷却した界面活性剤相に加え、もとの量の1/3に戻した。得られた溶液 は、以下に記載するようなその後の工程のために凍結、保存することができ、ま たはすぐにそのような工程に用いてもよい。 界面活性剤相10mlあたり1mlの割合でDEAE−セファロース(Sepharose)CL-6B カラムを用意し、50mMのTris(pH7.5)、2mMのEDTA、1MのNaCl、0.3重量%の トライトン(Triton)X-100からなる緩衝液Cの2カラム容量、次に、50mMのTri s(pH7.5)、2mMのEDTA、0.3重量%のトライトン(Triton)X-100からなる緩衝 液Bの4カラム容量を用いてカラムを洗浄した。 次に、界面活性剤相を該カラムにかけ、OspCを含む通過流出分を集めた。2カ ラム容量の緩衝液Bでカラムを洗浄し、通過流出分を再度集めた。あわせた通過 流出分は、精製OspCの水性溶液であり、保存のために凍結することができる。 4カラム容量の緩衝液Cを用いて流出を行うことにより、カラムからバクテリ アのタンパク質は除去され、再使用できる。 DEAE−セファロース(Sepharose)カラムからの通過流出分のさらなる最終精 製は、迅速流出S−セファロース(Sepharose)カラムを用いて行った。まず、D EAE−セファロース(Sepharose)カラムからの通過流出分に1Mのクエン酸を添 加してpH4.3まで酸性化し、該酸性化した材料をS−セファロース(Sepharose) カラムにかけた。迅速流出S−セファロース(Sepharose)カラムは、3カラム 容量の緩衝液Aで洗浄し、次にpHを4.3に調整した5カラム容量の緩衝液Aで洗 浄した。OspCはカラムに結合している。この結合しているカラムを、pH4.3の5 カラム容量の緩衝液Aで洗浄し、続いてpH5.5の4カラム容量の緩衝液Aで洗浄 した。 非常に精製されたOspCは、1NのHClを用いてpH6.0に調製した緩衝液Aを用い てカラムから溶出させた。本実施例の精製工程の図式は、図3に示す。 クロマトグラフィー手法によって得られた非常に精製された脂質化OspCの水性 溶液は、クーマジー(Coomassie)染色ゲルによって分析し(図5)、ウサギ抗O spCポリクローナル抗血清を用いたイムノブロット分析から、OspCが非常に精製 された状態であることが確認された。精製物の純度は80%以上であることがわか った。 この手法により、BL21宿主の1リットルの培養液から約2〜4mgの純粋なOspC が回収され、また、HMS174宿主の1リットルの培養液から約1〜2mgの純粋なOs pCが回収された。 実施例4 非脂質化OspCの発現および精製 非脂質化OspCをコードしている染色体遺伝子断片を含有するプラスミドベクタ ーを含む大腸菌(E.coli)のJM109株の形質転換体は、WO 91/09870の記載に従 って調製および増殖した。培養物を回収し、培養培地を4℃、10,000×Gで10分 間遠心分離し、上清を除去し、ペレットを集めた。 まず、50nMのTris-HCl(pH8.0)、2mMのEDTA、0.1mMのDTT、5%のグリセロ ール、および0.4mg/mlのリゾチームを含む溶解緩衝液A中に細胞ペレットを再懸 濁し、該懸濁液を室温で20分間撹拌した。次に、該細胞懸濁液に1重量%となる ようにトライトン(Triton)X-100を添加し、DNase Iを1μg/mlとなるように 添加し、該懸濁液を室温でさらに20分間撹拌し、細胞を溶解した。次に、塩化ナ トリウムを1Mの濃度になるように該細胞懸濁液に添加し、懸濁液は、4℃でさ らに20分間撹拌した。次に、該懸濁液を20,000×Gで30分間遠心分離し、得られ た上清をペレットと分離し、ペレットの方は捨てた。 分離した上清は、50mMのTris(pH8)、2mMのEDTAを含む緩衝液に対して透析 した。次に、上清をDEAE−セファロース(Sepharose)CL-6Bカラムにかけ、カラ ムの通過流出分中の非脂質化OspCを集めた。該通過流出分を0.1Mのリン酸緩衝 液(pH6.0)に対して透析した。 次に、0.1Mのリン酸緩衝液(pH6.0)を用いて平衡化した迅速流出S−セファ ロース(Sepharose)カラムに透析した通過流出分を結合した。0.15MのNaClを 添加した透析緩衝液を用いて、S−セファロース(Sepharose)カラムから精製 非脂質化OspCを流出させた。精製工程の図式は図4に示す。 非常に精製された非脂質化OspCの水性溶液は、クーマジー(Coomassie)染色 ゲルによって分析した(図6)。精製物の純度は80%以上であることがわかった 。 実施例5 組換え脂質化OspCの免疫原性 実施例3において調製した精製組換え脂質化OspCのマウスにおける免疫原性を 調べ、実施例4において調製した組換え非脂質化OspCのそれと比較した。本試験 においては、4〜8週令のメスのC3H/Heマウスを0日目に免疫し、21および42日 目にブースター投与した。全てのマウスには、B31遺伝子およびPko遺伝子から発 現したそれぞれのOspCを一回の投与あたり1μg投与した。抗原の脂質化体およ び非脂質化体の両方に関して調べた。製剤は、アジュバントとしてのアルムを含 むまたは含まない場合について調べた。 21、42、63および91日目に代表マウスについて採血した。精製非脂質化OspCを 被覆抗原として用い、これらの血清についてELISA試験を行った。 アジュバントを含まない抗原を用いて免疫したマウスの試験結果(図7)は、 脂質化抗原を用いて免疫したマウスにおいてのみ、検出可能なELISA応答をする ことを示している。しかしながら、アルムに吸着させた抗原を用いて免疫したマ ウスの免疫応答(図8)は、2種の抗原が同程度のELISA応答をし、これらの応 答はより迅速に生じることを示している。 実施例6 ハイブリッドospA/pspA遺伝子を含むpET9a発現ベクターの構築 PCR反応用に特に設計されたオリゴヌクレオチドプライマーを用いて、肺炎連 鎖球菌(S.pneumoniae)のRX1株由来のpspA遺伝子について関心のある部分(こ の場合はアミノ酸番号1〜321番まで)を増幅した。 5’末端プライマーは、以下のようなヌクレオチド配列を有していた: 3’末端は以下のようなヌクレオチド配列を有していた: PCR増幅は次のように行った:94℃、30秒間変性;42℃、1分間アニーリング ;および72℃、1分間伸長。これを25サイクル行い、続いて、72℃、5分間伸長 を行った。この工程では、アミノ酸の315番目に停止コドンを導入した。PCR産物 はジーン・クリーンII(Gene Clean II)(バイオ(Bio)101社)法を用いて精 製し、SphIおよびBamHIで切断した。 プラスミドpLF100(実施例1)をSphIおよびBamHIで切断し、増幅したpspA遺 伝子をこのプラスミドに結合して、ハイブリッドospA-pspA遺伝子を含むプラス ミドpLF321を形成した。NdeIおよびBamHIを用いて切断することによってpLF321 から該ハイブリッド遺伝子を切り出し、プラスミドベクターpET9aのNdeIおよびB amHI部位にクローン化し、ハイブリッドospA-pspA遺伝子をT7プロモーターの制 御下においた。得られたプラスミドをpPA321-Lとした。この過程は図9に図示し ている。 実施例7 pspA遺伝子を含むpET9a発現ベクターの構築 PCR反応用に特に設計されたオリゴヌクレオチドプライマーを用いて、肺炎連 鎖球菌(S.pneumoniae)のRX1株由来のpspA遺伝子について関心のある部分(こ の場合はアミノ酸番号1〜321番まで)を実施例6のプラスミドpPA321-Lを用い て増幅した。 5’末端プライマーは、以下のようなヌクレオチド配列を有していた: 3’末端は以下のようなヌクレオチド配列を有していた: PCR増幅は次のように行った:94℃、30秒間変性;72℃、1分間アニーリング および伸長。これを25サイクル行い、続いて、72℃、5分間伸長を行った。この 工程では、アミノ酸の315番目に停止コドンを導入した。PCR産物はジーン・クリ ーンII(Gene Clean II)(バイオ(Bio)101社)法を用いて精製し、NdeIおよ びBamHIで切断した。プラスミドベクターpET9aのNdeIおよびBamHI部位に切断し たPCR産物をクローン化し、pspA遺伝子をT7プロモーターの制御下においた。得 られたプラスミドをpPA321-NLとした。この過程は図10に図示している。 実施例8 脂質化PspAの発現および精製 プラスミドpPA321-Lを用いて、大腸菌(E.coli)のBL21(DE3)株(pLyS)に形 質転換した。30μg/mlの硫酸カナマイシンおよび25μg/mlのクロラムフェニコー ルを含むLB培地中に形質転換した大腸菌(E.coli)を接種した。培養は、37℃ 、フラスコシェーカー内で一晩行った。 翌朝、一晩培養したものの内の50mlを、30μg/mlの硫酸カナマイシンを含む1 LのLB培地に移し、37℃、フラスコシェーカー内でOD600=0.6〜1.0のレベルに 達するまで、約3〜5時間増殖させた。該培養培地に最終濃度が0.5mMとなるよ うにIPTGを添加し、30℃でさらに2時間増殖させた。培養物を4℃、10,000×G で遠心分離することにより回収し、細胞ペレットを集めた。細胞ペレットから脂 質化 PspAを回収した。 PBS 1リットルあたり30gの湿潤細胞ペーストをを含有するように、細胞ペ レットをPBSに再懸濁した。細胞懸濁液を冷凍し、−20℃で保存した。室温(約2 0〜25℃)で細胞を融解し、細胞を溶解した。溶解した材料に濃度が1μg/mlと なるようにDNase Iを添加し、混合物を室温で30分間インキュベートすると、材 料の粘度が減少した。 該材料を氷層中で10℃以下に冷却し、トライトン(Triton)X-114の10重量% 保存液を最終濃度が0.3〜1重量%になるように添加した。混合物は、氷槽中に2 0分間放置した。次に、冷却した混合物を約37℃まで加温し、そのまま10分間放 置した。溶液は非常に混濁し、相分離が起こった。次に混濁した混合物を約20℃ 、12,000×Gで10分間遠心分離し、該混合物を界面活性剤の下層、透明水性の上 層、およびペレットに分離した。脂質化PspAは界面活性剤相に分配されていた。 界面活性剤相を他の2相から分取し、50mMのTris、2mMのEDTA、10mMのNaCl(pH 7.5)を含む緩衝液で1:10に希釈し、−20℃で保存した。 希釈した界面活性剤相5mlあたり1mlの割合でQ−セファロース(Sepharose )カラムを用意した。カラムは、50mMのTris、2mMのEDTA、0.3%のトライトン (Triton)X-100、1MのNaCl(pH4.0)を含む緩衝液を2カラム容量用いて洗浄 し、50mMのTris、2mMのEDTA、0.3%のトライトン(Triton)X-100、10mMのNaCl (pH4.0)を含む緩衝液を5〜10カラム容量用いて平衡化した。希釈した界面活 性剤相材料のpHを4.0に調整すると沈澱が生じた。この材料を0.2μMの酢酸セル ロースのフィルターユニットに通し、沈澱した材料を除去した。ろ過した希釈界 面活性剤相をQ−セファロース(Sepharose)カラムにかけ、通過流出分(PA321 -Lを含む)を集めた。この段階のSDS-PAGE分析を図15に示す。50mMのTris、2mM のEDTA、0.3%のトライトン(Triton)X-100、10mMのNaCl(pH4.0)を含む緩衝 液を1〜2カラム容量用いてカラムを洗浄し、通過流出分を先の通過流出フラク ションとあわせた。通過流出分をあわせたもののpHを7.5に調整した。大腸菌(E .coli)のタンパク質が混入している結合材料は、50mMのTris、2mMのEDTA、0. 3%のトライトン(Triton)X-100、1MのNaCl(pH4.0)を含む緩衝液を2カラ ム容量用いてQ−セファロース(Sepharose)カラムから溶出した。本実施例に 記載している精 製工程の図式は、図11に示す。 実施例9 非脂質化PspAの発現および精製 プラスミドpPA321-NLを用いて、大脂菌(E.coli)のBL21(DE3)株(pLyS)に 形質転換した。30μg/mlの硫酸カナマイシンおよび25μg/mlのクロラムフェニコ ールを含むLB培地中に形質転換した大腸菌(E.coli)を接種した。培養は、37 ℃、フラスコシェーカー内で一晩行った。 翌朝、一晩培養したものの内の50mlを、30μg/mlの硫酸カナマイシンを含む1 LのLB培地に移し、37℃、フラスコシェーカー内でOD600nm=0.6〜1.0のレベル に達するまで、約3〜5時間増殖させた。該培養培地に最終濃度が0.5mMとなる ようにIPTGを添加し、30℃でさらに2時間増殖させた。培養物を4℃、10,000× Gで遠心分離することにより回収し、細胞ペレットを集めた。細胞ペレットから 非脂質化PspAを回収した。 PBS 1リットルあたり30gの湿潤細胞ペーストをを含有するように、細胞ペ レットをPBSに再懸濁した。細胞懸濁液を冷凍し、−20℃で保存した。室温で細 胞を融解し、細胞を溶解した。溶解した材料に濃度が1μg/mlとなるようにDNas e Iを添加し、混合物を室温で30分間インキュベートすると、材料の粘度が減少 した。混合物を4℃、10,000×Gで遠心分離し、非脂質化PspAを含有する細胞上 清を分取した。ペレットをPBSで洗浄し、4℃、10,000×Gで遠心分離し、細胞 上清を先の細胞上清とあわせた。 細胞上清2mlあたり1mlの割合でモノQ(MonoQ)カラム(ファルマシア(Pha rmacia)社)を用意した。カラムは、50mMのTris、2mMのEDTA、1MのNaCl(pH 7.5)を含む緩衝液を2カラム容量用いて洗浄し、50mMのTris、2mMのEDTA、10m MのNaCl(pH7.5)を含む緩衝液を10カラム容量用いて平衡化した。プールした細 胞上清をQ−セファロース(Sepharose)カラムにかけ、通過流出分を集めた。5 0mMのTris、2mMのEDTA、10mMのNaCl(pH7.5)を含む緩衝液を2〜5カラム容量 用いてカラムを洗浄し、通過流出分を先の通過流出分とあわせた。 結合タンパク質の溶出は、50mMのTris、2mMのEDTA、100mMのNaCl(pH7.5)を 含む緩衝液を5〜10カラム容量用いてカラムを洗浄する第一段階ではじまった。 溶出の第二段階では、50mMのTris、2mMのEDTA、200mMのNaCl(pH7.5)を含む緩 衝液を5〜10カラム容量用いて洗浄した。非脂質化PspAはこのフラクションに含 まれていた。この段階のSDS-PAGEを図15に示す。残留している結合混入タンパク 質は、50mMのTris、2mMのEDTA、pH7.5、および300mM〜1MのNaClを含む緩衝液 を用いて除去した。 本実施例に記載している精製工程の図式を図12に示す。 実施例10 組換え脂質化PspAの免疫原性 実施例8で調製した精製組換え脂質化PspAのマウスにおける免疫原性を調べ、 実施例9で調製した非脂質化PspAのそれと比較した。本試験においては、示され ているPspA抗原濃度における下記の製剤の0.5mlをCBA/Nマウスの首の後ろの皮下 に免疫した。 *アルムは濃度200μg/mlのハイドロゲル 製剤の各投与量について、0および21日目に4匹のマウスを免疫した。マウス は35日目に採血し、続いて肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)のA66株を用いてチャ レンジを行った。チャレンジ後のマウスの生存日数を記録し、生存しているマウ スは、36、37、42および46日目に採血した。これらの連続採血によって得られた 血液について、1mlあたりの肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)のコロニー形成ユ ニット(CFU)を分析した。35日目に採取した血清について、ELISAを用いてPspA 抗体のELISA分析を行った。チャレンジしたマウスの死亡日数を下記の表に示す 。 注: *は、対照に対する値を示す;死亡日に対しては、1分散2サンプル評価 法を用いた;生存日数に関しては、1分散フッシャー・イグザクト(Fishe r Exact)法を用いた。抗PspA免疫が一様に感受性を高めることは観察され ていないため、「1分散」を用いて計算を行った。 マウスの血中のCFU数は、下記の表に示す。 これらの結果から、組換えタンパク質は、単独投与した場合には防御性ではな いことが示される。アルムをアジュバントとして用いた、および/またはPAM3cy sで脂質化した組換えタンパク質は、免疫原性および防御性であった。天然全Psp A抗原は、アジュバントを要することなく防御性であった。CFUの結果から、免疫 によって防御されたマウスにおいては、2日目の血中からチャレンジした肺炎連 鎖球菌(S.pneumoniae)が消失していた。 35日目に採取した血清のELISA分析から、肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)のチ ャレンジに対するマウスの防御と顕著な抗体応答の誘導との間には良好な相関が あることが示された。生理食塩水に溶解した非脂質化抗原(pPA-321-NL)を用い て免疫したマウスの血清、またはPspA抗原を含まない対照群のマウスの血清にお いては、目立った抗体応答は観察されなかった(下記の表に示す)。天然のRX1 PspA抗原、ならびにPAM3cysによる脂質化および/もしくはアルムに吸着した組 換えPspAについては、良好な抗体応答が検出された。 防御の少なくとも一部が抗PspA抗体応答によるものであるか否かを確認するた めに、受動実験を行った。組換え脂質化PspA単独もしくはアルム吸着、またはア ルム吸着した組換え非脂質化PspAの0.5μgを用いて、0および21日目にBALB/c マウスを免疫し、35日目に採血した。抗血清を生理食塩水で1:3または1:15 に希釈し、各々の希釈の各0.1mlを2匹のマウスにi.p.投与した。正常BALB/cマ ウスの血清を1/3希釈したものを対照として用いた。受動免疫の1時間後に、 肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)のWU2株(15,000CFU)を用いてi.v.チャレンジ した。以下の表に示すように、抗PspA血清を用いて受動免疫したマウスは、正常 マウス血清を希釈したものを投与されたマウスと比較すると防御された。 WU2 に対するBALB/cの受動防御 本発明の好ましい実施態様について詳細に記載したが、本発明は上述の特定の 詳細によって限定されるものではなく、請求の範囲によって定められるものであ り、それらのさまざまな応用もまた、本発明の範ちゅうに含まれる。 請求の範囲 1.リポタンパク質のシグナル配列をコードしている第一の核酸配列、および該 第一の核酸配列によってコードされているリポタンパク質とは異種である成熟タ ンパク質もしくはその断片をコードしている第二の核酸配列を含み、ここで、成 熟タンパク質が天然に脂質化されたものである場合には、該第一の配列が該第二 の配列に連続しており、成熟タンパク質が天然に脂質化されたものでない場合に は、該第一と該第二の配列は、1個のアミノ酸をコードしている一つのコドンに よって隔てられていることを特徴とするハイブリッド核酸分子。 2.該シグナル配列が、ボレリア(Borrelia)種のOspAタンパク質のシグナル配 列であることを特徴とする請求の範囲第1項記載のハイブリッド核酸分子。 3.該第一と該第二の配列とが結合して、転写オープンリーディングフレームを 形成していることを特徴とする請求の範囲第2項記載のハイブリッド核酸分子。 4.該成熟タンパク質がボレリア(Borrelia)種のOspCリポタンパク質またはそ れらの断片であることを特徴とする請求の範囲第3項記載のハイブリッド核酸分 子。 5.該OspCリポタンパク質がボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)に属 する菌株由来であることを特徴とする請求の範囲第4項記載のハイブリッド分子 。 6.該ボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)に属する菌株が、OspCサブ タイプ族から選択されることを特徴とする請求の範囲第5項記載のハイブリッド 分子。 7.該OspAタンパク質がボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)に属する 菌株由来であることを特徴とする請求の範囲第5項記載のハイブリッド分子。 8.該ボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)の菌株が、B31、ACA1およ びIp90族から選択されることを特徴とする請求の範囲第7項記載のハイブリッド 分子。 9.該成熟タンパク質が肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)に属する菌株のPspAタ ンパク質またはそれらの断片であることを特徴とする請求の範囲第3項記載のハ イブリッド核酸分子。 10.該OspAタンパク質がボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)に属する 菌株由来であることを特徴とする請求の範囲第9項記載のハイブリッド分子。 11.該ボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)の菌株が、B31、ACA1およ びIp90族から選択されることを特徴とする請求の範囲第10項記載のハイブリッド 分子。 12.該成熟タンパク質がヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)に属する菌株のU reAタンパク質またはそれらの断片であることを特徴とする請求の範囲第3項記 載のハイブリッド核酸分子。 13.該OspAタンパク質がボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)に属する 菌株由来であることを特徴とする請求の範囲第12項記載のハイブリッド分子。 14.該ボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)の菌株が、B31、ACA1およ びIp90族から選択されることを特徴とする請求の範囲第13項記載のハイブリッド 分子。 15.該成熟タンパク質がヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)に属する菌株のU reBタンパク質またはそれらの断片であることを特徴とする請求の範囲第3項記 載のハイブリッド核酸分子。 16.該OspAタンパク質がボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)に属する 菌株由来であることを特徴とする請求の範囲第15項記載のハイブリッド分子。17 .該ボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)の菌株が、B31、ACA1およびI p90族から選択されることを特徴とする請求の範囲第16項記載のハイブリッド分 子。 18.ボレリア(Borrelia)種のOspCリポタンパク質をコードしている第一の核酸 配列、およびOspCとは異種のタンパク質を発現するシグナル配列をコードしてい る第二の核酸配列を含み、第二の核酸配列が該第一の核酸配列と結合して、転写 オープンリーディングフレームを形成していることを特徴とするハイブリッド核 酸分子。 19.該OspCリポタンパク質がボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)に属 する菌株由来であることを特徴とする請求の範囲第18項記載のハイブリッド核 酸分子。 20.該ボレリア・ブルグドフェリ(B.burgdorferi)に属する菌株が、OspCサブ タイプ族から選択されることを特徴とする請求の範囲第19項記載のハイブリッド 核酸分子。 21.肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)に属する菌株のPspAタンパク質をコードし ている第一の核酸配列、およびPspAとは異種のタンパク質を発現するシグナル配 列をコードしている第二の核酸配列を含み、第二の核酸配列が該第一の核酸配列 と結合して、転写オープンリーディングフレームを形成していることを特徴とす るハイブリッド核酸分子。 22.ヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)に属する菌株のUreAタンパク質をコ ードしている第一の核酸配列、およびUreAとは異種のタンパク質を発現するシグ ナル配列をコードしている第二の核酸配列を含み、第二の核酸配列が該第一の核 酸配列と結合して、転写オープンリーディングフレームを形成していることを特 徴とするハイブリッド核酸分子。 23.ヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)に属する菌株のUreBタンパク質をコ ードしている第一の核酸配列、およびUreBとは異種のタンパク質を発現するシグ ナル配列をコードしている第二の核酸配列を含み、第二の核酸配列が該第一の核 酸配列と結合して、転写オープンリーディングフレームを形成していることを特 徴とするハイブリッド核酸分子。 24.該成熟タンパク質の発現プロモーターの制御下にある請求の範囲第1項記載 のハイブリッド核酸分子を含むことを特徴とする発現ベクター。 25.該成熟タンパク質がボレリア(Borrelia)種のOspCリポタンパク質であるこ とを特徴とする請求の範囲第24項記載の発現ベクター。 26.該成熟タンパク質が肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)に属する菌株のPspAリ ポタンパク質であることを特徴とする請求の範囲第24項記載の発現ベクター。 27.該成熟タンパク質がヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)に属する菌株のU reAタンパク質であることを特徴とする請求の範囲第24項記載の発現ベクター。 28.該成熟タンパク質がヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)に属する菌株のU reBタンパク質であることを特徴とする請求の範囲第24項記載の発現ベクター。 29.該OspCリポタンパク質の発現プロモーターの制御下にある請求の範囲第18項 記載のハイブリッド核酸分子を含むことを特徴とする発現ベクター。 30.該PspAタンパク質の発現プロモーターの制御下にある請求の範囲第21項記載 のハイブリッド核酸分子を含むことを特徴とする発現ベクター。 31.該UreAタンパク質のの発現プロモーターの制御下にある請求の範囲第22項記 載のハイブリッド核酸分子を含むことを特徴とする発現ベクター。 32.該UreBタンパク質のの発現プロモーターの制御下にある請求の範囲第23項記 載のハイブリッド核酸分子を含むことを特徴とする発現ベクター。 33.組換えタンパク質を形成する方法であって、 請求の範囲第24項記載の発現ベクターを宿主細胞に組み込み、 宿主細胞において該成熟タンパク質を発現させる ことを特徴とする方法。 34.該成熟タンパク質がボレリア(Borrelia)種のOspCリポタンパク質であるこ とを特徴とする請求の範囲第33項記載の方法。 35.該宿主細胞が大腸菌(E.coli)であることを特徴とする請求の範囲第34項 記載の方法。 36.該成熟タンパク質が肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)に属する菌株のPspAタ ンパク質であることを特徴とする請求の範囲第33項記載の方法。 37.該宿主細胞が大腸菌(E.coli)であることを特徴とする請求の範囲第36項 記載の方法。 38.該成熟タンパク質がヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)に属する菌株のU reAタンパク質であることを特徴とする請求の範囲第33項記載の方法。 39.該宿主細胞が大腸菌(E.coli)であることを特徴とする請求の範囲第38項 記載の方法。 40.該成熟タンパク質がヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)に属する菌株のU reBタンパク質であることを特徴とする請求の範囲第33項記載の方法。 41.該宿主細胞が大腸菌(E.coli)であることを特徴とする請求の範囲第40項 記載の方法。 42.組換えOspCリポタンパク質を形成する方法であって、 請求の範囲第29項記載の発現ベクターを宿主細胞に組み込み、 宿主細胞において該OspCリポタンパク質を発現させる ことを特徴とする方法。 43.該宿主細胞が大腸菌(E.coli)であることを特徴とする請求の範囲第42項 記載の方法。 44.組換えPspAリポタンパク質を形成する方法であって、 請求の範囲第30項記載の発現ベクターを宿主細胞に組み込み、 宿主細胞において該PspAリポタンパク質を発現させる ことを特徴とする方法。 45.該宿主細胞が大腸菌(E.coli)であることを特徴とする請求の範囲第44項 記載の方法。 46.組換えUreAリポタンパク質を形成する方法であって、 請求の範囲第31項記載の発現ベクターを宿主細胞に組み込み、 宿主細胞において該UreAリポタンパク質を発現させる ことを特徴とする方法。 47.該宿主細胞が大腸菌(E.coli)であることを特徴とする請求の範囲第46項 記載の方法。 48.組換えUreBリポタンパク質を形成する方法であって、 請求の範囲第32項記載の発現ベクターを宿主細胞に組み込み、 宿主細胞において該UreBリポタンパク質を発現させる ことを特徴とする方法。 49.該宿主細胞が大腸菌(E.coli)であることを特徴とする請求の範囲第48項 記載の方法。 50.組換えリポタンパク質を産生する方法であって、 リポタンパク質のシグナル配列をコードしている第一の核酸配列、および該 第一の核酸配列によってコードされているリポタンパク質とは異種である成熟タ ンパク質もしくはその断片をコードしている第二の核酸配列を含み、該第二の核 酸配列は該第一の配列と連続しているハイブリッド核酸分子を構築し、 該成熟タンパク質の発現プロモーターの制御下にある該ハイブリッド核酸分 子を含む発現ベクターを形成し、 該発現ベクターを宿主細胞に組み込み、 該宿主細胞において該組換えリポタンパク質を発現させ、 宿主細胞を溶解し、 界面活性剤で該溶解細胞を処理することにより、バクテリアタンパク質およ びその他のタンパク質に優先して該組換えリポタンパク質を選択的に可溶化し、 かつ、緩和な条件下で界面活性剤相の相分離を行うことができるようにし、 可溶化された組換えリポタンパク質を含有する界面活性剤相、バクテリアタ ンパク質およびその他のタンパク質を含有する水性相、ならびに細胞残査を含有 する固体相に対して相分離を行い、 該固体相および該水性相から該界面活性剤相を分離、回収し、 該組換えリポタンパク質以外のタンパク質を結合させるような条件で、該界 面活性剤相を第一のクロマトグラフィーカラムにかけ、該第一のクロマトグラフ ィーカラムから該組換えリポタンパク質を含む通過流出分を得て、該第一のクロ マトグラフィーカラムから該通過流出分を回収し、 第二のクロマトグラフィーカラムに該第一のクロマトグラフィーカラム由来 の通過流出分をかけ、第二のクロマトグラフィーカラムを素通りする混入タンパ ク質およびリポ多糖類に優先して組換えタンパク質をカラムに結合させ、 該第二のクロマトグラフィーカラムから該組換えリポタンパク質を溶出させ て、実質的にリポ多糖類および混入タンパク質を含まない該組換えリポタンパク 質を含む溶出物を得る、 ことを特徴とする方法。 51.該シグナル配列が、ボレリア(Borrelia)種のOspAタンパク質のシグナル配 列であることを特徴とする請求の範囲第50項記載の方法。 52.該第一と該第二の配列とが結合して、転写オープンリーディングフレームを 形成していることを特徴とする請求の範囲第51項記載の方法。 53.該界面活性剤がトライトン(TRITON)X-114であることを特徴とする請求の 範囲第52項記載の方法。 54.溶解細胞の処理を約0℃〜約10℃の温度で行い、得られた混合物を約35℃〜 約40℃まで緩やかに加温して該界面活性剤相を分離させ、遠心分離によって、該 水性相および該固体相から該界面活性剤相を分離することを特徴とする請求の範 囲第53項記載の方法。 55.該成熟タンパク質がボレリア(Borrelia)種のOspCリポタンパク質であるこ とを特徴とする請求の範囲第52項記載の方法。 56.該第一のクロマトグラフィーカラムに特定のpHの緩衝液を流し、第一のクロ マトグラフィーカラム由来の組換えOspCリポタンパク質を含む液体を得るととも に、他のタンパク質は第一のクロマトグラフィーカラムに残留させ、得られた通 過流出分を先に該第一のクロマトグラフィーカラムから得られたものとあわせ、 このあわせた通過流出分を該第二のクロマトグラフィーカラムにかけることを特 徴とする請求の範囲第55項記載の方法。 57.該成熟タンパク質が肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)に属する菌株のPspAリ ポタンパク質であることを特徴とする請求の範囲第52項記載の方法。 58.該第一のクロマトグラフィーカラムに特定のpHの緩衝液を流し、第一のクロ マトグラフィーカラム由来の組換えPspAリポタンパク質を含む液体を得るととも に、他のタンパク質は第一のクロマトグラフィーカラムに残留させ、得られた通 過流出分を先に該第一のクロマトグラフィーカラムから得られたものとあわせ、 このあわせた通過流出分を該第二のクロマトグラフィーカラムにかけることを特 徴とする請求の範囲第57項記載の方法。 59.該成熟タンパク質がヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)に属する菌株のU reAタンパク質であることを特徴とする請求の範囲第52項記載の方法。 60.該第一のクロマトグラフィーカラムに特定のpHの緩衝液を流し、第一のクロ マトグラフィーカラム由来の組換えUreAリポタンパク質を含む液体を得るととも に、他のタンパク質は第一のクロマトグラフィーカラムに残留させ、得られた通 過流出分を先に該第一のクロマトグラフィーカラムから得られたものとあわせ、 このあわせた通過流出分を該第二のクロマトグラフィーカラムにかけることを特 徴とする請求の範囲第59項記載の方法。 61.該成熟タンパク質がヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)に属する菌株のU reBタンパク質であることを特徴とする請求の範囲第52項記載の方法。 62.該第一のクロマトグラフィーカラムに特定のpHの緩衝液を流し、第一のクロ マトグラフィーカラム由来の組換えUreBリポタンパク質を含む液体を得るととも に、他のタンパク質は第一のクロマトグラフィーカラムに残留させ、得られた通 過流出分を先に該第一のクロマトグラフィーカラムから得られたものとあわせ、 このあわせた通過流出分を該第二のクロマトグラフィーカラムにかけることを特 徴とする請求の範囲第61項記載の方法。 63.該宿主細胞の溶解を宿主細胞の凍結融解によって行うことを特徴とする請求 の範囲第52項記載の方法。 64.請求の範囲第50項記載の方法に従って産生されたことを特徴とする組換え、 単離精製リポタンパク質。 65.純度か少なくとも約80%、ならびに実質的に混入タンパク質およびリポ多糖 類を含まないことを特徴とするボレリア(Borrelia)種の組換え単離精製OspCリ ポタンパク質。 66.純度か少なくとも約50%、ならびに実質的に混入タンパク質およびリポ多糖 類を含まないことを特徴とする肺炎連鎖球菌(S.pneumoniae)に属する菌株の 組換え単離精製PspAリポタンパク質。 67.純度か少なくとも約80%、ならびに実質的に混入タンパク質およびリポ多糖 類を含まないことを特徴とするヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)に属する 菌株の組換え単離精製UreAリポタンパク質。 68.純度か少なくとも約80%、ならびに実質的に混入タンパク質およびリポ多糖 類を含まないことを特徴とするヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)に属する 菌株の組換え単離精製UreBリポタンパク質。 69.ATCC受理番号が第69750号であることを特徴とするリポタンパク質融合ベク ターpLF100。 70.請求の範囲第64項または第65項記載のリポタンパク質を含有する組成物をヒ トまたは動物に投与する工程を含むことを特徴とするヒトまたは動物において免 疫応答を誘導する方法。 71.請求の範囲第64項または第65項記載のリポタンパク質を含有することを特徴 とする免疫応答誘導のための組成物。 72.請求の範囲第64項または第66項記載の脂質化PspAタンパク質を含有する組成 物をヒトまたは動物に投与する工程を含むことを特徴とするヒトまたは動物にお いて免疫応答を誘導する方法。 73.請求の範囲第64項または第66記載の脂質化PspAタンパク質を含有することを 特徴とする免疫応答誘導のための組成物。 74.請求の範囲第67項記載の脂質化UreAタンパク質を含有する組成物をヒトまた は動物に投与する工程を含むことを特徴とするヒトまたは動物において免疫応答 を誘導する方法。 75.請求の範囲第67項記載の脂質化UreAタンパク質を含有することを特徴とする 免疫応答誘導のための組成物。 76.請求の範囲第68項記載の脂質化UreBタンパク質を含有する組成物をヒトまた は動物に投与する工程を含むことを特徴とするヒトまたは動物において免疫応答 を誘導する方法。 77.請求の範囲第68項記載の脂質化UreBタンパク質を含有することを特徴とする 免疫応答誘導のための組成物。 78.タンパク質の免疫原性を増強する方法であって、 リポタンパク質のシグナル配列をコードしている第一の核酸配列、および該 第一の核酸配列によってコードされているリポタンパク質とは異種である成熟タ ンパク質もしくはその断片をコードしている第二の核酸配列を含み、該第一の核 酸配列は該第二の配列と連続しているハイブリッド核酸分子を構築し、 該ハイブリッド核酸分子を発現ベクターに組み込み、 該発現ベクターを宿主細胞に組み込み、 該宿主細胞において該成熟タンパク質を発現させる、 各工程を含むことを特徴とする方法。 【図1】 【図2】 【図3】 【図4】 【図5】 【図6】 【図7】 【図8】 【図9】 【図10】 【図11】 【図12】 【図13】 【図14】 【図15】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07K 14/195 C07K 14/315 14/315 19/00 19/00 C12P 21/00 C C12P 21/00 A61K 37/16 //(C12P 21/00 C12R 1:19) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),AU,CA,FI,J P,NO (72)発明者 エルディール,ロルヌ エフ アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 18360 ストローズバーグ ドレハー ア ヴェニュー 1318 (72)発明者 ワラコンスキ,ドナルド ジェイ アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 18372 タンナーズヴィル ボックス 159 アールアール 1 (72)発明者 ベッカー,ロバート エス アメリカ合衆国 ベンシルバニア州 18332 ヘンリーヴィル シルヴァン カ スケイズ ロード ボックス 545エイ アールアール 1 (72)発明者 グレイ,マリアン ビー アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 18321 バートンズヴィル ボックス 31 エイチシーアール 1 (72)発明者 パイル,デレック エル アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 18301 イースト ストローズバーグ イ ースト ブロード ストリート 86

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.リポタンパク質の信号配列をコード化する第1の核酸配列および成熟タンパ ク質またはその断片をコード化する第2の核酸配列からなることを特徴とする雑 種核酸分子。
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