TWI817113B - 用於針對癌症及傳染病之免疫療法之融合蛋白 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露用於針對癌症及傳染病之免疫療法之融合蛋白。根據本發明之融合蛋白包含一CD40結合域；一抗原；以及一位於該CD40結合域與該抗原之間的易位域，其中，一弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點係存在於該融合蛋白的該CD40結合域與該易位域之間。該抗原係病原體之抗原或腫瘤抗原。該弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點允許經由弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解而將該CD40結合域自該融合蛋白移除。本發明亦揭露本發明之融合蛋白之醫藥組成物、表現載體及用途，其用於引起抗原特異性細胞媒介之免疫反應、治療需要此治療之患者的腫瘤及/或由病原體所致之疾病。
Description
本發明大體涉及融合蛋白，且更詳而言之，涉及用於引起針對腫瘤及傳染病的T細胞媒介之免疫反應之融合蛋白。
適應性免疫系統包括體液性免疫組分及細胞媒介之免疫組分兩者，並且可摧毀入侵之病原體。完成適應性免疫反應之細胞係被稱為淋巴球之白血球。兩種不同類型之淋巴球，B細胞及T細胞完成主要活性：抗體反應及細胞媒介之免疫反應。適應性免疫係藉由暴露於病原體而活化並且導致未來遭遇該病原體時之免疫反應增強。疫苗誘導適應性免疫細胞中之抗原特異性記憶，使得針對標靶病原體之保護成為可能。仍需要新穎之治療性疫苗以治療包括癌症及由病原體造成之傳染病的疾病。
於一方面，本發明涉及一種融合蛋白，其包含：(a)一CD40結合域；(b)一抗原；以及(c)一位於該CD40結合域與該抗原之間的易位域，其中，
一弗林蛋白酶(furin)及/或組織蛋白酶(cathepsin)L裂解位點係存在於該融合蛋白的該CD40結合域與該易位域之間。
於另一方面，本發明涉及一種編碼根據本發明之融合蛋白的DNA片段。本發明亦涉及一種表現載體，其包含編碼本發明之融合蛋白的DNA片段。
復於另一方面，本發明涉及一種醫藥組成物，其包含本發明之融合蛋白及醫藥上可接受之載劑及/或佐劑。
於又一方面，本發明涉及本發明之融合蛋白或醫藥組成物在製造藥物的用途，該藥物用於引起抗原特異性細胞媒介之免疫反應、治療需要此治療之患者的腫瘤及/或由病原體所致之疾病。本發明亦涉及本發明之融合蛋白或醫藥組成物，其用於引起抗原特異性細胞媒介之免疫反應、治療需要此治療之患者的腫瘤及/或由病原體所致之疾病。
替代性地，本發明涉及一種用於引起抗原特異性細胞媒介之免疫反應、治療需要此治療之患者的腫瘤及/或由病原體所致之疾病的方法，該方法包括將有效量的本發明之融合蛋白或醫藥組成物投予至需要此治療之患者。
圖1係載體圖譜。
圖2係載體圖譜。MCS，多個選殖位點。
圖3係載體圖譜。
圖4係載體圖譜。
圖5A至圖5E係示出本發明之各種態樣的示意圖。
圖6係顯示每一動物群組中相對細胞激素誘導的圖。
圖7係顯示來自每一動物群組之脾細胞中之IFN-γ+免疫斑點的圖。
圖8係顯示每一動物群組中血清HPV16 E7特異性抗體量級的圖。
圖9係顯示每一動物群組中血清HPV18 E7特異性抗體量級的圖。
圖10顯示免疫化排程表以及分別未經治療及經所指示之融合蛋白治療的動物群組。
圖11係顯示經或未經所指示之融合蛋白治療的每一動物群組中之腫瘤尺寸的圖。
圖12係顯示經或未經所指示之融合蛋白治療的每一動物群組中之存活率的圖。
圖13係顯示經或未經所指示之融合蛋白治療的每一動物群組中之無腫瘤率的圖。
圖14係顯示經或未經所指示之各種劑量之融合蛋白18sCD40L-TPE-E7治療的每一動物群組中之腫瘤尺寸的圖。
圖15係顯示經或未經所指示之各種劑量之融合蛋白E7-TStx-18sCD40L治療的每一動物群組中之腫瘤尺寸的圖。
圖16顯示免疫化方案(上圖)、動物群組及相應的融合蛋白HBx-preS1-TStx-18sCD40L給藥排程表(下圖)。
圖17係顯示來自圖16中每一動物群組之脾細胞中之IFN-γ+免疫斑點的圖。
圖18係顯示圖16中每一動物群組中血清HBx特異性抗體量級的圖。
除非另做定義，否則本文中使用之所有科技術語具有與具有本發明所屬領域通常知識之人士所一般理解者相同之意。此外，詳述下列定義以例示性說明及定義用來揭示本發明之各種術語的意義及範疇。
定義
抗原呈現細胞(APC)或輔助細胞係將與主要組織相容複合體(MHC)複合之抗原展示在其表面的細胞；這一製程稱為抗原呈現。T細胞可以使用其T細胞受體(TCR)來識別此等複合體。APC加工抗原並將它們呈現至T細胞。
抗原呈現細胞落入兩個類別：專職性及非專職性。彼等將第II類MHC細胞與共刺激性細胞及模式辨識受體一起表現者係稱為專職性抗原呈現細胞。專職性抗原呈現細胞之主要類型係樹突細胞(DC)、巨噬細胞及B細胞。非專職性APC表現第I類MHC，其包括身體中全部類型之有核細胞。
專職性APC專門將抗原呈現至T細胞。它們在下列者中非常有效：內化抗原(無論藉由吞噬作用或藉由受體媒介之胞吞作用)、將抗原加工為胜肽片段以及隨後將彼等胜肽(已結合至第II類MHC分子)展示在其細胞膜。T細胞辨識抗原呈現細胞之細胞膜的抗原-第II類HC分子複合體並與之相互作用。隨後，藉由抗原呈現細胞產生額外之共刺激訊號，導致T細胞之活化。全部之專職性APC皆亦表現第I類MHC分子。
專職性APC及非專職性APC使用第I類MHC分子將內源性胜肽展示在細胞膜。此等胜肽起源於該細胞自身之內，與使用第II類MHC分子的專職性APC所展示之外源性抗原相反。細胞毒性T細胞能夠與藉由第I類MHC分子呈現之抗原相互作用。
CD40係表現在抗原呈現細胞(例如，樹突細胞、巨噬細胞及B細胞)之共刺激性蛋白。CD40L與CD40之結合活化抗原呈現細胞並且誘導多種下游效應。CD40係癌症免疫療法之藥物標靶。
術語「CD40結合域(CD40 binding domain)」指稱可辨識並結合CD40之蛋白質。CD40結合域可係選自下列之一者：「CD40配體(CD40L)或其功能性片段」、「抗CD40抗體或其功能性片段」。
術語「CD40」、「CD40配體」與「CD154」可互換。CD40L結合抗原呈現細胞(APC)之CD40(蛋白)，這導致多種取決於標靶細胞類型之效應。CD40L在經由T細胞啟動之免疫反應的共刺激及調節以及CD40表現免疫細胞之活化中發揮關鍵作用。US 5,962,406揭露了CD40L之核苷酸及胺基酸序列。
術語「抗CD40」抗體及「CD40特異性抗體」可互換。
當術語「實質由...組成」或「實質上由...組成」用來揭示多肽之胺基酸序列時，其意指該多肽可以具有或可以不具有位於N端的作為多肽之一部分的起始胺基酸「M」(從起始密碼子AUG轉譯)，取決於蛋白質轉譯要求。例如，當抗原HPV18 E7蛋白(SEQ ID NO：39)融合至另一多肽(例如，另一抗原)時，起始胺基酸「M」可以省略或保留。
如本文所用，「易位域(translocation domain)」為一具有生物學活性的多肽，其將融合蛋白內之抗原跨胞內體膜(endosomal membrane)易位到CD40
呈現細胞的細胞質中。易位域引導或促進抗原朝向第I類主要組織相容複合體(MHC-1)途徑(亦即，細胞毒T細胞途徑)以進行抗原呈現。
術語「假單胞菌外毒素A(PE)易位肽(TPE)」指稱PE域II肽或其功能性片段，其在易位中具有生物學活性。
術語「志賀毒素(Stx)易位肽(TStx)」指稱Stx易位域或其功能性片段，其在易位中具有生物學活性。
術語「弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L」或「弗林蛋白酶/組織蛋白酶L」可互換。弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點(furin and/or cathepsin L cleavage site)指稱蛋白酶(弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L)敏感位點。其係可被弗林蛋白酶或組織蛋白酶L裂解或被弗林蛋白酶及組織蛋白酶L兩者裂解的短肽序列。其可以為被引入融合蛋白內的包含該裂解位點之胜肽連接子，或是存在於融合蛋白之易位域中的內在蛋白酶裂解位點。
術語「抗原」與「免疫原」可互換。抗原指稱抗原性蛋白，其可以為腫瘤抗原(來自癌症之抗原或與癌症相關之抗原)或病原體之抗原(來自病原體之抗原)。
術語「腫瘤」與「癌症」可互換。
術語「癌細胞之抗原」與「腫瘤抗原」可互換。
術語「腫瘤抗原」指稱腫瘤特異性抗原及/或腫瘤相關抗原。腫瘤相關抗原可以為表現在腫瘤細胞表面之蛋白質或多肽。
分化簇28(CD28)為T細胞特異性表面醣蛋白。CD28受體在T細胞與抗原呈現細胞接觸期間被刺激。其功能牽涉到T細胞活化、細胞增殖及細胞激素產生之誘導、以及T細胞存活之促進。
術語「有效量」指稱於經治療之患者賦予治療效果所需的活性融合蛋白之量。有效劑量，如彼等熟識該領域者所知者，取決於投予途徑、賦形劑之使用及與其他治療性療法共用的可能性而改變。
術語「治療」或「療法」指稱投予有效量之融合蛋白至有此需要之患者，該患者患有癌症或感染或具有朝向該疾病之症候或傾向性，目的為治癒、緩解、減輕、補救、改善或預防疾病、疾病之症候或朝向疾病之傾向性。該患者可以由保健專業人士基於任意合適之診斷方法的結果而予以識別。
「0至12重複」或「2至6重複」意指「0至12」或「2至6」範圍內之全部整數單位量作為本發明之一部分而具體揭露。因此，包括「0、1、2、3、4、...10、11和12」或「2、3、4、5和6」單位量作為本發明之態樣。
於一方面，本發明涉及一種融合蛋白，其包含：(i)一CD40結合域；(ii)一抗原；以及(iii)一位於該CD40結合域與該抗原之間的易位域，其中，一弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點係存在於該融合蛋白的該CD40結合域與該易位域之間。
本發明之融合蛋白可以引起經由第I類MHC抗原呈現途徑的抗原特異性T細胞免疫反應。它們具有一共同的作用機制。使用融合蛋白18sCD40L-TPE-E7作為示例，該作用機制係例示說明於下：
(1)融合蛋白結合至CD40呈現細胞(例如，樹突細胞或巨噬細胞)並經由CD40媒介之胞吞作用被內化；
(2)融合蛋白被胞內體中的弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L蛋白酶裂解，從而將18sCD40L片段與TPE-E7片段分離；
(3)TPE-E7片段被跨胞內體之胞內體膜易位至細胞質；
(4)TPE-E7片段被細胞質蛋白酶體消化以生成具有抗原決定位(epitopes)之小的E7抗原；
(5)E7抗原被遞送至第I類MHC途徑以進行抗原呈現；以及
(6)CD8+ T細胞特異性免疫反應藉由T細胞辨識此等經呈現之抗原而予以誘導或增強。
上揭作用機制適用於融合蛋白E7-TStx-18sCD40L，在這種情況下，弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L蛋白酶裂解係將E7-TStx片段與18sCD40L片段分離。因此，E7-TStx片段被跨胞內體之胞內體膜易位至細胞質，被細胞質蛋白酶體消化以生成具有抗原決定位之小的E7抗原；E7抗原被遞送至第I類MHC途徑以進行抗原呈現；以及，CD8+ T細胞特異性免疫反應藉由T細胞辨識此等經呈現之抗原而予以誘導或增強。
根據本發明，無弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點存在於該融合蛋白的該抗原與該易位域之間。
該弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點之存在以及其在融合蛋白之位置係允許在弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解後將該CD40結合域自該融合蛋白移除。
於一個態樣中，本發明之融合蛋白進一步包含胜肽連接子，該連接子包含弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點，該裂解位點存在於該CD40結合域與該易位域之間。
易位域及抗原位於融合蛋白內，其方向及/或關聯係允許易位域將抗原跨胞內體之膜易位並進入細胞質，並且隨後促進抗原朝向第I類MHC途徑以在CD40表現細胞中進行抗原呈現。
於一個態樣中，易位域係衍生自假單胞菌外毒素A(PE)。於另一態樣中，易位域係衍生自志賀毒素(Stx)。
於一個態樣中，易位域包含或係假單胞菌外毒素A(PE)易位肽(TPE)，限制條件為CD40結合域位於融合蛋白之N端。
於另一態樣中，易位域包含或係志賀毒素(Stx)易位肽(TStx)，限制條件為抗原位於融合蛋白之N端。
於另一態樣中，本發明之融合蛋白依序包含：(i)一CD40結合域，其位於融合蛋白之N端；(ii)一易位域，其包含PE易位肽(TPE)；以及(iii)一抗原，其位於融合蛋白之C端；其中，一弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點係存在於該融合蛋白的該CD40結合域與該易位域之間。
於另一態樣中，易位域為TPE之功能性部分，並且弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點係來自PE之內在弗林蛋白酶裂解位點。
於另一態樣中，本發明之融合蛋白依序包含：(i)一CD40結合域，其位於融合蛋白之N端；(ii)一胜肽連接子，其包含一弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點；(iii)一易位域，其包含一PE易位肽(TPE)；以及(iv)一病原體之抗原或腫瘤抗原。
於另一態樣中，本發明之融合蛋白依序包含：(i)一抗原，其位於融合蛋白之N端；(ii)一易位域，其包含一Stx易位肽(TStx)；以及(iii)一CD40結合域；其中，一弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點係存在於該融合蛋白的該CD40結合域與該易位域之間。
於一個態樣中，易位域為TStx之功能性部分，並且該弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點係來自Stx之內在弗林蛋白酶裂解位點。
復於另一態樣中，本發明之融合蛋白依序包含：(i)一抗原，其位於融合蛋白之N端；(ii)一易位域，其包含一Stx易位肽(TStx)；以及(iii)一可裂解連接子，其包含一弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點；以及(iv)一CD40結合域。
於一個態樣中，弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點包含/或係SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2之胺基酸序列或由其組成。
於另一態樣中，PE易位肽(TPE)為假單胞菌外毒素A蛋白(全長PE，SEQ ID NO：4)之域II(胺基酸殘基253-364；SEQ ID NO：9)。
於另一態樣中，PE易位肽(TPE)包含最小功能性片段GWEQLEQCGYPVQRLVALYLAARLSW(SEQ ID NO：5)。
於另一態樣中，PE易位肽(TPE)由長度為26至112個胺基酸殘基組成，該PE易位肽包含最小功能性片段GWEQLEQCGYPVQRLVALYLAARLSW(SEQ ID NO：5)。
於另一態樣中，PE易位肽(TPE)包含胺基酸序列，該胺基酸序列與SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8或SEQ ID NO：9具有至少90%、95%或99%之同一性。
於另一態樣中，PE易位肽(TPE)係選自由下列者所組成之群組：PE280-305(SEQ ID NO：5)、PE280-313(SEQ ID NO：6)、PE268-313(SEQ ID NO：7)、PE253-313(SEQ ID NO：8)及PE253-364(SEQ ID NO：9；全長度PE域II)。
於一個態樣中，Stx易位肽(TStx)係志賀毒素(Stx)亞單元A(SEQ ID NO：10)或類志賀毒素I(Slt-I)亞單元A(SEQ ID NO：11)的功能性片段。根據本發明，Stx易位肽具有易位功能但沒有亞單元A之細胞毒性效果。志賀毒素(Stx)亞
單元A與Slt-I亞單元A之間的序列同一性為99%，並且該兩種蛋白僅具有一個胺基酸差異。
於另一態樣中，Stx易位肽(TStx)由長度為8至84個胺基酸殘基組成。
於另一態樣中，Stx易位肽(TStx)包含LNCHHHAS(SEQ ID NO：12)之最小功能性片段。
於另一態樣中，Stx易位肽(TStx)由長度為8至84個胺基酸殘基組成，該TStx包含LNCHHHAS(SEQ ID NO：12)之最小功能性片段。
於另一態樣中，Stx易位肽(TStx)包含胺基酸序列，該胺基酸序列與選自由SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15和SEQ ID NO：16所組成之群組的胺基酸序列具有至少90%、95%或99%之同一性。
於另一態樣中，Stx易位肽包含選自由SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15及SEQ ID NO：16所組成之群組的胺基酸序列。
於另一態樣中，Stx易位肽(TStx)係選自由下列者所組成之群組：Stx亞單元A之Stx240-242(SEQ ID NO：12)、StX240-251(SEQ ID NO：13)、Stx211-247(SEQ ID NO：14)、Stx211-251(SEQ ID NO：15)及Stx168-251(SEQ ID NO：16)。
CD40結合域係一具有生物學活性的多肽，其結合至CD40表現細胞上之CD40蛋白。CD40結合域容許本發明之融合蛋白結合至CD40表現細胞(例如，樹突細胞或巨噬細胞)之CD40受體。
於一個態樣中，CD40結合域係選自於由下列所組成之群組：(i)CD40配體(CD40L)或其功能性片段；以及(ii)抗CD40抗體或其功能性片段。
CD40L、抗CD40抗體及其各自之功能性片段皆具有生物學活性可結合至CD40表現細胞之CD40蛋白。
CD40L之功能性片段係具有生物學活性的經截短之CD40L，實質上缺乏全長度CD40L1-261蛋白(SEQ ID NO：17)之跨膜區域和胞內區域。
於另一態樣中，CD40L或其功能性片段由長度為154至261個胺基酸殘基組成。
於另一態樣中，具有功能活性的經截短之CD40L係選自由CD40L47-261(SEQ ID NO：18)和CD40L108-261(名為18sCD40L；SEQ ID NO：19)所組成之群組。
於另一態樣中，CD40配體(CD40L)或其功能性片段由長度為154至261個胺基酸殘基組成，該其功能性片段包含CD40L108-261(SEQ ID NO：19)。
於另一態樣中，CD40L包含胺基酸序列或由其組成，該胺基酸序列與SEQ ID NO：17、SEQ ID NO：18或SEQ ID NO：19具有至少90%、95%或99%之同一性，該CD40L具有生物學活性可結合至CD40表現細胞之CD40蛋白。
於另一態樣中，CD40配體(CD40L)係選自由下列者所組成之群組：CD40L47-261(SEQ ID NO：18)、CD40L108-261(SEQ ID NO：19；指稱為18sCD40L)及CD40L1-261(SEQ ID NO：17)。
於另一態樣中，CD40結合域係CD40特異性抗體(或抗CD40抗體)。CD40特異性抗體係對於CD40蛋白為特異性之抗體。CD40特異性抗體可以結合至CD40表現細胞之CD40蛋白。
於一個態樣中，CD40特異性抗體包含重鏈可變域(VH)和輕鏈可變域(VL)，其中VH包含SEQ ID NO：22之胺基酸序列，並且VL包含SEQ ID NO：23之胺基酸序列。
於另一態樣中，根據本發明之CD40特異性抗體係選自由下列所組成之群組：單鏈可變片段(scFv)、雙抗體(diabody；dscFv)、三抗體(triabody)、四抗體(tetrabody)、雙特異性scFv、scFv-Fc、scFc-CH3、單鏈抗原結合片段(scFab)、抗原結合片段(Fab)、Fab2、微小抗體(minibody)或完全抗體。
於另一態樣中，根據本發明之CD40結合域為CD40特異性scFv(抗CD40 scFv)，其包含重鏈可變域(VH)、輕鏈可變域(VL)以及連結VH與VL之柔性連接子(flexible linker；L)。
於一個態樣中，CD40特異性scFv包含SEQ ID NO：20或SEQ ID NO：21之胺基酸序列。
於另一態樣中，根據本發明之CD40結合域為(i)CD40特異性抗體或其結合片段，或(ii)CD40特異性單鏈可變片段(scFv)或其結合片段；該CD40特異性抗體或該CD40特異性scFv包含VH和VL，其中：(a)VH包含SEQ ID NO：22之胺基酸序列；並且(b)VL包含SEQ ID NO：23之胺基酸序列。
於另一態樣中，CD40特異性抗體或CD40特異性scFv包含VH及VL，該VH包含VH CDR1、VH CDR2及VH CDR3；並且該VL包含VL CDR1、VL CDR2及VL CDR3，其中：(i)VH CDR1、VH CDR2及VH CDR3分別包含SEQ ID NO：24、SEQ ID NO：25及SEQ ID NO：26之胺基酸序列；並且(ii)VL CDR1、VL CDR2及VL CDR3分別包含SEQ ID NO：27、SEQ ID NO：28及SEQ ID NO：29之胺基酸序列。
於另一態樣中，CD40結合域係CD40特異性scFv，其包含VH及VL，其中：(a)VH包含SEQ ID NO：22之胺基酸序列；並且(b)VL包含SEQ ID NO：23之胺基酸序列。
於另一態樣中，本發明之融合蛋白進一步包含一位於抗原之C端的內質網(ER)滯留序列，限制條件為易位域包含PE易位肽(TPE)。
於另一態樣中，ER滯留序列包含選自由SEQ ID NO：30、SEQ ID NO：31、SEQ ID NO：32、SEQ ID NO：33及SEQ ID NO：34所組成之群組的胺基酸序列。
於另一態樣中，本發明之融合蛋白進一步包含一位於該CD40結合域與該弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點之間的CD28活化肽。
於另一態樣中，CD28活化肽由長度為28至53個胺基酸殘基組成。
於另一態樣中，CD28活化肽具有長度為28至53個胺基酸殘基，該CD28活化肽包含選自由SEQ ID NO：35、SEQ ID NO：36和SEQ ID NO：37所組成之群組的胺基酸序列。
於另一態樣中，CD28活化肽具有長度為28至53個胺基酸殘基，該CD28活化肽包含SEQ ID NO：35之胺基酸序列。
於另一態樣中，CD28活化肽包含選自由SEQ ID NO：35、SEQ ID NO：36及SEQ ID NO；37所組成之群組的胺基酸序列。
於另一態樣中，CD28活化肽包含胺基酸序列，該胺基酸序列與SEQ ID NO：35、SEQ ID NO：36或SEQ ID NO：37具有至少90%、95%或99%之同一性。
本發明之融合蛋白中的抗原為病原體之抗原或腫瘤抗原。
病原體係選自由下列所組成之群組：人類乳突病毒(HPV)、人類免疫缺陷病毒-1(HIV-1)、流感病毒、登革熱病毒、A型肝炎病毒(HAV)、B型肝炎病毒(HBV)、C型肝炎病毒(HCV)、D型肝炎病毒(HDV)、E型肝炎病毒(HEV)、嚴重急性呼吸道症候群相關冠狀病毒(SARS-CoV)、嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒2(SARS-CoV-2)、中東呼吸道症候群冠狀病毒(MERS-CoV)、Epstein-Barr二氏病毒(EBV)、茲卡病毒(Zika Virus)、狂犬病病毒(Rabies Virus)、痘瘡病毒(Variola virus)、屈公病毒(Chikungunya Virus)、西尼羅病毒(West Nile virus)、小兒麻痺病毒(Poliovirus)、麻疹病毒(Measles virus)、德國麻疹病毒(Rubella virus)、漢他病毒(Hantavirus)、日本腦炎病毒(Japanese encephalitis virus)、克沙奇病毒(Coxsackievirus)、埃可病毒(Echovirus)、腸病毒(Enterovirus)、腮腺炎病毒(Mumps virus)、水痘-帶狀皰狀病毒(Varicella-zoster virus；VZV)、獼猴皰疹病毒-1(Cercopithecine herpesvirus-1；CHV-1)、黃熱病病毒(Yellow fever virus；YFV)、裂谷熱病毒(Rift Valley Fever Virus)、拉薩病毒(Lassa virus)、馬堡病毒(Marburg virus)、伊波拉病毒(Ebolavirus)、諾羅病毒(Norovirus)、輪狀病毒(Rotavirus)、腺病毒(Adenovirus)、沙波病毒(Sapovirus)、星狀病毒(Astrovirus)、普氏立克次體(Rickettsia prowazekii)、傷寒立克次體(Rickettsia typhi)、恙蟲病東方體(Orientia tsutsugamushi)、博氏疏螺旋體(Borrelia burgdorferi)、耶氏桿菌(Yersinia pestis)、間日瘧原蟲(Plasmodium vivax)、三日瘧原蟲(Plasmodium malariae)、鐮形瘧原蟲(Plasmodium falciparum)、卵形瘧原蟲(Plasmodium ovale)、炭疽桿菌(Bacillus anthracis)、困難梭狀芽孢桿菌(Clostridium Difficile)、肉毒桿菌(Clostridium Botulinum)、白喉桿菌(Corynebacterium diphtheriae)、腸道沙門氏菌傷寒血清型
(Salmonella enterica serovar Typhi)、腸道沙門氏菌甲型副傷寒血清型(Salmonella enterica serovar Paratyphi A)、產志賀毒素之大腸桿菌(STEC)、痢疾志賀桿菌(Shigella dysenteriae)、福氏志賀桿菌(Shigella flexneri)、鮑氏志賀桿菌(Shigella boydii)、宋內氏志賀桿菌(Shigella sonnei)、溶組織阿米巴(Entamoeba histolytica)、霍亂弧菌(Vibrio cholerae)、結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis)、腦膜炎雙球菌(Neisseria meningitides)、百日咳博多氏桿菌(Bordetella pertusis)、B型流感嗜血桿菌(Haemophlius influenzae type B；HiB)、破傷風梭菌(Clostridium tetani)、李斯特單胞菌(Listeria monocytogenes)及肺炎鏈球菌(Streptococcus pneumoniae)。
於另一態樣中，病原體係選自由下列所組成之群組：HPV、HIV-1、流感病毒、登革熱病毒、HAV、HBV、HCV、SARS-CoV、SARS-CoV-2。更特別地，病原體係選自由HPV、HBV、HCV和SARS-CoV-2所組成之群組。
於另一態樣中，抗原係病原體性抗原，其選自由下列所組成之群組：HPV16 E7蛋白、HPV18 E7蛋白、HBV X蛋白(HBx)、HBV preS1蛋白、HCV芯蛋白(HCVcore)和SARS-CoV-2棘蛋白(CoV2S)。
於另一態樣中，該抗原包含至少一個用於誘導所欲之免疫反應的抗原決定位，較佳含有1至30個抗原決定位，更佳含有1至15個抗原決定位。
於另一態樣中，抗原為病原體性抗原，其包含或實質上由胺基酸序列所組成，該胺基酸序列與SEQ ID NO：38、SEQ ID NO：39、SEQ ID NO：40、SEQ ID NO：41、SEQ ID NO：42或SEQ ID NO：43具有至少70%、80%、90%、95%或99%之同一性。
於另一態樣中，抗原為病原體性抗原，其包含或實質上由胺基酸序列所組成，該胺基酸序列與SEQ ID NO：38、SEQ ID NO：39、SEQ ID NO：40、SEQ ID NO：41、SEQ ID NO：42或SEQ ID NO：43具有至少80%之同一性。
於另一態樣中，抗原包含選自由SEQ ID NO：38、SEQ ID NO：39、SEQ ID NO：40、SEQ ID NO：41、SEQ ID NO：42及SEQ ID NO：43所組成之群組的胺基酸序列。
於另一態樣中，抗原係腫瘤抗原。腫瘤抗原為腫瘤相關抗原(TAA)或腫瘤特異性抗原(TSA)。
於一個態樣中，腫瘤或癌症係選自由下列所組成之群組：乳癌、大腸癌、直腸癌、膀胱癌、子宮內膜癌、腎癌、胃癌、神經膠質母細胞瘤、肝細胞癌、膽管癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌(NSCLC)、黑色素瘤、卵巢癌、子宮頸癌、胰癌、前列腺癌、急性骨髓性白血病(AML)、慢性骨髓性白血病(CML)、非何傑金淋巴瘤及甲狀腺癌。
於另一態樣中，腫瘤相關抗原係選自由下列所組成之群組：SSX2、MAGE-A3、NY-ESO-1、iLRP、WT12-281、RNF43、CEA-NE3、AFP、ALK、前梯度蛋白(Anterior gradient)2(AGR2)、BAGE蛋白、β-鏈蛋白、brc-abl、BRCA1、BORIS、CA9、碳酸酐酶IX、凋亡蛋白酶-8、CD40、CDK4、CEA、CTLA4、週期蛋白-B1、CYP1B1、EGFR、EGFRvIll、ErbB2/Her2、ErbB3、ErbB4、ETV6-AML、EphA2、Fra-1、FOLR1、GAGE蛋白(例如，GAGE-1、GAGE-2)、GD2、GD3、GloboH、磷脂酸肌醇聚糖-3(glypican-3)、GM3、gp100、HLA/B-raf、HLA/k-ras、HLA/MAGE-A3、hTERT、LMP2、MAGE蛋白(例如，MAGE-1、MAGE-2、MAGE-3、MAGE-4、MAGE-6和MAGE-
12)、MART-1、間皮素、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蛋白、Ras、RGS5、Rho、SART-1、SART-3、Steap-1、Steap-2、存活素、TAG-72、TGF-β、TMPRSS2、Tn、TRP-1、TRP-2、酪胺酸酶及尿路蛋白-3(uroplakin-3)。
於另一態樣中，抗原為腫瘤相關抗原，其係選自由下列所組成之群組：SSX2、MAGE-A3、NY-ESO-1、iLRP、WT12-281、RNF43和CEA-NE3。
於另一態樣中，抗原為包含胺基酸序列的腫瘤相關抗原，該胺基酸序列與SEQ ID NO：44、SEQ ID NO：45、SEQ ID NO：46、SEQ ID NO：47、SEQ ID NO：48、SEQ ID NO：49或SEQ ID NO：50具有至少70%、80%、90%、95%或99%之同一性。
於另一態樣中，抗原為腫瘤相關抗原，其包含選自由SEQ ID NO：44、SEQ ID NO：45、SEQ ID NO：46、SEQ ID NO：47、SEQ ID NO：48、SEQ ID NO：49及SEQ ID NO：50所組成之群組的胺基酸序列。
抗原可以為單個抗原或其抗原性片段，或為包含至少兩個融合在一起之抗原的融合抗原。例如，抗原可以為HPV16 E7蛋白之單個抗原，或為包含HPV16 E7蛋白及HPV18 E7蛋白之融合抗原。融合抗原可以具有或不具有連結不同抗原之連接子。
於另一態樣中，抗原係具有至少一個連結不同抗原之連接子的融合抗原。
於另一態樣中，抗原係具有連結不同抗原之剛性連接子(EAAAAK)n的融合抗原，其中n為0至12，較佳2至6，更佳3至4之整數。換言
之，剛性連接子包含序列EAAAAK(SEQ ID NO：56)的0至12重複、2至6重複或3至4重複。
於另一態樣中，本發明之融合蛋白進一步包含一位於CD40結合域與弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點之間的剛性連接子。剛性連接子可以為胜肽連接子，其包含胺基酸序列EAAAAK(SEQ ID NO：56)的0至12重複。
剛性連接子可以為(EAAAAK)n或(SEQ ID NO：56)n，其中，n為0至12，較佳2至6，更佳3至4之整數。
於另一態樣中，剛性連接子包含SEQ ID NO：56的2至6重複或4重複。
於另一態樣中，本發明之融合蛋白包含或實質上由胺基酸序列組成，該胺基酸序列與SEQ ID NO：51、SEQ ID NO：52、SEQ ID NO：53、SEQ ID NO：54或SEQ ID NO：55具有至少90%、95%或99%之同一性。
復於另一態樣中，本發明之融合蛋白包含或實質上由胺基酸序列組成，該胺基酸序列選自由SEQ ID NO：51、SEQ ID NO：52、SEQ ID NO：53、SEQ ID NO：54和SEQ ID NO：55所組成之群組。
於另一方面，本發明涉及一種編碼本發明之融合蛋白的DNA片段。本發明亦涉及一種表現載體，其包含編碼本發明之融合蛋白的DNA片段。本發明復涉及一種醫藥組成物，其包含本發明之融合蛋白及醫藥上可接受之載劑及/或佐劑。
醫藥組成物可以為腸內劑型或胃腸外劑型，適用於透皮、跨黏膜、鼻咽部、肺內投予或直接注射，或適用於全身性(例如，腸胃外)或局部
(例如，腫瘤內或病灶內注射)投予。胃腸外注射可以經由靜脈內、腹膜內、肌肉內、皮下或皮內途徑進行。
合適之佐劑包括但不限於，皂素系之佐劑或類Toll受體(TLR)激動劑佐劑。皂素系之佐劑可以為GPI-0100、Quil A或QS-21。TLR激動劑佐劑可以為Poly I：C、單磷醯基脂質A(MPL)或CpG寡核苷酸(例如，A類CpG：CpG1585、CpG2216或CpG2336；B類CpG：CpG1668、CpG1826、CpG2006、CpG2007、CpG BW006或CpG D-SL01；C類CpG：CpG2395、CpG M362或CpG D-SL03)。於一個態樣中，佐劑係CpG寡核苷酸。
醫藥組成物亦可經口投予，例如，以片劑、包衣片劑、菱錠劑、硬明膠膠囊及軟明膠膠囊之形式。
融合蛋白之劑量可變，取決於待調控之疾病、患者之年齡及個體情況以及投予模式。在每種特定情況下，可將劑量匹配於個體要求以獲得達成所欲之治療性反應的本發明之融合蛋白的治療性有效量。
對於成年患者，開始考慮約0.1至50mg，尤其是約0.1至5mg之單次劑量。取決於疾病之嚴重程度及精確之藥物動力學曲線，可將融合蛋白以每週、每兩週或每月投予一個劑量，並且每個週期總計給出1至6個劑量單位，以滿足該治療。
於另一方面，本發明涉及本發明之融合蛋白或本發明之醫藥組成物在製造藥物中的用途，該藥物用於引起抗原特異性T細胞免疫反應、保護治療需要此治療之患者免於遭受腫瘤及/或由病原體所致之疾病、及/或治療該腫瘤及/或疾病。
縮寫：Rap1，Ras-近似蛋白-1或Ras-相關蛋白1；CD40，分化簇40；CDR，互補決定區。
實施例
動物腫瘤模型
使用來自C57BL/6小鼠之肺上皮細胞的表現HPV16 E6及E7之腫瘤細胞系來建立鼠HPV16腫瘤模型，以進行實施例6至8的體內效力檢定。於37℃、5% CO2下，令細胞在含有FBS(10%)和青黴素/鏈黴素/雙性黴素B(50單位/mL)之RPMI 1640培養基中生長。
SEQ ID NO及組分
表1顯示SEQ ID NO以及對應的胜肽、多肽及融合蛋白。
表1
流式細胞分析術。於37℃，用抗原性刺激物刺激脾細胞2小時，之後在37℃用50μg/mL之Brefeldin A及Monensin治療2小時。收穫細胞，用含有0.5% BSA之PBS洗滌，並且同時使用下列者染色：APC/Cy7接合之抗CD3抗體、PerCP/Cy5.5接合之抗CD4抗體、FITC接合之抗CD8抗體、PE接合之抗CD44抗體和APC接合之抗CD62L抗體。洗滌之後，將細胞透化、固定並同時使用下列者進行細胞內染色：PE接合之抗IFN-γ抗體、PE/Cy7接合之抗IL-2抗體和eFluor450接合之抗TNF-α抗體。具有CD8+或CD4+記憶性T細胞表現型(CD3+CD44hiCD62Llo)之脾細胞的細胞內細胞激素特徵(IFN-γ、IL-2或TNF-α)藉由Gallios流式細胞分析術及Kaluza軟體進一步分析。
酶聯免疫斑點(ELISpot)檢定。在抗原性刺激物存在或不存在下，將脾細胞以2×105個細胞/孔之密度三重複地接種在經預處理之鼠IFN-γ捕獲96孔板(CTL IMMUNOSPOT®)中。在37℃溫育24小時後，丟棄細胞。洗滌之後，藉由生物素接合之抗鼠IFN-γ抗體於室溫對所捕獲之IFN-γ進行2小時之偵檢，並且根據製造商之說明書，將IFN-γ免疫點顯影。藉由IMMUNOSPOT® S5微分析儀(CTL)執行IFN-γ免疫點之掃描及計數。
間接免疫吸附檢定(ELISA)。將所收集之全血樣本於4℃靜置30至60分鐘，然後以5,000g離心10分鐘以沉澱凝塊。將血清樣本於-20℃儲存。將用
於抗原特異性抗體結合的經純化之蛋白在胍被覆緩衝液(2M鹽酸胍、500mM Na2HPO4、25mM檸檬酸鹽，pH 4.0-4.4)中稀釋，並以1μg/孔分配至96孔板中。於4℃過夜溫育之後，於37℃用1% BSA在PBS中之溶液將該96孔板封閉1小時。將血清樣本融化，然後在具有1% BSA的PBS中進行10倍連續稀釋。於37℃，將經被覆之蛋白與100μl的經1000倍稀釋之血清樣本溫育2小時。用磷酸鹽緩衝鹽水TWEEN®-20(PBST)洗滌4次後，藉由辣根過氧化物酶(HRP)接合之山羊抗鼠IgG(稀釋度為1：10,000，Cat#31430，Thermo Fisher Science)在37℃溫育30分鐘而偵檢抗原特異性抗體。用PBST洗滌4次之後，在100μL之TMB受質存在下催化HRP媒介之顯色，並用100μL之1N HCl淬滅。藉由450nm之吸光度測定血清樣本中抗原特異性抗體的相對效價。
統計分析。所有比較之顯著性係使用t檢驗計算，並將p<0.05.時之結果視為顯著。
實施例1
用於CD40L47-261-TPE-E7及18sCD40L-TPE-E7之表現載體的構建
圖5A至圖5E例示性說明根據本發明之融合蛋白的多個態樣。
融合蛋白CD40L47-261-TPE-E7(SEQ ID NO：51；圖5A)包含(a)經截短之CD40配體CD40L47-261(SEQ ID NO：18)；(b)可裂解之連接子，其包含(EAAAAK)3(SEQ ID NO：3)及RX1RX2X3R(SEQ ID NO：2)(其中，X1係A，X2係Y，X3係K)；(c)SEQ ID NO：5(PE280-305)之PE易位肽；(d)融合抗原HPV16/18 E7，其包含SEQ ID NO：38之HPV16 E7蛋白及SEQ ID NO：39之HPV18 E7蛋白。
如下所述，構建用於CD40L47-261-TPE-E7之表現載體(圖1)：編碼 HindIIICD40L-Linker-PE NcoI,XhoI,SalI(其包含CD40L47-261、可裂解之連接子以及PE易位肽
(PE280-305))之DNA片段係經PCR合成，藉由HindIII/SalI消化，然後連接到具有pTAC-MAT-Tag-2 having HindIII/XhoI裂解位點的質體中以獲得質體P07-His-pNC(圖2)。隨後，經由限制酶NcoI/XhoI將攜帶His標籤之編碼融合抗原HPV16/18 E7的DNA片段插入質體P07-His-pNC(圖2)中，以生成用於融合蛋白CD40L47-261-TPE-E7之表現載體(圖1)。
可裂解之連接子允許弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L蛋白酶裂解融合蛋白，以從融合蛋白釋放TPE-E7片段。
應用如上文揭示之類似方法，可使用任意其他抗原替換E7並將其插入圖2中之質體中，以生成表現載體，該表現載體類似於圖1的用於根據本發明之包含目標抗原之融合蛋白的質體。
使用上揭之類似方法構建融合蛋白18sCD40L-TPE-E7(SEQ ID NO：52；圖5B)之表現載體，其中，經截短之CD40配體CD40L47-261(SEQ ID NO：18)係替換為18sCD40L，亦即，另一種經截短之CD40配體CD40L108-261(SEQ ID NO：19)。
實施例2
用於E7-TStx-CD40L47-261及E7-TStx-18sCD40L之表現載體的構建
融合蛋白E7-TStx-CD40L47-261(SEQ ID NO：53；圖5C)包含(a)融合抗原HPV16/18 E7(包含HPV16 E7蛋白(SEQ ID NO：38)及HPV18 E7蛋白(SEQ ID NO：39))，(b)SEQ ID NO：14(Stx211-247)之Stx易位肽，(c)可裂解之連接子，其包含SEQ ID NO：1之RX1X2R(其中，X1係V，X2係A)及SEQ ID NO：3之(EAAAAK)3，以及(d)SEQ ID NO：18(CD40L47-261)之經截短之CD40配體。
用於E7-TStx-CD40L47-261之表現載體(圖3)係構建如下：
編碼 HindIII,XhoIStx-連接子-CD40L SalI(包含Stx易位肽(Stx211-247)、可裂解之連接子及CD40L47-261)之DNA片段係經PCR合成，藉由HindIII/SalI消化，然後連接到具有HindIII/XhoI裂解位點的質體pTAC-MAT-Tag-2骨幹中，以獲得質體P08(RP)-His-pNC(圖4)。隨後，經由限制酶HindIII/XhoI將攜帶His標籤之編碼融合抗原HPV16/18 E7的DNA片段插入質體P08(RP)-His-pNC(圖4)中，以生成用於融合蛋白E7-TStx-CD40L47-261之表現載體(圖3)。
可裂解之連接子對於本發明之融合蛋白而言至關重要，蓋因其允許融合蛋白被弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L蛋白酶裂解以從融合蛋白釋放E7-TStx片段。例如，參見圖5C。
應用如上文揭示之類似方法，來自各種病原體或癌症之任意其他抗原可替換E7並將其插入圖4中之質體中，以生成表現載體，該表現載體類似於圖3的用於根據本發明之包含目標抗原之融合蛋白的質體。
使用上揭之類似方法構建融合蛋白E7-TStx-18sCD40L(SEQ ID NO：54；圖5D)之表現載體，其中，經截短之CD40配體CD40L47-261(SEQ ID NO：18)係替換為18sCD40L，亦即，另一種經截短之CD40配體CD40L108-261(SEQ ID NO：19)。
出於比較目的，吾人等業已構建融合蛋白RAP1-CD28convPEt-E7-K3(本申請中稱為「RAP1-E7」)，其幾乎與美國專利第9,481,714 B2號中實施例1中揭露之先前構建體相同。RAP1-CD28convPEt-E7-K3(本申請中稱為「RAP1-E7」)包含RAP1域III、CD28序列、連接子、PE易位域II(PE268-313)、抗原E7蛋白及內質網滯留序列。本文所用至抗原E7蛋白係融合蛋白HPV16/18 E7，其包含
HPV16 E7蛋白(SEQ ID NO：38)和HPV18 E7蛋白(SEQ ID NO：39)，先前技術中使用之抗原E7蛋白為HPV16 E7蛋白。
實施例3
用於HBx-preS1-TStx-18sCD40L之表現載體的構建
融合蛋白HBx-preS1-TStx-18sCD40L(SEQ ID NO：55；圖5E)包含(a)融合抗原HBx-preS1，其包含SEQ ID NO：40之HBx蛋白及SEQ ID No：41之HBV preS1蛋白，(b)SEQ ID NO：14(Stx211-247)之Stx易位肽，(c)可裂解之連接子，其包含SEQ ID NO：1之RX1X2R(其中，X1係V，X2係A)及SEQ ID NO：3之(EAAAAK)3，以及(d)SEQ ID NO：19(18sCD40L)之經截短之CD40配體。
使用與實施例2中揭示者類似之方法，構建了用於融合蛋白HBx-preS1-TStx-18sCD40L之表現載體，其中所使用的經截短之CD40配體為18sCD40L，並且所使用的抗原為如上文所揭示之融合抗原HBx-preS1。
實施例4
蛋白質表現
將帶有蛋白質表現載體CD40L47-261-TPE-E7之大腸桿菌BL21細胞於37℃接種在含有適宜濃度的所選擇之抗生素的ZY培養基(10g/L胰腖和5g/L酵母抽出物)中。當培養物達到早期對數期(OD600=2至5)時，藉由異丙基-1-硫基-β-D-半乳吡喃糖苷(IPTG)(0.5至2mM)誘導融合蛋白之表現。在IPTG誘導4小時後，收穫細胞，並藉由超音波作用破壞。將包涵體單離並溶解化於溶解化緩衝液(6M鹽酸胍、20mM磷酸鉀、500mM NaCl、20mM咪唑、1mM DTT，pH 7.4)中，以回收過量表現之融合蛋白。純化之後，藉由在4℃用20倍至50倍體積之滲析緩衝液(10mM PBS)滲析過夜而執行融合蛋白之再折疊。在還原(使用
二硫蘇糖醇；+DTT)及非還原(不使用二硫蘇糖醇；-DTT)條件下，對經再折疊之融合蛋白進行SDS-PAGE分析以評估其等是否經適當地再折疊。
使用如上文所揭示之類似方法，亦表現下列融合蛋白並令其再折疊：(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-HCV核心；(10)18sCD40L-TPE-HCV核心；(11)HCV核心-TStx-CD40L47-261；(12)HCV核心-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。在下列實驗中，對融合蛋白CD40L47-261-TPE-E7、18sCD40L-TPE-E7、E7-TStx-18sCD40L、RAP1-E7和HBx-preS1-TStx-18sCD40L進一步進行免疫原性分析或效力分析。
實施例5
融合蛋白之免疫原性分析
將雌性C57BL/6JNarl小鼠(5至6週齡)隨機分為5個群組(n=5)：(A)安慰劑(亦即，PBS)；(B)融合蛋白CD40L47-261-TPE-E7(100μg)；(C)融合蛋白18sCD40L-TPE-E7(100μg)；(D)融合蛋白E7-TStx-18sCD40L(100μg)；以及(E)融合蛋白RAP1-E7(100μg)。將融合蛋白滲析至PBS中。在動物群組B至E中，使用CpG1826(50μg)作為佐劑。在與第0天間隔7天時，每個群組經皮下(s.c.)接受三次免疫化。在第0、7和14天收集血液樣本。在第21天，收穫血液樣本，並將脾細胞重新懸浮於含有FBS(10%)及PSA之RPMI 1640培養基中。
使用脾細胞分析在抗原刺激存在或不存在下的CD8+及CD4+記憶性T細胞中之細胞內細胞激素誘導(IFN-γ、IL-2及TNF-α)。簡而言之，使用或不使用抗原E7蛋白(2μg/mL之HPV16 E7胜肽池)處理來自每個動物群組之脾細胞，隨後藉由流式細胞分析術分析。每個小鼠群組中之細胞內細胞激素誘導的程度或量級呈現為相對細胞激素誘導，其係藉由將細胞激素+/CD8+及細胞激素+/CD4+脾細胞在刺激性抗原E7存在下之頻次標準化至未經刺激(未經處理)之對照者而獲得。
脾細胞亦藉由酶聯免疫斑點(ELISpot)檢定法用以分析分泌IFN-γ之脾細胞在抗原刺激(2μg/mL之HPV16 E7胜肽池)存在或不存在下的頻次。結果呈現為每百萬個脾細胞之IFN-γ+免疫斑點。
血液樣本藉由ELISA用以分析血清HPV16 E7-特異性及HPV18 E7特異性抗體之量級，其中，經純化之HPV16 E7及HPV18 E7重組蛋白係分別用作被覆蛋白。
圖6顯示在用HPV16 E7胜肽池刺激對脾細胞進行抗原刺激後的細胞激素誘導結果。與經RAP1-E7治療之群組(群組E)或安慰劑群組(群組A)相比，在來自使用融合蛋白CD40L47-261-TPE-E7、18sCD40L-TPE-E7或E7-TStx-18sCD40L免疫化之動物(群組B至D)的CD8+記憶性T細胞紅，IFN-γ及TNF-α之相對細胞激素誘導皆顯著增加，而IL2則不然。在動物群組B至E中，CD8+記憶性T細胞中的IL-2之相對細胞激素誘導以及CD4+記憶性T細胞中的細胞激素IFN-γ、IL-2或TNF-α略有增加，惟，未顯示與安慰劑群組(群組A)相比之顯著差異。
即便如此，仍可得出結論，在因應抗原HPV16 E7之刺激而誘導CD8+記憶性T細胞中的IFN-γ及TNF-α表現方面，本發明之融合蛋白係優於先前技術融合蛋白。
圖7顯示在體外用HPV16 E7胜肽池刺激的脾細胞中之IFN-γ+免疫斑點。與安慰劑群組相比，來自分別使用CD40L47-261-TPE-E7、18sCD40L-TPE-E7,E7-TStx-18sCD40L及RAP1-E7免疫化之動物群組(群組B至E)的分泌IFN-γ之脾細胞的頻次顯著增加。特別地，與CD40L47-261-TPE-E7相比，E7-TStx-18sCD40L誘導誘導了顯著更高的分泌IFN-γ之細胞的頻次(p=0.035)。
結果指示，本發明之融合蛋白在使用抗原性HPV16 E7胜肽池刺激時或刺激之後顯著增加分泌IFN-γ之T細胞群體。
圖8顯示在第0、7和14天用各種融合蛋白免疫化之動物中的血清HPV16 E7特異性抗體量級。在用CD40L47-261-TPE-E7、18sCD40L-TPE-E7或E7-TStx-18sCD40L進行疫苗接種的動物(分別為群組B至D)中，HPV16 E7特異性抗體量級在第7天進行第二次疫苗接種之後開始增加，並且在第14天進行第三次疫苗接種之後進一步升高。在第21天，群組B至D動物的血清HPV16 E7特異性抗體量級高於安慰劑群組和用RAP1-E7(亦即，RAP1-CD28convPEt-E7-K3)進行疫苗接種之動物群組。
在進行兩次疫苗接種(在第0及7天)之後，融合蛋白RAP1-E7(RAP1-CD28convPEt-E7-K3)未能引出HPV16 E7特異性抗體量級。它在第14天進行第三次疫苗接種之後開始誘導HPV16 E7特異性抗體，並且血清抗體量級在第21天相較於群組B至D僅為中度的。相比之下，本發明之融合蛋白在第0及7天進行兩次疫苗接種之後引出了血清HPV16 E7特異性抗體量級。
使用如上文所揭示之相同方案及免疫化時間表，當使用RAP1-CD28convPEt-HBx-K3(指稱為「RAP1-HBx」)對動物進行疫苗接種時，亦觀察到類似的誘導HBx特異性抗體之效果。使用HBx抗原替換RAP1-E7(RAP1-CD28convPEt-E7-K3)中之E7抗原，生成了融合蛋白RAP1-HBx。融合蛋白RAP1-HBx在第14天進行第三次疫苗接種之後誘導了血清HBx特異性抗體量級，並且該血清抗體量級在第21天相較於使用本發明之融合蛋白進行免疫接種之動物僅為中度(未顯示)。
圖9顯示在第0、7和14天用各種融合蛋白免疫化之動物中的血清HPV18 E7特異性抗體量級。與安慰劑群組相比，融合蛋白CD40L47-261-TPE-E7、18sCD40L-TPE-E7和E7-TStx-18sCD40L(分別為群組B至D)顯著地增加血清PV18 E7特異性抗體量級。
因此，本發明之融合蛋白在誘導抗原特異性抗體中有效，並且該抗體誘導在進行兩次疫苗接種之後發生。
總之，本發明之融合蛋白可誘導抗原特異性T細胞反應，增加促炎細胞激素(例如，IFN-γ和TNF-α)之表現，並且生成抗原特異性抗體反應。
實施例6
融合蛋白之體內效力檢定
將雌性C57BL/6NCrlBltw小鼠(5至6週齡)隨機分為5個群組，並使用PBS(群組A，安慰劑，n=4)或下列融合蛋白之一者治療：群組B，CD40L47-261-TPE-E7(25μg；n=5)；群組C，18sCD40L-TPE-E7(25μg；n=4)；群組D，E7-TStx-18sCD40L(25μg；n=5)；以及群組E，RAP1-E7(25μg；n=5)。在群組B至E中，將融合蛋白溶解於PBS中，並使用CpG1826(50μg)作為佐劑用於對動物進行疫苗接種。圖10係免疫化時間表、融合蛋白及劑量。
為了攻毒小鼠，在第0天，將腫瘤細胞(1×105個，在0.1mL中)經皮下注射到每隻小鼠左側。在第7、14和21天，經皮下給予三次免疫化。基於改進之橢球公式，藉由卡尺量測值之倍增，一週兩次測定腫瘤尺寸：腫瘤體積=1/2(長度×寬度 2 )。計算存活率及無腫瘤率。腫瘤長度超過2cm之小鼠視為死亡，而沒有可量測或可觸知之腫瘤的小鼠視為無腫瘤。
所接種之腫瘤在安慰劑群組中迅速發展，其中兩隻小鼠在第25天死亡，因此，安慰劑群組之日期僅顯示為到第21天為止(圖11)。至少在整個實驗期間(最後一天為第39天)，群組C及D動物(分別用18sCD40L-TPE-E7及E7-TStx-18sCD40L免疫化)的腫瘤團塊幾乎被完全抑制。群組B及E動物(分別用CD40L47-261-TPE-E7及RAP1-E7免疫化)之腫瘤起初得到良好控制，惟，在中斷免疫化之後逐漸生長。
結果指示，本發明之融合蛋白，特別是融合蛋白18sCD40L-TPE-E7及E7-TStx-18sCD40L，可以有效地抑制腫瘤生長。
與存活率在第35天跌至0%的安慰劑群組相比，動物群組B至E(分別用CD40L47-261-TPE-E7、18sCD40L-TPE-E7、E7-TStx-18sCD40L及RAP1-E7免疫化)在第35天保持在100%(圖12)。
結果指示，本發明之融合蛋白可以在維持動物腫瘤模型中有效地維持存活率。
在整個實驗期間(39天)，在群組A、B及E動物中沒有發現無腫瘤動物。發現在群組C中有一隻動物(25%)並且在群組D中有三隻動物(60%)(分別用18sCD40L-TPE-E7及E7-TStx-18sCD40L免疫化)存活並且沒有可量測或可觸知
的腫瘤。注意，於彼等無腫瘤小鼠中，腫瘤團塊皆在完成使用18sCD40L-TPE-E7或E7-TStx-18sCD40L進行三次疫苗接種之後被很快消除。
結果指示，本發明之融合蛋白相比先前技術融合蛋白RAP1-E7在帶有腫瘤細胞的動物上可以更有效地增加無腫瘤率(tumor free rate)。
實施例7
不同劑量之18sCD40L-TPE-E7的體內效力分析
將雌性C57BL/6JNarl小鼠(4至6週齡)隨機分為5個群組(每個群組n=5)：(A)安慰劑(PBS)；(B)18sCD40L-TPE(100μg；無融合抗原E7)；(C)18sCD40L-TPE-E7(100μg)；(D)18sCD40L-TPE-E7(50μg)；(E)18sCD40L-TPE-E7(25μg)。在群組B至E中，將融合蛋白溶解於PBS中，並使用CpG1826(50μg)作為佐劑。在第0天，將腫瘤細胞(1×106個，在0.1mL中)經皮下注射到每隻小鼠的左側。腫瘤細胞攻毒二週之後，在第14、21和28天對腫瘤小鼠經皮下接種疫苗三次。
測定腫瘤體積。在抑制腫瘤生長方面，全部劑量(25μg、50μg或100μg)之融合蛋白18sCD40L-TPE-E7皆顯示強力效果。在第14天投予第一劑量之後，見到融合蛋白對於腫瘤尺寸之抑制，並且在整個實驗期間直到觀察期之最後一天(第34天)為止，該抑制持續。安慰劑及18sCD40L-TPE，兩者皆缺乏抗原E7，在抑制腫瘤生長方面無效(圖14)。
實施例8
不同劑量之E7-TStx-18sCD40L的體內效力分析
將小鼠分組、用腫瘤細胞激勵小鼠並在第14、21、28天投予，並且使用與實施例7類似之方法量測腫瘤尺寸，但分別用下列者對群組B至E小鼠
進行疫苗接種：(B)TStx-18sCD40L(100μg；沒有融合抗原E7)；(C)E7-TStx-18sCD40L(100μg)；(D)E7-TStx-18sCD40L(50μg)；以及(E)E7-TStx-18sCD40L(25μg)。在抑制腫瘤生長方面，全部劑量(25μg、50μg或100μg)之融合蛋白E7-TStx-18sCD40L皆顯示強力效果(圖15)。在投予第一劑量之後，見到融合蛋白對於腫瘤尺寸之抑制，並且在整個實驗期間直到觀察期之最後一天(第34天)為止，該抑制持續。安慰劑及TStx-18sCD40L，兩者皆缺乏抗原E7，在抑制腫瘤生長方面無效(圖15)。
因此，本發明之融合蛋白在抑制腫瘤生長方面具有強力效果，並且有傑出的治療效力。
實施例9
疫苗劑數：HBx-preS1-TStx-18sCD40L之免疫原性分析
圖16顯示每個動物群組之給藥時間表。將C57BL/6JNarl雌性小鼠(5週齡)隨機分為四個群組(每個群組n=5)：(1)安慰劑群組；(2)D0-D7-D14群組(三劑，在第0、7、14天進行疫苗接種)；(3)D7-D14(兩劑，在第7、14天進行疫苗接種)；以及(4)D14群組(一劑，在第14天進行疫苗接種)。安慰劑群組在第0、7及14天經皮下接受PBS。其他群組中之小鼠根據圖16中之投予時間表經S.C.接受以CpG1826 ODN(50μg)為佐劑的HBx-preS1-TStx-18sCD40L(100μg)。在第0、7、14和21天收集血液樣本。在第21天，犧牲動物，收穫脾細胞並培養。分別在抗原性刺激物(HBx特異性胜肽池，亦即，HBV 32aa重疊9肽)存在及不存在下，藉由ELISpot檢定分析分泌IFN-γ之脾細胞的頻次。藉由ELISA檢定血清HBx特異性抗體之量級，其中經純化之HBx重組蛋白係用作被覆蛋白。
圖17顯示，在每個動物群組中，在體外用HBV 32aa重疊9肽刺激的脾細胞中之IFN-γ+免疫斑點。結果指示，與安慰劑相比，在分泌IFN-γ之脾細胞的頻次方面，來自用三劑、兩劑及一劑(分別為群組D0-D7-D14、D7-D14及D14)免疫化之動物群組的脾細胞全部顯示顯著增加。分泌IFN-γ之脾細胞的頻次與進行免疫化之次數正相關。群組D0-D7-D14(接種疫苗三次)顯示對於分泌IFN-γ之脾細胞的最佳誘導。
相比之下，單個引發劑量(D14群組)之HBx-preS1-TStx-18sCD40L不明顯地誘導HBx特異性抗體反應。惟，第二次免疫化溫和地提高抗體量級(D7-D14群組)，而第三劑甚至更高地進一步提高抗體量級，如動物群組D0-D7-D14中所示(圖18)。在體液性反應中的投藥次數依賴性與誘導細胞媒介之免疫反應中一致。融合蛋白以投予次數依賴性模式在誘導IFN-γ產生方面有效(圖17)。
因此，融合蛋白HBx-preS1-TStx-18sCD40L可以在進行兩次免疫化之後有效地引出HBx特異性T細胞媒介之免疫反應和HBx特異性體液性免疫反應，而該等免疫反應可藉由進行多次疫苗接種而進一步提高。
前述對於示例性態樣之描述業已僅出於例示性說明及描述之目的而呈現，並且不旨在作為排他性以將本發明限制為所揭露之精確形式。本說明書中引用及討論之全部參考文獻藉由引用以其整體併入本文，其併入程度與每一參考文獻個體地藉由引入併入者相同。
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<221> MISC_FEATURE
<222> (2)..(3)
<223> Xaa可為任何天然發生的胺基酸
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<213> 人工序列(Artificial Sequence)
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<223> 可裂解之連接子2
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<223> Xaa可為任何天然發生的胺基酸
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<223> Xaa可為任何天然發生的胺基酸
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<221> MISC_FEATURE
<222> (5)..(5)
Claims (15)
- 一種融合蛋白，其包含：(a)一CD40結合域，其係CD40配體(CD40L)或其功能性片段，該CD40L或其功能性片段包含一與SEQ ID NO：19具有至少90%之同一性的胺基酸序列，且該CD40L或其功能性片段具有154至261個胺基酸殘基之長度；(b)一抗原，其係腫瘤抗原或病原體的抗原；(c)一易位域，其位於該CD40結合域與該抗原之間，且係選自於下列二者之一：(i)一假單胞菌外毒素A(PE)易位肽，其包含一與SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8或SEQ ID NO：9具有至少90%之同一性的胺基酸序列，且該PE易位肽由長度為26至112個胺基酸殘基組成；以及(ii)一志賀毒素(Stx)易位肽，其包含一與SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15或SEQ ID NO：16具有至少90%之同一性的胺基酸序列，且該Stx易位肽由長度為8至84個胺基酸殘基組成；以及(d)一弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點，其位於該CD40結合域與該易位域之間；其中，當該易位域係PE易位肽時，該CD40結合域位於該融合蛋白之N端；當該易位域係Stx易位肽時，該抗原位於該融合蛋白之N端。
- 如請求項1所述之融合蛋白，其中，該易位域係為PE易位肽，且該PE易位肽包含SEQ ID NO：5之胺基酸序列。
- 如請求項1所述之融合蛋白，其中，該易位域係為Stx易位肽，且該Stx易位肽包含SEQ ID NO：12之胺基酸序列。
- 如請求項1所述之融合蛋白，其中，該弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點允許經由弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解而將該CD40結合域自該融合蛋白移除。
- 如請求項1所述之融合蛋白，其中，該弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點包含SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2之胺基酸序列。
- 如請求項1所述之融合蛋白，其包含一胜肽連接子，該胜肽連接子包含該弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點，且該胜肽連接子位於該CD40結合域與該易位域之間。
- 一種融合蛋白，其包含：(a)一CD40結合域，其係CD40配體(CD40L)或其功能性片段，該CD40L或其功能性片段包含一與SEQ ID NO：17、SEQ ID NO：18或SEQ ID NO：19具有至少90%之同一性的胺基酸序列，且該CD40L或其功能性片段具有154至261個胺基酸殘基之長度；(b)一抗原，其係腫瘤抗原或病原體的抗原；以及(c)一易位域，其位於該CD40結合域與該抗原之間，且係選自於一假單胞菌外毒素A(PE)易位肽或一志賀毒素(Stx)易位肽；其中，該PE易位肽包含SEQ ID NO：5的胺基酸序列，由長度為26至112個胺基酸殘基組成；該Stx易位肽包含SEQ ID NO：12的胺基酸序列，由長度為8至84個胺基酸殘基組成；以及(d)一弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點，其係位於該CD40結合域與該易位域之間；其中，當該易位域係PE易位肽時，該CD40結合域位於該融合蛋白之N端；當該易位域係Stx易位肽時，該抗原位於該融合蛋白之N端。
- 如請求項1所述之融合蛋白，其中，該抗原係腫瘤抗原，該腫瘤係選自由下列所組成之群組：乳癌、大腸癌、直腸癌、膀胱癌、子宮內膜癌、腎癌、胃癌、神經膠質母細胞瘤、肝細胞癌、膽管癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌(NSCLC)、黑色素瘤、卵巢癌、子宮頸癌、胰癌、前列腺癌、急性骨髓性白血病(AML)、慢性骨髓性白血病(CML)、非何傑金淋巴瘤及甲狀腺癌。
- 如請求項1所述之融合蛋白，其中，該抗原係選自由下列所組成之群組之病原體的抗原：人類乳突病毒(HPV)、人類免疫缺陷病毒-1(HIV-1)、流感病毒、登革熱病毒、A型肝炎病毒(HAV)、B型肝炎病毒(HBV)、C型肝炎病毒(HCV)、D型肝炎病毒(HDV)、E型肝炎病毒(HEV)、嚴重急性呼吸道症候群相關冠狀病毒(SARS-CoV)、嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒2(SARS-CoV-2)、中東呼吸道症候群冠狀病毒(MERS-CoV)、Epstein-Barr二氏病毒(EBV)、茲卡病毒、狂犬病病毒、痘瘡病毒、屈公病毒、西尼羅病毒、小兒麻痺病毒、麻疹病毒、德國麻疹病毒、漢他病毒、日本腦炎病毒、克沙奇病毒、埃可病毒、腸病毒、腮腺炎病毒、水痘-帶狀皰狀病毒(VZV)、獼猴皰疹病毒-1(CHV-1)、黃熱病病毒(YFV)、裂谷熱病毒、賴薩病毒、馬堡病毒、伊波拉病毒、諾羅病毒、輪狀病毒、腺病毒、札幌病毒、星狀病毒、普氏立克次體、傷寒立克次體、恙蟲病東方體、博氏疏螺旋體、耶氏桿菌、間日瘧原蟲、三日瘧原蟲、鐮形瘧原蟲、卵形瘧原蟲、炭疽桿菌、困難梭狀芽孢桿菌、肉毒桿菌、白喉桿菌、腸道沙門氏菌傷寒血清型、腸道沙門氏菌甲型副傷寒血清型、產志賀毒素之大腸桿菌(STEC)、痢疾志賀桿菌、福氏志賀桿菌、鮑氏志賀桿菌、宋內氏志賀桿菌、溶組織阿米巴、霍亂弧菌、結核分枝桿菌、腦膜炎雙球菌、百日咳博多氏桿菌、B型流感嗜血桿菌(HiB)、破傷風梭菌、李斯特單胞菌及肺炎鏈球菌。
- 一種如請求項1至9中任一項所述之融合蛋白在製造藥物中的用途，該藥物用於引起抗原特異性細胞媒介之免疫反應、治療需要此治療之患者的腫瘤及/或由病原體所致之疾病。
- 如請求項2所述之融合蛋白，其進一步包含一位於該抗原之C端的內質網(ER)滯留序列。
- 如請求項2或3所述之融合蛋白，其進一步包含一位於該CD40結合域與該弗林蛋白酶及/或組織蛋白酶L裂解位點之間的CD28活化肽，其中，該CD28活化肽具有28至53個胺基酸殘基之長度並且包含選自由SEQ ID NO：35、SEQ ID NO：36及SEQ ID NO：37所組成之群組的胺基酸序列。
- 一種表現載體，其包含編碼如請求項1所述之融合蛋白的DNA片段。
- 如請求項2所述之融合蛋白，其中，該PE易位肽包含選自由SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8及SEQ ID NO：9所組成之群組的胺基酸序列。
- 如請求項3所述之融合蛋白，其中，該Stx易位肽包含選自由SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15及SEQ ID NO：16所組成之群組的胺基酸序列。
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