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JP2005522210A - 単純ヘルペスウイルス感染の診断および処置に対する組成物および方法 - Google Patents

単純ヘルペスウイルス感染の診断および処置に対する組成物および方法 Download PDF

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JP2005522210A JP2003583334A JP2003583334A JP2005522210A JP 2005522210 A JP2005522210 A JP 2005522210A JP 2003583334 A JP2003583334 A JP 2003583334A JP 2003583334 A JP2003583334 A JP 2003583334A JP 2005522210 A JP2005522210 A JP 2005522210A
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Abstract

HSV感染の診断および処置のための化合物および方法が提供される。その化合物は、HSVポリペプチドの少なくとも一つの抗原部分およびこのようなポリペプチドをコードするDNA配列を含有する。このようなポリペプチドまたはDNA配列を含有する薬学的処方物およびワクチンもまたこのようなポリペプチドに対する抗体と一緒に、提供される。このようなポリペプチドおよび/またはDNA配列ならびに患者および生物学的サンプルにおけるHSV感染の検出のための適切な検出試薬を備える診断キットもまた提供される。

Description

(発明の背景)
本発明は、一般に、HSV感染の検出および処置に関する。特に、本発明は、HSV抗原を含むポリペプチド、HSV抗原をコードするDNAおよびHSV感染の診断および処置のためのこのような組成物の使用に関する。
(関連技術の記述)
ヘルペスウイルスは、1型(HSV−1)および2型(HSV−2)と名付けられた密接に関連した二つの改変体を含む、単純ヘルペスウイルス(HSV)を含む。HSVは、年間推定600,000件の新しい症例の発生率を有し、そして、1000万人〜2000万人の個体が、症候性慢性再発性疾患に直面している、ヒトの生殖器感染症のありふれた原因である。無症候性無症状性感染率は、さらに高くあり得る。例えば、型特異的血清学的アッセイを用いて、アトランタの保健維持機構診療所に通う女性の任意抽出集団の35%が、HSV2型(HSV−2)に対する抗体を有していた。抗ウイルス薬物(例えば、アシクロビル)の継続的な投与は、急性HSV疾患の重症度を緩和し、再発症の頻度および持続期間を減少するが、このような化学治療処置は、潜伏の確立を中断せず、また潜伏ウイルスの状態を変化させない。結果として、再発疾患傾向は、薬物処理の中止後、急速に回復する。
単純ヘルペスウイルス(HSV)の少なくとも一つの株のゲノムは、特徴づけされている。それは、約150kbであり、それぞれ50〜1000アミノ酸長の範囲のタンパク質をコードする約85の公知の遺伝子をコードする。しかし、免疫原性部分、特に、ウイルス感染に反応する有効なT細胞免疫を惹起し得る免疫原性エピトープは、未知である。
従って、HSV感染に対する有効な免疫応答を惹起し得るHSVポリペプチドの免疫原性部分、好ましくは、エピトープを同定することは、医学的に重大でかつ科学的に必要なことである。このような情報は、より安全でかつより効果的で予防的な薬学的組成物(例えば、実質的にHSV感染を防止するワクチン組成物および感染が既に生じた場合、疾患に効く治療的組成物)につながる。本発明は、これらおよび他の要求を満たす。
(発明の概要)
本発明は、HSV感染の診断および治療のための組成物および方法を提供する。一つの局面では、本発明は、HSV抗原の免疫原性部分を含むポリペプチドまたはこのような抗原の改変体もしくはこのような抗原の生物学的機能的同等物を提供する。特定の好ましい部分および他の改変体は、免疫原性であり、その結果、その部分または改変体の抗原特異的抗血清に応答する能力は、実質的に減少しない。特定の実施形態において、そのポリペプチドは、以下:(a)配列番号1、4、8〜9、13、16、19〜24、35〜38、48〜49、52〜53、65〜73、76〜89、98〜117、118〜119、141、144〜152、179〜180、182〜183、184〜194、206〜210、213〜214、217〜226、240、242、244〜247および251〜252のいずれか一つの配列;(b)前記配列の相補体;および(c)中程度のストリンジェントな条件下で(a)または(b)の配列とハイブリダイズする配列からなる群から選択されるポリヌクレオチド配列によってコードされるアミノ酸配列を含む。特定の実施形態において、本発明のポリペプチドは、HSVタンパク質の少なくとも一部分、好ましくは、免疫原性部分を含み、このHSVタンパク質は、配列番号2、3、5、6、7、10〜12、14〜15、17〜18、20〜23、25〜33、39〜47、50〜51、54〜64、74〜75、90〜97、120〜121、122〜140、142〜143、153〜178、181、195〜205、211〜212、215〜216、227〜239、241、243、248〜250、253〜254、255〜267のいずれかに列挙されるアミノ酸配列(改変体およびこれらの生物学的機能的同等物を含む)のいくつかまたは全てを含む。
本発明はさらに、上記のポリペプチドまたはその一部(例えば、HSVタンパク質の少なくとも15個の連続するアミノ酸残基をコードする一部分)をコードするポリヌクレオチド、このようなポリヌクレオチドを含む発現ベクター、ならびにこのような発現ベクターで形質転換またはトランスフェクトされた宿主細胞を提供する。
関連する局面において、上記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列、これらのポリヌクレオチド配列を一つ以上含む組換え発現ベクターおよびこのような発現ベクターを形質転換またはトランスフェクトされた宿主細胞もまた提供される。
別の局面では、本発明は、例えば、薬学的組成物およびそのワクチンとして使用される生理学的に受容可能なキャリアまたは免疫賦活剤と組み合わせた一つ以上のHSVポリペプチドを含む融合タンパク質を提供する。
本発明はさらに、以下を含む薬学的組成物を提供する:(a)HSVタンパク質に特異的に結合する抗体(ポリクローナルかモノクローナルのどちらか)、
またはその抗原結合フラグメント;および(b)生理学的に受容可能なキャリア。
他の局面では、本発明は、本明細書中に開示された一つ以上のHSVポリペプチドもしくはその部分、またはこのようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチド分子および生理学的に受容可能なキャリアを含む薬学的組成物を提供する。本発明はまた、本明細書中に定義された開示されたポリペプチドおよび免疫賦活剤を一つ以上含む予防目的および治療目的のワクチンならびにこのようなポリペプチドおよび免疫賦活剤をコードするポリヌクレオチド配列を一つ以上含むワクチンを提供する。
なお別の局面では、上記の一つ以上の薬学的組成物またはワクチンを、有効量患者へ投与することを包含する患者において感染防御免疫を誘導する方法を提供する。患者の処置における使用のために同定されたポリペプチドは、いずれもヘルペス感染を処置するために使用される薬学的物質(例えば、Zovirax(登録商標)(アシクロビル)、Valtrex(登録商標)(バルアシクロビル)およびFamvir(登録商標)(ファムシクロビル)が挙げられるが、これらに限定されない)と組み合わせて使用され得る。
なおさらなる局面では、患者のHSV感染の影響を処置し、実質的に予防し、さもなければ回復する方法、患者からの末梢血単核細胞(PBMC)の入手を包含する方法、インキュベートされたT細胞を提供するために、本発明のポリペプチド(またはそのようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチド)を含むPBMCのインキュベートを包含する方法およびインキュベートされたT細胞の患者への投与を包含する方法を提供する。本発明はさらに、インキュベートされた抗原提示細胞を提供するための本発明のポリペプチド(またはそのようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチド)を有する抗原提示細胞のインキュベートおよびインキュベートされた抗原提示細胞の患者への投与を包含するHSV感染の処置のための方法を提供する。増殖させた細胞は、患者への投与の前にクローニングされ得るが、その必要はない。特定の実施形態では、抗原提示細胞は、樹状細胞、マクロファージ、単球、B細胞および線維芽細胞からなる群から選択される。本発明のポリペプチドもしくはポリヌクレオチドとともにインキュベートされたT細胞または抗原提示細胞を含有するHSV感染の処置のための組成物もまた、提供される。関連した局面では、(a)上記のようにポリペプチドを発現する抗原提示細胞および(b)免疫賦活剤を含有するワクチンが提供される。
本発明はさらに、他の局面では、HSVタンパク質に特異的に応答するT細胞と生物学的サンプルとの接触を包含する、生物学的サンプルからHSV感染細胞を除去する方法を提供し、ここで、接触工程は、タンパク質を発現する細胞のサンプルからの除去を可能にするために十分な条件下および時間実施される。
関連した局面では、上記のように処理した生物学的サンプルの患者への投与を包含する、患者においてHSV感染の進行を阻害する方法が提供される。本発明のさらなる局面では、患者においてHSV感染を検出するための方法および診断キットが提供される。一つの実施形態では、その方法は、(a)生物学的サンプルを本明細書に開示したポリペプチドまたは融合タンパク質の少なくとも一つと接触させる工程;および(b)ポリペプチドまたは融合タンパク質に結合する結合物質の存在をサンプル中で検出し、それによって、生物学的サンプル中でHSV感染を検出する工程を包含する。適切な生物学的サンプルとしては、全血、痰、血清、血漿、唾液、脳脊髄液および尿が挙げられる。一つの実施形態では、診断キットは、本明細書中に開示された一つ以上のポリペプチドまたは融合タンパク質を、検出試薬と組み合わせて含む。なお別の実施形態では、診断キットは、本発明のポリペプチドと結合するモノクローナル抗体またはポリクローナル抗体のいずれかを含む。
本発明はまた、(a)患者から生物学的サンプルを入手する工程;(b)ポリメラーゼ連鎖反応で、少なくとも二つのオリゴヌクレオチドプライマー(少なくとも一つは、本明細書中に開示されたポリヌクレオチド配列に特異的なオリゴヌクレオチドプライマー)とサンプルを接触させる工程;および(c)オリゴヌクレオチドプライマーの存在下で増幅するポリヌクレオチド配列をサンプル中で検出する工程を包含する、HSV感染検出のための方法を提供する。一つの実施形態では、オリゴヌクレオチドプライマーは、本明細書中で開示されたペプチドのポリヌクレオチド配列またはそれにハイブリダイズする配列の約10個の連続するヌクレオチドを含む。
さらなる局面では、本発明は、(a)患者から生物学的サンプルを入手する工程;(b)本明細書中に開示されたポリヌクレオチド配列に特異的なオリゴヌクレオチドプローブとサンプルを接触させる工程および(c)オリゴヌクレオチドプローブにハイブリダイズするポリヌクレオチド配列をサンプル中で検出する工程を包含する、患者においてHSV感染を検出するための方法を提供する。一つの実施形態では、オリゴヌクレオチドプローブは、本明細書中に開示されたポリヌクレオチド配列の少なくとも約15個の連続するヌクレオチドまたはそれにハイブリダイズする配列を含む。
本発明のこれらの局面および他の局面は、以下の詳細な説明を参照することによって、明らかになる。本明細書中に開示された全ての参考文献は、それぞれが、個々に援用されるように、本明細書中でその全てが参考として援用される。
(いくつかの配列識別名の簡単な説明)
配列番号1は、HSV2I_UL39fragH12A12と名付けられた単離されたクローンのポリヌクレオチド配列を示し、
配列番号2は、配列番号1のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(H12A12orf1.proと名付けられた)を示し;
配列番号3は、全長HSV−2 UL39タンパク質のアミノ酸配列を示し;
配列番号4は、HSV2II_US8AfragD6.B_B11_T7Trc.seqと名付けられた単離されたクローンのポリヌクレオチド配列を示し;
配列番号5は、配列番号4のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(D6Borf1.proと名付けられた)を示し;
配列番号6は、配列番号4のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(D6Borf2.proと名付けられた)を示し;
配列番号7は、全長HSV−2 US8Aタンパク質のアミノ酸配列を示し;
配列番号8は、HSV2II_US4fragF10B3_T7Trc.seqと名付けられた単離されたクローンのポリヌクレオチド配列を示し;
配列番号9は、HSV2II_US3fragF10B3_T7P.seqと名付けられた単離されたクローンのポリヌクレオチド配列を示し;
配列番号10は、配列番号8のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(F10B3orf2.proと名付けられた)を示し;
配列番号11は、配列番号9のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(8F10B3orf1.proと名付けられた)を示し;
配列番号12は、全長HSV−2 US3タンパク質のアミノ酸配列を示し;
配列番号13は、HSV2II_UL46fragF11F5_T7Trc.seqと名付けられた単離されたクローンのポリヌクレオチド配列を示し;
配列番号14は、配列番号13のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(F11F5orf1.proと名付けられた)を示し;
配列番号15は、全長HSV−2 UL46タンパク質のアミノ酸配列を示し;
配列番号16は、HSV2II_UL27fragH2C7_T7Trc.seqと名付けられた単離されたクローンのポリヌクレオチド配列を示し;
配列番号17は、配列番号16のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(H2C7orf1.proと名付けられた)を示し;
配列番号18は、全長HSV−2 UL27タンパク質のアミノ酸配列を示し;
配列番号19は、HSV2II_UL18fragF10A1_rc.seqと名付けられた単離されたクローンのポリヌクレオチド配列を示し;
配列番号20は、配列番号19のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(F10A1orf3.proと名付けられた)を示し;
配列番号21は、配列番号19のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(F10A1orf2.proと名付けられた)を示し;
配列番号22は、配列番号19のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(F10A1orf1.proと名付けられた)を示し;
配列番号23は、全長HSV−2 UL18タンパク質のアミノ酸配列を示し;
配列番号24は、HSV2II_UL15fragF10A12_rc.seqと名付けられた単離されたクローンのポリヌクレオチド配列を示し;
配列番号25は、配列番号24のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(F10A12orf1.proと名付けられた)を示し;
配列番号26は、全長HSV−2 UL15タンパク質のアミノ酸配列を示し;
配列番号27は、HSVII UL46遺伝子の免疫原性部分に由来する15マーのポリペプチドのアミノ酸配列を示し;
配列番号28は、HSVII UL46遺伝子の免疫原性部分に由来する15マーのポリペプチドのアミノ酸配列を示し;
配列番号29は、HSVII UL46遺伝子の免疫原性部分に由来する15マーのポリペプチドのアミノ酸配列を示し;
配列番号30は、HSVII UL46遺伝子の免疫原性部分に由来する15マーのポリペプチドのアミノ酸配列を示し;
配列番号31は、HSVII UL46遺伝子の免疫原性部分に由来する15マーのポリペプチドのアミノ酸配列を示し;
配列番号32は、HSVII UL18遺伝子の免疫原性部分に由来する15マーのポリペプチドのアミノ酸配列を示し;
配列番号33は、HSVII UL18遺伝子の免疫原性部分に由来する15マーのポリペプチドのアミノ酸配列を示し;
配列番号34は、RL2_E9A4_5_consensus.seqと名付けられた単離されたクローンのヌクレオチド配列を示し;
配列番号35は、全長HSV−2 RL2遺伝子のヌクレオチド配列を示し;
配列番号36は、UL23_22_C12A12_consensus.seqと名付けられた単離されたクローンのヌクレオチド配列を示し;
配列番号37は、全長HSV−2 UL23タンパク質のヌクレオチド配列を示し;
配列番号38は、全長HSV−2 UL22タンパク質のヌクレオチド配列を示し;
配列番号39は、配列番号37のポリヌクレオチドによってコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(HSV2_UL23と名付けられた)を示し;
配列番号40は、配列番号36のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(HSV2_UL23と名付けられた)を示し;
配列番号41は、配列番号36のポリヌクレオチド内にコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(HSV2_UL22と名付けられた)を示し;
配列番号42は、HSVII UL23遺伝子の免疫原性部分に由来する15マーのポリペプチドのアミノ酸配列を示し;
配列番号43は、HSVII UL23遺伝子の免疫原性部分に由来する15マーのポリペプチドのアミノ酸配列を示し;
配列番号44は、HSVII UL23遺伝子の免疫原性部分に由来する15マーのポリペプチドのアミノ酸配列を示し;
配列番号45は、配列番号38のポリヌクレオチドによってコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(HSV2_UL22と名付けられた)を示し;
配列番号46は、配列番号34のポリヌクレオチドによってコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(RL2_E9A4_5_consensus.seqと名付けられた)を示し;
配列番号47は、配列番号35のポリヌクレオチドによってコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(HSV2_RL2と名付けられた)を示し;
配列番号48は、G10_UL37consensus.seqと名付けられた単離されたクローンのヌクレオチド配列を示し;
配列番号49は、全長HSV−2 UL37遺伝子のヌクレオチド配列を示し;
配列番号50は、配列番号48のポリヌクレオチドによってコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(HSV2_UL37と名付けられた)を示し;
配列番号51は、配列番号49のポリヌクレオチドによってコードされるオープンリーディングフレームのアミノ酸配列(HSV2_UL37と名付けられた)を示し;
配列番号52は、クローンUL46fragF11F5の挿入物に由来するDNA配列を示し;
配列番号53は、クローンG10の挿入物に由来するDNA配列を示し;
配列番号54は、クローンUL46fragF11F5の挿入物に由来するアミノ酸配列を示し;
配列番号55は、クローンG10の挿入物に由来するアミノ酸配列を示し;
配列番号56は、HSV−2遺伝子UL15のペプチド#23のアミノ酸配列(アミノ酸688〜722)であり;
配列番号57は、HSV−2遺伝子UL15のペプチド#30のアミノ酸配列(アミノ酸716〜730)であり;
配列番号58は、HSV−2遺伝子UL23のペプチド#7のアミノ酸配列(アミノ酸265〜279)であり;
配列番号59は、HSV−2遺伝子UL46のペプチド#2のアミノ酸配列(アミノ酸621〜635)であり;
配列番号60は、HSV−2遺伝子UL46のペプチド#8のアミノ酸配列(アミノ酸645〜659)であり;
配列番号61は、HSV−2遺伝子UL46のペプチド#9のアミノ酸配列(アミノ酸649〜663)であり;
配列番号62は、HSV−2遺伝子UL46のペプチド#11のアミノ酸配列(アミノ酸657〜671)であり;
配列番号63は、HSV−2遺伝子US3のペプチド#33のアミノ酸配列(アミノ酸262〜276)であり;
配列番号64は、HSV−2遺伝子US8Aのペプチド#5のアミノ酸配列(アミノ酸99〜113)である。
配列番号65は、全長HSV−2 UL39タンパク質のポリヌクレオチド配列を示す。
配列番号66は、クローン39によって認識される1F4、1G2および3G11をプールするHSV2−IIIライブラリーに由来するUL39の部分的ポリヌクレオチド配列を示す。
配列番号67は、クローン39によって認識される2C4をプールするHSV2−IIIライブラリーに由来するUL39の部分的ポリヌクレオチド配列を示す。
配列番号68は、クローン47によって認識される3H6、3F12および4B2をプールするHSV2−IIIライブラリーに由来するICP0の部分的ポリヌクレオチド配列の5’末端を示す。
配列番号69は、クローン47によって認識される3H6、3F12および4B2をプールするHSV2−IIIライブラリーに由来するICP0の部分的ポリヌクレオチド配列の3’末端を示す。
配列番号70は、クローン47によって認識される3A1をプールするHSV2−IIIライブラリーに由来するICP0の部分的ポリヌクレオチド配列の5’末端を示す。
配列番号71は、クローン47によって認識される3A1をプールするHSV2−IIIライブラリーに由来するICP0の部分的ポリヌクレオチド配列の3’末端を示す。
配列番号72は、クローン47によって認識される2B2をプールするHSV2−IIIライブラリーに由来するICP0の部分的ポリヌクレオチド配列の5’末端を示す。
配列番号73は、クローン47によって認識される2B2をプールするHSV2−IIIライブラリーに由来するICP0の部分的ポリヌクレオチド配列の3’末端を示す。
配列番号74は、クローン39によって認識される1F4、1G2および3G11をプールするHSV2−IIIライブラリーに由来するUL39の部分的アミノ酸配列を示す。
配列番号75は、クローン39によって認識される2C4をプールするHSV2−IIIライブラリーに由来するUL39の部分的アミノ酸配列を示す。
配列番号76は、HSV−2遺伝子UL19の全長DNA配列を示す。
配列番号77は、ワクシニアウイルスシャトルプラスミド、pSC11のDNA配列を示す。
配列番号78は、HSV−2遺伝子、UL47の全長DNA配列を示す。
配列番号79は、HSV−2遺伝子、UL50の全長DNA配列を示す。
配列番号80は、ヒトユビキチン遺伝子のDNA配列を示す。
配列番号81は、HSV−2遺伝子、UL49の全長DNA配列を示す。
配列番号82は、HSV遺伝子、UL50のコード領域に対応するDNA配列を示す。
配列番号83は、HSV遺伝子、UL49のコード領域に対応するDNA配列を示す。
配列番号84は、HSV遺伝子、UL19のコード領域に対応するDNA配列を示す。
配列番号85は、HSV遺伝子、UL21のコード領域に対応するDNA配列を示す。
配列番号86は、Trx2融合配列を有するHSV−2 UL47遺伝子のコード領域に対応するDNA配列を示す。
配列番号87は、HSV遺伝子、UL47のコード領域に対応するDNA配列を示す。
配列番号88は、HSV遺伝子、UL47Cフラグメントのコード領域に対応するDNA配列を示す。
配列番号89は、HSV遺伝子、UL39のコード領域に対応するDNA配列を示す。
配列番号90は、Hisタグを有するUL39タンパク質に対応するアミノ酸配列を示す。
配列番号91は、Hisタグを有するUL21タンパク質に対応するアミノ酸配列を示す。
配列番号92は、Trxタグおよび2ヒスタジンタグと融合したUL47タンパク質に対応するアミノ酸配列を示す。
配列番号93は、Hisタグを有するUL47Cフラグメントに対応するアミノ酸配列を示す。
配列番号94は、Hisタグを有するUL47タンパク質に対応するアミノ酸配列を示す。
配列番号95は、Hisタグを有するUL19タンパク質に対応するアミノ酸配列を示す。
配列番号96は、Hisタグを有するUL50タンパク質に対応するアミノ酸配列を示す。
配列番号97は、Hisタグを有するUL49タンパク質に対応するアミノ酸配列を示す。
配列番号98は、UL21の増幅に使用されるセンスプライマーPDM−602についてのプライマー配列を示す。
配列番号99は、UL21の増幅に使用される逆方向プライマーPDM−603についてのプライマー配列を示す。
配列番号100は、UL39の増幅に使用されるセンスプライマーPDM−466についてのプライマー配列を示す。
配列番号101は、UL39の増幅に使用される逆方向プライマーPDM−467についてのプライマー配列を示す。
配列番号102は、UL49の増幅に使用されるセンスプライマーPDM−714についてのプライマー配列を示す。
配列番号103は、UL49の増幅に使用される逆方向プライマーPDM−715についてのプライマー配列を示す。
配列番号104は、UL50の増幅に使用されるセンスプライマーPDM−458についてのプライマー配列を示す。
配列番号105は、UL50の増幅に使用される逆方向プライマーPDM−459についてのプライマー配列を示す。
配列番号106は、UL19の増幅に使用されるセンスプライマーPDM−453についてのプライマー配列を示す。
配列番号107は、UL19の増幅に使用される逆方向プライマーPDM−457についてのプライマー配列を示す。
配列番号108は、UL47の増幅に使用されるセンスプライマーPDM−631についてのプライマー配列を示す。
配列番号109は、UL47の増幅に使用される逆方向プライマーPDM−632についてのプライマー配列を示す。
配列番号110は、UL47Aの増幅に使用されるセンスプライマーPDM−631についてのプライマー配列を示す。
配列番号111は、UL47Aの増幅に使用される逆方向プライマーPDM−645についてのプライマー配列を示す。
配列番号112は、UL47Bの増幅に使用されるセンスプライマーPDM−646についてのプライマー配列を示す。
配列番号113は、UL47Bの増幅に使用される逆方向プライマーPDM−632についてのプライマー配列を示す。
配列番号114は、UL47Cの増幅に使用されるセンスプライマーPDM−631についてのプライマー配列を示す。
配列番号115は、UL47Cの増幅に使用される逆方向プライマーPDM−739についてのプライマー配列を示す。
配列番号116は、UL47Dの増幅に使用されるセンスプライマーPDM−740についてのプライマー配列を示す。
配列番号117は、UL47Dの増幅に使用される逆方向プライマーPDM−632についてのプライマー配列を示す。
配列番号118は、HSV−2遺伝子US8の新規のDNA配列を示す。
配列番号119は、HSV−2のHG52株に由来するHSV−2遺伝子US8の公開されたDNA配列を示す。
配列番号120は、配列番号118にコードされるアミノ酸配列を示す。
配列番号121は、配列番号119にコードされるアミノ酸配列を示す。
配列番号122は、HSV−2遺伝子UL47に由来するペプチド85(p85)、CD8+ペプチドの配列を示す。
配列番号123は、HSV−2遺伝子UL47に由来するペプチド89(p89)、CD8+ペプチドの配列を示す。
配列番号124は、HSV−2遺伝子UL47に由来するペプチド98/99(p98/99)、CD8+ペプチドの配列を示す。
配列番号125は、HSV−2遺伝子UL47に由来するペプチド105(p105)、CD8+ペプチドの配列を示す。
配列番号126は、HSV−2遺伝子UL47に由来するペプチド112(p112)、CD8+ペプチドの配列を示す。
配列番号127は、HSV−2タンパク質UL15に由来するペプチド#23(アミノ酸688〜702)の配列を示す。
配列番号128は、HSV−2タンパク質UL15に由来するペプチド#30(アミノ酸716〜730)の配列を示す。
配列番号129は、HSV−2タンパク質UL23に由来するペプチド#7(アミノ酸265〜272)の配列を示す。
配列番号130は、HSV−2タンパク質UL46に由来するペプチド#2(アミノ酸621〜635)の配列を示す。
配列番号131は、HSV−2タンパク質UL46に由来するペプチド#8(アミノ酸645〜659)の配列を示す。
配列番号132は、HSV−2タンパク質UL46に由来するペプチド#9(アミノ酸649〜663)の配列を示す。
配列番号133は、HSV−2タンパク質UL46に由来するペプチド#11(アミノ酸657〜671)の配列を示す。
配列番号134は、HSV−2タンパク質UL47に由来するペプチド#86(アミノ酸341〜355)の配列を示す。
配列番号135は、HSV−2タンパク質UL49に由来するペプチド#6(アミノ酸21〜35)の配列を示す。
配列番号136は、HSV−2タンパク質UL49に由来するペプチド#12(アミノ酸45〜59)の配列を示す。
配列番号137は、HSV−2タンパク質UL49に由来するペプチド#13(アミノ酸49〜63)の配列を示す。
配列番号138は、HSV−2タンパク質UL49に由来するペプチド#49(アミノ酸193〜208)の配列を示す。
配列番号139は、HSV−2タンパク質US3に由来するペプチド#33(アミノ酸262〜276)の配列を示す。
配列番号140は、HSV−2タンパク質US8Aに由来するペプチド#5(アミノ酸99〜113)の配列を示す。
配列番号141は、クローンF10B3に対応する全長挿入DNA配列を示す。
配列番号142は、クローンF10B3に対応する全長挿入アミノ酸配列を示す。
配列番号143は、HSV−2タンパク質US4に対するアミノ酸配列を示す。
配列番号144は、HSV−2タンパク質UL21に対するDNA配列を示す。
配列番号145は、HSV−2タンパク質UL50に対するDNA配列を示す。
配列番号146は、HSV−2タンパク質US3に対するDNA配列を示す。
配列番号147は、HSV−2タンパク質UL54に対するDNA配列を示す。
配列番号148は、HSV−2タンパク質US8に対するDNA配列を示す。
配列番号149は、HSV−2タンパク質UL19に対するDNA配列を示す。
配列番号150は、HSV−2タンパク質UL46に対するDNA配列を示す。
配列番号151は、HSV−2タンパク質UL18に対するDNA配列を示す。
配列番号152は、HSV−2タンパク質RL2に対するDNA配列を示す。
配列番号153は、HSV−2タンパク質UL50に対するアミノ酸配列を示す。
配列番号154は、HSV−2タンパク質UL21に対するアミノ酸配列を示す。
配列番号155は、HSV−2タンパク質US3に対するアミノ酸配列を示す。
配列番号156は、HSV−2タンパク質UL54に対するアミノ酸配列を示す。
配列番号157は、HSV−2タンパク質US8に対するアミノ酸配列を示す。
配列番号158は、HSV−2タンパク質UL19に対するアミノ酸配列を示す。
配列番号159は、HSV−2タンパク質UL46に対するアミノ酸配列を示す。
配列番号160は、HSV−2タンパク質UL18に対するアミノ酸配列を示す。
配列番号161は、HSV−2タンパク質RL2に対するアミノ酸配列を示す。
配列番号162は、HSV−2タンパク質RL2に由来するペプチド#43(アミノ酸211〜225)の配列を示す。
配列番号163は、HSV−2タンパク質UL46に由来するペプチド#41(アミノ酸201〜215)の配列を示す。
配列番号164は、HSV−2タンパク質UL46に由来するペプチド#50(アミノ酸246〜260)の配列を示す。
配列番号165は、HSV−2タンパク質UL46に由来するペプチド#51(アミノ酸251〜265)の配列を示す。
配列番号166は、HSV−2タンパク質UL46に由来するペプチド#60(アミノ酸296〜310)の配列を示す。
配列番号167は、HSV−2タンパク質US8に由来するペプチド#74(アミノ酸366〜380)の配列を示す。
配列番号168は、HSV−2タンパク質UL19に由来するペプチド#102(アミノ酸506〜520)の配列を示す。
配列番号169は、HSV−2タンパク質UL19に由来するペプチド#103(アミノ酸511〜525)の配列を示す。
配列番号170は、HSV−2タンパク質UL19に由来するペプチド#74(アミノ酸366〜380)の配列を示す。
配列番号171は、HSV−2タンパク質UL19に由来するペプチド#75(アミノ酸371〜385)の配列を示す。
配列番号172は、HSV−2タンパク質UL18に由来するペプチド#17(アミノ酸65〜79)の配列を示す。
配列番号173は、HSV−2タンパク質UL18に由来するペプチド#18(アミノ酸69〜83)の配列を示す。
配列番号174は、HSV−2タンパク質UL50に由来するペプチド#16(アミノ酸76〜90)の配列を示す。
配列番号175は、HSV−2タンパク質UL50に由来するペプチド#23(アミノ酸111〜125)の配列を示す。
配列番号176は、HSV−2タンパク質UL50に由来するペプチド#49(アミノ酸241〜255)の配列を示す。
配列番号177は、ICP0(アミノ酸215〜223)に対する9マーのペプチドの配列を示す。
配列番号178は、UL46(アミノ酸251〜260)に対する10マーのペプチドの配列を示す。
配列番号179は、HSV−2のHG52株に由来するUS4のDNA配列を示す。
配列番号180は、UL47 Fコード領域に対するDNA配列を示す。
配列番号181は、UL47 Fコード領域に対するアミノ酸配列を示す。
配列番号182は、UL47 Fの増幅に使用されるプライマーCBH−002に対する配列を示す。
配列番号183は、UL47 Fの増幅に使用されるプライマーPDM−632に対する配列を示す。
配列番号184は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL18に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号185は、HSV−2オープンリーディングフレーム、LAT−ORF−1に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号186は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL48に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号187は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL41に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号188は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL39に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号189は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL37に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号190は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL36に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号191は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL29に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号192は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL25に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号193は、HSV−2オープンリーディングフレーム、ICP4に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号194は、HSV−2オープンリーディングフレーム、ICP22に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号195は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL18に対応する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号196は、HSV−2オープンリーディングフレーム、ICP22に対応する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号197は、HSV−2オープンリーディングフレーム、ICP4に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号198は、HSV−2オープンリーディングフレーム、LAT−ORF−1に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号199は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL25に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号200は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL29に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号201は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL36に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号202は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL37に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号203は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL39に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号204は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL41に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号205は、HSV−2オープンリーディングフレーム、UL48に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号206は、E.coli発現クローニングライブラリー挿入部分1/F3および1/A7に由来するDNA配列を示す。
配列番号207は、E.coli発現クローニングライブラリー挿入部分1/H6に由来するDNA配列を示す。
配列番号208は、E.coli発現クローニングライブラリー挿入部分3/C1に由来するDNA配列を示す。
配列番号209は、挿入部分1/F3、1/A7、1/H6および3/C1に共通のDNA配列を示す。
配列番号210は、HSV−2株HG52に由来するUL19遺伝子に対する全長DNA肺配列を示す。
配列番号211は、配列番号209によってコードされるアミノ酸配列を示す。
配列番号212は、HSV−2株HG52に由来するUL19遺伝子に対する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号213は、臨床的単離体RW1874に由来するUS8遺伝子に対する全長DNA配列を示す。
配列番号214は、臨床的単離体HV5101に由来するUS8遺伝子に対する全長DNA配列を示す。
配列番号215は、臨床的単離体RW1874に由来するUS8遺伝子に対する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号216は、臨床的単離体HV5101に由来するUS8遺伝子に対する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号217は、クローンHH6D6_B6に由来する挿入部分に対応するDNA配列を示す。
配列番号218は、HSV−2株HG52に由来するUL21遺伝子に対するDNA配列を示す。
配列番号219は、クローンHH20 C12_E1の第一挿入部分に対応するDNA配列を示す。
配列番号220は、クローンHH20 C12_E1の第二挿入部分に対応するDNA配列を示す。
配列番号221は、HSV−2株HG52に由来するUL29遺伝子に対するDNA配列を示す。
配列番号222は、クローンHH22F7_A7に由来する挿入部分に対応するDNA配列を示す。
配列番号223は、クローンHH22 4/E8_C8に由来する挿入部分に対応するDNA配列を示す。
配列番号224は、HSV−2株HG52に由来するUL46遺伝子に対応するDNA配列を示す。
配列番号225は、クローンHH24G6_H11に由来する挿入部分に対応するDNA配列を示す。
配列番号226は、HSV−2株HG52に由来するUL47遺伝子に対するDNA配列を示す。
配列番号227は、クローンHH6(D6B6:配列番号217)に由来する挿入部分にコードされるタンパク質配列を示す。
配列番号228は、HSV−2のHG52株に由来するUL21に対する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号229は、281〜300アミノ酸に及ぶUL21 T細胞エピトープのアミノ酸配列を示す。
配列番号230は、クローンHH20に由来する挿入部分1C12_E1にコードされるアミノ酸配列を示す。
配列番号231は、クローンHH20に由来する挿入部分2E9_D11にコードされるアミノ酸配列を示す。
配列番号232は、HSV−2、HG52株タンパク質UL29に対する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号233は、挿入部分F7_A1、クローンHH22に由来するアミノ酸配列を示す。
配列番号234は、挿入部分4/E8_C8、クローンHH22に由来するアミノ酸配列を示す。
配列番号235は、HSV−2のHG52株に由来するUL46タンパク質に対する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号236は、621〜649アミノ酸に及ぶUL46に由来する反応性T細胞エピトープのアミノ酸配列を示す。
配列番号237は、クローンHH24 G6_H11に由来する挿入部分によってコードされるアミノ酸配列を示す。
配列番号238は、HSV−2遺伝子UL47に対する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号239は、アミノ酸137〜155を貫通するUL47に由来する反応性T細胞エピトープのアミノ酸配列を示す。
配列番号240は、クローン挿入部分TM13およびTM58 F5_G1に対応するDNA配列を示す。
配列番号241は、クローン挿入部分TM13およびTM58 F5_G1によってコードされるアミノ酸配列を示す。
配列番号242は、HSV−2遺伝子UL54に対応する全長DNA酸配列を示す。
配列番号243は、HSV−2のHG52株に由来するUL54(ICP27)に対応する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号244は、挿入部分TM39、H11_C3に対応するDNA配列を示す。
配列番号245は、HSV−2株HG52に由来するUL21に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号246は、HSV−2株HG52に由来するUL22に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号247は、HSV−2株HG52に由来するUL36に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号248は、HSV−2のHG52株に由来するUL21に対応する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号249は、HSV−2のHG52株に由来するUL22に対応する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号250は、HSV−2のHG52株に由来するUL36に対応する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号251は、TM51,F7_A8の挿入部分に対応するDNA配列を示す。
配列番号252は、HSV−2株HG52に由来するUS4に対応する全長DNA配列を示す。
配列番号253は、クローンTM51 F7_A8に対応するアミノ酸配列を示す。
配列番号254は、HSV−2のHG52株に由来するUS4に対応する全長アミノ酸配列を示す。
配列番号255は、ICP0のペプチド#43のアミノ酸残基211〜225の配列を示す。
配列番号256は、ICP0のペプチド#44のアミノ酸残基216〜230の配列を示す。
配列番号257は、ICP0ペプチド#43および#44の最小CD8エピトープを示す。
配列番号258は、ICP0のペプチド#89のアミノ酸残基440〜454の配列を示す。
配列番号259は、ICP0のペプチド#82のアミノ酸残基405〜419の配列を示す。
配列番号260は、ICP0のペプチド#79のアミノ酸残基390〜404の配列を示す。
配列番号261は、UL47のペプチド#98のアミノ酸残基389〜403の配列を示す。
配列番号262は、UL47のペプチド#99のアミノ酸残基393〜407の配列を示す。
配列番号263は、UL47ペプチド#98および#99の最小CD8エピトープを示す。
配列番号264は、UL47のペプチド#112のアミノ酸残基445〜459の配列を示す。
配列番号265は、UL47ペプチド#112の推定CD8エピトープを示す。
配列番号266は、UL47のペプチド#4アミノ酸残基13〜27の配列を示す。
配列番号267は、UL47のペプチド#1アミノ酸残基1〜15の配列を示す。
(発明の詳細な説明)
本明細書中および/または出願データシート中に列挙した米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願および非特許刊行物は、本明細書中にその全体が参考として援用される。
上に述べたように、本発明は、一般に、組成物、および組成物を製造し使用するための方法に関し、特に、HSV感染の治療および診断における、組成物および組成物を製造し使用するための方法に関する。本明細書中に記載された特定の例示的な組成物は、HSVポリペプチド、このポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、結合因子(例えば、抗体)、抗原提示細胞(APC)および/または免疫系細胞(例えば、T細胞)を含む。特定のHSVタンパク質およびその免疫原性部分は、HSV感染した患者の抗血清と検出可能な程度に反応する(免疫アッセイ(例えば、ELISAまたはウエスタンブロット)内で)HSVポリペプチドを含む。
従って、本発明は、例示的なポリヌクレオチド組成物、例示的なポリペプチド組成物、前記ポリヌクレオチドおよびポリペプチド組成物の免疫原性部分、このようなポリペプチドと結合し得る抗体組成物およびこのような組成物を使用するさらなる多数の実施形態(例えば、ヒトHSV感染の検出、診断および/または治療において組成物を使用する実施形態)を含む。
(ポリヌクレオチド組成物)
本明細書中で使用される場合、用語「DNAセグメント」および「ポリヌクレオチド」は、特定の種の全ゲノムDNAを含まない単離されたDNA分子をいう。従って、ポリペプチドをコードするDNAセグメントは、DNAセグメントが得られる種の全ゲノムDNAから実質的に単離されたか、またはこのゲノムDNAから精製された、1つ以上のコード配列を含むDNAセグメントをいう。DNAセグメントおよびこのようなセグメントのより小さなフラグメント、そしてまた、組換えベクター(例えば、プラスミド、コスミド、ファージミド、ファージ、ウイルスなどを含む)が、用語「DNAセグメント」および「ポリヌクレオチド」内に含まれる。
当業者に理解されるように、本発明のDNAセグメントは、タンパク質、ポリペプチド、ペプチドなどを発現するか、または発現し得るように適応されたゲノム配列、ゲノム外配列およびプラスミドにコードされる配列、ならびにより小さな操作された遺伝子セグメントを含み得る。このようなセグメントは、自然に単離され得るか、または人の手によって合成的に改変され得る。
本明細書中で使用される場合、「単離された」は、ポリヌクレオチドが、実質的に他のコード配列から離れており、そしてDNAセグメントが無関係のコードDNA(例えば、大きな染色体フラグメントまたは他の機能的遺伝子あるいはポリペプチドコード領域)の大部分を含まないことを意味する。当然のことながら、これは、最初に単離され、そして人の手によってセグメントに加えられた後に遺伝子またはコード領域を除外しないDNAセグメントをいう。
当業者に認識されるように、ポリヌクレオチドは、一本鎖(コードもしくはアンチセンス)または二本鎖であり得、そしてDNA分子(ゲノム、cDNAもしくは合成)またはRNA分子であり得る。RNA分子は、HnRNA分子(これはイントロンを含み、そしてDNA分子に1対1の様式で対応する)、およびmRNA分子(これは、イントロンを含まない)を含む。さらなるコード配列または非コード配列は、本発明のポリヌクレオチド内に存在し得るがその必要はなく、そしてポリヌクレオチドは、他の分子および/または支持材料に連結され得るがその必要はない。
ポリヌクレオチドは、ネイティブの配列(すなわち、HSVタンパク質をコードする内因性配列またはその部分)を含み得るか、あるいはこのような配列の改変体、または生物学的もしくは抗原性の機能的均等物を含み得る。ポリヌクレオチド改変体は、以下にさらに記載されるように、好ましくはネイティブのHSVタンパク質と比較して、コードされたポリペプチドの免疫原性が減少しないように、1つ以上の置換、付加、欠失、および/または挿入を含み得る。コードされたポリペプチドの免疫原性の効果は、一般に、本明細書中に記載されるように評価され得る。用語「改変体」はまた、異種間の起源の相同な遺伝子を含む。
ポリヌクレオチド配列またはポリペプチド配列を比較する場合、2つの配列におけるヌクレオチドまたはアミノ酸の配列が、以下に記載されるように最大一致について整列される場合に同じときに、2つの配列が「同一」であるといわれる。2つの配列の間の比較は、代表的には、配列類似性の局所領域を同定および比較するために、比較ウインドウ(comparison window)にわたって配列を比較することによって行われる。本明細書中で使用される場合、「比較ウインドウ」は、少なくとも約20、通常は30〜約75、40〜約50の連続した位置のセグメントをいい、ここで、2つの配列が最適に整列された後に、配列が連続した位置の同じ数の参照配列と比較され得る。
比較のための配列の最適な整列は、生命情報科学ソフトウエアのLasergeneスイート(suite)におけるMegalignプログラム(DNASTAR,Inc.,Madison,WI)を使用して、デフォルトパラメーターで行われ得る。このプログラムは、以下の参考文献に記載のいくつかの整列スキームを統合する:A model of evolutionary change in proteins−Matrices for detecting distant relationships.(1978)Dayhoff,M.O.(編)Atlas of Protein Sequence and Structure,National Biomedical Research Foundation,Washington DC Vol.5,Suppl.3,pp.345−358;Hein J.Unified Approach to Alignment and Phylogenes,「Methods in Enzymology」Academic Press,Inc.,San Diego,CA vol.183,pp.626−645,1990;Higgins,D.G.およびP.M.Sharp,CABIOS 5:151−153,1989;Myers,E.W.およびW.Muller CABIOS 4:11−17,1988;Robinson,E.D.Comb.Theor 11:105,1971;Santou,N.およびM.Nes,Mol.Biol.Evol.4:406−425,1987;Sneath,P.H.A.およびR.R.Sokal,Numerical Taxonomy−the Principles and Practice of Numerical Taxonomy,Freeman Press,San Francisco,CA,1973;Wilbur,W.J.およびD.J.Lipman,Proc.Natl.Acad.,Sci.USA 80:726−730,1983。
あるいは、比較のための配列の最適な整列は、SmithおよびWaterman,Add.APL.Math 2:482,1981の局所同定アルゴリズムによって、NeedlemanおよびWunsch,J.Mol.Biol.48:443,1970の同定整列アルゴリズムによって、PearsonおよびLipman,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2444,1988の類似性検索方法によって、これらのアルゴリズムのコンピュータ化した実行(Wisconsin Genetics Software Package,Genetics Computer Group(GCG),575 Science Dr.,Madison,WIにおけるGAP、BESTFIT、BLAST、FASTA、およびTFASTA)によって、または検査によって行われ得る。
配列同一性および配列類似性の割合を決定するために適切なアルゴリズムの1つの好ましい例は、BLASTおよびBLAST 2.0アルゴリズムであり、これはそれぞれAltschulら,Nucl.Acids Res.25:3389−3402,1977およびAltschulら,J.Mol.Biol.215:403−410,1990に記載される。BLASTおよびBLAST 2.0は、本発明のポリヌクレオチドおよびポリペプチドについての配列同一性の割合を決定するために、例えば、本明細書中に記載のパラメータを使用して使用され得る。BLAST分析を行うためのソフトウエアは、生物工学情報についてのナショナルセンターを通して公に利用可能である。1つの例示的な例において、累積スコアは、ヌクレオチド配列について、パラメータM(一致する残基の対についての報酬スコア(reward score);常に>0)およびN(ミスマッチ残基についてのペナルティスコア;常に<0)を使用して算出され得る。アミノ酸配列について、スコアリング行列は、累積スコアを算出するために使用され得る。各指示におけるワードヒットの拡大は、以下の場合に停止する:累積整列スコアが、その最大到達値から量Xだけ低下した場合;累積スコアが、1以上の負のスコアの残基整列の累積に起因してゼロ以下になった場合;またはいずれかの配列の末端に到達した場合。このBLASTアルゴリズムパラメーターW、TおよびXは、整列の感度および速度を決定する。BLASTNプログラム(ヌクレオチド配列について)は、ワード長さ(W)11、および期待値(E)10をデフォルトとして使用し、そしてBLOSUM62スコアリング行列(HenikoffおよびHenikoff,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:10915,1989を参照のこと)は、50の(B)、期待値(E)10、M=5、N=−4、および両方の鎖の比較を整列する。
好ましくは、「配列同一性のパーセンテージ」は、少なくとも20位置の比較ウインドウにわたる2つの最適に整列した配列を比較することによって決定され、ここで比較ウインドウ中のポリヌクレオチド配列またはポリペプチド配列の部分は、参照配列(これは、付加または欠失を含まない)と比較して、2つの配列の最適な整列について20パーセント以下、通常は5〜15パーセント、または10〜12パーセントの付加または欠失(すなわち、ギャップ)を含み得る。このパーセンテージは、両方の配列で同一の核酸塩基またはアミノ酸残基が生じる位置の数を決定して一致する位置の数を得、この一致する位置の数を参照配列における位置の総数(すなわち、ウインドウサイズ)で除算し、そしてこの結果に100を掛けて配列同一性のパーセンテージを得ることによって算出される。
従って、本発明は、本明細書中に開示される配列に実質的に同一性を有するポリヌクレオチド配列およびポリペプチド配列(例えば、本明細書中に記載される方法(例えば、以下に記載するような標準パラメータを使用するBLAST分析)を使用する本発明のポリヌクレオチド配列またはポリペプチド配列と比較して、少なくとも50%の配列同一性、好ましくは少なくとも55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%以上の配列同一性を含む配列)を含む。当業者は、これらの値が、コドンの縮重、アミノ酸類似性、リーディングフレームの位置などを考慮することによって、2つのヌクレオチド配列によってコードされるタンパク質の対応する同一性を決定するために、適切に調整され得ることを認識する。
さらなる実施形態において、本発明は、本明細書中に記載の配列の1つ以上に同一であるかまたは相補的な配列の種々の長さの連続したストレッチを含む単離されたポリヌクレオチドおよびポリペプチドを提供する。例えば、本発明に開示される配列の1つ以上の、少なくとも約15、20、30、40、50、75、100、150、200、300、400、500または1000以上、ならびにその間の中間の長さの連続したヌクレオチドを含むポリヌクレオチドが、本発明によって提供される。本発明の状況において、「中間の長さ」が、示される値の間の任意の長さ(例えば、16、17、18、19など;21、22、23など;30、31、32など;50、51、52、53など;100、101、102、103など;150、151、152、153など;200〜500;500〜1,000などの間の全ての整数を含む)を意味することが容易に理解される。
本発明のポリヌクレオチド、またはそのフラグメントは、そのコード配列の長さに関わらず、他のDNA配列(例えば、プロモーター、ポリアデニル化シグナル、さらなる制限酵素部位、マルチクローニング部位、他のコードセグメントなど)と組合わされ得、その結果、その全体の長さは、相当変化し得る。従って、ほとんど任意の長さの核酸フラグメントが使用され得ることが意図され、その全長は、好ましくは意図した組換えDNAプロトコルにおける調製および使用の容易さによって制限される。例えば、約10,000、約5000、約3000、約2,000、約1,000、約500、約200、約100、約50の塩基対長など(全ての中間の長さを含む)の全長を有する例示的なDNAセグメントが、本発明の多くの実行において有用であることが意図される。
他の実施形態において、本発明は、中程度にストリンジェントな条件下で、本明細書中で提供されるポリヌクレオチド配列またはそのフラグメント、あるいはその相補配列にハイブリダイズし得るポリヌクレオチドに関する。ハイブリダイゼーション技術は、分子生物学の分野において周知である。例示の目的で、本発明のポリヌクレオチドの、他のポリヌクレオチドとのハイブリダイゼーションを試験するために適切な中程度にストリンジェントな条件は、5×SSC、0.5% SDS、1.0mM EDTA(pH8.0)の溶液中での予洗;50℃〜65℃、5×SSCで一晩のハイブリダイゼーション;続いて0.1% SDSを含む2×SSC、0.5×SSC、および0.2×SSCで各20分、65℃で2回の洗浄を含む。
さらに、遺伝コードの縮重の結果として、本明細書中に記載されるようなポリペプチドをコードする多くのヌクレオチド配列が存在することが、当業者に理解される。これらのポリヌクレオチドのうちいくつかは、任意のネイティブな遺伝子のヌクレオチド配列に対して最小の相同性を有する。それにもかかわらず、コドンの用法における差異に起因して変化するポリヌクレオチドは、本発明によって詳細に意図される。さらに、本明細書中で提供されるポリヌクレオチド配列を含む遺伝子の対立遺伝子は、本発明の範囲内である。対立遺伝子は、1以上の変異(例えば、ヌクレオチドの欠失、付加および/または置換)の結果として変化する内因性遺伝子である。得られたmRNAおよびタンパク質は、変化した構造または機能を有するが、その必要はない。対立遺伝子は、標準的な技術(例えば、ハイブリダイゼーション、増幅および/またはデータベース配列比較)を用いて、同定され得る。
(プローブおよびプライマー)
本発明の他の実施形態において、本明細書中で提供されるポリヌクレオチド配列は、核酸のハイブリダイゼーションのためのプローブまたはプライマーとして、有利に使用され得る。そのようなものとして、本明細書中で開示される15ヌクレオチド長の連続した配列と同じ配列か、またはこの連続した配列に相補的な配列を有する、少なくとも約15ヌクレオチド長の連続した配列の配列領域を含む核酸セグメントが、特定の有用性を見出すことが意図される。より長い連続した同一または相補的な配列(例えば、約20、30、40、50、100、200、500、1000(全ての中間長さを含む)および全長配列までの配列)はまた、特定の実施形態において使用される。
このような核酸プローブの、目的の配列に特異的にハイブリダイズする能力は、所定のサンプルにおける相補配列の存在を検出における使用を可能にする。しかし、他の用途(例えば、変異体種プライマーの調製のための配列情報の使用、または他の遺伝的構築物の調製における使用のためのプライマーの使用)もまた想定される。
10〜14、15〜20、30、50、または100〜200ヌクレオチド程度(同様に中間長さを含む)の連続したヌクレオチドストレッチを含む配列領域を有し、本明細書中に開示されるポリヌクレオチド配列に同一または相補的なポリヌクレオチド分子は、例えばサザンブロッティングまたはノーザンブロッティングにおける使用のためのハイブリダイゼーションプローブとして特に意図される。これは、遺伝子産物またはそのフラグメントの、多様な細胞型およびまた種々の細菌細胞の両方における分析を可能とする。フラグメントの全サイズ、ならびに相補的ストレッチのサイズは、究極的には、特定の核酸セグメントの意図される用途または適用に依存する。同様のフラグメントは、一般にハイブリダイゼーション実施形態における用途を見出し、ここで連続した相補領域の長さが変化され得る(例えば、約15ヌクレオチドと約100ヌクレオチドとの間)が、検出を望む相補配列の長さに従って、より長い連続した相補ストレッチが使用され得る。
約15〜25ヌクレオチド長のハイブリダイゼーションプローブの使用は、安定および選択的の両方の二重鎖分子の形成を可能にする。15塩基長より長いストレッチの連続した相補配列を有する分子は、ハイブリッドの安定性および選択性を増加するために一般に好ましく、それによって、得られる特異的ハイブリッド分子の質および程度が改善する。15〜25の連続したヌクレオチド、または望まれる場合にはより長い遺伝子相補的ストレッチを有する核酸分子を設計するのが一般には好ましい。
ハイブリダイゼーションプローブは、本明細書中に開示される配列のいずれかの、任意の部分から選択され得る。必要とされる全ては、本明細書中に開示される配列、あるいはプローブまたはプライマーとしての利用を望む、約15〜25ヌクレオチド長から全長配列まで、および全長配列を含む配列の任意の連続した部分までを再検討することである。プローブおよびプライマー配列の選択は、種々の要因によって支配され得る。例えば、全配列の終端に向かってプライマーを使用することが望まれ得る。
小さなポリヌクレオチドセグメントまたはフラグメントは、通常は自動オリゴヌクレオチド合成機を使用して行われるので、例えば化学的手段によってフラグメントを直接合成することによって、容易に調製され得る。また、フラグメントは、核酸複製技術(例えば、米国特許第4,683,202号(本明細書中に参考として援用される)のPCRTM技術)の適用によって、組換え産物のために選択配列を組換えベクターに導入することによって、および一般に分子生物学の分野の当業者に公知の他の組換えDNA技術によって、得られ得る。
本発明のヌクレオチド配列は、目的の完全遺伝子または遺伝子フラグメントのいずれかの相補的ストレッチと、二重鎖分子を選択的に形成するその能力のために使用され得る。想定される適用に依存して、代表的には、標的配列に対するプローブの選択性の種々の程度に達するために、ハイブリダイゼーションの種々の条件を使用することが望ましい。高い選択性を必要とする適用について、代表的には、ハイブリッドを形成するための比較的ストリンジェントな条件(例えば、比較的低い塩、および/または高温の条件(例えば、約50℃〜約70℃で、約0.02M〜約0.15Mの塩の塩濃度によって提供されるような)を使用することが望ましい。このような選択条件は、存在する場合、プローブとテンプレートまたは標的鎖との間のミスマッチにわずかに許容性であり、そして関連する配列の単離のために特に適切である。
当然のことながら、いくつかの適用(例えば、潜在的なテンプレートにハイブリダイズする変異体プライマー鎖を使用する、変異体の調製が望ましい場合)について、低ストリンジェント(減少したストリンジェンシー)のハイブリダイゼーション条件は、ヘテロ二重鎖を形成するために代表的に必要とされる。これらの状況において、約20℃〜約55℃の温度範囲で約0.15M〜約0.9Mの塩の条件のような塩条件を使用することが望ましくあり得る。これによって、交差ハイブリダイズ種は、コントロールハイブリダイゼーションに関して、陽性ハイブリダイズシグナルとして容易に同定され得る。任意の場合において、ホルムアミド(これは、増加した温度と同じ様式で、ハイブリッド二重鎖を不安定化するように作用する)の増加した量の添加によって、条件がよりストリンジェントになり得ることが一般に理解される。従って、ハイブリダイゼーション条件は、容易に操作され得、そして一般に、所望の結果に依存する最良の方法である。
(ポリヌクレオチドの同定および特徴づけ)
ポリヌクレオチドは、種々の十分に確立された技術のいずれかを使用して、同定、調製および/または操作され得る。例えば、ポリヌクレオチドは、以下により詳細に記載されるように、cDNAのマイクロアレイをHSVに関連する発現(すなわち、本明細書中で提供される代表的なアッセイを使用して決定する場合、正常な組織における発現よりも、感染組織での少なくとも2倍高い発現)についてスクリーニングすることによって、同定され得る。このようなスクリーニングは、例えば、製造者の指示に従ってSynteniマイクロアレイ(Palo Alto,CA)を使用して(そして本質的にSchenaら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93:10614−10619,1996およびHellerら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 94:2150−2155,1997に記載されるように)、行われ得る。あるいは、ポリヌクレオチドは、本明細書中に記載されるタンパク質を発現する細胞から調製されるcDNAから増幅され得る。このようなポリヌクレオチドは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を介して増幅され得る。このアプローチのために、配列特異的プライマーが、本明細書中で提供される配列に基づいて設計され得、そして購入または合成され得る。
本発明のポリヌクレオチドの増幅した部分を使用して、適切なライブラリー(例えば、HSV cDNAライブラリー)から周知の技術を使用して全長遺伝子を単離し得る。このような技術において、増幅に適した1以上のポリヌクレオチドプローブまたはプライマーを使用して、ライブラリー(cDNAまたはゲノム)をスクリーニングする。好ましくは、ライブラリーはより大きな分子を含むようにサイズが選択される。無作為に刺激されたライブラリー(random primed library)もまた、遺伝子の5’領域および上流領域の同定ために好ましい。ゲノムライブラリーは、イントロンを入手することおよび5’配列を伸長させることについて好ましい。
ハイブリダイゼーション技術に関して、部分配列は、周知の技術を使用して標識(例えば、ニックトランスレーションまたは32Pでの末端標識)され得る。次いで、細菌ライブラリーまたはバクテリオファージライブラリーは、一般に、標識プローブと、変性した細菌コロニー(またはファージプラークを含む菌叢)を含むフィルターとをハイブリダイズすることによってスクリーニングされる(Sambrookら,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratories,Cold Spring Harbor,NY,1989を参照のこと)。ハイブリダイズするコロニーまたはプラークを選択し、そして拡大する。そしてそのDNAをさらなる分析のために単離する。cDNAクローンを、さらなる付加配列の量を決定するために、例えば、部分配列由来のプライマーおよびそのベクター由来のプライマーを使用するPCRによって分析し得る。制限地図および部分配列を作成して、1以上の重複クローンを同定し得る。次いで、標準的な技術(これは、一連の欠失クローンを作製することを包含し得る)を使用して完全配列を決定し得る。次いで、得られた重複配列を1つの連続配列中にアセンブルし得る。周知の技術を使用して、適切なフラグメントに連結することにより全長cDNA分子を生成し得る。
あるいは、部分cDNA配列由来の全長コード配列を得るための多くの増幅技術が存在する。このような技術において、増幅は、一般的に、PCRを介して行われる。種々の市販キットのいずれかを使用して増幅工程を行い得る。例えば、当該分野で周知のソフトウエアを使用してプライマーを設計し得る。プライマーは、好ましくは、長さが22〜30ヌクレオチドであり、少なくとも50%のGC含有量を有し、そして標的配列に約68℃〜72℃の温度でアニールする。増幅した領域は、上記に記載されるように配列決定され得、そして重複配列を連続する配列へと構築する。
このような増幅技術の1つは、インバースPCRである(Trigliaら,Nucl.Acids Res.16:8186,1988を参照のこと)。この技術は、制限酵素を使用して、その遺伝子の既知の領域内のフラグメントを生成する。次いで、このフラグメントを分子内連結により環状化し、そして既知の領域に由来する多岐したプライマーを用いたPCRのための鋳型として使用する。代替のアプローチにおいて、部分配列に隣接した配列を、リンカー配列に対するプライマーおよび既知の領域に特異的なプライマーを使用する増幅により取り出し得る。この増幅した配列を、代表的に、同じリンカープライマーおよび既知の領域に特異的な第2のプライマーを使用する2回目の増幅に供する。既知の配列から反対方向に伸長を開始する2つのプライマーを使用するこの手順についての改変は、WO 96/38591に記載される。そのような別の技術は、「迅速なcDNA末端の増幅」またはRACEとして公知である。この技術は、公知配列の5’および3’である配列を同定するために、内側プライマーおよび外側プライマー(これらは、ポリA領域またはベクター配列にハイブリダイズする)の使用を含む。さらなる技術としては、キャプチャーPCR(Langerstromら,PCR Methods Applic.1:111−19,1991)およびウォーキングPCR(Parkerら、Nucl.Acids.Res.19:3055−60,1991)が挙げられる。増幅を利用する他の方法もまた使用して、全長cDNA配列を入手し得る。
特定の場合において、発現配列タグ(EST)データベース(例えば、GenBankより入手可能のもの)に提供される配列の分析により、全長cDNA配列を入手することが可能である。重複ESTの検索は、一般に、周知のプログラム(例えば、NCBI BLAST検索)を使用して行われ得、そしてこのようなESTを使用して連続した全長配列を生成し得る。全長DNA配列はまた、ゲノムフラグメントの分析により入手され得る。
(宿主細胞におけるポリヌクレオチド発現)
本発明の他の実施形態において、本発明のポリペプチドまたはその融合タンパク質もしくは機能的等価物をコードするポリヌクレオチド配列またはそのフラグメントは、適切な宿主細胞におけるポリペプチドの発現に方向付けるように組換えDNA分子において使用され得る。遺伝コードの先天的な縮重に起因して、実質的に同じか、または機能的に等価なアミノ酸配列をコードする他のDNA配列が産生され得、そしてこれらの配列を使用して所定のポリペプチドをクローニングし、そして発現させ得る。
当業者によって理解されるように、いくつかの場合において、天然に存在しないコドンを所有するヌクレオチド配列をコードするポリペプチドを作製することが有利であり得る。例えば、特定の原核生物宿主または真核生物宿主に好まれるコドンは、タンパク質発現の速度を増加させるためか、または所望の特性(例えば、天然に存在する配列から生成される転写物の半減期よりも長い半減期)を有する組換えRNA転写物を産生するように選択され得る。
さらに、本発明のポリペプチド配列は、種々の理由(遺伝子産物のクローニング、プロセシング、および/または発現を変更する改変が挙げられるが、それらに限定されない)のためにポリペプチドコード配列を変更するために、当該分野において一般的に公知の方法を使用して操作され得る。例えば、無作為切断によるDNAシャッフリングならびに遺伝子フラグメントおよび合成オリゴヌクレオチドのPCR再アセンブリを使用して、ヌクレオチド配列を操作し得る。さらに、部位指向性変異誘発(site−directed mutagenesis)を使用して、新たな制限部位を挿入し得るか、グリコシル化パターンを改変し得るか、コドン優先(preference)を変化させ得るか、スプライス改変体を作製し得るか、または変異を導入したりなどし得る。
本発明の別の実施形態において、天然の核酸配列、改変された核酸配列、または組換え核酸配列は、融合タンパク質をコードする異種配列に連結され得る。例えば、ポリペプチド活性のインヒビターについてペプチドライブラリーをスクリーニングするために、市販の抗体により認識され得るキメラタンパク質をコードすることが有用であり得る。融合タンパク質はまた、ポリペプチドコード配列と異種タンパク質配列との間に位置する切断部位を含むように操作され得、その結果そのポリペプチドは、切断されて、そして異種部分から精製されて取り出される。
所望のポリペプチドをコードする配列が、当該分野において周知の化学的方法を使用して、全体または部分的に合成され得る(Cauthers,M.H.ら、(1980)Nucl.Acids Res.Symp.Ser.215〜223、Hom,Tら、(1980)Nucl.Acids Res.Symp.Ser.225〜232を参照のこと)。あるいは、タンパク質自体は、ポリペプチドまたはその一部のアミノ酸配列を合成するための化学的方法を使用して産生され得る。例えば、ペプチド合成は、種々の固相技術を使用して実施され得(Roberg,J.Yら、(1995)Science 269:202〜204)、そして自動化合成は、例えば、ABI 431A Peptide Synthesizer(Perkin Elmer,Palo Alto,CA)を使用して達成され得る。
新たに合成されたペプチドは、分離高速液体クロマトグラフィー(例えば、Creighton,T.(1983)Proteins,Structures and Molecular Principles,WH Freeman and Co.,New York,N.Y.)または当該分野において利用可能な他の同等技術により実質的に精製され得る。合成ペプチドの組成物は、アミノ酸分析または配列決定(例えば、エドマン分解手順)により確認され得る。さらに、ポリペプチドまたはその任意の部分のアミノ酸配列は、直接合成の間改変されて、そして/または化学的方法を使用して、他のタンパク質もしくはその任意の部分に由来する配列と組み合わせられて、改変体ポリペプチドを産生し得る。
所望のポリペプチドを発現させるために、ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列または機能的等価物は、適切な発現ベクター(すなわち、挿入されたコード配列の転写および翻訳のために必要なエレメントを含むベクター)内に挿入され得る。当業者に周知である方法を使用して、目的のポリペプチドをコードする配列および適切な転写制御エレメントおよび翻訳制御エレメントを含む発現ベクターを構築し得る。これらの方法としては、インビトロ組換えDNA技術、合成技術、およびインビボ遺伝子組換えが挙げられる。そのような技術は、Sambrook,Jら、(1989)Molecular Cloning,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Press,Plainview,N.Y.,およびAusubel,F.M.ら、(1989)Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons,New York.N.Y.に記載される。
種々の発現ベクター/宿主系が、ポリヌクレオチド配列を含み、そして発現させるように利用され得る。これらとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:微生物(例えば、組換えバクテリオファージ、プラスミド、またはコスミドDNA発現ベクターで形質転換した細菌);酵母発現ベクターで形質転換した酵母;ウイルス発現ベクター(例えば、バキュロウイルス)で感染させた昆虫細胞系;ウイルス発現ベクター(例えば、カリフラワーモザイクウイルス、CaMV;タバコモザイクウイルス、TMV)または細菌発現ベクター(例えば、TiもしくはpBR322プラスミド)で形質転換した植物細胞系;または動物細胞系。
発現ベクター内に存在する「制御エレメント」または「調節配列」は、転写および翻訳を実行するように宿主細胞タンパク質と相互作用する、それらのベクターの非翻訳領域(エンハンサー、プロモーター、5’および3’非翻訳領域)である。そのようなエレメントは、その長さおよび特異性を変更し得る。利用されるベクター系および宿主に依存して、多数の適切な転写エレメントおよび翻訳エレメント(構成的プロモーターおよび誘導性プロモーターを含む)が使用され得る。例えば、細菌系においてクローニングする場合、誘導性プロモーター(例えば、PBLUESCRIPTファージミド(Stratagene,La Jolla,Calif.)またはPSPORT1プラスミド(Gibco BRL,Gaithersburg,MD)などのハイブリッドlacZプロモーターが使用され得る。哺乳動物細胞系において、哺乳動物遺伝子または哺乳動物ウイルスに由来するプロモーターが、一般的に好ましい。ポリペプチドをコードする配列の複数のコピーを含む細胞株を生成することが必要とされる場合、SV40またはEBVベースのベクターが、適切な選択マーカーと共に都合良く使用され得る。
細菌系において、多数の発現ベクターが、発現されるポリペプチドに対して意図される使用に依存して選択され得る。例えば、抗体の誘導のために大量に必要とされる場合、容易に精製される融合タンパク質の高レベルの発現を方向づけるベクターが使用され得る。そのようなベクターとしては、以下が挙げられるがそれらに限定されない:多機能性E.coliクローニングベクターおよび発現ベクター(例えば、BLUESCRIPT(Stratagene)、ここでは目的のポリペプチドをコードする配列が、β−ガラクトシダーゼのアミノ末端Metおよびそれに引続く7残基についての配列とインフレームでベクター内に連結され得、その結果、ハイブリッドタンパク質が産生される);pINベクター(Van Heeke,G.およびS.M.Schuster(1989)J.Biol.Chem.264:5503−5509)など。pGEXベクター(Promega,Madison,Wis.)はまた、グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)との融合タンパク質として外来ポリペプチドを発現させるために使用され得る。一般的に、そのような融合タンパク質は、可溶性であり、そしてグルタチオン−アガロースビーズに吸着させ、次に遊離のグルタチオンの存在下において溶出させることによって、溶解した細胞から容易に精製され得る。そのような系において作製されたタンパク質は、ヘパリン、トロンビン、または第XA因子プロテアーゼ切断部位を含むように設計され得、その結果、クローニングされた目的のポリペプチドが、随意にGST部分から放出され得る。
酵母(Saccharomyces cerevisiae)において、構成的プロモーターまたは誘導性プロモーター(例えば、α因子、アルコールオキシダーゼおよびPGH)を含む多数のベクターが使用され得る。概説については、Ausubelら、(前出)およびGrantら、(1987)Methods Enzymol.153:516−544を参照のこと。
植物発現ベクターを使用する場合において、ポリペプチドをコードする配列の発現は、任意の多数のプロモーターにより駆動され得る。例えば、ウイルスプロモーター(例えば、CaMVの35Sプロモーターおよび19Sプロモーター)を、単独でか、またはTMVに由来するωリーダー配列と組み合わせて使用され得る(Takamatsu,N.(1987)EMBO J.6:307−311)。あるいは、植物プロモーター(例えば、RUBISCOの小サブユニットまたはヒートショックプロモーター)を使用し得る(Coruzzi,Gら、(1984)EMBO J.3:1671−1680;Broglie,Rら、(1984)Science224:838−843;およびWinter,Jら、(1991)Results Probl.Cell Differ.17:85−105)。これらの構築物は、直接的DNA形質転換または病原体媒介性トランスフェクションによって植物細胞内に導入され得る。そのような技術は、多数の一般的に入手可能な概説に記載されている(例えば、Hobbs,SまたはMurry,L.E.McGraw Hill Yearbook of Science and Technology(1992)McGraw Hill,New York,N.Y.;191−196頁を参照のこと)。
昆虫系はまた、目的のポリペプチドを発現させるために使用され得る。例えば、そのような1つの系において、オートグラファカリフォルニア核発汗病ウイルス(Autographa californica nuclear polyhedrosis virus)(AcNPV)は、Spodoptera frugiperda細胞またはTrichoplusia larvaeにおける外来遺伝子を発現させるベクターとして使用される。ポリペプチドをコードする配列は、ウイルスの非必須領域内(例えば、ポリへドリン(polyhedrin)遺伝子)にクローニングされ得て、ポリへドリンプロモーターの制御下に置かれ得る。ポリペプチドコード配列の首尾良い挿入は、ポリへドリン遺伝子を不活性化し、そして外殻タンパク質を欠損している組換えウイルスを産生する。次いで、この組換えウイルスを使用して、例えば、目的のポリペプチドが発現され得る、S.frugiperda細胞またはTrichoplusia larvaeに感染させ得る(Engelhard,E.K.ら、(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.91:3224−3227)。
哺乳動物宿主細胞において、多数のウイルスベースの発現系が一般的に利用可能である。例えば、アデノウイルスが、発現ベクターとして使用される場合において、目的のポリペプチドをコードする配列は、後期プロモーターおよび3部からなるリーダー配列から構成されるアデノウイルス転写/翻訳複合体内に連結され得る。ウイルスゲノムの非必須E1またはE3領域における挿入を使用して、感染した宿主細胞においてポリペプチドを発現し得る、生存可能ウイルスを入手し得る(Logan,J.およびShenk,T.(1984)Proc.Natl.Acad.Sci.81:3655−3659)。さらに、転写エンハンサー(例えば、ラウス肉腫ウイルス(RSV)エンハンサー)を使用して、哺乳動物宿主細胞における発現を増加させ得る。
特定の開始シグナルはまた、目的のポリペプチドをコードする配列のより効率的な翻訳を達成するために使用され得る。そのようなシグナルとしては、ATG開始コドンおよび隣接配列が挙げられる。ポリペプチドをコードする配列、その開始コドンおよび上流配列が適切な発現ベクター内に挿入される場合において、さらなる転写制御シグナルまたは翻訳制御シグナルは必要とされなくとも良い。しかし、コード配列のみ、またはその一部のみが挿入される場合、ATG開始コドンを含む外因性翻訳制御シグナルが提供されるべきである。さらに、開始コドンは、インサート全体の翻訳を確実にするために正確なリーディングフレーム内にあるべきである。外因性翻訳エレメントおよび開始コドンは、種々の起源(天然および合成の両方)に由来し得る。発現の効率は、使用される特定の細胞系に適切なエンハンサー(例えば、文献(Scharf,Dら、(1994)Results Probl.Cell Differ.20:125−162)に記載されるエンハンサー)の封入によって増大され得る。
さらに、宿主細胞株は、挿入された配列の発現を調節するか、または所望の様式において発現されたタンパク質をプロセシングするその能力について選択され得る。ポリペプチドのそのような改変としては、アセチル化、カルボキシル化、グリコシル化、リン酸化、リピデーション(lipidation)およびアシル化が挙げられるが、これらに限定されない。タンパク質の「プレプロ」形態を切断する翻訳後プロセシングはまた、正確な挿入、折り畳みおよび/または機能を促進させるために使用され得る。異なる宿主細胞(例えば、CHO、HeLa、MDCK、HEK293およびWI38)(これらは、そのような翻訳後活性についての特定の細胞機構(machinery)および特徴的機構(mechanisms)を有する)は、正確な改変および外来タンパク質のプロセシングを確実にするように選択され得る。
組換えタンパク質の長期間で高収率の産生のために、安定な発現が一般的に好ましい。例えば、目的のポリヌクレオチドを安定に発現する細胞株が、ウイルス複製起点および/または内因性発現エレメントならびに同じかもしくは別個のベクター上の選択マーカー遺伝子を含み得る、発現ベクターを使用して形質転換され得る。そのベクターの導入後、細胞は、それらが選択培地に切換えられる前に、富化(enriched)培地において1〜2日間の増殖が可能とされ得る。選択マーカーの目的は、選択に対する耐性を与えることであり、そしてその存在は、導入された配列を首尾良く発現する細胞の増殖および回収を可能とする。安定に形質転換された細胞の耐性クローンは、その細胞型に適切な組織培養技術を使用して、増殖され得る。
多数の選択系を使用して、形質転換細胞株を回収し得る。これらの選択系としては、それぞれ、tk.sup.−細胞またはaprt.sup−細胞において使用され得る、単純疱疹ウイルスチミジンキナーゼ(Wigler,Mら、(1977)Cell 11:223−32)およびアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Lowy,Iら、(1990)Cell 22:817−23)遺伝子が挙げられるが、これらに限定されない。また、代謝拮抗剤耐性、抗生物質耐性または除草剤耐性は、選択のための基礎として使用され得る;例えば、dhfr(これは、メトトレキセートに対する耐性を与える(Wigler,Mら、(1980)Proc.Natl.Acad.Sci.77:3567−70));npt(これは、アミノグリコシド、ネオマイシンおよびG−418に対する耐性を与える(Colbere−Garapin,Fら、(1981)J.Mol.Biol.150:1−14);ならびにalsまたはpat(これらは、それぞれ、クロルスルフロンおよびホスフィノスリシンアセチルトランスフェラーゼに対する耐性を与える(Murry、前出))。さらなる選択遺伝子が記載されている。例えば、trpB(これは、細胞がトリプトファンの代わりにインドールを利用することを可能にする)またはhisD(これは、細胞がヒスチジンの代わりにヒスチノールを利用することを可能にする)(Hartman,S.C.およびR.C.Mulligan(1988)Proc.Natl.Acad.Sci.85:8047−51)。最近、アントシアニン、β−グルクロニダーゼおよびその基質のGUS、ならびにルシフェラーゼおよびその基質のルシフェリンのようなマーカーを用いる、可視マーカーの使用の人気が高くなっており、形質転換体を同定するためのみならず、特定のベクター系に起因し得る一過性のタンパク質発現または安定なタンパク質発現の量を定量するためにもまた広範に使用されている(Rhodes,C.A.ら、(1995)Methods Mol.Biol.55:121−131)。
マーカー遺伝子発現の存在/非存在は、目的の遺伝子もまた存在するということを示唆しているが、その存在および発現は、確認されることを必要とし得る。例えば、ポリヌクレオチドをコードする配列が、マーカー遺伝子配列内に挿入される場合、配列を含む組換え細胞は、マーカー遺伝子機能の非存在により同定され得る。あるいは、マーカー遺伝子は、1つのプロモーターの制御下にポリペプチドコード配列と直列に配置され得る。誘導または選択に応じてマーカー遺伝子の発現は、通常、その直列遺伝子の発現も同様に示す。
あるいは、所望のポリヌクレオチド配列を含み、かつ発現する宿主細胞は、当業者に公知の種々の手順によって同定され得る。これらの手順としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:核酸またはタンパク質の検出および/または定量化のための膜ベースの技術、溶液ベースの技術、またはチップベースの技術を含む、DNA−DNAもしくはDNA−RNAハイブリダイゼーション技術およびタンパク質バイオアッセイ技術またはイムノアッセイ技術。
ポリヌクレオチドコード化産物に特異的なポリクローナル抗体もしくはモノクローナル抗体のいずれかを使用して、ポリヌクレオチドコード化産物の発現を検出および測定するための種々のプロトコルは、当該分野において公知である。例としては、酵素結合免疫測定法(ELISA)、ラジオイムノアッセイ(RIA)および蛍光活性化セルソーティング(FACS)が挙げられる。所定のポリペプチド上の2つの非干渉性エピトープに対して反応性であるモノクローナル抗体を利用する2つの部位の、モノクローナルベースのイムノアッセイが、いくつかの適用のために好まれ得るが、競合的結合アッセイもまた、利用され得る。これらのアッセイおよび他のアッセイが他の場所に記載される(Hampton,Rら、(1990;Serological Methods,a Laboratory Manual,APS Press,St Paul.Minn.)およびMaddox,D.E.ら、(1983;J.Exp.Med.158:1211−1216)。
広範に種々の標識技術および結合技術は、当業者に公知であり、そして種々の核酸アッセイおよびアミノ酸アッセイにおいて使用され得る。ポリヌクレオチドに関連する配列を検出するための標識されたハイブリダイゼーションまたはPCRプローブを作製するための手段としては、オリゴ標識(oligolabeling)、ニックトランスレーション、末端標識または標識されたヌクレオチドを使用するPCR増幅が挙げられる。あるいは、mRNAプローブの産生のために、配列またはその任意の部分が、ベクター内にクローニングされ得る。そのようなベクターは、当該分野において公知であり、市販されており、そして適切なRNAポリメラーゼ(例えば、T7、T3、またはSP6)および標識されたヌクレオチドを添加することにより、RNAプローブをインビトロで合成するために使用され得る。これらの手順は、種々の市販キットを使用して実施され得る。使用され得る適切なレポーター分子または標識としては、放射性核種、酵素、蛍光、化学発光、または色素形成剤ならびに基質、コファクター、インヒビター、磁気粒子などが挙げられる。
目的のポリヌクレオチド配列で形質転換された宿主細胞は、発現および細胞培養からタンパク質を回収するのに適した条件下において培養され得る。組換え細胞により産生されたタンパク質は、使用された配列および/またはベクターに依存して、細胞内に分泌または含まれ得る。当業者によって理解されるように、本発明のポリヌクレオチドを含む発現ベクターは、原核細胞膜または真核細胞膜を介して、コードされたポリペプチドの分泌を方向付けるシグナル配列を含むように設計され得る。他の組換え構築物を使用して、目的のポリペプチドをコードする配列を、可溶性タンパク質の精製を促進するポリペプチドドメインをコードするヌクレオチド配列に結合させ得る。そのような精製促進ドメインとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:固定された金属上での精製を可能にする金属キレート化ペプチド(例えば、ヒスチジン−トリプトファンモジュール)、固定された免疫グロブリン上での精製を可能にするプロテインAドメイン、およびFLAGS伸長/アフィニティー精製システム(Immunex Corp.,Seattle,Wash.)において利用されるドメイン。精製ドメインとコードされるポリペプチドとの間に切断可能なリンカー配列(例えば、第XA因子またはエンテロキナーゼに対して特異的な配列(Invitrogen.San Diego,Calif.))の封入体を使用して、精製を促進させ得る。そのような発現ベクターの1つは、目的のポリペプチドを含む融合タンパク質およびチオレドキシンまたはエンテロキナーゼ切断部位の前に6つのヒスチジン残基をコードする核酸の発現を提供する。ヒスチジン残基は、Porath,Jら、(1992、Prot.Exp.Purif.3:263−281)に記載されるように、IMIAC(固定化金属イオンアフィニティークロマトグラフィー)上での精製を促進する一方で、エンテロキナーゼ切断部位は、融合タンパク質から所望のポリペプチドを精製するための手段を提供する。融合タンパク質を含むベクターの考察は、Kroll,D.Jら、(1993;DNA Cell Boil,12:441−453)において提供される。
組換え産生方法に加えて、本発明のポリペプチドおよびそのフラグメントは、固相技術(Merrifield J.(1963)J.Am.Chem.Soc.85:2149−2154)を使用する、直接的ペプチド合成によって産生され得る。タンパク質合成は、手動技術を使用してか、または自動化によって実施され得る。自動化合成は、例えば、Applied Biosystems 431Aペプチド合成装置(Perkin Elmer)を使用して、達成され得る。あるいは、種々のフラグメントは、別々に化学的に合成されて、そして全長分子を産生するために化学的方法を使用して組み合わせられ得る。
(部位特異的変異誘発)
部位特異的変異誘発は、個々のペプチド、または生物学的に機能的等価なポリペプチドの調製の際に有用な技術であり、この変異誘発は、それらをコードする、基礎を成すポリヌクレオチドの特異的変異誘発を介する。当業者に周知の技術は、例えば、1つ以上の前述の考察を取り入れながら、1つ以上のヌクレオチド配列変化をDNA内に導入することによって配列改変体を調製し、そして試験する迅速な能力をさらに提供する。部位特異的変異誘発は、所望の変異のDNA配列をコードする特定のオリゴヌクレオチド配列ならびに十分な数の隣接ヌクレオチドの使用を介して変異体の産生を可能にし、横断される欠失結合部の両側に安定な二重鎖を形成するために、十分なサイズのプライマー配列および配列複雑性を提供する。変異は、ポリヌクレオチド自体の特性を改善するか、変更するか、減少させるか、修飾するか、さもなくば変化させるため、そして/またはコードされたポリペプチドの特性、活性、組成物、安定性または一次配列を変更するために、選択されたポリヌクレオチド配列において使用され得る。
本発明の特定の実施形態において、本発明者らは、コードされたポリペプチドの1つ以上の特性(例えば、ポリペプチドワクチンの抗原性)を変更するような開示されたポリヌクレオチド配列の変異誘発を意図する。部位特異的変異誘発の技術は、当該分野に周知であり、ポリペプチドおよびポリヌクレオチドの両方の改変体を作製するために広範に使用される。例えば、部位特異的変異誘発は、しばしば、DNA分子の特定部分を変更するために使用される。そのような実施形態において、代表的におよそ14ヌクレオチド〜およそ25ヌクレオチドくらいの長さから成るプライマーが使用され、配列の両側の結合部にある、およそ5残基〜およそ10残基が変更される。
当業者によって理解されるように、部位特異的変異誘発技術は、しばしば、一本鎖形態および二本鎖形態の両方で存在するファージベクターを使用してきた。部位指向性変異誘発において有用である代表的なベクターとしては、例えば、M13ファージのようなベクターが挙げられる。これらのファージは、容易に商業的に入手可能であり、そしてそれらの使用は、一般的に当業者に周知である。二本鎖プラスミドもまた、目的の遺伝子をプラスミドからファージに伝達する工程を取り除く部位指向性変異誘発において慣用的に使用される。
一般的に、本発明に従う部位特異的変異誘発は、所望のペプチドをコードするDNA配列をその配列中に含む、一本鎖ベクターを最初に入手する工程またはその配列を含む二本鎖ベクターの2本の鎖を融解して分ける工程によって実行される。所望の変異した配列を保有するオリゴヌクレオチドプライマーは、一般的に、合成的に調製される。次いで、このプライマーは、一本鎖ベクターとともにアニーリングされ、そして変異を保有する鎖の合成を完了するために、DNA重合酵素(例えば、E.coliポリメラーゼI Klenowフラグメント)に供せられる。このようにヘテロ二重鎖が形成され、ここで一方の鎖が変異を有さないもともとの鎖をコードし、そして2つめの鎖は所望の変異を保有する。次いで、このヘテロ二重鎖ベクターは、適切な細胞(例えば、E.coli細胞)を形質転換するために使用され、そして、変異した配列の配置(sequence arrangement)を保有する組換えベクターを含むクローンが選択される。
部位特異的変異誘発を使用する、選択されたペプチドコードDNAセグメントの配列改変体の調製は、潜在的に有用な種を産生する手段を提供し、そしてこれは、限定を意味するものではない。なぜなら、ペプチドの配列改変体およびそれらをコードするDNA配列が入手され得る他の方法が存在するからである。例えば、所望のペプチド配列をコードする組換えベクターは、変異誘発剤(例えば、ヒドロキシルアミン)で処理されて、配列改変体を入手し得る。これらの方法およびプロトコルに関する具体的な詳細は、Maloyら、1994;Segal、1976;ProkopおよびBajpai、1991;Kuby、1994;およびManiatisら、1982(各々がその目的のために本明細書中に参考として援用される)の教示において見出され得る。
本明細書中で使用される場合、用語「オリゴヌクレオチド特異的変異誘発手順」とは、鋳型依存的プロセスおよびベクター媒介増殖をいい、これは、その初期の濃度と比較して、特定の核酸分子の濃度の増加を生じるか、または検出可能なシグナルの濃度の増加(例えば、増幅)を生じる。本明細書中で使用される場合、用語「オリゴヌクレオチド特異的変異誘発手順」は、プライマー分子の鋳型依存的な伸長を含むプロセスをいうことが意図される。用語鋳型依存的プロセスとは、RNA分子またはDNA分子の核酸合成をいい、ここで新規に合成された核酸の鎖の配列は、相補的塩基対の周知の規則によって指示され得る(例えば、Watson、1987を参照のこと)。代表的には、ベクター媒介方法論は、DNAまたはRNAベクターへの核酸フラグメントの導入、ベクターのクローン性増幅、および増幅した核酸フラグメントの回収を包含する。これらの方法論の例は、具体的にその全体が参考として本明細書中に援用される、米国特許第4,237,224号によって提供される。
(ポリヌクレオチド増幅技術)
多数の鋳型依存性プロセスが、サンプル中に存在する目的の標的配列を増幅するために利用可能である。最もよく知られた増幅方法の1つは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCRTM)であり、これは、米国特許第4,683,195号、同第4,683,202号、および同第4,800,159号に詳細に記載され、これらの各々はその全体が本明細書中に参考として援用される。手短に言えば、PCRTMにおいては、標的配列の向かい合った相補鎖上の領域に対して相補的な2つのプライマー配列が調製される。過剰のデオキシヌクレオシド三リン酸を、DNAポリメラーゼ(例えば、Taqポリメラーゼ)とともに反応混合液に添加する。標的配列がサンプル中に存在する場合、プライマーはその標的に結合し、そしてポリメラーゼが、ヌクレオチドを付加することによって標的配列に沿ってプライマーを伸長させる。反応混合液の温度を上昇および下降させることによって、伸長したプライマーは、標的から解離して反応産物を形成し、過剰のプライマーは標的および反応産物に結合し、そしてこのプロセスが反復される。好ましくは、逆転写およびPCRTM増幅手順が、増幅されたmRNAの量を定量するために実行され得る。ポリメラーゼ連鎖反応方法論は、当該分野で周知である。
増幅のための別の方法は、リガーゼ連鎖反応(LCRともいわれる)であり、欧州特許出願公開番号320,308(その全体が特に本明細書中に参考として援用される)において開示されている。LCRにおいては、2つの相補的プローブ対が調製され、そして標的配列の存在下では、各対がその標的の向かい合った相補鎖に結合し、その結果、それらは隣接する。リガーゼの存在下では、これらの2つのプローブ対は、連結して1つの単位を形成する。温度サイクリングによって、PCRTMにおけるのと同様に、結合した連結単位は標的から解離し、次いで過剰のプローブ対の連結のために「標的配列」として働く。米国特許第4,883,750号(その全体が参考として本明細書中に援用される)は、標的配列に対するプローブ対の結合のためのLCRに類似する増幅の代替方法を記載する。
Qβレプリカーゼ(PCT国際特許出願公開番号PCT/US87/00880に記載され、その全体が参考として本明細書中に援用される)もまた、本発明におけるなお別の増幅方法として使用され得る。この方法において、標的の配列に相補的な領域を有するRNAの複製配列が、RNAポリメラーゼの存在下でサンプルに添加される。このポリメラーゼは、次いで検出され得る複製配列をコピーする。
等温増幅方法(ここで、制限エンドヌクレアーゼおよびリガーゼを使用して、制限部位の一方の鎖におけるヌクレオチド5’−[α−チオ]三リン酸を含む標的分子の増幅を達成する(Walkerら、1992、その全体が参考として本明細書中に援用される))もまた、本発明における核酸の増幅において有用であり得る。
鎖置換増幅(Strand Displacement Amplification)(SDA)は、複数のラウンドの鎖置換および合成(すなわち、ニックトランスレーション)を含む核酸の等温増幅を実行する別の方法である。同様の方法(修復鎖反応(Repair Chain Reaction)(RCR)と呼ばれる)は、本発明において有用であり得る別の増幅方法であり、そして増幅のために標的化される領域全体にわたっていくつかのプローブをアニーリングする工程、続いて4塩基のうちの2塩基のみが存在する修復反応を包含する。他の2塩基は、容易な検出のためにビオチン化誘導体として添加され得る。同様のアプローチは、SDAにおいて使用される。
配列はまた、周期的プローブ反応(cyclic probe reaction)(CPR)を使用して検出され得る。CPRにおいて、非標的DNAの3’配列および5’配列ならびに標的タンパク質特異的RNAの内部または「中間」配列を有するプローブは、サンプル中に存在するDNAにハイブリダイズされる。ハイブリダイゼーションに際して、反応物はRNaseHで処理され、そしてプローブの産物は、消化後に遊離されるシグナルを生成することによって特有の産物として同定される。もともとの鋳型は、別のサイクリングプローブにアニーリングされ、そして反応が反復される。従って、CPRは、標的遺伝子特異的な発現した核酸に対するプローブのハイブリダイゼーションによって生成されるシグナルを増幅する工程を包含する。
英国特許出願番号2 202 328号およびPCT国際特許出願公開番号PCT/US89/01025(これらの各々はその全体が本明細書中に参考として援用される)に記載されるなお他の増幅方法は、本発明に従って使用され得る。前者の出願において、「修飾された」プライマーが、PCR様の鋳型および酵素依存性合成において使用される。そのプライマーは、捕捉部分(例えば、ビオチン)および/または検出体部分(例えば、酵素)で標識することによって修飾され得る。後者の出願において、過剰の標識したプローブがサンプルに添加される。標的配列の存在下において、プローブが結合し、そして触媒的に切断される。切断後、標的配列は、過剰のプローブによって結合されるためにインタクトで遊離される。標識されたプローブの切断は、標的配列の存在をシグナルによって示す。
他の核酸増幅手順には、転写に基づく増幅系(TAS)(Kwohら、1989;PCT国際特許出願公開番号WO 88/10315(その全体が本明細書中に参考として援用される))が挙げられ、これには、核酸配列に基づく増幅(NASBA)および3SRが含まれる。NASBAにおいて、核酸は、標準的なフェノール/クロロホルム抽出、サンプルの熱変性、溶解緩衝液を用いる処理、ならびにDNAもしくはRNAの単離のためのミニスピンカラムまたはRNAの塩化グアニジウム抽出によって増幅のために調製され得る。これらの増幅技術は、標的配列に特異的な配列を有するプライマーをアニーリングさせる工程を包含する。重合後、DNA/RNAハイブリッドはRNaseHで消化され、一方、二本鎖DNA分子は再度熱変性される。いずれの場合においても、一本鎖DNAは重合の前の第2の標的特異的プライマーの添加によって完全に二本鎖にされる。次いで、二本鎖DNA分子は、ポリメラーゼ(例えば、T7またはSP6)によって相乗的に転写される。等温サイクル反応において、RNAはDNAに逆転写され、そして再度ポリメラーゼ(例えば、T7またはSP6)を用いて転写される。得られる産物は、短縮型または完全型のいずれにせよ、標的特異的配列を示す。
欧州特許出願公開番号329,822(その全体が本明細書中に参考として援用される)は、一本鎖RNA(「ssRNA」)、ssDNA、および二本鎖DNA(dsDNA)(これらは、本発明に従って使用され得る)をサイクル的に合成する工程を包含する核酸増殖プロセスを開示する。ssRNAは、第1のプライマーオリゴヌクレオチド(これは、逆転写酵素(RNA依存性DNAポリメラーゼ)によって伸長される)のための最初の鋳型である。次いで、RNAは、得られるDNA:RNA二重鎖からリボヌクレアーゼH(RNaseH、DNAまたはRNAのいずれかとの二重鎖中のRNAに特異的なRNase)の作用によって除去される。得られたssDNAは、第2のプライマーのための第2の鋳型(これはまた、その鋳型に対するその相同性に対して5’側であるRNAポリメラーゼプロモーター(T7 RNAポリメラーゼによって例示される)の配列を含む)である。次いで、このプライマーは、DNAポリメラーゼ(E.coli DNAポリメラーゼIの大きな「クレノウ」フラグメントによって例示される)によって伸長させられ、プライマー間にもともとのRNAの配列と同一の配列を有し、そして一方の端にプロモーター配列をさらに有する、二本鎖DNA(「dsDNA」)分子として得られる。このプロモーター配列は、DNAの多くのRNAコピーを作製するために適切なRNAポリメラーゼによって使用され得る。次いで、これらのコピーはサイクルに再び入り得、非常に迅速な増幅をもたらす。酵素の適切な選択を用いて、この増殖は、各サイクルで酵素の添加なしに等温で行われ得る。このプロセスのサイクル性の性質のために、開始の配列は、DNAまたはRNAのいずれかの形態であるように選択され得る。
PCT国際特許出願公開番号WO 89/06700(その全体が本明細書中で参考として援用される)は、プロモーター/プライマー配列の多くのこの配列のRNAコピーの転写の前の、プロモーター/プライマー配列の標的一本鎖DNA(「ssDNA」)へのハイブリダイゼーションに基づく核酸配列増幅スキームを開示する。このスキームは、サイクル性ではない;すなわち、新しい鋳型は、得られたRNA転写物から産生されない。他の増幅方法には、「RACE」(Frohman、1990)および「片側(one−sided)PCR(Ohara、1989)」が挙げられ、これらは当業者に周知である。
生じる「ジ−オリゴヌクレオチド」の配列を有し、それによってジ−オリゴヌクレオチドを増殖する核酸の存在下で2つ(または2より多い)のオリゴヌクレオチドの連結に基づく方法(WuおよびDean、1996、その全体が参考として本明細書中に援用される)もまた、本発明のDNA配列の増幅において使用され得る。
(生物学的機能的等価物)
修飾および変化が、本発明のポリヌクレオチドおよびポリペプチドの構造においてなされ得、そしてなお、所望の特性を有するポリペプチドをコードする機能的分子を入手し得る。上述のように、特定のポリヌクレオチド配列に1以上の変異を導入することがしばしば所望される。いくつかの状況において、得られるコードされたポリペプチド配列はこの変異によって変更されるか、または他の場合において、このポリペプチドの配列は、コードするポリヌクレオチドにおける1以上の変異によっては変化しない。
等価物または改善された第2世代の分子さえを作製するために、ポリペプチドのアミノ酸配列を変化させることが所望される場合、このアミノ酸の変化は、表1に従ってDNA配列をコードするコドンの1以上を変化させることによって達成され得る。
例えば、特定のアミノ酸は、例えば、抗体の抗原結合領域または基質分子上の結合部位のような構造を有するタンパク質構造中の他のアミノ酸に、容易に感知できる程度の相互作用的な結合能の損失なしで、置換され得る。タンパク質の相互作用的な能力および性質がタンパク質の生物学的機能的活性を規定するので、特定のアミノ酸配列置換は、タンパク質配列、および当然ながら、その根底にあるDNAコード配列においてなされ得、そしてそれにも関わらず、同様の特性を有するタンパク質が入手される。従って、種々の変化が、ペプチドの生物学的有用性または活性の感知できる程度の損失なしで、開示された組成物のペプチド配列またはそのペプチドをコードする対応するDNA配列においてなされ得ることが本発明者らによって意図される。
Figure 2005522210
このような変化を作製するために、アミノ酸の疎水性親水性指標が考慮され得る。タンパク質に相互作用的な生物学的機能を付与する際の疎水性親水性アミノ酸指標の重要性は、一般的に当該分野において理解されている(KyteおよびDoolittle、1982、本明細書中に参考として援用される)。アミノ酸の相対的な疎水性親水性的性質は、得られるタンパク質の二次構造に寄与し、これは次には、そのタンパク質の他の分子(例えば、酵素、基質、レセプター、DNA、抗体、抗原など)との相互作用を規定することが受け入れられている。各アミノ酸は、その疎水性および電荷特性に基づいて疎水性親水性指標を割り当てられている(KyteおよびDoolittle、1982)。これらの値は以下である:イソロイシン(+4.5);バリン(+4.2);ロイシン(+3.8);フェニルアラニン(+2.8);システイン/シスチン(+2.5);メチオニン(+1.9);アラニン(+1.8);グリシン(−0.4);トレオニン(−0.7);セリン(−0.8);トリプトファン(−0.9);チロシン(−1.3);プロリン(−1.6);ヒスチジン(−3.2);グルタミン酸(−3.5);グルタミン(−3.5);アスパラギン酸(−3.5);アスパラギン(−3.5);リジン(−3.9);およびアルギニン(−4.5)。
特定のアミノ酸が同様の疎水性親水性指標またはスコアを有する他のアミノ酸によって置換され得、そしてなお同様の生物学的活性を有するタンパク質を生じる(すなわち、生物学的に機能的に等価なタンパク質をなお入手する)ことが、当該分野において公知である。このような変化を作製する際に、その疎水性親水性指標が±2以内であるアミノ酸の置換が好ましく、その疎水性親水性指標が±1以内であるアミノ酸の置換が特に好ましく、そしてその疎水性親水性指標が±0.5以内であるアミノ酸の置換がなおより特に好ましい。同様なアミノ酸の置換が、親水性に基づいて有効になされ得ることもまた、当該分野で理解されている。米国特許第4,554,101号(その全体が本明細書中に参考として具体的に援用される)は、タンパク質の生物学的特性と相関するその隣接するアミノ酸の親水性によって支配される、そのタンパク質の最大局所的平均親水性に言及する。
米国特許第4,554,101号に詳述されるように、以下の親水性値がアミノ酸残基に割り当てられた:アルギニン(+3.0);リジン(+3.0);アスパラギン酸(+3.0±1);グルタミン酸(+3.0±1);セリン(+0.3);アスパラギン(+0.2);グルタミン(+0.2);グリシン(0);トレオニン(−0.4);プロリン(−0.5±1);アラニン(−0.5);ヒスチジン(−0.5);システイン(−1.0);メチオニン(−1.3);バリン(−1.5);ロイシン(−1.8);イソロイシン(−1.8);チロシン(−2.3);フェニルアラニン(−2.5);トリプトファン(−3.4)。アミノ酸は、同様の親水性の値を有する別のアミノ酸に置換され得、そしてなお、生物学的に等価なタンパク質(特に、免疫学的に等価なタンパク質)を得ることが理解される。このような変化において、その親水性値が±2以内であるアミノ酸の置換が好ましく、その親水性値が±1以内であるアミノ酸の置換が特に好ましく、そしてその親水性値が±0.5以内であるアミノ酸の置換がなおより特に好ましい。
上記に概説したように、従って、アミノ酸置換は、一般的にアミノ酸側鎖置換基の相対的な類似性(例えば、その疎水性、親水性、電荷、サイズ、など)に基づく。前述の種々の特徴を考慮する典型的な置換は当業者に周知であり、そして以下を含む:アルギニンおよびリジン;グルタミン酸およびアスパラギン酸;セリンおよびトレオニン;グルタミンおよびアスパラギン;およびバリン、ロイシン、およびイソロイシン。
さらに、任意のポリヌクレオチドが、インビボでの安定性を増加させるためにさらに修飾され得る。可能な修飾には以下が挙げられるがこれらに限定されない:5’末端および/または3’末端での隣接配列の付加;バックボーンにおいて、ホスホジエステル(phosphodiesterase)結合よりはむしろホスホロチオエートまたは2’O−メチルの使用;ならびに/あるいは従来とは異なる塩基(例えば、イノシン、キューオシン、およびワイブトシン、ならびにアデニン、シチジン、グアニン、チミン、およびウリジンのアセチル、メチル、チオ、および他の修飾形態)の含有。
(インビボポリヌクレオチド送達技術)
さらなる実施形態において、本発明の1以上のポリヌクレオチドを含む遺伝子構築物は、インビボで細胞に導入される。これは、種々のまたは周知のアプローチのいずれかを用いて達成され得、これらのいくつかは、例示の目的で以下に概説される。
(1.アデノウイルス)
1以上の核酸配列のインビボ送達のための好ましい方法の1つは、アデノウイルス発現ベクターの使用を包含する。「アデノウイルス発現ベクター」は、(a)この構築物のパッケージングを支持するため、および(b)センス方向またはアンチセンス方向でその中にクローニングされたポリヌクレオチドを発現するため、に十分なアデノウイルス配列を含む構築物を含むことを意味する。当然のことながら、アンチセンス構築物の文脈において、発現は、遺伝子産物が合成されることを必要としない。
発現ベクターは、アデノウイルスの遺伝子操作された形態を含む。アデノウイルスの遺伝的構成の知見(36kb、線状、二本鎖DNAウイルス)は、7kbまでの外来性配列でアデノウイルスDNAの大きな断片を置換することを可能にする(GrunhausおよびHorwitz、1992)。レトロウイルスとは対照的に、宿主細胞のアデノウイルス感染は、染色体への組込みを生じない。なぜなら、アデノウイルスDNAは、潜在的な遺伝毒性を有さないエピソーム性様式で複製し得るからである。また、アデノウイルスは構造的に安定であり、そして大規模な増幅後にゲノム再構成は検出されなかった。アデノウイルスは、細胞の細胞周期段階に関わりなく、実質的にすべての上皮細胞に感染し得る。今日まで、アデノウイルス感染は、穏やかな疾患(例えば、ヒトの急性呼吸器疾患)にのみに関連しているらしい。
アデノウイルスは、その中程度のサイズのゲノム、操作の容易さ、高い力価、広範な標的−細胞範囲、および高い感染力のため、遺伝子移入ベクターとしての使用のために特に適している。ウイルスゲノムの両端は100〜200塩基対の逆方向反復(ITR)を含み、これらは、ウイルスDNA複製およびパッケージングに必要なシスエレメントである。ゲノムの初期(E)領域および後期(L)領域は、異なる転写単位を含み、これは、ウイルスDNA複製の開始によって分裂する。E1領域(E1AおよびE1B)は、ウイルスゲノムおよびいくつかの細胞遺伝子の転写の調節の原因であるタンパク質をコードする。E2領域(E2AおよびE2B)の発現は、ウイルスDNA複製のためのタンパク質の合成を生じる。これらのタンパク質は、DNA複製、後期遺伝子発現、および宿主細胞シャットオフに関与する(Renan、1990)。後期遺伝子の産物(ウイルスキャプシドタンパク質の大多数を含む)は、主要後期プロモーター(MLP)によって与えられる単一の一次転写物の有意なプロセシング後にのみ発現される。MLP(16.8 m.u.に位置する)は、感染の後期の間に特に効率的であり、そしてこのプロモーターに由来するすべてのmRNAは、5’−3成分リーダー(TPL)配列(この配列は、RNAを翻訳のために好ましいmRNAにする)を有する。
現在の系では、組換えアデノウイルスが、シャトルベクターとプロウイルスベクターとの間の相同組換えから生成する。2つのプロウイルスベクター間の可能な組換えに起因して、野生型アデノウイルスは、このプロセスから生成され得る。従って、個々のプラークからウイルスの単一クローンを単離すること、およびそのゲノム構造を調べることが重要である。
複製欠損である現在のアデノウイルスベクターの生成および増殖は、特有のペルパー細胞株(293と称される)に依存し、そのヘルパー細胞株は、Ad5DNAフラグメントによりヒト胚性腎臓細胞から形質転換され、そしてE1タンパク質を構成的に発現する(Grahamら、1977)。E3領域は、アデノウイルスゲノムから不必要であるので(JonesおよびShenk、1978)、293細胞の補助のよって、現在のアデノウイルスベクターは、E1もしくはD3のいずれかまたはその両方の領域に、外来DNAを保有する(GrahamおよびPrevec、1991)。本質的には、アデノウイルスは、DNAより約2kB多い容量を仮定すると、野生型ゲノムの約105%をパッケージし得る(Ghosh−Choudhuryら、1987)。E1およびE3領域で交換可能である約5.5kBのDNAと組合わせると、現在のアデノウイルスベクターの最大容量は、7.5kBより低いか、またはベクターの全長の約15%である。アデノウイルスのウイルス性のゲノムの80%より多くは、ベクター骨格内にあり、そしてベクター保有(borne)細胞傷害性の供給源である。また、E1欠失ウイルスの複製欠損は、不完全である。例えば、ウイルス遺伝子発現のリーク(leakage)は、高い多重感染(MOI)で、現在利用可能なベクターで観察された(Mulligan、1993)。
ヘルパー細胞株は、ヒト細胞(例えば、ヒト胚性腎臓細胞、筋細胞、造血細胞または他のヒト胚性間葉細胞または上皮細胞)に由来し得る。あるいは、ヘルパー細胞は、ヒトアデノウイルスを許容性である他の哺乳動物種の細胞に由来し得る。このような細胞としては、例えば、Vero細胞または他のサル胚性間葉細胞または上皮細胞が挙げられる。上記のように、現在、好ましいヘルパー細胞株は、293である。
最近、Racherら(1995)は、293細胞の培養およびアデノウイルスの増殖についての改良方法を開示した。1つのフォーマットにおいて、天然の細胞の凝集物は、100〜200mlの培地を含む1リットルのシリコン処理した攪拌フラスコ(Techne,Cambrige、UK)内に、個々の細胞を接種することによって増殖する。40rpmでの攪拌後、細胞生存度を、トリパンブルーで評価する。別のフォーマットにおいて、Fibra−Celマイクロキャリア(Bibby Sterlin、Stone,UK)(5g/l)を、以下のように使用する。5mlの培地に再懸濁された細胞接種材料を、250mlのErlenmeyerフラスコ中のキャリア(50ml)に添加し、そして時々攪拌しながら、1〜4時間、静止させておく。次いで培地を、50mlの新鮮な培地で置換し、そして振盪を開始する。ウイルス産生のために、細胞を、約80%のコンフルーエンスまで増殖させ、その後、培地を置換し(最終容量の25%まで)、そしてアデノウイルスを0.05のMOIで添加する。培養物を、一晩静止させ、その後容量を100%まで増やし、そしてさらに72時間の振盪を開始する。
アデノウイルスベクターは、複製欠損または少なくとも条件付で複製欠損であるという必要性以外に、アデノウイルスの特性は、本発明の実施の成功に重要でないと考えられる。アデノウイルスは、42の異なる既知の血清型またはサブグループA〜Fの任意のアデノウイルスであり得る。サブグループCのアデノウイルス5型は、本発明において使用するための条件付複製欠損アデノウイルスベクターを得るために好ましい開始物質である。なぜならアデノウイルス5型は、大量の生化学的情報および遺伝学的情報が公知であるヒトアデノウイルスであり、そしてそれは、ベクターとしてアデノウイルスを使用するほとんどの構築物に歴史的に使用されてきたからである。
上記のように、本発明による代表的なベクターは、複製欠損であり、そしてアデノウイルスE1領域を有さない。従って、目的の遺伝子をコードするポリヌクレオチドを、E1コード配列が除去された位置に導入することが最も簡便である。しかし、アデノウイルス配列内の構築物の挿入の位置は、本発明に重要ではない。目的の遺伝子をコードするポリヌクレオチドはまた、Karlssonら(1986)に記載されるように、E3置換ベクターに、欠失したE3領域の代わりに挿入され得るか、またはヘルパー細胞株またはヘルパーウイルスがE4欠損を補足するE4領域に挿入され得る。
アデノウイルスは、容易に増殖し、かつ容易に操作され、そしてインビトロおよびインビボでの広い宿主範囲を示す。この群のウイルスは、高い力価(例えば、10〜1011プラーク形成ユニット/ml)で得られ得、そしてそれらは非常に感染性である。アデノウイルスの生活環は、宿主細胞ゲノムへの組込みを必要としない。アデノウイルスベクターによって送達された外来遺伝子は、エピソーム性であり、従って、宿主細胞に対して低い遺伝毒性を有する。副作用は、野生型アデノウイルスでのワクチン接種の研究において報告されていない(Couchら、1963;Topら、1971)。このことは、インビボ遺伝子トランスファーベクターとしてのそれらの安全かつ治療的な可能性を示す。
アデノウイルスベクターを、真核生物遺伝子発現(Levreroら、1991;Gomez−Foixら、1992)およびワクチンの開発(GrunhausおよびHorwitz、1992;GrahamおよびPrevec,1992)に使用した。最近、動物研究は、組換えアデノウイルスは、遺伝子療法に使用され得ることを示唆した(Stratford−PerricaudetおよびPerricaudet、1991;Stratford−Perricaudetら、1990;Richら、1993)。異なる組織に組換えアデノウイルスを投与する際の研究としては、気管点滴注入法(Rosenfeldら、1991;Rosenfeldら、1992)、筋肉注射(Ragotら、1993)、末梢静脈内注射(HerzおよびGerard、1993)および脳における定位接種法(Le Gal La Salleら、1993)が挙げられる。
(2.レトロウイルス)
レトロウイルスは、逆転写のプロセスによって感染された細胞においてそれらのRNAを2本鎖DNAに転換する能力によって特徴付けられる一本鎖RNAウイルスの群である(Coffin、1990)。次いで、生じるDNAを、プロウイルスとして細胞染色体に安定に組み込み、そしてウイルスタンパク質を合成させる。この組込みは、レシピエント細胞およびその子孫におけるウイルス遺伝子配列の保持を生じる。レトロウイルスゲノムは、カプシドタンパク質、ポリメラーゼ酵素、およびエンベロープ成分をそれぞれコードする3つの遺伝子(gag、polおよびenv)を含む。gag遺伝子の上流に見出された配列は、ビリオンへのゲノムのパッケージングのためのシグナルを含む。2つの長い末端反復(LTR)配列は、ウイルスゲノムの5’および3’末端に存在する。これらは、強力なプロモーター配列およびエンハンサー配列を含み、そしてまた宿主細胞ゲノムへの組込みに必要とされる(Coffin,1990)。
レトロウイルスベクターを構築するために、1つ以上の目的のオリゴヌクレオチド配列またはポリヌクレオチド配列をコードする核酸が、特定のウイルス配列の代わりにウイルスゲノムに挿入され、複製欠損であるウイルスを作製する。ビリオンを作製するために、gag遺伝子、pol遺伝子、およびenv遺伝子を含むが、LTR成分およびパッケージング成分を含まないパッケージング細胞株が構築される(Mannら、1983)。レトロウイルスLTR配列およびパッケージング配列と一緒にcDNAを含む組換えプラスミドがこの細胞株に(例えば、リン酸カルシウム沈殿によって)導入される場合、パッケージング配列は、ウイルス粒子にパッケージングされる組換えプラスミドのRNAの転写を可能にし、次いで培養培地に分泌される(NicolasおよびRubenstein,1988;Temin,1986;Mannら、1983)。次いで、この組換えレトロウイルスを含む培地は、収集され、必要に応じて、濃縮され、そして遺伝子移入のために使用される。レトロウイルスベクターは、広範な細胞型に感染し得る。しかし、組み込みおよび安定な発現は、宿主細胞の分裂を必要とする(Paskindら、1975)。
レトロウイルスベクターの特異的な標的化を可能にするように設計された新規な方法が最近、ラクトース残基のウイルスエンベロープへの化学的な付加によるレトロウイルスの化学的な変更に基づいて、開発された。この変更は、シアログリコタンパク質レセプターを介する肝細胞の特異的な感染を可能にし得る。
組換えレトロウイルスの標的化のための異なる方法が、設計され、この方法においては、レトロウイルスエンベロープタンパク質に対するビオチン化抗体および特定の細胞レセプターに対するビオチン化抗体が使用された。この抗体は、ストレプトアビジンを使用することによってビオチン成分を介して結合された(Rouxら、1989)。主な組織適合性複合体の、クラスI型抗原およびクラスII型抗原に対する抗体を使用して、著者らは、インビトロでエコトロピックウイルスを用いた細胞表面抗原を保持する種々のヒト細胞の感染を実証した(Rouxら、1989)。
(3.アデノ随伴ウイルス)
AAV(Ridgeway,1988;HermonatおよびMuzycska,1984)は、パルボウイルス(parovirus)であり、アデノウイルスのストックの汚染物質として発見された。AAVは、いかなる疾患にも関連していない偏在する(抗体は、アメリカ人の集団の85%に存在する)ウイルスである。AAVはまた、AAVの複製がヘルパーウイルス(例えば、アデノウイルス)の存在に依存するので、デペンドウイルスとして分類される。5つの血清型が単離されている。そのうち、AAV−2は、最も特徴付けされている。AAVは、キャプシドタンパク質VP1、VP2およびVP3にキャプシド形成され、直径20nm〜24nmの正二十面体のビリオンを形成する、一本鎖の線状DNAを有する(MuzyczkaおよびMcLaughlin,1988)。
このAAV DNAは、約4.7キロ塩基長である。このDNAは、2つのオープンリーディングフレームを含み、そして2つのITRに隣接される(図2)。AAVゲノム中には、2つの主な遺伝子(repおよびcap)が存在する。rep遺伝子は、ウイルスの複製を担うタンパク質をコードし、これに対し、capは、キャプシドタンパク質VP1−3をコードする。各々のITRは、T形状のヘアピン構造を形成する。これらの末端繰り返しは、染色体組み込みのために必須のAAVのcis成分のみである。従って、このAAVは、送達のための遺伝子のカセットで全てのウイルスコード配列が除去および置換されたベクターとして使用され得る。それらの地図位置に従って、3つのウイルスプロモーターが同定され、そしてp5、p19、およびp40と称されている。p5およびp19からの転写はrepタンパク質の産生を生じ、そしてp40からの転写はキャプシドタンパク質を産生する(HermonatおよびMuzyczka,1984)。
発現ベクターとしてrAAVを使用する可能性を研究するために研究者を刺激するいくつかの因子が存在する。1つは、宿主染色体に組み込むために遺伝子を送達する必要が、驚くべきことに少ないことである。145bpのITR(AAVゲノムのわずか6%である)を有することが必要である。これは、4.5kbのDNA挿入物を作製する余地をベクター残す。これは、AAVが大きな遺伝子を送達するのを妨げ得る、能力を保有するが、本発明のアンチセンス構築物を送達するのに十分に適している。
AAVはまた、その安全性に起因して、送達ビヒクルの優れた選択である。相対的に複雑な救援機構が存在する:野生型のアデノウイルス遺伝子だけでなく、AAV遺伝子もrAAVを動員する必要がある。同様に、AAVは、病原性ではなく、そしていかなる疾患にも関連しない。ウイルスコード配列の除去は、ウイルス遺伝子発現に対する免疫応答を最小化し、従って、rAAVは、炎症応答を招かない。
(4.発現構築物としての他のウイルスベクター)
他のウイルスベクターを、宿主細胞へのオリゴヌクレオチド配列またはポリヌクレオチド配列の送達のための本発明における発現構築物として用いてもよい。ワクシニアウイルス(Ridgeway,1988;Couparら、1988)、レンチウイルス、ポリオウイルス、およびヘルペスウイルスのようなウイルス由来のベクターを用いてもよい。これらは、種々の哺乳動物細胞に、いくつかの魅力のある特性を提供する(Friedmann,1989;Ridgeway,1988;Couparら、1988;Horwichら、1990)。
B型ヘルペス欠損ウイルスの最近の認識によると、新しい見識は、異なるウイルス配列の構造−機能の関連性を与えた。インビトロでの研究は、このウイルスが、そのゲノムの80%までの欠失にもかかわらず、ヘルパー依存パッケージングおよび逆転写についての能力を保持し得ることを示した(Horwichら、1990)。このことは、ゲノムの大部分が外来の遺伝物質と交換され得ることを示唆した。肝臓指向性(hepatotropism)および持続(組込み)は、肝臓指向性遺伝子移入についての特に魅力的な特性であった。Changら、(1991)は、ポリメラーゼコード配列、表面コード配列、および前表面(pre−surface)コード配列に代えて、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)遺伝子をアヒルB型肝炎ウイルスゲノムに導入した。これを、野生型ウイルスと共に、トリ肝癌細胞株へと、同時トランスフェクトした。高力価の組換えウイルスを含む培養培地を用いて、初代仔ガモ肝細胞を感染させた。安定なCAT遺伝子発現を、トランスフェクション後の少なくとも24日間検出した(Changら、1991)。
(5.非ウイルスベクター)
本発明のオリゴヌクレオチド配列またはポリヌクレオチド配列の発現をもたらすために、発現構築物は、細胞に送達されなければならない。この送達は、細胞株を形質転換するための実験手順の際のように、インビトロで達成され得るか、または特定の疾患状態の処置の際のように、インビボもしくはエキソビボで達成され得る。上記のように、送達のための1つの好ましい機構は、ウイルス感染を介する機構であり、ここで、発現構築物は、感染性ウイルス粒子の中にカプセル化される。
一旦、発現構築物が、細胞の中に送達されると、所望のオリゴヌクレオチド配列またはポリヌクレオチド配列をコードする核酸は、異なる部位に配置され、そして異なる部位で発現し得る。特定の実施形態では、この構築物をコードする核酸は、細胞のゲノムの中に安定に組込まれ得る。この組込みは、相同組換えを介する特定の位置および特定の配向であってもよい(遺伝子置換)し、またはこれは無作為な非特異的な位置に組込まれてもよい(遺伝子増強)。なおさらなる実施形態では、核酸は、DNAの別個のエピソームセグメントとして、細胞の中で安定に維持され得る。このような核酸セグメント、または「エピソーム」は、宿主細胞周期から独立して、または宿主細胞周期に同調して維持および複製させるのに十分な配列をコードする。どのように発現構築物を細胞に送達させ、そして細胞の中のどこで核酸を維持するかは、用いられる発現構築物の型に依存する。
本発明の特定の実施形態では、1つ以上のオリゴヌクレオチド配列またはポリヌクレオチド配列を含む発現構築物は、単に、裸の組換えDNAまたはプラスミドから構成されてもよい。この構築物の移入は、細胞膜を物理的または化学的に透過化処理する、上記の方法のいずれかにより行われ得る。このことは、特に、インビトロでの移入に適用可能であるが、これはインビボでの使用でも同様に適用され得る。Dubenskyら、(1984)は、ポリオーマウイルスDNAを、成体および新生仔マウスの肝臓および脾臓に、リン酸カルシウム沈殿物の形態で首尾良く注入した。これは、能動的ウイルス複製および急性感染を実証した。BenvenistyおよびReshef(1986)はまた、沈降リン酸カルシウムプラスミドの直接的腹腔内注入が、トランスフェクトした遺伝子の発現を生じることを実証した。目的の遺伝子をコードするDNAはまた、インビボで同じ様式で移入され得、遺伝子産物を発現することが想定される。
細胞の中に裸のDNA発現構築物を移入するための本発明の別の実施形態では、粒子子銃(particle bombardment)を包含し得る。この方法は、DNAをコートした微粒子を、この粒子が細胞膜を貫き、そして細胞を殺すことなく細胞に侵入することが可能な高速まで加速させる能力に依存する(Kleinら、1987)。小さな粒子を加速させるためのいくつかの装置が、開発されている。このような装置の1つは、高電圧放電に依存して電流を発生させ、これは、次いで原動力を提供する(Yangら、1990)。用いられる微粒子は、タングステンビーズまたは金ビーズのような生物学的に不活性な物質からなっている。
ラットおよびマウスの肝臓組織、皮膚組織、および筋肉組織を含む選択された器官は、インビボでボンバードされた(Yangら、1990;Zeleninら、1991)。このことは、銃と標的器官との間の任意の介在組織を除去する(すなわち、エキソビボ処置)ための、組織または細胞の外科的露出を必要とし得る。また、特定の遺伝子をコードするDNAは、この方法を介して送達され、そしてなお本発明により取りこまれ得る。
(アンチセンスオリゴヌクレオチド)
遺伝子情報の流れの最終的結果は、タンパク質の合成である。DNAは、ポリメラーゼによってメッセンジャーRNAへと転写され、そしてリボソーム上で翻訳されて、フォールディングされた機能性タンパク質が生じる。従って、この経路に沿って、タンパク質合成が阻害され得るいくつかの段階が存在する。本明細書中に記載されるポリペプチドをコードするネイティブのDNAセグメントは、すべての哺乳動物DNA鎖のように、水素結合により結合された2つの鎖(センス鎖およびアンチセンス鎖)を有する。ポリペプチドをコードするメッセンジャーRNAは、センスDNA鎖と同じヌクレオチド配列を有するが、ただし、そのDNAのチミジンがウリジンに置き換わっている。従って、合成アンチセンスヌクレオチド配列は、mRNAに結合し、そしてそのmRNAによりコードされるタンパク質の発現を阻害する。
従って、アンチセンスオリゴヌクレオチドにmRNAを標的とさせることは、タンパク質合成を妨げるための1つの機構であり、結果的に、強力かつ標的化された治療アプローチを示す。例えば、ポリガラクツウロナーゼの合成およびムスカリン2型アセチルコリンレセプターは、そのそれぞれのmRNA配列に対するアンチセンスオリゴヌクレオチドによって阻害される(米国特許第5,739,119号および米国特許第5,759,829号(各々その全体が、本明細書中に特に参考として援用される))。さらに、アンチセンス阻害の例が、核タンパク質サイクリン、多剤耐性遺伝子(MDG1)、ICAM−1、E−セレクチン、STK−1、線条体GABAレセプターおよびヒトEGFを用いて示されている(Jaskulskiら、1988;VasanthakumarおよびAhmed、1989;Perisら、1998;米国特許第5,801,154号;同第5,789,573号;同第5,718,709号および同第5,610,288号(各々その全体が、本明細書中に特に参考として援用される))。種々の異常な細胞増殖(例えば、癌)を阻害しそして処置するために使用され得る、アンチセンス構築物もまた、記載されている(米国特許第5,747,470号;同第5,591,317号および同第5,783,683号(各々その全体が、本明細書中に特に参考として援用される))。
従って、例示的実施形態において、本発明は、本明細書中に記載されるポリヌクレオチド配列に特異的に結合し得る任意の配列もしくはその相補体のすべてまたは一部を含む、オリゴヌクレオチド配列を提供する。1つの実施形態において、そのアンチセンスオリゴヌクレオチドは、DNAまたはその誘導体を含む。別の実施形態において、そのオリゴヌクレオチドは、RNAまたはその誘導体を含む。第3の実施形態において、そのオリゴヌクレオチドは、ホスホロチオエート改変骨格を含む、改変DNAである。第4の実施形態において、そのオリゴヌクレオチド配列は、ペプチド核酸またはその誘導体を含む。各場合において、好ましい組成物は、本明細書中に開示されるポリヌクレオチドのうちの1つ以上の部分に相補的な、より好ましくは実質的に相補的な、そしてさらにより好ましくは完全に相補的な、配列領域を含む。
所定の遺伝子配列に特異的なアンチセンス組成物の選択は、選択された標的配列(すなわち、これらの例示的例においては、ラット配列およびヒト配列)の分析ならびに二次構造、T、結合エネルギー、相対的安定性の決定に基づき、そしてアンチセンス組成物は、二量体、ヘアピン、または宿主細胞において標的mRNAへの特異的結合を減少または妨げる他の二次構造をそれらが形成できない相対的能力に基づいて選択された。
mRNAの非常に好ましい標的領域は、AUG翻訳開始コドンの領域またはその付近の領域、およびmRNAの5’領域と実質的に相補的な配列である。これらの二次構造分析および標的部位選択の考慮は、OLIGOプライマー分析ソフトウエアのバージョン4(Rychlik、1997)およびBLASTN 2.0.5アルゴリズムソフトウェア(Altschulら、1997)を使用して実施された。
短いペプチドベクター(MPG(27残基)と称する)を使用するアンチセンス送達法の使用もまた意図される。このMPGペプチドは、HIV gp41の融合配列由来の疎水性ドメインと、SV40 T抗原の核局在化配列由来の親水性ドメインとを含む(Morrisら、1997)。このMPGペプチドのいくつかの分子がアンチセンスオリゴヌクレオチドをコートし、そして比較的高効率(90%)で1時間未満で培養哺乳動物細胞へと送達され得ることが示された。さらに、MPGとの相互作用は、ヌクレアーゼに対するそのオリゴヌクレオチドの安定性および形質膜を横切る能力の両方を強力に増加させる。
(リボザイム)
タンパク質が伝統的に、核酸の触媒のために使用されているが、別の種類の高分子が、この試みにおいて有用であるとして出現した。リボザイムは、部位特異的様式で核酸を切断するRNA−タンパク質複合体である。リボザイムは、エンドヌクレアーゼ活性を保有する特異的触媒ドメインを有する(KimおよびCech、1987;Gerlachら、1987;ForsterおよびSymsons、1987)。例えば、多数のリボザイムが、高い程度の特異性でホスホエステル転移反応を促進し、しばしば、オリゴヌクレオチド基質中の数個のホスホエステルのうちの1つだけを切断する(Cechら、1981;MichelおよびWesthof、1990;Reinhold−HurekおよびShub、1992)。この特異性は、この基質が、化学反応の前にリボザイムの内部ガイド配列(「IGS」)との特異的塩基対形成相互作用を介して結合するという要件に帰せられている。
リボザイム触媒は、主に、核酸に関与する配列特異的切断/連結反応の一部として観察されている(Joyce、1989;Cechら、1981)。例えば、米国特許第5,354,855号(特に本明細書中に参考として援用される)は、特定のリボザイムが、配列特異性が既知のリボヌクレアーゼの配列特異性よりも高くかつDNA制限酵素の配列特異性に近い、エンドヌクレアーゼとして作用し得ることを報告している。従って、遺伝子発現の配列特異的リボザイム媒介性阻害は、治療適用に特に適切であり得る(Scanlonら、1991;Sarverら、1990)。最近、リボザイムが適用されたいくつかの細胞株においてそのリボザイムが遺伝子変化を惹起したこと;その変化した遺伝子がオンコジーンであるH−ras,c−fosおよびHIVの遺伝子を含んだことが、報告された。この研究のほとんどは、特定のリボザイムにより切断される特定の変異体コドンに基づく、標的mRNAの改変に関した。
天然に存在する酵素的RNAの6つの基本的変種が、現在公知である。各々が、生理学的条件下で、トランスで、RNAホスホジエステル結合の加水分解を触媒し得(従って、他のRNA分子を切断し得)る。一般に、酵素的核酸は、まず、標的RNAへの結合によって作用する。このような結合は、標的RNAを切断するように作用する分子の酵素的部分に近接して保持される、酵素的核酸の標的結合部分を介して生じる。従って、その酵素的核酸はまず、標的RNAを認識し、次いで相補的塩基対形成を介してその標的RNAに結合し、そして一旦正確な部位に結合すると、その標的RNAを酵素的に切断するように作用する。このような標的RNAの戦略的切断は、コードされるタンパク質を直接合成する能力を破壊する。酵素的核酸がそのRNA標的に結合しそして切断した後、その酵素的核酸は、別の標的を探索するためにそのRNAから離れ、そして繰り返し、新しい標的に結合しそして切断し得る。
リボザイムの酵素特性は、多くの技術(例えば、アンチセンス技術(ここで、核酸分子は、翻訳を阻害するために核酸標的に簡単に結合する))に対して有利である。なぜなら、治療的処置に影響を与えるのに必要であるリボザイムの濃度は、アンチセンスオリゴヌクレオチの濃度よりも低いからである。この利点は、酵素学的に作用するリボザイムの能力に影響を与える。従って、単一のリボザイム分子は、標的RNAの多くの分子を切断し得る。さらに、このリボザイムは、高度に選択的なインヒビターであり、この阻害の特異性は、標的RNAに結合する塩基対形成の機構に依存するだけでなく、標的RNAの切断の機構にも依存する。切断部位付近の1個のミスマッチまたは塩基置換により、リボザイムの触媒活性が完全になくなり得る。アンチセンス分子内の同様のミスマッチでは、それらの作用は妨げられない(Woolfら、1992)。従って、リボザイムの作用の特異性は、同じRNA部位に結合するアンチセンスオリゴヌクレオチドの作用の特異性よりも高い。
この酵素学的核酸分子は、ハンマーヘッド(hammerhead)モチーフ、ヘアピンモチーフ、肝炎ウイルスモチーフ、I群イントロンモチーフまたはRNaseP RNAモチーフ(RNA誘導配列に関連する)あるいはNeurospora VS RNAモチーフにおいて形成され得る。ハンマーヘッドモチーフの例は、Rossiら(1992)に記載される。ヘアピンモチーフの例は、Hampelら(欧州特許出願公開番号EP 0360257)、HampelおよびTritz(1989)、Hampelら(1990)および米国特許第5,631,359号(本明細書中で特に参考として援用される)に記載される。肝炎ウイルスモチーフの例は、PerrottaおよびBeen(1992)に記載される。RNaseモチーフの例は、Guerrier−Takadaら(1983)に記載される。Neurospora VS RNAリボザイムモチーフは、Collins(SavilleおよびCollins,1990;SavilleおよびCollins,1991;CollinsおよびOlive,1993)に記載される。そしてI群イントロンの例は、米国特許第4,987,071号に記載される(本明細書中で特に参考として援用される)。本発明の酵素学的核酸分子において重要であることは、1以上の標的遺伝子RNA領域に相補的である特定の基質結合部位を有すること、およびこの分子にRNA切断活性を付与する基質結合部位内にヌクレオチド配列を有することまたはこの基質結合部位を取り囲むヌクレオチド配列を有することだけである。従って、リボザイム構築物は、本明細書中に記載される特定のモチーフに限定する必要はない。
特定の実施形態において、所望の標的のRNA(例えば、本明細書中において開示される配列の1つ)に対して高度の特異性を示す、酵素学的切断試薬を産生することが重要であり得る。好ましくは、この酵素学的核酸分子は、標的mRNAの高度に保存された配列領域に対して標的化される。このような酵素学的核酸分子は、必要とされる場合、特定の細胞に外因的に送達され得る。あるいは、このリボザイムは、特定の細胞に送達されるDNAベクターまたはRNAベクターから発現され得る。
小さな酵素学的核酸モチーフ(例えば、ハンマーヘッド構造またはヘアピン王像のモチーフ)はまた、外因的送達のために使用され得る。これらの分子の単純な構造は、酵素学的核酸がmRNA構造の標的化領域に浸潤する能力を増大させる。あるいは、触媒RNA分子は、真核生物のプロモーターより細胞内で発現され得る(例えば、Scanlonら、1991;Kashani−Sabetら、1992;Droupulicら、1992;Weerasingheら、1991;Ojwangら、1992;Chenら、1992;Sarverら、1990)。当業者は、任意のリボザイムが、適切なDNAベクター由来の真核生物細胞において発現されることを理解する。このようなリボザイムの活性は、第二リボザイムによる第一転写物からの解放によって増強され得る(国際特許出願公開番号WO 93/23569、および国際特許出願公開番号WO 94/02595(これらの両方は、参考として援用される);Ohkawaら、1992;Tairaら、1991;ならびにVenturaら、1993)。
リボザイムは、直接的に添加されるか、またはリポソーム内にパッケージングされたカチオン性脂質と共に複合体化され(脂質複合体)、さもなければ、標的細胞に送達され得る。RNAまたはRNA複合体は、生体高分子中に取り込んだ状態または取り込んでない状態で、注射、エアロゾル吸入、注入ポンプまたはステントを介して、関連する組織(エキソビボ、またはインビボ)に局所的に投与され得る。
リボザイムは、国際特許出願公開番号WO 93/23569および国際特許出願公開番号WO 94/02595(各々は、本明細書中で参考として援用される)に記載されるように設計され得、そして記載されるようにインビトロおよびインビボにおいて試験するために合成され得る。このようなリボザイムはまた、送達するために最適化され得る。特定の例が提供されるが、当業者は、他の種において等価なRNA標的が、必要な場合に利用され得ることを理解する。
ハンマーヘッドリボザイムまたはヘアピンリボザイムを、コンピュータフォールディング(Jaegerら、1989)によって個々に分析し、リボザイム配列が、適切な2次構造に折り畳まれたかどうかを評価し得る。結合アーム(binding arm)と触媒中心との間で好ましくない分子内相互作用を有するこれらのリボザイムは、考慮から外される。種々の結合アームの長さが、活性を最適化するために選択され得る。一般に、各アームにおいて少なくとも5個以上の塩基が標的RNAに結合するか、さもなくばこの標的RNAと相互作用し得る。
ハンマーヘッドモチーフまたはヘアピンモチーフのリボザイムは、mRNAメッセージの種々の部位に対してアニールするように設計され得、そして化学的に合成され得る。使用される合成の方法は、Usmanら(1987)およびScaringら、(1990)に記載されるように正常のRNA合成のための手順が使用され、そして一般的な核酸保護基および連結基(例えば、5’末端においてジメトキシトリチルおよび3’末端においてホスホルアミダイト)が使用される。平均的、段階的な連結収率は、代表的に、98%より高い。ヘアピンリボザイムは、2個の部分で合成され得、そして活性リボザイムを再構築するためにアニールされ得る(ChowriraおよびBurke、1992)。リボザイムは、大規模に改変され得、ヌクレアーゼ耐性基を用いて改変すること(例えば、2’−アミノ、2’−C−アリル、2’−フルオロ、2’−o−メチル、2’−H(概説のために、例えばUsmanおよびCedergren、1992を参照のこと))によって安定性が増大され得る。リボザイムは、一般的な方法を使用するゲル電気泳動または高圧液体クロマトグラフィーによって精製され得、そして水中に再懸濁され得る。
リボザイムの活性は、リボザイムの結合アームの長さを変更することにより、または血清リボヌクレアーゼによる分解を防ぐ改変(国際特許出願番号WO 92/07065;Perraultら、1990;Piekenら、1991;UsmanおよびCedergen、1992;国際特許公開番号WO 93/15187;国際特許出願公開番号WO 91/0362;欧州特許出願公開番号92110298.4;米国特許第5,334,711号、および国際特許出願公開番号WO 94/13688(これには、酵素学的RNA分子の糖部分に対して成され得る、種々の化学的修飾が記載される)を参照のこと)、細胞中でのリボザイムの有効性を増強する改変、ならびにRNAの合成時間を短縮および化学的必要性を低下させるための幹(stem)II塩基を除去して、リボザイムを化学的に合成することによって最適化され得る。
Sullivanら(国際特許出願公開番号WO 94/02595)は、酵素学的RNA分子の送達のための一般的な方法を記載する。リボザイムは、当業者に公知の種々の方法によって細胞に投与され得、これらには、リポソームへのカプセル化、イオン泳動法、あるいは、例えば、ヒドロゲル、シクロデキストリン、生分解性ナノカプセルおよび生体接着性ミクロスフィアのような他のビヒクルへの取り込みによる工程が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの指針のために、リボザイムは、エキソビボで細胞または組織に、上記のビヒクルを使用してか、または使用せずに直接送達され得る。あるいは、RNA/ビヒクルの組合せは、直接的な吸入、直接的な注射、またはカテーテル、注入ポンプまたはステントの使用により、局所的に送達され得る。他の送達経路としては、血管内注射、筋内注射、皮下注射または関節注射、エアロゾル吸入、経口送達(錠形態またはピル形態)、局所送達、全身送達、眼送達、腹腔内送達および/またはくも膜下腔内送達が挙げられるが、これらに限定されない。リボザイム送達および投与のより詳細な記載は、国際特許公開番号WO 94/02595および国際特許出願公開番号WO 93/23569(各々は、本明細書中で参考として特に援用される)に提供される。
高濃度のリボザイムを細胞内に蓄積する別の手段は、リボザイムコード配列をDNA発現ベクターに組み込むことである。リボザイム配列の転写は、真核生物RNAポリメラーゼI(pol I)、RNAポリメラーゼII(pol II)、またはRNAポリメラーゼIII(pol III)のためのプロモーターにより駆動される。pol IIプロモーターまたはpol IIIプロモーターからの転写物は、全ての細胞内で高レベルで発現される;所定の細胞型における所定のpol IIプロモーターのレベルは、近くに存在する遺伝子調節配列(エンハンサー、サイレンサーなど)の性質に依存する。原核生物のRNAポリメラーゼプロモーターもまた使用され得るが、但し、原核生物RNAポリメラーゼ酵素は、適切な細胞において発現されることが提供される(Elroy−SteinおよびMoss、1990;GaoおよびHuang、1993;Lieberら、1993;Zhouら、1990)。このようなプロモーターから発現するリボザイムは、哺乳動物細胞において機能し得る(例えば、Kashani−Saberら、1992;Ojwangら、1992;Chenら、1992;Yuら、1993;L’Huillierら、1992;Lisziewiczら、1993)。このような転写ユニットは、哺乳動物細胞内への導入のための種々のベクター(プラスミドDNAベクター、ウイルスDNAベクター(例えば、アデノウイルスベクターまたはアデノ随伴ベクター)、またはウイルスRNAベクター(例えば、レトロウイルス、セムリキフォレストウイルス、シンドビスウイルスベクター)が挙げられるがこれらに限定されない)に組み込まれ得る。
リボザイムを診断道具として使用して、疾患細胞内の遺伝的変動および変異を試験し得る。これらをまた使用して、標的RNA分子のレベルを評価し得る。リボザイム活性と標的RNAの構造との間の緊密な関係は、標的RNAの塩基対形成および3次元構造を変える分子の任意の領域において変異の検出を可能にする。複数のリボザイムを使用することにより、インビトロならびに細胞および組織でのRNAの構造および機構に対して重要であるヌクレオチドの変化をマップし得る。リボザイムを用いる標的RNAの切断を使用して、遺伝子発現を阻害し得、そして疾患の進行における特定の遺伝子産物の役割(必須性)を規定し得る。この様式で、他の遺伝子標的が、その疾患の重要な媒介物として、規定され得る。これらの研究は、組合せ治療の可能性(例えば、異なる遺伝子を標的とする複数のリボザイム、公知の低分子インヒビターに結合したリボザイム、あるいはリボザイムおよび/または他の化学的分子もしくは生物学的分子と組み合わせた間欠性処置)を提供することにより、疾患の進行のより良好な処置をもたらす。リボザイムの他のインビトロでの他の使用は、当該分野で周知であり、そしてIL−5に関連する状態に関するmRNAの存在の検出を含む。このようなRNAは、標準的な方法を使用してリボザイムと共に処置した後に、切断産物の存在を決定することによって検出される。
(ペプチド核酸)
特定の実施形態において、本発明者は、本発明の方法の実施において、ペプチド核酸(PNA)の使用を考慮した。PNAは、DNA模倣物であり、核酸塩基は、偽ペプチド骨格に結合される(GoodおよびNielsen、1997)。PNAは、RNAまたはDNAを伝統的に使用した複数の方法において利用され得る。時々、PNA配列は、対応するRNAまたはDNA配列よりも技術的により良く実施され、そしてRNAにもDNAにも固有でない有用性を有していた。産生方法、使用の特徴付け、および使用方法を含むPNAの総説は、Corey(1997)によって提供され、そして本明細書中で参考として援用される。このように、特定の実施形態において、ACE mRNA配列の1以上の部分に相補的であるPNA配列を調製し得、そしてこのようなPNA組成物は、ACE−特異的mRNAの翻訳を調節、変更、減少、または低下させるために使用され得、これにより、このようなPNA組成物が投与される宿主細胞におけるACE活性のレベルを変更する。
PNAは、正常なDNAのホスホジエステル骨格を置換する2−アミノエチル−グリシン連結を有する(Nielsenら、1991;Hanveyら、1992;HyrupおよびNielsen,1996;Neilsen、1996)。この化学は、3つの重要な結果を有する。第1に、DNAまたはホスホロチオエートオリゴヌクレオチドと比較して、PNAは、中性の分子であり;第2に、PNAは、アキラル(立体選択的な合成を開発する必要がない)であり;そして第3に、PNA合成は、標準的なBocプロトコル(Dueholmら、1994)またはFmocプロトコル(Thomsonら、1995)を、固相ペプチド合成に使用する。一方、改良型Merrifield法を含む他の方法が使用される(Christensenら、1995)。
PNAモノマーまたは既製のオリゴマーは、PerSeptive Biosystems(Framingham,MA)から市販されている。BocプロトコルまたはFmocプロトコルのいずれかによるPNAの合成は、手動プロトコルまたは自動プロトコルを使用して簡単に実施される(Nortonら、1995)。このマニュアルプロトコールは、それ自体で、化学的に修飾されたPNAの産生または密接に関係するPNAのファミリーの同時合成を導く。
ペプチドの合成に関して、特定のPNA合成の成功は、選択した配列の特性に依存する。例えば、理論上、PNAは、ヌクレオチド塩基の任意の組合せを取り込み得るが、隣接するプリンの存在は、産生の際に、1以上の残基の欠失を導き得る。この困難性の見込みにおいて、隣接するプリンを有するPNAを産生する際に、非効率的に加えられているようである残基の連結を繰り返すべきであることを提案する。この後、ペプチド合成の間に観測されるのと類似する産物の収率および純度を提供する逆相高圧液体クロマトグラフィーによってPNAを精製するべきである(Nortonら、1995)。
所与の適用のためのPNAの修飾が、固相合成の間にアミノ酸を連結することによって、または露出されたN末端アミンにカルボン酸基を含む化合物を付加することによって達成され得る。あるいは、PNAは、導入されたリジンまたはシステインに連結することによって合成した後に修飾され得る。PNAが修飾され得る簡便さにより、より良い溶解度または特定の機能的必要性の最適化を容易にする。一旦合成されると、PNAおよびそれらの誘導体の同定は、質量分析器によって確認され得る。いくつかの研究が、PNAの修飾物を産生および利用した(Nortonら、1995;Haaimaら、1996;Stetsenkoら、1996;Petersenら、1995;Ulmannら、1996;Kochら、1995;Orumら、1995;Footerら、1996;Griffithら、1995;Kremskyら、1996;Pardridgeら、1995;Boffaら、1995;Landsdorpら、1996;Gambacorti−Passeriniら、1996;Armitageら、1997;Seegerら、1997;Ruskowskiら、1997)。米国特許第5,700,922号は、PNA−DNA−PNAキメラ分子および診断におけるその分子の使用、生体中で修飾するタンパク質、ならびに治療に対して影響を受け易い状態の処置について議論する。
負に荷電した連結を含有するDNAおよびRNAと比較して、PNA骨格は、中性である。この劇的な変更にも係らず、PNAは、Watson−Crick対形成によって相補的なDNAおよびRNAを認識し(Egholmら、1993)、Nielsenら(1991)による初期のモデル化を確認する。PNAは、3’〜5’の極性を欠き、そして平行様式または逆平行様式のいずれかで結合し得るが、逆平行様式が好ましい(Egholmら、1993)。
DNAオリゴヌクレオチドとDNAおよびRNAとのハイブリダイゼーションは、負に荷電した相補鎖のリン酸骨格の間に静電気的な反発によって不安定化される。対照的に、PNA−DNAまたはPNA−RNAの二重鎖において電荷の反発がないことにより、融解温度(T)が上昇し、そして一価のカチオンまたは二価のカチオンの濃度へのTの依存度が減少する(Nielsenら、1991)。ハイブリダイゼーションの増加した速度および親和性は重要である。なぜならば、これらは、緩和した二重鎖DNA内の相補配列の鎖侵入を実施するようなPNAの驚くべき能力の原因となるからである。さらに、逆方向反復での効果的なハイブリダイゼーションは、PNAが、二重鎖DNA内で効果的に二次構造を認識し得ることを示唆する。増強した認識はまた、表面上に固定化されたPNAで生じ、Wangらは、支持体に結合したPNAが、ハイブリダイゼーション事象を検出するために使用され得ることを示した(Wangら、1996)。
相補的な配列に対するPNAの強固な結合がまた、類似の(同じではない)配列との結合を増加し、PNA認識の配列特異性を減少させることが予期される。しかし、DNAハイブリダイゼーションに関して、選択的認識は、オリゴマー長およびインキュベーション温度を平均化することにより達成され得る。さらに、PNAの選択的ハイブリダイゼーションは、DNA−DNAハイブリダイゼーションよりも低い塩基ミスマッチを許容するPNA−DNAハイブリダイゼーションによって促進される。例えば、16bpのPNA−DNA二重鎖内での1個のミスマッチは、15℃までTを低下させ得る(Egholmら、1993)。高いレベルの識別は、点変異の分析に対して、数種のPNAに基づく戦略の開発を可能にする(Wangら、1996;Carlssonら、1996;Thiedeら、1996;WebbおよびHurskainen、1996;Perry−O’Keefeら、1996)。
高い親和性結合は、PNAに対する分子認識および新規適用の開発のための明確な利点を提供する。例えば、11〜13個のヌクレオチドPNAは、テロメアーゼ(本質的なRNA鋳型を使用するテロメア末端を伸長するリボヌクレオ−タンパク質)の活性を阻害するが、アナログDNAオリゴマーは、阻害しない(Nortonら、1996)。
中性PNAは、アナログDNAオリゴマーよりもより疎水性であり、そしてこのことは、特に、PNAが高いプリン含有量を有する場合、または二次構造を形成するような能力を有する場合に、このPNAを中性のpHで溶解するのをより困難にし得る。これらの溶解度は、1以上の正に電荷をPNA末端に付与することによって増加され得る(Nielsenら、1991)。
Allfreyおよび共同実験者による発見は、鎖の侵入が染色体DNA内の配列において自然に起こることを示唆している(Boffaら、1995;Boffaら、1996)。これらの研究は、ヌクレオチドCAGの三塩基反復に対してPNAを標的化し、そして転写性活性DNAを精製(Boffaら、1995)し、そして転写を阻害(Boffaら、1996)するためのこの認識を使用した。この結果は、PNAが細胞内に送達され得た場合、このPNAが遺伝子発現の一般的な配列特異的調節因子となる能力を有することを示唆する。PNAのアンチセンスおよび抗遺伝子試薬の使用に関する研究および総説には、Nielsenら(1993b)、Hanveyら(1992)、およびGoodおよびNielsen(1997)が挙げられる。Koppelhusら(1997)は、HIV−1の逆転写を阻害するためにPNAを使用して、PNAが抗ウイルス治療に使用され得ることを示した。
PNAのアンチセンス結合特性を特徴づけする方法は、Rose(1993)およびJensenら(1997)において議論される。Roseは、キャピラリーゲル電気泳動を使用して、相対的な結合速度論および化学量論を測定することで、PNAのそれらの相補的オリゴヌクレオチドとの結合を決定する。同じタイプの測定が、BIAcoreTM technologyを使用してJensenらによって成された。
PNAの他の適用には、DNA鎖の侵入(Nielsenら、1991)、アンチセンス阻害(Hanveyら、1992)、変異分析(Orumら、1993)、転写の増強(Mollegaardら、1994)、核酸の精製(Orumら、1995)、転写活性遺伝子の単離(Boffaら、1995)、転写性活性結合因子の阻害(Vickersら、1995)、ゲノムの切断(Veselkovら、1996)、バイオセンサー(Wangら、1996)、インサイチュハイブリダイゼーション(Thistedら、1996)、およびサザンブロットの代替(Perry−O’Keefe、1996)における使用が挙げられる。
(ポリペプチド組成物)
他の局面において、本発明は、ポリペプチド組成物を提供する。一般に、本発明のポリペプチドは、HSV由来の単離されたポリペプチド(もしくはエピトープ、改変体、またはその活性フラグメント)である。好ましくは、本明細書中に記載されるポリヌクレオチド配列または本明細書に記載されるポリヌクレオチド配列に対して穏やかにストリンジェントな条件下でハイブリダイズする配列によってコードされるポリペプチドである。あるいは、ポリペプチドは、本明細書中に開示されるアミノ酸配列由来の連続アミノ酸配列を含むポリペプチド、または本明細書中に開示される全体のアミノ酸配列を含むポリペプチドとして規定され得る。
本発明において、ポリペプチド組成物はまた、本発明のポリペプチド(特に、本明細書に開示されるアミノ酸配列を有するポリペプチド)、あるいは活性フラグメント、またはその改変体もしくは生物学的機能性等価物に対して産生される抗体および/もしくはT細胞と免疫学的に反応性である、1以上のポリペプチドを含むと考えられる。
同様に、本発明のポリペプチド組成物は、本明細書に開示されるアミノ酸配列に含まれる1以上の連続する核酸配列、あるいは活性フラグメントまたはその改変体、または中程度から高いストリンジェンシーな条件下で、1以上のこれらの配列とハイブリダイズする1以上の核酸配列によってコードされる1以上のポリペプチドと免疫学的に反応性である抗体もしくはT細胞を誘発し得る、1以上のポリペプチドを含むことが理解される。特に、例示的なポリペプチドとしては、配列番号2、3、5、6、7、10−12、14−15、17−18、20−23、25−33、39−47、50−51、54−64、74−75、90−97、120−121、122−140、142−143、153−178、181、195−205、211−212、215−216、227−239、241、243、248−250、253−254および255−267に開示されるアミノ酸配列が挙げられる。
本明細書中で使用される場合、ポリペプチドの活性フラグメントは、ポリペプチドの全体または一部を含み、これは、従来の技術(例えば、突然変異誘発)により、または付加、失欠、もしくは置換によって改変されるか、活性フラグメントは、本明細書中に記載されるようなポリペプチドとして、実質的に同一の構造的機能性、抗原性などを示す。
特定の例示的な実施形態において、本発明のポリペプチドは、本明細書中に記載されるように、HSV抗原あるいはそれの改変体または生物学的機能的均等物の免疫原性の少なくとも一部分を含み得る。本明細書に記載のポリペプチドは、任意の長さであり得る。ネイティブなタンパク質および/または非相同的な配列由来のさらなる配列が存在し得、そしてこのような配列は、さらに免疫原性特性または抗原性特性を有し得るが、必要であるわけではない。
本明細書中で使用される場合、「免疫原性部分」は、B細胞および/またはT細胞の表面抗原レセプターによって認識される(すなわち、特異的に結合される)タンパク質の一部である。一般に、このような免疫原性部分は、HSVタンパク質またはそれの改変体の、少なくとも5個のアミノ酸残基、より好ましくは、少なくとも10個のアミノ酸残基、そしてさらにより好ましくは、少なくとも20個のアミノ酸残基を含む。特定の好ましい免疫原性部分は、N末端リーダー配列および/または膜貫通ドメインが欠失されているペプチドを含む。他の好ましい免疫原性部分は、成熟タンパク質と比較して、少ないN末端および/またはC末端失欠(例えば、1〜30個のアミノ酸、好ましくは、5〜15個のアミノ酸)を含み得る。
免疫原性部分は、一般的にPaul,Fundamental Immunology,第3版、243−247(Raven Press,1993)およびそこに引用される参考文献に要約されるような周知技術を使用して、同定され得る。このような技術は、抗原特異的な抗体、抗血清および/あるいはT細胞株またはT細胞クローンと反応する能力についてポリペプチドをスクリーニングする工程を包含する。本明細書中で使用される場合、抗血清および抗体は、それらが抗原に特異的に結合する(すなわち、これらが、ELISAまたは他の免疫アッセイにおいてそのタンパク質と反応し、無関係なタンパク質とは検出可能に反応しない)場合、「抗原特異的」である。このような抗血清および抗体は、本明細書中に記載されるように、そして周知技術を使用して調製され得る。ネイティブのHSVタンパク質の免疫原性部分は、(例えば、ELISAおよび/またはT細胞反応性アッセイにおいて)その全長ポリペプチドの反応性よりも実質的に小さくないレベルで、このような抗血清および/またはT細胞と反応する部分である。このような免疫原性部分は、このようなアッセイにおいて、その全長ポリペプチドの反応性と類似またはそれより大きいレベルで反応し得る。このようなスクリーニングは、一般的に、当業者に周知の方法(例えば、HarlowおよびLane,Antibodies:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,1988に記載のような技術)を使用して行われ得る。例えば、ポリペプチドを固体支持体に固定し、そして患者の血清を接触させて、その血清中の抗体をその固定されたポリペプチドに結合させ得る。次いで、結合されなかった血清を除去し、結合された抗体を、例えば、125I標識化プロテインAを使用して検出し得る。
上記のように、組成物は、ネイティブのHSVタンパク質の改変体を含み得る。本明細書中で使用される場合、ポリペプチド「改変体」は、ネイティブのHSVタンパク質と、1以上の置換、欠失、付加および/または挿入において異なるポリペプチドであり、その結果、そのポリペプチドの免疫原性が、実質的には減少されない。言い換えると、抗原特異的な抗血清と反応する改変体の能力は、そのネイティブタンパク質と比較して、増強されても、または変化されなくてもよく、あるいは、そのネイティブタンパク質と比較して、50%未満、そしてより好ましくは、20%未満で減少されてもよい。このような改変体は、一般に、本明細書中に記載のように、上記ポリペプチド配列の1つを改変し、この改変ポリペプチドの抗原特異的な抗体または抗血清との反応性を評価することによって同定され得る。好ましい改変体は、1つ以上の部分(例えば、N末端リーダー配列または膜貫通ドメイン)が取り除かれた改変体を含む。他の好ましい改変体は、小さな部分(例えば、1〜30アミノ酸、好ましくは5〜15アミノ酸)が、成熟タンパク質のN末端および/またはC末端から取り除かれた改変体を含む。
本発明によって含まれるポリペプチド改変体は、本明細書中に開示されたポリペプチドに対して、少なくとも約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、または約99%以上の同一性(上記のように決定された)を示すポリペプチド改変体を含む。
好ましくは、改変体は、保存的置換を含む。「保存的置換」は、あるアミノ酸が、類似の特性を有する別のアミノ酸と置換されている置換であり、その結果、ペプチド化学の当業者は、そのポリペプチドの二次構造および疎水性親水性(hydropathic)性質が、実質的に変化されないことを予測する。アミノ酸置換は、一般に、残基の極性、電荷、溶解性、疎水性、親水性および/または両親媒性性質の類似性に基づいて作製され得る。例えば、負に荷電したアミノ酸としては、アスパラギン酸およびグルタミン酸;正に荷電したアミノ酸としては、リジンおよびアルギニン;および類似の親水性値を有する非荷電の極性頭部を有するアミノ酸としては、ロイシン、イソロイシンおよびバリン;グリシンおよびアラニン;アスパラギンおよびグルタミン;ならびにセリン、トレオニン、フェニルアラニンおよびチロシンが挙げられる。保存的変化を示し得るアミノ酸の他のグループとしては、(1)ala、pro、gly、glu、asp、gln、asn、ser、thr;(2)cys、ser、tyr、thr;(3)val、ile、leu、met、ala、phe;(4)lys、arg、his;および(5)phe、tyr、trp、hisが挙げられる。改変体はまた、またはあるいは、非保存的変化を含み得る。好ましい実施形態において、改変体ポリペプチドは、5または5より少ないアミノ酸の置換、欠失または付加によって、ネイティブの配列とは異なる。改変体はまた(またはあるいは)、例えば、ポリペプチドの免疫原性、二次構造および疎水性親水性性質に最小限の影響しか有さないアミノ酸の欠失または付加によって、改変され得る。
上記のように、ポリペプチドは、タンパク質のN末端にシグナル(または、リーダー)配列を含み得、これは、翻訳と同時に、または翻訳後に、そのタンパク質の転移を指向する。このポリペプチドはまた、このポリペプチドの合成、精製または同定を容易にするために、またはこのポリペプチドの固体支持体への結合を増強するために、リンカー配列または他の配列(例えば、ポリHis)に結合体化され得る。例えば、ポリペプチドは、免疫グロブリンFc領域に結合体化され得る。
ポリペプチドは、任意の種々の周知技術を使用して調製され得る。上記のようなDNA配列によってコードされる組換えポリペプチドは、当業者に公知の任意の種々の発現ベクターを使用して、DNA配列から容易に調製され得る。発現は、組換えポリペプチドをコードするDNA分子を含む発現ベクターで形質転換またはトランスフェクトされた、任意の適切な宿主細胞において達成され得る。適切な宿主細胞としては、原核生物細胞、酵母細胞、および高等真核生物細胞(例えば、哺乳動物細胞および植物細胞)が挙げられる。好ましくは、使用される宿主細胞は、E.coli、酵母または哺乳動物細胞株(例えば、COSまたはCHO)である。組換えタンパク質または組換えポリペプチドを培養培地中に分泌する適切な宿主/ベクター系からの上清は、市販のフィルターを使用して、最初に濃縮され得る。濃縮後、この濃縮物を、適切な精製マトリックス(例えば、アフィニティーマトリックスまたはイオン交換樹脂)に適用し得る。最終的に、1以上の逆相HPLC工程を使用して、組換えポリペプチドをさらに精製し得る。
約100アミノ酸未満、そして一般に、約50アミノ酸未満のアミノ酸を有する部分および他の改変体もまた、当業者に周知の技術を使用して、合成手段によって生成され得る。例えば、このようなポリペプチドは、任意の市販の固相技術(例えば、Merrifield固相合成法(ここでは、アミノ酸が連続的に付加されて、アミノ酸鎖を成長させる))を使用して、合成され得る。Merrifield,J.Am.Chem.Soc.85:2149−2146,1963を参照のこと。ポリペプチドの自動合成のための装置は、Perkin Elmer/Applied BioSystems Division(Foster City,CA)のような供給者から市販され、そして製造業者の説明書に従って操作され得る。
ある特定の実施形態において、ポリペプチドは、本明細書中に記載の複数のポリペプチドを含むか、または本明細書に記載の少なくとも1つのポリペプチドおよび関連しない配列(例えば、公知のタンパク質)を含む融合タンパク質であり得る。例えば、融合パートナーは、Tヘルパーエピトープ(免疫学的融合パートナー)、好ましくはヒトによって認識されるTヘルパーエピトープを提供する際に補助し得るか、またはネイティブの組換えタンパク質より高い収量でタンパク質(発現エンハンサー)を発現する際に補助し得る。特定の好ましい融合パートナーは、免疫学的融合パートナーおよび発現増強融合パートナーの両方である。他の融合パートナーは、タンパク質の溶解性を増加するように、またはタンパク質が所望の細胞内コンパートメントに標的化されることを可能にするように選択され得る。なおさらなる融合パートナーには、親和性タグ(これは、タンパク質の精製を容易にする)が挙げられる。
融合タンパク質は、一般に、標準的な技術(化学的結合体化を含む)を使用して調製され得る。好ましくは、融合タンパク質は、発現系において、組換えタンパク質として発現され、非融合タンパク質と比較して、増加したレベルの産生を可能にする。手短に言うと、このポリペプチド成分をコードするDNA配列を、別々にアセンブルし得、そして適切な発現ベクターに連結し得る。1つのポリペプチド成分をコードするDNA配列の3’末端は、ペプチドリンカーを用いてまたは用いずに、第2のポリペプチド成分をコードするDNA配列の5’末端に、これらの配列のリーディングフレームが同じ相にあるように連結される。このことが、両方の成分ポリペプチドの生物学的活性を保持する単一の融合タンパク質への翻訳を可能にする。
ペプチドリンカー配列は、各ポリペプチドがその二次構造および三次構造へと折り畳まれるのを保証するために十分な距離で第一および第二のポリペプチド構成要素を隔てるために用いられ得る。このようなペプチドリンカー配列は、当該分野で周知の標準的な技術を用いて融合タンパク質中に組み込まれる。適切なペプチドリンカー配列は、以下の因子に基づいて選択され得る:(1)フレキシブルな伸長したコンホメーションを採る能力;(2)第一および第二のポリペプチド上の機能的なエピトープと相互作用し得る二次構造を採ることができないこと;および(3)ポリペプチドの機能的なエピトープと反応し得る疎水性または荷電した残基の無いこと。好ましいペプチドリンカー配列は、Gly、AsnおよびSer残基を含む。ThrおよびAlaのような中性に近い他のアミノ酸もまた、リンカー配列に用いられ得る。リンカーとして有用に用いられ得るアミノ酸配列は、Marateaら、Gene 40:39−46、1985;Murphyら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:8258−8262、1986;米国特許第4,935,233号および米国特許第4,751,180号に開示されるアミノ酸配列を含む。リンカー配列は、一般的に1から約50アミノ酸長であり得る。リンカー配列は、第一および第二のポリペプチドが、機能的ドメインを分離するため、および立体的な干渉を防ぐために用いられ得る非必須N末端アミノ酸領域を有する場合、必要とされない。
連結されたDNA配列は、適切な転写または翻訳調節エレメントに作動可能に連結される。DNAの発現を担う調節エレメントは、第一のポリペプチドをコードするDNA配列の5’側にのみ位置する。同様に、翻訳および転写終結シグナルを終了するために必要とされる終止コドンは、第二のポリペプチドをコードするDNA配列の3’側にのみ存在する。
融合タンパク質もまた提供される。このようなタンパク質は、関連しない免疫原性ポリペプチドと共に、本明細書中に記載されるようなポリペプチドを含む。好ましくは、免疫原性タンパク質は、リコール(recall)応答を惹起し得る。このようなタンパク質の例としては、破傷風タンパク質、結核タンパク質および肝炎タンパク質が挙げられる(例えば、Stouteら、New Engl.J.Med.、336:86−91(1997)を参照のこと)。
好ましい実施形態において、免疫学的融合パートナーは、グラム陰性の細菌Haemophilus influenza Bの表面タンパク質である、プロテインD(WO 91/18926)に由来する。好ましくは、プロテインD誘導体は、ほぼ3分の1のタンパク質(例えば、最初のN末端100〜110アミノ酸)を含み、そしてプロテインD誘導体は、脂質化(lipidated)され得る。特定の好ましい実施形態において、リポタンパク質D融合パートナーの最初の109残基は、さらなる外因性T細胞エピトープを有するポリペプチドを提供するように、そしてE.coli中の発現レベルを増加する(従って、発現エンハンサーとして機能する)ように、N末端に含まれる。脂質テールは、抗原提示細胞への抗原の最適な提示を保証する。他の融合パートナーは、インフルエンザウイルス由来の非構造タンパク質、NS1(血球凝集素)を含む。代表的に、N末端の81アミノ酸が用いられるが、Tヘルパーエピトープを含む異なるフラグメントが用いられてもよい。
別の実施形態において、Mycobacterium tuberculosis由来のRal2ポリヌクレオチドは、本発明のHSVポリヌクレオチドの免疫原性の少なくとも一部分に連結される。異種ポリヌクレオチド配列の発現を増大させることにおいて、これらの使用のためのRal2組成物および方法は、米国特許出願第60/158,585号に記載され、これらの開示はその全体が本明細書中に参考として援用される。手短には、Ral2は、Mycobacterium tuberculosis MTB32A核酸の部分配列であるポリヌクレオチド領域をいう。MTB32Aは、M.tuberculosisの病原性株および非病原性株の中の遺伝子によりコードされる32KDの分子量のセリンプロテアーゼである。MTB32Aのヌクレオチド配列およびアミノ酸配列は、開示されている(米国特許出願第60/158,585号;Skeikyら,Infection and Immun.(1999)67:3998−4007も参照のこと(本明細書中に参考として援用される))。MTB32Aコード配列のRal2 C末端フラグメントは、それ自身で高レベルで発現し、そして精製プロセスを通して可溶性タンパク質のままである。さらに、融合タンパク質の中のRal2ポリペプチドフラグメントの存在は、Ral2が融合された異種抗原性HSVポリペプチドの免疫原性を増大させ得る。1つの実施形態において、HSV抗原との融合ポリペプチドに存在するRal2ポリペプチド配列は、MTB32Aのアミノ酸残基192〜323のいくつかまたはすべてを含む。
別の実施形態において、免疫学的融合パートナーは、LYTAとして公知のタンパク質、またはその部分(好ましくはC末端部分)である。LYTAは、アミダーゼLYTA(LytA遺伝子によりコードされる;Gene 43:265〜292,1986)として公知のN−アセチル−L−アラニンアミダーゼを合成するStreptococcus pneumoniae由来である。LYTAは、ペプチドグリカン骨格中の特定の結合を特異的に分解する自己溶解素である。LYTAタンパク質のC末端ドメインは、コリンまたはいくつかのコリンアナログ(例えば、DEAE)への親和性についての原因である。この性質は、融合タンパク質の発現のために有用なE.coli C−LYTA発現プラスミドの開発のために開発された。アミノ酸末端でC−LYTAフラグメントを含むハイブリッドタンパク質の精製が、記載されている(Biotechnology 10:795〜798,1992を参照のこと)。好ましい実施形態において、LYTAの反復部分は、融合タンパク質に組み込まれ得る。反復部分は、残基178で開始するC末端領域中に見出される。特に好ましい反復部分は、残基188〜305を組み込む。
一般に、本明細書に記載されるようなポリペプチド(融合タンパク質を含む)およびポリヌクレオチドが単離される。「単離された」ポリペプチドまたはポリヌクレオチドは、その元来の環境から取り出されたものである。例えば、天然に存在するタンパク質は、それが天然の系中で共存する物質のいくつかまたは全てから分離されている場合、単離されている。好ましくは、このようなポリペプチドは、少なくとも約90%純粋、より好ましくは少なくとも約95%純粋、そして最も好ましくは少なくとも約99%純粋である。ポリヌクレオチドは、例えば、それが天然の環境の一部でないベクターにクローニングされる場合、単離されていると考えられる。
(結合因子)
本発明は、さらにHSVタンパク質に特異的に結合する因子(例えば、抗体およびその抗原結合フラグメント)を提供する。本明細書において用いる場合、抗体またはその抗原結合フラグメントは、HSVタンパク質と検出可能レベルで反応し(例えば、ELISAにおいて)、そして類似の条件下で無関係のタンパク質とは検出可能に反応しない場合、HSVタンパク質に「特異的に結合する」といわれる。本明細書において用いる場合、「結合(binding)」は、「複合体」が形成されるような2つの別々の分子間の非共有結合をいう。結合する能力は、例えば、複合体の形成についての結合定数を決定することにより評価され得る。結合定数は、複合体の濃度を成分濃度の積で割って得られる値である。一般に、2つの化合物は、複合体形成の結合定数が約10L/molを超える場合、本発明の文脈中で「結合している」といわれる。結合定数は、当該分野で周知の方法を用いて決定され得る。
結合因子は、本明細書において提供される代表的アッセイを用いて、HSV感染を有する患者と有さない患者の間でさらに区別され得る。例えば、好ましくは、HSVタンパク質に結合する抗体または他の結合因子は、疾患を有する少なくとも約20%の患者においては感染の存在を示すシグナルを生成し、そしてHSV感染を有さない少なくとも約90%の個体においては疾患の存在しないことを示すネガティブなシグナルを生成する。結合因子がこの要件を満たすか否かを決定するために、HSVを有する患者およびHSVを有さない患者(標準的臨床試験を用いて決定した場合)由来の生物学的サンプル(例えば、血液、血清、痰、尿、および/または生検)は、この結合因子に結合するポリペプチドの存在について、本明細書に記載のようにアッセイされ得る。疾患を有するサンプルおよび疾患を有さないサンプルの、統計的に有意な数のサンプルをアッセイすべきであることが明白である。それぞれの結合因子は、上記の基準を満たすべきであるが、当業者は、結合因子が感受性を改善する組み合わせで用いられ得ることを認識する。
上記の要件を満たす任意の因子が結合因子であり得る。例えば、結合因子はリボソーム(ペプチド成分を伴うかまたは伴わない)、RNA分子またはポリペプチドであり得る。好ましい実施形態において、結合因子は、抗体またはその抗原結合フラグメントである。抗体は、当業者に公知の任意の種々の技術により調製され得る。例えば、HarlowおよびLane、Antibodies:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,1988を参照のこと。一般に、組換え抗体の産生を可能にするために、細胞培養技術(本明細書中に記載のモノクローナル抗体の産生を含む)によってか、または適切な細菌細胞宿主または哺乳動物細胞宿主への抗体遺伝子のトランスフェクションを介して、抗体は産生され得る。1つの技術では、ポリペプチドを含む免疫原は、任意の広範な種々の哺乳動物(例えば、マウス、ラット、ウサギ、ヒツジ、またはヤギ)にまず注射される。この工程で、本発明のポリペプチドは、改変なしの免疫原としてはたらき得る。あるいは、特に、相対的に短いポリペプチドについて、このポリペプチドがキャリアタンパク質(例えば、ウシ血清アルブミンまたはキーホールリンペットヘモシアニン)に結合する場合、優れた免疫応答が惹起され得る。この免疫原は、好ましくは所定のスケジュール(1回以上のブースター免疫を組み込む)に従って、動物宿主に注射され、そしてこの動物は、定期的に採血される。次いで、このポリペプチドに特異的なポリクローナル抗体は、例えば、安定な固体支持体に結合しているポリペプチドを用いるアフィニティークロマトグラフィーにより、このような抗血清から精製され得る。
目的の抗原性ポリペプチドについて特異的なモノクローナル抗体は、例えば、KohlerおよびMilstein、Eur.J.Immunol.6:511−519、1976の技術、ならびにその改良型を使用して調製され得る。手短に言うと、これらの方法は、所望の特異性(すなわち、目的のポリペプチドとの反応性)を有する抗体を産生し得る不死化細胞株の調製を包含する。このような細胞株は、例えば、上記のように、免疫された動物から得られた脾臓細胞から産生され得る。次いで、脾臓細胞は、例えば、ミエローマ細胞融合パートナー(好ましくは、免疫された動物と同系のもの)との融合によって不死化される。種々の融合技術が使用され得る。例えば、脾臓細胞およびミエローマ細胞は、非イオン性界面活性剤と数分間組み合わせられ得、次いで、ハイブリッド細胞の増殖を支持するが、ミエローマ細胞の増殖を支持しない選択培地上で低密度でプレートされる。好ましい選択技術は、HAT(ヒポキサンチン、アミノプテリン、チミジン)選択を使用する。十分な時間(通常約1〜2週間)後、ハイブリッドのコロニーが観察される。単一コロニーが選択され、そしてそれらの培養上清が、ポリペプチドに対する結合活性について試験される。高い反応性および特異性を有するハイブリドーマが好ましい。
モノクローナル抗体を、増殖しているハイブリドーマコロニーの上清から単離し得る。さらに、種々の技術(例えば、適切な脊椎動物宿主(例えば、マウス)の腹膜腔へのハイブリドーマ細胞株の注入)が、収量を増大させるために利用され得る。次いで、モノクローナル抗体を、腹水または血液から収集し得る。夾雑物を、従来の技術(例えば、クロマトグラフィー、ゲル濾過、沈殿、および抽出)によって抗体から除去し得る。本発明のポリペプチドを、例えば、アフィニティークロマトグラフィー工程における精製工程において使用し得る。
特定の実施形態において、抗体の抗原結合フラグメントの使用が好ましくあり得る。このようなフラグメントは、標準的な技術を使用して調製され得るFabフラグメントを含む。手短に言うと、免疫グロブリンを、プロテインAビーズカラム上のアフィニティークロマトグラフィー(HarlowおよびLane、Antibodies:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory、1988)によってウサギ血清から精製し得、そしてパパインによって消化して、FabフラグメントおよびFcフラグメントを産生し得る。FabフラグメントおよびFcフラグメントは、プロテインAビーズカラム上のアフィニティークロマトグラフィーによって分離され得る。
本発明のモノクローナル抗体は、1つ以上の治療薬剤に結合され得る。この点において適切な薬剤は、放射性核種、分化誘導剤、薬物、毒素、およびその誘導体を含む。好ましい放射性核種には、90Y、123I、125I、131I、186Re、188Re、211At、および212Biが含まれる。好ましい薬物には、メトトレキセート、ならびにピリミジンアナログおよびプリンアナログが含まれる。好ましい分化誘導剤には、ホルボールエステルおよび酪酸が含まれる。好ましい毒素には、リシン、アブリン、ジフテリア毒素、コレラ毒素、ゲロニン(gelonin)、Pseudomonas体外毒素、Shigella毒素、およびアメリカヤマゴボウ抗ウイルスタンパク質が含まれる。
治療剤は、直接的にかまたは間接的にかのいずれかで(例えば、リンカー基を介して)適切なモノクローナル抗体にカップリング(例えば、共有結合によって)され得る。薬剤と抗体との間の直接的な反応は、各々が互いに反応し得る置換基を有する場合に可能である。例えば、一方の求核基(例えば、アミノ基またはスルフヒドリル基)は、他方のカルボニル含有基(例えば、無水物もしくは酸ハロゲン化物)または良好な遊離基(例えば、ハロゲン化物)を含むアルキル基などと反応し得る。
あるいは、リンカー基を介して治療剤と抗体とをカップリングさせることが所望され得る。リンカー基は、結合の可能性を妨げることを回避するために、抗体を薬剤から隔てるためのスペーサーとして機能し得る。リンカー基はまた、薬剤または抗体上の置換基の化学的反応性を増加させるために働き得、従ってカップリング効率を増大させる。化学的反応性の増大はまた、薬剤または薬剤上の官能基の使用を容易にし得、これはさもなければ可能ではない。
種々の二官能性または多官能性試薬、ホモ官能性とヘテロ官能性との両方(例えば、Pierce Chemical Co.,Rockford,ILのカタログ中に記載されるもの)が、リンカー基として使用され得ることが当業者には明らかである。カップリングは、例えば、アミノ基、カルボキシル基、スルフヒドリル基、または酸化された炭水化物残基を介してもたらされ得る。このような方法論を記載する多数の参考文献(例えば、Rodwellらに対する米国特許第4,671,958号)が存在する。
本発明の免疫結合体の抗体部分がないときに治療剤がより強力である場合、細胞中への内部移行の間に、またはその際に切断可能なリンカー基を使用することが望ましくあり得る。多数の異なる切断可能なリンカー基が記載されてきた。これらのリンカー基からの薬剤の細胞内放出についての機構は、ジスルフィド結合の還元(例えば、Spitlerへの米国特許第4,489,710号)、感光性結合の照射(例えば、Senterらへの米国特許第4,625,014号)、誘導体化されたアミノ酸側鎖の加水分解(例えば、Kohnらへの米国特許第4,638,045号)、血清補体媒介性加水分解(例えば、Rodwellらへの米国特許第4,671,958号)、および酸触媒加水分解(例えば、Blattlerらへの米国特許第4,569,789号)による切断を含む。
1つより多い薬剤を抗体にカップリングさせることが望ましくあり得る。1つの実施形態において、複数の薬剤の分子が1つの抗体分子にカップリングされる。別の実施形態において、1つより多い型の薬剤が1つの抗体にカップリングされ得る。特定の実施形態に関わらず、1つより多い薬剤を有する免疫結合体は、種々の方法で調製され得る。例えば、1つより多い薬剤が、抗体分子に直接的にカップリングされ得るか、または付着のための複数の部位を提供するリンカーが使用され得る。あるいは、キャリアが使用され得る。
キャリアは、種々の方法(直接的にかまたはリンカー基を介するかのいずれかの共有結合を含む)で薬剤を保有し得る。適切なキャリアには、アルブミンのようなタンパク質(例えば、Katoらへの米国特許第4,507,234号)、ペプチド、およびアミノデキストランのような多糖類(例えば、Shihらへの米国特許第4,699,784号)を含む。キャリアはまた、例えばリポソームベシクル内に、非共有結合によってかまたはカプセル化によって、薬剤を保有し得る(例えば、米国特許第4,429,008号および同第4,873、088号)。放射性核種薬剤に特異的なキャリアは、放射性ハロゲン化低分子およびキレート化合物を含む。例えば、米国特許第4,735,792号は、代表的な放射性ハロゲン化低分子およびそれらの合成を開示する。放射性核種キレートは、金属、または金属酸化物、放射性核種を結合するためのドナー原子として窒素原子および硫黄原子を含むキレート化合物から形成され得る。例えば、Davisonらへの米国特許第4,673,562号は、代表的なキレート化合物およびそれらの合成を開示する。
抗体および免疫結合体についての投与の種々の経路が使用され得る。代表的には、投与は、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与などである。抗体/免疫結合体の正確な用量は、使用される抗体、抗原密度、および抗体のクリアランスの速度に依存して変化することは明白である。
(T細胞)
免疫治療組成物はまた、あるいは、HSVタンパク質に特異的なT細胞を含み得る。このような細胞は、一般的に標準的手順を使用して、インビトロまたはエキソビボで調製され得る。例えば、T細胞は、市販の細胞分離システム(例えば、IsolexTMシステム(Nexell Therapeutics,Inc.(Irvine,CA;米国特許第5,240,856号;米国特許第5,215,926号;WO89/06280;WO91/16116およびWO92/07243もまた参照のこと)から入手可能)を使用して、患者の骨髄、末梢血あるいは骨髄または末梢血の画分中から単離され得る。あるいは、T細胞は、関連または無関連のヒト、非ヒト哺乳動物、細胞株または培養物から誘導され得る。
T細胞は、HSVポリペプチド、HSVポリペプチドをコードするポリヌクレオチドおよび/またはそのようなポリペプチドを発現する抗原提示細胞(APC)を用いて刺激され得る。このような刺激は、このポリペプチドに特異的であるT細胞の生成を可能にする条件下で十分な時間、行われる。特定の実施形態において、HSVポリペプチドまたはポリヌクレオチドは、送達ビヒクル(例えば、ミクロスフェア)中に存在して、特異的T細胞の生成を容易にする。
T細胞は、このT細胞が、特異的に増殖するか、サイトカインを分泌するか、またはHSVポリペプチドで被覆されるかもしくはこのポリペプチドをコードする遺伝子を発現する標的細胞を殺傷する場合に、HSVポリペプチドに特異的であるとみなされる。T細胞特異性は、種々の標準的技術のいずれかを使用して評価され得る。例えば、クロム放出アッセイまたは増殖アッセイにおいて、ネガティブコントロールと比較して、溶解および/または増殖における2倍を超える増加の刺激指標は、T細胞特異性を示す。このようなアッセイは、例えば、Chenら、Cancer Res.54:1065−1070,1994に記載されるように、実行され得る。あるいは、T細胞の増殖の検出は、種々の公知の技術によって達成され得る。例えば、T細胞増殖は、DNA合成の速度の増加を測定することによって検出され得る(例えば、トリチウム化チミジンでT細胞の培養物をパルス標識し、そしてDNAに取り込まれたトリチウム化チミジンの量を測定することによって)。3〜7日間のHSVポリペプチド(100ng/ml〜100μg/ml、好ましくは、200ng/ml〜25μg/ml)との接触は、T細胞の増殖において少なくとも2倍の増加を生じるべきである。2〜3時間の上記のような接触は、標準的なサイトカインアッセイを使用して測定されるように、T細胞の活性化を生じるべきであり、ここで、サイトカイン(例えば、TNFまたはIFN−γ)放出のレベルの2倍の増加が、T細胞の活性化を示す(Coliganら、Current Protocols in Immunology,第1巻、Wiley Interscience(Greene 1998)を参照のこと)。HSVポリペプチド、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド発現APCに応答して活性化されているT細胞は、CD4および/またはCD8であり得る。HSVタンパク質特異的T細胞は、標準的な技術を使用して展開され得る。好ましい実施形態において、T細胞は、患者、関連するドナーまたは無関連のドナーに由来し、そして刺激および展開後にその患者に投与される。
治療目的で、HSVポリペプチド、ポリヌクレオチドまたはAPCに応答して増殖するCD4T細胞またはCD8T細胞は、インビトロまたはインビボのいずれかで大量に展開され得る。このようなT細胞のインビトロでの増殖は、種々の方法で達成され得る。例えば、T細胞は、T細胞増殖因子(例えば、インターロイキン−2)の添加を伴うか、または伴わずに、HSVポリペプチド、またはこのようなポリペプチドの免疫原性部分に対応する短いペプチド、および/またはHSVポリペプチドを合成する刺激細胞に対して再曝露され得る。あるいは、HSVタンパク質の存在下で増殖する1つ以上のT細胞は、クローニングによって数の上で拡大され得る。細胞をクローニングするための方法は、当該分野で周知であり、そしてこれらとしては、限界希釈が挙げられる。
(薬学的組成物)
さらなる実施形態において、本発明は、細胞または動物に、単独で、または1つ以上の他の様式の療法との組み合わせのいずれかで投与するための、薬学的に受容可能な溶液中の本明細書中に開示される1つ以上のポリヌクレオチド、ポリペプチド、T細胞および/または抗体組成物の処方物に関する。
所望の場合、本明細書に開示されるようなポリペプチドを発現する核酸セグメント、RNA、DNAまたはPNA組成物は、同様に、他の薬剤(例えば、他のタンパク質もしくはポリペプチドまたは種々の薬学的に活性な薬剤)と組み合わせて投与され得ることがまた理解される。事実、さらなる薬剤が、標的細胞または宿主組織との接触の際に有意な有害な効果を引き起こさなければ、また含まれ得る他の成分に実質的に制限はない。従って、これらの組成物は、特定の場合に必要とされる種々の他の薬剤とともに送達され得る。このような組成物は、宿主細胞または他の生物学的供給源から精製され得るか、あるいは本明細書中に記載されるように化学的に合成され得る。同様に、このような組成物は、置換されたか、または誘導体化されたRNAまたはDNA組成物をさらに含み得る。
薬学的に受容可能な賦形剤およびキャリア溶液の処方は当業者に周知であり、これは、種々の処置レジメン(例えば、経口、非経口、静脈内、鼻腔内および筋肉内投与および処方が挙げられる)における、本明細書中に記載される特定の組成物の使用についての適切な用量および処置レジメンの開発である。
(1.経口送達)
特定の適用において、本明細書に開示される薬学的組成物は、経口投与を介して動物に送達され得る。このように、これらの組成物は、不活性な希釈剤とともに処方され得るか、もしくは吸収可能な食用キャリアとともに処方され得るか、または、それらは、硬質シェルまたは軟質シェルのゼラチンカプセルに封入され得るか、またはそれらは、錠剤に圧縮され得るか、またはそれらは、治療食の食物と、直接混合され得る。
活性な化合物は、賦形剤となお混合され得、そして経口摂取可能な錠剤、バッカル錠、トローチ、カプセル、エリキシル、懸濁剤、シロップ、カシェ剤などの形態で使用され得る(Mathiowitzら、1997;Hwangら、1998;米国特許第5,641,515号;米国特許第5,580,579号および米国特許第5,792,451号(各々は、本明細書中で、その全体が参考として具体的に援用される))。錠剤、トローチ、丸剤、カプセルなどはまた、以下を含み得る:バインダー(例えば、カラヤゴム、アラビアゴム、コーンスターチ、またはゼラチン);賦形剤(例えば、リン酸二カルシウム);崩壊剤(例えば、コーンスターチ、ジャガイモデンプン、アルギン酸など);潤滑剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム);および甘味料(例えば、添加され得るスクロース、ラクトースまたはサッカリン)または香料(例えば、ペパーミント、ウインターグリーン油、またはチェリー香料)。投薬単位形態が、カプセルである場合、それは、上記のタイプの材料に加えて、脂質キャリアを含み得る。種々の他の材料は、コーティングとして存在し得るか、または投薬単位の物理的形態を改変するために存在し得る。例えば、錠剤、丸剤、またはカプセルは、シェラックか、糖か、または両方でコートされ得る。エリキシルのシロップは、活性化合物、甘味料としてのスクロース、防腐剤としてのメチルパラベンおよびプロピパラベン、色素および香料(例えば、チェリーまたはオレンジ味)を含み得る。もちろん、任意の投薬単位形態を調製する際に使用される任意の材料は、薬学的に純粋であるべきであり、そして使用される量で実質的に無毒性であるべきである。さらに、活性化合物は、徐放性調製物および処方物に組み込まれ得る。
代表的に、これらの処方物は、少なくとも約0.1%またはそれよりも多い活性化合物を含み得るが、活性成分の割合は、もちろん、変化し得、そして好都合に、全処方物の重量または体積の約1%または2%と、約60%または70%以上との間であり得る。自然に、治療的に有用な処方物の各々の中の活性化合物の量は、適切な投薬量が、化合物の任意の所定の単位用量において得られるような様式で、調製され得る。溶解度、バイオアベイラビリティー、生物学的半減期、投与の経路、製品の有効期限のような要因、および他の薬理学的考慮が、このような薬学的処方物を調製する分野の当業者によって企図され、そしてそのように、種々の投薬量および処置レジメンが、所望され得る。
あるいは、経口投与について、本発明の処方物は、うがい薬、歯みがき剤、バッカル錠、経口スプレー、または舌下経口投与処方物の形態で、1つ以上の賦形剤と混合され得る。例えば、うがい薬は、活性成分を、必要とされる量で、適切な溶媒(例えば、ホウ酸ナトリウム溶液(Dobell溶液))に組み込むように調製される。あるいは、活性成分は、経口溶液(例えば、ホウ酸ナトリウム、グリセリンおよび炭酸水素カリウムを含む溶液)に組み込まれ得るか、または歯みがき剤に分散され得るか、または治療的有効量で、水、バインダー、研磨剤、香料、発泡剤、および湿潤剤を含み得る組成物に添加され得る。あるいは、これらの組成物は、舌下に置かれ得るか、そうでなければ口の中で溶解され得る錠剤形態または溶液形態に成形され得る。
(2.注入送達)
特定の状況において、本明細書に開示される薬学的組成物を、米国特許第5,543,158号;米国特許第5,641,515号および米国特許第5,399,363号(各々は、その全体が、本明細書中で参考として具体的に援用される)に記載されるように、非経口的に、静脈内に、筋肉内に、または腹腔内にでさえ、送達することが所望される。遊離塩基としての活性化合物または薬理学的受容可能な塩の溶液は、水中で界面活性剤(例えば、ヒドロキシプロピルセルロース)と適切に混合されて、調製され得る。分散系はまた、グリセロール、液体ポリエチレングリコール、およびそれらの混合物中で、そしてオイル中で調製され得る。保存および使用の通常の条件下で、これらの調製物は、微生物の増殖を防止するために、防腐剤を含む。
注入用途のために適切な薬学的形態は、滅菌水溶液または分散系および滅菌注射用溶液または分散系の即時調製のための滅菌散剤を含む(米国特許第5,466,468号(これは、本明細書中でその全体が参考として具体的に援用される))。全ての場合において、その形態は、滅菌でなけらばならず、そして容易な注射能力(syringability)が存在する程度に、流動性でなければならない。それは、製造および保存の条件下で安定でなければならず、そして微生物(例えば、細菌および真菌)の汚染作用に対して保存されなければならない。キャリアは、溶媒または、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコールなど)、それらの適切な混合物、および/もしくは植物油を含む分散媒体であり得る。適切な流動性は、例えば、コーティング(例えば、レシチン)の使用によって、分散系の場合には必要とされる粒子サイズの維持によって、そして界面活性剤の使用によって、維持され得る。微生物の作用の防止は、種々の抗菌剤および抗真菌剤(例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサールなど)によって促進され得る。多くの場合において、等張剤(例えば、糖または塩化ナトリウム)を含むことが、好ましい。注射可能な組成物の長期にわたる吸収は、吸収を遅延させる薬剤(例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチン)の組成物中での使用によって、もたらされ得る。
水溶液中での非経口投与のために、例えば、必要な場合、その溶液は、適切に緩衝化されるべきであり、そして液体希釈剤が、最初に、十分な生理食塩水またはグルコースで等張にされる。これらの特定の水溶液は、特に、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、および腹腔内投与に適切である。これに関連して、使用され得る滅菌水性媒体は、本開示の知見を考慮して、当業者に公知である。例えば、一投与量は、1mlの等張のNaCl溶液に溶解され得、そして1000mlの皮下注入流体に添加され得るか、または注入予定部位で注入され得るかのいずれかである(例えば、「Remington’s Pharmaceutical Sciences」、第15版、1035〜1038頁および1570〜1580頁を参照のこと)。投薬量におけるいくらかの変化が、処置される被験体の状態に依存して、必ず生じる。投与に責任のある人物は、いずれにしても、個々の被験体のための適切な用量を決定する。さらに、ヒト投与に対して、調製物は、FDA Office of Biologics standardsによって要求されるような、無菌性、発熱性、および一般的な安全性標準および純度標準を満たさなくてはならない。
滅菌注入溶液は、適切な溶媒中の必要量の活性化合物を、上記に列挙される種々の他の成分と混合し、必要ならば、濾過滅菌して調製される。一般に、分散系は、種々の滅菌された活性成分を、基本的な分散媒体および上に列挙される成分からの必要とされる他の成分を含む滅菌ビヒクルに組み込むことによって調製される。滅菌注入溶液の調製のための滅菌散剤の場合において、調製の好ましい方法は、真空乾燥技術および凍結乾燥技術であり、これらは、活性成分の散剤および既に滅菌濾過された溶液から任意のさらなる所望の成分を得る。
本明細書中に開示される組成物は、中性形態または塩形態として処方され得る。薬学的に受容可能な塩は、酸付加塩(タンパク質の遊離アミノ基とともに形成される)を含み、そしてこれらの塩は、無機酸(例えば、塩酸、リン酸など)、または酢酸、シュウ酸、酒石酸、マンデル酸などの有機酸とともに形成される。遊離カルボキシル基とともに形成された塩もまた、無機塩基(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カルシウム、または水酸化鉄(III))、およびイソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジン、プロカインなどの有機塩基から誘導され得る。処方の際に、溶液は、投薬処方と適合する様式でかつ治療的に有効な量で投与される。この処方物は、種々の投薬形態(例えば、注入溶液、薬物放出カプセルなど)で容易に投与される。
本明細書中で使用される場合、「キャリア」は、任意および全ての溶媒、分散媒体、ビヒクル、コーティング、希釈剤、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤および吸収を遅延させる薬剤、緩衝液、キャリア溶液、懸濁液、コロイドなどを含む。薬学的活性物質のためのこのような媒体および薬剤の使用は、当該分野で周知である。どの従来の媒体または薬剤も、活性成分と不適合でない限り、治療組成物におけるその使用が、企図される。補助的活性成分もまた、これらの組成物に組み込まれ得る。
語句「薬学的に受容可能な」とは、ヒトに投与される場合に、アレルギー反応または類似の厄介な反応を生成しない分子実体および組成物をいう。活性成分としてタンパク質を含む水性組成物の調製は、当該分野で十分に理解されている。代表的に、このような組成物は、注入可能物として、液体溶液または懸濁液のいずれかとして調製され;注入前に、液体中の溶液、液体中の懸濁液に適切な固体形態もまた、調製され得る。この調製物はまた、乳化され得る。
(3.経鼻送達)
特定の実施形態において、薬学的組成物は、鼻腔内スプレー、吸入、および/または他のエアロゾル送達ビヒクルによって送達され得る。遺伝子、核酸およびペプチド組成物を、経鼻エアロゾルスプレーを介して肺に直接送達するための方法は、例えば、米国特許第5,756,353号および米国特許第5,804,212号(各々は、本明細書中で、その全体が、参考として特に援用される)に記載されている。同様に、鼻腔内微粒子樹脂(Takenagaら、1998)およびリゾホスファチジル−グリセロール化合物(米国特許第5,725,871号(本明細書中で、その全体が参考として特に援用される))を使用する薬物の送達はまた、薬学分野で周知である。同様に、ポリテトラフルオロエチレン支持マトリックスの形態での経粘膜薬物送達は、米国特許第5,780,045号(その全体が、参考として本明細書中で特に援用される)に記載される。
(4.リポソーム媒介送達、ナノカプセル媒介送達、および微粒子媒介送達)
特定の実施形態において、本発明者らは、リポソーム、ナノカプセル、微粒子、マイクロスフィア、脂質粒子、小胞などを、本発明の組成物の適切な宿主細胞への導入のために、使用することを、企図する。特に、本発明の組成物は、脂質粒子、リポソーム、小胞、ナノスフィア、またはナノ粒子などのいずれかにカプセル化されて、送達のために処方され得る。
このような処方物は、本明細書中に開示される核酸または構築物の薬学的に受容可能な処方物の導入のために好ましくあり得る。リポソームの形成および使用は、一般に、当業者に公知である(例えば、Couvreurら、1977;Couvreur、1988;Lasic、1998;これらは、細胞内細菌感染および細胞内細菌疾患に対する標的化抗生物質治療におけるリポソームおよびナノカプセルの使用を記載する)。近年、改善された血清安定性および循環半減期を有するリポソームが、開発された(GabizonおよびPapahadjopoulos,1988;AllenおよびChoun,1987;米国特許第5,741,516号(その全体が、参考として本明細書中で特に援用される))。さらに、潜在的な薬物キャリアとしての、リポソーム調製物およびリポソーム様調製物の種々の方法は、総説されている(Takakura,1998;Chandranら,1997;Margalit,1995;米国特許5,567,434号;米国特許第5,552,157号;米国特許5,565,213号;米国特許5,738,868号および米国特許第5,795,587号(各々、その全体が、参考として本明細書中で特に援用される))。
リポソームは、T細胞懸濁液、初代肝細胞培養物およびPC12細胞を含む他の手順によるトランスフェクションに通常耐性である多くの細胞型とともに、首尾よく使用されている(Renneisenら、1990;Mullerら、1990)。さらに、リポソームは、ウイルスベースの送達システムを代表するDNA長制限がない。リポソームは、遺伝子、薬物(HeathおよびMartin,1986;Heathら、1986;Balazsovitsら、1989;FrestaおよびPuglisi,1996)、放射線治療剤(Pikulら、1987)、酵素(Imaizumiら、1990a;Imaizumiら、1990b)、ウイルス(FallerおよびBaltimore、1984)、転写因子およびアロステリックエフェクター(NicolauおよびGersonde、1979)を、種々の培養された細胞株および動物に導入するために効果的に使用されている。さらに、リポソーム媒介薬物送達の有効性を試験するいくつかの成功した臨床試験が、完了している(Lopez−Beresteinら、1985a;1985b;Coune、1988;Sculierら、1988)。さらに、いくつかの研究は、リポソームの使用が、全身送達後の、自己免疫応答、毒性または生殖腺局在化に関連しないことを示唆している(MoriおよびFukatsu、1992)。
リポソームは、水性媒体中に分散したリン脂質から形成され、そして多層の同心性二重層小胞(多層小胞(MLV)とも呼ばれる)を自発的に形成する。MLVは、一般的に、25nm〜4μmの直径を有する。MLVの超音波処理は、小さな単層小胞(SUV)の形成を生じる。この単層小胞は、そのコアに水溶液を含む200〜500Åの直径を有する。
リポソームは、細胞膜との類似点を有し、そしてペプチド組成物のためのキャリアとして、本発明と関連した使用が企図される。それらは、トラップされ得る水溶性物質および脂溶性物質の両方として(すなわち、それぞれ水性空間において、そして二重層自体内で)、広範に適切である。薬物保有リポソームは、リポソーム処方物を選択的に改変することによって、活性薬剤の部位特異的送達のためにさらに使用され得ることが可能である。
Couvreurら(1977;1988)の教示に加えて、以下の情報が、リポソーム処方物を作製する際に利用され得る。リン脂質は、水中に分散される場合、水に対する脂質のモル比に依存して、リポソーム以外の種々の構造を形成し得る。低い比において、リポソームは、好ましい構造である。リポソームの物理的特徴は、pH、イオン強度、および二価のカチオンの存在に依存する。リポソームは、イオン性物質および極性物質に対する低い透過性を示し得る。しかし、高温において、リポソームは、それらの透過性を顕著に変える相転移を受ける。この相転移は、密にパッキングした秩序構造(ゲル状態として既知)から、ゆるくパッキングした秩序性の低い構造(流体状態として既知)への変化を含む。これは、特徴的な相転移温度で起こり、そしてイオン、糖および薬物に対する透過性の増加を生じる。
温度に加えて、タンパク質への暴露は、リポソームの透過性を変更し得る。特定の可溶性タンパク質(例えば、シトクロムc)は、二重層に結合し、その二重層を変形させ、そしてその二重層を貫通し、それによって、透過性の変化を引き起こす。コレステロールは、リン脂質をより密にパッキングすることによって、明らかにタンパク質のこの貫通を阻害する。抗生物質およびインヒビターの送達のための最も有用なリポソーム処方物が、コレステロールを含むことが企図される。
溶質をトラップする能力は、異なるタイプのリポソーム間で変化する。例えば、MLVは、溶質のトラッピングにおいて、中程度に効率的であるが、しかし、SUVは、極端に非効率である。SUVは、サイズ分布における均一性および再現性についての利点を提供するが、サイズとトラップ効率との間の歩み寄りが、大きい単層小胞(LUV)によって提供される。これらは、エーテルエバポレーションによって調製され、そしてMLVのトラップより溶質のトラップが、3〜4培効率的である。
リポソームの特徴に加えて、トラップ化合物における重要な決定因子は、化合物自体の物理化学的特性である。極性化合物は、水性空間にトラップされ、そして非極性化合物は、小胞の脂質二重層に結合する。極性化合物は、浸透を通してか、または二重層が壊れた場合に放出されるが、非極性化合物は、温度によって崩壊するか、またはリポタンパク質に暴露されるまで、二重層に関係したままである。両方のタイプは、相転移温度において、最大の流出速度を示す。
リポソームは、以下の4つの異なる機構を介して細胞相互作用する:細網内皮系の食作用細胞(例えば、マクロファージおよび好中球)によるエンドサイトーシス;非特異的な弱い疎水性力もしくは静電力によってか、または細胞表面成分との特異的な相互作用によってかのいずれかによる、細胞表面への吸着;リポソーム内容物の細胞質への刺激性放出を伴う、リポソームの脂質二重膜の形質膜への挿入による形質細胞膜との融合;およびリポソーム内容物の任意の会合がなく、リポソーム脂質の細胞膜または細胞内膜への移動、またはその逆による。どの機構が作用しているのか、そして1より多い機構が同時に作用しているのかを、決定することはしばしば困難である。
静脈内注入されたリポソームの運命および性質は、それらの物理的特質(例えば、サイズ、流動性、および表面電荷)に依存する。それらは、それらの組成に依存して数時間〜数日の間、組織内で持続し得、そして血液の範囲で分〜数時間の半減期を有する。より大きいリポソーム(例えば、MLVおよびLUV)は、細網内皮系の食作用細胞によって、急速に取り込まれるが、循環器系の生理学は、ほとんどの部位においてこのような大きな種の放出を制限する。それらは、大きな開口部または孔が、毛細管の内皮(例えば、肝臓および脾臓の洞様毛細血管)に存在する場所においてのみ出て行く。従って、これらの器官は、取り込みの主な部位である。一方で、SUVは、より広い組織分布を示すが、なおも肝臓および脾臓において、高度に隔離される。一般に、このインビボ挙動は、リポソームの、それらの大きなサイズへのアクセス可能な、これらの器官および組織のみへの潜在的な標的化を制限する。これらは、血液、肝臓、脾臓、骨髄およびリンパ器官を含む。
標的化は、一般的には、本発明に関しては限定ではない。しかし、特定の標的化が所望される場合は、これを達成する方法が利用可能である。抗体は、リポソーム表面に結合するため、そしてその抗体およびその薬物内容物を特定の細胞型表面上に位置する特定の抗原性レセプターへと指向するために使用され得る。糖質決定基(細胞間の認識、相互作用および接着にて役割を果たす、糖タンパク質または糖脂質細胞表面成分)もまた、それらは特定の細胞型にリポソームを指向させることに能力を有するので、認識部位として使用され得る。たいてい、リポソーム調製物の静脈内注射が使用されることが企図されるが、他の投与経路も考えられる。
あるいは、本発明は、本発明の組成物の薬学的に受容可能なナノカプセル処方物を提供し得る。ナノカプセルは、安定かつ再現可能な様式で、一般的に化合物を捕捉する(Henry−Michellandら、1987;Quintanar−Guerreroら、1988;Douglasら、1987)。過剰な細胞内ポリマー負荷に起因する副作用を回避するために、このような超微細粒子(約0.1μmの大きさ)が、インビボで分解され得るポリマーを使用して設計されるべきである。これらの要件を満たす生分解性ポリアルキル−シアノアクリル酸ナノ粒子が、本発明における使用のために企図される。このような粒子は、記載されるように(Couvreurら、1980;1988;zur Muhlenら、1998;Zambauxら、1998;Pinto−Alphandryら、1995および米国特許第5,145,684号(本明細書中にその全体が参考として特に援用される))、容易に作製され得る。
(ワクチン)
本発明の特定の好ましい実施形態において、ワクチンが提供される。このワクチンは一般的に、免疫刺激剤と組み合わせて、1つ以上の薬学的組成物(例えば、上記のようなもの)を含む。免疫刺激剤は、外因性抗原に対する免疫応答(抗体媒介性および/または細胞媒介性)を促進または増強する任意の物質であり得る。免疫刺激剤の例としては、アジュバント、生分解性ミクロスフェア(例えば、ポリ乳酸ガラクトシド)およびリポソーム(その化合物が中に組み込まれる;例えば、Fullerton、米国特許第4,235,877号を参照のこと)が挙げられる。ワクチン調製物は、例えば、M.F.PowellおよびM.J.Newman編「Vaccine Design(the subunit and adjuvant approach)」Plenum Press(NY、1995)に一般的に記載されている。本発明の範囲内にある薬学的組成物およびワクチンはまた、生物学的に活性であっても不活性であってもよい、他の化合物を含み得る。例えば、他のHSV抗原の1つ以上の免疫原性部分が、その組成物またはワクチン中に、融合ポリペプチドへと組み込まれてかまたは別個の化合物としてかのいずれかで、存在し得る。
例示的ワクチンは、上記のようなポリペプチドのうちの1つ以上をコードするDNAを、そのポリペプチドがインサイチュで生成されるように含み得る。上記のように、そのDNAは、当業者に公知の種々の送達系(核酸発現系、細菌発現系およびウイルス発現系を含む)のいずれかに存在し得る。多数の遺伝子送達技術が当該分野で周知であり、例えば、Rolland、Crit.Rev.Therap.Drug Carrier Systems 15:143〜198、1998およびその中に引用される参考文献により記載される技術である。適切な核酸発現系は、患者における発現に必要なDNA配列(例えば、適切なプロモーターおよび終止コドン(terminating signal))を含む。細菌送達系は、その細胞表面上にそのポリペプチドの免疫原性部分を発現するかまたはそのようなエピトープを分泌する、細菌(例えば、Bacillus−Calmette−Guerrin)の投与を包含する。好ましい実施形態において、そのDNAは、ウイルス発現系(例えば、ワクシニアウイルスまたは他のポックスウイルス、レトロウイルス、またはアデノウイルス)を使用して導入され得、このウイルス発現系は、非病原性(欠損)複製コンピテントウイルスの使用を含み得る。適切な系は、例えば、以下に開示される:Fisher−Hochら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:317〜321、1989;Flexnerら、Ann.N.Y.Acad.Sci.569:86〜103、1989;Flexnerら、Vaccine 8:17〜21、1990;米国特許第4,603,112号、同第4,769,330号および同第5,017,487号;WO89/01973;米国特許第4,777,127号;GB 2,200,651:EP 0,345,242号;WO 91/02805;Berkner、Biotechniques 6:616〜627、1988;Rosenfeldら、Science 252:431〜434、1991;Kollsら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:215〜219、1994;Kass−Eislerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:11498〜11502、1993;Guzmanら、Circulation 88:2838〜2848、1993;ならびにGuzmanら、Cir.Res.73:1202〜1207、1993。このような発現系にDNAを組み込む技術は、当業者に周知である。このDNAはまた、例えば、Ulmerら、Science 259:1745〜1749、1993に記載されそしてCohen、Science 259:1691〜1692、1993により概説されるように、「裸」でもあり得る。裸のDNAの取り込みは、生分解性ビーズ(これは、細胞に効率的に輸送される)上にそのDNAをコートすることによって増加され得る。ワクチンがポリヌクレオチド成分およびポリペプチド成分の両方を含み得ることは、明らかである。このようなワクチンは、増強した免疫応答を提供し得る。
ワクチンが、本明細書中で提供されるポリヌクレオチドおよびポリペプチドの薬学的に受容可能な塩を含み得ることは、明らかである。このような塩は、薬学的に受容可能な非毒性塩基(有機塩基(例えば、一級アミンの塩、二級アミンの塩および三級アミンの塩、ならびに塩基性アミノ酸の塩)ならびに無機塩基(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩、カルシウム塩およびマグネシウム塩)を含む)から調製され得る。
当業者に公知の任意の適切なキャリアが、本発明のワクチン組成物にて使用され得るが、キャリアの型は、投与様式に依存して変化する。本発明の組成物は、適切な投与様式(例えば、局所投与、経口投与、経鼻投与、静脈内投与、頭蓋内投与、腹腔内投与、皮下投与、または筋肉内投与を含む)のために処方され得る。非経口投与(例えば、皮下注射)のために、そのキャリアは、好ましくは、水、生理食塩水、アルコール、脂肪、ろう、または緩衝剤を含む。経口投与のために、上記のキャリアのいずれか、または固体キャリア(例えば、マンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、タルク、セルロース、グルコース、ショ糖、および炭酸マグネシウム)が使用され得る。生分解性ミクロスフェア(例えば、ポリ乳酸、ポリグリコール酸)もまた、本発明の薬学的組成物のためのキャリアとして使用され得る。適切な生分解性ミクロスフェアは、例えば、米国特許第4,897,268号;同第5,075,109号;同第5,928,647号;同第5,811,128号;同第5,820,883号;同第5,853,763号;同第5,814,344号および同第5,942,252号に開示される。改変肝炎Bコアタンパク質キャリア系(例えば、WO/99 40934およびこの中で挙げられた参考文献(これらは、本明細書中で参考として援用される)に記載のキャリア系)もまた、適切である。米国特許第5,928,647号に記載される微粒子−タンパク質複合体を含むキャリアもまた使用され得、このようなキャリアは、宿主においてクラスI拘束細胞傷害性Tリンパ球応答を誘導し得る。
このような組成物はまた、緩衝剤(例えば、中性の緩衝化生理食塩水またはリン酸緩衝化生理食塩水);糖質(例えば、グルコース、マンノース、スクロースまたはデキストラン);マンニトール;タンパク質;ポリペプチドまたはアミノ酸(例えば、グリシン);抗酸化剤;静菌剤;キレート剤(例えば、EDTAまたはグルタチオン);アジュバント(例えば、水酸化アルミニウム);処方物をレシピエントの血液に対して等張性、低張性または弱い高張性にする溶質;懸濁剤;濃化剤および/または保存剤を含み得る。あるいは、本発明の組成物は、凍結乾燥物として処方され得る。化合物はまた、周知の技術を使用してリポソーム内にカプセル化され得る。
種々の任意の免疫刺激剤が、本発明のワクチンにおいて使用され得る。例えば、アジュバントが含まれ得る。ほとんどのアジュバントは、抗原を迅速な異化作用から保護するように設計された物質(例えば、水酸化アルミニウムまたは鉱油)および免疫応答の刺激物(例えば、リピドA、Bortadella pertussis由来のタンパク質またはMycobacterium tuberculosis由来のタンパク質)を含む。適切なアジュバントは、例えば、フロイント不完全アジュバントおよびフロイント完全アジュバント(Difco Laboratories、Detroit、MI);Merck Adjuvant 65(Merck and Company,Inc.、Rahway、NJ);AS−2(SmithKline Beecham、Philadelphia、PA);アルミニウム塩(例えば、水酸化アルミニウムゲル(ミョウバン)またはリン酸アルミニウム;カルシウム塩、鉄塩または亜鉛塩;アシル化チロシンの不溶性懸濁物;アシル化糖;カチオン誘導体化多糖またはアニオン誘導体化多糖;ポリフォスファーゼン;生分解性ミクロスフェア;モノホスホリルリピドAおよびquil Aとして市販されている。サイトカイン(例えば、GM−CSF、あるいはインターロイキン−2、インターロイキン−7、またはインターロイキン−12)もまた、アジュバントとして使用され得る。
本明細書中に提供されるワクチンにおいて、そのアジュバント組成物は、好ましくは、優勢にTh1型の免疫応答を誘導するように設計される。高レベルのTh1型サイトカイン(例えば、IFN−γ、TNFα、IL−2およびIL−12)は、投与される抗原に対する細胞媒介性免疫応答の誘導を支持する傾向がある。対照的に、高レベルのTh2型サイトカイン(例えば、IL−4、IL−5、IL−6およびIL−10)は、体液性免疫応答の誘導を支持する傾向がある。本明細書中に提供されるようなワクチンの適用の後、患者は、Th1型応答およびTh2型応答を含む免疫応答を支持する。応答が優勢にTh1型である好ましい実施形態において、Th1型サイトカインのレベルは、Th2型サイトカインのレベルより高い程度まで増加する。これらのサイトカインのレベルは、標準的アッセイを使用して容易に評価され得る。サイトカインのファミリーの概説については、MosmannおよびCoffman、Ann.Rev.Immunol.7:145〜173、1989を参照のこと。
優勢なTh1型応答を惹起する際の使用に好ましいアジュバントとしては、例えば、モノホスホリルリピドA(好ましくは3−de−O−アシル化モノホスホリルリピドA(3D−MPL))とアルミニウム塩との組み合わせが挙げられる。MPLアジュバントは、Corixa Corporation(Seattle、WA;米国特許第4,436,727号;同第4,877,611号;同第4,866,034号および同第4,912,094号を参照のこと)から入手可能である。CpG含有オリゴヌクレオチド(そのCpGジヌクレオチドはメチル化されていない)もまた、優勢なTh1応答を誘導する。このようなオリゴヌクレオチドは周知であり、例えば、WO 96/02555、WO 99/33488ならびに米国特許第6,008,200号および同第5,856,462号に記載されている。免疫刺激性DNA配列もまた、例えば、Satoら、Science 273:352、1996により記載されている。別の好ましいアジュバントは、サポニン(好ましくはQS21(Aquila Biopharmaceuticals Inc.、Framingham、MA)であり、これは、単独でも他のアジュバントと組み合わせても使用され得る。例えば、増強された系は、モノホスホリルリピドAとサポニン誘導体との組み合わせ(例えば、WO 94/00153に記載されるような、QS21と3D−MPLとの組み合わせ)またはWO 96/33739に記載されるような、QS21がコレステロールでクエンチされている反応生成が低い(less reactogenic)組成物を含む。他の好ましい処方物は、水中油エマルジョンおよびトコフェロールを含む。水中油エマルジョン中にQS21、3D−MPLおよびトコフェロールを含む、特に強力なアジュバント処方物が、WO 95/17210に記載されている。
他の好ましいアジュバントとしては、Monthanide ISA 720(Seppic、France)、SAF(Chiron、California、United States)、ISCOMS(CSL)、MF−59(Chiron)、SBASシリーズのアジュバント(例えば、SBAS−2またはSBAS−4(SmithKline Beecham、Rixensart、Belgiumから入手可能)、Detox(Corixa、Hamilton、MT)、RC−529(Corixa、Hamilton、MT)、ならびに他のアミノアルキルグルコサミニド4−ホスフェート(AGP)(例えば、係属中の米国特許出願第08/853,826号および同第09/074,720号(その開示は、全体が本明細書中に参考として援用される)に記載されるもの)が挙げられる。他の好ましいアジュバントとしては、ポリオキシエチレンエーテル(例えば、WO99/52549A1に記載される)が挙げられる。
本明細書中に提供される任意のワクチンは、抗原、免疫応答エンハンサーおよび適切なキャリアもしくは賦形剤の組み合わせを生じる、周知の方法を使用して調製され得る。本明細書中に記載される組成物は、徐放性処方物(すなわち、投与後に化合物のゆっくりした放出をもたらす、カプセル、スポンジまたはゲル(例えば、多糖から構成される)のような処方物)の一部として投与され得る。このような処方物は、一般的に、周知の技術(例えば、Coombesら、Vaccine 14:1429〜1438、1996を参照のこと)を使用して調製され得、そしてたとえば、経口投与、直腸投与もしくは皮下移植または所望の標的部位への移植により投与され得る。徐放性処方物は、キャリアマトリックス中に分散されており、そして/または速度制御膜により囲まれた貯蔵物中に含まれる、ポリペプチド、ポリヌクレオチドもしくは抗体を含み得る。
このような処方物内での使用のためのキャリアは、生体適合性であり、そしてまた、生分解性であり得;好ましくはその処方物は、比較的一定なレベルの活性成分放出を提供する。このようなキャリアとしては、ポリ(ラクチド−co−グリコリド)、ポリアクリレート、ラテックス、デンプン、セルロース、デキストランなどの微粒子が挙げられる。他の遅延性放出キャリアとしては、超分子バイオベクター(supramolecular biovector)が挙げられ、これは、非脂質親水性コア(例えば、架橋した多糖またはオリゴ糖)と、必要に応じて両親媒性化合物(例えば、リン脂質)を含む外層とを含む(例えば、米国特許第5,151,254号およびPCT出願WO94/20078、WO/94/23701およびWO 96/06638を参照のこと)。徐放性処方物中に含まれる活性化合物の量は、移植部位、放出の速度および予想持続期間、ならびに処置もしくは予防される状態の性質に依存する。
種々の任意の送達ビヒクルが、HSV細胞感染を標的とする抗原特異的免疫応答の生成を促進するために、薬学的組成物およびワクチンにて使用され得る。送達ビヒクルとしては、抗原提示細胞(APC)(例えば、樹状細胞、マクロファージ、B細胞、単球、ならびに有効なAPCであるように操作され得る他の細胞)が挙げられる。このような細胞は、抗原を提示するための能力を増加するように、T細胞応答の活性化および/もしくは維持を改善するように、それ自体が抗HSV効果を有するように、そして/または受容物と免疫学的に適合性(すなわち、一致したHLAハロタイプ)であるように、遺伝子改変され得るが、必ずしもその必要はない。APCは、一般的には、種々の生物学的流体ならびに器官のいずれかから単離され得、そして自系細胞でも、同種異系細胞でも、同系細胞でも、または異種細胞でもよい。
本発明の特定の好ましい実施形態は、抗原提示細胞として、樹状細胞またはその前駆体を使用する。樹状細胞は、非常に強力なAPCであり(BanchereauおよびSteinman、Nature 392:245〜251、1998)、そして、予防的免疫または治療的免疫応答を惹起するための生理学的アジュバントとして有効であることが示されている(TimmermanおよびLevy、Ann.Rev,Med.50:507〜529、1999を参照のこと)。一般的には、樹状細胞は、その代表的形状(インサイチュで星状であり、顕著な細胞質突起(樹状突起)がインビトロで見える)、高効率に抗原を取り込み、プロセッシングして提示する能力、ならびに未刺激T細胞応答を活性化する能力に基づいて同定され得る。樹状細胞は、当然、インビボまたはエキソビボで樹状細胞上に通常は見出されない特定の細胞表面レセプターもしくはリガンドを発現するように操作され得、そしてそのような改変樹状細胞が、本発明により企図される。樹状細胞の代替物として、分泌小胞抗原ロード樹状細胞(secreted vesicles antigen−loaded dendritic cells)(エキソソームと呼ばれる)が、ワクチン内で使用され得る(Zitvogelら、Nature Med.4:594〜600、1998を参照のこと)。
樹状細胞および前駆体が、末梢血、骨髄、リンパ節、脾臓、皮膚、臍帯血、あるいは他の適切な任意の組織もしくは体液から入手され得る。例えば、樹状細胞は、サイトカイン(例えば、GM−CSF、IL−4、IL−13および/またはTNFα)の組み合わせを末梢血から収集した単球の培養物に添加することによって、エキソビボで分化され得る。あるいは、末梢血、臍帯血または骨髄から収集したCD34陽性細胞は、GM−CSF、IL−3、TNFα、CD40リガンド、LPS、flt3リガンドおよび/または樹状細胞の分化、成熟および増殖を誘導する他の化合物の組み合わせを、培養培地に添加することによって、樹状細胞へと分化され得る。
樹状細胞は、「未熟」細胞および「成熟」細胞として簡便に分類されており、これにより、簡単な方法によって2つの十分に特徴づけられた表現型間を区別することが可能である。しかし、この命名法は、可能なすべての分化の中間段階を排除すると見なされるべきではない。未熟樹状細胞は、抗原取り込みおよびプロセッシングについて高い能力を有するAPCとして特徴付けられ、これはFcγレセプターおよびマンノースレセプターの高発現と相関する。成熟表現型は、代表的には、これらのマーカーの低い発現により、しかしT細胞活性化の原因である細胞表面分子(例えば、クラスI MHCおよびクラスII MHC、接着分子(例えば、CD54およびCD11)ならびに同時刺激性分子(例えば、CD40、CD80、CD86および4−1BB))の高発現により、特徴付けられる。
APCは、一般的には、HSVタンパク質(あるいはその一部もしくは他の改変体)をコードするポリヌクレオチドで、そのHSVポリペプチドまたはその免疫原性部分が細胞表面上で発現されるように、トランスフェクトされ得る。このようなトランスフェクションは、エキソビボで生じ得、次いで、このようなトランスフェクトされた細胞を含む組成物またはワクチンは、本明細書中に記載されるような治療目的のために使用され得る。あるいは、樹状細胞または他の抗原提示細胞を標的とする遺伝子送達ビヒクルが患者に投与され得、インビボで生じるトランスフェクションをもたらす。例えば、樹状細胞のインビボおよびエキソビボでのトランスフェクションは、一般的には、当該分野で公知の任意の方法(例えば、WO 97/24447に記載される方法、あるいはMahviら、Immunology and cell Biology 75:456〜460、1997により記載される遺伝子銃アプローチ)を使用して実施され得る。樹状細胞の抗原ローディングは、樹状細胞または前駆細胞を、HSVポリペプチド、DNA(裸またはプラスミドベクター内)もしくはRNAとともに、または抗原を発現する組換え細菌もしくは組換えウイルス(例えば、ワクシニアウイルスベクター、鶏痘ウイルスベクター、アデノウイルスベクターもしくはレンチウイルスベクター)とともに、インキュベートすることによって達成され得る。ローディングの前に、そのポリペプチドは、T細胞の補助を提供する免疫学的パートナー(例えば、キャリア分子)に共有結合により結合体化され得る。あるいは、樹状細胞は、非結合体化免疫学的パートナーを用いて、別々にかまたはそのポリペプチドの存在下で、パルスされ得る。
ワクチンおよび薬学的組成物は、単位用量容器または複数用量容器(例えば、シールされたアンプルまたはバイアル)にて提供され得る。このような容器は、好ましくは、使用するまで処方物の滅菌性を保存するために密封シールされる。一般的には、処方物は、油状ビヒクルまたは水性ビヒクル中の懸濁物、溶液またはエマルジョンとして保存され得る。あるいは、ワクチンまたは薬学的組成物は、滅菌した液体キャリアを使用直前に添加することのみ必要な、凍結乾燥状態で保存され得る。
(免疫治療適用)
本発明のさらなる局面において、本明細書中に記載される組成物は、HSV感染の免疫治療に使用され得る。このような方法において、薬学的組成物およびワクチンは代表的には、患者に投与される。本明細書中で使用される場合、「患者」とは、任意の温血動物(好ましくはヒト)をいう。上記薬学的組成物およびワクチンは、HSVによる感染を薬学的に予防するためかもしくは、HSVによる感染の程度を薬学的に緩和するためか、または、HSVにすでに感染した患者を薬学的に処置するために、使用され得る。投与は、適切な任意の方法(静脈内経路、腹腔内経路、筋肉内経路、皮下経路、鼻内経路、皮内経路、肛門経路、膣経路、局所経路および経口経路による投与を含む)によってであり得る。
特定の実施形態において、免疫療法は、能動免疫療法であり得、この能動免疫療法において、処置は、免疫応答改変剤(例えば、本明細書中に提供されるようなポリペプチドおよびポリヌクレオチド)の投与による、HSV感染に対して反応する内因性宿主免疫系のインビボ刺激に依存する。
他の実施形態において、免疫療法は受動免疫療法であり得、この受動免疫療法において、処置は、治療効果を直接または間接に媒介し得そしてインタクトな宿主免疫系に必ずしも依存しない、HSV免疫応答性が確立された因子(例えば、エフェクター細胞または抗体)の送達を含む。エフェクター細胞の例としては、上記のようなT細胞、Tリンパ球(例えば、CD8細胞傷害性Tリンパ球およびCD4Tヘルパーリンパ球)、キラー細胞(例えば、ナチュラルキラー細胞およびリンホカイン活性化キラー細胞)、B細胞および本明細書中に提供されるポリペプチドを発現する抗原提示細胞(例えば、樹状細胞およびマクロファージ)が挙げられる。本明細書中に列挙されるポリペプチドに特異的なT細胞レセプターおよび抗体レセプターは、クローニングされ得、発現され得、そして養子免疫療法のために他のベクターもしくはエフェクター細胞に移入され得る。本明細書中に提供されるポリペプチドはまた、抗体または抗イディオタイプ抗体(上記および米国特許第4,918,164号に記載されるような)を受動免疫療法のために生成するために使用され得る。
エフェクター細胞は、一般的には、本明細書中に記載されるように、インビトロでの増殖による養子免疫療法に十分な量で得られ得る。インビボで抗原認識を保持しつつ、単一の抗原特異的エフェクター細胞から数十億個へと数が増殖するための培養条件は、当該分野で周知である。このようなインビトロ培養条件は、代表的には、しばしばサイトカイン(例えば、IL−2)および分裂中でないフィーダー細胞の存在下で、抗原による間欠性刺激を使用する。上記のように、本明細書中に提供されるような免疫反応性ポリペプチドは、免疫療法のために十分な数の細胞を生成するために、抗原特異的T細胞培養物を迅速に増殖するために使用され得る。詳細には、抗原提示細胞(例えば、樹状細胞、マクロファージ、単球、線維芽細胞および/またはB細胞)が、当該分野で周知の標準的技術を使用して、免疫反応性ポリペプチドでパルスされ得るか、または1つ以上のポリヌクレオチドでトランスフェクトされ得る。例えば、抗原提示細胞が、組換えウイルスまたは他の発現系における発現を増加するために適切なプロモーターを有するポリヌクレオチドでトランスフェクトされ得る。治療における使用のための培養エフェクター細胞は、インビボで増殖し得、そして広範に分布し得、そして長期に生存し得なければならない。研究により、培養エフェクター細胞が、インビボで増殖するように、そしてかなりの数で長期間生存するように、IL−2を補充した抗原による反復刺激によって誘導され得ることが示されている(例えば、Cheeverら、Immunological Reviews 157:177、1997を参照のこと)。
あるいは、本明細書中に列挙されるポリペプチドを発現するベクターは、患者から採取された抗原提示細胞に導入され得、そして同じ患者に移植し戻すためにエキソビボでクローン増殖され得る。トランスフェクトされた細胞は、当該分野で公知の任意の手段を使用して、好ましくは滅菌形態で、静脈投与、腔内投与または腹腔内投与によって、その患者に再導入され得る。
本明細書中に記載される治療組成物の投与の経路および頻度、ならびに投与量は、個体間で変化するが、標準的技術を使用して容易に確立され得る。1つの実施形態において、1用量と約10用量との間が、52週間にわたって投与され得る。別の実施形態において、約6用量が、約1ヶ月間隔で投与され、そしてブースターワクチン接種が、代表的には、その後定期的に与えられ得る。代替プロトコルが、個々の患者に適切であり得る。
適切な用量は、上記のように投与される場合、抗HSV免疫応答を促進し得、かつ好ましくは基礎(すなわち、未処置)レベルを少なくとも10〜50%超える、化合物の量である。このような応答は、例えば、患者における抗HSV抗体を測定することによって、モニタリングされ得る。このようなワクチンはまた、ワクチン接種されていない患者と比較した場合、ワクチン接種された患者において改善した臨床成果(例えば、より頻繁な完全または部分的な寛解、あるいは疾患を伴わないより長期の生存)をもたらす免疫応答を生じ得る。一般的に、1つ以上のポリペプチドを含む薬学的組成物およびワクチンについて、1用量中に存在する各ポリペプチドの量は、宿主1kgあたり約25μg〜5mgの範囲である。適切な用量の大きさは、患者の大きさとともに変化するが、代表的には、約0.1mL〜約5mLの範囲である。
一般的に、適切な投薬量および処置レジメンは、治療的利益および/または予防的利益を提供するために十分な量で活性化合物を提供する。このような応答は、未処置の患者と比較した場合に、処置された患者において、改善された臨床成果(例えば、より頻出する完全または部分的な寛解、あるいは疾患を伴なわないより長い生存)を確立することによってモニタリングされ得る。HSVタンパク質に対する既存の免疫応答の増加は、改善された臨床的成果に相関する。このような免疫応答は、一般的に、標準的な増殖アッセイ、細胞傷害性アッセイまたはサイトカインアッセイを用いて評価され得、これらのアッセイは、処置の前および後に患者から得たサンプルを用いて実行され得る。
(HSVの検出および診断)
一般的に、HSVは、患者から得た生物学的サンプル(例えば、血液、血清、痰尿および/または他の適切な組織)中の1つ以上のHSVタンパク質および/または、このようなタンパク質をコードするポリヌクレオチドの存在に基づいてその患者において検出され得る。言いかえると、このようなタンパク質は、患者においてHSVの存在または不在を示すマーカーとして使用され得る。本明細書中で提供される結合因子は、一般的に、この生物学的サンプルにおいてこの因子に結合する抗原のレベルの検出を可能にする。ポリヌクレオチドプライマーおよびプローブは、HSVタンパク質をコードするmRNAのレベルを検出するために使用され得、これはまた、HSV感染の存在または不在を示す。
サンプルにおいてポリペプチドマーカーを検出するために結合因子を使用する、当業者に公知の種々のアッセイ形式が存在する。例えば、HarlowおよびLane、Antibodies:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory、1988を参照のこと。一般的に、患者におけるHSVの存在または不在は、患者から得た生物学的サンプルを結合因子と接触させる工程およびこの結合因子に結合するポリペプチドのレベルをサンプルにおいて検出する工程、によって決定され得る。
好ましい実施形態において、アッセイは、残りのサンプル由来のポリペプチドに結合してそれを除去するために、固体支持体に固定化された結合因子の使用を含む。次いで、結合ポリペプチドは、レポーター基を含みかつ結合因子/ポリペプチド複合体に特異的に結合する検出試薬を使用して検出され得る。このような検出試薬は、例えば、ポリペプチドまたは抗体に特異的に結合する結合因子あるいはこの結合因子(例えば、抗免疫グロブリン、Gタンパク質、Aタンパク質またはレクチン)に特異的に結合する他の因子を含み得る。あるいは、競合アッセイが、利用され得、このアッセイにおいて、ポリペプチドは、レポーター基で標識され、そしてサンプルとの結合因子のインキュベーション後に、固定化された結合因子に結合することを可能にする。サンプルの成分が、結合因子への標識されたポリペプチドの結合を阻害する程度は、固定化された結合因子とのそのサンプルの反応性を示す。このようなアッセイにおける使用のために適切なポリペプチドとしては、上述のように、全長HSVタンパク質および結合因子が結合するその部分が挙げられる。
固体支持体は、HSVタンパク質が付着され得る、当業者に公知な任意の材料であり得る。例えば、固体支持体は、マイクロタイタープレート中の試験ウェルまたはニトロセルロース膜もしくは他の適切な膜であり得る。あるいは、この支持体は、ガラス、ファイバーガラス、ラテックスまたはプラスチック材料(例えば、ポリスチレンもしくはポリビニルクロリド)のようなビーズあるいはディスクであり得る。この支持体はまた、例えば、米国特許第5,359,681号に開示されるような、磁気粒子または光ファイバーセンサーであり得る。結合因子は、当業者に公知の種々の技術を使用して固体支持体上に固定化され得、これは、特許および科学文献において詳細に記載されている。本発明の文脈において、用語「固定化」は、吸着のような非共有結合的会合および共有結合的付着(これは、因子と支持体上の官能基との間の直接的結合であり得るか、または架橋剤の手段による結合であり得る)の両方をいう。マイクロタイタープレートにおけるウェルまたは膜に対する吸着による固定化が、好ましい。このような場合において、吸着は、適切な緩衝液中で、適切な長さの時間の間、結合因子と固体支持体とを接触することによって達成され得る。接触時間は、温度とともに変化するが、代表的には約1時間と約1日との間である。一般に、プラスチックマイクロタイタープレート(例えば、ポリスチレンまたはポリビニルクロリド)のウェルと約10ng〜約10μgの範囲、および好ましくは約100ng〜約1μgの範囲の量の結合因子とを接触させることは、結合因子の適切な量を固定化するために十分である。
固体支持体に対する結合因子の共有結合的付着は、一般的に、この支持体および結合薬剤上の官能基(例えば、ヒドロキシル基またはアミノ基)の両方と反応する二官能性試薬を、この支持体とまず反応させることによって達成され得る。例えば、この結合因子を、ベンゾキノンを使用するか、または結合パートナーのアミンおよび活性な水素と支持体のアルデヒド基との縮合によって、適切なポリマーコーティングを有する支持体に対して共有結合的に付着し得る(例えば、Pierce Immunotechnology Catalog and Handbook、1991、A12〜A13を参照のこと)。
特定の実施形態において、このアッセイは、2抗体サンドイッチアッセイである。本アッセイは、最初に、固体支持体(通常、マイクロタイタープレートのウェル)上で固定化されている抗体をサンプルと接触させて、サンプル内のポリペプチドを固定化抗体に結合させることによって実施され得る。次いで、非結合サンプルは固定化ポリペプチド−抗体複合体から除去され、そしてレポーター基を含む検出試薬(好ましくは、そのポリペプチド上の異なる部位に結合し得る第2の抗体)が添加される。次いで、固体支持体に結合したままである検出剤の量が、特定のレポーター基に関して適切な方法を用いて決定される。
より詳細には、一旦抗体が上記のように支持体上に固定化されると、支持体上の残りのタンパク質結合部位は、通常ブロックされる。任意の適切なブロック剤(例えば、ウシ血清アルブミンまたはTween 20TM(Sigma Chemical Co.,St.Louis,MO))は、当業者に公知である。固定化抗体は次いで、サンプルとインキュベートされ、そしてポリペプチドをこの抗体に結合させる。インキュベーションの前に、このサンプルは適切な希釈液(例えば、リン酸緩衝化生理食塩水(PBS))で希釈され得る。概して、適切な接触時間(すなわち、インキュベーション時間)は、HSV感染を有する個体から得られたサンプル内のポリペプチドの存在を検出するのに十分な時間である。好ましくは、この接触時間は、結合ポリペプチドと非結合ポリペプチドとの間の平衡が少なくとも約95%で達成される結合レベルを達成するのに十分な時間である。当業者は、ある時間にわたって起こる結合レベルをアッセイすることによって、平衡に達するまでに必要な時間が容易に決定され得ることを認識する。室温では、一般に、約30分間のインキュベーション時間で十分である。
次いで、非結合サンプルが、適切な緩衝液(例えば、0.1% Tween 20TMを含むPBS)を用いて固体支持体を洗浄することによって除去される。レポーター基を含む第2の抗体が次いで、固体支持体に添加され得る。好ましいレポーター基としては、上記で列挙された基が挙げられる。
次いで、検出試薬が、結合されたポリペプチドを検出するのに十分な量の時間、固定化抗体−ポリペプチド複合体とインキュベートされる。適切な量の時間は、一般に、ある時間にわたって起こる結合のレベルをアッセイすることによって決定され得る。次いで、非結合の検出試薬は除去され、そして結合した検出試薬は、レポーター基を用いて検出される。レポーター基を検出するために使用される方法は、レポーター基の性質に依存する。放射性基について、一般的には、シンチレーション計数法またはオートラジオグラフィー法が適切である。分光法は、色素、発光基および蛍光基を検出するために使用され得る。ビチオンは、異なるレポーター基(一般に、放射性基もしくは蛍光基または酵素)に結合されたアビジンを使用して検出され得る。酵素レポーター基は、一般に、基質の添加(一般には、特定の時間の間)、続いて反応産物の分光分析または他の分析により検出され得る。
HSVの存在または非存在を決定するために、固体支持体に結合したままのレポーター基から検出されるシグナルが、一般に、所定のカットオフ値と対応するシグナルと比較される。1つの好ましい実施形態において、HSVの検出のためのこのカットオフ値は、固定化抗体を、HSVを有さない患者由来のサンプルとインキュベートした際に得られた平均シグナル値である。代わりの実施形態において、このカットオフ値は、Sackettら、Clinical Epidemiology:A Basic Science for Clinical Medicine,Little Brown and Co.,1985,106〜7頁の方法に従って、レシーバーオペレーターカーブ(Receiver Operator Carve)を使用して決定される。簡単に言うと、本実施形態において、このカットオフ値は、診断試験結果について各可能なカットオフ値に対応する真の陽性割合(すなわち、感度)および偽陽性割合(100%−特異性)の対のプロットから決定され得る。プロット上の上方左手角に最も近いカットオフ値(すなわち、最大領域を囲む値)が、最も正確なカットオフ値であり、そして本方法によって決定されたカットオフ値より高いシグナルを生ずるサンプルが陽性と見なされ得る。あるいは、カットオフ値は、偽陽性割合を最小にするためにプロットに沿って左へシフトされ得るか、または偽陰性割合を最小にするために右へシフトされ得る。概して、本方法によって決定されたカットオフ値より高いシグナルを生ずるサンプルが、陽性と見なされる。
関連の実施形態において、このアッセイは、フロースルー試験形式またはストリップ試験形式で実行される(ここで、結合因子は、ニトロセルロースのような膜上で固定化される)。フロースルー試験では、サンプル内のポリペプチドは、サンプルが膜を通過するにつれて固定化結合因子に結合する。次いで、第2の標識化された結合因子が、この第2の結合因子を含む溶液がその膜を介して流れるにつれて、結合因子−ポリペプチド複合体と結合する。次いで、結合した第2の結合因子の検出は、上記のように実行され得る。ストリップ試験形式では、結合因子が結合される膜の一端をサンプルを含む溶液中に浸す。このサンプルは、膜に沿って、第2の結合因子を含む領域を通って、そして固定化結合因子の領域まで移動する。固定化抗体の領域での第2の結合因子の濃度が、HSVの存在を示す。代表的には、その部位での第2の結合因子の濃度は、視覚的に読みとられ得るパターン(例えば、線)を生成する。このようなパターンを示さないことは陰性の結果を示す。概して、この膜上に固定化される結合因子の量は、生物学的サンプルが、上記の形式において、2抗体サンドイッチアッセイにおいて陽性シグナルを生じるのに十分であるレベルのポリペプチドを含む場合、視覚的に識別可能なパターンを生じるように選択される。このようなアッセイにおいて使用するための好ましい結合因子は、抗体およびその抗原結合フラグメントである。好ましくは、膜上に固定化される抗体の量は、約25ng〜約1μgの範囲であり、そしてより好ましくは、約50ng〜約500ngの範囲である。このような試験は、代表的には、非常に少ない量の生物学的サンプルを用いて実行され得る。
もちろん、本発明のHSVタンパク質または結合因子との使用に適する多数の他のアッセイプロトコルが存在する。上記の記載は、例示のみを意図する。例えば、上記のプロトコルは、生物学的サンプルにおいてこのようなポリペプチドに結合する抗体を検出するためのHSVポリペプチドを使用するように容易に改変され得ることが、当業者に理解される。このようなHSVタンパク質特異的抗体の検出は、HSV感染の同定を可能にし得る。
あるいは、HSV感染はまた、生物学的サンプル中のHSVタンパク質と特異的に反応するT細胞の存在に基づいて検出され得る。特定の方法において、患者から単離されたCD4 T細胞および/またはCD8 T細胞を含む生物学的サンプルが、HSVポリペプチド、このようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチドおよび/またはこのようなポリペプチドの少なくとも免疫原性部分を発現するAPCとともにインキュベートされ、そしてそのT細胞の特異的活性化の存在または非存在が検出される。適切な生物学的サンプルとしては、単離されたT細胞が挙げられるが、これに限定されない。例えば、T細胞は、慣用的技術(例えば、末梢血リンパ球のFicoll/Hypaque密度勾配遠心分離)によって、患者から単離され得る。T細胞は、ポリペプチド(例えば、5〜25μg/ml)とともに、37℃で約2〜9日間(代表的には4日間)、インビトロでインキュベートされ得る。T細胞サンプルの別のアリコートを、コントロールとして役立つように、HSVポリペプチドの非存在下でインキュベーションすることが、所望され得る。CD4T細胞について、活性化は、好ましくは、T細胞の増殖を評価することによって検出される。CD8T細胞について、活性化は、好ましくは細胞溶解活性を評価することによって、検出される。疾患に罹患していない患者においてよりも少なくとも2倍高いレベルの増殖、および/または少なくとも20%高いレベルの細胞溶解活性は、その患者におけるHSVの存在を示す。
あるいは、上記のように、HSV感染はまた、生物学的サンプル中のHSVタンパク質をコードするmRNAのレベルに基づいて検出され得る。例えば、少なくとも2つのオリゴヌクレオチドプライマーが、生物学的サンプル由来のHSV cDNAの一部を増幅するために、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)に基づくアッセイにおいて使用され得、このオリゴヌクレオチドプライマーのうちの少なくとも1つは、HSVタンパク質をコードするポリヌクレオチドに特異的である(すなわち、ハイブリダイズする)。次いで、この増幅されたcDNAは、当該分野で周知の技術(例えば、ゲル電気泳動)を使用して、分離および検出される。同様に、HSVタンパク質をコードするポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドプローブが、生物学的サンプル中のこのHSVタンパク質をコードするポリヌクレオチドの存在を検出するために、ハイブリダイゼーションアッセイにおいて使用され得る。
アッセイ条件下でのハイブリダイゼーションを可能にするために、オリゴヌクレオチドプライマーおよびプローブは、少なくとも10ヌクレオチドの長さ、好ましくは少なくとも20ヌクレオチドの長さのHSVタンパク質をコードするポリヌクレオチドの一部に対して、少なくとも約60%、好ましくは少なくとも約75%そしてより好ましくは少なくとも約90%の同一性を有する、オリゴヌクレオチド配列を含むべきである。好ましくは、オリゴヌクレオチドプライマーおよび/またはプローブは、上で定義したように、中程度にストリンジェントな条件下で、本明細書中に記載されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズする。本明細書中に記載される診断方法において有用に使用され得るオリゴヌクレオチドプライマーおよび/またはプローブは、好ましくは少なくとも10〜40ヌクレオチドの長さである。好ましい実施形態において、このオリゴヌクレオチドプライマーは、本明細書中で開示される配列を有するDNA分子のうちの、少なくとも10個連続するヌクレオチド、より好ましくは少なくとも15個連続するヌクレオチドを含む。PCRに基づくアッセイおよびハイブリダイゼーションアッセイの両方についての技術は、当該分野で周知である(例えば、Mullisら、Cold Spring Harbor Symp.Quant.Biol.、51:263、1987;Erlich編、PCR Technology、Stockton Press、NY、1989を参照のこと)。
1つの好ましいアッセイは、RT−PCRを使用し、RT−PCRにおいては、PCRが、逆転写と組み合わせて適用される。代表的には、RNAが、生検組織のような生物学的サンプルから抽出され、そしてcDNA分子を生成するように逆転写される。少なくとも1つの特異的プライマーを使用するPCR増幅は、例えば、ゲル電気泳動を使用して分離および可視化され得る、cDNA分子を生じる。増幅は、試験患者およびHSVに感染していない個体から採取された、生物学的サンプルに対して実施され得る。この増幅反応は、例えば2桁の大きさに及ぶcDNAのいくつかの希釈物に対して実施され得る。
上記のように、感度を改善するために、複数のHSVタンパク質マーカーが、所定のサンプルにおいてアッセイされ得る。種々のHSVポリペプチドに特異的な結合因子が、単一のアッセイ中で混合され得ることは、明らかである。さらに、多数のプライマーまたはプローブが、同時に使用され得る。HSVタンパク質マーカーの選択は、最適な感度を生じる組み合わせを決定するための慣用的実験に基づき得る。さらに、またはあるいは、本明細書中に提供されるHSVタンパク質についてのアッセイが、他の公知のHSV抗原についてのアッセイと組み合わせられ得る。
本発明は、上記の診断方法および/または治療方法のうちのいずれかにおける使用のためのキットをさらに提供する。このようなキットは、代表的には、診断アッセイおよび/または治療アッセイを実施するために必要な2つ以上の成分を含み、そしてこのキットの使用のための指示書をさらに含む。成分は、化合物、試薬、容器および/または装置であり得る。例えば、診断キット中の1つの容器が、HSVタンパク質に特異的に結合する、モノクローナル抗体またはそのフラグメントを含み得る。このような抗体またはフラグメントは、上記のように、支持体材料に結合して提供され得る。1つ以上のさらなる容器が、このアッセイにおいて使用される要素(例えば、試薬または緩衝液)を含み得る。このようなキットはまた、またはあるいは、抗体結合の直接検出または間接検出に適切な、レポーター基を含む上記のような検出試薬を含み得る。
あるいは、生物学的サンプル中のHSVタンパク質をコードするmRNAレベルを検出するための、キットが設計され得る。このようなキットは、一般的に、上記のような、HSVタンパク質をコードするポリヌクレオチドにハイブリダイズする、少なくとも1つのオリゴヌクレオチドプローブまたはプライマーを含む。このようなオリゴヌクレオチドは、例えば、PCRまたはハイブリダイゼーションアッセイにおいて使用され得る。このようなキット中に存在し得るさらなる成分としては、HSVタンパク質をコードするポリヌクレオチドの検出を容易にするための、第2のオリゴヌクレオチドおよび/または診断試薬もしくは診断容器が挙げられる。
以下の実施例は、例示として提供され、限定としては提供されない。
(実施例1)
(HSV−2抗原の同定)
以下の実施例は、本発明の特定の実施形態を例示するためおよび同一物の製造および使用において、当業者を補助するために提示される。実施例は、他のいかなる点においても、本発明の範囲を限定することを意図しない。
(HSV−2陽性ドナーの供給源)
二つの型のドナーからリンパ球を得た:群A)臨床状態の不明な血清陽性ドナー、および群B)十分に特徴付けられた臨床状態(ウイルス散布性および肛門性器障害再発性)を有する血清陽性ドナー
群A:血液サンプル(50ml)を、13人の潜在的ドナーから入手した。HSV−2感染の臨床歴に関する情報は、考慮しなかった。血液を、ウエスタンブロットにより、HSV−1およびHSV−2に対する血清抗体に対してスクリーニングした。PMBCもまた、HSV−1およびHSV−2溶解物抗原(ABI;Columbia,MD)に対する特異的増殖性T細胞応答についてスクリーニングした。3人のドナー(AD104、AD116およびAD120)は、HSV−2血清抗体に対して陽性であり、それらのPBMCは、HSV−2抗原に応答して特異的に増殖した。白血球瀉血PBMCをこれらのドナーから回収し、液体窒素中で凍結保存した。
群B:肛門性器障害生検を、ドナーDK21318およびJR5032から入手した。障害生検リンパ球をインビトロで、50μMアシクロビルの存在下で、IL−2およびPHAとともに増殖させ、その後液体窒素中で凍結保存した。代表的には、2週間後に5×10〜5×10個のリンパ球を入手する。自家PBMCもまた、DK2318およびJR5032の血液から回収し、液体窒素中で凍結保存した。
(CD4+ T細胞株の産生)
凍結保存したPBMCまたは障害生検リンパ球を解凍し、インビトロで、RPMI 1640+10%ヒト血清+10ng/ml IL−7中で、1μg/ml HSV−2抗原(ABI)で刺激した。照射された自家PBMCを抗原提示細胞として障害生検リンパ球のみに添加した。組換えIL−2(1ng/ml)を1日目および4日目に添加した。7日目に、細胞を回収し、洗浄し、IL−2およびIL−7を含有する新鮮培地中に再プレートした。10日目に、組換えIL−2を再度添加した。培養の14日目に、同じ様式で、T細胞を回収し、洗浄し、インビトロで、照射した自家PBMCを加えたHSV−2抗原で再刺激した。T細胞株を、2回目の刺激の11日および12日目に液体窒素中で、1×10細胞/バイアルで、凍結保存した。溶解後、凍結保存したT細胞は、インビトロでHSV−2抗原に対して特異的に増殖する能力を保持していた。以下に示すように、これらのT細胞を、その後E.coli中で調製されるHSV−2遺伝子フラグメント発現クローニングライブラリーをスクリーニングするために使用した。
(HSV−2(333)DNAの調製)
HSV−2株333ウイルスを、ローラーボトル(培地199(Gibco)+5%FCSの200ml/ボトル)中で培養したベロ細胞中で増殖した。ベロ細胞を、ATCCから入手した(カタログ番号 CCL−81)アフリカミドリザル線維芽細胞様細胞に形質転換する。コンフルーエンスに近いベロ細胞(ローラーボトル10個分)を、培地199+1%FCSの50ml/ボトル中で、0.01のMOIで、HSV−2株333ウイルスで感染した。細胞および培地をローラーボトルから回収し、細胞をペレット化した。上清を氷上に保存し、細胞ペレットを新鮮な培地199+1%FCS中に再懸濁し、6サイクルの凍結/融解により溶解した。溶解物中の細胞破片をペレット化し、上清を保存した培養上清とともにプールした。プールした上清からのウイルスを、超遠心(12,000g、2時間、4℃)によりペレット化し、2mlの新鮮な培地199+1%FCS中に再懸濁した。以前記載されたように、ウイルスを、超遠心(19,000g、2時間、4℃)により、5〜15%直線的Ficoll勾配でさらに精製した(第10章:Herpes simplex virus vectors of Molecular Virology:A Practical Approach(1993);著者:F.J.RixonおよびJ.McClaughlan、編集者:A.J.DavisonおよびR.M.Elliot;出版社;Oxford University Press,Inc、New York、N.Y.)。HSV−2ウイルス含有バンドを勾配から抽出し、培地199で10倍希釈し、そして、4℃で、19,000gで、4時間超遠心することによりウイルスをペレット化した。ウイルスペレットを回収し、10mlのTris/EDTA(TE)緩衝液中に再懸濁した。インタクトなビリオンをDNAseおよびRNAseで処理し、細胞性DNAおよび細胞性RNAを除去した。次いで、EDTAを添加し、65℃でインキュベートすることにより、酵素を不活性化した。EDTAの存在下で、SDSを使用したウイルス粒子の溶解により、勾配精製ウイルスからDNAを調製し、その後フェノール/クロロホルム抽出によりゲノムウイルスDNAを精製した。HSV−2 DNAをEtOHで沈殿し、DNAペレットを乾燥し、1mlのTris/EDTA緩衝液中に再懸濁した。DNAの濃度および精製度は、UV分光光度計のOD260およびOD280を読み取ることにより決定した。この様式で調製したゲノムDNAを、E.coli中のHSV−2ゲノムフラグメント発現ライブラリーの構築物に使用した。
(pET17bベクター中のHSV−2 DNAフラグメントライブラリーの構築)
HSV2−Iライブラリーを以下のように構築した。ゲノムHSV−2 DNAを、Fisher「60 SonicDismembrator」(Fisher)を用いて、15%の出力で4秒間超音波処理することにより、DNAフラグメントを産生した。次いで、超音波処理したDNAを沈殿し、ペレット化し、11μL TE緩衝液中に再懸濁した。DNAフラグメントのおよその大きさを、1μLのフラグメント化したHSV−2ゲノムDNA 対 1.5μgの超音波処理していない材料のアガロースゲル電気泳動により測定した。DNAフラグメントの平均の大きさは、ゲルのエチジウムブロマイド染色後に可視化した場合、約500bpであった。不完全なDNAフラグメント末端は、T4 DNAポリメラーゼを使用して塞いだ(平滑末端化した)。次いで、EcoR1アダプターを、T4 DNAリガーゼを使用して、DNAフラグメントの平滑末端にライゲーションした。次いで、T4ポリヌクレオチドキナーゼを使用してDNAをリン酸化し、S−400−HR Sephacryl(Sigma)の手動ロードカラムを使用して精製し、pET17b発現ベクターにライゲーションした。HSV2−IIライブラリーを、同様の様式で構築した。このライブラリーの挿入部分の平均の大きさを、約1000bpであると決定した。
(E.coli中のHSV−2フラグメント発現ライブラリーの産生)
グリセロールストックの調製のためおよびHSV−2 DNA挿入部分の発現の試験のために、HSV2−Iライブラリーを、E.coli中に形質転換した。大量のHSV−2/pET17bライブラリーDNAを調製するために、DNAをElectroMAX DH10B E.coli(Gibco)中に形質転換した。形質転換された細菌を、3LB/アンピシリンプレート(約750CFU/プレート)上で増殖し、コロニーの少量部分をDNA挿入部分の配列決定のために選別し、各プレートに由来する残りの細菌を、プラスミドDNAの調製のためのプールとして回収した。これらのプールを、HSV−2プール9、10および11と名付けた。これらの細菌プールの部分のグリセロールストックを、−80℃で保存した。プールの残りからプラスミドを精製した。3個のプールのそれぞれ由来の等量のプラスミドDNAを混合し、プラスミドDNAの単一プールを作製した。プールしたDNAの形質転換効率は、JM109(DE3)E.coli細菌を用いて、実験的に決定した。JM109(DE3)細菌を、次いで、プレートあたり15コロニー形成単位(CFU)を生じると予測されるライブラリーDNAの最後のプールの量で形質転換した。形質転換した細菌を、次いで、100LB/ampプレート上にプレートした。100プレートのそれぞれで、20CFU(平均)が実際に観察された:従って、このHSV−2ライブラリーのプールの大きさは、約20クローン/プールであった。細菌コロニーを、LB+20%グリセロールの約800μl/プレートの各プレートからプールとして回収した。各プールを、4枚の96ウェルU底プレートに、等しく(200μl/ウェル)分配し、これらの「マスターストック」プレートを、−80℃で保存した。従って、このHSV−2遺伝子フラグメントライブラリー(今後は、HSV2Iと呼ぶ)の大きさは、96プールの20クローン/プールであった。無作為に抽出した20個のコロニーから調製したプラスミドDNAおよび挿入部分を配列決定した。約15%(3/20)が、HSV−2 DNAを挿入部分として含み、80%(16/20)が、非HSV−2 DNA(E.coliまたはベロ細胞DNA)を含み、5%(1/20)が、挿入DNAを含まなかった。HSV2−II DNAライブラリーをE.coli中に形質転換し、同様の様式で、コロニーを無作為に分析した。ライブラリーHSV2−IIの構築物中の関連した違いとしては、プールするための大量のプラスミドの調製のための電気泳動を使用する代わりに、NovaBlue(Novagen)(化学的にコンピテントなE.coli)へのHSV−2/pET17bライゲーション産物の形質転換および実験に基づいて評価するためのJM109(DE3)細菌への形質転換が挙げられる。さらに、プラスミドDNAを、10個のプールから平均160コロニー/プレートで調製した。これらの10個のプラスミドプールを、上記のように、JM109(DE3)中に形質転換するための一つのプール中に、当量様式(分光光度計読み値に基づいて基準化した)で混合し、平均20コロニー(クローン)/プレートを得、上記のようにグリセロールストックプール中に回収した。約25%が、HSV−2 DNAを挿入部分として含み、残りの75%が、E.coli DNAを挿入部分として含んだ。
(ヒトCD4+ T細胞をスクリーニングするためのHSV−2フラグメント発現ライブラリーの誘導)
マスターHSV2Iライブラリー96ウェルプレートの一つを、室温で融解した。各ウェルからアリコート(20μL)を、180μL/ウェルのLB培地+アンピシリンを含む新規の96ウェルプレートに移した。細菌を一晩増殖し、次いで、40μlを、160μLの2×YT培地+アンピシリンを含む二つの新規96ウェルプレートに移した。細菌を、37℃で1時間15分増殖させた。次いで、IPTGを200mMまで添加することにより、タンパク質発現を誘導した。細菌をさらに3時間培養した。細菌数/ウェルを基準化するために、これらのプレートの一枚を使用して、分光光度計読み値を得た。細菌をペレット化(約2×10/ウェル)し、上清を除去した後、第二の基準化プレートを、CD4+ T細胞に対するスクリーニングに使用した。HSV2−IIライブラリーを増殖し、類似の様式で誘導した。
(自家樹状APCの調製)
RPMI 1640+10%のFCS:HSの1:1混合物+10ng/ml GM−CSF+10ng/ml IL−4を含む6ウェルプレート(Costar 3506)中での37℃でのプラスチック接着性ドナー細胞(1×10PBMCに由来する)の培養によって、樹状細胞(DC)を産生した。非接着DCを培養の6日目にプレートから回収し、3300Radを照射した。次いで、DCを平底96ウェルプレート(Costar 3596)中に1×10/ウェルでプレートし、37℃で一晩培養した。次の日、細菌ペレットを、抗生物質を含まない200μl RPMI 1640+10%FCSに再懸濁し、抗生物質を含まない190μlの同一培地中にDCを含むウェルに、10μl/ウェル移動することにより、DCを、誘導されたHSV2−IまたはHSV2−IIライブラリープールにパルスした。DCおよび細菌を、37℃で90分間共培養した。次いで、DCを洗浄し、100μl/ウェル RPMI 1640+10%HS+L−glut.+50μg/mlゲンタマイシン抗生物質中に再懸濁した。
(応答性T細胞の調製)
凍結保存したCD4+ T細胞株を、使用の5日前に融解し、RPMI 1640+10%HS+1ng/ml IL−2+10ng/ml IL−7中で、37℃で培養した。2日後、培地をIL−2およびIL−7を含まない新鮮な培地に置き換えた。
(HSV−2ライブラリーの一次スクリーニング)
T細胞を、新鮮なRPMI 1640+10%HS中に2×10ウェルで再懸濁し、E.coliパルス自家DCを含むプレートに添加した。3日後、100μl/ウェルの上清を除去し、新規96ウェルプレートに移した。後に、上清の半分を、ELISAによって、IFN−γ含有量を調べ、残りを−20℃で保存した。次いでT細胞を、37℃で約8時間、1μCi/ウェルの[3H]−チミジン(Amersham/Pharmacia;Piscataway、NJ)でパルスした。次いで、3Hパルスした細胞を、Unifilter GF/Cプレート(Packard;Downers Grove、IL)上で回収し、その後、[3H]取り込みのCPMをシンチレーションカウンター(Top−Count;Packard)を使用して測定した。ヒトIFN−gについての標準的サイトカイン捕捉ELISAプロトコルの後、ELISAアッセイを、細胞上清について実施した。
HSV2−IライブラリーからのD104由来のT細胞のスクリーニングによって、HSV2I_H10およびHSV2I_H12の両方のウェルのCPMおよびIFN−gレベルが、バックグラウンドより有意に高くなり、陽性と記録された。
(陽性HSV2Iライブラリープールの崩壊)
最初のCD4+ T細胞スクリーニング実験由来の陽性ウェル(HSV2I_H10およびHSV2I_H12)を、再度マスターグリセロールストックプレートから増殖させた。各プール由来の48個のサブクローンを無作為に抽出し、増殖させ、上記のようにIPTG誘導させた。AD104 CD4+ T細胞株に対して、上記のようにサブクローンをスクリーニングした。HSV2I_H12プール崩壊物由来のクローン(HSV2I_H12A12)は、陽性と記録された。この陽性の結果は、第二のAD104 CD4+ T細胞アッセイにより、証明された。
(CD4+ T細胞抗原としてのUL39の同定)
陽性クローン(HSV2I_H12A12)をサブクローニングし、EcoRI NB#675pg.34を使用した制限消化分析のために、10個のクローンを選択した。10個のクローン全てが、同じ大きさ(約900bp長)のDNA挿入部分を含んでいた。これらのクローンのうちの三個(HSV2I_H12A12_1、7および8)を、配列決定のために選択し、全てが挿入部分の5’末端および3’末端の両方に、同一の挿入配列を含んでいた。挿入部分のDNA配列は、配列番号1に示され、配列番号2に示されるオープンリーディングフレームを含む。挿入配列を、HSV−2株HG52(NCBI部位 受託番号Z86099)の全長ゲノム配列と比較し、HSVリボヌクレオチドリダクターゼの大サブユニット(140kD)であり、配列番号3に示される配列であるUL39(別名ICP6)と高い相同性を有する配列を決定した。配列番号1に示される挿入配列は、UL39オープンリーディングフレーム(3,432bp)のヌクレオチド876〜1690に及び、配列番号2(UL39(全長=1143アミノ酸)のアミノ酸292〜563に対して、高い相同性を有する)に示されるアミノ酸配列をコードする。
(CD4+ T細胞抗原としてのUS8A、US3/US4、UL15、UL18、UL27およびUL46の同定)
上に記載したUL39のT細胞抗原としての同定と本質的に同一の様式で、さらなるHSV−2遺伝子フラグメント発現クローニングライブラリー(HSV2−IIと呼ぶ)を調製し、E.coli中で発現させ、ドナーT細胞を用いてスクリーニングした。
クローンHSV2II_US8AfragD6.B_B11_T7Trc.seqを同定するドナーAD116由来のT細胞でHSV2−IIライブラリーをスクリーニングすることにより、配列番号4に示される挿入配列を有することを決定したこの配列番号4は、配列番号5および6に示されるアミノ酸配列を有するオープンリーディングフレームをコードし、この配列番号5は、配列番号7に示される配列であるHSV−2 US8Aタンパク質と高い相同性を有する。
さらに、ドナーAD104由来のT細胞を用いたHSV2−IIライブラリーのスクリーニングは、以下のクローン挿入部分:
配列番号10に示されるアミノ酸配列を有する潜在的オープンリーディングフレームを含むクローンHSV2II_US3/US4fragF10B3_T7Trc.seqに対応する配列番号8;
HSV−2 US3タンパク質(配列番号12)と高い相同性を共有する配列番号11に示されるアミノ酸配列を有するオープンリーディングフレームを含むクローンHSV2II_US3/US4fragF10B3_T7P.seqに対応する配列番号9;
HSV−2 UL46タンパク質(配列番号15)と高い相同性を共有する配列番号14に示されるアミノ酸配列を有するオープンリーディングフレームを含むクローンHSV2II_UL46fragF11F5_T7Trc.seqに対応する配列番号13;
HSV−2 UL27タンパク質(配列番号18)と高い相同性を共有する配列番号17に示されるアミノ酸配列を有するオープンリーディングフレームを含むクローンHSV2II_UL27fragH2C7_T7Trc.seqに対応する配列番号16;
配列番号20、21および22(この配列番号22は、HSV−2 UL18タンパク質(配列番号23)と高い相同性を共有する)に示されるアミノ酸配列を有するオープンリーディングフレームを含むクローンHSV2II_UL18fragF10A1_rc.seqに対応する配列番号19;および
HSV−2 UL15タンパク質(配列番号26)と高い相同性を共有する配列番号25に示されるアミノ酸配列を有するオープンリーディングフレームを含むクローンHSV2II_UL15fragF10A12_rc.seqに対応する配列番号24、
を同定した。
(実施例2)
(HSV−2抗原の同定)
実施例1に詳細に記載されるように、AD104由来のCD4+ T細胞は、クローンHSV2II_UL46fragF11F5_T7Trc.seq(配列番号13)およびHSV2II_UL18fragF10A1_rc.seq(配列番号19)由来の挿入部分を認識することが見出された。これらのクローン由来の配列は、HSV2−I遺伝子、UL46(配列番号15)およびUL18(配列番号23)それぞれに対する高い相同性を共有する。従って、これらのT細胞によって認識されるエピトープをさらに特徴付けるために、重複する15マーのペプチドを、UL18およびUL46のクローン挿入フラグメントを超えて作製した。AD104のCD4+ T細胞によるペプチド認識を、48時間IFN−g ELISPOTアッセイにて試験した。96ウェルELISPOTプレートに、1ウェルあたり1×10個の自家EBV−形質転換B細胞(LCL)またはDCを添加することにより、ELISPOTを実施した。2×10個のAD104株由来のAD104 CD4+ T細胞に、1ウェルあたり5μg/mlのHSV−2ペプチドを添加した。AD104 CD4+ T細胞は、UL18のペプチド20および21(配列番号32および33)およびUL46のペプチド1、4、9、10および20(配列番号27〜31)を認識した。
(実施例3)
(HSV−2抗原の同定)
DK2318およびJR5032障害生検からCD4+ T細胞株を産生する。CD4+リンパ球を、実施例1に記載されるように、照射した自家PBMCおよびHSV−2抗原で、インビトロで2度刺激した。その株を実施例1に記載されるようにそれらの抗原特異性を試験し、凍結保存した。CD4+ T細胞株を、実施例1で産生されたHSV−II発現クローニングライブラリーに対してスクリーニングした。
DK2318は、クローンC12およびG10との反応を示した。クローンC12が、配列番号36に示される挿入配列を有することを決定した。この挿入部分は、HSV−II遺伝子のフラグメント(UL23のヌクレオチド723〜1311およびUL22のヌクレオチド1〜852)と相同な配列を有することが見出された。これらの配列は、配列番号40に示されるUL23のアミノ酸241〜376および配列番号41に示されるアミノ酸1〜284に対応する。配列番号36のDNA配列を、公開データベース(Genbankを含む)に対して調査し、それぞれ配列番号37および配列番号38に示されるHSV−2遺伝子UL23およびUL22と高い配列相同性を有することが示された。配列番号37および38によってコードされるタンパク質配列は、配列番号39および45に示される。クローンG10は、配列番号48(配列番号50に示されるアミノ酸配列を有するオープンリーディングフレームをコードする)に示される挿入配列を有することを決定し、この配列番号48は、HSV−2 UL37(配列番号49に示される)と高い相同性を有し、この配列番号49は、配列番号51に示されるアミノ酸配列を有するオープンリーディングフレームをコードする。DK2318のCD4+ T細胞株を、UL23タンパク質を網羅する重複する15マーに対してスクリーニングした。DK2318のCD4株は、3個のUL23特異的ペプチド(配列番号41〜43)に対して応答することを示し、このことは、UL23が標的であることを示唆している。
JR5032から産生したCD4+ T細胞株は、クローンE9と反応することを見出され、クローンE9は、配列番号34に示される挿入配列を含み、配列番号34は、配列番号46に示されるアミノ酸配列を有するオープンリーディングフレームをコードし、HSV−2 RL2(ICP0とも呼ぶ)と高い相同性を有し、HSV−2 RL2の配列は、配列番号35に示され、配列番号47に示されるアミノ酸配列を有するオープンリーディングフレームをコードする。
(実施例4)
(CD4クローンF11F5およびG10A9の特徴づけ)
実施例2および3は、HSV−2 333株を使用して産生されたcDNAライブラリーに対してスクリーニングしたドナーAD104およびDK2313由来のCD4 T細胞株の産生を記載する。AD104は、クローンHSV2II_UL46fragF11F5に対して反応することが見出された。この挿入部分を、配列番号13に開示された配列を用いて部分的に配列決定した。挿入部分の全長配列決定は、それが、HSV−2 333株に由来するUL46のフラグメントをコードすることを明らかにした。この挿入部分由来のDNAおよびアミノ酸配列は、配列番号52および配列番号54にそれぞれ開示される。
DK2312は、クローンG10に対して応答することが見出された。この挿入部分は、部分的に配列決定され、その配列は、配列番号48に開示された。全長配列決定は、それが、HSV−2 333株に由来するUL37のフラグメントをコードすることを明らかにした。この挿入部分由来のDNA配列およびアミノ酸配列は、それぞれ配列番号53および配列番号55に開示される。
(実施例5)
(HSV−2に由来するCD−8特異的免疫応答性ペプチドの同定)
正常なドナーAD104、AD116、AD120およびD477から末梢血単核細胞を入手した。これらのドナーは、低分解能DNA分類方法を使用すると、HLAに分類され、その結果を表2に示す。
(表2)
Figure 2005522210
HSV−2のエピトープが免疫応答性であることを決定するために、合成ペプチドを合成した。これらのペプチドは、11アミノ酸が重複する15アミノ酸長であった。ペプチドを、以下のHSV−2遺伝子の以下の領域を超えて合成した:UL15(aa 600〜734)、UL18(aa 1〜110)、UL23(aa 241〜376)、UL46(aa 617〜722)、US3(aa 125〜276)およびUS8A(aa 83〜146)。
CD8 細胞を、上記のネガティブ選択を使用した各ドナーのPBMCから精製した。精製したCD8+ T細胞を次いで、HSV−2特異的ペプチドに対する反応性について試験した。2×10個のCD8 T細胞、1×10個の自家樹状細胞および10μg/mlのペプチドプール(平均10ペプチド/プール含有)を含む共培養物を、抗ヒトIFN−γ抗体(1D1K:mAbTech)で予めコートした96ウェルELISPOTプレート中で確立した。24時間後、当業者に周知の標準的プロトコルを使用して、ELISPOTプレートを構築した。次いで、ウェルあたりのスポットの数を、自動ビデオ顕微鏡ELISPOTプレートリーダーを使用して計数した。次いで、ペプチドプールに対して陽性反応を示すドナー由来のCD8+ T細胞を、二次ELISPOTアッセイにおけるプールの個々のペプチドに対して試験した。ペプチド反応性の結果を、表3に示す。
(表3)
Figure 2005522210
(実施例6)
(CD4+T細胞クローニングを使用するHSV−2抗原の同定)
この実施例は、二つのドナーに由来するCD4T細胞クローンの産生を記載する。ドナーJHは、ウイルス培養および毎日の塗抹標本(swab)上のPCRによって決定されるように、生殖器病変のまれな再発を経験し、まれにウイルスを除去する(shed)HSV−2血清陽性ドナーである。HHは、HSV−2に曝露されたが、HSV−2血清陰性のドナーである。
ドナーの末梢血単核細胞(PBMC)を14日間UVで不活性化したHSV−2 333株で刺激することにより、JHに対するCD4T細胞クローンを産生した。二週間の刺激後、限界希釈を使用して、細胞を96ウェルプレートにクローニングし、そして、CD3に対するモノクローナル抗体を使用して非選択的に刺激した。2週間の増殖後、クローンをUVで不活性化したHSV−2、gB2タンパク質、gD2タンパク質およびUL50に対する反応性を試験した。クローン5およびクローン34はgB2を認識し、クローン30はgD2を認識し、クローン11はUL50を認識した。
クローン39およびクローン47を発現クローニングのために使用した。T細胞の増殖および発現クローニングの両方に使用された抗原提示細胞(APC)は、HLA−適合正常ドナーに由来した。二つのHSV−2特異的ライブラリー、HSV2−IIおよびHSV2−IIIに対して、クローンをスクリーニングした。
クローン39は、HSV2−IIIライブラリープール1F4、1G2、2C4および3G11によって提示されるUL39に由来する部分的配列を特異的に認識することを見出した。UL39の全長DNA配列を、配列番号3に開示したタンパク質配列に対応する配列番号65に開示する。クローン39が反応するプール1F4、1G2および3G11由来の特定のDNA配列は同一である。挿入部分は、875bp長であることが見出され、そのDNA配列を配列番号74に開示する対応するアミノ酸配列を有する配列番号66に開示する。プール2C4に由来する挿入部分は、800bp長であることが見出され、そのDNA配列を配列番号67に開示し、その配列は、配列番号75に開示する対応するアミノ酸配列を有する。
クローン47は、HSV−2IIIライブラリープール2B2、3A1、3F12、3H6および4B2によって提示されるICP0(RL2)に由来する部分配列を特異的に識別することが見出された。ICP0の全長DNA配列を、配列番号47に開示したタンパク質配列に対応する配列番号35に開示した。プール3H6、3F12および4B2に由来する配列挿入部分は、同一であることが見出され、1100bpの大きさの挿入部分を有していた。この配列の5’末端に対応するDNA配列を、配列番号68に開示し、その配列は、配列番号69に開示する3’末端を有する。プール3A1に由来する挿入部分は、1000bp長であることが見出され、配列番号70に開示するDNA配列の5’部分および配列番号71に開示する挿入部分の3’末端を有することが見出された。プール2B2に由来する挿入部分は、1300bpであることが見出された。挿入部分の5’末端に対応するDNA配列を、配列番号73に開示する配列の3’末端を有する配列番号72に開示する。
ドナーの末梢血単核細胞(PBMC)を14日間UVで不活性化したHSV−2 333株で刺激することにより、HHに対するCD4T細胞クローンを産生した。二週間の刺激後、限界希釈を使用して、細胞を96ウェルプレートにクローニングし、そして、PHAを使用して非選択的に刺激した。HSV−1タンパク質およびHSV−2タンパク質の両方に反応して増殖する能力に対して、クローンをスクリーニングした。クローン6、18、20、22、24、27、28、29、41および45は全て、HSV−1に対して強く反応するが、HSV−2に対しては、クローン6、18、20、22および24のみが強く反応することが見出された。従って、クローン6、18、20、22および24を、発現クローニングの使用のために選択した。HLA−適合ドナーに由来するAPCを、インビトロでのクローンの増殖および発現クローニングのために使用した。クローンを、HSV−2特異的ライブラリーである、HSV2−IIおよびHSV2−IIIの二つに対してスクリーニングした(ライブラリーの詳細については、実施例1を参照のこと。)
クローン22は、HSV2−IIライブラリー(HSV2−IIIライブラリーに由来するプール4E8に加えて、プールF7およびプールF11)によって示されるUL46を認識することが見出された。
(実施例7)
(ワクシニアウイルスを発現するUL19の産生)
UL19遺伝子をワクシニアウイルスの西部保存株(Western Reserve Strain)中にクローニングした。このウイルスベクターは、ワクシニアウイルスに感染した任意の細胞でUL19の発現を可能にするか、またはさらに、ワクシニアウイルスを使用して、UL19に対する免疫応答を生じるようにヒトまたは動物を免疫し得る。
UL19を発現するワクシニアウイルスを産生するために、配列番号76に開示する配列であるUL19オープンリーディングフレーム(ORF)をHSV−2からクローニングし、ワクシニアウイルスシャトルプラスミド、pSC11(そのDNA配列は、配列番号77に開示する)中に挿入した。シャトルベクターをトランスフェクトしたCV−1細胞(pSC11/UL19)を野生型西部保存ワクシニアウイルスで共感染した。いくつかの細胞では、シャトルプラスミドは、ワクシニアウイルスと相同組換えを受け、UL19遺伝子をチミジンキナーゼ位置に挿入する。これらの組換えビリオンを、βガラクトシダーゼを発現した5−ブロモデオキシウリジン(BrdU)耐性ウイルスのプラーク精製により単離した。精製したウイルスを次いで、UL19タンパク質を発現させるために、細胞の感染に使用し得る。
(実施例8)
(ワクシニアウイルスを発現するUL47の産生)
UL47遺伝子をワクシニアウイルスの西部保存株中にクローニングした。このウイルスベクターは、ワクシニアウイルスに感染した任意の細胞でのUL47の発現を可能にするか、またはさらに、UL47に対する免疫応答を生じるようにヒトまたは動物を免疫化するためにワクシニアウイルスを使用し得る。
UL47を発現するワクシニアウイルスを産生するために、配列番号78に開示する配列であるUL47 ORFをHSV−2からクローニングし、ワクシニアウイルスシャトルプラスミド、pSC11(そのDNA配列は、配列番号77に開示する)中に挿入した。シャトルベクターでトランスフェクトしたCV−1細胞(pSC11/UL47)を、野生型西部保存ワクシニアウイルスで共感染した。いくつかの細胞では、シャトルプラスミドは、ワクシニアウイルスと相同組換えを受け、UL47遺伝子をチミジンキナーゼ位置に挿入する。これらの組換えビリオンを、βガラクトシダーゼを発現した5−ブロモデオキシウリジン(BrdU)耐性ウイルスのプラーク精製により単離した。精製したウイルスを次いで、UL47タンパク質を発現させるために、細胞の感染に使用し得る。
(実施例9)
(ワクシニアウイルスを発現するUL50の産生)
UL50遺伝子をワクシニアウイルスの西部保存株中にクローニングした。このウイルスベクターは、ワクシニアウイルスに感染した任意の細胞でのUL50の発現を可能にするか、またはさらに、UL50に対する免疫応答を生じるようにヒトまたは動物を免疫するためにワクシニアウイルスを使用し得る。
UL50を発現するワクシニアウイルスを産生するために、配列番号79に開示する配列であるUL50ORFをHSV−2からクローニングし、ワクシニアウイルスシャトルプラスミド、pSC11(そのDNA配列は、配列番号77に開示する)中に挿入した。シャトルベクターでトランスフェクトしたCV−1細胞(pSC11/UL50)を野生型西部保存ワクシニアウイルスで同時感染した。いくつかの細胞では、シャトルプラスミドは、ワクシニアウイルスと相同組換えを受け、UL50遺伝子をチミジンキナーゼ位置に挿入する。これらの組換えビリオンを、βガラクトシダーゼを発現した5−ブロモデオキシウリジン(BrdU)耐性ウイルスのプラーク精製により単離した。精製したウイルスを次いで、UL50タンパク質を発現させるために、細胞の感染に使用し得る。
(実施例10)
(ワクシニアウイルスを発現するUL49の産生)
細胞内分解を促進し、単純ヘルペスウイルス遺伝子、UL49(配列番号81に開示するDNA配列である)のクラスIの提示を促進するために、ヒトユビキチン遺伝子(そのDNA配列は、配列番号80に開示される)およびUL49の融合物を、UL49遺伝子の5’に位置するユビキチン遺伝子で構築した。ユビキチンORFの最後のアミノ酸は、グリシンからアラニンへ変異し、融合タンパク質の同時翻訳切断(co−translational cleavage)を防止する。PCRにより融合物を構築した後、それを、ワクシニアウイルスシャトルベクター、pSC11(配列番号77に開示するDNAである)中にクローニングした。シャトルベクターでトランスフェクトしたCV−1細胞、pSC11/ユビキチン−UL49を、野生型西部保存型ワクシニアウイルスで同時感染させた。いくつかの細胞では、シャトルプラスミドは、ウイルスと相同組換えを受け、ユビキチン−UL49遺伝子をチミジンキナーゼ位置に挿入する。これらの組換えビリオンを、βガラクトシダーゼを発現する5−ブロモデオキシウリジン(BrdU)耐性ウイルスのプラーク精製により単離した。精製したウイルスを次いで、UL49タンパク質を発現するために、細胞の感染に使用し得る。
UL49を発現するように操作した細胞を使用して、UL49タンパク質に対する特異的な免疫応答についてアッセイする。このワクシニアウイルスベクターをまた、HSV−2に対する予防的反応または治療的反応を生じるためのヒトにおけるワクチンとして使用し得る。
(実施例11)
(E.coliにおける単純ヘルペスウイルス抗原の発現)
この実施例は、N末端ヒスチジンタグと組み合わせたE.coli発現系を使用する組換えHSV抗原の発現を記載する。
(E.coliにおけるHSV UL21の発現)
HSV UL21コード領域(そのDNA配列を、配列番号85に開示する)を、以下のプライマー:
PDM−602 5’gagctcagctatgccaccacc3’(配列番号98)
PDM−603 5’cggcgaattcattagtagaggcggtggaaaaag3’(配列番号99)
を使用して、PCR増幅した。
(PCRを、以下の反応成分を用いて実施した:)
10μl 10×Pfu緩衝液
1μl 10mM dNTP
2μl 10μMの各プライマー
83μlの滅菌水
1.5μl Pfu DNAポリメラーゼ(Stratagene、La Jolla、Ca)
50ng DNA
(PCR増幅は、以下の反応条件を用いて実施した:)
96℃で2分間、その後以下の40サイクル:
96℃で20秒間;
60℃で15秒間;そして、
72℃で2分間、その後最終の伸張工程:
72℃で4分間。
PCR産物をEcoRIで消化し、Eco72IおよびEcoRIで切断したpPDM His中にクローニングした。UL21−His構築物に対するアミノ酸配列を確認し、配列番号91に開示する。次いで、構築物をBLR pLysおよびBLR Codon Plus RP細胞中に形質転換した。
(E.coliにおけるHSV UL39の発現)
HSV UL39コード領域(そのDNA配列を、配列番号89に開示する)を、以下のプライマー:
PDM−466 5’cacgccgccgcaccccaggcggac3’(配列番号100)
PDM−467 5’cggcgaattcattagtagaggcggtggaaaaag3’(配列番号101)
を使用して、クローンpET17bからPCR増幅した。
(PCRを、以下の反応成分を用いて実施した:)
10μl 10×Pfu緩衝液
1μl 10mM dNTP
2μl 10μMの各プライマー
83μlの滅菌水
1.5μl Pfu DNAポリメラーゼ(Stratagene、La Jolla、Ca)
50ng DNA
(PCR増幅を、以下の反応条件を用いて実施した:)
96℃で2分間、その後以下の40サイクル:
96℃で20秒間;
66℃で15秒間;そして、
72℃で2分間、その後最終の伸張工程:
72℃で4分間。
PCR産物をEcoRIで消化し、Eco72IおよびEcoRIで切断したpPDM His中にクローニングした。UL39−His構築物に対するアミノ酸配列を確認し、配列番号90に開示する。次いで、構築物をBLR pLysおよびBLR Codon Plus RP細胞中に形質転換した。
(E.coliにおけるHSV UL49の発現)
HSV UL49コード領域(配列番号83に開示される配列のDNA配列)を、以下のプライマー:
PDM−466:5’cacacctctcgccgctccgtcaagtc3’(配列番号102)
PDM−467:5’cataagaattcactactcgagggggcggcggggacg3’(配列番号103)
を使用してクローンpET17bからPCR増幅した。
(PCRを、以下の反応成分を用いて実施した:)
10μl 10×Pfu緩衝液
10μl 10×PCRxエンハンサー溶液
3μl 10mM dNTP
3μl 50mM mgSO
2μl 10μMの各プライマー
68μlの滅菌水
1.0μl Pfx DNAポリメラーゼ(Gibco)
50ng DNA
(PCR増幅を、以下の反応条件を用いて実施した:)
96℃で2分間、その後以下の40サイクル:
96℃で20秒間;
67℃で15秒間;そして、
72℃で2分間、その後最終の伸張工程:
72℃で4分間。
PCR産物をEcoRIで消化し、Eco72IおよびEcoRIで切断したpPDM His中にクローニングした。UL49−His構築物に対するアミノ酸配列を確認し、配列番号97に開示する。次いで、構築物をBLR pLysおよびBLR Codon Plus RP細胞中に形質転換した。
(E.coliにおけるHSV UL50の発現)
HSV UL50コード領域(配列番号82に開示される配列のDNA配列)を、以下のプライマー:
PDM−458:5’cacagtcagtgggggcccagggcgatcc3’(配列番号104)
PDM−459:5’cctagaattcactagatgccagtggagccaaaccc3’(配列番号105)
を使用してクローンpET17bからPCR増幅した。
(PCRを、以下の反応成分を用いて実施した;)
10μl 10×Pfu緩衝液
1μl 10mM dNTP
2μl 10μMの各プライマー
83μlの滅菌水
1.5μl Pfu DNAポリメラーゼ(Stratagene、La Jolla、Ca)
50ng DNA
(PCR増幅を、以下の反応条件を用いて実施した:)
96℃で2分間、その後以下の40サイクル:
96℃で20秒間;
68℃で15秒間;そして、
72℃で2分30秒間、その後最終の伸張工程:
72℃で4分間。
PCR産物をEcoRIで消化し、Eco72IおよびEcoRIで切断したpPDM His中にクローニングした。UL50−His構築物に対するアミノ酸配列を確認し、配列番号96に開示する。次いで、構築物をBLR pLysおよびBLR Codon Plus RP細胞中に形質転換した。
(E.coliにおけるHSV UL19の発現)
HSV UL19コード領域(配列番号84に開示される配列のDNA配列)を、以下のプライマー:
PDM−453:5’gccgctcctgcccgcgacccccc3’(配列番号106)
PDM−457:5’ccagaattcattacagagacaggccctttagc3’(配列番号107)
を使用してクローンpET17bからPCR増幅した。
(PCRは、以下の反応成分を用いて実施した:)
10μl 10×Pfu緩衝液
1μl 10mM dNTP
2μl 10μMの各プライマー
83μlの滅菌水
1.5μl Pfu DNAポリメラーゼ(Stratagene、La Jolla、Ca)
50ng DNA
(PCR増幅を、以下の反応条件を用いて実施した:)
96℃で2分間、その後以下の40サイクル:
96℃で20秒間;
70℃で15秒間;そして、
72℃で4分間、その後最終の伸張工程:
72℃で4分間。
PCR産物をEcoRIで消化し、Eco72IおよびEcoRIで切断したpPDM His中にクローニングした。UL19−His構築物に対するアミノ酸配列を確認し、配列番号95に開示する。次いで、構築物をBLR pLysおよびBLR Codon Plus RP細胞中に形質転換した。
(E.coliにおけるHSV UL47の発現)
HSV UL47コード領域(配列番号87に開示される配列のDNA配列)を、以下のプライマー:
PDM−631:5’cactccgtggcgcgggcatgccg3’(配列番号108)
PDM−632:5’ccgttagaattcactatgggcgtggcgggcc3’(配列番号109)
を使用してPCR増幅した。
(PCRを、以下の反応成分を用いて実施した:)
10μl 10×Pfu緩衝液
1μl 10mM dNTP
2μl 10μMの各プライマー
83μlの滅菌水
1.5μl Pfu DNAポリメラーゼ(Stratagene、La Jolla、Ca)
50ng DNA
(PCR増幅を、以下の反応条件を用いて実施した:)
96℃で2分間、その後以下の40サイクル:
96℃で20秒間;
67℃で15秒間;そして、
72℃で2分30秒間、その後最終の伸張工程:
72℃で4分間。
PCR産物をEcoRIで消化し、Eco72IおよびEcoRIで切断したpPDM His中にクローニングした。UL47−His構築物に対するアミノ酸配列を確認し、配列番号94に開示する。次いで、構築物をBLR pLysおよびBLR Codon Plus RP細胞中に形質転換した。この構築物を使用するタンパク質収量は、低かった。StuIおよびEcoRIで消化した二つのヒスタジンタグを有するpPDM Trx中に、UL47もまたクローニングした。この構築物に対するDNA配列およびアミノ酸配列をそれぞれ、配列番号86および92に開示する。この融合構築物を使用するタンパク質収量は、非常に高かった。
UL47のさらなる4つのフラグメント(UL47 A〜Dと名付けられた)もまた、PCR増幅した。
(UL47Aコード領域を、以下のプライマー対:)
PDM−631:5’cactccgtgcgcgggcatgccg3’(配列番号110)
PDM−645:5’catagaattcatcacgcgcgggaggggctggtttttgc3’(配列番号111)
を使用して増幅した。
(UL47Bコード領域を、以下のプライマー対:)
PDM−646:5’gacacggtggtcgcgtgcgtggc3’(配列番号112)
PDM−632:5’ccgttagaattcactatgggcgtggcgggcc3’(配列番号113)
を使用して増幅した。
(両方のフラグメントを、以下のPCR反応成分を用いて増幅した;)
10μl 10×Pfu緩衝液
1μl 10mM dNTP
2μl 10μMの各プライマー
83μlの滅菌水
1.5μl Pfu DNAポリメラーゼ(Stratagene、La Jolla、Ca)
50ng DNA
(PCR増幅を、以下の反応条件を用いて実施した:)
96℃で2分間、その後以下の40サイクル:
96℃で20秒間;
67℃で15秒間;そして、
72℃で2分間、その後最終の伸張工程:
72℃で4分間。
(UL47Cコード領域を、以下のプライマー対:)
PDM−631:5’cactccgtgcgcgggcatgccg3’(配列番号114)
PDM−739:5’cgtatgaattcatcagacccacccgttg3’(配列番号115)
を使用して増幅した。
(UL47Dコード領域を、以下のプライマー対:)
PDM−740:5’gtgctggcgacggggctcatcc3’(配列番号116)
PDM−632:5’ccgttagaattcactatgggcgtggcgggcc3’(配列番号117)
を使用して増幅した。
(両方のフラグメントを、以下のPCR反応成分を用いて増幅した;)
10μl 10×Pfu緩衝液
1μl 10mM dNTP
2μl 10μMの各プライマー
83μlの滅菌水
1.5μl Pfu DNAポリメラーゼ(Stratagene、La Jolla、Ca)
50ng DNA
(PCR増幅を、以下の反応条件を用いて実施した:)
96℃で2分間、その後以下の40サイクル:
96℃で20秒間;
63℃で15秒間;そして、
72℃で2分間、その後最終の伸張工程:
72℃で4分間。
UL47CからのPCR産物をEcoRIで消化し、Eco72IおよびEcoRIで消化したpPDM His中にクローニングした。配列を確認し、次いで、構築物をBLR pLysSおよびBLR Codon Plus RP細胞中に形質転換した。UL47CのDNA配列およびアミノ酸配列をそれぞれ、配列番号88および93に開示する。
(実施例12)
(HSV−2遺伝子、US8をコードする新規DNA配列の同定)
HSV−2のUS8遺伝子をHG52ウイルス株からクローニングし、配列決定した。そのDNA配列およびアミノ酸配列を、それぞれ配列番号118および配列番号120に開示する。次いで、配列番号118をGenBankに含まれるHSV−2 HG52株ゲノム配列(寄託番号Z86099)(そのDNA配列およびアミノ酸配列は、それぞれ配列番号119および配列番号121に開示される)と比較した。この比較は、配列番号118が、位置542で、フレームシフトを生じる付加塩基対を含んでいることを明らかにした。付加塩基対の存在はまた、HSV−2、333の第二実験株でも確認された。配列番号118中の第一終止コドンの上流に、GenBank US8配列(配列番号119)とは異なる一つの付加塩基対(bp156)が存在した。US8アミノ酸配列において、塩基対156でのヌクレオチド配列における変化から生じる変化はない。
HSV−2の多数の実験株の配列の試験に加えて、二つの臨床的に単離したウイルスサンプル(ドナーRW1874およびHV5101)からゲノムDNA配列もまた入手した。位置542挿入部分の上流および下流の両方の遺伝子特異的配列のために設計したPCRプライマーを使用して、この領域をPCR増幅し、同一のプライマー対を用いて精製した単位複製配列から直接配列決定した。RW1874およびHV5101の両方から入手した配列は、位置542に付加グアニンヌクレオチドを示した。HV5101は、HG52(配列番号119)と比較した場合、塩基対571(G/571/C:HV5101/位置/HG52)に一つのさらなる塩基対変化を有していた。この差異は、フレームシフト形態の非保存的変化である。
(実施例13)
(HSV−2 UL47タンパク質による予防接種は、CD4特異的T細胞反応およびCD8特異的T細胞反応の両方を誘発する)
この実施例は、HSV−2に対するワクチンとしてのUL47の効果を示す。UL47(プラスミドDNAによって送達される)で予防接種したBalb/cマウスは、UL47特異的CD4細胞反応およびCD8細胞反応を始める。
二匹のBalb/cマウスを、100μgのUL47プラスミドDNA(UL47 DNA)を用いて三回免疫化し、さらに四匹のマウスを、UL47を用いて二回免疫化し、その後、1×10pfuの弱めたHSV−2株333vhsB(UL47DNA/HSV)で感染させた。さらに4匹のマウスは、HSV−2感染のみを受けた(HSVコントロール)。最後の免疫化の二週間後、脾臓を回収し、7日間インビトロでワクシニアUL47で刺激した。
UL47遺伝子(全体で18プール)を貫通する10〜15マーのペプチドのプールによりパルスしたP815細胞に対して、クロム放出により、7日目に、細胞傷害性活性について脾細胞をアッセイした。脾細胞をインビトロで再刺激し、次いで、構成的15マーペプチドを添加した陽性ペプチドプールに対して再アッセイした。100:1のエフェクター:標的比では、CD8細胞による特異的溶解活性は、ペプチド85(配列番号122)、ペプチド89(配列番号123)、ペプチド99およびペプチド98(配列番号124)、ペプチド105(配列番号125)ならびにペプチド112(配列番号126)でパルスしたP815細胞に反応して見え得た。
CD4T細胞反応の存在を決定するために、脾細胞をインビトロで5μg/ml組換えUL47(rUL47)で刺激した。刺激の3日後、培養上清を回収し、ELISAによりIFN−γをアッセイした。「UL47 DNA」マウス(これらは、免疫化した)および「UL47 DNA/HSV」マウス(これらは、免疫化後、HSV感染した)由来の両方の脾細胞から回収した上清は、「HSVコントロール」マウス(これらは、免疫化せず、感染した)と比較して、顕著なレベルのIFN−γが存在した。
さらに4匹のマウスをUL47DNAを用いて4回免疫化し、その後脾細胞を回収した。次いで、その脾細胞をペプチドp85、p89、p98、p105およびp112で刺激し、フローサイトメトリーを使用して、細胞内IFN−γ産生の存在について、CD8+細胞をアッセイした。IFN−γを産生するCD8+細胞の割合は、コントロール細胞(培地またはPBSのみで刺激した細胞)と比較して、ペプチドp85、p89、p98、p99、p105およびp112で刺激した脾細胞内では、顕著であった。ペプチドp98およびp99に対して観察された反応性は、細胞内IFN−γに対して陽性である全てのCD8+脾細胞の2%より多くで、最も高い割合であるべきである。
これらのデータはさらに、HSV感染に対する防御またはHSV感染の処置において、UL47のワクチン候補体としての効果を示す。
(実施例14)
(HSV−2血清陽性ドナーに由来するCD8+T細胞反応)
どのHSV−2タンパク質が、CD8T細胞反応を誘導し得るか決定するために、6個のHSV−2血清陽性ドナーをスクリーニングした。ドナーは、以下:AD104、AD116、AD120、D477、HV5101およびJH6376を含む。どのHSV−2タンパク質が免疫原性であるか決定するために、合成ペプチド(11アミノ酸により重複する15マー)を、いくつかのHSV−2ポリペプチドの以下の領域(UL15(a.a.600〜734)、UL18(a.a.1〜110)、UL23(a.a.241〜376)、UL46(a.a.617〜722)、UL47(a.a.1〜696)、(a.a.1〜300)、ICP27(a.a.1〜512)、US3(a.a.125〜276)およびUS8A(a.a.83〜146)を含む)にわたって合成した。UL47、UL49およびICP27に対して合成したペプチドは、全長ポリペプチドにわたっていた。UL15、UL18、UL23、UL46、US3およびUS8Aに対して合成したペプチドは、CD4発現クローニングライブラリースクリーニングの間にCD4T細胞によって認識される抗原をコードすることを以前に決定したこれらのポリペプチドの一部にわたっていた。
以下の手順を使用して、ドナーCD8T細胞を、PBMCから単離した:最初に、プラスチック付着性を用いて、マクロファージから末梢血リンパ球(PBL)を分離した。次いで、市販のMACS ビーズキット(Miltenyi)を使用して、非CD8細胞の枯渇により、CD8T細胞をさらに精製した。この方法を使用して単離したCD8T細胞は、フローサイトメトリー(FACS)により測定した場合、一般に、>95% CD8/CD3/CD4であった。抗ヒトIFN−γ抗体を予めコートした96ウェルELISPOTプレート中で、ペプチドを24時間、CD8T細胞(2×10/ウェル)、自家樹状細胞(1×10/ウェル)およびペプチド(各10μg/ml)と共培養することにより、ペプチドをスクリーニングした。ペプチドを最初、≧10ペプチドのプールとしてスクリーニングした。ELISPOTプレートを後に、標準的プロトコルによって、構築した。ウェルあたりのスポットの数を、自動ビデオ顕微鏡ELISPOTリーダーを使用して計数した。陽性をスクリーニングするプール由来のペプチドを後に、第二ELISPOTアッセイにおいて個々に試験した。
AD104については、ペプチドUS3 #33(配列番号139:アミノ酸262〜276)のみが、陽性を記録した。
AD116については、UL15 #23(配列番号127:アミノ酸688〜702)、UL15 #30(配列番号128:アミノ酸716〜730)、UL23 #7(配列番号129:アミノ酸265〜272)、UL46 #2(配列番号130:アミノ酸621〜635)、UL46 #8(配列番号131:アミノ酸645〜659)、UL46 #9(配列番号132:アミノ酸649〜663)、UL46 #11(配列番号133:アミノ酸657〜671)、UL47 #86(配列番号134:アミノ酸341〜355)、UL49 #6(配列番号135:アミノ酸21〜35)、UL49 #49(配列番号138:アミノ酸193〜208)およびUS8A #5(配列番号140:アミノ酸99〜113)が、プールしたものおよび、個々の両方で陽性を記録した。さらにまた、AD116は、B0702制限エピトープUL49 #12(配列番号136:アミノ酸45〜59)およびUL49 #13(配列番号137:アミノ酸49〜63)を認識した。
ドナーD477、HV5101およびJH6376 T細胞は、HLA−A0201制限エピトープUL47 #73#74(アミノ酸289〜297)およびUL47 #137/#138(アミノ酸550〜559)をそれぞれ認識した。
ドナーAD120は、一つのペプチドプール、UL46 #1〜12に対して、陽性を記録した。
ドナーD477は、5個のペプチドプール:UL18 #1〜12、UL23 #1〜10、UL23 #11〜20、UL46 #1〜12およびUL49 #11〜20に対して、陽性を記録した。
(実施例15)
(HSV−2のUS4タンパク質をコードする新規配列の同定)
ドナーAD104に由来するT細胞で、HSV2−IIライブラリーをスクリーニングすることにより、以前にクローン挿入部分F10B3を同定した(詳細については、実施例1を参照のこと)。配列番号8は、クローンHSV2II_US3/US4fragF10B3_T7Trc.seqに由来する挿入部分の部分配列に対応し、そして、配列番号10に示されるアミノ酸配列を有する潜在的オープンリーディングフレームを含む。挿入配列に対応する全長DNA配列および全長アミノ酸配列を、配列番号141および142に、それぞれ開示する。全長US4 HG52 DNA配列およびアミノ酸配列は、配列番号179および配列番号143にそれぞれ開示し、それらは、以下:S35N(HG52/位置/333)挿入配列とは異なる。
(実施例16)
(HSV−2内でのHSV−2特異的CD8+T細胞反応の同定)
種々のHSV−2タンパク質に反応する性能について、HSV−2血清陽性ドナーのパネルから単離したCD8T細胞をスクリーニングした。簡単にいうと、PBMCを、ドナーEB5491、AG10295、LM10295および447から入手し、マイクロビーズまたはMiltenyiからのCD8+ Enrichment Kitを使用して、CD8T細胞を濃縮した。合成ペプチド(15アミノ酸長であって、かつ配列中で10個または11個のアミノ酸が重複する)を、HSV−2株HG52(タンパク質UL21(配列番号144および配列番号154に、それぞれ開示する全長DNA/アミノ酸)、UL50(配列番号145および配列番号153に、それぞれ開示する全長DNA/アミノ酸)、US3(配列番号146および配列番号154に、それぞれ開示する全長DNA/アミノ酸)、UL54(配列番号147および配列番号156に、それぞれ開示する全長DNA/アミノ酸)、US8(配列番号148および配列番号157に、それぞれ開示する全長DNA/アミノ酸)、UL19(配列番号149および配列番号158に、それぞれ開示する全長DNA/アミノ酸)、UL46(配列番号150および配列番号159に、それぞれ開示する全長DNA/アミノ酸)、UL18(配列番号151および配列番号160に、それぞれ開示する全長DNA/アミノ酸)、およびRL2(配列番号152および配列番号161に、それぞれ開示する全長DNA/アミノ酸)を含む)に由来するいくつかの完全ORFまたは部分的ORFを越えて合成した。抗ヒトIFN−γ抗体を予めコートした96ウェルELISPOTプレート中のドナーのCD8+T細胞(2〜5×10細胞/ウェル)、自家樹状細胞(2〜5×10細胞/ウェル)およびペプチド(各0.5μg/ml)の24個の共培養によって、ペプチドをスクリーニングした。各ペプチドプールを個々のウェル中でスクリーニングした。ELISPOTプレートを、標準的プロトコルによって構築した。ウェルあたりのスポットの数を、自動ビデオ顕微鏡ELISPOTリーダーを使用して計数した。陽性を試験するペプチドプールから決定した個々の15マーペプチドを、上記のようにスクリーニングし、次の結果に戻した。
ドナーEB5491は、HSV−2抗原:ICP0ペプチド #43(アミノ酸211〜225:IWTGNPRTAPRSLSL:配列番号162)に対して、CD8+ T細胞反応を示した。UL46ペプチド#41(アミノ酸201〜215:YMFFMRPADPSRPST:配列番号163)、UL46 #50(アミノ酸246〜260:VCRRLGPADRRFVAL:配列番号164)、UL46 #51(アミノ酸251〜265:GPADRRFVALSGSLE:配列番号165)およびUL46#60(アミノ酸296〜310:SDVLGHLTRLAHLWE:配列番号166)。ドナーEB5491もHSV−2タンパク質(US8 #74(アミノ酸366〜380:HGMTISTAAQYRNAV:配列番号167))に対するCD8+T細胞反応を示した。
ドナーJH6376は、HSV−2タンパク質ICP0(アミノ酸215〜223(NPRTAPRSL:配列番号177)に位置する9マーに対応する)およびUL46(アミノ酸251〜260(GPADRRFVAL:配列番号178)に位置する10マーに対応する)に対するCD8+T細胞反応を示した。
ドナーAG1059は、HSV−2タンパク質UL19ペプチド102(アミノ酸506〜520:LNAWRQRLAHGRVRW:配列番号168)、UL19 #103(アミノ酸511〜525:QRLAHGRVRWVAECQ:配列番号169)およびUL18 #17(アミノ酸65〜79:LAYRRRFPAVITRVL:配列番号172)およびUL18 #18(アミノ酸69〜83:RRFPAVITRVLPTRI:配列番号173)に対するCD8+T細胞反応を示した。
ドナーLM10295は、HSV−2タンパク質UL19 #74(アミノ酸366〜380:DLVAIGDRLVFLEAL:配列番号170)およびUL19#75(アミノ酸371〜385:GDRLVFLEALERRIY:配列番号171)に対するCD8+T細胞反応を示した。
ドナー477は、HSV−2タンパク質UL50 #16(アミノ酸76〜90:CAIIHAPAVSGPGPH:配列番号174)、UL50 #23(アミノ酸111〜125:PNGTRGFAPGALRVD:配列番号175)およびUL50 #49(アミノ酸241〜255:LRVLRAADGPEACYV:配列番号176)に対するCD8+T細胞反応を示した。
(実施例17)
(E.coliにおけるUL47の短縮型の発現)
全長UL47コード領域のC末端短縮を、E.coli中で発現させ、UL47Fと名付けた。このUL47の短縮部分は、アミノ酸500〜559に対応するUL47のC末端T細胞エピトープを含む。
(E.coliにおけるHSV UL47 Fの発現)
HSV UL47F コード領域(配列番号180および配列番号181にそれぞれ開示するDNA配列およびアミノ酸配列)を、以下のプライマー:
CBH−631:5’ctgggtctggctgacacggtggtcgcgtgcgtg3’(配列番号182)
PDM−632:5’ccgttagaattcactatgggcgtggcgggcc3’(配列番号183)
を用いて、PCR増幅した。
(PCRを、以下の反応成分を用いて実施した:)
10μl 10×Pfu緩衝液
1μl 10mM dNTP
2μl 10μMの各プライマー
83μlの滅菌水
1.5μl Pfu DNAポリメラーゼ(Stratagene、La Jolla、Ca)
50ng DNA
(PCR増幅を、以下の反応条件を用いて実施した:)
96℃で2分間、その後40サイクルの:
96℃で20秒間;
68℃で15秒間;そして、
72℃で1分30秒間、その後最後の伸長工程:
72℃で4分間。
PCR産物をEcoRIで消化し、Eco72IおよびEcoRIで切断したpPDM His中にクローニングした。構築物の配列を確認し、次いで、構築物をBRL pLys SおよびBLR CodonPlus RP細胞中に形質転換した。
(実施例18)
(ヒトCD8T細胞により識別されるHSV−2由来の新規抗原の同定)
この実施例は、HSV−2ペプチドのELISPOTスクリーニングを使用する複合的免疫原性HSV−2抗原の同定を例証する。これらの発見は、インビボにおける細胞免疫応答を誘発し得るHSV−2抗原を同定する。このような抗原の同定は、HSV−2感染に対して防御するためのワクチンの開発ならびにHSV−2感染の処置に使用し得る化合物の開発を可能にする。
HSV−2血清陽性ドナーのパネル(AD104、AD116、D574、GI10897、RW1874、YS10063、AC10022、LB10802、NH9894、PA10939、VB10576、MA11259(血清陰性)およびJG10758(詳細は、表4に記載される)を含む)を使用して、HSV−2の免疫原性部分を同定した。血液を各ドナーから入手し、Ficoll勾配を使用して末梢血短核細胞(PBMC)を単離した。PBMCを、PBS/EDTAを使用して、十分に洗浄し、10%DMSO/50%FBS/40%RPMI溶液に懸濁し、凍結した。
(表4)
Figure 2005522210
合成ペプチド(15アミノ酸長であって、かつ10または11アミノ酸が重複する)を、HSV−2のHG52株由来のいくつかの全長または一部のオープンリーディングフレーム(ORF)を横切って合成した。これらのORFとしては、UL18(配列番号184および配列番号195に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)、LAT−ORF1(配列番号185および配列番号198に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)、UL48(配列番号186および配列番号205に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)、UL41(配列番号187および配列番号204に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)、UL39(配列番号188および配列番号203に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)、UL37(配列番号189および配列番号202に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)、UL36(配列番号190および配列番号201に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)、UL29(配列番号191および配列番号200に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)、UL25(配列番号192および配列番号199に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)、ICP4(配列番号193および配列番号197に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)、ICP0(配列番号35および配列番号47に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)、US3(配列番号146および配列番号154に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)およびICP22(配列番号194および配列番号196に、それぞれ開示されるDNA配列およびアミノ酸配列)が挙げられた。各ペプチドをDMSO中に10mg/mlの濃度で溶解することにより、個々の15マーペプチドストックを作製した。個々のペプチドを100μg/mlで組み合わせることにより、16〜90の間のペプチド/プールを含むペプチドプールを、個々のペプチドストックから作製した。
個々のドナーのPBMCから富化したCD8T細胞に対して、ペプチドプールをスクリーニングした。CD8マイクロビーズまたはMiltenyiからのCD8富化キットを製造者の教示により使用して、CD8T細胞の富化を行った。抗ヒトIFN−γ抗体で予めコートした96ウェルELISPOTプレート中のCD8T細胞(5×10/ウェル)、自家樹状細胞(5×10/ウェル)およびペプチドプール(各0.5μg/ml)の24時間の共培養により、ペプチドをスクリーニングした。各ペプチドプールを、個々のウェル中でスクリーニングした。その後、標準的プロトコールによって、ELISPOTプレートを、構築し、ウェルあたりのスポットの数を、自動ビデオ顕微鏡ELISPOTリーダーを使用して計数した。
以下のドナーは、以下のHSV−2抗原およびペプチドプールに反応した:
ドナーLB10802は、UL39,ペプチドプールC(アミノ酸501〜760)およびペプチドプールD(アミノ酸751〜1142)、UL21、ペプチドプールB(アミノ酸260〜530)、UL19、ペプチドプールE(アミノ酸1001〜1374)およびペプチドプールB(アミノ酸251〜510)、ならびにICP0、プールC(アミノ酸499〜825)に応答した。
ドナーPA10939は、UL25、ペプチドプールB(アミノ酸251〜585)、UL47、ペプチドプールC(アミノ酸401〜696)およびUL46、ペプチドプールC(アミノ酸500〜722)に応答した。
ドナーNH9894は、UL39、ペプチドプールC(アミノ酸501〜760)、UL36、ペプチドプールG(アミノ酸2671〜3122)、UL29、ペプチドプールC(アミノ酸501〜760)、UL25、ペプチドプールA(アミノ酸1〜260)、UL49、アミノ酸1〜300、UL47、ペプチドプールC(アミノ酸401〜696)、UL46、ペプチドプールB(アミノ酸251〜510)、UL19、ペプチドプールD(アミノ酸751〜1010)およびICP0、ペプチドプールA(アミノ酸1〜259)に応答した。
ドナー574は、UL39、ペプチドプールD(アミノ酸751〜1142)、UL18(アミノ酸1〜318)およびICP0、ペプチドプールB(アミノ酸251〜510)に応答した。
ドナーAD104は、UL29、ペプチドプールC(アミノ酸501〜760)、UL25、ペプチドプールA(アミノ酸1〜260)およびICP4、ペプチドプールD(アミノ酸751〜1010)に応答した。
ドナーYS10063は、UL25、ペプチドプールB(アミノ酸251〜585)、US3、アミノ酸163〜481、UL47、ペプチドプールC(アミノ酸401〜696)およびペプチドプールB(アミノ酸201〜411)、UL19、ペプチドプールC(アミノ酸501〜760)およびICP0、ペプチドプールC(アミノ酸499〜825)およびペプチドプールA(アミノ酸1〜259)に応答した。
ドナーJG10758は、UL39、ペプチドプールC(アミノ酸501〜760)に応答した。
ドナーAD116は、UL41、ペプチドプールA(アミノ酸1〜260)およびICP22、ペプチドプールB(アミノ酸206〜413)に応答した。
ドナーVB10576は、LAT−1、ペプチドプールB(アミノ酸42〜82)、UL39、ペプチドプールC(アミノ酸501〜760)、UL36、ペプチドプールA(アミノ酸1〜455)およびペプチドプールC(アミノ酸889〜1345)、ICP22、ペプチドプールB(アミノ酸206〜413)、UL19、ペプチドプールC(アミノ酸501〜760)およびペプチドプールA(アミノ酸1〜260)、ICP27、ペプチドプールB(アミノ酸253〜512)およびICP0、ペプチドプールC(アミノ酸499〜825)に応答した。
ドナーGI10897は、UL39、ペプチドプールC(アミノ酸501〜760)およびペプチドプールA(アミノ酸1〜260)、UL37、ペプチドプールC(アミノ酸501〜760)、UL36、ペプチドプールC(アミノ酸889〜1345)およびUL25、ペプチドプールB(アミノ酸251〜585)に応答した。
ドナーRW1874は、UL41、ペプチドプールB(アミノ酸251〜492)、UL39、ペプチドプールC(アミノ酸501〜760)およびUL25、ペプチドプールB(アミノ酸251〜585)に応答した。
ドナーAC10022は、UL18アミノ酸1〜318およびICP4、ペプチドプールD(アミノ酸751〜1010)およびペプチドプールB(アミノ酸251〜510)に応答した。
ドナーMA11259は(HSV血清陰性ドナー)は、UL39、ペプチドプールC(アミノ酸501〜760)、ICP27、ペプチドプールB(アミノ酸253〜512)およびICP0、ペプチドプールA(アミノ酸1〜259)に応答した。
(実施例19)
(CD4+T細胞クローニングを用いたHSV−2抗原の同定)
ドナーHHは、HSV−2を曝露されているが、非感染性の血清陰性のドナーである。前述の実施例6に、HSV−2特異的なCD4+T細胞株の作製を記載した。この実施例は、E.Coli遺伝子フラグメントの発現ライブラリーのT細胞発現クローニングを用いた、免疫応答性HSV−2抗原の同定について説明する。HSV−2の333株を用いて、これらのライブラリーを作製した。本質的に実施例11に記載したように、これらの実験を実施した。
HSV−2ライブラリーから、3つの異なるライブラリー挿入物を同定した:
挿入物1/A7および1/F3は、塩基対36,168〜37,605(このDNA配列を配列番号206に開示する)において対応するHSV−2(HG52株)ゲノムにわたり;挿入物1/H6は、塩基対36,055〜37、354(このDNA配列を配列番号207に開示する)にわたり;そして、挿入物3/C1は、塩基対36,473〜37,727(このDNA配列を配列番号208に開示する)にわたる。
各々のこれらの挿入物は、UL19のC末端のフラグメント(VP5またはICPともいう)をコードする。UL19についての全長DNAおよびアミノ酸配列は、配列番号210および配列番号212にそれぞれ開示する。全ての3つのライブラリー挿入物によって共有される配列は、塩基対36,473〜37,354(このDNA配列およびアミノ酸配列を、配列番号209および配列番号211にそれぞれ開示する)において対応するHSV−2(HG52株)ゲノムにわたる。
UL19 ORFは、塩基対36,448〜40,572におけるHG52のゲノム配列にわたり、HSV−2の主要カプシドタンパク質をコードする。ライブラリー挿入物(HSV−2株333由来)およびHG52由来の対応するUL19配列(A36710G、G37248CおよびC37317T(333/位置/HG52))によってコードされる共有領域の間には、3つのヌクレオチドの相違がある。最初の2ヌクレオチド置換は、アミノ酸置換を生じるが、3番目のヌクレオチド置換は、アミノ酸置換を生じない。この置換は、NをSに、そしてGをAにそれぞれ置換する(HG52から333まで)。
(実施例20)
(臨床的に単離したウイルスDNA由来のHSV−2 US8遺伝子の配列)
HSV−2のUS8遺伝子に対応するDNA配列を、研究室のHG52ウイルス株からクローニングし、配列決定し、そして、DNAおよびその対応するアミノ酸配列を配列番号118および配列番号120にそれぞれ開示する。これらの実験の詳細を、実施例12に説明する。次いで、配列番号118を、GenBank(受託番号Z86099)に含まれるHSV−2 HG52株ゲノム配列と比較し、このDNA配列およびアミノ酸配列を、配列番号119および配列番号121にそれぞれ開示する。この比較によって、配列番号118がフレームシフトを生じた542位における特別な塩基対を含んだことを明らかになった。この特別な塩基対の存在はまた、実験室の第2のHSV−2株(333)で確認した。GenBank US8配列(配列番号119)とは異なる配列番号118において、第1の終止コドンの上流に1つの追加塩基対(156塩基対)が存在した。塩基対156におけるヌクレオチド配列の変化からUS8アミノ酸配列における変化は、生じない。2つの臨床的な単離体(RW1874ドナーおよびHV5101ドナー)から、全長US8遺伝子を配列決定した。これらの配列を誘導するために、各々の臨床的なウイルスDNA単離体由来のPCR産物を、配列決定するためにクローニングし、プラスミドベクターに連結した。このベクターは、潜在性のタンパク質発現を増強して、切断部位を提供するための融合パートナー(Ral2/トロンビン部位)を上流に含み、その結果、臨床的なUS8遺伝子配列は、重複性を除去するように開始コドンATG(Met)配列を欠如する。ベクターおよび予測される内部配列の両方に対して特異的なDNAプライマーを用いて、これらの各々のクローンを含むプラスミドDNAを配列決定した。
RW1874ついての全長US8DNA配列およびアミノ酸配列を、配列番号213および配列番号215に開示し;そして、HV5101についての全長US8DNA配列およびアミノ酸配列を、配列番号214および配列番号216それぞれに開示する。次いで、これらの配列を研究室の確立されたHSV−2株(HG52)と比較し、この結果を表5に記載する。
(表5)
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これらの臨床的な単離体で観察される相違は、高度に保存される配列の領域または可変性を示す配列の領域に関する、価値ある情報を提供する。この配列情報は、HSV/HSV−2感染の処置および予防のために、治療および診断抗体の開発に利用され得る価値ある情報を提供する。HSV−2遺伝子の配列における可変性は、ほとんど不明である。この配列情報はまた、ワクチンの使用において、単一の抗原または複数の抗原の選択のための価値ある情報を提供する(つまり、最も臨床的に相当し、関連するHSV−2配列を同定する)。
(実施例21)
(CD4+T細胞クローニングを用いたHSV−2抗原の同定)
本実施例は、HSV−2を曝露されているが、血清陰性のドナーであるHHドナーから作製されたCD4T細胞クローンのさらなる特徴付けについて説明する。これらのT細胞クローンの作製について、実施例6に詳細を記載する。
クローンHH6は、HSV2−IIライブラリー由来のプールD6に加えて、HSV−2−IIIライブラリープール3H11によって表されたUL21を認識することが見出された。挿入物DNA配列および対応するタンパク質配列を、配列番号217および配列番号227にそれぞれ開示する。これらの配列は、HSV2株の333由来であった。このDNA配列は、HG52ウイルスゲノムの相同領域の塩基対42,908〜44,296にわたる。HSV−2のHG52株由来のUL21の全長DNA配列およびタンパク質配列は、配列番号218および配列番号228に開示される。10アミノ酸分オーバーラップする15マーのペプチドを用いて、クローンHH6由来のT細胞を、ELISPOTアッセイにおいてHSV−2ペプチドで置換した場合に反応する能力について試験した。結果は、反応性T細胞エピトープは、アミノ酸281〜300との間のUL21遺伝子内に位置したことを示した。この配列の領域に対応するアミノ酸は、以下の通りである:PLRELWWVFYAGDRALEEPH(配列番号229)。
クローンHH20は、HSV−2 ORF(UL29)のフラグメントを認識することが見出された。このクローンは、2つのUL29をコードする挿入物を含むことが見出され、これらの両方はHG52株由来であった。HSV−2のHG52株由来のUL29の全長DNA配列およびタンパク質配列を、配列番号221および配列番号232にそれぞれ開示する。第1の挿入物(クローンl/C12_El(配列番号219)は、HG52ウイルスゲノムの塩基対61,539−62,299にわたり、UL29(アミノ酸48〜303(配列番号230))をコードする。第2の挿入物(2/E9_D11(配列番号220)は、HG52ウイルスゲノムの塩基対61,538−62360にわたり、UL29(アミノ酸30〜303(配列番号231))をコードする。この挿入物の配列は、以下のように、HG52とは異なる:R121PおよびS126A(333/位置/HG52)。
クローンHH22は、UL46のHSV−2 ORFのフラグメントを認識し、2つの挿入物を含むことが見出された。HSV−2のHG52株由来のUL46の全長DNA配列およびアミノ酸配列を、配列番号224および配列番号235にそれぞれ開示する。HSV−2のHG52株由来の、第1の挿入物(F7_A1)は、HG52ウイルスゲノムにおける相同領域の塩基対99,253〜100,014にわたることが見出され、UL46/アミノ酸529〜722をコードする。DNA配列および挿入物F7_A1でコードされるアミノ酸配列を、配列番号222および配列番号233にそれぞれ開示する。F7_A1挿入物のアミノ酸配列は、以下のようにHG52とは異なる::−590A、S613G、L643P、Q637R、D638L、P644L、P672R、G673R(333/位置/HG52)。HSV−2のHG52株由来の、第2の挿入物(4/E8_C8)は、HG52ウイルスゲノムの99,232〜100,262にわたり、UL46/アミノ酸446〜722をコードする。挿入物のDNA配列およびそれがコードするアミノ酸配列を、配列番号223および配列番号234にそれぞれ開示する。T細胞エピトープの位置を、ELISPOTアッセイにおける10アミノ酸分のオーバーラップする15マーペプチドをスクリーニングすることによってマッピングし、UL46/621−649(EEIPWVRVYENICLRRQDA:配列番号236)内に位置する。
HSV−2 ORF UL47のフラグメントを認識するクローンHH24、HSV−2のHG52株由来の全長DNA配列およびアミノ酸配列を、配列番号226および配列番号238にそれぞれ開示する。挿入物G6_H11のDNA配列(配列番号237をコードする配列番号225)は、HG52ウイルスゲノムの相同領域の塩基対101,622〜103,386にわたる。T細胞エピトープの位置を、ELISPOTアッセイにおける10アミノ酸分オーバーラップする15マーペプチドをスクリーニングすることによってマッピングし、これは、UL47/アミノ酸137〜155(LGRVGGSRVVPSPLFLDEL:配列番号239)に位置する。
(実施例22)
(CD4+T細胞クローニングを用いたHSV−2抗原の同定)
CD4T細胞を、HSV−2血清陽性ドナー(TM)(生殖器病変のまれな再発を患い、まれにウイルスを脱落する(ウイルス培養およびPCRの両方によって、日々の塗布に対して評価するように))から作製した。UVで不活性化したHSV−2(333株)を用いたPBMCの刺激によって、14日間、TMクローンを誘導し、抗CD3 mAbの限界希釈クローニングを引き続き行った。その後、反応性について、UVで不活性化したHSV−2および組換え型のHSV−2タンパク質のパネルを用いて、クローンを試験した。
クローンTM13およびクローンTM58は、ICP27としても知られているHSV−2 ORF UL54の同一フラグメントを認識する。挿入物3/F5_G1に対応するDNA配列およびアミノ酸配列を、配列番号240および配列番号241にそれぞれ開示する。対応するHG52 DNA配列は、ウイルスゲノムの塩基対115,061〜115,785にわたり、UL54のフラグメントをコードする。全長UL54に対応するHG52配列を、配列番号242に開示する。3/F5_G1によってコードされる実際のアミノ酸配列(配列番号241)は、HG52アミノ酸159〜399に対応する。全長UL54に対応するHG52アミノ酸配列を、配列番号243に開示する。3/F5_G1挿入物配列は、単一アミノ酸(N169K)(333/位置/HG52)において、HG52 UL54配列とは異なる。
クローンTM39は、HSV−2の2つのゲノムフラグメントから成る挿入物を認識した。挿入物3/H11_C3に対するDNA配列を、配列番号244に開示する。対応するHG52 DNA配列は、ウイルスゲノムの塩基対43,717〜44,086および塩基対70,294〜71,846を含む。第1のフラグメント(塩基対70,294〜71,846)は、HG52 UL21およびUL22の一部をコードする。塩基対43,717〜44,086は、UL36の一部をコードする。U121、UL22およびUL36に対応する全長DNA配列を、配列番号245〜247にそれぞれ開示する。UL21、UL22およびUL36に対応する全長HG52アミノ酸配列を、配列番号248〜250にそれぞれ開示する。
クローンTM51は、HSV−2 ORF US4のフラグメントを認識した。TM51(F7_A8)由来の挿入物のDNA配列を、配列番号251に開示する。対応するHG52 DNA配列は、ウイルスゲノムの塩基対139,505〜140,104にわたり、US4のフラグメントをコードする。対応するHG52 DNA配列を、配列番号252に開示する。F7_A8によってコードされるアミノ酸配列を、配列番号253に開示し、これは、HG52 US4アミノ酸544〜699に対応する。全長US4配列に対応するhg52アミノ酸配列を、配列番号254に開示する。F7_A8挿入物およびHG52アミノ酸配列は、単一アミノ酸(D56E)で異なる(333/位置/HG52)。
(実施例23)
(ICP0およびUL47に対するCD4 T細胞エピトープおよびCD8 T細胞エピトープの同定)
HSV−2のICP0タンパク質にわたる15マーのペプチド(11アミノ酸残基でオーバーラップする)を合成し、プールへアレイした。BALB/cマウスを、100μgのICP0プラスミドDNAを用いて3週間の間隔で、3回免疫し、最終免疫の2〜3週間後に脾臓を採取した。MACSビーズおよびカラムを用いたポジティブセレクションによって、免疫した脾臓からCD8 T細胞を精製した。CD8 T細胞が精製される由来の細胞をまた保存し、「CD8枯渇」免疫脾細胞と命名した。
天然のBALB/cの脾臓APC(5×10/ウェル)と同時培養した精製CD8 T細胞(1.5×10/ウェル)を使用して、CD8 T細胞応答の検出を実施し、これに、ICP0ペプチドのアレイしたプール(最終濃度は、プールにおいてそれぞれ0.5μg/mlのペプチドであった)を、24時間のマウスIFN−g ELISPOTアッセイのために添加し、培地のみは、ネガティブコントロールとして、そしてCon A(5μg/ml)は、ポジティブコントロールとして機能した。
15マーのペプチドのアレイしたプール(最終濃度は、プールにおいてそれぞれ0.05μg/mlのペプチドであった)と同時培養したCD8枯渇免疫脾細胞(1×10/ウェル)を使用して、CD4 T細胞応答の検出を、24時間のマウスIFN−g ELISPOTアッセイで実施した。
ELISPOTアッセイを発色し、アッセイの結果を定量的および定性的の両方で決定した。2つのプールはポジティブと判明し、ICP0のこれらのプールである43番目のアミノ酸残基211〜225(IWTGNPRTAPRSLSL(配列番号255))およびICP0の44番目のアミノ酸残基216〜230(PRTAPRSLSLGGHTV(配列番号256))由来のペプチドは、共通して10アミノ酸残基を共有する。CD8 T細胞によって認識される最小のICP0ペプチドを同定するために、本発明者らは、上記のELISPOT法を用いて、精製した免疫CD8 T細胞を、一連の合成ICP0ペプチド(各1μg/ml)に対して試験した。ICP0のアミノ酸残基217〜225(RTAPRSLSL配列番号257)をCD8 T細胞によって認識される最小量のエピトープであると決定した。
CD4 T細胞は、3つのペプチド(ICP0の79番目のアミノ酸残基390〜404(AQVSSGPGGGGLPQS(配列番号260))、ICP0の82番目のアミノ酸残基405〜419(SGRAARPRAAVAPRV(配列番号259))およびICP0の89番目のアミノ酸残基440〜454(PAPPAVPVDAHRAPR(配列番号258)))を認識した。
HSV−2のUL47抗原にわたる15マーのペプチド(11アミノ酸残基でオーバーラップする)を合成し、プールへアレイし、上記のようにアッセイした。5つのペプチドをポジティブプールから同定し、これらの2つ(UL47の第98番目のアミノ酸残基389〜403(YAGRMTYIATGALLA(配列番号261))およびUL47の第99番目のアミノ酸残基393〜407(MTYIATGALLARFNP(配列番号262)))は、10アミノ酸残基のオーバーラップを共有し、UL47のアミノ酸残基394〜401(TYIATGALL(配列番号263))を、CD8 T細胞によって認識される最小のエピトープであると決定した。ポジティブプールから同定した別のペプチドは、UL47の第112番目のアミノ酸残基445〜459(ARLHPHSAHPAFADV(配列番号264))であった。第112番目のペプチドのアミノ酸残基448〜456(HPHSAHPAF(配列番号265))は、推定CD8エピトープと考えられる。
CD4 T細胞は、ペプチドであるUL47の第1番目のアミノ酸残基1〜15(MSVRGHAVRRRRAST(配列番号267))、UL47の第4番目のアミノ酸残基13〜27(ASTRSHAPSAHRADS(配列番号266))、UL47の第99番目のアミノ酸残基393〜407(MTYIATGALLARFNP(配列番号262))およびUL47の第112番目のアミノ酸残基445〜459(ARLHPHSAHPAFADV(配列番号264))を認識した。
当業者は、上記の説明に開示される概念および特定の実施形態が、本発明の同一の目的を実施するために、他の実施形態を改変するかまたは設計するための基礎として容易に利用され得ることを理解する。当業者はまた、このような同等の実施形態が、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の精神および範囲から逸脱しないことを理解する。
上記から、本発明の特定の実施形態は、例示の目的について本明細書に記載されているが、種々の改変が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく作製され得ることが理解される。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲を除いては、限定されない。
【配列表】
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Claims (25)

  1. 少なくともHSV抗原の免疫原性部分を含む単離されたポリペプチドであって、ここで、該抗原が、以下、
    配列番号161、74〜75、90〜97、120〜121、122〜140、142〜143、153〜160、162〜178、181、195〜205、215〜216、227〜239、241、243、248〜250、253〜254および255〜267の任意の一つの中に示されるアミノ酸配列を含む、ポリペプチド。
  2. 請求項1に記載のポリペプチドをコードする単離されたポリヌクレオチド。
  3. 請求項2に記載の単離されたポリヌクレオチドであって、ここで、該ポリヌクレオチドが、以下:
    配列番号152、65〜73、76〜89、98〜117、118〜119、141、144〜151、179〜180、182〜183、184〜194、206〜210、213〜214、217〜226、240、242、244〜247および251〜252の任意の一つの中に示される配列を含む、ポリヌクレオチド。
  4. 少なくともHSV UL19抗原の免疫原生部分を含む単離されたポリペプチドであって、ここで、該抗原が、配列番号212に示されるアミノ酸配列を含む、ポリペプチド。
  5. 請求項1に記載のポリペプチドおよび融合パートナーを含む融合タンパク質。
  6. 請求項5に記載の融合タンパク質であって、ここで、前記融合パートナーが、該融合タンパク質をコードするポリヌクレオチドをトランスフェクトさせた宿主細胞中で、該融合タンパク質の発現を増加する発現エンハンサーを含む、融合タンパク質。
  7. 請求項5に記載の融合タンパク質であって、ここで、該融合パートナーが、請求項1に記載のポリペプチド内に存在しないTヘルパーエピトープを含む、融合タンパク質。
  8. 前記融合パートナーが、アフィニティタグを含む、請求項5に記載の融合タンパク質
  9. 請求項5に記載の融合タンパク質をコードする、単離されたポリヌクレオチド。
  10. 請求項1に記載のポリペプチドに特異的に結合する、モノクローナル抗体もしくはポリクローナル抗体または抗原の結合するそれらのフラグメント。
  11. 請求項1に記載のポリペプチドまたは該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドおよび生理学的に受容可能なキャリアを含有する、薬学的組成物。
  12. 請求項1に記載のポリペプチドまたは該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドおよび免疫賦活剤を含有する、薬学的組成物。
  13. 請求項12に記載の薬学的組成物であって、ここで、前記免疫賦活剤がモノホスホリル脂質A、リン酸アミノアルキルグルコサミニド、サポニンまたはこれらの組合せからなる群から選択される、薬学的組成物。
  14. 患者の免疫応答を刺激するための方法であって、該方法が請求項11〜13のいずれか一つに記載の薬学的組成物を患者に投与する工程を包含する、方法。
  15. 患者のHSV感染を検出するための方法であって、以下
    (a)前記患者から生物学的サンプルを入手する工程;
    (b)該サンプルを請求項1に記載のポリペプチドと接触させる工程;
    (c)前記ポリペプチドに結合する抗体の存在を検出する工程
    を包含する、方法。
  16. 請求項15に記載の方法であって、ここで、前記生物学的サンプルが全血、血清、血漿、唾液、脳脊髄液および尿からなる群から選択される、方法。
  17. 生物学的サンプルにおいて、HSV感染を検出するための方法であって、以下:
    (a)該生物学的サンプルを、請求項1に記載のポリペプチドに結合し得る結合物質と接触させる工程
    (b)該結合物質に結合するポリペプチドをサンプル中で検出し、それによって、該生物学的サンプル中でHSV感染を検出する工程
    を包含する、方法。
  18. 前記結合物質がモノクローナル抗体である、請求項17に記載の方法。
  19. 前記結合物質がポリクローナル抗体である、請求項17に記載の方法。
  20. 前記生物学的サンプルが、全血、痰、血清、血漿、唾液、脳脊髄液および尿からなる群から選択される、請求項17に記載の方法。
  21. 診断キットであって、以下:
    (a)請求項1に記載のポリペプチド;
    (b)請求項5に記載の融合タンパク質;
    (c)少なくとも一つの、請求項10に記載の抗体または抗原の結合した該抗体のフラグメント;および
    (d)検出試薬
    からなる群から選択される構成要素を備える、診断キット。
  22. 前記ポリペプチドが固体支持体上に固定される、請求項21に記載のキット。
  23. 前記検出試薬が結合試薬に結合したレポーター群を含有する、請求項21に記載のキット。
  24. 前記結合物質が、抗免疫グロブリン、Gタンパク質、Aタンパク質およびレクチンからなる群から選択される、請求項23に記載のキット。
  25. 前記レポーター群が、放射性同位元素、蛍光基、発光基、酵素、ビオチンおよび色素粒子からなる群から選択される、請求項23に記載のキット。
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