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JP2004522403A - Nucleic acid vaccine compositions having a mammalian CD80 / CD86 gene promoter driving antigen expression - Google Patents

Nucleic acid vaccine compositions having a mammalian CD80 / CD86 gene promoter driving antigen expression Download PDF

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JP2004522403A
JP2004522403A JP2001534408A JP2001534408A JP2004522403A JP 2004522403 A JP2004522403 A JP 2004522403A JP 2001534408 A JP2001534408 A JP 2001534408A JP 2001534408 A JP2001534408 A JP 2001534408A JP 2004522403 A JP2004522403 A JP 2004522403A
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promoter
cytokine
polynucleotide
coated
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スコット ウムラフ,
リー ケイ. ロバーツ,
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パウダージェクト ヴァクシンズ,インコーポレイテッド
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Abstract

その発現が同時刺激分子をコードする遺伝子由来のプロモーターによって制御される少なくとも1つの免疫化抗原をコードするポリヌクレオチドが、提供される。このポリヌクレオチドはまた、アジュバントをコードし得る。少なくとも1つの免疫化剤および少なくとも1つのサイトカイン(これは、樹状細胞の刺激および/または生存を増強する)を含む組成物もまた、提供される。免疫化剤に対して免疫応答を惹起するための方法もまた、提供される。この方法は、ポリヌクレオチドを投与する工程、および必要に応じて、アジュバントを同時投与する工程を包含する。Provided are polynucleotides encoding at least one immunizing antigen whose expression is controlled by a promoter from the gene encoding the costimulatory molecule. The polynucleotide may also encode an adjuvant. Also provided is a composition comprising at least one immunizing agent and at least one cytokine, which enhances the stimulation and / or survival of dendritic cells. Methods for raising an immune response to an immunizing agent are also provided. The method includes the steps of administering a polynucleotide and, if necessary, co-administering an adjuvant.

Description

【0001】
(発明の分野)
本発明は、一般に、ワクチン組成物およびその使用方法に関する。より具体的に、本発明は、その発現が同時刺激分子由来のプロモーターによって制御される少なくとも1つの免疫化抗原をコードするポリヌクレオチドに関する。これらのポリヌクレオチドを使用する免疫方法もまた、提供される。また、少なくとも1つの免疫化薬剤および少なくとも1つのサイトカイン(抗原提示細胞の成熟に関連する)を含む組成物も提供される。これらの組成物を使用して免疫応答を惹起する方法もまた提供される。
【0002】
(背景)
細胞媒介免疫応答を誘導するワクチンは、寄生生物、自己免疫疾患、アレルギー疾患および癌と戦う際における重要なストラテジーとして現れる。従来のワクチン接種ストラテジーは、一般に、「生きた」または「死んだ」ワクチンのいずれかの投与を含む。Ertlら(1996)J.Immunol.156:3579 −3582。いわゆる生きたワクチンは弱毒化した微生物および生きたベクターに基づく組み換え分子を含む。死んだワクチンは、殺された病原体全体に基づくもの、およびサブユニットワクチン(例えば、可溶性病原体サブユニットまたはタンパク質サブユニット)を含む。生きたワクチンは、免疫された被験体における有効な免疫応答を提供することに、一般に成功している;しかし、このようなワクチンは、免疫無防備状態の被験体または妊娠中の被験体において危険であり得るか、病原性生物に戻り得るか、または他の病原体で汚染され得る。Hassettら(1996)Trends in Microbiol.8:307−312。死んだワクチンは、生きたワクチンと関連した安全性の問題を回避する;しかし、このようなワクチンは、しばしば、免疫された被験体の¥における適切および/または有効な免疫応答を提供することを失敗する。
【0003】
さらに近年、筋肉内注射(Wolffら(1990)Science 247:1465:1468)または針およびシリンジを用いる皮内注射(Razら(1994)PNAS UAS 91:9519−9523)による、プラスミドDNAの直接注入が記載されている。衝撃または粒子媒介DNA送達と言われる別のアプローチは、DNAでコーティングされた微視的金ビーズを直接表皮の細胞に投与するために、針粒子送達デバイスを使用する。従って、多くの送達技術が、免疫のための核酸を送達するために使用され得、核酸コーティングミクロ粒子を標的組織に送達する粒子媒介技術を含む(例えば、共同にかかる米国特許第5,865,796号(1999年2月2日公開))。粒子媒介核酸免疫技術は、ナノグラムのDNAの表皮送達に続いて、体液性免疫応答および/または細胞障害性Tリンパ球免疫応答の両方を惹起することが示されてる。Pertmerら(1995)Vaccine 13:1427−1430.このような粒子媒介送達技術は、他の型の核酸接種と比較され、そして顕著に優れていることが見出された。Fynanら(1995)Int.J.Immunopharmacology 17:79−83、Fynanら(1993)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:11478−11482、およびRazsら(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:9519−9523。
【0004】
インタクトな皮膚へおよびこの皮膚を介する制御された用量における固体薬物含有粒子を送達するための無針シリンジの使用を必要とする新規な経皮的な薬物送達系が記載されている。特に、共同にかかる米国特許第5,630,796号(Bellhouseら)は、スーパーソニックガスフロー(supersonic gas flow)と同調して、薬学的粒子を送達する粒子送達デバイス(無針シリンジ)を記載する。この粒子送達デバイスは、粉末の薬物化合物および組成物の経皮的送達のために用いられ、生きた細胞中の遺伝物質の送達(例えば、遺伝子治療)、および皮膚、筋肉、血液、またはリンパへの生物薬剤の送達のために用いられる。このデバイスはまた、薬物および生物薬剤を、組織表面、固形腫瘍および/または外科的な腔(例えば、腫瘍切除後の腫瘍ベッド、または腔)へ送達するために、手術と組み合わせて使用され得る。実質的に固形の粒子形態に適するように調製され得る薬学的な薬剤は、そのようなデバイスを用いて、安全かつ容易に送達され得る。
【0005】
1つの特定の粒子送達デバイスは、一般的に、最初はノズルを介した通路を塞いでおり、そしてノズルの上流端に実質的に隣接している変化させた破裂し得る膜を有する、細長い管状ノズルを含む。送達される治療剤の粒子は、破裂し得る膜に隣接して配置され、そして膜を破裂させ、そしてそれらの下流端から送達のためのノズルを通してスーパーソニックガスフロー(薬学的粒子を含む)を産生するために充分な膜の上流側へのガス圧を加える加圧手段を用いて送達される。従って、粒子が、破裂し得る膜の破裂を容易に得ることのできるマッハ1〜マッハ8の間の送達速度で無針シリンジから送達され得る。
【0006】
スーパーソニックガスフロー中に同調する薬学的粒子を有する代わりに、ノズルの下流端が、静止している「裏返し」位置(ここでは、薬学的粒子を含有するために、隔壁が下流面に凹面を有する)と活性な「裏返し」の位置(ここでは、隔壁は、隔壁の上流面に適応された超音波衝撃波の結果として、隔壁の下流面に外向きに凸面を有する)の間を動くことができる双安定の隔壁を提供されることを除いては、別の無針シリンジの構成は一般的に、上記と同様の要素を含む。この様式において、この隔壁の凹面内に含有される薬学的粒子は、それらの経皮的送達のためのデバイスから、目的の皮膚または粘膜表面へ、超音速の初速で発射される。
【0007】
上記のデバイス装置を用いる経皮的送達は、一般的に、約0.1〜250μmの間の範囲のおよそのサイズを有する粒子を用いて実行される。約250μmより大きな粒子がまた、粒子サイズが皮膚細胞に有害なダメージを引き起こす点である、上限の粒子サイズでデバイスから送達され得る。送達された粒子が貫通する実際の距離は、粒子サイズ(例えば、概算的な球状の粒子幾何学から想定される名目状の粒子の直径)、粒子密度、粒子が皮膚表面に衝突する初速度、そして皮膚の密度および運動粘度に依存している。無針シリンジに一般的に用いるための標的粒子密度は、約0.1と25g/cmとの間の範囲であり、そして注入速度は、一般的に約150と3,000m/秒との間の範囲である
(発明の要旨)
本発明は、同時刺激分子をコードする遺伝子由来の第一のプロモーターおよび少なくとも1つの抗原をコードする第一の配列を含むポリヌクレオチドに関し、ここで、第一の配列は、第一のプロモーターに作動可能に連結される。特定の実施形態において、このプロモーターは、CD80(B7−1)遺伝子またはCD86(B7−2)遺伝子由来である。
【0008】
さらなる実施形態において、このポリヌクレオチドは、第一のプロモーター、または第二のプロモーターに作動可能に連結された少なくとも1つのサイトカインをコードする第二の配列をさらに含む。このプロモーターは、構成的プロモーターであり得る。
【0009】
他の実施形態において、本発明は、上記のようにポリヌクレオチドでコーティングされたコアキャリア、ならびにこのポリヌクレオチドおよび薬学的に受容可能な賦形剤を含む薬学的組成物に関する。この薬学的組成物は、必要に応じて、サイトカインをさらに含む。
【0010】
なおさらなる実施形態において、本発明は、(a)少なくとも1つの抗原をコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクター;および(b)CD40リガンド(CD40L)、腫瘍壊死因子関連活性化誘導サイトカイン(TRANCE)およびFlt3リガンド(flt−3L)からなる群から選択されるサイトカインを含むワクチン組成物に関する。
【0011】
別の実施形態において、本発明は、(a)少なくとも1つのペプチド抗原;および(b)CD40リガンド(CD40L)、腫瘍壊死因子関連活性化誘導サイトカイン(TRANCE)およびFlt3リガンド(flt−3L)からなる群から選択されるサイトカインをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクターを含むワクチン組成物に関する。
【0012】
なお別の実施形態において、本発明は、(a)少なくとも1つのペプチド抗原;および(b)CD40リガンド(CD40L)、腫瘍壊死因子関連活性化誘導サイトカイン(TRANCE)およびFlt3リガンド(flt−3L)からなる群から選択されるサイトカインを含むワクチン組成物に関する。
【0013】
上記ワクチンを投与する工程を包含する脊椎動物被験体において免疫応答を惹起するための方法もまた、提供される。
【0014】
上記ワクチン組成物の種々の成分がコアキャリア上にコーティングされ得、そして脊椎動物被験体において免疫応答を惹起するための方法において使用され得る。この文脈において、この方法は、粒子媒介送達技術を使用して、被験体に組成物を投与する工程を包含する。
【0015】
別の実施形態において、本発明は、脊椎動物被験体において免疫応答を惹起するための方法に関する。この方法は、(a)同時刺激分子をコードする遺伝子由来のプロモーターに作動可能に連結された抗原をコードするヌクレオチド配列を提供する工程であって、このプロモータが被験体において抗原の発現を指向し得る、工程;および(b)被験体に該コーティングされたコアキャリア粒子を投与する工程であって、それによって、該抗原が、被験体において発現され、そして免疫応答を惹起するに十分な量で、この被験体にこのヌクレオチド配列を投与する工程を包含する。
【0016】
さらなる実施形態において、本発明は、脊椎動物被験体において免疫応答を惹起するための方法に関する。この方法は、(a)少なくとも1つの抗原をコードするヌクレオチド配列でコーティングされた粒子を提供する工程であって、このヌクレオチド配列は、同時刺激分子をコードする遺伝子由来のプロモーターに作動可能に連結され、ここで、このプロモーターが、この被験体において抗原コード配列の発現を駆動し得る、工程;および(b)粒子媒介送達技術を使用して、この被験体にこの粒子を投与する工程であって、それによって、上記ヌクレオチド配列によってコードされた抗原が、免疫応答を惹起するに十分な量で発現される、工程、を包含する。
【0017】
上記の方法において、このヌクレオチド配列は、少なくとも1つのサイトカイン(例えば、CD40L、腫瘍壊死因子関連活性化誘導サイトカイン(TRANCE)およびFlt3リガンド(flt−3L)からなる群から選択されるサイトカイン)をコードするポリヌクレオチドをさらに含む。
【0018】
本発明のこれらおよび他の実施形態は、本明細書の開示の観点から、当業者に容易に生じる。
【0019】
(本発明を実施するための様式)
本発明の詳細な説明の前に、本発明は、特定の抗原または抗原コードヌクレオチド配列に限定されないことが理解されるべきである。開示された方法がの異なる適用が、当該分野における特定の必要性に対して変更されることもまた、理解されるべきである。本明細書中において使用される用語は、ただ本発明の特定の実施態様を記載する目的のためのみで、限定することを意図されないこともまた理解されるべきである。
【0020】
本明細書中で引用される全ての刊行物、特許および特許出願(前出であろうと後出あろうと)は、その全体は本明細書中で参考として援用される。
【0021】
本明細書および添付された特許請求の範囲において使用されるような、単数型の「a」、「an」および「the」は、その内容が明らかに別のもの指定しない限り、複数の対象を含むに注意すべきである。従って、例えば、「抗原」に対する参照は、2以上の因子の混合物を含み、「粒子」に対する参照は、2以上の粒子の混合物を含み、「レシピエント細胞」に対する参照は、2以上のこのような細胞を含む、などである。
【0022】
(定義)
他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての技術的および科学的用語は、本発明が関係する当業者によって一般に理解されている意味と同じ意味を有する。以下の用語が、以下に示されるように定義されることが意図される。
【0023】
用語「ワクチン組成物」は、抗原を含む任意の薬学的組成物(例えば、抗原をコードするポリヌクレオチド)を意図し、その組成物は、被験体における疾患または症状を予防または処置するために使用され得る。従って、この用語は、両方のサブユニットワクチン(すなわち、天然において抗原が結合される生物体全体から分離および分散された抗原を含むワクチン組成物、ならびに殺されるか、弱毒化されるか、または不活性化された細菌、ウイルス、寄生虫あるいは他の微生物全体を含む組成物)を含む。
【0024】
用語「経皮」送達とは、皮内(例えば、真皮または上皮中へ)、経皮(transdermal)(例えば、「経皮(percutaneous)」および経粘膜の投与(すなわち、皮膚または粘膜組織中へのもしくはそれを通る薬剤の通過による送達)を意図する。例えば、以下を参照のこと:Transdermal Drug Delivery :Developmental Issues and Research Initiatives,Hadgraft and Guy(eds.),Marcel Dekker,Inc.,(1989);Controlled Drug Delivery :Fundamentals and Applications,Robinson and Lee(eds.),Marcel Dekker Inc.,(1987);および Transdermal Delivery ofDrugs,Vols.1−3,Kydonieus and Berner(eds.),CRC Press,(1987)。従って、この用語は、米国特許第5,630,796号に記載されるような無針シリンジ送達、および米国特許第5,865,796号において記載されるようなコーティングされたコアキャリアの粒子媒介される送達からの送達を包含する。
【0025】
「コアキャリア」とは、ゲスト核酸(例えば、DNA)が規定された粒子サイズを付与し、そして充分に高い密度を提供して細胞膜貫通に必要なモーメントを達成し、その結果、そのゲスト分子が粒子媒介技術(例えば、米国特許第5,100,792号)を用いて送達され得るようにコーティングされるキャリアを意味する。コアキャリアは、代表的には、タングステン、金、白金、フェライト、ポリスチレン、およびラテックスのような材料を含む。例えば、以下を参照のこと:Particle Bombardment Technologyfor Gene Transfer,(1994)Yang,N.ed.,Oxford University Press,New York,NY 10−11頁。
【0026】
「粒子送達デバイス」、または「無針シリンジ」とは、皮膚を窃孔するために従来の針の助けなしに経皮的に粒子組成物を送達する装置を意味する。本発明を用いた使用のための粒子送達デバイスは、本明細書を通して考察される。
【0027】
「抗原」は、宿主の免疫系を刺激して、細胞性の抗原特異的な免疫応答、または体液性の抗体応答を生じる1以上のエピトープを含む分子を意味する。従って、抗原は、タンパク質、ポリペプチド、抗原性タンパク質フラグメント、オリゴ糖類、多糖類などを含む。さらに、抗原は、任意の公知のウイルス、細菌、寄生虫、植物、原生生物、または真菌由来であり得、そして生物体全体であり得る。この用語はまた、腫瘍抗原を含む。同様に、抗原を発現するオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチド(例えば、DNAの免疫適用において)はまた、抗原の定義に含まれる。合成抗原(例えば、ポリエピトープ、隣接エピトープ、および他の組換え体または合成的に由来する抗原)もまた含まれる(Bergmannら (1993)Eur.J.Immunol.23:2777−2781;Bergmannら (1996)J.Immunol.157:3242−3249;Suhrbier,A.(1997)Immunol.and Cell Biol.75:402−408;Gardnerら (1998)12th World AIDS Conference、Geneva,Switzerland、June 28−July 3、1998)。
【0028】
用語「ペプチド」は、2つ以上のサブユニットアミノ酸、アミノ酸アナログ、または他のペプチド模倣物をの化合物をいうために、最も広い意味で使用される。これらのサブユニットは、ペプチド結合または他の結合(例えば、エステル、エーテルなど)のよって連結され得る。本明細書中で使用される場合、用語「アミノ酸」は、天然および/または非天然、あるいは合成のアミノ酸のいずれかをいい、グリシンおよびDまたはLの光学異性体の両方、ならびにアミノ酸アナログおよびペプチド模倣物を含む。ペプチド鎖が短い場合、3つ以上のアミノ酸のペプチドが、一般にオリゴペプチドといわる。ペプチド差が長い場合、このペプチドは、代表的に、ポリペプチドまたはタンパク質と呼ばれる。
【0029】
「T細胞エピトープ」は、「T細胞エピトープ」とは、概して、T細胞応答を誘導し得るペプチド構造の特徴をいう。この点に関し、当該分野において、T細胞エピトープは、MHC分子のペプチド結合開裂内の拡張されたコンフォメーションを仮定する線形のペプチド決定因子を含むことが受容され得る(Unanue et al.(1987)Science 236:551−557)。本明細書において使用される場合、T細胞エピトープは、概して、少なくとも約3〜5アミノ酸残基を有するペプチドであり、そして好ましくは、少なくとも5〜10またはそれを超えるアミノ酸残基を有するペプチドである。
【0030】
本明細書中で使用されるような「抗原提示細胞」および「APC」は、組織適合性複合体分子またはその部分、あるいは1つ以上のヒ古典的なMHC分子またはその部分と関連する抗原を、その表面に提示する任意の細胞を意図する。適切なAPCの例が以下に詳細に議論され、そしてランゲルハンス細胞、マクロファージ、樹状細胞、B細胞、ハイブリッドAPC、およびフォスター抗原提示細胞のような細胞全体を含むが、これらに限定されない。
【0031】
樹状細胞(DC)およびランゲルハンス細胞は、強力な抗原提示細胞である。DCは、種々の免疫器官の主要ではない成分であり、例えば、表皮細胞縣濁物の約1%を構成する(Schulerら(1985)J.Exp.Med.161:526;およびRomaniら(1989)J.Invest.Dermatol.93:600)。それらの相対的な希少性に関わらず、これらの細胞は、T細胞の活性化および増殖に必要とされるシグナルの全てを提供することが示されている。必要なシグナルは2つの型に分類され得る。第一の型(これは、免疫応答に対する特異性を与える)は、T細胞レセプター/CD3(「TRC/CD」)複合体とAPCの表面上の主要組織適合性複合体(「MHC」)クラスIまたはIIタンパク質との間の相互作用を介して媒介される。この相互作用は、T細胞の活性化が起こるために必要であるが、十分ではない。事実、シグナルの第二の型を伴わず、シグナルの第一の型は、T細胞アレルギーを生じうる(例えば、T細胞が、さらなるシグナルに非感受性である場合)。第二の型のシグナル(例えば、同時刺激シグナルと呼ばれる)は、抗原特異的またはMHC制限的のいずれかでもなく、そして第一の型のシグナルの存在化で、T細胞の完全な増殖応答およびT細胞エフェクター機能の誘導を導き得る。従って、上記のように、過去数年間にわたって蓄積された研究は、休止T細胞が、サイトカイン遺伝子の発現および増殖の誘導のために少なくとも2つのシグナルを必要とすることを、納得のいくように立証した(Schwatrz R.H.(1990)Science 248:1349−1356;Jenkins M.K.(1992)Immunol.Today 13:69−73)。一方のシグナル(特性を与えるもの)は、TCR/CD3複合体と適切なMHC/ペプチド複合体との相互作用によって生成され得る。第二のシグナルは、抗原特異性ではなく、そして「同時刺激」シグナルと呼ばれる。
【0032】
「同時刺激分子」は、抗原提示細胞およびT細胞の表面上frは次げンされるレセプターリガンド対として機能する。この用語は、任意の単一分子または分子の組合せを包含し、この分子は、T細胞の表面上でTCRによって結合されたペプチド/MHC複合体とともに機能する場合、このペプチドに結合するT細胞の活性化を達成する同時刺激効果を提供する。
【0033】
いくつかの分子は、同時刺激活性を増強することが示されてる。これらは、CD80(すなわち、B7−1)、CD86(すなわち、B7−2/B70)(Schwatrz R.H.(1992)Cell 71:1065−1068)、熱安定抗原(HSA)(Liu Y.ら(1992)J.Exp.Med.175:437−445)、コンドロイチン硫酸改変MHCインバリアント鎖(Naujokas M.F.,ら(1993)Cell 74:257−268)、細胞な接着分子1(ICAM−1)(Van Seventer,G.A.(1990)J.Immunol. 144:4579−4586)である。これらの分子は、各々、T細胞上のそれらの同族リガンドと相互作用することによって、同時刺激を達成するようである。同時刺激分子は、通常の生理学的条件下でネイティブなT細胞の完全な活性化を達成するために必要とされるシグナルを媒介する。1つの例示的なレセプター−リガンド対は、APCの表面上のCD80およびCD86同時刺激分子ならびにT細胞上のそれらの対レセプター、CD28およびCTLA−4である(Ellisら(1996)J.Immunol.56:2700−2709;Freemanら(1993)Science 262:909−911;Nabaviら(1992)Nature 360:266−268)。他の重要な同時刺激分子は、CD40およびCD54である。従って、この用語は、CD80、CD86、またはAPCのような抗原提示マトリックス上の他の同時刺激分子、ならびにT細胞の表面のTCRが、ペプチドに特異的に結合する場合に、同族リガンドに結合し、そしてT細胞の活性化を生じる同時刺激分子のフラグメント(これのみ、別の分子との複合体化したもの、または融合タンパク質の一部として)を包含する。同時刺激分子およびそれらのプロモーター領域をコードする遺伝子の配列の多くが、当該分野で公知である。他のプロモーターまたはそのフラグメントはまた、当該分野で公知でそして本明細書中に記載される方法に決定され得る。
【0034】
本明細書中で使用される場合、用語「アジュバント」は、薬物、抗原、ポリヌクレオチド、ベクターなどの作用を増強する任意の物質をいう。従って、アジュバントの1つの例は、「サイトカイン」である。本明細書中で使用される場合、用語「サイトカイン」は、細胞に種々の効果を及ぼす多くに因子の任意の1つをいい、例えば、成長、増殖または成熟を含む。特定のサイトカイン(例えば、TRANCE、flt−3およびCD40L)は、APCの免疫刺激能力を増強する。単独または本発明の実施と組み合せて使用されうるサイトカインの非限定的な例としては、インターロイキン−2(IL−2)、幹細胞因子(SCF)、インターロイキン3(IL−3)、インターロイキン6(IL−6)、インターロイキン12(IL−12)、G−CSF、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、インターロイキン−1α(IL−1α)、インテーロイキン−11(IL−11)、MIP−1α、白血病阻害因子(LIF)、c−kitリガンド、スロンボポエチン(TPO)、CD40リガンド(CD40L)、去腫瘍壊死因子関連活性化誘導サイトカイン(TRANCE)およびflt3リガンド(flt−3L)が挙げられる。サイトカインは、いくつかの供給メーカーから市販され、例えば、Genzyme(Framingham,MA)、Genentech(South San Francisco,CA)、Amgen(Thousand Oaks,CA)、R&D Systems and Immunex(Seattle,WA)である。これらの分子の多くの配列はまた、例えば、GenBankデータベースから利用可能である。通常明白に記載されてはいないが、野生型または精製サイトカインと類似の生物学的活性を有する分子(例えば、組換え的に生成されたものまたはその変異体)およびこれらの分子をコードする核酸が本発明の意図および範囲内で使用されることが意図されることが意図される。
【0035】
選択された抗原およびアジュバントを含む組成物、またはアジュバントと共に同時投与されるワクチン組成物は、それがアジュバントを含まないで投与される等量の抗原により誘発される免疫応答より大きな免疫応答を誘発する能力を有する場合、「増強された免疫原性」を示す。従って、ワクチン組成物は、「増強された免疫原性」を示し得る。なぜなら、その抗原はより強い免疫原性であるか、あるいはより低用量またはより少用量の抗原が、その抗原が投与される被検体における免疫応答を達成するために必要であるからである。そのような増強された免疫原性は、その動物に対してそのアジュバント組成物および抗原のコントロールを投与して、そしてその2つに対する抗体力価および/または細胞媒介免疫を、標準的なアッセイ(例えば、当該分野で周知の放射免疫アッセイ、ELISA、CTLアッセイなど)を使用して比較することにより決定され得る。
【0036】
用語「核酸分子」および「ポリヌクレオチド」は、互換可能に使用され、そして任意の長さのヌクレオチドのポリマー形態(デオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドのいずれか)、あるいはそのアナログをいう。ポリヌクレオチドの非限定的な例としては、遺伝子、遺伝子フラグメント、エキソン、イントロン、メッセンジャーRNA(mRNA)、トランスファーRNA、リボソームRNA、リボザイム、cDNA、組換えポリヌクレオチド、分枝ポリヌクレオチド、プラスミド、ベクター、任意の配列の単離されたDNA、任意の配列の単利されたRNA、核酸プローブおよびプライマーが挙げられる。
【0037】
ポリヌクレオチドは、代表的には4つのヌクレオチド塩基:アデニン(A);シトシン(C);グアニン(G);およびチミン(T)の特定の配列からなる(ポリヌクレオチドがRNAの場合は、ウラシル(U)がチミン(T)に替わる)。従って、用語ポリヌクレオチド配列は、ポリヌクレオチド分子のアルファベットでの表示である。このアルファベットでの表示は、中央演算装置(CPU)を有するコンピュータ中のデータベース内にインプットされ、そしてバイオインフォマティクス適用(例えば、機能的ゲノミクスおよびホモロジー検索)のために使用され得る。
【0038】
本発明の文脈において使用される場合、「遺伝子」は、遺伝子機能が関連する、遺伝子核酸(染色体、プラスミドなど)内のヌクレオチドの配列である。遺伝子は、(例えば、生物の)遺伝性の単位であり、生物のゲノム内で特定の物理的位置(「遺伝子座」(genetic locusまたはgene locus))を占めるポリヌクレオチド配列(例えば、哺乳動物のDNA配列)を含む。遺伝子は、発現される産物(例えば、ポリペプチドまたはポリヌクレオチド(例えば、tRNA))をコードし得る。あるいは、遺伝子は、特定の事象/機能(例えば、タンパク質および/または核酸の結合(例えば、ファージの付着部位)であり、この場合遺伝子は、発現される産物をコードしない)についての遺伝子座を規定し得る。代表的には、遺伝子は、コード配列(例えば、ポリペプチドをコードする配列)、および非コード配列(例えば、プロモーター配列、ポリアデニル化配列、転写調節配列(例えば、エンハンサー配列))を含む。多くの真核生物遺伝子は、「イントロン」(非コード配列)によって中断される「エクソン」(コード配列)を有する。特定の場合において、遺伝子は、別の遺伝子と配列を共有し得る(例えば、重複遺伝子)。
【0039】
「コード配列」または選択されたポリペプチドを「コードする」配列は、適切な調節配列(または「制御エレメント」)の制御下に配置される場合、インビボにおいて転写され(DNAの場合)そしてポリペプチドに翻訳される(mRNAの場合)、核酸分子である。コード配列の境界は、5’(アミノ)末端の開始コドン、および3’(カルボキシ)末端の翻訳終止コドンによって決定される。コード配列は、ウイルス、原核生物または真核生物mRNA由来のcDNA、ウイルスまたは原核生物DNA由来のゲノムDNA配列、および合成DNA配列でさえをも含み得るが、これらに限定されない。転写終結配列は、コード配列の3’に位置され得る。コード配列の転写および翻訳は、代表的には、「制御エレメント」によって調節され、この「制御エレメント」には、転写プロモーター、転写エンハンサーエレメント、転写終結シグナル、ポリアデニル化配列(翻訳終止コドンの3’に位置する)、翻訳の開始を最適化する配列(コード配列の5’に位置する)、および翻訳終止配列が挙げられるが、これらに限定されない。
【0040】
「プロモーター」は、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの転写を開始するヌクレオチド配列である。プロモーターには、誘導性プロモーター(プロモーターに作動可能に連結されたポリヌクレオチド配列の発現が、分析物、補因子、調節性タンパク質などによって誘導される)、抑制性プロモーター(プロモーターに作動可能に連結されたポリヌクレオチド配列の発現が、分析物、補因子、調節性タンパク質などによって抑制される)、および構成性プロモーターが挙げられ得る。さらに、そのようなプロモーターはまた、組織特異性を有し得る(例えば、CD80プロモーターは特定の免疫細胞のみにおいて誘導性であり、myoDプロモーターは、筋肉細胞内においてのみ誘導性である)。用語「プロモーター」または「制御エレメント」とは、全長プロモーター領域およびこれらの領域の機能的(例えば、転写または翻訳を制御する)セグメントを含むことが意図される。プロモーターが、同時刺激分子のプロモーター領域(またはその相補体)の領域として、同一または実質的同一な塩基対配列を有するか、あるいはプロモーターが以下の配列同一性を示す場合、そのプロモーターは、同時刺激分子をコードする遺伝子「由来」である。
【0041】
「ベクター」は、遺伝子配列を標的細胞に移入し得る(例えば、ウイルスベクター、非ウイルス性ベクター、微粒子キャリア、およびリポソーム)。代表的には、「ベクター構築物」、「発現ベクター」、および「遺伝子移入ベクター」とは、目的の遺伝子の発現を指向し、遺伝子配列を標的細胞に移入し得る任意の核酸構築物を意味する。従って、この用語は、クローニングビヒクル、発現ビヒクル、ならびにウイルスベクターを含む。
【0042】
「単離されたポリヌクレオチド」分子は、その分子が天然において見出される生物全体とは別個の分離された核酸分子であるか;天然において通常は会合する配列を全体的にまたは部分的に欠く核酸分子であるか;あるいは天然に存在するが、その分子中に会合した異種配列(以下に定義する)を有する配列である。
【0043】
「作動可能に連結した」とは、エレメントの配置であって、そのように記載される成分が、その通常の機能を実行するように設計されているものをいう。従って、コード配列(例えば、目的の抗原)と作動可能に連結された所定のプロモーターは、調節タンパク質および適切な酵素が存在する場合、そのコード配列の発現をもたらし得る。ある場合には、特定の制御エレメントは、その制御エレメントがコード配列の発現を指向するように機能する限り、コード配列と連続である必要はない。例えば、介在する、翻訳されないがなお転写される配列が、プロモーター配列とコード配列の間に存在し得、そのプロモーター配列はなお、コード配列と「作動可能に連結されている」と考えられ得る。
【0044】
本発明において核酸分子を記載するために使用される場合、「組換え」とは、ゲノム、cDNA、半合成、または合成起源のポリヌクレオチドを意味し、その起源および操作のために:(1)天然において会合しているポリヌクレオチドの全部または部分と会合しないか、および/または(2)天然において連結しているポリヌクレオチド以外のポリヌクレオチドと連結する。タンパク質またはポリペプチドに関して使用される場合、用語「組換え」とは、組換えポリヌクレオチドの発現によって産生されるポリペプチドを意味する。
【0045】
核酸「配列同一性」およびアミノ酸「配列同一性」を決定する技術もまた、当該分野で公知である。代表的には、そのような技術は、遺伝子のmRNAのヌクレオチド配列の決定、および/またはmRNAによってコードされるアミノ酸配列の決定、およびこれらの配列と第2の核酸またはアミノ酸配列との比較を含む。一般に、「同一性」とは、2つのポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列それぞれの、正確なヌクレオチド対ヌクレオチド対応、または正確なアミノ酸対アミノ酸対応をいう。2つ以上の配列(ポリヌクレオチドまたはアミノ酸)は、その「パーセント同一性」を決定することによって、比較され得る。2つの配列のパーセント同一性(核酸配列であっても、アミノ酸配列であっても)は、2つの整列された配列間の正確なマッチを、より短い配列の長さで割って、100を掛けた数である。核酸配列についてのおおよその整列は、Smith and Watermann(Advances in Applied Mathematics 2:482−489(1981))の局所的ホモロジーアルゴリズムによって提供される。このアルゴリズムは、Dayhoff(Atlas of Protein Sequences and Structure,M.O.Dayhoff編、5補遺 3:353−358,National Biomedical Research Foundation,Washington,D.C.,USA)によって開発され、そしてGribskov(Nucl.Acids Res.14(6):6745−6763(1986))によって正規化されたスコアリングマトリクスを使用することによって、アミノ酸配列に適用され得る。配列のパーセント同一性を決定するためのこのアルゴリズムの例示的な実行は、「BestFit」ユーティリティアプリケーションにおいて、Genetics Computer Group(Madison, WI)によって提供されている。この方法のデフォルトパラメーターは、Wisconsin Sequence Analysis Package Program Manual,Version 8(1995)(Genetics Computer Group,Madison,WIから入手可能)に記載されている。本発明の文脈において、パーセント同一性を確立するための好ましい方法は、University of Edinburghによって著作権が保護されたプログラムのMPSRCHパッケージ(John F.CollinsおよびShane S.Sturrokによって開発され、そしてIntelliGenetics, Inc.(Mountain View, CA)によって頒布される)を使用することである。この一組のパッケージから、スコアリングテーブルについて、デフォルトパラメーター(例えば、12のgap open penalty、1のgap extension penalty、および6のgap)を使用する、Smith−Watermanアルゴリズムを使用し得る。作成されたデータから、「Match」値は、「配列同一性」を反映する。配列間のパーセント同一性または類似性を計算するための他の適切なプログラムが、一般に当該分野で公知である(例えば、別のアラインメントプログラムは、デフォルトパラメーターで使用するBLASTである)。例えば、BLASTNおよびBLASTPは、以下のデフォルトパラメーターを使用して使用され得る:genetic code=標準;filter=なし;strand=両方;cutoff=60;expect=10;Matrix=BLOSUM62;Descriptions=50配列;sort by=ハイスコア;Databases=重複なし,GenBank+EMBL+DDBJ+PDB+GenBank CDS翻訳+Swiss protein+Spupdate+PIR。これらのプログラムの詳細は、以下のインターネットアドレスにおいて見出され得る:http://www.ncbi.nlm.gov/cgi−bin/BLAST。
【0046】
あるいは、ホモロジーを、相同性領域間で安定な二重鎖を形成する条件下でポリヌクレオチドのハイブリダイゼーションを行ない、その後、1本鎖特異的ヌクレアーゼで消化し、そして消化したフラグメントのサイズを決定することによって、決定し得る。2つのDNA配列または2つのポリペプチド配列は、上記の方法を使用して決定する場合、配列が少なくとも約80〜85%、好ましくは少なくとも約90%、そして最も好ましくは少なくとも約95〜95%の配列同一性を分子の規定された長さにわたって示す場合、お互いに「実質的に相同」である。本明細書において使用する場合、実質的相同とはまた、特定されたDNA配列またはポリペプチド配列に対する完全な同一性を示す配列をいう。実質的に相同なDNA配列を、例えば、特定の系について規定されるように、ストリンジェントな条件下でのサザンハイブリダイゼーション実験において同定し得る。例えば、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は、50%のホルムアミド、5×Denhardt溶液、5×SSC、0.1% SDS、および100μg/mlの変性サケ精子DNAを含み得、そして洗浄条件は、37℃での2×SSC、0.1% SDS、その後、68℃での1×SSC、0.1% SDSを含み得る。適切なハイブリダイゼーション条件を規定することは、当業者の範囲内である。例えば、Sambrookら、上記;DNA Cloning、上記;Nucleic Acid Hybridization、上記を参照のこと。
【0047】
本明細書において使用する場合、用語「処置」とは、以下のいずれかを含む:感染または再感染の予防;症状の減少または除去;および病原の減少または完全な除去。処置は、予防的に(感染前)、または治療的に(感染後)になされ得る。「有効量」は、有利な結果または所望の結果をもたらすのに十分な量である。有効量は、投薬量の1以上の投与、適用において投与され得る。用語「同時投与」(「co−administering」または「co−administration」)とは、少なくとも2つの物質の投与をいう。同時投与は、同時にまたは異なる時間において、物質を投与することによって達成され得る。さらに、同時投与とは、1つ以上の送達手段を使用する送達を含む。
【0048】
適切な免疫応答によって、本発明の方法は、免疫した被験体において、ウイルス抗原に特異的なBリンパ球および/またはTリンパ球の産生によって特徴付けられる免疫応答を惹起し得、ここで、この免疫応答は、同種のウイルス株または異種ウイルス株でのその後の感染に対して被験体を防御し得るか、ウイルス負荷および/または感染中の脱粒を減少し得るか、非免疫被験体と比較して、より短い時間で感染の回復をもたらし得るか、あるいは疾患症状の臨床的徴候を防ぎ得るか、または減少し得る。
【0049】
「脊椎動物被験体」によって、cordata亜門、特に哺乳動物(ヒトおよび他の霊長類を含むがこれらの限定されない)のいずれかのメンバーを意味する。この用語は、特定の年齢を意味しない。従って、成体の個体および新生の個体の両方を包含することを意図する。
【0050】
(本発明の一般的概要)
本発明を詳細に記載する前に、本発明は、特定の処方物にも、特定のプロセスパラメーターにも限定されないことが理解される(これらは、当然変化し得る)。本明細書において使用される技術は、本発明の特定の実施形態を記載する目的のみのためであり、限定することを意図しないことも理解される。
【0051】
DNA−ワクチンは、一般に、標的組織内に存在する細胞によるデノボ合成のための、関連する抗原をコードするプラスミドからなる。ウイルスプロモーター(例えば、サイトメガロウイルス(CMV)由来のプロモーター)は、抗原の発現を駆動するために、DNA−ワクチンプラスミド構築物において一般に使用される。「裸の」形態および粒子に付着した形態の両方での、これらのDNA−ワクチンプラスミドの送達が、体液性免疫応答および細胞媒介性免疫応答の両方を惹起することが示されている(例えば、Wangら、(1993)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:4156−4160;Tangら、(1992)Nature 356:152−154;Fynan前出を参照のこと)。
【0052】
特異的CTL(細胞障害性T細胞)応答を引き起こすために、抗原が、T細胞に対して提示されなければならないことが、公知である。この提示は、抗原提示細胞(APC)(樹状細胞(DC)、ランゲルハンス細胞、単球、マクロファージ、およびB細胞を含む細胞のクラス)を介して達成される。DCは、皮膚の表皮において、ランゲルハンス細胞とは形態学的に異なるとして、最初に記載され(Bancheraeauら、(1998)Nature 392:245−252によってレビューされるように)、そしてその後、天然のT細胞の活性化のために最も効果的なAPCであることが示された。Lanzavecchia A.((1993) Science 260:937−944)およびBancheraeauら、(1998、前出)。注入されたDNA−ワクチンによってコードされる抗原は、樹状細胞によって、ペプチドにプロセスされ、そしてT細胞に対して提示される。表皮内に送達されたDNA−ワクチンがランゲルハンス細胞を標的化することもまた、示されている。標的とされたランゲルハンス細胞は、DNAにコードされた抗原を発現し、そして表皮を出て、ランゲルハンス細胞がDNA−ワクチンによってコードされた抗原をプロセスして、Tリンパ球に対して提示する流入領域リンパ節に移動する。従って、APCは、DNA−ワクチンに対する効果的な免疫応答の誘導において、必須の役割を担う。
【0053】
抗原に対して曝露されたAPCは、抗原を小さなフラグメント(エピトープとして公知)にプロセスし、次にこのフラグメントは、CD8+Tリンパ球に対する提示のためにクラスIの主要組織適合性遺伝子複合体(MHC)と会合し、そしてCD4+Tリンパ球に対する提示のためにクラスIIのMHCと会合する。しかし、特定の同時刺激分子、例えば、CD80およびCD86(それぞれ、B7−1およびB7−2としても公知)もまた、抗原提示のために必要である。従って、Tリンパ球の効果的な活性化は、APCおよび標的T細胞の境界面の細胞表面における2つのシグナルを必要とする。第1の活性化シグナルは、T細胞レセプター(TCR)の抗原MHC複合体への結合によって提供され、そして第2の活性化シグナルは、APC上のCD80/CD86同時刺激分子と、Tリンパ球上のCD28レセプターとの結合によって提供されることが公知である。成熟後、APCはアポトーシスに対して感受性となり、そのためその天然の刺激能力を限定する。
【0054】
成功した抗原提示に必要なCD80/CD86同時刺激分子は、ACPによって構成的に発現されない。むしろ、活性化の際に(例えば、感染病原体に応答して)、APC表面上のCD80/CD86発現は、迅速に上方制御される。APCによるCD80/CD86発現を誘導するためのシグナルは、病原体に感染した炎症組織部位内の上皮細胞およびリンパ細胞によって放出されるサイトカインによって提供され得る。さらに、活性化されたTリンパ球によって分泌される特定のサイトカイン(例えば、IFNγ)は、APCによるCD80/CD86の発現の誘導および維持の両方をなし得る。今日まで、TNFファミリーの2つのメンバー、CD40リガンド(CD40LまたはCD154)、およびTNF関連活性化誘導化サイトカイン(TRANCE)、およびFlt3リガンドとして公知の因子(Flt3L)が、APCの成熟化と関与している。例えば、Gurunathanら、(1998)J.Immunol.,161:4563−4571;Pulendranら、(1998)J.Exp.Med.,188:2075−2082、およびWongら、(1999)J.Immunol 162:2251−2258を参照のこと。TRANCEはまた、成熟したDCの寿命を延ばすことが示されている。(Josienら、(1999)J.Immun.162:2562−2568;Wongら、(1997)J.Exp.Med.,186:2075−2080)。CD40Lおよび腫瘍特異的抗原の同時投与は、Th2型免疫応答を反映するIgG1抗体の産生を生じることが示されている(Wongら、(1999)前出を参照のこと)。
【0055】
近年、被験体のT細胞応答を増強する方法が記載されている。これらの方法は、同一の転写調節エレメントの下に、免疫抗原および全長同時刺激分子をコードするヌクレオチドを投与する工程を必要とする(例えば、米国特許第5,738,852号、および国際公開公報WO97/32987(1997年9月12日公開)を参照のこと)。これらの研究が、構成性プロモーター(例えば、CMVプロモーター)の制御下での免疫因子および同時刺激因子の発現を例示し、そして記載することに注意することが有用である。
【0056】
当該分野において、誘導性のAPCを標的とするDNA−ワクチン、および標的とされたAPCの成熟および刺激の寿命を効果的に増強する方法(例えば、特異的細胞を標的化することによるか、または特異的細胞中のみで活性であることによる)が依然として必要である。本明細書において記載される発明は、この目的を達成する(例えば、免疫因子をコードするポリヌクレオチドを、同時刺激分子をコードする遺伝子由来のプロモーター配列に作動可能に連結することによるか、および/または免疫因子とAPCの刺激寿命を増強する1つ以上のサイトカインを同時投与することによる)。
【0057】
より具体的には、本発明は、ワクチンとして特に有用な新規のポリヌクレオチドを提供する。代表的には、ポリヌクレオチドは、適切な調節エレメントを含むベクター(例えば、プラスミド)に含まれる。1つの実施形態において、本発明のポリヌクレオチドは、少なくとも1つの選択された抗原をコードする配列を含む。抗原の発現は、同時刺激分子(例えば、CD80またはCD86)をコードする遺伝子由来の転写調節エレメント(例えば、プロモーター)によって制御される。特定の理論に拘束されることはないが、同時刺激分子由来のプロモーターエレメントを使用することは、活性化の際、および抗原提示の間に、APCによるこれらプロモーターの通常の上方制御を利用するようである。従って、本明細書に記載されるポリヌクレオチドの使用は、例えば、構成性プロモーターによって駆動されるポリヌクレオチドの使用と比較して、抗原の発現、APC内でのプロセシングおよび提示を増強する。
【0058】
本発明はまた、同時刺激分子プロモーターおよび抗原をコードする配列を含む発現ベクターがさらにアジュバント(例えば、サイトカイン)を含む組成物を含む。好ましくは、サイトカインは、例えば、APCの免疫刺激能力を増強することによって、APC表面上において同時刺激リガンドの発現を増加することによって、抗原/MHC複合体を安定化することによって、および/またはAPCのアポトーシスを阻害することによって、免疫応答を増強する。同時刺激分子プロモーターに作動可能に連結された抗原を保有するポリヌクレオチドを、アジュバントとともに同時投与する方法もまた、含まれる。選択されたアジュバントは、適切な調節性制御下のポリヌクレオチドの形態において与えられ得るか、ポリペプチド(例えば、組換え産生されたポリペプチド)として与えられ得る。ヌクレオチドとして投与される場合、サイトカインをコードする配列および抗原をコードする配列は、同一のベクター上に保持されても、または異なるベクター上に保持されてもよい。従って、サイトカインをコードする配列は、同時刺激分子由来のプロモーターの制御下であっても、あるいは異なるプロモーター(例えば、構成性プロモーター)の制御下であってもよい。さらに、サイトカインをコードする配列は、抗原をコードする配列の3’または5’のいずれに位置してもよい。
【0059】
本発明は、樹状細胞の刺激または生存可能性を増強する少なくとも1つのサイトカインと組み合わせた抗原を含むワクチン組成物をさらに含む。上記のように、そのようなサイトカイン(例えば、TRANCE、flt3、CD40L)は、APC表面上の同時刺激分子の発現を増加し得るか、抗原/MHC複合体を安定化し得るか、またはそのアポトーシスを防ぎ得、それによって、APCの刺激寿命を増加し得る。特に、少なくとも1つの抗原とペプチドサイトカイン(特に、TRANCE、flt−3またはCD40Lのようなサイトカイン)をコードするポリヌクレオチドを含む組成物が記載される。別の組成物としては、少なくとも1つの抗原(例えば、ペプチド)および少なくとも1つのサイトカイン(例えば、TRANCE、flt−3および/またはCD40L)を含む組成物が挙げられる。なお別の組成物は、少なくとも1つの抗原(例えば、ペプチド)および少なくとも1つのサイトカイン(例えば、TRANCE、flt−3および/またはCD40L)をコードするポリヌクレオチドを含む。1つより多い抗原を、1つ以上のサイトカインと組み合わせて使用し得ることが理解される。
【0060】
本発明のポリヌクレオチドは、例えば、トランスフェクションによってか、または粒子上にポリヌクレオチドをコートして、コートした粒子を細胞に投与することによって、インビトロまたはインビボにおいて細胞中に導入され得る。あるいは、ポリヌクレオチドおよび/またはペプチドは、微粒子(例えば、粉末)の形態において提供され得、以下および国際公開公報WO97/48485およびWO98/10750の開示(本明細書において参考として援用される)において、十分に考察される。
【0061】
従って、本発明は、免疫応答(好ましくは、CTL応答)を、脊椎動物被験体において、少なくとも1つの選択された抗原をコードするポリヌクレオチドを投与することによって惹起する方法を含み、ここで、この抗原をコードする配列は、同時刺激分子の調節エレメントに作動可能に連結している。選択された抗原を、TRANCE、flt−3LまたはCD40Lのようなサイトカインとともに同時投与することによって、脊椎動物被験体中で免疫応答を惹起する方法もまた、提供される。
【0062】
(抗原)
本明細書中に記載される組成物および方法は、多くの状態(癌、アレルギー、毒性および病原体(例えば、ウイルス、細菌、真菌、および他の病原体生物)による感染が挙げられるが、これらに限定されない)の処置および/または予防のための広範な種々の抗原に対する免疫応答の誘発において有用である。
【0063】
本組成物および方法における使用のために適切なウイルス抗原としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:肝炎ファミリーのウイルス(A型肝炎ウイルス(HAV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、デルタ型肝炎ウイルス(HDV)、E型肝炎ウイルス(HEV)およびG型肝炎ウイルス(HGV)を含む)から得られる、または由来の抗原。例えば、国際公開番号WO89/04669;WO90/11089;およびWO90/14436を参照のこと。HCVゲノムは、いくつかのウイルス性タンパク質(E1およびE2を含む)をコードする。例えば、Houghtonら(1991)Hepatology 14:381−388を参照のこと。核酸分子(これらのタンパク質をコードする配列を含む)およびその抗原性フラグメントは、本方法における使用を見出す。同様に、HDV由来のδ抗原のコード配列は、公知である(例えば、米国特許第5、378、814号を参照のこと)。
【0064】
同様にヘルペスウイルスファミリー由来の広範な種々のタンパク質もまた、本発明において抗原として使用され得、この抗原としては、単純ヘルペスウイルス(HSV)1型および2型由来のタンパク質(例えば、HSV−1およびHSV−2の糖タンパク質gB、gDおよびgH);水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)、エプスタイン−バーウイルス(EBV)およびサイトメガロウイルス(CMV)由来の抗原(CMV gBおよびCMV gHを含む);ならびに他のヒトヘルペスウイルス(例えば、HHV6およびHHV7)由来の抗原が挙げられる(例えば、Cheeら(1990)Cytomegaroviruses(J.K.McDougall編、Springer−Verlag,125〜169頁;McGeochら(1988)J.Gen.Virol.69:1531〜1574;米国特許第5,171,568号;Baerら(1984)Nature 310:207〜211;およびDavisonら(1986)J.Gen.Virol.67:1759〜1816を参照のこと)。
【0065】
ヒト免疫不全ウイルス(HIV)抗原(例えば、多数のHIV−1およびHIV−2単離物についてのgp120分子)(HIVの種々の遺伝的サブタイプのメンバーを含む)は、公知であり、そして報告されており(例えば、Myersら、Los Alamos Database,Los Alamos National Laboratory,Los Alamos,New Mexico(1992);およびModrowら(1987)J.Virol.61:570〜578)、そして任意のこれらの単離物由来または得られた核酸配列を含む抗原は、本発明の方法における使用を見出す。さらに、任意の種々のHIV単離物(1つ以上の種々のエンベロープタンパク質(例えば、gp160およびgp41)、gag抗原(例えば、p24gagおよびp55gag)、ならびにHIVのpol、env、tat、vif、rev、nef、vpr、vpuおよびLTR領域由来のタンパク質を含む)由来の他の免疫原性部分は、本明細書中における使用を見出す。
【0066】
他のウイルス由来の抗原または他のウイルスから得られる抗原はまた、本明細書中における使用を見出し、以下を含むが、これらに限定されない:ピコルナウイルス科(例えば、ポリオウイルス、ライノウイルスなど);カリチウイルス科;トガウイルス科(例えば、風疹ウイルス、デング熱ウイルスなど);フラビウイルス科;コロナウイルス科;レオウイルス科(例えば、ロタウイルスなど);オルソミクソウイルス科(例えば、インフルエンザウイルスA型、B型およびC型など);ビルナウイルス科;ラブドウイルス(Rhabodoviridae)科(例えば、狂犬病ウイルスなど);フィロウイルス科;パラミクソウイルス科(例えば、流行性耳下腺炎ウイルス、麻疹ウイルス、RSウイルス、パラインフルエンザウイルスなど);ブンヤウイルス科;アレナウイルス科;レトロウイルス科(例えば、HTLV−1;HTLV−II;HIV−1(HTLV−III、LAV、ARV、hTLRなどとしても知られる))(これは、単離物HIVIIIb、HIVSF2、HIVLAV、HIVLA1、HIVMN;HIV−1CM235、HIV−1US4など由来の抗原を含むが、これらに限定されない);HIV−2;中でもサル免疫不全ウイルス(SIV);乳頭腫ウイルス属、ダニ媒介脳炎ウイルスなど。これらおよび他のウイルスの説明については、例えば、Virology、第3版(W.K.Joklik編,1988);Fundamental Virology,第2版(B.N.FieldsおよびD.M.Knipe編,1991)を参照のこと。
【0067】
いくつかの状況において、選択された抗原が、代表的に粘膜表面を介して身体へ入るウイルス性病原体から得られるかまたは由来であり、そしてヒト疾患(例えば、HIV(AIDS)、インフルエンザウイルス(Flu)、単純疱疹ウイルス(性器感染、単純疱疹、STD)、ロタウイルス(下痢)、パラインフルエンザウイルス(呼吸感染)、ポリオウイルス(ポリオ)、RSウイルス(呼吸感染)、麻疹ウイルスおよび流行性耳下腺炎ウイルス(麻疹、流行性耳下腺炎)、風疹ウイルス(風疹)、およびライノウイルス(一般的風邪)であるが、これらに限定されない)の原因であることが公知である、または関連することが望ましくあり得る。
【0068】
適切な細菌抗原および寄生生物抗原は、以下のような疾患の原因である公知の原因因子から得られる得かまたは由来され得る:ジフテリア(Diptheria)、百日咳、破傷風、結核、細菌性肺炎または真菌性肺炎、、中耳炎、淋病、コレラ、腸チフス、髄膜炎、単核細胞症ペスト、細菌性赤痢またはサルモネラ症、レジオネラ疾患(Legionaire’s Disease)、ライム病、らい病、マラリア、鉤虫、オンコセルカ症、住血吸虫症、トリパノソーマ症、リーシュマニア症(Lesmaniasis)、ジアルジア属、アメーバ症(amoebiasis)、フィラリア症、ボレリア属(Borelia)、およびトリパノソーマ症。なおさらなる抗原は、従来にはない病原体(例えば、クールー、クロイツフェルト−ヤーコプ病(CJD)、スクラピー、ミンクの伝染性脳症および慢性消耗病の原因因子)、あるいは狂牛病に関連するプリオンのようなタンパク質様感染粒子から得られ得るか、またはそれらに由来し得る。
【0069】
抗原が由来し得る特定の病原体として、以下が挙げられる:M.tuberculosis、Chlamydia、N.gonorrhoeae、Shigella、Salmonella、Vibrio Cholera、Treponema pallidua、Pseudomonas、Bordetella pertussis、Brucella、Franciscella tulorensis、Helicobacter pylori、Leptospria interrogaus、Legionella pneumophila、Yersinia pestis、Streptococcus(A型およびB型)、Pneumococcus、Meningococcus、Hemophilus influenza(b型)、Toxoplasma gondic、Complylobacteriosis、Moraxella catarrhalis、Donovanosis、およびActinomycosis;真菌病原体として、CandidiasisおよびAspergillosisが挙げられ;寄生生物病原体としてTaenia、Flukes、Roundworms、Amebiasis、Giardiasis、Cryptosporidium、Schistosoma、Pneumocystis carinii、TrichomoniasisおよびTrichinosisが挙げられる。従って、本発明はまた、神経獣医学疾患(例えば、足疾患および口疾患、コロナウイルス、Pasteurella multocida、Helicobacter、Strongy1us vulgaris、Actinobacillus pleuropneumonia、牛ウイルス性下痢ウイルス(BVDV)、Klebsiella pneumoniae、E.coli、Bordetella pertussis、Bordetella parapertussisおよびbrochiseptica)に対する適切な免疫応答を提供するため使用され得る。
【0070】
代表的に、1つ以上の上に列挙された抗原に対応するヌクレオチド配列は、以下に示すようにポリヌクレオチドの生成において使用される。
【0071】
(遺伝子およびポリヌクレオチドの構築物の単離)
本発明は、少なくとも1つの抗原(例えば、ウイルス、細菌、真菌、虫、毒素、アレルギーもしくは癌細胞由来および/または発現される抗原)をコードするポリヌクレオチドを提供する。この抗原は、非ウイルス特異的プロモーター、細胞特異的プロモーターまたは組織特異的プロモーター(例えば、同時刺激分子をコードする配列の転写を制御する調節エレメント由来プロモーター)に作動可能に連結される。これらのポリペプチドは、抗原に対する免疫応答(特にTリンパ球を活性化する際)の誘発において有用である。
【0072】
本発明において使用されるため選択されたヌクレオチド配列は、公知の供給源由来であり得る(例えば、標準技術を使用して所望の遺伝子またはヌクレオチド配列を含む細胞から同じものを単離することによって)。同様に、ヌクレオチド配列は、当該分野で周知のポリヌクレオチド合成の標準様式を使用して合成的に生成され得る。例えば、Edgeら(1981)Nature 292:756−762;Nambairら(1994)Science 223:1299−1301;Jayら(1984)J.Biol.Chem.259:6311−6317を参照のこと。一般的に、合成オリゴヌクレオチドは、ホスホトリエステル方法(Edgeら、上記、およびDuckworthら(1981)Nucleic Acids Res.9:1691−1706に記載される)またはホスホラミダイト方法(Beaucageら(1981)Tet.Letts.22:1859、およびMatteucciら(1981)J.Am.Chem.Soc.103:3185に記載される)のいずれかによって調製され得る。合成オリゴヌクレオチドはまた、市販の自動オリゴヌクレオチド合成装置を使用して調製され得る。従って、ヌクレオチド配列は、特定のアミノ酸配列に対する適切なコドンを用いて設計され得る。一般的に、意図した細胞におけつ発現に対して好ましいコドンを選択する。完全配列は、標準的な方法によって重複オリゴヌクレオチドから組み立てられ、そして完全コード配列に組み立てられる。例えば、Edgeら(上記);Nambairら(上記)およびJayら(上記)を参照のこと。
【0073】
本明細書中で使用するため核酸配列を得る別の方法は、組み換え手段による。従って、所望のヌクレオチド配列は、標準的な制限酵素および手順を使用して同じものを運ぶプラスミドから摘出され得る。部位特異的DNA切断は、当該分野で一般的に理解される条件下で適切な制限酵素を使用する処理によって実施され、そして詳細は、制限酵素を市販する製造業者によって明記される。所望の場合、切断されたフラグメントのサイズ分離は、標準的な技術を使用してポリアクリルアミドゲルまたはアガロースゲル電気泳動によって実施され得る。
【0074】
制限切断フラグメントは、4つのデオキシヌクレオチド三リン酸(dNTP)の存在下で標準的な技術を使用してE.coli DNAポリメラーゼI(Klenow)のラージフラグメントを用いて処理することで平滑末端化され得る。Klenowフラグメントは、5’一本鎖オーバーハングで充填されるが、4つのdNTPが存在している場合でさえ、突き出た3’一本鎖を消化する。所望の場合、選択的修復は、オーバーハングの性質によって指図される制限内で1つだけまたはいくつかの選択されたdNTPを供給することによって実施され得る。Klenow処理後、混合物は、例えばフェノール/クロロホルムを用いて抽出し、そしてエタノール沈降し得た。S1ヌクレアーゼまたはBAL−31を用いた適切な条件下での処理は、任意の一本鎖部分の加水分解を生じる。
【0075】
特異的な核酸分子を単離するさらに別の適切な方法は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による。Mullisら(1987)Methods Enzymol.155:335−350。この技術は、DNAポリメラーゼ(通常の熱安定なDNAポリメラーゼ)を使用して、所望のDNAの領域を複製する。複製されるべきこのDNAの領域は、複製反応をプライムする所望のDNAの反対の末端および反対の鎖に相補的な特定の配列のオリゴヌクレオチドによって同定される。複製の第一ラウンドの産物は、後の複製のためのそれ自身のテンプレートであり、従って複製の繰り返し連続サイクルは、これらの添加された配列をオリゴヌクレオチドプライマーに組み込むことによってDNAフラグメントの幾何学的増幅を生じる(例えば、PCR Protocols,A Guide to Methods and Applications,Innisら(編)Harcourt Brace Jovanovich Publishers,NY(1994)を参照のこと)。各増幅反応に使用するPCR条件は、経験的に決定される。多くのパラメーターは、反応の成功に影響を及ぼす。その中には、アニーリング温度および時間、伸長時間、Mg2+およびATP濃度、pH、ならびにプライマー、テンプレート、およびデオキシリボヌクレオチドの相対濃度がある。適切なPCR条件の1つの例は、実施例において以下に見出される。一旦、所望のタンパク質に対するコード配列が、調製されるか、または単離される場合、このような配列は、任意の適切なベクターまたはレプリコンにクローニングされ得る。多数のクローニングベクターは、当業者にとって公知であり、適切なクローニングベクターの選択は、選択の課題である。他の配列に対する連結反応は、当該分野で公知の標準的な手順を使用して実施される。
【0076】
以下に詳細に記載されるように、選択されたヌクレオチド配列は、調節配列(例えば、プロモーター)の制御下におかれ得、その結果、所望のタンパク質をコードする配列が、この発現構築物を含むベクターによって形質転換された宿主組織内のRNAへ転写される。
【0077】
(プロモーター)
プロモーターの選択は、本明細書中に記載される特定のポリヌクレオチドの構築に対して中枢である。従って、本発明は、非ウイルス性、好ましくは哺乳動物細胞(または組織)特異的プロモーターによって駆動される選択された抗原の発現を提供する。好ましい実施形態において、プロモーターは、同時刺激分子の転写を制御する調節配列由来である(例えば、CD80(B7−1としてまた公知)、CD86(B7−2そしてまた公知)、CD40またはCD54遺伝子由来のプロモーター)。他の適切なプロモーターは、本明細書中の教示を使用してすぐに決定され得る。
【0078】
適切な同時刺激因子(例えば、CD80およびCD86)のゲノム構築物(プロモーターマッピングを含む)は、例えばZhangら(1996)Gene 183:1−6;Selvakumarら(1993)Immunogenetics 38:292−295およびFongら(1996)J.Immunol.157:4442−4450に記載される。これらの研究は、CD80(B7−1)遺伝子プロモーターが3つの正の調節領域:推定転写因子結合部位を含む−2597〜−1555の遠位領域;縦列反復配列を含む−130〜−110の近位領域および+269〜+25のダウンストリーム領域からなることを示す(Zhangら、上記)。ヌクレオチド位置−906〜−84切断は、CD80発現Raji細胞において増加した転写活性を生じることが示され、そして−41周辺の調節エレメントが同定される(Fongら、上記)。さらに、CD80プロモーターまたは他の同時刺激分子プロモーターのマッピングは、これらの文献および本明細書の教示を考慮して当該分野で公知の方法を使用して行われ得る。
【0079】
本発明はまた、APC(例えば、樹状細胞)の刺激性寿命を高める少なくとも1つのサイトカインと組み合わせる免疫化薬剤を使用して免疫応答を誘発する方法を提供する。これらの実施形態において、免疫化薬剤またはサイトカインのいずれかは、目的のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドとして非験体へ送達され得る。これらのポリヌクレオチドは、広範な種々のプロモーター(例えば、構成的プロモーター(例えば、CMV、SV−40、ハウスキーピング遺伝子プロモーターなど)、誘導プロモーター(例えば、メタロチオネイン(metallothionine)、熱ショック、シトクロム、タンパク質チロシンキナーゼ、一酸化炭素合成プロモーターなど)、および組織または細胞特異的プロモーター(例えば、CD80/86、筋クレアチンキナーゼなど)を含む)を含み得る。
【0080】
プロモーターに加え、送達されたヌクレオチド配列によってコードされるタンパク質配列の発現の調節をし得る他の調節配列を加えることが望ましくあり得る。適切な付加調節配列は、当業者に対して公知であり、そして例として、化学的もしくは物理的刺激(調節化合物の存在を含む)に応答して表されるまたは表されないコード配列の発現を引き起こす配列が挙げられる。調節エレメントの他の型もまた、ベクター、例えばエンハンサー配列中に存在し得る。
【0081】
発現ベクターは、構築され、それにより特定のコード配列が、適切な調節配列を有するベクター中に局在化され、その結果コントロール配列に関するコード配列の位置決めおよび方向付けが、コード配列のコントロール配列の「制御」下で転写を可能にする(すなわち、コントロール配列でDNA分子に結合するRNAポリメラーゼがコード配列を転写する)。目的の特定のタンパク質をコードする配列の改変は、この終止を達成するために望まれ得る。例えば、いくつかの場合において、配列を改変することが必要であり得、その結果、適切な方向付けでコントロール配列に結合される(すなわち、リーディングフレームを維持するため)。コントロール配列および他の調節配列は、ベクターへの挿入の前にコード配列に結合され得る。あるいは、コード配列は、すでにコントロール配列および適切な制限部位を含む発現ベクターへ直接クローニングされ得る。
【0082】
一般的に、対象方法において使用される核酸分子は、適切なコントロール配列および必要に応じてサイトカインまたは他の免疫増強ポリペプチドをコードする補助的なヌクレオチド配列を有するコード領域を含む。核酸分子は、一般的に必要なエレメントを含み、レシピエント細胞において転写および翻訳を指向するベクターの形式で調製される。
【0083】
(アジュバント)
被験体において免疫応答を増強するため、本明細書中に記載の組成物および方法は、さらに補助的物質(例えば、アジュバント)(例えば、薬理学的薬剤、サイトカインなど)を含み得る。適切なアジュバントは、本発明のポリヌクレオチドに対する被験体の免疫応答を増強する任意の物質を含む。非限定的な例として、サイトカイン(例えば、Flt3リガンド、CD40LおよびTRANCE)が挙げられる。上記のように、これらのサイトカインは、任意の数の経路に影響を及ぼすことによって(例えば、抗原/MHC複合体を安定化することによって、抗原/MHC複合体がより細胞表面上に存在することを引き起こすことによって、APCの成熟化を増強することによって、またはAPCの生存を長くすることによって(例えば、アポトーシスを阻害する))免疫応答を増強し得る。例えば、最近の研究は、CD40LおよびFlt3リガンドが、マウスモデルにおいてアジュバントして供給され得ることを示唆する(Gurunathanら(1998)J.Immunol.161.4563およびPulendranら(1998),J Immunol.188:2075)。Wongら(1997)J.Exp.Med.186:2075は、TRANCEが成熟樹状細胞の寿命を促進し得ることを報告する。上記のように、これらのサイトカイン(ペプチドまたは機能的タンパク質をコードするポリヌクレオチドとしてのいずれかで送達される)はまた、免疫応答の誘発において有用である。
【0084】
補助的物質は、例えばタンパク質もしくは他の高分子として同時刺激分子プロモーター駆動ポリヌクレオチド、ペプチド抗原もしくは目的の抗原をコードするポリヌクレオチドの投与と同時に、前に、または引き続いて投与され得る。サイトカインは、種々の供給源(例えば、Immunex(Seattle,WA)、Genentech(South San Francisco,CA)およびAmgen(Thousand Oaks,CA))から得られ得る。あるいは、サイトカインは、本明細書の教示を考慮して当業者に公知の種々の方法を使用して生成され得る。特に、サイトカインは、標準的な精製技術を使用して直接自然の供給源から単離され得る。あるいは、サイトカインは、上記の発現系を使用して組み換え的に生成され、そして公知の技術を使用して精製され得る。このサイトカインはまた、公知のアミノ酸配列または目的の分子のDNA配列由来のアミノ酸配列に基づいて、化学的ポリマー合成(例えば、固相ペプチド合成)を介して合成され得る。このような方法は、固相ペプチド合成技術について例えばJ.M.StewartおよびJ.D.Young,Solid Phase PeptideSynthesis,第2版,Pierce Chemical Co.,Rockford IL(1984)およびG.BaranyおよびR.B.Merrifield,The Peptides:Analysis,Synthesis,Biology,著者E.GrossおよびJ.Meinenhofer,vol.2,Academic Press,New York,(1980),pp254に記載される。
【0085】
あるいは、宿主の免疫応答を刺激、改変、調節することが公知のペプチド(例えば、サイトカイン)をコードする補助的核酸配列は、上記の抗原をコードするポリヌクレオチドまたはペプチド抗原と共にポリヌクレオチドとして同時投与され得る。多くのこれらのサイトカインに対する遺伝子配列は、公知である(例えば、GenBankおよび他の公に利用可能なデータベース;Wongら(1997)J.Biol Chem 272(40):25190−4(TRANCE);Lymanetら(1995)Oncogene 11(6):1165−72(flt3);Spriggsら(1992)J.Exp.Med.176.1543−1550およびArmitageら(1992)Nature 357:80−82(CD40L);Spriggs(1992)Immunol Ser.56:3−34(TNF−α);Morganら(1976)Science 193:1007−1008(IL−2);米国特許第5,187,077号(LIF);Brankenhoffら(1987)Immunol.139:4116−4121(IL−6);などを参照のこと)。
【0086】
従って、適切なサイトカインは、サイトカインをコードする(またはその活性フラグメントをコードする)ポリヌクレオチドの投与によって供給され得る。これらのサイトカインコードヌクレオチドは、抗原コード配列を運ぶ同じベクター上で、あるいは異なるベクター上でのいずれかで投与され得る。いくつかの場合において、抗原コード配列およびサイトカインコード配列の両者が、同じプロモーター(例えば、同時刺激分子由来のもの)の制御下でポリヌクレオチドを設計することが望まれ得る。他の場合、異なるプロモーター(例えば、構造性プロモーター)の制御下でサイトカインコード配列を使用することが望まれ得る。
【0087】
(ポリヌクレオチドおよびアジュバントの投与)
本明細書中に記載されるポリヌクレオチドおよび補助物質は、任意の適切な方法によって投与され得る。好ましい実施形態において、以下に記載されるように、このポリヌクレオチドは、粒子上にそれらをコーティングし、次いで、粒子を被験体または細胞に投与することによって投与される。しかし、このポリヌクレオチドはまた、当該分野で公知のウイルスベクターを使用してか、または、例えば、米国特許第5,589,466号に記載されるように、非ウイルスベクター系を使用して送達され得る。
【0088】
(ウイルスベクター)
多数のウイルスベースの系が、遺伝子送達のために使用されてきた。例えば、レトロウイルス系が公知であり、そして、ウイルスの全ての遺伝子を発現する組み込まれた欠損プロウイルス(「ヘルパー」)を有するパッケージング系を一般的に使用するが、psi配列として公知のパッケージングシグナルの欠失に起因してそれ自身のゲノムをパッケージングし得ない。従って、この細胞株は、空のウイルス外皮を産生する。産生株は、ヘルパーに加えて、長い末端反復(LTR)として公知のウイルスの複製およびパッケージングのためのcisにおいて必要な配列を含むウイルスベクターを含むパッケージング株に由来し得る。目的の遺伝子は、ベクターに挿入され得、そして、レトロウイルスヘルパーによって合成されるウイルス外皮中にパッケージングされ得る。次いで、組換えウイルスは単離され、被験体に送達され得る(例えば、米国特許第5,219,740号を参照のこと)。代表的なレトロウイルスベクターとしては、例えば、米国特許第5,219,740号(これは、本明細書中にその全体が参考文献として援用される)に記載される、LHL、N2、LNSAL、LSHLおよびLHL2ベクターなどのベクター、ならびにこれらのベクターの誘導体(例えば、本明細書中に記載される、改変されたN2ベクター)が挙げられるが、これらに限定されない。レトロウイルスベクターは、当該分野で周知の技術を使用して構築され得る。例えば、米国特許第5,219,740号;Mannら(1983)Cell 33:153−159を参照のこと。
【0089】
アデノウイルスベースの系が、遺伝子送達のために開発され、そして、本明細書中に記載されているポリヌクレオチドを送達するために適している。ヒトアデノウイルスは、レセプター媒介エンドサイトーシスによって細胞に侵入する二重鎖DNAウイルスである。これらのウイルスは、遺伝子移入に特に適している。なぜなら、これらは増殖および操作が簡単であり、そして、これらは、インビボおよびインビトロで広範な宿主範囲を示すためである。例えば、アデノウイルスは、造血起源、リンパ系起源および骨髄起源のヒト細胞に感染し得る。さらに、アデノウイルスは、休止細胞および複製標的細胞に感染する。宿主ゲノム中に組み込まれるレトロウイルスとは異なり、アデノウイルスは、染色体外に存続し、従って、挿入性変異誘発に関連した危険を最小化する。このウイルスは、高い力価で容易に産生され、そして、それが精製および貯蔵されるように安定している。複製コンピテントな形態においてさえ、アデノウイルスは、低いレベルの罹患率のみを引き起こし、そして、ヒト悪性腫瘍に関連していない。従って、これらの利点を利用するアデノウイルスベクターが開発されてきた。アデノウイルスベクターおよびそれらの使用の記載については、例えば、Haj−AhmadおよびGraham(1986)J.Virol.57:267−274;Bettら(1993)J.Virol.67:5911−5921;Mitterederら(1994)Human Gene Therapy 5:717−729;Sethら(1994)J.Virol.68:933−940;Barrら(1994)Gene Therapy 1:51−58;Berkner,K.L.(1988)BioTechniques 6:616−629;Richら(1993)Human Gene Therapy 4:461−476を参照のこと。
【0090】
アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)もまた本明細書中に記載されているポリヌクレオチドを投与するために使用され得る。AAVベクターは、制限なく、AAV−1、AAV−2、AAV−3、AAV−4、AAV−5、AAVX7などを含む、いずれかのAAV血清型に由来し得る。AAVベクターは、全体または一部欠失した1つ以上のAAV野生型遺伝子、好ましくはrepおよび/またはcap遺伝子を有し得るが、1つ以上の機能的な隣接する逆位末端反復(ITR)配列を保持する。機能的なITR配列は、AAVビリオンのレスキュー、複製およびパッケージングに必要である。従って、AAVベクターは、ウイルスの複製およびパッケージング(例えば、機能的なITR)のためのcisにおいて必要とされるこれらの配列を少なくとも含む。ITR配列は野生型ヌクレオチド配列である必要はなく、そして、この配列が機能的なレスキュー、複製およびパッケージングを提供する限り、例えば、ヌクレオチドの挿入、欠失または置換によって変更され得る。
【0091】
AAV発現ベクターは、公知の技術を使用して構築され、転写方向で作動可能に連結された成分として、転写開始領域、目的のDNAおよび転写末端領域を含む制御エレメントを少なくとも提供する。哺乳動物細胞において機能的である制御エレメントが選択される。作動可能に連結された成分を含む得られた構築物は、機能的なAAV ITR配列と結合される(5’および3’)。適切なAAV構築物は、当該分野で周知の技術を使用して設計され得る。例えば、米国特許第5,173,414号および同5,139,941号;国際公開番号WO92/01070(1992年1月23日公開)およびWO93/03769(1993年3月4日公開);Lebkowskiら(1988)Molec.Cell.Biol.8:3988−3996;Vincentら(1990)Vaccines 90(Cold Spring Harbor Laboratory Press);Carter,B.J.(1992)Current Opinion in Biotechnology 3:533−539;Muzyczka,N.(1992)Current Topics in Microbiol.and Immunol.158:97−129;Kotin,R.M.(1994)Human Gene Therapy 5:793−801;ShellingおよびSmith(1994)Gene Therapy 1:165−169;ならびにZhouら(1994)J.Exp.Med.179:1867−1875を参照のこと。
【0092】
(従来の薬学的調製物)
アジュバント組成物を添加するかまたはせずに、本発明のポリヌクレオチドを含む調製物の処方は、標準的な薬学的処方物化学および方法論を使用して行なわれ得る。これらの全ては当業者に容易に利用可能である。例えば、1つ以上の核酸分子を含む組成物(例えば、プラスミドまたはウイルスベクター中に存在する)は、1つ以上の薬学的に受容可能な賦形剤またはビヒクルと組み合わせて、液体調製物を提供し得る。
【0093】
補助物質(例えば、湿潤剤または乳化剤、pH干渉物質など)が、賦形剤またはビヒクル中に存在し得る。これらの賦形剤、ビヒクルおよび補助物質は、一般的に、この組成物を受容する個体の免疫応答を誘導せず、そして過度な毒性なく投与され得る薬学的因子である。薬学的に受容可能な賦形剤としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:例えば、水、生理的食塩水、ポリエチレングリコール、ヒアルロン酸、グリセロールおよびエタノールなどの液体。薬学的に受容可能な塩がまた、そこに含まれ得る:鉱酸塩(例えば、塩酸塩、臭化水素塩、リン酸塩、硫酸塩など);および有機酸の塩(例えば、酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸の塩、安息香酸塩など)。必要とされないが、ペプチド、タンパク質または他の分子がワクチン組成物に含まれるべき場合、調製物は、特にそれらに対する安定剤として働く薬学的に受容可能な賦形剤を含むこともまた好まれる。ペプチドに対する安定剤としてもまた作用する適切なキャリアの例としては、これらに限定されないが、以下の薬学的グレードが挙げられる:ブドウ糖、ショ糖、乳糖、トレハロース、マンニトール、ソルビトール、イノシトール、デキストランなど。他の適切なキャリアとしては、以下が挙げられるが、再度これらには限定されない:デンプン、セルロース、リン酸ナトリウムまたはリン酸カルシウム、クエン酸、酒石酸、グリシン、高分子量のポリエチレングリコール(PEG)、およびその組み合わせ。薬学的に受容可能な賦形剤、ビヒクルおよび補助物質が、本明細書中で参考として援用される、REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES(Mack Pub.Co.,N.J.1991)において利用可能である。
【0094】
核酸の取り込みおよび/または発現の特定の促進剤(facilitator)(「トランスフェクション促進化因子」)もまた、組成物中に含まれ得る(例えば、非ウイルスベクター組成物(例えば、ブピバカイン、心臓毒素(cardiotoxin)およびスクロースなどの促進剤)ならびにトランスフェクション促進化ビヒクル(例えば、核酸分子を送達するのに慣例的に使用されるリポソーム調製物))。アニオン性および中性リポソームは広範に利用可能であり、そして、核酸分子を送達することが周知である(例えば、Loposomes:A Practical Approach(1990)RPC New編、IRL Press)。カチオン性脂質脂質調製物はまた、核酸分子の送達における使用のための周知のビヒクルである。適切な調製物としては、DOTMA(N−[1−(2,3−ジオレイルオキシ)プロピル]−N,N,N−トリメチルアンモニウムクロライド)、(商品名リポフェクチンTMで入手可能)およびDOTAP(1,2−ビス(オレイルオキシ)−3−(トリメチルアミノ)プロパン)が挙げられる(例えば、Felgnerら(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:7413−7416;Maloneら(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:6077−6081;米国特許第5,283,185号および同5,527,928号、および国際公開番号WO90/11092、WO91/15501およびWO95/26356を参照のこと)。これらのカチオン性脂質は、好ましくは、中性脂質(例えば、DOPE(ジオレイルホスファチジルエタノールアミン))と会合して使用され得る。上記脂質またはリポソーム調製物に添加され得る、なおさらなるトランスフェクション促進化組成物としては、スペルミン誘導体(例えば、国際公開番号WO93/18759)およびGALA、グラミシジンSおよびカチオン性胆汁酸塩のような膜浸透性化合物が挙げられる(例えば、国際公開番号WO93/19768)。
【0095】
あるいは、本発明の核酸分子は、カプセル化され得るか、粒子状キャリアに吸着され得るか、または結合され得る。適切な粒子状キャリアは、ポリメチルメタクリレートポリマーならびにポリ(ラクチド)、およびポリ(ラクチド−コ−グリコリド)に由来するPLG微粒子に由来する粒子状キャリアを含む。例えば、Jefferyら(1993)Pharm.Res.10:362−368を参照のこと。他の粒子系およびポリマーもまた使用され得る(例えば、ポリマー:例えば、ポリリシン、ポリアルギニン、ポリオルニチン、スペルミン、スペルミジン、ならびにこれらの分子の結合体)。
【0096】
従って、処方されたワクチン組成物は、代表的に、免疫学的応答をマウントするのに十分な量で、目的の抗原をコードする配列を含むポリヌクレオチド(例えば、プラスミド)を含む。適切な有効量は、当業者によって容易に決定され得る。このような量は、慣例的な試験を介して決定され得る比較的広範な範囲に分類される。例えば、免疫応答は、1μgほど少量のDNAを使用して獲得され得るが、他方、他の投与において、2mgまでのDNAが使用される。ゲノムフラグメントを含むポリヌクレオチドの効果的な用量は、約10μg〜1000μgの範囲に入ることが一般的に予想されているが、この範囲を超えるかまたはこの範囲未満の用量もまた、効果的であると見出されている。従って、この組成物は、ポリヌクレオチド分子の約0.1%〜約99.9%を含み得る。
【0097】
(従来の薬学的調製物の投与)
上記の薬学的調製物の投与は、処置の経過中、連続的または断続的に、単回用量で行なわれ得る。送達は、液体組成物について、および粒子性組成物を含む液体懸濁液についての従来の針およびシリンジを介して、最も代表的に行われる。さらに、種々の液体インクインジェクターが、当該分野で公知であり、そして、本発明の組成物を投与するために使用され得る。最も効果的な手段および投与の用量を決定する方法は当業者に周知であり、そして、送達ビヒクル、治療組成物、標的細胞、および処置される被験体と共に変化する。単回および複数投与は、内科医によって選択される投薬レベルおよびパターンを使用して実行され得る。1つ以上の抗原配列が、ポリヌクレオチド構築物によって実行され得ることが理解されるべきである。あるいは、別々のベクター(例えば、プラスミドまたはウイルスベクター)(それぞれが、1つ以上の抗原を発現する配列を含む)がまた、本明細書中に記載されるように被験体に送達され得る。
【0098】
さらに、本発明の方法によって送達され得るポリヌクレオチドは、他の適切な組成物および治療法と組み合わせられ得ることがまた意図される。例えば、被験体における免疫応答を増大させるために、本明細書中で記載された組成物および方法が、薬理学的因子、サイトカインなどの補助物質(例えば、アジュバント)をさらに含み得る。補助物質は、例えば、本明細書中に記載されるポリヌクレオチドの投与と同時、投与の前、または投与に引き続いて、タンパク質または他のマクロ分子として、投与され得る。この核酸分子組成物は、被験体に直接投与され得るか、あるいは、当業者に公知の方法を使用して、被験体に由来する細胞にエキソビボで投与され得る。
【0099】
(コーティングされた粒子)
1つの実施形態において、ポリヌクレオチド(例えば、DNAワクチン)および/またはアジュバントは、キャリア粒子(例えば、コアキャリア)を使用して送達される。このような核酸調製物を送達するための粒子媒介方法は、当該分野で公知である。従って、一旦調製および適切に精製され、上記の核酸分子および/またはアジュバントは、当該分野で公知の種々の技術を使用して、キャリア粒子(例えば、コアキャリア)上にコーティングされ得る。キャリア粒子は、適切な粒子媒介送達デバイスから細胞内送達のために代表的に使用される粒子サイズの範囲で、適切な密度を有する材料から選択される。最適なキャリア粒子サイズは、もちろん、標的細胞の直径に依存する。あるいは、コロイド性金粒子が使用され得、ここで、コーティングされたコロイド性金が、組織(例えば、皮膚または筋肉)に投与され(例えば、注射され)、引き続いて、免疫コンピテントな細胞に取り込まれる。
【0100】
本発明の目的で、タングステン、金、白金およびイリジウムのキャリア粒子が、使用され得る。タングステンおよび金の粒子が好ましい。タングステン粒子は、0.5〜2.0μmの直径の平均サイズで、容易に入手可能である。このような粒子は、粒子加速送達方法における使用のための最適な密度を有し、そしてDNAを使用する高度に効率的なコーティングを可能とするが、タングステンは、潜在的に特定の細胞タイプにとって毒性であり得る。金粒子または微晶質金(例えば、金粉末A1570(Engelhard Corp.、East Newark、NJから入手可能))もまた、本発明に用途を見出す。金粒子は、均一な大きさ(Alpha Chemicalsから1〜3μmの粒子サイズで入手可能、またはDegussa、South Plainfield、NJから0.95μmを含む粒子サイズの範囲で入手可能)および毒性の減少を提供する。
【0101】
DNAまたはRNAを金またはタングステンの粒子上にコーティングまたは沈殿させるための、多数の方法が公知であり、そして記載されてきた。このような方法の大部分は、一般に、所定の量の金またはタングステンを、プラスミドDNA、CaClおよびスペルミジンと組み合わせる。得られる溶液を、コーティング手順の間連続的にボルテックスして、反応混合物の均一性を確実にする。核酸の沈殿後、コーティングされた粒子は適切な膜に移されて使用前に乾燥され得るか、サンプルモジュールまたはカセットの表面にコーティングされ得るか、あるいは適切な粒子送達器具において使用するための送達カセットに装填され得る。
【0102】
ペプチドアジュバント(例えば、サイトカイン)は、適切なキャリア粒子(例えば、金またはタングステン)上にコーティングされ得る。例えば、経験的に決定される比率で2つの成分を単純に混合することによって、硫酸アンモニウム沈殿または当業者に知られた他の溶媒沈殿方法によって、または、ペプチドのキャリア粒子への化学的なカップリングによって、ペプチドは、キャリア粒子へ付着され得る。L−システイン残基の金へのカップリングは、以前に記載されている(Brownら、Chemical Society Reviews:271−311(1980))。他の方法としては、例えば、無水エタノール、水、またはアルコール/水混合物中でペプチド抗原を溶解する工程、この溶液を定量のキャリア粒子に添加する工程、次いで、ボルテックスする間、空気または窒素の気流下で混合物を乾燥する工程を包含する。あるいは、このペプチド抗原は、減圧下での遠心分離によってキャリア粒子上で乾燥させられ得る。一旦乾燥すると、コーティングされた粒子は、適切な溶媒(例えば、酢酸エチルまたはアセトン)中で懸濁され得、そして、粉砕され得(例えば、超音波処理によって)、実質的に均一な懸濁液を提供する。
【0103】
(コーティングされた粒子の投与)
これらの形成に従って、核酸調製物またはペプチドもしくはタンパク質アジュバント調製物のいずれかでコーティングされたキャリア粒子は、例えば、粒子媒介送達技術を使用して、被験体に経皮的に送達される。
【0104】
粒子媒介送達技術に適切な種々の粒子送達デバイスは、当該分野で公知であり、そして本発明の実施において用いるために全ての適切である。現在のデバイスの設計は、爆発的な、電気的または気体的発射を用いて、コーティングされたキャリア粒子を標的細胞に向けて推進する。コーティングされたキャリア粒子それ自体を、移動可能なキャリアシートに放出可能に付着させ得るか、または気流が通過する表面に取り外し可能に付着させ得、粒子をこの表面から持ち上げ、そしてこれらを標的に向けて加速する。気体発射デバイスの例は、米国特許第5,204,253号に記載される。爆発型デバイスは、米国特許第4,949,050号に記載される。電気的発射型粒子加速装置の一例は、米国特許第5,120,657号に記載される。本明細書中での使用に適切な別の電気的発射装置は、米国特許第5,149,655号に記載される。これらの特許の全ての開示は、その全体が本明細書中に参考として援用される。
【0105】
コーティングされた粒子は、投薬処方物に適合性の様式で、そして、所望の免疫応答をもたらすのに効果的な量で処置される被験体に投与される。一般的に、核酸分子が、単回用量当り核酸分子0.001〜100.1μg、より代表的には、0.01〜10.0μgの範囲にある場合、そして、ペプチドまたはタンパク質分子が、ペプチドの1μg〜5mg、より代表的には、1〜50μgにある場合、送達される組成物の量は、処置される被験体に依存する。必要な正確な量は、免疫される個体の年齢および通常の状態、および特定のヌクレオチド配列または選択されるペプチド、ならびに他の因子に依存して変化する。適切な有効量は、瞬時に詳細を読み取る際に、当業者によって容易に決定され得る。
【0106】
従って、本明細書中に記載される抗原の有効量、またはそのための核酸コードは、免疫された被験体において適切な免疫応答をもたらすのに十分であり、そして、慣例的な試験を介して決定され得る比較的広範な範囲に分類される。好ましくは、コーティングされた粒子は、処置された被験体において、免疫応答(例えば、T細胞活性化)をもたらすために、適切な受容体細胞に送達される。
【0107】
(粒子性組成物)
あるいは、目的の抗原(ならびに1つ以上の選択されたアジュバント)は、粒子性組成物として、処方され得る。より詳細には、目的の抗原および/またはアジュバントを含む粒子の処方物は、標準的な薬学的処方物化学を使用して行われ得、そして、それらの全ての方法論は、当業者に容易に利用可能である。例えば、1つ以上の抗原および/またはアジュバントは、1つ以上の薬学的に受容可能な賦形剤またはビヒクルと組み合わされ得、抗原、アジュバント、またはワクチン組成物を提供し得る。補助物質(例えば、湿潤剤または乳化剤、pH干渉物質など)が、賦形剤またはビヒクル中に存在し得る。これらの賦形剤、ビヒクルおよび補助物質は、一般的に、この組成物を受容する個体の免疫応答を誘導せず、そして過度な毒性なく投与され得る薬学的因子である。薬学的に受容可能な賦形剤としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:例えば、水、生理的食塩水、ポリエチレングリコール、ヒアルロン酸、グリセロールおよびエタノールなどの液体。薬学的に受容可能な塩がまた、そこに含まれ得る:鉱酸塩(例えば、塩酸塩、臭化水素塩、リン酸塩、硫酸塩など);および有機酸の塩(例えば、酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸の塩、安息香酸塩など)。必要とされないが、特に、ペプチド、タンパク質または他の抗原に対して安定剤として働く薬学的に受容可能な抗原組成物を含むこともまた好まれる。ペプチドに対する安定剤としてもまた作用する適切なキャリアの例としては、これらに限定されないが、以下の薬学的グレードが挙げられる:ブドウ糖、ショ糖、乳糖、トレハロース、マンニトール、ソルビトール、イノシトール、デキストランなど。他の適切なキャリアとしては、以下が挙げられるが、再度これらには限定されない:デンプン、セルロース、リン酸ナトリウムまたはリン酸カルシウム、クエン酸、酒石酸、グリシン、高分子量のポリエチレングリコール(PEG)、およびその組み合わせ。薬学的に受容可能な賦形剤、キャリア、安定剤および補助物質の徹底した議論が、本明細書中で参考として援用される、REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES(Mack Pub.Co.,N.J.1991)において入手可能である。
【0108】
処方された組成物は、上記に規定のような、免疫学的応答を開始させるに十分な量の目的の抗原を含む。適切な有効量は、当業者によって容易に決定され得る。このような量は、比較的広範の範囲、一般に、目的の抗原の0.1μg〜25mg以上の範囲内に入り、そして特定の適切な量は、慣用試験によって決定され得る。組成物は、約0.1%〜約99.9%の抗原を含む。アジュバンドがこの組成物中に含まれる場合、またはこの方法が粒子性アジュバンド組成物を提供するために試用される場合、このアジュバンドは、上記のように適切な量で存在する。次いで、この組成物が標準的な技術を使用して(例えば、単純なエバポレーション(空気乾燥)、減圧乾燥、スプレー乾燥または凍結乾燥(lypohilization)、スプレー−凍結乾燥、スプレー冷却、沈殿、懸濁液粒子形成などによって)粒子として調製される。所望の場合、残留粒子は、国際出願WO97/48485(本明細書中で参考として援用される)に記載される技術を使用して緻密にされ得る。
【0109】
これらの方法を使用して、約0.1〜約250μm、好ましくは、約10〜約150μm、および最も好ましくは、約20〜約60μmの範囲のサイズ;ならびに約0.1〜約25g/cmの範囲の粒子密度、約0.5〜約3.0g/cm以上のかさ密度を有する核酸粒子を得うる。
【0110】
同様に、約0.1〜約250μm、好ましくは、約0.1〜約150μm、および最も好ましくは、約20〜約60μmの範囲のサイズ;約0.1〜約25g/cmの範囲の粒子密度、約0.5〜約3.0g/cm、および最も好ましくは約0.8〜約1.5g/cmのかさ密度を有する選択されたアジュバンドの粒子が得られ得る。
【0111】
単回用量または複数回用量の容器(この粒子は、使用の前にパッケージングされ得る)は、目的の抗原および/または選択したアジュバンド(例えば、ワクチン組成物)を含む適切な量の粒子を包理する密封容器を含み得る。この粒子組成物は、滅菌処方物としてパッケージングされ得、そしてこの密封容器は、本発明の方法で使用するまでこの処方物の無菌を維持するように設計され得る。所望の場合、この容器は、無針シリンジシステムでの直接的な使用に適合され得、そしてカプセル形態、ホイルポーチ形態、におい袋形態、カセット形態などをとり得る。
【0112】
この粒子がパッケージングされる容器は、さらに、この組成物を特定するためにラベルが貼られ、そして明らかな用量情報を提供する。さらに、この容器は、政府機関(例えば、Food and Drug Administration)によって定められた形態の注意書きが貼りつけられ得、この注意書きは、ヒトへ投与するために含まれる抗原、アジュバンド(またはワクチン組成物)の製造、使用または販売に関する、連邦法による承認を示す。
【0113】
(粒子性組成物の投与)
これらの形成の後、この粒子性組成物(例えば、粉末)を、適切な経皮送達技術を使用して、脊椎動物に経皮的に送達し得る。目的の物質を投与するために適切な種々の粒子送達技術は、当該分野で公知であり、そして本発明の実施においての使用が見出される。特に好ましい経皮的粒子送達系は、無針シリンジを使用して、制御された用量の固体粒子を、無傷の皮膚および組織の中に、かつ無傷の皮膚および組織を通して発射する。例えば、Bellhouseらの米国特許第5,630,796号(無針シリンジ(「PowderJect(登録商標)粒子送達デバイス」としても知られる)を記載している)を参照のこと。他の無針シリンジの構成は、当該分野で公知であり、そして本明細書中に記載される。
【0114】
次いで、粒子性組成物(目的の抗体および必要に応じてアジュバンドを含む)を、経皮送達技術を介して送達する。好ましくは、粒子性組成物は、粉末注射方法を介して送達される(例えば、無針シリンジ(共願の国際公開第WO94/24263、WO96/04947、WO96/12513およびWO96/20022(これらの全ては、本明細書中で参考として援用される)に記載されるような無針シリンジ)から送達される)。このような粒子性送達デバイスからの粒子の送達は、一般に0.1〜250μmの範囲、好ましくは、約10〜70μmの範囲のサイズを有する粒子で実施される。約250μmより大きな粒子はまた、デバイスから送達され得、上限は、粒子のサイズが皮膚細胞に対して都合の悪い損傷を引き起こす点である。送達された粒子が標的表面を貫通する実際の距離は、粒子サイズ(例えば、ほぼ球形の粒子外形とみなした名目粒子直径)、粒子密度、粒子が表面に衝突する初速度、ならびに標的とされた皮膚組織の密度および動粘性率に依存する。このことに関して、無針の注射に使用するための最適粒子密度は一般に、約0.1g/cmと25g/cmとの間、好ましくは約0.9g/cmと1.5g/cmとの間の範囲であり、そして注射速度は一般に約100m/秒と3,000m/秒との間の範囲である。適切な気体圧力を用いて、10μm〜70μmの平均直径を有する粒子は、駆動気体流の超音波速度に近づく速度でノズルを通して加速され得る。
【0115】
所望の場合、これらの粒子送達デバイス(例えば、無針シリンジ)は、目的の抗原および/または選択されたアジュバンドを含有する粒子の適切な用量を含んだ、予め充填された状態で提供され得る。この充填されたシリンジは、密封シールした容器の中にパッケージングされ得、これにさらに上記のようにラベルが貼られ得る。
【0116】
本明細書中に記載されるような、治療学的に有効量の粉末粒子を含む組成物は、上記の粒子送達デバイスを介して任意の適切な標的組織に送達され得る。例えば、この組成物は、筋肉、皮膚、脳、肺、肝臓、脾臓、骨髄、胸腺、心臓、リンパ、血液、軟骨、膵臓、腎臓、胆嚢、腸、卵巣、子宮、直腸、神経系、眼、腺、および結合組織に送達され得る。核酸分子に関して、好ましくは、一定期間、分化した細胞に送達され、そしてこの分子は、そこで発現され;しかし、この分子は、分化していないか、または部分的に分化した細胞(例えば、血液の幹細胞および皮膚の線維芽細胞)にも送達され得る。
【0117】
この粉末化組成物は、用量処方物に適合性の様式および、予防的および/または治療学的効果がある量で処置されるように、被験体に投与される。送達されるべき組成物の量(一般に、一回の用量当たり0.5μg/kg〜100μg/kgの核酸分子)は、処置されるべき被験体に依存する。用量は、50kgの被験体に対して0.5μg(すなわち、約0.01μg/kg)程度の低さであり得る。他の薬物(例えば、生理学的に活性なペプチドおよびタンパク質)の投与は、一般に、約0.1μg〜約20mg、好ましくは、10μg〜約3mgの範囲である。必要な正確な量は、処置されるべき個体の年齢および一般的な状態、処置される状態の重篤度、送達される特定の調製物、投与の部位、および他の因子に依存して変化する。適切な有効量は、当業者によって容易に決定され得る。
【0118】
従って、本発明の粒子性組成物の「治療有効量」は、疾患または状態の治療または予防を達成するのに十分であり、そして試験を介して決定され得る比較的広範の範囲である。
【0119】
(ワクチン接種法)
本明細書を考慮すると当業者に明らかであるように、上記のポリヌクレオチドを含むワクチン(DNAワクチン)は、この処置過程全体にわたって継続的または断続的に1回用量で効果があり得る。最も効果的な手段および投与の用量を決定する方法は、当業者に周知であり、そして送達ベクター、組成物の性質、探し出された特定の治療、標的細胞、および処置される被験体で変化する。単一および複数の投与が、適切な医者によって選択された用量レベルおよびパターンを用いて実施され得る。1以上の抗原が送達されたポリヌクレオチドによって発現され得ることを理解すべきである。あるいは、個々のベクター(同時刺激分子プロモーターの制御下で、1以上の異なる抗原をそれぞれ発現する)は、本明細書中に記載されるように被験体に送達され得る。
【0120】
さらに、本発明の方法によって送達された免疫抗原(例えば、ポリヌクレオチドまたはペプチド)が他の適切な組成物および治療と組み合わせられることも意図される。例えば、T細胞応答は、本明細書中に記載されるポリヌクレオチドまたはペプチドを1以上のさらなる薬剤(例えば、サイトカイン)と共に送達することによって増強され得、その前、または後、または同時に、(1)抗原発現を駆動する同時刺激分子プロモーターを有するポリヌクレオチド;(2)少なくとも1個の抗原をコードするポリヌクレオチドまたは(3)ペプチド抗原が投与され得る。これらのさらなる薬剤は、種々の形態(例えば、精製された分子)で、またはポリペプチドの全長フラグメントもしくは画分フラグメントをコードするベクターによって提供され得る。このベクターは、この抗原をコードする配列を運搬するベクターとは異なり得るか、または同一のベクター上で運搬され得る。サイトカインコード配列が同一のベクターまたは異なるベクターであろうと、この発現は、抗原発現を駆動する同一のプロモーターまたは異なるプロモーターによって駆動され得る。この方法において、APC成熟サイトカイン(例えば、CD40リガンド(CD40LもしくはCD154)、腫瘍壊死因子関連活性誘導サイトカイン(TRANCE)、およびFlt3リガンド(flt−3L))は、APC上での同時刺激性リガンドの発現を増加させるか、抗原/MHC複合体を刺激するか、またはAPCのアポトーシスを阻害することによって、明白に、免疫応答を増強させるように提供され得る。
【0121】
以下は、本発明を実行するための特定の実施態様の例である。これらの実施例は、例証の目的だけのために提供され、かついかなるようにも本発明の範囲を制限することを意図されない。
【0122】
(実施例)
使用されるメンバーに関する精度(例えば、量、温度など)を確実にするための努力がなされてきたが、もちろん、いくらかの実験誤差および逸脱は、考慮されるべきである。
【0123】
(実施例1:CD80プロモーター駆動プラスミドを使用する核酸免疫)
CD80またはCD86プロモーターを含むDNAワクチンプラスミドを使用して、核酸免疫の特定をおよび効果を評価するために、以下の研究を実施した。
【0124】
(A.プラスミドの調製)
マウスおよびヒトCD80遺伝子プロモーターのDNA配列を、GenBank Databaseから入手した。このマウスCD80プロモーターをPCRによって合成するためのDNAプライマーを、Life Technologies,Gibco BRLから入手し、そして以下の配列を有した:
(1)5’−ACG CGT CGA CTC TAG AAG GAG ACA TTC AGC TG−3’(配列番号1)
(2)5’−ACG CGT CGA CAG CTT TCA TGG CCT AGC TGC TA−3’(配列番号2)
(3)5’−ATT CGG CCG CGG TCT AGA GCC AAT GGA GCT TAG G−3’(配列番号3)
(4)5’−ATT CGG CCG CGG AGA GTT CTG AAT CAG GGT GT−3’(配列番号4)。
【0125】
同様に、ヒトCD80プロモーターをPCRによって合成するためのDNAプライマーをLife Technologies,Gibco BRLから入手し、そして以下の配列を有した:
(5)5’−ACG CGT CGA CAG TCT TCC TCA TCC CAC CA−3’(配列番号5)
(6)5’−ACG CGT CGA CCA TCA CAC AGC AAG GCT AG−3’(配列番号6)
(7)5’−ACG CGT CGA CGT TTG TTA GTC CAT GCA CG−3’(配列番号7)
(8)5’−TCC CCG CGG AGA GAG GCG ACA TTT C−3’(配列番号8)。
【0126】
CD80プロモーター(ヒトおよびマウス)のフラグメントを、200μgのヒトまたはマウス遺伝子DNA、1×TrboTM Pfu緩衝液(Stratagene,La Jolla,CA,20mM Tris−Cl、pH 8.8、2mM MgSO、10mM KCl、10mM(NHSO、0.1% Triton、0.1mg/ml ヌクレアーゼ−フリーBSA)、20pm 5’プライマー、20pm 3’プライマー、200μm dNTP、lU Perfect MatchTm PCRエンハンサー(StrataGene,La Jolla,CA)および2.5U Pfu TurboTM(Stratagene)を96℃(45秒);55℃(45秒)および72℃(45秒)を35サイクル反応させることによるPCRによって増幅した。35サイクルの完了後に、このPCR産物を4℃に保持した。このPCR産物を、QLAquickTm PCR精製キット(Qiagen Corporation)により製造業者の指導書に従って精製した。
【0127】
精製したPCR産物を、緩衝液#3(100mM NaCl、50mM Tris−Cl、10mM MgCl、1mM DTT、pH 7.9)中でSal I(New England BioLabs)およびSac II(New England BioLabs)を用いて、37℃で一晩かけて二重で消化した。この消化したPCR産物を、1%のアガロースゲルにかけて、そして正確なバンドを、このゲルから切除した。このゲルスライス中のDNAを、GenElUteTmエチジウムブロミドスピンカラム(Supelco)を使用して精製した。
【0128】
プラスミドを、プラスミドpWRG7128(Tacketら(1999)Vaccine 17:2826)由来のCMVプロモーターを取り除くことによって構築し、そしてこの増幅したCD80プロモーターセグメントで置換した。このプラスミドpWRG7128は、適切なコントロールエレメントに加えて、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターの転写コントロール下に存在するB型肝炎表面抗原(HBsAg)をコードする配列を含み、そしてほとんどの細胞型へのトランスフェクトする際にHbsAg粒子を産生することが示された。このpWRG7128プラスミドは、以下のようにして構築された。BamH1を用いて完了するためにベクターを消化し、続いて、Hind3を用いて部分的に消化することによって、クローニングベクターpWRG7077(Schmaljohnら(1997)J Virol.71:9563−9569)を、HBsAgコード配列を受容するように調製した。Klenowフラグメントおよびデオキシリボヌクレオチドを用いて処理することによって5’突出を平滑化した後に、この4.3kBベクターフラグメントを単離した。この1.35kB HbsAgインサートフラグメント(翻訳されていないプレ−S2配列,adw株の226アミノ酸HbsAgコード配列、およびHBVエンハンサーエレメントを含む)を、BamH1を用いて消化することによってプラスミドpAM6(ATCC,Rockford,MD)から切除した。Klenowフラグメントおよびデオキシリボヌクレオチドを用いて処理することで末端を平滑した後に、このフラグメントを単離し、そして上記のように4.3kBベクターフラグメントにライゲーションした。得られた組換え体を、インサートの適切な起点に関してスクリーニングし、そして正確な単離物を同定し、そして中間プラスミド(pWRG7074)と命名した。Xタンパク質(pAM6 1.35kBインサートの3’末端に存在する)のコドンの開始部分を取り除くために、4.86kBのベクターフラグメントを、Bgl2で消化し、Klenowフラグメントおよびデオキシリボヌクレオチドを用いて末端を平滑化し、次いで、BstX1を用いて消化することによりpWRG7074プラスミドから単離し、754bpインサートフラグメントを、Nco1を用いて消化し、リョクトウヌクレアーゼを用いて処理し、BstX1を用いて消化することによってpWRG7074構築物から単離した。次いで、得られたベクターおよびインサートフラグメントを、共にライゲーションすることによって、分析的プラスミドpWRG7128を形成する。このプラスミド構築物は、表1および図1〜7に示される。
【0129】
(表1:代表的なプラスミド)
【0130】
【表1】

Figure 2004522403
pWGR7128を、緩衝液#3中でSal IおよびSac IIを用いて消化した。この消化したベクターを1%のアガロースゲルにかけて、正確なベクターバンドをゲルから切除し、GenEluteTmエチジウムブロミドスピンカラムを使用して精製した。
【0131】
調製したベクター中にプロモーターをライゲーションし、20ngのベクターおよび100ngのインサートプロモーターを、6ワイスユニットT4 DNAリガンド(New England Biolabs)によって、1×T4 DNAリガーゼ緩衝液(50mM Tris−Cl、10mM MgCl、10mM DTT、1mM ATP、25μg/ml BSA、pH 7.8)中で15℃で一晩かけてライゲーションさせた。
【0132】
適切にライゲーションさせた構築物の断片に関して、このライゲーション混合物を、生理食塩水中で1:3に希釈した。5μlの希釈混合物を、50μlのMAX Efficiency DH5α Competent CellsTM(Gibco−BRL)に添加し、そして氷上で30分間インキュベートした。形質転換した混合物を42℃で45分間かけて熱ショックをかけて、そして2分間のインキュベーションに迅速に戻した。1mlのSOC培地をこの形質転換した細胞に添加し、そして37℃で1時間振盪した。インキュベーション後に、この細胞を、手短に遠心分離し、そしてカナマイシン−LBプレート上にプレート化した。このプレートを、37℃で一晩かけてインキュベートした。
【0133】
首尾良くライゲーションを確認するために、単一のクローンを取り出し、そして3.0mlのLB/Kan培地中にインキュベートし、そして37℃で一晩攪拌しながら培養した。プラスミドを培地から単離し、Sal IおよびSac IIを用いて消化し、エチジウムブロミドで染色した1%アガロースゲル上で視覚化させた。
【0134】
(B.抗原の発現)
2mlのB16細胞を、2×10細胞/mlの6ウェルプレートに播種した。この細胞を、5%のCOを用いて37℃インキュベーションで一晩かけて培養し、60〜80%のコンフルエンシーに達した。2μgの血清培地(Gibco−BRL)を減らしたエンドトキシンフリープラスミドDNA(100μl Opti−MEM(登録商標)1中)および10μlの血清培地を減らしたリポフェクチン(90μl Opti−MEM(登録商標)1中)を、室温で45分間別々にインキュベートした。次いで、2つの溶液を混合し、そして15分間室温でインキュベートした。このインキュベートの間に、B16細胞を、血清フリー培地中で3回洗浄した。各トランスフェクションに関して、0.8mlの血清培地を減らしたOpti−MEM(登録商標)1を、混合溶液に添加し、そしてこの複合体をB16細胞上に被せた。次いで、この細胞を37℃で5時間インキュベートした。続いて、1.0mlの20% FBS培地を添加した。この培地を、抗原発現分析のために48時間後に収集した。
【0135】
トランスフェクトしたB16細胞中のHBsAgの発現を、表2に示した。この細胞を、以下の3つの手段の一つで処理した:(1)B16細胞中で抗原(すなわち、HBsAg)を発現させたポジティブコントロール(すなわち、pWRG7128)を用いたトランスフェクション;(2)上記のようなプラスミドp5020およびp5021を用いたトランスフェクションおよび(3)トランスフェクトしない(ネガティブコントロール)。
【0136】
(表2.ウイルスを用いて細胞をトランスフェクトすることによるHBsAgのインビトロ発現)
(プラスミド)
【0137】
【表2】
Figure 2004522403
*データは、2つの別個の培地から得られる上清に関して平均OD値(492.6波長)として示され、HBV表面抗原キット(Abbott Laboratories Diagnostic Division (Auszyme Monoclonal, List No.1980−24)を使用して分析した。
【0138】
表2に示されるように、陽性コントロールプラスミドpWRG7128と異なり、HBV表面抗原の発現は、プラスミドp5020およびp5021でトランスフェクトされた培養B16細胞中で検出されなかった。従って、CD80プロモーターは、非抗原提示細胞中で抗原の発現を駆動しない。
【0139】
(C.コートされた微小粒子の調製)
プラスミドDNAを、1〜3μm金粒子(Degussa Corp.,South Plainfield,NJ)上に、Eisenbraunら(1993)DNA Cell Biol.12:791−797によって記載される技術を用いてコートした。簡単に言うと、金粒子を、50mM スペルミジン中に懸濁し、そして水中の等量のプラスミドと混合する。この溶液を、ボルテックス上で混合し、そしてこの金/DNA混合物の半分の量の1M CaClを滴下した。この混合物を、室温で10分間インキュベートし、そして遠心分離してこの粒子をペレットにした。この粒子を、100%エタノールで3回洗浄し、そして0.05〜0.5%のポリビニルピロリドン(PVP)を含むエタノール中に再懸濁した。次いで、DNAコートされた金粒子を、McCabeに対する米国特許第5,584,807に記載されるようにTefzel(登録商標)チューブにロードし、このチューブを1.27cm長に切断してPowderJect(登録商標)XR−1粒子送達装置(PowderJect Vaccines,Inc.Madison,WI)中のカートリッジとして提供する。ヘリウムパルスXR−1粒子送達装置は、以前に記載されている(例えば、米国特許第5,584,807および5,865,796を参照のこと)。ワクチン接種において、各1.27cmのカートリッジは、2μgのプラスミドDNAでコートされた0.5mgの金粒子を含んだ。
【0140】
(D.抗体応答)
上記のインビトロトランスフェクト研究で見出された陽性の結果に基づいて、ワクチン接種試験を、インビボ粒子媒介送達方法を用いて開始した。本研究において核酸免疫を受ける動物被験体は:(1)pWGR7128ポジティブコントロールを用いた表皮への粒子媒介送達によってワクチン接種された4匹のマウスの、第1の実験群;および(2)CD80プロモーター駆動HBsAgプラスミドp5020およびp5021を用いた表皮への粒子媒介送達によってワクチン接種された6匹のマウスの、第2の実験群を含んだ。血液サンプルを、免疫の前に各動物から採取した(ナイーブマウス)。
【0141】
マウスを、プラスミドp5020およびp5021またはコントロールpWGR7128で、金粒子上にプラスミドコートされた粒子媒介送達(2μgDNA/mg金でコートされた0.5mgの金/ショット)によって免疫(プライム)した。免疫に関して、マウスを剃り、この粒子を500psiのヘリウムで操作された研究バレルでXR−1装置を用いて腹部の皮膚に送達した。2ショットを、1免疫につき各マウスに与えた。4週間後、プライム免疫に使用した同じ免疫プロトコールに従って、このマウスをブーストした。
【0142】
血清を、免疫前、プライム後2週間目および4週間目、ならびにブースト後2週間目にこの動物から収集した。血清抗体レベルを、AUSAB EIAキット(Abbott Laboratories Diagnostics Division)を用いて、製造者によって供給された指示書に従って分析した。B型肝炎ウイルス(HBV)表面抗原に対する抗体反応性は、プラスミドp5020およびp5021で免疫した動物から採取された血清サンプル中で検出されなかったが;ブースト後2週間目に、血清抗体力価は、pWGR7128で免疫したマウスにおいて>3000mlU/mlであった(表3)。
【0143】
(表3.CD80プラスミドで免疫したマウス中のHBsAg特異的血清抗体力価)
【0144】
【表3】
Figure 2004522403
データを、示されたマウス群に対する平均HBV表面抗原抗体力価(mlU/ml)として示す。血清抗体力価を、Abbott Laboratories Diagnostics Division(AUSAB EIA、リスト9006−24)からのアッセイキットを用いて決定した。
【0145】
従って、CD80プロモーター駆動プラスミドは、血清中の平均抗体力価に上昇を引起さない。
【0146】
(E.細胞媒介免疫応答)
上記の血清抗体力価の分析に見出された陽性の結果に基づいて、免疫マウス中の細胞障害性T細胞活性の研究を実施した。細胞障害性T細胞(CTL)活性を、ブースト後2週間目に屠殺した免疫マウスから得た脾細胞を用いて分析した。図8に示されるように、プラスミドp5020およびp5021での免疫によって誘発されたCTL応答は、プラスミドpWGR7128によって誘発された応答よ類似していた。これらの応答は、ナイーブマウスから収集された脾細胞に見出されたものよりもはるかに大きかった。
【0147】
上記研究の結果として、抗原発現が同時刺激分子から誘導されたプロモーターによって駆動される場合に、核酸免疫はT細胞特異的免疫応答を提供することが、見出され得る。さらに、T細胞応答は、ポジティブコントロールを用いて見出されたものに匹敵する。
【0148】
(実施例2:SIV免疫応答)
ヒトCD80プロモーター駆動HBsAg(hCD80−HBsAg)をコードする発現ベクターがサル樹状細胞中で発現されるか否かを決定するために、以下の研究を実施する。サル樹状細胞(DC)を、本質的に、van der Meideら(1995)J.Med.Primatol.24:271−281に記載されるように、PBMCから単離する。次いで、単離したDCを、本質的にB16細胞に関して実施例1に記載されるように、ヒトCD80プロモーター駆動HBsAgをコードするプラスミドでトランスフェクトする。非APC株(例えば、サルCOS細胞)を、同様にトランスフェクトする。上清および/または細胞中のHBsAgの発現を、免疫組織化学染色によって実施する。
【0149】
細胞特異的発現を考慮して、APC中でのHBsAg発現の程度を決定するための研究を実施する。プラスミドhCD80−HBsAgを、PowderJect(登録商標)XR粒子送達装置を用いてサルの皮膚の表皮に送達する。種々のさらなる表皮部位をまた、研究する。金をネガティブコントロールとして使用し、一方、CMV−HBsAgをポジティブコントロールとして使用する。GM−CSFを、樹状細胞リクルートメントを試験するために投与する。生検を、24または48時間後に、投与部位において実施する。組織を断片化し、そしてHBsAgの特異的抗体および樹状細胞表面マーカーを用いた免疫組織化学染色によって、樹状細胞中のHBsAg発現を評価する。樹状細胞およびランゲルハンス細胞におけるHBsAg発現を評価する。
【0150】
hCD80−SIV発現ベクターを、例えば、HBsAgをコードする配列を適切なSIVコード配列で置換することによって構築する。サルを、hCD80−SIV構築物で免疫し、そしてCMV−SIVプラスミド(ポジティブコントロール)で免疫したサルと比較する。プラスミドの送達を、粒子送達装置を用いて実施する。抗原発現、抗体応答、およびCTL活性化を、本質的に上記の実施例1に記載のように評価する。次いで、このサルを、病原性SIVでチャレンジし、SIVの臨床的な発現に関してモニターする。
【0151】
(実施例3:サイトカインアジュバントの使用)
TNF関連活性化誘導キナーゼ(TRANCE)をコードする核酸が同時投与された抗原配列に対する免疫応答を増強する能力を評価するために、以下の研究を実行した。
【0152】
(A.プラスミド調製物)
マウスTRANCEのcDNAコード配列を、mRNA配列(GenBank番号AF013170)から誘導し、そしてpFLAG−CMV2発現ベクター(Sigma、カタログ番号E4026)の挿入部位にクローン化し、CMV2プロモーターの転写制御下でTRANCEコード配列を含む発現構築物を得た。このプラスミド構築物を、pTRANCEと命名した。
【0153】
B型肝炎コア抗原(HBcAg)およびB型肝炎表面抗原(HBsAg)をコードする配列を含むプラスミドを、以下のように構築した。HBcAgおよびBHBsAgをコードする配列の両方を、HBVクローンpAM6(ATCC登録番号45020)から得た。HBsAgコード領域を作製するために、pAM6構築物をNcoIで切断し、そして緑豆ヌクレアーゼを用いて処理し、X抗原の開始コドンを取り除いた。次いで、生じるDNAを、BamHIで切断し、T4 DNAポリメラーゼで処理してこのDNAを平滑末端にし、HBsAg発現カセットを作製する。HBsAg発現カセットは、1.2kBフラグメントで存在する。全長ヒトCMV(Towne種)最初期プロモーター(エンハンサーと共に)を含むプラスミド構築物pPJV7077(Schmaljohnら(1997)J.Virol.71:9563−9569)を、HindIIIおよびBglIIで切断し、次いで、T4 DNAポリメラーゼおよびウシアルカリホスファターゼで処理して平滑末端DNAを作製し、そしてHBsAg発現カセットを、プラスミドに連結してpWRG7128構築物を得た。
【0154】
HBcAgコード領域を作製するために、pAM6構築物を切断してHBcAg発現カセットを作製し、この後、HBcAg配列を部位指向型変異誘発によって短縮化し、C末端アルギニンリッチ領域をコア抗原粒子から取り除いた(この欠失は、粒子形成を妨害しない)。次いで、この短縮HBcAg配列を、ヒト伸長因子プロモーター(「hELF」、Mizushimaら(1990)Nucl.Acids Res.18:5322)を含むプラスミド構築物にクローン化してHBcAgベクター構築物を得た。
【0155】
(a)CMVプロモーター/エンハンサー、イントロンA−5’非翻訳領域、およびヒト組織プラスミノーゲンアクチベーター(hTPA)シグナルペプチド(「CMV−IA−TPA」);または(b)ウシ成長ホルモンポリA配列(bGHpA)を含む発現カセットを、各々、JW4303ベクター構築物(マサチューセッツ大学のHarriet Robinson博士の供与)から得て、プラスミド骨格に挿入した。生じる構築物を、NheIで切断し、ポリメラーゼで充填し、次いで、BamHIで切断して、pUC19複製起点、アンピシリン耐性遺伝子およびbGHpA配列を含むベクターフラグメントを作製した。このプラスミド骨格を、2度目はSalIで切断し、ポリメラーゼで充填し、BamHIで切断して、CMV−IA−TPAベクターフラグメントを含むベクターフラグメントを遊離させた。この2つのベクターフラグメントを一緒に連結して、pWRG7054と命名する構築物を得た。
【0156】
pWRG7054構築物を、NheIで切断し、ポリメラーゼで充填し、BamHIで切断して、ベクターフラグメントを作製した。HBcAgベクター構築物を、NcoIで切断し、ポリメラーゼで充填し、BamHIで切断して、挿入フラグメントを作製した。次いで、この2つのフラグメントを一緒に連結して、pWRG7063と命名する構築物を得た。
【0157】
PEL−BosをEcoRIで切断し、ウシ腸ホスファターゼで脱リン酸化して、ベクターフラグメントを作製した。pWRG7063プラスミドをHindIIIで切断し、ポリメラーゼで充填し、EcoRIで切断して、hTPAシグナルペプチド、HBcAg抗原配列およびbGHpA領域を含む挿入フラグメントを作製した。これらの2つのフラグメントを一緒に連結して、pWRG7145と命名する構築物を得た。
【0158】
pWRG7128構築物を、EcoRIで切断し、ウシ腸ホスファターゼで脱リン酸化して、hCMVプロモーターの転写制御下でHBsAgコード領域を含むベクターフラグメントを作製した。このpWRG7145構築物を、MfeIおよびEcoRIで切断して、hELFプロモーター/イントロン、hTPAシグナルペプチド配列、HBcA抗原配列およびbGHpA領域を含む挿入フラグメントを作製した。次いで、これらの2つのフラグメントを一緒に連結して、HBcAgおよびHBsAgコード配列を含むpPJV7193プラスミド構築物を得た。
【0159】
(B.ワクチン調製および免疫)
DNAワクチン組成物のパネルを、以下のDNAプラスミドの種々の組合せを用いて整理した:pPJV7193構築物(B型肝炎表面抗原およびB型肝炎コア抗原をコードする);pPJV7046構築物(空のDNAプラスミド);およびpTRANCE構築物(TRANCEサイトカインをコードする)。各ワクチン組成物中のDNAの終濃度は、2.0μg/mg金であり、そして、抗原構築物(pPJV7193)の濃度を、全組成物中で一定に保ち、一方で、TRANCE構築物の濃度を変化させた。DNAワクチン組成物のパネル中に存在する各構築物の実際の濃度を、以下の表4に報告する。
【0160】
(表4.TRANCE DNAワクチン組成物)
【0161】
【表4】
Figure 2004522403
プラスミドDNA(pPJV7193、pPJV7046およびpTRANCE)を、上記表4に報告される比率であわせ、次いで、このプラスミド混合物を、上記実施例1に記載される技術を用いて1〜3μm金粒子上にコートして、2μg DNA/mg金の終濃度を得た。DNAコートされた金粒子を、次いで、上記実施例1のようにTefzel(登録商標)チューブにロードし、PowderJect(登録商標)XR粒子送達装置のカートリッジとして提供するされる長さに切断する。各カートリッジは、0.5mgの金粒子を含んだ。
【0162】
4匹のBalb/cマウスの6実験群を各々集合させ、そして上記表4に列挙されるDNAワクチン組成物を用いて、金粒子上にコートされたプラスミドDNAの粒子媒介送達によって免疫(プライム)した。免疫のために、マウスを剃り、この粒子を500psiのヘリウムで操作された粒子送達装置を用いて単一ショットで腹部の皮膚に送達した。これらのマウスを、免疫2週間後に屠殺し、そして脾臓をELISPOT分析のために取り除いた。
【0163】
(C.ELISPOT分析)
ELISPOTフィルタープレートを、ラット抗マウスIL−4抗体を用いて0.1M カーボネート緩衝液中0.75μg/ウェルの濃度でコートした。このプレートを一晩4℃でインキュベートした。リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)を用いた2回の洗浄後、このプレートを、10% 胎仔ウシ血清(FBS)を補充した100μlのRPMI培地を用いて1時間37℃でブロックした。この培地をブロッキング後に捨てた。溶解されそしてRPMI(10% FBS、ピルビン酸ナトリウム、および非必須アミノ酸で補充されている)に1×10細胞/mlで再懸濁された赤血球を有する脾細胞を、1ウェルにつき1×10細胞または1ウェルにつき0.5×10細胞の濃度で添加した。10%FBSで補充されたRPMI中に20μg/mlに希釈された、100μlの全B型肝炎ウイルスコア抗原(BioDesign)を、ウェルに添加し、そしてプレートを、37℃で48時間インキュベートした。インキュベーション後、細胞および培地を捨て、プレートを2回PBSで洗浄し、続いて、任意の残存する細胞を溶解するために脱イオン水で洗浄し、次いで、PBSを用いてさらに2回洗浄した。検出抗体(ビオチン化されたラット抗マウスIL−4)を、PBS中1μg/mlに希釈し、そして50μlを、各ウェルに添加し、そして室温で1時間インキュベートした。次いで、このプレートを、5回PBSで洗浄し、そして50μlのストレプトアビジンアルカリホルファターゼ結合体(PBS中1:1000希釈)を、各ウェルに添加した。室温で1時間のインキュベーション後、このプレートをPBSで5回洗浄し、そして50μlのクロマゲン(chromagenic)アルカリホスファターゼ基質を、各ウェルに添加した。スポットが現れると直ぐに、この反応を、タップ水を用いてプレートをリンスすることによって停止した。スポットを、計数し、この結果を、図9に、100万個の脾細胞当たりの特定のスポットとしてグラフにした。図9に示されるデータを再検討することによって見出されるように、HBcAgに特異的なIL−4産生は、コントロール(非pTRANCE含有組成物)に比較して増加し、そして特定のスポットに用量関連の減少が示された。
【0164】
(D.抗体分析(ELISA))
上記研究を、前出のように調製されたコートDNA粒子カートリッジを用いて反復したが、以下の改変を用いた:pPJV7193構築物(B型肝炎表面抗原およびB型肝炎コア抗原をコードする)およびpTRANCE構築物(TRANCEサイトカインをコードする)を、別のバッチの金粒子上にコートした(pTRANCEおよびpPJV7046プラスミドは、上記のようにあわせ、この組合せを金粒子上にコートしたが、pTRANCEプラスミドは、別のバッチの金粒子上にコートした)。次いで、2つのバッチのコートされた金粒子を、Tefzel(登録商標)チューブをコードする前に一緒に混合した。上記表4に報告されるような同じ濃度のDNAを、625:1の比率をこの第2の研究に含めなかったことを1つの例外として、使用した。4匹のBalb/cマウスの各々の実験群を、前出のように免疫し、そしてマウスを、免疫の2週間後に屠殺し、そして血清を、ELISAによる抗体分析のために収集した。
【0165】
抗体分析のために、ELISAプレートを100μlの全B型肝炎ウイルスコア抗原(BioDesign)でコートし、PBS中0.1μg/mlに希釈し、そして4℃で一晩インキュベートした。このプレートを、0.05% Tween20を有するPBS(PBS−T)を用いて1回洗浄し、次いで、300μlのブロッキング溶液(PBSおよび5%乾燥ミルク)を用いて室温で1時間ブロックした。このブロッキング溶液を捨て、そして100μlの連続希釈血清を添加した。このプレートを室温で1時間インキュベートし、続いて、PBS−Tを用いて3回洗浄した。結合体化抗体(ヤギ抗マウスIgG−西洋ワサビペルオキシダーゼ)を、PBSおよび2%乾燥ミルク中で1:5000希釈した。100μlの結合体化抗体を各ウェルに添加し、プレートを1時間室温でインキュベートした。次いで、プレートをPBS−Tで5回洗浄し、そして100μlのTMB基質を各ウェルに添加した。15分後、この反応を、100μlの1N HSOで停止した。吸光度を、450nmで読み取った。各実験群の相乗平均を、次いで算出し、そして図10に、希釈に対してグラフ化した。図10に示されるデータを再検討することによって見出されるように、25:1の比率を含む組成物に関して以外、pTRANCEアジュバント組成物を受けた全ての群において、抗HBcAg抗体応答が増加した。
【0166】
従って、肝炎DNAワクチン組成物中のプラスミド構築物をコードするpTRANCEサイトカインの添加は、目的の抗原に対する細胞性免疫応答および体液性免疫応答の両方を増強した。
【0167】
従って、免疫を誘発する新規組成物が、記載される。これらの組成物を用いる方法がまた記載される。本発明の好ましい実施形態はいくらか詳細に記載されるが、明らかな改変は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく添付の特許請求の範囲によって規定されるようになされえることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、CD80プロモーター駆動発現ベクターp5020の概略図である。このプラスミドベクターは、pUC19骨格に基づくpWRG7128(哺乳動物発現ベクター)から構築された。CMVプロモーターが除去され、そしてマウスCD80プロモーター(Life Technogies,Gibco BRLから得られた)の増幅によって得られた254塩基対PCRフラグメントで置換した。このプラスミドはまた、調節エレメント、およびウシ成長ホルモンのポリAシグナルを含み、B型肝炎表面抗原をコードする全長cDNAに作動可能に連結される。
【図2】
図2は、CD80プロモーター駆動発現ベクターp5021の概略図である。このプラスミドベクターは、pUC19骨格に基づくpWRG7128(哺乳動物発現ベクター)から構築された。CMVプロモーターが除去され、そしてマウスCD80プロモーター(Life Technogies,Gibco BRLから得られた)の増幅によって得られた489塩基対PCRフラグメントで置換した。このプラスミドはまた、調節エレメント、およびウシ成長ホルモンのポリAシグナルを含み、B型肝炎表面抗原をコードする全長cDNAに作動可能に連結される。
【図3】
図3は、CD80プロモーター駆動発現ベクターp5022の概略図である。このプラスミドベクターは、pUC19骨格に基づくpWRG7128(哺乳動物発現ベクター)から構築された。CMVプロモーターが除去され、そしてマウスCD80プロモーター(Life Technogies,Gibco BRLから得られた)の増幅によって得られた3123塩基対PCRフラグメントで置換した。このプラスミドはまた、調節エレメント、およびウシ成長ホルモンのポリAシグナルを含み、B型肝炎表面抗原をコードする全長cDNAに作動可能に連結される。
【図4】
図4は、CD80プロモーター駆動発現ベクターp5023の概略図である。このプラスミドベクターは、pUC19骨格に基づくpWRG7128(哺乳動物発現ベクター)から構築された。CMVプロモーターが除去され、そしてマウスCD80プロモーター(Life Technogies,Gibco BRLから得られた)の増幅によって得られた3357塩基対PCRフラグメントで置換した。このプラスミドはまた、調節エレメント、およびウシ成長ホルモンのポリAシグナルを含み、B型肝炎表面抗原をコードする全長cDNAに作動可能に連結される。
【図5】
図5は、CD80プロモーター駆動発現ベクターp5024の概略図である。このプラスミドベクターは、pUC19骨格に基づくpWRG7128(哺乳動物発現ベクター)から構築された。CMVプロモーターが除去され、そしてマウスCD80プロモーター(Life Technogies,Gibco BRLから得られた)の増幅によって得られた578塩基対PCRフラグメントで置換した。このプラスミドはまた、調節エレメント、およびウシ成長ホルモンのポリAシグナルを含み、B型肝炎表面抗原をコードする全長cDNAに作動可能に連結される。
【図6】
図6は、CD80プロモーター駆動発現ベクターp5025の概略図である。このプラスミドベクターは、pUC19骨格に基づくpWRG7128(哺乳動物発現ベクター)から構築された。CMVプロモーターが除去され、そしてマウスCD80プロモーター(Life Technogies,Gibco BRLから得られた)の増幅によって得られた202塩基対PCRフラグメントで置換した。このプラスミドはまた、調節エレメント、およびウシ成長ホルモンのポリAシグナルを含み、B型肝炎表面抗原をコードする全長cDNAに作動可能に連結される。
【図7】
図7は、CD80プロモーター駆動発現ベクターp5026の概略図である。このプラスミドベクターは、pUC19骨格に基づくpWRG7128(哺乳動物発現ベクター)から構築された。CMVプロモーターが除去され、そしてマウスCD80プロモーター(Life Technogies,Gibco BRLから得られた)の増幅によって得られた294塩基対PCRフラグメントで置換した。このプラスミドはまた、調節エレメント、およびウシ成長ホルモンのポリAシグナルを含み、B型肝炎表面抗原をコードする全長cDNAに作動可能に連結される。
【図8】
図8は、CMVプロモーターまたはCD80プロモターの制御下で、B型肝炎抗原(HBsAg)をコードするプラスミドで免疫されたマウスにおいて惹起された細胞障害性T細胞(CTL)応答を示すグラフである。
【図9】
図9は、B型肝炎コア/表面抗原をコードするプラスミドおよびTRANCEサイトカインアジュバントで免疫されたマウスからの脾細胞における抗B型肝炎コア抗原特異的IL−4産生を示すヒストグラムである。
【図10】
図10は、B型肝炎コア/表面抗原をコードするプラスミドおよびTRANCEサイトカインアジュバントで免疫されたマウスにおける抗B型肝炎コア抗原特異的抗体産生を示すグラフである。[0001]
(Field of the Invention)
The present invention generally relates to vaccine compositions and methods of using the same. More specifically, the present invention relates to polynucleotides encoding at least one immunizing antigen whose expression is controlled by a promoter from a costimulatory molecule. Immunization methods using these polynucleotides are also provided. Also provided is a composition comprising at least one immunizing agent and at least one cytokine (associated with antigen presenting cell maturation). Methods of raising an immune response using these compositions are also provided.
[0002]
(background)
Vaccines that induce cell-mediated immune responses represent an important strategy in combating parasites, autoimmune diseases, allergic diseases and cancer. Conventional vaccination strategies generally involve the administration of either "live" or "dead" vaccines. Ertl et al. (1996) J. Mol. Immunol. 156: 3579-3582. So-called live vaccines include recombinant molecules based on attenuated microorganisms and live vectors. Dead vaccines include those based on the entire pathogen killed, as well as subunit vaccines (eg, soluble pathogen subunits or protein subunits). Live vaccines have generally been successful in providing an effective immune response in immunized subjects; however, such vaccines have been shown to be dangerous in immunocompromised or pregnant subjects. Can be, return to pathogenic organisms, or be contaminated with other pathogens. Hassett et al. (1996) Trends in Microbiol. 8: 307-312. Dead vaccines circumvent the safety issues associated with live vaccines; however, such vaccines often provide a suitable and / or effective immune response in ¥ of immunized subjects. Fail.
[0003]
More recently, direct injection of plasmid DNA by intramuscular injection (Wolff et al. (1990) Science 247: 1465: 1468) or intradermal injection using a needle and syringe (Raz et al. (1994) PNAS UAS 91: 9519-9523) has been reported. Has been described. Another approach, referred to as bombardment or particle-mediated DNA delivery, uses a needle particle delivery device to administer microscopic gold beads coated with DNA directly to epidermal cells. Accordingly, a number of delivery techniques can be used to deliver nucleic acids for immunization, including particle-mediated techniques for delivering nucleic acid-coated microparticles to target tissues (see, eg, co-owned US Pat. No. 5,865,865). No. 796 (released on February 2, 1999). Particle-mediated nucleic acid immunization techniques have been shown to elicit both humoral and / or cytotoxic T lymphocyte immune responses following epidermal delivery of nanogram DNA. Pertmer et al. (1995) Vaccine 13: 1427-1430. Such particle-mediated delivery techniques have been compared to other types of nucleic acid inoculation and have been found to be significantly superior. Fynan et al. (1995) Int. J. Immunopharmacology 17: 79-83; Fynan et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 11478-11482, and Razs et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 9519-9523.
[0004]
A novel transdermal drug delivery system has been described that requires the use of a needleless syringe to deliver solid drug-containing particles to and through intact skin at a controlled dose. In particular, co-owned US Pat. No. 5,630,796 (Bellhouse et al.) Describes a particle delivery device (needleless syringe) that delivers pharmaceutical particles in synchrony with a supersonic gas flow. I do. This particle delivery device is used for transdermal delivery of powdered drug compounds and compositions, delivering genetic material in living cells (eg, gene therapy), and to the skin, muscle, blood, or lymph. Used for the delivery of biopharmaceuticals. The device can also be used in conjunction with surgery to deliver drugs and biopharmaceuticals to tissue surfaces, solid tumors and / or surgical cavities (eg, tumor beds or cavities after tumor resection). Pharmaceutical agents, which can be prepared to suit a substantially solid particulate form, can be delivered safely and easily using such devices.
[0005]
One particular particle delivery device is generally an elongated tubular, initially obstructing the passageway through the nozzle and having a modified rupturable membrane substantially adjacent the upstream end of the nozzle. Includes nozzle. The particles of the therapeutic agent to be delivered are placed adjacent to the rupturable membrane and rupture the membranes and apply a supersonic gas flow (including pharmaceutical particles) through a nozzle for delivery from their downstream end. It is delivered using pressurized means to apply gas pressure upstream of the membrane sufficient to produce. Thus, particles can be delivered from a needleless syringe at a delivery rate between Mach 1 and Mach 8 that can easily obtain a rupturable membrane rupture.
[0006]
Instead of having the pharmaceutical particles tuned during the supersonic gas flow, the downstream end of the nozzle is placed in a stationary “inverted” position (here, the septum is concave on the downstream surface to contain the pharmaceutical particles). Has) and an active "inside-out" position (where the septum has an outwardly convex surface on the downstream face of the septum as a result of an ultrasonic shockwave applied to the upstream face of the septum). Other needleless syringe configurations generally include elements similar to those described above, except that a possible bistable septum is provided. In this manner, the pharmaceutical particles contained within the concave surface of the septum are launched at a supersonic initial velocity from the device for their transdermal delivery to the intended skin or mucosal surface.
[0007]
Transdermal delivery using the device devices described above is generally performed using particles having an approximate size in the range between about 0.1-250 μm. Particles larger than about 250 μm can also be delivered from the device at the upper limit particle size, where the particle size causes harmful damage to skin cells. The actual distance through which the delivered particles penetrate depends on the particle size (e.g., nominal particle diameter assumed from approximate spherical particle geometry), particle density, initial velocity at which the particles strike the skin surface, And it depends on skin density and kinematic viscosity. Target particle densities for general use in needleless syringes are about 0.1 and 25 g / cm 3 And the injection speed is generally in the range between about 150 and 3,000 m / sec.
(Summary of the Invention)
The present invention relates to a polynucleotide comprising a first promoter from a gene encoding a costimulatory molecule and a first sequence encoding at least one antigen, wherein the first sequence is operable on the first promoter. Linked as possible. In certain embodiments, the promoter is from the CD80 (B7-1) or CD86 (B7-2) gene.
[0008]
In a further embodiment, the polynucleotide further comprises a second sequence encoding at least one cytokine operably linked to the first promoter or the second promoter. The promoter can be a constitutive promoter.
[0009]
In another embodiment, the invention relates to a core carrier coated with a polynucleotide as described above, and a pharmaceutical composition comprising the polynucleotide and a pharmaceutically acceptable excipient. The pharmaceutical composition optionally further comprises a cytokine.
[0010]
In yet a further embodiment, the present invention provides a method comprising: (a) an expression vector comprising a polynucleotide encoding at least one antigen; and (b) a CD40 ligand (CD40L), a tumor necrosis factor-related activation-inducing cytokine (TRANCE) and Flt3. A vaccine composition comprising a cytokine selected from the group consisting of ligand (flt-3L).
[0011]
In another embodiment, the present invention consists of (a) at least one peptide antigen; and (b) CD40 ligand (CD40L), a tumor necrosis factor-related activation-inducing cytokine (TRANCE), and Flt3 ligand (flt-3L). A vaccine composition comprising an expression vector comprising a polynucleotide encoding a cytokine selected from the group.
[0012]
In yet another embodiment, the present invention provides a method comprising: (a) at least one peptide antigen; and (b) a CD40 ligand (CD40L), a tumor necrosis factor-related activation-inducing cytokine (TRANCE), and a Flt3 ligand (flt-3L). A vaccine composition comprising a cytokine selected from the group consisting of:
[0013]
Also provided is a method for raising an immune response in a vertebrate subject comprising the step of administering the vaccine.
[0014]
The various components of the vaccine composition can be coated on a core carrier and used in a method for raising an immune response in a vertebrate subject. In this context, the method involves administering the composition to the subject using particle mediated delivery technology.
[0015]
In another embodiment, the invention is directed to a method for raising an immune response in a vertebrate subject. The method comprises the steps of: (a) providing a nucleotide sequence encoding an antigen operably linked to a promoter from a gene encoding a costimulatory molecule, wherein the promoter directs expression of the antigen in a subject. And (b) administering the coated core carrier particles to a subject, whereby the antigen is expressed in the subject and in an amount sufficient to elicit an immune response. Administering the nucleotide sequence to the subject.
[0016]
In a further embodiment, the invention is directed to a method for raising an immune response in a vertebrate subject. The method comprises the steps of (a) providing a particle coated with a nucleotide sequence encoding at least one antigen, wherein the nucleotide sequence is operably linked to a promoter from a gene encoding a costimulatory molecule. Wherein the promoter is capable of driving expression of the antigen coding sequence in the subject; and (b) administering the particles to the subject using particle mediated delivery techniques. Whereby the antigen encoded by the nucleotide sequence is expressed in an amount sufficient to elicit an immune response.
[0017]
In the above method, the nucleotide sequence encodes at least one cytokine (eg, a cytokine selected from the group consisting of CD40L, a tumor necrosis factor-related activation-inducing cytokine (TRANCE), and a Flt3 ligand (flt-3L)). And a polynucleotide.
[0018]
These and other embodiments of the present invention will readily occur to those skilled in the art in light of the present disclosure.
[0019]
(Form for implementing the present invention)
Before describing the present invention in detail, it is to be understood that this invention is not limited to particular antigens or antigen-encoding nucleotide sequences. It should also be understood that different applications of the disclosed method may be modified for particular needs in the art. It should also be understood that the terms used herein are for the purpose of describing particular embodiments of the present invention only and are not intended to be limiting.
[0020]
All publications, patents and patent applications (whether or not mentioned above) cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.
[0021]
As used in this specification and the appended claims, the singular forms "a,""an," and "the" refer to plural reference unless the content clearly dictates otherwise. It should be noted that including. Thus, for example, a reference to "antigen" includes a mixture of two or more factors, a reference to "particle" includes a mixture of two or more particles, and a reference to "recipient cells" includes two or more such. And other cells.
[0022]
(Definition)
Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention pertains. The following terms are intended to be defined as set forth below.
[0023]
The term “vaccine composition” contemplates any pharmaceutical composition (eg, a polynucleotide encoding an antigen) that includes an antigen, wherein the composition is used to prevent or treat a disease or condition in a subject. Can be done. Thus, the term covers both subunit vaccines (ie, vaccine compositions containing antigens separated and dispersed from the entire organism to which the antigen is naturally bound, as well as killed, attenuated, or non-killed). A composition comprising activated bacteria, viruses, parasites or other whole microorganisms).
[0024]
The term “transdermal” delivery refers to intradermal (eg, into the dermis or epithelium), transdermal (eg, “percutaneous”) and transmucosal administration (ie, into the skin or mucosal tissue) For example, see, for example, Transdermal Drug Delivery: Developmental Issues and Research Initiatives, Hadgraft and Guy (eds.), McKer, Edk. Controlled Drug Delivery: Fundamentals and Applications, Robinson and Lee (eds.), Marcel Dekk and Inc., (1987); and Transdermal Delivery of Drugs, Vols. 1-3, Kydonieus and Berner (eds.), CRC Press, (1987), and this term is therefore incorporated into US Patent No. 5,630,796. Includes needleless syringe delivery as described, and delivery from particle-mediated delivery of a coated core carrier as described in US Pat. No. 5,865,796.
[0025]
"Core carrier" refers to a guest nucleic acid (eg, DNA) that imparts a defined particle size and provides a sufficiently high density to achieve the moment required for cell membrane transduction, such that the guest molecule A carrier that is coated so that it can be delivered using a particle mediated technique (eg, US Pat. No. 5,100,792). Core carriers typically include materials such as tungsten, gold, platinum, ferrite, polystyrene, and latex. See, for example, Particle Bombardment Technology for Gene Transfer, (1994) Yang, N.M. ed. , Oxford University Press, New York, NY, pages 10-11.
[0026]
By "particle delivery device" or "needleless syringe" is meant an apparatus that delivers a particle composition transdermally without the aid of a conventional needle to pierce the skin. Particle delivery devices for use with the present invention are discussed throughout the specification.
[0027]
"Antigen" refers to a molecule comprising one or more epitopes that stimulates the host immune system to produce a cellular antigen-specific immune response, or a humoral antibody response. Thus, antigens include proteins, polypeptides, antigenic protein fragments, oligosaccharides, polysaccharides, and the like. Further, the antigen can be from any known virus, bacterium, parasite, plant, protist, or fungus, and can be an entire organism. The term also includes tumor antigens. Similarly, oligonucleotides or polynucleotides that express an antigen (eg, in DNA immunization applications) are also included in the definition of antigen. Synthetic antigens (eg, polyepitope, flanking epitopes, and other recombinantly or synthetically derived antigens) are also included (Bergmann et al. (1993) Eur. J. Immunol. 23: 2777-2781; Bergmann et al. (1996) J. Immunol. 157: 3242-3249; Suhrbier, A. (1997) Immunol. And Cell Biol. 75: 402-408; Gardner et al. (1998) 12th World AIDS Conference, Geneva, Switzerland, 28- , 1998).
[0028]
The term “peptide” is used in the broadest sense to refer to a compound of two or more subunit amino acids, amino acid analogs, or other peptidomimetics. These subunits can be linked by peptide bonds or other bonds (eg, esters, ethers, etc.). As used herein, the term "amino acid" refers to either natural and / or unnatural or synthetic amino acids, both glycine and optical isomers of D or L, and amino acid analogs and peptides Includes imitations. When the peptide chain is short, a peptide of three or more amino acids is generally called an oligopeptide. If the peptide difference is long, the peptide is typically called a polypeptide or protein.
[0029]
"T cell epitope" refers to a characteristic of a peptide structure that can generally induce a T cell response. In this regard, it is acceptable in the art that T cell epitopes include a linear peptide determinant that assumes an extended conformation within the peptide bond cleavage of the MHC molecule (Unanue et al. (1987) Science). 236: 551-557). As used herein, a T cell epitope is generally a peptide having at least about 3-5 amino acid residues, and preferably a peptide having at least 5-10 or more amino acid residues. .
[0030]
“Antigen presenting cells” and “APCs” as used herein refer to a histocompatibility complex molecule or portion thereof, or an antigen associated with one or more classical MHC molecules or portion thereof. Intended, any cell that presents on its surface. Examples of suitable APCs are discussed in detail below and include, but are not limited to, whole cells such as Langerhans cells, macrophages, dendritic cells, B cells, hybrid APCs, and Foster antigen presenting cells.
[0031]
Dendritic cells (DC) and Langerhans cells are powerful antigen presenting cells. DCs are a minor component of various immune organs and comprise, for example, about 1% of epidermal cell suspensions (Schuller et al. (1985) J. Exp. Med. 161: 526; and Romani et al. (1989). ) J. Invest. Dermatol. 93: 600). Despite their relative rarity, these cells have been shown to provide all of the signals required for T cell activation and proliferation. The required signals can be classified into two types. The first type, which confers specificity on the immune response, is the T cell receptor / CD3 ("TRC / CD") complex and the major histocompatibility complex ("MHC") class on the surface of the APC. It is mediated through an interaction between I or II proteins. This interaction is necessary, but not sufficient, for T cell activation to occur. In fact, without the second type of signal, the first type of signal can cause T cell allergy (eg, if the T cells are insensitive to additional signals). A second type of signal (eg, called a costimulatory signal) is neither antigen-specific nor MHC-restricted, and in the presence of the first type of signal, the complete proliferative response of T cells and It can lead to induction of T cell effector function. Thus, as noted above, studies accumulated over the past few years have convincingly demonstrated that resting T cells require at least two signals for induction of cytokine gene expression and proliferation. (Schwatrz RH (1990) Science 248: 1349-1356; Jenkins MK (1992) Immunol. Today 13: 69-73). One signal (which gives the property) may be generated by the interaction of the TCR / CD3 complex with the appropriate MHC / peptide complex. The second signal is not antigen specific and is referred to as a "costimulatory" signal.
[0032]
A "co-stimulatory molecule" functions as a receptor ligand pair fr on the surface of antigen presenting cells and T cells. The term encompasses any single molecule or combination of molecules that, when functioning with the peptide / MHC complex bound by the TCR on the surface of the T cell, the Provides a costimulatory effect to achieve activation.
[0033]
Some molecules have been shown to enhance costimulatory activity. These include CD80 (ie, B7-1), CD86 (ie, B7-2 / B70) (Schwatrz RH (1992) Cell 71: 1065-1068), heat stable antigen (HSA) (Liu Y. et al. (1992) J. Exp. Med. 175: 437-445), chondroitin sulfate-modified MHC invariant chain (Naujokas MF, et al. (1993) Cell 74: 257-268), cell adhesion molecule 1 (ICAM- 1) (Van Eventer, GA (1990) J. Immunol. 144: 4579-4586). Each of these molecules appears to achieve costimulation by interacting with their cognate ligand on T cells. Co-stimulatory molecules mediate the signals required to achieve full activation of native T cells under normal physiological conditions. One exemplary receptor-ligand pair is the CD80 and CD86 costimulatory molecules on the surface of APCs and their counterreceptors on T cells, CD28 and CTLA-4 (Ellis et al. (1996) J. Immunol. 56). : 2700-2709; Freeman et al. (1993) Science 262: 909-911; Nabavi et al. (1992) Nature 360: 266-268). Other important costimulatory molecules are CD40 and CD54. Thus, the term refers to CD80, CD86, or other co-stimulatory molecules on an antigen-presenting matrix, such as APCs, as well as cognate ligands when TCRs on the surface of T cells specifically bind to the peptide And fragments of co-stimulatory molecules that result in activation of T cells (only as a complex with another molecule, or as part of a fusion protein). Many of the sequences of the genes encoding costimulatory molecules and their promoter regions are known in the art. Other promoters or fragments thereof can also be determined by the methods known in the art and described herein.
[0034]
As used herein, the term "adjuvant" refers to any substance that enhances the action of a drug, antigen, polynucleotide, vector, and the like. Thus, one example of an adjuvant is a "cytokine". As used herein, the term “cytokine” refers to any one of a number of factors that have various effects on a cell, including, for example, growth, proliferation or maturation. Certain cytokines (eg, TRANCE, flt-3 and CD40L) enhance the immunostimulatory capacity of APCs. Non-limiting examples of cytokines that may be used alone or in combination with the practice of the invention include interleukin-2 (IL-2), stem cell factor (SCF), interleukin-3 (IL-3), interleukin-6 (IL-6), interleukin 12 (IL-12), G-CSF, granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), interleukin-1α (IL-1α), interleukin-11 (IL-11 ), MIP-1α, leukemia inhibitory factor (LIF), c-kit ligand, thrombopoietin (TPO), CD40 ligand (CD40L), tumor necrosis factor-related activation-inducing cytokine (TRANCE) and flt3 ligand (flt-3L). No. Cytokines are commercially available from several suppliers, for example, Genzyme (Framingham, MA), Genentech (South San Francisco, CA), Amgen (Thousand Oaks, CA), R & D Systems and Immunex (Seattle, Seattle). The sequences of many of these molecules are also available, for example, from the GenBank database. Although not usually explicitly described, molecules having biological activity similar to wild-type or purified cytokines (eg, recombinantly produced or variants thereof) and nucleic acids encoding these molecules are It is intended to be used within the spirit and scope of the present invention.
[0035]
A composition comprising a selected antigen and an adjuvant, or a vaccine composition co-administered with an adjuvant, elicits an immune response that is greater than the immune response elicited by an equal amount of antigen administered without adjuvant. If capable, it indicates "enhanced immunogenicity." Thus, a vaccine composition may exhibit "enhanced immunogenicity." Either the antigen is more immunogenic or a lower or lower dose of the antigen is required to achieve an immune response in the subject to which the antigen is administered. Such enhanced immunogenicity can be achieved by administering the adjuvant composition and a control of the antigen to the animal and determining antibody titers and / or cell-mediated immunity against the two using standard assays ( For example, it can be determined by comparison using radioimmunoassays, ELISAs, CTL assays, etc., well known in the art.
[0036]
The terms "nucleic acid molecule" and "polynucleotide" are used interchangeably and refer to a polymeric form of nucleotides of any length (either deoxyribonucleotides or ribonucleotides), or analogs thereof. Non-limiting examples of polynucleotides include genes, gene fragments, exons, introns, messenger RNA (mRNA), transfer RNA, ribosomal RNA, ribozymes, cDNA, recombinant polynucleotides, branched polynucleotides, plasmids, vectors, Examples include isolated DNA of any sequence, isolated RNA of any sequence, nucleic acid probes and primers.
[0037]
Polynucleotides typically consist of specific sequences of four nucleotide bases: adenine (A); cytosine (C); guanine (G); and thymine (T) (if the polynucleotide is RNA, uracil ( U) replaces thymine (T)). Thus, the term polynucleotide sequence is the alphabetical representation of a polynucleotide molecule. This alphabetical representation is input into a database in a computer with a central processing unit (CPU) and can be used for bioinformatics applications (eg, functional genomics and homology searches).
[0038]
As used in the context of the present invention, a "gene" is a sequence of nucleotides in a gene nucleic acid (chromosome, plasmid, etc.) to which gene function is related. A gene is a hereditary unit (eg, of an organism) that is a polynucleotide sequence (eg, a mammalian gene) that occupies a particular physical location (“locus” or “gene locus”) in the genome of an organism. DNA sequence). A gene can encode a product (eg, a polypeptide or a polynucleotide (eg, a tRNA)) to be expressed. Alternatively, a gene defines a locus for a particular event / function (eg, binding of a protein and / or nucleic acid (eg, a phage attachment site), where the gene does not encode the product to be expressed). I can do it. Typically, a gene includes coding sequences (eg, sequences encoding a polypeptide) and non-coding sequences (eg, promoter sequences, polyadenylation sequences, transcription regulatory sequences (eg, enhancer sequences)). Many eukaryotic genes have "exons" (coding sequences) interrupted by "introns" (non-coding sequences). In certain cases, a gene may share a sequence with another gene (eg, a duplicated gene).
[0039]
A “coding sequence” or a sequence “encoding” a selected polypeptide is transcribed in vivo (in the case of DNA) and polypeptide when placed under the control of appropriate regulatory sequences (or “control elements”). (In the case of mRNA) is a nucleic acid molecule. The boundaries of the coding sequence are determined by a start codon at the 5 '(amino) terminus and a translation stop codon at the 3' (carboxy) terminus. A coding sequence can include, but is not limited to, cDNA from viral, prokaryotic or eukaryotic mRNA, genomic DNA sequences from viral or prokaryotic DNA, and even synthetic DNA sequences. A transcription termination sequence may be located 3 'to the coding sequence. Transcription and translation of a coding sequence is typically regulated by "control elements," which include a transcription promoter, a transcription enhancer element, a transcription termination signal, a polyadenylation sequence (3 'of the translation stop codon). ), Sequences that optimize translation initiation (located 5 'of the coding sequence), and translation termination sequences.
[0040]
"Promoter" is a nucleotide sequence that initiates transcription of a polynucleotide encoding a polypeptide. Promoters include inducible promoters (expression of a polynucleotide sequence operably linked to a promoter is driven by an analyte, cofactor, regulatory protein, etc.), repressible promoters (operably linked to a promoter). Expression of the polynucleotide sequence is suppressed by analytes, cofactors, regulatory proteins, etc.), and constitutive promoters. Further, such promoters may also have tissue specificity (eg, the CD80 promoter is inducible only in certain immune cells, and the myoD promoter is inducible only in muscle cells). The term "promoter" or "control element" is intended to include the full-length promoter regions and functional (eg, control transcription or translation) segments of these regions. If the promoter has the same or substantially the same base pair sequence as the region of the promoter region (or its complement) of the costimulatory molecule, or the promoter shows the following sequence identity, the promoter is It is the “origin” of the gene encoding the molecule.
[0041]
A “vector” can transfer a gene sequence to a target cell (eg, a viral vector, a non-viral vector, a microparticle carrier, and a liposome). Typically, “vector construct,” “expression vector,” and “gene transfer vector” refer to any nucleic acid construct that directs the expression of a gene of interest and is capable of transferring a gene sequence to a target cell. Thus, the term includes cloning vehicles, expression vehicles, as well as viral vectors.
[0042]
An "isolated polynucleotide" molecule is an isolated nucleic acid molecule that is distinct from the entire organism in which it is found in nature; a nucleic acid that lacks all or part of the sequence with which it normally associates in nature Is a molecule; or a sequence that is naturally occurring but has a heterologous sequence (defined below) associated within the molecule.
[0043]
"Operably linked" refers to an arrangement of elements wherein the components so described are designed to perform their normal function. Thus, a given promoter operably linked to a coding sequence (eg, the antigen of interest) may result in the expression of the coding sequence, if present, in the presence of regulatory proteins and appropriate enzymes. In some cases, a particular control element need not be contiguous with a coding sequence, as long as the control element functions to direct expression of the coding sequence. For example, an intervening, untranslated but still transcribed sequence may be present between the promoter sequence and the coding sequence, which promoter sequence may still be considered "operably linked" to the coding sequence.
[0044]
As used herein to describe a nucleic acid molecule, "recombinant" means a polynucleotide of genomic, cDNA, semi-synthetic, or synthetic origin, for its origin and manipulation: (1) Does not associate with all or a portion of the naturally associated polynucleotide, and / or (2) ligates to a polynucleotide other than the naturally associated polynucleotide. When used in reference to a protein or polypeptide, the term “recombinant” refers to a polypeptide produced by expression of a recombinant polynucleotide.
[0045]
Techniques for determining nucleic acid “sequence identity” and amino acid “sequence identity” are also known in the art. Typically, such techniques involve determining the nucleotide sequence of the mRNA of a gene and / or determining the amino acid sequence encoded by the mRNA, and comparing these sequences to a second nucleic acid or amino acid sequence. . In general, "identity" refers to an exact nucleotide-to-nucleotide correspondence or an exact amino acid-to-amino acid correspondence of two polynucleotides or polypeptide sequences, respectively. Two or more sequences (polynucleotides or amino acids) can be compared by determining their "percent identity." The percent identity of the two sequences (whether nucleic acid or amino acid) is the exact match between the two aligned sequences divided by the shorter sequence length and multiplied by 100. Number. Approximate alignments for nucleic acid sequences are provided by the local homology algorithm of Smith and Watermann (Advances in Applied Matrices 2: 482-489 (1981)). This algorithm is described in Dayhoff (Atlas of Protein Sequences and Structure, MO Dayhoff, eds., 5 Supplement 3: 353-358, National Biomedical Research Foundation, Washington, D.C., Washington, D.C. Acids Res. 14 (6): 6745-6763 (1986)), and can be applied to amino acid sequences by using a scoring matrix. An exemplary implementation of this algorithm for determining the percent identity of a sequence is provided by Genetics Computer Group (Madison, WI) in the "BestFit" utility application. Default parameters for this method are described in Wisconsin Sequence Analysis Package Program Manual, Version 8 (1995) (available from Genetics Computer Group, Madison, WI). In the context of the present invention, a preferred method for establishing percent identity is the MPSRCH package of programs copyrighted by the University of Edinburgh (developed by John F. Collins and Shane S. Sturok, and developed by IntelliGenetics, Inc. (Distributed by Mountain View, CA). From this set of packages, the Smith-Waterman algorithm may be used for the scoring table, using default parameters (eg, 12 gap open penalty, 1 gap extension penalty, and 6 gap). From the data generated, the “Match” value reflects “sequence identity”. Other suitable programs for calculating percent identity or similarity between sequences are generally known in the art (eg, another alignment program is BLAST, used with default parameters). For example, BLASTN and BLASTP can be used using the following default parameters: genetic code = standard; filter = none; strand = both; cutoff = 60; expect = 10; Matrix = BLOSUM62; Descriptions = 50 sequence; by = high score; Databases = no duplication, GenBank + EMBL + DDBJ + PDB + GenBank CDS translation + Swiss protein + Supdate + PIR. Details of these programs can be found at the following internet address: http: // www. ncbi. nlm. gov / cgi-bin / BLAST.
[0046]
Alternatively, homology is performed by hybridizing the polynucleotide under conditions that form a stable duplex between regions of homology, followed by digestion with a single-strand-specific nuclease, and determining the size of the digested fragment. Can be determined. Two DNA or two polypeptide sequences, as determined using the methods described above, have at least about 80-85%, preferably at least about 90%, and most preferably at least about 95-95%, of the sequence. They are "substantially homologous" to each other if they show sequence identity over a defined length of the molecule. As used herein, substantial homology also refers to sequences that show complete identity to the specified DNA or polypeptide sequence. Substantially homologous DNA sequences can be identified, for example, in Southern hybridization experiments under stringent conditions, as defined for the particular system. For example, stringent hybridization conditions can include 50% formamide, 5 × Denhardt's solution, 5 × SSC, 0.1% SDS, and 100 μg / ml denatured salmon sperm DNA, and the wash conditions are 37 ° C. 2 × SSC, 0.1% SDS at 60 ° C., followed by 1 × SSC, 0.1% SDS at 68 ° C. Defining appropriate hybridization conditions is within the skill of the art. See, eg, Sambrook et al., Supra; DNA Cloning, supra; Nucleic Acid Hybridization, supra.
[0047]
As used herein, the term "treatment" includes any of the following: prevention of infection or re-infection; reduction or elimination of symptoms; and reduction or elimination of pathogens. Treatment may be effected prophylactically (pre-infection) or therapeutically (post-infection). An "effective amount" is an amount sufficient to effect beneficial or desired results. An effective amount can be administered in one or more administrations of a dosage, application. The term “co-administration” or “co-administration” refers to the administration of at least two substances. Simultaneous administration may be achieved by administering the substances at the same time or at different times. Further, co-administration includes delivery using one or more delivery means.
[0048]
With an appropriate immune response, the methods of the present invention can elicit in a immunized subject an immune response characterized by the production of B and / or T lymphocytes specific for viral antigens, wherein The immune response may protect the subject against subsequent infection with a homologous or heterologous virus strain, reduce viral load and / or shedding during infection, or compare the immune response to a non-immunized subject. May result in a faster recovery of the infection, or may prevent or reduce clinical signs of disease symptoms.
[0049]
By “vertebrate subject” is meant any member of the subphylum cordata, especially mammals, including but not limited to humans and other primates. The term does not imply a particular age. Thus, it is intended to include both adult and newborn individuals.
[0050]
(General overview of the present invention)
Before describing the present invention in detail, it is to be understood that this invention is not limited to particular formulations or particular process parameters, which may, of course, vary. It is also understood that the techniques used herein are for the purpose of describing particular embodiments of the present invention only and are not intended to be limiting.
[0051]
DNA-vaccines generally consist of a plasmid encoding the relevant antigen for de novo synthesis by cells present in the target tissue. Viral promoters (eg, promoters from cytomegalovirus (CMV)) are commonly used in DNA-vaccine plasmid constructs to drive expression of the antigen. Delivery of these DNA-vaccine plasmids, both in "naked" form and attached to particles, has been shown to elicit both humoral and cell-mediated immune responses (e.g., Wang et al., (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 4156-4160; Tang et al., (1992) Nature 356: 152-154; see Fynan supra).
[0052]
It is known that antigens must be presented to T cells in order to elicit a specific CTL (cytotoxic T cell) response. This presentation is achieved via antigen presenting cells (APC), a class of cells including dendritic cells (DC), Langerhans cells, monocytes, macrophages, and B cells. DCs were first described as morphologically distinct from Langerhans cells in the epidermis of the skin (as reviewed by Bancheraeau et al., (1998) Nature 392: 245-252), and subsequently to native T cells. It was shown to be the most effective APC for cell activation. Lanzaveccia A. ((1993) Science 260: 937-944) and Bancheraeau et al., (1998, supra). The antigen encoded by the injected DNA-vaccine is processed by dendritic cells into peptides and presented to T cells. It has also been shown that DNA-vaccines delivered intraepidermally target Langerhans cells. The targeted Langerhans cells express the DNA-encoded antigen and exit the epidermis, the influx region where the Langerhans cells process the DNA-vaccine encoded antigen and present it to T lymphocytes. Move to lymph nodes. Thus, APC plays an essential role in inducing an effective immune response to DNA-vaccine.
[0053]
APCs exposed to the antigen process the antigen into small fragments (known as epitopes) which are then converted to class I major histocompatibility complex (MHC) for presentation to CD8 + T lymphocytes. And class II MHC for presentation to CD4 + T lymphocytes. However, certain costimulatory molecules, such as CD80 and CD86 (also known as B7-1 and B7-2, respectively), are also required for antigen presentation. Thus, effective activation of T lymphocytes requires two signals at the cell surface at the interface of APC and target T cells. The first activation signal is provided by the binding of the T cell receptor (TCR) to the antigen MHC complex, and the second activation signal comprises a CD80 / CD86 costimulatory molecule on APC and a T lymphocyte. Is known to be provided by binding to the CD28 receptor. After maturation, APCs become susceptible to apoptosis, thus limiting their natural stimulatory capacity.
[0054]
The CD80 / CD86 costimulatory molecules required for successful antigen presentation are not constitutively expressed by ACP. Rather, upon activation (eg, in response to an infectious agent), CD80 / CD86 expression on the APC surface is rapidly upregulated. Signals for inducing CD80 / CD86 expression by APCs can be provided by cytokines released by epithelial and lymphocytes in the site of inflamed tissue infected by the pathogen. In addition, certain cytokines secreted by activated T lymphocytes (eg, IFNγ) can both induce and maintain CD80 / CD86 expression by APCs. To date, two members of the TNF family, CD40 ligand (CD40L or CD154), and a TNF-related activation-inducing cytokine (TANCE), and a factor known as Flt3 ligand (Flt3L), have been implicated in APC maturation. I have. See, for example, Gurunathan et al., (1998) J. Am. Immunol. Pulendran et al., (1998) J. Am. Exp. Med. , 188: 2075-2082, and Wong et al., (1999) J. Am. See Immunol 162: 2251-2258. TRANCE has also been shown to extend the lifespan of mature DCs. (Josien et al., (1999) J. Immun. 162: 2562-2568; Wong et al., (1997) J. Exp. Med., 186: 2075-2080). Co-administration of CD40L and a tumor-specific antigen has been shown to result in the production of IgG1 antibodies that reflect a Th2-type immune response (see Wong et al., (1999) supra).
[0055]
Recently, methods of enhancing a subject's T cell response have been described. These methods require administering a nucleotide encoding an immunizing antigen and a full-length costimulatory molecule under the same transcriptional regulatory element (see, eg, US Pat. No. 5,738,852, and International Publication No. WO 97/32987 (published September 12, 1997)). It is useful to note that these studies illustrate and describe the expression of immune and costimulators under the control of a constitutive promoter (eg, the CMV promoter).
[0056]
In the art, DNA-vaccines that target inducible APCs and methods to effectively enhance the maturation and stimulation lifetime of targeted APCs (eg, by targeting specific cells, or (Due to being active only in specific cells). The invention described herein achieves this goal (eg, by operably linking a polynucleotide encoding an immune factor to a promoter sequence from a gene encoding a costimulatory molecule; and / or Or by co-administering an immune factor and one or more cytokines that enhance the stimulatory life of the APC).
[0057]
More specifically, the present invention provides novel polynucleotides that are particularly useful as vaccines. Typically, the polynucleotide is contained in a vector (eg, a plasmid) that contains the appropriate regulatory elements. In one embodiment, a polynucleotide of the invention comprises a sequence encoding at least one selected antigen. Antigen expression is controlled by transcriptional regulatory elements (eg, promoters) from genes encoding costimulatory molecules (eg, CD80 or CD86). Without being bound by a particular theory, the use of promoter elements from costimulatory molecules may make use of the normal up-regulation of these promoters by APCs during activation and during antigen presentation. It is. Thus, use of the polynucleotides described herein enhances antigen expression, processing and presentation within the APC, as compared to, for example, use of a polynucleotide driven by a constitutive promoter.
[0058]
The invention also includes compositions wherein the expression vector comprising a costimulatory molecule promoter and a sequence encoding the antigen further comprises an adjuvant (eg, a cytokine). Preferably, the cytokine is, for example, by enhancing the immunostimulatory capacity of the APC, increasing the expression of costimulatory ligand on the APC surface, stabilizing the antigen / MHC complex, and / or Enhances the immune response by inhibiting apoptosis of Also included are methods of co-administering a polynucleotide bearing an antigen operably linked to a costimulatory molecule promoter with an adjuvant. The selected adjuvant can be provided in the form of a polynucleotide under appropriate regulatory control, or can be provided as a polypeptide (eg, a recombinantly produced polypeptide). When administered as nucleotides, the sequence encoding the cytokine and the sequence encoding the antigen may be maintained on the same vector or on different vectors. Thus, the sequence encoding the cytokine may be under the control of a promoter from the costimulatory molecule or under the control of a different promoter (eg, a constitutive promoter). Further, the sequence encoding the cytokine may be located either 3 'or 5' to the sequence encoding the antigen.
[0059]
The invention further includes a vaccine composition comprising an antigen in combination with at least one cytokine that enhances the stimulation or viability of dendritic cells. As noted above, such cytokines (eg, TRANCE, flt3, CD40L) can increase the expression of costimulatory molecules on the surface of APCs, stabilize antigen / MHC complexes, or reduce their apoptosis. May be prevented, thereby increasing the stimulation life of the APC. In particular, compositions comprising a polynucleotide encoding at least one antigen and a peptide cytokine, particularly a cytokine such as TRANCE, flt-3 or CD40L, are described. Another composition includes a composition comprising at least one antigen (eg, a peptide) and at least one cytokine (eg, TRANCE, flt-3 and / or CD40L). Still another composition comprises a polynucleotide encoding at least one antigen (eg, a peptide) and at least one cytokine (eg, TRANCE, flt-3 and / or CD40L). It is understood that more than one antigen can be used in combination with one or more cytokines.
[0060]
A polynucleotide of the invention can be introduced into a cell in vitro or in vivo, for example, by transfection or by coating the polynucleotide on the particle and administering the coated particle to the cell. Alternatively, the polynucleotides and / or peptides may be provided in the form of microparticles (eg, powders), as described below and in the disclosures of WO 97/48485 and WO 98/10750, which are hereby incorporated by reference. Considered enough.
[0061]
Accordingly, the invention includes a method of raising an immune response, preferably a CTL response, in a vertebrate subject by administering a polynucleotide encoding at least one selected antigen, wherein the method comprises the steps of: The sequence encoding the antigen is operably linked to the regulatory elements of the costimulatory molecule. Also provided is a method of eliciting an immune response in a vertebrate subject by co-administering the selected antigen with a cytokine such as TRANCE, flt-3L or CD40L.
[0062]
(antigen)
The compositions and methods described herein include, but are not limited to, a number of conditions, including cancer, allergies, toxicity and infection by pathogens such as viruses, bacteria, fungi, and other pathogenic organisms. No) is useful in eliciting an immune response to a wide variety of antigens for treatment and / or prevention.
[0063]
Suitable viral antigens for use in the present compositions and methods include, but are not limited to: hepatitis family viruses (hepatitis A virus (HAV), hepatitis B virus (HBV), C Antigens obtained or derived from hepatitis hepatitis virus (HCV), hepatitis delta virus (HDV), hepatitis E virus (HEV) and hepatitis G virus (HGV). See, for example, International Publication Nos. WO 89/04669; WO 90/11089; and WO 90/14436. The HCV genome encodes several viral proteins, including E1 and E2. See, for example, Houghton et al. (1991) Hepatology 14: 381-388. Nucleic acid molecules (including sequences encoding these proteins) and antigenic fragments thereof find use in the present methods. Similarly, the coding sequence for the δ antigen from HDV is known (see, eg, US Pat. No. 5,378,814).
[0064]
Similarly, a wide variety of proteins from the herpesvirus family can also be used as antigens in the present invention, including proteins from herpes simplex virus (HSV) types 1 and 2, such as HSV-1 and HSV-2 glycoproteins gB, gD and gH); antigens from varicella-zoster virus (VZV), Epstein-Barr virus (EBV) and cytomegalovirus (CMV) (including CMV gB and CMV gH); and others (Eg, Chee et al. (1990) Cytomegaroviruses (ed. JK McDougall, Ed. Springer-Verlag, 125-169; McGeoch et al., (1)), which are derived from human herpesviruses (e.g., HHV6 and HHV7). 88) J. Gen. Virol. 69: 1531-1574; U.S. Patent No. 5,171,568; Baer et al. (1984) Nature 310: 207-211; and Davison et al. (1986) J. Gen. Virol. 1759-1816).
[0065]
Human immunodeficiency virus (HIV) antigens, such as the gp120 molecule for a number of HIV-1 and HIV-2 isolates, including members of various genetic subtypes of HIV, are known and reported. (Eg, Myers et al., Los Alamos Database, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, New Mexico (1992); and Modrow et al. (1987) J. Virol. 61: 570-578 alone). Antigens from the isolate or comprising the obtained nucleic acid sequence find use in the methods of the invention. In addition, any of a variety of HIV isolates (eg, one or more of various envelope proteins (eg, gp160 and gp41), gag antigens (eg, p24gag and p55gag), and HIV pol, env, tat, vif, rev, Other immunogenic portions (including proteins from the nef, vpr, vpu and LTR regions) find use herein.
[0066]
Antigens from or derived from other viruses also find use herein and include, but are not limited to, the Picornaviridae family (eg, poliovirus, rhinovirus, etc.). Caliciviridae; Togaviridae (eg, rubella virus, dengue virus, etc.); Flaviviridae; Coronaviridae; Reoviridae (eg, rotavirus); Orthomyxoviridae (eg, influenza virus A, Virnaviridae; Rhabodoviridae (eg, rabies virus); Filoviridae; Paramyxoviridae (eg, mumps virus, measles virus, RS) Virus, parainfluenza virus Bunyaviridae; arenaviridae; retroviridae (e.g., HTLV-1; HTLV-II; HIV-1 (also known as HTLV-III, LAV, ARV, hTLR, etc.)), which is isolated Goods HIV IIIb , HIV SF2 , HIV LAV , HIV LA1 , HIV MN HIV-1 CM235 , HIV-1 US4 HIV-2; especially simian immunodeficiency virus (SIV); papillomavirus, tick-borne encephalitis virus and the like. For a description of these and other viruses, see, eg, Virology, 3rd Edition (WK Joklik, 1988); Fundamental Virology, 2nd Edition (BN Fields and DM Knipe, 1991). checking ...
[0067]
In some situations, the selected antigen is obtained or derived from a viral pathogen that typically enters the body through mucosal surfaces, and is subject to human disease (eg, HIV (AIDS), influenza virus (Flu ), Herpes simplex virus (genital infection, herpes simplex, STD), rotavirus (diarrhea), parainfluenza virus (respiratory infection), poliovirus (polio), respiratory syncytial virus (respiratory infection), measles virus and epidemic parotid gland Is known or associated with, but not limited to, the inflammation viruses (measles, mumps), rubella virus (rubella), and rhinovirus (common cold) May be desirable.
[0068]
Suitable bacterial and parasite antigens may be obtained or derived from known causative agents that cause the following diseases: Diphtheria, pertussis, tetanus, tuberculosis, bacterial pneumonia or fungal Pneumonia, otitis media, gonorrhea, cholera, typhoid fever, meningitis, mononucleosis plague, bacillary dysentery or salmonellosis, Legionaire's Disease, Lyme disease, leprosy, malaria, hookworm, onchocerciasis, Schistosomiasis, trypanosomiasis, Leshmaniasis, Giardia, amoebiasis, filariasis, Borrelia, and trypanosomiasis. Still further antigens include non-conventional pathogens (eg, Kourou, Creutzfeldt-Jakob disease (CJD), scrapie, causative agents of infectious encephalopathy of mink and chronic wasting disease), or prions such as mad cow disease. Can be obtained from or derived from natural proteinaceous infectious particles.
[0069]
Particular pathogens from which the antigen may be derived include: tuberculosis, Chlamydia, N.M. gonorrhoeae, Shigella, Salmonella, Vibrio Cholera, Treponema pallidua, Pseudomonas, Bordetella pertussis, Brucella, Franciscella tulorensis, Helicobacter pylori, Leptospria interrogaus, Legionella pneumophila, Yersinia pestis, Streptococcus (A and B type), Pneumococcus, Meningococcus, Hemophilus influenza ( b-type), Toxoplasma gondic, Compylobacteriosis, Moraxella cat rrhalis, Donovanosis, and Actinomycosis; as fungal pathogens, include Candidiasis and aspergillosis; Taenia as parasites pathogens, Flukes, Roundworms, Amebiasis, Giardiasis, Cryptosporidium, Schistosoma, Pneumocystis carinii, include Trichomoniasis and Trichinosis. Thus, the present invention also provides neuro-veterinary diseases (eg, foot and mouth diseases, coronavirus, Pasteurella multitocida, Helicobacter, Strongylus vulgaris, Actinobacillus pleuropneumonia, bovine viral diarrhea virus (BVeVela, Bovine Viral Diarrhea). Bordetella pertussis, Bordetella parapertussis and brochiseptica) can be used to provide an appropriate immune response.
[0070]
Typically, nucleotide sequences corresponding to one or more of the above-listed antigens are used in the production of polynucleotides, as shown below.
[0071]
(Isolation of Gene and Polynucleotide Constructs)
The invention provides a polynucleotide encoding at least one antigen (eg, an antigen from and / or expressed from a virus, bacterium, fungus, worm, toxin, allergic or cancer cell). The antigen is operably linked to a non-virus-specific, cell-specific or tissue-specific promoter (eg, a promoter from a regulatory element that controls transcription of a sequence encoding a costimulatory molecule). These polypeptides are useful in eliciting an immune response to the antigen, particularly in activating T lymphocytes.
[0072]
The nucleotide sequence selected for use in the present invention can be from a known source (eg, by isolating the same from a cell containing the desired gene or nucleotide sequence using standard techniques). . Similarly, nucleotide sequences can be produced synthetically using standard modes of polynucleotide synthesis well known in the art. See, eg, Edge et al. (1981) Nature 292: 756-762; Nambair et al. (1994) Science 223: 1299-1301; Jay et al. Biol. Chem. 259: 6311-6317. In general, synthetic oligonucleotides can be prepared using the phosphotriester method (described in Edge et al., Supra, and Duckworth et al. (1981) Nucleic Acids Res. 9: 1691-1706) or the phosphoramidite method (Beaucage et al. (1981) Tet. Letts. 22: 1859, and described in Matteucci et al. (1981) J. Am. Chem. Soc. 103: 3185). Synthetic oligonucleotides can also be prepared using commercially available automated oligonucleotide synthesizers. Thus, nucleotide sequences can be designed with the appropriate codons for a particular amino acid sequence. In general, one will select preferred codons for expression in the intended cell. The complete sequence is assembled from overlapping oligonucleotides by standard methods and assembled into the complete coding sequence. See, eg, Edge et al., Supra; Nambair et al., Supra, and Jay et al., Supra.
[0073]
Another way of obtaining a nucleic acid sequence for use herein is by recombinant means. Thus, the desired nucleotide sequence can be excised from a plasmid carrying the same using standard restriction enzymes and procedures. Site-specific DNA cleavage is performed by treatment with an appropriate restriction enzyme under conditions generally understood in the art, and details are specified by the manufacturer that markets the restriction enzyme. If desired, size separation of the cleaved fragments can be performed by polyacrylamide gel or agarose gel electrophoresis using standard techniques.
[0074]
Restriction cleavage fragments were prepared using standard techniques in the presence of four deoxynucleotide triphosphates (dNTPs) using standard techniques. The DNA can be blunt-ended by treating with a large fragment of E. coli DNA polymerase I (Klenow). The Klenow fragment is packed with a 5 'single stranded overhang, but digests the protruding 3' single stranded, even in the presence of four dNTPs. If desired, selective repair can be performed by supplying only one or several selected dNTPs within the limits dictated by the nature of the overhang. After Klenow treatment, the mixture could be extracted using, for example, phenol / chloroform and ethanol precipitated. Treatment under appropriate conditions with S1 nuclease or BAL-31 results in hydrolysis of any single-stranded portion.
[0075]
Yet another suitable method of isolating a specific nucleic acid molecule is by the polymerase chain reaction (PCR). Mullis et al. (1987) Methods Enzymol. 155: 335-350. This technique uses a DNA polymerase (a normal thermostable DNA polymerase) to replicate a region of the desired DNA. The region of this DNA to be replicated is identified by a specific sequence of oligonucleotides complementary to the opposite end and the opposite strand of the desired DNA that primes the replication reaction. The product of the first round of replication is its own template for subsequent replication, and thus repeated successive cycles of replication are performed by incorporating these added sequences into the oligonucleotide primers, Amplification occurs (see, eg, PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications, Innis et al. (Eds.) Harcourt Brace Jovanovich Publishers, NY (1994)). The PCR conditions used for each amplification reaction are empirically determined. Many parameters affect the success of the reaction. Among them are annealing temperature and time, extension time, Mg2 + and ATP concentrations, pH, and relative concentrations of primers, templates, and deoxyribonucleotides. One example of suitable PCR conditions is found below in the Examples. Once the coding sequence for the desired protein has been prepared or isolated, such a sequence can be cloned into any suitable vector or replicon. Numerous cloning vectors are known to those of skill in the art, and the selection of an appropriate cloning vector is a matter of choice. Ligations to other sequences are performed using standard procedures known in the art.
[0076]
As described in detail below, the selected nucleotide sequence can be placed under the control of regulatory sequences, such as a promoter, so that the sequence encoding the desired protein contains a vector comprising the expression construct. Transcribed into RNA in the transformed host tissue.
[0077]
(promoter)
The choice of promoter will be central to the construction of the particular polynucleotide described herein. Thus, the invention provides for the expression of a selected antigen driven by a non-viral, preferably mammalian cell (or tissue) -specific promoter. In a preferred embodiment, the promoter is from a regulatory sequence that controls transcription of the costimulatory molecule (eg, from the CD80 (also known as B7-1), CD86 (B7-2 and also known), CD40 or CD54 genes. promoter). Other suitable promoters can be readily determined using the teachings herein.
[0078]
Genomic constructs (including promoter mapping) of suitable costimulators (eg, CD80 and CD86) are described, for example, in Zhang et al. (1996) Gene 183: 1-6; Selvakumar et al. (1993) Immunogenetics 38: 292-295 and Fong et al. (1996) J. Amer. Immunol. 157: 4442-4450. These studies show that the CD80 (B7-1) gene promoter has three positive regulatory regions: a distal region from -2597 to -1555 containing a putative transcription factor binding site; a region near -130 to -110 containing tandem repeats. And a downstream region from +269 to +25 (Zhang et al., Supra). Cleavage at nucleotide positions -906 to -84 has been shown to result in increased transcriptional activity in CD80-expressing Raji cells, and regulatory elements around -41 are identified (Fong et al., Supra). In addition, mapping of the CD80 promoter or other costimulatory molecule promoter can be performed using methods known in the art in light of these references and the teachings herein.
[0079]
The invention also provides a method of eliciting an immune response using an immunizing agent in combination with at least one cytokine that enhances the stimulatory lifespan of APCs (eg, dendritic cells). In these embodiments, either the immunizing agent or the cytokine can be delivered to the subject as a polynucleotide encoding the polypeptide of interest. These polynucleotides include a wide variety of promoters (eg, constitutive promoters (eg, CMV, SV-40, housekeeping gene promoters, etc.), inducible promoters (eg, metallothionein), heat shock, cytochromes, protein tyrosines. Kinases, carbon monoxide synthesis promoters, etc.), and tissue or cell specific promoters (including, for example, CD80 / 86, muscle creatine kinase, etc.).
[0080]
In addition to the promoter, it may be desirable to add other regulatory sequences that can regulate the expression of the protein sequence encoded by the delivered nucleotide sequence. Suitable additional regulatory sequences are known to those of skill in the art and, by way of example, cause the expression of a coding sequence that is represented or not represented in response to a chemical or physical stimulus, including the presence of a regulatory compound. Sequences. Other types of regulatory elements may also be present in the vector, for example, an enhancer sequence.
[0081]
The expression vector is constructed so that the particular coding sequence is localized in the vector with the appropriate regulatory sequences, such that the positioning and orientation of the coding sequence with respect to the control sequence is based on the control sequence of the coding sequence. It allows transcription under "control" (ie, RNA polymerase binding to a DNA molecule at a control sequence transcribes the coding sequence). Modification of the sequence encoding the particular protein of interest may be desired to achieve this termination. For example, in some cases, it may be necessary to modify the sequence so that it is joined to the control sequence in the proper orientation (ie, to maintain the reading frame). Control sequences and other regulatory sequences may be ligated to the coding sequence prior to insertion into the vector. Alternatively, the coding sequence can be cloned directly into an expression vector that already contains the control sequences and appropriate restriction sites.
[0082]
Generally, the nucleic acid molecules used in the subject methods include a coding region with appropriate control sequences and, optionally, ancillary nucleotide sequences encoding cytokines or other immune enhancing polypeptides. Nucleic acid molecules generally contain the necessary elements and are prepared in the form of a vector that directs transcription and translation in the recipient cell.
[0083]
(Adjuvant)
To enhance the immune response in a subject, the compositions and methods described herein may further include auxiliary substances (eg, adjuvants) (eg, pharmacological agents, cytokines, etc.). Suitable adjuvants include any substance that enhances a subject's immune response to a polynucleotide of the present invention. Non-limiting examples include cytokines (eg, Flt3 ligand, CD40L and TRANCE). As noted above, these cytokines may affect any number of pathways (eg, stabilizing the antigen / MHC complex, thereby making the antigen / MHC complex more present on the cell surface). Can enhance the immune response by increasing APC maturation or by prolonging APC survival (eg, inhibiting apoptosis). For example, recent studies suggest that CD40L and Flt3 ligand may be supplied adjuvanted in a mouse model (Gurunathan et al. (1998) J. Immunol. 161.4563 and Pulendran et al. (1998), J Immunol. 188. : 2075). Wong et al. (1997) J. Am. Exp. Med. 186: 2075 reports that TRANCE can promote the lifespan of mature dendritic cells. As noted above, these cytokines, delivered either as peptides or as polynucleotides encoding functional proteins, are also useful in eliciting an immune response.
[0084]
Ancillary substances can be administered simultaneously with, prior to, or subsequent to administration of a costimulatory molecule promoter-driven polynucleotide, as a protein or other macromolecule, a peptide antigen or a polynucleotide encoding the antigen of interest. Cytokines can be obtained from a variety of sources, such as Immunex (Seattle, WA), Genentech (South San Francisco, CA) and Amgen (Thousand Oaks, CA). Alternatively, cytokines can be produced using various methods known to those of skill in the art in light of the teachings herein. In particular, cytokines can be isolated directly from natural sources using standard purification techniques. Alternatively, cytokines can be produced recombinantly using the expression systems described above and purified using known techniques. The cytokine can also be synthesized via chemical polymer synthesis (eg, solid phase peptide synthesis) based on known amino acid sequences or amino acid sequences derived from the DNA sequence of the molecule of interest. Such methods are described, for example, in J.P. M. Stewart and J.M. D. Young, Solid Phase PeptideSynthesis, 2nd edition, Pierce Chemical Co. Rockford IL (1984); Barany and R.M. B. Merrifield, The Peptides: Analysis, Synthesis, Biology, author E.M. Gross and J.M. Meinenhofer, vol. 2, Academic Press, New York, (1980), pp. 254.
[0085]
Alternatively, an auxiliary nucleic acid sequence encoding a peptide (eg, a cytokine) known to stimulate, modify, or regulate the immune response of the host is co-administered as a polynucleotide with the polynucleotide or peptide antigen encoding the antigen described above. obtain. The gene sequences for many of these cytokines are known (eg, GenBank and other publicly available databases; Wong et al. (1997) J. Biol Chem 272 (40): 25190-4 (TRANCE); Lymanet et al. (1995) Oncogene 11 (6): 1165-72 (flt3); Spriggs et al. (1992) J. Exp. Med. 176.1543-1550 and Armitage et al. (1992) Nature 357: 80-82 (CD40L); Spriggs ( (1992) Immunol Ser. 56: 3-34 (TNF-α); Morgan et al. (1976) Science 193: 1007-1008 (IL-2); U.S. Patent No. 5,187,077 (LIF); hoff et al (1987) Immunol.139: 4116-4121 (IL-6); in that the reference, etc.).
[0086]
Thus, a suitable cytokine may be provided by administration of a polynucleotide encoding the cytokine (or encoding an active fragment thereof). These cytokine-encoding nucleotides can be administered either on the same vector carrying the antigen-encoding sequence, or on a different vector. In some cases, it may be desirable to design the polynucleotide under the control of both the antigen coding sequence and the cytokine coding sequence under the same promoter (eg, from a costimulatory molecule). In other cases, it may be desirable to use a cytokine coding sequence under the control of a different promoter (eg, a constitutive promoter).
[0087]
(Administration of polynucleotide and adjuvant)
The polynucleotides and auxiliary substances described herein can be administered by any suitable method. In a preferred embodiment, the polynucleotides are administered by coating them on particles and then administering the particles to a subject or cell, as described below. However, the polynucleotide may also be delivered using a viral vector known in the art, or using a non-viral vector system, for example, as described in US Pat. No. 5,589,466. Can be done.
[0088]
(Virus vector)
Numerous virus-based systems have been used for gene delivery. For example, retroviral systems are known and packaging systems with integrated defective proviruses ("helpers") that express all genes of the virus are commonly used, but the package known as the psi sequence is used. Cannot package its own genome due to the deletion of the packaging signal. Thus, this cell line produces an empty viral coat. The producer strain may be derived from a packaging strain that includes, in addition to helpers, a viral vector that contains the necessary sequences in cis for replication and packaging of the virus, known as long terminal repeats (LTRs). The gene of interest can be inserted into a vector and packaged into a viral envelope synthesized by a retroviral helper. The recombinant virus can then be isolated and delivered to a subject (see, for example, US Pat. No. 5,219,740). Representative retroviral vectors include, for example, LHL, N2, LNSAL, described in US Pat. No. 5,219,740, which is hereby incorporated by reference in its entirety. Vectors such as, but not limited to, the LSHL and LHL2 vectors, and derivatives of these vectors (eg, the modified N2 vectors described herein). Retroviral vectors can be constructed using techniques well known in the art. See, for example, U.S. Patent No. 5,219,740; Mann et al. (1983) Cell 33: 153-159.
[0089]
Adenovirus-based systems have been developed for gene delivery and are suitable for delivering the polynucleotides described herein. Human adenoviruses are double-stranded DNA viruses that enter cells by receptor-mediated endocytosis. These viruses are particularly suitable for gene transfer. Because they are easy to grow and manipulate, and they exhibit a wide host range in vivo and in vitro. For example, adenoviruses can infect human cells of hematopoietic, lymphoid, and bone marrow origin. In addition, adenovirus infects resting and replicating target cells. Unlike retroviruses, which integrate into the host genome, adenoviruses persist extrachromosomally, thus minimizing the risks associated with insertional mutagenesis. This virus is easily produced at high titers and is stable so that it can be purified and stored. Even in replication competent form, adenovirus causes only low levels of morbidity and is not associated with human malignancies. Therefore, adenovirus vectors that take advantage of these advantages have been developed. For a description of adenovirus vectors and their uses, see, eg, Haj-Ahmad and Graham (1986) J. Am. Virol. 57: 267-274; Bett et al. (1993) J. Am. Virol. 67: 5911-5921; Mittereder et al. (1994) Human Gene Therapy 5: 717-729; Seth et al. (1994) J. Am. Virol. 68: 933-940; Barr et al. (1994) Gene Therapy 1: 51-58; Berkner, K. et al. L. (1988) BioTechniques 6: 616-629; Rich et al. (1993) Human Gene Therapy 4: 461-476.
[0090]
Adeno-associated virus vectors (AAV) can also be used to administer the polynucleotides described herein. AAV vectors can be derived from any AAV serotype, including without limitation, AAV-1, AAV-2, AAV-3, AAV-4, AAV-5, AAVX7, and the like. An AAV vector may have one or more AAV wild-type genes, preferably rep and / or cap genes, deleted in whole or in part, but with one or more functional adjacent inverted terminal repeats (ITRs). Keep the array. Functional ITR sequences are required for AAV virion rescue, replication and packaging. Thus, AAV vectors include at least those sequences required in cis for viral replication and packaging (eg, functional ITRs). The ITR sequence need not be a wild-type nucleotide sequence and can be altered, for example, by nucleotide insertion, deletion or substitution, as long as the sequence provides for functional rescue, replication and packaging.
[0091]
The AAV expression vector is constructed using known techniques, and provides at least control elements including a transcription initiation region, a target DNA, and a transcription terminal region as components operably linked in the transcription direction. A control element that is functional in a mammalian cell is selected. The resulting construct, comprising the operably linked components, is linked to a functional AAV ITR sequence (5 'and 3'). Suitable AAV constructs can be designed using techniques well known in the art. For example, U.S. Patent Nos. 5,173,414 and 5,139,941; International Publication Nos. WO 92/01070 (published January 23, 1992) and WO 93/03769 (published March 4, 1993); Lebkowski. (1988) Molec. Cell. Biol. 8: 3988-3996; Vincent et al. (1990) Vaccines 90 (Cold Spring Harbor Laboratory Press); Carter, B .; J. (1992) Current Opinion in Biotechnology 3: 533-539; Muzyczka, N.M. (1992) Current Topics in Microbiol. and Immunol. 158: 97-129; Kotin, R .; M. (1994) Human Gene Therapy 5: 793-801; Shelling and Smith (1994) Gene Therapy 1: 165-169; and Zhou et al. (1994) J. Am. Exp. Med. 179: 1867-1875.
[0092]
(Conventional pharmaceutical preparation)
Formulation of a preparation containing a polynucleotide of the present invention, with or without the addition of an adjuvant composition, can be performed using standard pharmaceutical formulation chemistry and methodology. All of these are readily available to those skilled in the art. For example, a composition comprising one or more nucleic acid molecules (eg, present in a plasmid or viral vector) is combined with one or more pharmaceutically acceptable excipients or vehicles to provide a liquid preparation. I can do it.
[0093]
Auxiliary substances such as wetting or emulsifying agents, pH interfering substances and the like can be present in excipients or vehicles. These excipients, vehicles and auxiliary substances are generally pharmaceutical agents that do not elicit an immune response in the individual receiving the composition and can be administered without undue toxicity. Pharmaceutically acceptable excipients include, but are not limited to, liquids such as, for example, water, saline, polyethylene glycol, hyaluronic acid, glycerol and ethanol. Pharmaceutically acceptable salts may also be included therein: mineral salts (eg, hydrochloride, hydrobromide, phosphate, sulfate, etc.); and salts of organic acids (eg, acetate, Propionate, malonic acid salt, benzoate, etc.). Although not required, if a peptide, protein or other molecule is to be included in the vaccine composition, it is also preferred that the preparation include pharmaceutically acceptable excipients, which in particular act as stabilizers for them. Examples of suitable carriers that also act as stabilizers for the peptide include, but are not limited to, the following pharmaceutical grades: glucose, sucrose, lactose, trehalose, mannitol, sorbitol, inositol, dextran and the like. Other suitable carriers include, but are not limited to, starch, cellulose, sodium or calcium phosphate, citric acid, tartaric acid, glycine, high molecular weight polyethylene glycol (PEG), and combinations thereof. . Pharmaceutically acceptable excipients, vehicles and auxiliary substances are available in REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCES (Mack Pub. Co., NJ 1991), which is hereby incorporated by reference. .
[0094]
Certain facilitators of nucleic acid uptake and / or expression ("transfection facilitators") can also be included in the compositions (e.g., non-viral vector compositions (e.g., bupivacaine, cardiac toxin) enhancers such as cardiotoxin) and sucrose) and transfection-enhancing vehicles (eg, liposomal preparations conventionally used to deliver nucleic acid molecules). Anionic and neutral liposomes are widely available and are well known to deliver nucleic acid molecules (eg, Loposomes: A Practical Approach (1990) RPC New Edition, IRL Press). Cationic lipid lipid preparations are also well-known vehicles for use in delivering nucleic acid molecules. Suitable preparations include DOTMA (N- [1- (2,3-dioleyloxy) propyl] -N, N, N-trimethylammonium chloride), (trade name Lipofectin) TM And DOTAP (1,2-bis (oleyloxy) -3- (trimethylamino) propane) (see, for example, Felgner et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84: 7413-7416). (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 6077-6081; U.S. Patent Nos. 5,283,185 and 5,527,928, and International Publication Numbers WO90 / 11092, WO91 / 15001. And WO 95/26356). These cationic lipids can preferably be used in association with neutral lipids, such as DOPE (dioleyl phosphatidylethanolamine). Still further transfection-enhancing compositions that can be added to the lipid or liposome preparations include spermine derivatives (eg, WO 93/18759) and membrane osmosis such as GALA, gramicidin S and cationic bile salts. Compounds (for example, International Publication No. WO93 / 19768).
[0095]
Alternatively, the nucleic acid molecules of the invention can be encapsulated, adsorbed to, or bound to a particulate carrier. Suitable particulate carriers include polymethyl methacrylate polymers and particulate carriers derived from poly (lactide) and PLG microparticles derived from poly (lactide-co-glycolide). See, for example, Jeffery et al. (1993) Pharm. Res. 10: 362-368. Other particle systems and polymers may also be used (eg, polymers: for example, polylysine, polyarginine, polyornithine, spermine, spermidine, and conjugates of these molecules).
[0096]
Accordingly, formulated vaccine compositions typically include a polynucleotide (eg, a plasmid) containing a sequence encoding the antigen of interest in an amount sufficient to mount an immunological response. An appropriate effective amount can be readily determined by one skilled in the art. Such amounts fall into a relatively broad range that can be determined through routine testing. For example, an immune response can be obtained using as little as 1 μg of DNA, while in other administrations, up to 2 mg of DNA is used. Effective doses of polynucleotides comprising genomic fragments are generally expected to fall in the range of about 10 μg to 1000 μg, but doses above or below this range are also effective. Has been found. Thus, the composition may comprise from about 0.1% to about 99.9% of the polynucleotide molecule.
[0097]
(Administration of conventional pharmaceutical preparations)
Administration of the above pharmaceutical preparations can be effected continuously or intermittently in a single dose during the course of treatment. Delivery is most typically done via conventional needles and syringes for liquid compositions and for liquid suspensions containing particulate compositions. Additionally, various liquid ink injectors are known in the art and can be used to administer the compositions of the present invention. The most effective means and methods for determining the dosage of administration are well known to those of skill in the art, and will vary with the delivery vehicle, therapeutic composition, target cells, and the subject being treated. Single and multiple administrations can be carried out using dosage levels and patterns selected by the physician. It should be understood that one or more antigen sequences can be performed by the polynucleotide construct. Alternatively, separate vectors (eg, plasmid or viral vectors), each containing a sequence that expresses one or more antigens, can also be delivered to the subject as described herein.
[0098]
Further, it is also contemplated that polynucleotides that can be delivered by the methods of the invention can be combined with other suitable compositions and therapies. For example, to increase the immune response in a subject, the compositions and methods described herein may further include auxiliary substances such as pharmacological agents, cytokines, etc. (eg, adjuvants). Auxiliaries can be administered, for example, as a protein or other macromolecule, simultaneously with, prior to, or subsequent to administration of a polynucleotide described herein. The nucleic acid molecule composition can be administered directly to the subject, or can be administered ex vivo to cells from the subject using methods known to those of skill in the art.
[0099]
(Coated particles)
In one embodiment, the polynucleotide (eg, a DNA vaccine) and / or adjuvant is delivered using carrier particles (eg, a core carrier). Particle-mediated methods for delivering such nucleic acid preparations are known in the art. Thus, once prepared and appropriately purified, the nucleic acid molecules and / or adjuvants described above can be coated onto carrier particles (eg, a core carrier) using various techniques known in the art. The carrier particles are selected from materials having a suitable density in a range of particle sizes typically used for intracellular delivery from a suitable particle-mediated delivery device. The optimal carrier particle size will, of course, depend on the diameter of the target cell. Alternatively, colloidal gold particles can be used, where the coated colloidal gold is administered (eg, injected) to a tissue (eg, skin or muscle) and subsequently taken up by immunocompetent cells It is.
[0100]
For the purposes of the present invention, tungsten, gold, platinum and iridium carrier particles may be used. Tungsten and gold particles are preferred. Tungsten particles are readily available with an average size of 0.5-2.0 μm in diameter. While such particles have optimal densities for use in particle accelerated delivery methods and allow for highly efficient coatings using DNA, tungsten is potentially not available for certain cell types. Can be toxic. Gold particles or microcrystalline gold (eg, gold powder A1570 (available from Engelhard Corp., East Newark, NJ)) also find use in the present invention. Gold particles provide uniform size (available in particle sizes of 1-3 μm from Alpha Chemicals or in a range of particle sizes including 0.95 μm from Degussa, South Plainfield, NJ) and reduced toxicity. .
[0101]
Numerous methods are known and described for coating or precipitating DNA or RNA on gold or tungsten particles. The majority of such methods generally involve the transfer of a predetermined amount of gold or tungsten to plasmid DNA, CaCl 2 And combined with spermidine. The resulting solution is vortexed continuously during the coating procedure to ensure uniformity of the reaction mixture. After precipitation of the nucleic acids, the coated particles can be transferred to a suitable membrane and dried prior to use, coated on the surface of a sample module or cassette, or a delivery cassette for use in a suitable particle delivery device Can be loaded.
[0102]
Peptide adjuvants (eg, cytokines) can be coated on suitable carrier particles (eg, gold or tungsten). For example, by simply mixing the two components in empirically determined ratios, by ammonium sulfate precipitation or other solvent precipitation methods known to those skilled in the art, or by chemically coupling the peptide to carrier particles. By means of the peptide can be attached to the carrier particles. The coupling of L-cysteine residues to gold has been described previously (Brown et al., Chemical Society Reviews: 271-311 (1980)). Other methods include, for example, dissolving the peptide antigen in absolute ethanol, water, or an alcohol / water mixture, adding this solution to the quantified carrier particles, and then flowing air or nitrogen while vortexing. Drying the mixture underneath. Alternatively, the peptide antigen can be dried on the carrier particles by centrifugation under reduced pressure. Once dried, the coated particles can be suspended in a suitable solvent (eg, ethyl acetate or acetone) and milled (eg, by sonication) to provide a substantially uniform suspension. I will provide a.
[0103]
(Administration of coated particles)
According to these formations, carrier particles coated with either a nucleic acid preparation or a peptide or protein adjuvant preparation are delivered transdermally to a subject using, for example, particle-mediated delivery techniques.
[0104]
A variety of particle delivery devices suitable for particle mediated delivery technology are known in the art and are all suitable for use in the practice of the present invention. Current device designs use explosive, electrical or gaseous firing to propel the coated carrier particles toward target cells. The coated carrier particles themselves can be releasably attached to a movable carrier sheet, or can be removably attached to a surface through which an air stream passes, lifting the particles off this surface and directing them to a target. Accelerate. An example of a gas firing device is described in U.S. Patent No. 5,204,253. Explosive devices are described in U.S. Pat. No. 4,949,050. One example of an electrically launched particle accelerator is described in US Pat. No. 5,120,657. Another electrical launcher suitable for use herein is described in U.S. Patent No. 5,149,655. The disclosures of all of these patents are incorporated herein by reference in their entirety.
[0105]
The coated particles are administered to the subject to be treated in a manner compatible with the dosage formulation, and in an amount effective to produce the desired immune response. Generally, when the nucleic acid molecule is in the range of 0.001 to 100.1 μg, more typically 0.01 to 10.0 μg, nucleic acid molecule per single dose, and the peptide or protein molecule is When between 1 μg and 5 mg, more typically between 1 and 50 μg, the amount of composition delivered depends on the subject being treated. The exact amount required will vary depending on the age and general condition of the individual to be immunized, and the particular nucleotide sequence or peptide chosen, as well as other factors. An appropriate effective amount can be readily determined by one of ordinary skill in the art in reading details instantly.
[0106]
Thus, an effective amount of an antigen, or nucleic acid code therefor, described herein is sufficient to produce an appropriate immune response in an immunized subject, and is determined through routine testing. Fall into a relatively wide range that can be done. Preferably, the coated particles are delivered to appropriate recipient cells to produce an immune response (eg, T cell activation) in the treated subject.
[0107]
(Particulate composition)
Alternatively, the antigen of interest (as well as one or more selected adjuvants) can be formulated as a particulate composition. More specifically, the formulation of particles containing the antigen and / or adjuvant of interest can be performed using standard pharmaceutical formulation chemistry, and all those methodologies will be readily apparent to those skilled in the art. Available. For example, one or more antigens and / or adjuvants can be combined with one or more pharmaceutically acceptable excipients or vehicles to provide an antigen, adjuvant, or vaccine composition. Auxiliary substances such as wetting or emulsifying agents, pH interfering substances and the like can be present in excipients or vehicles. These excipients, vehicles and auxiliary substances are generally pharmaceutical agents that do not elicit an immune response in the individual receiving the composition and can be administered without undue toxicity. Pharmaceutically acceptable excipients include, but are not limited to, liquids such as, for example, water, saline, polyethylene glycol, hyaluronic acid, glycerol and ethanol. Pharmaceutically acceptable salts may also be included therein: mineral salts (eg, hydrochloride, hydrobromide, phosphate, sulfate, etc.); and salts of organic acids (eg, acetate, Propionate, malonic acid salt, benzoate, etc.). Although not required, it is also preferred to include a pharmaceutically acceptable antigen composition that acts as a stabilizer, especially for peptides, proteins or other antigens. Examples of suitable carriers that also act as stabilizers for the peptide include, but are not limited to, the following pharmaceutical grades: glucose, sucrose, lactose, trehalose, mannitol, sorbitol, inositol, dextran and the like. Other suitable carriers include, but are not limited to, starch, cellulose, sodium or calcium phosphate, citric acid, tartaric acid, glycine, high molecular weight polyethylene glycol (PEG), and combinations thereof. . A thorough discussion of pharmaceutically acceptable excipients, carriers, stabilizers and auxiliary substances is incorporated herein by reference for REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCES (Mack Pub. Co., NJ. 1991).
[0108]
The formulated composition will contain an antigen of interest in an amount sufficient to mount an immunological response, as defined above. An appropriate effective amount can be readily determined by one skilled in the art. Such amounts fall within a relatively broad range, generally from 0.1 μg to 25 mg or more of the antigen of interest, and particular suitable amounts may be determined by routine testing. The composition comprises from about 0.1% to about 99.9% of the antigen. If an adjuvant is included in the composition, or if the method is tried to provide a particulate adjuvant composition, the adjuvant is present in an appropriate amount as described above. The composition can then be purified using standard techniques (eg, simple evaporation (air drying), vacuum drying, spray drying or lyophilization, spray-lyophilization, spray cooling, precipitation, suspension). Prepared as particles (eg, by liquid particle formation). If desired, the residual particles can be densified using the techniques described in International Application WO 97/48485, which is incorporated herein by reference.
[0109]
Using these methods, sizes ranging from about 0.1 to about 250 μm, preferably about 10 to about 150 μm, and most preferably about 20 to about 60 μm; and about 0.1 to about 25 g / cm 3 Particle density in the range of about 0.5 to about 3.0 g / cm 3 Nucleic acid particles having the above bulk density can be obtained.
[0110]
Similarly, a size in the range of about 0.1 to about 250 μm, preferably about 0.1 to about 150 μm, and most preferably about 20 to about 60 μm; about 0.1 to about 25 g / cm 3 Particle density in the range of about 0.5 to about 3.0 g / cm 3 And most preferably from about 0.8 to about 1.5 g / cm 3 Particles of the selected adjuvant having a bulk density can be obtained.
[0111]
Single or multi-dose containers, the particles of which can be packaged prior to use, contain a suitable amount of particles containing the antigen of interest and / or a selected adjuvant (eg, a vaccine composition). It may include a sealed container for inclusion. The particle composition can be packaged as a sterile formulation, and the sealed container can be designed to maintain sterility of the formulation until use in the methods of the present invention. If desired, the container can be adapted for direct use in a needleless syringe system, and can take the form of a capsule, foil pouch, sachet, cassette, and the like.
[0112]
The container in which the particles are packaged is further labeled to identify the composition, and provides clear dosage information. Further, the container may be affixed with a precautionary statement in the form prescribed by a government agency (eg, Food and Drug Administration), which may include an antigen, adjuvant (or vaccine) included for administration to humans. Composition) is approved by federal law.
[0113]
(Administration of particulate composition)
Following their formation, the particulate composition (eg, a powder) can be delivered transdermally to a vertebrate using a suitable transdermal delivery technique. Various particle delivery techniques suitable for administering the substance of interest are known in the art and find use in the practice of the present invention. A particularly preferred transdermal particle delivery system uses a needleless syringe to launch a controlled dose of solid particles into and through intact skin and tissue. See, for example, U.S. Patent No. 5,630,796 to Bellhouse et al., Which describes a needleless syringe (also known as a "PowderJect (R) particle delivery device"). Other needleless syringe configurations are known in the art and are described herein.
[0114]
The particulate composition (including the antibody of interest and, optionally, an adjuvant) is then delivered via a transdermal delivery technique. Preferably, the particulate composition is delivered via a powder injection method (e.g., a needleless syringe (WO 94/24263, WO 96/04947, WO 96/12513 and WO 96/20022, all of which are incorporated by reference). Is delivered from a needleless syringe) as described in)), incorporated herein by reference)). Delivery of particles from such particulate delivery devices is generally performed with particles having a size in the range of 0.1-250 μm, preferably in the range of about 10-70 μm. Particles larger than about 250 μm can also be delivered from the device, with the upper limit being that the size of the particles causes undesired damage to skin cells. The actual distance that the delivered particles penetrate the target surface was determined by the particle size (eg, nominal particle diameter considered as a nearly spherical particle profile), particle density, initial velocity at which the particles hit the surface, and targeted Depends on skin tissue density and kinematic viscosity. In this regard, the optimal particle density for use in needleless injection is generally about 0.1 g / cm 3 And 25g / cm 3 , Preferably about 0.9 g / cm 3 And 1.5g / cm 3 And injection speeds generally range between about 100 m / s and 3,000 m / s. With appropriate gas pressure, particles having an average diameter between 10 μm and 70 μm can be accelerated through the nozzle at a speed approaching the ultrasonic velocity of the driving gas stream.
[0115]
If desired, these particle delivery devices (eg, needle-free syringes) can be provided in a pre-filled form containing an appropriate dose of particles containing the antigen of interest and / or the selected adjuvant. . The filled syringe may be packaged in a hermetically sealed container, which may be further labeled as described above.
[0116]
A composition comprising a therapeutically effective amount of powder particles, as described herein, can be delivered to any suitable target tissue via the particle delivery device described above. For example, the composition comprises muscle, skin, brain, lung, liver, spleen, bone marrow, thymus, heart, lymph, blood, cartilage, pancreas, kidney, gallbladder, intestine, ovary, uterus, rectum, nervous system, eye, It can be delivered to glands, and connective tissue. With respect to nucleic acid molecules, it is preferably delivered to differentiated cells for a period of time, and the molecule is expressed there; however, the molecule may be undifferentiated or partially differentiated cells (eg, blood cells). Stem cells and skin fibroblasts).
[0117]
The powdered composition is administered to the subject so as to be treated in a manner compatible with the dosage formulation, and in such amount as will be prophylactically and / or therapeutically effective. The amount of composition to be delivered (generally, 0.5 μg / kg to 100 μg / kg of nucleic acid molecule per dose) depends on the subject to be treated. The dose can be as low as 0.5 μg for a 50 kg subject (ie, about 0.01 μg / kg). Administration of other drugs (eg, physiologically active peptides and proteins) will generally range from about 0.1 μg to about 20 mg, preferably 10 μg to about 3 mg. The exact amount required will vary depending on the age and general condition of the individual to be treated, the severity of the condition to be treated, the particular preparation delivered, the site of administration, and other factors. I do. An appropriate effective amount can be readily determined by one skilled in the art.
[0118]
Accordingly, a "therapeutically effective amount" of the particulate composition of the present invention is sufficient to achieve treatment or prevention of the disease or condition, and is a relatively broad range that can be determined through trials.
[0119]
(Vaccination method)
As will be apparent to one of skill in the art in light of the present specification, vaccines comprising the above-described polynucleotides (DNA vaccines) may be effective in a single dose, either continuously or intermittently throughout the course of this treatment. The most effective means and methods for determining the dosage of administration are well known to those of skill in the art, and will vary with the delivery vector, the nature of the composition, the particular therapy sought, the target cells, and the subject being treated. I do. Single and multiple administrations can be carried out with the dose level and pattern being selected by the appropriate physician. It should be understood that one or more antigens can be expressed by the delivered polynucleotide. Alternatively, individual vectors, each expressing one or more different antigens under the control of a costimulatory molecule promoter, can be delivered to a subject as described herein.
[0120]
It is further contemplated that the immunizing antigen (eg, polynucleotide or peptide) delivered by the methods of the invention will be combined with other suitable compositions and therapies. For example, a T cell response can be enhanced by delivering a polynucleotide or peptide described herein with one or more additional agents (eg, cytokines) before, after, or simultaneously with (1 A) a polynucleotide having a costimulatory molecule promoter that drives antigen expression; (2) a polynucleotide encoding at least one antigen or (3) a peptide antigen. These additional agents can be provided in various forms (eg, purified molecules) or by vectors encoding full-length or fractional fragments of the polypeptide. The vector can be different from the vector carrying the sequence encoding the antigen, or can be carried on the same vector. Whether the cytokine coding sequence is the same or a different vector, this expression can be driven by the same promoter or a different promoter that drives antigen expression. In this method, APC mature cytokines (eg, CD40 ligand (CD40L or CD154), tumor necrosis factor-related activity-inducing cytokine (TRANCE), and Flt3 ligand (flt-3L)) express costimulatory ligand on APCs. , By stimulating the antigen / MHC complex, or by inhibiting APC apoptosis, can obviously be provided to enhance the immune response.
[0121]
The following are examples of specific embodiments for carrying out the present invention. These examples are provided for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention in any way.
[0122]
(Example)
Efforts have been made to ensure accuracy with respect to members used (eg, amounts, temperatures, etc.), but some experimental error and deviation should, of course, be allowed for.
[0123]
Example 1: Nucleic acid immunization using CD80 promoter driven plasmid
The following studies were performed to identify and evaluate efficacy of nucleic acid immunity using DNA vaccine plasmids containing the CD80 or CD86 promoter.
[0124]
(A. Preparation of plasmid)
Mouse and human CD80 gene promoter DNA sequences were obtained from GenBank Database. DNA primers for synthesizing the mouse CD80 promoter by PCR were obtained from Life Technologies, Gibco BRL and had the following sequences:
(1) 5'-ACG CGT CGA CTC TAG AAG GAG ACA TTC AGC TG-3 '(SEQ ID NO: 1)
(2) 5′-ACG CGT CGA CAG CTT TCA TGG CCT AGC TGC TA-3 ′ (SEQ ID NO: 2)
(3) 5'-ATT CGG CCG CGG TCT AGA GCC AAT GGA GCT TAG G-3 '(SEQ ID NO: 3)
(4) 5′-ATT CGG CCG CGG AGA GTT CTG AAT CAG GGT GT-3 ′ (SEQ ID NO: 4).
[0125]
Similarly, DNA primers for synthesizing the human CD80 promoter by PCR were obtained from Life Technologies, Gibco BRL and had the following sequences:
(5) 5'-ACG CGT CGA CAG TCT TCC TCA TCC CAC CA-3 '(SEQ ID NO: 5)
(6) 5′-ACG CGT CGA CCA TCA CAC AGC AAG GCT AG-3 ′ (SEQ ID NO: 6)
(7) 5′-ACG CGT CGA CGT TTG TTA GTC CAT GCA CG-3 ′ (SEQ ID NO: 7)
(8) 5'-TCC CCG CGG AGA GAG GCG ACA TTT C-3 '(SEQ ID NO: 8).
[0126]
Fragments of the CD80 promoter (human and mouse) were combined with 200 μg of human or mouse gene DNA, 1 × Trbo TM Pfu buffer (Stratagene, La Jolla, CA, 20 mM Tris-Cl, pH 8.8, 2 mM MgSO 4 , 10 mM KCl, 10 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 0.1% Triton, 0.1 mg / ml nuclease-free BSA), 20 pm 5 ′ primer, 20 pm 3 ′ primer, 200 μm dNTP, 1U Perfect Match Tm PCR enhancer (StrataGene, La Jolla, CA) and 2.5U Pfu Turbo TM (Stratagene) was amplified by PCR by reacting 35 cycles of 96 ° C. (45 seconds); 55 ° C. (45 seconds) and 72 ° C. (45 seconds). After completion of 35 cycles, the PCR product was kept at 4 ° C. This PCR product is used for QLAquick Tm Purified by PCR purification kit (Qiagen Corporation) according to manufacturer's instructions.
[0127]
The purified PCR product was added to buffer # 3 (100 mM NaCl, 50 mM Tris-Cl, 10 mM MgCl 2 Double digestion with Sal I (New England BioLabs) and Sac II (New England BioLabs) in 1 mM DTT, pH 7.9) at 37 ° C. overnight. The digested PCR product was run on a 1% agarose gel and the correct band was excised from the gel. The DNA in this gel slice was Tm Purification was performed using an ethidium bromide spin column (Supelco).
[0128]
A plasmid was constructed by removing the CMV promoter from plasmid pWRG7128 (Tacket et al. (1999) Vaccine 17: 2826) and replacing it with the amplified CD80 promoter segment. This plasmid, pWRG7128, contains, in addition to appropriate control elements, a sequence encoding the hepatitis B surface antigen (HBsAg), which is under the transcriptional control of the cytomegalovirus (CMV) promoter, and is transfected into most cell types. It was shown to produce HbsAg particles when transfected. This pWRG7128 plasmid was constructed as follows. The cloning vector pWRG7077 (Schmaljohn et al. (1997) J Virol. 71: 9563-9569) was digested with the HBsAg code by digesting the vector to completion with BamH1 followed by partial digestion with Hind3. Prepared to accept the sequence. After blunting the 5 'overhang by treatment with Klenow fragment and deoxyribonucleotides, this 4.3 kB vector fragment was isolated. The 1.35 kB HbsAg insert fragment (containing the untranslated pre-S2 sequence, the 226 amino acid HbsAg coding sequence of the adw strain, and the HBV enhancer element) was digested with BamH1 to give the plasmid pAM6 (ATCC, Rockford, MD). After blunting the ends by treatment with the Klenow fragment and deoxyribonucleotides, the fragment was isolated and ligated to the 4.3 kB vector fragment as described above. The resulting recombinant was screened for the proper origin of the insert, and the correct isolate was identified and named intermediate plasmid (pWRG7074). To remove the start of the codon of the X protein (located at the 3 'end of the pAM6 1.35 kB insert), the 4.86 kB vector fragment was digested with Bgl2 and the ends were blunted using Klenow fragment and deoxyribonucleotides. The pWRG7074 plasmid is isolated from the pWRG7074 plasmid by digestion with BstX1, the 754 bp insert fragment is digested with Nco1, treated with mung bean nuclease, and digested with BstX1 to obtain a single fragment from the pWRG7074 construct. Released. The resulting vector and insert fragment are then ligated together to form the analytical plasmid pWRG7128. This plasmid construct is shown in Table 1 and FIGS.
[0129]
(Table 1: Representative plasmids)
[0130]
[Table 1]
Figure 2004522403
pWGR7128 was digested with Sal I and Sac II in buffer # 3. The digested vector is run on a 1% agarose gel, the correct vector band is excised from the gel, and GenElute Tm Purified using an ethidium bromide spin column.
[0131]
The promoter was ligated into the prepared vector, and 20 ng of the vector and 100 ng of the insert promoter were ligated to a 1 × T4 DNA ligase buffer (50 mM Tris-Cl, 10 mM MgCl 2) with 6 Wise unit T4 DNA ligand (New England Biolabs). 2 , 10 mM DTT, 1 mM ATP, 25 μg / ml BSA, pH 7.8) at 15 ° C. overnight.
[0132]
The ligation mixture was diluted 1: 3 in saline for appropriately ligated fragments of the construct. 5 μl of the diluted mixture was added to 50 μl of MAX Efficiency DH5α Competent Cells TM (Gibco-BRL) and incubated on ice for 30 minutes. The transformed mixture was heat shocked at 42 ° C. for 45 minutes and quickly returned to a 2 minute incubation. One ml of SOC medium was added to the transformed cells and shaken at 37 ° C for 1 hour. After incubation, the cells were briefly centrifuged and plated on kanamycin-LB plates. The plate was incubated overnight at 37 ° C.
[0133]
To confirm ligation successfully, a single clone was picked and incubated in 3.0 ml of LB / Kan medium and cultured at 37 ° C. with shaking overnight. Plasmids were isolated from the medium, digested with Sal I and Sac II, and visualized on a 1% agarose gel stained with ethidium bromide.
[0134]
(B. Expression of antigen)
2 ml of B16 cells were added to 2 × 10 5 Cells were seeded in 6-well plates per ml. The cells are reduced to 5% CO 2 And incubated overnight at 37 ° C. to reach 60-80% confluency. Endotoxin-free plasmid DNA reduced in 2 μg serum medium (Gibco-BRL) (in 100 μl Opti-MEM®1) and lipofectin reduced in 10 μl serum medium (in 90 μl Opti-MEM® 1). And incubated separately for 45 minutes at room temperature. The two solutions were then mixed and incubated for 15 minutes at room temperature. During this incubation, B16 cells were washed three times in serum free medium. For each transfection, 0.8 ml of Opti-MEM® 1 with reduced serum medium was added to the mixed solution and the complex was plated on B16 cells. The cells were then incubated at 37 ° C. for 5 hours. Subsequently, 1.0 ml of 20% FBS medium was added. The medium was collected after 48 hours for antigen expression analysis.
[0135]
The expression of HBsAg in transfected B16 cells is shown in Table 2. The cells were treated in one of three ways: (1) transfection with a positive control (ie, pWRG7128) expressing the antigen (ie, HBsAg) in B16 cells; (2) Transfection with plasmids p5020 and p5021 and (3) no transfection (negative control).
[0136]
(Table 2. In vitro expression of HBsAg by transfecting cells with virus)
(Plasmid)
[0137]
[Table 2]
Figure 2004522403
* Data are shown as average OD values (492.6 wavelength) for supernatants from two separate media and use the HBV Surface Antigen Kit (Abbott Laboratories Diagnostic Division (Auszyme Monoclonal, List No. 1980-24)). And analyzed.
[0138]
As shown in Table 2, unlike the positive control plasmid pWRG7128, no HBV surface antigen expression was detected in cultured B16 cells transfected with plasmids p5020 and p5021. Thus, the CD80 promoter does not drive expression of antigen in non-antigen presenting cells.
[0139]
(C. Preparation of coated microparticles)
Plasmid DNA was placed on 1-3 μm gold particles (Degussa Corp., South Plainfield, NJ) on Eisenbraun et al. (1993) DNA Cell Biol. 12: 791-797. Briefly, gold particles are suspended in 50 mM spermidine and mixed with an equal amount of plasmid in water. The solution is mixed on a vortex and half the volume of 1 M CaCl 2 of the gold / DNA mixture. 2 Was dropped. The mixture was incubated at room temperature for 10 minutes and centrifuged to pellet the particles. The particles were washed three times with 100% ethanol and resuspended in ethanol containing 0.05-0.5% polyvinylpyrrolidone (PVP). The DNA-coated gold particles are then loaded into Tefzel® tubes as described in U.S. Pat. No. 5,584,807 to McCabe, which tubes are cut to 1.27 cm length and placed in PowderJect® (TM) XR-1 particle delivery device (PowerJect Vaccines, Inc. Madison, WI). Helium pulsed XR-1 particle delivery devices have been described previously (see, for example, US Pat. Nos. 5,584,807 and 5,865,796). At vaccination, each 1.27 cm cartridge contained 0.5 mg of gold particles coated with 2 μg of plasmid DNA.
[0140]
(D. Antibody response)
Based on the positive results found in the above in vitro transfection studies, vaccination studies were initiated using an in vivo particle mediated delivery method. Animal subjects receiving nucleic acid immunization in this study were: (1) a first experimental group of four mice vaccinated by particle-mediated delivery to the epidermis using the pWGR7128 positive control; and (2) the CD80 promoter A second experimental group of six mice vaccinated by particle-mediated delivery to the epidermis using the driven HBsAg plasmids p5020 and p5021 was included. Blood samples were collected from each animal before immunization (naive mice).
[0141]
Mice were immunized (primed) with plasmids p5020 and p5021 or control pWGR7128 by particle-mediated delivery (0.5 mg gold / shot coated with 2 μg DNA / mg gold) on gold particles. For immunity, the mice were shaved and the particles were delivered to the abdominal skin using an XR-1 device in a 500 psi helium-operated study barrel. Two shots were given to each mouse per immunization. Four weeks later, the mice were boosted according to the same immunization protocol used for prime immunization.
[0142]
Serum was collected from the animals before immunization, two and four weeks after priming, and two weeks after boost. Serum antibody levels were analyzed using the AUSAB EIA kit (Abbott Laboratories Diagnostics Division) according to the instructions provided by the manufacturer. Antibody reactivity to the hepatitis B virus (HBV) surface antigen was not detected in serum samples taken from animals immunized with plasmids p5020 and p5021, but two weeks after boost, serum antibody titers were It was> 3000 mlU / ml in mice immunized with pWGR7128 (Table 3).
[0143]
(Table 3. HBsAg-specific serum antibody titers in mice immunized with the CD80 plasmid)
[0144]
[Table 3]
Figure 2004522403
* Data are shown as mean HBV surface antigen antibody titers (mlU / ml) for the indicated groups of mice. Serum antibody titers were determined using an assay kit from Abbott Laboratories Diagnostics Division (AUSAB EIA, List 9006-24).
[0145]
Thus, the CD80 promoter driven plasmid does not cause an increase in the average antibody titer in serum.
[0146]
(E. Cell-mediated immune response)
Based on the positive results found in the serum antibody titer analysis described above, a study of cytotoxic T cell activity in immunized mice was performed. Cytotoxic T cell (CTL) activity was analyzed using splenocytes from immunized mice sacrificed two weeks after boost. As shown in FIG. 8, the CTL response elicited by immunization with plasmids p5020 and p5021 was more similar to the response elicited by plasmid pWGR7128. These responses were much greater than those found in splenocytes collected from naive mice.
[0147]
As a result of the above studies, it can be found that nucleic acid immunization provides a T cell-specific immune response when antigen expression is driven by a promoter derived from a costimulatory molecule. Furthermore, the T cell response is comparable to that found using the positive control.
[0148]
(Example 2: SIV immune response)
To determine whether the expression vector encoding the human CD80 promoter-driven HBsAg (hCD80-HBsAg) is expressed in monkey dendritic cells, the following study is performed. Monkey dendritic cells (DCs) were essentially purified by van der Meide et al. Med. Primatol. 24: 271-281, isolated from PBMC. The isolated DCs are then transfected with a plasmid encoding a human CD80 promoter-driven HBsAg essentially as described in Example 1 for B16 cells. Non-APC lines (eg, monkey COS cells) are similarly transfected. Expression of HBsAg in the supernatant and / or cells is performed by immunohistochemical staining.
[0149]
Studies are performed to determine the extent of HBsAg expression in APCs, taking into account cell-specific expression. The plasmid hCD80-HBsAg is delivered to the epidermis of monkey skin using a PowderJect® XR particle delivery device. Various additional epidermal sites will also be studied. Gold is used as a negative control, while CMV-HBsAg is used as a positive control. GM-CSF is administered to test dendritic cell recruitment. Biopsies are performed at the site of administration 24 or 48 hours later. Tissues are fragmented and HBsAg expression in dendritic cells is assessed by immunohistochemical staining using specific antibodies for HBsAg and dendritic cell surface markers. HBsAg expression in dendritic cells and Langerhans cells is assessed.
[0150]
An hCD80-SIV expression vector is constructed, for example, by replacing the sequence encoding HBsAg with the appropriate SIV coding sequence. Monkeys are immunized with the hCD80-SIV construct and compared to monkeys immunized with the CMV-SIV plasmid (positive control). Delivery of the plasmid is performed using a particle delivery device. Antigen expression, antibody response, and CTL activation are assessed essentially as described in Example 1 above. The monkeys are then challenged with pathogenic SIV and monitored for clinical expression of SIV.
[0151]
(Example 3: Use of cytokine adjuvant)
The following studies were performed to assess the ability of nucleic acids encoding TNF-related activation-inducing kinase (TRANCE) to enhance the immune response to co-administered antigen sequences.
[0152]
(A. Plasmid preparation)
The mouse TRANCE cDNA coding sequence was derived from the mRNA sequence (GenBank number AF0113170) and cloned into the insertion site of the pFLAG-CMV2 expression vector (Sigma, catalog number E4026), and the TRANCE coding sequence was under transcriptional control of the CMV2 promoter. The resulting expression construct was obtained. This plasmid construct was named pTRANCE.
[0153]
Plasmids containing sequences encoding hepatitis B core antigen (HBcAg) and hepatitis B surface antigen (HBsAg) were constructed as follows. Both sequences encoding HBcAg and BHBsAg were obtained from the HBV clone pAM6 (ATCC Accession No. 45020). To create the HBsAg coding region, the pAM6 construct was cut with NcoI and treated with mung bean nuclease to remove the X antigen start codon. The resulting DNA is then cut with BamHI and treated with T4 DNA polymerase to make the DNA blunt-ended, creating an HBsAg expression cassette. The HBsAg expression cassette is present in a 1.2 kB fragment. The plasmid construct pPJV7077 (Schmaljohn et al. (1997) J. Virol. 71: 9563-9569) containing the full-length human CMV (Towne species) immediate early promoter (along with enhancers) was cut with HindIII and BglII, followed by T4 DNA polymerase and Treatment with bovine alkaline phosphatase generated blunt-ended DNA, and the HBsAg expression cassette was ligated into the plasmid to yield the pWRG7128 construct.
[0154]
To create the HBcAg coding region, the pAM6 construct was cut to create an HBcAg expression cassette, after which the HBcAg sequence was truncated by site-directed mutagenesis and the C-terminal arginine-rich region was removed from the core antigen particles ( This deletion does not interfere with particle formation). This truncated HBcAg sequence was then cloned into a plasmid construct containing the human elongation factor promoter ("hELF", Mizushima et al. (1990) Nucl. Acids Res. 18: 5322) to obtain an HBcAg vector construct.
[0155]
(A) CMV promoter / enhancer, intron A-5 'untranslated region, and human tissue plasminogen activator (hTPA) signal peptide ("CMV-IA-TPA"); or (b) bovine growth hormone polyA sequence Expression cassettes containing (bGHpA) were each obtained from the JW4303 vector construct (provided by Dr. Harriet Robinson of the University of Massachusetts) and inserted into the plasmid backbone. The resulting construct was cut with NheI, filled in with polymerase, and then cut with BamHI to create a vector fragment containing the pUC19 origin of replication, the ampicillin resistance gene and the bGHpA sequence. This plasmid backbone was cut a second time with SalI, filled with polymerase, and cut with BamHI to release vector fragments, including the CMV-IA-TPA vector fragment. The two vector fragments were ligated together to obtain a construct named pWRG7054.
[0156]
The pWRG7054 construct was cut with Nhel, filled in with polymerase, and cut with BamHI to create a vector fragment. The HBcAg vector construct was cut with NcoI, filled in with polymerase, and cut with BamHI to create an insert fragment. The two fragments were then ligated together to give a construct named pWRG7063.
[0157]
PEL-Bos was cut with EcoRI and dephosphorylated with bovine intestinal phosphatase to create a vector fragment. The pWRG7063 plasmid was cut with HindIII, filled in with polymerase, and cut with EcoRI to create an insert fragment containing the hTPA signal peptide, the HBcAg antigen sequence and the bGHpA region. These two fragments were ligated together to give a construct named pWRG7145.
[0158]
The pWRG7128 construct was cut with EcoRI and dephosphorylated with bovine intestinal phosphatase to create a vector fragment containing the HBsAg coding region under the transcriptional control of the hCMV promoter. This pWRG7145 construct was cut with MfeI and EcoRI to create an insert fragment containing the hELF promoter / intron, hTPA signal peptide sequence, HBcA antigen sequence and bGHpA region. These two fragments were then ligated together to yield the pPJV7193 plasmid construct containing the HBcAg and HBsAg coding sequences.
[0159]
(B. Vaccine preparation and immunization)
A panel of DNA vaccine compositions was organized using various combinations of the following DNA plasmids: pPJV7193 construct (encoding hepatitis B surface antigen and hepatitis B core antigen); pPJV7046 construct (empty DNA plasmid); And pTRANS constructs (encoding TRANCE cytokines). The final concentration of DNA in each vaccine composition was 2.0 μg / mg gold and the concentration of the antigen construct (pPJV7193) was kept constant in all compositions, while changing the concentration of the TRANCE construct I let it. The actual concentration of each construct present in the panel of DNA vaccine compositions is reported in Table 4 below.
[0160]
(Table 4. TRANCE DNA vaccine composition)
[0161]
[Table 4]
Figure 2004522403
Plasmid DNAs (pPJV7193, pPJV7046 and pTANCE) were combined at the ratios reported in Table 4 above, and the plasmid mixture was then coated on 1-3 μm gold particles using the technique described in Example 1 above. A final concentration of 2 μg DNA / mg gold was obtained. The DNA-coated gold particles are then loaded into Tefzel® tubes as in Example 1 above and cut into lengths provided as cartridges for the PowderJect® XR particle delivery device. Each cartridge contained 0.5 mg of gold particles.
[0162]
Six experimental groups of four Balb / c mice were each assembled and immunized (prime) by particle-mediated delivery of plasmid DNA coated on gold particles using the DNA vaccine compositions listed in Table 4 above. did. For immunization, the mice were shaved and the particles were delivered to the abdominal skin in a single shot using a 500 psi helium-operated particle delivery device. The mice were sacrificed two weeks after immunization and the spleens were removed for ELISPOT analysis.
[0163]
(C. ELISPOT analysis)
ELISPOT filter plates were coated with rat anti-mouse IL-4 antibody at a concentration of 0.75 μg / well in 0.1 M carbonate buffer. The plate was incubated overnight at 4 ° C. After two washes with phosphate buffered saline (PBS), the plates were blocked with 100 μl of RPMI medium supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) for 1 hour at 37 ° C. This medium was discarded after blocking. 1 × 10 5 dissolved and supplemented with RPMI (supplemented with 10% FBS, sodium pyruvate, and non-essential amino acids) 7 Splenocytes with erythrocytes resuspended in cells / ml at 1 × 10 5 per well 6 0.5 x 10 cells / well 6 Added at cell concentration. 100 μl of whole hepatitis B virus core antigen (BioDesign), diluted to 20 μg / ml in RPMI supplemented with 10% FBS, was added to the wells and the plates were incubated at 37 ° C. for 48 hours. After the incubation, the cells and medium were discarded and the plate was washed twice with PBS, followed by washing with deionized water to lyse any remaining cells, and then twice more with PBS. The detection antibody (biotinylated rat anti-mouse IL-4) was diluted to 1 μg / ml in PBS, and 50 μl was added to each well and incubated for 1 hour at room temperature. The plate was then washed 5 times with PBS and 50 μl of streptavidin alkaline phosphatase conjugate (1: 1000 dilution in PBS) was added to each well. After 1 hour incubation at room temperature, the plates were washed 5 times with PBS and 50 μl of chromagenic alkaline phosphatase substrate was added to each well. As soon as spots appeared, the reaction was stopped by rinsing the plate with tap water. Spots were counted and the results were graphed in FIG. 9 as specific spots per million splenocytes. As can be found by reviewing the data shown in FIG. 9, HBcAg-specific IL-4 production is increased compared to controls (compositions containing no pTRANCE) and dose-related to specific spots. Decreased.
[0164]
(D. Antibody analysis (ELISA))
The above study was repeated using a coated DNA particle cartridge prepared as described above, but with the following modifications: pPJV7193 construct (encoding hepatitis B surface antigen and hepatitis B core antigen) and pTRANCE. The construct (encoding the TRANCE cytokine) was coated on another batch of gold particles (pTRANCE and pPJV7046 plasmids were matched as described above and this combination was coated on gold particles, while pTRANCE plasmid was Coated on a batch of gold particles). The two batches of coated gold particles were then mixed together before encoding the Tefzel® tube. The same concentration of DNA as reported in Table 4 above was used with one exception, except that a 625: 1 ratio was not included in this second study. Each experimental group of four Balb / c mice was immunized as described above, and the mice were sacrificed two weeks after immunization, and sera were collected for antibody analysis by ELISA.
[0165]
For antibody analysis, ELISA plates were coated with 100 μl of whole hepatitis B virus core antigen (BioDesign), diluted to 0.1 μg / ml in PBS and incubated at 4 ° C. overnight. The plate was washed once with PBS with 0.05% Tween 20 (PBS-T) and then blocked with 300 μl of blocking solution (PBS and 5% dry milk) for 1 hour at room temperature. The blocking solution was discarded and 100 μl of serially diluted serum was added. The plate was incubated for 1 hour at room temperature, followed by three washes with PBS-T. The conjugated antibody (goat anti-mouse IgG-horseradish peroxidase) was diluted 1: 5000 in PBS and 2% dry milk. 100 μl of the conjugated antibody was added to each well and the plate was incubated for 1 hour at room temperature. The plate was then washed 5 times with PBS-T and 100 μl of TMB substrate was added to each well. After 15 minutes, the reaction was quenched with 2 SO 4 Stopped at The absorbance was read at 450 nm. The geometric mean of each experimental group was then calculated and plotted in FIG. 10 against dilution. As can be found by reviewing the data shown in FIG. 10, anti-HBcAg antibody response was increased in all groups receiving the pTANCE adjuvant composition, except for the composition containing a 25: 1 ratio.
[0166]
Thus, the addition of the pTRANCE cytokine encoding the plasmid construct in the hepatitis DNA vaccine composition enhanced both cellular and humoral immune responses to the antigen of interest.
[0167]
Accordingly, novel compositions that elicit immunity are described. Methods of using these compositions are also described. While the preferred embodiments of the invention will be described in some detail, it will be understood that obvious modifications can be made as defined by the appended claims without departing from the spirit and scope of the invention. .
[Brief description of the drawings]
FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram of a CD80 promoter-driven expression vector p5020. This plasmid vector was constructed from pWRG7128 (mammalian expression vector) based on the pUC19 backbone. The CMV promoter was removed and replaced with a 254 bp PCR fragment obtained by amplification of the mouse CD80 promoter (obtained from Life Technologies, Gibco BRL). This plasmid also contains regulatory elements and the bovine growth hormone poly-A signal and is operably linked to the full-length cDNA encoding hepatitis B surface antigen.
FIG. 2
FIG. 2 is a schematic diagram of the CD80 promoter-driven expression vector p5021. This plasmid vector was constructed from pWRG7128 (mammalian expression vector) based on the pUC19 backbone. The CMV promoter was removed and replaced with a 489 base pair PCR fragment obtained by amplification of the mouse CD80 promoter (obtained from Life Technologies, Gibco BRL). This plasmid also contains regulatory elements and the bovine growth hormone poly-A signal and is operably linked to the full-length cDNA encoding hepatitis B surface antigen.
FIG. 3
FIG. 3 is a schematic diagram of the CD80 promoter-driven expression vector p5022. This plasmid vector was constructed from pWRG7128 (mammalian expression vector) based on the pUC19 backbone. The CMV promoter was removed and replaced with a 3123 base pair PCR fragment obtained by amplification of the mouse CD80 promoter (obtained from Life Technologies, Gibco BRL). This plasmid also contains regulatory elements and the bovine growth hormone poly-A signal and is operably linked to the full-length cDNA encoding hepatitis B surface antigen.
FIG. 4
FIG. 4 is a schematic diagram of the CD80 promoter-driven expression vector p5023. This plasmid vector was constructed from pWRG7128 (mammalian expression vector) based on the pUC19 backbone. The CMV promoter was removed and replaced with a 3357 base pair PCR fragment obtained by amplification of the mouse CD80 promoter (obtained from Life Technologies, Gibco BRL). This plasmid also contains regulatory elements and the bovine growth hormone poly-A signal and is operably linked to the full-length cDNA encoding hepatitis B surface antigen.
FIG. 5
FIG. 5 is a schematic diagram of the CD80 promoter-driven expression vector p5024. This plasmid vector was constructed from pWRG7128 (mammalian expression vector) based on the pUC19 backbone. The CMV promoter was removed and replaced with a 578 base pair PCR fragment obtained by amplification of the mouse CD80 promoter (obtained from Life Technologies, Gibco BRL). This plasmid also contains regulatory elements and the bovine growth hormone poly-A signal and is operably linked to the full-length cDNA encoding hepatitis B surface antigen.
FIG. 6
FIG. 6 is a schematic diagram of the CD80 promoter-driven expression vector p5025. This plasmid vector was constructed from pWRG7128 (mammalian expression vector) based on the pUC19 backbone. The CMV promoter was removed and replaced with a 202 base pair PCR fragment obtained by amplification of the mouse CD80 promoter (obtained from Life Technologies, Gibco BRL). This plasmid also contains regulatory elements and the bovine growth hormone poly-A signal and is operably linked to the full-length cDNA encoding hepatitis B surface antigen.
FIG. 7
FIG. 7 is a schematic diagram of the CD80 promoter-driven expression vector p5026. This plasmid vector was constructed from pWRG7128 (mammalian expression vector) based on the pUC19 backbone. The CMV promoter was removed and replaced with a 294 base pair PCR fragment obtained by amplification of the mouse CD80 promoter (obtained from Life Technologies, Gibco BRL). This plasmid also contains regulatory elements and the bovine growth hormone poly-A signal and is operably linked to the full-length cDNA encoding hepatitis B surface antigen.
FIG. 8
FIG. 8 is a graph showing the cytotoxic T cell (CTL) response elicited in mice immunized with a plasmid encoding hepatitis B antigen (HBsAg) under the control of the CMV promoter or the CD80 promoter.
FIG. 9
FIG. 9 is a histogram showing anti-hepatitis B core antigen-specific IL-4 production in splenocytes from mice immunized with a plasmid encoding hepatitis B core / surface antigen and a TRANCE cytokine adjuvant.
FIG. 10
FIG. 10 is a graph showing anti-hepatitis B core antigen-specific antibody production in mice immunized with the plasmid encoding hepatitis B core / surface antigen and the TRANCE cytokine adjuvant.

Claims (38)

同時刺激分子をコードする遺伝子由来の第一のプロモーターおよび少なくとも1つの抗原をコードする第一の配列を含むポリヌクレオチドであって、ここで、該第一の配列が、該第一のプロモーターに作動可能に連結された、ポリヌクレオチド。A polynucleotide comprising a first promoter from a gene encoding a costimulatory molecule and a first sequence encoding at least one antigen, wherein the first sequence activates the first promoter. A polynucleotide, operably linked. 前記プロモーターが、CD80(B7−1)遺伝子由来である、請求項1に記載のポリヌクレオチド。The polynucleotide according to claim 1, wherein the promoter is derived from a CD80 (B7-1) gene. 前記プロモーターが、CD86(B7−2)遺伝子由来である、請求項1に記載のポリヌクレオチド。The polynucleotide according to claim 1, wherein the promoter is derived from a CD86 (B7-2) gene. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドであって、前記第一のプロモーターに作動可能に連結された少なくとも1つのサイトカインをコードする第二の配列をさらに含む、ポリヌクレオチド。The polynucleotide of any one of claims 1 to 3, further comprising a second sequence encoding at least one cytokine operably linked to the first promoter. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドであって、少なくとも1つのサイトカインおよび第二のプロモーターをコードする第二の配列をさらに含み、ここで、該第二の配列が、該第二のプロモーターに作動可能に連結された、ポリヌクレオチド。4. The polynucleotide of any one of claims 1-3, further comprising a second sequence encoding at least one cytokine and a second promoter, wherein the second sequence is A polynucleotide operably linked to a second promoter. 前記第二のプロモーターが、構成的プロモーターである、請求項5に記載のポリヌクレオチド。The polynucleotide of claim 5, wherein said second promoter is a constitutive promoter. 請求項4〜6のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドであって、ここで、前記サイトカインが、CD40リガンド(CD40L)、腫瘍壊死因子関連活性化誘導サイトカイン(TRANCE)およびFlt3リガンドからなる群から選択される、ポリヌクレオチド。The polynucleotide according to any one of claims 4 to 6, wherein the cytokine is from the group consisting of CD40 ligand (CD40L), tumor necrosis factor-related activation-inducing cytokine (TRANCE), and Flt3 ligand. The polynucleotide to be selected. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドでコーティングされたコアキャリア。A core carrier coated with the polynucleotide according to claim 1. 前記キャリアが金から構成される、請求項8に記載のコアキャリア。9. The core carrier of claim 8, wherein said carrier is comprised of gold. 粒子送達デバイスにおける使用に適した投薬容器であって、該投薬容器が、請求項8または9に記載のコーティングされたキャリアを含む、投薬容器。A dosing container suitable for use in a particle delivery device, said dosing container comprising a coated carrier according to claim 8 or 9. 請求項8または9に記載のコーティングされたキャリアで充填された粒子送達デバイス。A particle delivery device filled with a coated carrier according to claim 8 or 9. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドおよび薬学的に受容可能な賦形剤を含む、薬学的組成物。A pharmaceutical composition comprising the polynucleotide of any one of claims 1 to 7 and a pharmaceutically acceptable excipient. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリヌクレオチド、薬学的に受容可能な賦形剤およびサイトカインを含む、薬学的組成物。A pharmaceutical composition comprising the polynucleotide according to any one of claims 1 to 3, a pharmaceutically acceptable excipient and a cytokine. 前記サイトカインが、CD40L、腫瘍壊死因子関連活性化誘導サイトカイン(TRANCE)およびFlt3リガンドからなる群から選択される、請求項13に記載の薬学的組成物。14. The pharmaceutical composition according to claim 13, wherein the cytokine is selected from the group consisting of CD40L, tumor necrosis factor-related activation-inducing cytokine (TRANCE) and Flt3 ligand. 脊椎動物被験体において免疫応答を惹起するための医薬の製造における、同時刺激分子をコードする遺伝子由来のプロモーターに作動可能に連結された抗原をコードするヌクレオチド配列の使用であって、ここで、該ププロモーターが、該被験体において該抗原の発現を指向し得る、使用。Use of a nucleotide sequence encoding an antigen operably linked to a promoter from a gene encoding a costimulatory molecule, in the manufacture of a medicament for raising an immune response in a vertebrate subject, wherein the nucleotide sequence comprises Use wherein the promoter is capable of directing the expression of the antigen in the subject. 前記同時刺激分子がCD80またはCD86である、請求項15に記載の使用。16. Use according to claim 15, wherein the costimulatory molecule is CD80 or CD86. 前記ヌクレオチド配列が、さらに、前記被験体に対する少なくとも1つのサイトカインをコードする、請求項15または16に記載の使用。17. Use according to claim 15 or 16, wherein the nucleotide sequence further encodes at least one cytokine for the subject. 前記ヌクレオチド配列および少なくとも1つのサイトカインが、前記被験体に同時投与される、請求項15または16に記載の使用。17. Use according to claim 15 or 16, wherein said nucleotide sequence and at least one cytokine are co-administered to said subject. 前記サイトカインが、CD40L、腫瘍壊死因子関連活性化誘導サイトカイン(TRANCE)およびFlt3リガンド(flt−3L)からなる群から選択される、請求項17または18に記載の使用。19. The use according to claim 17 or 18, wherein the cytokine is selected from the group consisting of CD40L, tumor necrosis factor-related activation-inducing cytokine (TRANCE) and Flt3 ligand (flt-3L). 前記ヌクレオチド配列が、粒子媒介経皮的送達技術を使用する前記被験体への投与に適切なコアキャリア粒子上にコーティングされる、請求項15〜19のいずれか1項に記載の使用。20. Use according to any one of claims 15 to 19, wherein the nucleotide sequence is coated on a core carrier particle suitable for administration to the subject using a particle mediated transdermal delivery technique. 前記コアキャリア粒子が、金からなる、請求項20に記載の使用。21. Use according to claim 20, wherein the core carrier particles consist of gold. 前記コーティングされたキャリア粒子の投与が、プライム投与およびブースター投与を提供するために繰り返される、請求項15〜21のいずれか1項に記載の使用。22. The use according to any one of claims 15 to 21, wherein the administration of the coated carrier particles is repeated to provide a prime administration and a booster administration. ワクチン組成物であって、以下:
(a)少なくとも1つの抗原をコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクター;ならびに
(b)CD40リガンド(CD40L)、腫瘍壊死因子関連活性化誘導サイトカイン(TRANCE)およびFlt3リガンド(flt−3L)から選択される少なくとも1つのサイトカイン、
を含む、ワクチン組成物。
A vaccine composition, comprising:
(A) an expression vector comprising a polynucleotide encoding at least one antigen; and (b) a CD40 ligand (CD40L), a tumor necrosis factor-related activation-inducing cytokine (TRANCE), and a Flt3 ligand (flt-3L). At least one cytokine,
A vaccine composition comprising:
ワクチン組成物であって、以下:
(a)少なくとも1つのペプチド抗原;ならびに
(b)CD40リガンド(CD40L)、腫瘍壊死因子関連活性化誘導サイトカイン(TRANCE)およびFlt3リガンド(flt−3L)から選択される少なくとも1つのサイトカインをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクター、
を含む、ワクチン組成物。
A vaccine composition, comprising:
(A) at least one peptide antigen; and (b) poly-encoding at least one cytokine selected from CD40 ligand (CD40L), tumor necrosis factor-related activation-inducing cytokine (TRANCE) and Flt3 ligand (flt-3L). An expression vector comprising a nucleotide,
A vaccine composition comprising:
ワクチン組成物であって、以下:
(a)少なくとも1つのペプチド抗原;ならびに
(b)CD40リガンド(CD40L)、腫瘍壊死因子関連活性化誘導サイトカイン(TRANCE)およびFlt3リガンド(flt−3L)から選択される少なくとも1つのサイトカイン、
を含む、ワクチン組成物。
A vaccine composition, comprising:
(A) at least one peptide antigen; and (b) at least one cytokine selected from CD40 ligand (CD40L), a tumor necrosis factor-related activation-inducing cytokine (TRANCE) and Flt3 ligand (flt-3L);
A vaccine composition comprising:
前記発現ベクターおよび/または前記少なくとも1つのサイトカインが、コアキャリア上にコーティングされる、請求項23に記載のワクチン組成物。24. The vaccine composition according to claim 23, wherein said expression vector and / or said at least one cytokine are coated on a core carrier. 前記発現ベクターおよび/または前記少なくとも1つのペプチド抗原が、コアキャリア上にコーティングされる、請求項24に記載のワクチン組成物。25. The vaccine composition according to claim 24, wherein the expression vector and / or the at least one peptide antigen is coated on a core carrier. 前記少なくとも1つのペプチド抗原および/または前記少なくとも1つのサイトカインが、コアキャリア上にコーティングされる、請求項25に記載のワクチン組成物。26. The vaccine composition according to claim 25, wherein said at least one peptide antigen and / or said at least one cytokine are coated on a core carrier. 無針シリンジにおける使用に適した投薬容器であって、該投薬容器は、請求項26〜28のいずれか1項に記載のコーティングされたコアキャリアを含む、投薬容器。29. A dosing container suitable for use in a needleless syringe, wherein the dosing container comprises a coated core carrier according to any one of claims 26-28. 請求項26〜28にいずれか1項に記載のコーティングされたコアキャリアを充填した粒子送達デバイス。29. A particle delivery device filled with the coated core carrier of any one of claims 26-28. 脊椎動物被験体において免疫応答を惹起するための医薬の製造における、請求項23〜25のいずれか1項に記載のワクチン組成物の使用。26. Use of a vaccine composition according to any one of claims 23 to 25 in the manufacture of a medicament for raising an immune response in a vertebrate subject. 前記ワクチン組成物が、粒子媒介経皮的送達技術を使用する前記被験体への投与に適したコアキャリア粒子上にコーティングされた、請求項31に記載の使用。32. The use of claim 31, wherein the vaccine composition is coated on core carrier particles suitable for administration to the subject using a particle mediated transdermal delivery technique. 前記コアキャリア粒子が、金から構成される、請求項32に記載の使用。33. Use according to claim 32, wherein the core carrier particles are comprised of gold. 前記コーティングされた粒子の投与が、プライム投与およびブースター投与を提供するために繰り返される、請求項32または33のいずれか1項に記載の使用。34. Use according to any one of claims 32 or 33, wherein the administration of the coated particles is repeated to provide a prime administration and a booster administration. 脊椎動物被験体において免疫応答を惹起するための方法であって、該方法は、以下:
(a)同時刺激分子をコードする遺伝子由来のプロモーターに作動可能に連結された抗原をコードするヌクレオチド配列を提供する工程であって、該プロモーターが、該被験体において該抗原の発現を指向し得る、工程;および
(b)該ヌクレオチド配列を該患者に投与する工程であって、それによって該抗原が、免疫応答を惹起するに十分な量で発現される、工程、
を包含する、方法。
A method for raising an immune response in a vertebrate subject, the method comprising:
(A) providing a nucleotide sequence encoding an antigen operably linked to a promoter from a gene encoding a costimulatory molecule, wherein the promoter can direct expression of the antigen in the subject; And (b) administering the nucleotide sequence to the patient, whereby the antigen is expressed in an amount sufficient to elicit an immune response.
A method comprising:
脊椎動物被験体において免疫応答を惹起するための方法であって、該方法は、以下:
(a)少なくとも1つの抗原をコードするヌクレオチド配列でコーティングされたコアキャリア粒子を提供する工程であって、該ヌクレオチド配列は、同時刺激分子をコードする遺伝子由来のプロモーターに作動可能に連結され、ここで、該プロモーターが、該被験体において抗原コード配列の発現を駆動し得る、工程;および
(b)粒子媒介送達技術を使用して、該被験体に該コーティングされたコアキャリア粒子を投与する工程であって、それによって、該抗原が、免疫応答を惹起するに十分な量で発現される、工程、
を包含する、方法。
A method for raising an immune response in a vertebrate subject, the method comprising:
(A) providing a core carrier particle coated with a nucleotide sequence encoding at least one antigen, wherein the nucleotide sequence is operably linked to a promoter from a gene encoding a costimulatory molecule; Wherein said promoter is capable of driving expression of an antigen coding sequence in said subject; and (b) administering said coated core carrier particles to said subject using particle mediated delivery techniques. Wherein the antigen is expressed in an amount sufficient to elicit an immune response,
A method comprising:
脊椎動物被験体において免疫応答を惹起するための方法であって、該方法は、以下:
(a)請求項23〜25のいずれか1項に記載のワクチン組成物を提供する工程;および
(b)免疫応答を惹起するに十分な量で、該組成物を該被験体に投与する工程、
を包含する、方法。
A method for raising an immune response in a vertebrate subject, the method comprising:
(A) providing a vaccine composition according to any one of claims 23 to 25; and (b) administering the composition to the subject in an amount sufficient to elicit an immune response. ,
A method comprising:
脊椎動物被験体において免疫応答を惹起するための方法であって、該方法は、以下:
(a)請求項26〜28のいずれか1項に記載のワクチン組成物を提供する工程;および
(b)粒子媒介送達技術を使用して、該患者に工程(a)の組成物を投与する工程、
を包含する、方法。
A method for raising an immune response in a vertebrate subject, the method comprising:
(A) providing a vaccine composition according to any one of claims 26 to 28; and (b) administering the composition of step (a) to the patient using particle mediated delivery technology. Process,
A method comprising:
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