KR20230008162A - 암 및 감염성 질환에 대한 면역요법을 위한 융합 단백질 - Google Patents

암 및 감염성 질환에 대한 면역요법을 위한 융합 단백질 Download PDF

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Abstract

암 및 감염성 질환에 대한 면역요법을 위한 융합 단백질이 개시된다. 본 발명에 따른 융합 단백질은 CD40-결합 도메인; 항원; 및 CD40-결합 도메인과 항원 사이에 위치한 전위 도메인을 포함하며, 여기서 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위가 융합 단백질의 CD40-결합 도메인과 전위 도메인 사이에 존재한다. 항원은 병원체의 항원 또는 종양 항원이다. 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위는 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단을 통해 융합 단백질로부터 CD40-결합 도메인이 제거될 수 있게 한다. 또한 항원-특이적 세포-매개 면역 반응을 유도하기 위한, 치료를 필요로 하는 대상체에서 종양 및/또는 병원체에 의해 유발되는 질환을 치료하기 위한 본 발명의 융합 단백질의 약학적 조성물, 발현 벡터 및 용도가 개시된다.

Description

암 및 감염성 질환에 대한 면역요법을 위한 융합 단백질
본 발명은 일반적으로 융합 단백질에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 암 및 감염성 질환에 대한 T 세포-매개 면역 반응을 유도하기 위한 융합 단백질에 관한 것이다.
적응성 면역계는 체액성 면역 성분 및 세포-매개 면역 성분을 포함하고 침입하는 병원체를 파괴한다. 적응성 면역 반응을 수행하는 세포는 림프구로 알려진 백혈구이다. 두 가지의 서로 다른 유형의 림프구인 B 세포 및 T 세포는 항체 반응 및 세포-매개 면역 반응과 같은 주요 활동을 수행한다. 적응성 면역은 병원체 노출로 활성화되며 향후 이 병원체와의 접촉에 대한 향상된 면역 반응을 유도한다. 백신은 표적 병원체에 대한 보호를 가능하게 하는 적응성 면역 세포에서 항원-특이적 기억을 유도한다. 암과 병원체에 의해 유발되는 감염성 질환을 포함하는 질환들을 치료하기 위한 새로운 치료용 백신에 대한 요구가 여전히 존재한다.
일 양상에서, 본 발명은 융합 단백질로서 (a) CD40-결합 도메인; (b) 항원; 및 (c) 상기 CD40-결합 도메인과 상기 항원 사이에 위치한 전위 도메인을 포함하고, 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위가 상기 융합 단백질의 상기 CD40-결합 도메인과 상기 전위 도메인 사이에 존재하는, 융합 단백질에 관한 것이다.
다른 양상에서, 본 발명은 본 발명에 따른 융합 단백질을 암호화하는 DNA 단편에 관한 것이다. 또한 본 발명은 본 발명의 융합 단백질을 암호화하는 DNA 단편을 포함하는 발현 벡터에 관한 것이다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 본 발명의 융합 단백질 및 약학적으로 허용가능한 담체 및/또는 아쥬반트를 포함하는 약학적 조성물에 관한 것이다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 항원-특이적 세포-매개 면역 반응을 유도하여 치료를 필요로 하는 대상체에서 종양 및/또는 병원체에 의해 유발되는 질환을 치료하기 위한 약제의 제조에서의 본 발명의 융합 단백질 또는 약학적 조성물의 용도에 관한 것이다. 또한 본 발명은 항원-특이적 세포-매개 면역 반응을 유도하여 치료를 필요로 하는 대상체에서 종양 및/또는 병원체에 의해 유발되는 질환을 치료하는 용도를 위한 본 발명의 융합 단백질 또는 약학적 조성물에 관한 것이다.
대안적으로, 본 발명은 항원-특이적 세포-매개 면역 반응을 유도하기 위한, 치료를 필요로 하는 대상체에서 종양 및/또는 병원체에 의해 유발되는 질환을 치료하기 위한 방법으로서, 유효량의 본 발명의 융합 단백질 또는 약학적 조성물을 이를 필요로 하는 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 방법에 관한 것이다.
도 1은 벡터 지도이다.
도 2는 벡터 지도이다. MCS, 다중 클로닝 부위.
도 3은 벡터 지도이다.
도 4는 벡터 지도이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 다양한 실시형태를 예시하는 개략도이다.
도 6은 각 동물군에서 상대적 사이토카인 유도를 보여주는 그래프이다.
도 7은 각 동물군 비장세포의 IFN-γ+ 면역스팟을 보여주는 그래프이다.
도 8은 각 동물군에서 혈청 HPV16 E7-특이 항체 수준을 보여주는 그래프이다.
도 9는 각 동물군에서 혈청 HPV18 E7-특이 항체 수준을 보여주는 그래프이다.
도 10은 면역화 일정 및 각각 표시된 융합 단백질을 처리하거나 처리하지 않은 동물군을 보여준다.
도 11은 표시된 융합 단백질을 처리하거나 처리하지 않은 각 동물군에서의 종양 크기를 보여주는 그래프이다.
도 12는 표시된 융합 단백질을 처리하거나 처리하지 않은 각 동물군에서의 생존율을 보여주는 그래프이다.
도 13은 표시된 융합 단백질을 처리하거나 처리하지 않은 각 동물군에서의 무종양률(tumor free rate)을 보여주는 그래프이다.
도 14는 표시된 다양한 용량으로 융합 단백질 18sCD40L-TPE-E7을 처리하거나 처리하지 않은 각 동물군에서의 종양 크기를 보여주는 그래프이다.
도 15는 표시된 다양한 용량으로 융합 단백질 E7-TStx-18sCD40L을 처리하거나 처리하지 않은 각 동물군에서의 종양 크기를 보여주는 그래프이다.
도 16은 면역화 계획(상부), 동물군 및 융합 단백질 HBx-preS1-TStx-18sCD40L의 각 투여 일정(하부)을 보여준다.
도 17은 도 16의 각 동물군 비장세포의 IFN-γ+ 면역스팟을 보여주는 그래프이다.
도 18은 도 16의 각 동물군에서의 혈청 HBx-특이 항체 수준을 보여주는 그래프이다.
달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 같은 의미를 갖는다. 또한, 다음의 정의는 본 발명을 기술하기 위해 사용된 다양한 용어들의 의미 및 범위를 예시 및 정의하기 위해 제시된다.
정의
항원-제시 세포(APC) 또는 보조 세포는 표면에 주요 조직적합성 복합체(MHC)와 복합체를 형성한 항원을 표시하는 세포이며; 이 과정은 항원 제시로 알려져 있다. T 세포는 T 세포 수용체(TCR)를 사용하여 이 복합체를 인식할 수 있다. APC는 항원을 처리하여 이를 T 세포에 제시한다.
항원-제시 세포는 전문성과 비-전문성의 두 가지 범주로 나뉜다. 공동-자극 분자 및 패턴 인식 수용체와 함께 MHC 클래스 II 분자를 발현하는 것들을 전문성 항원-제시 세포라고 부른다. 전문성 항원-제시 세포의 주 유형은 수지상 세포(DC), 대식세포 및 B 세포이다. 비-전문성 APC는 MHC 클래스 I 분자를 발현하며, 신체의 모든 유핵 세포 유형을 포함한다.
전문성 APC는 T 세포에 항원을 제시하는 데 특화되어 있다. 이들은 식균작용 또는 수용체-매개 세포내이입에 의해 항원을 내재화하는 데 매우 효율적이며, 항원을 펩타이드 단편으로 처리한 후 이들 펩타이드(클래스 II MHC 분자와 결함됨)를 막 상에 표시한다. T 세포는 항원-제시 세포의 막 상에 존재하는 항원-클래스 II MHC 분자 복합체를 인식하고 이와 상호작용한다. 이후 항원-제시 세포에 의해 추가 공동-자극 신호가 생성되어 T 세포의 활성화를 유도한다. 또한 모든 전문성 APC는 MHC 클래스 I 분자를 발현한다.
전문성 APC 및 비-전문성 APC는 MHC 클래스 I 분자를 사용하여 세포막에 내인성 펩타이드를 표시한다. 이들 펩타이드는 MHC 클래스 II 분자를 사용하는 전문성 APC에 의해 표시되는 외인성 항원과 달리 세포 자체 내에서 기원된다. 세포독성 T 세포는 MHC 클래스 I 분자에 의해 제시된 항원과 상호작용할 수 있다.
CD40은 항원-제시 세포(예를 들어, 수지상 세포, 대식세포 및 B 세포)에서 발현되는 공동자극 단백질이다. CD40에 CD40L이 결합하면 항원-제시 세포가 활성화되며 다양한 하류 효과를 유도한다. CD40은 암 면역요법의 약물 표적이다.
용어 "CD40-결합 도메인"은 CD40을 인식하고 이에 결합할 수 있는 단백질을 의미한다. CD40-결합 도메인은 "CD40 리간드(CD40L) 또는 이의 기능적 단편", "항-CD40 항체 또는 이의 기능적 단편" 중 하나에서 선택될 수 있다.
용어 "CD40L", "CD40 리간드" 및 "CD154"는 호환가능하다. CD40L은 항원-제시 세포(APC) 상의 CD40(단백질)에 결합하며, 이는 표적 세포 유형에 따른 많은 효과를 유도한다. CD40L은 CD40-발현 면역 세포의 T 세포 프라이밍 및 활성화를 통해 면역 반응의 공동-자극 및 조절에서 중심적 역할을 한다. US 5,962,406에 CD40L의 뉴클레오타이드 및 아미노산 서열이 개시되어 있다.
용어 "항-CD40 항체" 및 "CD40-특이적 항체"는 호환가능하다.
용어 "실질적으로 이루어진다" 또는 "실질적으로 이루어지는"이 폴리펩타이드의 아미노산 서열을 기술하는 데 사용되는 경우, 이는 폴리펩타이드가 단백질 번역 요구사항에 따라 N-말단 부분에 시작 아미노산 "M"(시작 코돈 AUG에서 번역됨)을 갖을 수 있거나 그렇지 않을 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 항원 HPV18 E7 단백질(서열번호 39)이 다른 폴리펩타이드(예를 들어, 다른 항원)에 융합된 경우, 시작 아미노산 "M"은 생략되거나 유지될 수 있다.
본 명세서에 사용된 "전위 도메인"은 융합 단백질 내의 항원을 엔도솜의 막을 가로질러 CD40-발현 세포의 세포질로 전위시키는 생물학적 활성을 갖는 폴리펩타이드이다. 전위 도메인은 항원을 항원 제시를 위한 클래스 I 주요 조직적합성 복합체(MHC-1) 경로(즉, 세포독성 T 세포 경로)로 안내하거나 촉진한다.
용어 "슈도모나스 외독소 A(PE) 전위 펩타이드(TPE)"는 PE 도메인 II 펩타이드 또는 전위의 생물학적 활성을 갖는 이의 기능적 단편을 의미한다.
용어 "시가 독소(Stx) 전위 펩타이드(TStx)"는 Stx 전위 도메인 또는 전위의 생물학적 활성을 갖는 이의 기능적 단편을 의미한다.
용어 "퓨린 및/또는 카텝신 L" 또는 "퓨린/카텝신 L"은 호환가능하다. 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위는 프로테아제(퓨린 및/또는 카텝신 L) 민감성 부위를 의미한다. 이는 퓨린 또는 카텝신 L 또는 퓨린 및 카텝신 L 모두에 의해 절단될 수 있는 짧은 펩타이드 서열이다. 이는 융합 단백질에 도입되는 상기 절단 부위를 포함하는 펩타이드 링커 또는 융합 단백질의 전위 도메인에 존재하는 고유 프로테아제 절단 부위일 수 있다.
용어 "항원" 및 "면역원"은 호환가능하다. 항원은 항원성 단백질을 의미하며, 종양 항원(암으로부터의 항원 또는 항과 관련된 항원) 또는 병원체의 항원(병원체로부터의 항원)일 수 있다.
용어 "종양" 및 "암"은 호환가능하다.
용어 "암세포의 항원" 및 "종양 항원"은 호환가능하다.
용어 "종양 항원"은 종양-특이적 항원 및/또는 종양-관련 항원을 의미한다. 종양-관련 항원은 종양 세포의 표면 상에 발현되는 단백질 또는 폴리펩타이드일 수 있다.
분화 클러스터 28(CD28)은 T-세포-특이적 표면 당단백질이다. CD28 수용체는 T 세포가 항원-제시 세포와 접촉하는 동안 자극된다. 이의 기능은 T 세포 활성화, 세포 증식 유도 및 사이토카인 생산 및 T 세포 생존 촉진과 관련된다.
용어 "유효량"은 치료하는 대상체에 치료 효과를 부여하는 데 필요한 활성 융합 단백질의 양을 의미한다. 유효 용량은 이 분야의 기술자에게 인식되는 바와 같이 투여 경로, 부형제 사용 및 다른 치료와의 공동-사용 가능성에 따라 다양할 것이다.
"치료하는" 또는 "치료"는 암 또는 감염이 있거나, 이러한 질환에 대한 증상 또는 소인이 있는 치료를 필요로 하는 대상체에게 질환, 이의 증상 또는 이에 대한 소인을 치유, 완화, 경감, 치료, 개선 또는 예방하는 목적으로 유효량의 융합 단백질을 투여하는 것을 의미한다. 이러한 대상체는 임의의 적합한 진단 방법의 결과를 기초로 건강 관리 전문적으로 식별될 수 있다.
"0 내지 12반복" 또는 "2 내지 6반복"은 "0 내지 12" 또는 "2 내지 6" 범위 내의 모든 정수 단위량이 본 발명의 일부로서 구체적으로 개시됨을 의미한다. 따라서, "0, 1, 2, 3, 4, . . . 10, 11 및 12" 또는 "2, 3, 4, 5 및 6" 단위량이 본 발명의 실시형태로서 포함된다.
일 양상에서, 본 발명은 융합 단백질로서, (a) CD40-결합 도메인; (b) 항원; 및 (c) 상기 CD40-결합 도메인과 상기 항원 사이에 위치한 전위 도메인을 포함하고, 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위가 상기 융합 단백질의 상기 CD40-결합 도메인과 상기 전위 도메인 사이에 존재하는, 융합 단백질에 관한 것이다.
본 발명의 융합 단백질은 MHC 클래스 I 항원 제시 경로를 통해 항원-특이적 T 세포 면역 반응을 유도할 수 있다. 이들은 공통 작용 기작을 공유한다. 예를 들어 융합 단백질 18sCD40L-TPE-E7을 사용하는 경우, 작용 기작은 다음과 같다:
(1) 융합 단백질이 CD40-발현 세포(예를 들어, 수지상 세포 또는 대식세포)에 결합하고 CD40-매개 세포내이입을 통해 내재화된다;
(2) 융합 단백질이 엔도솜 내의 퓨린 프로테아제 및/또는 카텝신 L 프로테아제에 의해 절단되어 TPE-E7 단편으로부터 18sCD40L 단편이 제거된다;
(3) TPE-E7 단편이 엔도솜의 엔도솜막을 가로질러 세포질로 전위된다;
(4) TPE-E7 단편이 세포액의 프로테아솜에 의해 소화되어 에피토프를 갖는 작은 E7 항원이 생성된다;
(5) E7 항원이 항원 제시를 위한 MHC 클래스 I 경로로 전달된다;
(6) 이들 제시된 항원을 인식하는 T 세포에 의해 CD8+ T 세포 특이적 면역 반응이 유도되거나 향상된다.
상기 작용 기작은 융합 단백질 E7-TStx-18sCD40L에 적용가능하며, 이 경우 퓨린 및/또는 카텝신 L 프로테아제 절단이 18sCD40L 단편으로부터 E7-TStx 단편을 제거한다. 따라서, E7-TStx 단편은 엔도솜의 엔도솜막을 가로질러 세포액으로 전위되고, 세포액 프로테아솜에 의해 소화되어 에피토프를 갖는 작은 E7 항원이 생성되며; E7 항원이 항원 제시를 위한 MHC 클래스 I 경로에 전달되고; CD8+ T 세포 특이적 면역 반응이 이들 제시된 항원을 인식하는 T 세포에 의해 유도 또는 향상된다.
본 발명에 따르면, 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위가 융합 단백질의 항원과 전위 도메인 사이에 존재하지 않는다.
퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위의 존재 및 융합 단백질에서 이의 위치는 퓨린 및/또는 카테킨 L 절단 후 융합 단백질로부터 CD40-결합 도메인의 제거를 허용한다.
일 실시형태에서, 본 발명의 융합 단백질은 펩타이드 링커를 더 포함하며, 상기 링커는 융합 단백질의 CD40-결합 도메인과 전위 도메인 사이에 존재하는 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위를 포함한다.
전위 도메인 및 항원은 전위 도메인이 엔도솜의 막을 가로질러 항원을 전위시켜 세포액에 진입시키고, 이후 CD40-발현 세포에서 항원 제시를 위한 MHC 클래스 I 경로로 항원을 촉진시킬 수 있는 방향 및/또는 관계로 융합 단백질 내에 위치한다.
일 실시형태에서, 전위 도메인은 슈도모나스 외독소 A(PE)에서 유래된다. 다른 실시형태에서, 전위 도메인은 시가 독소(Stx)에서 유래된다.
일 실시형태에서, 전위 도메인은 CD40-결합 도메인이 융합 단백질의 N-말단에 위치한다는 조건 하에서 슈도모나스 외독소 A(PE) 전위 펩타이드(TPE)를 포함하거나 이 펩타이드이다.
다른 실시형태에서, 전위 도메인은 항원이 융합 단백질의 N-말단에 위치한다는 조건 하에서 시가 독소(Stx) 전위 펩타이드(TStx)를 포함하거나 이 펩타이드이다.
다른 실시형태에서, 본 발명의 융합 단백질은 다음을 순차적으로 포함한다: (i) 융합 단백질의 N-말단에 위치한 CD40-결합 도메인; (ii) PE 전위 펩타이드(TPE)를 포함하는 전위 도메인; 및 (iii) 융합 단백질의 C-말단에 위치한 항원; 여기서 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위는 융합 단백질의 CD40-결합 도메인과 전위 도메인 사이에 존재한다.
다른 실시형태에서, 전위 도메인은 TPE의 기능적 부분(moiety)이며 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위는 PE로부터의 고유 퓨린 절단 부위이다.
다른 실시형태에서, 본 발명의 융합 단백질은 다음을 순차적으로 포함한다: (i) 융합 단백질의 N-말단에 위치한 CD40-결합 도메인; (ii) 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위를 포함하는 펩타이드 링커; (iii) PE 전위 펩타이드(TPE)를 포함하는 전위 도메인; 및 (iv) 병원체의 항원 또는 종양 항원.
다른 실시형태에서, 본 발명의 융합 단백질은 다음을 순차적으로 포함한다: (i) 융합 단백질의 N-말단에 위치한 항원; (ii) Stx 전위 펩타이드(TStx)를 포함하는 전위 도메인; 및 (iii) CD40-결합 도메인; 여기서 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위는 융합 단백질의 CD40-결합 도메인과 전위 도메인 사이에 존재한다.
일 실시형태에서, 전위 도메인은 TStx의 기능적 부분이며 상기 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위는 Stx로부터의 고유 퓨린 절단 부위이다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명의 융합 단백질은 다음을 순차적으로 포함한다: (i) 융합 단백질의 N-말단에 위치한 항원; (ii) Stx 전위 펩타이드(TStx)를 포함하는 전위 도메인; (iii) 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위를 포함하는 절단가능한 링커; 및 (iv) CD40-결합 도메인.
일 실시형태에서, 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위는 서열번호 1 또는 2의 아미노산 서열을 포함하거나, 이 서열이거나, 이 서열로 이루어진다.
다른 실시형태에서, PE 전위 펩타이드(TPE)는 슈도모나스 외독소 A 단백질(전장 PE, 서열번호 4)의 도메인 II(253 내지 364번 아미노산 잔기; 서열번호 9)이다.
다른 실시형태에서, PE 전위 펩타이드(TPE)는 최소화 기능적 단편 GWEQLEQCGYPVQRLVALYLAARLSW(서열번호 5)를 포함한다.
다른 실시형태에서, PE 전위 펩타이드(TPE)는 26 내지 112개 길이의 아미노산 잔기로 이루어지며, 상기 PE 전위 펩타이드는 GWEQLEQCGYPVQRLVALYLAARLSW(서열번호 5)의 최소화 기능적 단편을 포함한다.
다른 실시형태에서, PE 전위 펩타이드(TPE)는 서열번호 5, 6, 7, 8 또는 9와 적어도 90%, 95% 또는 99% 동일한 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, PE 전위 펩타이드(TPE)는 PE280-305(서열번호 5), PE280-313(서열번호 6), PE268-313(서열번호 7), PE253-313(서열번호 8) 및 PE253-364(서열번호 9; 전장 PE 도메인 II)로 이루어진 군에서 선택된다.
일 실시형태에서, Stx 전위 펩타이드(TStx)는 시가 독소(Stx) 서브유닛 A(서열번호 10) 또는 시가-유사 독소 I(Slt-I) 서브유닛 A(서열번호 11)의 기능적 단편이다. 본 발명에 따르면, Stx 전위 펩타이드는 전위 기능을 갖지만 서브유닛 A의 세포독성 효과는 없다. 시가 독소(Stx) 서브유닛 A와 Slt-I 서브유닛 A 사이의 서열 동일성은 99%이며 두 단백질은 하나의 아미노산 만이 다르다.
다른 실시형태에서, Stx 전위 펩타이드(TStx)는 8 내지 84개 길이의 아미노산 잔기로 이루어진다.
다른 실시형태에서, Stx 전위 펩타이드(TStx)는 LNCHHHAS(서열번호 12)의 최소화 기능적 단편을 포함한다.
다른 실시형태에서, Stx 전위 펩타이드(TStx)는 8 내지 84개 길이의 아미노산 잔기로 이루어지며, 상기 TStx는 LNCHHHAS(서열번호 12)의 최소화 단편을 포함한다.
다른 실시형태에서, Stx 전위 펩타이드(TStx)는 서열번호 12, 13, 14, 15 및 16으로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열과 적어도 90%, 95% 또는 99% 동일한 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, Stx 전위 펩타이드는 서열번호 12, 13, 14, 15 및 16으로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, Stx 전위 펩타이드(TStx)는 Stx 서브유닛 A의 Stx240-247(서열번호 12), Stx240-251(서열번호 13), Stx211-247(서열번호 14), Stx211-251(서열번호 15) 및 Stx168-251(서열번호 16)으로 이루어진 군에서 선택된다.
CD40-결합 도메인은 CD40-발현 세포의 CD40 단배질에 결합하는 생물학적 활성을 갖는 폴리펩타이드이다. CD40-결합 도메인은 본 발명의 융합 단백질이 CD40-발현 세포(즉, 수지상 세포 또는 대식세포)의 CD40 수용체에 결합하는 것을 허용한다.
일 실시형태에서, CD40-결합 도메인은 (i) CD40 리간드(CD40L) 또는 이의 기능적 단편; 및 (ii) 항-CD40 항체 또는 이의 기능적 단편으로 이루어진 군에서 선택된다.
CD40L, 항-CD40 항체 및 이들 각각의 기능적 단편은 모두 CD40-발현 세포의 CD40 단백질에 결합하는 생물학적 활성을 갖는다.
CD40L의 기능적 단편은 전장 CD40L1-261 단백질(서열번호 17)의 막관통 및 세포질 영역이 실질적으로 결여된 생물학적 활성을 갖는 잘린 CD40L이다.
다른 실시형태에서, CD40L 또는 이의 기능적 단편은 154 내지 261개 길이의 아미노산 잔기로 이루어진다.
다른 실시형태에서, 기능적 활성을 갖는 잘린 CD40L은 CD40L47-261(서열번호 18) 및 CD40L108-261(18sCD40L로 명명됨; 서열번호 19)로 이루어진 군에서 선택된다.
다른 실시형태에서, CD40 리간드(CD40L) 또는 이의 기능적 단편은 154 내지 261개 길이의 아미노산 잔기로 이루어지며, 상기 이의 기능적 단편은 CD40L108-261(서열번호 19)를 포함한다.
다른 실시형태에서, CD40L은 서열번호 17, 18 또는 19와 적어도 90%, 95% 또는 99% 동일한 아미노산 서열을 포함하거나 이로 이루어지며, 상기 CD40L은 CD40-발현 세포의 CD40 단백질에 결합하는 생물학적 활성을 갖는다.
다른 실시형태에서, CD40 리간드(CD40L)는 CD40L47-261(서열번호 18), CD40L108-261(서열번호 19; 18sCD40L로 지칭됨) 및 CD40L1-261(서열번호 17)로 이루어진 군에서 선택된다.
다른 실시형태에서, CD40-결합 도메인은 CD40-특이적 항체(또는 항-CD40 항체)이다. CD40-특이적 항체는 CD40 단백질에 특이적인 항체이다. CD40-특이적 항체는 CD40-발현 세포의 CD40 단백질에 결합할 수 있다.
일 실시형태에서, CD40-특이적 항체는 중쇄 가변 도메인(VH) 및 경쇄 가변 도메인(VL)을 포함하고, 여기서 VH는 서열번호 22의 아미노산 서열을 포함하고, VL은 서열번호 23의 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, 본 발명에 따른 CD40-특이적 항체는 단일 사슬 가변 단편(scFv), 디아바디(dscFv), 트리아바디, 테트라바디, 이중특이적-scFv, scFv-Fc, scFc-CH3, 단일 사슬 항원-결합 단편(scFab), 항원-결합 단편(Fab), Fab2, 미니바디 및 완전 항체로 이루어진 군에서 선택된다.
다른 실시형태에서, 본 발명에 따른 CD40-결합 도메인은 중쇄 가변 도메인(VH), 경쇄 가변 도메인(VL) 및 VH 및 VL을 연결하는 유연 링커(L)를 포함하는 CD40-특이적 scFv(항-CD40 scFv)이다.
일 실시형태에서, CD40-특이적 scFv는 서열번호 20 또는 21의 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, 본 발명에 따른 CD40-결합 도메인은 (i) CD40-특이적 항체 또는 이의 결합 단편 또는 (ii) CD40-특이적 단일 사슬 가변 단편(scFv) 또는 이의 결합 단편이고; 상기 CD40-특이적 항체 또는 상기 CD40-특이적 scFv는 VH 및 VL을 포함하고, 여기서 (a) VH는 서열번호 22의 아미노산 서열을 포함하고; (b) VL은 서열번호 23의 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, CD40-특이적 항체 또는 CD40-특이적 scFv는 VH 및 VL을 포함하고, VH는 VH CDR1, VH CDR2 및 VH CDR3을 포함하고; VL은 VL CDR1, VL CDR2 및 VL CDR3을 포함하고, 여기서 (i) VH CDR1, VH CDR2 및 VH CDR3은 각각 서열번호 24, 25 및 26의 아미노산 서열을 포함하고, (ii) VL CDR1, VL CDR2 및 VL CDR3은 각각 서열번호 27, 28 및 29의 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, CD40-결합 도메인은 VH 및 VL을 포함하는 CD40-특이적 scFv이며, 여기서 (a) VH는 서열번호 22의 아미노산 서열을 포함하고; (b) VL은 서열번호 23의 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, 본 발명의 융합 단백질은 전위 도메인이 PE 전위 펩타이드(TPE)를 포함한다는 조건 하에서 항원의 C-말단에 위치한 소포체(ER) 잔류 서열을 더 포함한다.
다른 실시형태에서, ER 잔류 서열은 서열번호 30, 31, 32, 33 및 34로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, 본 발명의 융합 단백질은 CD40-결합 도메인과 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위 사이에 위치한 CD28-활성화 펩타이드를 더 포함한다.
다른 실시형태에서, CD28-활성화 펩타이드는 28 내지 53개 길이의 아미노산 잔기로 이루어진다.
다른 실시형태에서, CD28-활성화 펩타이드는 28 내지 53개 길이의 아미노산 잔기를 가지며, 상기 CD28-활성화 펩타이드는 서열번호 35, 36 및 37로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, CD28-활성화 펩타이드는 28 내지 53개 길이의 아미노산 잔기를 가지며, 상기 CD28-활성화 펩타이드는 서열번호 35의 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, CD28-활성화 펩타이드는 서열번호 35, 36 및 37로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, CD28-활성화 펩타이드는 서열번호 35, 36 또는 37과 적어도 90%, 95% 또는 99% 동일한 아미노산 서열을 포함한다.
본 발명의 융합 단백질의 항원은 병원체의 항원 또는 종양 항원이다.
병원체는 인간 파필로마바이러스(Human Papillomavirus: HPV), 인간 면역결핍 바이러스-1(Human Immunodeficiency Virus-1: HIV-1), 인플루엔자 바이러스(Influenza Virus), 뎅기 바이러스(Dengue Virus), A형 간염 바이러스(Hepatitis A Virus: HAV), B형 간염 바이러스(Hepatitis B Virus: HBV), C형 간염 바이러스(Hepatitis C Virus: HCV), D형 간염 바이러스(Hepatitis D Virus: HDV), E형 간염 바이러스(Hepatitis E Virus: HEV), 중증 급성 호흡기 증후군-관련 코로나바이러스(Severe acute respiratory syndrome-associated coronavirus: SARS-CoV), 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스 2(Severe acute respiratory syndrome-associated coronavirus: SARS-CoV-2), 중동 호흡기 증후군 코로나바이러스(Middle East respiratory syndrome coronavirus: MERS-CoV), 엡스타인-바 바이러스(Epstein-Barr virus: EBV), 지카 바이러스(Zika Virus), 광견병 바이러스(Rabies Virus), 두창 바이러스(Variola virus), 치쿤군야 바이러스(Chikungunya Virus), 웨스트 나일 바이러스(West Nile virus), 폴리오바이러스(Poliovirus), 홍역 바이러스(Measles virus), 풍진 바이러스(Rubella virus), 한타바이러스(Hantavirus), 일본 뇌염 바이러스(Japanese encephalitis virus), 콕삭키바이러스(Coxsackievirus), 에코바이러스(Echovirus), 엔테로바이러스(Enterovirus), 멈프스 바이러스(Mumps virus), 수두-대상포진 바이러스(Varicella-zoster virus: VZV), 헤르페스 B 바이러스(Cercopithecine herpesvirus-1: CHV-1), 황열 바이러스(Yellow fever virus: YFV), 리프트 발리열 바이러스(Rift Valley Fever Virus), 라싸 바이러스(Lassa virus), 마르부르그 바이러스(Marburg virus), 에볼라바이러스(Ebolavirus), 노로바이러스(Norovirus), 로타바이러스(Rotavirus), 아데노바이러스(Adenovirus), 사포바이러스(Sapovirus), 아스트로바이러스(Astrovirus), 리케차 프로바제키이(Rickettsia prowazekii), 리케차 타이피(Rickettsia typhi), 오리엔티아 쯔쯔가무시(Orientia tsutsugamushi), 보렐리아 부르그도르페리(Borrelia burgdorferi), 페스트균(Yersinia pestis), 삼일열말라리아원충(Plasmodium vivax), 사일열말라리아원충(Plasmodium malariae), 열대열말라리아원충(Plasmodium falciparum), 난형말라리아원충(Plasmodium ovale), 탄저균(Bacillus anthracis), 클로스트리듐 디피실리(Clostridium Difficile), 클로스트리듐 보톨리늄(Clostridium Botulinum), 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae), 살모넬라 엔테리카 혈청형 타이피(Salmonella enterica serovar Typhi), 살모넬라 엔테리카 혈청형 파라타이피 A(Salmonella enterica serovar Paratyphi A), 시가 독소-생산 대장균(E. coli: STEC), 시겔라 다이센테리에(Shigella dysenteriae), 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri), 시겔라 보이디이(Shigella boydii), 시겔라 소네이(Shigella sonnei), 이질아메바(Entamoeba histolytica), 콜레라균(Vibrio cholerae), 결핵균(Mycobacterium tuberculosis), 수막염균(Neisseria meningitidis), 백일해균(Bordetella pertusis), B형 헤모필루스 인플루엔자(Haemophilus influenzae type B: HiB), 파상풍균(Clostridium tetani), 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes) 및 폐렴구균(Streptococcus pneumoniae)으로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.
다른 실시형태에서, 병원체는 HPV, HIV-1, 인플루엔자 바이러스, 뎅기 바이러스, HAV, HBV, HCV, SARS-CoV, SARS-CoV-2로 이루어진 군에서 선택된 것이다. 보다 바람직하게는, 병원체는 HPV, HBV, HCV 및 SARS-CoV-2로 이루어진 군에서 선택된 것이다.
다른 실시형태에서, 항원은 HPV16 E7 단백질, HPV18 E7 단백질, HBV X 단백질(HBx), HBV preS1 단백질, HCV 코어 단백질(HCVcore) 및 SARS-CoV-2 스파이크 단백질(CoV2S)로 이루어진 군에서 선택된 병원성 항원이다.
다른 실시형태에서, 상기 항원은 원하는 면역 반응을 유도하기 위한 적어도 하나의 에피토프를 포함하며, 바람직하게는 1 내지 30개의 에피토프를 함유하고, 보다 바람직하게는 1 내지 15개의 에피토프를 함유한다.
다른 실시형태에서, 항원은 서열번호 38, 39, 40, 41, 42 또는 43과 적어도 70%, 80%, 90%, 95% 또는 99% 동일한 아미노산 서열을 포함하거나 실질적으로 이 서열로 이루어지는 병원성 항원이다.
다른 실시형태에서, 항원은 서열번호 38, 39, 40, 41, 42 또는 43과 적어도 80% 동일한 아미노산 서열을 포함하거나 실질적으로 이 서열로 이루어지는 병원성 항원이다.
다른 실시형태에서, 항원은 서열번호 38, 39, 40, 41, 42 및 43으로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 포함한다.
다른 실시형태에서, 항원은 종양 항원이다. 종양 항원은 종양-관련 항원(TAA) 또는 종양-특이적 항원(TSA)이다.
일 실시형태에서, 종양 또는 암은 유방암, 결장암, 직장암, 방광암, 자궁내막암, 신장암, 위암, 교모세포종, 간세포 암종, 담관암, 소세포 폐암, 비-소세포 폐암(NSCLC), 흑색종, 난소암, 자궁경부암, 췌장암, 전립선암, 급성 골수성 백혈병(AML), 만성 골수성 백혈병(CML), 비-호지킨 림프종 및 갑상선암으로 이루어진 군에서 선택된 것이다.
다른 실시형태에서, 종양-관련 항원은 SSX2, MAGE-A3, NY-ESO-1, iLRP, WT12-281, RNF43, CEA-NE3, AFP, ALK, AGR2(Anterior gradient 2), BAGE 단백질, β-카테닌, brc-abl, BRCA1, BORIS, CA9, 탄산무수화효소 IX, 카스파제-8, CD40, CDK4, CEA, CTLA4, 사이클린-B1, CYP1B1, EGFR, EGFRvIll, ErbB2/Her2, ErbB3, ErbB4, ETV6-AML, EphA2, Fra-1, FOLR1, GAGE 단백질(예를 들어, GAGE-1, -2), GD2, GD3, GloboH, 글리피칸-3, GM3, gp100, HLA/B-raf, HLA/k-ras, HLA/MAGE-A3, hTERT, LMP2, MAGE 단백질(예를 들어, MAGE-1, -2, -3, -4, -6 및 -12), MART-1, 메소텔린, ML-IAP, Muc1, Muc16(CA-125), MUM1, NA17, NY-BR1, NY-BR62, NY-BR85, NY-ES01, OX40, p15, p53, PAP, PAX3, PAX5, PCTA-1, PLAC1, PRLR, PRAME, PSMA(FOLH1), RAGE 단백질, Ras, RGS5, Rho, SART-1, SART-3, Steap-1, Steap-2, 서비빈(survivin), TAG-72, TGF-β, TMPRSS2, Tn, TRP-1, TRP-2, 티로시나제 및 유로플라킨(uroplakin)-3으로 이루어진 군에서 선택된 것이다.
다른 실시형태에서, 항원은 SSX2, MAGE-A3, NY-ESO-1, iLRP, WT12-281, RNF43 및 CEA-NE3으로 이루어진 군에서 선택된 종양-관련 항원이다.
다른 실시형태에서, 항원은 서열번호 44, 45, 46, 47, 48, 49 또는 50과 적어도 70%, 80%, 90%, 95% 또는 99% 동일한 아미노산 서열을 포함하는 종양-관련 항원이다.
다른 실시형태에서, 항원은 서열번호 44, 45, 46, 47, 48, 49 및 50으로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 포함하는 종양-관련 항원이다.
항원은 단일 항원 또는 이의 항원성 단편 또는 서로 융합된 적어도 두 개의 항원을 포함하는 융합 항원일 수 있다. 예를 들어, 항원은 HPV16 E7 단백질의 단일 항원 또는 HPV16 E7 및 HPV18 E7 단백질을 포함하는 융합 항원일 수 있다. 융합 항원은 서로 다른 항원을 연결하는 링커를 갖거나 갖지 않을 수 있다.
다른 실시형태에서, 항원은 서로 다른 항원을 연결하는 적어도 하나의 링커를 갖는 융합 항원이다.
다른 실시형태에서, 항원은 서로 다른 항원을 연결하는 경식(rigid) 링커 (EAAAAK)n을 갖는 융합 항원이며, 여기서 n은 0 내지 12, 바람직하게는 2 내지 6, 보다 바람직하게는 3 내지 4의 정수이다. 다시 말해, 경식 링커는 서열 EAAAAK(서열번호 56)의 0 내지 12반복체, 2 내지 6반복체 또는 3 내지 4반복체를 포함한다.
다른 실시형태에서, 본 발명의 융합 단백질은 CD40-결합 도메인과 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위 사이에 경식 링커를 더 포함한다. 경식 링커는 아미노산 서열 EAAAAK(서열번호 56)의 0 내지 12반복체를 포함하는 펩타이드 라이너일 수 있다.
경식 링커는 (EAAAAK)n 또는 (서열번호 56)n일 수 있으며, 여기서 n은 0 내지 12, 바람직하게는 2 내지 6, 보다 바람직하게는 3 내지 4의 정수이다.
다른 실시형태에서, 경식 링커는 서열번호 56의 2 내지 6반복체 또는 3 내지 4반복체를 포함한다.
다른 실시형태에서, 본 발명의 융합 단백질은 서열번호 51, 52, 53, 54 또는 55와 적어도 90%, 95% 또는 99% 동일한 아미노산 서열을 포함하거나 실질적으로 이로 이루어진다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명의 융합 단백질은 서열번호 51, 52, 53, 54 및 55로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 포함하거나 실질적으로 이로 이루어진다.
다른 양상에서, 본 발명은 본 발명의 융합 단백질을 암호화하는 DNA 단편에 관한 것이다. 또한 본 발명은 본 발명의 융합 단백질을 암호화하는 DNA 단편을 포함하는 발현 벡터에 관한 것이다. 또한 본 발명은 본 발명의 융합 단백질 및 약학적으로 허용가능한 담체 및/또는 아쥬반트를 포함하는 약학적 조성물에 관한 것이다.
약학적 조성물은 경피적, 경점막적, 비인두적, 폐 또는 직접적 주사에 적합한 또는 전신적(예를 들어, 비경구적) 또는 국소적(예를 들어, 종양내 또는 병변내 주사) 투여에 적합한 장관 또는 비경구적 투여 형태일 수 있다. 비경구적 주사는 정맥내, 복강내, 근육내, 피하 또는 피내 경로를 통한 것일 수 있다.
적합한 아쥬반트에는 사포닌-기반 아쥬반트 또는 톨-유사 수용체(TLR) 작용제 아쥬반트가 포함되지만 이로 제한되지 않는다. 사포닌-기반 아쥬반트는 GPI-0100, Quil A 또는 QS-21일 수 있다. TLR 작용제 아쥬반트는 Poly I:C, 모노포스포릴 지질 A(MPL) 또는 CpG 올리고뉴클레오타이드(예를 들어, 클래스 A CpG: CpG1585, CpG2216 또는 CpG2336; 클래스 B CpG: CpG1668, CpG1826, CpG2006, CpG2007, CpG BW006 또는 CpG D-SL01; 클래스 C CpG: CpG2395, CpG M362 또는 CpG D-SL03)일 수 있다. 일 실시형태에서, 아쥬반트는 CpG 올리고뉴클레오타이드이다.
또한 약학적 조성물은 경구적으로, 예를 들어 정제, 코팅된 정제, 당의정, 경질 및 연질 젤라틴 캡슐의 형태로 투여될 수 있다.
융합 단백질의 투여량은 제어할 질환, 환자의 나이 및 개별 상태 및 투여 방식에 따라 달라질 수 있다. 투여량은 원하는 치료 반응을 달성하기 위한 본 발명의 융합 단백질의 치료적 유효량의 얻기 위해 각각의 특정한 경우의 개별 요건에 맞추어질 수 있다.
성인 환자의 경우, 약 0.1 내지 50㎎, 특히 약 0.1 내지 5㎎의 단일 용량이 고려된다. 질환의 중증도 및 정확한 약동학적 프로파일에 따라, 융합 단백질은 주당, 2주당 또는 1개월당 하나의 용량 단위로 투여될 수 있고, 이러한 치료를 만족시키기 위해 주기당 총 1 내지 6회 용량 단위가 제공될 수 있다.
다른 양상에서, 본 발명은 항원-특이적 T 세포 면역 반응을 유도하여 이를 필요로 하는 대상체에서 감염성 질환 또는 종양으로부터 보호하고/보호하거나 이를 치료하기 위한 약제의 제조에서의 본 발명의 융합 단백질 또는 약학적 조성물의 용도에 관한 것이다.
약어: Rap1, Ras-proximate-1 또는 Ras-관련 단백질 1; CD40, 분화 클러스터(Cluster of differentiation) 40; CDR, 상보성 결정 영역.
실시예
동물 종양 모델
C57BL/6 생쥐 폐 상피 세포의 HPV16 E6- 및 E7-발현 종양 세포주를 사용하여 실시예 6 내지 8에서의 생체내 효능 분석을 위한 생쥐 HPV16 종양 모델을 확립하였다. 종양 세포는 FBS(10%) 및 페니실린/스트렙토마이신/암포테리신 B(50유닛/㎖)을 함유하는 RPMI 1640 배지에서 37℃, 5% CO2 조건으로 배양하였다.
서열번호 및 구성 요소
표 1은 서열번호 및 해당 펩타이드, 폴리펩타이드 및 융합 단백질을 보여준다.
Figure pct00001
Figure pct00002
유세포 분석. 비장 세포를 37℃에서 2시간 동안 항원성 자극제로 자극한 후, 37℃에서 2시간 동안 50㎍/㎖의 프레펠딘 A 및 모넨신으로 처리하였다. 세포를 수확하고, 0.5% BSA 함유 PBS로 세척하고, APC/Cy7-접합 항-CD3 항체, PerCP/Cy5.5-접합 항-CD4 항체, FITC-접합 항-CD8 항체, PE-접합 항-CD44 항체 및 APC-접합 항-CD62L 항체로 동시에 염색하였다. 세척 후, 세포를 투과화시키고, 고정하고 PE-접합 항-IFN-γ 항체, PE/Cy7-접합 항-IL-2 항체 및 eFluor450-접합 항-TNF-α 항체로 동시에 세포내 염색하였다. 또한 Gallios 유세포 분석기 및 Kaluza 소프트웨어를 사용하여 CD8+ 또는 CD4+ 기억 T 세포 표현형(CD3+CD44hiCD62Llo)을 갖는 비장 세포의 세포내 사이토카인 특성(IFN-γ, IL-2 또는 TNF-α)을 분석하였다.
효소-결합 면역스팟(ELISpot) 분석. 비장 세포를 사전처리한 쥐 IFN-γ 포획 96-웰 플레이트(CTL IMMUNOSPOT®)에 항원성 자극제의 존재 또는 부재 하에서 2Х105 세포/웰의 세포 밀도로 3반복 접종하였다. 37℃에서 24시간 동안 배양한 후 세포를 제거하였다. 세척 후, 상온에서 2시간 동안 비오틴-접합 항-쥐 IFN-γ 항체를 사용하여 포획된 IFN-γ를 검출하고 제조사의 지침에 따라 IFN-γ 면역스팟을 전개하였다. IMMUNOSPOT® S5 Micro 분석기(CTL)를 사용하여 IFN-γ 면역스팟의 스캐닝 및 계수를 수행하였다.
간접적 효소-결합 면역흡착 분석(ELISA). 수집한 전혈 시료를 4℃에서 30 내지 60분 동안 그래도 둔 후 5,000g에서 10분 동안 원심분리하여 혈병을 펠릿화하였다. 혈청 시료를 -20℃에 보관하였다. 항원-특이적 항체 결합을 위한 정제된 코팅 단백질을 구아니딘 코팅 완충액(2M 구아니딘 염산, 500mM Na2HPO4, 25mM 구연산염, pH 4.0 내지 4.4)에 희석하고 96-웰 플레이트에 1㎍/웰로 분배하였다. 4℃에서 밤새 항온처리한 후, 96-웰 플레이트를 37℃에서 1시간 동안 PBS에서 1% BSA로 블로킹하였다. 혈청 시료를 녹이고, 1% BSA 함유 PBS에 10배 연속 희석하였다. 코팅된 단백질을 37℃에서 2시간 동안 100㎕의 1000배 희석 혈청 시료와 함께 항온처리하였다. 인산염 완충 염수 TWEEN®-20(PBST)으로 4회 세척한 후, 37℃에서 30분 동안 겨자무 페록시다제(HRP)-접합 염소 항-쥐 IgG(1:10,000 희석, Cat#31430, Thermo Fisher Science)를 사용하여 항원-특이적 항체를 검출하였다. PBST로 4회 세척한 후, 100㎕ TMB 기질의 존재 하에서 HRP-매개 색 발현을 촉매화하고 100㎕ 1N HCl로 퀀칭하였다. 450㎚에서의 흡광도로 혈청 시료의 항원-특이적 항체의 상대적 역가를 결정하였다.
통계적 분석. 모든 비교의 유의성을 t-검정을 사용하여 계산하였고, p<0.05일 때 결과를 유의한 것으로 간주하였다.
실시예 1
CD40L47-261-TPE-E7 및 18sCD40L-TPE-E7을 위한 발현 벡터 구축
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 융합 단백질의 다양한 실시형태를 나타낸다.
융합 단백질 CD40L47-261-TPE-E7(서열번호 51; 도 5a)은 (a) 잘린 CD40 리간드 CD40L47-261(서열번호 18); (b) (EAAAAK)3(서열번호 3) 및 RX1RX2X3R(서열번호 2)(여기서 X1은 A, X2는 Y, X3은 K)을 포함하는 절단가능 링커; (c) 서열번호 5의 PE 전위 펩타이드(PE280-305); 및 (d) 서열번호 38의 HPV16 E7 단백질 및 서열번호 39의 HPV18 E7 단백질을 포함하는 융합 항원 HPV16/18 E7을 포함한다.
CD40L47-261-TPE-E7을 위한 발현 벡터(도 1)는 다음과 같이 구축된다: CD40L47-261을 포함하는 Hin dIIICD40L-Linker-PE Nco I, Xho I, Sal I 암호화 DNA 단편, 절단가능 링커 및 PE 전위 펩타이드(PE280-305)를 PCR 합성하고, HindIII/SalI로 소화시킨 후, HindIII/XhoI 절단 부위를 갖는 플라스미드 pTAC-MAT-Tag-2에 결찰하여 플라스미드 P07-His-pNC(도 2)를 얻었다. 이후, His 태그를 갖는 융합 항원 HPV16/18 E7 암호화 DNA 단편을 제한 효소 NcoI/XhoI를 통해 플라스미드 P07-His-pNC(도 2)에 삽입하여 융합 단백질 CD40L47-261-TPE-E7(도 1)을 위한 발현 벡터를 생성하였다.
절단가능 링커는 퓨린 및/또는 카텝신 L 프로테아제가 융합 단백질을 절단하여 융합 단백질로부터 TPE-E7 단편이 방출되는 것을 허용한다.
위에 기술된 것과 유사한 방법을 적용하면, 임의의 다른 관심있는 항원(들)으로 E7을 대체하고 도 2의 플라스미드에 삽입하여 본 발명에 따른 관심있는 항원을 포함하는 융합 단백질을 위한 도 1의 플라스미드와 유사한 발현 벡터를 생성할 수 있다.
위에 기술된 유사한 방법을 사용하여 융합 단백질 18sCD40L-TPE-E7(서열번호 52; 도 5b)을 위한 발현 벡터를 구축하였으며, 여기서 잘린 CD40 리간드: CD40L47-261(서열번호 18)을 18sCD40L, 다른 잘린 CD40 리간드: CD40L108-261(서열번호 19)로 대체하였다.
실시예 2
E7-TStx-CD40L47-261 및 E7-TStx-18sCD40L을 위한 발현 벡터의 구축
융합 단백질 E7-TStx-CD40L47-261(서열번호 53; 도 5c)은 (a) 융합 항원 HPV16/18 E7(HPV16 E7 단백질(서열번호 38) 및 HPV18 E7 단백질(서열번호 39)를 포함함), (b) 서열번호 14의 Stx 전위 펩타이드(Stx211-247), (c) 서열번호 1의 RX1X2R(여기서 X1은 V, X2는 A) 및 서열번호 3의 (EAAAAK)3을 포함하는 절단가능 링커 및 (d) 서열번호 18의 잘린 CD40 리간드(CD40L47-261)를 포함한다.
E7-TStx-CD40L47-261을 위한 발현 벡터(도 3)는 다음과 같이 구축된다:
Stx 전위 펩타이드(Stx211-247)를 포함하는 Hin dIII, Xho IStx-Linker-CD40L Sal I을 암호화하는 DNA 단편, 절단가능 링커 및 CD40L47-261을 PCR 합성하고, HindIII/SalI으로 소화시킨 후, HindIII/XhoI 절단 부위를 갖는 플라스미드 pTAC-MAT-Tag-2 백본에 결찰하여 플라스미드 P08(RP)-His-pNC(도 4)를 얻었다. 이후, His 태그를 갖는 융합 항원 HPV16/18 E7 암호화 DNA 단편을 제한 효소 HindIII/XhoI를 통해 플라스미드 P08(RP)-His-pNC(도 4)에 삽입하여 발현 벡터 E7-TStx-CD40L47-261(도 3)을 생성하였다.
절단가능 링커는 융합 단백질이 퓨린 및/또는 카텝신 L 프로테아제에 의해 잘려 융합 단백질로부터 E7-TStx 단편이 방출되는 것을 허용하기 때문에 본 발명의 융합 단백질을 위해 필수적이다. 예를 들어, 도 5c를 참고할 수 있다.
위에 기술된 것과 유사한 방법을 적용하면, 다양한 병원체 또는 암으로부터의 임의의 다른 관심있는 항원(들)으로 E7을 대체하고 도 4의 플라스미드에 삽입하여 본 발명에 따른 관심있는 항원을 포함하는 융합 단백질을 위한 도 3의 플라스미드와 유사한 발현 벡터를 생성할 수 있다.
위에 기술된 유사한 방법을 사용하여, 융합 단백질 E7-TStx-18sCD40L(서열번호 54; 도 5d)을 위한 발현 벡터를 구축하였으며, 여기서 잘린 CD40 리간드: CD40L47-261(서열번호 18)을 18sCD40L, 다른 잘린 CD40 리간드: CD40L108-261(서열번호 19)로 대체하였다.
비교 목적을 위해, 미국 특허 제9,481,714 B2호의 실시예 1에 개시된 작제물과 거의 동일한 융합 단백질 RAP1-CD28convPEt-E7-K3(본 출원에서 "RAP1-E7"로 지칭됨)을 구축하였다. RAP1-CD28convPEt-E7-K3(본 출원에서 "RAP1-E7"로 지칭됨)은 RAP1 도메인 III, CD28 서열, 링커, PE 전위 도메인 II(PE268-313), 항원 E7 단백질 및 소포체 잔류 서열을 포함한다. 여기서 사용된 항원 E7 단백질은 HPV16 E7 단백질(서열번호 38) 및 HPV18 E7 단백질(서열번호 39)을 포함하는 융합 항원 HPV16/18 E7이며, 선행기술에 사용된 항원 E7 단백질은 HPV16 E7 단백질이다.
실시예 3
HBx-preS1-TStx-18sCD40L을 위한 발현 벡터의 구축
융합 단백질 HBx-preS1-TStx-18sCD40L(서열번호 55; 도 5e)은 (a) 서열번호 40의 HBx 단백질 및 서열번호 41의 HBV preS1 단백질을 포함하는 융합 항원 HBx-preS1, (b) 서열번호 14의 Stx 전위 펩타이드(Stx211-247), (c) 서열번호 1의 RX1X2R(여기서 X1은 V, X2는 A) 및 서열번호 3의 (EAAAAK)3을 포함하는 절단가능 링커 및 (d) 서열번호 19의 잘린 CD40 리간드(18sCD40L)를 포함한다.
실시예 2에 기술된 유사한 방법을 사용하여, 융합 단백질 HBx-preS1-TStx-18sCD40L을 위한 발현 벡터를 구축하였으며, 여기서 사용된 잘린 CD40 리간드는 18sCD40L이었고, 사용된 항원은 위에 기술된 바와 같은 융합 항원 HBx-preS1이었다.
실시예 4
단백질 발현
단백질 발현 벡터 CD40L47-261-TPE-E7를 품은 대장균 BL21 세포를 37℃에서 선택된 항생제를 적절한 농도로 함유하는 ZY 배지(10g/ℓ 트립톤 및 5g/ℓ 효모 추출물)에 접종하였다. 배양이 초기 로그 단계(OD600=2 내지 5)에 도달했을 때, 아이소프로필-1-티오-β-D-갈락토파이란노사이드(IPTG)(0.5 내지 2mM)를 사용하여 융합 단백질의 발현을 유도하였다. IPTG 유도 4시간 후 세포를 수확하고 음파처리로 파쇄하였다. 과발현된 융합 단백질을 회수하기 위해 봉입체를 추출하고 가용화 완충액(6M 구아니딘 염산, 20mM 인산칼륨, 500mM NaCl, 20mM 이미다졸, 1mM DTT, pH 7.4)에서 가용화시켰다. 정제 후, 4℃에서 밤새도록 20- 내지 50-배 부피의 투석 완충액(10mM PBS)으로 투석하여 융합 단백질을 리폴딩을 수행하였다. 리폴딩된 융합 단백질을 환원(다이티오트레이톨과 함께; +DTT) 및 비-환원(다이티오트레이톨 없이; -DTT) 조건 하에서 SDS-PAGE로 분석하여 이들이 제대로 리폴딩되었는지를 평가하였다.
또한 다음의 융합 단백질들을 발현시키고 위에 기술된 것과 유사한 방법을 사용하여 리폴딩하였다: (1) 18sCD40L-TPE-E7; (2) E7-TStx-CD40L47-261; (3) E7-TStx-18sCD40L; (4) RAP1-E7; (5) CD40L47-261-TPE-HBx-preS1; (6) 18sCD40L-TPE-HBx-preS1; (7) HBx-preS1-TStx-CD40L47-261; (8) HBx-preS1-TStx-18sCD40L; (9) CD40L47-261-TPE-HCVcore; (10) 18sCD40L-TPE-HCVcore; (11) HCVcore-TStx-CD40L47-261; (12) HCVcore-TStx-18sCD40L; (13) CD40L47-261-TPE-CoV2S; (14) 18sCD40L-TPE-CoV2S; (15) CoV2S-TStx-CD40L47-261; (16) CoV2S-TStx-18sCD40L; (17) CD40L47-261-TPE-SSX2; (18) 18sCD40L-TPE-SSX2; (19) SSX2-TStx-CD40L47-261; (20) SSX2-TStx-18sCD40L. 다음 실험에서 융합 단백질 CD40L47-261-TPE-E7, 18sCD40L-TPE-E7, E7-TStx-18sCD40L, RAP1-E7 및 HBx-preS1-TStx-18sCD40L의 면역원성 분석 또는 효능 분석을 추가로 수행하였다.
실시예 5
융합 단백질의 면역원성 분석
암컷 C57BL/6NCrlBltw 생쥐(5 내지 6주령)를 무작위로 다음의 5개의 군(n=5)으로 나누었다: (A) 위약(즉, PBS); (B) 융합 단백질 CD40L47-261-TPE-E7(100㎍); (C) 융합 단백질 18sCD40L-TPE-E7(100㎍); (D) 융합 단백질 E7-TStx-18sCD40L(100㎍); 및 (E) 융합 단백질 RAP1-E7(100㎍). 융합 단백질을 PBS로 투석하였다. CpG1826(50㎍)을 동물군 B 내지 E에 대한 아쥬반트로 사용하였다. 각 군은 0일부터 7일 간격으로 3회 피하(s.c.)로 면역 접종을 제공받았다. 0, 7 및 14일에 혈액 시료를 수집하였다. 21일에 혈액 시료를 수집하고 비장 세포를 FBS(10%) 및 PSA 함유 RPMI 1640 배지에 재현탁하였다.
항원 자극의 존재 또는 부재 하에서 CD8+ 및 CD4+ 기억 T 세포의 세포내 사이토카인 유도(IFN-γ, IL-2 및 TNF-α)를 분석하기 위해 비장 세포를 사용하였다. 간략하게, 각 동물군의 비장 세포를 항원 E7 단백질(2㎍/㎖의 HPV16 E7 펩타이드 풀)로 처리하거나 처리하지 않고 유세포 분석으로 분석하였다. 항원 E7 자극의 존재 하에서의 사이토카인+/CD8+ 및 사이토카인+/CD4+ 비장 세포의 빈도를 자극하지 않은(비처리) 대조군의 것에 대해 정규화하여 얻은 상대적인 사이토카인 유도로 각 생쥐군의 세포내 사이토카인 유도의 정도 또는 수준을 표시하였다.
또한 비장 세포를 사용하고 효소-결합 면역스팟(ELISpot) 분석법을 사용하여 항원 자극(2㎍/㎖의 HPV16 E7 펩타이드 풀)의 존재 또는 부재 하에서 IFN-γ-분비 비장 세포의 빈도를 분석하였다. 이의 결과를 백만개의 비장 세포 당 IFN-γ+ 면역스팟으로 나타내었다.
혈액 시료를 사용하고 ELISA를 사용하여 혈청 HPV16 E7-특이적 및 HPV18 E7-특이적 항체의 수준을 분석하였으며, 여기서 각각의 코팅 단백질로 정제된 HPV16 E7 및 HPV18 E7 재조합 단백질을 사용하였다.
도 6은 HPV16 E7 펩타이드 풀로 비장 세포를 항원 자극한 후의 사이토카인 유도 결과를 보여준다. 융합 단백질 CD40L47-261-TPE-E7, 18sCD40L-TPE-E7 또는 E7-TStx-18sCD40L(B 내지 D군)로 면역화한 동물의 CD8+ 기억 T 세포에서 IFN-γ 및 TNF-α의 상대적 사이토카인 유도가 모두 RAP1-E7-처리군(E군) 또는 위약군(A군)의 것에 비해 유의적으로 증가하였고, IL2는 그렇지 않았다. CD8+ 기억 T 세포에서 IL-2의 상대적 사이토카인 유도 및 B 내지 E 동물군의 CD4+ 기억 T 세포에서 사이토카인 IFN-γ, IL-2 또는 TNF-α는 약간 증가하였지만, 위약군(A군)에 비해 유의적인 차이를 보이지 않았다.
그럼에도 불구하고, 본 발명의 융합 단백질은 항원 HPV16 E7의 자극에 반응하여 CD8+ 기억 T 세포에서 IFN-γ 및 TNF-α의 발현을 유도하는 데 있어서 선행기술의 융합 단백질보다 우수하다는 결론을 내릴 수 있다.
도 7은 시험관 내에서 HPV16 E7 펩타이드 풀로 자극한 비장 세포의 IFN-γ+ 면역스팟을 보여준다. 각각 CD40L47-261-TPE-E7, 18sCD40L-TPE-E7, E7-TStx-18sCD40L 및 RAP1-E7(B 내지 E군)로 면역화한 동물군의 IFN-γ-분비 비장 세포의 빈도는 위약군에 비해 유의적으로 증가하였다. 특히, E7-TStx-18sCD40L은 CD40L47-261-TPE-E7보다 유의적으로 높은 IFN-γ-분비 세포 빈도를 유도하였다(p=0.035).
이러한 결과는 본 발명의 융합 단백질이 항원성 HPV16 E7 펩타이드 풀로 자극 시 또는 자극 후 IFN-γ-분비 T 세포 집단을 유의적으로 증가시킬 수 있음을 나타낸다.
도 8은 0, 7 및 14일에 다양한 융합 단백질로 면역화한 동물에서 혈청 HPV16 E7-특이적 항체 수준을 보여준다. CD40L47-261-TPE-E7, 18sCD40L-TPE-E7 또는 E7-TStx-18sCD40L로 백신 접종한 동물(각각 B 내지 D군)에서 HPV16 E7-특이적 항체 수준은 7일째의 2차 백신 접종 후 증가하기 시작하여, 14일째의 3차 백신 접종 후 더 증가하였다. 21일째에, B 내지 D 동물군에서 혈청 HPV16 E7-특이적 항체 수준은 위약군 및 RAP1-E7(즉, RAP1-CD28convPEt- E7-K3)으로 백신 접종한 동물군보다 높았다.
융합 단백질 RAP1-E7(RAP1-CD28convPEt- E7-K3)은 2회의 백신 접종(0 및 7일째) 후 HPV16 E7-특이적 항체 수준을 유도하지 못했다. 14일째의 3차 백신 접종 후 HPV16 E7-특이적 항체를 유도하기 시작하였고, 혈청 항체 수준은 21일째에 B 내지 D군에 비해 적게 나타났다. 반면, 본 발명의 융합 단백질은 0 및 7일째의 2회의 백신 접종 후 혈청 HPV16 E7-특이적 항체 수준을 유도하였다.
또한 위에 기술된 것과 같은 요법 및 면역화 일정을 사용하여 동물을 RAP1-CD28convPEt-HBx-K3("RAP1-HBx"로 지침됨)로 백신 접종한 경우 HBx-특이적 항체를 유도하는 유사한 효과가 관찰되었다. RAP1-E7(RAP1-CD28convPEt- E7-K3)에서 HBx 항원으로 E7 항원을 대체하여 융합 단백질 RAP1-HBx를 생성하였다. 융합 단백질 RAP1-HBx는 14일째의 3차 백신 접종 후 혈청 HBx-특이적 항체 수준을 유도하였고, 21일째의 혈청 항체 수준은 본 발명의 융합 단백질로 백신 접종한 동물에 비해 적게 나타났다(데이터 표시 없음).
도 9는 0, 7 및 14일에 다양한 융합 단백질로 면역화한 동물에서 혈청 HPV18 E7-특이적 항체 수준을 보여준다. 융합 단백질 CD40L47-261-TPE-E7, 18sCD40L-TPE-E7 및 E7-TStx-18sCD40L(각각 B 내지 D군)은 위약군에 비해 혈청 HPV18 E7-특이적 항체 수준을 유의적으로 증가시켰다.
따라서, 본 발명의 융합 단백질은 항원-특이적 항체를 유도하는 데 효과적이며 항체 유도는 2회의 백신 접종 후에 발생한다.
요약하면, 본 발명의 융합 단백질은 항원-특이적 T 세포 반응을 유도할 수 있고, 전염증성 사이토카인, 예를 들어 IFN-γ 및 TNF-α의 발현을 증가시킬 수 있고, 항원-특이적 항체 반응을 생성할 수 있다.
실시예 6
융합 단백질의 생체내 효능 분석
암컷 C57BL/6NCrlBltw 생쥐(5 내지 6주령)를 무작위로 5개의 군으로 나누고 PBS(A군, 위약, n=4); 또는 다음의 융합 단백질들 중 하나로 처리하였다: B군, CD40L47-261-TPE-E7(25㎍; n=5); C군, 18sCD40L-TPE-E7(25㎍; n=4); D군, E7-TStx-18sCD40L(25㎍; n=5); 및 E군, RAP1-E7(25㎍; n=5). 융합 단백질을 PBS에 용해시켰으며 B 내지 E군의 동물 백신 접종에서 CpG1826(50㎍)을 아쥬반트로 사용하였다. 도 10은 면역화 일정, 융합 단백질 및 투여량을 보여준다.
생쥐를 실험하기 위해, 0일째에 각 생쥐의 좌측 옆구리에 종양 세포(0.1㎖ 중 1Х105)를 s.c.로 주사하였다. 3회의 면역 접종을 7, 14 및 21일째에 s.c.로 제공하였다. 변형된 타원체 식을 기반으로 한 캘리퍼 측정값의 곱셈으로 주 2회 종양 크기를 결정하였다: 종양 부피 = 1/2 (길이 × 폭 2 ). 생존율 및 무종양률을 계산하였다. 2㎝ 초과의 종양 길이를 갖는 생쥐를 죽은 것으로 간주하였고 종양 덩어리를 측정할 수 없거나 감지할 수 없는 생쥐를 무-종양으로 간주하였다.
접종한 종양이 위약군에서 빠르게 발달하여 25일째에 2마리가 죽었고 따라서 위약군의 데이터는 21일까지만 나타내었다(도 11). C 및 D 동물군(각각 18sCD40L-TPE-E7 및 E7-TStx-18sCD40L로 면역화함)의 종양 덩어리는 적어도 전체 실험 기간(마지막 날은 39일임) 동안 거의 완전하게 억제되었다. B 및 E 동물군(각각 CD40L47-261-TPE-E7 및 RAP1-E7로 면역화함)의 종양은 초기에는 잘 제어되었지만, 면역화를 중단한 후 점차 성장하였다.
이러한 결과는 본 발명의 융합 단백질, 특히 융합 단백질 18sCD40L-TPE-E7 및 E7-TStx-18sCD40L이 종양의 성장을 효과적으로 억제할 수 있음을 나타낸다.
B 내지 E 동물군(각각 CD40L47-261-TPE-E7, 18sCD40L-TPE-E7, E7-TStx-18sCD40L 및 RAP1-E7로 면역화함)의 생존율은 35일째에 0%로 감소한 위약군에 비해 35일째에 100%를 유지하였다(도 12).
이러한 결과는 본 발명의 융합 단백질이 동물 종양 모델에서 생존율을 효과적으로 유지할 수 있음을 나타낸다.
전체 실험 기간(39일) 동안 A, B 및 E 동물군에서 무-종양 동물은 발견할 수 없었다(도 13). C군에서 1마리(25%) 및 D군에서 3마리(60%)(각각 18sCD40L-TPE-E7 및 E7-TStx-18sCD40L로 면역화함)가 측정가능하거나 감지가능한 종양 없이 생존하는 것을 발견하였다. 특히, 이들 무종양 생쥐에서 종양 덩어리는 18sCD40L-TPE-E7 또는 E7-TStx-18sCD40L로 3회 면역화를 완료한 직후 모두 제거되었다.
이러한 결과는 종양을 갖는 동물에서 무종양률을 증가시키는 데 있어서 본 발명의 융합 단백질이 선행기술의 융합 단백질 RAP1-E7보다 강력함을 나타낸다.
실시예 7
18sCD40L-TPE-E7의 용량 차이에 따른 생체 내 효능 분석
암컷 C57BL/6NCrlBltw 생쥐(4 내지 6주령)를 무작위로 다음의 5개의 군(군당 n=5)으로 나누었다: (A) 위약(PBS); (B) 18sCD40L-TPE(100㎍; 융합 항원 E7 없음); (C) 18sCD40L-TPE-E7(100㎍); (D) 18sCD40L-TPE-E7(50㎍); (E) 18sCD40L-TPE-E7(25㎍). 융합 단백질을 PBS에 용해시켰으며 B 내지 E군에서 CpG1826(50㎍)을 아쥬반트로 사용하였다. 0일째에 각 생쥐의 좌측 옆구리에 종양 세포(0.1㎖ 중 1Х106)를 s.c.로 주사하였다. 종양 세포 주사 2주 후, 14, 21 및 28일째에 3회 s.c.로 종양 생쥐에 백신 접종하였다.
종양 부피를 결정하였다. 융합 단백질 18sCD40L-TPE-E7의 모든 투여량(25㎍, 50㎍ 또는 100㎍)에서 종양의 성장을 억제하는 강한 효과가 나타났다. 융합 단백질에 의한 종양 크기의 억제는 14일째의 첫 번째 주사 후에 나타났고, 34일째의 마지막 관찰일까지 전체 실험 기간 동안 지속되었다. 항원 E7이 결여된 위약 및 18sCD40L-TPE는 종양의 성장을 억제하는 효과가 없었다(도 14).
실시예 8
E7-TStx-18sCD40L의 용량 차이에 따른 생체 내 효능 분석
B 내지 E군의 생쥐를 각각 (B) TStx-18sCD40L(100㎍; 융합 단백질 E7 없음); (C) E7-TStx-18sCD40L(100㎍); (D) E7-TStx-18sCD40L(50㎍); 및 (E) E7-TStx-18sCD40L(25㎍)로 백신 접종한 것을 제외하고는 실시예 7과 유사한 방법을 사용하여 생쥐를 군으로 나누고, 종양 세포를 주사하고, 14, 21, 28일째에 융합 단백질을 투여하고, 종양 크기를 측정하였다. 융합 단백질 E7-TStx-18sCD40L의 모든 투여량(25㎍, 50㎍ 또는 100㎍)에서 종양의 성장을 억제하는 강한 효과가 나타났다(도 15). 융합 단백질에 의한 종양 크기의 억제는 첫 번째 주사 후에 나타났고, 34일째의 마지막 관찰일까지 전체 실험 기간 동안 지속되었다. 항원 E7이 결여된 위약 및 TStx-18sCD40L은 종양의 성장을 억제하는 효과가 없었다(도 15).
따라서, 본 발명의 융합 단백질은 우수한 치료 효능으로 종양의 성장을 억제하는 강한 효과를 갖는다.
실시예 9
백신 투여 횟수: HBx-preS1-TStx-18sCD40L의 면역원성 분석
도 16은 각 동물군의 투여 일정을 보여준다. C57BL/6JNarl 암컷 생쥐(5주령)를 무작위로 다음의 4개의 군(군당 n=5)으로 나누었다: (1) 위약군; (2) D0-D7-D14군(3회 투여, 0, 7, 14일째에 백신 접종); (3) D7-D14(2회 투여, 7, 14일째에 백신 접종); 및 (4) D14군(1회 투여, 14일째에 백신 접종). 위약군은 0, 7 및 14일째에 s.c.로 PBS를 제공받았다. 다른 군의 생쥐들은 도 16의 투여 일정에 따라 s.c.로 CpG1826 ODN(50㎍)으로 보강된 HBx-preS1-TStx-18sCD40L(100㎍)을 제공받았다. 혈액 시료는 0, 7, 14 및 21일째에 수집하였다. 21일째에, 동물을 희생시키고, 비장 세포를 수집하고 배양하였다. 각각 ELISpot 분석법을 사용하여 항원성 자극제(HBx-특이적 펩타이드 풀, 즉, HBV 32aa 중첩 9 펩타이드)의 존재 및 부재 하에서 IFN-γ-분비 비장 세포의 빈도를 분석하였다. 혈청 HBx-특이적 항체의 수준을 ELISA로 분석하였으며, 여기서 정제된 HBx 재조합 단백질을 코팅 단백질로 사용하였다.
도 17은 각 동물군에서 시험관 내 HBV 32aa 중첩 9 펩타이드 풀로 자극한 비장 세포에서 IFN-γ+ 면역스팟을 보여준다. 이러한 결과는 3회 투여, 2회 투여 및 1회 투여로 면역화한 동물군(각각 D0-D7-D14, D7-D14 및 D14군)의 비장 세포 모두가 위약군에 비해 IFN-γ-분비 비장 세포의 빈도에서 유의적인 증가를 보임을 나타낸다. IFN-γ-분비 비장 세포의 빈도는 면역화의 횟수와 양의 상관관계가 있었다. D0-D7-D14군(3회 백신 접종)은 가장 높은 IFN-γ-분비 비장 세포 유도를 보였다.
반면, HBx-preS1-TStx-18sCD40L의 단일 프라이밍 투여(D14군)는 HBx-특이적 항체 반응을 명확하게 유도하지는 않았다. 그러나, 2차 면역화는 항체 수준을 상당히 높였고(D7-D14군) 3차 투여는 D0-D7-D14 동물군에 나타난 바와 같이 항체 수준을 훨씬 더 높였다(도 18). 체액성 반응을 유도하는 투여-횟수-의존적 효과는 세포-매개 면역 반응을 유도하는 것과 일치한다. 융합 단백질은 투여 횟수 의존적 방식에서 IFN-γ 생성을 유도하는 데 효과적이다(도 17).
따라서, 융합 단백질 HBx-preS1-TStx-18sCD40L은 2회의 면역화 이후 HBx-특이적 T 세포-매개 면역 반응 및 HBx-특이적 체액성 면역 반응을 효과적으로 유도할 수 있었으며, 이는 복수의 백신 접종에 의해 더욱 증가될 수 있었다.
전술한 예시적인 실시형태의 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해서만 제공되었으며 개시된 정확한 형태로 본 발명을 제한하기 위해 철저하게 의도되는 것은 아니다. 본 명세서에서 인용 및 논의된 모든 참고문헌은 각 참고문헌이 개별적으로 참조에 의해 원용되는 경우와 같은 정도로 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.
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<213> Artificial Sequence <220> <223> VH of the anti-CD40 scFv <400> 22 Glu Val Gln Leu Leu Glu Ser Gly Gly Gly Leu Val Gln Pro Gly Gly 1 5 10 15 Ser Leu Arg Leu Ser Cys Ala Ala Ser Gly Phe Thr Phe Ser Thr Tyr 20 25 30 Gly Met His Val Trp Arg Gln Ala Pro Gly Lys Gly Leu Glu Trp Leu 35 40 45 Ser Tyr Ile Ser Gly Gly Ser Ser Tyr Ile Phe Tyr Ala Asp Ser Val 50 55 60 Arg Gly Arg Phe Thr Ile Ser Arg Asp Asn Ser Glu Asn Ala Leu Tyr 65 70 75 80 Leu Gln Met Asn Ser Leu Arg Ala Glu Asp Thr Ala Val Tyr Tyr Cys 85 90 95 Ala Arg Ile Leu Arg Gly Gly Ser Gly Met Asp Leu Trp Gly Gln Gly 100 105 110 Thr Leu Val Thr Val Ser Ser 115 <210> 23 <211> 112 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> VL of the anti-CD40 scFv <400> 23 Gln Ser Val Leu Thr Gln Pro Pro Ser Ala Ser Gly Thr Pro Gly Gln 1 5 10 15 Arg Val Thr Ile Ser Cys Thr Gly Ser Ser Ser Asn Ile Gly Ala Gly 20 25 30 Tyr Asn Val Tyr Trp Tyr Gln Gln Leu Pro Gly Thr Ala Pro Lys Leu 35 40 45 Leu Ile Tyr Gly Asn Ile Asn Arg Pro Ser Gly Val Pro Asp 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12 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> VL CDR3 <400> 29 Cys Ala Ala Trp Asp Lys Ser Ile Ser Gly Leu Val 1 5 10 <210> 30 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> ER retention sequence <400> 30 Lys Asp Glu Leu 1 <210> 31 <211> 12 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> ER retention sequence <400> 31 Lys Lys Asp Leu Arg Asp Glu Leu Lys Asp Glu Leu 1 5 10 <210> 32 <211> 13 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> ER retention sequence <400> 32 Lys Lys Asp Glu Leu Arg Asp Glu Leu Lys Asp Glu Leu 1 5 10 <210> 33 <211> 13 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> ER retention sequence <400> 33 Lys Lys Asp Glu Leu Arg Val Glu Leu Lys Asp Glu Leu 1 5 10 <210> 34 <211> 12 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> ER retention sequence <400> 34 Lys Asp Glu Leu Lys Asp Glu Leu Lys Asp Glu Leu 1 5 10 <210> 35 <211> 28 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> CD28 consensus sequence <220> <221> MISC_FEATURE <222> (8)..(8) <223> Xaa is I or L <220> <221> MISC_FEATURE <222> (10)..(10) <223> Xaa is V, F or A <220> <221> MISC_FEATURE <222> (11)..(11) <223> Xaa is M or L <220> <221> MISC_FEATURE <222> (17)..(17) <223> Xaa is L or I <400> 35 Thr Asp Ile Tyr Phe Cys Lys Xaa Glu Xaa Xaa Tyr Pro Pro Pro Tyr 1 5 10 15 Xaa Asp Asn Glu Lys Ser Asn Gly Thr Ile Ile His 20 25 <210> 36 <211> 28 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> CD28-activating peptide (minimal) <400> 36 Thr Asp Ile Tyr Phe Cys Lys Ile Glu Val Met Tyr Pro Pro Pro Tyr 1 5 10 15 Leu Asp Asn Glu Lys Ser Asn Gly Thr Ile Ile His 20 25 <210> 37 <211> 53 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> CD28-activating peptide <400> 37 Asn Cys Asp Gly Lys Leu Gly Asn Glu Ser Val Thr Phe Tyr Leu Gln 1 5 10 15 Asn Leu Tyr Val Asn Gln Thr Asp Ile Tyr Phe Cys Lys Ile Glu Val 20 25 30 Met Tyr Pro Pro Pro Tyr Leu Asp Asn Glu Lys Ser Asn Gly Thr Ile 35 40 45 Ile His Val Lys Gly 50 <210> 38 <211> 98 <212> PRT <213> Human papillomavirus type 16 <400> 38 Met His Gly Asp Thr 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<212> PRT <213> Hepatitis B virus <400> 40 Met Ala Ala Arg Met Cys Cys Gln Leu Asp Pro Ala Arg Asp Val Leu 1 5 10 15 Cys Leu Arg Pro Val Gly Ala Glu Ser Arg Gly Arg Pro Leu Pro Gly 20 25 30 Pro Leu Gly Ala Leu Pro Pro Ser Ser Ala Ser Ala Val Pro Ala Asp 35 40 45 His Gly Ser His Leu Ser Leu Arg Gly Leu Pro Val Cys Ser Phe Ser 50 55 60 Ser Ala Gly Pro Cys Ala Leu Arg Phe Thr Ser Ala Arg Arg Met Glu 65 70 75 80 Thr Thr Val Asn Ala Pro Trp Ser Leu Pro Thr Val Leu His Lys Arg 85 90 95 Thr Ile Gly Leu Ser Gly Arg Ser Met Thr Trp Ile Glu Glu Tyr Ile 100 105 110 Lys Asp Cys Val Phe Lys Asp Trp Glu Glu Leu Gly Glu Glu Ile Arg 115 120 125 Leu Lys Val Phe Val Leu Gly Gly Cys Arg His Lys Leu Val Cys Ser 130 135 140 Pro Ala Pro Cys Asn Phe Phe Thr Ser Ala 145 150 <210> 41 <211> 108 <212> PRT <213> Hepatitis B virus <400> 41 Met Gly Gly Trp Ser Ser Lys Pro Arg Gln Gly Met Gly Thr Asn Leu 1 5 10 15 Ser Val Pro Asn Pro Leu Gly Phe Phe Pro Asp His Gln Leu Asp Pro 20 25 30 Ala Phe Gly Ala Asn Ser Asn 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Glu Ala Ala Ala Ala Lys Glu Ala Ala 370 375 380 Ala Ala Lys Glu Asn Ser Phe Glu Met Gln Lys Gly Asp Gln Asn Pro 385 390 395 400 Gln Ile Ala Ala His Val Ile Ser Glu Ala Ser Ser Lys Thr Thr Ser 405 410 415 Val Leu Gln Trp Ala Glu Lys Gly Tyr Tyr Thr Met Ser Asn Asn Leu 420 425 430 Val Thr Leu Glu Asn Gly Lys Gln Leu Thr Val Lys Arg Gln Gly Leu 435 440 445 Tyr Tyr Ile Tyr Ala Gln Val Thr Phe Cys Ser Asn Arg Glu Ala Ser 450 455 460 Ser Gln Ala Pro Phe Ile Ala Ser Leu Cys Leu Lys Ser Pro Gly Arg 465 470 475 480 Phe Glu Arg Ile Leu Leu Arg Ala Ala Asn Thr His Ser Ser Ala Lys 485 490 495 Pro Cys Gly Gln Gln Ser Ile His Leu Gly Gly Val Phe Glu Leu Gln 500 505 510 Pro Gly Ala Ser Val Phe Val Asn Val Thr Asp Pro Ser Gln Val Ser 515 520 525 His Gly Thr Gly Phe Thr Ser Phe Gly Leu Leu Lys Leu 530 535 540 <210> 56 <211> 6 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Rigid linker 1 with n=1 <400> 56 Glu Ala Ala Ala Ala Lys 1 5

Claims (20)

  1. 융합 단백질로서,
    (a) CD40-결합 도메인;
    (b) 항원; 및
    (c) 상기 CD40-결합 도메인과 상기 항원 사이에 위치한 전위 도메인
    을 포함하되, 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위가 상기 융합 단백질의 상기 CD40-결합 도메인과 상기 전위 도메인 사이에 존재하는, 융합 단백질.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전위 도메인은 슈도모나스(Pseudomonas) 외독소 A(PE) 전위 펩타이드이고, 상기 CD40-결합 도메인은 상기 융합 단백질의 N-말단에 위치하는, 융합 단백질.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전위 도메인은 26 내지 112개 길이의 아미노산 잔기로 이루어진 PE 전위 펩타이드이고, 상기 PE 전위 펩타이드는 서열번호 5의 아미노산 서열을 포함하는, 융합 단백질.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전위 도메인은 시가(Shiga) 독소(Stx) 전위 펩타이드이고, 상기 항원은 상기 융합 단백질의 N-말단에 위치하는, 융합 단백질.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전위 도메인은 8 내지 84개 길이의 아미노산 잔기로 이루어진 Stx 전위 펩타이드이고, 상기 Stx 전위 펩타이드는 서열번호 12의 아미노산 서열을 포함하는, 융합 단백질.
  6. 제1항에 있어서, 상기 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위는 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단을 통해 상기 융합 단백질로부터 상기 CD40-결합 도메인의 제거를 허용하는, 융합 단백질.
  7. 제1항에 있어서, 상기 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위는 서열번호 1 또는 2의 아미노산 서열을 포함하는, 융합 단백질.
  8. 제1항에 있어서, 상기 CD40-결합 도메인 및 상기 전위 도메인 사이에 위치한 상기 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위를 포함하는 펩타이드 링커를 더 포함하는, 융합 단백질.
  9. 제1항에 있어서, 상기 CD40-결합 도메인은 CD40 리간드(CD40L) 또는 이의 기능적 단편인, 융합 단백질.
  10. 제1항에 있어서, 상기 CD40-결합 도메인은 서열번호 19의 아미노산 서열을 포함하는 CD40 리간드(CD40L) 또는 이의 기능적 단편이고, 상기 CD40L 또는 이의 기능적 단편은 154 내지 261개 길이의 아미노산 잔기를 갖는, 융합 단백질.
  11. 제1항에 있어서, 상기 CD40-결합 도메인은 CD40-특이적 항체 또는 이의 결합 단편 또는 단일 사슬 가변 단편(scFv)이고,
    상기 CD40-특이적 항체 또는 scFv는 VH 및 VL을 포함하고,
    (a) 상기 VH는 서열번호 22의 아미노산 서열을 포함하고,
    (b) 상기 VL은 서열번호 23의 아미노산 서열을 포함하는, 융합 단백질.
  12. 제1항에 있어서, 상기 CD40-결합 도메인은 CD40-특이적 항체 또는 이의 결합 단편이고, 상기 CD40-특이적 항체는 VH 및 VL을 포함하고, 상기 VH는 VH CDR1, VH CDR2 및 VH CDR3을 포함하고, 상기 VL은 VL CDR1, VL CDR2 및 VL CDR3을 포함하고,
    (i) 상기 VH CDR1, VH CDR2 및 VH CDR3은 각각 서열번호 24, 25 및 26의 아미노산 서열을 포함하고,
    (ii) 상기 VL CDR1, VL CDR2 및 VL CDR3은 각각 서열번호 27, 28 및 29의 아미노산 서열을 포함하는, 융합 단백질.
  13. 제1항에 있어서, 상기 항원은 종양 항원이고, 상기 종양은 유방암, 결장암, 직장암, 방광암, 자궁내막암, 신장암, 위암, 교모세포종, 간세포 암종, 담관암, 소세포 폐암, 비-소세포 폐암(NSCLC), 흑색종, 난소암, 자궁경부암, 췌장암, 전립선암, 급성 골수성 백혈병(AML), 만성 골수성 백혈병(CML), 비-호지킨 림프종 및 갑상선암으로 이루어진 군에서 선택된 것인, 융합 단백질.
  14. 제1항에 있어서, 상기 항원은 인간 파필로마바이러스(Human Papillomavirus: HPV), 인간 면역결핍 바이러스-1(Human Immunodeficiency Virus-1: HIV-1), 인플루엔자 바이러스(Influenza Virus), 뎅기 바이러스(Dengue Virus), A형 간염 바이러스(Hepatitis A Virus: HAV), B형 간염 바이러스(Hepatitis B Virus: HBV), C형 간염 바이러스(Hepatitis C Virus: HCV), D형 간염 바이러스(Hepatitis D Virus: HDV), E형 간염 바이러스(Hepatitis E Virus: HEV), 중증 급성 호흡기 증후군-관련 코로나바이러스(Severe acute respiratory syndrome-associated coronavirus: SARS-CoV), 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스 2(Severe acute respiratory syndrome-associated coronavirus: SARS-CoV-2), 중동 호흡기 증후군 코로나바이러스(Middle East respiratory syndrome coronavirus: MERS-CoV), 엡스타인-바 바이러스(Epstein-Barr virus: EBV), 지카 바이러스(Zika Virus), 광견병 바이러스(Rabies Virus), 두창 바이러스(Variola virus), 치쿤군야 바이러스(Chikungunya Virus), 웨스트 나일 바이러스(West Nile virus), 폴리오바이러스(Poliovirus), 홍역 바이러스(Measles virus), 풍진 바이러스(Rubella virus), 한타바이러스(Hantavirus), 일본 뇌염 바이러스(Japanese encephalitis virus), 콕삭키바이러스(Coxsackievirus), 에코바이러스(Echovirus), 엔테로바이러스(Enterovirus), 멈프스 바이러스(Mumps virus), 수두-대상포진 바이러스(Varicella-zoster virus: VZV), 헤르페스 B 바이러스(Cercopithecine herpesvirus-1: CHV-1), 황열 바이러스(Yellow fever virus: YFV), 리프트 발리열 바이러스(Rift Valley Fever Virus), 라싸 바이러스(Lassa virus), 마르부르그 바이러스(Marburg virus), 에볼라바이러스(Ebolavirus), 노로바이러스(Norovirus), 로타바이러스(Rotavirus), 아데노바이러스(Adenovirus), 사포바이러스(Sapovirus), 아스트로바이러스(Astrovirus), 리케차 프로바제키이(Rickettsia prowazekii), 리케차 타이피(Rickettsia typhi), 오리엔티아 쯔쯔가무시(Orientia tsutsugamushi), 보렐리아 부르그도르페리(Borrelia burgdorferi), 페스트균(Yersinia pestis), 삼일열말라리아원충(Plasmodium vivax), 사일열말라리아원충(Plasmodium malariae), 열대열말라리아원충(Plasmodium falciparum), 난형말라리아원충(Plasmodium ovale), 탄저균(Bacillus anthracis), 클로스트리듐 디피실리(Clostridium Difficile), 클로스트리듐 보톨리늄(Clostridium Botulinum), 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae), 살모넬라 엔테리카 혈청형 타이피(Salmonella enterica serovar Typhi), 살모넬라 엔테리카 혈청형 파라타이피 A(Salmonella enterica serovar Paratyphi A), 시가 독소-생산 대장균(E. coli: STEC), 시겔라 다이센테리에(Shigella dysenteriae), 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri), 시겔라 보이디이(Shigella boydii), 시겔라 소네이(Shigella sonnei), 이질아메바(Entamoeba histolytica), 콜레라균(Vibrio cholerae), 결핵균(Mycobacterium tuberculosis), 수막염균(Neisseria meningitidis), 백일해균(Bordetella pertusis), B형 헤모필루스 인플루엔자(Haemophilus influenzae type B: HiB), 파상풍균(Clostridium tetani), 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes) 및 폐렴구균(Streptococcus pneumoniae)으로 이루어진 군에서 선택된 병원체의 항원인, 융합 단백질.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 융합 단백질의 용도로서, 항원-특이적 세포-매개 면역 반응을 유도하여 치료를 필요로 하는 대상체에서 종양 및/또는 병원체에 의해 유발되는 질환을 치료하기 위한 약제의 제조에서의 용도.
  16. 제2항에 있어서, 상기 항원의 C-말단에 위치한 소포체(ER) 잔류 서열을 더 포함하는, 융합 단백질.
  17. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 CD40-결합 도메인과 상기 퓨린 및/또는 카텝신 L 절단 부위 사이에 위치한 CD28-활성화 펩타이드를 더 포함하고, 상기 CD28-활성화 펩타이드는 28 내지 53개 아미노산 잔기의 길이를 갖고 서열번호 35, 36 및 37로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 포함하는, 융합 단백질.
  18. 제1항의 융합 단백질을 암호화하는 DNA 단편을 포함하는 발현 벡터.
  19. 제2항에 있어서, 상기 PE 전위 펩타이드는 서열번호 5, 6, 7, 8 및 9로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 포함하는, 융합 단백질.
  20. 제4항에 있어서, 상기 Stx 전위 펩타이드는 서열번호 12, 13, 14, 15 및 16으로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 포함하는, 융합 단백질.
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